BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NGOẠI VI TẠI NHÀ MÁY GIẤY BÌNH AN Họ tên sinh viên: DƯƠNG NGỌC HẬU Ngành: CÔNG NGHỆ BỘT GIẤY VÀ GIẤY Niên khoá: 2006 – 2010 Tháng 07/2010 KHẢO SÁT HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NGOẠI VI TẠI NHÀ MÁY GIẤY BÌNH AN Tác giả DƯƠNG NGỌC HẬU Khóa luận đệ trình đề để đáp ứng yêu cầu cấp Kỹ sư ngành Công nghệ sản xuất giấy & bột giấy Giáo viên hướng dẫn TS Phan Trung Diễn Tháng 07 năm 2010 i LỜI CẢM ƠN Để hồn thành tốt luận văn, ngồi cố gắng thân, nhận giúp đỡ nhiệt tình quan, tổ chức,nhà máy giấy thầy cô giáo,… Nhân xin chân thành cảm ơn: Ban Giám hiệu Trường Đại Học Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh, Ban chủ nhiệm Khoa Lâm Nghiệp thầy cô Bộ môn Công Nghệ Giấy Bột Giấy dạy dỗ, truyền đạt kiến thức quý báu tạo điều kiện thuận lợi năm học qua Ban Giám Đốc Nhà máy giấy Bình An chú, anh chị phòng ban tạo điều kiện, nhiệt tình giúp đỡ, truyền đạt kinh nghiệm bảo suốt thời gian thực tập tốt nghiệp Nhà máy TS Phan Trung Diễn tận tình hướng dẫn giúp tơi hoàn thành tốt đề tài Các bạn lớp DH06GB đồng hành, chia sẻ buồn vui, động viên giúp đỡ suốt thời gian học tập làm đề tài Và xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến cha mẹ gia đình ln động viên, quan tâm chăm sóc, tạo điều kiện giúp đỡ suốt thời gian học tập Xin chân thành cảm ơn! TPHCM, tháng 07/2010 Sinh viên thực Dương Ngọc Hậu ii TÓM TẮT Đề tài “Khảo sát hệ thống xử lý nước thải ngoại vi nhà máy giấy Bình An” tiến hành phân xưởng nhà máy giấy Bình An thuộc cơng ty cổ phần giấy Tân Mai, thời gian từ 25/3/2010 đến 25/5/2010 Khảo sát quy trình xử lý nước thải, tìm hiểu loại hóa chất sử dụng, yếu tố ảnh hưởng đến hệ thống, cố thường xảy từ tìm nguyên nhân biện pháp khắc phục cố Kiểm tra tiêu đầu nước thải để đánh giá hiệu xử lý hệ thống Kết thu cho thấy hệ thống xử lý hồn chỉnh có hiệu cao, nước thải sau xử lý đủ tiêu chuẩn thải môi trường Tuy nhiên vào hoạt động nên xảy số cố, nhà máy khắc phục dần ổn định iii MỤC LỤC Trang Trang tựa LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT iii DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT vii DANH SÁCH CÁC BẢNG viii DANH SÁCH CÁC HÌNH ix CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục đích đề tài 1.3 Mục tiêu đề tài .2 1.4 Giới hạn đề tài Chương TỔNG QUAN .3 2.1 Tổng quan ngành giấy vấn đề môi trường 2.1.1 Thực trạng ngành công nghiệp giấy Việt Nam .3 2.1.2 Tác động ngành công nghiệp giấy đến môi trường 2.1.3 Phân loại chất gây ô nhiễm nhà máy giấy 2.1.4 Các số biểu thị mức độ ô nhiễm nước thải 2.1.5 Đặc điểm nước thải nhà máy giấy 2.1.6 Các phương pháp xử lý nước thải ngành giấy .9 2.2.Tổng quan nhà máy giấy Bình An 15 2.2.1 Lịch sử hình thành phát triển nhà máy 15 2.2.2 Hoạt động sản xuất .17 2.2.4 Đặc trưng nguồn nước thải nhà máy giấy Bình An .21 2.2.5 Sơ lược hệ thống xử lý nước thải ngoại vi 22 2.3 Một số khái niệm 23 2.3.1 Bùn hoạt tính .23 2.3.2 Tỉ lệ F/M 23 iv 2.3.3 Chỉ số SVI 24 2.3.4 Sinh khối 25 2.3.5 Tuổi bùn SRT 25 Chương NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26 3.1 Nội dung nghiên cứu .26 3.2 Phương pháp nghiên cứu 26 3.3 Thí nghiệm đánh giá chất lượng nước thải trước sau xử lý 26 3.3.1 Xác định pH .26 3.3.2 Xác định TSS 27 3.3.3Xác định COD 28 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 30 4.1 Nước thải hệ thống thu gom nước thải nhà máy 30 4.2 Quy trình xử lý nước thải 32 4.2.1 Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải 32 4.2.2 Các cơng trình đơn vị hệ thống ngoại vi 33 4.3 Hóa chất sử dụng .41 4.3.1 H2SO4 41 4.3.2 Ure .41 4.3.3 DAP .41 4.3.4 PAC 42 4.3.5 Polymer .43 4.4 Đánh giá hiệu xử lý hệ thống 44 4.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu trình xử lý nước thải 46 4.5.1 Cơng suất cấp khí 46 4.5.2 Các chất dinh dưỡng 46 4.5.3 Nồng độ chất hữu nước thải 47 4.5.4 Sự có mặt vi khuẩn dạng sợi 47 4.5.5 Môi trường 47 4.6 Các cố thường gặp 48 4.6.1 Bể điều hòa tải .48 4.6.2 Bể vi sinh có bọt nhiều váng .48 v 4.6.3 Sự trương nở bùn 48 4.6.4 Bùn bể lắng 49 4.6.5 Bùn tràn 50 4.6.6 Tràn nước bể chứa sau lắng .50 4.6.7 Bùn thối 50 4.7 Các biện pháp khắc phục cố .50 4.7.1 Bể điều hòa tải .50 4.7.2 Thiếu dưỡng chất N, P 50 4.7.3 Sục khí khơng đủ 50 4.7.4 Quá trình khử nitơ bể lắng .51 4.7.5 Sự xuất vi khuẩn dạng sợi 51 4.7.6 Mùi hôi bùn thải 51 4.7.7 Cách ngưng hoạt động hệ thống xử lý 52 Chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 54 5.1 Kết luận 54 5.2 Kiến nghị 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO .56 PHỤ LỤC 44 PHỤ LỤC 50 PHỤ LỤC 51 PHỤ LỤC 52 PHỤ LỤC 53 PHỤ LỤC 54 vi DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT BOD Biochemical Oxigen Demand Nhu cầu oxi sinh hóa COD Chemical Oxigen Demand Nhu cầu oxi hóa học DO Dissolved Oxigen Oxi hòa tan SVI Sludge Volume Index Chỉ số thể tích bùn SDI Sludge Volume Index Chỉ số thể tích bùn MLVSS Mixed-Liquor Volatile Suspended Solids Chất rắn lơ lửng bay hỗn dịch MLSS Mixed Liquor Suspended Solids Chất rắn lơ lửng hỗn dịch RAS Return Activated Sludge Bùn tuần hoàn F/M ratio Food to Microorganism Tỷ số thức ăn vii DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 2.1 Tình hình sản xuất tiêu thụ xuất nhập sản phẩm giấy (2008) Bảng 2.2 Tiêu chuẩn nước thải áp dụng chung cho sản xuât giấy từ loại bột khác .8 Bảng 2.3 Một số tiêu nước thải sản xuất nhà máy trước xử lý 21 Bảng 2.4 Sự phụ thuộc tỉ lệ F/M hiệu suất xử lý hệ thống .24 Bảng 3.1 Tỉ lệ thể tích mẫu hóa chất dùng phân tích COD 28 Bảng 4.1 Lớp lọc cát 40 Bảng 4.2 Lớp lọc than hoạt tính 40 Bảng 4.3 Hiệu xử lý công trình đơn vị .44 Bảng 4.4 Hiệu suất xử lý hệ thống .45 Bảng 4.5 Bảng kiểm soát chất lượng nước thải hệ thống xử lý nước thải ngoại vi 46 viii DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 2.1 Các q trình xử lý kị khí 12 Hình 2.2 Sơ đồ khối trình sản xuất giấy .19 Hình 4.1 Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải nhà máy giấy Bình An 31 Hình 4.2 Cấu tạo bể lắng 32 Hình 4.3 Bể Aeroten 34 Hình 4.4 Than hoạt tính 37 Hình 4.5 Cách thức lọc than hoạt tính 39 Hình 4.6 Các vi sinh vật hình sợi tiêu biểu bể bùn hoạt tính 48 ix sở sản xuất giấy có hệ thống xử lý chi phí cao mà hiệu xử lý COD chưa đạt chuẩn 5.2 Kiến nghị Qua q trình tìm hiểu tơi đưa số ý kiến đóng góp việc bảo vệ mơi trường công ty sau: - Công ty cần đầu thêm thiết bị xác định tiêu COD để trình vận hành dễ dàng - Cần mở rộng bể điều hòa - Cần mở rộng bể chứa nước sau lắng tránh tình trạng tràn nước bể lọc tải - Cần ổn định bùn trước ép để không gây mùi hôi cách lắp thêm cánh khuấy bể chứa bùn 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Thị Ngọc Bích, 2003 Kỹ Thuật Xenlulơ Giấy Nhà xuất Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh Nguyễn Hữu Phú, 2005 Cơ sở lý thuyết công nghệ xử lý nước tự nhiên Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật Doãn Thái Hòa, 2005 Bảo vệ mơi trường cơng nghiệp bột giấy giấy Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật Trần Hiếu Nhuệ, 1996 Thoát nước xử lý nước thải công nghiệp Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật Trần Hồng Phượng “Ơ nhiễm từ ngành cơng nghiệp giấy giải pháp” Truy cập ngày tháng 05 năm 2010 Ts.Nguyễn Trung Việt, Ts.Trần Thị Mỹ Diệu “Giáo trình: Xử lý nước thải” Truy cập ngày 14 tháng 06 năm 2010 56 PHỤ LỤC PHỤ LỤC QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA VỀ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP GIẤY VÀ BỘT GIẤY National technical regulation on the effluent of pulp and paper mills QUY ĐỊNH CHUNG 1.1 Phạm vi điều chỉnh Quy chuẩn quy định giá trị tối đa cho phép thông số ô nhiễm nước thải công nghiệp giấy bột giấy thải môi trường 1.2 Đối tượng áp dụng Quy chuẩn áp dụng tổ chức, cá nhân liên quan đến hoạt động thải nước thải công nghiệp giấy bột giấy mơi trường 1.3 Giải thích thuật ngữ Trong Quy chuẩn này, thuật ngữ hiểu sau: 1.3.1 Nước thải công nghiệp giấy bột giấy dung dịch thải từ nhà máy, sở sử dụng quy trình cơng nghệ sản xuất sản phẩm giấy bột giấy 1.3.2 Hệ số lưu lượng/dung tích nguồn nước tiếp nhận nước thải Kq hệ số tính đến khả pha lỗng nguồn nước tiếp nhận nước thải, tương ứng với lưu lượng dòng chảy sông, suối, kênh, mương, khe, rạch dung tích hồ, ao, đầm nước 1.3.3 Hệ số lưu lượng nguồn thải Kf hệ số tính đến tổng lượng thải sở sản xuất giấy bột giấy, tương ứng với lưu lượng nước thải khí thải vào nguồn nước tiếp nhận nước thải 1.3.4 Nguồn nước tiếp nhận nước thải nguồn nước mặt vùng nước biển ven bờ, có mục đích sử dụng xác định, nơi mà nước thải công nghiệp giấy bột giấy thải vào 1.4 Tiêu chuẩn viện dẫn: - TCVN 7732: 2007 – Chất lượng nước – Tiêu chuẩn nước thải công nghiệp sản xuất giấy bột giấy 44 - TCVN 5945: 2005 - Chất lượng nước - Nước thải công nghiệp – Tiêu chuẩn thải QUY ĐỊNH KỸ THUẬT 2.1 Giá trị tối đa cho phép thông số ô nhiễm nước thải công nghiệp giấy bột giấy Giá trị tối đa cho phép thông số ô nhiễm nước thải công nghiệp giấy bột giấy thải vào nguồn nước tiếp nhận nước thải không vượt giá trị Cmax tính tốn sau: Cmax = C x Kq x Kf Trong đó: Cmax nồng độ tối đa cho phép thông số ô nhiễm nước thải công nghiệp giấy bột giấy thải vào nguồn nước tiếp nhận nước thải, tính miligam lít nước thải (mg/l); C giá trị nồng độ thông số ô nhiễm quy định mục 2.2 Kq hệ số lưu lượng/dung tích nguồn nước tiếp nhận nước thải quy định mục 2.3 Kf hệ số lưu lượng nguồn thải quy định mục 2.4 Khơng áp dụng cơng thức tính nồng độ tối đa cho phép nước thải cho thông số pH 2.2 Giá trị C thông số ô nhiễm làm sở tính tốn giá trị tối đa cho phép Giá trị C thông số ô nhiễm làm sở tính tốn giá trị tối đa cho phép Cmax nước thải công nghiệp giấy bột giấy thải vào nguồn nước tiếp nhận nước thải quy định Bảng 45 Bảng 1: Giá trị thông số ô nhiễm làm sở tính tốn giá trị tối đa cho Phép Giá trị C B STT Thông số Đơn vị A Cơ sở sản xuất giấy (B1) pH BOD5 200C Cơ sở có sản xuất bột giấy (B2) 6-9 5.5 - 5.5 - mg/l 30 50 100 Cơ sở mg/l 50 150 200 Cơ sở hoạt động mg/l 80 200 300 Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) mg/l 50 100 100 COD Độ Cơ sở Pt-Co 20 50 100 màu Cơ sở hoạt động Pt-Co 50 100 150 mg/l 7.5 15 15 Halogen hữu dễ bị hấp thụ (AOX) Trong đó: - Cột A quy định giá trị C thông số ô nhiễm làm sở tính tốn giá trị tối đa cho phép nước thải công nghiệp giấy bột giấy thải vào nguồn nước dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt (có chất lượng nước tương đương cột A1 A2 Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước mặt) - Cột B quy định giá trị C thơng số làm sở tính toán giá trị tối đa cho phép nước thải sở sản xuất giấy (không sản xuất bột giấy) sở sản xuất bột giấy, liên hợp sản xuất giấy bột giấy thải vào nguồn nước khơng dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt (có chất lượng nước tương đương cột B1 B2 Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước mặt vùng nước biển ven bờ) - Đối với thông số COD độ màu, sở hoạt động trước ngày Quy chuẩn có hiệu lực thi hành áp dụng giá trị cao đến hết ngày 31/12/2014 Kể từ ngày 46 01/01/2015, áp dụng giá trị quy định cho sở tất sở sản xuất giấy bột giấy Ngồi 06 thơng số quy định Bảng 1, tuỳ theo yêu cầu mục đích kiểm sốt nhiễm, giá trị C thơng số ô nhiễm khác áp dụng theo quy định cột A cột B Bảng Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 5945:2005 - Chất lượng nước – Nước thải công nghiệp – Tiêu chuẩn thải 2.3 Giá trị hệ số lưu lượng/dung tích nguồn nước tiếp nhận nước thải Kq 2.3.1 Giá trị hệ số Kq nguồn nước tiếp nhận nước thải công nghiệp giấy bột giấy sông, suối, kênh, mương, khe, rạch quy định Bảng Bảng 2: Giá trị hệ số Kq ứng với lưu lượng d.ng chảy sông, suối, kênh, mương, khe, rạch tiếp nhận nước thải Lưu lượng dòng chảy nguồn nước tiếp nhận nước thải Giá trị hệ số Kq (Q) Đơn vị tính: mét khối/giây (m3/s) 0.9 1.1 1.2 Q tính theo giá trị trung bình lưu lượng dòng chảy sông, suối, kênh, mương, khe, rạch tiếp nhận nguồn nước thải 03 tháng khô kiệt 03 năm liên tiếp (số liệu quan Khí tượng Thuỷ văn quốc gia) Trường hợp sông, suối, kênh, mương, khe, rạch khơng có số liệu lưu lượng dòng chảy áp dụng giá trị Kq = 0.9 Sở Tài nguyên Môi trường định đơn vị có tư cách pháp nhân đo lưu lượng trung bình 03 tháng khô kiệt năm để xác định giá trị hệ số Kq 2.3.2 Giá trị hệ số Kq nguồn tiếp nhận nước thải hồ, ao, đầm quy định Bảng 47 Bảng 3: Giá trị hệ số Kq ứng với dung tích hồ, ao, đầm tiếp nhận nước thải Dung tích nguồn nước tiếp nhận nước thải Giá trị hệ số Kq (V) Đơn vị tính: mét khối ( m3 ) 0.6 0.8 1.0 V tính theo giá trị trung b.nh dung tích hồ, ao, đầm tiếp nhận nước thải 03 tháng khô kiệt 03 năm liên tiếp (số liệu quan Khí tượng Thuỷ văn quốc gia) Trường hợp hồ, ao, đầm khơng có số liệu dung tích áp dụng giá trị hệ số Kq = 0.6 Sở Tài nguyên Môi trường định đơn vị có tư cách pháp nhân đo dung tích trung bình 03 tháng khơ kiệt năm để xác định giá trị hệ số Kq 2.3.3 Đối với nguồn tiếp nhận nước thải vùng nước biển ven bờ giá trị hệ số Kq = 1.3 Đối với nguồn tiếp nhận nước thải vùng nước biển ven bờ dùng cho mục đích bảo vệ thuỷ sinh, thể thao giải trí nước giá trị hệ số Kq = 2.3 Giá trị hệ số lưu lượng nguồn thải Kf Giá trị hệ số lưu lượng nguồn thải Kf quy định Bảng Bảng 4: Giá trị hệ số Kf ứng với lưu lượng nước thải Lưu lượng nguồn nước thải (F) Giá trị hệ số Kf Đơn vị tính: mét khối /ngày đêm (m3/24 h) 1.2 1.1 1.0 0.9 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH 48 Phương pháp xác định giá trị thông số ô nhiễm nước thải công nghiệp giấy bột giấy thực theo hướng dẫn tiêu chuẩn quốc gia tiêu chuẩn phân tích tương ứng tổ chức quốc tế: - TCVN 6492: 1999 – Chất lượng nước – Xác định pH; - TCVN 6001: 1995 (ISO 5815: 1989) Chất lượng nước - Xác định nhu cầu oxy sinh hóa sau ngày (BOD5) Phương pháp cấy pha loãng; - TCVN 6491: 1999 (ISO 6060: 1989) Chất lượng nước - Xác định nhu cầu oxy hóa học (COD); - TCVN 6625: 2000 (ISO 11923: 1997) Chất lượng nước - Xác định chất rắn lơ lửng cách lọc qua lọc sợi thủy tinh; - TCVN 4558: 1988 – Chất lượng nước – Phương pháp xác định màu mùi; - TCVN 6493: 1999 (ISO 9562:1989) - Chất lượng nước - Xác định halogen hữu dễ bị hấp thụ; Khi cần kiểm sốt thơng số khác, phương pháp xác định theo tiêu chuẩn quốc gia hành phương pháp phân tích tương ứng tổ chức quốc tế TỔ CHỨC THỰC HIỆN Tổ chức, cá nhân liên quan đến hoạt động sở sản xuất giấy bột giấy, dự án đầu tư sở sản xuất giấy bột giấy tuân thủ quy định Quy chuẩn Cơ quan quản lí nhà nước mơi trường có trách nhiệm hướng dẫn, kiểm tra, giám sát việc thực Quy chuẩn Trường hợp tiêu chuẩn quốc gia viện dẫn quy chuẩn sửa đổi, bổ sung thay áp dụng theo văn 49 PHỤ LỤC TỔNG MẶT BẰNG BỐ TRÍ THIẾT BỊ 50 PHỤ LỤC CẦU THANG VÀ SÀN THAO TÁC 51 PHỤ LỤC MƯƠNG OXY HOÁ 52 PHỤ LỤC MÁY ÉP BÙN 53 PHỤ LỤC BỂ LẮNG THỨ CẤP 54 55 56