(73).pdf · iii lêi c¶m ¬n! trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận...
TRANSCRIPT
i
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN -----------------------
Đồng Thị Phương Liên
NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP
NÂNG CAO HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY CỔ PHẦN
GIẤY HOÀNG VĂN THỤ, TỈNH THÁI NGUYÊN
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Hà Nội – 2012
ii
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN -----------------------
Đồng Thị Phương Liên
NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP
NÂNG CAO HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG TY CỔ PHẦN
GIẤY HOÀNG VĂN THỤ, TỈNH THÁI NGUYÊN
Chuyên ngành: Khoa học môi trường
Mã số: 60 85 02
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. Trần Văn Quy
Hà Nội - 2012
iii
Lêi c¶m ¬n!
Trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn này, tôi đã
nhận được sự dạy bảo tận tình của các thầy cô, sự giúp đỡ của các bạn đồng
nghiệp, sự động viên to lớn của gia đình và những người thân.
Trước tiên, tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến các thầy cô giáo trong Khoa
Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội đã
giảng dạy tôi trong những năm qua. Và đặc biệt là thầy TS.Trần Văn Quy, là
người hướng dẫn trực tiếp tôi, thầy đã rất mực quan tâm, giúp đỡ và chỉ bảo tôi
trong quá trình làm luận văn.
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn Ban giám đốc Công ty Cổ phần giấy
Hoàng Văn Thụ, tỉnh Thái Nguyên và các cô chú trong Công ty đã tạo điều kiện
và cung cấp các tài liệu liên quan trong quá trình tôi làm luận văn.
Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban lãnh đạo Trung tâm Quan trắc và Công nghệ
Môi trường Thái Nguyên cùng tập thể anh chị em đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện
thuận lợi để giúp tôi hoàn thành luận văn này.
Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, người thân và bạn
bè đã động viên, khích lệ và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian qua.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Học viên
Đồng Thị Phương Liên
iv
MỤC LỤC MỞ ĐẦU................................................................................................................1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ...............................................................3
1.1. Tổng quan ngành công nghiệp giấy ..............................................................3 1.1.1. Tình hình sản xuất của ngành giấy trong những năm gần đây (từ năm 2006 đến nay) .................................................................................................3 1.1.2. Công nghệ sản xuất giấy và bột giấy....................................................10 1.1.3. Sản xuất giấy từ giấy loại (giấy tái chế) ...............................................15
1.1.3.1. Phân loại giấy...............................................................................15 1.1.3.2. Lợi ích của giấy tái chế.................................................................16 1.1.3.3. Tái chế giấy ở các nước trong khu vực và ở Việt Nam .................17
1.2. Đặc tính nước thải ngành công nghiệp giấy và các biện pháp giảm thiểu, xử lý.......................................................................................................................19
1.2.1. Các nguồn phát sinh nước thải và đặc tính nước thải ngành công nghiệp giấy ...............................................................................................................19 1.2.2. Các biện pháp giảm thiểu và xử lý nước thải trong công nghiệp giấy...23
1.2.2.1. Các biện pháp giảm thiểu nước thải trong công nghiệp giấy ........23 1.2.2.2. Các biện pháp xử lý nước thải trong công nghiệp giấy..................24 1.2.2.3. Một số dây chuyền công nghệ xử lý nước thải giấy ......................26
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................. 29 2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu...............................................................29 2.2. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................29
2.2.1. Phương pháp thu thập tài liệu ..............................................................29 2.2.2. Phương pháp khảo sát ngoài thực địa...................................................29 2.2.3. Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu...............................................29 2.2.4. Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm...................................30 2.2.5. Phương pháp xử lý, đánh giá số liệu ....................................................31 2.2.6. Phương pháp đánh giá công nghệ xử lý nước thải................................31 2.2.7. Phương pháp tính toán theo công thức thực nghiệm.............................33
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN............................. 34 3.1. Khái quát chung về Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ ........................34
3.1.1. Khái quát về lịch sử hình thành và phát triển của Công ty ...................34
v
3.1.2. Thực trạng hoạt động sản xuất của Công ty .........................................35 3.1.2.1. Sản phẩm......................................................................................35 3.1.2.2. Nhu cầu nguyên, nhiên vật liệu và hóa chất ..................................35 3.1.2.3. Các trang thiết bị chính phục vụ sản xuất......................................36 3.1.2.4. Quy trình công nghệ sản xuất .......................................................37
3.2. Hiện trạng phát sinh nước thải và hệ thống thu gom, xử lý nước thải của Công ty .............................................................................................................41
3.2.1. Các nguồn phát sinh nước thải của Công ty .........................................41 3.2.2. Hiện trạng hệ thống thu gom, xử lý nước thải của Công ty ..................41
3.2.2.1. Đối với nước sinh hoạt .................................................................41 3.2.2.2. Đối với nước mưa chảy tràn .........................................................42 3.2.2.3. Đối với nước thải sản xuất............................................................42
3.2.3. Đánh giá công nghệ xử lý nước thải ....................................................50 3.2.3.1. Đánh giá công nghệ xử lý nước thải về mặt kỹ thuật ...................50 3.2.3.2. Đánh giá công nghệ xử lý nước thải về mặt kinh tế ......................56 3.2.3.3. Đánh giá công nghệ xử lý nước thải về mặt môi trường………….58
3.3. Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả xử lý nước thải ..................................61 3.4. Tính toán các công trình xử lý nước thải theo phương án chọn ...................66
3.4.1. Song chắn rác ......................................................................................67 3.4.2. Bể lắng cát và bể điều hòa ...................................................................68 3.4.3. Hệ thống bể tuyển nổi..........................................................................68 3.4.4. Bể Aeroten theo mẻ kế tiếp (SBR).......................................................73 3.4.5. Bể nén bùn ..........................................................................................79 3.4.6. Bể chứa bùn và sân phơi bùn ...............................................................80 3.4.7. Hồ sinh học .........................................................................................80
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ......................................................................81 Kết luận.............................................................................................................81 Khuyến nghị......................................................................................................81
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................... 83
vi
DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1. Tình hình sản xuất giấy của Việt Nam và các nước trong khu vực Đông Á 3 Bảng 2. Thị trường xuất khẩu giấy và sản phẩm từ giấy của Việt Nam 7 tháng đầu năm 2011 ................................................................................................................9 Bảng 3. So sánh công nghệ sản xuất giấy từ các loại nguyên liệu khác nhau..........13 Bảng 4. Tỷ lệ thu hồi giấy đã qua sử dụng ở Châu Á năm 2007 ............................19 Bảng 5. Thành phần và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải của các công đoạn sản xuất giấy .........................................................................................................21 Bảng 6. Tải lượng nước thải và COD của một số loại giấy ...................................22 Bảng 7. Đặc tính nước tuần hoàn của các nhà máy giấy ........................................22 Bảng 8. Đặc tính nước thải đầu vào và chất lượng nước sau xử lý của nhà máy sản xuất giấy của Công ty DIANA ..............................................................................28 Bảng 9. Lượng hóa các tiêu chí đánh giá công nghệ môi trường ...........................31 Bảng 10. Nhu cầu nguyên, nhiên vật liệu và hóa chất sử dụng trong sản xuất .......35 Bảng 11. Danh mục các trang thiết bị chính phục vụ sản xuất của Công ty ..........37 Bảng 12. Kết quả đo, phân tích nước thải sau xử lý thải ra ngoài môi trường của Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ .................................................................47 Bảng 13. Các máy móc, thiết bị sử dụng trong dây chuyền công nghệ xử lý nước thải .......................................................................................................................51 Bảng 14. Giá trị các thông số ô nhiễm đặc trưng sau các công đoạn xử lý .............53 Bảng 15. Các hạng mục xây dựng trong hệ thống xử lý nước thải ........................57 Bảng 16. So sánh ưu, nhược điểm của 2 phương án đề xuất...................................64 Bảng 17. Các thông số chính đầu vào và yêu cầu đặc tính nước thải đầu ra của hệ thống xử lý nước thải cần thiết kế..........................................................................66 Bảng 18. Hệ số không điều hòa K .........................................................................67 Bảng 19. Các thông số đầu vào bể tuyển nổi..........................................................68 Bảng 20. Độ hòa tan của không khí vào nước theo nhiệt độ ..................................69 Bảng 21. Kết quả tính toán bể tuyển nổi ................................................................72 Bảng 22. Giá trị của các thông số đầu ra hệ thống tuyển nổi ..................................73 Bảng 23. Các thông số đầu vào và đầu ra khỏi bể SBR..........................................79
vii
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1. Sơ đồ công nghệ sản xuất giấy kèm dòng thải với nguyên liệu đầu vào là
tre, nứa, gỗ... .........................................................................................................11
Hình 2. Sơ đồ công nghệ sản xuất giấy kèm dòng thải với nguyên liệu đầu vào là
giấy phế liệu ..........................................................................................................12
Hình 3. Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải của công ty Roemond Hà Lan ..................26
Hình 4. Dây chuyền xử lý nước thải Công ty sản xuất giấy DIANA ......................27
Hình 5. Quy trình công nghệ sản xuất giấy của Công ty ........................................38
Hình 6. Sơ đồ tuần hoàn tái sử dụng nước .............................................................44
Hình 7. Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải hiện tại của Công ty .................................45
Hình 8. Diễn biến giá trị của thông số BOD trong nước thải của Công ty từ đợt
1/2010 đến đợt 4/2011 ...........................................................................................48
Hình 9. Diễn biến giá trị của thông số COD trong nước thải của Công ty từ đợt
1/2010 đến đợt 4/2011 ...........................................................................................48
Hình 10. Sơ đồ công nghệ của quá trình tuyển nổi.................................................69
viii
BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT
BOD : Nhu cầu oxy sinh hoá
COD : Nhu cầu oxy hóa học
CHLB : Cộng hòa Liên bang
ERPA : Hiệp hội thu hồi giấy Châu Âu (Emissions Reduction
Purchase Agreement
INEST : Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (Institute for
Environmental Science and Technology)
KN : Kim ngạch
QCVN : Quy chuẩn Việt Nam
TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam
VPPA : Hiệp hội Giấy và Bột giấy Việt Nam (Vietnam Pulp and
Paper Association)
WTO : Tổ chức Thương mại Thế giới (World Trade Organization)
XK : Xuất khẩu
1
MỞ ĐẦU
Trong công cuộc đổi mới, chuyển sang nền kinh tế thị trường định hướng xã
hội chủ nghĩa, đẩy mạnh công nghiệp hoá hiện đại hoá và hội nhập quốc tế, Việt
Nam đã đạt được những thành tựu quan trọng cả về kinh tế và xã hội. Cùng với nhịp
độ tăng trưởng kinh tế cao nhiều vấn đề môi trường cấp bách đang đặt ra, nếu không
được giải quyết thoả đáng và kịp thời thì sẽ cản trở, làm chậm lại tốc độ tăng trưởng
kinh tế và nảy sinh nhiều vấn đề xã hội, đe dọa nghiêm trọng sự phát triển bền vững
của đất nước.
Trong những năm gần đây, các ngành công nghiệp Việt Nam đang phát triển
mạnh mẽ và đóng vai trò rất quan trọng, trong đó có ngành công nghiệp sản xuất
giấy.
Song song với những thuận lợi còn rất nhiều những khó khăn, thách thức mà
ngành giấy Việt Nam cần phải đối mặt trong thời kì hội nhập: công nghệ lạc hậu,
sản lượng thấp, lực lượng lao động cồng kềnh và trình độ thấp, thiếu nguồn nguyên
liệu, vốn, cạnh tranh tăng cao và đặc biệt là ô nhiễm môi trường.
Do đặc trưng của ngành là sử dụng lượng lớn nguyên liệu thô, năng lượng,
nước và các hóa chất trong quá trình sản xuất nên tạo ra một lượng lớn chất thải
(nước thải, khí thải và chất thải rắn) có nguy cơ gây ô nhiễm môi trường nghiêm
trọng nếu không được xử lý. Đặc biệt là nước thải có hàm lượng các chất ô nhiễm
cao và khó xử lý.
Hiện nay, môi trường ở các cơ sở sản xuất giấy này ngày càng bị ô nhiễm
nghiêm trọng, đòi hỏi cần phải có các biện pháp giải quyết hơn bao giờ hết.
Tại các nước tiên tiến, để bảo vệ rừng và môi trường sinh thái, Chính phủ các
nước khuyến khích sử dụng nguồn nguyên liệu thứ cấp và coi đó là nguồn nguyên
liệu rất có giá trị. Trong những năm gần đây, nhiều doanh nghiệp trong và ngoài
nước đã và đang sản xuất giấy từ giấy loại (giấy tái chế), trong đó có Công ty Cổ
phần giấy Hoàng Văn Thụ tỉnh Thái Nguyên.
Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ trải qua quá trình hoạt động từ khi
thành lập cho đến nay đã có nhiều lần nâng công suất và cải tiến công nghệ trong
2
dây chuyền sản xuất cũng như xử lý chất thải. Bên cạnh những giá trị kinh tế - xã
hội mà Công ty đem lại thì vẫn tồn tại một số vấn đề gây tác động xấu đến môi
trường do các nguồn thải phát sinh, đặc biệt là nước thải.
Xuất phát từ thực tiễn trên của ngành giấy nước ta nói chung và của Công ty
Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ nói riêng, tác giả đã chọn đề tài “Nghiên cứu hiện
trạng và đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả xử lý nước thải Công ty Cổ phần
giấy Hoàng Văn Thụ, tỉnh Thái Nguyên” với mục tiêu đánh giá hiện trạng hệ
thống xử lý nước thải của Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ, trên cơ sở đó, đề
xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả xử lý nước thải của Công ty nhằm đảm bảo xử
lý nước thải đạt tiêu chuẩn môi trường trước khi thải ra sông Cầu và giảm thiểu tác
động tới môi trường nước sông Cầu.
Nội dung nghiên cứu bao gồm:
- Khảo sát hiện trạng sản xuất của Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ;
- Điều tra, đánh giá hiện trạng phát sinh và xử lý nước thải tại Công ty;
- Đánh giá công nghệ xử lý nước thải sản xuất đang vận hành tại Công ty;
- Đề xuất các giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả xử lý nước thải sản xuất cho
Công ty;
- Tính toán sơ bộ các công trình xử lý và thiết bị đáp ứng yêu cầu xả thải cho
phương án được đề xuất.
3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Tổng quan ngành công nghiệp giấy
1.1.1. Tình hình sản xuất của ngành giấy trong những năm gần đây (từ năm
2006 đến nay)
Trong những năm gần đây nền kinh tế thế giới gặp nhiều khó khăn và điều
này đã tác động rất lớn đến ngành giấy trong và ngoài nước.
Năm 2006 Việt Nam sản xuất được 503.000 tấn giấy và nhập khẩu 658.000
tấn giấy làm bao bì công nghiệp. Lượng giấy tiêu dùng trong nước năm 2006 là
1.155.000 tấn, trong đó giấy làm bao bì công nghiệp chiếm tới 74%. Như vậy, sản
xuất trong nước mới đáp ứng được 43% nhu cầu, 90% nguyên liệu dùng để sản xuất
giấy bao bì công nghiệp là giấy loại hoặc các tông loại thu gom trong nước và nhập
khẩu. Năm 2006, giấy loại nhập khẩu đã lên tới 300.000 tấn và thu gom trong nước
đạt 270.000 tấn [13]. Tỷ lệ lượng giấy loại nhập khẩu thường lớn hơn lượng giấy
loại thu gom trong nước do giấy loại nhập khẩu được sản xuất từ bột nguyên thuỷ,
còn giấy loại thu gom trong nước là giấy đã được tái chế nhiều lần, khó có thể dùng
để sản xuất sản phẩm có chất lượng cao.
Những số liệu về sản xuất giấy của Việt Nam và các nước trong khu vực
Đông Á năm 2006 được chỉ ra trong Bảng 1.
Bảng 1. Tình hình sản xuất giấy của Việt Nam và các nước trong khu vực
Đông Á [13]
Nước
Sản phẩm
Việt
Nam Philipine Indonesia
Thái
Lan
Nhật
Bản
Hàn
Quốc
Đài
Loan
- Giấy
- Bột
- Giấy loại
1.158
355
600
1.266
120
825
10.537
6.447
5.612
5.173
1.120
33.447
15.766
10.861
582
5.230
420
Sản xuất
- Giấy
- Bột
959
300
950
90
8.853
5.672
4.300
1.100
31.108
10.883
10.703
500
6.646
392
4
- Giấy loại 445 619 2.750 1.721 22.837 3.218
Nhập khẩu
- Giấy
- Bột
- Giấy loại
767
132
300
142
45
564
290
923
2.811
639
409
1.050
1.651
2.365
72
789
2.417
1.211
1.526
895
761
Xuất khẩu
- Giấy
- Bột
- Giấy loại
171
0
160
20
0
3.540
2.801
0
1.071
211
1.218
230
3.887
2.913
0
124
1.411
34
32
Tiêu dùng
- Giấy
- Bột
- Giấy loại
1.155
425
552
932
115
1.183
5.603
3.794
5.561
3.513
1.326
2.771
31.538
12.266
18792
8.648
2.917
8.668
4.762
1.253
3.979
Tiêu dùng* 18,46 16,00 25,40 56,00 246,90 179,10 208,20
Hiệu suất
- Giấy
- Bột
- Giấy loại
83%
85%
38%
85%
12%
52%
84%
88%
49%
84%
99%
49%
96%
39%
72%
99%
86%
75%
68,2%
27%
68,3%
Lao động
- Trực tiếp
- Gom giấy
1,606
6
1,600
120
33
20
Ghi chú: - Đơn vị lao động: 1.000 người.
- Số liệu khác có đơn vị tính là 1.000 tấn.
- Tiêu dùng* = tiêu dùng giấy theo đầu người/năm.
Năm 2007 ngành giấy và bột giấy Việt Nam (gọi chung là ngành giấy Việt
Nam) tiếp tục tăng trưởng ở mức cao. Thị trường giấy và bột giấy tiếp tục phát
triển. Đầu tư vào công nghiệp giấy từ các nhà đầu tư trong nước và nước ngoài rất
sôi động với nhiều dự án quy mô lớn và công nghệ hiện đại.
5
Sang năm 2008 ngành giấy Việt Nam có nhiều biến động do ảnh hưởng của
suy thoái kinh tế thế giới bắt đầu từ năm 2007.
Sự suy thoái kinh tế toàn cầu đã tác động đáng kể đến ngành công nghiệp
giấy và bột giấy thế giới. Sau nhiều năm giá bột, giá giấy tăng vùn vụt ở mức cao
chưa từng có. Từ tháng 6/2008, giá giấy ở khu vực đã bắt đầu giảm và giá bột giảm
theo từ tháng 7/2008. Mức giảm tháng sau cao hơn tháng trước. Giá nhiều loại bột
trong tháng 11/2008 đã ở mức mà mọi người cho rằng đã chạm đáy.
Hàng loạt nhà máy đóng cửa. Nhiều công ty lớn, siêu thị lớn cũng ngừng sản
xuất, giảm sản lượng, đóng cửa bớt nhà máy, dây chuyền. Phần lớn các nhà máy
còn hoạt động, hàng tháng đều ngừng sản xuất 5-7 ngày. Tuy nhiên, lượng bột giấy
và giấy tồn kho trên thế giới đã ở mức cao kỷ lục, trong đó Trung Quốc là nước có
lượng giấy tồn kho lớn nhất thế giới, theo một nhà phân tích, lượng giấy tồn này
khoảng gần 20 triệu tấn [13].
Giá giấy trên toàn thế giới cũng giảm mạnh, thậm chí giá giấy nhập khẩu ở
nhiều nước thấp hơn giá giấy sản xuất nội địa, tệ hơn nữa là bán với giá do người
mua định đoạt. Một nhà phân tích cho biết “Do không thể tiêu thụ thêm được giấy ở
thị trường trong nước dù có giảm giá đến mức nào, nên các nhà sản xuất phải đổ
hàng thừa tồn đọng của mình ra thị trường ngoài nước và bán với mục đích thu hồi
vốn”.
Nhu cầu giấy trong 6 tháng đầu năm 2008 lớn do kim ngạch xuất khẩu và
tiêu dùng cao cho dù chỉ số giá cả tăng hơn năm trước. Dù đã chạy hết công suất,
nhiều công ty không đủ khả năng thoả mãn khách hàng. Muốn mua được giấy nhiều
người phải trả tiền trước hoặc chịu thêm phụ phí.
Xuất khẩu 6 tháng đầu năm 2008 đạt 84.000 tấn (trong đó chủ yếu là giấy
vàng mã đạt 50.000 tấn, giấy in và viết là 10.000 tấn, còn lại là giấy tissue). Như
vậy tiêu dùng biểu kiến trong 6 tháng đầu năm 2008 đạt 1.185.913 tấn. Sản xuất
trong nước đáp ứng được 54% tiêu dùng trong cả nước [13].
Sản xuất giấy trong 6 tháng cuối năm 2008 chỉ bằng 75% sản xuất trong 6
tháng trước đó. Tuy nhiên tốc độ sụt giảm là cực nhanh. So với tháng 7/2008, sản
6
xuất giấy của các tháng 8-11 lần lượt là 90%, 69% và 31%. Dự báo sản xuất tháng
12 chỉ bằng 26% so với tháng 7/2008. Như vậy sản xuất tháng 12/2008 chỉ bằng
25% khả năng sản xuất, làm cho 22.500 lao động không có việc làm.
Xuất khẩu giấy trong nửa cuối năm 2008 giảm từ 12.000-15.000 tấn/tháng
(trong nửa đầu năm 2008) xuống còn 1.000 tấn/tháng [13].
Trong 19 dự án đầu tư vào sản xuất bột giấy và giấy chỉ còn dự án bột An
Hoà và Giấy kraft Vina (Thái Lan) là vẫn tiếp tục hoàn thiện, nhưng sẽ chậm so với
kế hoạch 1 năm, các dự án khác đã tuyên bố ngừng không hạn định.
Theo Tổng Thư ký Hiệp hội Giấy và Bột giấy Việt Nam (VPPA), năm 2009
ngành giấy cũng gặp nhiều khó khăn, không chỉ doanh nghiệp giấy Việt Nam mà cả
doanh nghiệp các nước trong khu vực như Nhật Bản, Trung Quốc. Tuy nhiên, việc
tạm ngừng sản xuất giấy đã mang lại lợi ích cho các nhà sản xuất nhằm cân bằng lại
cung-cầu.
Diễn biến thị trường trong năm 2009, làm cho nhiều doanh nghiệp lỡ nhịp
trong việc ra các quyết định sản xuất, quyết định tăng giá. Thị trường giấy in viết và
giấy làm bao bì có nhiều biến động mạnh hơn so với các loại giấy khác. Thị trường
giấy làm bao bì sau khi “sáng sủa” trong vài tháng giữa năm thì cũng “âm u” trở lại
trong những tháng cuối năm. Năm 2009, hầu hết các doanh nghiệp đều có lãi, tiêu
dùng giấy năm 2009 cao hơn năm 2008 chút ít (gần 2%). Sản lượng toàn ngành đạt
được cao hơn năm 2008 đạt 2,14%, bao bì 6%. Đây là một kết quả khá khả quan,
bởi năm 2009 có 7 tháng sản xuất cật lực còn 5 tháng, trong đó có 2 tháng khó khăn
và 3 tháng cực kỳ khó khăn [2].
Thị trường giấy châu Á tăng trưởng vững chắc trong năm 2010, đạt 6 – 7%.
Thị trường giấy báo, giấy in, giấy viết đều phát triển thuận lợi theo sau sự tăng
trưởng trở lại của nền kinh tế, do sự phục hồi của các thị trường in ấn, quảng cáo và
tiêu dùng giấy trong kinh doanh. Sự đảo chiều của hàng tồn kho phần nào cũng góp
phần phục hồi nhu cầu tiêu dùng giấy. Sự tăng trưởng thể hiện ở nhu cầu giấy in
báo tăng thêm 780.000 tấn, nhu cầu giấy in/viết tăng 2,9 triệu tấn (trong đó 1,2 triệu
tấn giấy từ bột hóa không tráng phủ và 1,35 triệu tấn giấy tráng phủ) [4].
7
Sự phục hồi rộng khắp trong khu vực, dẫn đầu là Ấn Độ và Trung Quốc với
tổng nhu cầu giấy báo tăng thêm 550.000 tấn và giấy in/viết tăng 2,1 triệu tấn. Nhu
cầu giấy của các nước trong khu vực hầu hết đều tăng trở lại sau sự sụt giảm năm
2009. Ngoại lệ có Nhật bản, nhu cầu giấy báo giảm nhưng nhu cầu giấy in/viết tăng
tương ứng sự giảm sút nhu cầu của giấy báo [4].
Trong 4 chủng loại giấy in/viết chính, giấy làm từ bột cơ phát triển nhanh
hơn, nhưng phần lớn sản lượng là giấy làm từ bột hóa. Nhu cầu giấy tráng phủ năm
2010 tăng 6% (trong khi năm 2009 giảm 7%), bù trừ tăng 710.000 tấn so với năm
2009. Nhu cầu giấy không tráng phủ tăng 5%, bù trừ tăng 1% so với năm 2009. Nhu
cầu giấy tráng phủ từ bột cơ tăng 19%, do sự tăng trưởng mạnh ở Trung Quốc [4].
Sau một năm 2009 ảm đạm, năm 2010 ngành giấy Việt Nam cũng có sự
phục hồi vượt bậc. Trong năm 2010, một số nhà máy sản xuất giấy đi vào hoạt
động, góp phần tăng sản lượng giấy sản xuất trong nước, ước sản lượng giấy sản
xuất cả năm đạt 1,85 triệu tấn, tăng 9,7% so với năm 2009, chủ yếu là giấy in, giấy
viết và giấy làm bao bì. Năm 2010, nhập khẩu giấy ở Việt Nam giảm dần ở tất cả
các loại giấy kể cả giấy tráng phấn, do khả năng sản xuất của các công ty giấy ở
Việt Nam đã tăng lên, chất lượng giấy ngày càng được cải thiện. Những mặt hàng
lâu nay Việt Nam phải nhập khẩu (giấy làm bao bì công nghiệp, giấy tissue) đã dần
được thay thế bằng sản phẩm nội địa [4].
Hiện nay ngành công nghiệp giấy đang phát triển mạnh mẽ không chỉ trên
thế giới mà ngay cả với các công ty, doanh nghiệp trong nước cũng có sự cạnh tranh
khốc liệt. Một mặt để giành thị trường cung cấp nguyên liệu và tiêu thụ mặt hàng,
mặt khác gây tầm ảnh hưởng lên nền phát triển công nghiệp giấy của nước nhà.
Trong 6 tháng đầu năm 2011, tình hình sản xuất của ngành giấy Việt Nam
tương đối ổn định, sản lượng giấy, bìa các loại ước đạt 925,7 nghìn tấn, tăng 11,2%
so với cùng kỳ năm trước [3].
Sản lượng giấy sản xuất tháng 7/2011 ước đạt 181 nghìn tấn, tăng 10% so
với tháng 6 và tăng 11% so với tháng 7/2010. Nhờ chủ động sản xuất, đảm bảo
8
nguồn cung và phối hợp chặt chẽ với cơ quan quản lý thị trường nên giá giấy trong
tháng khá ổn định, đặc biệt là mặt hàng giấy in, giấy viết [3].
Theo số liệu thống kê, kim ngạch xuất khẩu giấy và các sản phẩm từ giấy
của Việt Nam tháng 7/2011 đạt 32,3 triệu USD, giảm 16,4% so với tháng trước và
giảm 10,2% so với cùng tháng năm ngoái, nâng tổng kim ngạch xuất khẩu giấy và
các sản phẩm từ giấy của Việt Nam 7 tháng đầu năm 2011 đạt 246,7 triệu USD,
tăng 7,6% so với cùng kỳ năm ngoái, chiếm 0,5% trong tổng kim ngạch xuất khẩu
hàng hoá của cả nước 7 tháng đầu năm 2011 [3].
Hoa Kỳ dẫn đầu thị trường về kim ngạch xuất khẩu giấy và các sản phẩm từ
giấy của Việt Nam 7 tháng đầu năm 2011 đạt 58 triệu USD, giảm 5% so với cùng
kỳ, chiếm 23,7% trong tổng kim ngạch [3].
Phần lớn thị trường xuất khẩu giấy và các sản phẩm từ giấy của Việt Nam 7
tháng đầu năm 2011 đều có tốc độ tăng trưởng mạnh về kim ngạch: Đức đạt 1,7
triệu USD, tăng 281,8% so với cùng kỳ, chiếm 0,7% trong tổng kim ngạch; tiếp
theo đó là Anh đạt 470 nghìn USD, tăng 200,8% so với cùng kỳ, chiếm 0,2% trong
tổng kim ngạch; Trung Quốc đạt 3,6 triệu USD, tăng 79,7% so với cùng kỳ, chiếm
1,5% trong tổng kim ngạch; sau cùng là Indonesia đạt 4,7 triệu USD, tăng 65,5% so
với cùng kỳ, chiếm 1,9% trong tổng kim ngạch [3].
Ngược lại, một số thị trường xuất khẩu giấy và các sản phẩm từ giấy 7 tháng
đầu năm 2011 có độ suy giảm: Hồng Kông đạt 512,8 nghìn USD, giảm 96,6% so
với cùng kỳ, chiếm 0,2% trong tổng kim ngạch; tiếp theo đó là Nhật Bản đạt 38,4
triệu USD, giảm 23,4% so với cùng kỳ, chiếm 15,6% trong tổng kim ngạch; Hoa
Kỳ đạt 58 triệu USD, giảm 5% so với cùng kỳ, chiếm 23,7% trong tổng kim ngạch;
sau cùng là Ôxtrâylia đạt 11,6 triệu USD, giảm 1,6% so với cùng kỳ, chiếm 4,7%
trong tổng kim ngạch [3].
9
Bảng 2. Thị trường xuất khẩu giấy và sản phẩm từ giấy của Việt Nam 7
tháng đầu năm 2011 [3]
Stt Thị trường
Kim ngạch
XK 7T/2010
(USD)
Kim ngạch
XK 7T/2011
(USD)
% tăng, giảm
KN so với
cùng kỳ
1 Anh 156.242 469.999 + 200,8
2
Tiểu vương
quốc Ả rập
thống nhất
- 2.340.271 -
3 Campuchia 8.783.052 10.213.375 + 16,3
4 Đài Loan 39.619.895 43.541.174 + 9,9
5 Đức 443.081 1.691.780 + 281,8
6 Hàn Quốc 4.256.402
7 Hoa Kỳ 61.514.676 58.443.075 - 5,0
8 Hồng Kông 15.254.168 512.819 - 96,6
9 Indonesia 2.864.025 4.738.616 + 65,5
10 Malaysia 9.686.713 12.315.652 + 27,1
11 Nhật Bản 50.161.813 38.434.343 - 23,4
12 Ôxtrâylia 11.810.229 11.615.614 - 1,6
13 Philippine 3.396.718 3.773.581 + 11,0
14 Singapore 10.781.569 13.516.274 + 25,4
15 Thái Lan 3.406.422 5.315.496 + 56,0
16 Trung Quốc 2.026.933 3.642.212 + 79,7
Tổng 229.361.644 246.734.612 + 7,6
Dự báo trong trung hạn, tổng cầu giấy in/viết Châu Á sẽ tăng trung bình
4,2% /năm, nâng tổng sản lượng lên 53 triệu tấn vào năm 2015, tức tăng thêm 10
triệu tấn so với năm 2010. Trung Quốc sẽ thống lĩnh sự tăng trưởng trong khu vực,
chiếm 67% lượng tăng thêm do nhu cầu sẽ tăng 6,7 triệu tấn tính từ năm 2010 đến
10
năm 2015. Ấn Độ đứng thứ hai trong khu vực về sản lượng tăng thêm do có dân số
khổng lồ, chiếm 15% sự tăng trưởng của khu vực, tức 1,5 triệu tấn [1].
Theo Hiệp hội Giấy và Bột giấy Việt Nam (VPPA), dự báo năm 2015 tiêu
dùng giấy ở Việt Nam lên tới 6 triệu tấn, tiêu dùng tính theo đầu người tăng so với
trung bình hiện nay từ 20 kg/người/năm lên 60kg/người/năm. Mặt khác, theo cam
kết khi gia nhập WTO, Việt Nam sẽ giảm dần thuế suất nhập khẩu, giấy in báo, giấy
in, viết và các loại giấy khác xuống còn 20% vào năm 2012. Như vậy, có thể thấy
tiềm năng và cơ hội phát triển ngành giấy ở nước ta là rất lớn, đồng thời cũng phản
ánh sự phát triển của đất nước trong thời gian không xa [13].
1.1.2. Công nghệ sản xuất giấy và bột giấy
Hiện nay, có rất nhiều công nghệ sản xuất giấy và bột giấy, tùy theo từng
loại nguyên liệu, loại sản phẩm sẽ có nhiều công nghệ sản xuất khác nhau. Hai sơ
đồ công nghệ sản xuất giấy điển hình với hai nguồn nguyên liệu đầu vào khác nhau
(từ nguyên liệu thô - tre, nứa, gỗ... và từ giấy phế liệu) được mô tả trên Hình 1 và 2.
11
Hình 1. Sơ đồ công nghệ sản xuất giấy kèm dòng thải với nguyên liệu đầu vào là
tre, nứa, gỗ...
Hơi nước
Nước
Dầu
Dịch đen
Hơi nước
Nước
Sản phẩm
Sấy, cắt cuộn
Xeo giấy Nước thải có SS, BOD5, COD cao
Nước ngưng
Nghiền bột
Nước rửa
Hóa chất tẩy
Nước thải có SS, BOD5, COD cao
Phèn
Tẩy trắng
Rửa
Nấu
Cô đặc - đốt – xút hóa
Dung dịch kiềm tuần hoàn
Nước ngưng
Nước ngưng Hóa chất nấu
Nước thải có độ màu, BOD5, COD cao
Gia công nguyên liệu thô
Nguyên liệu thô (tre, nứa, gỗ...)
Nước rửa Nước thải chứa tạp chất
Chất độn, phụ gia
12
Hình 2. Sơ đồ công nghệ sản xuất giấy kèm dòng thải với nguyên liệu đầu vào là giấy phế liệu
Nước thải có độ màu, BOD5, COD cao
Nước thải có SS, BOD5, COD cao
Hơi nước
Cắt, cuộn
Sản phẩm
Sấy
Bể chứa tổng hợp
Xeo giấy
Tẩy trắng
Nước thải có SS, BOD5, COD cao
Máy nghiền
Giấy phế liệu
Nước
Hóa chất tẩy trắng
Nước
Chất phụ gia (dầu, bột đá,
tinh bột...)
Nước ngưng
13
So sánh một số các thông số của 2 công nghệ sản xuất giấy từ các loại nguyên
liệu khác nhau được đưa ra trong Bảng 3.
Bảng 3. So sánh công nghệ sản xuất giấy từ các loại nguyên liệu khác nhau
Stt Nguyên liệu Thô (tre, nứa, gỗ...) Giấy phế liệu
1 Công nghệ Phức tạp, nhiều thiết bị Đơn giản và ít thiết bị
hơn
2 Quy mô sản xuất Lớn và vừa Vừa và nhỏ
3
Chủng loại sản
phẩm
Đa dạng (gồm cả sản xuất
giấy và bột giấy)
Kém đa dạng hơn (hầu
hết là không sản xuất bột
giấy mà chỉ sản xuất giấy
thành phẩm)
4 Mức độ ô nhiễm
môi trường
Mức độ ô nhiễm lớn (do có
nhiều công đoạn sản xuất
cần nhiều nước và hóa chất)
Mức độ ô nhiễm ít hơn
Một số công đoạn chính trong sản xuất giấy [17]
* Gia công nguyên liệu thô
Công đoạn này bao gồm việc rửa sạch nguyên liệu, loại bỏ các tạp chất và
cắt mảnh theo kích cỡ thích hợp đáp ứng yêu cầu của phương pháp sản xuất bột
giấy.
* Nấu bột
Mục đích của công đoạn này là tách các thành phần không phải Xenlulo
(chủ yếu là lignin và hemixenlulo) ra khỏi nguyên liệu ban đầu để nâng cao chất
lượng bột giấy. Công đoạn này chỉ có trong công nghệ sản xuất giấy đi từ nguồn
nguyên liệu thô (tre, nứa gỗ...).
14
* Rửa bột
Mục đích của công đoạn là tách bột Xenlulo ra khỏi dịch nấu (còn gọi là
dịch đen). Dịch đen bao gồm các hợp chất chứa Na, chủ yếu là Natrisunfat
(Na2SO4), ngoài ra còn chứa NaOH, Na2S, Na2SO3 và lignin cùng các sản phẩm
phân hủy hydratcacbon – axit hữu cơ. Quá trình rửa bột thường sử dụng nhiều nước
sạch, lượng nước sử dụng cần hạn chế đến mức tối thiểu nhưng vẫn đảm bảo sao
cho tách bột Xenlulo đạt hiệu quả cao, nồng độ kiềm trong dịch đen và độ pha loãng
là nhỏ nhất để giảm chi phí cho quá trình xử lý tái thu hồi kiềm.
* Tẩy trắng
Với yêu cầu sản xuất các loại giấy cao cấp, có độ trắng cao, bột giấy cần
phải được tẩy trắng. Mục đích của tẩy trắng là tách phần lignin còn lại và một số
thành phần khác không phải Xenlulo như Hemixenlulo. Các tác nhân tẩy thường
dùng để tẩy trắng bột giấy là Natri hypoclorit (NaOCl), Canxi hypoclorit
(Ca(OCl)2), Dioxit Clo (ClO2), Hydropeoxit (H2O2) và Ozon (O3).
* Nghiền bột
Mục đích của nghiền bột là làm cho xơ sợi được hydrat hóa, dẻo dai, tăng bề
mặt hoạt tính, giải phóng gốc hydroxyl làm tăng diện tích bề mặt, tăng độ mềm mại,
hình thành độ bền của tờ giấy. Sau công đoạn nghiền bột, bột giấy được trộn với các
chất độn và các chất phụ gia để đưa đến bộ phận xeo giấy.
* Xeo giấy
Là quá trình tạo hình sản phẩm trên lưới và nước để giảm độ ẩm của giấy.
Quá trình này sử dụng các lưới xeo, nước lọt qua mắt lưới, bột giấy được giữ lại
trên bề mặt của lưới xeo tạo thành hình tờ giấy.
Quá trình này phát sinh rất nhiều nước thải. Đặc biệt là trong nước thải có
chứa xơ sợi Xenlulo (gọi là dịch trắng) làm tăng hàm lượng TSS, BOD5, COD trong
nước thải. Ngoài ra trong quá trình xeo giấy còn sử dụng một số chất phụ gia, hóa
chất theo yêu cầu của giấy thành phẩm như chống thấm, chống nhòe. Lượng dư của
những hóa chất này cũng đi vào dòng nước thải.
15
* Sấy, cuộn
Mục đích là làm cho giấy khô và tạo kích thước theo yêu cầu cho giấy. Quá
trình này sử dụng năng lượng điện và than là chủ yếu.
* Thu hồi hóa chất
Mục đích là để đạt được hiệu quả kinh tế cao, đối với quy trình công nghệ
sản xuất bột giấy bằng phương pháp hóa học cần có bộ phận thu hồi hóa chất.
Chẳng hạn việc tái sinh kiềm từ dịch đen của phương pháp sunfat bao gồm các giai
đoạn:
- Cô đặc để giảm lượng nước.
- Đốt dịch đã qua cô đặc ở nhiệt độ cao (T > 5000C) với mục đích làm cho
các chất hữu cơ cháy hoàn toàn tạo thành CO2 và H2O, còn thành phần vô cơ của
dịch đen sẽ tạo thành cặn tro hoặc cặn nóng chảy gọi là kiềm đỏ.
- Xút hóa kiềm đỏ bằng dung dịch kiềm loãng và sữa vôi Ca(OH)2. Sau đó
tách bùn vôi và dung dịch trắng bao gồm NaOH, Na2S, Na2SO3, Na2SO4.
1.1.3. Sản xuất giấy từ giấy loại (giấy tái chế)
Thuật ngữ “giấy tái chế” dùng ở đây để chỉ giấy sản xuất từ giấy thải loại
(đã qua sử dụng như: báo, tạp chí đã đọc xong, bao bì giấy-hòm hộp). Còn “giấy
nguyên thuỷ” là giấy sản xuất từ gỗ (gỗ-bột gỗ-giấy) hoặc các xơ sợi xenlulo khác.
1.1.3.1. Phân loại giấy
a/ Giấy tái chế được
Giấy văn phòng (công văn, bản copy, biểu mẫu…); giấy báo, tấm các, bản in
máy tính (đục lỗ mép); phong bì và các bìa kẹp giấy (loại bỏ chất dẻo, kim loại); các
tài liệu kinh doanh thông thường, bản giới thiệu hàng, tạp chí, bản tin, các báo cáo,
sổ và danh bạ điện thoại (loại bỏ bìa chất dẻo và các đinh ghim kim loại); các tông
sóng và ống lõi giấy vệ sinh; giấy bao gói (nếu không tráng phủ chất dẻo).
b/ Giấy không tái chế
Giấy fax cảm nhiệt; giấy dính (ghi ghi chú); giấy trong suốt để trình diện;
giấy các bon; giấy bóng kính; giấy nhuộm màu toàn bộ; giấy phủ chất dẻo hay sáp
(hộp đựng sữa, giấy gói kẹo, hộp đựng các loại nước uống…); hộp đựng cơm trưa;
16
cốc và đĩa giấy; giấy lau; khăn lau đã dùng; phim; giấy tự dính hay băng keo; giấy
buộc gói quà; giấy hay bìa đựng sơn, hoá chất, thực phẩm…
1.1.3.2. Lợi ích của giấy tái chế [10]
Sử dụng giấy tái chế làm giảm đáng kể lượng bột nguyên thuỷ cần dùng,
giảm lượng gỗ phải khai thác, giảm lượng nước cần dùng và năng lượng, giảm các
chất thải gây ô nhiễm. Thêm nữa mỗi tấn giấy được tái chế là giảm đi một tấn giấy
phải chôn lấp hoặc đốt để huỷ bỏ- cả hai đều phát thải khí cacbon chứa trong giấy.
Tái chế giấy đã góp phần gìn giữ tài nguyên thiên nhiên. Tái chế một tấn giấy giữ
được 17 cây gỗ, 1.400 lít dầu, 26,5m3 nước và 3,3m3 đất chôn lấp. Nguyên liệu
dùng để sản xuất giấy gồm giấy đã qua sử dụng và bột giấy sản xuất từ gỗ hoặc phi
gỗ. Giấy tái chế không những là lựa chọn đúng nhất để bảo vệ môi trường mà lợi
ích về mặt kinh tế ngày càng tăng khi công nghệ sản xuất giấy tái chế ngày càng
được cải tiến và hoàn thiện hơn. Xơ sợi tái chế không chỉ dùng để sản xuất giấy làm
bao bì, giấy in báo, giấy tissue mà còn dùng để pha trộn với bột nguyên thuỷ với
một tỷ lệ ngày càng cao trong sản xuất giấy cao cấp hơn. Có thể nói, xơ sợi tái chế
ngày nay có thể có mặt trong hầu hết các loại giấy thương mại.
Tỉ lệ giấy đã qua sử dụng dùng làm nguyên liệu trong tổng nguyên liệu dùng
để sản xuất giấy ở các nước như sau: Malaysia-87%; Philippines-79%; Thái Lan-
72%; Đài Loan- 70%; Trung Quốc-65%; Nhật Bản-65%; Việt Nam-70%.
Mặt khác giấy có thể tái chế đi tái chế lại tới 6 lần, trước khi chôn lấp hoặc
đốt bỏ, nên các nước đều có chính sách khuyến khích thu gom và tái chế giấy, trong
đó bao gồm một số quy định có tính bắt buộc. Năm 2007, trên toàn thế giới lượng
giấy tái chế là 208 triệu tấn, bằng 53% lượng giấy sản xuất ra, trong đó có 49 triệu
tấn được xuất nhập khẩu.
Hiệp hội giấy thu hồi Châu Âu (ERPA) vừa công bố tỷ lệ tái chế giấy và
giấy bìa ở châu lục này đã đạt 64,5% năm 2007.
Theo Quy hoạch điều chỉnh phát triển ngành công nghiệp giấy Việt Nam
đến năm 2010, tầm nhìn 2020 nước ta sẽ đầu tư xây dựng một số nhà máy sản xuất
giấy bao bì (giấy bao bì thông thường và bao bì cao cấp), giấy công nghiệp để đáp
17
ứng nhu cầu giấy bao bì và nguyên liệu cho sản xuất công nghiệp, vì vậy nhu cầu sử
dụng giấy loại ở Việt Nam cũng sẽ tăng lên.
1.1.3.3. Tái chế giấy ở các nước trong khu vực và ở Việt Nam [1]
a/ Trung Quốc
Nhập khẩu giấy thu hồi từ Mỹ: 43%, từ Nhật: 18%, từ Anh: 9%...Hiệu suất
tái chế giấy: 62%.
Theo báo cáo của Hiệp hội Giấy Trung Quốc tại Hội nghị Giấy Châu Á (15-
17/10/2008) tại Osaka, Nhật Bản thì thu gom giấy đã qua sử dụng chưa trở thành
một ngành công nghiệp vì nhận thức của xã hội chưa cao, các doanh nghiệp tái chế
phần lớn là doanh nghiệp quy mô nhỏ, kỹ thuật lạc hậu. Để thực hiện chính sách
phát triển ngành giấy Trung Quốc, một chính sách về thu gom và tái chế giấy thu
hồi chuẩn bị được ban hành đề cập toàn diện vấn đề từ giáo dục cộng đồng, những
quy định kỹ thuật, thị trường và công cụ tài chính để khuyến khích và phát triển
công nghiệp tái chế giấy.
Trung Quốc đã ban hành nhiều chính sách nhằm tăng hiệu quả việc thu hồi
giấy cho sản xuất. Tăng tỷ lệ giấy thu hồi hiện nay từ 31% lên 34% vào năm 2010.
Tuy nhiên sau kết quả khích lệ năm 2007, nay mục tiêu ngành giấy Trung Quốc đã
cao hơn, đến năm 2010 tỷ lệ thu hồi là 40% với hiệu suất 63% và năm 2015, tỉ lệ
thu hồi là 45%và hiệu suất đạt 45%.
b/ Nhật Bản
Hiệu suất tái chế giấy (chung) là 61,4% năm 2007 và công nghiệp Giấy Nhật
Bản đặt mục tiêu đạt hiệu suất này ở mức 62% vào năm 2010. 80% xuất khẩu giấy
đã qua sử dụng của Nhật Bản là vào Trung Quốc.
Các nhà sản xuất giấy Nhật Bản nỗ lực xây dựng thị trường ở nước ngoài vì
thị trường trong nước đã bão hoà.
c/ Đài Loan
70% lượng giấy của Đài Loan năm 2007 là giấy làm bao bì, vì vậy Đài Loan
sử dụng đến 73% giấy đã qua sử dụng làm nguyên liệu sản xuất (4,412 triệu tấn),
trong đó hòm hộp các tông cũ – OCC là chính và cũng vì vậy hiệu suất tái chế giấy
18
đạt 88%. Thu gom giấy đã qua sử dụng trong nước đạt 3,2 triệu tấn/năm, giảm phát
thải tương đương 3 triệu tấn cacbon đioxit.
d/ Hàn Quốc
Hàn Quốc đã coi giấy đã qua sử dụng là nguyên liệu chính sản xuất giấy,
năm 2007 chiếm 76% trong tất cả các loại nguyên liệu, tức 9,147 triệu tấn (61% là
hòm hộp các tông cũ-OCC, 25% là giấy báo cũ-ONP). Giấy đã qua sử dụng thu
gom trong nước năm 2007 đạt 8 triệu tấn, nhập khẩu đạt 1,149 triệu tấn, tỉ lệ thu hồi
giấy đã qua sử dụng là 67%.
e/ Việt Nam
Tỷ lệ giấy thu gom trong nước trong tổng lượng giấy thu hồi sử dụng đã
tăng từ 48% (1999) lên 50% (2007). Lượng giấy thu hồi nhập khẩu vào Việt Nam từ
nhiều nước nhưng chủ yếu là Mỹ, Nhật Bản, New Zealand. Những loại chính được
nhập khẩu: giấy hòm hộp các tông cũ (OCC), giấy báo cũ (ONP), tạp chí cũ
(OMG), giấy lề (dẻo giấy, lề giấy-phế thải trong gia công…), giấy đứt, giấy trộn
lẫn.
Năm 2008, ngành giấy Việt Nam đã tái chế 700.000 tấn giấy đã qua sử
dụng, nhờ đó tránh chặt hạ 7 triệu m3 gỗ rừng, tương đương 64.500 ha rừng trồng,
tiết kiệm 2.800.000MWh; tương đương một nhà máy điện công suất 388MW; tiết
kiệm 22,4 triệu m3 nước; 2,1 triệu m3 đất chôn lấp hay 169 ha đất chôn lấp; 630 tấn
CO2.
Giấy loại là nguồn nguyên liệu chính để sản xuất bao bì. Việc thu gom giấy
loại có tác động trực tiếp đến nguồn cung cho ngành công nghiệp này.
Từ đầu năm 2007 đến nay, nhiều doanh nghiệp trong và ngoài nước đã và
đang chuẩn bị những dự án sản xuất giấy bao bì có chất lượng cao với quy mô
tương đối lớn vì nhận rõ nhu cầu giấy làm bao bì ngày càng cao về cả lượng và chất
(Lee & Man, An Hoà, Siam Kraft, Tân Mai, An Bình, Giấy Sài Gòn, Hoàng Văn
Thụ, Vĩnh Phú…). Những dự án này sẽ đi vào sản xuất trong khoảng 2009-2010.
Do vậy, để phát triển ngành công nghiệp bao bì, ngoài sự nỗ lực của các
doanh nghiệp còn cần có sự quan tâm của nhà nước như khuyến khích thu gom giấy
19
loại trong nước, tạo điều kiện thuận lợi cho các doanh nghiệp sản xuất được nhập
khẩu nguyên liệu (giấy loại) để sản xuất, tất nhiên nguyên liệu đó phải đáp ứng các
quy định của Chính phủ và Luật Bảo vệ Môi trường.
Hiện nay, để bảo vệ tài nguyên rừng và môi trường sinh thái Chính phủ các
nước tiên tiến khuyến khích sử dụng nguồn nguyên liệu thứ cấp và coi đó là nguồn
nguyên liệu rất có giá trị. Nhật Bản có tới 90% nguyên liệu sản xuất giấy là từ giấy
loại. Thái Lan, Indonesia, Trung Quốc là những quốc gia có ngành công nghiệp
giấy rất phát triển cũng có những chính sách rất mềm dẻo để đảm bảo nguồn cung
nguyên liệu này trong nước, đồng thời bảo vệ môi trường sinh thái của quốc gia
mình.
Tỷ lệ thu hồi giấy đã qua sử dụng ở Châu Á-2007 được chỉ ra trong Bảng 4.
Bảng 4. Tỷ lệ thu hồi giấy đã qua sử dụng ở Châu Á năm 2007 [1]
Stt Tên nước Tỷ lệ 1 (%)
1 Hoa Kỳ 87
2 Nhật Bản 74
3 Đài Loan 68
4 Hàn Quốc 67
5 Thái Lan 65
6 Malaysia 61
7 Trung Quốc 38
8 Ấn Độ 28
9 Việt Nam 25
Ghi chú: Tỉ lệ1 = Giấy đã dùng/Tổng lượng giấy tiêu dùng
1.2. Đặc tính nước thải ngành công nghiệp giấy và các biện pháp giảm thiểu,
xử lý
1.2.1. Các nguồn phát sinh nước thải và đặc tính nước thải ngành công nghiệp
giấy
Lượng nước được sử dụng trong ngành giấy rất lớn, tùy theo từng công nghệ
và sản phẩm mà lượng nước cần thiết để sản xuất 1 tấn giấy có thể dao động từ 200
20
– 500 m3 [17]. Nước được sử dụng cho các công đoạn như rửa nguyên liệu, nấu, tẩy
trắng, xeo, sấy, hầu như tất cả lượng nước thải đều mang theo những tạp chất, hóa
chất, bột giấy, các chất ô nhiễm dạng hữu cơ và vô cơ nếu như không có những hệ
thống tuần hoàn tái sử dụng và hệ thống xử lý nước thải.
Các dòng thải chính của các nhà máy sản xuất giấy và bột giấy bao gồm:
- Dòng thải rửa nguyên liệu bao gồm các chất hữu cơ hòa tan, đất đá, thuốc
bảo vệ thực vật, vỏ cây...
- Dòng thải của quá trình nấu và rửa sau nấu chứa phần lớn các chất hữu cơ
hòa tan, các hóa chất nấu và một phần xơ sợi. Dòng thải có màu tối nên được gọi là
dịch đen. Dịch đen có nồng độ chất khô khoảng 25 – 35%, tỷ lệ giữa chất hữu cơ và
vơ cơ là 70:30 [17].
Thành phần hữu cơ chủ yếu trong dịch đen là lignin hòa tan vào dung dịch
kiềm (30 – 35% khối lượng chất khô). Ngoài ra là những sản phẩm phân hủy
hydratcacbon, axit hữu cơ. Thành phần vô cơ bao gồm những hóa chất nấu, một
phần nhỏ là Na2S tự do, NaOH, Na2CO3, còn phần nhiều là Na2SO4 liên kết với các
chất hữu cơ trong kiềm. Ở những nhà máy lớn, dòng thải này được xử lý để thu hồi
tái sinh sử dụng lại kiềm bằng phương pháp cô đặc - đốt cháy các chất hữu cơ - xút
hóa. Đối với những nhà máy nhỏ thường không có hệ thống thu hồi dịch đen, dòng
thải này được thải cùng các dòng thải khác của nhà máy gây tác động xấu đến môi
trường.
- Dòng thải từ công đoạn tẩy của nhà máy sản xuất bột giấy bằng phương
pháp hóa học và bán hóa chứa các hợp chất hữu cơ, lignin hòa tan và các hợp chất
tạo thành của các chất đó với hóa chất tẩy ở dạng độc hại, có khả năng tích tụ sinh
học trong cơ thể sống như các hợp chất clo hữu cơ (AOX), làm tăng AOX trong
nước thải, dòng thải này có độ màu, BOD5, COD cao. Đây là dòng thải chứa các
chất có độc tính nguy hiểm và khó phân hủy sinh học.
- Dòng thải từ quá trình nghiền bột và xeo giấy chứa chủ yếu là xơ sợi mịn,
bột giấy ở dạng lơ lửng và các chất phụ gia (nhựa thông, phẩm màu, cao lanh...).
21
- Dòng thải từ các khâu rửa thiết bị, rửa sàn, dòng chảy tràn bề mặt có hàm
lượng các chất lơ lửng, các hóa chất rơi vãi. Dòng thải này không liên tục.
- Nước ngưng của quá trình cô đặc trong hệ thống xử lý thu hồi hóa chất từ
dịch đen (nếu có hệ thống thu hồi). Mức độ ô nhiễm của nước ngưng phụ thuộc vào
các loại gỗ, công nghệ sản xuất.
Thành phần và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải của các công đoạn
sản xuất giấy chính được đưa ra trong Bảng 5.
Bảng 5. Thành phần và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải của các
công đoạn sản xuất giấy [17]
Các công đoạn chính Stt
Thành
phần
Đơn
vị Nấu Xeo Chưng
1 pH - 9-11 6-7 7-8
2 Màu Pt-Co 14500-15000 400-450 2480
3 TSS (mg/L) 2100-2200 2100-2200 800-900
4 COD (mg/L) 12300-12500 200-300 1800-1900
5 BOD (mg/L) 480-500 180-220 700-900
- Dòng thải từ công nghệ xeo giấy chứa chủ yếu bột giấy và các chất phụ gia.
Nước này được tách ra từ các bộ phận của máy xeo giấy như khử nước, ép giấy.
Phần lớn dòng thải này được tuần hoàn sử dụng trực tiếp cho giai đoạn tạo hình
giấy hay cho công đoạn chuẩn bị nguyên liệu vào máy xeo hoặc có thể gián tiếp sau
khi nước thải được qua bể lắng thu hồi giấy và xơ sợi.
Khảo sát 3050 nhà máy xeo giấy trên thế giới cho thấy, định mức nước cấp
trung bình 80 m3 cho 1 tấn giấy. Ở CHLB Đức, nước thải từ các nhà máy giấy đã
giảm đi rất nhiều do có sử dụng dòng tuần hoàn từ bể lắng thu hồi bột, sợi. Tải
lượng nước thải và COD trong nước thải của một số loại giấy Mobius liệt kê trong
Bảng 6 [24].
22
Bảng 6. Tải lượng nước thải và COD của một số loại giấy [24]
Giấy sản phẩm Nước thải
(m3/1 tấn sản phẩm)
COD
(kg/1 tấn sản phẩm)
Giấy không gỗ
- Loại thường
- Loại đặc biệt
10÷80
50÷350
3÷9
Giấy từ gỗ 5÷40 15÷25
Giấy từ giấy phế liệu 5÷30 20÷30
Nước tuần hoàn nhiều lần thì hàm lượng các chất ô nhiễm trong nước càng
tăng. Kết quả khảo sát 7 đến 9 nhà máy sản xuất giấy bao bì từ nguyên liệu đầu là
giấy phế liệu cho thấy đặc tính của nước tuần hoàn trong một hệ kín có hàm lượng
canxi, sunfat, clorit cao (Bảng 7). Đây cũng là vấn đề lớn khi thải loại nước này.
Bảng 7. Đặc tính nước tuần hoàn của các nhà máy giấy [24]
Thông số Đơn vị Giá trị Số nhà máy khảo
sát
COD mg/L 4500-22000 8
BOD5 mg/L 2000-8100 8
TSS mg/L 4500-23000 7
pH - 4,9-7,3 9
SO42- mg/L 240-2350 7
Cl- mg/L 130-2950 7
Ca2+ mg/L 360-2040 7
Mg2+ mg/L 30-110 7
Sắt mg/L 0,5-4,7 7
Nhôm mg/L 0,5-53,0 7
Kết quả khảo sát ở một số Công ty Giấy Việt Nam cho thấy, tải lượng nước
thải tính cho 1 tấn giấy sản phẩm từ 200 đến 600m3 [17] Các công ty này sản xuất
cả bột giấy và giấy, trong đó chỉ có Công ty giấy Bãi Bằng có hệ thống thu hồi kiềm
23
và hầu như các công ty khác đều không có tuần hoàn sử dụng nước trong công nghệ
sản xuất giấy.
Nhìn chung, nước thải giấy được chia thành 2 loại:
- Loại 1: Dịch đen – sản phẩm chủ yếu của công đoạn nấu và rửa.
- Loại 2: Dịch trắng- sản phẩm chủ yếu của công đoạn tẩy và xeo.
Các yếu tố gây ô nhiễm chính của nước thải giấy đó là:
- pH cao do kiềm dư gây ra là chính.
- Thông số cảm quan (màu đen, mùi, bọt) chủ yếu là do dẫn xuất của lignin
gây ra là chính.
- Cặn lơ lửng (do bột giấy và các chất độn như cao lanh gây ra).
- COD và BOD do các chất hữu cơ gây ra là chính, các chất hữu cơ ở đây là
lignin và các dẫn xuất của lignin, các loại đường phân tử cao và một lượng nhỏ các
hợp chất có nguồn gốc sinh học khác, trong trường hợp dùng clo để tẩy trắng có
thêm dẫn xuất hữu cơ có chứa clo khác.
1.2.2. Các biện pháp giảm thiểu và xử lý nước thải trong công nghiệp giấy
1.2.2.1. Các biện pháp giảm thiểu nước thải trong công nghiệp giấy [17]
Giảm lượng nước thải trong sản xuất bột giấy và giấy có thể đạt được nhờ
các biện pháp:
- Bảo quản và làm sạch nguyên liệu đầu bằng phương pháp khô sẽ giảm
được lượng nước rửa.
- Dùng súng phun tia để rửa máy móc, thiết bị, sàn…sẽ giảm được lượng
nước đáng kể so với rửa bằng vòi.
- Thay đổi công nghệ tách dịch đen ra khỏi bột ở thiết bị hình trống thông
thường bằng ép vít tải, ép hai dây hay lọc chân không để giảm thể tích dòng thải.
- Bảo toàn hơi và nước, tránh thất thoát hơi, chảy tràn nước.
- Phân luồng các dòng thải để tuần hoàn sử dụng lại các nguồn nước ít ô
nhiễm.
Giảm tải lượng các chất ô nhiễm trong nước thải có thể thực hiện bằng các
biện pháp:
24
- Có giải pháp xử lý dịch đen để giảm được ô nhiễm của các chất hữu cơ khó
phân hủy sinh học như lignin, giảm được độ màu của nước thải, giảm được hóa chất
cho công đoạn nấu và giảm ô nhiễm các chất hữu cơ, vô cơ trong dòng thải. Các
phương án xử lý dịch đen bao gồm:
+ Tách dịch đen đậm đặc ban đầu từ lưới gạn bột giấy và tuần hoàn chúng
lại nồi nấu đến khả năng có thể giảm tải lượng kiềm trong dòng thải.
+ Thu hồi hóa chất từ dịch đen bằng công nghệ cô đặc-đốt-xút hóa sẽ giảm
tải lượng ô nhiễm COD tới 85%.
+ Xử lý dịch đen bằng phương pháp yếm khí sẽ làm giảm tải lượng ô nhiễm
hữu cơ từ 30 đến 40%.
- Thay thể hóa chất tẩy thông thường là clo và hợp chất của clo bằng H2O2
hay O3 để hạn chế clo tự do không tạo ra AOX trong dòng thải.
- Thu hồi bột giấy và xơ từ các dòng nước thải để sử dụng lại như nguồn
nguyên liệu đầu, đặc biệt đối với dòng thải từ công đoạn nghiền và xeo giấy. Các
phương án có thể là lắng, lọc, tuyển nổi. Biện pháp này có các lợi ích là tiết kiệm
được nguyên liệu đầu, mặt khác giảm được tải lượng chất rắn tổng và chất rắn lơ
lửng trong nước thải.
- Tránh rơi vãi, tổn thất hóa chất trong khi pha trộn và sử dụng.
1.2.2.2. Các biện pháp xử lý nước thải trong công nghiệp giấy[17]
Nước thải ngành giấy chứa một lượng lớn các chất rắn lơ lửng và xơ sợi, các
hợp chất hữu cơ hòa tan ở dạng khó và dễ phân hủy sinh học, các chất tẩy và hợp
chất hữu cơ của chúng. Các phương pháp xử lý loại bỏ các chất ô nhiễm nước của
ngành giấy bao gồm lắng, đông keo tụ hóa học và phương pháp sinh học.
a/ Phương pháp lắng
Phương pháp lắng dùng để tách các chất rắn dạng bột hay xơ sợi, trước hết
đối với dòng thải từ công đoạn nghiền bột và xeo giấy. Với mục đích thu hồi lại xơ
sợi, bột giấy thì thường dùng thiết bị lắng hình phễu. Trong quá trình lắng cần phải
tính toán thời gian lưu thích hợp vì với thời gian lưu dài dễ có hiện tượng phân hủy
yếm khí, khi bùn lắng không được lấy ra thường xuyên. Để nước thải loại này lắng
25
tốt và tạo điều kiện các hạt liên kết với nhau tạo thành bông cặn dễ lắng, người ta
thường tính toán với tải trọng bề mặt từ 1 đến 2 m3/m2.h (lưu lượng dòng thải tính
cho 1 đơn vị bề mặt lắng của bể trong 1 đơn vị thời gian). Để giảm thời gian lưu
trong bể lắng, nâng cao hiệu suất lắng người ta có thể thổi khí nén (áp suất 4 – 6
bar) vào trong bể lắng. Loại bể lắng – tuyển nổi này thường có tải trọng bề mặt 5
đến 10 m3/m2.h.
b/ Phương pháp đông keo tụ hóa học
Phương pháp này dùng để xử lý các hạt rắn ở dạng lơ lửng, một phần chất
hữu cơ hòa tan, hợp chất Photpho, một số chất độc và khử màu. Phương pháp đông
keo tụ có thể xử lý trước hoặc sau xử lý sinh học. Các chất keo tụ thông thường là
phèn sắt, phèn nhôm và vôi. Các chất polyme dùng để trợ keo tụ và tăng tốc độ quá
trình lắng. Đối với mỗi loại phèn cần điều chỉnh pH của nước thải ở giá trị thích
hợp, chẳng hạn như phèn nhôm pH từ 5 – 7, phèn sắt từ 5 -11 và dùng vôi thì pH >
11.
c/ Phương pháp sinh học
Dùng để xử lý các chất hữu cơ ở dạng tan. Nước thải của công nghiệp giấy
(nguyên liệu đầu vào là giấy phế liệu) có tải lượng ô nhiễm chất hữu cơ cao (thể
hiện qua các chỉ số TSS, BOD5, COD thường rất cao). Trong nước thải có hàm
lượng các hợp chất Hydratcacbon cao, chúng là những chất dễ phân hủy sinh học
nhưng lại thường thiếu Nitơ và Photpho là những chất dinh dưỡng cần thiết cho vi
sinh vật phát triển. Do đó, trong quá trình xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học
cần bổ sung các chất dinh dưỡng, đảm bảo tỷ lệ cho quá trình hiếu khí là BOD5 : N :
P = 100 : 5 : 1, đối với quá trình yếm khí là BOD5 : N : P = 100 : 3 : 0,5.
Đặc tính nước thải ngành giấy thường có tỷ lệ BOD5: COD 0,5 và giá trị
COD cao (thường > 1000 mg/L) nên trong quá trình thường kết hợp giữa phương
pháp yếm khí và hiếu khí.
26
1.2.2.3. Một số dây chuyền công nghệ xử lý nước thải giấy
a/ Xử lý nước thải của công ty Roemond – Hà Lan
Công ty Roemond sản xuất hàng ngày 500 tấn giấy báo và bìa, nguyên liệu
đầu vào là giấy loại, 70% nước trong nhà máy được tuần hoàn tái sử dụng sau khi
xử lý qua lắng – tuyển nổi để thu hồi xơ sợi. Lượng nước thải hàng ngày từ 2400
đến 3400 m3 với hàm lượng các chất ô nhiễm như sau: COD = 3500 mg/L; BOD5 =
2000 mg/L; SO42- = 170 – 190 mg/L; Ca2+ = 190 – 300 mg/L [23].
Nước thải trước khi đưa vào bể sinh học yếm khí UASB được bổ sung chất
dinh dưỡng N = 120 mg/L; P = 60 mg/L. Nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn cho
phép của Hà Lan cho phép thải vào nguồn tiếp nhận.
Hình 3. Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải của công ty Roemond Hà Lan
1-. Nước thải vào; 2- Bổ sung chất dinh dưỡng N & P; 3- Bể chứa; 4- Bể UASB; 5- Bể hiếu khí – bùn hoạt tính; 6- Bể lắng; 7- Két khí; 8- Khí biogas; 9- Bùn hoạt tính tuần hoàn (100%); 10- Nước sau xử lý; 11- Sục khí; 12- Bể chứa bùn. b/ Xử lý nước thải nhà máy sản xuất giấy thuộc Công ty DIANA – Khu Công nghiệp Tiên Du tỉnh Bắc Ninh
Nhà máy này sản xuất giấy đi từ nguồn nguyên liệu đầu vào là giấy phế liệu. Bao gồm 2 dây chuyền sản xuất chính là: dây chuyền sản xuất giấy và dây chuyền khử mực. Hệ thống xử lý nước thải của nhà máy được thiết kế với công suất xử lý 3000 m3/ngày được thể hiện trên Hình 4. Các thông số của dòng vào được mô tả trong Bảng 8.
(3) (4)
(5)
(12)
(6)
7
(1)
(2)
(11)
(9)
(8)
(10)
27
Hình 4. Dây chuyền xử lý nước thải Công ty sản xuất giấy DIANA
Nước sạch thu hồi
Nước đã xử lý đạt tiêu chuẩn môi trường
Kiềm
Phèn
Dòng thải từ phân xưởng xeo giấy, 90m3/h
Dòng thải từ dây chuyền khử mực, 40 m3/h
Bể gom
Bể điều hòa
Bể đông tụ
Bể keo tụ
Bể lắng, 1 đơn nguyên
Bể Aeroten, 2 đơn nguyên
Bể lắng II, 2 đơn nguyên
Bể phân hủy bùn sinh học
Bể làm đặc bùn
Sân phơi bùn K
HỬ
T
RÙ
NG
Bể tiếp nhận
Thiết bị siêu lọc, 2 TB
Bột g
iấy
thu
hồi
1
2
2 Rác
Dinh dưỡng
Polyme
Máy thổi khí
Cấp khí
Máy tách Rác
28
Bảng 8. Đặc tính nước thải đầu vào và chất lượng nước sau xử lý của nhà
máy sản xuất giấy của Công ty DIANA [19]
Stt Thông số Đơn vị tính Thông số
thiết kế
QCVN 12:2008/BTNMT
(B1), QCVN
40:2011/BTNMT (B)
Nước thải từ dây chuyền sản xuất giấy TISSUE (TPM)
1 Nhiệt độ 0C 37 40
2 Màu sắc Pt-Co
tại pH = 7
Màu trắng
nhẹ 150
3 pH - 6,0 – 8,0 5,5 – 9,0
4 BOD5
(200C) mg/L 200 - 300 50
5 COD mg/L 400 - 500 150
6 Chất rắn lơ
lửng SS mg/L 250 - 300 100
Nước thải từ dây chuyền khử mực (DIP)
1 Nhiệt độ 0C 40 40
2 Màu sắc Pt-Co
tại pH = 7 Màu xám 150
3 PH - 6,0 – 8,0 5,5 – 9,0
4 BOD5
(200C) mg/L 300 – 400 50
5 COD mg/L 600 – 700 150
6 Chất rắn lơ
lửng SS mg/L 700 – 800 100
29
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Nước thải sản xuất và hệ thống xử lý nước thải hiện tại của Công ty Cổ phần
giấy Hoàng Văn Thụ.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Phương pháp thu thập tài liệu
Thu thập, kế thừa có chọn lọc một số tài liệu có liên quan tới vấn đề nghiên
cứu từ Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ, Viện Khoa học và Công nghệ Môi
trường - trường Đại học Bách khoa Hà Nội (đơn vị tư vấn cải tạo, nâng cấp hệ
thống xử lý nước thải cho Công ty năm 2009), Chi cục Bảo vệ môi trường Thái
Nguyên (nơi lưu giữ một số hồ sơ về xả thải và sổ đăng ký chủ nguồn thải chất thải
nguy hại của Công ty), Trung tâm Quan trắc và Công nghệ môi trường (đơn vị thực
hiện lấy mẫu quan trắc giám sát môi trường định kỳ cho Công ty).
Ngoài ra còn thu thập các thông tin trên các trang web, giáo trình, tạp chí
công nghiệp giấy...
2.2.2. Phương pháp khảo sát ngoài thực địa
- Khảo sát thực địa dây chuyền sản xuất, hệ thống cấp thoát nước, hệ thống
tuần hoàn nước và xử lý nước thải hiện tại của Công ty để phục vụ cho việc thống
kê các nguồn nước thải phát sinh từ các công đoạn và đánh giá công nghệ xử lý
nước thải hiện tại.
- Trao đổi trực tiếp với cán bộ, công nhân sản xuất, công nhân vận hành hệ
thống xử lý nước thải trong Công ty. Đồng thời chụp ảnh hiện trạng môi trường,
các hoạt động sản xuất và một số hạng mục trong hệ thống xử lý nước thải của
Công ty.
2.2.3. Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu
Để tiến hành đánh giá công nghệ xử lý nước thải của Công ty, đã tiến hành
lấy 5 mẫu nước thải để phân tích. Các mẫu được lấy tháng 11/2011 tại các vị trí
theo từng công đoạn của hệ thống xử lý, cụ thể như sau:
- Nước thải trước khi vào hệ thống tuyển nổi (trong phân xưởng xeo);
30
- Nước thải sau khi qua tuyển nổi (trước khi vào hệ thống xử lý nước thải);
- Nước thải sau khi qua bể trộn;
- Nước thải sau xử lý sinh học tại bể Aeroten;
- Nước thải sau lắng;
- Nước thải tại cửa xả ra môi trường (mẫu này được tham khảo kết quả quan
trắc giám sát môi trường định kỳ do Trung tâm Quan trắc và Công nghệ môi trường
thực hiện năm 2010 và 2011).
Mẫu được lấy và bảo quản theo quy định của Tiêu chuẩn Việt Nam mang đi
phân tích, cụ thể: Mẫu nước thải được lấy và bảo quản theo TCVN 6663-10:2008;
TCVN 6663-3:2008.
2.2.4. Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm
Mẫu nước thải lấy về được phân tích tại Phòng thí nghiệm- Trung tâm Quan
trắc và Công nghệ môi trường Thái Nguyên. Các chỉ tiêu đo đạc, phân tích: bao
gồm pH, BOD5, COD, TSS, độ màu.
- Chỉ tiêu pH được đo bằng máy đo pH cầm tay YSI incorporated - Mỹ.
- Xác định nhu cầu oxy sinh hóa sau 5 ngày (BOD5) dùng máy YSI 52 – Mỹ.
Xác định BOD5 bằng phương pháp SMEWW 5210-B:2005: Cho mẫu cần phân tích
vào đầy bình 300- mL, đậy kín và ủ ở 20oC trong Tủ ổn nhiệt FOC225. Đo DO
trước và sau khi ủ 5 ngày bằng máy đo DO, xác định BOD5.
- Xác định nhu cầu oxy hóa học (COD) được đo trên máy UV/VIS – Mỹ.
Xác định COD bằng phương pháp SMEWW 5220D: Oxy hóa các hợp chất hữu
cơ bằng hỗn hợp bicromat và axit sulfuric trong ống phá mẫu đậy kín ở 150oC
trong 2 giờ; đo độ hấp thụ quang ở 420 nm.
- Xác định chất rắn lơ lửng (TSS) dùng cân của hãng METTELER
TOLEDO. Xác định TSS bằng phương pháp trọng lượng: Mẫu được lọc qua giấy
lọc sợi thủy tinh 0,45µm đã biết khối lượng, làm khô giấy lọc và cặn ở nhiệt độ
103oC- 105oC. Cân giấy lọc đã sấy, hiệu số của giấy lọc trước và sau khi lọc, sấy
cho biết giá trị TSS.
31
- Xác định độ màu trên máy so màu AL 450, hãng sản xuất Aqualytic- Đức.
2.2.5. Phương pháp xử lý, đánh giá số liệu
Số liệu được tổng hợp và xử lý thống kê trên phần mềm Microsoft Excel.
Chủ yếu là các kết quả phân tích chất lượng nước thải được sử dụng để đánh giá
công nghệ xử lý nước thải hiện tại của Công ty, từ đó đề xuất giải pháp nâng cao
hiệu quả xử lý và tính toán các công trình xử lý nước thải phù hợp cho Công ty cổ
phần giấy Hoàng Văn Thụ.
2.2.6. Phương pháp đánh giá công nghệ xử lý nước thải
Có 2 phương pháp đánh giá: Đánh giá hồ sơ và đánh giá hiện trường. Với cả
hai phương pháp này người ta đều lượng hóa các tiêu chí đánh giá và cho điểm. Số
điểm tối đa cho mỗi cơ sở là 100 điểm. Trên thực tế, phương pháp cho điểm này cần
phải có một hội đồng ít nhất 7 thành viên là các chuyên gia trong lĩnh vực môi
trường để đảm bảo tính khách quan của kết quả đánh giá.
Trong phạm vi của luận văn này, phương pháp đánh giá được thực hiện theo
ba tiêu chí: kỹ thuật, kinh tế và môi trường. Các tiêu chí đánh giá được lượng hóa
theo số tương ứng với mức độ quan trọng. Để thuận tiện cho việc đánh giá, luận văn
này sẽ sử dụng mẫu cho điểm được biểu diễn trong Bảng 9.
Bảng 9. Lượng hóa các tiêu chí đánh giá công nghệ môi trường [7]
STT Tiêu chí đánh giá Điểm
tối đa
Điểm
đánh giá Lý do
1 Tiêu chí về kỹ thuật 60
1.1 Kết quả xử lý(đạt/không đạt Quy chuẩn kỹ
thuật môi trường) 15
1.2 Giải pháp xử lý chất thải thứ cấp 10
1.3 Chất lượng các sản phẩm hữu ích từ quá
trình xử lý (nếu có) 5
1.4 Mức độ cơ khí hoá, tự động hoá (cao, trung
bình, thấp) 5
1.5 Công nghệ, thiết bị, vật liệu phù hợp với yêu 5
32
cầu xử lý loại chất thải của cơ sở đang được
đánh giá
1.6
Phù hợp với điều kiện tự nhiên và cơ sở hạ
tầng (khí hậu, địa chất, thuỷ văn, giao thông,
cung cấp điện, nước, mặt bằng...)
10
1.7 Khả năng thay thế, mở rộng, cải tiến... 5
1.8 Thuận tiện trong quản lý, vận hành, bảo
dưỡng, sửa chữa... 5
2 Tiêu chí về kinh tế 20
2.1
Chi phí đầu tư: mức đầu tư trên một đơn vị
(tấn, m3) chất thải so sánh với các công nghệ
khác
10
2.2
Chi phí vận hành: nhân công, nhiên liệu,
điện năng, hoá chất, chế phẩm...) thành tiền
để xử lý một đơn vị (tấn, m3) cần xử lý
10
3 Tiêu chí về môi trường 20
3.1
Thân thiện với môi trường: sử dụng vật liệu
tự nhiên, ít dùng hoá chất, tiêu tốn ít năng
lượng
10
3.2
Các giải pháp giảm thiểu tác động xấu đến
kinh tế, văn hoá cộng đồng và cảnh quan
sinh thái
5
3.3 Các giải pháp phòng ngừa, khắc phục sự cố 5
Tổng: 100
Công nghệ được đánh giá là phù hợp khi tổng số điểm trung bình của các
thành viên hội đồng phải đạt từ 75 điểm trở lên và điểm trung bình mỗi tiêu chí
không được thấp hơn 1/2 số điểm tối đa của tiêu chí đó.
Sau khi đánh giá công nghệ xử lý theo mẫu trên và đưa ra những ưu nhược
điểm của hệ thống rồi từ đó đề xuất các phương pháp nâng cao hiệu quả xử lý, giảm
33
tác động xấu đến môi trường và sức khỏe người dân đồng thời tiết kiệm tối đa chi
phí đầu tư công nghệ.
Tuy nhiên, sau khi hoàn thiện, để quy trình đánh giá công nghệ môi trường
được thực thi cần phải có đánh giá thử nghiệm và đào tạo, học tập kinh nghiệm của
nước ngoài cả về quản lý và kỹ thuật đánh giá.
2.2.7. Phương pháp tính toán theo công thức thực nghiệm
Phương pháp này dùng để tính toán các công trình xử lý nước thải được đề
xuất nhằm nâng cao hiệu quả xử lý. Các công thức tính toán được tham khảo trong
các giáo trình, tài liệu đã được công bố.
34
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Khái quát chung về Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ
3.1.1. Khái quát về lịch sử hình thành và phát triển của Công ty
Công ty Cổ phần Giấy Hoàng Văn Thụ là công ty có bề dày lịch sử lâu đời,
tiền thân là Nhà máy giấy Đáp Cầu thuộc tỉnh Bắc Ninh do thực dân Pháp xây dựng
từ năm 1913 với công suất 4.000 tấn/năm, sản phẩm là giấy bao gói, nguyên liệu
sản xuất là tre, nứa. Tháng 8/1945 nhà máy về tay công nhân và nhân dân. Năm
1946 nhà máy sản xuất cả bột và giấy đạt sản lượng 3.000 tấn. Năm 1947 nhà máy
được di chuyển lên Chợ Chu (Định Hóa, Bắc Kạn), sau đó được đổi tên thành Nhà
máy giấy Hoàng Văn Thụ. Tháng 1/1948 để đối phó với giặc Pháp, nhà máy sơ tán
về 6 địa điểm với 6 chi nhánh: Việt Nam (Chợ Chu- Bắc Kạn), Dân Chủ (Bố Hạ-
Bắc Giang), Cộng Hòa (Cầu Trắng-Sơn Tây), Độc Lập (Hạ Hòa-Phú Thọ), Tự Do
(Ấm Thượng-Phú Thọ), Hạnh Phúc (Phú Bình-Thái Nguyên). Chi nhánh Độc Lập
sau đó hợp nhất với cơ sở giấy Ngòi Lửa (thuộc Ban Tài Chính Trung ương) và
xưởng giấy Việt Bắc (thuộc Bộ Công thương) thành Xí nghiệp giấy Lửa Việt và
giao cho tỉnh Phú Thọ quản lý. Năm 1949 các chi nhánh lại trở về Chợ Chu.
Năm 1955 nhà máy di dời về phường Quan Triều - thành phố Thái Nguyên.
Năm 1960, nhà máy đạt sản lượng 2.319 tấn và được suy tôn “Lá cờ đầu trong
ngành Công nghiệp nhẹ”. Năm 1965 nhà máy đạt đỉnh cao với sản lượng 5.052 tấn.
Từ 1961-1964 giặc Mỹ leo thang bắn phá miền Bắc, một bộ phận nhà máy sơ tán về
Chợ Chu. Đến năm 1969, chuyển về chỗ cũ, sản xuất đạt sản lượng 3.772 tấn. Năm
1972, bị Đế quốc Mỹ ném bom rải thảm, hư hỏng 80% thiết bị, sau đó nhà máy
được trang bị bằng công nghệ và thiết bị của Trung Quốc với công suất 3.000 tấn
sản phẩm/năm. Năm 1973 đạt sản lượng 2.040 tấn. Năm 1978 lắp thêm máy xeo
tròn 2.000 tấn/năm. Năm 2000 đã đầu tư dây chuyền công nghệ sản xuất tiên tiến
của Đức sản xuất giấy bao gói xi măng. Từ 2003 sau khi lắp đặt xong dây chuyền
mới, nhà máy sản xuất theo cả hai dây chuyền cũ và mới với công suất 15.000 tấn
giấy/năm [12].
35
Từ ngày 1/1/2005 khi dây chuyền mới đi vào sản xuất ổn định, nhà máy đã
dỡ bỏ 5 nồi nấu bột giấy (nguồn gây ô nhiễm chính). Sang năm 2006 nhà máy tiếp
tục phá dỡ 3 máy xeo cũ, đến cuối năm 2006 thì hoàn thành việc xóa bỏ dây chuyền
cũ. Từ năm 2007, nhà máy chuyển đổi thành Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ
(HOPACO) [5].
Hiện tại, Công ty vẫn duy trì sản xuất theo dây chuyền mới đầu tư từ năm
2003, sản xuất giấy bao gói công nghiệp, giấy bao gói xi măng từ nguồn nguyên
liệu giấy tái chế với công suất hoạt động 13.500 tấn/năm (công suất thiết kế 15.000
tấn/năm) [5].
3.1.2. Thực trạng hoạt động sản xuất của Công ty
3.1.2.1. Sản phẩm
- Giấy bao gói xi măng: 10.500 tấn/năm.
- Giấy bao gói chất lượng cao: 3.000 tấn/năm.
3.1.2.2. Nhu cầu nguyên, nhiên vật liệu và hóa chất
Nhu cầu nguyên, nhiên vật liệu và hóa chất sử dụng cho sản xuất của Công
ty được thống kê tại Bảng 10.
Bảng 10. Nhu cầu nguyên, nhiên vật liệu và hóa chất sử dụng trong sản xuất [6]
Stt Tên nguyên, nhiên
vật liệu Đơn vị
Khối
lượng Nguồn cung cấp
Nguyên vật liệu
1 Lề nhập ngoại:
OCC, NDLK Tấn/năm 15.000
Nhập khẩu từ Châu Âu,
Châu Mỹ, Châu Á thông
qua các Công ty xuất nhập
khẩu (Công ty cổ phần xuất
nhập khẩu Thành Đô, tổ
23B- Mai Sơn – Tiên Cát -
Việt Trì – Phú Thọ, Công ty
TNHH đầu tư xuất nhập
36
khẩu Hà Thành, B16- dãy
X1 - Mỹ Đình - Từ Liêm –
Hà Nội và một số đơn vị
khác ở các tỉnh lân cận)
2 Lề hòm hộp nội địa Tấn/năm 2.000 Các cơ sở bán lẻ (Việt Nam)
Nhiên liệu
3 Than cám Tấn/năm 10.000 Than Khánh Hòa
4 Dầu mỡ Tấn/năm 2.000 Các đại lý xăng dầu trong
khu vực
Hóa chất
5 Phèn nhôm
(Al2(SO4)3.18H2O)
Kg/tấn
sản phẩm 19,5
Công ty Cổ phần kinh
doanh thương mại tổng hợp
Phú Thọ, số 1427 - Đại lộ
Hùng Vương – TP. Việt Trì
- Tỉnh Phú Thọ
6 Nhựa thông
(C19H29COOH)
Kg/tấn
sản phẩm 1,95
Công ty TNHH Đại Thịnh,
Mê Linh-Vĩnh Phúc
7 Phẩm màu Kg/tấn
sản phẩm 0,5 Các Công ty trong nước
8 DELTA 202 Kg/ngày 1,8 Công ty TNHH Thuận Phát
Hưng
3.1.2.3. Các trang thiết bị chính phục vụ sản xuất
Danh mục các trang thiết bị chính phục vụ sản xuất của Công ty được thống
kê trong Bảng 11.
37
Bảng 11. Danh mục các trang thiết bị chính phục vụ sản xuất của Công ty [6]
Stt Tên thiết bị Đơn
vị
Số
lượng Đặc tính kỹ thuật Xuất xứ
1 Máy nghiền thủy
lực Cái 02 V=12m3 Đức
2 Băng tải Bộ 02 Motor 22kW, d 10m,
r=0,6 Đức
3 Sàng bột thô (tạp
chất) Bộ 02 S= 2m2/cái Đức
4 Lọc cát thô (nồng
độ cao) Bộ 02 Q= 400 lít/phút Đức
5 Lọc cát hình dùi Bộ 06 Kiểu 606 Đức
6 Máy nghiền đĩa Bộ 14 450 Đức
7 Bơm bột Cái 03 10kW Đức
8 Sàng áp lực Cái 02 - Đức
9 Máy xeo lưới dài Bộ 01
15.000 tấn/năm, tốc độ
200m/p, định lượng 60-
300 g/m2
Đức
10 Máy cắt cuộn lại Bộ 01 - Đức
11 Hệ thống chuẩn
bị phèn Cái 01 5m3 chịu axit -
12 Hệ thống chuẩn
bị nhựa thông Bộ 01 - -
13 Hệ thống điện Hệ 01 2 máy biến áp 1000kvA -
14 Nồi hơi đốt than Cái 01 12 tấn/h -
3.1.2.4. Quy trình công nghệ sản xuất
Dây chuyền công nghệ sản xuất của Công ty được nhập từ dây chuyền cũ của
CHLB Đức, được lắp đặt và vận hành sản xuất từ ngày 1/3/2003 với công suất thiết
38
kế 15.000 tấn/năm. Hiện tại, công suất hoạt động của Công ty khoảng 13.500
tấn/năm (bằng 90% công suất thiết kế). Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất được
đưa ra trong Hình 5.
Hình 5. Quy trình công nghệ sản xuất giấy của Công ty
Thuyết minh công nghệ:
Quy trình công nghệ sản xuất giấy của Công ty bao gồm các công đoạn
chính sau:
Lọc cát thô, sàng tách rác
Nghiền thủy lực
Giấy nguyên liệu
Bể chứa thô
Bể chứa tinh
Nghiền đĩa
Xeo giấy
Sấy
Sản phẩm nhập kho
Than
h na
n, g
iấy
loại
Nướ
c +
bột t
hu h
ồi
Nướ
c th
u hồ
i
Phẩm
Phèn, keo nhựa
Pha
loãn
g
Cắt, cuộn lại
39
* Nghiền thủy lực
Giấy loại nhập về dưới dạng những kiện hàng được xếp chồng lên nhau
trước bãi nguyên liệu. Sau đó được xe cẩu bốc dỡ xuống. Giấy loại sẽ được gỡ bỏ
dây buộc và băng keo rồi chuyển lên băng tải đưa vào máy nghiền thủy lực.
Tại đây đồng thời nước được bơm vào (cả nước mới và nước tuần hoàn) với
lượng lớn và hệ thống sẽ nghiền nhỏ lề, đánh tơi thành hỗn hợp bột có nồng độ
khoảng 4,5%. Mục đích của nghiền bột là làm cho xơ sợi được hydrat hóa, dẻo dai,
tăng bề mặt hoạt tính, giải phóng gốc hydroxyl làm tăng diện tích bề mặt, tăng độ
mềm mại, hình thành độ bền của tờ giấy.
* Sàng thô
Sau khi nghiền, dung dịch bột được đưa qua bộ phận sàng thô để loại bỏ các
tạp chất như: cát, sỏi, đinh, ghim...lẫn trong giấy loại ra khỏi dung dịch bột.
* Bể chứa thô
Sau khi được lọc cát thô, sàng tách rác, dung dịch bột được bơm về bể chứa
bột thô, tại đây sẽ bổ sung phẩm màu để điều chỉnh màu giấy cho đồng đều.
* Nghiền đĩa
Dung dịch bột tiếp tục được bơm từ bể chứa thô qua hệ thống nghiền đĩa, tại
đây bột được nghiền sao cho phù hợp chỉ tiêu kỹ thuật của sản phẩm, sau đó được
đưa vào bể chứa tinh.
* Bể chứa tinh
Tại đây dung dịch bột được bổ sung phèn nhôm để điều chỉnh pH và gia keo
nhựa thông chống thấm nước, làm bền cho sản phẩm đồng thời bột được pha loãng
xuống nồng độ 2,3 – 2,5% và được khuấy đều nhờ các hệ thống máy khuấy đặt
trong bể.
* Xeo giấy
Từ bể chứa tinh, dung dịch bột được bơm lọc cát tinh đi xeo giấy. Ở công
đoạn xeo, dung dịch bột lần lượt chuyển qua các bộ phận như sau:
Máy nghiền côn tinh chỉnh: Nhằm tinh chỉnh lại xơ sợi xenlulo đã qua giai
đoạn nghiền thủy lực và nghiền đĩa ở trên (nghiền thô) để làm đều xơ sợi và điều
40
chỉnh độ nghiền theo yêu cầu kỹ thuật đối với sản phẩm.
Lọc cát tinh ba giai đoạn: Nhằm loại bỏ một lần nữa những tạp chất có kích
thước nhỏ nhưng trọng lượng lớn còn sót lại trong dung dịch bột như cát, sạn...trước
khi đưa lên lưới.
Bộ phận lưới: Có tác dụng tách một phần nước ra khỏi dung dịch bột, tạo
thành tấm giấy trên bề mặt lưới. Lưới được giữ căng, phẳng. Bột được phun đều
theo chiều ngang của lưới, nước và một phần bột lọt qua mắt lưới xuống phía dưới.
Ngoài ra, phía dưới lưới còn có các hòm hút chân không giúp tách nước cưỡng bức
ra khỏi giấy.
Bộ phận ép: Sau khi qua lưới, giấy được đưa tiếp qua bộ phận ép, lực ép làm
cho giấy đạt độ khô theo chỉ tiêu kỹ thuật trước khi vào bộ phận sấy. Đồng thời quá
trình ép còn làm tăng độ chặt, độ nhẵn của tờ giấy. Sau khi ép giấy đạt độ khô 36-
38%.
Tại công đoạn xeo, nước trắng dưới lưới được quay vòng sử dụng tuần hoàn
để pha loãng và bơm về bổ sung cho công đoạn nghiền thủy lực.
* Sấy
Sau khi qua hệ thống xeo, hình dạng tờ giấy đã được hình thành, tiếp đó
được đưa sang bộ phận sấy. Sử dụng nhiệt của hơi bão hòa để sấy băng giấy ướt đạt
đến độ khô theo chỉ tiêu kỹ thuật là 93%.
Sau khi sấy, giấy được chuyển sang bộ phận ép quang nhằm làm tăng độ
phẳng, độ bóng láng của bề mặt giấy. Ngoài ra ép còn có tác dụng làm thay đổi tính
chất cơ lý của giấy như: làm giảm độ dày, tăng độ chặt và làm giảm độ thấu khí của
giấy.
* Cắt, cuộn và đóng gói
Từ khổ giấy máy xeo, giấy được cuộn lại thành những cuộn giấy. Sau đó
những cuộn giấy này được chuyển xuống bộ phận cắt để cắt biên và cuộn lại thành
những cuộn giấy có kích thước và trọng lượng theo yêu cầu của khách hàng. Sau đó
cuộn giấy được đay nẹp hai đầu, dán nhãn và hoàn thiện sản phẩm và nhập kho
thành phẩm.
41
Tại công đoạn cuộn, giấy thừa và giấy lề được quay vòng trở lại bộ phận
nghiền thủy lực để tái sử dụng.
3.2. Hiện trạng phát sinh nước thải và hệ thống thu gom, xử lý nước thải của
Công ty
3.2.1. Các nguồn phát sinh nước thải của Công ty
Các dòng nước thải sinh ra trong quá trình sản xuất của Công ty bao gồm:
Dòng thải từ việc rửa thiết bị máy móc, rửa sàn chứa các chất lơ lửng, dầu mỡ
và hóa chất rơi vãi trong quá trình sản xuất.
Nước rỉ ra từ các khâu sản xuất.
Dòng thải từ quá trình nghiền bột và xeo giấy.
Tuy nhiên, dòng nước thải chính của Công ty là dòng thải sinh ra từ quá trình
nghiền bột và xeo giấy với lưu lượng khoảng 48m3/h, tương đương với 1.152
m3/ngày. Nước thải sản xuất phát sinh từ các công đoạn khác khoảng 5m3/h, tương
đương với 120m3/ngày. Lưu lượng nước thải sản xuất phát sinh chưa tính đến lượng
tuần hoàn khoảng 1.272m3/ngày. Nguồn nước cấp cho hoạt động sản xuất của Công
ty được bơm từ sông Cầu với lượng khoảng 1.680m3/ngày.
Nước cấp cho sinh hoạt của cán bộ công nhân viên trong Công ty là nguồn
nước máy của thành phố Thái Nguyên với lượng trung bình khoảng 10m3/ngày. Và
lượng nước thải sinh hoạt phát sinh từ khu nhà ăn, khu hành chính của Công ty với
lượng khoảng 8m3/ngày, trong đó lượng nước thải từ các bệ xí (nước thải đen)
khoảng 2m3/ngày.
Ngoài ra, còn một lượng nước mưa chảy tràn kéo theo các chất ô nhiễm trên
mặt đất vào dòng thải chung (dòng thải này không thường xuyên).
3.2.2. Hiện trạng hệ thống thu gom, xử lý nước thải của Công ty
3.2.2.1. Đối với nước sinh hoạt
Nước thải sinh hoạt từ các khu vệ sinh thuộc nhà hành chính, nhà ăn với
lượng thải trung bình khoảng 8 m3/ngày. Nước thải từ các bệ xí trong khu vực nhà
máy được xử lý sơ bộ qua hệ thống bể phốt sau đó cùng với các loại nước thải sinh
42
hoạt khác (từ nhà tắm, nhà ăn) thải ra hệ thống rãnh thoát nước riêng của Công ty,
cuối cùng đổ vào hệ thống thoát nước chung của khu vực phía cổng Công ty.
3.2.2.2. Đối với nước mưa chảy tràn
Hiện tại, Công ty đã đầu tư xây dựng hoàn chỉnh hệ thống mương rãnh thu
gom nước mưa chảy tràn riêng quanh hành lang các khu nhà xưởng, nhà ăn, nhà
hành chính. Nước mưa sau khi được thu gom theo hệ thống mương rãnh trong phạm
vi Công ty sẽ đổ vào hệ thống thoát nước chung của khu vực.
3.2.2.3. Đối với nước thải sản xuất
Nước thải sản xuất chủ yếu phát sinh ở công đoạn xeo, ngoài ra còn một
lượng nước rửa máy móc thiết bị. Nước thải sản xuất được thu gom đưa vào hệ
thống xử lý nước thải, nước thải sau xử lý được bơm tuần hoàn lại cho sản xuất.
Tuy nhiên hiện tại nước chỉ được tuần hoàn trong công đoạn sản xuất còn hệ thống
máy bơm tuần hoàn nước sau xử lý cho sản xuất đang bị hỏng nên toàn bộ nước thải
sau xử lý được xả ra sông Cầu.
- Hệ thống thu gom, tuần hoàn nước thải và hệ thống bể tuyển nổi sau công
đoạn xeo:
Sơ đồ tuần hoàn tái sử dụng nước thể hiện tại Hình 6.
Theo kết quả khảo sát thực tế tại Công ty thì nước cấp cho sản xuất được
bơm từ nước mặt sông Cầu vào hồ chứa trong Công ty với lưu lượng 70m3/h (tương
đương khoảng 1680m3/ngày). Lượng nước này được cung cấp cho khu văn phòng,
nhà bếp ăn tập thể, pha phèn, keo chống thấm và lò hơi khoảng 10m3/h, còn 60m3/h
được cấp vào hệ thống sản xuất.
Trong một giờ sản xuất tổng lượng nước thoát ra ở phần lưới và ép gồm
nước thoát ra từ huyền phù bột nước khoảng 306m3/h và tia rửa lưới làm kín thiết bị
khoảng 60m3/h, tổng lượng phát sinh khoảng 366m3/h.
Lượng nước ở phần lưới và ép được tập trung ở bể thu hồi gầm xeo và được
bơm tuần hoàn pha loãng nồng độ bột đầu xeo và cấp vào các bể chứa 1,2,3,4 để
đánh tan nghiền nguyên liệu (hòm hộp, giấy loại.). Lượng nước bay hơi ở phần sấy
giấy khoảng 3m3/h.
43
Tổng lượng thu hồi khoảng 315m3/h (công suất của các bơm thu hồi là
368m3/h, tính hiệu suất bơm 85%).
Vậy lượng nước dư ra là : 366 – 315 – 3 = 48m3/h.
Phần dư này được bơm cấp về tuyển nổi để thu hồi xơ sợi bột giấy, lượng
nước thải ra sau tuyển nổi được bơm tuần hoàn để làm kín bơm chân không và tia
dập bọt tại cống trong gầm xeo là 17 m3/h, lượng thải của bơm chân không và tia
dập bọt không thu hồi lại được. Vậy lượng nước thải ra khỏi bể tuyển nổi và được
đưa vào hệ thống xử lý nước thải 48m3/h.
Nồng độ xơ sợi lơ lửng trong nước thải trước bể tuyển nổi trung bình là
0,15% và sau bể tuyển nổi trung bình là 0,06% (số liệu của phòng hóa nghiệm của
Công ty).
Lượng bột xơ sợi thu hồi được trong 1h là:
(0,15-0,06)% x 48m3/h= 0,0432 tấn/h = 43,2 kg/h, tương đương với 1.036,8
1.037 kg/ngày.
Như vậy, hiệu suất thu hồi bột xơ sợi của bể tuyển nổi là:
H = %6010048 x 0,15%
48 x 0,06%)-(0,15%x
44
Hình 6. Sơ đồ tuần hoàn tái sử dụng nước
NHÀ XEO
Xeo giấy
Tuyển nổi Bể thu
hồi nước gầm xeo
NHÀ NGHIỀN
Ép v
ắt
1 2
4
3
T.lực 2
T.lực 1
Ghi chú: 1, 2, 3, 4: Các bể chứa nước trắng
Hình 6. Sơ đồ tuần hoàn tái sử dụng nước
Nướ
c dư
ra
HTX
L
Pha
loãn
g đầ
u xe
o
Bột thu hồi về SX Nước làm kín bơm
45
- Hệ thống xử lý nước thải hiện tại của Công ty
Hiện tại, Công ty đang vận hành hệ thống xử lý nước thải được Viện Khoa
học và Công nghệ Môi trường (INEST), trường Đại học Bách khoa Hà Nội tư vấn
thiết kế, cải tạo và đưa vào sử dụng đầu năm 2010. Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải
được thể hiện ở Hình 7.
Hình 7. Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải hiện tại của Công ty
2
1 3 5
6
7
8
9
11
4
10
Nước dư trong sản xuất Nước thải từ máy xeo
Cấp bột Th
ải b
ùn
Nướ
c th
ải ra
sông
Cầu
46
Thuyết minh:
Nước thải từ cống tập trung được đưa qua bể lắng cát số 1 để tách cát và tạp
chất nhẹ (bể có kết cấu ngăn tạp chất nổi). Tại đây pha thêm phèn với lượng
1kg/giờ, nước thải được đưa vào bể điều hoà 2 để điều hoà lưu lượng và tách một
phần bột giấy, tại đây bột giấy được chứa vào bể số 4 để bơm đi sản xuất carton
lạnh tại xeo thủ công 8. Phần nước sau khi đã cơ bản tách sơ sợi chỉ còn chất hữu cơ
hoà tan cao hơn tiêu chuẩn được bơm từ hố bơm 3 lên bể phản ứng 5, tại đây 1 giờ
bổ sung 0,65kg đạm và 0,2 lít axít photphoric. Và 50% lượng bùn vi sinh được bơm
quay lại bể lắng 9. Nước thải từ bể phản ứng 5 được bơm sang bể trộn 6 để hòa trộn
và sục bổ sung khí để ổn định vi sinh, sau đó tiếp tục qua hệ thống bể Aeroten 7 xử
lý sinh học, tại đây duy trì sục khí từ đáy bể qua hệ thống đĩa phân phối khí.
Nước thải được đưa qua bể lắng 9 phần nước mặt chảy tràn theo ống dẫn vào hồ
sinh học 11, phần bùn đáy một phần tuần hoàn về bể phản ứng 5 để ổn định vi sinh, phần
còn lại được thải ra sân phơi bùn, lượng bùn thải được bán cho các đơn vị có nhu cầu thu
mua hoặc đem đi chôn lấp trồng cây.
Tại hồ sinh học được thả cấy bèo góp phần làm chất lượng nước tốt hơn.
Nước thải sau xử lý được đổ ra sông Cầu.
Kết quả phân tích mẫu nước thải sau khi qua hệ thống xử lý của Công ty
được thể hiện trong Bảng 12.
Chú thích:
1- Bể lắng cát; 2- Bể điều hòa 2 ngăn; 3- Hố bơm; 4- Bể bột; 5- Bể phản
ứng; 6- Bể trộn 1; 7- Bể Aeroten; 8- Xeo thủ công; 9- Bể lắng; 10- Sân phơi bùn;
11- Hồ sinh học.
47
Bảng 12. Kết quả đo, phân tích nước thải sau xử lý thải ra ngoài môi trường của Công ty Cổ phần giấy Hoàng
Văn Thụ [21], [ 22]
Kết quả
Stt Tên
chỉ tiêu Đơn
vị Đợt 1/2010
Đợt 2/2010
Đợt 3/2010
Đợt 4/2010
Đợt 1/2011
Đợt 2/2011
Đợt 3/2011
Đợt 4/2011
QCVN 12:2008/ BTNMT
(B1)
Cmax
Kq = 0,9 Kf = 1,1
1 pH - 6,5 7,1 7,4 7,1 7,2 7,3 7,7 7,5 5,5-9 5,5-9
2 Độ
màu Pt-Co <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 <5 100 100
3 BOD5 mg/L 37,8 26,3 78,8 62,8 86,5 104,5 54 55,7 50 49,5 4 COD mg/L 104,5 57,6 154 123,3 160,7 230,7 98,6 88,5 200 198 5 TSS mg/L 24,9 3,5 13,1 16,6 10,1 72 21,1 45,7 100 99
(Nguồn: Kết quả báo cáo giám sát môi trường định kỳ Công ty Cổ phần giấy Hoàng văn Thụ từ đợt 1/2010 đến đợt
4/2011 do Trung tâm Quan trắc và Công nghệ môi trường Thái Nguyên thực hiện)
48
0
2040
60
80100
120
Đợt
1/2
010
Đợt
2/2
010
Đợt
3/2
010
Đợt
4/2
010
Đợt
1/2
011
Đợt
2/2
011
Đợt
3/2
011
Đợt
4/2
011
mg/l
BOD5QCVN 12:2008/BTNMT (A)QCVN 12:2008/BTNMT (B1)
0
50
100
150
200
250
Đợt
1/2
010
Đợt
2/2
010
Đợt
3/2
010
Đợt
4/2
010
Đợt
1/2
011
Đợt
2/2
011
Đợt
3/2
011
Đợt
4/2
011
mg/l
CODQCVN 12:2008/BTNMT (A)QCVN 12:2008/BTNMT (B1)
Hình 8. Diễn biến giá trị của thông số BOD trong nước thải của Công ty từ đợt 1/2010 đến đợt 4/2011
Hình 9. Diễn biến giá trị của thông số COD trong nước thải của Công ty từ đợt 1/2010 đến đợt 4/2011
49
Chú thích: * Vị trí lấy mẫu + Tại cửa xả nước thải sau khi qua hệ thống xử lý ra ngoài môi trường
(21037'20,6''N; 105048'56,2''E). * Thời gian lấy mẫu + Đợt 1/2010: tháng 4/2010; Đợt 2/2010: tháng 7/2010; Đợt 3/2010: tháng
10/2010; Đợt 4/2010: tháng 11/2010; Đợt 1/2011: tháng 4/2011; Đợt 2/2011: tháng 6/2011; Đợt 3/2011: tháng 9/2011; Đợt 4/2011: tháng 11/2011.
* Tiêu chuẩn so sánh + QCVN 12:2008/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải
công nghiệp giấy và bột giấy. + Cmax: Nồng độ tối đa cho phép của thông số ô nhiễm trong nước thải giấy
khi thải vào nguồn tiếp nhận nước thải. + Kq: Hệ số lưu lượng nguồn tiếp nhận nước thải. + Kf: Hệ số lưu lượng nguồn thải. Từ bảng kết quả đo, phân tích nước thải sau xử lý thải ra ngoài môi trường
của Công ty từ đợt 1/2010 đến đợt 4/2011 thấy rằng: Chỉ có đợt quan trắc 1 và 2/2010 có hàm lượng các chất ô nhiễm đạt mức cho phép, còn lại các đợt quan trắc sau này chất lượng nước không đáp ứng QCVN 12:2008/BTNMT (B1). Cụ thể:
- Giá trị của thông số BOD5 dao động trong khoảng từ 26,3 mg/L đến 104,5mg/L. Đối với nước thải giấy sau xử lý, giá trị BOD5
như vậy là tương đối cao, có sự biến động lớn, không đảm bảo tiêu chuẩn xả thải ra ngoài môi trường. So sánh với QCVN 12:2008/BTNMT (B1), với Kq = 0,9 và Kf = 1,1 cho thấy giá trị của thông số BOD5 từ đợt quan trắc 3/2010 đến nay đều vượt giới hạn cho phép theo quy định và vượt từ 1,09 lần đến 2,11 lần.
- Giá trị của thông số COD dao động trong khoảng từ 57,6 mg/L đến 230,7 mg/L. Giá trị của COD có sự biến động lớn, tuy nhiên tại hầu hết các đợt quan trắc, giám sát đều đáp ứng quy chuẩn Việt Nam, riêng đợt 2/2011 giá trị COD vượt giới hạn cho phép của QCVN 12:2008/BTNMT (B1) với Kq = 0,9, Kf = 1,1 khoảng 1,17 lần.
Theo khảo sát thực tế có thể nhận định giá trị của BOD5, COD trong nước thải sau xử lý còn cao, vượt mức cho phép do 1 số nguyên nhân sau:
+ Những biến động của điều kiện thời tiết hoặc sự cố hỏng van bơm, gãy ống sục khí, kẹt bơm tuần hoàn bùn vi sinh ảnh hưởng đến tính ổn định của vi sinh vật, từ đó ảnh hưởng đến hiệu quả của quá trình xử lý sinh học.
50
+ Sự cố mất điện làm cho thiết bị sục khí hoạt động không liên tục, từ đó ảnh hưởng đến hiệu quả của quá trình xử lý.
+ Sự cố nứt sân phơi bùn để bùn thải xâm nhập vào hồ sinh học chứa nước sau xử lý gây tái ô nhiễm.
+ Một lượng bèo già hoặc bị sâu ăn tại hồ sinh học phân hủy làm tái ô nhiễm.
- Các chỉ tiêu phân tích còn lại đều đều đáp ứng QCVN 12:2008/BTNMT (B1).
Nhìn chung, hệ thống xử lý nước thải hiện tại của Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ hoạt động chưa hiệu quả. Nước thải sau xử lý có giá trị của thông số BOD5, COD cao hơn QCVN 12:2008/BTNMT (B1).
Trong giai đoạn 2015-2020 theo lộ trình áp dụng Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt, nước thải tại các phân vùng chất lượng nước mặt trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên thì Sông Cầu đoạn qua thành phố Thái Nguyên, nơi tiếp nhận nước thải của Công ty yêu cầu chất lượng nước đạt loại A của QCVN 08:2008/BTNMT. Như vậy, đồng nghĩa với nước thải của Công ty cũng phải được xử lý đạt loại A của QCVN 12:2008/BTNMT.
So sánh với QCVN 12:2008/BTNMT cột A thì giá trị BOD5, COD trong mẫu nước thải hiện tại đều không đạt giới hạn cho phép. Như vậy, cần phải có một hệ thống xử lý phù hợp và đảm bảo yêu cầu xả thải.
Để nâng cao hiệu quả xử lý nước thải của Công ty (nước thải sau xử lý đạt QCVN 12:2008/BTNMT cột A), cần có giải pháp cải tạo lại hệ thống đồng thời đầu tư thay thế một số thiết bị công nghệ, tuy nhiên cũng phải căn cứ trên quan điểm tiết kiệm chi phí và đảm bảo hiệu quả tối ưu nhất. 3.2.3. Đánh giá công nghệ xử lý nước thải
Do trong các hồ sơ liên quan đến hệ thống xử lý nước thải của Công ty chỉ mô tả về công nghệ, thiết bị, chi phí đầu tư, vận hành không đề cập đến vấn đề xã hội nên trong phạm vi luận văn này, đánh giá tính phù hợp của công nghệ xử lý nước thải của Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ dựa trên 3 tiêu chí là tiêu chí về mặt kỹ thuật, tiêu chí về mặt kinh tế và tiêu chí về mặt môi trường. 3.2.3.1. Đánh giá công nghệ xử lý nước thải về mặt kỹ thuật (48/60)
Khi đánh giá một công nghệ nào đó thì điều đầu tiên chúng ta quan tâm là các khía cạnh về máy móc thiết bị phù hợp, hiệu suất xử lý của toàn bộ hệ thống, các sản phẩm tạo ra trong quá trình.
51
Các thiết bị và máy móc sử dụng để lắp đặt vào hệ thống xử lý nước thải được thể hiện trong Bảng 13.
Bảng 13. Các máy móc, thiết bị sử dụng trong dây chuyền công nghệ xử lý nước thải [16]
Stt Hạng mục Tên thiết bị và thông số cơ bản Đơn vị Số lượng
1
Hệ thống
tuyển nổi
trong phân
xưởng xeo
- Bình tích áp 0,5m3
- Máy nén khí 3 bar
- Bơm nước thải 50m3/h
- Hệ thống gạt bọt
Cái
Cái
Cái
HT
01
01
01
01
2 Bể điều
hòa
- Bơm nước thải 50m3/h (thả chìm
11kw)
- Hệ thống phân phối khí đáy bể:
Ống nhựa TP Class 2
- Van 1 chiều DG 150
- Van chặn mặt bích DG 150
- Ống thép DG 150
- Van Cầu DG 65
Cái
Bộ
Cái
Cái
m
Cái
01
01
01
01
16
01
3 Bể phản
ứng
- Ống thép D200
- Ống thép D150
- Ống thép D100
- Côn, tê, cút D100, 150, 200
m
m
m
Cái
10
10
3
20
4 Bể trộn
- Ống thép D200
- Ống thép D100
- Côn, tê, cút D 100, 150, 200
- Van mặt bích
m
m
Cái
Cái
16
1
10
2
5 Bể Aeroten
- Hệ thống phân phối khí đáy bể
(đĩa phân phối Đài Loan)
- Ống thép D65
Bộ
m
01
90
52
Theo Bảng 13 ta thấy các máy móc và thiết bị hầu hết được mua trong nước,
chỉ có một số được nhập ngoại nên việc thay thế thiết bị không gặp nhiều khó khăn.
- Ống thép D80
- Ống thép D100
- Ống thép D150
- Ống thép D200
- Van D50
- Van D 65
- Van D100
- Van D150
m
m
m
m
Cái
Cái
Cái
Cái
35
70
60
80
16
6
4
4
6 Bể lắng
- Bơm bùn ATS 80 (nhập khẩu)
- Ống thép D200
- Ống thép D80
- Ống thép D100
- Van 2 chiều mặt bích D200
- Van 1 chiều D80
- Côn, tê, cút D80, 100, 150, 200,
phụ kiện
Cái
m
m
m
Cái
Cái
Cái
02
23
15
2
1
2
15
7 Sân phơi
bột giấy
- Đường ống phân phối và thu nước
đáy: Ống nhựa TP D90 Bộ 01
8 Sân bùn
sinh học
- Đường ống phân phối và thu nước
đáy: Ống nhựa TP D90 Bộ 01
9
Nhà điều
hành, pha
hóa chất
- Máy khuấy 0,4kw
- Bơm định lượng Gamar, 120l/h
- Máy thổi khí 16 kw (2 chạy, 1 dự
phòng)
Cái
Cái
Cái
03
03
03
53
Hiệu quả xử lý của hệ thống (điểm10/15)
Hệ thống tuyển nổi trong phân xưởng xeo thuộc công đoạn sản xuất, tuy nhiên
hệ thống này cũng đóng vai trò trong quá trình xử lý nước thải nên việc đánh giá
được bao gồm cả đối với công đoạn tuyển nổi.
Giá trị của các thông số ô nhiễm đặc trưng trong nước thải đầu vào tuyển nổi,
nước thải đầu ra tuyển nổi (đầu vào hệ thống xử lý), nước thải sau khi qua bể trộn,
nước thải sau xử lý sinh học tại bể Aeroten, nước thải sau lắng và nước thải tại cửa
xả sau xử lý được thể hiện trong Bảng 14.
Bảng 14. Giá trị của các thông số ô nhiễm đặc trưng trong nước thải sau các
công đoạn xử lý
Chỉ
tiêu
Nước
đầu
vào
HT
tuyển
nổi
Nước
thải sau
tuyển
nổi (đầu
vào HT
XLNT)
Nước
sau
khi
qua bể
trộn
Nước
sau xử lý
sinh học
(sau bể
Aeroten)
Nước
sau
lắng
Nước thải
sau hồ
sinh học
(tại cửa xả
ra sông
Cầu)
QCVN
12:2008/
BTNMT
(B1)
Cmax
Kq = 0,9
Kf = 1,1
BOD5
(mg/L) 348 256 195 97 72 55,7 50 49,5
COD
(mg/L) 660 465 327 191 125 88,5 200 198
TSS
(mg/L) 284,3 277,6 188,7 162,4 69,0 45,7 100 99
Độ màu
(Pt-Co)
195,7 150 87,4 31,7 15 <5 100 100
pH 5,5 6,2 6,4 7,2 7,2 7,5 5,5-9 5,5-9
Hiệu quả xử lý nước thải sau khi qua hệ thống được xác định theo công thức:
%100(%)
n
on
AAA
H ,
trong đó:
- An là giá trị của thông số phân tích mẫu trước quá trình xử lý, mg/L;
54
- Ao là giá trị của thông số phân tích mẫu sau quá trình xử lý, mg/L.
Từ kết quả Bảng 14 ta thấy hiệu quả xử lý toàn bộ hệ thống của BOD5 là
84,0%, của COD là 86,6%, của TSS là 83,9%, của độ màu >97,4% và nước thải đầu
ra không đạt QCVN12:2008/BTNMT (B1).
- Hiệu quả xử lý của hệ thống tuyển nổi (trong phân xưởng xeo): Quá trình
này chủ yếu tách xơ sợi, thu hồi bột giấy, tuy nhiên hệ thống tuyển nổi chưa đạt
hiệu quả cao. Hiệu quả xử lý TSS là 2,4 %, hiệu quả xử lý BOD5 là 26,4% và hiệu
quả xử lý COD là 29,5% và của độ màu là 23,4%.
- Hiệu quả xử lý của bể trộn-phản ứng: Hiệu quả xử lý BOD5 là 23,8%, hiệu
quả xử lý COD là 29,7%, hiệu quả xử lý của TSS là 32,0% và của độ màu là 41,7%.
- Hiệu quả xử lý của bể Aeroten: Tại đây nước thải được xử lý sinh học hiếu
khí, hiệu quả xử lý BOD5 là 50,3%, hiệu quả xử lý COD là 41,6%, hiệu quả xử lý
TSS là 13,9 % và của độ màu là 63,7%.
- Hiệu quả xử lý của bể lắng: Hiệu quả xử lý BOD5 là 25,8%, hiệu quả xử lý
COD là 34,6%, hiệu quả xử lý TSS là 57,5% và của độ màu là 49,5%.
- Hiệu quả xử lý của hồ sinh học: Hiệu quả xử lý BOD5 là 22,6%, hiệu quả xử
lý COD là 29,2%, hiệu quả xử lý TSS là 33,8% và của độ màu > 68,8%.
Như vậy, hiện tại nước thải sau xử lý không đạt Quy chuẩn kỹ thuật môi
trường. So sánh với QCVN 12:2008/BTNMT cột B1 (nước thải sau xử lý đổ vào
nguồn tiếp nhận sông Cầu không sử dụng cho mục đích sinh hoạt), với Kq = 0,9 và
Kf = 1,1 thì giá trị BOD5 trong nước thải sau xử lý vẫn cao hơn mức cho phép
khoảng 1,13 lần, hiệu quả xử lý BOD5 của hệ thống là 84%. Tuy nhiên theo lộ trình
áp dụng Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt, nước thải tại các
phân vùng chất lượng nước mặt trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên giai đoạn 2015-2020
thì Sông Cầu đoạn qua thành phố Thái Nguyên, nơi tiếp nhận nước thải của Công ty
yêu cầu chất lượng nước đạt loại A của QCVN 08:2008/BTNMT. Đồng nghĩa với
nước thải của Công ty cũng phải được xử lý đạt loại A của QCVN
12:2008/BTNMT, yêu cầu về chất lượng nước sau xử lý cao hơn. Như vậy, với hệ
55
thống xử lý nước thải hiện tại không để đáp ứng yêu cầu xử lý, rất cần thiết phải có
giải pháp nâng cao hiệu quả xử lý nước thải của hệ thống.
Giải pháp xử lý chất thải thứ cấp (điểm 10/10)
Phần bùn lắng tại bể lắng một phần được bơm tuần hoàn về bể phản ứng để ổn
định vi sinh, phần còn lại được thải ra sân phơi bùn. Bùn thải sau quá trình làm khô
sẽ được Công ty bán cho các đơn vị có nhu cầu thu mua hoặc đem chôn lấp trong
khuôn viên Công ty.
Chất lượng các sản phẩm hữu ích từ quá trình xử lý (điểm 5/5)
Công ty đã có phương án bán lượng bùn thải (sau quá trình làm khô) cho các
đơn vị có nhu cầu thu mua để làm vật liệu độn trong than tổ ong, trong trường hợp
phát sinh nhiều chưa kịp tiêu thụ hết, Công ty sẽ thu gom ra bãi tập kết lưu trữ, do
thành phần bùn thải không chứa các chất nguy hại nên một phần được sử dụng chôn
lấp trồng cây trong khuôn viên Công ty rất tốt.
Mức độ cơ khí hóa, tự động hóa (điểm 3/5)
Hệ thống có 2 chế độ vận hành: Tự động và bằng tay. Số lượng công nhân vận
hành là 7 người/ 3 ca. Ở chế độ tự động, sau khi cấp điện cho hệ thống toàn bộ các
động cơ thiết bị được điều khiển tự động. Theo khảo sát công suất các bơm định
lượng hóa chất, máy khuấy và hệ thống máy thổi khí cho thấy các thiết bị đều hoạt
động tốt, phù hợp với công suất xử lý. Riêng chỉ có máy bơm bùn tuần hoàn chưa
hoạt động hiệu quả, theo đánh giá là đang hoạt động quá công suất, song Công ty
cũng mới đầu tư thêm 1 máy bơm bùn để hỗ trợ thêm cho 1 máy hiện có. Đánh giá
chung thì mức độ tự động hóa của hệ thống tốt. Tuy nhiên, do hệ thống hoạt động
phụ thuộc vào nguồn cấp điện, nên khi sự cố mất điện xảy ra đã làm gián đoạn hoạt
động của hệ thống, Công ty đã đầu tư máy phát điện dự phòng để khắc phục sự cố
này.
Mức độ phù hợp (điểm 12/15)
Phù hợp về mặt thiết bị, máy móc và hóa chất sử dụng: Với quy trình công
nghệ xử lý nước thải của Công ty như đã trình bày ở trên, công suất các thiết bị,
máy móc được sử dụng tương đối phù hợp với công suất của hệ thống là
56
1.300m3/ngày, tiết kiệm năng lượng; chủng loại hóa chất sử dụng phù hợp với loại
hình xử lý nước thải. Tuy nhiên, hệ thống thiết bị tuyển nổi đã đáp ứng về công suất
xử lý nhưng hiệu quả xử lý xơ sợi chưa cao.
Phù hợp với điều kiện tự nhiên và cơ sở hạ tầng: Hệ thống xử lý nước thải của
Công ty được xây dựng tại khu vực địa hình địa chất có khả năng chịu lực nén tốt
và không có nguy cơ xảy ra sụt lún, địa thế cao và bằng phẳng. Với diện tích mặt
bằng khá rộng (khoảng 1.200m2), việc bố trí lắp đặt các thiết bị tương đối phù hợp.
Khả năng thay thế, cải tiến thiết bị, mở rộng quy mô (điểm 4/5)
Vật liệu của các thiết bị được sản xuất bằng thép, nhựa và inox nên có khả
năng thay thế mà không ảnh hưởng đến toàn bộ hệ thống. Mặt khác, máy móc và
các thiết bị phần lớn được mua trong nước còn lại một phần được nhập ngoại nên
khả năng thay thế khá thuận tiện.
Với mặt bằng 1.200m2, các hạng mục công trình đều được thiết kế tương đối
phù hợp với quy mô hiện tại. Nếu mở rộng quy mô thì cần phải nâng cấp toàn bộ hệ
thống.
Thuận tiện trong quản lý, vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa (điểm 4/5)
Công ty bố trí 7 công nhân chịu trách nhiệm vận hành hệ thống liên tục trong
3 ca, mặt khác mức độ tự dộng của hệ thống cũng khá tốt nên rất thuận tiện trong
quản lý, vận hành hệ thống.
Thiết kế mặt bằng của hệ thống xử lý hợp lý, riêng biệt với khu sản xuất nên
dễ bảo dưỡng, sửa chữa. Các bơm, máy khuấy và máy thổi khí đều có thiết bị dự
phòng để khắc phục khi xảy ra sự cố hỏng hóc nên rất thuận tiện trong trường hợp
cần bảo dưỡng hoặc sửa chữa.
Tuy nhiên, hệ thống xử lý hoạt động dựa trên năng lượng điện nên khi gặp sự
cố mất điện sẽ gây ảnh hưởng đến toàn bộ hoạt động xử lý.
3.2.3.2. Đánh giá công nghệ xử lý nước thải về mặt kinh tế (điểm 18/20)
Điều quan tâm tiếp theo là chi phí đầu tư, vận hành hệ thống.
57
Chi phí đầu tư
Chi phí đầu tư cho hệ thống xử lý nước thải của Công ty Cổ phần giấy Hoàng
Văn Thụ bao gồm chi phí xây dựng và chi phí thiết bị, máy móc.
- Chi phí các hạng mục xây dựng của hệ thống:
Bảng 15. Các hạng mục xây dựng trong hệ thống xử lý nước thải [16]
Stt Hạng mục Đặc tính Kích thước Ghi chú
1 Mương thu
gom nước
Mương làm
nắp tấm
đan, xây
gạch
R=4, H=0,4m,
D= 150m
Mương thu nước thải từ
các phân xưởng, mương
tách nước mưa và nước
làm mát
2 Bể tuyển nổi
Xây gạch
220, chia 3
ngăn
V = 100m3
(8x4,5x2,8m)
Có 3 ngăn: Nước vào,
nước chảy tràn và nước
ra
3 Bể lắng cát Xây gạch
220
V = 3m3
(7 x 0,83 x 0,5)
Độ chênh đáy của cửa
tràn so với bể là 8,6cm
4 Bể điều hòa BTCT, dày
300mm V = 670m3,
(16x12x3,5m)
Có vách lửng, đảo trộn
bằng khí nén
5 Bể phản ứng BTCT, dày
300mm V= 48m3,
( 3,7x4,5m) Đáy dốc 450
6 Bể trộn BTCT, dày
300mm V= 240m3,
( 8,2x4,5m) Đáy dốc 450, máng thu
7 Bể Aeroten
BTCT, dày
300mm,
chia 2 ngăn
V = 1084m3,
(26,7x11,6x3,5m)
Đáy bố trí đường ống
phân phối khí D48, đục
lỗ D4
8 Bể lắng BTCT, dày
300mm V= 240m3,
( 9,6x3,5m)
Đáy dốc 450, máng thu
nước trong, ống thu bùn
tự chảy
58
9 Hồ sinh học
Xây gạch
220, chia 2
ngăn V=1.000m3/ngăn -
10 Bể chứa bùn
Xây gạch
220, chia 2
ngăn
V=70m3
(5 x 4 x3,5m) -
11 Sân phơi bột
giấy Xây gạch
V = 107m2,
(10,7x10x0,8m) -
12 Sân phơi
bùn sinh học
Tường gạch
220, chia 3
ngăn, 3 lớp
VL
V = 150m2,
(15x10x0,8m) -
13
Nhà điều
hành, pha
hóa chất
Xây gạch,
mái tôn F=44m2, 11x4m -
Với các hạng mục xây dựng như trên, chi phí đầu tư cho xây dựng cơ bản là
A1 = 684.723.000 (VNĐ).
- Chi phí mua máy móc, thiết bị:
Với việc đầu tư các thiết bị, máy móc (Bảng 13), tổng chi phí đầu tư cho thiết
bị máy móc là A2 = 1.068.041.000 (VNĐ).
Tổng chi phí đầu tư ban đầu cho hệ thống là:
A= A1 + A2 = 684.723.000 + 1.068.041.000 = 1.752.764.000 (VNĐ)
- Chi phí vận hành:
Chi phí vận hành bao gồm chi phí tiền lương công nhân, năng lượng và hóa
chất sử dụng.
Chi phí công nhân vận hành (7 người/3 ca): B1= 7x70.000 đồng/ngày = 490.000 đồng/ngày
Chi phí điện năng: B2= 50 kWx24hx1.000 đồng/kWh = 1.200.000 đồng/ngày Chi phí hóa chất (phèn nhôm) B3= 24 kg/ngày x 8.000 đồng/kg = 192.000 đồng./ngày
59
Chi phí khấu hao thiết bị:
C=xT
OPkK300
,
trong đó:
K= 1.752.764.000 đồng – Chi phí đầu tư xây dựng hệ thống xử lý;
Pk = 5%K – Chi phí sửa chữa vừa và nhỏ;
O =80%K- Giá thành xây dựng còn lại của hệ thống sau tính tới cuối thời gian
phục vụ;
T = 5 năm- Thời gian khấu hao thiết bị (số năm phục vụ của công trình);
300- Số ngày làm việc trong năm.
Thay các giá trị trên vào công thức, ta được C = 292.000 đồng/ngày
Tổng chi phí vận hành: Tcp = B1+B2+B3+C= 2.174.000 đồng/ngày
Chi phí xử lý tính cho 1m3 nước thải:
M= Tcp/Q =2.174.000/1300 1.700 đồng/m3
Tóm lại, với giá thành như trên thì việc đầu tư hệ thống xử lý nước thải hoàn
toàn có thể chấp nhận được về mặt kinh tế.
3.2.3.3. Đánh giá công nghệ xử lý nước thải về mặt môi trường (điểm 17/20)
Thân thiện với môi trường (điểm 10/10) Năng lượng sử dụng trong quy trình xử lý là năng lượng điện nên thân thiện
với môi trường. Trong quá trình xử lý có sử dụng một lượng hóa chất, tuy nhiên các hóa chất này đều rất phổ biến, ít gây ảnh hưởng đến môi trường xung quanh.
Các giải pháp giảm thiểu tác động xấu đến kinh tế, văn hóa cộng đồng và cảnh quan sinh thái (điểm 3/5)
Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ được xây dựng trong khuôn viên có
hàng rào bao kín, cách biệt khu dân cư nên không gây ảnh hưởng về kinh tế, văn
hóa cộng đồng và cảnh quan sinh thái. Tuy nhiên, nước thải sau xử lý được xả ra
sông Cầu, khi nước thải không được xử lý đạt tiêu chuẩn môi trường sẽ làm ảnh
hưởng đến chất lượng cũng như cảnh quan sông Cầu do làm đục nước.
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải tách biệt với khu sản xuất trong Công ty nên
không gây ảnh hưởng, tác động đến quá trình sản xuất.
60
Các giải pháp phòng ngừa khắc phục sự cố (điểm 4/5)
Đơn vị tư vấn thiết kế hệ thống xử lý nước thải đã lên kế hoạch chi tiết và đầy
đủ các giải pháp phòng ngừa, khắc phục sự cố. Các loại sự cố có thể xảy ra đều
được phân tích và đưa ra giải pháp phòng ngừa và khắc phục như:
- Khi máy bơm không chạy hoặc chạy yếu hoặc không có nước, để khắc phục
sự cố này thì phải kiểm tra và làm sạch roto, trõ hút nước. Kiểm tra động cơ hoặc
nguồn điện và thiết bị điện, vệ sinh đường ống. Khi máy bơm có tiếng động là thì
cần kiểm tra cánh làm mát xem có bị gẫy hoặc kẹt không. Tuy nhiên, đối với máy
bơm tuần hoàn bùn vi sinh do phải hoạt động quá tải nên dễ bị cháy và khi sửa
chữa, bảo dưỡng phải dừng hoạt động của cả hệ thống. Để khắc phục Công ty cũng
mới đầu tư thêm 1 máy bơm bùn vi sinh để giảm tải cho máy hiện tại.
- Đối với thiết bị phân phối khí hay xảy ra hiện tượng gãy ống sục khí, vì vậy
Công ty cũng đã dự phòng một số ống sục khí để kịp thời thay thế và tại một số vị
trí thay thế ống sục khí nhựa bằng ống inox để tăng độ bền.
- Khi xảy ra sự cố mất điện sẽ làm cho các thiết bị sục khí hoạt động không
liên tục, kéo theo làm ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý của hệ thống, để khắc phục
Công ty đã đầu tư máy phát điện để dự phòng trong trường hợp bị mất điện.
- Hiện tượng cháy nổ: Để ngăn ngừa sự cố này, Công ty phải tập huấn cho các
công nhân tuân thủ các yêu cầu về phòng cháy chữa cháy. Thành lập đội phòng
cháy chữa cháy và tổ chức huấn luyện theo các nội dung của cơ quan phòng cháy
chữa cháy yêu cầu.
Tóm lại:
Với tổng điểm đánh giá công nghệ xử lý nước thải sản xuất đang vận hành tại
Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ, đạt 83/100 điểm và điểm trung bình của mỗi
chỉ tiêu không thấp hơn 1/2 số điểm tối đa của các tiêu chí, có thể coi công nghệ này
là tương đối phù hợp. Tuy nhiên, hiệu quả xử lý của hệ thống chưa đáp ứng được
yêu cầu về xả thải ra nguồn tiếp nhận sông Cầu. Vì vậy cần có giải pháp nâng cao
hiệu quả xử lý của hệ thống.
61
3.3. Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả xử lý nước thải
Trên cơ sở các số liệu phân tích, kết quả đánh giá công nghệ và nguyên nhân
về hiệu quả xử lý, thấy rằng, để nâng cao hiệu quả xử lý của các giai đoạn trong hệ
thống xử lý nước thải của Công ty, cần giải pháp khắc phục công đoạn tuyển nổi,
sao cho hiệu suất thu hồi xơ bột cao nhất. Có thể đề xuất 2 phương án sau.
Phương án 1:
Thuyết minh quy trình:
Nước thải sau khi nghiền, xeo (đã được tách xơ sợi lần 1 bằng bể tuyển nổi
ngang trong phân xưởng xeo) và các khâu khác (vệ sinh thiết bị, nhà xưởng) được
thu gom về bể tuyển nổi sơ bộ (được cải tạo từ bể lắng cát) để thu hồi bột giấy đưa
vào bể chứa bột, sau đó bơm đi sản xuất carton lạnh tại xeo thủ công, sau khi tách
được một phần bột giấy nước thải được đưa sang bể điều hòa. Bể này có tác dụng
điều hòa lưu lượng và sục khí để đảo trộn. Nước thải sau khi được tách bột giấy sơ
bộ sẽ được bơm hút lên đưa vào hệ thống tuyển nổi áp lực (được cải tạo từ bể trộn
và bể phản ứng). Hệ thống tuyển nổi gồm bình tích áp và thiết bị cung cấp hóa chất
trợ tuyển, để tạo ra hỗn hợp khí - lỏng ở áp suất cao, khí được cung cấp từ 1 máy
nén khí. Hỗn hợp khí lỏng từ bình tích áp được đưa sang ngăn tạo bọt của thiết bị
tuyển nổi, tại đây do áp suất bị giảm đột ngột, khí được tách ra khỏi lỏng tạo thành
Bể tuyển nổi sơ
bộ
Bể điều hòa
Tuyển nổi áp
lực
Bể Aeroten
Bể lắng
Hồ sinh học
Sản xuất
Tuần hoàn
NT từ máy xeo và các công đoạn khác
Song chắn rác
Không khí Hóa chất
Sân phơi bùn, máy ép bùn
Bùn
ho
àn lư
u Nước rích
Xeo carton lạnh
Bể chứa bột giấy
Bán hoặc chôn lấp
Nước ra đạt tiêu chuẩn
62
các bóng khí nổi lên kéo theo bột giấy và các chất bẩn có trong nước thải. Phần bột
giấy tách ra sẽ được đưa sang bể chứa bột, toàn bộ phần bột giấy thu hồi chứa tại bể
chứa bột giấy sẽ được bơm đi sản xuất carton lạnh tại xeo thủ công. Nước thải sau
tuyển nổi về cơ bản đã tách hết xơ sợi, chỉ còn chất hữu cơ hòa tan cao hơn tiêu
chuẩn thải. Nước thải sau khi đã loại hết bột giấy cũng như các chất lơ lửng khác
được đưa sang hệ thống bể Aeroten xử lý sinh học hiếu khí. Nước thải sau xử lý tại
bể Aeroten được đưa sang bể lắng, phần nước mặt chảy tràn theo ống dẫn vào hồ
sinh học, tại đây nước thải đã được xử lý đạt tiêu chuẩn có thể tuần hoàn lại cho
công đoạn sản xuất các sản phẩm không đòi hỏi chất lượng cao hoặc thải trực tiếp ra
sông Cầu. Phần bùn đáy tại bể lắng, một phần được bơm tuần hoàn về bể Aeroten
để ổn định hàm lượng vi sinh vật trong bể, phần còn lại được đưa sang sân phơi bùn
hoặc sử dụng máy ép bùn để làm khô bùn. Phần bùn khô được nạo vét định kỳ đem
bán hoặc mang đi chôn lấp. Nước thu được từ sân phơi bùn được dẫn về bể điều hòa
để xử lý.
Phương án 2:
Sản xuất
Bể lắng cát
Bể điều hòa
Tuyển nổi áp
lực
Bể SBR
Hồ sinh học
Tuần
hoà
n NT từ máy xeo
và các công đoạn khác
Song chắn rác
Hóa chất
Bể nén bùn
Nước rích
Xeo carton lạnh
Sân phơi bùn, máy ép bùn
Bể chứa bột giấy
Bán hoặc chôn lấp
Không khí
Nước ra đạt tiêu chuẩn
63
Thuyết minh quy trình:
Nước thải sau khi nghiền, xeo (đã được tách xơ sợi lần 1 bằng bể tuyển nổi
ngang trong phân xưởng xeo) và các khâu khác (vệ sinh thiết bị, nhà xưởng) được
thu gom về bể lắng cát để tách cát và tạp chất nhẹ (bể có kết cấu ngăn tạp chất nổi).
Sau đó nước thải được đưa sang bể điều hòa để điều hòa lưu lượng và tách một
phần bột giấy đưa sang bể chứa bột giấy. Nước thải sau khi qua bể diều hòa sẽ được
bơm ly tâm hút lên, đưa vào hệ thống tuyển nổi áp lực (được cải tạo từ bể trộn và bể
phản ứng). Hệ thống tuyển nổi gồm bình tích áp và thiết bị cung cấp hóa chất trợ
tuyển, để tạo ra hỗn hợp khí- lỏng ở áp suất cao, khí được cung cấp từ 1 máy nén
khí. Hỗn hợp khí lỏng từ bình tích áp được đưa sang ngăn tạo bọt của thiết bị tuyển
nổi, tại đây do áp suất bị giảm đột ngột, khí được tách ra khỏi lỏng tạo thành các
bóng khí nổi lên kéo theo bột giấy và các chất bẩn có trong nước thải. Phần bột giấy
tách ra sẽ được đưa sang bể chứa bột, toàn bộ phần bột giấy thu hồi chứa tại bể chứa
bột giấy sẽ được bơm đi sản xuất carton lạnh tại xeo thủ công. Nước thải sau tuyển
nổi về cơ bản đã tách hết xơ sợi, chỉ còn chất hữu cơ hòa tan cao hơn tiêu chuẩn
thải. Nước thải sau khi đã loại hết bột giấy cũng như các chất lơ lửng khác được đưa
sang hệ thống bể Aeroten làm việc theo mẻ nối tiếp (SBR) được tận dụng từ bể
Aeroten hiện có (do lượng nước thải thực tế phát sinh ít hơn so với trước đây và để
giảm chi phí cấp khí nên sẽ sử dụng luân phiên 2 ngăn của bể Aeroten). Nước thải
sau khi được xử lý bằng bể SBR được đưa sang hồ sinh học, tại đây nước thải đã
được xử lý đạt tiêu chuẩn có thể tuần hoàn lại cho công đoạn sản xuất các sản phẩm
không đòi hỏi chất lượng cao hoặc thải trực tiếp ra sông Cầu. Phần bùn lắng tại bể
SBR được bơm về bể nén bùn được cải tạo từ bể lắng. Sau đó bùn được bơm ra sân
phơi bùn hoặc sử dụng máy lọc ép băng tải để làm khô bùn. Phần bùn khô được nạo
vét định kỳ đem bán hoặc mang đi chôn lấp. Nước thu được từ bể nén bùn, máy lọc
ép hoặc sân phơi bùn được dẫn về bể điều hòa để xử lý.
Lựa chọn phương án
Với hai phương án được nêu ra ở trên thì mỗi phương án xử lý đều có ưu và
khuyết điểm riêng, vì vậy cần xem xét lựa chọn phương án phù hợp nhất.
64
Yêu cầu cần thiết của hệ thống xử lý nước thải là:
+ Quy trình công nghệ đơn giản, dễ vận hành;
+ Tận dụng tối đa các hạng mục công trình cũng như trang thiết bị hiện có;
+ Chi phí vận hành và bảo dưỡng hệ thống thấp;
+ Nước thải sau xử lý đạt QCVN 12:2008/BTNMT (cột A).
Ưu, nhược điểm của từng phương án được phân tích cụ thể tại Bảng 16.
Bảng 16. So sánh ưu, nhược điểm của 2 phương án đề xuất
Phương án Ưu điểm Nhược điểm
Phương án 1
- Dễ vận hành, bảo trì, bảo dưỡng
- Xử lý hiệu quả nước thải có hàm
lượng chất hữu cơ cao
- Tận dụng được các hạng mục và
thiết bị hiện có
- Tốn nhiều diện tích hơn
- Chi phí vận hành, bảo
dưỡng cao hơn
- Tốn nhiều năng lượng
hơn
Phương án 2
- Tốn ít diện tích hơn, không cần
phải xây dựng bể lắng
- Tốn ít năng lượng, dễ dàng kiểm
soát các sự cố
- Có thể vận hành tự động hoàn
toàn
- Giảm được chi phí do giảm nhiều
thiết bị so với phương án 1
- Xử lý hiệu quả nước thải có hàm
lượng chất hữu cơ cao
- Hệ thống có độ ổn định cao hơn,
chế độ hoạt động có thể thay đổi
theo nước đầu vào nên rất linh
động
- Tận dụng được các hạng mục và
thiết bị hiện có
- Kiểm soát quá trình khó
hơn, yêu cầu người vận
hành phải có kỹ thuật cao
- Bảo chì, bảo dưỡng khó
khăn hơn do có nhiều
phương tiện điều khiển
hiện đại
65
Từ kết quả so sánh 2 phương án được đưa ra trong Bảng 16, thấy rằng phương
án 2 có nhiều ưu điểm hơn và hệ thống xử lý phù hợp với đặc tính nước thải của
Công ty cũng như hiện trạng hệ thống và thiết bị hiện có.
Để nâng cao hiệu quả xử lý và giảm chi phí vận hành thì phương án chọn có
thể tận dụng lại tối đa các thiết bị theo công nghệ hiện có, tuy nhiên có thể thay đổi
tính năng một số hạng mục cho phù hợp với công nghệ mới và đạt hiệu quả cao
nhất. Cụ thể như sau:
- Theo kết quả đánh giá ở trên, thì hệ thống xử lý nước thải hiện tại đã được
cải tạo, đưa vào sử dụng năm 2010 với công suất 1.300m3/ngày là hệ thống xử lý có
công nghệ tương đối phù hợp. Để nâng cao hiệu quả xử lý của hệ thống này, chỉ cần
tăng cường hạng mục bể tuyển nổi áp lực thay thế cho cụm bể trộn và bể phản ứng
để nâng cao hiệu suất tách xơ sợi và giảm thiểu các chất ô nhiễm.
- Mặt khác, để giảm chi phí đầu tư và vận hành, có thể cải tạo bể Aeroten 2
ngăn hiện có thành 2 bể SBR hoạt động luân phiên. Nhờ đó sẽ xử lý hiệu quả không
những BOD5, COD mà còn khử được triệt để nitơ và phốt pho có nhiều trong nước
thải.
- Bên cạnh đó, tại hồ sinh học xử lý cuối cùng của hệ thống được thiết kế 2
ngăn, mỗi ngăn có dung tích 1.000m3; như vậy với lưu lượng nước thải phát sinh
thực tế thì chỉ cần dùng 1 ngăn của hồ sinh học có thả bèo góp phần làm cho chất
lượng nước tốt hơn, ngăn còn lại dùng để chứa nước sau xử lý sử dụng tuần hoàn lại
cho quá trình sản xuất. Để sử dụng hiệu quả máy bơm nước tuần hoàn cho sản xuất
(hiện nay không sử dụng) cần kiểm tra, sửa chữa lại hoặc đầu tư cụm máy bơm mới
cho phù hợp.
- Ngoài ra, hệ thống tuyển nổi thu hồi bột giấy tại phân xưởng xeo hiện tại
hoạt động vẫn chưa hiệu quả (theo tính toán hiệu suất thu hồi bột xơ sợi của bể
tuyển nổi là 60%). Lượng bột giấy kéo theo ra hệ thống xử lý nước thải còn khá lớn
và luôn biến động, dẫn đến hệ thống xử lý quá tải do lượng bột giấy này kết hợp với
nước thải từ các công đoạn khác như ngâm, nghiền, nước vệ sinh máy móc, thiết
bị…Vì vậy, cần cải tạo, nâng cao hiệu suất tách bột cho hệ thống tuyển nổi hiện có
66
để tăng khả năng thu hồi bột giấy và giảm tải trọng cho hệ thống xử lý nước thải.
Trên cơ sở khảo sát hiện trạng thực tế cho thấy cấu trúc bể tuyển nổi ngang hiện tại
gồm 3 ngăn lắng vẫn có thể tận dụng được. Hệ thống thiết bị gồm bình tích áp, máy
nén khí, máy bơm nước thải vẫn còn hoạt động tốt. Hóa chất tuyển nổi sử dụng của
hệ thống là loại Delta 202 cũng hoàn toàn phù hợp. Tuy nhiên, hệ thống gạt bột hiện
tại làm việc chưa hiệu quả. Vì vậy, luận văn đề xuất phương án lắp đặt thêm hệ
thống thu và gạt bột giấy mới theo cơ cấu quay tự động thu bột bề mặt, đồng thời
lắp đặt thêm hệ thống phân phối khí đáy bể hỗ trợ cho công tác thổi bọt khí kéo theo
bột giấy nổi lên trên.
- Đối với các hạng mục và trang thiết bị khác vẫn hoạt động khá tốt, vì vậy sẽ
tận dụng lại toàn bộ cho hệ thống xử lý.
3.4. Tính toán các công trình xử lý nước thải theo phương án chọn
Các thông số cần thiết cho việc tính toán, thiết kế:
* Các thông số đầu vào:
Bảng 17. Các thông số chính đầu vào và yêu cầu đặc tính nước thải đầu ra của
hệ thống xử lý nước thải cần thiết kế
STT Tên chỉ tiêu Đơn vị Đầu vào Đầu ra
QCVN 12:2008/BTNMT (A) 1 pH - 6,2 6-9 2 Độ màu Pt-Co 199,8 50 3 BOD5 mg/L 256 30 4 COD mg/L 465 80
5 TSS mg/L 277,6 50 * Các thông số của Công ty:
- Lưu lượng nước thải công đoạn xeo: Q1 = 48m3/h= 1.152 m3/ngày.
- Lưu lượng nước thải từ các công đoạn sản xuất khác (nước thải từ khâu
ngâm, nghiền, nước vệ sinh máy móc, thiết bị nhà xưởng…):
Q2 = 5m3/h= 120m3/ngày.
- Lưu lượng nước thải sinh hoạt (phần nước thải đen từ bể phốt): Q3 = 2
m3/ngày.
Tổng lưu lượng nước thải đưa vào hệ thống xử lý:
67
QT = 1.152 m3/ngày + 120m3/ngày + 2 m3/ngày = 1.274 m3/ngày.
Tuy nhiên, do hệ thống hiện tại được thiết kế với công suất 1.300m3/ngày. Để thống nhất trong toàn bộ hệ thống chọn lưu lượng thiết kế cho hệ thống là 1.300m3/ngày.
Do cơ sở sản xuất hoạt động 3 ca liên tục (số giờ xả thải của Công ty là 24h) nên ta có lưu lượng trung bình theo giờ là:
)/(15/17,54/24
/ngàym1300/24
33
slhmngàyhngàyh
QQ Ttb
Lưu lượng nước thải không đều nhau giữa các giờ trong ngày và thường dao
động với lưu lượng trung bình giờ.
Qmax = Qtb x K [15]
K: Hệ số không điều hòa (Bảng 18).
Bảng 18. Hệ số không điều hòa K [19]
Lưu lượng nước thải trung bình Qtb (l/s) Hệ số không điều
hòa chung K0 5 10 20 50 100 300 500 1000 5000
K0 max 2,5 2,1 1,9 1,7 1,6 1,55 1,5 1,47 1,44
K0 min 0,38 0,45 0,5 0,55 0,59 0,62 0,66 0,69 0,71
Nội suy ta được:
K0 max = 2,0
→ Qmax= Qtb x K0 max = 54,17(m3/h) x 2,0 = 108,34(m3/h) 0,03(m3/s)
K0 min = 0,48
→ Qmin= Qtb x K0 min = 54,17(m3/h) x 0,48 = 26,0016 (m3/h) 0,007(m3/s)
3.4.1. Song chắn rác Song chắn rác được lắp đặt để loại bỏ các tạp chất thô. Lưu lượng nước thải lớn nhất là 0,03m3/s. Song chắn rác cũ có các thông số sau: - Số thanh chắn: 21 thanh; - Chiều rộng song chắn: 0,54m; - Chiều dài mương đặt song chắn: 1,7m; - Chiều sâu mương đặt song chắn: 0,36m;
68
Như vậy, có thể tận dụng song chắn rác của hệ thống hiện tại. 3.4.2. Bể lắng cát và bể điều hòa
Kích thước của bể lắng cát là: 7 x 0,83 x 0,5m.
Kích thước của bể điều hòa 2 ngăn là: 16 x 12 x 3,5m.
Như vậy, với lưu lượng nước thải lớn nhất 0,03m/s thì hệ thống mới vẫn tận
dụng lại bể lắng cát và để điều hòa của hệ thống hiện tại.
3.4.3. Hệ thống bể tuyển nổi
Nước thải sau khi qua bể lắng cát, bể điều hòa được đưa sang bể tuyển nổi
nhằm thu hồi xơ sợi để tuần hoàn cho sản xuất, đồng thời loại bỏ chất lơ lửng còn
lại trong nước thải đảm bảo cho hệ thống Aeroten hoạt động có hiệu quả.
Bể tuyển nổi sử dụng là bể tuyển nổi áp lực (bể tuyển nổi hòa tan khí ở áp suất
cao). Đây là biện pháp được ứng dụng rộng rãi hơn cả do có khả năng tạo ra các bọt
khí có kích thước rất nhỏ (40-70 m) và dễ dàng phân phối đều trong toàn bộ khối
lượng nước cần xử lý. Đồng thời biện pháp này cho phép điều chỉnh độ bão hòa
trong một khoảng rộng hơn với hiệu suất mong muốn.
* Các thông số đầu vào bể tuyển nổi
Giả sử sau khi qua bể lắng cát và bể điều hòa, giá trị của các thông số ô nhiễm
giảm như sau: BOD5 giảm 5%, COD giảm 10% và TSS giảm 10%. Khi đó, các
thông số đầu vào của bể tuyển nổi được thể hiện tại Bảng 19.
Bảng 19. Các thông số đầu vào bể tuyển nổi
STT Thông số Đơn vị Đầu vào
1 Thời gian thải h 24
2 Lưu lượng m3/h 54,17
3 pH - 6,2 4 Độ màu Pt-Co 199,8 5 BOD5 mg/L 243,2 6 COD mg/L 418,5 7 TSS mg/L 249,8
69
Chọn thiết kế bể tuyển nổi dạng hình tròn, sơ đồ công nghệ của quá trình tuyển
nổi được thể hiện tại Hình 10.
Hình 10. Sơ đồ công nghệ của quá trình tuyển nổi
* Tính bình tạo áp lực
- Áp lực nén của bình tạo áp P (atm) trường hợp bão hòa khí một phần nước xử
lý sau tuần hoàn được tính theo công thức sau [14]:
xQCRfPC
SA
c
k )1(3,1 ,
trong đó:
- A/S: Tỷ lệ khí/cặn (mL không khí cho 1 mg cặn ), phụ thuộc vào tính chất
của cặn và có thể lấy từ 0,015 – 0,05, chọn A/S = 0,03;
- CK: Độ hòa tan không khí vào nước (mL/L), tính theo Bảng 20.
Bảng 20. Độ hòa tan của không khí vào nước theo nhiệt độ [14]
Nhiệt độ (0C) 0 10 20 30
Ck (mL/L) 29 22,8 18,7 15,7
Ở nhiệt độ t = 250C thì Ck = 17,2 mL/L (tính theo phương pháp nội suy).
70
f: Hệ số tỷ lệ của độ hòa tan không khí vào nước tại áp lực P, thường lấy f =
0,5 [14].
Q: Lưu lượng nước thô cần xử lý (m3/ngày), Q = 1.300m3/ngày.
R: lượng nước tuần hoàn hay lượng nước thô đưa vào bình áp lực (m3/ngày).
Lưu lượng nước hoàn lưu chiếm 10-50% [20] lưu lượng nước xử lý, chọn R =
30%xQ=30%x1300= 390 (m3/ngày).
Cc: Nồng độ cặn (mg/L), ở đây lấy Cc = 249,8 mg/L.
Thay các giá trị vào công thức trên ta được:
13008,249390)15,0(2,173,103,0
xxPxx
P = 4,23 (atm)
Quy đổi đơn vị theo hệ SI ta có:
35,101
35,10123,4
patmP [17]
p = 4,23 (kPa)
Vậy áp lực nén của bình tạo áp là: p = 327,4 kPa.
- Lượng cặn lấy ra trong 1 phút (tính bằng gam)
S= phúthx
ngàymxmLLxg6024
/1300/1000/2498,0 33
225,5 (g/phút)
Với áp lực p=327,4kPa, lượng khí hòa tan vào nước khoảng 70% lượng khí
hòa tan bão hòa.
- Lưu lượng khí cần cung cấp:
Qk= 0,03S7,0
1 = 0,03x225,5x7,0
1 = 10,95 (lít/phút)
- Thể tích bình tạo áp:
Chọn thời gian lưu nước trong bình tạo áp là: t1 = 3 (phút) .
+ Thể tích nước của bình tạo áp:
)(71,2360
17,54 31 mxQxtVn
Trên thực tế, thể tích nước (Vn) chỉ chiếm 2/3 thể tích bình tạo áp (Vb):
71
Vn = 2/3 Vk
Vk = 3/2 Vn = 3/2 x 2,7 = 4,07 (m3)
+ Vậy, thể tích bình tạo áp là 4,07m3
Thiết kế bình tạo áp hình trụ, làm bằng thép inox. Chọn bình áp lực có chiều
cao h = 2m.
Đường kính bình tạo áp là:
D =xh
xVk
4
= 214,3
07,44x
x = 1,6 (m)
* Tính bể tuyển nổi
Thời gian lưu nước trong bể tuyển nổi 20-40 phút. Chọn t2 = 30 phút [19].
- Thể tích bể tuyển nổi hình tròn:
V = Q x t2 =
602430)3901300(
xx 35,2(m3)
- Chọn bể tuyển nổi có chiều cao H = 3,0 m.
- Diện tích bề mặt bể là: F = 3
2,35HV 11,7 (m2)
- Bán kính bể: R = 14,37,11
F = 1,9 (m)
Đường kính bể là d = 3,8 m.
- Tải trọng bề mặt của bể: a= FQ =
247,113901300
x = 6 (m3/m2.h)
Giá trị tải trọng bề mặt phù hợp với các tính toán thực nghiệm: a = 310 [14].
* Tính bể chứa dung dịch bọt nổi
Phần bọt nổi được hệ thống cần gạt bọt trên bề mặt gạt vào máng thu theo ống
dẫn xuống bể chứa dung dịch bọt nổi có tác dụng chứa và ổn định bọt nổi. Sau đó,
dung dịch bột xơ sợi được bơm đi sản xuất carton lạnh tại xeo thủ công.
Hiệu suất tách xơ sợi của phương pháp này khá cao, thường đạt khoảng 90-
95% [19]. Chọn hiệu suất tách xơ sợi của bể tuyển nổi là 90%.
Lượng chất lơ lửng thu được mỗi ngày là:
mss = 249,8 mg/L x 90% x 1300m3/ngày x 1kg/1000g = 292,3 (kg/ngày)
72
Bột nổi thu được có nồng độ 2% (thường có nồng độ 2-3%) [19], khối lượng
dung dịch bột thu được:
mdd = %2ssm =
%23,292 = 14.615 (kg)
Coi tỷ trọng của dung dịch gần bằng tỷ trọng của nước ( = 1.000kg/m3). Thể
tích dung dịch bọt thu được trong 1 ngày là:
Vb = ddm =
1000615.14 = 14,62 (m3)
Bọt nổi thu được chứa trong bể chứa để tuần hoàn lại cho sản xuất. Thời gian
lưu bọt trong bể là 10h. Thể tích bể chứa bọt là:
Vb = (14,62:24)x10 6 (m3)
Chọn bể hình tròn, chiều cao 2,0m, đường kính 2,0m.
Bảng 21. Kết quả tính toán bể tuyển nổi
STT Hạng mục Thông số
Thể tích (m3) 35,2
Bán kính (m) 1,9
Chiều cao (m) 3,0 1 Bể tuyển nổi
Diện tích bề mặt (m2) 11,7
Áp lực nén (kPa) 327,4
Lưu lượng khí cần
cung cấp (lít/phút) 10,95
Thể tích (m3) 4,07
Đường kính (m) 1,6
2 Bình tạo áp lực
Chiều cao (m) 2,0
Thể tích (m3) 6,0
Đường kính (m) 2,0 3 Bể chứa dung dịch
bọt nổi Chiều cao (m) 2,0
73
* Các thông số đầu ra của hệ thống
Giả sử sau khi bể tuyển nổi, hiệu suất xử lý của BOD5 là 25%, COD là 30%,
độ màu 35%, hiệu suất tách xơ sợi có thể đạt 90-95%, chọn hiệu suất tách 90% [11].
Với hiệu suất như trên, nồng độ của các thông số đầu ra được tính theo công
thức: Cra = Cvào x ( 1 – E ), (*)
trong đó:
- Cra: nồng độ của các thông số đầu ra (mg/L);
- Cvào: nồng độ của các thống số đầu vào (mg/L);
- E: Hiệu suất xử lý (%).
Thay các giá trị trên vào công thức (*) ta được giá trị của các chỉ tiêu sau khi
xử lý qua bể tuyển tại Bảng 22.
Bảng 22. Giá trị của các thông số đầu ra hệ thống tuyển nổi
STT Thông số Đơn vị Đầu vào (Cvào) Hiệu suất (%) Đầu ra (Cra)
1 pH - 6,2 - 6,2
2 Độ màu Pt-Co 199,8 35 129,9
3 BOD5 mg/L 243,2 25 182,4 4 COD mg/L 418,5 30 293,0 5 TSS mg/L 249,8 90 25,0
3.4.4. Bể Aeroten theo mẻ kế tiếp (SBR)
- Các chỉ tiêu thiết kế bể SBR như sau [8]:
+ Thời gian 1 chu kỳ: 4-12h;
+ Tổng thể tích: 0,2-2,0 lần lưu lượng trung bình 1 ngày;
+ Số bể: 2 bể;
+ Chiều sâu công tác: 3-6m;
+ Tỷ lệ F/M = 0,1-0,2 kg BOD/kg bùn.ngày;
+ Độ tro của cặn 0,2.
Bể Aeroten hiện có gồm 2 ngăn có kích thước: 26,7 x 11,6 x 3,5m. Thể tích
mỗi ngăn Vn= 542m3.
74
Thông thường thể tích phần nước chiếm 60% dung tích bể Aeroten [8]. Do
vậy, thể tích phản ứng của 1 ngăn là:
Vpu = 60% x Vn = 60% x 542 = 325,2 (m3).
Năng suất mỗi ngăn: Qn = Q/2 = 1.300 m3/ngày /2 = 650 (m3/ngày).
Trên cơ sở hệ thống hiện tại, luận văn đề xuất phương án cải tạo 2 ngăn của
bể Aeroten hiện có thành 2 bể Aeroten hoạt động theo mẻ, luân phiên nhau. Thể
tích mỗi bể bằng thể tích mỗi ngăn: Vb = Vn = 542 (m3).
Số mẻ làm việc của mỗi bể: n = Qn/Vn = 650/325,2 = 1,99 2 (mẻ).
Thời gian làm việc mỗi mẻ trong 1 ngày: 24h/2= 12 (h).
Lượng nước thải cần xử lý cho 1 mẻ: Qm = Q/2n = 1300/(2x2)= 325 (m3).
Như vậy, để đảm bảo cho hệ thống hoạt động ổn định, cần xây thêm chiều
cao bảo vệ là 0,5m.
- Kích thước xây dựng hệ thống bể SBR: 26,7 x 11,6 x 4 (m).
- Nồng độ bùn hoạt tính cần thiết duy trì trong bể được xác định theo công
thức [15]: X = )/(
0
MFVxQxS ,
trong đó:
- X: Nồng độ bùn hoạt tính (mg/L);
- Q: Lưu lượng nước thải cho 1 mẻ (m3), Q = 325,2 (m3);
- S0: Giá trị của thông số BOB5 đầu vào (mg/L), S0 = 182,4 (mg/L);
- V: Thể tích của 1 bể (m3), V = 542 (m3);
- F/M: Tỷ lệ BOD5 có trong nước thải và bùn hoạt tính (mg BOD5/mg bùn),
chọn F/M = 0,1.
Ta có: X = 1,0542
4,1822,325xx = 1094,4 (mg/L)
Đối với hệ thống SBR thì X = 2000-5000mg/L [15].
Chọn X = 2000 mg/L = 2g/L.
Thời gian thổi khí (hay thời gian lưu nước) cần thiết cho SBR để khử BOD
được xác định như sau [8]: t = xKtxLtTra
LtLa25,175,0)]1([75,016
75
trong đó:
- La: Giá trị của thông số BOD5 trước xử lý (mg/L), La = 182,4 (mg/L);
- Lt: Giá trị của thông số BOD5 sau xử lý (mg/L), chọn Lt = 20mg/L
(<30mg/L là giới hạn cho phép của QCVN 12:2008/BTNMT cột A);
- a: Liều lượng bùn hoạt tính trong SBR (kg chất khô/m3), a= 2,0 (kg/m3).
- Tr: Độ tro của bùn hoạt tính, Tr= 0,2.
- Kt: Hệ số tính đến ảnh hưởng của nhiệt độ đối với quá trình xử lý. Kt được
xác định như sau: Kt = 03,0004,0
09,0T
T là nhiệt độ trung bình của nước thải (0C), thông thường T = 250C.
Kt = 03,025004,0
09,0x
= 0,69
Vậy t = 69,020)]2,01(0,2[(75,016
204,18225,175,0 x
xxx = 3,26 (h)
Chọn t = 4h.
- Thời gian phân bố trong 1 chu kỳ như sau: 2h nạp nước; 4h thổi khí; 2h
lắng; 2,5h tháo nước và 1,5h tháo bùn.
Nồng độ bùn cặn thực trong bể [15]:
X1 = cặn vô cơ + bùn/0,8 (Độ tro của cặn Tr=0,2)
Giả sử hàm lượng chất hữu cơ bay hơi chiếm 75% cặn lơ lửng.
X1 = (25 – 25 x 0,75) + 2000/0,8 = 2506 (mg/L)
Khối lượng bùn hoạt tính cần có trong bể:
Gbùn = 2000 x (325,2/0,6) x 10-3 = 1083 (kg)
Khối lượng bùn cặn trong bể:
Gcặn = 2506 x (325/0,6) x 10-3 = 1357,4 (kg)
- Lượng cặn dư phải xả 1 ngày của mỗi mẻ:
Pxả = Pxl – Q x SScòn lại
+ Hệ số tính lượng bùn sản sinh ra từ việc khử BOD [15]:
Yb = cd xk
Y1
,
76
trong đó:
Yb: Hệ số tạo cặn từ quá trình khử BOD5.
Y: Hệ số năng suất sử dụng chất nền cực đại (mg bùn hoạt tính/mg BOD5.
Chọn Y = 0,5 [15].
kd: Hệ số phân hủy nội bào, hệ số này có giá trị từ 0,02-0,1 (ngày)-1 [15].
Chọn kd = 0,05 (ngày)-1.
c: Thời gian lưu bùn trong bể SBR (ngày).
Với F/M = 0,1, tải trọng bùn thấp, tuổi bùn thường trên 7 ngày [8]. Chọn c
= 10 ngày.
Yb = 1005,01
5,0x
= 0,33
+ Lượng bùn hoạt tính sinh ra do khử BOD5 trong 1 mẻ được xác định theo
công thức sau [15]:
Px = Yb x Q x (S0 – S) x 10-3
trong đó:
Px: Lượng bùn hoạt tính sinh ra do khử BOD5 (kg/mẻ).
Q: Lưu lượng nước thải cần xử lý (m3/ngày), Q= 325 m3/mẻ.
S0: Giá trị của BOD5 có trong nước thải trước khi xử lý (mg/L), S0 = 182,4
(mg/L).
S: Giá trị của BOD5 có trong nước thải sau khi xử lý (mg/L), S = 20 (mg/L).
Px = 0,33 x 325 x (182,4 – 20) x 10-3 = 17,4 (kg/mẻ)
+ Tổng lượng cặn lơ lửng sinh ra theo độ tro của cặn: Pxl = Px / (1-z), độ tro z = 0,16
Pxl = 17,4 / (1-0,16) = 20,7 (kg/mẻ)
Lượng bùn cặn có trong bể trước khi xả:
G = Gcặn + Pxl = 1357,4 + 20,7 = 1378 (kg/mẻ)
Giả sử nồng độ cặn được cô đặc trong phần chứa bùn phía dưới bể: 0,8% hay
độ ẩm của bùn là 99,2%. Thể tích bùn chiếm chỗ trong một mẻ được xác định theo công thức sau [15]:
Vb = Wc / (SxP),
77
trong đó: Wc: Trọng lượng cặn khô (tấn), Wc = 1,378 (tấn) S: Tỷ trọng của hỗn hợp cặn (tấn/m3), S = 1,005 tấnm3 [15] P: Nồng độ phần trăm cặn kho trong hỗn hợp theo tỷ lệ thập phân, P= 0,8%.
Vb = 1,378/(1,005x 0,008) = 171,4 (m3) Chiều cao bùn trong bể: hb = Vb / F = 171,4x2 / (26,7 x 11,6) = 1,1 (m) Chiều cao phần nước trong đã lắng trên lớp bùn sau 1 mẻ:
hn = 3,5 – 1,1 = 2,4 (m)
Chiều cao phần nước trong trên lớp bùn theo tính toán hay độ sâu của ống rút
nước ra: h = 0,6 x 3,5 = 2,1 (m)
Phần nước trong dự trữ dưới ống khoan lỗ thu nước để khỏi kéo cặn ra: H dự trữ = 2,4 – 2,1 = 0,3 (m)
Sau khi qua bể Aeroten hàm lượng SS giảm 80-90%. Lượng SS còn lại trong nước thải ở dòng ra: 25 – (25 x 0,8) = 5 (mg/L) Vậy, lượng bùn dư xả ra sau mỗi ngày của mỗi mẻ:
Pxả = 20,7 – (325 x 5 x x10-3) = 19 (kg) Tổng lượng bùn dư xả ra sau 1 ngày: 19 x 4 = 76 (kg) Thể tích bùn dư xả ra sau 1 ngày:
Vbd = 19 x 10-3 /(1,005 x 0,008) x 4 = 9,5 (m3) - Kiểm tra các thông số làm việc của bể SBR: + Kiểm tra tỷ số F/M [15]
F/M = S0 / ( xX),
trong đó:
S0: Giá trị của thông số BOD5 đầu vào (mg/L), S0 = 182,4 (mg/L).
X: Nồng độ tế bào (nồng độ bùn hoạt tính) (mg/L), X = 2000 (mg/L).
: Thời gian lưu của nước trong bể Aeroten (ngày), = 4h 0,17 (ngày).
Vậy: F/M = 182,4 / (0,17 x 2000) = 0,54
F/M nằm trong khoảng (0,5 0,75), đảm bảo điều kiện cho bể hoạt động tốt.
+ Kiểm tra giá trị của tốc độ sử dụng chất nền (BOD5) của một gam bùn
hoạt tính trong 1h [15]:
78
10 xX
SS ,
trong đó:
S0: Giá trị của thông số BOD5 đầu vào (mg/L), S0 = 182,4 (mg/L).
S: Giá trị của thông số BOD5 còn lại sau khi xử lý (mg/L), S = 20 (mg/L).
X: Nồng độ tế bào (nồng độ bùn hoạt tính) (mg/L), X = 2000 (mg/L).
: Thời gian lưu của nước trong bể Aeroten (h), = 4h.
41
2000204,182 x
= 20,3 (mg BOD5/mg bùn.h)
+ Kiểm tra tỷ lệ BOD5 : N : P
Nước thải Nhà máy giấy hiện tại có tỷ lệ:
BOD5 : N: P = 182,4 : 5,6 : 0,26 = 100 : 3,07 : 0,14
Tỷ lệ yêu cầu: BOD5 : N : P = 100 : 5 : 1
Như vậy hàm lượng chất dinh dưỡng có trong nước thải thấp, không đảm bảo
cho vi sinh vật hoạt động tốt, vì vậy cần bổ sung chất dinh dưỡng. Có thể bổ sung
chất dinh dưỡng bằng phân lân và phân đạm để đảm bảo dinh dưỡng cho vi sinh vật
hoạt động tốt.
Hàm lượng N cần bổ sung: (5/3,07) x 5,6= 9,12 (g/m3)
Hàm lượng P cần bổ sung: (1/0,14) x 0,26 = 1,86 (g/m3)
Lượng N cần bổ sung cho 1 ngày: mN = 9,12 x 1300 = 11856 (g/ngày)
Lượng P cần bổ sung cho 1 ngày: mP = 1,86 x 1300 = 2418 (g/ngày)
Lượng phân urê [(NH2)2CO] cần dùng trong 1 ngày:
mpd = 28
pdN xMm
Murê = 60 (g/mol)
mpd = (11856 x 60)/ 28 = 25405,7 (g) 25,4 (kg)
Lượng phân lân (Na3PO4) cần dùng trong 1 ngày:
mpd = 31
pdN xMm
Mpl = 164 (g/mol)
79
mpd = (2418 x 164)/ 31 = 12792 (g) 13 (kg)
- Giá trị các thông số đầu vào và đầu ra bể SBR được thể hiện tại Bảng 23. Bảng 23. Các thông số đầu vào và đầu ra khỏi bể SBR
STT Thông số Đơn vị Đầu vào Đầu ra
1 pH - 6,2 6,2
2 BOD5 mg/L 182,4 20
3 COD mg/L 293,0 32 4 TSS mg/L 25,0 5
3.4.5. Bể nén bùn Bùn hoạt tính thải ra từ bể SBR có độ ẩm cao 99,2%. Do vậy bùn hoạt tính
được đưa sang bể nén bùn nhằm làm giảm độ ẩm và thể tích trước khi đem lọc ép hoặc đưa ra sân phơi bùn.
Lượng bùn xả ra sau 1 ngày: 76 kg/ngày. Diện tích bề mặt của bể nén bùn: F = Pxả /a
trong đó: a: Tải trọng cặn trên bề mặt bể cô đặc trọng lực (kg/m2.ngày). a = 12,5 – 34 kg/m2.ngày [15]. Chọn a = 13 kg/m2.ngày. Vậy: F = 76/13 = 5,85 (m2) Bể nén bùn được tận dụng từ bể lắng, có kích thước D = 9,6m, h = 3,5m, F = 72,35 m2, V = 253,2 m3. Thời gian tích luĩy bùn cặn: 72,35 : 5,85 = 12,36 (ngày) Chọn thời gian tích lũy bùn cặn 12 ngày (thời gian lưu cặn trong bể từ 0,5-20
ngày) [15]. Chiều cao bể nén bùn là 3,5m, trong đó chiều cao dự trữ 0,5m (h=3-3,7m)
[15]. Đường kính buồng phân phối trung tâm bằng 20% đường kính bể và có chiều
cao từ 1-1,25m [15].
d = 0,2 x D = 0,2 x 9,6 = 1,92 m.
Chọn chiều cao buồng phân phối trung tâm hpp = 1m.
80
Thể tích buồng phân phối trung tâm: v = ppxhd4
2 = 4
92,114,3 2x x 1 = 2,89 (m2)
Chọn chiều cao vùng lắng cặn của bể nén bùn h1 = 2m (h1=1,7-2,4m) [15].
Thể tích phần lắng cặn: vc = 2 x 72,35 = 144,7 (m3).
Sau khi nén, nồng độ cặn đạt 3%. Thể tích hồn hợp bùn cặn đã được cô đặc được rút ra tính theo công thức sau
[15]: V= Wc / (SxP) trong đó:
V: Thể tích hỗn hợp (m3). Wc: Khối lượng cặn khô (tấn), Wc = 76 x 12 = 912 kg = 0,912 tấn. S: Khối lượng riêng của hỗn hợp cặn (tấn/m3), S = 1,005 tấn/m3 [15]. P: Nồng độ phần trăm của cặn khô trong hỗn hợp theo tỷ lệ thập phân, P=
3%. Vậy: V= 0,912 / (1,005 x 0,03) = 30,2 (m3). Bể nén bùn sẽ được cải tạo từ bể lắng hiện có.
3.4.6. Bể chứa bùn và sân phơi bùn Thể tích bùn rút ra sau khi nén: 30,2m3. Bể chứa bùn hiện tại có kích thước: 5 x 4 x 3,5 m, thể tích 70m3. Sân phơi bùn hiện tại có kích thước: 15 x 10 x 0,8 m, diện tích 150m2. Như vậy, có thể tận dụng bể chứa bùn và sân phơi bùn hiện tại cho hệ thống
mới. Tuy nhiên, trong quá trình hoạt động đã từng xảy ra hiện tượng nứt sân phơi bùn để bùn thải xâm nhập vào hồ sinh học chứa nước sau xử lý gây tái ô nhiễm, vì vậy trong quá trình cải tạo hệ thống sẽ xây trát lại tường bao xung quanh, bịt kín các vết rạn nứt. 3.4.7. Hồ sinh học
Hồ sinh học hiện tại có 2 ngăn, thể tích mỗi ngăn 1000m3 và hồ được thả bèo. Với lưu lượng nước thải sau xử lý đưa vào hồ xấp xỉ 1.300m3/ngày. Như vậy, có thể tận dụng lại hồ sinh học hiện tại.
Để tránh tình trạng bèo già chết và bị sâu ăn phân hủy làm tái ô nhiễm nước như thực tế đã xảy ra, cần thường xuyên kiểm tra tình trạng bèo trong hồ để kịp thời vớt bỏ. Đồng thời với 2 ngăn chứa nước, chỉ thả bèo 1 ngăn, ngăn còn lại chỉ để ổn định và lưu chứa nước trong sử dụng bơm về tuần hoàn cho sản xuất.
81
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ
Kết luận
1. Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ đang chuyên sản xuất giấy bao gói xi
măng và giấy bao gói công nghiệp chất lượng cao từ nguồn nguyên liệu giấy tái
chế. Sản lượng 13.500 tấn/năm, đạt 90% công suất thiết kế;
2. Công nghệ xử lý nước thải hiện tại của Công ty được đánh giá đạt 83/100 điểm
và điểm trung bình của mỗi chỉ tiêu không thấp hơn 1/2 số điểm tối đa của các
tiêu chí. Như vậy, hệ thống xử lý nước thải tại Công ty Cổ phần giấy Hoàng
Văn Thụ có công nghệ tương đối phù hợp;
3. Hiệu quả xử lý của hệ thống hiện tại chưa đáp ứng được yêu cầu về xả thải ra
nguồn tiếp nhận sông Cầu. So sánh với QCVN 12:2008/BTNMT (B1), với giá
trị hệ số lưu lượng nguồn nước tiếp nhận nước thải Kq = 0,9 và giá trị hệ số lưu
lượng nguồn thải Kf = 1,1 thì chỉ tiêu BOD5 trong nước thải đầu ra tại hầu hết
các đợt quan trắc có giá trị vượt giới hạn cho phép từ 1,09 đến 2,11 lần;
4. Đã đề xuất giải pháp cải tạo lại một số hạng mục trong hệ thống, để đảm bảo
hiệu quả xử lý nước thải đạt QCVN 12:2008/BTNMT loại A, cụ thể:
- Thay thế cụm bể trộn và bể phản ứng bằng bể tuyển nổi áp lực, để nâng cao
hiệu suất tách xơ sợi và giảm thiểu các chất ô nhiễm;
- Cải tạo bể Aeroten 2 ngăn hiện có thành 2 bể SBR hoạt động luân phiên;
- Cải tạo hồ sinh học thành 2 ngăn, mỗi ngăn có dung tích 1.000m3; 1 ngăn lưu
nước thải sau xử lý có thả bèo và ngăn còn lại chứa nước sau xử lý để bơm tuần
hoàn cho quá trình sản xuất;
- Lắp đặt thêm hệ thống thu và gạt bột giấy theo cơ cấu quay tự động thu bột bề
mặt, đồng thời lắp đặt thêm hệ thống phân phối khí đáy bể hỗ trợ cho công tác
thổi bọt khí kéo theo bột giấy nổi lên trên nhằm tăng khả năng thu hồi bột giấy
và giảm tải trọng cho hệ thống xử lý nước thải.
82
Khuyến nghị
- Cần nghiên cứu và thử nghiệm để có thể sớm triển khai thực hiện phương án
đã đề xuất;
- Thường xuyên vận hành công trình xử lý nước thải đúng theo yêu cầu kỹ
thuật;
- Cần quan tâm đào tạo đội ngũ nhân viên kỹ thuật vận hành hệ thống xử lý
nước thải và có chế độ sửa chữa, bảo dưỡng định kỳ máy móc, thiết bị;
- Cần duy trì chế độ kiểm tra, giám sát định kỳ chất lượng nước thải sau xử lý,
để đảm bảo chất lượng nước trước khi thải ra nguồn tiếp nhận hoặc tuần hoàn
cho sản xuất.
83
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt 1. Vũ Ngọc Bảo (2009), "Tái chế giấy giúp bảo vệ môi trường", Tạp chí công
nghiệp giấy tháng 1/2009, Hiệp hội Giấy và bột giấy Việt Nam, Hà Nội. 2. Công ty Cổ phần giấy An Bình (2011), "Ngành giấy- Nhìn lại và suy ngẫm", Tin
sự kiện về giấy, http://www.anbinhpaper.com/Nganh-giay--Nhin-lai-va-suy-ngam_C14_D30.htm
3. Công ty Cổ phần giấy An Bình (2011), "Xuất khẩu giấy và các sản phẩm từ giấy của Việt Nam 7 tháng năm 2011", Tin kinh tế thị trường, http://anbinhpaper.com/UserFiles/file/TinCongTy/Xuat-khau-giay-va-cac-san-pham-tu-giay-cua-Viet-Nam-7-thang-nam-2011-_C16_D102.htm
4. Công ty Cổ phần Đông Á (2011), "Tổng quan ngành giấy thế giới năm 2011", http://donga.khatoco.com/CTTin/tabid/1131/id/1648/Default.aspx
5. Công ty Cổ phần giấy Hoàng văn Thụ (2010), Báo cáo kết quả xử lý ô nhiễm triệt để theo Quyết định số 64/2003/QĐ-TTg, Thái Nguyên.
6. Công ty Cổ phần giấy Hoàng văn Thụ (2011), Hồ sơ đăng ký chủ nguồn thải chất thải nguy hại, Thái Nguyên.
7. Nguyễn Thị Hà, Đặng Văn Lợi (2007), Bài giảng đánh giá công nghệ và thẩm định công nghệ môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Hà Nội.
8. Trần Đức Hạ (2006), Xử lý nước thải đô thị, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
9. Hoàng Văn Huệ, Trần Đức Hạ (2002), Thoát nước tập II: Xử lý nước thải, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
10. Nguyễn Trung Hưng (2009), "Tái chế giấy đã sử dụng: Càng nghèo càng hoang", http://www.baomoi.com/Tai-che-giay-da-su-dung-Cang-ngheo-cang-hoang/45/3641930.epi
11. Vi Thị Mai Hương (2007), Đánh giá hiện trạng môi trường Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ, Thiết kế hệ thống xử lý nước thải và đề xuất định hướng cải tạo hệ thống xử lý nước thải hiện có của Công ty, Luận văn thạc sĩ khoa học, Viện Khoa học và Công nghệ môi trường, Trường Đại học Bách khoa, Hà Nội.
12. Hiệp hội Giấy Việt Nam (2004), Lịch sử ngành giấy Việt Nam, Hà Nội.
84
13. Hiệp hội Giấy và bột giấy Việt Nam (2008), Báo cáo tóm tắt ngành giấy Việt Nam, Hà Nội.
14. Trịnh Xuân Lai (2008), Tính toán các công trình xử lý và phân phối nước cấp, NXB Xây dựng, Hà Nội.
15. Trịnh Xuân Lai (2009), Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải, NXB Xây dựng, Hà Nội.
16. Nguyễn Ngọc Lân (2009), Thuyết minh Dự án cải tạo hệ thống xử lý nước thải Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ, Viện Khoa học và Công nghệ môi trường, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Hà Nội.
17. Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga (2006), Giáo trình công nghệ xử lý nước thải, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
18. Tổng Công ty giấy Việt Nam (2011), "Tình hình ngành giấy 6 tháng đầu năm 2011 ", http://www.vinapaco.com.vn/newsview.aspx?cate=31&id=147
19. Lâm Minh Triết, Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân (2004), Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, tính toán thiết kế công trình, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, TP Hồ Chí Minh.
20. Trung tâm Đào tạo ngành nước và môi trường (2006), Sổ tay xử lý nước tập 2, NXB Xây dựng, Hà Nội.
21. Trung tâm Quan trắc và Công nghệ môi trường Thái Nguyên (2010), Báo cáo kết quả quan trắc giám sát môi trường Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ đợt 1, 2, 3 và 4 năm 2010, Thái Nguyên.
22. Trung tâm Quan trắc và Công nghệ môi trường Thái Nguyên (2011), Báo cáo kết quả quan trắc giám sát môi trường định kỳ Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ đợt 1, 2, 3 và 4 năm 2011, Thái Nguyên.
Tiếng Anh 23. Habets, L.H and J.H Knelissen (1996), Application of UASB-reator for
Anaerobic Treatment of Paper and Boardmill Effluent Proceeding of EWPCA, Amsterdam, p 154 - p 160.
24. Mobius.C.H (1989), Genmeinsame Behandlung von Papierfbrikabwasser mit kommunalen Abwasser, Germany.
85
PHỤ LỤC
86
KẾT QUẢ ĐO, PHÂN TÍCH 1 Đơn vị Đồng Thị Phương Liên
2 Địa chỉ Trung tâm Quan trắc và Công nghệ môi trường Thái Nguyên
3 Nội dung Phân tích mẫu nước 4 Loại mẫu Nước thải 5 Ký hiệu mẫu GHVT-1 6 Vị trí mẫu Nước thải đầu vào hệ thống tuyển nổi (chưa qua xử lý)
7 Tình trạng mẫu
Mẫu được lấy và bảo quản theo TCVN 6663-10:2008; TCVN 6663-3:2008
8 Ngày lấy mẫu 28/11/2011
9 Ngày phân tích 28/11/2011 đến 7/12/2011
TT Tên chỉ tiêu Phương pháp Đơn vị Kết quả QCVN 12:2008/BTNMT (B1)
1 * pH TCVN 6492:1999 - 5,5 5,5-9
2 Độ màu TCVN4406:1987 Co-Pt 195,7 100
3 * BOD5 SMEWW 5210B-
2005 mg/l 348 50
4 * COD SMEWW5220D-2005 mg/l 660 200
5 * TSS SMEWW 2540D-
2005 mg/l 284,3 100 Thái Nguyên, ngày tháng năm 2011 TRƯỞNG PHÒNG THÍ NGHIỆM GIÁM ĐỐC TRUNG TÂM Trịnh Đức Cường Nguyễn Thế Giang
87
KẾT QUẢ ĐO, PHÂN TÍCH 1 Đơn vị Đồng Thị Phương Liên
2 Địa chỉ Trung tâm Quan trắc và Công nghệ môi trường Thái Nguyên
3 Nội dung Phân tích mẫu nước 4 Loại mẫu Nước thải 5 Ký hiệu mẫu GHVT-2
6 Vị trí mẫu Nước thải sau khi qua hệ thống tuyển nổi (đầu vào hệ thống xử lý nước thải)
7 Tình trạng mẫu
Mẫu được lấy và bảo quản theo TCVN 6663-10:2008; TCVN 6663-3:2008
8 Ngày lấy mẫu 28/11/2011
9 Ngày phân tích 28/11/2011 đến 7/12/2011
TT Tên chỉ tiêu Phương pháp Đơn vị Kết quả QCVN 12:2008/BTNMT (B1)
1 * pH TCVN 6492:1999 - 6,2 5,5-9
2 Độ màu TCVN4406:1987 Co-Pt 150 100 3 * BOD5 SMEWW 5210B-2005 mg/l 256 50
4 * COD SMEWW5220D-2005 mg/l 465 200
5 * TSS SMEWW 2540D-2005 mg/l 277,6 100
Thái Nguyên, ngày tháng năm 2011
TRƯỞNG PHÒNG THÍ NGHIỆM GIÁM ĐỐC TRUNG TÂM Trịnh Đức Cường Nguyễn Thế Giang
88
KẾT QUẢ ĐO, PHÂN TÍCH 1 Đơn vị Đồng Thị Phương Liên
2 Địa chỉ Trung tâm Quan trắc và Công nghệ môi trường Thái Nguyên
3 Nội dung Phân tích mẫu nước 4 Loại mẫu Nước thải 5 Ký hiệu mẫu GHVT-3 6 Vị trí mẫu Nước thải sau khi qua bể trộn
7 Tình trạng mẫu
Mẫu được lấy và bảo quản theo TCVN 6663-10:2008; TCVN 6663-3:2008
8 Ngày lấy mẫu 28/11/2011
9 Ngày phân tích 28/11/2011 đến 7/12/2011
TT Tên chỉ tiêu Phương pháp Đơn vị Kết quả QCVN 12:2008/BTNMT (B1)
1 * pH TCVN 6492:1999 - 6,4 5,5-9
2 Độ màu TCVN4406:1987 Co-Pt 87,4 100
3 * BOD5 SMEWW 5210B-
2005 mg/l 195 50
4 * COD SMEWW5220D-2005 mg/l 327 200
5 * TSS SMEWW 2540D-
2005 mg/l 188,7 100 Thái Nguyên, ngày tháng năm 2011 TRƯỞNG PHÒNG THÍ NGHIỆM GIÁM ĐỐC TRUNG TÂM Trịnh Đức Cường Nguyễn Thế Giang
89
KẾT QUẢ ĐO, PHÂN TÍCH 1 Đơn vị Đồng Thị Phương Liên
2 Địa chỉ Trung tâm Quan trắc và Công nghệ môi trường Thái Nguyên
3 Nội dung Phân tích mẫu nước 4 Loại mẫu Nước thải 5 Ký hiệu mẫu GHVT-4 6 Vị trí mẫu Nước thải sau khi qua bể aeroten
7 Tình trạng mẫu
Mẫu được lấy và bảo quản theo TCVN 6663-10:2008; TCVN 6663-3:2008
8 Ngày lấy mẫu 28/11/2011
9 Ngày phân tích 28/11/2011 đến 7/12/2011
TT Tên chỉ tiêu Phương pháp Đơn vị Kết quả QCVN 12:2008/BTNMT (B1)
1 * pH TCVN 6492:1999 - 7,2 5,5-9
2 Độ màu TCVN4406:1987 Co-Pt 31,7 100
3 * BOD5 SMEWW 5210B-
2005 mg/l 97 50
4 * COD SMEWW5220D-2005 mg/l 191 200
5 * TSS SMEWW 2540D-
2005 mg/l 162,4 100 Thái Nguyên, ngày tháng năm 2011 TRƯỞNG PHÒNG THÍ NGHIỆM GIÁM ĐỐC TRUNG TÂM Trịnh Đức Cường Nguyễn Thế Giang
90
KẾT QUẢ ĐO, PHÂN TÍCH 1 Đơn vị Đồng Thị Phương Liên
2 Địa chỉ Trung tâm Quan trắc và Công nghệ môi trường Thái Nguyên
3 Nội dung Phân tích mẫu nước 4 Loại mẫu Nước thải 5 Ký hiệu mẫu GHVT-5 6 Vị trí mẫu Nước thải sau khi qua bể lắng
7 Tình trạng mẫu
Mẫu được lấy và bảo quản theo TCVN 6663-10:2008; TCVN 6663-3:2008
8 Ngày lấy mẫu 28/11/2011
9 Ngày phân tích 28/11/2011 đến 7/12/2011
TT Tên chỉ tiêu Phương pháp Đơn vị Kết quả QCVN 12:2008/BTNMT (B1)
1 * pH TCVN 6492:1999 - 7,2 5,5-9
2 Độ màu TCVN4406:1987 Co-Pt 15 100
3 * BOD5 SMEWW 5210B-
2005 mg/l 72 50
4 * COD SMEWW5220D-2005 mg/l 125 200
5 * TSS SMEWW 2540D-
2005 mg/l 69 100 Thái Nguyên, ngày tháng năm 2011 TRƯỞNG PHÒNG THÍ NGHIỆM GIÁM ĐỐC TRUNG TÂM Trịnh Đức Cường Nguyễn Thế Giang