Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu nâng cao hiệu quả xử lý của các bể hiếu khí bằng cách điều chỉnh dinh dưỡng thích hợp cho vi khuẩn đối với hệ thống xử lý nước thải của nhà máy giấy Bãi Bằng

Chia sẻ: Na Na | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:160

Thêm vào BST

Báo xấu

101
lượt xem 19
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn sau đây nhằm đi nghiên cứu nâng cao hiệu quả xử lý của các bể hiếu khí bằng cách điều chỉnh dinh dưỡng thích hợp cho vi khuẩn đối với hệ thống xử lý nước thải của nhà máy giấy Bãi Bằng. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu nâng cao hiệu quả xử lý của các bể hiếu khí bằng cách điều chỉnh dinh dưỡng thích hợp cho vi khuẩn đối với hệ thống xử lý nước thải của nhà máy giấy Bãi Bằng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Trần Việt Ba NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU QUẢ XỬ LÝ CỦA CÁC BỂ HIẾU KHÍ BẰNG CÁCH ĐIỀU CHỈNH DINH DƯỠNG THÍCH HỢP CHO VI KHUẨN ĐỐI VỚI HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA NHÀ MÁY GIẤY BÃI BẰNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội 2012 1
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Trần Việt Ba NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU QUẢ XỬ LÝ CỦA CÁC BỂ HIẾU KHÍ BẰNG CÁCH ĐIỀU CHỈNH DINH DƯỠNG THÍCH HỢP CHO VI KHUẨN ĐỐI VỚI HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA NHÀ MÁY GIẤY BÃI BẰNG Chuyên ngành: Hóa môi trường Mã số: 60.44.41 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NG ƯỜI H ƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS. Lê Tuấn Anh Hà Nội 2012 LỜI CAM ĐOAN 2
Tôi xin cam đoan luận văn thạc sỹ khoa học dưới đây là một đề tài mới, chưa từng được báo cáo, đăng báo hay công bố rộng rãi trên các phương tiện thông tin đại chúng. Tôi không sao chép với bất kỳ hình thức nào. Những tài liệu được sử dụng trong luận văn chỉ mang tính chất tham khảo. Hà Nội, Ngày 20 tháng 12 năm 2012 Tác giả Trần Việt Ba LỜI CẢM ƠN 3
Bản luận văn Thạc sỹ này được thực hiện và hoàn thành tại bộ môn công nghệ hóa học – Khoa Hóa Học – Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên – Đại Học Quốc Gia Hà Nội và phòng Kỹ Thuật Tổng Công ty Giấy Việt Nam – Thị Trấn Phong Châu – Huyện Phù Ninh – Tỉnh Phú Thọ. Để hoàn thành luận văn này đúng thời gian quy định và đầy đủ nội dung yêu cầu, tôi đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ từ thầy cô, bạn bè, các đồng nghiệp, gia đình… Trước tiên tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Lê Tuấn Anh, người đã trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ tôi tận tình, chu đáo trong suốt quá trình nghiên cứu và thực hiện luận văn. Đặc biệt với lòng biết ơn sâu sắc, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới PGS.TS Trịnh Lê Hùng đã cung cấp cho tôi một số tài liệu liên quan đến đề tài luận văn, đồng thời cũng cho tôi một số kiến thức chuyên sâu về vi sinh vật nói chung và về vi sinh vật trong xử lý nước thải giấy bằng phương pháp hiếu khí nói riêng. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong bộ môn Công Nghệ Hóa Môi Trường – Khoa Hóa Học – Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên – Đại Học Quốc Gia Hà Nội đã tận tình dạy bảo, hướng dẫn, tạo điều kiện giúp đỡ tác giả trong quá trình học tập, nghiên cứu tại trường để hoàn thành khóa học. Tôi cũng xin được bày tỏ lòng biết ơn tới toàn thể cán bộ công nhân viên tại bộ phận vận hành xử lý nước thải và bộ phận Môi Trường, đặc biệt là TS. Đặng Văn Sơn – Phó Trưởng Phòng – Phòng Kỹ Thuật – Tổng Công ty Giấy Việt Nam – Thị Trấn Phong Châu – Huyện Phù Ninh – Tỉnh Phú Thọ đã tạo điều kiện, nhiệt tình giúp đỡ tôi trong quá trình khảo sát, thu thập thông tin và tài liệu liên quan để xây dựng luận văn. Cuối cùng tôi xin được cảm ơn toàn thể bạn bè, đồng nghiệp và gia đình đã giúp đỡ tôi trong suốt thời gian vừa qua. Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, Ngày……Tháng…..năm 2012 Tác giả Trần Việt Ba MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN........................................................................................................ i LỜI CẢM ƠN............................................................................................................. ii 4
DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT.............................................. viii DANH MỤC CÁC BẢNG.......................................................................................... x DANH MỤC CÁC HÌNH........................................................................................... xiii MỞ ĐẦU...................................................................................................................... 1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN...................................................................................... 3 1.1. Công nghệ sản xuất bột giấy, giấy và đặc tính của nước thải..................... 3 1.1.1. Công nghệ sản xuất bột giấy và đặc tính nước thải................................. 3 1.1.2. Công nghệ sản xuất giấy (xeo giấy) và đặc tính nước thải...................... 10 1.2. Tình hình chung của thế giới và Việt Nam về ô nhiễm môi trường do ngành sản xuất giấy gây ra............................................................................. 12 1.2.1. Đặc thù của ngành giấy thế giới và tình hình ô nhiễm môi trường......... 12 1.2.2. Đặc thù của ngành giấy Việt Nam và tình hình ô nhiễm môi trường...... 13 1.3. Xử lý nước thải của quá trình sản xuất giấy................................................. 17 1.3.1. Tiền xử lý................................................................................................. 18 1.3.2. Xử lý sơ cấp (xử lý cấp I)........................................................................ 18 1.3.3. Xử lý sinh hóa (xử lý cấp II).................................................................... 19 1.3.4. Xử lý cấp III............................................................................................. 20 1.4. Xử lý nước thải giấy bằng phương pháp sinh học........................................ 20 1.4.1. Phương pháp xử lý sinh học kỵ khí......................................................... 21 1.4.2. Phương pháp xử lý sinh học hiếu khí...................................................... 25 1.5. Vi sinh vật ứng dụng trong xử lý nước thải.................................................. 28 1.5.1. Giới thiệu chung về vi sinh vật................................................................ 28 1.5.2. Cơ chế xử lý nước thải bằng vi sinh........................................................ 31 1.5.2.1. Sinh trưởng lơ lửng (bùn hoạt tính)............................................ 31 1.5.2.2. Sinh trưởng bám dính (hay màng sinh học)................................... 31 5
1.5.3. Nhu cầu dinh dưỡng vi sinh vật............................................................... 32 1.5.3.1. Nguồn thức ăn cacsbon của vi sinh vật.......................................... 32 1.5.3.2. Nguồn thức ăn nitơ của vi sinh vật................................................ 33 1.5.3.3. Nguồn thức ăn khoáng của vi sinh vật........................................... 33 1.5.4. Ảnh hưởng của các yếu tố vật lý và hóa học đến sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật trong nước............................................................... 34 1.5.4.1. Hàm lượng oxy hòa tan.................................................................. 34 1.5.4.2. Nhiệt độ.......................................................................................... 35 1.5.4.3. Độ pH............................................................................................. 35 1.5.4.4. Thành phần các chất trong nước.................................................... 36 1.6. Hiện trạng hệ thống xử lý nước thải của công ty Giây Bãi Bằng...................... 38 CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM................................................................................. 43 2.1. Đối tượng nghiên cứu............................................................................... 43 2.2. Mục tiêu nghiên cứu.................................................................................. 43 2.3. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị chính sử dụng cho nghiên cứu................ 44 2.3.1. Hóa chất.................................................................................................. 44 2.3.2. Dụng cụ và thiết bị................................................................................. 45 2.4. Bổ sung dinh dưỡng................................................................................... 47 2.5. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 48 2.6. Các phương pháp phân tích xác định các thông số chất lượng nước thải................................................................................................................ 50 2.6.1. Xác định pH và nhiệt độ......................................................................... 50 2.6.2. Xác định COD........................................................................................ 50 2.6.3. Xác định MLSS...................................................................................... 51 2.6.4. Xác định chỉ số thể tích bùn (SVI)......................................................... 52 2.6.5. Xác định hàm lượng amoni bằng phương pháp so màu chỉ thị nessler.. 53 2.6.6. Xác định photpho bằng phương pháp đo quang với thuốc thử 55 6
amonimolipdat – vanadat...................................................................... CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN............................................................. 58 3.1. Đặc trưng về khả năng xử lý của hệ thống xử lý nước thải Công ty Giấy Bãi Bằng................................................................................................ 58 3.2. Nghiên cứu xử lý nước thải ngành giấy bằng phương pháp sinh học hiếu khí quy mô phòng thí nghiệm.............................................................. 60 3.2.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của các chất vi lượng tới hoạt động sinh sống và phát triển của vi sinh vật.................................................................... 60 3.2.2. Nghiên cứu trên quy mô phòng thí nghiệm so sánh khả năng xử lý giữa HTXLNT – Công ty Giấy Bãi Bằng và mô hình thí nghiệm với việc bổ sung dinh dưỡng cần thiết cùng với các nguyên tố vi lượng..... 63 3.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng phân vi lượng đến hiệu quả xử lý COD............................................................................................................ 66 3.3.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng phân vi lượng........................... 67 3.3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của SVI tới khả năng xử lý COD giữa bổ sung N, P với bổ sung vi lượng...................................................................... 70 3.4. Nghiên cứu thử nghiệm xử lý nước thải ngành giấy trên quy mô pilot 1 m3.................................................................................................................... 75 3.4.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của các nguyên tố vi lượng tới hiệu quả xử lý COD trong pilot 1 m3............................................................................. 76 3.4.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của SV30, MLSS và SVI tới hiệu quả xử lý COD........................................................................................................ 77 3.4.3. Nghiên cứu nhu cầu sử dụng dinh dưỡng của vi sinh vật...................... 80 3.5. Nghiên cứu so sánh hiệu quả xử lý giữa mô hình thí nghiệm và mô hình pilot................................................................................................................. 83 3.5.1. Nghiên cứu so sánh hiệu quả xử lý COD giữa mô hình thí nghiệm và mô hình pilot 1 m3.................................................................................. 83 3.5.2. Nghiên cứu so sánh các thông số MLSS và chỉ số thể tích của bùn SVI tới 86 7
khả năng xử lý nước thải giấy giữa quy mô phòng thí nghiệm và quy mô pilot....................................................................................... 3.5.3. Nghiên cứu sự khác nhau giữa bổ sung N, P và vi lượng với bổ sung chất dinh dưỡng thông thường N và P.................................................... 88 3.6. Xây dựng quy trình bổ sung thích hợp và tính toán sơ bộ chi phí............ 89 KẾT LUẬN................................................................................................................. 91 KIẾN NGHỊ................................................................................................................ 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................... 93 PHỤ LỤC.................................................................................................................... 97 DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT 8
Aeroten Bể xử lý sinh học hiếu khí bằng bùn hoạt tính Anaerobic Bể sinh học yếm khí BOD5 Biological Oxygen Demand 5 days (Nhu cầu oxy sinh học sau 5 ngày) CNG Công nghiệp giấy COD Chemical Oxygen Demand Nhu cầu oxy hóa học HCCN Hóa chất công nghiệp HCHC Hợp chất hữu cơ (Organic subtance compound) HTXLNT Hệ thống xử lý nước thải MBR Member Biological Reactor (Bể lọc sinh học bằng màng) MBBR Moving Bed BioReactor (Vi sinh dính bám trên lớp vật liệu mang di chuyển) MLSS Mixed liquoz Suspended Solids (Chất rắn lơ lửng trong bùn lỏng) TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TKPT Tinh khiết phân tích TSS Total Suspended Solids (Tổng chất rắn hòa tan) VSS Volatile Suspended Solids (Chất rắn lơ lửng dễ bay hơi) VSV Vi sinh vật (Microorganism) SV30 Thể tích bùn sau lắng 30 phút SVI Sludge volume index (Chỉ số thể tích bùn) 9
DANH MỤC CÁC BẢNG Chương 1. Tổng quan Bảng 1.1. Đặc tính nước thải công nghệ sản xuất bột hóa……………………….. 4 10
Bảng 1.2. Đặc tính nước thải công nghệ sản xuất bột hóa nhiệt cơ………………. 5 Bảng 1.3. Bảng đặc tính nước thải giấy khử mực…………………………………. 9 Bảng 1.4. Đặc tính nước thải của quá trình xeo giấy……………………………… 12 Bảng 1.5. Tình hình sử dụng và thu gom giấy phế liệu của một số nước điển hình trên thế giới……………………………………………………………... 13 Bảng 1.6. Ô nhiễm của nhà máy giấy và bột giấy điển hình tại Việt Nam………... 16 Bảng 1.7. Các vi sinh vật phân hủy xenlulose…………………………………….. 31 Bảng 1.8. Nhu cầu cần thiết về muối khoáng đối với vi khuẩn, nấm và xạ khuẩn... 35 Chương 2. Thực nghiệm Bảng 2.1. Danh mục các hóa chất sử dụng trong nghiên cứu……………………. 44 Bảng 2.2. Danh mục các thiết bị sử dụng trong nghiên cứu……………………...s 45 Bảng 2.3. Xây dựng đường chuẩn amoni………………………………………… 55 Bảng 2.4. Xây dựng đường chuẩn photpho………………………………………. 57 Chương 3. Kết quả và thảo luận Bảng 3.1. Thông số khảo sát HTXLNT Công ty Giấy Bãi Bằng………………… 59 Bảng 3.2. Kết quả nghiên cứu so sánh hiệu quả xử lý COD……………………... 61 Bảng 3.3. Kết quả nghiên cứu so sánh hiệu quả sử dụng hàm lượng NH4+............ 61 Bảng 3.4. Kết quả nghiên cứu so sánh hiệu quả sử dụng hàm lượng PO43............ 62 11
Bảng 3.5. Kết quả nghiên cứu so sánh hiệu quả xử lý COD giữa HTXLNT và quy mô phòng thí nghiệm................................................................................ 64 Bảng 3.6. Kết quả nghiên cứu so sánh hiệu quả sử dụng hàm lượng NH4+ ............. 64 Bảng 3.7. Kết quả nghiên cứu so sánh hiệu quả sử dụng hàm lượng PO43.............. 65 Bảng 3.8 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng vi lượng tới khả năng loại bỏ COD............................................................................................ 68 Bảng 3.9. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của V30 MLSS và SVI tới khả năng xử lý COD nước thải giấy bằng phương pháp sinh học hiếu khí................... 72 Bảng 3.10. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của SVI tới khả năng xử lý COD nước thải giấy bằng phương pháp sinh học hiếu khí......................................... 73 Bảng 3.11. Kết quả nghiên cứu khả năng sử dụng NH4+ trong nước thải giấy bằng phương pháp sinh học hiếu khí................................................................. 74 Bảng 3.12. Kết quả nghiên cứu tới khả năng sử dụng PO43 trong nước thải giấy bằng phương pháp sinh học hiếu khí ....................................................... 74 Bảng 3.13. Kết quả nghiên cứu hiệu quả xử lý COD của nước thải giấy trên quy mô pilot 1 m3............................................................................................ 77 Bảng 3.14. Kết quả nghiên cứu V30, MLSS và SVI tới xử lý nước thải giấy trên quy mô pilot 1 m3..................................................................................... 79 Bảng 3.15. Kết quả nghiên cứu hiệu quả sử dụng NH4+ của xử lý nước thải giấy trên quy mô pilot 1 m3.............................................................................. 82 Bảng 3.16. Kết quả nghiên cứu hiệu quả sử dụng PO43 của xử lý nước thải giấy trên quy mô pilot 1 m3.............................................................................. 83 Bảng 3.17. Kết quả nghiên cứu so sánh hiệu quả xử lý COD giữa mô hình thí nghiệm và quy mô pilot 1 m3.................................................................... 85 12
Bảng 3.18. Kết quả nghiên cứu so sánh thông số MLSS và chỉ số SVI tới hiệu quả xử lý COD giữa quy mô phòng thí nghiệm và quy mô pilot 1 m3............ 87 Bảng 3.19. Kết quả nghiên cứu so sánh hiệu quả sử dụng NH4+ và PO43 giữa quy mô phòng thí nghiệm và quy mô pilot 1 m3............................................. 89 DANH MỤC CÁC HÌNH 13
Chương 1. Tổng quan Hình 1.1. Sơ đồ công nghệ sản xuất bột hóa và các dòng thải……………………. 4 Hình 1.2. Sơ đồ công nghệ sản xuất bột hóa nhiệt cơ……………….…. ………… 6 Hình 1.3. Sơ đồ công nghệ sản xuất giấy tái chế có khử mực……………. ………. 8 Hình 1.4. Sơ đồ công nghệ xeo giấy……………………………………………… 10 Hình 1.5. Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải…………………………………………. 40 Chương 2. Thực nghiệm Hình 2.1. Sơ đồ thiết bị thí nghiệm xử lý nước thải………………………………. 49 14
Hình 2.2. Đồ thị đường chuẩn amoni……………………………………………... 55 Hình 2.3. Đồ thị đường chuẩn photpho…………………………………………… 57 Chương 3. Kết quả và thảo luận Hình 3.1. Sự biến thiên COD, NH4+, PO43 khi không sử dụng chất dinh dưỡng và khi sử dụng các nguyên tố vi lượng…………………….. ……………… 62 Hình 3.2. Hiệu xuất loại bỏ COD và hiệu quả sử dụng NH4+, PO43 ……………... 65 Hình 3.3. Hiệu xuất loại bỏ COD ở các hàm lượng vi lượng khác nhau…………. 68 Hình 3.4. Mối quan hệ giữa SVI và hiệu xuất loại bỏ COD.................................... 75 Hình 3.5. Mối quan hệ giữa hiệu xuất loại bỏ COD và hiệu quả sử dụng NH4+, PO43......................................................................................................... 75 Hình 3.6. Sự phụ thuộc của hiệu quả xử lý COD vào các nguyên tố vi lượng......... 78 15
Hình 3.7. Mối quan hệ giữa V30,SVI và hiệu xuất loại bỏ COD............................... 80 Hình 3.8. Mối quan hệ giữa hiệu xuất loại bỏ COD và hiệu quả sử dụng chất dinh dưỡng......................................................................................................... 83 Hình 3.9. So sánh hiệu quả xử lý COD của phòng thí nghiệm và quy mô pilot....... 86 Hình 3.10. So sánh V30, MLSS, SVI giữa quy mô phòng thí nghiệm và quy mô pilot............................................................................................................ 88 Hình 3.11. So sánh hiệu quả sử dụng chất dinh dưỡng giữa quy mô phòng thí nghiệm và quy mô pilot............................................................................. 90 MỞ ĐẦU Cùng với sự phát triển của công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, các ngành sản xuất công nghiệp cũng được mở rộng và phát triển nhanh chóng. Sự phát triển này, một phần đóng góp tích cực cho sự phát triển chung của đất nước; nhưng bên cạnh đó lại thải ra một lượng lớn chất thải có thể gây ô nhiễm môi trường và tác động xấu đến sức khỏe con người. 16
Ô nhiễm môi trường đang ngày càng trở nên trầm trọng, nhất là với các nước đang phát triển trong đó có Việt Nam, đặc biệt là ô nhiễm môi trường nước. Một trong những nguồn nước thải gây có thể ô nhiễm lớn là từ các nhà máy sản xuất bột giấy và giấy. Ngành giấy cũng là một trong những ngành tiêu thụ một lượng rất lớn nước, hóa chất, nguyên liệu và năng lượng cho một đơn vị sản phẩm. Theo tính toán, ở Việt Nam để sản xuất một tấn giấy cần từ 200 – 300 m3 nước sạch, nhưng đối với các nước phát triển với dây chuyền sản xuất công nghệ hiện đại để sản xuất một tấn giấy chỉ sử dụng từ 7 – 15m3 nước sạch [13]. Nhìn chung công nghệ sản xuất giấy của Việt Nam còn lạc hậu so với thế giới từ 15 năm trở lên, một thực tế nữa là các cơ sở sản xuất giấy của chúng ta đa số nhỏ lẻ, phân tán về quy mô, hạn chế về tài chính, không có đủ điều kiện đầu tư cho xử lý môi trương, chính điều này đã làm cho môi trường ngành giấy bị ô nhiễm này càng trầm trọng, công tác quản lý gặp nhiều khó khăn. Riêng trong lĩnh vực xử lý môi trường có thể nói chưa có nhiều nhà máy có hệ thống xử lý nước thải triệt để. Toàn ngành giấy, ở miền Bắc chỉ duy nhất có Công ty Giấy Bãi Bằng có hệ thống xử lý nước thải khá hoàn thiện, tuy nhiên vấn đề xử lý nước thải cũng vẫn chưa thật hiệu quả. Việc chuyển đổi áp dụng các công nghệ hiện đại như vậy là hoàn toàn không khả thi với những nhà máy vừa và nhỏ phần lớn là thuộc địa phương hoặc công ty tư nhân chưa kể các làng nghề giấy truyền thống phân bố gần các khu vực dân cư nên bị ảnh hưởng rất lớn về vấn đề nước thải. Cần nói thêm là ở Việt Nam, các doanh nghiệp vừa và nhỏ đang sản xuất tới 75% sản lượng giấy, đồng nghĩa với việc nguồn nước đang bị sử dụng lãng phí, còn môi trường đang phải gánh chịu một lượng nước thải rất lớn chưa qua xử lý [21]. Hiện nay, khi mà Luật Môi Trường đang được đôn đốc thực thi nghiêm túc (nhất là khi Việt Nam đã chính thức trở thành thành viên của tổ chức Thương Mại Thế Giới – WTO) thì nhiều nhà máy bột giấy và giấy ở nước ta đang đứng trước nguy cơ đóng cửa do sức ép từ phía các cơ quan chức năng và dư luận về vấn đề môi trường. Giải quyết bài toán xử lý nước thải bột giấy và giấy là vấn đề mang ý nghĩa sống còn với nhiều nhà máy bột giấy ở nước ta [20]. Công ty Giấy Bãi Bằng – Tổng công ty Giấy Việt Nam (đóng tại Thị Trấn Phong Châu – Huyện Phù Ninh – Tỉnh Phú Thọ) là đơn vị có công nghệ sản xuất hiện đại nhất 17
ngành giấy nước ta nhưng cũng đã lạc hậu so với khu vực và thế giới vài chục năm. Lượng nước thải sinh ra trong quá trình sản xuất một bột giấy xấp xỉ 55 – 60m3. Tính cả các công đoạn xeo giấy, sản xuất điện hơi, hóa chất tẩy thì lượng nước thải sinh ra khi sản xuất một tấn bột giấy thường dao động trong khoảng 100 – 120m3. Năm 2003, là năm đánh dấu một giai đoạn mới trong vấn đề xử lý ô nhiễm môi trường của Công ty Giấy Bãi Bằng, thể hiện ở việc mở rộng sản xuất, nâng công suất nhà máy giấy Bãi Bằng lên 110.000 tấn giấy/năm, đồng thời đầu tư công nghệ mới cho xử lý nước thải, giải quyết ô nhiễm một cách triệt để liên hoàn. Đây là hệ thống xử lý nước thải hiện đại nhất của ngành giấy Việt Nam hiện nay theo công nghệ của Thụy Điển, với quy mô xử lý 30.000 m3 nước thải/ngày [13]. Nhờ đó với lượng trung bình 26.000 m3 nước thải mỗi ngày mà nhà máy thải ra đều được thu gom và xử lý qua hệ thống xử lý tập trung theo cả hai phương pháp hóa lý và sinh học [17]. CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1. Công nghệ sản xuất bột giấy, giấy và đặc tính của nước thải 1.1.1. Công nghệ sản xuất bột giấy và đặc tính nước thải 18
Quá trình sản xuất bột giấy là quá trình biến đổi các nguyên liệu gỗ hoặc phi gỗ thành xơ sợi, hay nói cách khác là phá vỡ các liên kết trong cấu trúc của nguyên liệu mà thành phần chính của nó là xenlulozơ (40 – 45%), hemixenlulozơ (20 – 30%), là các hợp chất cao phân tử (polyme), được bao bọc xung quanh bởi lignin (20 – 30%) và các chất trích ly (chất keo nhựa) (2 – 15%). Quá trình này có thể được thực hiện bằng phương pháp cơ học, hoá học hoặc phối kết hợp giữa các phương pháp này. Chất lượng bột thu được phụ thuộc chủ yếu vào nguồn gốc, hay chủng loại nguyên liệu và công nghệ sản xuất [23].  Công nghệ sản xuất bột hóa Trong sản xuất bột hóa, các dăm gỗ được nấu với những hóa chất thích hợp trong dung dịch ở nhiệt độ cao và áp suất cao. Mục đích để tách lignin ra khỏi gỗ để thu hồi cellulozơ và hemicellulozơ là những hợp chất chủ yếu tạo nên giấy mà không làm ảnh hưởng đến xơ sợi. Thực tế, phương pháp này rất thành công trong việc loại lignin ra khỏi bột giấy. Tuy nhiên nó cũng làm giảm và phân hủy phần nào cellulozơ và hemicellulozơ. Tùy theo hóa chất được nấu mà người ta phân biệt ra các phương pháp: kiềm, sunfit và sunfat. Phần lignin còn sót lại sau khi nấu sẽ làm cho bột giấy có màu vàng hay nâu. Vì thế phải rửa sạch và tẩy bột giấy để sử dụng làm giấy in và giấy viết có độ trắng cao. Các hóa chất sau nấu được thu hồi gần hết bằng biện pháp đốt, nên nước thải có hàm lượng chất ô nhiễm vừa phải, xem Hình 1.1. Lignin trong dịch rửa được cô đặc và đốt để thu hồi nhiệt. 19
Hình 1.1. Sơ đồ công nghệ sản xuất bột hóa và các dòng thải [20] Bảng 1.1. Đặc tính nước thải công nghệ sản xuất bột hóa[20] Chỉ tiêu Đơn vị Giá trị Chất rắn lơ lửng (TSS) mg/l 300 – 500 CODcr mg/l 1.0001.500 BOD5 mg/l 300 – 400 Nhiệt độ 0 C 3840 pH 8 – 10  Công nghệ sản xuất bột hóa nhiệt cơ Phương pháp hóa nhiệt cơ – phương pháp sản xuất bột hiệu xuất cao – là phương pháp kết hợp giữa cơ, nhiệt và hóa học. Về cơ bản, dăm gỗ đầu tiên được làm mềm bằng biện pháp thẩm thấu hóa chất ở nhiệt độ ( trung bình thông thường là 80 ÷ 900C) và thời gian thích hợp, sau đó được thực hiện bằng cơ học, thông thườn g là nghiền xem hình 1.2. Hiệu suất bột thường nằm trong khoảng từ 75 – 85% do mức độ xử lý hóa chất nhẹ nhàng, nên hàm lượng lignin trong bột còn lại cao. Khác với sản xuất bột hóa học, mức độ loại bỏ lignin gần như hoàn toàn, nên có hiệu xuất thu hồi bột thấp (