Xu Hướng 2/2023 # Công Nghệ Xử Lý Nước Thải Ngành Tái Chế Giấy # Top 11 View | Channuoithuy.edu.vn

Xu Hướng 2/2023 # Công Nghệ Xử Lý Nước Thải Ngành Tái Chế Giấy # Top 11 View

Bạn đang xem bài viết Công Nghệ Xử Lý Nước Thải Ngành Tái Chế Giấy được cập nhật mới nhất trên website Channuoithuy.edu.vn. Hy vọng những thông tin mà chúng tôi đã chia sẻ là hữu ích với bạn. Nếu nội dung hay, ý nghĩa bạn hãy chia sẻ với bạn bè của mình và luôn theo dõi, ủng hộ chúng tôi để cập nhật những thông tin mới nhất.

THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI TÁI CHẾ GIẤY

1. Nguồn gốc chất thải

Trong các công đoạn của công nghệ tái chế giấy, nước thải công đoạn ngâm, tẩy, nghiền trong tái chế giấy chiếm khoảng 50% tổng lượng thải, chưa nhiều hóa chất như xút, nước Javen, phèn, nhựa thông, phẩm màu, xơ sợi. Nước thải thường chứa nhiều bột giấy, lượng cặn có thể lên tới 300 – 600 mg/l. Theo các kết quả khảo sát cho thấy, nước thải sản xuất tại các làng nghề có COD, BOD5, SS vượt TCVN từ hàng chục đến vài trăm lần. Đối với nước thải làng nghề chế biến giấy (chủ yếu là tái chế giấy để làm giấy vệ sinh), dòng dịch đen không nhiều trong dòng thải chung.

Các chất ô nhiễm trong quá trình sản xuất giấy.

Nhiệt và hơi quá nhiệt từ công đoạn sản xuất năng lượng

Dầu khoáng thải ra từ các hoạt động bảo dưỡng và sửa chữa

Dịch đen chứa hoá chất nấu bột, lignin, hemicellulose và các hợp chất hữu cơ khác có trong nguyên liệu gỗ, tre nứa, rơm ….

Dịch tẩy bột giấy khi tẩy bột bằng Clo và dẫn xuất Clo, chứa nhiều hợp chất độc cho môi trường thuỷ quyển trong đó đáng chú ý là hợp chất hữu cơ clo hoá, các chất màu.

Khí thải chủ yếu chứa các hợp chất sulphua như H2S, mercaptan (các loại metyl sulphua) từ quá trình nấu bột và đặc biệt là quá trình trong lò đốt dịch đen thu hồi xút; và khí thải thông thường do đốt than: CO, SO2, NOx

Bột giấy phế thải gây đục môi trường nước nhận từ quá trình thải nước thải thu hồi xơ sợi ít hiệu quả cũng như các hợp chất mang mầu trong nước thải xử lý kém hiệu quả gây ảnh hưởng đến chất lượng vật lý của nước đôí với thuỷ sinh. Bùn vôi thải từ quá trình thu hồi xút từ lò thu hồi gây ra bụi và chất thải rắn Tuy nhiên cũng không phải tất cả các chất thải đều có thể dẫn đến sự cố môi trường  gây thiệt hại về môi trường. Có thể thống kế các chất ô nhiễm chủ yếu nhất của quá trình sản xuất bột giấy và xeo giấy từ một dây chuyền điển hình để từ đó áp dụng phương pháp luận tính mức thiệt hại. Các chất ô nhiễm chủ yếu gồm:

Các hợp chất hữu cơ clo hoá

Clo và dẫn xuất clo

Các hợp chất Sulphua (H2S, mercaptan)

Các hợp chất mang mầu

Các chất xơ sợi gây đục

Dầu khoáng

Bùn vôi

Các chất ô nhiễm không khí thông thường từ đốt nhiên liệu hoá thạch (CO, NOx, SO2)

Xét về phương diện nước thải, người ta đã thống kê rằng 2/3 tải lượng BOD và 80-90% các hợp chất mang mầu đều từ công đoạn tẩy trắng bột giấy. Đối với nước thải từ phân xưởng tẩy, các hợp chất hữu cơ clo hoá là những hợp chất gây chú ý nhất về mặt môi trường đối với công nghiệp giấy. Chúng được gọi chung là TOCl. TOCl lầ những hợp chất hữu cơ rất khó phân huỷ trong môi trường và gây ra những tác hại lâu dài cho hệ thuỷ sinh.  Trong sản xuất giấy tái sinh, nhu cầu dùng nước từ 5 đến 300 m3/tấn sản phẩm, lượng chất thải COD từ 20 -30 kg/tấn sản phẩm. Về phương diện khí thải: Mặc dù các chất ô nhiễm thông thường như bụi, SOx , NOx, CO… là rất phổ biến trong công nghiệp giấy. Tuy nhiên để đơn giản ở đây chỉ xét ba đơn chất cụ thể là Cl2, tổng Sulphua (ở môi trường khí) và Clorua Phenol (C6H4OHCl) có trong chất thải khi xảy ra sự cố môi trường: Cl2 trong khí thải của hoặc là nhà máy điện phân sản xuất xút-clo dùng cho tẩy giấy, hoặc là trong công đoạn tẩy bột giấy bằng khí Cl2; các hợp chất Sulphua sản sinh từ tất cả các quá trình, nhưng chủ yếu là từ nồi nấu và giai đoạn chưng bốc trước khi đưa vào lò thu hồi xút; Clorua phenol được thải ra do rò rỉ dịch tẩy.

2. Thành phần các loại nước thải

Nước thải trắng: tạo ra từ quá trình xeo giấy (chiếm 80% tổng lượng nước thải sản xuất). Nước thải này có pH =10 đến 11, COD từ 1.800 đến 3.000 mg/l, SS từ 30 đến 400 mg/l, BOD từ 1200 đến 2100 mg/l, N=2,4 đến 11,8 mg/l…. Độ màu thay đổi theo thời gian, phụ thuộc vào loại giấy nhuộm và công nghệ sản xuất. Nhìn chung, thành phần nước trắng phụ thuộc vào loại thiết bị, loại giấy, loại phụ gia, hoá chất…

Nước thải rò rỉ là loại nước thải tách từ bột giấy trên sân chứa bột giấy thành phẩm. Tính chất giống nước thải trắng nhưng độ màu cao hơn, pH nằm khoảng 7-8, độ màu khoảng 1000 Pt-Co.

Nước thải vệ sinh từ các thiết bị máy móc công nghệ.  Lưu lượng nước thải loại này không lớn, mang tính chất gián đoạn, chứa các màu hoà tan và dung môi pha màu.

Nước mưa bị nhiễm bẩn: Là loại nước mưa thêm và chảy qua các bãi chứa nguyên liệu đầu vào như giấy vụn, bìa các tông. Thành phần và nồng độ các chất bẩn trong nước mưa này thay đổi rất nhiều phụ thuộc vào lượng mưa rơi trên khu vực.

3. Nguyên tắc xử lý

Mô tả: Dòng hỗn hợp nước thải thu gom từ các xưởng sản xuất nằm phân tán trong khu vực làng nghề được thu gom bởi hệ thống cống chung dẫn tới trạm xử lý.  Từ đây, nước thải được dẫn qua các khâu xử lý sau: + Tiền xử lý: Tách loại rác, cát từ hệ thống cống chung bằng hệ thống song chắn rác cố định, cơ khí và hệ thống bể tách rác, tách cặn và chất nổi. + Xử lý cơ học: Gồm có các bước Trung hòa và Keo tụ tách cặn. – Trung hòa: Do trong quá trình sản xuất có sử dụng xút và các chất tẩy rửa, đồng thời quá trình tẩy mực in, đánh mầu cho giấy cũng thải vào nước rất nhiều loại hóa chất khác nhau, do vậy có thể làm pH trong nước thải thay đổi rất lớn. Để đảm bảo cho các khâu xử lý hóa sinh học phía sau, nước thải cần được kiểm soát và cân bằng pH. – Tách cặn: Sau khi được ổn định pH về mức từ 6,5 – 8,5 nước thải được hòa trộn với một loại hóa chất keo tụ nhằm kết dính các cặn lơ lửng có trong nước thành các bông có kích thước lớn dần.Tùy vào công nghệ tách cặn được sử dụng như thế nào để có được loại hóa chất keo tụ phù hợp. Sauk hi được hòa trộn và phản ứng với hóa chất, để tách các bông cặn keo tụ ra khỏi nước, trong xử lý nước thải tái chế giấy, người ta có thể sử dụng 2 phương pháp sau: * Phương pháp lắng trọng lực: Sử dụng các bể lắng truyền thống để tách cặn, trong đó phần cặn nặng sẽ được kéo xuống đáy bể và hố thu gom nhờ trọng lực, phần nước trong sẽ đi lên và được thu bởi các máng thu đưa sang các công trình tiếp theo. * Phương pháp tuyển nổi: Khác với bể lắng truyền thống, phương pháp tuyển nổi tách các bông cặn trong nước bằng cách tạo ra các bọt khí với kích cỡ siêu nhỏ (cỡ micromet), các bọt khí siêu nhỏ này khi kết hợp với các bông cặn tạo thành một hệ khối có khối lượng riêng nhỏ hơn nước, do vậy chúng nổi lên trên mặt nước và được thu gom tách loại ra khỏi nước, phần nước trong, ngược lại so với phương pháp lắng lại được thu ở phần dưới đáy bể hoặc giữa và đưa sang công trình xử lý tiếp theo. + Xử lý sinh học: Theo nghiên cứu thành phần của nước thải tái chế giấy, dòng thải hỗn hợp từ nước thải tái chế giấy có các thành phần đặc trưng như BOD5, COD, SS rất lớn, vượt tiêu chuẩn hàng chục đến hàng trăm lần, trong khi các chỉ tiêu dinh dưỡng như T-N, T-P lại hầu như rất thấp, do vậy cần phải tính đến vấn đề bổ sung dinh dưỡng cho nước thải trong quá trình xử lý sinh học. Với các chỉ tiêu ô nhiễm hữu cơ tương đối cao, nước thải cần phải xử lý qua hai khâu riêng biệt:   – Xử lý yếm khí: Tạo môi trường yếm khí, bổ sung một phần dinh dưỡng cho nước thải nhằm xử lý BOD, COD trong nước. Đặc trưng của quá trình yếm khí là thời gian lưu nước lớn, do vậy kích thước công trình xử lý tăng lên, đồng thời cần phải đảm bảo điều kiện ổn định về nhiệt độ nước thải.   – Xử lý hiếu khí (quá trình bùn hoạt tính): Để đưa các chỉ tiêu ô nhiễm hữu cơ về mức tiêu chuẩn cho phép cần phải có quá trình xử lý hiếu khí. Trong môi trường hiếu khí, các vi sinh vật sử dụng khí hoạt động mạnh sử dụng các chất hữu cơ trong nước thải cho quá trình tăng trưởng, phân ly của mình, điều đó giúp làm giảm nồng độ hữu cơ trong nước. Khí phải được cấp liên tục, thường xuyên để giúp các vi sinh vật hoạt động ổn định. Có rất nhiều phương pháp bùn hoạt tính khác nhau có thể được sử dụng như các quá trình bùn hoạt tính trong bể Aeration, Kênh ô xy hóa tuần hoàn, SBR,… + Kết thúc: Quá trình này là tập hợp các khâu làm sạch cuối cùng nhằm đảm bảo các chỉ tiêu quy định trong tiêu chuẩn trước khi xả nước thải ra nguồn tiếp nhận ngoài môi trường. Các khâu bao gồm:

Lắng thứ cấp: Loại bỏ các cặn lơ lửng, bùn hoạt tính trong nước nhằm đưa chỉ tiêu SS về dưới mức tiêu chuẩn cho phép. Có nhiều loại bể lắng thứ cấp khác nhau, tùy quy mô công suất và mức độ xử lý để có thể lựa chọn công trình thích hợp như hệ bể lắng đứng, lắng ngang, lắng ly tâm, lớp mỏng,…

Khử trùng: Đáp ứng chỉ tiêu Coliform trong nước thải xả ra môi trường bên ngoài. Tùy quy mô công suất mà người ta có thể sử dụng các phương pháp khử trùng khác nhau như sử dụng hóa chất Clo – Javen cho trạm có công suất vừa và nhỏ, sử dụng khí Clo hóa lỏng cho trạm có công suất vừa và lớn, sử dụng hệ thống khử trùng bằng tia UV (Cực tím),….

Ngoài ra, tùy vào mức độ xử lý yêu cầu mà người ta còn có thể sử dụng bổ sung một số công trình nhằm làm sạch triệt để nước thải cho mục đích tái sử dụng hoặc xả thải an toàn ra các nguồn tiếp nhận có ý nghĩa quan trọng về du lịch, văn hóa,… Sử dụng hệ thống bể lọc cát, than hoạt tính,… nhằm loại bỏ các hợp chất AOX (có thể có). Nước thải sau khi qua hệ thống xử lý này có thể tái sử dụng cho mục đích sản xuất tại các xưởng, xí nghiệp giấy. Tuy nhiên xử lý cấp cao này sẽ khiến chi phí giá thành sản xuất xử lý nước thải tăng lên rất nhiều.

Các quy trình xử lý nước thải

1. Xử lý cơ học

Xử lý cơ học nhằm mục đích -  Tách các chất không hòa tan, những vật chất lơ lửng có kích thước lớn (rác, nhựa, dầu mỡ, cặn lơ lửng, các tạp chất nổi…) ra khỏi nước thải. -  Loại bỏ cặn nặng như sỏi, cát, mảnh kim loại, thuỷ tinh.v.v… -  Điều hoà lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải. -  Xử lý cơ học là giai đoạn chuẩn bị và tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình xử lý hoá lý và sinh học .

+  Song chắn rác hoặc thiết bị nghiền rác

Nước thải dẫn vào hệ thống xử lý nước trước hết phải qua song chắn rác hoặc thiết bị nghiền rác. Tại đây, các thành phần rác có kích thước lớn như : vải vụn, vỏ đồ hộp, lá cây, bao nilông, đá cuội,… được giữ lại. Nhờ đó tránh làm tắt bơm, đường ống hoặc kênh dẫn. Đây là bước quan trọng nhằm đảm bảo an toàn và điều kiện làm việc thuận lợi cho cả hệ thống xử lý nước thải. Song chắn rác thường được làm bằng kim loại, đặt ở cửa vào kênh dẫn. Tùy theo kích thước khe hở, song chắn rác được phân thành loại thô, trung bình và mịn. Song chắn rác thô có khoảng cách giữa các thanh từ 60 – 100 mm và song chắn rác mịn có khoảng cách giữa các thanh từ 10 – 25 mm. Rác có thể lấy bằng phương pháp thủ công hoặc thiết bị cào rác cơ khí. Thiết bị nghiền rác có thể thay thế song chắn rác, được dùng để nghiền, cắt vụn rác ra các mảnh nhỏ hơn và có kích thước đều hơn, không cần tách rác ra khỏi dòng chảy. Rác vụn này được giữ lại ở công trình phía sau như bể lắng cát, bể lắng đợt 1. Thiết bị này có bất lợi khi rác nghiền chủ yếu là vải vụn vì có thể gây nguy hại đến cánh khuấy, tắc nghẽn ống dẫn bùn, hoặc dính chặt trên các ống khuếch tán khí trogn xử lý sinh học.             

+  Bể lắng cát

Bể lắng cát có nhiệm vụ loại bỏ cát, cuội, xỉ lò hoặc các loại tạp chất vô cơ khác có kích thước từ 0,2 – 2 mm ra khỏi nước thải nhằm đảm bảo an toàn cho bơm khỏi bị cát, sỏi bào mòn, tránh tắc đường ống dẫn và tránh ảnh hưởng đến công trình sinh học phía sau. Bể lắng cát thường có 03 loại : (1) lắng cát ngang; (2) lắng cát thổi khí; (3) lắng cát xoáy.  Trong bể lắng cát ngang dòng chảy theo hướng ngang với vận tốc không vượt quá 0,3 m/s. Trong bể lắng cát thổi khí, khí nén được đưa vào một cạnh theo chiều dài tạo dòng chảy xoắn ốc, cát lắng xuống đáy dưới tác dụng trọng lực. Bể lắng cát xoáy có dạng trụ tròn, nước thải được đưa vào theo phương tiếp tuyến tạo nên dòng chảy xoáy, cát tách khỏi nước lắng xuống đáy dưới tác dụng của trọng lực và lực ly tâm.

+  Bể lắng

Bể lắng có nhiệm vụ lắng các hạt cặn lơ lửng có sẵn trong nước thải, cặn hình thành  trong quá trình keo tụ tạo bông (bể lắng đợt 1) hoặc cặn sinh ra trong quá trình xử lý sinh học (bể lắng đợt 2). Theo chiều dòng chảy, bể lắng được phân thành : bể lắng ngang và bể lắng đứng. Trong bể lắng ngang, dòng nước chảy theo phương ngang  qua bể với vận tốc không lớn hơn 0,01 m/s và thời gian lưu nước từ 1,5 – 2,5 giờ. Đối với bể lắng đứng, nước thải chuyển động theo phương thẳng đứng từ dưới lên đến vách tràn với vận tốc 0,5 – 0,6 m/s và thời gian lưu nước trong bể dao động trong khoảng 0,75 – 2 giờ.

+  Quá trình lọc

Lọc được ứng dụng để tách  các tạp chất có kích thước nhỏ khi không thể loại được bằng phương pháp lắng. Quá trình lọc ít khi sử dụng trong xử lý nước thải, thường chỉ sử dụng trong trường hợp nước sau xử lý đòi hỏi có chất lượng cao. Trong các hệ thống xử  lý nước thải công suất lớn không sử dụng các thiết bị lọc áp suất cao mà dùng các bể lọc với vật liệu lọc dạng hạt. Vật liệu lọc thông dụng nhất là cát. Kích thước hiệu quả của hạt cát thường dao động trong khoảng 0,15 mm đến vài mm, kích thước lỗ rỗng thường có giá trị nằm trong khoảng 10 – 100 mm. Kích thước này lớn hơn nhiều so với kích thước của nhiều hạt cặn nhỏ cần tách loại, ví dụ như vi khuẩn (0,5 – 5mm) hoặc vi rút (0,05 mm). Do đó, những hạt này có thể chuyển động xuyên qua lớp vật liệu lọc. Trong quá trình lọc, các cặn bẩn được tách khỏi nước nhờ tương tác giữa các hạt cặn và vật liệu lọc theo cơ chế sau :

Sàng lọc : Xảy ra ở bề mặt lớp vật liệu lọc khi nước cần xử lý chứa các hạt cặn có kích thước quá lớn, không thể xuyên qua lớp vật liệu lọc.

Lắng

: Những hạt cặn lơ lửng có kích thước khoảng 5 mm và khối lượng riêng đủ lớn hơn khối lượng riêng của nước được tách loại theo cơ chế lắng trong các khe rỗng của lớp vật liệu lọc. Tuy nhiên, quá trình lắng không có khả năng khử các hạt keo mịn có kích thước khoảng 0,001 – 1 mm.

Hấp phụ : Các hạt keo được tách loại theo cơ chế hấp phụ. Quá trình này xảy ra theo hai giai đoạn : vận chuyển các hạt trong nước đến bề mặt vật liệu lọc và sau đó kết dính các  hạt vào bề mặt hạt vật liệu lọc. Quá trình này chịu ảnh hưởng của lực hút (hoặc lực đẩy) giữa vật liệu lọc và các hạt cần tách loại, lực hút quan trọng nhất là lực Van der Waals và lực hút tĩnh điện.

Chuyển hóa sinh học : Hoạt tính sinh học của các thiết bị lọc có khả năng dẫn đến sự ôxy hóa các chất hữu cơ. Quá trình chuyển hóa sinh học hoàn toàn xảy ra khi nhiệt độ và thời gian lưu nước trong thiết bị lọc được duy trì thích hợp. Do đó, trong thiết bị lọc chậm, hoạt tính sinh học đóng vai trò quan trọng hơn trong thiết bị lọc nhanh. 

Chuyển hóa hóa học : Các vật liệu lọc còn có khả năng chuyển hóa hóa học một số chất có trong nước thải như NH4+, sắt, mangan, …

4. Các phương pháp Hóa lý

+  Keo tụ

Các hạt cặn có kích thước nhỏ hơn 10-4 mm thường không thể tự lắng được mà luôn tồn tại ở trạng thái lơ lửng. Muốn loại bỏ các hạt cặn lơ lửng phải dùng biện pháp xử lý cơ học kết hợp với biện pháp hóa học, tức là cho vào nước cần xử lý các chất phản ứng để tạo ra các hạt keo có khả năng kết dính lại với nhau và dính kết các hạt cặn lơ lửng trong nước, tạo thành các bông cặn lớn hơn có trọng lượng đáng kể. Do đó, các bông cặn mới tạo thành ­dễ dàng lắng xuống ở bể lắng. Để thực  hiện quá trình keo tụ, người ta cho vào trong nước các chất keo tụ thích  hợp như : phèn nhôm Al2(SO4)3, phèn sắt loại FeSO4, Fe2(SO4)3 hoặc loại FeCl3. Các loại phèn này được đưa vào nước dưới dạng dung dịch hòa tan.  Dùng phèn nhôm : Khi cho phèn  nhôm vào nước chúng phân li thành các ion Al3+, sau đó các ion này bị thủy phân thành Al(OH)3 Al3+ + 3H2O  =  Al(OH)3 + 3H+ Trong phản ứng thủy phân trên, ngoài Al(OH)3 là nhân tố quyết định đến hiệu  quả keo tụ được tạo thành, còn giải phóng ra các ion H+. Các ion H+ này sẽ được khử bằng độ kiềm tự nhiên của nước (được đánh giá bằng HCO3-). Trường hợp độ kiềm tự  nhiên của nước thấp, không đủ để trung hòa  ion H+ thì cần phải kiềm hóa nước. Chất dùng để kiềm hóa  thông dụng nhất là vôi (CaO). Một số trường hợp khác có thể dùng sôđa (Na2CO3) hoặc xút (NaOH). Thông thường phèn nhôm đạt hiệu quả keo tụ cao nhất khi nước có pH = 5,5 – 7,5.  Dùng phèn sắt(II) : Phèn  sắt (II) khi cho vào nước phân ly thành Fe2+ và bị thủy phân thành Fe(OH)2 Fe2+ + 2H2O  =  Fe(OH)2 + 2H+ Fe(OH)2 vừa tạo thành vẫn còn độ hòa tan trong nước lớn, khi trong nước có ôxy hòa tan,  Fe(OH)2 sẽ bị ôxy hóa thành Fe(OH)3 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O =  4Fe(OH)3 Quá trình ôxy hóa chỉ diễn ra tốt khi pH của nước đạt được trị số từ 8 – 9 và nước phải có độ kiềm cao. Vì vậy, thường dùng loại phèn này khi cần kết hợp vôi làm mềm nước. Dùng phèn sắt (III) : Phèn sắt (III) loại FeCl3 hoặc Fe2(SO4)3 khi cho vào nước phân ly thành Fe3+ và bị thủy phân thành Fe(OH)3  Fe3+ + 3H2O  =  Fe(OH)3 + 3H+

+  Tuyển nổi

Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sục các bọt khí nhỏ vào pha lỏng. Các bọt khí này sẽ kết dính với các hạt cặn. Khi khối lượng riêng của tập hợp bọt khí và cặn nhỏ hơn khối lượng riêng của nước, cặn sẽ theo bọt khí nổi lên  bề mặt. Tùy theo phương thức cấp không khí vào nước, quá trình tuyển nổi bao gồm các dạng sau :

Tuyển nổi bằng khí phân tán (Dispersed Air Flotation) : Khí nén được thổi trực tiếp vào bể tuyển nổi để tạo thành các bọt khí có kích thước từ 0,1 – 1 mm, gây xáo trộn hỗn hợp khí – nước chứa cặn. Cặn tiếp xúc với bọt khí, kết dính và nổi lên bề mặt.

Tuyển nổi chân không (Vacuum Flotation) : Bão hòa không khí ở áp suất khí quyển, sau đó thoát khí ra khỏi nước ở áp suất chân không. Hệ thống này ít sử dụng trong thực tế vì khó vận hành và chi phí cao.

Tuyển nổi áp lực (Dissolved Air Flotation) : Sục không khí vào nước ở áp suất cao (2 – 4 at), sau đó giảm áp giải phóng khí. Không khí thoát ra sẽ tạo thành bọt khí có kích thước 20 – 100 mm.

Công nghệ tuyển nổi áp lực được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực xử lý nước thải, bao gồm các ngành: -  Xử lý nước thải sản xuất giấy và bột giấy – Loại bỏ dầu mỡ, váng nổi từ nước thải của các khu vực thương mại, nhà hàng, quán ăn tập trung. -  Xử lý nước thải sản xuất thực phẩm, giết mổ gia súc. Hóa chất keo tụ được sử dụng để tăng kích thước của các chất rắn trong nước, tạo điều kiện tiếp xúc giữa bông cặn và bọt khí siêu mịn tạo thành hỗn hợp dễ dàng tách ra khỏi nước bởi lực nổi. * Ưu điểm của công nghệ Tuyển nổi áp lực trong xử lý nước thải giấy: -  Dễ dàng vận hành và có chi phí vận hành thấp. -  Công nghệ tuyển nổi cho hiệu suất tách cặn nhẹ cao hơn so với công nghệ lắng truyền thống nhiều lần, do vậy cho phép tiết kiệm khối tích công trình xử lý. * Giới hạn -   Công nghệ Tuyển nổi không thể loại bỏ hoàn toàn được các chất ô nhiễm hòa tan -  Cần thiết phải xây dựng bể điều hòa để cân bằng lưu lượng nước đi vào bể tuyển nổi nhằm đảm bảo sự hoạt động ổn định của công trình * Đối với công nghệ xử lý nước thải ngành giấy, nước thải chứa nhiều bột giấy có trọng lượng nhẹ, lơ lửng trong nước. Do vậy công nghệ tuyển nổi áp lực kết hợp keo tụ là phương án công nghệ được sử dụng rộng rãi ở trên thế giới và tại Việt Nam.

+  Hấp phụ

Phương pháp hấp phụ được ứng dụng rộng rãi để làm sạch nước thải triệt để khỏi các chất hữu cơ hòa tan sau khi xử lý bằng phương pháp sinh học, cũng như khi nồng độ của chúng không cao và chúng không bị phân hủy bởi vi sinh vật hay chúng rất độc. Hấp phụ được ứng dụng để khử độc nước thải khỏi thuốc diệt cỏ, trừ sâu, thuốc sát trùng, phenol, các chất hoạt động bề mặt…Ưu điểm của phương pháp này là hiệu quả cao (80 – 95%), có khả năng xử lý nhiều chất trong nước thải và đồng thời có khả năng thu hồi các chất này. Quá trình hấp phụ được thực hiện bằng cách cho tiếp xúc hai pha không hòa tan là pha rắn (chất hấp phụ) với pha khí hoặc pha lỏng. Dung chất (chất bị hấp thụ) sẽ đi từ pha lỏng (pha khí) đến pha rắn cho đến khi nồng độ dung chất trong dung dịch đạt cân bằng. Các chất hấp phụ thường sử dụng : -  Than hoạt tính. -  Tro, xỉ, mạt cưa. -  Silicagen, keo nhôm.

5. Các phương pháp hóa học

+  Phương pháp trung hòa Nhằm trung hòa nước thải có pH quá cao hoặc quá thấp, tạo điều kiện cho các quá trình xử lý hóa lý và sinh học : H+ + OH- ® H2O Mặt dù quá trình rất đơn giản về mặt nguyên lý, nhưng vẫn có thể gây ra một số vấn đề trong thực tế như : giải phóng các chất ô nhiễm dễ bay hơi, sinh nhiệt, làm sét rỉ thiết bị máy móc, … Vôi (Ca(OH)2) thường được sử dụng rộng rãi như một bazơ để xử lý các nước thải có tính axit, trong khi axit sulfuric (H2SO4) là một chất tương đối rẻ tiền dùng trong xử lý nước thải có tính bazơ. + Kết tủa hóa học Kết tủa hóa học thường được sử dụng để loại trừ các kim loại nặng trong nước. Phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất để kết tủa các kim loại là tạo thành các hydroxide, ví dụ: Cr3+ + 3OH- ® Cr(OH)3 Fe3+ + 3OH- ® Fe(OH)3 Phương pháp kết tủa hóa học hay được sử dụng nhất là phương pháp tạo các kết tủa với vôi. Soda cũng có thể được sử dụng để kết tủa các kim loại dưới dạng hydroxide (Fe(OH)3), carbonate (CdCO3), …Anion carbonate tạo ra hydroxide do phản ứng thủy phân với nước : CO32- + H2O ® HCO3- + OH-

6. Phương pháp sinh học

Phương pháp sinh học được ứng dụng để xử lý các chất hữu cơ hòa tan có trong nước thải cũng như một số chất vô như : H2S, sulfide, ammonia, … dựa trên cơ sở hoạt động của vi sinh vật. Vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ và một số khoáng chất làm thức ăn để sinh trưởng và phát triển. Một cách tổng quát, phương pháp xử lý sinh học có thể phân thành 2 loại : + Phương pháp kỵ khí Sử dụng nhóm vi sinh vật kỵ khí, hoạt động trong điều kiện không có ôxy. Quá trình phân hủy kỵ khí các chất hữu cơ là quá trình sinh hóa phức tạp tạo ra hàng trăm sản phẩm trung gian và phản ứng trung gian. Tuy nhiên, phương trình phương trình phản ứng sinh hóa trong điều kiện kỵ khí có thể biểu diễn đơn giản như sau :                                 Vi sinh vật Chất hữu cơ                        CH4 + CO2 + H2 + NH3 + H2S + Tế bào mới Một cách tổng quát, quá trình phân hủy kỵ khí xảy ra theo 04 giai đoạn : -   Giai đoạn 1 : Thủy phân, cắt mạch các hợp chất cao phân tử. -   Giai đoạn 2 : Acid hóa. -   Giai đoạn 3 : Acetate hóa. -   Giai đoạn 4 : Methane hóa. Các chất thải hữu cơ chứa các nhiều hợp chất cao phân tử như protein, chất béo, carbohydrate, cellulose, lignin, … trong giai đoạn thủy phân sẽ cắt mạch tạo thành các phân tử đơn giản hơn, dễ thủy phân hơn. Các phản ứng thủy phân sẽ chuyển hóa protein thành amino acid, carbohydrate thành đường đơn và chất béo thành các acid béo. Trong giai đoạn acid hóa, các chất hữu cơ đơn giản lại được tiếp tục chuyển hóa thành acetic acid, H2 và CO2 . Vi khuẩn methane chỉ có thể phân hủy một số loại cơ chất nhất định như CO2 + H2 , formate, acetate, methanol, methylamine và CO. Các phương trình phản ứng xảy ra như sau : 4H2 + CO2 ® CH4 + 2H2O 4HCOOH ® CH4 + 3CO2 + 2H2O CH3COOH ® CH4 + CO2 4 CH3OH ® 3CH4 + CO2 + H2O 4(CH3)3N + H2O ® 9CH4 + 3CO2 + 6H2O + 4NH3 + Phương pháp hiếu khí Sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí, hoạt động trong điều kiện cung cấp ôxy liên tục. Quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hiếu khí gồm 03 giai đoạn sau : Ôxy hóa các chất hữu cơ :                                                     Enzyme Tổng hợp tế bào mới :                                       Enzyme Phân hủy nội bào :                                                Enzyme Các quá trình xử lý sinh học bằng phương pháp kỵ khí và hiếu khí có thể xảy ra ở điều kiện tự nhiên hoặc nhân tạo. Trong các công trình xử lý nhân tạo, người ta tạo điều kiện tối ưu cho quá trình ôxy sinh hóa nên quá trình xử lý có tốc độ và hiệu suất cao hơn xử lý sinh học tự nhiên.

Công Nghệ Xử Lý Nước Thải Chế Biến Tinh Bột Mì

Trong công nghiệp chế biến tinh bột, nước được sử dụng trong quá trình sản xuất chủ yếu là ở các công đoạn rửa củ, ly tâm, sàng loại xơ, khử nước.         – Trong công đoạn rửa, nước được sử dụng cho việc rửa củ mì trước khi lột vỏ để loại bỏ các chất bẩn bám trên bề mặt. Nếu rửa không đầy đủ, bùn bám trên củ sẽ làm cho tinh bột có màu rất xấu.         – Trong công đoạn ly tâm và sàng loại xơ, nước được sử dụng nhằm mục đích rửa và tách tinh bột từ bột xơ củ mì.      Ngoài ra, nước còn được sử dụng trong quá trình nghiền củ mì nhưng với khối lượng không đáng kể.      Tóm lại, lượng nước thải phát sinh từ nhà máy dự kiến có 10% bắt nguồn từ nước rửa củ và 90% xả ra từ công đoạn ly tâm, sàng lọc, khử nước.     Sơ đồ công nghệ     Thuyết minh quy trình công nghệ         Chất hữu cơ + Vi sinh vật kỵ khí  CO2 + CH4 + H2S + Sinh khối mới + …         Phần CN còn lại tiếp tục được phân hủy ở bể UASB     Sau bể UASB nước thải được dẫn qua bể Aerotank xử lý triệt để các hợp chất hữu cơ. Tại bể Aerotank diễn quá trình sinh học hiếu khí được duy trì nhờ không khí cấp từ các máy thổi khí. Tại đây, các vi sinh vật ở dạng hiếu khí (bùn hoạt tính) sẽ phân hủy các chất hữu cơ còn lại trong nước thải thành các chất vô cơ ở dạng đơn giản như : CO2, H2O…Theo phản ứng sau :         •    Sự oxy hoá tổng hợp             COHNS + O2 + dinh dưỡng   CO2 + NH3 + C5H7NO2 + các sản phẩm khác                   •    Phân hủy nội bào             C5H7NO2 + 5O2   5CO2 + NH3 + H2O + năng lượng     Quá trình phân huỷ của vi sinh vật phụ thuộc vào các điều kiện sau: pH, nhiệt độ, các chất dinh dưỡng, nồng độ bùn và tính đồng nhất của nước thải. Do đó cần phải theo dõi các thông số này trong bể aerotank. Hiệu quả xử lý BOD của bể aerotank đạt từ 90 – 95%.     Bùn hoạt tính ở đáy bể lắng được thu gom về bể thu bùn, một phần được bơm tuần hoàn về bể Aerotank nhằm duy trì hàm lượng vi sinh vật trong bể. Bùn dư được bơm vào bể nén bùn trọng lực để làm giảm thể tích. Sau đó được bơm đến đến ngăn khuấy trộn của máy lọc ép băng tải để khuấy trộn cùng polyme, rồi đi qua hệ thống băng tải ép bùn. Bùn thải ra có dạng bánh đem chôn lấp hoặc sử dụng làm phân bón.

Công Nghệ Xử Lý Nước Thải Sbr

– Hệ thống SBR gồm 2 cụm bể: cụm bể Selectorvà cụm bể C – tech. Nước được dẫn vào bể Selector trước sau đó mới qua bể C – tech.

Nguyên tắc hoạt động trong bể SBR

– React (Pha phản ứng, thổi khí): Tạo phản ứng sinh hóa giữa nước thải và bùn hoạt tính bằng sục khí hay làm thoáng bề mặt để cấp oxy vào nước và khuấy trộn đều hỗn hợp. Thời gian của pha này thường khoảng 2 giờ, tùy thuộc vào chất lượng nước thải. Trong pha này diễn ra quá trình nitrat hóa, nitrit hóa và oxy hóa các chất hữu cơ. Loại bỏ COD/BOD trong nước và xử lý các hợp chất Nitơ. Quá trình nitrat hóa diễn ra một cách nhanh chóng: sự ôxy hóa amoni (NH 4+) được tiến hành bởi các loài vi khuẩn Nitrosomonas quá trình này chuyển đổi amoniac thành nitrit (NO 2–). Các loại vi khuẩn khác như Nitrobacter có nhiệm vụ ôxy hóa nitrit thành nitrat (NO 3–)

Trong giai đoạn này cần kiểm soát các thông số đầu vào như: DO, BOD, COD, N, P, cường độ sục khí, nhiệt độ, pH… để có thể tạo bông bùn hoạt tính hiệu quả cho quá trình lắng sau này.

SBR được ứng dụng rộng rãi tại các nước như Mĩ, Anh trong những hai thập kỷ qua, tại Canada cũng được áp dụng nhưng lại bị hạn chế nên vì hệ thống cần sự điều khiển chính xác hoàn toàn và tự động. Vì thế để khắc phục nhược điểm trên, hệ thống đã được thiết kế điều khiển bằng hệ thống PLC (Programmable Logic Controller), giúp cho mọi hoạt động diễn ra một cách chính xác và giảm thời gian cũng như chi phí vận hành.

Trong bể SBR có những điểm tương đương với các bể trong hệ thống xử lý sinh học theo phương pháp truyền thống:

Bùn được tuần hoàn trong hệ thống tương tự như bước tuần hoàn bùn trong hệ thống aerotank truyền thống.

2. Ưu điểm nổi bật của công nghệ SBR

– Đặc điểm nổi trội ở bể SBR không cần tuần hoàn bùn hoạt tính. Hai quá trình phản ứng và lắng đều diễn ra ở ngay trong một bể, bùn hoạt tính không hao hụt ở giai đoạn phản ứng và không phải tuần hoàn bùn hoạt tính từ bể lắng để giữ nồng độ;

– Kết cấu đơn giản và bền hơn;

– Do vận hành bằng hệ thống tự động nên hoạt động dễ dàng và giảm đòi hỏi sức người nhưng đây cũng là một nhược điểm chính vì đòi hỏi nhân viên phải có trình độ kỹ thuật cao;

– Dễ dàng tích hợp quá trình nitrat/khử nitơ cũng như loại bỏ phospho;

– Các pha thay đổi luân phiên nhưng không làm mất khả năng khử BOD khoảng 90-92%;

– Lắp đặt đơn giản và có thể dễ dàng mở rộng nâng cấp.

Công Nghệ Xử Lý Nước Thải Công Nghiệp

Cũng tương tự như nước thải sinh hoạt thì xử lý nước thải công nghiệp có những phương pháp sau:

Phương pháp xử lý cơ học Những phương pháp loại các chất rắn có kích thước và tỷ trọng lớn trong nước thải được gọi chung là phương pháp cơ học. + Để giữ các tạp chất không hoà tan lớn như rác: dùng song chắn rác hoặc lưới lọc. + Để tách các chất lơ lửng trong nước thải dùng bể lắng: + Để tách các chất cặn nhẹ hơn nước như dầu, mỡ dùng bể thu dầu, tách mỡ. + Để giải phóng chất thải khỏi các chất huyền phù, phân tán nhỏ…dùng lưới lọc, vải lọc, hoặc lọc qua lớp vật liệu lọc.

Phương pháp xử lý hóa lý Bản chất của quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý là áp dụng các quá trình vật lý và hóa học để loại bớt các chất ô nhiễm mà không thể dùng quá trình lắng ra khỏi nước thải. Công trình tiêu biểu của việc áp dụng phương pháp hóa lý là: Bể keo tụ, tạo bông Quá trình keo tụ tạo bông được ứng dụng để loại bỏ các chất rắn lơ lửng và các hạt keo có kích thước rất nhỏ . Các chất này tồn tại ở dạng phân tán và không thể loại bỏ bằng quá trình lắng vì tốn rất nhiều thời gian. Để tăng hiệu quả lắng, giảm bớt thời gian lắng của chúng thì thêm vào nước thải một số hóa chất như phèn nhôm, phèn sắt, polymer,… Các chất này có tác dụng kết dính các chất khuếch tán trong dung dịch thành các hạt có kích cỡ và tỷ trọng lớn hơn nên sẽ lắng nhanh hơn. Phương pháp keo tụ có thể làm trong nước và khử màu nước thải vì sau khi tạo bông cặn, các bông cặn lớn lắng xuống thì những bông cặn này có thể kéo theo các chất phân tán không tan gây ra màu.

Phương pháp xử lý hóa học Đó là quá trình khử trùng nước thải bằng hoá chất (Clo, Javen), hoặc trung hòa độ pH với nước thải có độ kiềm hoặc axit cao.

Phương pháp xử lý sinh học Sử dụng các loại vi sinh vật để khử các chất bẩn hữu cơ có trong nước thải. Các vi sinh vật có sẵn trong nước thải hoặc bổ sung vi sinh vật vào trong nước thải. Các chất hữu cơ ở dạng keo, huyền phù và dung dịch là nguồn thức ăn của vi sinh vật. Trong quá trình hoạt động sống, vi sinh vật oxy hoá hoặc khử các hợp chất hữu cơ này, kết quả là làm sạch nước thải khỏi các chất bẩn hữu cơ.

Tùy theo đặc tính của nước công nghiệp và yêu cầu đối với nước đầu ra mà chọn công nghệ xử lý nước thải riêng.

Nước thải công nghiệp từ các nguồn phát sinh được dẫn về cụm bể thu gom. Bể này có chức năng tiếp nhận trung chuyển nước thải, tách dầu mỡ ra khỏi dòng nước thải. Qua đó giúp nâng cao hiệu quả làm việc và tuổi thọ của các thiết bị trong hệ thống xử lý. Rác, dầu mỡ sẽ được người vận hành thu gom định kì. Nước thải trong bể thu gom sẽ tiếp tục được đưa sang bể phản ứng hóa lý (keo tụ – tạo bông).

Tại bể keo tụ, tạo bông: nhờ tác dụng của hóa chất trợ lắng và keo tụ, các chất ô nhiễm như các chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng, các cặn bẩn, hay ion kim loại… chúng sẽ kết dính với nhau tạo thành các bông bùn. Bông bùn được hình thành sẽ lớn dần lên và lắng xuống đáy, phần nước trong hơn sẽ được tự chảy qua máng thu răng cưa đưa về bể điều hòa.

Bể điều hòa có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng và nồng độ nước thải, tạo chế độ làm việc ổn định và liên tục cho các công trình xử lý, tránh hiện tượng hệ thống xử lý bị quá tải. Nước thải trong bể điều hòa được sục khí liên tục từ máy thổi khí và hệ thống phân phối khí nhằm tránh hiện tượng yếm khí cũng như lắng cặn dưới đáy bể. Nước thải sau bể điều hòa được bơm qua bể thiếu khí.

Bằng việc sử dụng các chủng vi sinh vật bám dính dạng thiếu khí trên giá thể lọc sinh học. Bể thiếu khí có chức năng xử lý nitrat (trong nước thải dòng vào và dòng tuần hoàn lại từ bể hồi lưu), thủy phân các hợp chất hữu cơ phức tạp thành các hợp chất hữu cơ đơn giản, xử lý một phần các hợp chất hữu cơ thành CO2, H2O, CH4, H2S, sinh khối mới …

Hàm lượng BOD giảm đáng kể sau khi qua bể này. Nước sau khi qua Bể xử lý thiếu khí được đưa sang Bể hiếu khí để thực hiện quá trình xử lý hiếu khí.

Tại Bể hiếu khí, Oxy được cung cấp vào bể thông qua bộ khuếch tán khí, hệ vi sinh vật hiếu khí sẽ sử dụng oxy để phân hủy phần lớn các hợp chất hữu cơ có trong nước thải. Hệ vi sinh vật hiếu khí dính bám trên hạt mang (giá thể), tạo thành lớp đệm vi sinh chuyển động xáo trộn trong nước thải làm tăng khả năng tiếp xúc giữa vi sinh vật với chất hữu cơ, do đó hiệu quả xử lý của quá trình này cao gấp nhiều lần so với phương án sử dụng bùn hoạt tính truyền thống.

Kết quả của sự phân hủy các chất hữu cơ bởi hệ vi sinh vật hiếu khí là tạo ra các chất vô cơ đơn giản như CO2, H2O, NO3- …, và sinh khối mới.Nước sau khi qua Bể hiếu khí tiếp tục được luân chuyển sang Bể hồi lưu.

Nước thải sau khi qua bể hiếu khí vẫn còn có thành phần nitrat cao (do quá trình oxy hoá amoni tạo thành), cần được xử lý nhờ hệ vi sinh vật thiếu khí. Nước thải từ bể hiếu khí chảy sang bể hồi lưu. Tại đây đặt bơm hồi lưu nước thải đưa một phần nước thải về bể thiếu khí, giúp xử lý hiệu quả nitrat.

Nước từ bể hồi lưu tự chảy sang bể lắng cơ học.

Bể lắng cơ học có chức năng tạo thời gian lưu cần thiết để dưới tác dụng của trọng lực bùn cặn còn sót lại trong nước thải sẽ lắng xuống đáy bể, nước sau lắng được đưa sang bể khử trùng để loại bỏ vi sinh vật trong nước thải.

Bùn cặn thu được tại đáy bể lắng định kỳ được bơm về bể chứa bùn nhờ bơm bùn đặt chìm.

Bể chứa bùn có nhiệm vụ lắng và chứa cặn (hay còn gọi là sinh khối) hình thành từ quá trình chuyển hóa các hợp chất hữu cơ có trong nước thải từ bể xử lý sinh học.

Thời gian chứa bùn của bể được thiết kế trong khoảng thời gian từ khoảng 2-3 năm.

Ngoài ra, môi trường trong Bể chứa bùn được duy trì trong điều kiện thiếu khí. Điều này giúp loại bỏ Nitrat trong nước tuần hoàn bơm từ bể lắng cơ học về.

Nước từ bể chứa bùn được đưa về bể điều hoà, để tiếp tục được xử lý.

Bể này có chức năng loại bỏ các loại vi sinh vật gây bệnh ra khỏi nước thải bằng hóa chất khử trùng trước khi xả thải.

Cập nhật thông tin chi tiết về Công Nghệ Xử Lý Nước Thải Ngành Tái Chế Giấy trên website Channuoithuy.edu.vn. Hy vọng nội dung bài viết sẽ đáp ứng được nhu cầu của bạn, chúng tôi sẽ thường xuyên cập nhật mới nội dung để bạn nhận được thông tin nhanh chóng và chính xác nhất. Chúc bạn một ngày tốt lành!