Luận văn thạc sĩ nghiên cứu xử lý nước thải từ sản xuất giấy tái chế tại công ty bình minh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VŨ MINH KHÔI XỬ LÝ NƯỚC THẢI GIẤY TÁI CHẾ TẠI CÔNG TY SẢN XUẤT GIẤY BÌNH MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH: CƠNG NGHỆ HĨA HỌC Người hướng dẫn khoa học TS VŨ PHƯƠNG ANH HÀ NỘI – 2009 LuËn văn tốt nghiệp Thạc sỹ - chuyên ngành Quá trình thiết bị Li m u Trong nhng nm gn nghề sản xuất giấy xã Phong Khê, huyện Yên Phong xã Phú Lâm - Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh phát triển nhanh (khoảng 60 sở năm 1997, đến có 100 sở Trong thơn Dương Ổ: 77 sở, Thơn Đào xá: 24 sở, thôn Châm Khê: sở, cụm Công nghiệp Phú Lâm 14 sở) Do nhu cầu tiêu dùng ngày cao, sở sản xuất giấy thi đầu tư, cải tiến dây chuyền sản xuất đại nhằm tăng sản lượng, công suất từ vài tạ lên hàng tấn/cơ sở/ngày Để tạo thành nhiều loại sản phẩm: giấy bao bì, giấy vệ sinh, giấy vàng mã… sở dùng nguyên liệu chủ yếu từ giấy phế thải loại hoá chất để nghiền, tẩy, xeo giấy Nước thải chưa xử lý triệt để trình sản xuất giấy gồm hỗn hợp nhiều thành phần khác nhau, song chủ yếu hồ tinh bột đổ thẳng vào dòng chảy sông gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng Nhiều cơng trình nghiên cứu đại thực áp dụng song hiệu không cao mà chi phí lớn Vấn đề đặt cần xử lý triệt để chất thải cửa thải sở trước thải môi trường khu vực Vì mơ hình xử lý nước thải đơn giản, dễ điều khiển, chí phí thấp thích hợp cho sở hộ dân Chính việc “Nghiên cứu mơ hình xử lý nước thải nhà máy giấy” để bảo vệ môi trường, phù hợp với điều kiên thực tế sở tư nhân vấn đề thiết thực cấp bách nội dung ca ti Luận văn tốt nghiệp Thạc sỹ - chuyên ngành Quá trình thiết bị CHNG TỔNG QUAN 1.1 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA NGÀNH GIẤY Những ký hiệu ngơn ngữ lồi người tìm thấy hang động viết đá, xương, sau gỗ, kim loại thạch cao - Người Acập dùng loại Papyrus bên dịng sơng Nile đập dẹp, đan lại thành miếng làm giấy - Vào năm 105 sau Công nguyên, người Trung quốc phát minh cách làm giấy tờ từ giẻ rách, lưới đánh cá cũ nghiền nhỏ, xeo thành tờ - Vào kỷ thứ 7, giấy phổ biến Nhật Bản - Vào năm 751, trận chiến Samarcande, người Trung quốc thua trận bí làm giấy lan truyền đến nước Ả rập, đến Andalucia (Tây ban Nha) - Nhà máy giấy giới xuất Châu Âu gần Cordoba, sau Seville - Nhà máy Ý xây dựng gần Fabriano khoảng năm 1250 - Vào khoảng kỷ 13, xuất loại giấy nghệ thuật Pháp, phải đến năm 1348 Troyes có Nhà máy giấy, sau Essones - Năm 1445, Gutenberg (Đức) phát minh máy in - Tháng Giêng năm 1799, Louis-Nicolas Robert (1761 – 1828), đốc công trẻ Nhà máy Essones cha phát minh máy xeo giấy liên tục Đây mốc lịch sử quan trọng từ giấy sản xuất nhanh nhiều v r hn Luận văn tốt nghiệp Thạc sỹ - chuyên ngành Quá trình thiết bị - Nm 1825, sản lượng giấy khổng lồ đạt Châu Âu, Mỹ Riêng năm 1850, có 300 máy xeo giấy Anh Pháp - Cùng thời gian này, sử dụng giấy bao bì carton bắt đầu phát triển mạnh Năm 1850, xuất nhiều máy xeo giấy carton nhiều lớp Năm 1856, Edward C.Haley, kỹ sư người Anh phát minh loại giấy bồi (undulated) dùng để làm mũ cối Nhà máy sản xuất giấy bồi Mỹ năm 1871, Pháp vào năm 1888 vùng Limousin - Năm 1857, người Mỹ, Jojeph Coyetty phát minh giấy toilet Nó phổ biến Pháp vào đầu kỷ 20, suốt thời gian dài, người ta cho sản phẩm xa xỉ Nó sử dụng rộng rãi vào năm thập niên 60 kỷ 20 - Ngày nay, công nghệ sản xuất giấy tiếp tục phát triển với phát triển ngành công nghiệp giấy, lan tỏa kiến thức tiêu dùng sản phẩm giấy bao gói 1.2 HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT GIẤY TẠI CƠ SỞ SẢN XUẤT GIẤY BÌNH MINH 2.1 Thơng tin chung  Sản phẩm sở Hiện nay, sản phẩm sở loại giấy chất lượng thấp giấy bao gói, giấy bìa, … với tên gọi định lượng sau: - Giấy vàng : 170 ÷ 180 g/m3 - Giấy vàng : 170 ÷ 180 g/m3 - Giấy mộc :  170 ÷ 180 g/m3 Nhu cầu nguyên, nhiên liệu, hố chất sở a/ Ngun liệu chính: Luận văn tốt nghiệp Thạc sỹ - chuyên ngành Quá trình thiết bị - Giy thi : 2000 ÷ 2500 T/ năm b/ hoá chất: Tên hoá chất Đơn vị (T/năm) Xút ÷ 12 nhựa thơng 50 ÷ 60 Phèn 60 ÷ 80 phẩm màu 5÷8 c/ Nhu cầu nước: Cơ sở bơm nước trực tiếp từ sông Ngũ Huyện Khuê, cách chừng 100 mét để cung cấp nước cho sản xuất Gồm có máy bơm hút nước từ sơng, bơm có cơng suất 4,5KWh Một ngày lượng nước sử dụng trung bình 200 m3 Bố trí lao động  Hiện có 10 công nhân làm việc sở với chế độ làm việc 8h/ngày Các máy móc thiết bị sở  Tên thiết bị số lượng Các thông số kỹ thuật Máy xeo loại nhỏ 01 O,8 – T/ ngày đêm Máy xeo loại vừa 01 2,5 – T/ngày đêm Máy xeo loại to 01 – 3,5 T/ngày đêm Lò 02 Tấn hơi/giờ Máy nghiền xay 01 Q = 22 KWh n = 350 vòng/ phút Máy nghiền xay 01 Q = 37 kWh n = 490 vòng/ phút Bảng 1.1: Liệt kê máy móc sở Luận văn tốt nghiệp Thạc sỹ - chuyên ngành Quá trình thiết bị Li ớch kinh t t hoạt động sản xuất sở Các hoạt động tái chế giấy sở sản xuất Bình Mình mang lại lợi ích thiết thực sau: - Giải vấn đề việc làm cho không người làng mà cho vùng lân cận - Tăng thêm thu nhập, nâng cao mức sống người dân, xây dựng sở hạ tầng xã - Việc sản xuất với nguyên liệu giấy thải làm giảm lượng rác cần xử lý, tiết kiệm hoá chất, lượng, hạn chế việc chặt phá rừng làm nguyên liệ sản xuất, hướng tới phát triển bền vững Ngoài ra, lượng giấy nhập thay nguồn giấy trogn nước tiết kiệm ngoại tệ nhập giấy 1.2.2 Công nghệ sản xuất Sản phẩm sở sản xuất giấy Bình Minh loại giấy không tẩy trắng giấy carton, … từ nguyên liệu loại giấy tận dụng bìa thải Cơng nghệ sử dụng để tái chế giấy công nghệ kiềm lạnh Đây loại hình cơng nghệ đơn giản, dễ thực thường áp dụng quy mô nhỏ với loại sản phẩm khơng u cầu có chất lượng cao, phù hợp với trình độ kỹ thuật người dân nông thôn Bảng 1.2: Nguyên liệu để sản xuất giấy - cơng ty giấy Bình Minh Tên xút nhựa thông Phèn phẩm màu Than điện nước lượng ÷ kg 30 ÷ 40 kg 40 ÷ 50 kg ÷ kg 50 kg 200,3 k Wh 50 m3 Luận văn tốt nghiệp Thạc sỹ - chuyên ngành Quá trình thiết bị Giy loi Làm sơ nưnhựa n thông nước phèn phẩm màu Nghiền, rửa CTR Nước thải Bể chứa nước Pha loãng Nước Xeo Hơi nước Nước thải cuộn Bụi Giấy loại Nước Sản phẩm Hình 1.1: Quy trình cơng nghệ sn xut giy ca c s Luận văn tốt nghiệp Thạc sỹ - chuyên ngành Quá trình thiết bÞ Nguyên liệu giấy loại tập hợp từ nơi Hà Nội, Thanh Hoá, Từ Sơn vùng lân cận đưa sở tập trung thành bãi Mỗi ngày nhà máy nhập từ 2-3 ngun liệu Tại có khoảng cơng nhân làm công việc phân loại, loại bỏ sơ băng dính, nilon, đinh ghim… ngun liệu khơng thể tái chế giấy nến, đất, đá, sắt,… Nguyên liệu cho vào bin nghiền máy nghiền thủy lực để tạo thành bột giấy Tại đây, nguyên liệu nghiền nhỏ thành sợi bột cung cấp vào máy nghiền bột giấy mặt trái Tuỳ theo chất lượng sản phẩm mà trình nghiền người ta cho thêm số hố chất nhựa thơng, phèn, phẩm Thời gian nghiền thường kéo dài từ 1- giờ/mẻ tuỳ theo sản phẩm giấy Sau nghiền xong, bột giấy máy bơm hút vào hai máy nghiền đĩa ( máy xay) có cơng suất khác Sau bơm vào bể chứa tích 23 m3 Tuỳ thuộc vào chất lượng sản phẩm giấy mặt phải hay trái mà bột giấy nghiền qua hai máy nghiền hay nhiều lần Số lần nghiền bột giấy loại sản phẩm sau: + Đơí với mặt phải: Vàng : nghiền 5- lần Vàng : nghiền - lần Mộc : nghiền – lần + Đối với mặt trái : Vàng : nghiền lần Vàng : nghiền lần Mộc : nghiền lần Sau qua máy nghiền, sản phẩm bột giấy hút vào bể chứa có cánh khuấy để làm tơi Lượng bột cấp vào bể chứa đủ để sản xuất ngày Lượng bột sau đánh tơi cấp vào bể pha, nước đưa cấp vào để pha loãng bột theo tỷ lệ định rổi đưa Luận văn tốt nghiệp Thạc sỹ - chuyên ngành Quá trình thiết bị vo b khuy theo ca tháo Tại bể khuấy, bột nước tiếp tục khuấy đảo làm cho bột hào tan hoàn toàn với nước sau bột chảy qua máng chảy vào bể chứa bột khu vực xeo nhờ cánh múc Tiếp đó, bột bơm qua hịm điều tiết qua dàn lắng để tách cặn bẩn lại bột đưa qua lô Giấy tạo hình đựơc qua lơ ép lô sấy tạo thành sản phẩm Giấy sau khỏi ò làm đưa tới máy cuộn máy cắt tạo thành sản phẩm theo yêu cầu tiêu dung Sau giấy cân đưa kho thành phẩm mang tiêu thụ 1.2.2.1 Công đoạn nghiền bột giấy Các loại giấy lề, vỏ hộp carton, nề, … đưa vào bể nghiền máy nghiền thủy lực để tạo bột giấy phương pháp nghiền học Các sợi celluluza cắt theo yêu cầu công nghệ tiêu kỹ thuật sở quy định Cơ sở có hai bin nghiền để tạo bột giấy mặt phải hai máy nghiền thủy lực để tạo bột giấy mặt trái - Tại bể nghiền Nước cho vào khoảng 2/3 bể nghiền, sau cho bìa carton, giấy vụn hay tre, nứa vào bin nghiền Trong bể nghiền bột phân chia thành sợi nhỏ, mịn, có độ nhuyễn định, phân tơ chổi hoá chịu tác dụng lực giới bột qua khe hở hai dao cắt, mài, ép, ma sát Giấy nguyên liệu cho vào bể nghiền từ – tạ/ mẻ Một ngày sở chạy từ – 10 mẻ Trong trình nghiền, người ta keo nhựa thông ( chứa axit nhựa C19H29COOH ) để làm tăng độ liên kết, kết dính xơ sợi xelluloza với Khi pha chế keo nhựa thông, xảy phản ứng: C19H29COOH + NaOH → C19H29COONa + H2O Luận văn tốt nghiệp Thạc sỹ - chuyên ngành Quá trình thiết bị Sau ú để kết tủa keo nhựa thông lên xơ sợi celluloza người ta sử dụng phèn nhôm Al2(SO4)3 nH2O Khi phản ứng xảy ( C19H29COO)3Al tạo thành kết tủa bám lên sơ sợi, dính sít tạo cho giấy sau có độ bền có tính chất cần thiết khác không thấm nước không bị nhoè mực 6C18H29COONa + Al2(SO4)3 → (C19H29COO)3Al ↓ + Na2SO4 Nếu bột giấy sau sử dụng để sản xuất giấy vàng vàng tiếp tục cho thêm phẩm màu vào với định lượng theo yêu cầu công nghệ Nhựa thông, Phèn, kg/tấn sàn Phẩm màu, kg/tấn kg/tấn sản phẩm phẩm sản phẩm Giấy vàng 40 ÷ 50 50 ÷ 60 6,5 ÷ Giấy vàng 30 ÷ 40 40 ÷ 50 4,5 ÷ Bảng 1.3: Định lượng hố chất loại sản phẩm - Tại máy nghiền thuỷ lực Nguyên vật liệu cho đầy vào máy nghiền thuỷ lực, cấp nước, sau vận hành máy Trong trình hoạt động, giấy nghiền nhỏ nhờ cánh quạt nghiền, vật liệu nghiền nghiền lại đạt tiêu chuẩn lọt qua lỗ đĩa sàng bể chứa nhờ bơm hút Còn vật liệu to tiếp tục bị cánh quạt nghiền nhỏ Trong trình nghiền người ta cho khoảng 10 – 15 kg phèn để tạo độ cứng cho sản phẩm 1.2.2.2 Công đoạn nghiền xay Bột giấy sau nghiền bể nghiền bơm hút qua 02 máy nghiền xay, bột giấy tiếp tục nghiền nhỏ cho đạt yêu cầu chất lượng sn phm Luận văn tốt nghiệp Thạc sỹ - chuyên ngành Quá trình thiết bị 3.2.3 Tớnh toỏn bể bơng keo tụ - Thể tích bể: (m3) V = t1*Q = 30*0.02/60 = 0.01 Trong : Chọn thời gian lưu nước thải bể tạo keo tụ thời gian khuấy với tốc độ 15-20 vịng/phú thí nghiệm Jar test nên t1 = 30 phút Lưu lượng nước thải xử lý Q = 20 (l/h) = 0.02 (m3/h) = 0.48 (m3/nđ) - Kích thước bể: Chọn chiều cao bể (H) H = 0.12 (m) [11] Tiết diện bể: F = ∨ = 0.01/0.12 = 0.0833 H (m2) Chọn bể có dạng tiết diện vng a = W = L = F = 0.28 Chọn chiều cao bảo vệ (Hbv) (m) Hbv = 0.03 (m) Chiều cao từ đáy bể đến cửa chảy tràn Hct = Hbv + H = 0.15 (m) Bán kính vịng khuấy R thường chọn 2R = 50 - 60 % chiều rộng bể Chọn R = 0.07 (m) Các thông số thiết kế bể keo tụ sử dụng cho dựng mơ hình thực nghiệm tính tốn sơ bảng 3.6 đây: Bảng 3.6: Các thông số thiết kế bể keo tụ sử dụng cho dựng mơ hình thực nghiệm STT Tên thơng số Kích thước Đơn vị Chiều sâu bể (H) 0.15 m Chiều dài bể (L) 0.28 m Chiều rộng (W) 0.28 m Thời gian lưu (t1) 0.5 h Thể tích bể (V) 0.01 m3 Bỏn kớnh vũng khuy 0.07 m 53 Luận văn tốt nghiệp Thạc sỹ - chuyên ngành Quá trình thiÕt bÞ 3.2.4 Tính tốn bể lắng keo tụ - Thể tích bể: (m3) V = t1*Q = 60*0.02/60 = 0.02 Trong : Chọn t1 = 60 phút [24] Lưu lượng nước thải xử lý Q = 20 (l/h) = 0.02 (m3/h) = 0.48 (m3/nđ) - Kích thước bể: Chọn chiều cao bể (H) H = 0.12 (m) [11] Tiết diện bể: F = ∨ = 0.02/0.12 = 0.17 H (m2) Chọn bể có dạng tiết diện hình chữ nhật với tỷ lệ chiều dài (L): chiều rộng(W) = 5:1 [19] L = 0.92 (m) W = 0.18 (m) Chọn chiều cao bảo vệ (Hbv) Hbv = 0.03 (m) Chiều cao từ đáy bể đến cửa chảy tràn Hct = Hbv + H = 0.15 (m) Các thông số thiết kế bể lắng keo tụ tính tốn sơ để dựng mơ hình thực nghiệm tóm tắt bảng 3.7 đây: Bảng 3.7: Các thông số thiết kế bể lắng keo tụ cho mơ hình thí nghiệm STT Tên thơng số Kích thước Đơn vị Chiều sâu bể (H) 0.15 m Chiều dài bể (L) 0.92 m Chiều rộng (W) 0.18 m Thời gian lưu (t1) h Thể tích bể (V) 0.02 m3 54 Luận văn tốt nghiệp Thạc sỹ - chuyên ngành Quá trình thiết bị Quy trỡnh thc nghiệm Sơ đồ hệ thống thiết bị thực nghiêm mơ tả hình Hình 3.6: Sơ đồ dây truyền hệ thống xử lý nước thải Nước thải đưa vào thùng cao vị Nhờ van tiết lưu, điều chỉnh lưu lượng đạt đến 20 l/h, vào bể lắng sơ cấp Tại phần chất rắn lơ lửng giữ lại, phần lại qua cửa chảy tràn sang bể keo tụ Độ pH hàm lượng keo tụ bổ sung sở thí nghiệm Jartest Kích thước bể tính tốn để đảm bảo thời gian lưu huyền phù bể Nước khỏi bể lắng keo tụ đạt tiêu chuẩn cho phép thải môi trường Để kiểm tra hiệu suất xử lý bể lắng sơ cấp toàn hệ thống ta tiến hành lấy mẫu nước thải đem phân tích để xác định số TSS, COD BOD5 Qua thực tế khảo sát, lưu lượng nước thải cơng ty có đặc điểm bật như: - Mức độ thải nhỏ ổn định 100 m3/ngày - Mức độ dao động ngày lớn, thời điểm mức tiêu thi giấy mạnh cần tăng suất nên lưu lượng lớn lên đến 200 m3/ngày Dựa mơ hình thực nghiệm, tính tốn số thơng số cho việc thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho công ty giấy Bình Minh 3.3 Tính tốn sơ kích thước dự kiến xây dựng cho cơng ty giấy Bình Minh 55 Luận văn tốt nghiệp Thạc sỹ - chuyên ngành Quá trình thiết bị 3.3.1 Tớnh toỏn b lắng sơ cấp - Thể tích bể: (m3) V = Q * t1 =8.33 * = 16.33 Trong : Q : chọn lưu lượng lớn theo khảo sát, Q = 200 (m3/ngày) = 200/24 = 8.33 (m3/h) t1 : thời gian lưu, chọn với thời gian lưu nước thỉa bể lắng sơ cấp ứng với mơ hình thí nghiệm, t1 = 60 phút - Kích thước bể : Theo bảng 3.1, kích thước bể lắng sơ cấp chọn : Chiều dài (L) : Chiều rộng (W) : Chiều cao (H) = :1 : Như ta có : L = 7.42 (m) W = H = 1.48 (m) Chọn chiều cao bảo vệ bể: Hbv = 0.2 (m) Chiều cao xây dựng: Hxd = 1.48 + 0.2 = 1.68 (m) Thể tích bể thực tế Vtt = 7.42 * 1.48 * 1.68 = 18.45 (m3) Các thông số thiết kế bể lắng sơ cấp dự kiến xây dựng cho cơng ty giấy Bình Minh tính tốn sơ bảng đây: Bảng 3.8: Các thông số thiết kế bể lắng sơ cấp dự kiến xây dựng cho cơng ty giấy Bình Minh STT Tên thông số Chiều sâu bể (H) Chiều dài bể (L) Chiều rộng (W) Thời gian lưu (t1) Thể tích bể (V) Kích thước 1.68 7.42 1.68 18.45 56 Đơn vị m m m h m3 Luận văn tốt nghiệp Thạc sỹ - chuyên ngành Quá trình thiết bị 3.3.2 Tớnh tốn bể trộn keo tụ - Thể tích bể V = Q* t1 = 8.33 * 0.33 = 2.78 (m3) Q : chọn lưu lượng lớn theo khảo sát, Q = 200 (m3/ngày) = 200/24 = 8.33 (m3/h) t1 : thời gian lưu, lấy thời gian lưu nước thải nước thải bể trộn keo tụ ứng với mơ hình thí nghiệm ( với thời gian khuấy với tốc độ 100-120 vòng/phút thí nghiệm jar test - 20 phút) - Kích thước bể Chọn chiều cao bể: H = 1.2 (m) Diện tích tiết diện bể: F = V/H = 2.78/1.2 = 2.32 (m2) Chọn bể có dạng tiết diện vng a = W = L = F = 1.52 (m) Chọn chiều cao bảo vệ (Hbv) (m) Chiều cao xây dựng: Hbv = 0.2 Hct = Hbv + H = 1.4 (m) Thể tích bể thực tế xây dựng: Vtt = 1.52*1.52 *1.4 = 3.23 (m3) Bán kính vịng khuấy R thường chọn 2R = 50 - 60 % chiều rộng bể Chọn R = 0.38 (m) Các thông số thiết kế bể trộn keo tụ dự kiến xây dựng cho cơng ty giấy Bình Minh tính tốn sơ bảng đây: Bảng 3.9: Các thông số thiết kế bể trộn keo tụ dự kiến xây dựng cho công ty giấy Bình Minh STT Tên thông số Chiều sâu bể (H) Chiều dài bể (L) Chiều rộng (W) Thời gian lưu (t1) Thể tích bể (V) Bán kính vịng khuấy Kích thước 1.4 1.52 1.52 0.33 3.23 0.38 57 Đơn vị m m m h m3 m Luận văn tốt nghiệp Thạc sỹ - chuyên ngành Quá trình thiết bị 3.2.3 Tớnh tốn bể tạo bơng keo tụ - Thể tích bể V = Q* t1 = 8.33 * 0.5 = 4.165 (m3) Q : chọn lưu lượng lớn theo khảo sát, Q = 200 (m3/ngày) = 200/24 = 8.33 (m3/h) t1 : thời gian lưu, lấy thời gian lưu nước thải tải bể tạo keo tụ ứng với mơ hình thí nghiệm ( với thời gian khuấy với tốc độ 15-20 vòng/phút thí nghiệm jar test - 30 phút) - Kích thước bể Chọn chiều cao bể: H = 1.2 (m) Diện tích tiết diện bể: F = V/H = 4.165/1.2 = 3.47 (m2) Chọn bể có dạng tiết diện vng a = W = L = F = 1.86 (m) Chọn chiều cao bảo vệ (Hbv) (m) Chiều cao xây dựng: Hbv = 0.2 Hct = Hbv + H = 1.4 (m) Thể tích bể thực tế xây dựng: Vtt = 1.86*1.86 *1.4 = 4.86 (m3) Bán kính vịng khuấy R thường chọn 2R = 50 - 60 % chiều rộng bể Chọn R = 0.465 (m) Các thông số thiết kế bể tạo keo tụ xây dựng cho cơng ty giấy Bình Minh tính toán sơ bảng đây: Bảng 3.10: Các thông số thiết kế bể tạo bơng keo tụ xây dựng cho cơng ty giấy Bình Minh STT Tên thông số Chiều sâu bể (H) Chiều dài bể (L) Chiều rộng (W) Thời gian lưu (t1) Thể tích bể (V) Bán kính vịng khuấy Kích thước 1.4 1.86 1.86 0.5 4.86 0.465 58 Đơn vị m m m h m3 m Luận văn tốt nghiệp Thạc sỹ - chuyên ngành Quá trình thiết bị 3.3.4 Tớnh toỏn b lng keo tụ - Thể tích bể: (m3) V = t1*Q = 1* 8.33 = 8.33 Trong : t1 : thời gian lưu, lấy thời gian lưu của nước thải bể lắng keo tụ ứng với mơ hình thí nghiệm ( với thời gian quan sát thấy lượng keo tụ lắng hết thí nghiệm jar test - 60 phút) Q : chọn lưu lượng lớn theo khảo sát, Q = 200 (m3/ngày) = 200/24 = 8.33 (m3/h) - Kích thước bể: Chọn chiều cao bể (H) H = 1.2 (m) [11] Diện tích tiết diện bể: F = ∨ = 8.33/1.2 = 6.94 H (m2) Chọn bể có dạng tiết diện hình chữ nhật với tỷ lệ chiều dài (L): chiều rộng(W) = 5:1 [19] L = 5.89 (m) W = 1.18 (m) Chiều dài bể thực tế xây dựng: L = 5.9 (m) Chiều rộng bể thực tế xây dựng: W = 1.2 (m) Chọn chiều cao bảo vệ: Hbv = 0.2 (m) Chiều cao xây dựng: Hxd = Hbv + H = 1.4 (m) Các thông số thiết kế bể lắng keo tụ xây dựng cho công ty giấy Bình Minh tính tốn sơ bảng đây: Bảng 3.11: Các thông số thiết kế bể lắng keo tụ xây dựng cho cơng ty giấy Bình Minh STT Tên thơng số Kích thước Đơn vị Chiều sâu bể (H) 1.4 m Chiều dài bể (L) 5.9 m Chiều rộng (W) 1.2 m Thời gian lưu (t1) h Thể tích bể (V) 8.33 m3 59 LuËn văn tốt nghiệp Thạc sỹ - chuyên ngành Quá trình thiết bị CHNG KT QA V THO LUN 4.1 Hiệu suất xử lý nước thải bể lắng sơ cấp Mẫu nước thải lấy dòng chảy trước sau vào bể lắng sơ cấp Mẫu nước thải chờ phân tích bảo quản tủ bảo quản mấu tiêu chuẩn Bảng 4.1: Hiệu suất xử lý nước thải bể lắng sơ cấp Chỉ tiêu đầu vào Tên mẫu Chỉ tiêu đầu Hiệu TSS COD BOD5 TSS COD BOD5 suất (mg/l) (mg (mg (mg/l) (mg (mg theo O/l) O/l) O/l) O/l) TSS (%) 1011 2144 1400 812 1620 1148 19.68 989 2113 1358 776 1589 1086 21.15 995 2130 1392 790 1605 1109 20.54 Như hiệu suất xử lý bể lắng tính theo khả giữ lại chất rắn lơ lửng (TSS) theo thiết kế đạt trung bình là: 20.45 % Kết tương đối thấp so với lý thuyết chung việc lựa chọn kích thước cho bể lắng sơ cấp trình bày mục 3.2 thiết kế bể lắng Kết giải thích kích thước hạt rắn qúa nhỏ nước thải từ sản xuất giấy nên hạt rắn có độ xốp cao Trong thực tế, xây dựng bể lắng sơ cấp nên lắp đặt thêm vách ngăn để thu hiệu suất cao Như việc loại bỏ tạp chất dòng thải thực chủ yếu giai đoạn sau 4.2 Hiệu suất xử lý nước thải toàn hệ thống Sau qua bể lắng sơ cấp, dòng nước thải điều chỉnh đạt đến pH hàm lượng PAC tối ưu để vào bể keo tụ 03 mẫu nước thải khác c 60 Luận văn tốt nghiệp Thạc sỹ - chuyên ngành Quá trình thiết bị ly ti u bể lắng keo tụ để phân tích Kết phân tích Viện Hố Cơng nghiệp - Bộ Công thương bảng 4.2 đây: Bảng 4.2: Hiệu suất xử lý nước thải hệ thiết bị Chỉ tiêu đầu vào Tên Chỉ tiêu đầu Hiệu TSS COD BOD5 TSS COD BOD5 suất (mg/l) (mg (mg (mg/l) (mg (mg theo O/l) O/l) O/l) O/l) độ mẫu giảm COD 812 1620 1148 121,8 175 115 89.2 776 1589 1086 108,6 156 119 90.1 790 1605 1109 98.75 170 118 89.4 Kết qủa cho thấy chất lượng nước sau xử lý chưa đạt tiêu chuẩn thải môi trường Điều giải thích q trình thí nghiệm, việc điều chỉnh lưu lượng dịng khơng xác có khác lớn trình xử lý dòng chảy tĩnh dòng chảy động Tuy nhiên, lượng nước thải sau xử lý đạt độ phù hợp cho việc tuầnn hoàn lại tái sử dụng Do đó, lượng nước thải thực tế thải mơi trường với chi tiêu xử lý đạt ảnh hưởng không đáng kể đến mụi trng 61 Luận văn tốt nghiệp Thạc sỹ - chuyên ngành Quá trình thiết bị TI LIU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Nguyễn Bin (1999), Tính tốn q trình, thiết bị cơng nghệ hố chất thực phẩm, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội trang 125-136 Nguyễn Bin (2004), Các trình thiết bị cơng nghệ hố chất thực phẩm, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội, Tập 2, trang 45-70 Lê Văn Cát (1999), Cơ sở hoá học kỹ thuật xử lý nước, NXB Thanh Niên Hà Nội Lê Văn Cát (2002), Hấp phụ trao đổi ion kỹ thuật xử lý nước nước thải, NXB Thống kê Hà Nội Đinh Thị Hải Hà (2009), Phương pháp phân tích tiêu môi trường, Trường ĐH Công Nghiệp Tp.HCM Nguyễn Khương (1997), Những qui trình kỹ thuật mạ kim loại hợp kim, NXB Khoa học Kỹ thuật, trang 10-25 Nguyễn Ngọc Khang, Nghiên cứu xử lý nước nhiễm khống Diatomit biến tính, luận án tiến sĩ hoá học, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, 2001 Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga (2002), Giáo trình Cơng nghệ xử lý nước thải, NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội Nguyễn Xuân Nguyên (2004), Phân tích tổng hợp hệ thống cung cấp xử lý nước sản xuất công nghiệp, Trung tâm tư vấn chuyển giao công nghệ nước môi trường, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 10 Nguyễn Hữu Phú, Phạm Ngọc Thanh, Đinh Văn Hoan (2002), Giáo trình hố lý hố keo, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 11 Lâm Vĩnh Sơn, Kỹ thuật xử lý nước thải, trang 43-52 12 Lê Anh Tuấn , Giáo trình cơng trình xử lý nước thải, trang 25-41 62 Luận văn tốt nghiệp Thạc sỹ - chuyên ngành Quá trình thiết bị 13 Nguyn Th Thu Thuỷ (2000), Xử lý nước cấp sinh hoạt công nghiệp, NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội 14 Nguyễn Minh Tuyển, Phạm Văn Thiêm (2005), Kỹ thuật hệ thống cơng nghệ hố học tập I, NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội 15 Thực tập chuyên đề kỹ thuật môi trường, Đại học Huế Tài liệu tiếng Anh 16 F Brissaud (2007), Low Technology systems for waterwaste treatment: perspectives, Water Science & Technology Vol 55, No 7, p 1-9 17 George T, Franlin L B, (1991), waterwaste engineering 18 U Hamm and S Schabel (2007), Effluent -free papermaking: industrial experiences and latest developments in the germany paper Industry, Water Science & Technology Vol 55, No p 205-211 19 Rerard Kiely (1996), Environmental Engineering - McGraw-Hill Publishing Co 20 A Kiperstok and C.M Silva (2007), The responsibility of the pulp and paper sector with regard to sustainable development: how much is enough?, Water Science & Technology Vol 55, No 6, p 65-71 21 C Levecq, C Breda, V Ulsel, P Martell and P Sauvignet, (2007), A new design of flocculation tank: the Turbomix applied to weighted flocculation, Water Science & Technology Vol 56, No 11, p.141-149’ 22 Luis Rravina (1993) , Everything you want to know about Coagulation & clocculation 23 J L Wang, L Wang, B Z Wang, J S Zhang and W Z Huang, Suspended particle effects on ultraviolet light disinfection of efluent and the improvement, (2006), water Practice & Technology , Vol 1, No.2 page 1-9 24 Coagulation and flocculation the fundamentals , p 199-206 63 Luận văn tốt nghiệp Thạc sỹ - chuyên ngành Quá trình thiết bị MC LC Li m đầu CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA NGÀNH GIẤY 1.2 HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT GIẤY TẠI CƠ SỞ SẢN XUẤT GIẤY BÌNH MINH 2.1 Thông tin chung .3 1.2.2 Công nghệ sản xuất 1.2.2.1 Công đoạn nghiền bột giấy 1.2.2.2 Công đoạn nghiền xay .9 1.2.2.3 Công đoạn xeo giấy 10 1.2.2.4 Công đoạn tạo sản phẩm 10 1.2.2.5 Nước thải 11 1.3 ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA SẢN XUẤT TỚI MÔI TRƯỜNG 12 1.3.1 Tác động tới môi trường đất 12 1.3.2 Tác động môi trường nước 13 1.4 CÁC TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC 14 1.4.1 CÁC CHỈ TIÊU VẬT LÝ 14 1.4.1.1 Nhiệt độ .14 1.4.1.2 Độ đục 14 1.4.1.3 Độ màu nước 16 1.4.1.4 Độ phóng xạ nước .16 1.4.1.5 Hàm lượng chất rắn nước .16 1.4.1.6 Độ dẫn điện .17 1.4.1.7 Mùi vị nước 17 1.4.2 Các tiêu hóa học 18 1.4.2.1 Độ pH .18 1.4.2.2 Hàm lượng oxy hòa tan DO (Disolve Oxygen) .18 1.4.2 Nhu cầu oxy hóa sinh học BOD (biochemical Oxygen Demand) .19 Luận văn tốt nghiệp Thạc sỹ - chuyên ngành Quá trình thiết bị 1.4.2.4 Nhu cầu oxy hóa hóa học COD (chemical Oxygen Demand) 19 1.4.2.5 Độ cứng nước .19 1.4.2.6 Hàm lượng kim loại nặng nước 20 1.4.3 Các tiêu vi sinh 20 1.4.3.1 Các vi khuẩn .20 1.4.3.2 Nấm 21 1.4.3.3 Tảo 21 1.4.3.4 Nguyên sinh động vật .21 1.4.3.5 Động vật thực vật .22 CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI 23 2.1 Xử lý nước thải phương pháp học 23 2.2 Xử lý nước thải phương pháp hóa học 24 2.3 Xử lý nước thải phương pháp sinh học 26 2.4 Phương pháp điện hoá 26 2.5 Phương pháp tuyển 30 2.6 Phương pháp hấp phụ 32 2.7 Phương pháp trao đổi ion 36 2.8 Phương pháp khử trùng 37 2.9 Phương pháp keo tụ 37 2.9.1 Trị số pH nước: 38 2.9.2 Lượng chất keo tụ: 41 2.9.3 Nhiệt độ nước: 42 2.9.4 Tốc độ hỗn hợp nước chất keo tụ: 42 2.9.5 Tạp chất nước: .42 2.9.6 Môi chất tiếp xúc: 43 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN VÀ NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ 44 3.1 Thí nghiệm Jar test [15][22] 44 3.2 Tính tốn sơ kích thước mơ hình thớ nghim 48 Luận văn tốt nghiệp Thạc sỹ - chuyên ngành Quá trình thiết bị 3.2.1 Tính tốn bể lắng sơ cấp cho mơ hình thí nghiệm .48 3.2.2 Tính tốn bể trộn keo tụ 51 3.2.3 Tính tốn bể bơng keo tụ 53 3.2.4 Tính tốn bể lắng keo tụ 54 3.3 Tính tốn sơ kích thước dự kiến xây dựng cho cơng ty giấy Bình Minh 55 3.3.1 Tính toán bể lắng sơ cấp 56 3.3.2 Tính tốn bể trộn keo tụ 57 3.2.3 Tính tốn bể tạo bơng keo tụ 58 3.3.4 Tính toán bể lắng keo tụ 59 CHƯƠNG KẾT QỦA VÀ THẢO LUẬN 60 4.1 Hiệu suất xử lý nước thải bể lắng sơ cấp 60 4.2 Hiệu suất xử lý nước thải toàn hệ thống 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 ... nguồn giấy trogn nước tiết kiệm ngoại tệ nhập giấy 1.2.2 Công nghệ sản xuất Sản phẩm sở sản xuất giấy Bình Minh loại giấy không tẩy trắng giấy carton, … từ nguyên liệu loại giấy tận dụng bìa thải. .. tụ) để xử lý nước thải cơng ty giấy Bình Minh, xã Phỳ Lõm, huyn Tiờn Du, Bc Ninh 43 Luận văn tốt nghiệp Thạc sỹ - chuyên ngành Quá trình thiÕt bÞ CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN VÀ NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI... hoàn trở lại sản xuất phần cịn lại thải sơng Ngũ Huyện Kh Nước thải sở sản xuất giấy Bình Minh chủ yếu nước thải phận xeo giấy phần cơng đoạn nghiền Kết phân tích nước thải sở Binh Minh cho thấy,