NGHIÊN cứu ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ IC UASB để xử lý nước THẢI CÔNG NGHIỆP GIẤY tái CHẾ

1 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM VIỆN MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN oOo - TIÊN ĐỨC HUY LUẬN VĂN THẠC SỸ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ IC UASB ĐỂ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP GIẤY TÁI CHẾ CHUYÊN NGÀNH : KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG MÃ SỐ : 60520320 TP HỒ CHÍ MINH, tháng năm 2018 MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Ngành tái chế chất thải sinh hoạt, tái chế giấy ngành kinh tế trọng thu hút đầu tư Nền tái chế giấy ngày phát triển mang lại lợi ích kinh tế môi trường tiết kiệm khai thác tài nguyên rừng, giảm bớt lượng giấy thải mơi trường, tiết kiệm chi phí vận chuyển xử lý rác thải giấy phát sinh ra, giảm thiểu lượng chất thải sản xuất [35] Tuy nhiên, ngành giấy nói chung sản xuất giấy tái chế nói riêng gây vấn đề mơi trường, đặc biệt lượng nước thải với tải trọng chất nhiễm cao, lên đến 55 kg/m3.d [25] Giải toán xử lý nước thải ngành sản xuất giấy vấn đề mang ý nghĩa sống với nhiều nhà máy giấy nước ta [3] Xử lý nước thải công nghệ vi sinh ngày ứng dụng hiệu rộng rãi để xử lý nước thải tải trọng ô nhiễm cao, có nước thải ngành giấy tái chế [29] Đối với loại nước thải có tải trọng ô nhiễm cao phương pháp thường lựa chọn UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket), EGSB (Extended Granule Sludge Blanket), [1,4,15] Trong nghiên cứu gần đây, kỹ thuật phản ứng tuần hoàn nội IC-UASB nhắc đến phương pháp xử lý có khả xử lý tải trọng chất ô nhiễm cao hẳn phương pháp trước [3,18,29] Bên cạnh đó, cơng nghệ có ưu điểm bật hiệu suất xử lý chi phí vận hành[18] Do đó, đề tài luận văn “nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ IC-UASB để xử lý nước thải công nghiệp giấy tái chế” cần thiết thực để mang lại thêm lựa chọn xử lý nước thải giấy tái chế hiệu kinh tế PHẠM VI NGHIÊN CỨU Nước thải ngành giấy loại nước thải phức tạp thành phần tính chất Khi đánh giá hiệu xử lý nước thải giấy ta cần đánh giá nhiều tiêu như: pH, độ màu, độ đục, mùi, COD, BOD, SS, N, P, kim loại nặng, … Mặt khác, kỹ thuật IC UASB bật khả xử lý nước thải có tải trọng nhiễm COD cao, luận văn tập trung nghiên cứu tải trọng COD thông số vận hành hệ IC UASB Nghiên cứu qui mơ phòng thí nghiệm, thời gian từ tháng 3/2017 đến tháng 12/2017 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu xây dựng mơ hình kỵ khí kỹ thuật phản ứng tuần hồn nội IC UASB có khả xử lý nước thải có tải trọng COD cao - Xác định thông số vận hành tốt hệ IC UASB nghiên cứu - Khảo sát công nghệ IC UASB để xử lý nước thải ngành giấy tái chế NỘI DUNG NGHIÊN CỨU - Xây dựng lắp đặt mơ hình quy mơ phòng thí nghiệm - Nghiên cứu phát triển kỹ thuật tuần hồn nội IC, tìm thơng số vận hành tốt hệ IC UASB có bơm tuần hồn phụ trợ qua thí nghiệm: Thực khảo sáthiệu xử lý COD với tốc độ nước dâng khác cho hệ IC với bơm tuần hoàn phụ trợ Thực khảo sát hiệu xử lý COD theo tải lượng đầu vào với thời gian lưu khác Đánh giá khả tạo khí biogas hệ theo thơng số vận hành - Đánh giá hiệu hệ IC UASB vận hành khơng có bơm tuần hồn phụ trợ với tải lượng đầu vào khác - Đánh giá hiệu xử lý COD hệ IC UASB nước thải giấy PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Phương pháp hồi cứu Trong trình thực nghiên cứu, thông tin, số liệu,tài liệu đối tượng nghiên cứu thu thập từ nguồn sách, báo, gáo trình, tạp chí, internet Những tài liệu, số liệu lựa chọn, phân tích, tổng hợp làm sở cho việc định hướng thực nghiên cứu Phương pháp lấy mẫu phân tích Kỹ thuật lấy mẫu tuân theo TCVN 6663-1 : 2011 Các tiêu phân tích tuân theo TCVN Standard Methods Phương pháp thực nghiệm mô hình Khảo sát hiệu xử lý COD mơ hình IC UASB nghiên cứu Phương pháp xử lý số liệu Sử dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm để phân tích tốt hóa q trình thí nghiệm Đồng thời xử lý số liệu thu phần mềm Excel TÍNH MỚI VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI Hiện nay, kỹ thuật sinh học kỵ khí xử lý nước thải IC UASB kỹ thuật tiên tiến có khả đáp ứng yêu cầu xử lý nước thải có tải trọng COD cao Ngồi ra, hệ IC UASB có ưu điểm so với UASB hay EGSB có hệ tuần hồn nội vận hành tốt mà khơng cần bơm tuần hoàn phụ trợ Điều mang nhiều ý nghĩa mặt lượng, góp phần nâng cao hiệu kinh tế hệ thống So với nghiên cứu trước Việt Nam, đề tài có nâng cao tải lượng COD đầu vào đáng kể, có khảo sát hiệu xử lý với vận tốc nước dâng khác hệ IC UASB nghiên cứu có khả hoạt động với tải trọng cao mà khơng cần bơm tuần hồn phụ trợ Điều củng cố lý thuyết IC UASB kết số nghiên cứu nước trước Đối với loại nước thải có tải trọng ô nhiễm cao nước thải ngành giấy tái chế, việc nghiên cứu ứng dụng công nghệ IC UASB điều cần thiết Kết thu đề tài góp phần xây dựng sở thực tiễn lý luận để ứng dụng hệ IC-UASB công trình xử lý nước thải giấy tái chế loại nước thải khác Việt Nam CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan nước thải ngành giấy tái chế 1.1.1 Hiện trạng tái chế giấy giới Việt Nam 1.1.1.1 Tái chế giấy giới Trên giới việc sản xuất tái chế phổ biến, từ sản phẩm tái chế 100% giấy bao bì đóng gói, bao bì nhựa, túi nhựa sản phẩm cao cấp có hàm lượng tái chế từ 30% tới 80% giấy văn phòng, giấy in báo, giấy ăn Giấy tái chế ngày sử dụng nhiều làm nguyên liệu cho ngành giấy ưu điểm tiết kiệm chi phí sản xuất Giá thành bột giấy tái chế thấp loại bột giấy từ loại nguyên liệu nguyên thủy chi phí vận chuyển, thu mua xử lý thấp Tính trung bình sản xuất giấy từ giấy loại tiết kiệm 17 gỗ 1.500 lít dầu so với sản xuất giấy từ nguyên liệu nguyên thủy Bên cạnh sản xuất giấy tái chế có tác động bảo vệ mơi trường Tính trung bình sản xuất giấy từ bột tái sinh giảm 74% khí thải 35% nước thải so với sản xuất giấy từ bột nguyên thủy [6] Giấy vật liệu tái chế nhiều châu Âu nửa số giấy sản xuất đến từ tái chế Tại châu Âu, 70,4% giấy sử dụng thu gom để tái chế [13] Mục tiêu ngành công nghiệp giấy châu Âu trì tỷ lệ tái chế mức 70% [24] Ở nhiều nước Thế giới, việc thu hồi sử dụng giấy loại Cơng nghiệp sản xuất giấy Chính phủ qui định thành luật pháp ( Mỹ, Đức, Đan Mạch….) Các hoạt động sản xuất giấy từ nguyên liệu giấy loại ln Chính phủ ủng hộ, giấy làm từ bột tái sinh miễn thuế từ khâu sản xuất đến khâu in ấn; việc thu hồi giấy loại trợ cấp ( Nhật Bản, Hà Lan…) Tại số quốc gia châu Á, nhiều nước chưa có sách khuyến khích thu gom chưa có hành lang pháp lý điều hành hoạt động tỉ lệ thu hồi giấy qua sử dụng thấp [6] Bảng 1.1 Tình hình sử dụng giấy tái chế để sản xuất giấy số nước năm 2007 Quốc gia Tỷ lệ giấy thu hồi tổng nguyên liệu (%) Tỷ lệ thu hồi giấy qua sử dụng (%) Trung Quốc 65 38 Nhật Bản 60 74 Hàn Quốc 76 67 Malaysia 87 61 Philippines 79 44 Thái Lan 72 65 Việt Nam 70 25 Nguồn: Tạp chí cơng nghiệp giấy tháng 12,2008 1.1.1.2 Tái chế giấy Việt Nam Trong tổng số giấy sản xuất nước, có tới 70% nguyên liệu từ nguồn giấy tái chế, có 25% giấy qua sử dụng thu hồi [7] Hơn nữa, lượng giấy qua sử dụng đáp ứng 50% tổng lượng giấy phế liệu mà ngành cơng nghiệp giấy nước cần Như vậy,theo ước tính hầu hết số giấy lại bị đem tiêu hủy cách lãng phí lượng giữ lại thư viện, văn phòng lúc đó, Việt Nam phải dùng ngoại tệ để nhập lượng giấy phế liệu, giấy tái chế khổng lồ từ nước để làm nguyên liệu sản xuất giấy Hiện nay, tỉ lệ thu hồi giấy qua sử dụng Việt Nam thuộc loại thấp khu vực, đạt 25% so với Thái Lan 65%; Trung Quốc 31%; Nhật Bản 61,4%; Đài Loan 88%; Hàn Quốc 67% (Bảng 1.1) Nguồn thu gom nước chủ yếu qua đồng nát người thu gom riêng lẻ, công ty vệ sinh, người bới rác, trạm thu mua trung gian Hiện chưa có cơng ty chun doanh giấy thu hồi việc thu gom tái chế diễn tự phát Hơn nhà nước chưa có sách khuyến khích thu gom chưa có hành lang pháp lý điều hành hoạt động [8] Bảng 1.2 Tình hình sử dụng giấy tái chế Việt Nam Năm 2001 2003 2005 2007 Giấy tái chế (tấn) 233.966 481.650 533.000 903.045 Thu gom (tấn) 153.626 242.675 331.751 450.058 Nhập (tấn) 80.341 238.975 201.249 452.988 Tỷ lệ giấy thu hồi tổng nguyên liệu SX giấy (%) 48 62 62 70 Tỷ lệ thu hồi giấy qua sử dụng (%) 24 25 25 25 Nguồn: Tạp chí cơng nghiệp giấy tháng 1, 2009 1.1.2 Quy trình tái chế giấy điển hình - Bột giấy sản xuất từ giấy loại qua sử dụng, tùy thuộc vào loại nguồn gốc nguyên liệu yêu cầu sản phẩm giấy cần phải sản xuất mà quy trình sản xuất bột tái chế chia làm loại: + Cơng nghệ tái chế ngun liệu từ lề - hòm hộp cũ, bột sau tách loại tạp chất, phân loại xơ sợi bột giấy sử dụng cho sản xuất giấy bao gói, hòm hộp cơng nghiệp + Cơng nghệ tái sinh loại giấy văn hóa (giấy in báo, giấy in, giấy viết …) thường có thêm công đoạn khử mực (bột DIP: De-Inking Pulp) Sau trình khử mực thường gồm có cơng đoạn tẩy trắng riêng biệt, sử dụng hydro peoxit muối hydrosulphit Bột giấy sau tái chế thường có độ trắng định tùy thuộc vào nguyên liệu đầu vào Bột giấy tái chế sử dụng phần cho trình sản xuất giấy in báo, giấy in, giấy viết, giấy in tạp chí [23] - Các cơng đoạn trong q trình sản xuất giấy tái chế : + Công đoạn chuẩn bị nguyên liệu: Giấy vụn sau tập kết kho phải qua khâu phân loại Có thể chia giấy vụn thành loại sau: Giấy lề trắng, giấy viết, giấy in, giấy bìa cát tơng, giấy xi măng Ơ nhiễm chủ yếu khâu ô nhiễm bụi chất thải như: Nilong, phế phẩm loại bỏ trình phân loại chiếm tỷ lệ khơng nhỏ + Công đoạn ngâm kiềm: giấy đưa vào bể ngâm kiềm để tẩy trắng Thời gian ngâm tùy thuộc vào loại giấy VD: Giấy in thời gian ngâm lâu nhất, hóa chất sử dụng khâu NaOH, Javen Ơ nhiễm cơng đoạn nhiễm nguồn nước lượng hóa chất hòa tan bể ngâm kiềm được thải trực tiếp ngồi khơng qua khâu xử lý + Công đoạn nghiền giấy: công đoạn kết hợp sau công đoạn tước giấy sau ngâm tẩy đưa vào máy nghiền tạo bột giấy có màu đục chứa bể rộng Ô nhiễm chủ yếu khâu lượng bột giấy bị hòa vào nước thải mơi trường bên ngồi tạo lớp bột tương đối dày kênh, mương nguyên nhân gây tượng yếm khí nước tạo mùi thối khó chịu + Cơng đoạn nghiền đĩa : bột đưa vào hệ thống nghiền đĩa nhằm nghiền nhỏ bột đạt đến độ nghiền theo tiêu kỹ thuật sản phẩm cho vào bể chứa để pha lỗng trước đưa vào cơng đoạn xeo giấy + Công đoạn xeo giấy: bột giấy dẫn qua hệ thống máy lên lưới hình thành đưa trực tiếp lên máy xeo, ép ướt nhiệt độ cao cung cấp từ lò Giấy sau sấy, ép chuyển đến phận hồn thành để gia cơng, chế biến thành sản phẩm cuối Phế phẩm công đoạn đấu xén, đấu lề giấy tận dụng đưa lại trình tái chế Hầu hết khâu q trình tái chế giấy gây nhiễm mà ảnh hưởng lớn đến mơi trường nước Nước ô nhiễm không qua công đoạn xử lý lại xả hệ thống cống, mương, ao hồ gây ảnh hưởng trầm trọng tới môi trường đất 1.1.3 Nước thải ngành giấy tái chế Bảng 1.3 Bảng đặc tính nước thải giấy khử mực[23] Chỉ tiêu Đơn vị pH Hàm lượng 6,4 – 7,5 BOD mg/l 1900 COD mg/l 2500 TSS mg/l 2000 Độ màu Pt – Co 900 Nước thải có lưu lượng, tải lượng độc tính chất ô nhiễm cao, chất ô nhiễm hữu (dịch chiết từ thân cây, axit béo, số sản phẩm phân hủy lignin, dẫn xuất ligin bị Clo hóa) phát sinh từ ngành giấy nguồn tiềm tàng gây ô nhiễm môi trường nước mặt, đất nước ngầm thải thẳng ngồi khơng qua xử lý Đặc biệt dịch đen thải từ trình nghiền bột phương pháp hóa học Khí thải từ q trình đốt nhiên liệu sản xuất nước bão hòa Ngồi ra, q trình nghiền bột giấy hóa học khí nặng mùi hydro sulphite, mercaptan, Dioxin xuất phát từ trình tẩy trắng bột giấy chlorine Bảng 1.4 Tải lượng nhiễm dòng nước thải cơng đoạn tẩy [5] Thông số ô nhiễm (kg/tấn bột giấy) Phương pháp 10 BOD COD Soda 16 60 Sunfat 16-17 60-90 Sunfit 15 60 Ngành công nghiệp giấy bột giấy ngành công nghiệp phức hợp, tăng cường tiêu thụ lượng nước cao Chính vậy, nước thải ngành công nghiệp vấn đề cần quan tâm giải Trong phần lớn phận xử lý, nước bị nhiễm bẩn tiếp xúc với vật liệu thô, phế liệu, chất dư thừa Trong nhà máy khâu ngâm tẩy, dòng thải phân xưởng tẩy đóng góp đáng kể tải lượng ô nhiễm Các chất gây ô nhiễm nhà máy giấy tạo từ chất phế liệu, lọc, rơi vãi sợi, chất độn chất phụ gia Các chất gây ô nhiễm dạng lơ lửng hầu hết sợi hay thành phần sợi (dạng mịn), thành phần chất độn phụ gia, chất bẩn, cát, chất gây nhiễm hòa tan chứa chất gỗ keo, thuốc nhuộm, chất định cỡ (hồ) chất phụ gia khác Sau có bột, giấy sản xuất máy xeo giấy bao gồm công đoạn: chuẩn bị bột (nghiền, sàng, làm sạch, phối trộn với phụ gia…), hình thành lưới, hộp, sấy, cuộn, thành phẩm giấy (Hình 1.1) Trước đưa vào máy xeo, bột nghiền nhỏ để làm đồng mềm mại, sau bột phối trộn với phụ gia như: bột đá, tinh bột, cationic, keo AKD số chất khác tỷ lệ định bơm lên hòm phun bột máy xeo Từ bột phun lên lưới hình thành tờ giấy ướt, sau tách nước, sang hệ thống hộp sấy, gia keo bề mặt (có không) làm nhẵn bề mặt chuyển sang phận hộp quang, cuộn, cắt khổ chuyển đến phận bao gói gia cơng Bảng 1.5 Đặc tính nước thải q trình xeo giấy [5] 39 Đường kính cột, D = (mm) 60 Diện tích mặt cắt, S = (m2) 0,002826 Chiều cao cột, H = (m) 1,4 Thể tích hiệu dụng cột thí nghiệm(m3) 0,004 Thể tích hiệu dụng cột thí nghiệm(lít) SS bùn cho vào hệ 32g/L V bùn cho vào hệ 1,2 L Mơ hình thiết kế vật liệu Mica hình trụ, có độ dày mm Thiết kế dựa thiết kế Paques nghiên cứu trước Nguyen Thi Trang [6] 40 Hình 2.2 Sơ đồ mơ hình thí nghiệm IC UASB Hệ hoạt động dựa nguyên tắc hai hệ thống UASB xếp chồng lên Khí tách từ phận tách pha phía (lưu lượng lớn tải lượng cao) thu lại, chuyển động lên phía vào bồn cao vị qua đường ống dẫn lên Khi dòng khí chuyển động lên theo nước bùn từ vùng phân hủy cao tải Sau tách khí, nước vi sinh đưa trở lại vào vùng phản ứng, xuống đáy bể, hòa trộn với dòng vào qua đường ống dẫn xuống Dòng nước vi sinh quay ngược lại vùng phản ứng cao tải tính chất đặc trưng kỹ thuật IC có tên tuần hồn nội Nước thải dinh dưỡng bơm định lượng (3) vào thiết bị xử lý Sau vào thiết bị xử lý nước thải phân bố từ đáy lên trên.Tiếp sau đó, q trình dâng nước qua hệ tách pha (khí/lỏng/rắn) thứ 1.Tại đây, hỗn hợp nước thải bùn phân tách hiệu quả, bùn (phần lớn) giữ lại Hỗn hợp nước thải bùn sau qua hệ tách pha thứ tiếp tục qua hệ tách 41 pha thứ với mục tiêu giữ lại tối đa lượng bùn lại có nước thải Trong trình nước dâng lên qua hệ tách pha, phần bùn giữ lại khí sinh bên thiết bị xử lý kéo lên ngăn cao vị cùng.Tại đây, khí tách bay lên tiếp tục vào thiết bị đo khí: khí qua bình chưa dd NaOH (6) để tách CO2 NH3, sau dòng khí lại tiếp tục qua bình làm khơ (7) để loại bỏ nước, tiếp tục qua bình đo khí Mariot (8) chiếm thể tích nước bình đẩy nước bình vào bình đo nước (9), thể tích nước thể tích dòng khí lại mà ta coi thể khí methane Trong khảo sát hệ chưa có khả tự tuần hoàn nội bộ, bơm (2) hoạt động thống tuần hoàn ngoại hệ EGSB thông thường, để tạo vận tốc dâng nước đủ lớn cho trình tạo bùn hạt ban đầu 42 Hình 2.3 Thiết bị IC UASB trước vận hành 2.3 Tiến trình thí nghiệm 2.3.1 Giai đoạn 1: Chạy thích nghi mơ hình Giai đoạn Thời (ngày) 45 gian Thời gian lưu HRT (h) 24 Tải lượng kg/m3.d Số lần lấy mẫu Ngày/lần 0,5 Kết mong muốn: mơ hình đạt hiệu xử lý COD ổn định 2.3.2 Giai đoạn 2: Khảo sát vận tốc nước dâng 43 Giai đoạn Thời (ngày) gian Thời gian lưu HRT (h) 30 24 Tải lượng kg/m3.d Số lần lấy mẫu Ngày/lần Lưu lượng nước thải: Q1 = 16 - 20 ml/min Lưu lượng dinh dưỡng: Q2 = 16 - 20 ml/min Vận tốc dâng lưu lượng dòng thải đầu vào Voup = = 0,12 m/h Vận tốc dâng thấp (UASB thông thường từ 0,6 - m/h), khả gây xáo trộn dãn nở lớp bùn từ lên thấp, hệ vi sinh khó tạo thành bùn hạt nên khả tiếp xúc với chất thải vi sinh hạn chế Việc bố trí lưu lượng tuần hồn dòng thải để tăng tốc độ dòng cần thiết thời gian đầu vận hành hệ Tiến hành thí nghiệm tìm lưu lượng tuần hồn phù hợp từ biết vận tốc nước dâng tốt hệ thống 2.3.3 Giai đoạn 3: Khảo sát tăng dần tải lượng Tiến hành tăng tải lượng từ : kg/m 3.d, kg/m3.d, kg/m3.d, kg/m3.d, 16 kg/m3.d Thời gian hoạt động tải 15 - 20 ngày với thời gian lưu HRT 24h Bảng 2.3 Thơng số vận thí nghiệm giai đoạn Thông số Đơn vị TN TN TN TN TN Thời gian ngày 15 15 15 15 20 Lưu lượng L/ngày 4 4 COD mg/L 1000 2000 4000 8000 16000 Tải lượng kg/m3.d 16 Các tiêu phân tích: COD, lượng CH4 sinh 2.3.4 Giai đoạn 4: Khảo sát giảm dần thời gian lưu HRT 44 Khi hệ hoạt động ổn định Tải lượng tốt Tiến hành thí nghiệm giảm thời gian lưu cách thay đổi lưu lượng dòng thải đầu vào Bảng 2.3 Thơng số vận thí nghiệm giai đoạn Thơng số Đơn vị TN TN TN Thời gian ngày 15 15 15 Lưu lượng L/ngày COD mg/L 8000 12000 16000 HRT h 24 18 12 Tiến hành bổ sung bùn sau giai đoạn thí nghiệm (2 tháng) 2.3.5 Giai đoạn 5: Vận hành hệ IC UASB khơng có tuần hồn ngoại 2.3.5.1 Ảnh hưởng Tải lượng đến hiệu xử lý Sau hệ hoạt động ổn định gần tháng, lúc lượng khí sinh ổn định đủ lớn để tạo vận tốc dâng khả xáo trộn cho thiết bị Vận hành thiết bị thời gian lưu HRT=24h, quan sát diễn biến hiệu xử lý COD lượng khí methane sinh Tải lượng kg/m3.d 16 kg/m3.d Thời gian: tuần 2.3.5.2 Ảnh hưởng bột giấy đến hiệu xử lý Trên thực tế, nước thải giấy loại nước thải tải trọng cao đặc trưng, tính chất nước thải bao gồm loại nhiễm như: Độ màu, chất rắn lơ lửng huyền phù, hàm lượng chất hữu (chủ yếu khó phân hủy), hàm lượng N, P thấp Ở thí nghiệm trên, muốn hệ thống hoạt động nhanh, nước thải đầu vào cố định pH, khơng có độ màu, TSS Thí nghiệm tiếp theo, mơ hình vận hành với nước thải có bổ sung cặn bột giấy, giống với nước thải thực tế bảng 1.3 Tiến hành thêm bột giấy (kích thước 1-2 mm) vào hệ để khảo sát ảnh hưởng bột giấy đến hiệu xử lý 45 hệ Lượng bột giấy thêm vào mức TSS 500 mg/L 1000 mg/L Các thông số vận hành: HRT = 24h, Tải lượng = kg/m 3.d Khảo sát hiệu xử lý COD mức TSS bột giấy thêm vào 2.4 Sơ đồ nghiên cứu Lắp đặt mơ hình thí nghiệm Giai đoạn thích nghi Tải lượng = 0,5 kgCOD/m3.d Khảo sát thông số vận hành hệ IC có tuần hồn ngoại Vận tốc nước dâng Tải lượng Ảnh hưởng TL đến H% COD Quan hệ TL NSXL Khả chịu sốc tải Thời gian lưu Khảo sát thông số vận hành hệ IC khơng có tuần hồn ngoại Tải lượng Nước thải giấy Hình 2.4 Sơ đồ nghiên cứu 46 2.5 Phương pháp nghiên cứu 2.5.1 Phương pháp kế thừa: thu thập tài liệu công nghệ xử lý kỵ khí áp dụng cho xử lý nước thải tải trọng hữu cao, cơng trình nghiên cứu ICUASB cơng bố, từ có nhìn tổng quát phục vụ mục đích nghiên cứu 2.5.2 Phương pháp phân tích: Mẫu phân tích lấy cách cẩn thận khoảng 100ml/mẫu phân tích Đối với trường hợp khơng phân tích sau lấy mẫu, ta cần giữ mẫu tủ lạnh nhiệt độ < 4oC ngày hơm sau phân tích Phân tích tiêu theo phương pháp thiết bị sau Bảng 2.5 Phương pháp phân tích tiêu Chỉ tiêu Phương pháp Hóa chất/Thiết bị sử dụng pH pH meter pH meter Độ màu So màu Máy DR2010 COD SMEWW 5220D Máy DR2010 CH4 Trọng lượng Bình Marriot, cân Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater Mẫu đem phân tích gồm mẫu đầu vào mẫu đầu ra: - Xác định pH: Đo pH kế - Xác định độ màu: đo máy hấp thu quang phổ kế DR/2010, chương trình 120, bước sóng 455nm Đơn vị tính Pt – Co Mẫu lấy cẩn thận khoảng 100ml cho vào bình elen, lọc đem đo độ màu máy so màu DR/2010 - Xác định hàm lượng COD Áp dụng theo SMEWW 5220D Lập đường chuẩn COD từ 50- 500mg/l 47 Đo máy hấp thu quang phổ kế DR/20 lấy độ hấp thu, dựa vào đường chuẩn tính nồng độ COD - Xác định CH4: Dùng bình marriot để xác định phương pháp trọng lượng Các phân tích phòng thí nghiệm: Các tiêu phân tích (CODT , CODht , TSS, VSS, Độ kiềm, TN, TP,…) , hóa chất (bổ sung chất, bổ sung độ kiềm,…) , quy trình phân tích (pH, TSS, COD, … - Tải lượng: Là thông số quan trọng thiết kế q trình vận hành có hiệu ổn định hệ thống xử lý nước thải phương pháp sinh học Nếu vận hành hệ thống giá trị vượt khoảng tải lượng cho phép làm phá vỡ ổn định hệ thống, làm cho hệ thống không làm việc TLvào (kg/m3.d) = (CODvào * Qvào) / VBể phản ứng - Năng suất xử lý: lượng COD xử lý tính cho đơn vị thể tích bể xử lý tính theo công thức : NSXL(kgCOD/m3.d)=TLvào - TLra Năng suất xử lý thông số quan trọng chọn lựa phương án thiết kế hệ thống xử lý nước thải khác - Hiệu suất xử lý COD : Hiệu suất (%) = ( (CODvào – CODra)/ CODvào) * 100 2.5.3 Phương pháp xử lý số liệu, thống kê, so sánh: Các số liệu phân tích đưa vào xử lý bảng excel CHƯƠNG 48 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Để tải file đầy đủ, xin vui lòng liên hệ: email: tienhuy.spk@gmail.com SĐT: 0979909146 49 Tài liệu tham khảo Tiếng Việt [1] Chu Đào Anh, Ngô Huy Du, Trần Hồng Côn (2006), Nghiên cứu xử lý nước thải công nghiệp giấy công nghệ chảy ngược qua lớp bùn yếm khí [2] (UASB),Đại học Khoa học tự nhiên, Hà Nội Trần Việt Ba (2012), Nghiên cứu nâng cao hiệu bể hiếu khí cách điều chỉnh dinh dưỡng thích hợp cho vi khuẩn hệ thống xử lý nước thải nhà máy giấy Bãi Bằng, Luận văn Thạc sĩ khoa học Hóa Mơi trường, Đại học Khoa học Tự nhiên, Hà Nội.Nguyễn Thị Trang (2014), Nghiên cứu phát triển hệ yếm khí xử lý nước thải giàu hữu cơ, Luận văn thạc sĩ [3] khoa học, Đại học Khoa học Tự nhiên, Hà Nội Đào Sỹ Đức (2007), Nghiên cứu xử lý dịch đen nhà máy bột giấy phương pháp hóa học sinh học, Luận văn thạc sỹ hóa học, Trường đại học khoa học tự nhiên, Hà Nội.Tạp chí cơng nghiệp giấy, số 1-2009, Hiệp hội giấy Việt [4] Nam Nguyễn Thiện Nhân, Nguyễn Trung Việt, Nguyễn Thị Phương Loan(1998), Sổ tay hướng dẫn xử lý ô nhiễm môi trường sản xuất tiểu thủ công nghiệp, [5] Sở khoa học công nghệ môi trường thành phố Hồ Chí Minh Trần Văn Nhân & Ngơ Thị Nga (2006), Giáo trình cơng nghệ xử lý nước thải, [6] Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Thị Trang (2014), Nghiên cứu phát triển hệ yếm khí xử lý nước [7] [8] [9] thải giàu hữu cơ, Luận văn thạc sĩ khoa học, Đại học Khoa học Tự nhiên Tạp chí cơng nghiệp giấy, số 12-2008, Hiệp hội giấy Việt Nam Tạp chí cơng nghiệp giấy, số 1-2009, Hiệp hội giấy Việt Nam Trung tâm sản xuất Việt Nam (2006), Tài liệu hướng dẫn “Áp dụng kỹ thuật tốt (BAT) kinh nghiệm môi trường tốt (BEP) nhằm giảm phát thải chất ô nhiễm hữu khó phân hủy phát sinh khơng chủ định (U – POPs” ngành sản xuất bột giấy giấy Việt Nam, Viện khoa học 50 công nghệ môi trường, Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, Bộ giáo dục đào tạo [10] Trung tâm sản xuất Việt Nam (2008), Tài liệu hướng dẫn sản xuất “Sản xuất bột giấy giấy”, Viện khoa học công nghệ môi trường, Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, Bộ giáo dục đào tạo Tiếng Anh [11] A.Archad, N.H.Hashim, A.Q Intikhab, N.Ghazala (2012), Usage of UASB Reactor to Assess Feasibility of Treatment of Paper Mill Effluent, ASEAN J Sci Technol Dev., 28(2), pp 103 – 114 [12] Bahar K Ince, Zeynep Cetecioglu and Orhan Ince (2011), Pollution Prevention in the Pulp and Paper Industries Environmental management in Practice, Vol.11, pp 223 – 246 [13] CEPI Key Statistis 2011, p.21 [14] Chakrabarti S.K., Gupta S., Puwar M., Bhist Shekhar C & Vardhan R (2012), Combined Chemical – biologycal Treatment of Pulp and Paper Mill Effluent, Water Sci Technol., 55(6), 57 – 60 [15] Cristiano Nicolella, Mark C.M van Loosdrecht and Sef J Heijnen (2000), “Particlebased biofilm reactor technology”, Trend in Biotechnology [16] Cui Yanling (2003), IC Anaerobic React Technology Used for Pulping Effluent Treatment, Nanping Paper Co Ltd., Fujian, 353000 [17] D.P Mesquita, O Dias, A.L Amaral, E.C Ferreira (2008), Relationship betweensludge volume index and biomass structure within activated sludge systems Wat Res., 27p.1707 – 1714 [18] David Tshilumba Mutombo (2004), Internal Circulation Reactor: Pushing the limits of anaerobic industrial effluents treatment technologies, the 2004 Water Institute of Southern Africa (WISA) Biennial Conference, South Africa [19] Deng Liang wei, Chen Ge ming (2001), Treatment of Pig Wastewater Using Internal circulation Reactor, Biogas Scientific Research Institute of the Ministry of Agriculture,Chengdu,610041; Hangzhou Energy & Environment technology Company,Hangzhou,310020 51 [20] Ding Lili, Ren Hongqiang,Hua Zhaozhe,Chen Jian (2001), Characteristics of Granular Sludge during Start-up of the Internal Circulation, Chinese Journal of Enviromental Science,2001-03 [21] Eckenfelder, W.W., Patoczka, J.B., and Pulliam, C.W.(2006), "Anaerobic Versus Aerobic Treatment in the USA”,A WARE Incorporated,227 French Landing, Nashv ille, TN37228, USA [22] Er.N Balasubramanian, Dr.M Muthukumar Ph.D (2012), Performance of HUASB reactor for treating paper & pulp wastewater using Effective Microoranism (EM) International Journal of Engineering Science and Technology (IJEST) Vol.4, No.06, pp 2453 – 2461 [23] Er.N Balasubramanian, Dr.M Muthukumar Ph.D (2012), Performance of HUASB reactor for treating paper & pulp wastewater using Effective Microoranism (EM) International Journal of Engineering Science and Technology (IJEST) Vol.4, No.06, pp 2453 – 2461 [24] European Declaration on Paper Recycling 2011-2015 [25] Hannu Nurmesniemi (2013), Waste water load of pulp and paper industry, Storaenso) [26] Hemalatha.D, Sanchitha.S, Keerthinarayana.S (2014), "Anaerobic Treatment of Pulp and Paper Mill Wastewater Using Hybrid Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactor (HUASBR)", International Journal of Innovative Research in Science, Engineering and Technology, Vol 3, Issue 4, pp 11576-11584 [27] Jules B van Lier (2006), Anaerobic Industrial Wastewater Treatment; Perspectives for Closing Water and Resource Cycles, Wageningen University, Sub-department of Environmental Technology, P.O.Box 8129, 6700 EV Wageningen, The Netherlands [28] Krishna, G.V.T.G.; Kumar, P, Kumar, P (2009) ”Treatment of low-strength soluble wastewater using an anaerobic baffled reactor (ABR)”, J Environ Manag 90, 166-176 [29] Leo H.A Habets (2000), Introduction of the IC reactor in the Paper Industry, Paques water systems b.v, The Netherlands [30] Lettinga, G.; Homa, S.W.; Hulshoff Pol, L.W.; de Zeeuw, W.; de Jong, P.; Grin, D.; and Roersma, R (1983) Design, Operation and Economy of Anaerobic Treatment Water Sci Technol., 15, 177 52 [31] Lettinga, G.; van Nelsen, A.F.M.; Hobma, S.W.; de Zeeuw, W.; and Klapwijk, A (1980) Use of the Upflow Sludge Blanket (USB) Reactor Concept for Biological Wastewater Treatment, Especially for Anaerobic Treatment Biotechnol Bioeng., 22, 699 [32] Sallis, P.J.; Uyanik, S (2003) “Granule development in a split-feed anaerobic baffled reactor”, Bioresource Technology 89, 255–265 /481520 [33] Show K.Y (2006) “Applications of Anaerobic Granulation”, In Biogranulation technologies for watewater treatment (Ed J H Tay, S.T.L Tay, Y.Liu) Waste Managemennt Series Elsevier Ltd [34] Sirion Lhaochai, Lamyai Neeratanaphan (2011), The Efficiency of Up-Flow Anaerobic Sludge Blanket and Internal Circulation Wastewater Treatment Systems, KKU Res J 2011; 16(8), pp.981-892 [35] Susan Kinsella (2012),"Paperwork: Comparing Recycled to Virgin Paper",Conservatree [36] Thomas M Grace Black liquor evaporation (1989), Pulp and Paper Manufacture Vol 5, Alkaline Pulping Canadian Cataloguing in Publication Data [37] Thompson, G., Swain, J., Kay, M., Forster, C.F (2001), The treatment of pulp and paper mill effluent – a review, Bioresource Technol 77 (3), pp 275 – 286 [38] Uyanik S (2003), “Granule development in anaerobic baffled reactor”, Turkish J Eng.Env Sci 27, 131 – 144 [39] Zhang Lei, Zhou Ting-ting, Rong Wen-bing, Zeng Tian-wen (2011), Operation Rule of Internal Circulation Reactor, Department of Environmental Engineering,School of Electronic Engineering,Guilin University of Electronic Technology,Guilin 541004,China [40] Zhang Yi, Liu Min, Chen Ying, Gu Qing, Tang Wei (2014), Effect of external circulation on performance of IC reactor, CIESC Journal 2014 53 ... nghệ IC- UASB để xử lý nước thải công nghiệp giấy tái chế cần thiết thực để mang lại thêm lựa chọn xử lý nước thải giấy tái chế hiệu kinh tế PHẠM VI NGHIÊN CỨU Nước thải ngành giấy loại nước thải. .. phản ứng tuần hoàn nội IC UASB có khả xử lý nước thải có tải trọng COD cao - Xác định thông số vận hành tốt hệ IC UASB nghiên cứu - Khảo sát công nghệ IC UASB để xử lý nước thải ngành giấy tái chế. .. tiễn lý luận để ứng dụng hệ IC- UASB cơng trình xử lý nước thải giấy tái chế loại nước thải khác Việt Nam 5 CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan nước thải ngành giấy tái chế 1.1.1 Hiện trạng tái chế giấy