Luận văn Nghiên cứu và thiết kế hệ thống xử lý nước thải công ty giấy Tân Mai

MỤC LỤC CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG1.1 Đặt vấn đề . . 11.2 Mục đích . .11.3 Phạm vi . 11.4 Giới hạn .11.5 Phương pháp thực hiện 2CHƯƠNG 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 .112.4.1.2 Lịch sử phát triển .112.4.1.3 Cơ cấu tổ chức 112.4.1.4 Năng lực sản xuất và sản phẩm .122.4.1.5 Thiết bị chính 132.4.1.6 Hoá chất sử dụng .132.4.2 Công nghệ sản xuất bột giấy và giấy .132.4.2.1 Nguyên liệu .132.4.2.2 Công đoạn sản xuất bột giấy CTPM 132.4.2.3 Công đoạn xeo giấy .172.4.3 Hiện trạng môi trường nước .202.4.3.1 Nước thải sinh hoạt .202.4.3.2 Nước thải công đoạn sản xuất bột CTPM 202.4.3.3 Nước thải công đoạn xeo giấy 20CHƯƠNG 3 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP3.1 Các phương pháp áp dụng trong xử lý nước thải công nghiệp .213.1.1 Xử lý cơ học .213.1.1.1 Song chắn rác hoặc thiết bị nghiền rác .213.1.1.2 Bể lắng cát 213.1.1.3 Bể lắng 22 3.1.1.4 Quá trình lọc 22 3.1.2 Các phương pháp hóa lý 23 3.1.2.1 Keo tụ 233.1.2.2 Tuyển nổi 23 3.1.2.3 Hấp phụ .24 3.1.2.4 Trao đổi ion 243.1.3 Các phương pháp hóa học .253.1.3.1 Phương pháp trung hòa 253.1.3.2 Phương pháp oxy hóa – khử 253.1.3.3 Kết tủa hoá học .263.1.4 Phương pháp sinh học .263.1.4.1 Phương pháp sinh học nhân tạo 273.1.4.2 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 .343.2.1 Công ty giấy Hoà Phương 343.2.2 Nhà máy sản xuất giấy và bột giấy Xuân Đức .34CHƯƠNG 4 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU4.1 Các nghiên cứu thực hiện trong luận văn .354.2 Thí nghiệm Jartest (Nước thải công đoạn sản xuất bột giấy CTPM tại Công ty giấy Tân Mai) .354.2.1 Nội dung nghiên cứu .354.2.2 Phương pháp nghiên cứu .354.2.2.1 Phương pháp luận .354.2.2.2 Mô hình nghiên cứu 384.2.2.3 Trình tự tiến hành .384.3 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 .414.3.1 Nội dung nghiên cứu .414.3.2 Phương pháp nghiên cứu 414.3.2.1 Phương pháp luận 414.3.2.2 Mô hình 444.3.2.3 Trình tự tiến hành .454.4 Xác định khả năng lắng của nước thải từ công đoạn xeo giấy và khả năng lắng của bùn hoạt tính .464.4.1 Nội dung nghiên cứu .464.4.2 Phương pháp nghiên cứu .464.4.2.1 Mô hình 464.4.2.2 Cách tiến hành 47CHƯƠNG 5 KẾT QUẢ NGIÊN CỨU THÍ NGHIỆM JARTEST5.1 Các kết quả nghiên cứu thí nghiệm Jartest 485.1.1 Các kết quả xác định hàm lượng phèn và pH tối ưu .485.1.2 Các thí nghiệm xáa đinh hàm lượng PAC,hàm lượng phèn và pH tối ưu .565.2 Kết luận về các thí ngiệm Jartest .675.2.1 Kết luận về các thí ngiệm xác định hàm lượng phèn và pH tối ưu (từ thí ngiệm 01 đến thí ngiệm 04) 675.2.2 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) .68CHƯƠNG 6 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH BÙN HOẠT TÍNH HIẾU KHÍ VÀ CÁC THÍ NGHIỆM LẮNG6.1 Kết quả thí nghiệm mô hình bùn hoạt t ính hiếu khí .696.1.1 Xác định khả năng phân huỷ sinh học của bùn hoạt tính hiếu khí .696.1.2 Xác định các thông số quá trình động học than hoạt tính hiếu khí .736.1.2.1 Xác định thông số k,Ks của quá trình bùn hoạt tính hiếu khí .736.1.2.2 Xác định thông số Y,kd của quá trình bùn hoạt tính hiếu khí .756.2 Kết quả thí nghiệm lắng 776.2.1 Thí ngiệm lắng nước thải công đoạn xeo giấy tại công ty giấy Tân Mai .776.2.2 Thí nghiệm lắng bùn hoạt tính 796.3 Nhận xét và kết luận .816.3.1 Thí nghiệm mô hình bùn hoạt tính hiếu khí 816.3.2 Thí nghiệm xác địng thông số động học .816.3.3 Thí ngiệm lắng .826.3.3.1 Thí ngiệm lắng của nước thải công đoạn xeo giấy tại công ty giấy Tân Mai 826.3.3.2 Thí nghiệm lắng của bùn hoạt tính .82CHƯƠNG 7 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY GIẤY TÂN MAI7.1 Quy trình công nghệ hệ thống xử lý nước thải công ty giấy Tân Mai .837.1.1 Thuyết minh quy trình công nghệ .837.1.2 Sơ đồ quy trình công nghệ .837.2 Tính toán thiết kế các công trình đơn vị 857.2.1 Nước thải từ công đoạn xeo giấy tại Công ty giấy Tân Mai 867.2.1.1 Hố thu nuớc A 867.2.1.2 Song chắn rác A 867.2.1.3 Bể điều hoà A .887.2.1.4 Bể lắng đợt 1A 907.2.2 Nước thải từ công đoạn sản xuất bột giấy CTPM tại Công ty giấy Tân Mai 937.2.2.1 Hố thu nước B .937.2.2.2 Song chắn rác B .937.2.2.3 Bể điều hoà B .957.2.2.4 Bể trộn đứng B .977.2.2.5 Bể phản ứng xoáy hình trụ kết hợp bể lắng đứng đợt 1B 997.2.3 Hòa trộn hai nguồn nước thải để tiếp tục xử lý sau khi các nguồn nước đã qua một số bước xử lý riêng 1037.2.3.1 Ngăn trung hòa .1037.2.3.2 Bể sục khí .1057.2.3.3 Bể lắng 2 .1137.2.3.4 Ngăn chứa bùn .1157.2.3.5 Bể nén bùn .1157.2.3.6 Lọc ép dây đai .1177.2.3.7 Ngăn khử trùng 1197.2.3.8 Bể pha hóa chất .121CHƯƠNG 8 TÍNH TOÁN GIÁ THÀNH HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY GIẤY TÂN MAI8.1 Vốn đầu tư cho từng hạng mục công trình .1238.1.1 Phần xây dựng .1238.1.2 Phần thiết bị .1248.2 Chí phí quản lý và vận hành .1258.2.1 Chi phí nhân công .1258.2.2 Chi phí điện năng .1258.2.3 Chi phí hoá chất 1258.3 Giá thành 1m3 nước thải .126CHƯƠNG 9 QUẢN LÝ VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY GIẤY TÂN MAI9.1 Chạy thử .1279.2 Vận hành hàng ngày 1279.3 Xử lý sự cố 128CHƯƠNG 10 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ10.1 Kết luận .12910.2 Kiến nghị .129 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC

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

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

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

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 41

4.3.2.1 Phương pháp luận 41

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

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

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

7.2.2.5 Bể phản ứng xoáy hình trụ kết hợp bể lắng đứng đợt 1B 99

7.2.3 Hòa trộn hai nguồn nước thải để tiếp tục xử lý sau khi các nguồn nước đã qua một số bước xử lý riêng 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

8.2.2 Chi phí điện năng .125

8.2.3 Chi phí hoá chất 125

8.3 Giá thành 1m3 nước thải .126

CHƯƠNG 9 QUẢN LÝ VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY GIẤY TÂN MAI

9.1 Chạy thử .127

9.2 Vận hành hàng ngày 127

9.3 Xử lý sự cố 128

CHƯƠNG 10 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

10.1 Kết luận .129

10.2 Kiến nghị .129

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC