Công nghệ xử lý bùn nhà máy giấy

I. GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC

1. Giới thiệu sơ lược về ngành sản xuất giấy và bột giấy tại Việt Nam

Việt Nam là quốc gia có điều kiện tự nhiên phù hợp với các loại cây nguyên liệu cho ngành giấy. Diện tích rừng trồng cũng tăng lên rất nhanh từ 1 triệu ha năm 1990 lên 2,7 triệu ha năm 2005, nằm trong tốp 10 các nước có diện tích rừng trồng lớn nhất thế giới.

Nền công nghiệp sản xuất giấy, bột giấy chiếm vị thế quan trọng và không ngừng lớn mạnh. Theo báo cáo tại Diễn đàn định hướng đầu tư phát triển bền vững ngành công nghiệp giấy VN tháng 3 năm 2019, sản xuất ngành công nghiệp giấy đóng góp khoảng 1,5% GDP, kim ngạch xuất khẩu trên 1 tỷ USD năm 2018 và dự kiến 1,4 tỷ USD năm 2019.

Thống kê cho thấy ở Việt Nam công nghiệp dịch vụ liên quan đến sản xuất bao bì đang phát triển rất mạnh mẽ để thay thế dần cho các loại vật liệu khó phân hủy trong môi trường tự nhiên.  Tại các shop thời trang, cữa hàng thức ăn nhanh, các công ty vận chuyển, … giấy được ưu tiên sử dụng để đóng gói vì đem lại tính thẩm mỹ cao và sự đàn hồi cần thiết cho hàng hóa.

Song song với nguồn lợi ích to lớn mà ngành công nghiệp giấy đem lại, nguồn nước thải, bùn thải từ ngành công nghiệp này là thách thức đối với các nhà đầu tư lẫn các nhà quản lý.

Bảng 1: Số liệu đầu vào của một nhà máy xử lý nước thải giấy tái chế khảo sát tại tỉnh Bình Dương tháng 4 năm 2018.

STT	Thông số	Giá Trị	Đơn vị
1	Công suất nước thải	2000	M3/ngày
2	TSS	1200	Mg/l
3	BOD5	4200	Mg/l

Nhận xét:

Bùn thải chủ yếu được sinh ra từ các chất rắn lơ lửng, các chất hữu cơ hòa tan trong dòng thải bằng xử lý lắng, tạo bông và xử lý sinh học.

Lượng bùn thải phát sinh tại HTXL NT một ngày là rất lớn, tiêu tốn nhiều chi phí cho vận hành, nhân công và xử lý bùn.

Do quá trình xử lý nguyên liệu cũng như xử lý nước thải dùng nhiều hóa chất nên cần chú trọng tới vật liệu cấu tạo máy phải đạt độ bền cao.

Trong quá trình xử lý sinh học, lượng bùn vi sinh làm tăng cao độ ẩm của bùn gây phát sinh chi phí rất lớn cho việc xử lý bùn thải.

Bảng 2: Bảng số liệu thực nghiệm các độ ẩm của máy ép bùn trên thị trường. (thực nghiệm tháng 9/2018 – Tại phòng thực nghiệm của Công Ty CP Môi Trường Nhất Tinh)

STT	Loại máy	Độ ẩm sau ép	Đơn vị
1	Băng tải	87-91	%
2	Trục vít	83-86	%
3	Ly tâm	77-81	%
4	Khung bản	76-78	%

2. Đề xuất phương án xử lý bùn nhà máy giấy

• Đưa độ ẩm bùn sau ép về dưới 40% để tái sử dụng làm nguyên liệu đốt cho lò hơi.
• Giảm thời gian ép tối đa xuống 2,5 – 3h một mẻ ép, tiết kiệm thời gian, năng lượng tối đa cho nhà máy.
• Tự động hóa hoàn toàn để giảm chi phí nhân công và giám sát hệ thống máy bằng phần mềm chuyên dụng đem lại sự ổn định vận hành.

II. PHÂN TÍCH CHI PHÍ VẬN HÀNH

1. Phân tích bài toán chi phí vận hành cho một nhà máy sản xuất giấy tái chế công suất 5.04 tấn quy khô trong 1 ngày

STT	Nội dung	Băng tải	Trục vít	Ly tâm	Khung bản	Máy cao áp TEFSA	Đơn vị
1	Độ ẩm (1)	89	85	81	78	40	%
2	Bùn sau ép (2)	46	33.6	26.3	23	8.5	Tấn
3	Tổng chi phí xử lý/ ngày (3)	48.4	36.6	29.6	24.2	9.5	Triệu VNĐ/ ngày
4	Tổng chi phí xử lý/ năm (4)	15.3	11.1	8.9	7.3	2.9	Tỷ VNĐ/ ngày

Bảng 3: Bảng so sánh chi phí vận hành của các dòng máy xử lý bùn thải giấy

Ghi chú:

(1): Độ ẩm bùn (thực nghiệm thực tế của máy).

(2): Bùn ẩm ra sau ép tương quan với độ ẩm.

(3): Chi phí xử lý bao gồm: chi phí vận chuyển, chi phí hóa chất, và chi phí nước sạch sử dụng trong một ngày để xử lý hết lượng bùn quy khô (DS).

(4): Tổng chi phí xử lý hằng năm (300 ngày).

2. Nhận xét

Từ bảng số liệu trên ta có thể thấy rõ rằng, công nghệ ép cao áp giúp giảm lượng bùn rất đáng kể cho nhà máy. Chi phí cho xử lý bùn thải hằng năm của nhà máy được giảm xuống rõ rệt. Bùn thải sau ép có khối lượng thấp (8 tấn/ngày ở độ ẩm 40%). Tiết kệm cho nhà máy hơn 12 tỷ tiền chuyên chở. Tiết kiệm hơn 30% lượng than cho nhà máy do tái sử dụng bùn khô để đốt cho lò hơi. Giảm thiểu chi phí nhân công vận hành, diện tích sử dụng để chứa bùn như các hệ máy khác.

III. GIỚI THIỆU GIẢI PHÁP XỬ LÝ BÙN NHÀ MÁY GIẤY BẰNG MÁY ÉP CAO ÁP

Công ty Cổ phần Giải Pháp Công Nghệ Môi Trường Nhất Tinh có nhiều năm kinh nghiệm xử lý bùn thải cho nhà máy giấy – bột giấy, chúng tôi chuyên tư vấn, thiết kế, hỗ trợ cung cấp thiết bị, hỗ trợ thi công và chuyển giao công nghệ hệ thống xử lý bùn thải. Công ty chúng tôi xin đưa ra đề xuất công nghệ phù hợp để xử lý bùn thải chế biến giấy cho quý khách hàng tham khảo và lựa chọn.

Đôi nét về tập đoàn TEFSA

Tập đoàn TEFSA, Técnicas de lọcración S.A., được thành lập vào năm 1974 với mục tiêu thiết kế và sản xuất các thiết bị lọc hàng đầu thế giới.

Theo mục tiêu này, trong những thập kỷ qua TEFSA đã phát triển các sản phẩm lọc chuyên dụng cho các dự án và tình công trình hiện hữu. Một quy trình chế tạo hiện đại và đội ngũ kỹ sư công nghệ hàng đầu thế giới cho phép chúng tôi đưa ra được các giải pháp cụ thể cho từng trường hợp được đề xuất.

Tập đoàn TEFSA, nằm ở Esplugues deinoisbregat, Barcelona, bao gồm các văn phòng và cửa hàng làm việc chính. Tại đây TEFSA nghiên cứu, thiết kế, phát triển và sản xuất các dòng sản phẩm hoàn chỉnh. Các văn phòng và đại lý quốc gia, cũng như các văn phòng và chi nhánh quốc tế, đại lý và nhà phân phối, mang tất cả các sản phẩm và dịch vụ của chúng tôi đến thị trường thế giới chiếm hơn 15.000 sản phẩm trên toàn thế giới.

Công ty CP Giải Pháp Công Nghệ Môi Trường Nhất Tinh tự hào là nhà phân phối độc quyền của TEFSA tại thị trường Việt Nam.

Giới thiệu về công nghệ máy ép bùn cao áp.

Công nghệ ép cao áp của TEFSA là một bước cải tiến vượt trội và tiên tiến nhất trên thế giới hiện nay. Khung bản cao áp có cấu tạo đặc biệt cho khả năng ép thủy lực (sweezing) lên tới trên 110 bar, làm cho bánh bùn có độ ẩm từ 35 – 50%, đây là con số độ ẩm vô cùng ấn tượng so với các dòng máy khác (xem bảng 2).

Hình 1: Cấu tạo khung bản ép cao áp

[gallery columns="2" size="medium" link="file" ids="1781,1783,1782,1784,1788,1785,1786,1787,1801,1802,1792,1793,1794,1795"]

Hình 2: Một số hình ảnh về máy ép cao áp

Video xử lý bùn cho nhà máy giấy

IV. GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ ÉP CAO ÁP

1. Sơ đồ công nghệ hệ thống máy ép cao áp

2. Thuyết minh quy trình vận hành máy ép bùn

• Chuẩn bị Polymer

Hệ pha trộn poymer (vị trí 5) sẽ bắt đầu hoạt động trước, tại đây bột polymer và nước sẽ được pha theo một tỷ lệ nhất định tại bồn khuấy để trở thành dung dịch polymer nồng độ 0.2%. Bơm định lượng polymer (vị trí 6) sẽ đưa dung dịch polymer đến thiết bị trộn trên đường ống Mixer-in line để tạo ra những bông bùn kích thước lớn.

• Bơm bùn và bắt đầu ép lọc tách nước

Bùn từ bể nén (vị trí 2) được bơm trục vít (vị trí 3) đưa vào thiết bị khấy trộn trên đường ống. Tại đây bùn sẽ được keo tụ nhờ polymer trước khi đến máy cao áp (vị trí 4) để thực hiện quá trình ép tách áp lực. Bùn từ bể nén sẽ được bơm vào máy ép bùn với lưu lượng và áp suất thích hợp. Sau khi bùn đã điền đầy các buồng ép, bơm bùn tiếp tục bơm bùn vào để nâng lực nén lên cao giúp cho các bánh bùn có độ khô tương đối. Chất lỏng được tách sẽ thoát ra các lỗ ở các góc khung bản và được gom về hệ thống xử lý nước thải để tùy mục đích sử dụng. Tiếp đến máy thổi khí (7) cung cấp khí để hoàn lưu bùn lại bể nén và thổi sạch các chất lỏng còn trong đường nước.

• Vệ sinh máy ép bùn

Sau khi hoàn tất chu trình ép bùn, bơm nước sạch của nhà máy sẽ cấp nước rửa để hệ thống rửa khung bản tự động (9) từ 5 – 10 phút để loại bỏ bùn còn nằm trong khung máy và giúp máy hoạt động ổn định trước khi cấp bùn vào máy. Quá trình này được thực hiện trước khi vận hành hoặc kết thúc vận hành.

• Thu gom bùn và tiến hành đốt cho lò hơi

Bùn thải sau khi ép cao áp được xả trực tiếp xuống băng tải vận chuyển bùn (12) và chuyển vào xylo chứa để tiến hành phối trộn và đối cho lò hơi.

Ưu điểm:

• Cơ chế tách nước và bùn thải dựa trên lực nén ép nên tiết kiệm lượng lớn nước sạch để rửa phụ kiện (rửa băng tải hoặc vải lọc).
• Máy ép cao áp đạt hiệu quả tách lọc cao đem lại độ khô tối đa (40-50%) cho bùn sau ép.
• Vận hành đơn giản, nên việc bảo trì bảo dưỡng hệ máy an toàn, ít xảy ra sự cố.
• Cấu tạo máy hạn chế mùi.
• Quá trình vận hành hoàn toàn tự động thông qua tủ điện nên không cần sử dụng nhiều nhân công.
• Điện năng tiêu thụ ít nên tiết kiệm được chi phí vận hành cho nhà máy.