II. Hiện trạng chất lợng môi trờng tại khu vực nhà máy hiện nay
2.3.2.2 Hiện trạng chất lợng nớc thải
• ớc thải sinh hoạt:N Tổng lợng cán bộ công nhân viên của toàn nhà máy là 608 ngời. Theo tính toán mức tiêu thụ nớc khoảng 120 lít/ ngời/ ngày thì l- ợng nớc cung cấp cho các nhu cầu sinh hoạt của toàn bộ công nhân nhà máy sẽ vào khoảng 73 m3/ngày và lợng nớc thải theo ớc tính khoảng 66 m3/ngày. Nớc thải từ
khu vực vệ sinh đợc tập trung về bể phốt chung của nhà máy. Nớc thải sinh hoạt mang theo một lợng lớn các chất hữu cơ, các loại vi khuẩn (E. Coli, vi rút các loại, trứng giun sán) sẽ là nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nớc nơi nớc thải ra nhập. N- ớc thải sau khi ra khỏi bể phốt đợc đổ vào bể tập trung cùng với nớc thải khác của nhà máy trớc khi thải ra ngoài.
Bảng 11: Ước tính mức thải của mỗi ngời dân đến hệ thống cống rãnh
STT Chất thải Mức thải (g/ngời/ngày) Lợng thải (kg/ngày)
1 BOD5 45 - 54 27.36 - 32.8
2 COD 72 - 102.6 43.84 - 62.32
3 SS 70 - 145 42.56 - 88.16
(Nguồn: Trung tâm Nghiên cứu, Đào Tạo và T vấn Môi trờng )
Ngoài ra các chất thải còn chứa một loạt các dinh dỡng khác, dinh dỡng trong nớc thải là nguyên nhân gây ra hiện tợng phú dỡng trong các ao hồ, sông nơi tiếp nhận chất thải.
• ớc thải sản xuất:N Trong các nguồn nớc thải kể trên , nguồn nớc thải từ khâu nấu bột (nớc dịch đen) đây là lợng nớc thải có màu rất đen, nhất là nớc rửa lần 1 của bộ phận nấu có màu đen kịt, có nồng độ kiềm rất cao (2600 - 7930 mg/l) và nồng độ COD đo đợc là 15 480 – 50 280 mg/l, BOD đo đợc là 4800 – 24 000 mg/l, chứa các thành phần khó phân huỷ sinh học (lignin và cellulose). Tuy nhiên tải lợng thải ra của lợng nớc thải dịch đen là không nhiều.
Nớc thải dịch trắng chủ yếu là do công đoạn xeo giấy sinh ra, theo số liệu đo đạc lu lợng nớc thải xeo giấy khoảng 2 000 – 2 500 m3/ngày đêm và điều hoà trong suốt thời gian hoạt động của nhà máy.
Thực tế khi hai loại nớc thải này đợc pha trộn với nhau đã tạo thành lợng n- ớc thải có lu lợng lớn (khoảng 3500 m3/ ngđ) và nồng độ các chất ô nhiễm rất cao (COD khoảng 2.500 mgO2/L, pH = 8,5 - 9,2) có khả năng gây ô nhiễm nặng nề
đến chất lợng nớc sông Cầu. Với nồng độ chất hữu cơ cao, đặc biệt các chất hữu cơ dễ bị phân huỷ sinh học, lợng oxy hoà tan trong nớc sẽ giảm rất nhanh đến 0 do hoạt động của các vi sinh vật hiếu khí phân huỷ các chất hữu cơ. Trong điều kiện kị khí (không có oxy), các loại sinh vật nớc đều bị tiêu diệt, nhiều loại khí độc hại hình thành nh carbonic CO2, methane CH4, sulfua hydro H2S gây ô nhiễm môi tr- ờng không khí và gây "hiệu ứng nhà kính" . Đặc biệt là vấn đề cảm quan, do lợng lớn ligin và các sản phẩm hữu cơ, nớc thải có độ màu rất cao. Độ màu của nớc thải đã làm tăng độ màu của nớc sông và do pH cao lớp bột dày tạo thành trên mặt nớc đã làm mất mỹ quan nguồn cấp nớc. Việc sử dụng nguồn nớc này không qua xử lý sẽ gây ngứa ngáy.
Bảng 12: Tổng lợng thải của nhà máy mỗi năm:
Công đoạn sản xuất Định mức nớc (m3/tấn sản phẩm) Công suất (tấn/năm) Tổng lợng nớc thải (m3/năm) - Nấu bột 5 3.500 17.500 - Rửa bột 100 3.500 350.000 - Xeo giấy 200 3.500 700.000
Bảng 13: Kết quả phân tích chất lợng nớc thải của nhà máy giấy nh sau: Stt Mẫu nớc Thông số Mầu pH BOD (mg/l) COD (mg/l) SS (mg/l)
1 Nớc rửa 1( bộ phận nấu) Đen kịt 9,97 24.000 50.280 399
2 Nớc rửa 2( bộ phận nấu) Đen 8,95 4.800 15.480 248
3 Nớc thải xeo 1 Lờ nhờ 8,89 138 290 233
4 Nớc thải xeo 2 Lờ nhờ 9,21 180 350 248
5 Nớc thải xeo 3 Lờ nhờ 9,25 319 600 324
6 Nớc thải xeo rửa nấu Đen 10,24 102
7 Nớc thải tại cửa chính n.máy Đen 10,10 46
8 Nớc thải tại cửa xả ra s.Cầu Hơi đen 9,27 500 1.830 24
9 Tiêu chuẩn thải loại A 6-9 20 50 50
10 Tiêu chuẩn thải loại B 5,5-9 50 100 100
11 Tiêu chuẩn thải loại C 5-9 100 400 200
(Nguồn: Trung tâm Nghiên cứu, Đào Tạo và T vấn Môi trờng ) 2.3.2.3. Đánh giá chất lợng nớc thải
Qua kết quả phân tích chất lợng nớc thải cho thấy nớc thải dịch đen có mức độ ô nhiễm rất cao, chỉ số COD lên tới 50 280 mg/l với nớc rửa phóng lần 1và 15 480 mg/l với các nớc rửa sau đó.
Nớc thải nhà máy đổ ra sông Cầu có mức độ ô nhiễm cao, chỉ số COD lên tới 1830 mg/l gấp hơn 37 lần tiêu chuẩn thải TCVN 5945- 1955 loại A, chỉ số BOD lên tới 500mg/l gấp 25 lần tiêu chuẩn thải TCVN 5945-1995 loại A.
Nh vậy, hiện trạng nớc sông Cầu đang ở mức báo động, khi mà mỗi năm nhà máy thải ra một lợng nớc thải khổng lồ với nồng độ các chất ô nhiễm quá cao nh vậy, lợng nớc này thải trực tiếp ra sông Cầu và hoà cùng dòng chảy qua 5 tỉnh thành, có thể kết luận rằng nguồn nớc thải của nhà máy đang là mối lo ngại lớn cho không chỉ cộng đồng dân c xung quanh nhà máy mà còn ảnh hởng đến cả c
dân sống ở hai bên bờ sông Cầu, đe doạ đến hệ sinh thái dới nớc, và cây trồng ở hai bên sông.
III. Mô tả dây chuyền sản xuất giấy bao bì công nghiệp công suất 15 000 tấn/ năm và hệ thống xử lý nớc thải công suất 15 000 tấn/ năm và hệ thống xử lý nớc thải
3.1 Mô tả quy trình công nghệ sản xuất
3.1.1 Khái quát
Giấy bao gói xi măng đợc sản xuất từ bột Kraft không tẩy (UKP): 30% và bột tre nứa tự nấu: 70%. Chất lợng sản phẩm đạt tiêu chuẩn loại A giấy bao gói xi măng nhập khẩu hiện nay.
Giấy bao gói công nghiệp: Công nghệ sản xuất giấy bao gói công nghiệp dựa trên việc sử dụng hỗn hợp giấy loại và bột tre nứa tự nấu, tỷ lệ sử dụng giấy loại là 50% và bột tre nứa tự nấu là 50%. Chất lợng sản phẩm đạt tiêu chuẩn loại A giấy bao gói công nghiệp.
Dây chuyền sản xuất và thiết bị đảm bảo các yêu cầu sau: - Công nghệ đạt mức trung bình tiên tiến.
- Có hệ thống xử lý môi trờng.
Yếu tố đánh giá chất lợng và mức độ tiên tiến của công nghệ là: - Chất lợng sản phẩm.
- Định mức tiêu hao nguyên liệu vật liệu chủ yếu. - Chất lợng nớc thải sau xử lý.
3.1.2 Dây chuyền sản xuất giấy bao bì công nghiệp
3.1.2.1 . Sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất.
Sơ đồ công nghệ sản xuất giấy bao bì công nghiệp đợc trình bày ở hình 2 dới đây.
Đóng gói Thành phẩm Các chất phụ gia Bể phối trộn Bể xeo Sàng áp lực
Máy xeo giấy Cát cuộn lại Bơm Sàng thô Lọc cát hình dùi nồng độ cao Bể chứa Sàng li tâm Lọc cát hình dùi Sàng áp lực Cô đặc Bể chứa Nghiền đĩa Bể chứa
Bột tre nứa tự nấu
Băng tải Thuỷ lực Sàng thô Lọc cát hình dùi nồng độ cao Bể chứa Sàng áp lực Cô đặc Bể chứa Nghiền đĩa Bể chứa Sàng tạp chất
Hai dây chuyền chuẩn bị bột đợc thiết kế song song:
- Dây chuyền 1: Dùng để xử lý bột Kraft không tẩy và giấy loại. - Dây chuyền 2: Dùng để xử lý bột tre nứa tự nấu.
Các dây chuyền chuẩn bị bột đều bao gồm: Băng tải đa nguyên liệu, máy đánh tơi thuỷ lực có kết cấu loại bỏ tạp chất tự động, máy sàng thô và hệ lọc cát thô, hệ thống lọc cát, sàng áp lực, máy cô đặc, hệ thống nghiền đĩa, bể chứa bột và toàn bộ hệ thống bơm bột tại từng công đoạn.
Bột giấy không tẩy đợc băng tải đa vào máy đánh tơi thủy lực, tại đây các tạp chất (nh băng dính, đinh ghim, tạp chất cơ học...) đợc loại bỏ. Phần bột đợc bơm qua sàng tinh, sau sàng tinh bột đợc đa về bể chứa cấp 2. Từ đây bột đợc cấp cho hệ thống lọc cát. Sau lọc cát bột đợc cô đặc và đa vào bể chứa tiếp theo. Từ bể chứa này bột đợc bơm đi nghiền qua hệ thống nghiền đĩa sau đó vào bể chứa bột. Tại đây bột đợc cho phụ gia cần thiết và đợc đa đi xeo. Dây chuyền chuẩn bị bột tre nứa tự nấu cũng bao gồm các thiết bị tơng tự nh chuẩn bị bột giấy Kraft không tẩy nhng đợc tăng cờng thêm khâu sàng thô và rửa bột.
Khi sản xuất giấy bao gói xi măng thì sử dụng nguyên liệu là hỗn hợp Kraft không tẩy và bột tre nứa tự nấu. Khi sản xuất giấy bao gói công nghiệp thì sử dụng nguyên liệu là hỗn hợp giấy loại và bột tre nứa tự nấu.
3.1.2.2 Nớc cấp và nớc thải nhà máy sau khi đa dây chuyền công nghệ mới vào hoạt động hoạt động
a) Nớc cấp
Vấn đề cần quan tâm ở đây đó là nớc cấp và nớc thải của nhà máy. đối với nớc cấp, nhà máy sẽ bổ sung hệ thống bơm nớc cấp với công suất 1 bơm 200 m3/h để dự phòng và cải tạo, củng cố lại trạm bơm, đờng ống để đảm bảo an toàn và đáp
ứng yêu cầu cấp nớc cho sản xuất của Nhà máy. Nhà máy cũng sẽ đầu t mới hệ thống xử lý nớc cấp đảm bảo yêu cầu chất lợng nớc cho sản xuất và sinh hoạt.
b) Nớc thải
Đối với nớc thải Nhà máy sẽ đầu t hệ thống xử lý nớc thải với mục tiêu nớc thải ra phải đạt tiêu chuẩn xả ra nguồn tiếp nhận (theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN5945-1995). Bởi vì, khi nhà máy đa hệ thống dây chuyền công nghệ mới vào hoạt động mặc dù dây chuyền công nghệ này có những tiến bộ hơn lợng nớc thải/1 tấn sản phẩm sẽ giảm đi nhng do sản lợng tăng lên do đó tổng lợng nớc thải hàng năm của nhà máy sẽ tăng lên. Và yếu tố môi trờng chịu ảnh hởng chính trong quá trình vận hành là yếu tố môi trờng nớc.
Các thành phần môi trờng khác nh không khí, tiếng ồn không bị ảnh hởng lớn, vẫn nằm trong giới hạn cho phép. Tuy nhiên, nhà máy cũng sẽ cố gắng đầu t để đảm bảo môi trờng làm việc cho các cán bộ công nhân viên đợc tốt hơn.
Nớc thải công nghiệp (nớc thải từ sản xuất) của nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ bao gồm nớc thải của các công đoạn sản xuất sau:
• Công đoạn nấu bột (nớc thải dịch đen)
• Công đoạn rửa bột (nớc thải dịch trắng).
• Công đoạn xeo giấy (nớc thải dịch trắng).
Tổng lợng nớc thải của nhà máy khi dây chuyền xeo giấy mới đa vào hoạt động sẽ đợc trình bày trong bảng sau.
Bảng 14:Ước tính tổng lợng nớc thải khi dây chuyền xeo mới đi vào hoạt động.
Công đoạn sản xuất Định mức nớc
(m3/tấn sản phẩm) Công suất (tấn/năm) Tổng lợng nớc thải (m3/năm) A. Dây chuyền cũ - Nấu bột 5 3.500 17.500 - Rửa bột 100* 3.500 350.000 - Xeo giấy 200 3.500 700.000
B. Dây chuyền xeo mới
- Xeo giấy 80 13.500 1.080.000
Nớc tái sử dụng - 300.000
Tổng lợng nớc thải công nghiệp từ nhà máy 2.047.500
(Nguồn: Trung tâm Nghiên cứu, Đào Tạo và T vấn Môi trờng )
Theo thiết kế thời gian làm việc của nhà máy 300 ngày/năm thì lợng nớc thải trung bình ngày của nhà máy ớc tính vào khoảng 6825 m3.
Trong khi nớc thải dịch trắng bị nhiễm bẩn chủ yếu bởi các chất lơ lửng, hàm lợng các chất lơ lửng trong nớc trắng dao động trong khoảng từ 500 - 1200 mg/l và hàm lợng các chất hữu cơ hoà tan không lớn (BOD = 20 - 40 mgO2/l), không chứa các chất độc hại và pH trung tính.
Nớc thải dịch đen có pH rất cao (12.0 - 12.85) do ảnh hởng của xút (NaOH) trong quá trình nấu. Hàm lợng các chất hữu cơ trong dịch đen rất cao (giá trị COD xác định lên tới 51 000 mg/l). Đặc biệt nớc thải thải dịch đen còn chứa lignin một hợp chất hữu cơ khó bị phân huỷ sinh học với nồng độ cao, các chất hữu cơ dễ phân huỷ sinh học nh tinh bột, đờng, protein. Với công suất sản xuất bột giấy nh hiện nay (20.000 tấn/năm) thì mỗi ngày công đoạn nấu bột thải ra khoảng 50 - 55 m3 nớc dịch đen.
Nớc thải dịch trắng trong giai đoạn này bao gồm nớc rửa bột và nớc thải từ quá trình xeo giấy. Tổng lợng dịch trắng (nớc xeo giấy và nớc rửa bột) khi dây chuyền xeo mới hoạt động cùng với dây chuyền sản xuất cũ vào khoảng 1.830.000 m3/năm, trong đó nớc rửa bột là 350 000 m3/năm. Nớc thải dịch trắng tuy có nồng
độ ô nhiễm nhỏ , cặn lơ lửng dễ xử lý bằng quá trình lắng tự nhiên và lắng keo tụ, nhng lại có lu lợng rất lớn (khoảng 2 300 m3/ngđ). Cả hai loại nớc thải đều có khả năng gây ô nhiễm đến môi trờng.
Bảng15: Tính toán tải lợng chất thải mang theo nớc thải của nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ sau khi đã mở rộng
Phân xởng sản xuất Thành phần Hàm lợng (mg/l) Lợng nớc thải (m3/năm) Lợng thải (kg/năm) I. Phân xởng SX. bột
Nớc thải dịch đen COD 51000 17500 892 500
BOD 24 000 17 500 420 000
SS 400 17 500 7 000
Nớc rửa bột COD 15500 350 000 5 425 000
BOD 4 800 350 000 1 680 000
SS 250 350 000 87 500
II. Phân xởng xeo
Nớc xeo giấy COD 450 1 480 000 666 000
BOD 220 1 480 000 325 600
SS 280 1 480 000 414 400
Từ bảng tính toán kết quả trên nhận thấy lợng các chất thải mang theo cùng với nớc thải là khá lớn, tính theo COD là 6 983,5 tấn/năm. Để giảm thiểu tác động của quá trình thải nớc thải giấy Hoàng Văn Thụ đến môi trờng nớc sông Cầu nhà máy sẽ đầu t xây dựng một hệ thống xử lý nớc thải song song với việc áp dụng công nghệ sạch vào sản xuất (tái sử dụng nớc trắng của dây chuyền xeo giấy và n- ớc ngng từ hơi nớc). Theo đề xuất trong quy trình xử lý nớc, nớc thải từ công đoạn sản xuất bột giấy và xeo giấy sẽ đợc phân tách để tiến hành xử lý theo những quy trình công nghệ phù hợp. Quy trình tách nớc, xử lý và tái sử dụng nớc nh đã trình bày theo sơ đồ sau:
56
Quá trình
nấu bột quá trình rửa bột Quá trình xeo
giấy
Hệ thống xử lý nước thải
từ công đoạn nấu, rửa Hệ thống xử lý
nước thải xeo Nước cấp
Tái xử dụng
Hình 10 : Quy trình tách nớc, xử lý và tái sử dụng nớc
3.2 Mô tả công nghệ xử lý nớc thải
3.2.1 Nguyên tắc lựa chọn công nghệ
Qua số liệu thành phần nớc thải có thể chia nớc thải thành 2 loại: nớc thải dịch trắng và nớc thải dịch đen. Nớc dịch đen bị nhiễm bẩn chất hữu cơ cao, trong đó lợng chất rắn lơ lửng (TSS) chiếm một lợng khá cao, vì vậy việc xử lý nớc thải dịch đen sẽ chủ yếu dựa vào phơng pháp sinh học và phơng pháp hoá lý. Nớc thải dịch trắng chủ yếu là chất lơ lửng sẽ chỉ sử dụng phơng pháp xử lý hoá lý. Dây chuyền công nghệ vạch ra đợc dựa trên lu lợng và thành phần nớc thải đầu vào, đồng thời nớc thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn xả vào nguồn.
3.2.1.1 Nớc thải dịch đen (sản xuất bột giấy)
Nớc thải dịch đen xả ra từ nồi nấu bột trong phân xởng sản xuất bột giấy. N- ớc thải dịch đen đợc xả gián đoạn theo quy trình nấu - xả của bồn nấu bột giấy. Trên cơ sở quy trình sản xuất bột giấy, nớc thải dịch đen đợc xả 3 lần:
Lần 1: Ngay sau khi kết thúc chu trình nấu, lợng nớc trong bồn nấu đợc thải ra ngoài, với khối lợng xút NaOH là 300 kg/tấn bột giấy, lợng nớc này còn chứa khá nhiều xút, vì vậy lợng dịch đen này thờng đợc tuần hoàn để tái sử dụng lợng xút d.
Lần 2: Sau khi xả vào bể chứa, bột đợc rửa bằng nớc sạch và xả ra ngoài, l- ợng nớc này thờng chứa lợng chất ô nhiễm rất cao.
Lần 3: Số lần rửa bột tuỳ thuộc vào công nghệ và chất lợng sản phẩm yêu