ỨNG DỤNG VI SINH TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẠI NHÀ MÁY GIẤY MỸ XUÂN

ỨNG DỤNG VI SINH TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẠI NHÀ MÁY GIẤY MỸ XUÂN Tác giả NGUYỄN CAO VŨ Khóa luận đệ trình đề để đáp ứng u cầu cấp Kỹ sư ngành Công Nghệ Giấy - Bột Giấy Giáo viên hướng dẫn: ThS ĐẶNG THỊ THANH NHÀN Tháng 06 năm 2010 i LỜI CẢM ƠN Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến: Mọi người gia đình ln động viên, quan tâm chăm sóc, tạo điều kiện giúp đỡ tơi suốt thời gian học tập làm đề tài Ban giám hiệu Trường Đại Học Nơng Lâm TP Hồ Chí Minh, Ban chủ nhiệm Khoa Lâm Nghiệp thầy cô Bộ môn Công Nghệ Giấy Bột Giấy dạy dỗ cho vốn kiến thức cần thiết lý thuyết chuyên ngành Ban lãnh đạo công ty cổ phần giấy Mỹ Xuân tạo điều kiện cho thực tập nguyên cứu Th.S Đặng Thị Thanh Nhàn tận tình hướng dẫn tơi suốt q trình nghiên cứu thực đề tài Và xin gửi lời cảm ơn đến anh Lân Công ty cổ phần giấy Mỹ Xn ln đóng góp ý kiến hỗ trợ cho Các bạn lớp Công Nghệ Giấy - Bột Giấy K32 đồng hành, chia sẻ buồn vui, động viên giúp đỡ suốt thời gian học tập làm đề tài Các tổ chức cá nhân mà tham khảo tài liệu có liên quan TP Hồ Chí Minh, tháng 06 năm 2010 Nguyễn Cao Vũ ii TÓM TẮT Đề tài “Ứng dụng vi sinh vật xử lý nước thải nhà máy giấy Mỹ Xuân” tiến hành phòng thí nghiệm thuộc dự án nhà máy giấy Mỹ Xuân, thời gian tiến hành từ ngày 01/03/2010 đến 15/05/2010 Đề tài thực sở khảo sát dây chuyền xử lý nước thải nhà máy, tiến hành thí nghiệm phòng thí nghiệm nhà máy tham khảo tài liệu môi trường Để đánh giá hiệu hệ thống xử lý nước thải vi sinh hiếu khí nhà máy giấy Mỹ Xuân, mẫu nước thải lấy bể điều hòa (nước thải trước xử lý) bể lắng (sau xử lý) đo thông số, tiêu chuẩn như: BOD5, COD, TSS, độ màu Sau so sánh với TCVN 5945:2005 cột B (Kq=1,1;Kf=1) Để nghiên cứu tìm tải trọng COD thích hợp cho xử lý vi sinh hiếu khí ảnh hưởng tải trọng COD đến khả lắng nước thải sau xử lý vi sinh hiếu khí Nước thải lấy bể điều hòa, sau tiến hành pha lỗng để có mẫu để có tải trọng COD khác nhau, mẫu điều chỉnh để có mơi trường thích hợp vi sinh hiếu khí hoạt động như: điều chỉnh pH, bổ sung N P Sau vi sinh hiếu khí cho vào dạng bùn hoạt tính, sau sục oxi vào bể tạo điều kiện cho vi sinh hiếu khí hoạt động Tiếp theo nước thải tiếp tục cho qua thiết bị lắng Imhoff, ghi nhận thể tích bùn lắng ứng với thời gian phút Nước thải sau trình lắng đo giá trị pH, COD Kết thí nghiệm cho thấy : - Với việc ứng dụng vi sinh hiếu khí vào hệ thống xử lý nước thải, hiệu xử lý hệ thống với BOD đạt 85%, COD giảm gần 95%, TSS giảm 82% độ màu giảm gần 87% - Khi tăng tải trọng COD từ 0.5 đến 3.87 kg COD/m3ngày COD đầu tăng dần, hiệu xử lý COD giảm dần Tải trọng thích hợp (khoảng 0,5 – 2,15 kg COD/m3ngày) để hiệu xử lý cao nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn cho phép với COD < 100 iii - Khi tăng tải trọng COD lên từ 0.5- 3.87 kg COD/m3ngày khả lăng lắng bùn hoạt tính giảm dần, ứng với tải trọng 0.50 kg COD/m3ngày thời gian 30 phút khả lắng bùn hoạt tính cao khoảng 350 ml/l, ứng với tải trọng 2.15 kg COD/m3ngày thời gian 30 phút khả lắng bùn hoạt tính cao khoảng 380 ml/l ứng với tải trọng 3.87 kg COD/m3ngày thời gian 30 phút khả lắng bùn hoạt tính thấp dần khoảng 460 ml/l - Ở tải trọng cao khả lắng bùn giảm dần, giá trị SVI đo sau : Tải trọng 0,5 kg COD/m3ngày, SVI =109,7 ml/g Tải trọng 2,15 kg COD/m3ngày, SVI = 114,46 ml/g Tải trọng 3,87 kg COD/m3ngày, SVI = 130 ml/g Nhìn chung, 03 tải trọng giá trị SVI nằm giới hạn lắng tốt (SVI từ 50 – 150) điều chứng tỏ thí nghiệm bùn hoạt tính diễn tốt hồn tồn xử lý nước thải giấy mơ hình bùn hoạt tính hiếu khí iv MỤC LỤC Trang Trang tựa i Cảm tạ ii Tóm tắt iii Mục lục v Danh sách chữ viết tắt vi Danh sách hình .vii Danh sách bảng viii Chương MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục đích đề tài 1.3 Giới hạn đề tài 1.4 Phương pháp thực Chương TỔNG QUAN 2.1 Tổng quan công ty giấy Mỹ Xuân 2.2 Phân loại nước thải 2.2.1 Nước thải sinh hoạt 2.2.2 Nước thải công nghiệp 2.2.3 Nước thải nước mưa 10 2.3 Tác động sản suất giấy đến môi trường 10 2.4 Các số nhiễm cách lựa chọn qui trình xử lý nước thải nhà máy giấy 12 2.4.1 Các số dùng để để biểu thị mức độ ô nhiễm nước thải 12 2.4.2 Cách lựa chọn qui trình xử lý nước thải nhà máy giấy 13 2.5 Đặc điểm riêng nước thải nhà máy giấy qui trình xử lý chung cho nước thải nhà máy giấy 15 2.5.1 Đặc điểm riêng nước thải nhà máy giấy 16 2.5.2 Lưu trình xử lý chung cho nước thải nhà máy 16 v Chương NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20 3.1 Nội dung nghiên cứu 20 3.2 Phương pháp nghiên cứu 20 3.3 Thiết bị tiêu chuẩn sử dụng 25 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 27 4.1 Kết tìm hiểu hệ thống xử lý nhà máy 28 4.2 Kết nghiên cứu tải trọng COD đến hiệu xử lý 32 Kết thí nghiệm lắng 37 Chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 39 5.1 Kết luận 39 5.2 Kiến nghị 39 TÀI LIỆU THAM KHẢO 41 PHỤ LỤC 43 vi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Ý nghĩa TSS (Total Suspended Solid): Tổng lượng chất rắn lơ lửng COD (Chemical Oxigen Demand): Nhu cầu oxy hóa học BOD (Biological Oxigen Demand): Nhu cầu oxy sinh hóa BOD5 Giá trị BOD xác định điều kiện tiêu chuẩn (nhiệt độ 200C thời gian ổn nhiệt ngày) KTĐ Khô tuyệt đối AKD (Alkyl Ketene Dimer) BCTMP (Bleached ChemiThermoMechanical Pulp): Bột hóa nhiệt có tẩy PAC (Poly Aluminium Chloride) PAA (Poly Acrylamide) BN Bột nhập (bột hóa xớ ngắn xớ dài) DO Hàm lượng Oxi nước thải (mg/l) SVI Chỉ số thể tích bùn (ml/g) N Nồng độ Nitơ (mg/l) P Nồng độ Photpho (mg/l) CENTEMA Trung Tâm Công Nghệ Ứng Dụng Và Quản Lý Môi Trường vii DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng Tên bảng Trang Bảng 2.1: Tải trọng chất thải trung bình tính theo đầu người Bảng 2.2: Thành phần nước thải sinh hoạt phân tích theo phương pháp CENTIMA Bảng 2.3: Lưu lượng nước thải số ngành công nghiệp Bảng 2.4: Tính chất đặc trưng nước thải số ngành công nghiệp Bảng 3.1: Thiết bị tiêu chuẩn sử dụng 26 Bảng 4.1: Kết nước thải trước xử lý nhà máy bể điều hòa 29 Bảng 4.2: Kết nước thải sau xử lý nhà máy 30 Bảng 4.3: kết thí nghiêm lắng bùn hoạt tính tải trọng khác 33 Bảng 4.4: Thời gian lắng nước thải theo tải trọng 37 viii DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình Tên hình Trang Hình 2.1: Cơ cấu quản lý công ty Hình 2.2: Cơ cấu tổ chức cơng ty Hình 2.3: Bể lắng đứng 18 Hình 2.4: Bể lắng theo phương bán kính 18 Hình 3.1: Sơ đồ thí nghiệm bùn hoạt tính 22 Hình 3.2: Mơ hình thí nghiệm lắng 25 Hình 4.1: Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải nhà máy 28 Hình 4.2: Hiệu xử lý nước thải nhà máy theo trọng 31 Hình 4.3: Biểu đồ so sánh nồng độ nước thải sau xử lý TCVN cột B 32 Hình 4.4: Sự biến thiên pH củ nước thải trước xử lý sau xử lý 34 Hình 4.5: Sự biến thiên COD nước thải trước xử lý sau xử lý 35 Hình 4.6: Sự biến thiên hiệu xử lý COD 35 Hình 4.7: Sự biến thiên thể tích bùn lắng nước thải theo tải trọng COD 38 ix Chương MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Như biết, công nghiệp sản xuất giấy bột giấy chiếm vị trí quan trọng kinh tế nước ta Cùng với phát triển ngành công nghiệp dịch vụ khác, nhu cầu sản phẩm giấy ngày tăng, thu hút nhiều lao động tham gia, ngành công nghiệp thiếu đời sống người dân Tuy nhiên, lượng nước thải ngành công nghiệp thải mà không qua xử lý ảnh hưởng trực tiếp lớn đến môi trường nước Độc tính dòng nước thải từ nhà máy sản xuất bột giấy giấy diện hỗn hợp phức tạp dịch chiết thân bao gồm: nhựa cây, axit béo, lignin … số sản phẩm phân hủy lignin bị clo hóa có trọng lượng phân tử thấp Nồng độ số chất từ dịch chiết có khả gây ức chế cá Khi xả trực tiếp nguồn nước thải kênh rạch hình thành mảng giấy lên mặt nước, làm cho nước có độ màu cao hàm lượng DO nước không Điều ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường sống sinh vật nước mà gián tiếp ảnh hưởng đến sức khỏe người dân khu vực Do vậy, bên cạnh việc xử lý chất thải môi trường, việc nghiên cứu công nghệ mới, thiết bị cho quy trình xử lý nước thải… giúp hạn chế tác động xấu đến môi trường cần thiết đơn vị sản xuất Được chấp thuận lãnh đạo Cơng ty cổ phần giấy Sài gòn giáo viên hướng dẫn, tiến hành đề tài “Ứng dụng vi sinh xử lý nước thải nhà máy Mỹ Xuân” nhằm đánh giá hiệu hệ thống xử lý nước thải vi sinh nhà máy, tìm tải trọng COD thích hợp cho xử lý sinh học vi sinh hiếu khí ảnh hưởng tải trọng COD đến khả lắng nước thải 4.3 Kết thí nghiệm lắng Bảng 4.4: Thời gian lắng nước thải theo tải trọng Thể tích bùn lắng(l/ml) Thời gian lắng Tải trọng 0.50 Tải trọng 2.15 Tải trọng 3.87 (Phút) Kg COD/m3ngày kg COD/m3ngày kg COD/m3ngày 1000 1000 1000 600 640 745 10 500 525 630 15 450 485 570 20 410 445 520 25 370 415 490 30 350 380 460 Từ bảng kết ta tính giá trị SVI tải trọng sau : ' SVI = V 30  1000 (ml/g) TSS Tải trọng 0,5 kg COD/m3ngày, TSS = 3190 mg/L : SVI = 350 1000 = 109,7 (ml/g) 3190 Tải trọng 2,15 kg COD/m3ngày, TSS = 3320 mg/L : SVI = 380 1000 = 114,46 (ml/g) 3320 Tải trọng 3,87 kg COD/m3ngày, TSS = 3540 mg/L : SVI = 460  1000 = 130 (ml/g) 3540 37 Thể tích bùn lắng (ml/l) 1200 1000 800 Tải trọng 0,5 kgCOD/m3ngày 600 Tải trọng 2,15 kgCOD/m3ngày 400 Tải trọng 3,87 kgCOD/m3ngày 200 0 10 15 20 25 30 Thời gian lắng (phút) Hình 4.7: Sự biến thiên thể tích bùn lắng nước thải theo tải trọng COD Dựa vào Hình 4.7 ta thấy ứng với tải trọng COD khác khả lắng nước thải khác thời gian lắng.Tải trọng COD cao khả lắng lắng bùn kém, thể tích bùn lớn Ứng với tải trọng 0.50 kg COD/m3ngày thời gian 30 phút khả lắng bùn hoạt tính cao khoảng 350 ml/l Ứng với tải trọng 3.87 kg COD/m3ngày thời gian 30 phút khả lắng bùn hoạt tính thấp dần khoảng 460 ml/l Theo kết từ đồ thị 4.7, – 10 phút đầu bùn hoạt tính lắng nhanh, sau trình lắng chậm dần Ở tải trọng cao khả lắng bùn giảm dần, giá trị SVI đo sau : Tải trọng 0,5 kg COD/m3ngày, SVI =109,7 ml/g Tải trọng 2,15 kg COD/m3ngày, SVI = 114,46 ml/g Tải trọng 3,87 kg COD/m3ngày, SVI = 130 ml/g Nhìn chung, 03 tải trọng giá trị SVI nằm giới hạn lắng tốt (SVI từ 50 – 150) điều chứng tỏ thí nghiệm bùn hoạt tính diễn tốt hồn tồn xử lý nước thải giấy mơ hình bùn hoạt tính hiếu khí 38 Chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận - Với việc ứng dụng vi sinh hiếu khí vào hệ thống xử lý nước thải, hiệu xử lý hệ thống với BOD đạt 85%, COD giảm gần 95%, TSS giảm 82% độ màu giảm gần 87% Hầu hết thông số BOD5, COD TSS sau xử lý đạt yêu cầu theo TCVN 5945:2005 cột B(Kq=1,1;Kf=1) Chỉ số độ màu hiệu xử lý cao giá trị thông số chưa đạt tiêu chuẩn cho phép xả thải - Theo kết phân tích tỉ lệ COD/BOD5=1425/320= 4.45 > nước thải từ cơng đoạn sản xuất Cơng ty giấy Mỹ Xn hồn tồn có khả xử lý mơ hình bùn hoạt tính hiếu khí Tuy nhiên, phải lựa chọn tải trọng thích hợp (khoảng 0.5 – 2,15 kg COD/m3ngày) để hiệu xử lý cao nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn cho phép với COD