MỞ ĐẦU Bảo vệ môi trường hiện nay là vấn đề bức xúc trên toàn cầu nhất là tại các nước đang phát triển. Nước ta đang trên đường hội nhập với thế giới nên việc quan tâm đến môi trường là điều tất yếu. Vấn đề bảo vệ sức khoẻ cho con người, bảo vệ môi trường sống trong đó bảo vệ nguồn nước khỏi bị ô nhiễm đã và đang được Đảng và nhà nước, các tổ chức và người dân quan tâm. Đó không chỉ là trách nhiệm của mỗi cá nhân mà còn là trách nhiệm của toàn xã hội.
Trong một vài thập kỷ gần đây, cùng với sự phát triển nhanh chóng của đất nước, các ngành công nghiệp Việt Nam đã có những tiến bộ không ngừng cả về số lượng nhà máy cũng như chủng loại sản phẩm và chất lượng cũng ngày càng được cải thiện. Công nghiệp phát triển đã đem lại cho người dân những hàng hóa rẻ hơn mà chất lượng không thua kém so với hàng ngoại nhập là bao. Ngành công nghiệp sản xuất giấy chiếm vị trí khá quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, tạo việc làm cho người lao động. Cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp, dịch vụ khác, nhu cầu về các sản phẩm giấy ngày càng tăng.
Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích đạt được to lớn về kinh tế - xã hội, ngành công nghiệp này cũng phát sinh nhiều vấn đề môi trường bức xúc nhất là vấn đề nước thải. Trước thực trạng đó, đòi hỏi phải có những phương pháp thích hợp, hiệu quả để xử lý nước thải sản xuất giấy ngay tại nguồn nhằm hạn chế đến mức thấp nhất tác động của nó đến con người và môi trường xung quanh. Với mong muốn được áp dụng kiến thức đã học và tìm hiểu sâu hơn để phục vụ cho công việc sau này của một kỹ sư ngành môi trường. Trên cơ sở đó, tôi đã chọn đề tài: “Thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải nhà máy giấy” làm khóa luận tốt nghiệp.
Sinh viên: Nguyễn Kim Dung – MT1201 Trang: 1 Khóa luận tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật môi trường CHƢƠNG I: TỔNG QUAN 1. Tổng quan về nƣớc thải 1. Một số khái niệm [1] + Nước thải: Là lượng chất lỏng được thải ra sau quá trình sử dụng của con người vào các mục đích như sau: sinh hoạt, dịch vụ, tưới tiêu, thủy lợi, công nghiệp, chăn nuôi… và bị thay đổi tính chất ban đầu của chúng. Nếu lượng nước thải này không qua xử lý mà đổ thẳng ra sông, hồ sẽ làm thay đổi tính chất môi trường nước mặt.
Các biểu hiện của sự thay đổi tính chất môi trường nước dẫn đến tình trạng ô nhiễm cho môi trường nước. Thông thường nước thải được phân loại theo nguồn gốc phát sinh ra chúng, đó cũng là cơ sở cho việc lựa chọn các biện pháp hoặc công nghệ xử lý. + Nước thải công nghiệp: Là nước thải từ các xí nghiệp sản xuất công nghiệp, thủ công nghiệp, giao thông vận tải… Nước thải này không có đặc điểm chung mà phụ thuộc vào quy trình công nghệ của từng ngành, từng loại sản phẩm. Nước thải của các ngành công nghiệp khác nhau hoặc xí nghiệp khác nhau có thành phần hóa học và hóa sinh cũng rất khác nhau.
+ Nước thải sinh hoạt: Là nước thải từ các khu dân cư, bao gồm nước sau khi sử dụng từ các hộ gia đình, bệnh viện, khách sạn, trường học, cơ quan, khu vui chơi giải trí… Đặc điểm của nước thải sinh hoạt là có hàm lượng lớn các chất hữu cơ dễ bị phân hủy (hyđrat cacbon, protein, chất béo), các chất vô cơ dinh dưỡng (phôtphat, nitơ) cùng với vi khuẩn (cả vi sinh vật gây bệnh), trứng giun sán… Hàm lượng các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào điều kiện sống, chất lượng bữa ăn, lượng nước sử dụng và hệ thống tiếp nhận nước thải. Các chỉ tiêu đánh giá chất lƣợng nƣớc [1, 2] Để quản lý chất lượng môi trường nước được tốt cũng như thiết kế lựa chọn công nghệ và thiết bị xử lý phù hợp, cần hiểu rõ bản chất của nước thải căn cứ vào một số chỉ tiêu vật lý, chỉ tiêu hóa học và chỉ tiêu vi sinh. Các chỉ tiêu này không được vượt quá tiêu chuẩn cho phép (như TCVN 5945-2005). Như Sinh viên: Nguyễn Kim Dung – MT1201 Trang: 2 Khóa luận tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật môi trường vậy, việc xác định các chỉ tiêu của nước sẽ cho phép đánh giá mức độ ô nhiễm hay hiệu quả của phương pháp xử lý nước thải.
Các chỉ tiêu vật lý + Nhiệt độ: Nhiệt độ ảnh hưởng đến độ pH, đến các quá trình hóa học và sinh hóa xảy ra trong nước. Nhiệt độ của nước phụ thuộc rất nhiều vào môi trường xung quanh. Ví dụ: ở miền Bắc Việt Nam, nhiệt độ các nguồn nước mặt có khoảng dao động từ 13 ÷ 340C, trong khi đó nhiệt độ trong các nguồn nước mặt ở miền Nam tương đối ổn định từ 26 ÷ 290C. Nhiệt độ cao làm cho DO trong nước giảm, giảm sự hòa tan oxi từ không khí vào nước.
Nhiệt độ trong nước tăng sẽ làm tăng các phản ứng hóa sinh, kích thích sự phát triển của vi tảo… Nước làm mát của các ngành công nghiệp hay nước nồi hơi từ các nhà máy nhiệt điện thường mang một lượng nhiệt lớn theo dòng thải ra ngoài môi trường gây ô nhiễm nhiệt cho nguồn nước. Nhiệt độ của các loại nước thải này thường cao hơn 10 ÷ 250C so với nguồn nước tiếp nhận. Khi xử lý nước thải bằng công nghệ vi sinh, nhiệt độ tối ưu của nước phải nằm trong khoảng từ 20 ÷ 400C. + Màu sắc: Nước nguyên chất không có màu.
Màu sắc gây nên bởi các tạp chất trong nước (thường là do chất mùn hữu cơ, một số ion vô cơ, một số loài thủy sinh vật…). Mỗi loại nước thải đều có màu sắc đặc trưng: các hợp chất sắt, mangan không hoà tan làm nước có màu nâu đỏ, các chất mùn humic gây ra màu vàng, còn các loại thuỷ sinh tạo cho nước màu xanh lá cây. Nước bị nhiễm bẩn bởi nước thải sinh hoạt hay công nghiệp thường có màu nâu hoặc đen. Đơn vị đo độ màu thường dùng là platin-coban.
Nước thiên nhiên thường có độ màu thấp hơn 200PtCo. Màu của nước được chia làm hai loại: màu thực do các chất hữu cơ hòa tan hoặc dạng hạt keo; màu biểu kiến là màu của các chất lơ lửng trong nước tạo nên. Trong thực tế, người ta xác định màu thực của nước. Có nhiều phương pháp Sinh viên: Nguyễn Kim Dung – MT1201 Trang: 3 Khóa luận tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật môi trường xác định màu của nước, nhưng thường sử dụng phương pháp so sánh mẫu với các dung dịch chuẩn như clorophantinat coban.
+ Mùi vị: Nước sạch không có mùi vị, khi nhiễm bẩn có mùi lạ. Trong nước thải chứa nhiều tạp chất hóa học làm cho nước thải có mùi lạ đặc trưng, quá trình phân giải các chất hữu cơ trong nước cũng làm cho nước có mùi vị khác thường. Ví dụ như nước thải có mùi khai là do các amin (R 3N, R2NH, RNH2…) và photphin (PH3); mùi hôi thối là do H2S, các hợp chất Indol, Scattol (phân hủy từ aminoaxit); mùi tanh do sắt; có vị chát do sunfat (ở nồng độ 200mg/l)… Có thể xác định mùi của nước theo phương pháp sau: Mẫu nước được đưa vào bình đậy kín nắp, lắc khoảng 10 ÷ 20 giây rồi mở nắp, ngửi mùi và đánh giá với nhiều mức khác nhau (không mùi, mùi nhẹ, trung bình, nặng và rất nặng). Lưu ý không để dòng hơi đi thẳng vào mũi.
+ Độ đục: Nước tự nhiên sạch không có tạp chất thường rất trong. Khi bị nhiễm bẩn các loại nước thải thường có độ đục cao. Độ đục gây nên bởi các hạt rắn lơ lửng, keo trong nước. Các hạt rắn này có thể có nguồn gốc vô cơ, hữu cơ hoặc các vi sinh vật, thủy sinh vật.
Độ đục làm giảm khả năng truyền sáng của nước, ảnh hưởng tới khả năng quang hợp của các sinh vật tự dưỡng trong nước gây giảm thẩm mĩ và làm giảm chất lượng của nước khi sử dụng. Vi sinh vật có thể bị hấp thụ bởi các hạt rắn lơ lửng sẽ gây khó khăn khi khử khuẩn. Theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN), độ đục được xác định bằng chiều sâu lớp nước thấy được (gọi là độ trong) mà ở độ sâu đó người ta vẫn đọc được hàng chữ tiêu chuẩn. Độ đục càng thấp chiều sâu của lớp nước còn thấy được càng lớn.
Nước được gọi là trong khi mức độ nhìn sâu lớn hơn 1m (hay độ đục nhỏ hơn 10 NTU).Theo qui định (TCVN 5502-2003), độ đục của nước cấp sinh hoạt không lớn hơn 5 NTU. + Tổng hàm lượng các chất rắn (TS): Các chất rắn trong nước có thể là những chất tan hoặc không tan. Các chất này bao gồm cả những chất vô cơ lẫn các chất hữu cơ. Sinh viên: Nguyễn Kim Dung – MT1201 Trang: 4 Khóa luận tốt nghiệp Ngành: Kỹ thuật môi trường Để xác định tổng hàm lượng các chất rắn ta lấy 1 lít mẫu nước thải cho vào tủ sấy, giữ ở nhiệt độ không đổi 1050C cho nước bay hơi hết, lượng chất rắn không đổi, đem cân sẽ được tổng hàm lượng các chất rắn trong 1 lít nước thải.
Đơn vị tính bằng mg/l. + Tổng hàm lượng các chất lơ lửng (SS): Các chất rắn lơ lửng (các chất huyền phù) là những chất rắn không tan trong nước. Để xác định hàm lượng các chất lơ lửng ta lấy 1 lít mẫu nước thải lọc qua phễu có giấy lọc tiêu chuẩn, rồi sấy khô lượng chất rắn đọng lại trên giấy lọc ở 1050C cho tới khi khối lượng không đổi. Đem cân sẽ được tổng hàm lượng các chất lơ lửng trong 1 lít nước thải.
Đơn vị tính là mg/l. + Tổng hàm lượng các chất hòa tan (DS): Các chất rắn hòa tan là những chất tan được trong nước, có kích thước rất nhỏ, bao gồm cả chất vô cơ lẫn chất hữu cơ. Để xác định hàm lượng các chất hòa tan ta lấy 1 lít mẫu nước thải đã lọc qua phễu có giấy lọc tiêu chuẩn rồi cho vào tủ sấy, giữ ở nhiệt độ không đổi 1050C cho tới khi lượng chất rắn không đổi. Đem cân sẽ được tổng hàm lượng các chất rắn hòa tan trong 1 lít nước thải.
Đơn vị tính là mg/l. DS = TS – SS + Tổng hàm lượng chất dễ bay hơi: Để đánh giá hàm lượng các chất hữu cơ có trong mẫu nước, người ta còn sử dụng các khái niệm tổng hàm lượng các chất không tan dễ bay hơi, tổng hàm lượng các chất hòa tan dễ bay hơi.
