Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Ngành công nghiệp sản xuất giấy và bột giấy giữ vị trí quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, đáp ứng nhu cầu tiêu dùng ngày càng gia tăng và giải quyết việc làm cho người lao động. Theo số liệu của Hiệp hội Giấy và Bột giấy Việt Nam (VPPA), trong giai đoạn 2008–2013, ngành sản xuất giấy duy trì tốc độ tăng trưởng 15–17%/năm. Tổng lượng giấy tiêu thụ cả nước năm 2012 đạt 2,9 triệu tấn; mức tiêu thụ bình quân đầu người tăng từ 26,44 kg/năm (năm 2010) lên 32,7 kg/năm (năm 2012). Tuy nhiên, đặc thù của ngành là tiêu tốn lượng nước rất lớn, dao động từ 150 đến 350 $\text{m}^3$ trên một tấn giấy thành phẩm. Nước thải ngành giấy chứa hàm lượng chất hữu cơ cao, độ màu lớn, nhiều chất rắn lơ lửng, lignin và các hợp chất clo hữu cơ khó phân hủy. Việc xả thải không qua xử lý hoặc xử lý chưa đạt quy chuẩn gây suy thoái nghiêm trọng các thủy vực tiếp nhận và đe dọa sức khỏe cộng đồng.

Nhằm đáp ứng các quy định của Luật Bảo vệ môi trường và giải quyết bài toán ô nhiễm cục bộ tại các cơ sở sản xuất quy mô vừa và nhỏ, đề tài tập trung giải quyết các mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu sau:

  1. Mục tiêu nghiên cứu: Tính toán và thiết kế hoàn chỉnh hệ thống xử lý nước thải cho Nhà máy sản xuất giấy và bột giấy A với công suất 200 $\text{m}^3/\text{ngày đêm}$, đảm bảo chất lượng nước sau xử lý đạt Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B).
  2. Nhiệm vụ nghiên cứu:
    • Tổng quan về công nghệ sản xuất giấy, các nguồn phát sinh chất thải và hiện trạng môi trường ngành giấy tại Việt Nam.
    • Đánh giá các phương pháp xử lý nước thải cơ học, hóa lý, hóa học và sinh học đang áp dụng cho nước thải ngành giấy.
    • Đề xuất quy trình công nghệ xử lý nước thải phù hợp với tính chất nước thải của Nhà máy giấy A.
    • Tính toán chi tiết thông số công nghệ và kích thước xây dựng các công trình đơn vị trong dây chuyền xử lý.
    • Tính toán sơ bộ kinh tế bao gồm chi phí đầu tư xây dựng, mua sắm thiết bị và chi phí vận hành xử lý cho $1\text{ m}^3$ nước thải.
  • Đối tượng nghiên cứu: Dòng nước thải phát sinh từ quá trình sản xuất bột giấy và xeo giấy của Nhà máy sản xuất giấy và bột giấy A.
  • Phạm vi nghiên cứu:
    • Không gian: Áp dụng thiết kế công nghệ cho Nhà máy giấy A với lưu lượng tính toán trung bình 200 $\text{m}^3/\text{ngày đêm}$.
    • Thời gian: Khóa luận hoàn thành vào tháng 6 năm 2014 tại Khoa Kỹ thuật Môi trường, Trường Đại học Dân lập Hải Phòng; sử dụng dữ liệu ngành giai đoạn 2008–2013 và các tiêu chuẩn môi trường hiện hành tại thời điểm nghiên cứu.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp tính toán thiết kế

Khung lý thuyết và các quá trình xử lý

Khóa luận dựa trên nền tảng lý thuyết kỹ thuật môi trường về các quá trình phân tách pha và chuyển hóa sinh - hóa trong xử lý nước thải công nghiệp:

  • Quá trình cơ học: Nguyên lý tách chất rắn thô qua song chắn rác; quá trình lắng trọng lực phân tách cặn lơ lửng không hòa tan và cát khoáng; quá trình lọc và tuyển nổi phân tách tạp chất nhẹ hoặc dạng keo khó lắng.
  • Quá trình hóa lý và hóa học:
    • Keo tụ - tạo bông: Sử dụng phèn nhôm $\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3\cdot 12\text{H}_2\text{O}$ kết hợp chất trợ keo tụ Polyacrylamit (PAA) với liều lượng 1–5 mg/L để trung hòa điện tích và liên kết các hạt keo thành bông cặn lớn.
    • Hấp phụ và trao đổi ion: Cơ chế lưu giữ chất ô nhiễm bằng than hoạt tính, silicagel và các hạt ionit (cationit, anionit).
    • Trung hòa và oxi hóa khử: Điều chỉnh pH về khoảng 6,5–8,5 và phân hủy các chất độc hại bằng chất oxi hóa ($\text{Cl}_2$, $\text{NaOCl}$, $\text{ClO}_2$, $\text{H}_2\text{O}_2$).
  • Quá trình sinh học:
    • Phân hủy kỵ khí (UASB): Chuyển hóa hợp chất hữu cơ cao phân tử trong điều kiện yếm khí qua 3 giai đoạn (thủy phân, axit hóa, metan hóa) tạo thành khí sinh học (Biogas: 55–65% $\text{CH}_4$, 35–45% $\text{CO}_2$, $\text{H}_2$, $\text{NH}_3$, $\text{H}_2\text{S}$).
    • Phân hủy hiếu khí bùn hoạt tính (Aerotank): Oxi hóa chất hữu cơ, tổng hợp sinh khối mới ($\text{C}_5\text{H}_7\text{NO}_2$) và phân hủy nội bào với sự tham gia của oxy hòa tan do hệ thống thổi khí cung cấp.

Quy chuẩn, tiêu chuẩn và công cụ tính toán

  • Quy chuẩn kỹ thuật áp dụng: QCVN 40:2011/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp (Cột B).
  • Tiêu chuẩn thiết kế: Tiêu chuẩn Xây dựng Việt Nam TCXDVN 51:2008 về "Thoát nước - Mạng lưới bên ngoài và công trình".
  • Phương pháp tính toán kỹ thuật: Áp dụng các công thức tính toán thủy lực, cân bằng vật chất, xác định hệ số không điều hòa ($K_h = 5$ do lưu lượng giây $Q_{tbs} < 5\text{ L/s}$), tính toán thời gian lưu nước, tải trọng bề mặt, thể tích công trình, công suất máy bơm và lưu lượng khí cấp cho bể điều hòa.
  • Nguồn dữ liệu: Báo cáo thống kê từ Hiệp hội Giấy và Bột giấy Việt Nam (VPPA), tài liệu chuyên ngành xử lý nước thải (ThS. Lâm Vĩnh Sơn) và bảng phân tích mẫu nước thải thực tế từ Nhà máy giấy A.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan về ngành công nghiệp sản xuất giấy

Chương 1 hệ thống hóa toàn diện về lịch sử phát triển, quy trình công nghệ và các vấn đề môi trường phát sinh từ ngành công nghiệp giấy tại Việt Nam. Tác giả phân tích tốc độ phát triển của ngành từ nhà máy đầu tiên năm 1912 tại Việt Trì (4.000 tấn/năm) đến năm 2012 với kim ngạch xuất khẩu đạt 425 triệu USD sang 18 quốc gia, đồng thời nhập khẩu 1,216 triệu tấn giấy (trị giá 1,164 triệu USD).

Loại sản phẩm Năm 2010 (nghìn tấn) Năm 2011 (nghìn tấn) Năm 2012 (nghìn tấn)
Giấy in báo 45,2 57,8 70,0
Giấy in, giấy viết 444,0 515,0 595,0
Giấy bao bì 1551,9 1730,0 1975,0
Giấy tissue 43,3 76,1 83,1
Vàng mã 210,0 220,0 190,0

Về mặt công nghệ, quy trình gồm hai công đoạn chính: sản xuất bột giấy và sản xuất giấy từ bột. Hiệu suất thu hồi bột phụ thuộc vào phương pháp nấu (phương pháp cơ học đạt 85–95%, bán hóa đạt 65–90%, hóa - nhiệt - cơ đạt 55–70%, hóa học sunfat/soda/sunfit chỉ đạt 40–60%). Tác giả xác định công đoạn tẩy trắng bột giấy (sử dụng $\text{Cl}_2$, $\text{NaOCl}$, $\text{ClO}_2$, $\text{H}_2\text{O}_2$) là nguồn phát sinh dòng thải ô nhiễm lớn nhất, chiếm 50–75% tổng lượng nước thải và 80–95% tổng tải lượng ô nhiễm. Nước thải toàn nhà máy có đặc tính kiềm cao (pH 8–11), COD dao động từ 270–1200 kg/tấn giấy, BOD từ 90–330 kg/tấn giấy và SS từ 30–50 kg/tấn giấy. Bên cạnh đó, trung bình sản xuất 1 tấn giấy tạo ra 45–85 kg chất thải rắn công nghiệp (vỏ cây, mẩu gỗ, xỉ than, bùn vôi).

Chương 2: Các phương pháp xử lí nước thải ngành công nghiệp giấy

Chương này trình bày chi tiết nguyên lý, cấu tạo công trình và phạm vi ứng dụng của từng phương pháp xử lý nước thải:

  • Phương pháp cơ học: Khảo sát hiệu quả của song chắn rác (đặt nghiêng 60–75°), bể lắng cát (loại hạt đường kính 0,2–0,25 mm, vận tốc $0,3\text{ m/s}$ cho bể ngang và $0,05\text{ m/s}$ cho bể đứng), bể lắng sơ cấp (loại 50–70% SS và giảm 25–40% $\text{BOD}_5$), các loại vật liệu lọc hạt (cát thạch anh, than cốc, than bùn) và thiết bị tuyển nổi bọt khí.
  • Phương pháp sinh học: Trình bày cơ chế phân hủy hiếu khí 3 giai đoạn (oxi hóa chất hữu cơ, tổng hợp tế bào mới $\text{C}_5\text{H}_7\text{NO}_2$, phân hủy nội bào) và phân hủy yếm khí tạo khí sinh học với tỷ lệ $\text{CH}_4$ chiếm 55–65%.
  • Phương pháp hóa lý và hóa học: Phân tích quá trình keo tụ bằng phèn nhôm tạo bông $\text{Me(OH)}_3$, hiệu quả hấp phụ bằng than hoạt tính đạt 80–95%, phương pháp trao đổi ion đối với kim loại nặng, kỹ thuật trung hòa (yêu cầu thời gian tiếp xúc > 5 phút với hóa chất thông thường và > 30 phút đối với nước thải axit chứa kim loại nặng) cùng các phản ứng oxi hóa khử và kết tủa.

Chương 3: Đề xuất phương án xử lí nước thải cho nhà máy sản xuất giấy và bột giấy công suất 200 $\text{m}^3$/ngày

Trên cơ sở đánh giá chất lượng nước thải đầu vào của Nhà máy giấy A và đối chiếu với giới hạn tiếp nhận loại B của QCVN 40:2011/BTNMT, tác giả xây dựng bảng thông số kỹ thuật đầu vào và đề xuất dây chuyền công nghệ.

Thông số ô nhiễm Đơn vị đo Nước thải Nhà máy A QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B)
pH - 9,0 5,5 – 9,0
Độ màu Pt-Co 700 $\le 150$
COD $\text{mg O}_2/\text{L}$ 3000 $\le 150$
$\text{BOD}_5$ $\text{mg O}_2/\text{L}$ 1500 $\le 50$
SS mg/L 950 $\le 100$

Sơ đồ dây chuyền công nghệ đề xuất gồm chuỗi công trình liên hoàn: Song chắn rác $\rightarrow$ Bể thu gom $\rightarrow$ Bể điều hòa $\rightarrow$ Bể trộn thủy lực (châm hóa chất từ Bể trộn phèn) $\rightarrow$ Bể lắng I $\rightarrow$ Bể kỵ khí UASB $\rightarrow$ Bể hiếu khí Aerotank $\rightarrow$ Bể lắng II $\rightarrow$ Bể khử trùng $\rightarrow$ Nguồn tiếp nhận. Dây chuyền còn tích hợp hệ thống tuần hoàn bột giấy từ đáy Bể lắng I quay lại quy trình sản xuất; hệ thống tuần hoàn bùn hoạt tính từ Bể lắng II về Bể Aerotank; tuyến xử lý bùn gồm Bể chứa bùn $\rightarrow$ Bể nén bùn $\rightarrow$ Máy ép bùn $\rightarrow$ Bãi chôn lấp (nước tách bùn được hồi lưu về Bể thu gom).

Chương 4: Tính toán một số công trình đơn vị

Chương 4 thực hiện các bước tính toán chi tiết kích thước hình học, công suất thiết bị và thông số vận hành cho từng công trình đơn vị dựa trên lưu lượng thiết kế $Q_{tb} = 200\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$ ($Q_{tbh} = 8,333\text{ m}^3/\text{h}$, $Q_{tbs} = 0,0023\text{ m}^3/\text{s}$, $Q_{maxh} = 41,665\text{ m}^3/\text{h}$, $Q_{maxs} = 0,0115\text{ m}^3/\text{s}$ ứng với hệ số $K_h = 5$):

  • Song chắn rác cơ giới: Thiết kế thanh tròn đường kính $w = 0,008\text{ m}$, khe hở $b = 0,016\text{ m}$, nghiêng $60^\circ$, vận tốc qua song $v = 0,6\text{ m/s}$, góc mở rộng kênh $\alpha = 20^\circ$. Kết quả: số khe $n = 12$ khe (11 thanh chắn), chiều rộng song $B_s = 0,28\text{ m}$, chiều sâu ngập nước $h = 0,1\text{ m}$, tổn thất áp lực $h_s = 0,03\text{ m}$, chiều dài mương $L = 1,269\text{ m}$, chiều sâu mương $H = 0,63\text{ m}$ (chiều cao bảo vệ $h_{bv} = 0,5\text{ m}$). Vận tốc dòng chảy mở rộng kiểm tra đạt $0,411\text{ m/s} > 0,4\text{ m/s}$.
  • Bể thu gom: Thời gian lưu nước $t = 15\text{ phút}$, thể tích làm việc $V_{lv} = 10,416\text{ m}^3$, thể tích thực tế $V_{th} = 10,8\text{ m}^3$ với kích thước $L \times B \times H = 2,7\text{ m} \times 2,0\text{ m} \times 2,0\text{ m}$. Bố trí 2 bơm chìm hoạt động luân phiên có cột áp $H = 5\text{ m}$, hiệu suất $\varepsilon = 0,8$, công suất tiêu thụ tính toán $0,141\text{ kW}$ (chọn bơm định mức 150 W).
  • Bể điều hòa: Thời gian lưu nước $t = 4\text{ giờ}$, thể tích làm việc $V_{lv} = 33,332\text{ m}^3$, hệ số dự phòng 1,2 cho thể tích thực tế $V_{th} = 40\text{ m}^3$. Kích thước mặt bằng $L \times B = 5,0\text{ m} \times 3,0\text{ m}$, chiều cao xây dựng $H = 2,722\text{ m}$ ($h_{lv} = 2,222\text{ m}$, $h_{bv} = 0,5\text{ m}$). Hệ thống cấp khí sục xáo ngăn lắng cặn yêu cầu lưu lượng $L_{khi} = 31,165\text{ m}^3/\text{h}$ (suất cấp $a = 3,74\text{ m}^3/\text{h}$ trên $1\text{ m}^3$ nước thải), sử dụng ống chính PVC $\Phi 34\text{ mm}$ dẫn vào 3 ống nhánh PVC $\Phi 21\text{ mm}$ chạy dọc đáy bể. Mỗi ống nhánh đục 68 lỗ phân phối khí đường kính $3\text{ mm}$, khoảng cách giữa các lỗ là $73\text{ mm}$, vận tốc khí qua lỗ $6\text{ m/s}$.
  • Các công trình tính toán tiếp theo trong chương: Bể trộn phèn, Bể trộn thủy lực, Bể lắng I (thu hồi bột giấy), Bể sinh học kỵ khí UASB, Bể bùn hoạt tính hiếu khí Aerotank, Bể lắng đợt II, Bể khử trùng tiếp xúc, Bể chứa bùn và Bể nén bùn trọng lực.

Chương 5: Tính toán sơ bộ kinh tế

Chương 5 lập bảng dự toán chi phí tổng thể cho dự án trạm xử lý nước thải $200\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$, gồm hai hợp phần:

  • Chi phí đầu tư ban đầu: Dự toán chi phí xây dựng cụm bể công tác và dự toán mua sắm, lắp đặt hệ thống máy móc, thiết bị kỹ thuật (bơm chìm, máy thổi khí, động cơ khuấy, máy ép bùn, đường ống phụ kiện).
  • Chi phí vận hành thường xuyên: Tính toán định mức tiêu hao hóa chất (phèn nhôm, PAA, hóa chất khử trùng), lượng nước sạch cấp cho pha chế, chi phí điện năng tiêu thụ hàng tháng của động cơ/bơm, chi phí nhân công vận hành và chi phí bảo trì, bảo dưỡng thiết bị định kỳ, từ đó tổng hợp thành đơn giá xử lý trên $1\text{ m}^3$ nước thải.

Thiết kế và triển khai hệ thống kỹ thuật

Sơ đồ khối công nghệ và nguyên lý vận hành

Hệ thống xử lý nước thải công suất $200\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$ được tích hợp đa bậc gồm xử lý sơ bộ cơ học, xử lý hóa lý keo tụ - lắng, xử lý sinh học kết hợp kỵ khí - hiếu khí và khử trùng:

[Nước thải sản xuất]
  [Bể thu gom]
[Nguồn tiếp nhận]
(QCVN 40:2011/BTNMT - Cột B)

Bảng tổng hợp thông số thiết kế các công trình đơn vị đã tính toán

Công trình đơn vị Thông số thiết kế chính Giá trị tính toán Ghi chú kỹ thuật
Song chắn rác Chiều dài mương ($L$)
Chiều rộng mương ($B_s$)
Chiều sâu mương ($H$)
Kích thước khe hở ($b$)
Đường kính thanh ($w$)
Số khe hở ($n$)		 $1,269\text{ m}$
$0,28\text{ m}$
$0,63\text{ m}$
$0,016\text{ m}$
$0,008\text{ m}$
12 khe		 Đặt nghiêng $60^\circ$
Thanh thép tròn
Vận tốc dòng qua song $0,6\text{ m/s}$
Tổn thất áp lực $h_s = 0,03\text{ m}$
Bể thu gom Thời gian lưu nước ($t$)
Kích thước ($L \times B \times H$)
Thể tích thực ($V_{th}$)
Số lượng bơm chìm		 $15\text{ phút}$
$2,7\text{ m} \times 2,0\text{ m} \times 2,0\text{ m}$
$10,8\text{ m}^3$
02 chiếc		 Bơm công suất 150 W/chiếc
Hoạt động luân phiên
Cột áp bơm $H = 5\text{ m}$
Bể điều hòa Thời gian lưu nước ($t$)
Kích thước ($L \times B \times H$)
Thể tích thực ($V_{th}$)
Lưu lượng khí cấp ($L_{khi}$)
Ống dẫn khí chính
Hệ thống ống nhánh		 $4\text{ giờ}$
$5,0\text{ m} \times 3,0\text{ m} \times 2,722\text{ m}$
$40\text{ m}^3$
$31,165\text{ m}^3/\text{h}$
Ống PVC $\Phi 34\text{ mm}$
03 ống PVC $\Phi 21\text{ mm}$		 Chiều cao bảo vệ $h_{bv} = 0,5\text{ m}$
Ống nhánh đục 68 lỗ $\Phi 3\text{ mm}$/ống
Khoảng cách lỗ $73\text{ mm}$
Vận tốc khí lỗ $6\text{ m/s}$

Kết quả và đóng góp

Kết quả chính đạt được

  • Thiết lập chuỗi công nghệ xử lý nước thải công nghiệp giấy công suất $200\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$ đáp ứng chất lượng đầu ra đạt QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B), xử lý triệt để các thông số đầu vào ô nhiễm cao: COD giảm từ $3000\text{ mg/L}$ xuống $\le 150\text{ mg/L}$, $\text{BOD}_5$ giảm từ $1500\text{ mg/L}$ xuống $\le 50\text{ mg/L}$, SS giảm từ $950\text{ mg/L}$ xuống $\le 100\text{ mg/L}$, độ màu giảm từ 700 Pt-Co xuống $\le 150\text{ Pt-Co}$.
  • Hoàn thành bản tính thủy lực, xác định kích thước chi tiết và cấu tạo kỹ thuật cho toàn bộ các hạng mục công trình từ song chắn rác, trạm bơm thu gom, bể điều hòa sục khí cho đến cụm bể xử lý sinh học và xử lý bùn cặn.
  • Hoàn thành bảng dự toán chi phí đầu tư xây dựng, mua sắm máy móc thiết bị và chi phí vận hành thường xuyên (hóa chất, điện năng, nhân công, bảo dưỡng).

Giải pháp và đóng góp của tác giả

  • Tận thu tài nguyên xơ sợi: Đề xuất giải pháp thu gom bột giấy lắng đọng tại đáy Bể lắng I để đưa ngược lại bể chứa bột làm nguyên liệu tái sinh cho quy trình xeo giấy bao bì, vừa giảm tải lượng chất rắn cho các công trình sinh học phía sau vừa tiết kiệm chi phí nguyên liệu.
  • Tối ưu hóa chuỗi sinh học kết hợp: Ứng dụng bể UASB đứng trước Aerotank giúp hấp thụ và chuyển hóa phần lớn tải lượng chất hữu cơ nồng độ cao mà không tốn nhiều năng lượng sục khí, sau đó dùng Aerotank xử lý triệt để BOD còn lại về giới hạn cho phép.
  • Đóng góp kỹ thuật: Cung cấp một phương án thiết kế điển hình có tính khả thi về mặt kỹ thuật và kinh tế cho các trạm xử lý nước thải sản xuất giấy quy mô $200\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$ tại Việt Nam.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế:
    • Toàn bộ kết quả thiết kế và dự toán kinh tế được xây dựng dựa trên số liệu tính toán lý thuyết và thông số ô nhiễm đầu vào cố định của một nhà máy giả định (Nhà máy A), chưa trải qua giai đoạn chạy thử nghiệm mô hình thực tế (pilot plant).
    • Chưa tính toán chi tiết hệ thống thu gom và tái sử dụng năng lượng từ lượng khí sinh học ($\text{CH}_4$) phát sinh từ bể UASB.
  • Hướng nghiên cứu tiếp:
    • Triển khai chế tạo mô hình pilot để đánh giá chính xác động học phản ứng phân hủy sinh học và tối ưu hóa liều lượng chất trợ đông tụ PAA trong điều kiện thành phần nước thải biến động.
    • Nghiên cứu giải pháp thu hồi và tinh chế khí Biogas từ bể kỵ khí UASB phục vụ cấp nhiệt cho lò hơi sản xuất.

Giá trị tham khảo

Bản khóa luận là tài liệu tham khảo hữu ích cho:

  • Sinh viên chuyên ngành Kỹ thuật Môi trường, Quản lý Môi trường làm đồ án môn học hoặc khóa luận tốt nghiệp về thiết kế trạm xử lý nước thải công nghiệp.
  • Kỹ sư thiết kế công nghệ môi trường cần tra cứu quy trình tính toán thủy lực, lựa chọn thiết bị cho nước thải ngành giấy và bột giấy công suất nhỏ và vừa ($100 - 500\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$).
  • Phần có giá trị tham khảo cao nhất: Chương 4 với hệ thống công thức, trình tự tính toán kích thước công trình đơn vị (song chắn rác, bể điều hòa, bể UASB, Aerotank) và Chương 1 với hệ thống số liệu tải lượng ô nhiễm ngành giấy.

Câu hỏi thường gặp

1. Công đoạn nào trong sản xuất giấy phát sinh tải lượng ô nhiễm nước thải cao nhất?

Theo số liệu thống kê ở Chương 1, công đoạn tẩy trắng bột giấy bằng hóa chất (clo, hypoclorit, đioxit clo) là nguồn gây ô nhiễm lớn nhất, chiếm từ 50% đến 75% tổng lượng nước thải và chiếm từ 80% đến 95% tổng tải lượng dòng thải ô nhiễm của toàn nhà máy.

2. Chất lượng nước thải đầu vào của Nhà máy giấy A vượt quy chuẩn xả thải bao nhiêu lần?

Nước thải đầu vào có COD đạt $3000\text{ mg/L}$ (vượt 20 lần giới hạn QCVN 40:2011/BTNMT Cột B là $\le 150\text{ mg/L}$), $\text{BOD}_5$ đạt $1500\text{ mg/L}$ (vượt 30 lần giới hạn $\le 50\text{ mg/L}$), SS đạt $950\text{ mg/L}$ (vượt 9,5 lần giới hạn $\le 100\text{ mg/L}$) và độ màu 700 Pt-Co (vượt 4,67 lần giới hạn $\le 150\text{ Pt-Co}$).

3. Hệ số không điều hòa và lưu lượng tính toán lớn nhất của hệ thống được xác định ra sao?

Theo tiêu chuẩn TCXDVN 51:2008, do lưu lượng giây trung bình của trạm là $Q_{tbs} = 0,0023\text{ m}^3/\text{s} < 5\text{ L/s}$ nên hệ số không điều hòa theo giờ được chọn là $K_h = 5$. Từ đó, lưu lượng giờ lớn nhất tính toán là $Q_{maxh} = 41,665\text{ m}^3/\text{h}$ và lưu lượng giây lớn nhất là $Q_{maxs} = 0,0115\text{ m}^3/\text{s}$.

4. Hệ thống phân phối khí tại Bể điều hòa được thiết kế với cấu tạo như thế nào?

Bể điều hòa được cấp khí với lưu lượng $31,165\text{ m}^3/\text{h}$ thông qua một ống chính PVC $\Phi 34\text{ mm}$ dài 3 m và 3 ống nhánh PVC $\Phi 21\text{ mm}$ dài 5 m đặt dọc đáy bể. Mỗi ống nhánh được khoan 68 lỗ thoát khí đường kính $3\text{ mm}$, khoảng cách giữa các lỗ là $73\text{ mm}$, vận tốc khí qua lỗ duy trì ở mức $6\text{ m/s}$.

5. Lượng bột giấy thu hồi tại Bể lắng I được xử lý theo phương án nào?

Bột giấy thu gom tại đáy Bể lắng I (chủ yếu là các hạt xơ sợi nhỏ mịn khó lắng trong các công đoạn trước) không bị thải bỏ mà được bơm tuần hoàn về bể chứa bột nguyên liệu để tái sử dụng cho dây chuyền sản xuất giấy bao bì, giúp tiết kiệm nguyên liệu sản xuất.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Đào Mạnh Tùng đã giải quyết hoàn chỉnh nhiệm vụ tính toán và thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy sản xuất giấy và bột giấy công suất $200\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$. Tác giả đã đề xuất dây chuyền công nghệ kết hợp cơ học, hóa lý (keo tụ - lắng), sinh học kỵ khí (UASB) và sinh học hiếu khí (Aerotank) nhằm xử lý nước thải ô nhiễm hữu cơ rất cao đạt chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B). Toàn bộ kích thước công trình đơn vị, thông số thiết bị cơ điện và dự toán kinh tế ban đầu đã được tính toán chi tiết, tạo cơ sở kỹ thuật rõ ràng cho việc triển khai thực tế.