ST
T Chất thải Mức thải (g/người/ngày) Lượng 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 tõm Nghiờn cứu, Đào Tạo và Tư vấn Mụi trường )
Ngoài ra cỏc chất thải cũn chứa một loạt cỏc dinh dưỡng khỏc, dinh dưỡng trong nước thải là nguyờn nhõn gõy ra hiện tượng phỳ dưỡng trong cỏc ao hồ, sụng nơi tiếp nhận chất thải.
Nước thải sản xuất: Trong cỏc nguồn nước thải kể trờn , nguồn nước thải
từ khõu nấu bột (nước dịch đen) đõy là lượng nước thải cú màu rất đen, nhất là nước rửa lần 1 của bộ phận nấu cú màu đen kịt, cú nồng độ kiềm rất cao (2600 - 7930 mg/l) và nồng độ COD đo được là 15 480 – 50 280 mg/l, BOD đo được là 4800 – 24 000 mg/l, chứa cỏc thành phần khú phõn huỷ sinh học (lignin và cellulose). Tuy nhiờn tải lượng thải ra của lượng nước thải dịch đen là khụng nhiều.
Nước thải dịch trắng chủ yếu là do cụng đoạn xeo giấy sinh ra, theo số liệu đo đạc lưu lượng nước thải xeo giấy khoảng 2 000 – 2 500 m3/ngày đờm và điều hoà trong suốt thời gian hoạt động của nhà mỏy.
Thực tế khi hai loại nước thải này được pha trộn với nhau đó tạo thành lượng nước thải cú lưu lượng lớn (khoảng 3500 m3/ ngđ) và nồng độ cỏc chất ụ nhiễm rất cao (COD khoảng 2.500 mgO2/L, pH = 8,5 - 9,2) cú khả năng gõy ụ nhiễm nặng nề đến chất lượng nước sụng Cầu. Với nồng độ chất hữu cơ cao, đặc biệt cỏc chất hữu cơ dễ bị phõn huỷ sinh học, lượng oxy hoà tan trong nước sẽ giảm rất nhanh đến 0 do hoạt động của cỏc vi sinh vật hiếu khớ phõn huỷ cỏc chất hữu cơ. Trong điều kiện kị khớ (khụng cú oxy), cỏc loại sinh vật nước đều bị tiờu diệt, nhiều loại khớ độc hại hỡnh thành như carbonic CO2, methane CH4, sulfua hydro H2S gõy ụ nhiễm mụi trường khụng khớ và gõy "hiệu ứng nhà kớnh" . Đặc biệt là vấn đề cảm quan, do lượng lớn ligin và cỏc sản phẩm hữu cơ, nước thải cú độ màu rất cao. Độ màu của nước thải đó làm tăng độ màu của nước sụng và do pH cao lớp bột dày tạo thành trờn mặt nước đó làm mất mỹ quan nguồn cấp nước. Việc sử dụng nguồn nước này khụng qua xử lý sẽ gõy ngứa ngỏy.
Bảng 12: Tổng lượng thải của nhà mỏy mỗi năm:
Cụng đoạn sản xuất Định mức nước
(m3/tấn sản phẩm) Cụng suất (tấn/năm) Tổng lượng nước 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 phõn tớch chất lượng nước thải của nhà mỏy giấy như sau: Stt Mẫu nước Thụng số Mầu pH BOD (mg/l) COD (mg/l) SS (mg/l)
1 Nước rửa 1( bộ phận nấu) Đen kịt 9,97 24.000 50.280 399 2 Nước rửa 2( bộ phận nấu) Đen 8,95 4.800 15.480 248 3 Nước thải xeo 1 Lờ nhờ 8,89 138 290 233 4 Nước thải xeo 2 Lờ nhờ 9,21 180 350 248 5 Nước thải xeo 3 Lờ nhờ 9,25 319 600 324 6 Nước thải xeo rửa nấu Đen 10,24 102 7 Nước thải tại cửa chớnh n.mỏy Đen 10,10 46 8 Nước thải tại cửa xả ra s.Cầu Hơi đen 9,27 500 1.830 24
9 Tiờu chuẩn thải loại A 6-9 20 50 50
10 Tiờu chuẩn thải loại B 5,5-9 50 100 100
11 Tiờu chuẩn thải loại C 5-9 100 400 200
(Nguồn: Trung tõm Nghiờn cứu, Đào Tạo và Tư vấn Mụi trường ) 2.3.2.3. Đỏnh giỏ chất lượng nước thải
Qua kết quả phõn tớch chất lượng nước thải cho thấy nước thải dịch đen cú mức độ ụ nhiễm rất cao, chỉ số COD lờn tới 50 280 mg/l với nước rửa phúng lần 1và 15 480 mg/l với cỏc nước rửa sau đú.
Nước thải nhà mỏy đổ ra sụng Cầu cú mức độ ụ nhiễm cao, chỉ số COD lờn tới 1830 mg/l gấp hơn 37 lần tiờu chuẩn thải TCVN 5945- 1955 loại A, chỉ số BOD lờn tới 500mg/l gấp 25 lần tiờu chuẩn thải TCVN 5945-1995 loại A.
Như vậy, hiện trạng nước sụng Cầu đang ở mức bỏo động, khi mà mỗi năm nhà mỏy thải ra một lượng nước thải khổng lồ với nồng độ cỏc chất ụ nhiễm quỏ cao như vậy, lượng nước này thải trực tiếp ra sụng Cầu và hoà cựng dũng chảy qua 5 tỉnh thành, cú thể kết luận rằng nguồn nước thải của nhà mỏy đang là mối lo ngại lớn cho khụng chỉ cộng đồng dõn cư xung quanh nhà mỏy mà cũn ảnh hưởng đến cả cư dõn sống ở hai bờn bờ sụng Cầu, đe doạ đến hệ sinh thỏi dưới nước, và cõy trồng ở hai bờn sụng.
III. Mễ TẢ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT GIẤY BAO Bè CễNG NGHIỆP CễNG SUẤT 15 000 TẤN/ NĂM VÀ HỆ THỐNG XỬ Lí NƯỚC THẢI 3.1 Mụ tả quy trỡnh cụng nghệ sản xuất
3.1.1 Khỏi quỏt
Giấy bao gúi xi măng được sản xuất từ bột Kraft khụng tẩy (UKP): 30% và bột tre nứa tự nấu: 70%. Chất lượng sản phẩm đạt tiờu chuẩn loại A giấy bao gúi xi măng nhập khẩu hiện nay.
Giấy bao gúi cụng nghiệp: Cụng nghệ sản xuất giấy bao gúi cụng nghiệp dựa trờn 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 lượng sản phẩm đạt tiờu chuẩn loại A giấy bao gúi cụng nghiệp.
Dõy chuyền sản xuất và thiết bị đảm bảo cỏc yờu cầu sau: - Cụng nghệ đạt mức trung bỡnh tiờn tiến.
- Cú hệ thống xử lý mụi trường.
Yếu tố đỏnh giỏ chất lượng và mức độ tiờn tiến của cụng nghệ là: - Chất lượng sản phẩm.
52
- Định mức tiờu hao nguyờn liệu vật liệu chủ yếu. - Chất lượng nước thải sau xử lý.
3.1.2 Dõy chuyền sản xuất giấy bao bỡ cụng nghiệp
3.1.2.1 . Sơ đồ dõy chuyền cụng nghệ sản xuất.
Sơ đồ cụng nghệ sản xuất giấy bao bỡ cụng nghiệp được trỡnh bày ở hỡnh 2 dưới đõy. Cỏc chất phụ gia Bể phối trộn Bể xeo Sàng ỏp lực Bơm Sàng thụ Lọc cỏt hỡnh dựi nồng độ cao Bể chứa Sàng li tõm Lọc cỏt hỡnh dựi Sàng ỏp lực Cụ đặc Bể chứa Nghiền đĩa Bể chứa
Bột tre nứa tự nấu
Băng tải Thuỷ lực Sàng thụ Lọc cỏt hỡnh dựi nồng độ cao Bể chứa Sàng ỏp lực Cụ đặc Bể chứa Nghiền đĩa Bể chứa Sàng tạp chất
Hai dõy chuyền chuẩn bị bột được thiết kế song song:
- Dõy chuyền 1: Dựng để xử lý bột Kraft khụng tẩy và giấy loại. - Dõy chuyền 2: Dựng để xử lý bột tre nứa tự nấu.
Cỏc dõy chuyền chuẩn bị bột đều bao gồm: Băng tải đưa nguyờn liệu, mỏy đỏnh tơi thuỷ lực cú kết cấu loại bỏ tạp chất tự động, mỏy sàng thụ và hệ lọc cỏt thụ, hệ thống lọc cỏt, sàng ỏp lực, mỏy cụ đặc, hệ thống nghiền đĩa, bể chứa bột và toàn bộ hệ thống bơm bột tại từng cụng đoạn.
Bột giấy khụng tẩy được băng tải đưa vào mỏy đỏnh tơi thủy lực, tại đõy cỏc tạp chất (như băng dớnh, đinh ghim, tạp chất cơ học...) được loại bỏ. Phần bột được bơm qua sàng tinh, sau sàng tinh bột được đưa về bể chứa cấp 2. Từ đõy bột được cấp cho hệ thống lọc cỏt. Sau lọc cỏt bột được cụ đặc và đưa vào bể chứa tiếp theo. Từ bể chứa này bột được bơm đi nghiền qua hệ thống nghiền đĩa sau đú vào bể chứa bột. Tại đõy bột được cho phụ gia cần thiết và được đưa đi xeo. Dõy chuyền chuẩn bị bột tre nứa tự nấu cũng bao gồm cỏc thiết bị tương tự như chuẩn bị bột giấy Kraft khụng tẩy nhưng được tăng cường thờm khõu sàng thụ và rửa bột.
Khi sản xuất giấy bao gúi xi măng thỡ sử dụng nguyờn liệu là hỗn hợp Kraft khụng tẩy và bột tre nứa tự nấu. Khi sản xuất giấy bao gúi cụng nghiệp thỡ sử dụng nguyờn liệu là hỗn hợp giấy loại và bột tre nứa tự nấu.
3.1.2.2 Nước cấp và nước thải nhà mỏy sau khi đưa dõy chuyền cụng nghệ mới vào hoạt động vào hoạt động
a) Nước cấp
Vấn đề cần quan tõm ở đõy đú là nước cấp và nước thải của nhà mỏy. đối với nước cấp, nhà mỏy sẽ bổ sung hệ thống bơm nước cấp với cụng suất 1 bơm 200 m3/h để dự phũng và cải tạo, củng cố lại trạm bơm, đường ống để đảm bảo an toàn và đỏp ứng yờu cầu cấp nước cho sản xuất của Nhà mỏy. Nhà mỏy cũng sẽ đầu tư mới hệ thống xử lý nước cấp đảm bảo yờu cầu chất lượng nước cho sản xuất và sinh hoạt.
b) Nước thải
Đối với nước thải Nhà mỏy sẽ đầu tư hệ thống xử lý nước thải với mục tiờu nước thải ra phải đạt tiờu chuẩn xả ra nguồn tiếp nhận (theo tiờu chuẩn Việt Nam TCVN5945-1995). Bởi vỡ, khi nhà mỏy đưa hệ thống dõy chuyền cụng nghệ mới vào hoạt động mặc dự dõy chuyền cụng nghệ này cú những tiến bộ hơn lượng nước thải/1 tấn sản phẩm sẽ giảm đi nhưng do sản lượng tăng lờn do đú tổng lượng nước thải hàng năm của nhà mỏy sẽ tăng lờn. Và yếu tố mụi trường chịu ảnh hưởng chớnh trong quỏ trỡnh vận hành là yếu tố mụi trường nước.
Cỏc thành phần mụi trường khỏc như khụng khớ, tiếng ồn khụng bị ảnh hưởng lớn, vẫn nằm trong giới hạn cho phộp. Tuy nhiờn, nhà mỏy cũng sẽ cố gắng đầu tư để đảm bảo mụi trường làm việc cho cỏc cỏn bộ cụng nhõn viờn được tốt hơn.
Nước thải cụng nghiệp (nước thải từ sản xuất) của nhà mỏy giấy Hoàng Văn Thụ bao gồm nước thải của cỏc cụng đoạn sản xuất sau:
Cụng đoạn nấu bột (nước thải dịch đen)
Cụng đoạn xeo giấy (nước thải dịch trắng).
Tổng lượng nước thải của nhà mỏy khi dõy chuyền xeo giấy mới đưa vào hoạt động sẽ được trỡnh bày trong bảng sau.
Bảng 14:Ước tớnh tổng lượng nước thải khi dõy chuyền xeo mới đi vào hoạt động.
Cụng đoạn sản xuất Định mức nước
(m3/tấn sản phẩm) Cụng suất (tấn/năm) Tổng lượng nước thải (m3/năm) A. Dõy chuyền cũ - Nấu bột 5 3.500 17.500 - Rửa bột 100* 3.500 350.000 - Xeo giấy 200 3.500 700.000
B. Dõy chuyền xeo mới
- Xeo giấy 80 13.500 1.080.000
Nước tỏi sử dụng - 300.000
Tổng lượng nước thải cụng nghiệp từ nhà mỏy 2.047.500
(Nguồn: Trung tõm Nghiờn cứu, Đào Tạo và Tư vấn Mụi trường )
Theo thiết kế thời gian làm việc của nhà mỏy 300 ngày/năm thỡ lượng nước thải trung bỡnh ngày của nhà mỏy ước tớnh vào khoảng 6825 m3.
Trong khi nước thải dịch trắng bị nhiễm bẩn chủ yếu bởi cỏc chất lơ lửng, hàm lượng cỏc chất lơ lửng trong nước trắng dao động trong khoảng từ 500 - 1200 mg/l và hàm lượng cỏc chất hữu cơ hoà tan khụng lớn (BOD = 20 - 40 mgO2/l), khụng chứa cỏc chất độc hại và pH trung tớnh.
Nước thải dịch đen cú pH rất cao (12.0 - 12.85) do ảnh hưởng của xỳt (NaOH) trong quỏ trỡnh nấu. Hàm lượng cỏc chất hữu cơ trong dịch đen rất cao (giỏ trị COD xỏc định lờn tới 51 000 mg/l). Đặc biệt nước thải thải dịch đen cũn chứa lignin một hợp chất hữu cơ khú bị phõn huỷ sinh học với nồng độ cao, cỏc chất hữu cơ dễ phõn huỷ sinh học như tinh bột, đường, protein. Với cụng suất sản xuất bột giấy như hiện nay (20.000 tấn/năm) thỡ mỗi ngày cụng đoạn nấu bột thải ra khoảng 50 - 55 m3 nước dịch đen.
Nước thải dịch trắng trong giai đoạn này bao gồm nước rửa bột và nước thải từ quỏ trỡnh xeo giấy. Tổng lượng dịch trắng (nước xeo giấy và nước rửa bột) khi dõy chuyền xeo mới hoạt động cựng với dõy chuyền sản xuất cũ vào khoảng 1.830.000 m3/năm, trong đú nước rửa bột là 350 000 m3/năm. Nước thải dịch trắng tuy cú nồng độ ụ nhiễm nhỏ , cặn lơ lửng dễ xử lý bằng quỏ trỡnh lắng tự nhiờn và lắng keo tụ, nhưng lại cú lưu lượng rất lớn (khoảng 2 300 m3/ngđ). Cả hai loại nước thải đều cú khả năng gõy ụ nhiễm đến mụi trường.
Bảng15: Tớnh toỏn tải lượng chất thải mang theo nước thải của nhà mỏy giấy Hoàng Văn Thụ sau khi đó mở rộng
Phõn xưởng sản xuất Thành phần Hàm lượng (mg/l) Lượng nước thải (m3/năm) Lượng thải (kg/năm) I. Phõn xưởng SX. bột
Nước thải dịch đen COD 51000 17500 892 500
BOD 24 000 17 500 420 000 SS 400 17 500 7 000 Nước rửa bột COD 15500 350 000 5 425 000 BOD 4 800 350 000 1 680 000 SS 250 350 000 87 500
II. Phõn xưởng xeo
SS 280 1 480 000 414 400
Từ bảng tớnh toỏn kết quả trờn nhận thấy lượng cỏc chất thải mang theo cựng với nước thải là khỏ lớn, tớnh theo COD là 6 983,5 tấn/năm. Để giảm thiểu tỏc động của quỏ trỡnh thải nước thải giấy Hoàng Văn Thụ đến mụi trường nước sụng Cầu nhà mỏy sẽ đầu tư xõy dựng một hệ thống xử lý nước thải song song với việc ỏp dụng cụng nghệ sạch vào sản xuất (tỏi sử dụng nước trắng của dõy chuyền xeo giấy và nước ngưng từ hơi nước). Theo đề xuất trong quy trỡnh xử lý nước, nước thải từ cụng đoạn sản xuất bột giấy và xeo giấy sẽ được phõn tỏch để tiến hành xử lý theo những quy trỡnh cụng nghệ phự hợp. Quy trỡnh tỏch nước, xử lý và tỏi sử dụng nước như đó trỡnh bày theo sơ đồ sau:
Hỡnh 10 : Quy trỡnh tỏch nước, xử lý và tỏi sử dụng nước
3.2 Mụ tả cụng nghệ xử lý nước thải
3.2.1 Nguyờn tắc lựa chọn cụng nghệ
Qua số liệu thành phần nước thải cú thể chia nước thải thành 2 loại: nước thải dịch trắng và nước thải dịch đen. Nước dịch đen bị nhiễm bẩn chất hữu cơ cao, trong đú lượng chất rắn lơ lửng (TSS) chiếm một lượng khỏ cao, vỡ vậy việc
Quỏ trỡnh quỏ trỡnh Quỏ trỡnh xeo giấy Hệ thống xử lý nước thải từ cụng đoạn nấu, rửa
Hệ thống xử lý nước thải xeo Nước cấp
Tỏi xử dụng
1000 m3
/ngđ
xử lý nước thải dịch đen sẽ chủ yếu dựa vào phương phỏp sinh học và phương phỏp hoỏ lý. Nước thải dịch trắng chủ yếu là chất lơ lửng sẽ chỉ sử dụng phương phỏp xử lý hoỏ lý. Dõy chuyền cụng nghệ vạch ra được dựa trờn lưu lượng và thành phần nước thải đầu vào, đồng thời nước thải sau xử lý đạt tiờu chuẩn xả vào nguồn.
3.2.1.1 Nước thải dịch đen (sản xuất bột giấy)
Nước thải dịch đen xả ra từ nồi nấu bột trong phõn xưởng sản xuất bột giấy. Nước thải dịch đen được xả giỏn đoạn theo quy trỡnh nấu - xả của bồn nấu bột giấy. Trờn cơ sở quy trỡnh sản xuất bột giấy, nước thải dịch đen được xả 3 lần:
Lần 1: Ngay sau khi kết thỳc chu trỡnh nấu, lượng nước trong bồn nấu được thải ra ngoài, với khối lượng xỳt NaOH là 300 kg/tấn bột giấy, lượng nước này cũn chứa khỏ nhiều xỳt, vỡ vậy lượng dịch đen này thường được tuần hoàn để tỏi sử dụng lượng xỳt dư.
Lần 2: Sau khi xả vào bể chứa, bột được rửa bằng nước sạch và xả ra ngoài, lượng nước này thường chứa lượng chất ụ nhiễm rất cao.
Lần 3: Số lần rửa bột tuỳ thuộc vào cụng nghệ và chất lượng sản phẩm yờu cầu, lượng nước này cũng được xả vào mụi trường.
3.2.1.2 Nước thải dịch trắng (sản xuất giấy từ bột giấy)
Khỏc với nước thải dịch đen, nước thải dịch trắng được xả liờn tục từ cỏc mỏy xeo giấy. Nước thải dịch trắng tuy cú nồng độ ụ nhiễm khụng cao nhưng cú lưu lượng thải rất lớn.
3.2.2 Sơ đồ dõy chuyền cụng nghệ
Nước thải từ nấu
Nước thải từ rửa
Bể điều hoà Bể phản ứng I Bể phản ứng II Bể lọc sinh học Bể phản ứng IV Bể phản ứng kỵ khớ Bể phản ứng III Bể nộn bựn Mỏy ộp lọc Bựn đem đi chụn lấp Kh Nước thải trộn với nước thải xeo đó xử lý H2SO4 FeSO4 pH PAA NaOH Bể lắng Bể lắng
Hỡnh11: Sơ đồ dõy chuyền cụng nghệ xử lý nước thải dịch đen
Do nồng độ chất hữu cơ trong dịch đen rất (trong đú cú rất nhiều hợp chất hữu cơ rất khú phõn huỷ), độ kiềm rất cao nhưng lưu lượng khụng lớn và lại xả ra theo từng mẻ. Do vậy toàn bộ nước thải của phõn xưởng nấu và rửa bột giấy