Luận văn được thực hiện nghiên cứu với mục tiêu nhằm khảo sát hệ thống xử lý nước thải tại nhà máy giấy Chánh Dương nhằm đánh giá hiệu quả xử lý nước thải tại nhà máy thông qua việc kiểm tra mẫu nước thải cuối cùng của hệ thống. Qua đó thống kê số liệu thu được để phân tích, đánh giá hiệu quả và tìm ra phương pháp tăng hiệu suất cho quá trình xử lý nước thải. Mời các bạn cùng tham khảo.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH NGUYỄN ANH NGUN KHẢO SÁT DÂY CHUYỀN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA CƠNG TY TNHH XƯỞNG GIẤY CHÁNH DƯƠNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT GIẤY VÀ BỘT GIẤY Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 07/2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH NGUYỄN ANH NGUN KHẢO SÁT DÂY CHUYỀN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA CƠNG TY TNHH XƯỞNG GIẤY CHÁNH DƯƠNG Ngành: Cơng nghệ sản xuất Giấy và Bột giấy LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Người hướng dẫn: Th.S HUỲNH NGỌC HƯNG Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 07/2014 LỜI CÁM ƠN Lời đầu tiên tơi xin chân thành cảm ơn cha mẹ, những người đã sinh thành ni dưỡng và tạo mọi điều kiện cho tơi phát triển đến ngày hơm nay Tơi tin được cảm ơn tồn thể q thầy cơ trường Đại Học Nơng Lâm thành phố Hồ Chí Minh, đặc biệt là q thầy cơ khoa Lâm Nghiệp đã tận tình chỉ bảo và truyền đạt những kiến thức q báu trong suốt thời gian qua Đặc biệt tơi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Huỳnh Ngọc Hưng đã tận tình chỉ bảo tơi trong suốt thời gian tiến hành thực hiện đề tài này Tơi xin được cảm ơn anh Bùi Văn Hn cùng các anh chị tại cơng ty TNHH xưởng giấy Chánh Dương đã tận tình hướng dẫn trong q trình thực tập tại cơng ty Và tơi gửi lời cảm ơn đến bạn bè tơi, những người đã đóng góp những ý kiến và chia sẽ kinh nghiệm trong q trình thực hiện đề tài Một lần nữa tơi xin cảm ơn tất cả mọi người Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 07/2014 Sinh viên thực hiện Nguyễn Anh Ngun TĨM TẮT Đề tài “Khảo sát dây chuyền hệ thống xử lý nước thải của công ty TNHH xưởng giấy Chánh Dương” đã được thực hiện bởi sinh viên Nguyễn Anh Nguyên trong khoảng thời gian từ tháng 03/2014 đến tháng 05/2014. Việc tiến hành được dựa trên các cơ sở khảo sát hệ thống dây chuyền thực tế, thu thập số liệu và xử lý đánh giá kết quả Việc khảo sát hệ thống dây chuyền được tiến hành bằng hình thức tìm hiểu thực tế và quan sát các hệ thơng sơ đồ tại nhà máy để tìm hiểu hoạt động cũng như ngun lý của từng thiết bị Các kết quả được lấy tại nhà máy từ q 1/2014 đến q II/2014 được kiểm tra theo tiêu chuẩn cho trước. Các giá trị kiểm tra bao gồm: pH, COD, BOD5, SS, độ màu Pt_Co và Coliform Dựa trên những số liệu thu thập được để tiến hành đánh giá và đưa ra các biện pháp tối ưu để có thể tăng hiệu suất và giảm được một lượng lớn năng lượng hao phí ABTRACT Topic “ Survey wastewater treatment lines of An Binh Corporation ” was made by Loc Nguyen Minh student in waste workshop of Cheng Yang paper mill Co.LTD; period of three months from March to May, 2014. Study was carried out based on survey of wastewater treatment systems, collecting data, and evaluating the result achieved The survey process is based on actual observations, learn the principles of operation structure… and follow the in way of each device in the system Data was collected through sampling from the first quarter to the second quarter to identify key indicator such as pH, Color, BOD, COD, insoluble content, total Nitrogen, Phosphorus, Coliform Based on the collected data to assess and provide optimal measures to increase efficiency and reduce a large amount of energy is wasted MỤC LỤC DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT 10 Chương 1 MỞ ĐẦU 1 1.1.Tính cấp thiết của đề tài: 1 1.2.Mục đích của đề tài: 2 1.3.Nội dung đề tài: 2 1.4.Giới hạn đề tài: 2 Chương 2 TỔNG QUAN 3 2.1 Hiện trạng và ảnh hưởng của nước thải ngành giấy đến môi trường 3 2.1.1. Hiện trạng nước thải ngành giấy 3 2.1.2. Ảnh hưởng của nước thải đến môi trường: 4 2.1.2.1.Ơ nhiễm khơng khí 4 2.1.2.2. Các loại chất thải rắn phát sinh 6 2.2 Tổng quan về công ty TNHH Xưởng Giấy Chánh Dương 7 2.2.1 Lịch sử hình thành và phát triển 8 2.2.2 Sơ đồ bộ máy quản trị nhà máy 9 2.2.3 Nguyên liệu, sản phẩm và hệ thống phân phối 9 2.3 Các chỉ số ô nhiễm của nước thải 12 2.3.1. Chỉ số SS 12 2.3.2. Chỉ số pH 12 2.3.3 Chỉ số COD (Chemical Oxigen Demand – nhu cầu oxy hoá học) 12 2.3.4. Chỉ số BOD (Biological Oxigen Demand – nhu cầu oxy sinh học) 12 2.3.5. AOX (Halogen hữu cơ dễ bị hấp thụ) 12 2.4. Đặc tính nước thải của ngành giấy 12 2.5 Đặc điểm nước thải của từng khu trong công ty giấy Chánh Dương 16 2.5.1 Phân xưởng tạo bột 16 2.5.2 Phân xưởng xeo 17 2.5.3 Phân xưởng lò hơi 17 2.5.4 Phân xưởng nước thải 17 2.5.5 Nước thải sinh hoạt 17 2.6 Các phương pháp xử lý nước thải hiện hành 17 2.6.1 Phương pháp cơ học 17 2.6.1.1 Thiết bị chắn rác 18 2.6.1.2 Thiết bị nghiền rác 20 2.6.1.4 Bể điều hòa 20 2.6.1.4 Bể lắng 21 2.6.1.5 Lọc cơ học 23 2.6.2.Các phương pháp hóa lý 24 2.6.2.1Keo tụ 24 2.6.2.2 Tuyển nổi 25 2.6.2.3 Hấp phụ 26 2.6.2.4 Trao đổi ion 28 2.6.3 Các phương pháp hóa học 29 2.6.3.1 Trung hòa 29 2.6.3.2 Phương pháp oxi hóa khử 30 2.6.3.3 Kết tủa hóa học. 30 2.6.3.4 Phương pháp sinh học 31 2.6.4.1 Phương pháp xử lý kị khí 32 33 2.6.4.2 Phương pháp hiếu khí 33 2.7 Các biện pháp giảm thiều lượng nước thải cho ngành giấy 34 2.7.1 Sản xuất sạch hơn 34 2.7.1.1 Giảm thiểu tại nguồn 35 2.7.1.2 Tuần hoàn và tái sử dụng 35 2.7.1.3 Cải tiến sản phẩm 36 2.7.2 Các biện pháp khác 36 Chương 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 38 3.1 Nội dung nghiên cứu 38 3.2 Phương pháp nghiên cứu 39 3.3 Xác định các chỉ tiêu nghiên cứu khảo sát 39 3.3.1 Xác định độ pH của nước thải 39 3.3.2 Xác định tổng hàm lượng chất rắn lơ lửng SS 40 3.3.2.1 Chuẩn bị dụng cụ 41 3.3.2.2 Tiến hành 41 3.3.2.3 Tính tốn 41 3.3.3 Xác định chỉ số COD 42 3.3.3.1 Chuẩn bị hóa chất 42 3.3.3.2 Tiến hành 43 3.3.3.3 Tính tốn 44 Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 46 4.1 Dây chuyền hệ thống xử lý nước thải nhà máy giấy Chánh Dương 46 4.1.1 Sơ đồ khối hệ thống 46 4.1.2.Thuyết minh dây chuyền 47 4.1.2.1.Hệ thống thu hồi bột 47 4.1.2.2.Sàng lọc tinh (sàng nghiêng) 48 4.1.2.3Bể trung hòa – keo tụ tạo bơng 50 4.1.2.4Bể tuyển nổi 52 4.1.2.5.Tháp giải nhiệt – Bể điều tiết: 57 4.1.2.6.Bồn kị khí IC 61 4.1.2.7.Bể hiếu khí 66 4.1.2.8.Bể lắng 70 4.1.2.9.Máy ép bùn 72 4.2.Kết quả xử lý nước thải: 74 4.3 Đề xuất các biện pháp hiện hành 75 Chương 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 76 5.1 Kết luận 76 5.2 Kiến nghị 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO 78 PHỤ LỤC 79 DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT BTNMT Bộ Tài Nguyên Môi Trường TCVN Tiêu Chuẩn Việt Nam Aerotank Bể sinh học hiếu khí AOX Halogen hữu cơ dễ bị hấp thụ BOD Biological Oxigen Demand (Nhu cầu oxy sinh hóa) COD Chemical Oxigen Demand (Nhu cầu oxy hóa học) DO Nồng độ oxy hòa tan SS Suspendedsolids (Chất rắn lơ lửng) TSS Total Suspendedsolids (Tổng chất rắn lơ lửng) TCVN Tiêu Chuẩn Việt Nam BCN Ban Chủ Nhiệm TÀI LIỆU THAM KHẢO Dương Tấn Cường, 2006, Luận văn tốt nghiệp, Trường đại học Nơng Lâm TP.Hồ Chí Minh 2. Tài liệu sản xuất sạch trong ngành giấy và bột giấy, Trung tâm sản xuất Sạch Việt Nam, 107 trang 3. Phạm Ngọc Nam, 2004, Bảo vệ mơi trường trong cơng nghiệp, Trường đại học Nơng Lâm TP. Hồ Chí Minh, 78 trang 4. Nguyễn Thị Tuyết Nhung, 2008, Luận văn tốt nghiệp, Trường đại học Nơng Lâm TP. Hồ Chí Minh, 73 trang 5. Lâm Vĩnh Sơn, 2009, Kỹ thuật xử lý nước thải, 195 trang 6. Nguyễn Vũ Thùy Trang, 2008, Luận văn tốt nghiệp, Trường đại học Nơng Lâm TP. Hồ Chí Minh, 94 trang 78 7. Nguyễn Trung Việt, Trần Thị Mỹ Diệu, 2006, Xử lý nước thải, Cơng ty Mơi Trường Tầm Nhìn Xanh_Gree, 56 trang 8. Phòng Kiễm định sản phẩm cơng ty TNHH xưởng giấy Chánh Dương vầ đánh giá các chỉ số nước thải chính 9. Báo cáo công tác bảo vệ môi trường quý I năm 2013, Công ty TNHH xưởng Giấy Chánh Dương, 25 trang 10. Báo cáo công tác bảo vệ môi trường quý II năm 2013, Công ty TNHH xưởng Giấy Chánh Dương, 25 trang PHỤ LỤC Phụ lục 1: Tiêu chuẩn Việt Nam cho nước thải công nghiệp (TCVN 5945 : 2005) 1.1.Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn này quy định giá trị tới hạn các thông số và nồng độ các chất ơ nhiễm trong nước thải của các cơ sở sản xuất, chế biến, kinh doanh dịch vụ…(gọi chung là “nước thải cơng nghiệp”) Tiêu chuẩn này dùng để kiểm sốt chất lượng nước thải cơng nghiệp khi thải vào các thủy vực có các sử dụng nước với u cầu chất lượng nước thấp hơn, hoặc vào các nơi tiếp nhận nước thải khác 2.2.Giá trị giới hạn 79 Giá trị giới hạn các thơng số và nồng độ các chất ơ nhiễm của nước thải cơng nghiệp khi đổ vào các thủy vực khơng vượt q các giá trị tương ứng quy định trong bảng 1 Nước thải cơng nghiệp có giá trị các thơng số và nồng độ các chất ơ nhiễm bằng hay nhỏ hơn giá trị quy định trong cột A có thể đổ vào các thủy vực thường được dùng làm nguồn nước cho mục đích sinh hoạt Nước thải cơng nghiệp có giá trị các thơng số và nồng độ các chất ơ nhiễm lớn hơn giá trị quy định trong cột A nhưng nhỏ hơn hay bằng giá trị quy định trong cột B thì được đổ vào các thủy vực nhận thải khác trừ các thủy vực quy định ở cột A Nước thải cơng nghiệp có giá trị các thông số và nồng độ các chất ô nhiễm lớn hơn giá trị quy định trong cột B nhưng không vượt quá giá trị quy định trong cột C chỉ được phép thải vào các nơi được quy định (như hồ chứa nước thải được xây riêng, cống dẫn đến nhà máy xử lý nước thải tập trung…) Thành phần nước thải có đặc thù theo lĩnh vực hay ngành cơng ngiệp của một số hoạt động sản xuất, kinh doanh, dịch vụ cụ thể, được quy định trong các tiêu chuẩn riêng Phương pháp lấy mẫu, phân tích, tính tốn, xác định từng thơng số và nồng độ cụ thể của các chất ơ nhiễm được quy định trong các TCVN hiện hành hay do cơ quan có thẩm quyền chỉ định Bảng 1.1: Giá trị giới hạn các thơng số và nồng độ các chất ơ nhiễm trong nước thải công nghiệp TT Thông số Đơn vị Giá trị giới hạn A 80 B C Nhiệt độ C 40 40 40 pH 6 9 5,5 9 5 9 Mùi Khơng khó Khơng khó Màu sắc, CoPt ở chịu chịu 20 50 pH=7 BOD5 (200c) mg/l 30 50 100 COD mg/l 50 80 400 Chất rắn lơ lửng mg/l 50 100 200 Asen mg/l 0,05 0,1 0,5 Thuỷ ngân mg/l 0,005 0,01 0,01 10 Chì mg/l 0,1 0,5 11 Cadimi mg/l 0,005 0,01 0,5 12 Crom (VI) mg/l 0,05 0,1 0,5 13 Crom (III) mg/l 0,2 0,1 14 Đồng mg/l 2 15 Kẽm mg/l 3 16 Niken mg/l 0,2 0,5 17 Mangan mg/l 0,5 18 Sắt mg/l 10 19 Thiếc mg/l 0,2 20 Xianua mg/l 0,07 0,1 0,2 21 Phenol mg/l 0,1 0,5 81 22 Dầu mỡ khoáng mg/l 10 20 30 23 Dầu độn thực vật mg/l 24 Clo dư mg/l 25 PCBs mg/l 0,003 0,01 26 Hoá chất bảo vệ thực mg/l 0,3 mg/l 0,1 0,1 vật: lân hữu cơ 27 Hoá chất bảo vệ thực vật: clo hữu cơ 28 Sunfua mg/l 0,2 0,5 29 Florua mg/l 10 15 30 Clorua mg/l 500 600 1000 31 Amoni (tính theo Nitơ) mg/l 10 15 32 Tổng Nitơ mg/l 15 30 60 33 Tổng Photpho mg/l 34 Coliform mg/l 3000 5000 35 Xét nghiệm sinh học 90% cá sống sót sau 96 giờ trong 100% nước (Bioassay) thải 36 Tổng hoạt động phóng Bq/l 0,1 0,1 Bq/l 1,0 1,0 xạ α 37 Tổng hoạt động phóng xạ β 82 2.3.Phí bảo vệ mơi trường đối với nước thải cơng nghiệp Mức phí bảo vệ mơi trường đối với nước thải cơng nghiệp tính theo từng chất gây ơ nhiễm có trong nước thải, như sau: Bảng 2.2: Bảng phí bảo vệ mơi trường đối với nước thải cơng nghiệp CHẤT GÂY Ơ NHIỄM CĨ TRONG NƯỚC THẢI TT Tên gọi Nhu cầu oxy sinh hoá Nhu cầu oxy hoá học Chất rắn lơ lửng Ký hiệu MỨC THU (đồng/kg chất gây ơ nhiễm có trong nước thải) MT MT MT MT tiếp nhận tiếp nhận tiếp nhận tiếp nhận A B C D ABOD 300 250 200 100 ACOD 300 250 300 100 ATSS 400 350 300 200 Thủy ngân AHg Chì APb 500.000 450.000 400.000 300.000 Arsenic AAs 1.000.000 900.000 800.000 600.000 Cadmium ACd 1.000.000 900.000 800.000 600.000 20.000.000 18.000.000 15.000.000 10.000.000 Trong đó, mơi trường tiếp nhận nước thải bao gồm 4 loại A, B, C và D được xác định như sau: 83 Môi trường tiếp nhận nước thải loại A: nội thành, nội thị của các đô thị loại đặc biệt, loại I, loại II và loại III Môi trường tiếp nhận nước thải loại B: nội thành, nội thị của các đo thị loại IV, loại V và ngoại thành, ngoại thị của các đo thị loại đặc biệt, loại I, loại II và loại III Môi trường tiếp nhận nước thải loại C: ngoại thành, ngoại thị của các đo thị loại IV và các xã khơng thuộc đo thị, trừ các xã thuộc mơi trường tiếp nhận nước thải thuộc nhóm D Mơi trường tiếp nhận nước thải loại D: các xã biên giới, miền núi, vùng cao, vùng sâu và vùng xa Đơ thị loại đặc biệt, loại I, II, III, IV và V được thực hiện theo quy định tại Nghị định số 72/2001/NĐCP ngày 5 tháng 10 năm 2001 của Chính Phủ về phân loại đo thị và cấp quản lý đơ thị và các văn bản hướng dẫn thi hành 84 Phụ lục 2: Chỉ số BOD của nước thải sau khi xử lý phải đạt Tiêu chuẩn Việt Nam loại A cho nước thải cơng nghiệp là: BOD = 30 mg/lít, COD = 50 mg/lít Hoặc tiêu chuẩn loại B cho nước thải cơng nghiệp là: BOD = 50 mg/lít, COD = 80 mg/lít thì mới được thải vào mơi trường Riêng đối với ngành cơng nghiệp giấy thì nước thải ra mơi trường phải đạt tiêu chuẩn loại A.Đối với cùng một mẫu nước thải thì: chỉ số BOD bao giờ cũng thấp hơn COD Người ta thường lập tỉ số BOD/COD để biết xem loại nước thải này có thể dễ xử lý bằng phương pháp sinh học hay khơng:Nếu BOD/COD > 0,5 thì nước thải dễ xử lý bằng phương pháp sinh học. Nói các khác, nếu lượng chất hữu cơ dễ phân hủy chiếm trên một nửa so với tồn bộ chất hữu cơ có trong nước thải, thì nước thải đó dễ xử lý bằng phương pháp sinh học Người ta còn sử dụng các tỷ số COD và BOD để tính tốn thể tích bể xử lý sinh học và thời gian lưu của nước thải trong các bể xử lý sinh học đó Chỉ số N: là số mg Nitơ ở dạng hợp chất có trong 1 lít nước thải Chỉ số P: là số mg Photpho ở dạng hợp chất có trong một lít nước thải Các chất Nitơ và Photpho được gọi là chất dinh dưỡng vì chúng cần thiết cho phát triển của vi sinh vật. Nếu thiếu các chất này thì vi sinh vật phát triển rất chậm và sinh ra bùn rất khó lắng, làm cho q trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học sẽ khơng hiệu quả. Khi đó, để tăng hiệu quả xử lý sinh học thì cần phải bổ sung mức thiếu N bằng phân đạm, mức thiếu P bằng phân lân, sao cho các chỉ số COD : N : P = 100 : 5 : 1. Đối với nước thải nhà máy giấy thì thường là thiếu 85 N và P, do vậy cần phải tính tốn lượng thiếu của từng chất và bổ sung chúng vào bể xử lý sinh học 86 Phụ lục 3: Xác định chỉ số COD Áp dụng tiêu chuẩn SMEWW 5220D – 1995 – Ngun tắc: Các chất hữu cơ bị phân hủy khi đun nóng với kali dicromat trong mơi trường axit mạnh Lượng kali dicromat dư định phân dung dịch ferrous ammonium sunphat với chỉ thị ferroin Các phản ứng hóa học xảy ra như sau: CHC + Cr2O72 + H+ → CO2 + H2O + Cr3+ Cr2O72 + 6Fe2+ + 14H+ → 2Cr3+ + 6Fe2+ + 7H2O (Dung dịch chuyển từ màu xanh lam sang đỏ cam) – Ảnh hưởng Các chất béo mạch thẳng, các hợp chất nhân thơm và pyridin khơng bị oxy hóa, mặt dù với dicromat phản ứng oxy hóa triệt để hơn so với dùng kali permanganat Để tăng nhanh vận tốc phản ứng, bạc sulphat được thêm vào như một chất xúc tác Khi có sự hiện diện của ion Cl sẽ gây ra sai số dương cho phản ứng: Cr2O72 + 6Cl + 14H+ → 2Cr3+ + 3Cl2 + 7H2O Để tránh sự kiện này, HgSO4 dễ tạo phức chất bền HgCl42 khi được thêm vào mẫu với tỷ lệ HgSO4 : Cl = 10 : 1 – Thiết bị và dụng cụ: + Thiết bị: Bếp nung chuyên dụng cho xác định COD + Dụng cụ: Ống nghiệm chịu nhiệt có nút văn V = 10ml Pipet, buret, becher, erlen 87 – Hóa chất: + Kali dicromat 0.1 N + Axit sulphuric đậm đặc + Chỉ thị Ferroin + Ferrous ammonium sunphat (FAS) 0.01 N – Chuẩn bị mẫu: Nếu mẫu sau khi lấy về được phân tích ngay trong vòng 6 giờ thì chỉ cần làm lạnh 2 – 50c. Nếu phân tích trong vòng 5 ngày thì axit hóa mẫu đến pH