TÁI sử DỤNG bùn HOẠT TÍNH THẢI TRONG NHÀ máy sản XUẤT GIẤY và bột GIẤY

Đề tài:TÁI SỬ DỤNG BÙN HOẠT TÍNH THẢI TRONG NHÀ MÁY
SẢN XUẤT GIẤY VÀ BỘT GIẤY
CBHD: GS. TS. Nguyễn Văn Phước
HVTH:
- Phạm Đình Công
- Phan Thị Thanh Phú
- Nguyễn Thị Anh Thư
- Nguyễn Duy Thành
CNMT – K2012
VIN MÔI TRƯNG V TI NGUYÊN
MÔN HỌC: CÔNG NGH XỬ LÝ BÙN
Leon Kaluza, Matej Šuštaršic, Vera Rutar - Slovenia
Mục đích của nghiên cứu

Nghiên cứu tái sử dụng bùn hoạt tính thải từ nhà máy xử lý nước thải giấy và
bột giấy;

Phương pháp thủy phân bùn hoạt tính thải làm hòa tan 90% tổng COD, làm
sạch phần cặn rắn;

Sử dụng phần cặn rắn để sản xuất bìa cacton

Phần lỏng dùng để sản xuất biogas trong UASB;

Giới thiệu một hướng xử lý nước thải không tạo bùn thải, một hướng sản xuất
năng lượng tái tạo và sử dụng nguyên liệu ban đầu.
TÓM TẮT

Nghiên cứu thủy phân bùn hoạt tính thải trong môi trường kiềm ở nhiệt độ cao
để tận thu phần cặn rắn sử dụng trong sản xuất bìa cacton, phần lỏng sẽ cho
phân hủy kỵ khí trong bể UASB. Quá trình thủy phân thực hiện ở pH >12, T =

70
o
C xử lý được khoảng 90% tế bào VSV trong 2h.

Khi trộn 6% dịch lỏng trên vào nước thải thì hiệu suất sinh biogas giảm từ
0,236 đến 0,212 m3/kgCOD, hiệu quả khử COD giảm từ 80,4% đến 76,5%.
These values still guarantee an adequate treatment of the wastewater and an
increased biogas production by 16%.
GIỚI THIỆU

Bùn hoạt tính thải được tạo ra từ công đoạn xử lý nước thải bằng phương
pháp hiếu khí, lượng thải bỏ nhiều;

Bùn hoạt tính thải có hàm lượng chất hữu cơ rất cao, tốc độ phân hủy sinh học
chậm;

Việc tái sử dụng hay thải bỏ phải tuân theo những quy định rất nghiêm ngặt
của EU;

Xử lý sinh học là phương pháp phổ biến để phân hủy chất hữu cơ trong bùn
hoạt tính thải, quá trình phân hủy kỵ khí tỏ ra ưu thế với nguồn chất thải có
hàm lượng chất hữu cơ cao, metan sinh ra được xem như một nguồn năng
lương tái tạo
GIỚI THIỆU

Nhược điểm của phân hủy kỵ khí là tốc độ phân hủy chậm, thời gian lưu dài,
có thể lên đến 20 ngày, các chất hữu cơ trong bùn thường khó tan, chỉ khoảng
30 – 50% tCOD và TVS có thể phân hủy sinh học. Do vậy trong thời gian gầy
đây nhiều công trình nghiên cứu đã thực hiện tiền xử lý bùn hoạt tính để tăng
tốc độ phân hủy kỵ khí phía sau như sử dụng các tác nhân nhiệt, axit, kiềm,

sóng siêu âm, ozon, tia gamma, …
GIỚI THIỆU

Sử dụng kết hợp hóa chất và nhiệt độ cao là một hướng đi có nhiều triển vọng
làm giảm chất rắn trong bùn.

Thủy phân bùn trong môi trường kiềm ở nhiệt độ cao làm tăng đáng kể khả
năng hòa tan và phân hủy sinh học của các chất hữu cơ từ bùn hoạt tính thải
của ngành sản xuất nước trái cây, giấy
MỤC TIÊU CỦA NGHIÊN CỨU

Tối ưu hóa các quá trình thủy phân bùn hoạt tính thải, tập trung vào tác động
của nhiệt độ, kiềm;

Làm sạch dư lượng chất rắn sau quá trình thủy phân và tái sử dụng nó làm
một nguyên liệu trong sản xuất các tông.

Phân hủy kỵ khí phần chất lỏng sau quá trình thủy phân để sản xuất khí sinh
học.
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Bùn hoạt tính nghiên cứu được lấy tại bể lắng thứ cấp, sau công đoạn xử lý
hiếu khí bằng quá trình bùn hoạt tính truyền thống của nhà máy sản xuất các
tông Kolicevo Karton, Domzale, Slovenia. Lượng bùn hoạt tính thải khoảng 9.6
tấn/ngày (20 – 25% chất rắn);

Thông số bùn 15.000 đến 25.000 mg/L tổng chất rắn khô;

Thủy phân ở điều kiện tối ưu: pH = 12, T = 70
o

C, t = 2h;

Tiến hành với 3 mẫu: mẫu bùn ban đầu (1), mẫu được cô đặc bằng lắng trọng
lực trong 24h với lượng chất rắn 30.000mg/L (2) và mẫu ly tâm 40.000 mg/L (3)
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Tiến hành:
Các mẫu bùn đươc cho vào chai 2L, thêm NaOH để pH = 12, đậy kín nắp, gia
nhiệt bằng bếp khuấy từ trong 24h, mẫu trắng không xử lý kiềm nhiệt được làm
song song;
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Mô hình nghiên cứu phân hủy kỵ khí
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Nước sau hòa trộn pH = 7.2, T = 35
o
C;
Thời gian lưu trong bể 1.5 – 10h;
Các tác nhân gây độc được loại trừ
Chỉ tiêu phân tích: tDS, tVS, sCOD, tCOD, tổng coliforms,Escherichia coli và
enterococci,
Hiệu quả thủy phân được đánh giá qua sCOD/tCOD
Cacton sx từ bột giấy thu hồi được đánh giá độ bền, chỉ số cháy
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Về đặc tính bùn hoạt tính thải và quá trình thủy phân
Mẫu Bùn gốc (1) Bùn sau lắng (2) Bùn sau ly tâm (3)
pH
7.45 ± 0.14 7.46 ± 0.14 7.60 ± 0.04
TDS (g/kg)
25.1 ± 0.5 28.6 ± 0.6 41.8 ± 0.06
TVS
11.5 ± 0.6 13.7 ± 0.7 22.3 ± 0.9

COD (mg/kg)
17.381 ± 501 23.927 ± 2670 29.491 ± 2057
Thời gian lưu nước sCOD/tCOD sCOD/tCOD sCOD/tCOD
0 0.36 0.35 0.42
1 0.90 0.94 0.81
24 0.94 0.97 0.84
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Khả năng hòa tan chất rắn của quá trình thủy phân
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Độ sạch của bùn cặn sau quá trình thủy phân
Tác chất sử dụng: NaOH, CaO hay Ca(OH)
2
để nâng pH lên giá trị 11 hoặc cao
hơn để tiêu diệt các tác nhân gây bệnh.

Sau 2h thủy phân, tại pH = 12 và t = 70
0
C, tổng Coliform dưới mức phát hiện
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Sử dụng cặn để làm nguyên liệu sản xuất cacton
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Tiềm năng sinh biogas
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Tác động đến ngành công nghiệp giấy và bột giấy:
Nhà máy Kolicevo Karton thải ra lượng nước thải 2.500.000 m3 mỗi năm trong đó lượng chất
thải rắn hữu cơ 3.500 tấn/ năm
Chất rắn trong bùn hoạt tính thải có khả năng hòa tan cao (sCOD / tCOD> 0.90) => giảm lượng
chất thải rắn;
Khả năng loại COD 70-80%
Nghiên cứu tái sử dụng bùn hoạt tính thải của quá trình XLNT CN giấy và bột giấy, tối ưu quá trình

thủy phân bùn và quá trình phân hủy kỵ khí dịch lỏng thủy phân.

Tỷ lệ sCOD/tCOD: 0,9.

Phần rắn không tan của bùn hoạt tính thải được làm sạch, có thể sử dụng cho sản xuất các
tông, thay thế khoảng 5% nguyên liệu cho các loại cacton không yêu cầu cao về độ bền, chỉ số
cháy

Sản xuất khí sinh học đã được tăng lên 16% bằng cách sử dụng tất cả các phần chất lỏng của
quá trình thủy phân, giảm lượng biogas sinh ra 0.236-0.212 m3/kgCOD và giảm hiệu suất khử
COD từ 80.4% đến 76.5%
KẾT LUẬN