Nghiên cứu thu hồi bột giấy bằng phương pháp tuyển nổi hóa học tại nhà máy sản xuất giấy Công ty TNHH Hoa Mỹ

Nghiên cứu thu hồi bột giấy bằng phương pháp tuyển nổi hóa học tại nhà máy sản xuất giấy Công ty TNHH Hoa Mỹ Nghiên cứu thu hồi bột giấy bằng phương pháp tuyển nổi hóa học tại nhà máy sản xuất giấy Công ty TNHH Hoa Mỹ luận văn tốt nghiệp thạc sĩ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI PHẠM ĐÌNH TÙNG NGHIÊN CỨU THU HỒI BỘT GIẤY BẰNG PHƯƠNG PHÁP TUYỂN NỔI HÓA HỌC TẠI NHÀ MÁY SẢN XUẤT GIẤY CÔNG TY TNHH HOA MỸ LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - PHẠM ĐÌNH TÙNG NGHIÊN CỨU THU HỒI BỘT GIẤY BẰNG PHƯƠNG PHÁP TUYỂN NỔI HÓA HỌC TẠI NHÀ MÁY SẢN XUẤT GIẤY CÔNG TY TNHH HOA MỸ Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS VŨ ĐỨC THẢO HÀ NỘI 2017 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành tốt báo cáo này, khơng có nỗ lực thân, mà cịn có hỗ trợ giúp đỡ thầy cô, bạn bè gia đình, tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến: PGS.Vũ Đức Thảo giảng viên trực tiếp hướng dẫn định hướng cho trình nghiên cứu, tạo điều kiện thuận lợi bảo ân cần để tơi hồn thành tốt báo cáo Xin gửi lời cảm ơn Trung tâm Nghiên cứu mơi trường vi khí hậu, kiến trúc lượng – Viện kiến trúc nhiệt đới thuộc Đại học kiến trúc Hà Nội, cán phụ trách phịng thí nghiệm nhiệt tình giúp đỡ tạo điều kiện cho tơi hồn thành báo cáo này Cảm ơn quý thầy, cô Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Viện Khoa Học Môi trường, Viện Đào tạo sau đại học trang bị kiến thức q báu để giúp tơi có kiến thức cần thiết thời gian học tập Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn đến bạn bè gia đình chỗ dựa vững mặt tinh thần vật chất, để tơi hồn thành luận văn suốt thời gian vừa qua Xin ghi lại lòng biết ơn chân thành sâu sắc nhất! Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Học viên Phạm Đình Tùng i LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến tất thầy giáo, cô giáo Viện công nghệ môi trường - Trường Đại Học Bách khoa Hà Nội Trong suốt thời gian học tập nghiên cứu trường, thầy cô tận tình giảng dạy, truyền đạt tri thức q báu giúp tác giả hồn thành chương trình đào tạo Luận văn thạc sỹ Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến PGS.TS Vũ Đức Thảo Trường Đại Học Bách khoa Hà Nội tận tình hướng dẫn suốt trình nghiên cứu khoa học Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sỹ thực hướng dẫn Trường Đại học bách khoa Hà Nội thầy hướng dẫn PGS.TS Vũ Đức Thảo Hà Nội, ngày tháng 12 năm 2017 Người viết cam đoan Phạm Đình Tùng ii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT TS Total Solids – Tổng hàm lượng chất rắn SS Suspended Solids – Tổng hàm lượng chất lơ lửng QCVN Quy chuẩn Việt Nam DS Dissolved Solids – Tởng hàm lượng chất hịa tan DO Dissolved Oxygen – Hàm lượng oxigen hòa tan COD BTNMT BOD TCVN Chemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxigen hóa học Bộ tài nguyên môi trường Biochemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxigen sinh hóa Tiêu chuẩn Việt Nam PAC Poly Aluminum Chloride FAS Ferrous Amonium Sunfate iii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i LỜI CAM ĐOAN ii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iii MỤC LỤC iv DANH MỤC BẢNG vi DANH MỤC HÌNH vii LỜI MỞ ĐẦU .1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .3 1.1 Tổng quan nước thải công nghiệp giấy 1.1.1 Thành phần tính chất 1.1.2 Tác động nước thải công nghiệp giấy đến môi trường .4 1.1.3 Chất lignin nước thải giấy .5 1.2 Cơ sở hóa lý phương pháp tuyển nổi áp dụng xử lý nước thải công nghiệp giấy 1.2.1 Cơ sở hóa lý q trình tuyển nởi 1.2.2 Các phương pháp tuyển nổi xử lý nước thải công nghiệp giấy .7 1.3 Cơ sở phương pháp nghiên cứu 11 1.4 Đặc điểm nước thải giấy Công ty TNHH Hoa Mỹ .12 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14 THỰC NGHIỆM .14 2.1 Đối tượng nghiên cứu .14 2.2 Phương pháp nghiên cứu 15 2.2.1 Các thiết bị dụng cụ dùng để nghiên cứu 15 2.2.2 Hóa chất .15 2.3 Phương pháp xác định, phân tích thơng số đặc trưng 16 2.3.1 Phân tích COD, BOD5 16 2.3.2 Xác định pH nước thải 18 2.3.3 Xác định hàm lượng lignin có nước thải .18 iv 2.3.4 Xác định hàm lượng bột giấy có nước thải 18 2.4 Quá trình tiến hành thực nghiệm 189 2.4.1 Nghiên cứu Ảnh hưởng thời gian phản ứng đến khả thu hồi bột giấy hiệu suất xử lý COD, BOD nước thải 19 2.4.2 Nghiên cứu Ảnh hưởng pH đến khả thu hồi bột giấy hiệu suất xử lý COD, BOD nước thải 20 2.4.3 Nghiên cứu Ảnh hưởng liều lượng hóa chất DT01 đến khả thu hồi bột giấy hiệu suất xử lý COD, BOD nước thải 20 2.4.4 So sánh hiệu thu hồi bột giấy xử lý nước thải giấy sử dụng hóa chất DT01 sử dụng Phèn nhôm (Al2(SO4)3.18H2O) PAC 21 2.4.5 Nghiên cứu xử lý thu hồi bột giấy với nước thải Nhà máy giấy khác sử dụng hóa chất DT01 22 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 24 3.1 Kết phân tích chất lượng nước thải đầu vào mẫu nghiên cứu 24 3.2 Kết phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 25 3.2.1 Kết ảnh hưởng thời gian phản ứng đến hiệu suất thu hồi bột giấy hiệu suất xử lý COD, BOD nước thải 25 3.2.2 Kết ảnh hưởng pH đến khả thu hồi bột giấy hiệu suất xử lý COD, BOD nước thải 28 3.2.3 Ảnh hưởng liều lượng hóa chất DT01 đến khả thu hồi bột giấy hiệu suất xử lý COD nước thải 31 3.2.4 Kết so sánh hiệu xử lý nước thải sử dụng hóa chất DT01 so với sử dụng phèn nhôm PAC để xử lý nước thải giấy 33 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO .43 v DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Hóa chất sử dụng 15 Bảng 3.1: Kết phân tích chất lượng nước thải đầu vào mẫu nghiên cứu 24 Bảng 3.2: Ảnh hưởng thời gian phản ứng đến hiệu suất thu hồi bột giấy 25 hiệu suất xử lý COD, BOD nước thải 25 Bảng 3.3: Ảnh hưởng pH đến khả thu hồi bột giấy hiệu suất xử lý COD, BOD nước thải 28 Bảng 3.4: Ảnh hưởng liều lượng hóa chất DT01 đến khả thu hồi bột giấy hiệu suất thu hồi COD, BOD nước thải 31 Bảng 3.5: Kết phân tích nước thải sau sử dụng phèn nhơm, PAC, Hóa chất DT01 để xử lý nước thải giấy 34 Bảng 3.6: Kết xử lý thu hồi bột giấy với nước thải Nhà máy giấy khác sử dụng hóa chất DT01 39 vi DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Sơ đồ hệ thống tuyển nổi bơm dâng Hình 1.2: Sơ đồ q trình tuyển nởi khơng khí hịa tan để xử lý nước Hình 1.3: Sơ đồ tuyển nổi nhờ xốp 10 Hình 1.4: Sơ đồ quy trình cơng nghệ sản xuất giấy đế .12 Hình 3.1: Biểu đồ ảnh hưởng thời gian phản ứng đến hiệu suất thu hồi bột giấy 25 Hình 3.2: Biểu đồ ảnh hưởng thời gian phản ứng đến hiệu suất xử lý COD 26 Hình 3.3: Biểu đồ ảnh hưởng thời gian phản ứng đến hiệu suất xử lý BOD 26 Hình 3.4: Biểu đồ ảnh hưởng pH đến hiệu suất thu hồi bột giấy nước thải .28 Hình 3.5: Biểu đồ ảnh hưởng pH đến hiệu suất xử lý COD nước thải 29 Hình 3.6: Biểu đồ ảnh hưởng pH đến hiệu suất xử lý BOD nước thải 29 Hình 3.7: Biểu đồ ảnh hưởng liều lượng hóa chất DT01 đến khả thu hồi bột giấy nước thải .31 Hình 3.8: Biểu đồ ảnh hưởng liều lượng hóa chất DT01 đến hiệu suất xử lý COD nước thải 32 Hình 3.9: Biểu đồ ảnh hưởng liều lượng hóa chất DT01 đến hiệu suất xử lý BOD nước thải 32 Hình 3.10: Biểu đồ so sánh hiệu xử lý COD nước thải sử dụng phèn nhơm, PAC hóa chất DT01 34 Hình 3.11: Biểu đồ so sánh hiệu xử lý BOD nước thải sử dụng phèn nhơm, PAC hóa chất DT01 35 Hình 3.12: Biểu đồ so sánh hiệu thu hồi bột giấy nước thải sử dụng phèn nhơm, PAC hóa chất DT01 35 Hình 3.13: Biểu đồ so sánh hiệu xử lý COD nước thải sử dụng phèn nhơm, PAC hóa chất DT01 36 Hình 3.14: Biểu đồ so sánh hiệu xử lý BOD nước thải sử dụng phèn nhơm, PAC hóa chất DT01 36 Hình 3.15: Biểu đồ so sánh hiệu thu hồi bột giấy nước thải sử dụng phèn nhơm, PAC hóa chất DT01 36 Hình 3.16: Biểu đồ thể kết xử lý thu hồi bột giấy với nước thải Nhà máy giấy khác sử dụng hóa chất DT01 40 vii LỜI MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài: Hiện nay, cơng nghiệp sản xuất giấy chiếm vị trí quan trọng kinh tế nước ta Cùng với phát triển ngành công nghiệp, dịch vụ khác nhu cầu sản xuất giấy ngày tăng Tuy nhiên, lợi ích đạt ngành cơng nghiệp phát sinh nhiều vấn đề môi trường Bên cạnh nước thải nhà máy giấy thường chứa nhiều lignin, chất khó hịa tan khó phân hủy, có khả tích tụ sinh học thể sống hợp chất Clo hữu cơ, nước thải giấy trực tiếp thải ngồi mơi trường lượng lớn bột giấy khơng thể tái chế gây thất lượng lớn ngun liệu Do để giảm thiểu nhiễm nước thải nhà máy giấy góp phần lớn việc thu hồi tái chế lượng bột giấy bị thất q trình sản xuất nhà khoa học quan quản lý nhà nước môi trường nghiên cứu giải pháp nhằm giảm thiểu ô nhiểm nguồn nước thu hồi lượng bột giấy thất Để góp phần vào biện pháp giảm thiểu tác giả chọn đề tài "Nghiên cứu thu hồi bột giấy phương pháp tuyển nởi hóa học Nhà máy sản xuất giấy Cơng ty TNHH Hoa Mỹ Mục đích nghiên cứu Luận văn: + Đánh giá khả thu hồi bột giấy hiệu xử lý COD, BOD nước thải sử dụng hóa chất DT01 + Đánh giá yếu tố ảnh hưởng việc sử dụng hóa chất (DT01) để thu hồi bột giấy xử lý COD, BOD nước thải giấy + Tìm khoảng tối ưu sử dụng hóa chất DT01 việc sử dụng để thu hồi bột giấy xử lý nước thải giấy, xem xét đánh giá khả xử lý hóa chất loại nước thải khác Đối tượng, phạm vi nghiên cứu luận văn: Đối tượng nghiên cứu nước thải giấy sở sản xuất giấy đế (giấy vàng tiền) thuộc Cơng ty TNHH Hoa Mỹ có địa đường Tân Hà, phường Lãm Hà, quận Kiến An, thành phố Hải Phòng Phạm vi nghiên cứu luận văn: Tác giả nghiên cứu loại hóa chất (Hóa chất tác giả nghiên cứu đề xuất hóa chất ký hiệu DT01) Với phạm vi nghiên cứu phịng thí nghiệm Hình 3.5: Biểu đồ ảnh hưởng pH đến hiệu suất xử lý COD nước thải mg/l Hình 3.6: Biểu đồ ảnh hưởng pH đến hiệu suất xử lý BOD nước thải Dựa theo biểu đồ thấy pH ban đầu ảnh hưởng lớn đến thủy phân q trình hóa chất hịa tan dung dịch có tác động lớn đến hiệu loại bỏ chất hữu nước thải giấy Trong môi trường axit pH = - 5,5 lúc cấu tử Fe3+, Al3+ bị hòa tan tồn dạng ion Al3+ Al(OH)2+, Fe3+, Fe(OH)2+ Cơ chế hịa tan mơi trường axit chế nén cấu trúc lớp kép Do mối liên kết xenlulose hệ keo dung dịch dễ bị phá vỡ lúc tỉ trọng dung dịch giảm, chế diễn nhanh cần lượng lớn 29 Al3+, Al(OH)2+, Fe3+, Fe(OH)2+ hình thành Việc bở sung thêm số thành phần có hóa chất DT01 kết hợp chế làm cho q trình tuyển nởi xảy dễ dàng đạt hiệu cao Trong vùng pH = 6,0 ÷ 7,0 cấu tử Fe3+, Al3+ bị hòa tan tồn dạng polime Al3O4(OH)247+ kết tủa Al(OH)3 phức polime kết tủa hydroxit nhôm hydroxit sắt bắt đầu kết tủa tạo nên liên kết bám dính hệ keo xenlulose, lúc tỉ trọng dung dịch bắt đầu tăng gây cản trở q trình tuyển nởi Trong mơi trường kiềm pH = 8,0 ÷ 9,0 kết tủa Al(OH)4- AlO2- Nồng độ kết tủa Al(OH)3 giảm dần, nhiên hydroxit sắt kết tủa mạnh dẫn đến tỉ trọng dung dịch tăng theo liên kết hệ keo xenlulose không thay đổi nhiều dẫn đến hiệu suất q trình tuyển nởi giảm theo Dựa vào bảng 3.3 nhìn vào biểu đồ ta thấy pH = hiệu suất thu hồi bột giấy đạt mức 94,16 %, hiệu xử lý COD mức cao đạt 87,1%, hiệu suất xử lý BOD mức cao đạt 70,4 % Khi làm thí nghiệm pH = 5,5 hiệu suất thu hồi bột giấy giảm xuống 3,75 %, hiệu xử lý COD giảm xuống 1,02 %, hiệu xử lý BOD giảm 3,84 % Khi thực thí nghiệm pH = 6,5 hiệu suất thu hồi bột giấy tiếp tục giảm xuống 9,58 %, hiệu xử lý COD giảm xuống mức 0,31 %, lượng BOD xử lý giảm theo mức 9,46 % Với thí nghiệm pH = hiệu suất thu hồi bột giấy giảm 11,25 %, hiệu xử lý COD tiếp tục giảm mức 1,97%, lượng BOD xử lý giảm 18,06 % Khi thực thí nghiệm pH = 8,5 hiệu suất thu hồi bột giấy chậm lại đạt mức 1,33 %, hiệu xử lý COD tiếp tục giảm mạnh mức 3,76 %, lượng BOD xử lý tiếp tục giảm mức 5,8 % Qua nghiên cứu thực nghiệm phân tích thấy độ pH ảnh hưởng lớn tới hiệu suất thu hồi bột giấy hiệu xử lý COD, BOD nước thải giấy sử dụng hóa chất DT01 Việc sử dụng hóa chất DT01 cho hiệu thu hồi bột giấy cao phạm vi pH từ ÷6,5, tính lợi ích kinh tế từ q trình thu hồi bột giấy trình xử lý nước thải giai đoạn thứ cấp tiến hành pH = 6,5 30 3.2.3 Ảnh hưởng liều lượng hóa chất DT01 đến khả thu hồi bột giấy hiệu suất xử lý COD nước thải Bảng 3.4: Ảnh hưởng liều lượng hóa chất DT01 đến khả thu hồi bột giấy hiệu suất thu hồi COD, BOD nước thải Lượng COD BOD5 sau Bột giấy ηCOD ηBOD thu ηBột giấy hóa chất sau xử xử lý (%) (%) (%) (mg) lý(mg/l) (mg/l) (mg/l) A Mẫu nghiên cứu tách lignin 52,5 20 576 79,78 216 61,90 126 30 346,4 87,84 176,2 68,92 167 69,58 50 335,2 88,23 147,7 73,95 227 94,58 80 265,6 90,68 117,8 79,22 233 97,08 100 217,6 92,36 97,4 82,82 236 98,3 Mẫu nghiên cứu chưa tách lignin B 20 1377 51,68 323,8 42,89 86 35,83 30 546,2 80,83 214,7 62,13 134 55,83 50 425,7 85,06 176,2 70,51 214 89,16 80 315,3 88,93 107,3 81,07 223 92,9 97,9 100 267,6 90,61 97,4 82,82 235 Từ bảng kết ta có biểu đồ thể hiên ảnh hưởng liều lượng hóa chất đến khả thu hồi bột giấy hiệu suất xử lý nước thải hóa chất DT01: Hình 3.7: Biểu đồ ảnh hưởng liều lượng hóa chất DT01 đến khả thu hồi bột giấy nước thải 31 Hình 3.8: Biểu đồ ảnh hưởng liều lượng hóa chất DT01 đến hiệu suất xử lý COD nước thải Hình 3.9: Biểu đồ ảnh hưởng liều lượng hóa chất DT01 đến hiệu suất xử lý BOD nước thải Qua quan sát thí nghiệm nhìn vào biểu đồ ta thấy liều lượng hóa chất mức 20 mg lượng bột giấy thu ít, hiệu xử lý COD, BOD khơng cao nước cịn tượng đục Khi tăng hàm lượng hóa chất lên 30 mg lượng bột giấy nổi lên thấy nhiều hiệu xử lý COD, BOD nước thải tăng lên, đến tiếp tục tăng lượng hóa chất lên 50 mg tượng nước có màu hẳn lượng bột giấy nổi lên nhiều, hiệu xử lý COD, BOD tăng nhanh, đặc biệt tăng hàm lượng hóa chất lên tới 80 mg 32 lượng bột giấy nởi trắng mặt cốc thí nghiệm hiệu xử lý COD, BOD thấy rõ rệt: Dựa vào bảng 3.4 nhìn vào biểu đồ ta thấy liều lượng hóa chất DT01 = 20 mg hiệu suất thu hồi bột giấy đạt mức 52,5 %, hiệu xử lý COD mức 79,78%, hiệu suất xử lý BOD mức 61,90 % Khi làm thí nghiệm với liều lượng hóa chất DT01 = 30 mg hiệu suất thu hồi bột giấy đạt mức 17,08 %, hiệu xử lý COD mức 8,06 %, hiệu xử lý BOD mức 7,02 % Khi thực thí nghiệm liều lượng hóa chất DT01 = 50 mg, hiệu suất thu hồi bột giấy tăng nhanh mức 25 %, hiệu xử lý COD tăng lên 0,39 %, hiệu xử lý BOD tăng theo 5,03 % Với liều lượng hóa chất DT01 = 80 mg hiệu suất thu hồi bột giấy đạt mức 2,5 %, hiệu xử lý COD tiếp tục tăng mức 2,45%, hiệu xử lý BOD tiếp tục tăng 5,27 % Khi thực thí nghiệm liều lượng hóa chất DT01 = 100 mg hiệu suất thu hồi bột giấy tăng chậm lại mức 1,22 %, hiệu xử lý COD tăng chậm theo mức cao đạt 1,68 %, hiệu xử lý BOD tăng chậm mức 3,6 % Từ kết thí nghiệm dựa biểu đồ thể thấy lượng hóa chất nghiên cứu ảnh hưởng đến thay đởi tỉ trọng dung dịch q trình tuyển nởi, hàm lượng hóa chất cho vào q thấp trình phá vỡ liên kết hệ keo xenlulose chưa hình thành, khơng đủ để thay đởi tỉ trọng dung dịch gắn kết hệ xenlulose với hiệu thu hồi bột giấy xử lý COD, BOD nước thải giấy thấp Khi hàm lượng hóa chất cho vào cao (dư thừa) chúng làm đảo dấu điện tích, làm liên kết hệ keo xenlulose bền trở lại hàm lượng hóa chất cho vào lớn hình thành hệ keo hidroxit nhơm hidroxit sắt dẫn đến tỉ trọng dung dịch so với tỉ trọng xenlulose không thay đổi nhiều hiệu q trình tuyển nởi khơng thay đởi nhiều Xét mặt hiệu kinh tế lựa chọn mức hóa chất DT01 tối ưu 80mg 3.2.4 Kết so sánh hiệu xử lý nước thải sử dụng hóa chất DT01 so với sử dụng phèn nhôm PAC để xử lý nước thải giấy 33 Bảng 3.5: Kết phân tích nước thải sau sử dụng phèn nhơm, PAC, Hóa chất DT01 để xử lý nước thải giấy Nước thải sau xử lý Nước thải sau xử lý với Nước thải sau xử Nồng độ với Al2(SO4)3.18H2O PAC lý với DT01 chất keo tụ (mg) COD sau BOD5 sau Bột giấy COD sau BOD5 sau Bột giấy COD sau BOD5 Bột giấy xử lý xử lý xử lý xử lý xử lý sau xử lý (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) A Mẫu nghiên cứu tách lignin 20 2346 431 56,3 2246,1 383,7 65,6 576 216 126 30 2134 423 67,8 1927,3 316,8 76,5 346,4 176,2 167 50 1964 392,2 82,4 1574,6 286,1 97,6 335,2 147,7 227 80 1637 323,6 98,7 1323,9 203,2 106,2 265,6 117,8 233 100 1274 231,3 117 987,8 184,3 137,6 217,6 97,4 236 Mẫu nghiên cứu chưa tách lignin B 20 2565 464,6 67 2422,5 453,4 73,4 583,7 123,8 114 30 2223 439,2 96,5 2137,5 434,1 103,3 347,8 116,1 117 50 2086 425,7 134 1738,7 385,6 142,6 335,2 112,4 219 80 2024 402,9 146 1510,3 345,8 163,4 297,6 103,6 223 100 1854 374,2 167 1282 317,6 174,5 286,5 98,9 235 a) Đối với mẫu tách lignin: Từ bảng kết ta có biểu đồ so sánh hiệu xử lý COD nước thải giấy : Hình 3.10: Biểu đồ so sánh hiệu xử lý COD nước thải sử dụng phèn nhơm, PAC hóa chất DT01 34 Hình 3.11: Biểu đồ so sánh hiệu xử lý BOD nước thải sử dụng phèn nhơm, PAC hóa chất DT01 Hình 3.12: Biểu đồ so sánh hiệu thu hồi bột giấy nước thải sử dụng phèn nhơm, PAC hóa chất DT01 b) Đối với mẫu chưa tách lignin: Từ bảng kết ta có biểu đồ so sánh hiệu xử lý COD nước thải giấy sử dụng phèn nhơm (Al2(SO4)3.18H2O), PAC, hóa chất DT01: 35 Hình 3.13: Biểu đồ so sánh hiệu xử lý COD nước thải sử dụng phèn nhơm, PAC hóa chất DT01 Hình 3.14: Biểu đồ so sánh hiệu xử lý BOD nước thải sử dụng phèn nhơm, PAC hóa chất DT01 Hình 3.15: Biểu đồ so sánh hiệu thu hồi bột giấy nước thải sử dụng phèn nhơm, PAC hóa chất DT01 36 Qua q trình thực nghiệm bảng kết 3.5 hình vẽ 3.10, hình 3.11, hình 3.12, hình 3.13, hình 3.14, hình 3.15 cho thấy được: - Đối với chất keo tụ PAC phèn nhôm (Al2(SO4)3.18H2O) bột giấy thu từ trình lắng cặn xuống phía có lẫn tạp chất khác Hiệu xử lý COD, BOD thay đổi thay đổi chất keo tụ lượng chất keo tụ - Đối với hóa chất DT01 bột giấy thu từ trình thực nghiệm lượng bột giấy nởi lên bề mặt dung dịch, lượng bột giấy lẫn tạp chất so với mẫu thí nghiệm với hóa chất keo tụ PAC phèn nhôm (Al2(SO4)3.18H2O) - Tương tự chất keo tụ PAC phèn nhơm (Al2(SO4)3.18H2O) lượng bột giấy thu tăng theo lượng chất keo tụ PAC phèn nhôm (Al2(SO4)3.18H2O) tăng - Hiệu xử lý COD, BOD hóa chất DT01 sử dụng thực nghiệm cao so với sử dụng hóa chất keo tụ PAC phèn nhôm (Al2(SO4)3.18H2O) - Khi sử dụng hóa chất DT01 hay hóa chất keo tụ PAC phèn nhôm (Al2(SO4)3.18H2O) xử lý nước thải giấy (Mẫu tách lignin, mẫu nước thải chưa tách lignin) hiệu thu hồi bột giấy xử lý COD, BOD không thay đổi nhiều Qua thực nghiệm thấy thay đổi lớn (mẫu nước thải tách lignin mẫu nước thải khơng tách lignin) lượng bùn (theo quan sát) sinh nước thải chưa tách lignin cao lượng bùn sinh nước thải tách lignin - Sự thay đổi hiệu thu hồi bột giấy xử lý COD, BOD nước thải giấy giải thích sau: Khi hàm lượng DT01 thấp chưa đủ phá vỡ liên kết hệ keo xenlulose, sau có khả keo tụ nhiều chất hữu cơ, chất màu dung dịch làm thay đổi tỉ trọng dung dịch (tỉ trọng nước thải giấy) hiệu xử lý thấp Khi hàm lượng DT01quá cao, dư thừa, chúng làm đảo dấu điện tích, làm hệ huyền phù bền trở lại Khi hệ huyền phù bền trở lại, tiếp tục đưa thêm hóa chất vào hệ keo tiếp tục hình thành khơng phải chế hấp phụ trung hòa trình bày mà kết tủa hydroxyt nhơm, hydroxyt sắt mạnh (siêu bão hịa), chúng kết tủa lôi cuốn, quét hạt huyền phù chìm theo Mặt khác, ion H+ sinh phản ứng thủy phân phèn nhôm 37 phèn sắt làm giảm pH nước, đẩy hệ keo hydroxit nhôm, hydroxit sắt muối chúng lệch khỏi điểm đẳng điện làm giảm hiệu xử lý Việc bổ sung chất keo tụ kim loại (phèn nhôm phèn sắt) ép pH nước thải đến giá trị thấp trình thủy phân chúng sinh ion H+ Tuy nhiên mức độ giảm pH phụ thuộc vào hàm lượng chất keo tụ pH ban đầu Khi hàm lượng chất keo tụ lớn, hình thành thủy phân trình keo tụ xảy nhiều, dẫn đến hình thành nhiều ion H+ nên pH giảm (hay mức độ giảm pH lớn) [7] Như vậy, hiệu xử lý nước thải tăng theo hàm lượng chất keo tụ đến mức độ định tăng tiếp hàm lượng chất keo tụ hiệu thu hồi bột giấy xử lý COD, BOD không tăng mà sau có xu hướng giảm Ion nhơm sắt tham gia vào q trình trao đởi với cation nằm lớp điện tích kép hạt keo âm, làm giảm điện zeta hạt việc thay cation hạt keo ion nhôm sắt nén lớp khuếch tán keo dẫn đến keo tụ hạt Q trình trao đởi ion hạt keo diễn nhanh kết thúc dung tích trao đởi hạt keo bị sử dụng hết, trạng thái cân cation lớp điện tích kép hạt keo cation nằm dung dịch lại thiết lập lại Kết thực nghiệm cho thấy, mức độ giảm COD, BOD nước thải chất PAC, phèn nhôm DT01thể khác nhau, DT01 hóa chất cho hiệu thu hồi bột giấy xử lý COD, BOD cao Điều chất có cấu trúc khác nên hiệu xử lý khác Chất DT01 có nhiều ưu điểm so với PAC phèn nhơm thủy phân mơi trường pH rộng giữ tỉ trọng dung dịch ổn định lâu dài, đảm bảo độ kiềm ởn định gần trung tính DT01 chất có tính điện ly mạnh tan tốt nước kèm toả nhiệt (quan sát thấy trình tiến hành thí nghiệm) Khi sử dụng DT01 q trình hồ tan với điện tích vượt trội vào dung dịch trung hồ điện tích hạt keo phá vỡ liên kết hệ keo làm thay đổi tỉ trọng dung dịch Tốc độ thuỷ phân DT01 chậm PAC phèn nhôm làm tăng thời gian tồn chúng nước nghĩa tăng khả tác dụng chúng lên hệ keo, giảm thiểu chi phí hố chất Những ưu điểm hóa chất DT01 thuận lợi cho q trình tuyển nởi làm biến động độ pH nước thải Qua kết biến thiên COD BOD nước thải (hình 3.10, 3.11, 3.13, 3.14) loại hóa chất cho thấy 38 DT01 có khả loại bỏ chất hữu tốt phèn nhôm PAC Kết thực nghiệm bảng 3.5 hình 3.12, 3.15 chứng minh sử dụng tác nhân hóa chất DT01 q trình xử lý nước thải mang lại hiệu thu hồi bột giấy cao Bằng việc sử dụng hóa chất DT01 với điều kiện tối ưu cho trước thu hồi tới 98,3 % lượng bột giấy có nước thải giấy xử lý 92,38 % COD, có khả khử 82,8% BOD 3.2.5 Kết xử lý thu hồi bột giấy với nước thải Nhà máy giấy khác sử dụng hóa chất DT01 Sau tiến hành thực nghiệm nước thải 03 doanh nghiệp sản xuất giấy với loại nguyên liệu sản xuất khác nhau: Mẫu 01 nước thải Công ty TNHH HAPACO Hải Âu (đối với mẫu tách lignin ký hiệu A, mẫu chưa tách lignin ký hiệu A1) Mẫu 02 nước thải Công ty TNHH Hoa Mỹ (đối với mẫu tách lignin ký hiệu B, mẫu chưa tách lignin ký hiệu B1) Mẫu 03 nước thải Cơng ty cở phần giấy Hồng Hà (đối với mẫu tách lignin ký hiệu C, mẫu chưa tách lignin ký hiệu C1) mẫu nghiên cứu thực nghiệm với hóa chất DT01 Dựa nghiên cứu thực nghiệm có bảng 3.6 Kết xử lý thu hồi bột giấy với nước thải Nhà máy giấy khác sử dụng hóa chất DT01 Bảng 3.6: Kết xử lý thu hồi bột giấy với nước thải Nhà máy giấy khác sử dụng hóa chất DT01 ηCOD ηBột giấy (%) Bột giấy thu (mg/l) 317,3 82,90 296,6 90,98 87,31 326,4 82,41 267,3 81,99 315,3 88,93 107,3 81,07 236,5 98,54 B1 297,6 89,55 121,6 78,55 227,4 94,75 C 289,7 76,89 223,6 43,70 184,2 93,50 C1 276,3 77,96 243,4 38,72 127,8 64,87 ηBOD (%) BOD5 sau xử lý (mg/l) 472,4 87,14 A1 466,1 B Tên mẫu COD sau xử lý(mg/l) A (%) Từ bảng kết ta có biểu đồ thể kết xử lý thu hồi bột giấy với nước thải Nhà máy giấy khác sử dụng hóa chất DT01: 39 Hình 3.16: Biểu đồ thể kết xử lý thu hồi bột giấy với nước thải Nhà máy giấy khác sử dụng hóa chất DT01 Dựa bảng số liệu 3.9 biểu đồ cho thấy nhà máy sản xuất giấy có nguyên liệu sản xuất khác có ảnh hưởng lớn tới hiệu thu hồi bột giấy hiệu suất xử lý COD nước thải sử dụng hóa chất DT01 Nhìn vào biểu đồ đánh giá khả thu hồi bột giấy hiệu xử lý nước thải hóa chất DT01 Nhà máy sản xuất giấy cụ thể: Tại mẫu nước A A1 hiệu suất thu hồi bột giấy đạt mức 81,99 đến 90,98 % Tuy nhiên hiệu xử lý COD đạt mức 87% Hiệu suất xử lý BOD mức 82% Khi tiến hành thí nghiệm mẫu B B1 thời gian pH, nồng độ hóa chất hiệu suất thu hồi bột giấy mức 94,75% đến 98,54 Hiệu suất xử lý COD mức 89 % hiệu suất xử lý BOD mức 78,55 đến 81,07 % Đối với mẫu nước C C1 thời gian pH, nồng độ hóa chất hiệu suất thu hồi bột giấy mức 64,87% đến 93,5% Hiệu xử lý COD đạt mức 77% hiệu suất xử lý BOD mức 38,72 đến 43,7% Qua kết thí nghiệm nước thải Nhà máy sản xuất giấy khác (khác nguyên liệu sản xuất) thấy hiệu thu hồi bột giấy xử lý nước thải có thay đởi, nhiên lượng thay đởi khơng nhiều Như hóa chất DT01 tối ưu cho dòng nước thải giấy khác 40 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Qua trình nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố đến q trình tuyển nởi hóa học khả ứng dụng hóa chất việc tuyển nổi thu hồi bột giấy đưa số nhận xét sau: Đối với mẫu tách lignin - Hiệu suất thu hồi bột giấy 98 % - Độ pH tối ưu cho q trình tuyển nởi hóa học dùng hóa chất DT01 với khoảng pH tối ưu từ - 6,5 thời gian tuyển nổi tối ưu - phút - Nồng độ hóa chất DT01 tối ưu tuyển nổi 200 - 300 mg/lít nước thải - Hiệu xử lý COD 92%, BOD 82% Đối với mẫu chưa tách lignin - Hiệu suất thu hồi bột giấy tối đa 97 % - Độ pH tối ưu cho q trình tuyển nởi hóa học dùng hóa chất DT01 với khoảng pH tối ưu từ - 6,5 thời gian tuyển nổi tối ưu - phút - Nồng độ hóa chất DT01 tối ưu tuyển nổi 200 - 300 mg/lít nước thải - Hiệu xử lý COD 90%, BOD 82% Nhận xét hiệu thu hồi bột giấy, xử lý COD, BOD hóa chất DT01 mẫu nước thải tách lignin mẫu nước thải chưa tách lignin + Điều kiện tối ưu sử dụng hóa chất DT01 xử lý nước thải giấy (Mẫu nước thải tách lignin mẫu nước thải chưa tách lignin) có điều kiện tối ưu + Khi sử dụng hóa chất DT01 xử lý nước thải giấy (Mẫu tách lignin mẫu nước thải chưa tách lignin) hiệu suất thu hồi bột giấy xử lý COD, BOD không thay đổi nhiều Qua thực nghiệm thấy thay đổi lớn (mẫu nước thải tách lignin mẫu nước thải khơng tách lignin) lượng bùn sinh nước thải chưa tách lignin cao lượng bùn sinh nước thải tách lignin Nhận xét so sánh hiệu thu hồi bột giấy xử lý COD, BOD hóa chất DT01 phèn nhơm (Al2(SO4)3.18H2O), PAC Kết thực nghiệm cho thấy sử dụng tác nhân hóa chất DT01, phèn nhơm PAC điều kiện pH, liều lượng, thời gian phản ứng để xử lý 41 nước thải giấy Cơng ty TNHH Hoa Mỹ Thì hóa chất DT01 cho hiệu thu hồi bột giấy hiệu suất xử lý COD, BOD cao hẳn so với sử dụng phèn nhôm PAC cụ thể + Sử dụng hóa chất DT01 hiệu thu hồi bột giấy 98,3 %, hiệu suất xử lý COD 92,38 %, hiệu suất xử lý BOD 82,8% + Sử dụng phèn nhôm (Al2(SO4)3.18H2O) hiệu thu hồi bột giấy 69,5 %, hiệu suất xử lý COD 55,2 %, hiệu suất xử lý BOD 59,26% + Sử dụng PAC hiệu thu hồi bột giấy 72,5 %, hiệu suất xử lý COD 65,3 %, hiệu suất xử lý BOD 56,6% Nhận xét Kết xử lý thu hồi bột giấy với nước thải Nhà máy giấy khác sử dụng hóa chất DT01 Kết thực nghiệm nước thải Nhà máy sản xuất giấy khác (khác nguyên liệu sản xuất) thấy hiệu thu hồi bột giấy xử lý COD, BOD nước thải có thay đởi, nhiên lượng thay đởi khơng nhiều Như hóa chất DT01 tối ưu cho dòng nước thải giấy khác (nước thải sở sản xuất giấy tái chế, nước thải sở sản xuất giấy vàng tiền, nước thải sở sản xuất giấy in với nguyên liệu sản xuất gỗ keo) Hiện nay, hóa chất DT01 cần phải tiếp tục nghiên cứu kĩ để khắc phục nhược điểm phương pháp ứng dụng rộng rãi ngành cơng nghiệp xử lý nước thải nói chung nước thải cơng nghiệp giấy nói riêng 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng việt Trần Văn Nhân Ngơ Thị Nga (2005), Giáo trình cơng nghệ xử lý nước thải, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội Trần Hiếu Nhuệ (2001), Thoát nước xử lý nước thải công nghiệp - tập - Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Dỗn Thái Hồ (2005), Giáo trình bảo vệ môi trường công nghiệp bột giấy giấy, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Hồng Huệ (2004), Thốt nước – tập – Xử lý nước thải, Nhà xuất xây dựng, Hà Nội Nguyễn Huy Phiêu Phùng Ngọc Bộ, Nghiên cứu cấu tạo lignin bồ đề tre nứa, Tạp chí Hố học ứng dụng, số 3-2002, tr.17 Lâm Minh Triết (Chủ biên), Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân (2014), Xử lý nước thải đô thị công nghiệp, Nhà xuất Đại học Quốc Gia Vũ Trung (2002), Vấn đề xử lý lignin cơng nghiệp giấy, Tạp chí Cơng nghiệp Hố chất Số 01 trang 12 Trần Anh Tuấn (2010), Nghiên cứu quy trình thu hồi lignin nước thải dịch đen cơng nghiệp sản xuất giấy, Tạp chí khoa học công nghệ Hàng Hải Số 24 trang 72, 73, 74, 75 TCVN 6663-1:2011: Chất lượng nước - Lấy mẫu - Hướng dẫn kỹ thuật lấy mẫu, Tổng cục Môi trường biên soạn - Bộ tài nguyên môi trường đề nghị Tài liệu nước I Mark.J.Hammer (2007), Water and waste water technology Publisher: John Wiley & Sons Inc; 7th Edition II George Tchobanoglous and Franklin L.Burton (2013), Wastewater engineering Publisher: McGraw-Hill Education; edition (September 3, 2013) 43 ... TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - PHẠM ĐÌNH TÙNG NGHIÊN CỨU THU HỒI BỘT GIẤY BẰNG PHƯƠNG PHÁP TUYỂN NỔI HÓA HỌC TẠI NHÀ MÁY SẢN XUẤT GIẤY CÔNG TY TNHH HOA MỸ Chuyên ngành: Kỹ thu? ??t môi... nước thu hồi lượng bột giấy thất Để góp phần vào biện pháp giảm thiểu tác giả chọn đề tài "Nghiên cứu thu hồi bột giấy phương pháp tuyển nởi hóa học Nhà máy sản xuất giấy Cơng ty TNHH Hoa Mỹ Mục... thu hồi bột giấy với nước thải Nhà máy giấy khác sử dụng hóa chất DT01 Bảng 3.6: Kết xử lý thu hồi bột giấy với nước thải Nhà máy giấy khác sử dụng hóa chất DT01 ηCOD ? ?Bột giấy (%) Bột giấy thu