Phương pháp phân tích TSS
-Mục đích:
Chứng minh sự thất thoát bột tại các công đoạn sản xuất.
Xác định khối lượng bột thất thoát trong nước thải.
Xác định khối lượng bột thu hồi được sau guồng quay thu hồi bột trắng lớp mặt tại lô xeo giấy số 4 – máy xeo II.
-Phương pháp: TSS được xác định theo phương pháp khối lượng
-Đối tượng thực hiện thí nghiệm gồm:
Nước thải ra sau lô lưới xeo số 3 (máy xeo II xeo giấy trắng lớp lót).
Nước thải thu hồi sau guồng quay thu hồi bột.
Nước thải (bọt thải) sau tháp lọc tuyển nổi của dòng bột trắng lớp mặt.
Nước thải sau bể rửa bột.
Nước thải tập trung của nhà máy.
Nước thải sau guồng quay thu hồi bột trắng lớp mặt của lô xeo số 4 – máy xeo II.
-Qui trình thực hiện:
Bước 1: Chuẩn bị
Dụng cụ: Giấy lọc, phễu, bình tam giác, cốc 500ml,…
Thiết bị: Tủ sấy, cân định lượng, bình hút ẩm.
Giấy lọc:
Sấy giấy lọc và đĩa nhôm trong 1h
Làm nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ phòng Cân khối lượng đĩa + giấy lọc (mo)
Bước 2: Lọc mẫu
Lắp giấy lọc, làm ướt bằng một ít nước cất
Rót thể tích đã tính trước vào phễu
Khi lọc hết mẫu, rửa thành phễu 3 lần với 10 ml nước cất/lần
Bước 3: Sấy – làm nguội – cân
Sấy đĩa nhôm + giấy lọc trong tủ sấy 1050C trong 1h
Làm nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ phòng
Lặp lại “sấy – làm nguội – cân” (sấy 30’) cho khối lượng không quá 4% so với lần trước (m1)
Bước 4: Tính toán
TSS (g/l) = [(m1 – mo)/thể tích mẫu]*1000
Khảo sát và thu thập số liệu thực tế tại nhà máy.
Tham khảo tài liệu liên quan.
Thống kê, phân tích, xử lý số liệu.
CHƯƠNG 3
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
3.1.1. Tại xưởng xeo
3.1.1.1. Thất thoát bột tại lô xeo giấy trắng lớp mặt
Kết quả thí nghiệm: Trọng lượng giấy lọc trung bình sau khi cân như sau:
STT
Kết quả cân
Giấy lọc ban đầu (mo,g) Giấy sau khi lọc (m1,g)
1 0,780 0,850
2 0,780 0,880
3 0,775 0,825
Từ kết quả trên ta tính được lượng bột trong nước thải sau lô lưới xeo số 4 – xeo giấy trắng lớp mặt – của máy xeo II là:
TSS ( g/l ) = × 1000
= ×
1000
= 2,2g/l = 2,2kg/m3
Xác định khối lượng bột thất thoát và chi phí lãng phí:
Khối lượng bột trắng lớp mặt thất thoát sau mỗi mẻ xeo – với mỗi mẻ chứa 15m3 thể tích huyền phù dịch bột là: 2,2 × 15 = 33kg
Xưởng xeo có hai máy xeo giấy Duplex, đồng nghĩa với việc phải chịu thất thoát từ 2 lô lưới xeo giấy trắng lớp, như vậy khối lượng bột trắng thất thoát mỗi ngày tại xưởng xeo là: 33kg × 6mẻ/ngày × 2 = 396kg/ngày
396kg × 11.500đ = 4.554.000đ
Chi phí bột thất thoát của công ty trong một năm tại lô lưới xeo giấy trắng lớp mặt cho giấy Duplex là: 4.554.000đ × 30 × 12 = 1.639.440.000đ
Như vậy, chỉ cần tại công đoạn này mỗi mẻ xeo làm thất thoát 33kg thì tương đương với mỗi năm công ty làm mất một khoảng chi phí lên đến 1.639.440.000 đồng.
3.1.1.2. Thất thoát bột tại lô xeo giấy trắng lớp lót
Kết quả thí nghiệm: Trọng lượng giấy lọc trung bình sau khi cân là:
Lượng bột thu được từ nước thải sau guồng xeo số 3 – xeo giấy trắng lớp lót – của máy xeo II là:
TSS (g/l) = × 1000
=
× 1000
= 1,2g/l = 1,2kg/m3
Xác định khối lượng bột thất thoát và chi phí lãng phí:
Khối lượng bột trắng lớp mặt thất thoát sau mỗi mẻ xeo – với mỗi mẻ chứa 12m3 thể tích huyền phù dịch bột là: 1,2 × 12 = 14,4kg
Khối lượng bột trắng thất thoát mỗi ngày tại lô lưới xeo bột trắng lớp lót của máy xeo II là: 14,4kg × 6mẻ/ngày = 86,4kg/ngày
STT
Kết quả cân
Giấy lọc ban đầu (mo,g) Giấy sau khi lọc (m1,g)
1 0,760 0,790
2 0,775 0,825
Khối lượng bột trắng lớp lót thất thoát mỗi ngày tại nhà xưởng bởi 2 máy xeo II và V là: 86,4 × 2 = 172,8kg/ngày
Chi phí bột công ty phải chịu thất thoát mỗi ngày là:
172,8kg × 7.500đ = 1.296.000đ
Chi phí thất thoát trong một năm tại hai lô lưới xeo giấy trắng lớp lót cho giấy Duplex của xưởng xeo là: 1.296.000đ × 30 × 12 = 466.560.000đ
Như vậy, chỉ cần mỗi khối nước thải của lô lưới xeo mang theo 1,2kg bột lót thì mỗi năm công ty phải chịu thất thoát một khoảng chi phí là 466.560.000 đồng.
3.1.2. Tại xưởng bột
3.1.2.1. Thất thoát bột tại tháp lọc tuyển nổi
Kết quả thí nghiệm: Trọng lượng giấy lọc trung bình sau khi cân là:
- Khối lượng bột thu được từ nước thải của tháp lọc tuyển nổi là:
TSS (g/l) = × 1000
=
× 1000
= 4,30g/l = 4,30kg/m3
Xác định khối lượng bột thất thoát và chi phí lãng phí:
STT
Kết quả cân
Giấy lọc ban đầu (mo,g) Giấy sau khi lọc (m1,g)
1 0,765 0,875
2 0,750 0,910
Khối lượng bột trắng thất thoát sau mỗi mẻ lọc của tháp lọc tuyển nổi – với mỗi mẻ chứa 25m3 dung dịch bột là: 4,30 × 25 = 107,5kg
Xưởng có hai tháp lọc tuyển nổi nhưng chỉ sử dụng 1 tháp lọc thổi bột trắng lớp mặt, tháp thổi được 8 mẻ bột trong một ngày. Lượng bột trắng thất thoát theo nước thải của tháp lọc tuyển nổi trong mỗi ngày là:107,5kg × 8 = 860kg/ngày
Chi phí thất thoát mỗi ngày tại tháp lọc tuyển nổi là:
860kg × 11.500đ = 9.890.000đ
Chi phí thất thoát trong một năm tại tháp lọc tuyển nổi thổi bột trắng lớp mặt cho giấy Duplex của xưởng bột là: 9.890.000đ × 30 × 12 = 3.560.400.000đ
Chỉ cần mỗi khối nước thải đi ra khỏi tháp lọc tuyển nổi mang theo 4,3kg bột thì trong một năm, nhà máy thất thoát một khoảng chi phí 3.560.400.000 đồng.
3.1.2.2. Thất thoát bột tại bể rửa bột
Kết quả thí nghiệm: Trọng lượng giấy lọc trung bình sau khi cân là:
- Khối lượng bột thu được từ nước thải của bể rửa bột là:
TSS (g/l) = × 1000 = × 1000 = 2,35g/l = 2,35kg/m3 STT Kết quả cân
Giấy lọc ban đầu (mo,g) Giấy sau khi lọc (m1,g)
1 0,760 0,765
2 0,755 0,930
Xác định khối lượng bột thất thoát và chi phí lãng phí:
Khối lượng bột trắng thất thoát sau mỗi mẻ rửa bột – với mỗi mẻ chứa 40m3 dung dịch bột là: 2,35 × 40 = 94kg
Xưởng có 2 bể rửa bột, làm được 8 mẻ trong một ngày. Khối lượng bột trắng thất thoát tại mỗi bể rửa bột trong một ngày là: 94kg × 4mẻ/ngày = 376kg/ngày
Chi phí thất thoát mỗi ngày tại 2 bể rửa bột là:
376kg × 2 × 11.500đ = 8.648.000đ
Chi phí thất thoát trong một năm tại hai bể rửa bột trắng cho giấy Duplex của xưởng bột là: 8.648.000đ × 30 × 12 = 3.116.280.000đ
Như vậy, chỉ cần mỗi khối nước bể rửa bột thải ra 2,35kg bột thì một năm công ty sẽ chịu thất thoát một khoảng chi phí lên đến 3.116.280.000 đồng.
3.1.3. Thất thoát bột theo mương dẫn nước thải
Kết quả thí nghiệm: Trọng lượng giấy lọc trung bình sau khi cân là:
- Khối lượng cặn thu được từ bể nước thải tập trung là:
TSS (g/l) = × 1000
=
× 1000
= 12,80g/l = 12,80kg/m3
Xác định khối lượng bột thất thoát và chi phí lãng phí:
STT
Kết quả cân
Giấy lọc ban đầu (mo,g) Giấy sau khi lọc (m1,g)
1 0,765 1,105
2 0,770 1,135
Khối lượng bột đen thất thoát nếu đem thải bỏ là: 12,80 × 300 = 3.840kg
Chi phí bột thất thoát mỗi ngày tại bể tập trung nước thải là:
3.840 × 2.500đ = 9.600.000đ
Chi phí thất thoát trong một năm tại bể tập trung nước thải toàn công ty là: 9.600.000đ × 30 × 12 = 3.456.000.000đ
Lượng bột thất thoát vào nước thải vẫn còn giá trị sử dụng, nếu để lượng bột này thất thoát vào môi trường, có nghĩa là công ty đã thất thoát một khoảng chi phí lên đến 3.456.000.000 đồng.
3.2. GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG VÀ THU HỒI BỘT
3.2.1. Tại xưởng xeo
3.2.1.1. Lắp guồng quay thu hồi bột tại lô xeo giấy trắng lớp mặt
Quy trình thu hồi bột trực tiếp dưới lô lưới xeo:
Sơ đồ 3.1: Quy trình thu hồi bột dưới lô lưới xeo giấy trắng bề mặt
Một phần huyền phù dịch bột dư cùng nước thải từ quá trình hình thành giấy trên bề mặt lô lưới đi xuyên qua lưới xeo rồi được dẫn vào bên trong guồng quay thu hồi bột. Tại đây guồng quay lô lưới hình trụ quay liên tục với tốc độ vừa đủ, cùng với sự dốc nghiêng 300 của lô lưới cúi về phía mương chứa bột thì dung dịch được lọc và lượng bột trắng thu được chạy dần về mương chứa bột. Ta thu hồi
Lô lưới (nước thải)
Guồng quay thu hồi bột
Bột trắng
lượng bột trắng vào bao và đem lên cấp lại cho hồ xeo giấy, lượng bột này lại được hòa tan trong huyền phù dịch theo mương hòa trộn đi xuống máy xeo thực hiện xeo giấy trắng bề mặt cho giấy Duplex như quy trình bình thường.
Kết quả thí nghiệm: Trọng lượng giấy lọc trung bình sau khi cân là:
-
-
-
-
-
- Lượng cặn thu được trong nước thải sau guồng quay thu bột là:
TSS (g/l) = × 1000
= × 1000
= 1,45g/l = 1,45kg/m3
Khối lượng bột thu hồi và chi phí tiết kiệm được:
Lô lưới xeo số 4 cứ thải ra một khối nước thải thì guồng quay thu hồi được lượng bột là: 2,2 – 1,45 = 0,75kg
Hiệu suất thu hồi bột của guồng quay là: = 34,10%
Khối lượng bột giấy guồng quay thu hổi được trong mỗi mẻ xeo chứa 15m3 dung dịch bột trắng lớp mặt là: 0,75 × 15 = 11,25kg
Mỗi ngày máy xeo 2 thực hiện 6 mẻ xeo, như vậy khối lượng bột guồng quay thu hồi được mỗi ngày là:11,25 × 6 × 2 = 135kg = 34,10% bột thất thoát
STT
Kết quả cân
Giấy lọc ban đầu (mo,g) Giấy sau khi lọc (m1,g)
1 0,805 0,830
2 0,785 0,810
Chi phí tiết kiệm được mỗi ngày là: 135 × 11.500 = 1.552.500đ
Chi phí tiết kiệm được mỗi tháng là: 1.552.500 × 30 = 465.750.000đ
Chi phí cơ sở sản xuất tiết kiệm được mỗi năm nhờ 2 guồng quay thu hồi bột lớp mặt ở máy xeo II và V là: 465.750.000 × 12 = 558.900.000đ
Guồng quay thu hồi bột:
Hình 3.1: Guồng quay thu hồi bột trắng
Vốn đầu tư: 10 triệu
Chi phí vận hành năm của thiết bị (tiền điện): 8 triệu đồng
Độ bền của thiết bị: 3 năm
Trong 3 năm hai máy xeo sử dụng hai guồng quay cho mình, tại công đoạn này tiết kiệm được một khoảng chi phí là:
[(465.750.000 × 3 × 12) – (2*10.000.000) – (8.000.000 × 3)] = 16.723.000.000đ
Nhận xét:
* Ưu điểm:
- Chi phí đầu tư thấp.
- Thiết bị đơn giản, dễ vận hành.
* Nhược điểm:
- Chiếm diện tích nhà xưởng.
3.2.1.2. Lắp guồng quay thu hồi bột tại lô xeo giấy trắng lớp lót
Dựa trên cơ sở lý thuyết từ guồng quay thu hồi bột đã lắp ráp và sử dụng cho lô lưới xeo bột trắng số 4 của máy xeo II, ta có thể tự thiết kế được guồng quay thu hồi bột tương tự cho lô lưới xeo số 3 và tính toán được khối lượng bột thu hồi và chi phí tiết kiệm được từ dòng bột trắng lớp lót.
Hiệu suất thu hồi của guồng quay thu hồi bột lô lưới xeo số 4 là 34,10% vậy ta tính được cứ một khối nước thải ra thì guồng quay thu hồi được khối lượng bột là:
= 0,41kg/m3 Khối lượng bột thu hồi và chi phí tiết kiệm được:
Khối lượng bột giấy guồng quay thu hổi được trong mỗi mẻ xeo chứa 12m3 dung dịch bột trắng lớp mặt là: 0,41 × 12 = 4,92kg
Mỗi ngày máy xeo II thực hiện 6 mẻ xeo, như vậy khối lượng bột guồng quay thu hồi được mỗi ngày là: 4,92 × 6 = 29,52kg
Chi phí tiết kiệm được mỗi ngày là: 29,52 × 7.500 = 221.400đ
Chi phí tiết kiệm được mỗi tháng là: 221.400 × 30 = 6.642.000đ
Chi phí cơ sở sản xuất tiết kiệm được mỗi năm nhờ guồng quay thu hồi bột là: 6.642.000 × 12 = 79.704.000đ
Guồng quay thu hồi bột:
Vốn đầu tư: 10 triệu
Thiết bị Đơn vị Số lượng Đơn giá (đồng) Thành tiền (đồng)
Ống nước (Ø 90) m 2 200.000 400.000
Mô-tơ cái 2 2.300.000 4.600.000
Sắt kg 200 9.000 1.800.000
Công Người 7 350.000 2.450.000
Tổng tiền 10.000.000
Chi phí vận hành năm (tiền điện): 8 triệu đồng
Độ bền của thiết bị: 3 năm
Thời gian hoàn vốn:
Thời gian hoàn vốn = × 12 tháng
= × 12 = 1,67 tháng
Như vậy trong vòng 2 tháng sau khi lắp thiết bị thu hồi bột, công ty sẽ thu lại toàn bộ 10 triệu tiền vốn đồng thời tiết kiệm được 6.642.000 đồng mỗi tháng đến suốt 34 tháng còn lại.
Trong 3 năm sử dụng thiết bị, công ty tiết kiệm được một khoảng chi phí là: [(79.704.000 × 3 × 12) – 10.000.000 – (8.000.000 × 3)] = 2.835.344.000đ
3.2.1.3. Lắp ống dẫn nước thu hồinước thải cho guồng quay
Guồng quay thu hồi nước thải từ lô lưới xeo để thu hồi bột nên guồng quay cũng thải ra một lượng nước thải tương tự như vậy. Để tiết kiệm lượng nước này ta sử dụng giải pháp đặt ống dẫn thu hồi nước thải ra của guồng quay thu hồi bột nối với bộ phận ống xịt tia nước rửa lô lưới giúp tiết kiệm được một lượng nước cho quá trình vệ sinh rửa lô lưới xeo.
Hình 3.2: Ống xịt tia nước rửa lô lưới xeo
3.2.1.4. Dán băng keo OPP lên bề mặt lô lưới xeo
Kích thước giấy cần xeo sẽ thay đổi tùy theo yêu cầu sản phẩm của khách hàng nhưng kích thước lô lưới xeo lại chỉ có một kích cỡ nhất định. Để tiết kiệm được lượng bột giấy bám lên bề mặt lô lưới xeo, ta sử dụng băng keo loại OPP màu 48mm × 100ly dính lên lô lưới đang chạy, thực hiện dán giáp mí lô lưới sao cho mỗi bên mí của tấm giấy ướt vẫn dư ra 1,5cm so với kích thước yêu cầu của sản phẩm.
Lớp keo này làm cho bột không thể bám lên lô lưới xeo khi nó tiếp xúc với huyền phù dịch bột trong thùng đầu, giúp nhà xưởng tiết kiệm được một lượng bột bám lên bề mặt lưới xeo một cách vô ích.
Hình 3.3: Dán băng keo OPP lên lô lưới xeo
Nhận xét:
Ưu điểm của phương pháp:
- Đơn giản, dễ thực hiện.
- Chi phí thực hiện thấp.
- Hiệu quả tuyệt đối.
Nhược điểm:
- Tốn công (khi kích thước giấy cần xeo thay đổi ta phải đổi băng keo của tất cả các lô lưới trên một máy xeo).
- Thải ra một lượng chất thải rắn khó xử lý mới là băng keo màu. Đề nghị:
Ta có thể sử dụng nước thu hồi cung cấp cho ống xịt tia nước nhằm cắt mí bột giấy bám lên rìa lô lưới xeo theo kích thước yêu cầu của sản phẩm. Vừa tận dụng được lượng nước trắng đồng thời tiết kiệm được băng keo màu OPP và công thực hiện dán băng keo lên bề mặt lô lưới xeo.
3.2.2. Tại xưởng bột
3.2.2.1. Lắp sàng cô đặc lưới nghiêng sau tháp lọc tuyển nổi
.
Sơ đồ 3.2: Quy trình thu hồi bọt bột giấy (giấy vệ sinh)
Dòng bọt bột thải từ tháp lọc tuyển nổi được bơm vào bể tập trung, lớp bọt trên bề mặt dịch bột thường chứa nhiều đốm mực in li ti rất bẩn. Sau khi thể tích dịch bọt đạt đến một lượng nhất định đủ để thực hiện một mẻ xeo, ta bơm chúng qua sàng cô đặc lưới nghiêng. Tại đây dòng bọt được sàng hai lần trên lưới nghiêng, nước trắng cấp cho lưới nghiêng có nhiệm vụ rửa sạch mực trong bọt, nước thải mang theo mực in đi xuyên qua lỗ trên lưới nghiêng và rơi xuống bể chứa nước thải