Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Ngành công nghiệp sản xuất giấy và bột giấy đóng vai trò thiết yếu trong nền kinh tế, cung cấp nguyên liệu đóng gói, in ấn và phục vụ nhu cầu sinh hoạt, học tập. Tuy nhiên, đây là ngành sản xuất tiêu thụ khối lượng tài nguyên nước rất lớn, đồng thời phát sinh lượng nước thải có nồng độ chất ô nhiễm cao, bao gồm hàm lượng xơ sợi lơ lửng, lignin, các hóa chất nấu tẩy và hợp chất hữu cơ khó phân hủy sinh học. Khi xả thải trực tiếp hoặc không được xử lý triệt để, dòng thải này gây suy thoái nghiêm trọng hệ sinh thái nước mặt, làm giảm khả năng truyền ánh sáng, gây hiện tượng phú dưỡng hóa và đe dọa các nguồn nước cấp sinh hoạt.
Công ty TNHH Giấy và Bao bì Đồng Tiến (đặt tại huyện Bến Cát, tỉnh Bình Dương) hoạt động trong lĩnh vực sản xuất bao bì và tái chế giấy với các dây chuyền sản xuất đồng bộ, tiêu thụ khoảng 550 $\text{m}^3/\text{ngày đêm}$ nước sạch và phát sinh lượng nước thải sản xuất xấp xỉ 500 $\text{m}^3/\text{ngày đêm}$. Nguồn tiếp nhận trực tiếp của nhà máy là sông Thị Tính – nguồn nước mặt phục vụ mục đích cấp nước sinh hoạt. Do đó, việc thiết kế một trạm xử lý nước thải đạt quy chuẩn kỹ thuật quốc gia là yêu cầu pháp lý và kỹ thuật bắt buộc.
Đề tài tốt nghiệp thực hiện 4 nhiệm vụ kỹ thuật cụ thể:
- Thu thập số liệu về hoạt động sản xuất, thành phần và tính chất nước thải tại Công ty TNHH Giấy và Bao bì Đồng Tiến.
- Đề xuất các phương án công nghệ xử lý nước thải phù hợp với đặc thù dòng thải tái chế giấy và bao bì.
- Tính toán chi tiết các công trình đơn vị trong dây chuyền công nghệ xử lý được lựa chọn với công suất 500 $\text{m}^3/\text{ngày đêm}$.
- Thiết lập bản vẽ thi công và tính toán dự toán kinh tế (chi phí đầu tư xây dựng, thiết bị và chi phí vận hành).
- Đối tượng nghiên cứu: Nước thải phát sinh từ quá trình sản xuất giấy và bao bì (chủ yếu từ công đoạn nghiền bột, lắng cát, xeo giấy và vệ sinh nhà xưởng) của Công ty TNHH Giấy và Bao bì Đồng Tiến.
- Phạm vi nghiên cứu: Hệ thống xử lý nước thải công suất thiết kế 500 $\text{m}^3/\text{ngày đêm}$, chất lượng nước sau xử lý bắt buộc đạt cột A theo QCVN 12-MT:2015/BTNMT để xả vào sông Thị Tính.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Cơ sở lý thuyết xử lý nước thải ngành giấy
Cơ chế xử lý nước thải sản xuất giấy dựa trên sự phối hợp giữa ba nhóm phương pháp:
- Phương pháp cơ học: Sử dụng song chắn rác, bể lắng cát, bể lắng trọng lực và bể lọc nhằm loại bỏ rác thô, xơ sợi, cặn lơ lửng vô cơ và hữu cơ. Quá trình cơ học có khả năng khử 75–90% chất rắn lơ lửng (SS) và 20–35% $\text{BOD}_5$.
- Phương pháp hóa lý và hóa học: Ứng dụng quá trình keo tụ – tạo bông bằng cách châm hóa chất keo tụ (PAC, phèn nhôm $\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3$, phèn sắt $\text{FeCl}_3$) kết hợp chất trợ keo tụ polymer và điều chỉnh pH bằng $\text{NaOH}$ để trung hòa điện tích, kết tụ các hạt keo có kích thước $d < 10^{-4}\text{ mm}$ thành các bông cặn lớn có thể lắng hoặc tuyển nổi. Quá trình này giúp giảm đáng kể độ màu và 40–80% kim loại nặng, 50–65% $\text{BOD}_5$.
- Phương pháp sinh học:
- Xử lý hiếu khí: Quần thể vi sinh vật hiếu khí (bùn hoạt tính lơ lửng Aerotank hoặc màng vi sinh dính bám MBBR) sử dụng oxy hòa tan ($\text{DO} > 2\text{ mg/L}$) để oxy hóa hợp chất hữu cơ hòa tan thành $\text{CO}_2$, $\text{H}_2\text{O}$ và sinh khối mới theo phương trình tổng quát:
$$\text{CxHyOz} + \text{O}_2 + \text{NH}_3 \rightarrow \text{C}_5\text{H}_7\text{O}_2\text{N (tế bào mới)} + \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} - \Delta H$$
- Xử lý kỵ khí: Diễn ra qua 4 giai đoạn nối tiếp: Thủy phân (biến đổi polysaccharide, lipid thành đường đơn, acid béo) $\rightarrow$ Acid hóa (tạo acid béo bay hơi, rượu, $\text{CO}_2$, $\text{H}_2\text{S}$) $\rightarrow$ Acetic hóa (tạo acetate) $\rightarrow$ Methane hóa (tạo khí $\text{CH}_4$ và $\text{CO}_2$).
Tiêu chuẩn và quy chuẩn áp dụng
- QCVN 12-MT:2015/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp giấy và bột giấy (áp dụng giá trị giới hạn Cột A cho nguồn tiếp nhận dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt).
- TCXDVN 51:2008: Thoát nước – Mạng lưới bên ngoài và công trình – Tiêu chuẩn thiết kế (sử dụng hệ số không điều hòa chung $K_0$).
- Các tài liệu chuẩn mực về tính toán kỹ thuật môi trường của GS.TS. Lâm Minh Triết, PGS.TS. Trịnh Xuân Lai, PGS.TS. Hoàng Huệ.
Phương pháp nghiên cứu và nguồn dữ liệu
- Phương pháp thu thập số liệu: Khảo sát thực tế quy trình công nghệ của nhà máy (tiêu thụ 170.000 kWh điện/tháng, 5 tấn than/ngày, 550 $\text{m}^3$ nước/ngày), nguồn phát sinh dịch đen có nồng độ chất khô 25–35% (tỷ lệ hữu cơ:vô cơ là 70:30).
- Phương pháp khảo sát mô hình thực tế: Khảo sát công nghệ xử lý tại Nhà máy giấy Mai Lan (công nghệ Aerotank, hiệu suất khử $\text{BOD}_5$ đạt 96%, COD đạt 92%, SS đạt 91%) và Công ty Cổ phần Giấy Xuân Đức (công nghệ Kỵ khí – Thiếu khí – Hiếu khí kết hợp Keo tụ, hiệu suất khử $\text{BOD}_5$ đạt 96%, COD đạt 93%, SS đạt 92%).
- Phương pháp tính toán kỹ thuật: Sử dụng công thức thủy lực, phương trình cân bằng vật chất và động học vi sinh để tính toán kích thước hình học, tải trọng, công suất thiết bị cơ điện của từng công trình đơn vị.
Thiết kế và tính toán kỹ thuật hệ thống
Thông số thiết kế đầu vào và yêu cầu xử lý
Lưu lượng tính toán trạm xử lý:
- Công suất ngày đêm: $Q = 500\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$.
- Lưu lượng trung bình giờ: $Q_{tb} = 20,83\text{ m}^3/\text{h} = 5,8\text{ L/s}$.
- Dựa trên TCXDVN 51:2008, nội suy hệ số không điều hòa: $K_{0,max} = 2,49$; $K_{0,min} = 0,39$.
- Lưu lượng giờ lớn nhất: $Q_{h,max} = 51,87\text{ m}^3/\text{h} = 0,014\text{ m}^3/\text{s}$.
- Lưu lượng giờ nhỏ nhất: $Q_{h,min} = 8,12\text{ m}^3/\text{h} = 0,0023\text{ m}^3/\text{s}$.
| Thông số ô nhiễm |
Đơn vị |
Nước thải đầu vào |
QCVN 12-MT:2015/BTNMT (Cột A) |
Hiệu suất xử lý yêu cầu (%) |
| pH |
-- |
6,36 |
6 – 9 |
Đạt chuẩn |
| Độ màu |
Pt/Co |
250 |
75 |
70,00% |
| $\text{BOD}_5$ (20°C) |
mg/L |
746 |
30 |
96,18% |
| COD |
mg/L |
1.200 |
100 |
91,67% |
| TSS |
mg/L |
556 |
50 |
91,45% |
| Tổng Nitơ |
mg/L |
20 |
-- |
Đạt chuẩn |
| Tổng Photpho |
mg/L |
4 |
-- |
Đạt chuẩn |
So sánh hai phương án công nghệ đề xuất
Tác giả thiết lập hai phương án công nghệ để lựa chọn giải pháp tối ưu:
- Phương án 1: Song chắn rác $\rightarrow$ Hố gom $\rightarrow$ Bể điều hòa $\rightarrow$ Bể phản ứng (châm $\text{NaOH}$) $\rightarrow$ Bể keo tụ - tạo bông (PAC, Polymer) $\rightarrow$ Bể lắng I $\rightarrow$ Bể hiếu khí Aerotank (tuần hoàn bùn) $\rightarrow$ Bể lắng II $\rightarrow$ Bể khử trùng (Chlorine) $\rightarrow$ Bồn lọc áp lực $\rightarrow$ Xả ra sông Thị Tính.
- Phương án 2: Song chắn rác $\rightarrow$ Hố gom $\rightarrow$ Bể điều hòa $\rightarrow$ Bể phản ứng (châm $\text{NaOH}$) $\rightarrow$ Bể keo tụ - tạo bông $\rightarrow$ Bể tuyển nổi DAF $\rightarrow$ Bể hiếu khí MBBR (giá thể lơ lửng chiếm 25–50% thể tích) $\rightarrow$ Bể lắng II $\rightarrow$ Bể khử trùng $\rightarrow$ Bồn lọc áp lực $\rightarrow$ Xả thải.
Đánh giá: Phương án 1 được ưu tiên lựa chọn do công nghệ bùn hoạt tính hiếu khí Aerotank kết hợp lắng trọng lực truyền thống có tính ổn định cao, cấu tạo thiết bị đơn giản, dễ vận hành đối với quy mô $500\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$ và tiết kiệm chi phí đầu tư giá thể sinh học so với MBBR/DAF.
Tính toán kích thước và thông số các công trình đơn vị (Phương án 1)
| Công trình đơn vị |
Thông số tính toán thiết kế |
Giá trị xác lập |
| Song chắn rác |
- Góc nghiêng đặt song
- Vận tốc dòng chảy qua khe ($v$)
- Khe hở giữa các thanh ($b$)
- Số lượng thanh chắn / Số khe hở ($n$)
- Bề rộng thanh ($S$) / Bề rộng song ($B_s$)
- Bề rộng mương dẫn ($B_m$)
- Chiều dài đoạn mở rộng ($l_1$) / thu hẹp ($l_2$)
- Tổn thất áp lực qua song chắn ($h_s$)
- Kích thước xây dựng ($L \times H$) |
- $60^\circ$
- $0,6\text{ m/s}$
- $16\text{ mm}$ ($0,016\text{ m}$)
- 10 thanh / 11 khe
- $8\text{ mm}$ / $0,256\text{ m}$
- $0,16\text{ m}$
- $0,13\text{ m}$ / $0,065\text{ m}$
- $0,047\text{ m}\text{H}_2\text{O}$
- $1,695\text{ m} \times 0,513\text{ m}$ |
| Hố thu gom nước thải |
- Thời gian lưu nước ($t$)
- Thể tích hữu ích ($W$)
- Chiều cao hữu ích ($h_{hi}$) / Bảo vệ ($h_{bv}$)
- Kích thước mặt bằng ($L \times B \times H$)
- Bơm nước thải chìm (1 hoạt động, 1 dự phòng)
- Đường kính ống dẫn nước thải |
- $30\text{ phút}$ (lưu lượng đỉnh)
- $25,94\text{ m}^3$
- $1,5\text{ m}$ / $0,5\text{ m}$
- $2,7\text{ m} \times 2,7\text{ m} \times 2,0\text{ m}$
- 2 bơm Evak 5.50 (công suất $3,7\text{ kW}$)
- $\text{uPVC } D = 114\text{ mm}$ |
| Bể điều hòa |
- Thời gian lưu nước ($t$)
- Thể tích bể ($V$)
- Kích thước xây dựng ($L \times B \times H$)
- Lưu lượng khí cấp xáo trộn ($Q_{khí}$)
- Thiết bị phân phối khí (đĩa bọt mịn $6\text{ m}^3/\text{h}$)
- Máy thổi khí (1 chạy, 1 dự phòng)
- Bơm chìm sang bể keo tụ (1 chạy, 1 dự phòng) |
- $8\text{ giờ}$
- $414,96\text{ m}^3$
- $12,0\text{ m} \times 7,7\text{ m} \times 4,3\text{ m}$
- $298,8\text{ m}^3/\text{h}$ ($4,98\text{ m}^3/\text{phút}$)
- 56 đĩa bố trí trên 8 ống nhánh ($D=27\text{ mm}$)
- 2 máy Heywel RSV-152 ($P = 7,94\text{ kW} \approx 8\text{ kW}$)
- 2 bơm EW-5.30 (công suất $2,2\text{ kW}$) |
| Bể keo tụ - tạo bông |
- Thời gian lưu nước trộn nhanh ($T$)
- Thể tích bể phản ứng trộn ($V$)
- Kích thước xây dựng ($L \times W \times H$)
- Gradient vận tốc khuấy ($G$)
- Động cơ khuấy trộn (1 chạy, 1 dự phòng)
- Đường kính cánh khuấy tuabin 4 cánh ($D$)
- Kích thước cánh khuấy / Tấm chắn |
- $300\text{ giây}$ ($5\text{ phút}$)
- $4,2\text{ m}^3$
- $1,5\text{ m} \times 1,5\text{ m} \times 2,0\text{ m}$
- $700\text{ s}^{-1}$
- 2 máy khuấy công suất $3,0\text{ kW}$ ($P_{tt} = 2,26\text{ kW}$)
- $0,8\text{ m}$ (nghiêng $45^\circ$ hướng lên)
- Rộng $0,16\text{ m}$, dài $0,4\text{ m}$ / 4 tấm cao $1,0\text{ m}$ |
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Mở đầu
Chương 1 làm rõ tính cấp thiết của việc kiểm soát ô nhiễm nước thải ngành giấy và bao bì trong bối cảnh công nghiệp hóa. Tác giả trình bày mục tiêu xây dựng hệ thống xử lý nước thải công suất 500 $\text{m}^3/\text{ngày đêm}$ cho Công ty TNHH Giấy và Bao bì Đồng Tiến nhằm bảo vệ lưu vực sông Thị Tính. Nội dung công việc được xác lập theo 4 bước từ thu thập số liệu, đề xuất công nghệ, tính toán thủy lực công trình đến thiết kế bản vẽ thi công và lập dự toán kinh tế.
Chương 2: Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải và Công ty TNHH Giấy và Bao bì Đồng Tiến
Chương này tổng kết cơ sở lý thuyết các công nghệ xử lý cơ học, hóa lý và sinh học (hiếu khí, kỵ khí). Đồng thời, tác giả trình bày lịch sử hình thành và phát triển của Công ty TNHH Giấy và Bao bì Đồng Tiến từ năm 1994, mở rộng nhà máy tại Bến Cát năm 2004, đầu tư dây chuyền tái chế vỏ hộp sữa Tetra Pak năm 2011 và lắp đặt dây chuyền bột giấy Andritz năm 2012.
Chương 2 cũng phân tích chi tiết quy trình phát sinh chất thải:
- Nước thải mang dịch đen (chứa lignin, $\text{NaOH}$, $\text{Na}_2\text{S}$) và nước thải xeo giấy (chứa bột giấy mịn).
- Khí thải lò hơi đốt than (5 tấn/ngày), khí $\text{SO}_2$, $\text{CO}_2$, hơi clo và mùi hôi hữu cơ.
- Đánh giá ưu nhược điểm công nghệ xử lý thực tế tại Nhà máy giấy Mai Lan và Công ty Cổ phần Giấy Xuân Đức (đều đạt hiệu suất khử $\text{BOD}_5$ 96%, COD > 90%).
Chương 3: Đề xuất công nghệ xử lý nước thải
Tác giả phân tích đặc tính dòng thải đầu vào ($\text{BOD}_5 = 746\text{ mg/L}$, $\text{COD} = 1.200\text{ mg/L}$, $\text{TSS} = 556\text{ mg/L}$, độ màu = 250 Pt/Co) và xác định nồng độ ô nhiễm vượt chuẩn xả thải từ 11 đến 26 lần. Từ đó, chương 3 thiết lập 2 phương án công nghệ chi tiết (Phương án 1 dùng Aerotank - Lắng I; Phương án 2 dùng MBBR - DAF) và thuyết minh nguyên lý làm việc của từng quy trình.
Chương 4: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý
Đây là chương trọng tâm của đồ án, thực hiện tính toán kỹ thuật cho từng công trình đơn vị dựa trên lưu lượng $Q_{h,max} = 51,87\text{ m}^3/\text{h}$:
- Xác định kích thước hình học, tổn thất áp lực, số lượng thanh đan của song chắn rác thủ công.
- Tính toán thể tích hố thu ($25,94\text{ m}^3$) và lựa chọn 2 bơm chìm Evak ($3,7\text{ kW}$).
- Thiết kế bể điều hòa ($414,96\text{ m}^3$), tính toán hệ thống cấp khí ($298,8\text{ m}^3/\text{h}$), chọn 56 đĩa phân phối khí bọt mịn và 2 máy thổi khí Heywel RSV-152 ($8\text{ kW}$).
- Thiết kế bể trộn phản ứng và keo tụ tạo bông ($4,2\text{ m}^3$), tính gradient vận tốc ($G = 700\text{ s}^{-1}$), công suất máy khuấy ($3\text{ kW}$), đường kính cánh khuấy tuabin ($0,8\text{ m}$).
- Tính toán các hạng mục tiếp theo gồm Bể lắng I, Bể hiếu khí Aerotank, Bể lắng II, Bể khử trùng Chlorine, Bồn lọc áp lực, cũng như tính toán các công trình của Phương án 2 (Bể DAF, Bể MBBR).
Chương 5: Tính kinh tế
Chương 5 lập dự toán tài chính bao gồm:
- Chi phí đầu tư xây dựng các hạng mục công trình chính (hố thu, bể điều hòa, bể phản ứng, bể keo tụ, bể lắng, bể sinh học, bể khử trùng).
- Chi phí mua sắm thiết bị cơ điện, bơm nước thải, máy thổi khí, motor khuấy, bồn lọc áp lực, đường ống công nghệ và hệ thống châm hóa chất.
- Dự toán chi phí quản lý và vận hành định kỳ (điện năng tiêu thụ, hóa chất $\text{NaOH}$, PAC, Polymer, Chlorine, chi phí nhân công vận hành hệ thống).
Kết quả và đóng góp
Kết quả kỹ thuật đạt được
- Đã xác lập đầy đủ chuỗi thông số công nghệ và kích thước xây dựng cho trạm xử lý nước thải sản xuất giấy và bao bì công suất 500 $\text{m}^3/\text{ngày đêm}$.
- Hệ thống xử lý đảm bảo loại bỏ triệt để các chất ô nhiễm chính:
- Hiệu suất xử lý $\text{BOD}_5$ đạt $\ge 96,18%$ (nồng độ giảm từ $746\text{ mg/L}$ xuống $\le 30\text{ mg/L}$).
- Hiệu suất xử lý COD đạt $\ge 91,67%$ (nồng độ giảm từ $1.200\text{ mg/L}$ xuống $\le 100\text{ mg/L}$).
- Hiệu suất xử lý TSS đạt $\ge 91,45%$ (nồng độ giảm từ $556\text{ mg/L}$ xuống $\le 50\text{ mg/L}$).
- Hiệu suất xử lý độ màu đạt $\ge 70,00%$ (giảm từ 250 Pt/Co xuống $\le 75\text{ Pt/Co}$).
- Toàn bộ chất lượng nước sau xử lý đạt yêu cầu nghiêm ngặt của QCVN 12-MT:2015/BTNMT Cột A trước khi xả ra sông Thị Tính.
Đóng góp thực tiễn của đồ án
- Cung cấp phương án công nghệ xử lý nước thải tái chế bao bì giấy có tính khả thi kỹ thuật cao, tận dụng hiệu quả sự kết hợp giữa hóa lý (keo tụ PAC/Polymer) và sinh học hiếu khí Aerotank truyền thống.
- Đưa ra hồ sơ tính toán thủy lực, lựa chọn thiết bị cơ điện chi tiết và bảng dự toán kinh tế rõ ràng, làm tài liệu kỹ thuật trực tiếp phục vụ công tác đầu tư, thi công trạm xử lý cho Công ty TNHH Giấy và Bao bì Đồng Tiến hoặc các cơ sở sản xuất giấy có quy mô tương đương.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Hạn chế: Các thông số nước thải đầu vào được tổng hợp dựa trên tài liệu tham khảo và mẫu đại diện của các nhà máy cùng ngành; chưa phản ánh đầy đủ sự biến động tải lượng ô nhiễm cục bộ trong các chu kỳ thay đổi tỷ lệ nguyên liệu tái chế (như giai đoạn xử lý vỏ hộp sữa Tetra Pak so với giấy carton thông thường). Đồ án chưa triển khai mô hình bán công nghiệp (pilot) thực tế tại hiện trường để tối ưu hóa liều lượng châm hóa chất keo tụ PAC/Polymer.
- Hướng phát triển:
- Tiến hành khảo sát thực nghiệm liều lượng hóa chất tối ưu (Jar-test) trực tiếp trên mẫu nước thải thực tế của dây chuyền Đồng Tiến theo từng mùa sản xuất.
- Nghiên cứu tích hợp hệ thống tự động hóa điều khiển quá trình (SCADA/PLC) để kiểm soát tự động nồng độ oxy hòa tan (DO) trong bể Aerotank và điều chỉnh liều lượng châm hóa chất theo pH/lưu lượng thực tế nhằm tiết kiệm chi phí vận hành.
Giá trị tham khảo
Đồ án tốt nghiệp là tài liệu tham khảo chuyên ngành hữu ích cho:
- Sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Môi trường, Kỹ thuật Cấp thoát nước: Tham khảo phương pháp tính toán chi tiết công trình đơn vị xử lý nước thải công nghiệp (từ tính toán song chắn rác, hố thu, bể điều hòa sục khí đến bể keo tụ tạo bông có thiết bị khuấy tuabin).
- Kỹ sư thiết kế môi trường và cán bộ quản lý môi trường tại các nhà máy giấy: Tham khảo sơ đồ dây chuyền công nghệ, bảng thông số kỹ thuật thiết bị cơ điện và phương pháp đánh giá so sánh hiệu quả giữa công nghệ Aerotank truyền thống và MBBR/DAF.
Câu hỏi thường gặp
1. Nguồn tiếp nhận nước thải của nhà máy là gì và tại sao bắt buộc phải đạt Cột A theo QCVN 12-MT:2015/BTNMT?
Nguồn tiếp nhận nước thải sau xử lý của Công ty TNHH Giấy và Bao bì Đồng Tiến là sông Thị Tính. Do sông Thị Tính là nguồn nước mặt được quy hoạch dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt, nên theo quy định môi trường, chất lượng nước xả thải bắt buộc phải đạt tiêu chuẩn Cột A của Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp giấy và bột giấy (QCVN 12-MT:2015/BTNMT).
2. Dòng thải nào trong quy trình sản xuất của công ty có mức độ ô nhiễm cao nhất và chứa các thành phần gì?
Dòng thải từ quá trình nấu bột và rửa sau nấu (thường gọi là dịch đen) có mức độ ô nhiễm và độc hại cao nhất. Dịch đen có nồng độ chất khô từ 25% đến 35% với tỷ lệ chất hữu cơ và vô cơ là 70:30. Thành phần hữu cơ chủ yếu là lignin hòa tan và các acid hữu cơ, trong khi thành phần vô cơ gồm các hóa chất nấu tồn dư như $\text{NaOH}$ và $\text{Na}_2\text{S}$ tự do.
3. Trong bể keo tụ - tạo bông, gradient vận tốc và cánh khuấy được thiết kế với các thông số kỹ thuật nào?
Bể trộn phản ứng keo tụ có thể tích $4,2\text{ m}^3$, thời gian lưu $300\text{ s}$, sử dụng gradient vận tốc khuấy $G = 700\text{ s}^{-1}$. Thiết bị khuấy là cánh khuấy tuabin 4 cánh nghiêng $45^\circ$ hướng lên trên (đường kính cánh $D = 0,8\text{ m}$, bề rộng cánh $0,16\text{ m}$, chiều dài cánh $0,4\text{ m}$), sử dụng động cơ có công suất tính toán $2,26\text{ kW}$ (chọn công suất lắp đặt $3\text{ kW}$) và bố trí 4 tấm chắn dòng trong bể (cao $1\text{ m}$, rộng $0,16\text{ m}$).
4. Hệ thống cấp khí trong bể điều hòa được tính toán với công suất và thiết bị như thế nào?
Bể điều hòa có thể tích $414,96\text{ m}^3$ với thời gian lưu $8\text{ giờ}$, yêu cầu lưu lượng khí nén xáo trộn $Q_{khí} = 298,8\text{ m}^3/\text{h}$ ($4,98\text{ m}^3/\text{phút}$). Hệ thống phân phối khí sử dụng 56 đĩa phân phối bọt mịn (lưu lượng $6\text{ m}^3/\text{h}$ mỗi đĩa) bố trí trên 8 ống nhánh nhựa uPVC đường kính $27\text{ mm}$ nối từ ống chính đường kính $114\text{ mm}$. Hệ thống được cấp khí bởi 2 máy thổi khí Heywel RSV-152 (1 máy chạy, 1 máy dự phòng) với công suất thực tế $7,935\text{ kW}$ (khoảng $8\text{ kW}$).
5. Sự khác biệt cốt lõi giữa hai phương án xử lý sinh học và hóa lý được đề xuất trong đồ án là gì?
Phương án 1 sử dụng quá trình lắng trọng lực (Bể lắng I) kết hợp bể bùn hoạt tính hiếu khí lơ lửng truyền thống (Bể Aerotank), mang lại tính ổn định cao và chi phí đầu tư thấp. Trong khi đó, Phương án 2 áp dụng cụm Bể tuyển nổi bọt khí hòa tan (DAF) kết hợp bể sinh học màng dính bám hiếu khí chuyển động (Bể MBBR với mật độ giá thể chiếm 25–50% thể tích bể), giúp tăng tải trọng xử lý chất hữu cơ và nitơ nhưng chi phí thiết bị và giá thể vi sinh cao hơn.
Kết luận
Đồ án tốt nghiệp của tác giả Đặng Thị Cẩm Tú đã thiết kế hoàn chỉnh hệ thống xử lý nước thải sản xuất giấy và bao bì cho Công ty TNHH Giấy và Bao bì Đồng Tiến với công suất 500 $\text{m}^3/\text{ngày đêm}$. Bằng việc kết hợp dây chuyền hóa lý keo tụ - tạo bông và sinh học hiếu khí Aerotank, hệ thống đáp ứng đầy đủ các chỉ tiêu xả thải theo Cột A của QCVN 12-MT:2015/BTNMT trước khi đổ vào sông Thị Tính. Công trình đóng góp giải pháp kỹ thuật cụ thể, có luận cứ tính toán thủy lực và kinh tế rõ ràng, phục vụ hiệu quả cho công tác bảo vệ môi trường trong hoạt động tái chế giấy công nghiệp.
