Tài liệu Luận văn tốt nghiệp nghiên cứu và thiết kế hệ thống xử lý nước thải công ty giấy tân mai

KÝ HIỆU VIẾT TẮT BOD : Biochemical Oxygen Demand – Nhu cầu ôxy sinh hóa, mgO2/L COD : Chemical Oxygen Demand – Nhu cầu ôxy hóa học, mgO2/L DO : Dissolved Oxygen – Ôxy hòa tan, mgO2/L F/M : Food/Micro-organism – Tỷ số giữa lượng thức ăn và lượng vi sinh vật trong mô hình MLSS : Mixed Liquor Suspended Solid – Chất rắn lơ lửng trong bùn lỏng, mg/L MLVSS : Mixed Liquor Volatile Suspended Solid – Chất rắn lơ lửng bay hơi trong bùn lỏng, mg/L SS : Suspended Solid – Chất rắn lơ lửng, mg/L VS : Volatile Solid – Chất rắn bay hơi, mg/L SVI : Sludge Volume Index – Chỉ số thể tích bùn, mL/g PAC : Poly Aluminium Chloride Trong suốt năm năm học tập tại trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh em đã được quý Thầy Cô, đặc biệt là các Thầy Cô Khoa Môi Trường, trang bị một hành trang vào đời quý báu. Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô đã tận tình giảng dạy, truyền đạt những kiến thức hữu ích giúp em hoàn thành tốt Luận văn tốt nghiệp này. Em xin chân thành cảm ơn Thầy hướng dẫn Nguyễn Tấn Phong đã tận tình hướng dẫn, cung cấp tài liệu và đóng góp nhiều ý kiến thiết thực trong suốt quá trình thực hiện Luận văn. Trong quá trình thực hiện các nghiên cứu trong đề tài em cũng nhận được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ từ Cô Nguyễn Thị Thanh Phượng phụ trách phòng thí nghiệm Khoa Môi Trường, em xin chân thành cảm ơn Cô đã tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành đề tài. Đồng thời, em xin cám ơn các cô chú, anh chị trong Ban giám đốc và toàn thể nhân viên thuộc Công Ty giấy Tân Mai đã nhiệt tình hướng dẫn và cung cấp số liệu giúp em hoàn thành tốt Luận văn này. Cuối cùng, xin được cảm ơn các bạn bè cùng lớp Môi Trường K97 đã động viên, ủng hộ và giúp đỡ tôi trong suốt năm năm học tập vừa qua. TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Luận văn này được thực hiện nhằm nêu lên hiện trạng ô nhiễm môi trường gây nên bởi ngành công nghiệp sản xuất bột giấy và giấy. Đặc biệt đi sâu vào khảo sát, nghiên cứu cụ thể đối với Công ty giấy Tân Mai. Thực hiện các nghiên cứu thực nghiệm để đề xuất một quy trình xử lý thích hợp áp dụng cho Công ty giấy Tân Mai và các nhà máy khác có công nghệ sản xuất tương tự. Phần đầu của Luận văn là các điều tra về hiện trạng và sự phát triển của ngành công nghiệp sản xuất bột giấy và giấy. Trình bày quy trình sản xuất và khả năng gây ô nhiễm của Công ty giấy Tân Mai từ đó nêu bật lên ý nghĩa của sự cần thiết phải xử lý nước thải nhằm bảo vệ môi trường. Phần tiếp theo trình bày tóm tắt các phương pháp xử lý nước thải cũng như ưu, nhược điểm của từng phương pháp. Phần kế tiếp trình bày mô hình và phương pháp nghiên cứu thực hiện trong đề tài. Xử lý và thảo luận kết quả thu được từ các thí nghiệm, trên cơ sở đó đề xuất quy trình công nghệ xử lý nước thải thích hợp cho Công ty giấy Tân Mai. Cuối cùng là phần tính toán thiết kế các công trình đơn vị và tính toán kinh tế, đồng thời đưa ra một số kết luận và kiến nghị cần thiết. CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT GIẤY & BỘT GIẤY Ở VIỆT NAM VÀ CÔNG TY GIẤY TÂN MAI CHƯƠNG 3 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP CHƯƠNG 4 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CHƯƠNG 5 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THÍ NGHIỆM JARTEST CHƯƠNG 6 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH BÙN HOẠT TÍNH HIẾU KHÍ VÀ CÁC THÍ NGHIỆM LẮNG CHƯƠNG 7 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY GIẤY TÂN MAI CHƯƠNG 8 TÍNH TOÁN GIÁ THÀNH HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY GIẤY TÂN MAI CHƯƠNG 9 QUẢN LÝ VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY GIẤY TÂN MAI CHƯƠNG 10 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Luận văn tốt nghiệp GVHD : NGUYỄN TẤN PHONG Nghiên cứu và thiết kế hệ thống xử lý nước thải Công ty giấy Tân Mai MỤC LỤC CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Đặt vấn đề …………………………………………………………………………………………………… ………………………………………….…..…1 1.2 Mục đích …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………….……….1 1.3 Phạm vi …………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………..………1 1.4 Giới hạn …………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………….1 1.5 Phương pháp thực hiện …………………………………………………………………………………………………… …………………………2 CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT GIẤY VÀ BỘT GIẤY Ở VIỆT NAM VÀ CÔNG TY GIẤY TÂN MAI 2.1 Tổng quan về công nghiệp sản xuất bột giấy và giấy …………………………………………………………………….3 2.1.1 Nguyên liệu …………………………………………………………………………………………………………… ……………………………3 2.1.2 Công nghệ sản xuất bột giấy và giấy ………………………………………………………………………………………4 2.1.2.1 Công nghệ sản xuất bột giấy …………… ……………………………………………………………………………4 2.1.2.2 Tẩy bột …………………………………………………………………………………………………………… ……………………..6 2.1.2.3 Nghiền bột, phối chế và xeo giấy ………………………………………………………………………………..6 2.2 Hiện trạng ngành công nghiệp sản xuất giấy và bột giấy Việt Nam ………………………………………..8 2.3 Các vấn đề môi trường …………………………………………………………………………………………………………… ………………...10 2.4 Tổng quan về Công ty giấy Tân Mai ……………………………………………………………………………………………………11 2.4.1 Vị trí …………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………..11 SVTH : ĐẶNG THẾ CƯỜNG Trang 1 Luận văn tốt nghiệp GVHD : NGUYỄN TẤN PHONG Nghiên cứu và thiết kế hệ thống xử lý nước thải Công ty giấy Tân Mai 2.4.1.2 Lịch sử phát triển …………………………………………………………………………………………………………….. 11 2.4.1.3 Cơ cấu tổ chức …………………………………………………………………………………………………………… ………11 2.4.1.4 Năng lực sản xuất và sản phẩm ……………………………………………………………………………….12 2.4.1.5 Thiết bị chính …………………………………………………………………………………………………………… ………13 2.4.1.6 Hoá chất sử dụng ……………………………………………………………………………………………………………. 13 2.4.2 Công nghệ sản xuất bột giấy và giấy ……………………………………………………………………………………….13 2.4.2.1 Nguyên liệu …………………………………………………………………………………………………………… ………….13 2.4.2.2 Công đoạn sản xuất bột giấy CTPM ………………………………………………………………………13 2.4.2.3 Công đoạn xeo giấy …………………………………………………………………………………………………….17 2.4.3 Hiện trạng môi trường nước ………………………………………………………………………………………………………….20 2.4.3.1 Nước thải sinh hoạt ………………………………………………………………………………………………………..20 2.4.3.2 Nước thải công đoạn sản xuất bột CTPM ………………………………………………………………20 2.4.3.3 Nước thải công đoạn xeo giấy …………………………………………………………………………………20 CHƯƠNG 3 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP 3.1 Các phương pháp áp dụng trong xử lý nước thải công nghiệp …………………………………………………..21 3.1.1 Xử lý cơ học …………………………………………………………………………………………………………… …………………………..21 3.1.1.1 Song chắn rác hoặc thiết bị nghiền rác ………………………………………………………………...21 3.1.1.2 Bể lắng cát …………………………………………………………………………………………………………… ……………21 3.1.1.3 Bể lắng …………………………………………………………………………………………………………… ……………………22 SVTH : ĐẶNG THẾ CƯỜNG Trang 2 Luận văn tốt nghiệp GVHD : NGUYỄN TẤN PHONG Nghiên cứu và thiết kế hệ thống xử lý nước thải Công ty giấy Tân Mai 3.1.1.4 Quá trình lọc …………………………………………………………………………………………………………… …………22 3.1.2 Các phương pháp hóa lý …………………………………………………………………………………………………………… ……23 3.1.2.1 Keo tụ …………………………………………………………………………………………………………… ………………………23 3.1.2.2 Tuyển nổi …………………………………………………………………………………………………………… ………………23 3.1.2.3 Hấp phụ …………………………………………………………………………………………………………… ………………….24 3.1.2.4 Trao đổi ion …………………………………………………………………………………………………………… ……………24 3.1.3 Các phương pháp hóa học …………………………………………………………………………………………………………….. 25 3.1.3.1 Phương pháp trung hòa …………………………………………………………………………………………………25 3.1.3.2 Phương pháp oxy hóa – khử ………………………………………………………………………………………25 3.1.3.3 Kết tủa hoá học …………………………………………………………………………………………………………….. 26 3.1.4 Phương pháp sinh học …………………………………………………………………………………………………………… ………..26 3.1.4.1 Phương pháp sinh học nhân tạo …………………………………………………………………………………27 3.1.4.2 Phương pháp sinh học tự nhiên ……………………………………………………………………………………31 3.2 Một số phương án xử lý nước thải công nghiệp sản xuất giấy và bột giấy ………………………….34 3.2.1 Công ty giấy Hoà Phương …………………………………………………………………………………………………………… …34 3.2.2 Nhà máy sản xuất giấy và bột giấy Xuân Đức …………………………………………………………………….34 CHƯƠNG 4 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 4.1 Các nghiên cứu thực hiện trong luận văn ………………………………………………………………………………………….35 SVTH : ĐẶNG THẾ CƯỜNG Trang 3 Luận văn tốt nghiệp GVHD : NGUYỄN TẤN PHONG Nghiên cứu và thiết kế hệ thống xử lý nước thải Công ty giấy Tân Mai 4.2 Thí nghiệm Jartest (Nước thải công đoạn sản xuất bột giấy CTPM tại Công ty giấy Tân Mai) …………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………..35 4.2.1 Nội dung nghiên cứu …………………………………………………………………………………………………………… ………….35 4.2.2 Phương pháp nghiên cứu …………………………………………………………………………………………………………… ….35 4.2.2.1 Phương pháp luận ……………………………………………………………………………………………………………. 35 4.2.2.2 Mô hình nghiên cứu ……………………………………………………………………………………………………38 4.2.2.3 Trình tự tiến hành ……………………………………………………………………………………………………………. 38 4.3 Nghiên cứu mô hình bùn hoạt tính hiếu khí ứng dụng trong quá trình xử lý nước thải công nghiệp sản xuất giấy tại công ty giấy Tân Mai …………………………………………………………………………….41 4.3.1 Nội dung nghiên cứu …………………………………………………………………………………………………………… ………..41 4.3.2 Phương pháp nghiên cứu ……………………………………………………………………………………………………………4 1 4.3.2.1 Phương pháp luận ……………………………………………………………………………………………………………4 1 4.3.2.2 Mô hình …………………………………………………………………………………………………………… …………………44 4.3.2.3 Trình tự tiến hành ………………………………………………………………………………………………………….45 4.4 Xác định khả năng lắng của nước thải từ công đoạn xeo giấy và khả năng lắng của bùn hoạt tính …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………..46 4.4.1 Nội dung nghiên cứu …………………………………………………………………………………………………………… ………..46 4.4.2 Phương pháp nghiên cứu ……………………………………………………………………………………………………………. 46 4.4.2.1 Mô hình …………………………………………………………………………………………………………… …………………46 SVTH : ĐẶNG THẾ CƯỜNG Trang 4 Luận văn tốt nghiệp GVHD : NGUYỄN TẤN PHONG Nghiên cứu và thiết kế hệ thống xử lý nước thải Công ty giấy Tân Mai 4.4.2.2 Cách tiến hành …………………………………………………………………………………………………………… ……47 CHƯƠNG 5 KẾT QUẢ NGIÊN CỨU THÍ NGHIỆM JARTEST 5.1 Các kết quả nghiên cứu thí nghiệm Jartest ………………………………………………………………………………………48 5.1.1 Các kết quả xác định hàm lượng phèn và pH tối ưu …………………………………………………………..48 5.1.2 Các thí nghiệm xáa đinh hàm lượng PAC,hàm lượng phèn và pH tối ưu ………………..56 5.2 Kết luận về các thí ngiệm Jartest ………………………………………………………………………………………………………….67 5.2.1 Kết luận về các thí ngiệm xác định hàm lượng phèn và pH tối ưu (từ thí ngiệm 01 đến thí ngiệm 04) …………………………………………………………………………………………………………… ……………………………67 5.2.2 Kết luận về các thí ngiệm xác định hàm lượng PAC,hàm lượng phèn và pH tối ưu(từ thí ngiệm 05 đến thí ngiệm 10) …………………………………………………………………………………….68 CHƯƠNG 6 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH BÙN HOẠT TÍNH HIẾU KHÍ VÀ CÁC THÍ NGHIỆM LẮNG 6.1 Kết quả thí nghiệm mô hình bùn hoạt t ính hiếu khí ……………………………………………………………….69 6.1.1 Xác định khả năng phân huỷ sinh học của bùn hoạt tính hiếu khí …………………….69 6.1.2 Xác định các thông số quá trình động học than hoạt tính hiếu khí ……………………..73 6.1.2.1 Xác định thông số k,Ks của quá trình bùn hoạt tính hiếu khí ……………………..73 6.1.2.2 Xác định thông số Y,kd của quá trình bùn hoạt tính hiếu khí …………………….75 6.2 Kết quả thí nghiệm lắng …………………………………………………………………………………………………… …………………77 6.2.1 Thí ngiệm lắng nước thải công đoạn xeo giấy tại công ty giấy Tân Mai ……….77 6.2.2 Thí nghiệm lắng bùn hoạt tính ………………………………………………………………………………………… …79 6.3 Nhận xét và kết luận …………………………………………………………………………………………………… ………………………….81 6.3.1 Thí nghiệm mô hình bùn hoạt tính hiếu khí ………………………………………………………………81 6.3.2 Thí nghiệm xác địng thông số động học ……………………………………………………………………….81 SVTH : ĐẶNG THẾ CƯỜNG Trang 5 Luận văn tốt nghiệp GVHD : NGUYỄN TẤN PHONG Nghiên cứu và thiết kế hệ thống xử lý nước thải Công ty giấy Tân Mai 6.3.3 Thí ngiệm lắng ………………………………………………………………………………………… ……………………………..82 6.3.3.1 Thí ngiệm lắng của nước thải công đoạn xeo giấy tại công ty giấy Tân Mai …………………………………………………………………………………… ………………………………………………82 6.3.3.2 Thí nghiệm lắng của bùn hoạt tính ……………………………………………………………………….82 CHƯƠNG 7 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY GIẤY TÂN MAI 7.1 Quy trình công nghệ hệ thống xử lý nước thải công ty giấy Tân Mai ……………………………….83 7.1.1 Thuyết minh quy trình công nghệ ……………………………………………………………………………………..83 7.1.2 Sơ đồ quy trình công nghệ ………………………………………………………………………………………… ……….83 7.2 Tính toán thiết kế các công trình đơn vị …………………………………………………………………………………………85 7.2.1 Nước thải từ công đoạn xeo giấy tại Công ty giấy Tân Mai …………………………………86 7.2.1.1 Hố thu nuớc A …………………………………………………………………………………… ……………………………86 7.2.1.2 Song chắn rác A …………………………………………………………………………………… ……………………86 7.2.1.3 Bể điều hoà A …………………………………………………………………………………… …………………..88 7.2.1.4 Bể lắng đợt 1A …………………………………………………………………………………… …………………………90 7.2.2 Nước thải từ công đoạn sản xuất bột giấy CTPM tại Công ty giấy Tân Mai ……93 7.2.2.1 Hố thu nước B …………………………………………………………………………………… …………………………..93 7.2.2.2 Song chắn rác B …………………………………………………………………………………… ……………………..93 7.2.2.3 Bể điều hoà B …………………………………………………………………………………… ………………………….95 7.2.2.4 Bể trộn đứng B …………………………………………………………………………………… ………………………..97 SVTH : ĐẶNG THẾ CƯỜNG Trang 6 Luận văn tốt nghiệp GVHD : NGUYỄN TẤN PHONG Nghiên cứu và thiết kế hệ thống xử lý nước thải Công ty giấy Tân Mai 7.2.2.5 7.2.3 bước xử lý riêng Bể phản ứng xoáy hình trụ kết hợp bể lắng đứng đợt 1B ……………………………99 Hòa trộn hai nguồn nước thải để tiếp tục xử lý sau khi các nguồn nước đã qua một số ………………………………………………………………………………………… ……………103 7.2.3.1 Ngăn trung hòa …………………………………………………………………………………… ……………………….103 7.2.3.2 Bể sục khí …………………………………………………………………………………… ………………………………..105 7.2.3.3 Bể lắng 2 …………………………………………………………………………………… ………………………………..113 7.2.3.4 Ngăn chứa bùn …………………………………………………………………………………… ……………………..115 7.2.3.5 Bể nén bùn …………………………………………………………………………………… …………………………..115 7.2.3.6 Lọc ép dây đai …………………………………………………………………………………… ……………………..117 7.2.3.7 Ngăn khử trùng …………………………………………………………………………………… ……………………119 7.2.3.8 Bể pha hóa chất …………………………………………………………………………………… ………………..121 CHƯƠNG 8 TÍNH TOÁN GIÁ THÀNH HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY GIẤY TÂN MAI 8.1 Vốn đầu tư cho từng hạng mục công trình …………………………………………………………………………………..123 8.1.1 Phần xây dựng ………………………………………………………………………………………… ………………………….123 8.1.2 Phần thiết bị ………………………………………………………………………………………… ………………………………….124 8.2 Chí phí quản lý và vận hành …………………………………………………………………………………………………… ……….125 8.2.1 Chi phí nhân công ………………………………………………………………………………………… ……………………..125 SVTH : ĐẶNG THẾ CƯỜNG Trang 7