Nghiên cứu hiện trạng và đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả xử lý nước thải công ty cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ, tỉnh Thái Nguyên : Luận văn ThS. Khoa học môi trường và bảo vệ môi trường

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TƢ̣ NHIÊN - Đồng Thị Phƣơng Liên NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƢỚC THẢI CÔNG TY CỔ PHẦN GIẤY HOÀNG VĂN THỤ, TỈNH THÁI NGUYÊN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2012 i ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TƢ̣ NHIÊN - Đồng Thị Phƣơng Liên NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƢỚC THẢI CƠNG TY CỔ PHẦN GIẤY HỒNG VĂN THỤ, TỈNH THÁI NGUYÊN Chuyên ngành: Khoa học môi trƣờng Mã số: 60 85 02 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC TS Trần Văn Quy Hà Nội - 2012 ii MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan ngành công nghiệp giấy 1.1.1 Tình hình sản xuất ngành giấy năm gần (từ năm 2006 đến nay) .3 1.1.2 Công nghệ sản xuất giấy bột giấy 10 1.1.3 Sản xuất giấy từ giấy loại (giấy tái chế) 15 1.1.3.1 Phân loại giấy 15 1.1.3.2 Lợi ích giấy tái chế 16 1.1.3.3 Tái chế giấy nƣớc khu vực Việt Nam 17 1.2 Đặc tính nƣớc thải ngành cơng nghiệp giấy biện pháp giảm thiểu, xử lý 19 1.2.1 Các nguồn phát sinh nƣớc thải đặc tính nƣớc thải ngành cơng nghiệp giấy 19 1.2.2 Các biện pháp giảm thiểu xử lý nƣớc thải công nghiệp giấy 23 1.2.2.1 Các biện pháp giảm thiểu nƣớc thải công nghiệp giấy 23 1.2.2.2 Các biện pháp xử lý nƣớc thải công nghiệp giấy 24 1.2.2.3 Một số dây chuyền công nghệ xử lý nƣớc thải giấy .26 CHƢƠNG ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29 2.1 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 29 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu .29 2.2.1 Phƣơng pháp thu thập tài liệu 29 2.2.2 Phƣơng pháp khảo sát thực địa .29 2.2.3 Phƣơng pháp lấy mẫu bảo quản mẫu 29 2.2.4 Phƣơng pháp phân tích phịng thí nghiệm 30 2.2.5 Phƣơng pháp xử lý, đánh giá số liệu 31 2.2.6 Phƣơng pháp đánh giá công nghệ xử lý nƣớc thải 31 2.2.7 Phƣơng pháp tính tốn theo cơng thức thực nghiệm 33 CHƢƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 34 3.1 Khái qt chung Cơng ty Cổ phần giấy Hồng Văn Thụ 34 3.1.1 Khái quát lịch sử hình thành phát triển Cơng ty 34 iii 3.1.2 Thực trạng hoạt động sản xuất Công ty 35 3.1.2.1 Sản phẩm 35 3.1.2.2 Nhu cầu nguyên, nhiên vật liệu hóa chất 35 3.1.2.3 Các trang thiết bị phục vụ sản xuất .36 3.1.2.4 Quy trình cơng nghệ sản xuất 37 3.2 Hiện trạng phát sinh nƣớc thải hệ thống thu gom, xử lý nƣớc thải Công ty 41 3.2.1 Các nguồn phát sinh nƣớc thải Công ty 41 3.2.2 Hiện trạng hệ thống thu gom, xử lý nƣớc thải Công ty 41 3.2.2.1 Đối với nƣớc sinh hoạt 41 3.2.2.2 Đối với nƣớc mƣa chảy tràn 42 3.2.2.3 Đối với nƣớc thải sản xuất 42 3.2.3 Đánh giá công nghệ xử lý nƣớc thải .50 3.2.3.1 Đánh giá công nghệ xử lý nƣớc thải mặt kỹ thuật 50 3.2.3.2 Đánh giá công nghệ xử lý nƣớc thải mặt kinh tế .56 3.2.3.3 Đánh giá công nghệ xử lý nƣớc thải mặt môi trƣờng………….58 3.3 Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu xử lý nƣớc thải 61 3.4 Tính tốn cơng trình xử lý nƣớc thải theo phƣơng án chọn 66 3.4.1 Song chắn rác 67 3.4.2 Bể lắng cát bể điều hòa 68 3.4.3 Hệ thống bể tuyển 68 3.4.4 Bể Aeroten theo mẻ (SBR) 73 3.4.5 Bể nén bùn 79 3.4.6 Bể chứa bùn sân phơi bùn 80 3.4.7 Hồ sinh học .80 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 81 Kết luận 81 Khuyến nghị 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 iv DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng Tình hình sản xuất giấy Việt Nam nƣớc khu vực Đông Á Bảng Thị trƣờng xuất giấy sản phẩm từ giấy Việt Nam tháng đầu năm 2011 Bảng So sánh công nghệ sản xuất giấy từ loại nguyên liệu khác 13 Bảng Tỷ lệ thu hồi giấy qua sử dụng Châu Á năm 2007 .19 Bảng Thành phần nồng độ chất ô nhiễm nƣớc thải công đoạn sản xuất giấy .21 Bảng Tải lƣợng nƣớc thải COD số loại giấy .22 Bảng Đặc tính nƣớc tuần hoàn nhà máy giấy 22 Bảng Đặc tính nƣớc thải đầu vào chất lƣợng nƣớc sau xử lý nhà máy sản xuất giấy Công ty DIANA 28 Bảng Lƣợng hóa tiêu chí đánh giá cơng nghệ môi trƣờng 31 Bảng 10 Nhu cầu nguyên, nhiên vật liệu hóa chất sử dụng sản xuất .35 Bảng 11 Danh mục trang thiết bị phục vụ sản xuất Cơng ty 37 Bảng 12 Kết đo, phân tích nƣớc thải sau xử lý thải ngồi mơi trƣờng Cơng ty Cổ phần giấy Hồng Văn Thụ 47 Bảng 13 Các máy móc, thiết bị sử dụng dây chuyền cơng nghệ xử lý nƣớc thải 51 Bảng 14 Giá trị thông số ô nhiễm đặc trƣng sau công đoạn xử lý 53 Bảng 15 Các hạng mục xây dựng hệ thống xử lý nƣớc thải 57 Bảng 16 So sánh ƣu, nhƣợc điểm phƣơng án đề xuất 64 Bảng 17 Các thông số đầu vào yêu cầu đặc tính nƣớc thải đầu hệ thống xử lý nƣớc thải cần thiết kế .66 Bảng 18 Hệ số khơng điều hịa K 67 Bảng 19 Các thông số đầu vào bể tuyển 68 Bảng 20 Độ hịa tan khơng khí vào nƣớc theo nhiệt độ 69 Bảng 21 Kết tính tốn bể tuyển 72 Bảng 22 Giá trị thông số đầu hệ thống tuyển 73 Bảng 23 Các thông số đầu vào đầu khỏi bể SBR 79 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình Sơ đồ cơng nghệ sản xuất giấy kèm dịng thải với nguyên liệu đầu vào tre, nứa, gỗ 11 Hình Sơ đồ cơng nghệ sản xuất giấy kèm dòng thải với nguyên liệu đầu vào giấy phế liệu 12 Hình Sơ đồ hệ thống xử lý nƣớc thải cơng ty Roemond Hà Lan 26 Hình Dây chuyền xử lý nƣớc thải Công ty sản xuất giấy DIANA .27 Hình Quy trình cơng nghệ sản xuất giấy Công ty 38 Hình Sơ đồ tuần hồn tái sử dụng nƣớc 44 Hình Sơ đồ hệ thống xử lý nƣớc thải Công ty 45 Hình Diễn biến giá trị thơng số BOD nƣớc thải Công ty từ đợt 1/2010 đến đợt 4/2011 .48 Hình Diễn biến giá trị thông số COD nƣớc thải Công ty từ đợt 1/2010 đến đợt 4/2011 .48 Hình 10 Sơ đồ cơng nghệ q trình tuyển 69 BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT BOD : Nhu cầu oxy sinh hố COD : Nhu cầu oxy hóa học CHLB : Cộng hòa Liên bang ERPA : Hiệp hội thu hồi giấy Châu Âu (Emissions Reduction Purchase Agreement INEST : Viện Khoa học Công nghệ môi trƣờng (Institute for Environmental Science and Technology) KN : Kim ngạch QCVN : Quy chuẩn Việt Nam TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam VPPA : Hiệp hội Giấy Bột giấy Việt Nam (Vietnam Pulp and Paper Association) WTO : Tổ chức Thƣơng mại Thế giới (World Trade Organization) XK : Xuất MỞ ĐẦU Trong công đổi mới, chuyển sang kinh tế thị trƣờng định hƣớng xã hội chủ nghĩa, đẩy mạnh cơng nghiệp hố đại hố hội nhập quốc tế, Việt Nam đạt đƣợc thành tựu quan trọng kinh tế xã hội Cùng với nhịp độ tăng trƣởng kinh tế cao nhiều vấn đề môi trƣờng cấp bách đặt ra, không đƣợc giải thoả đáng kịp thời cản trở, làm chậm lại tốc độ tăng trƣởng kinh tế nảy sinh nhiều vấn đề xã hội, đe dọa nghiêm trọng phát triển bền vững đất nƣớc Trong năm gần đây, ngành công nghiệp Việt Nam phát triển mạnh mẽ đóng vai trị quan trọng, có ngành công nghiệp sản xuất giấy Song song với thuận lợi cịn nhiều khó khăn, thách thức mà ngành giấy Việt Nam cần phải đối mặt thời kì hội nhập: cơng nghệ lạc hậu, sản lƣợng thấp, lực lƣợng lao động cồng kềnh trình độ thấp, thiếu nguồn nguyên liệu, vốn, cạnh tranh tăng cao đặc biệt ô nhiễm môi trƣờng Do đặc trƣng ngành sử dụng lƣợng lớn nguyên liệu thơ, lƣợng, nƣớc hóa chất q trình sản xuất nên tạo lƣợng lớn chất thải (nƣớc thải, khí thải chất thải rắn) có nguy gây ô nhiễm môi trƣờng nghiêm trọng khơng đƣợc xử lý Đặc biệt nƣớc thải có hàm lƣợng chất nhiễm cao khó xử lý Hiện nay, môi trƣờng sở sản xuất giấy ngày bị ô nhiễm nghiêm trọng, địi hỏi cần phải có biện pháp giải hết Tại nƣớc tiên tiến, để bảo vệ rừng mơi trƣờng sinh thái, Chính phủ nƣớc khuyến khích sử dụng nguồn nguyên liệu thứ cấp coi nguồn nguyên liệu có giá trị Trong năm gần đây, nhiều doanh nghiệp nƣớc sản xuất giấy từ giấy loại (giấy tái chế), có Cơng ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ tỉnh Thái Nguyên Cơng ty Cổ phần giấy Hồng Văn Thụ trải qua trình hoạt động từ thành lập có nhiều lần nâng cơng suất cải tiến công nghệ dây chuyền sản xuất nhƣ xử lý chất thải Bên cạnh giá trị kinh tế - xã hội mà Công ty đem lại tồn số vấn đề gây tác động xấu đến môi trƣờng nguồn thải phát sinh, đặc biệt nƣớc thải Xuất phát từ thực tiễn ngành giấy nƣớc ta nói chung Cơng ty Cổ phần giấy Hồng Văn Thụ nói riêng, tác giả chọn đề tài “Nghiên cứu trạng đề xuất giải pháp nâng cao hiệu xử lý nước thải Cơng ty Cổ phần giấy Hồng Văn Thụ, tỉnh Thái Nguyên” với mục tiêu đánh giá trạng hệ thống xử lý nƣớc thải Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ, sở đó, đề xuất giải pháp nâng cao hiệu xử lý nƣớc thải Công ty nhằm đảm bảo xử lý nƣớc thải đạt tiêu chuẩn môi trƣờng trƣớc thải sông Cầu giảm thiểu tác động tới môi trƣờng nƣớc sông Cầu Nội dung nghiên cứu bao gồm: - Khảo sát trạng sản xuất Cơng ty Cổ phần giấy Hồng Văn Thụ; - Điều tra, đánh giá trạng phát sinh xử lý nƣớc thải Công ty; - Đánh giá công nghệ xử lý nƣớc thải sản xuất vận hành Công ty; - Đề xuất giải pháp nhằm nâng cao hiệu xử lý nƣớc thải sản xuất cho Cơng ty; - Tính tốn sơ cơng trình xử lý thiết bị đáp ứng yêu cầu xả thải cho phƣơng án đƣợc đề xuất CHƢƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan ngành công nghiệp giấy 1.1.1 Tình hình sản xuất ngành giấy năm gần (từ năm 2006 đến nay) Trong năm gần kinh tế giới gặp nhiều khó khăn điều tác động lớn đến ngành giấy nƣớc Năm 2006 Việt Nam sản xuất đƣợc 503.000 giấy nhập 658.000 giấy làm bao bì cơng nghiệp Lƣợng giấy tiêu dùng nƣớc năm 2006 1.155.000 tấn, giấy làm bao bì cơng nghiệp chiếm tới 74% Nhƣ vậy, sản xuất nƣớc đáp ứng đƣợc 43% nhu cầu, 90% nguyên liệu dùng để sản xuất giấy bao bì cơng nghiệp giấy loại tông loại thu gom nƣớc nhập Năm 2006, giấy loại nhập lên tới 300.000 thu gom nƣớc đạt 270.000 [13] Tỷ lệ lƣợng giấy loại nhập thƣờng lớn lƣợng giấy loại thu gom nƣớc giấy loại nhập đƣợc sản xuất từ bột nguyên thuỷ, giấy loại thu gom nƣớc giấy đƣợc tái chế nhiều lần, khó dùng để sản xuất sản phẩm có chất lƣợng cao Những số liệu sản xuất giấy Việt Nam nƣớc khu vực Đông Á năm 2006 đƣợc Bảng Bảng Tình hình sản xuất giấy Việt Nam nước khu vực Đông Á [13] Nƣớc Sản phẩm Việt Nam Philipine Indonesia Thái Nhật Hàn Đài Lan Bản Quốc Loan - Giấy 1.158 1.266 10.537 5.173 33.447 10.861 5.230 - Bột 355 120 6.447 1.120 15.766 582 420 - Giấy loại 600 825 5.612 - Giấy 959 950 8.853 4.300 31.108 10.703 6.646 - Bột 300 90 5.672 1.100 10.883 500 392 Sản xuất