Tải bản đầy đủ

Nghiên cứu xử lý nước thải làng nghề giấy ở phong khê, tp bắc ninh, tỉnh bắc ninh bằng phương pháp đông keo tụ

ÐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ÐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGUYỄN VĂN CHƯƠNG

Tên đề tài:

"NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI LÀNG NGHỀ GIẤY Ở
PHONG KHÊ, THÀNH PHỐ BẮC NINH, TỈNH BẮC NINH
BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÔNG KEO TỤ"

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo

: Liên thông chính quy

Chuyên ngành : Khoa học môi trường
Khoa

: Môi trường


Khóa học

: 2013 - 2015

THÁI NGUYÊN - 2014


ÐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ÐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGUYỄN VĂN CHƯƠNG

Tên đề tài:

"NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI LÀNG NGHỀ GIẤY Ở
PHONG KHÊ, THÀNH PHỐ BẮC NINH, TỈNH BẮC NINH
BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÔNG KEO TỤ"

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo

: Liên thông chính quy

Chuyên ngành : Khoa học môi trường
Khoa

: Môi trường

Lớp

: K9 - KHMT

Khóa học

: 2013 - 2015

Giảng viên hướng dẫn: ThS. Đặng Thị Hồng Phương


THÁI NGUYÊN - 2014


LỜI CẢM ƠN
Được sự quan tâm giúp đỡ của Khoa Môi trường - Trường Đại học Nông
Lâm Thái Nguyên đã tạo điều kiện cho em được thực tập tại cơ quan “Viện
bơm và Thiết bị thủy lợi”.
Để có được một bản báo cáo thực tập tốt nghiệp hoàn chỉnh, ngoài sự cố
gắng của bản thân trong công việc còn là sự đóng góp rất lớn và hết sức quan
trọng của các thầy, cô giáo cùng cán bộ hướng dẫn của cơ quan. Nhân đây
cho phép em được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới ThS Đặng Thị Hồng
Phương (Đại học Nông Lâm Thái Nguyên), TS Đinh Anh Tuấn (Cán bộ của
cơ quan), cùng toàn thể ban lãnh đạo các bên đã giúp đỡ em trong thời gian
vừa qua.
Em xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, ngày 26 tháng 08 năm 2014
Sinh viên

Nguyễn Văn Chương


LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay vấn đề ô nhiễm môi trường là một trong những vấn đề được
quan tâm nhiều nhất.Để thực hiện có hiệu quả công tác xử lý cuối đường ống
thì đòi hỏi phải có các công trình và những công nghệ xử lý thật hoàn chỉnh,
chính xác và tiên tiến để góp phần quan trọng cho việc tính toán và thiết kế
các hệ thống xử lý đạt hiệu quả tốt.
Ngành sản xuất giấy và bột giấy là một bộ phận cơ bản trong ngành sản
xuất giấy ở nước ta.Công nghệ sản xuất giấy và bột giấy chiếm vị trí khá quan
trọng trong nền kinh tế nước ta.Cùng với sự phát triển của các ngành công
nghiệp, dịch vụ khác, nhu cầu về các sản phẩm giấy ngày càng tăng.Tuy
nhiên, bên cạnh những lợi ích đạt được to lớn về kinh tế - xã hội, ngành công
nghiệp này cũng phát sinh nhiều vấn đề môi trường bức xúc cần phải giải
quyết, đặc biệt là nước thải phát sinh trong quá trình sản xuất giấy và bột
giấy, đây là loại nước rất khó xử lý( về công nghệ và chi phí). Cần có biện
pháp xây dựng các cơ sở gắn sản xuất với xử lý ô nhiễm môi trường, đổi mới
công nghệ theo hướng thân thiện với môi trường.Đặc biệt là vấn đề môi
trường ở các làng nghề ở Việt Nam cần thiết phải xây dựng hệ thống xử lý và
áp dụng công nghệ phù hợp để giải quyết tốt các vấn đề môi trường bức xúc
hiện nay.
Vì vậy,tôi thực hiện đề tài: "Nghiên cứu xử lý nước thải làng nghề giấy ở
Phong Khê, Tp Bắc Ninh, Tỉnh Bắc Ninh bằng phương pháp đông keo tụ".
Công nghệ được đề xuất nhằm xử lý hoạt động có hiệu quả ,thích hợp và an
toàn,đảm bảo yêu cầu về chất lượng nước thải đầu ra theo pháp luật quy định.
Mong rằng công nghệ sẽ mang lại hiệu quả thiết thực cho công tác xử lý
ô nhiễm, bảo vệ và cải thiện môi trường ở khu vực Phong Khê-Tp Bắc Ninhtỉnh Bắc Ninh.
Trong quá trình thực hiện đồ án do còn bị hạn chế về thời gian và kiến thức,
cũng như kinh nghiệm bản thân còn rất nhiều hạn chế nên những thiếu sót trong
đồ án này là không thể tránh khỏi.Vì vậy,tôi rất mong nhận được ý kiến đóng
góp xây dựng từ phía thầy cô và các bạn để tôi hoàn thành đồ án tốt hơn.


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Bảng so sánh than hoạt tính dạng hạt GAC và dạng bột PAC ....... 16
Bảng 3.1: Một số loại hóa chất sử dụng trong hệ thống xử lý nước thải giấy ...... 30
Bảng 4.1:Thành phần các thông số của nước thải giấy ................................. 33
Bảng 4.2: Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5945-2005. .................................... 33
Bảng 4.3. Số liệu đồ thị thể hiện pH tối ưu cho phèn nhôm (PAC) .......... 37
Bảng 4.4. Số liệu cho đồ thị thể hiện lượng phèn tối ưu cho phèn PAC .... 38


DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1: Các quá trình trong bể lọc sinh học ............................................... 12
Hình 4.1 : Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải của làng nghề giấy ................... 34
Hình 4.2: Sơ đồ xử lý nước thải bổ sung khi có màu và hàm lượng tinh bột
cao (COD cao) .............................................................................. 35
Hình 4.3:Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải giấy .............................................. 36
Hình 4.4:Đồ thị thể hiện pH tối ưu cho phèn nhôm (PAC) .......................... 38
Hình 4.5:Đồ thị thể hiện lượng phèn (PAC) tối ưu ...................................... 39
Hình 4.6:Đồ thị Sự thay đổi giá trị COD theo thời gian của các mẫu được xử
lý bằng VKK ................................................................................ 40
Hình 4.7.Đồ thị Sự thay đổi giá trị COD theo thời gian của các mẫu được xử
lý bằng SRB ................................................................................. 40


LỜI CẢM ƠN
Được sự quan tâm giúp đỡ của Khoa Môi trường - Trường Đại học Nông
Lâm Thái Nguyên đã tạo điều kiện cho em được thực tập tại cơ quan “Viện
bơm và Thiết bị thủy lợi”.
Để có được một bản báo cáo thực tập tốt nghiệp hoàn chỉnh, ngoài sự cố
gắng của bản thân trong công việc còn là sự đóng góp rất lớn và hết sức quan
trọng của các thầy, cô giáo cùng cán bộ hướng dẫn của cơ quan. Nhân đây
cho phép em được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới ThS Đặng Thị Hồng
Phương (Đại học Nông Lâm Thái Nguyên), TS Đinh Anh Tuấn (Cán bộ của
cơ quan), cùng toàn thể ban lãnh đạo các bên đã giúp đỡ em trong thời gian
vừa qua.
Em xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, ngày 26 tháng 08 năm 2014
Sinh viên

Nguyễn Văn Chương


MỤC LỤC
PHẦN 1. MỞ ĐẦU ....................................................................................... 1
1.1.Đặt vấn đề ............................................................................................. 1
1.2.Mục đích của đề tài ............................................................................... 2
1.3. Mục tiêu cuả đề tài ............................................................................... 2
1.4.Ý nghĩa của đề tài.................................................................................. 2
1.4.1.Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học................................ 2
1.4.2.Ý nghĩa thực tiễn ............................................................................ 3
PHẦN 2. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU............................ 4
2.1.Các vấn đề môi trường nảy sinh từ sản xuất giấy .................................. 4
2.1.1.Nguyên liệu sản xuất giấy ............................................................... 4
2.1.2.Nguồn thải rắn từ sản xuất giấy....................................................... 4
2.1.3.Nước thải giấy ................................................................................ 5
2.1.4.Khí thải ........................................................................................... 6
2.2.Các phương pháp xử lý nước thải từ sản xuất giấy ................................ 7
2.3.Phương pháp khử độ màu của nước thải.............................................. 15
2.4.Giới thiệu về phương pháp đông keo tụ trong xử lý nước thải giấy ..... 18
2.4.1.Một số công nghệ xử lý nước thải giấy ......................................... 18
2.4.2.Một số hệ thống xử lý nước thải giấy ............................................ 22
2.5.Tình hình nghiên cứu phương pháp đông keo tụ trong xử lý nước thải
giấy trên thế giới và ở Việt Nam ............................................................... 26
2.5.1.Tình hình nghiên cứu trên thế giới ................................................ 26
2.5.2.Tình hình nghiên cứu trong nước .................................................. 27
PHẦN 3. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU ............................................................................................................ 29
3.1.Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ....................................................... 29
3.2.Địa điểm và thời gian nghiên cứu ........................................................ 29
3.3.Nội dung nghiên cứu ........................................................................... 29
3.3.1.Giới thiệu về làng nghề giấy Phong Khê ....................................... 29
3.3.2.Thành phần của nước thải giấy tại làng nghề giấy Phong Khê ...... 29


3.3.3.Nghiên cứu xử lý nước thải giấy làng nghề Phong Khê bằng phương
pháp đông keo tụ ................................................................................... 29
3.4.Sơ đồ công nghệ và nguyên lý hoạt động của hệ thống ...................... 29
3.5.Phương pháp nghiên cứu ..................................................................... 29
3.5.1.Phương pháp thu thập số liệu ........................................................ 29
3.5.2.Phương pháp phân tích ................................................................. 30
3.5.3.Phương pháp điều tra thực địa....................................................... 30
3.5.4.Phương pháp xử lý số liệu............................................................. 30
3.6. Loại hóa chất sử dụng cho hệ thống xử lý mước thải giấy .................. 30
PHẦN 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .......................... 31
4.1.Giới thiệu về làng nghề giấy Phong Khê ............................................. 31
4.2. Thành phần của nước thải giấy tại làng nghề giấy Phong Khê............ 33
4.3.Sơ đồ công nghệ và nguyên lý hoạt động của hệ thống xử lý .............. 34
4.4. Nghiên cứu xác địnhpH tối ưu ........................................................... 37
4.5. Nghiên cứu xác định phèn tối ưu ........................................................ 38
4.6.Nghiên cứu ảnh hưởng của COD ban đầu đến quá trình xử lý nước
thải giấy .......................................................................................... 39
PHẦN 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................... 42
5.1.Kết luận .............................................................................................. 42
5.2.Kiến nghị ............................................................................................ 42
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................... 44


1

PHẦN 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Trong công nghiệp giấy, dịch đen sau nấu bột và nước thải ở các khâu
trong quá trình sản xuất đều có hàm lượng các hợp chất hữu cơ cao ngoài ra
còn có nhiều hoá chất khác độc hại nếu không xử lý tốt thải ra môi trường thì
sẽ gây ô nhiễm lớn cho môi trường xung quanh. ở các nước phát triển, các
nước tiên tiến thì các nhà máy làm việc với dây chuyền khép kín có thêm các
khâu thu hồi tái sử dụng và xử lý chất thải. Dịch kiềm đen sau nấu được thu
hồi đưa đi cô đặc, đốt, xút hoá để tái sử dụng hoá chất; nước trắng ở xeo,
nước rửa lưới và chăn cũng được lắng, tuyển nổi để tận dụng bột và nước
trong, giảm thiểu các chất thải ra môi trường. ở Việt Nam, trừ công ty giấy
Bãi Bằng còn ở các nhà máy khác đều không có đều các hệ thống thu hồi cô
đặc và đốt dịch đen, mà thải trực tiếp ra môi trường. Đây là nguồn ô nhiễm
đặc biệt nghiêm trọng đối với môi trường. ở nhà máy giấy hay các cơ sở sản
xuất giấy bột sau nấu được rửa khuyếch tán nên sử dụng nhiều nước. Nước
thải bao gồm rất nhiều xơ sợi, nhiều dẫn xuất của lignin là các hợp chất cao
phân tử vòng thơm và các hóa chất khác. Đây là các hợp chất rất khó bị phân
huỷ mà nước thải từ nhà máy không được xử lý, lại thải trực tiếp ra môi
trường gây ô nhiễm lớn đến nguồn nước[9] .
Công nghệ sản xuất giấy và bột giấy là một trong những công nghệ sử
dụng nhiều nước,lượng nước cần thiết để sản xuất 1 tấn giấy thành phẩm dao
động từ 80m3– 450m3. Dịch đen sinh ra trong công đoạn nấu và rữa bột giấy.
Dịch đen có nồng độ chất khô khoảng 25-35%, tỷ lệ giữa chất hữu cơ và vô
cơ vào khoảng 70:30. Nước thải sinh ra có hàm lượng chất rắn lơ lửng, BOD,
COD cao, đặc biệt trong nước thải nhà máy giấy thường chứa nhiều lignin,
chất này khó hòa tan và khó phân hủy, có các chất có khả năng tích tụ sinh
học trong cơ thể sống như các hợp chất clo hữu cơ. Vấn đề ô nhiễm nước thải
tại các nhà máy giấy đang được các nhà khoa học và cơ quan quản lý nhà
nước về môi môi trường rất quan tâm.


2

Làng nghề giấy Phong Khê là một trong những làng nghề có nhiều cơ sở
sản xuất giấy so với cả nước. Hiên tại một số cơ sở ở làng nghề giấy Phong
Khê đã đầu tư xây dựng hệ thống xử lý nước thải tuy nhiên sau một thời gian
hoạt động, với đặc tính nước thải đặc trưng của nhà máy giấy, hệ thống xử lý
nước thải của nhà máy vẫn còn một số chỉ tiêu chưa đáp ứng được các yêu
cầu xã thải. Cùng với chủ trương hạn chế ô nhiễm môi trường và nâng cao
chất lượng cuộc sống cho người dân Ủy Ban Nhân Dân tỉnh Bắc Ninh đã đưa
ra một số giải pháp nhằm ngăn chặn và giảm thiểu tối đa ô nhiễm môi trường
cho khu vực làng nghề [10].Các cơ sở sản xuất giấy ở làng nghề có quy mô
sản xuất và lưu lượng dòng thải khác nhau nhưng tính chất dòng thải tương tự
nhau,hầu hết dòng thải đều được thải ra ở một hệ thống xả thải chung.Trong
quá trình hoạt động của các cơ sở sản xuất giấy tại làng nghề, thì việc phát
sinh các nguồn thải như nước thải, chất thải rắn, khí thải là rất lớn ảnh hưởng
trực tiếp tới môi trường [12].
Chính vì những lý do trên,đề tài: " Nghiên cứu xử lý nước thải làng
nghề giấy ở Phong Khê, Tp Bắc Ninh, Tỉnh Bắc Ninh bằng phương pháp
đông keo tụ" được thực hiện.
1.2. Mục đích của đề tài
Thông qua khảo sát môi trường làng nghề ở tỉnh Bắc Ninh đề xuất một
số biện pháp công nghệ nhằm cải thiện ô nhiễm môi trường ở làng nghề giấy
Phong Khê,tỉnh Bắc Ninh,góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống của người
dân sinh sống nơi đây.
1.3. Mục tiêu cuả đề tài
Đánh giá tổng quan tình hình ô nhiễm do nước thải làng nghề giấy trên
địa bàn xã Phong Khê.
Nghiên cứu công nghệ đông keo tụ vào xử lý nước thải của làng nghề
giấy tại Phong Khê.
1.4. Ý nghĩa của đề tài
1.4.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học
Vận dụng lý thuyết vào thực tập với thực tế.


3

Học hỏi,thu thập kiến thức cho bản thân và tích lũy dần kinh nghiệm cho
bản thân sau khi tốt nghiệp.
Nâng cao tay nghề và kỹ năng thực hành cho bản thân.
Thực tập các công việc trong thực tế để tạo tiền đề để làm việc và công tác.
1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn
Đánh giá được tình trạng ô nhiễm chung của làng nghề giấy Phong Khê
Đề xuất công nghệ xử lý có hiệu quả nước thải làng nghề giấy góp phần
cải thiện chất lượng môi trường cho các năm tới.


4

PHẦN 2
TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
2.1. Các vấn đề môi trường nảy sinh từ sản xuất giấy
2.1.1. Nguyên liệu sản xuất giấy
Nguyên liệu chính để sản xuất giấy chủ yếu từ sợi thực vật như (gỗ, tre,
nứa...). Nguyên liệu sản xuất gồm 2 phần chính:
Bột giấy: được nhập từ bên ngoài có màu xanh xám. Do bột giấy này
được đã qua xử lý với hóa chất nên có mùi khó chịu.
Giấy tái chế: lượng giấy này cơ sở thu mua từ bên ngoài.
Do chất lượng của bột giấy này thấp nên cơ sở trộn lẫn bột giấy với giấy
tái chế nhằm tăng chất lượng cũng như màu sắc của sản phẩm (tại cơ sở tham
quan thì tỷ lệ pha trộn giữa bột giấy với giấy tái chế thường là 80% –
20%)[12].
2.1.2. Nguồn thải rắn từ sản xuất giấy
Quá trình hoạt động sản xuất của làng nghề tái chế giấy Phong Khê cũng
như nhiều làng nghề khác đã thải ra môi trường nhiều loại chất thải rắn, trong
đó có chất thải nguy hại không được thu gom mà vứt bừa bãi ra các kênh,
mương, ao, hồ, sông, ngòi làm ô nhiễm nghiêm trọng nguồn nước mặt; biến
một số lưu vực sông trở thành dòng sông chết.Tại Phong Khê, môi trường
nước mặt bị ô nhiễm, mùi khí thải, chất thải rắn từ phân loại giấy, cặn thải và
rác thải sinh hoạt đổ bừa bãi dọc đường thôn xóm, trong các hồ ao nhỏ quanh
làng gây tắc hệ thống thoát nước, mất mỹ quan và mất vệ sinh.
Một lượng chất thải từ giấy tái chế, bột giấy trong quá trình phân loại
nguyên vật liệu. Than rơi vãi, xỉ than trong quá trình cấp nhiệt cho lò hơi. Xỉ
than thải ra từ lò hơi và lò thu hồi, trong hỗn hợp xỉ than và than cám có
khoản 70% xỉ và 30% than chưa đốt hết. Lượng xỉ than này có thể được tái sử
dụng làm chất đốt hoặc làm gạch không nung.
Lượng lớn bùn thải trong các bể lắng,trong các cống xả thải. Lượng giấy
vụn trong quá trình cắt xeo giấy.Một lượng nilon thừa tạo ra trong quá trình
đóng gói kim loại, bọc nilon .từ quá trình cắt và phân loại giấy tái chế[12].


LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay vấn đề ô nhiễm môi trường là một trong những vấn đề được
quan tâm nhiều nhất.Để thực hiện có hiệu quả công tác xử lý cuối đường ống
thì đòi hỏi phải có các công trình và những công nghệ xử lý thật hoàn chỉnh,
chính xác và tiên tiến để góp phần quan trọng cho việc tính toán và thiết kế
các hệ thống xử lý đạt hiệu quả tốt.
Ngành sản xuất giấy và bột giấy là một bộ phận cơ bản trong ngành sản
xuất giấy ở nước ta.Công nghệ sản xuất giấy và bột giấy chiếm vị trí khá quan
trọng trong nền kinh tế nước ta.Cùng với sự phát triển của các ngành công
nghiệp, dịch vụ khác, nhu cầu về các sản phẩm giấy ngày càng tăng.Tuy
nhiên, bên cạnh những lợi ích đạt được to lớn về kinh tế - xã hội, ngành công
nghiệp này cũng phát sinh nhiều vấn đề môi trường bức xúc cần phải giải
quyết, đặc biệt là nước thải phát sinh trong quá trình sản xuất giấy và bột
giấy, đây là loại nước rất khó xử lý( về công nghệ và chi phí). Cần có biện
pháp xây dựng các cơ sở gắn sản xuất với xử lý ô nhiễm môi trường, đổi mới
công nghệ theo hướng thân thiện với môi trường.Đặc biệt là vấn đề môi
trường ở các làng nghề ở Việt Nam cần thiết phải xây dựng hệ thống xử lý và
áp dụng công nghệ phù hợp để giải quyết tốt các vấn đề môi trường bức xúc
hiện nay.
Vì vậy,tôi thực hiện đề tài: "Nghiên cứu xử lý nước thải làng nghề giấy ở
Phong Khê, Tp Bắc Ninh, Tỉnh Bắc Ninh bằng phương pháp đông keo tụ".
Công nghệ được đề xuất nhằm xử lý hoạt động có hiệu quả ,thích hợp và an
toàn,đảm bảo yêu cầu về chất lượng nước thải đầu ra theo pháp luật quy định.
Mong rằng công nghệ sẽ mang lại hiệu quả thiết thực cho công tác xử lý
ô nhiễm, bảo vệ và cải thiện môi trường ở khu vực Phong Khê-Tp Bắc Ninhtỉnh Bắc Ninh.
Trong quá trình thực hiện đồ án do còn bị hạn chế về thời gian và kiến thức,
cũng như kinh nghiệm bản thân còn rất nhiều hạn chế nên những thiếu sót trong
đồ án này là không thể tránh khỏi.Vì vậy,tôi rất mong nhận được ý kiến đóng
góp xây dựng từ phía thầy cô và các bạn để tôi hoàn thành đồ án tốt hơn.


6

cháy xưởng sản xuất.Tại các làng nghề tái chế giấy, vấn đề ô nhiễm nước chủ
yếu là chất rắn như xơ sợi, bột giấy trong nước thải, ngoài ra còn có lượng
nước thải có tình kiềm và chứa một số hợp chất hóa học khác trong quá trình
ngâm và tẩy trắng bột giấy.
Nước thải của quá trình sản xuất giấy chủ yếu là từ công đoạn xeo. Nước
ở công đoạn này có chứa một phần bột giấy và các chất phụ gia xeo. Các chất
phụ gia xeo thường dùng là (NH4 )2SO4, nhựa thông (để tăng độ thấm của
giấy), cao lanh (để tăng độ kết dính của bột giấy)[12].
Lưu ý: chất phụ gia xeo được đưa vào trong quá trình nghiền ướt.Nước
thải chứa lượng lớn các hóa chất độc hại như xút, thuốc tẩy, phèn kép, nhựa
thông và phẩm mầu... với hàm lượng BOD5 và COD vượt 4-6 lần tiêu chuẩn
cho phép[8]
2.1.4. Khí thải
Các nguồn phát sinh khí thải trong quá trình sản xuất: nguồn khí thải
phát sinh từ quá trình ngâm tẩy, quá trình cung cấp nhiệt lượng cho nồi hơi,
trong quá trình nghiền (hơi hóa chất) và quá trình đánh tơi (hơi dung môi).Khí
thải của lò hơi đốt than chủ yếu mang theo tro bụi, CO2, CO, SOx,NOx do
thành phần nguyên tố có trong củi kết hợp với oxy không khí trong quá trình
cháy tạo nên. Bụi trong khói thải lò hơi là một tập hợp các hạt rắn có kích
thước rất khác nhau (vài micromet tới vài trăm micromet).Chúng là nguyên
nhân gây nên các bệnh về đường hô hấp ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe
conngười đồng thời các khí góp phần gia tăng hiệu ứng nhà kính nếu không
được xử lý triệt để trước khi phát thải.
Khí SO2 sinh ra trong quá trình đốt nguyên liệu, là loại khí không màu,
mùi sốc, hăng cay và dễ dàng chuyển hóa thành SO3 do kết hợp với oxy trong
không khí. Khí SOx là những khí thuộc loại độc hại không chỉ đối với sức
khỏe con người, động thực vật mà con có tác động lên các vật liệu xây dựng,
các công trình diến trúc do chúng có tính kích thích, ở nồng độ nhất định sẽ
tác hại đến mắt, đường khí quản, trong môi trường không khí và phản ứng với
nước mưa tạo thành axit sulfuric hay các muối sulfate gây hiện tượng mưa
axit.


7

Khí CO được tạo ra do sự cháy không hoàn toàn của nhiên liệu chứa
carbon. CO rất nguy hiểm cho hô hấp của con người. Ở nồng độ từ thấp đến
cao, CO có thể gây đau đầu, chóngmặt, gây tổn hại đến hệ thống tim mạch,
thậm chí gây tử vong.
Bên cạnh đó một lượng bụi được hình thành từ qua trình nghiền bột giấy.
Một phần muội than có kích thước nhỏ tồn tại lơ lửng trong khu vực.
Ngoài ra:Trong giai đoạn ngâm kiềm: Do sử dụng các hoá chất như
NaOH, Na 2SO4... lượng khí thải thoát ra chứa một hàm lượng không nhỏ khí
độc như H2SO3, Cl, H2S...Các sol khí ở dạng hạt như sunfat natri (Na2SO4) và
cacbonnat natri (Na2CO3) hình thành trong quá trình tẩy trắng, trong quá trình
xeo.Trong quá trình xeo một lượng lớn hơi nước hình thành. Lượng hơi nước
này chứa các dung môi dễ bay hơi ảnh hưởng đến sức khỏe con người[12]
Tiếng ồn: Tiếng ồn trong phạm vi khu vực sản xuất đều vượt quá tiêu
chuẩn cho phép từ 10 – 20 dBA mà nguyên nhân chính là do hoạt động của hệ
thống máy móc.
2.2. Các phương pháp xử lý nước thải từ sản xuất giấy
1. Các phương pháp tách chất rắn lơ lửng
a. Phương pháp lắng trọng lực
Quá trình lắng được sử dụng để loại các tạp chất ở dạng huyền phù thô ra
khỏi nước. Sự lắng của các hạt xảy ra dưới tác dụng của trọng lực.
Bể lắng có nhiều loại khác nhau và hiện thông dụng hơn cả là các bể
lắng liên tục. Bùn lắng được tách ra khỏi nước ngay sau lắng, có thể bằng
phương pháp thủ công hay cơ giới.
Quá trình lắng chịu ảnh hưởng của các yếu tố sau: lưu lượng nước thải,
thời gian lắng (thời gian lưu), khối lượng riêng và tải lượng tính theo chất rắn
lơ lửng, sự keo tụ các hạt rắn, nhiệt độ nước thải và kích thước bể lắng. Theo
chiều dòng chảy các bể lắng được phân thành bể lắng ngang và bể lắng đứng.
Tuy nhiên phương pháp này chỉ tách được sơ bộ các chất rắn có kích
thước và trọng lượng tương đối lớn trong nước thải, đặc biệt đối với nước thải
giấy thì chất rắn lơ lửng chủ yếu là các xơ sợi có trọng lượng thấp và kích
thước bé nên đây chưa phải là phương án tối ưu[6].


8

b. Phương pháp đông keo tụ cùng lắng
Quá trình lắng chỉ tách được các hạt rắn huyền phù nhưng không thể
tách được các hạt rắn có kích thước bé. Để tách được các hạt rắn đó một cách
hiệu quả bằng phương pháp lắng, cần tăng kích thước của chúng nhờ sự tác
động tương hỗ giữa các hạt phân tán liên kết thành tập hợp các hạt, nhằm làm
tăng vận tốc lắng của chúng. Việc khử các hạt keo rắn bằng lắng trọng lực đòi
hỏi trước hết cần trung hoà điện tích của chúng, tiếp đến là liên kết chúng với
nhau. Quá trình trung hoà điện tích thường được gọi là quá trình đông tụ, còn
quá trình tạo thành các bông lớn hơn từ các hạt nhỏ gọi là quá trình keo tụ.
Trong công nghệ xử lý nước, thường cho phèn vào nước để làm mất tính ổn
định của hệ keo thiên nhiên đồng thời tạo ra hệ keo mới có khả năng hợp thành
bông cặn lớn, lắng nhanh và có hoạt tính bề mặt cao, khi lắng hấp phụ làm kéo
theo các cặn bẩn, chất hữu cơ, hạt màu trong nước thải làm trong nước.
Các chất đông tụ thường dùng là muối nhôm, muối sắt hoặc hỗn hợp
giữa chúng. Trong đó sử dụng rộng rãi nhất là Al2(SO4)3, hoà tan tốt trong
nước, chi phí thấp và hoạt động hiệu quả cao trong khoảng pH = 6,5 ÷ 8.
Các phản ứng xảy ra khi cho phèn nhôm vào trong nước :
Khi cho phèn nhôm Sunfat vào nước nó phân ly theo phương trình:
Al2(SO4)3
2 Al3+
+ 3 SO42Al3+
+ H2O
=
Al(OH)2+ + H+
Al(OH)2+ + H2O
Al(OH)2+ + H2O

=
=

Al(OH)2+ + H+
Al(OH)3 + H+

Al3+
+ 3 H2O
= Al(OH)3 + 3 H+
Mức thuỷ phân Al2(SO4)3 tăng lên khi pha loãng dung dịch, khi tăng
nhiệt độ và giảm pH của dung dịch. Tuỳ thuộc vào điều kiện thuỷ phân cùng
với hydroxit nhôm có thể tạo ra cả muối kiềm của nhôm là những hợp chất
khó tan khác như:
Al3+ + SO42- + H2O = Al(OH)SO4 + H+
2 Al3+ + SO42- + 4 H2O = Al2(OH)SO4 + 4H+


9

Quá trình keo tụ hệ keo tự nhiên làm bẩn nước chủ yếu là sự thuỷ phân
phèn để tạo ra keo mới và keo tụ các hạt keo mới này bằng các anion có trong
nước để tạo bông cặn có bề mặt hoạt tính phát triển cao, có khả năng hấp phụ
các chất bẩn trong nước.
Ngoài ra, các muối sắt: Fe2(SO4)3.2H2O, Fe2(SO4)3.3H2O, FeSO4.7H2O,
FeCl3 cũng thường làm chất đông tụ. Việc tạo thành bông keo diễn ra theo các
phản ứng:
FeCl3

+ 3 H2O =

Fe(OH)3 +

HCl

Fe2(SO4)3 + 6 H2O = 2 Fe(OH)3 + 3 H2SO4
Trong điều kiện kiềm hoá xảy ra các phản ứng sau:
FeCl3 + 3 Ca(OH)2 = 2 Fe(OH)3 + 3 CaCl2
FeSO4 + 3 Ca(OH)2 = 2 Fe(OH)3 + 3 CaSO4
Các muối sắt được sử dụng làm chất đông tụ có nhiều ưu điểm hơn so
với muối nhôm do:
+ Tác dụng tốt hơn ở nhiệt độ thấp.
+ Có khoảng pH tối ưu của môi trường rộng hơn.
+ Các bông keo tạo thành có kích thước và độ bền lớn.
+ Có thể khử được mùi vị khi có H2S.
Tuy nhiên các muối Sắt cũng có nhược điểm là chúng tạo thành các hợp
chất có màu qua phản ứng của các cation sắt với một số hợp chất hữu cơ.
Để tăng cường quá trình tạo bông keo Hydroxit nhôm và Sắt với mục
đích tăng tốc độ lắng, người ta tiến hành quá trình keo tụ bằng cách cho thêm
vào nước thải các hợp chất cao phân tử gọi là chất trợ đông tụ. Việc sử dụng
chất trợ đông tụ cho phép hạ thấp liều lượng chất đông tụ, giảm thời gian quá
trình đông tụ và nâng cao tốc độ lắng của các bông keo.
Các Polyme cấu tạo mạch dài, phân tử lượng cao, khi phân ly trong nước
chúng keo tụ các hạt cặn bẩn trong nước dưới dạng liên kết chuỗi. Các liên
kết này tạo điều kiện thuận lợi cho việc hình thành và lắng tủa bông cặn [6]


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Bảng so sánh than hoạt tính dạng hạt GAC và dạng bột PAC ....... 16
Bảng 3.1: Một số loại hóa chất sử dụng trong hệ thống xử lý nước thải giấy ...... 30
Bảng 4.1:Thành phần các thông số của nước thải giấy ................................. 33
Bảng 4.2: Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5945-2005. .................................... 33
Bảng 4.3. Số liệu đồ thị thể hiện pH tối ưu cho phèn nhôm (PAC) .......... 37
Bảng 4.4. Số liệu cho đồ thị thể hiện lượng phèn tối ưu cho phèn PAC .... 38


11

+ Chuyển hoá nhanh các hợp chất hữu cơ.
+ Có kích thước tương đối lớn (50 ÷ 200 µm).
+ Có khả năng tạo nha bào.
+ Không tạo ra các khí độc.
*) Các phản ứng xảy ra khi oxy hoá sinh học trong điều kiện hiếu khí
• Oxy hoá các chất hữu cơ
C x H y O z N + (x +

y
z
3
3
+ + ) O 2 → CO 2 + (y + )H 2 O + NH 3
4
3
4
2

• Tổng hợp xây dựng tế bào
vsv
Cx H y Oz N + NH3 + O2 
→ C5 H 7 NO2 + H 2O + CO2

Với CxHyOzN : công thức tổng quát của chất hữu cơ.
C5H7NO2 : công thức hoá học biểu thị thành phần hoá học của tế bào.
*Hô hấp nội bào (giai đoạn oxy hoá chất liệu của tế bào)
Sau khi sử dụng hết các chất hữu cơ có sẵn sẽ diễn ra quá trình oxy hoá
các chất liệu của tế bào.
C5H7NO2 vsv
NH3 + 5 CO2 + 2 H2O
NH3 +O2
NO-2 + H+
NO-2 + ½ O2
NO3* Các công trình hiếu khí nhân tạo dựa trên cơ sở dính bám của vi sinh
vật (lọc sinh học)
Nguyên lý của phương pháp lọc sinh học là dựa trên quá trình hoạt động
của vi sinh vật ở màng sinh học, oxy hoá các chất bẩn hữu cơ trong nước. Các
màng sinh học là tập thể các vi sinh vật (chủ yếu là vi khuẩn) hiếu khí, kỵ khí
và tuỳ tiện. Các vi khuẩn hiếu khí tập trung ở lớp ngoài của màng sinh học, ở
đây chúng phát triển và gắn với giá mang là các vật liệu lọc.
Trong quá trình làm việc, các vật liệu lọc tiếp xúc với nước chảy từ trên
xuống, sau đó nước thải đã được làm sạch được thu gom vào bể lắng 2. Nước
thải từ bể này có thể kéo theo những mãnh vở của màng sinh học bị tróc ra
khi lọc làm việc. Trong thực tế thì một phần nước đã qua bể lắng được quay
trở lại làm nước pha loãng cho các loại nước thải đậm đặc trước khi vào bể


12

lọc. Vật liệu lọc khá phong phú: từ đá dăm, đá ong, vòng kim loại, vòng gốm,
than đá, than cốc, gỗ mãnh, chất dẻo tấm uốn lượn...
Cơ chế quá trình lọc sinh học được minh hoạ như sau:

Hình 2.1: Các quá trình trong bể lọc sinh học
Khi dòng nước chảy trùm lên lớp màng nhớt này, các chất hữu cơ
được vi sinh vật chiết ra còn sản phẩm của quá trình trao đổi chất là CO2 sẽ
được thải ra qua màng chất lỏng. Oxy hoà tan được bổ sung bằng hấp thụ
từ không khí.
Phương pháp lọc có ưu điểm là: đơn giản, tải lượng chất gây ô nhiễm
thay đổi trong giới hạn rộng trong ngày. Thiết bị cơ khí đơn giản và tiêu hao ít
năng lượng nhưng cũng có nhược điểm là hiệu suất quá trình phụ thuộc rõ rệt
vào nhiệt độ không khí, dễ bị tắc lớp vật liệu lọc.
*) Các công trình hiếu khí nhân tạo xử lý nước thải dựa trên cơ sở sinh
trưởng lơ lửng của vi sinh vật- bể phản ứng sinh học hiếu khí (Aeroten).
Trong quá trình xử lý hiếu khí, các vi sinh vật sinh trưởng ở trạng thái
huyền phù. Quá trình làm sạch Aeroten diễn ra theo mức dòng chảy qua của
hỗn hợp nước thải và bùn hoạt tính được sục khí. Việc sục khí nhằm đảm bảo
2 quá trình là làm nước được bão hoà O2 và duy trì bùn hoạt tính ở trạng thái
lơ lửng.


13

Nước thải sau khi đã được xử lý sơ bộ còn chứa phần lớn các chất hữu
cơ ở dạng hoà tan cùng các chất lơ lửng đi vào Aeroten. Các chất lơ lửng này
là một số chất rắn và có thể là một số chất hữu cơ chưa phải là dạng hoà tan.
Các chất lơ lửng là nơi vi khuẩn bám vào để cư trú, sinh sản và phát triển, dần
thành các hạt cặn bông. Các hạt này dần dần to và lơ lửng trong nước. Các hạt
bông cặn này cũng chính là bùn hoạt tính. Bùn hoạt tính là tập hợp những vi
sinh vật có trong nước thải, hình thành những bông cặn có khả năng hấp thụ
và phân huỷ các chất hữu cơ khi có mặt của O2[6].
c. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý
• Ảnh hưởng của O2 hoà tan (DO)
Đây là thông số quan trọng đối với hệ thống xử lý hiếu khí vì nếu
thiếu O2 thì vi sinh vật hô hấp hiếu khí dễ bị chết và khi đó các vi sinh vật
hô hấp tuỳ tiện như các vi sinh vật dạng sợi làm phồng bùn, khó lắng dẫn
đến làm giảm hiệu quả của quá trình xử lý. Trong thực tế, hàm lượng DO
trong các bể phản ứng sinh học 1,5 ÷ 4 mg/l, giá trị DO = 2 mg/l thường
được sử dụng phổ biến.
Ngoài ra, DO còn phụ thuộc vào nhiệt độ.
• Ảnh hưởng của pH môi trường
Mỗi vi sinh vật đều có một khoảng pH hoạt động tối ưu của nó. Do đó
khi pH thay đổi không phù hợp thì cũng làm cho khả năng xúc tác phản ứng
của vi sinh vật thay đổi và làm giảm hiệu quả xử lý. Trong trường hợp pH quá
cao hay quá thấp cũng có thể làm chết vi sinh vật.
Khoảng pH cho xử lý hiếu khí nước thải từ 6,5 ÷ 8,5, pHopt= 6,8 ÷ 7,4 [2].
Để đảm bảo pH trong khoảng trên trong thực tế trước khi cho nước thải
vào bể xử lý vi sinh người ta thường điều hoà lưu lượng, điều hoà pH và điều
hoà dinh dưỡng ở bể điều hoà.
• Ảnh hưởng của nhiệt độ


14

Mỗi sinh vật cũng có một khoảng nhiệt độ tối ưu, nếu tăng nhiệt độ quá
ngưỡng sẽ ức chế hoạt động của vi sinh vật hoặc bị tiêu diệt hay tạo bào tử.
Nhiệt độ cũng ảnh hưởng đến DO:
+ Khi nhiệt độ tăng thì DO giảm và vận tốc phản ứng tăng lên.
+ Khi nhiệt độ giảm thì DO tăng nhưng ngược lại vận tốc phản ứng giảm.
Trong bể Aeroten nhiệt độ tối ưu là 20 ÷ 27 0C, nhưng cũng có thể chấp
nhận nhiệt độ 17,5 ÷ 350C.
• Ảnh hưởng của chất dinh dưỡng
Chất dinh dưỡng trong nước thải chủ yếu là nguồn Cacbon (thể hiện
BOD), cùng với N và P là những nguyên tố đa lượng. Ngoài ra còn có các
nguyên tố vi lượng như: Mg, Fe, Mn...
Tỷ lệ các chất dinh dưỡng phù hợp là C:N:P = 100: 5: 1.
Thiếu dinh dưỡng trong nước thải sẽ làm giảm mức độ sinh trưởng, phát
triển tăng sinh khối của vi sinh vật, thể hiện bằng lượng bùn hoạt tính tạo thành
giảm, kìm hãm và ức chế quá trình oxy hoá các chất hữu cơ gây nhiễm bẩn.
Nếu thiếu N một cách kéo dài, ngoài việc cản trở quá trình sinh hoá còn
làm cho bùn hoạt tính khó lắng, các bông bùn bị phồng lên trôi nổi theo dòng
nước ra ngoài làm cho nước khó trong và chứa một lượng lớn vi sinh vật, làm
giảm tốc độ sinh trưởng cũng như cường độ oxy hoá của chúng.
Nếu thiếu P, vi sinh vật dạng sợi phát triển và cũng làm cho bùn hoạt
tính lắng chậm và giảm hiệu quả xử lý.
• Ảnh hưởng của tỷ số F/M (Food- Microorganism (BOD- MLSS))
Tỷ số F/M tối ưu nằm trong khoảng 0,50,75.
+ F/M > 1: Môi trường giàu dinh dưỡng, vi sinh vật tập trung phát triển
tăng sinh khối do đó không tạo nha bào vì vậy bông sinh học nhỏ dẫn đến khó
lắng. Đồng thời tạo ra lượng bùn lớn và tốn kém thêm chi phí cho xử lý bùn.


DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1: Các quá trình trong bể lọc sinh học ............................................... 12
Hình 4.1 : Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải của làng nghề giấy ................... 34
Hình 4.2: Sơ đồ xử lý nước thải bổ sung khi có màu và hàm lượng tinh bột
cao (COD cao) .............................................................................. 35
Hình 4.3:Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải giấy .............................................. 36
Hình 4.4:Đồ thị thể hiện pH tối ưu cho phèn nhôm (PAC) .......................... 38
Hình 4.5:Đồ thị thể hiện lượng phèn (PAC) tối ưu ...................................... 39
Hình 4.6:Đồ thị Sự thay đổi giá trị COD theo thời gian của các mẫu được xử
lý bằng VKK ................................................................................ 40
Hình 4.7.Đồ thị Sự thay đổi giá trị COD theo thời gian của các mẫu được xử
lý bằng SRB ................................................................................. 40


16

Than hoạt tính có cấu trúc ngẫu nhiên, có độ xốp cao với các lỗ sắp xếp
theo đường. Sự hấp dẫn giữa các phân tử trong lỗ tạo ra lực hấp phụ. Lực hấp
phụ này làm cho những phân tử lớn và nhỏ của chất ô nhiễm hoà tan tập hợp
lại và lắng lại trong lỗ. Than hoạt tính là chất hấp phụ hiệu quả do có diện tích
bề mặt lớn. Than hoạt tính có 2 dạng: dạng hạt(Granue Activated Carbon GAC) và dạng bột(Powdered Activated Carbon –PAC).
Bảng 2.1: Bảng so sánh than hoạt tính dạng hạt GAC và dạng bột PAC
GAC

PAC

1. Hệ thống được thiết kế đúng đắn 1. Khả năng hấp phụ thấp hơn GAC.
thì GAC có khả năng hấp phụ cao
hơn PAC.
2. Chi phí cho đầu tư cho cột GAC
2. Chi phí đầu tư thấp nhưng chi phí
thường cao nhưng chi phí tổn hao lại
tổn hao cao.
thấp.
3. Bên cạnh khả năng hấp phụ, cột
GAC còn có thể dùng để lọc.

3. Việc thêm PAC vào nước có thể
làm tăng lượng chất rắn lơ lửng và
chi phí thải bỏ.

4. Khả năng hấp phụ tối đa của PAC 4. Khả năng hấp phụ thấp hơn GAC.
thấp hơn của GAC do lượng PAC
cân bằng với nồng độ dòng ra còn
GAC cân bằng với nồng độ dòng
vào cao hơn.
5. GAC dễ vận hành hơn PAC và chỉ 5. Khó vận hành hơn.
phải kiểm soát khi cần thiết phải loại
bỏ than đã cạn kiệt, thường là 3
tháng đến 1 năm sau khi vận hành.
Ngoài ra, có thể sử dụng bột khói lò, than nâu, than antraxit hay than bùn
nhưng các chất hấp phụ này không thoả mãn tiêu chuẩn đề ra về khử màu[7, 10].


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×