Tổng quan về nước thải trong công nghiệp sản xuất giấy

Phần I: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI TRONG CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT GIẤY Phần II: PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC HIẾU KHÍ 1.Sơ đồ hệ thống của phương pháp như sau: 1 2 3 4 5 Bùn thải 1- Bể lắng sơ bộ 2- Bể hiếu khí 3- Bể lắng cuối 4- Máy nén khí 5- Bơm bùn tuần hoàn 2. Hoạt động của hệ thống có thề m tả như sau: Trong hệ thống sử dụng bùn hoạt tính, dòng vào được đưa từ bể tách sơ bộ ở đó các hạt rắn được lắng xuống. Nước thải sau đó được đưa qua một bể hiếu khí, và sau đó qua bể lắng cấp 2 ở đây một phần bùn lắng được tuần hoàn trở lại qua bể hiếu khí, một phần được thải ra khỏi hệ thống. Nguyên tắc hoạt động của bể aerotank: “Thực chât quá trình phân hủy chất bẩn hữu cơ bằng phương pháp hiếu khí là quá trình lên men bằng vi sinh vật trong điều kiện có oxi sẽ cho sản phẩm là CO2, H2O, NO3- và SO42-Các chất đơn giản này sẽ thấm qua màng tế bào và bị phân hủy tiếp tục hoặc chuyển hoá thành các vật liệu xây dựng tế bào mới bởi quá trình hô hấp nội bào cho sản phẩm cuối cùng là CO2 và H2O. Cơ chế quá trình xử lý hiếu khí gồm 3 giai đoạn: Giai đoạn 1- Oxy hóa toàn bộ chât hữu cơ có trong nước thải để đáp ứng nhu cầu năng lượng của tế bào Men CxHyOzN + (x + y/4 + z/3 + ¾) O2 → xCO2 + [(y-3)/2] H2O + NH3 Giai đoạn 2 (Quá trình đồng hóa)- Tổng hợp để xây dựng tế bào Men CxHyOzN + NH3 + O2 → xCO2 + C5H7NO2 Giai đoạn 3 (Quá trình dị hóa)- Hô hấp nội bào Men Men Men C5H7NO2 + 5O2 → xCO2 + H2O ; NH3 + O2 → O2 + HNO2→ HNO3 Khi không đủ chất dinh dưỡng quá trình chuyển hoá các chât của tê bào bắt đầu xảy ra bằng sự tự oxi hóa chât liệu tế bào.” Hệ thống sử dụng bùn hoạt tính là môi trường mang các vi sinh vật có khả năng phân hủy các chất hữu cơ chứa trong nước thải. Bùn hoạt tính được trộn đều với nước thải, tạo điều kiện cho các vi sinh vật tiếp xúc bám vào các hạt bột giấy lơ lửng trong nước thải, các vi sinh vật sẽ sinh sôi phát triển trên các hạt bột giấy này, sử dụng nó làm thức ăn làm cho các hạt này trở nên bông to và dễ lắng xuống hơn. Không khí cho quá trình hoạt động của vi sinh vật được cung cấp nhờ máy nén khí, đưa khí vào đáy bể qua hệ thống phân phối khí. Quá trình xục khí này vừa cung cấp khí vừa làm nhiệm vụ khuấy trộn tạo sự đồng đều của nồng độ vi sinh vật trong bể. Tuy nhiên sau khi xử lý bằng phương pháp sinh học đã nêu ở trên cho chúng ta kết quả phân tích dưới đây: Stt Chỉ tiêu phân tích Đơn vị Kết quả phân tích Giới hạn cho phép đối với nước thải công nghiệp loại B TCVN5945-2005 1 COD Mg/l 2990 80 2 BOD5 Mg/l 1670 50 3 Độ màu 860 50 4 Độ đục NTU 750 - 5 Tổng N Mg/l 13,3 30 6 Tổng P Mg/l 0,7 6 Độ màu của nươc thải sau khi xử lý vẫn gấp 13,2 lần so với quy định của nước thải loại B theo TCVN5945-2005.Do đó vấn đề cần phải giải quyết là xử lý màu của nước thải sau quá trình xử lý bằng phương phap sinh học. Phần III: CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ MÀU CỦA NƯỚC THẢI TRONG CÔNG NGHIỆP GIẤY Phần IV: CHỌN PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯƠC THẢI GIẤY BẰNG PHẢN ỨNG FENTON(F-AOFS) 1. Cơ sở của phương pháp 2. Phương pháp thưc nghiệm. Thực nghiệm được tiến hành trên hệ thống thiết bị như sau: Mô tả: Nước thải sau khi được điều chỉnh bằng dung dịch H2SO4 được đưa vào cốc số 1. Bổ sung một lượng phù hợp (với từng mục đích nghiên cứu) muối sắt (II) dưới dạng FeSO4.7H2O.Khuấy đều hỗn hợp trên máy khuấy từ số 2.Tại đây hydro peoxit (H2O2) được bổ sung từ từ nhờ buret số 3.Sau khi bảo đảm thời gian phản ứng ,trung hòa hỗn hợp bằng nước vôi trong chứa trong bình số 4.Tiếp đó chất trợ keo tụ C508 (có bản chất là poly acrylamit) được bổ sung;khuấy nhẹ và tiến hành lọc hỗn hợp nêu trên.Dịch lọc thu đươc đem đi phân tích màu để đánh giá khả năng xử lý màu của phương pháp nghiên cứu. 3. Phương pháp phân tích. Việc xác định màu trong nghiên cứu được tiến hành bằng phương pháp trắc quang trên máy Spectro 2000 Spetrophotometer (USA),tại bước sóng 465 nm (A465). Hiệu suất xử lý màu (H%) được xác định theo công thức: H(%)= Trong đó: A0 – Giá trị độ hấp thụ quang xác định tại bước sóng 465nm của mẫu nước thải ở thời điểm ban đầu (trước xử lý). A1 – Giá trị độ hấp thụ quang xác định tại bước sóng 465nm của mẫu nước thải ở thời điểm t phút(sau t phút xử lý). 4. Các thí nghiệm cần tiến hành. 4.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng Fe(II)sunfat. Nghiên cứu này được tiến hnhf ở điều kiện pH = 4;hàm lượng H2O2 là 0,13 g/l;thời gian khuấy trộn là 40 phút.Các giá trị hàm lượng FeSO4 được khảo sát là 0,05; 0,1 0,15 và 0,2 g/l.Kết quả thực nghiệm được dùng để dựng đồ thị:Hàm lượng Fe(II) – Hiệu quả xử lý màu.Từ đó rút ra kết luân chung trong quá trình xử lý. 4.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng hydro peoxit (H2O2). Hydro peoxit cũng là một trong những nhân tố ,ảnh hưởng trực tiếp,quyết định tới hiệu suất xử lý của kỹ thuật F-AOPs.Nghiên cứu này được tiên hành ở điều kiện pH=4;hàm lượng FeSO4 la 0.1 g/l và thời gian khuấy trộn là 40 phút.Các giá trị hydro peoxit(H2O2) được sử dụng trong nghiên cứu sẽ lần lượt là xấp xỉ 0,07;0,1;0,13 và 0,17 g/l (tức là 0,2;0,3;0,4 và 0,5 ml hydro peoxit(H2O2) 30% tính trên 1lit nước thải). Kết quả thực nghiệm được dùng để dựng đồ thị: Hàm lượng hydro peoxit (H2O2) – Hiệu quả xử lý màu.Từ đó rút ra kết luận trong quá trình xử lý. 4.3. Ảnh hưởng của pH. Nghiên cứu ảnh hưởng của pH được tiến hành ở điều kiện về hàm lượng FeSO4 là 0,1 g/l;hàm lượng H2O2 là 0,13 g/l.Các giá trị pH được tiến hành khảo sát lần lượt là 3;4;5 và 6.Trong nghiên cứu này mẫu nước thải được lấy ra phân tích ở các thời điểm xử lý được 20;30;40;50;60;90 và 120 phút. Kết quả thực nghiệm được dùng để dựng đồ thị: Thời gian và các giá trị pH – Hiệu quả xử lý màu.Từ đó rút ra kết luận trong quá trình xử lý. 4.4. Ảnh hưởng của ánh sáng và xúc tác. Nghiên cứu này được tiến hành trong điều kiện không chiếu sáng; chiếu sáng bằng ánh sáng đèn sợi đốt;c hiếu sáng bằng ánh sáng mặt trời;chiếu sáng bằng ánh sáng mặt trời có bổ sung thêm một lương TiO2.Các thông số khác được tiến hành trong điều kiện phù hợp đã khảo sát ở trên. Kết quả thực nghiệm được dùng để dựng đồ thị: thời gian chiếu sáng – Hiệu quả xử lý màu.Và ảnh hương của TiO2 đến hiệu quả xử lý màu.Từ đó rút ra kết luận trong quá trình xử lý.