Ngành giấy
Công nghiệp sản xuất giấy là một trong những ngành công nghiệp được hình thành và phát triển từ rất lâu! Cùng với sự phát triển của khoa học – kỹ thuật, kinh tế ngày càng phát triển hơn, nhu cầu sử dụng giấy của con người cũng theo đó mà đa dạng, phong phú hơn.
Thế nhưng việc xử lý được nước thải trong quá trình sản xuất bột giấy như thế nào cho hiệu quả thì không phải là một vấn đề đơn giản!
Thành phần, đặc điểm và thông số ô nhiễm
Hình 1. Sơ đồ công nghệ sản xuất giấy và nguồn phát sinh.
Việc sản xuất bột giấy từ nguyên liệu thô gốc thực vật như gỗ, rơm, bã mía,.. là quá trình tiềm ẩn nguy cơ ô nhiễm môi trường và đang được quan tâm đến trong việc xử lý nước thải ngành giấy.
Để sản xuất bột giấy, nguyên liệu thô cần được rửa, tẩy và nấu. Dòng thải từ các quá trình này chứa nhiều chất hữu cơ hòa tan, đất đá, thuốc bảo vệ thực vật, vỏ cây, lignin, hợp chất độc hại, các chất phụ gia như nhựa thong, phẩm màu, cao lanh và các chất lơ lửng. Đặc biệt, dòng thải từ quá trình tẩy bằng hóa chất và bán hóa chất chứa các chất độc hại và có độ màu, giá trị BOD5 và COD cao.
Dòng thải từ quá trình nấu và rửa sau nấu chứa phần lớn các chất hữu cơ hòa tan, các chất nấu và một phần xơ sợi. Dòng thải có màu tối, thường được gọi là dịch đen, có nồng độ chất khô khoảng 25 đến 35%, tỷ lệ giữa chất hữu cơ và vô cơ 70:30.
Dòng thải từ quá trình nghiền bột và xeo giấy chủ yếu chứa xơ sợi mịn, bột giấy ở dạng lơ lửng và các chất phụ gia như nhựa thong, phẩm màu, cao lanh.
Cuối cùng, dòng thải từ các khâu rửa thiết bị, rửa sàn, dòng chảy tràn cũng chứa hàm lượng các chất lơ lửng và các chất rơi vãi.
Quá trình sản xuất giấy đi từ bột giấy có thể tạo ra nước thải, tuy nhiên công nghệ xử lý nước thải từ quá trình này khá đơn giản.
Sản xuất bột giấy là một quá trình gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng và đáng quan tâm. Để sản xuất 1 tấn bột giấy, cần sử dụng từ 2 đến 3 tấn nguyên liệu thô (bao gồm gỗ và các loại thảo mộc khác) và các hóa chất để xử lý. Quá trình này tạo ra một lượng lớn chất thải, gồm các chất hữu cơ và vô cơ hòa tan, lignin, các chất độc hại và các chất phụ gia khác.
Ngoài ra, để sản xuất 1 tấn bột giấy, cần tiêu tốn từ 200 đến 500 m3 nước sạch, tuy nhiên, chỉ có một lượng nhỏ nước này được sử dụng trong sản phẩm. Tức là, cần thải ra môi trường một lượng nước thải giấy tương đương với lượng nước sử dụng.
Chất thải từ quá trình xeo giấy chủ yếu là các hóa chất còn lại sau khi được sử dụng để phối trộn và kết dính sản phẩm. Điều này bao gồm cả các chất tẩy trắng và chất oxy hóa. Vì vậy, việc xử lý nước thải trong ngành sản xuất giấy là rất cần thiết để giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường.
Bảng 1. Tính chất nước thải nhà máy tái chế giấy An Bình.
Bảng 2. Tổng quan tính chất nước thải ngành giấy.
Công nghệ xử lý nước thải giấy
Dưới đây là các bước xử lý nước thải trong quá trình sản xuất giấy:
Bể thu gom
Nước thải từ công đoạn sản xuất bột giấy được đưa qua hố thu nhằm điều chỉnh pH thích hợp. Tuy nhiên, trước đó nước thải từ hố thu và nước thải từ công đoạn xeo giấy được đưa qua song chắn rác để giữ lại những tạp chất thô (chủ yếu là rác) có trong nước thải.
Bể điều hoà
Sau đó, nước thải được đưa đến bể điều hoà để trung hoà các chất ô nhiễm. Tại bể điều hòa, chúng tôi bố trí đĩa phân phối khí thô nhằm mục đích hòa trộn đồng đều nước thải trên toàn diện tích bể, ngăn ngừa hiện tượng lắng cặn ở bể, sinh ra mùi khó chịu. Điều hòa lưu lượng là phương phápđược áp dụng để khắc phục các vấn đề sinh ra sự dao động của lưu lượng, cải thiện hiệu quả hoạt động của các quá trình xử lý tiếp theo. Bơm được lắp đặt trong bể điều hòa để đưa nước lên các công trình phía sau. Thông thường, lưới lượt rác tinh với kích thước khoảng 1 µm có thể loại bỏ các tạp chất lơ lửng nhỏ mà ta không loại được ở song chắn rác thô.
Bể tuyển nổi
Nước thải sẽ đưa đến bể tuyển nổi. Khác với bể lắng truyền thống, phương pháp tuyển nổi tách các bông cặn trong nước bằng cách tạo ra các bọt khí với kích cỡ siêu nhỏ (cỡ micromet), các bọt khí siêu nhỏ này khi kết hợp với các bông cặn tạo thành một hệ khối có khối lượng riêng nhỏ hơn nước, do vậy chúng nổi lên trên mặt nước và được thu gom tách loại ra khỏi nước, phần nước trong, ngược lại so với phương pháp lắng lại được thu ở phần dưới đáy bể hoặc giữa và đưa sang công trình xử lý tiếp theo.
Bể trung hoà
Nước thải được ổn định pH về mức từ 6,5 – 8,5. Do trong quá trình sản xuất có sử dụng xút và các chất tẩy rửa, đồng thời quá trình tẩy mực in, đánh mầu cho giấy cũng thải vào nước rất nhiều loại hóa chất khác nhau, do vậy có thể làm pH trong nước thải thay đổi rất lớn. Để đảm bảo cho các khâu xử lý hóa sinh học phía sau, nước thải cần được kiểm soát và cân bằng pH.
Bể UASB
Tạo môi trường yếm khí, bổ sung một phần dinh dưỡng cho nước thải nhằm xử lý BOD, COD trong nước. Đặc trưng của quá trình yếm khí là thời gian lưu nước lớn, do vậy kích thước công trình xử lý tăng lên, đồng thời cần phải đảm bảo điều kiện ổn định về nhiệt độ nước thải.
Bể MBBR
Để đưa các chỉ tiêu ô nhiễm hữu cơ về mức tiêu chuẩn cho phép cần phải có quá trình xử lý hiếu khí có chứa giá thể vi sinh lơ lửng. Trong môi trường hiếu khí, các vi sinh vật sử dụng khí hoạt động mạnh sử dụng các chất hữu cơ trong nước thải cho quá trình tăng trưởng, phân ly của mình, điều đó giúp làm giảm nồng độ hữu cơ trong nước. Khí phải được cấp liên tục, thường xuyên để giúp các vi sinh vật hoạt động ổn định.
Bể lắng
Loại bỏ các cặn lơ lửng, bùn hoạt tính trong nước nhằm đưa chỉ tiêu SS về dưới mức tiêu chuẩn cho phép. Có nhiều loại bể lắng thứ cấp khác nhau, tùy quy mô công suất và mức độ xử lý để có thể lựa chọn công trình thích hợp như hệ bể lắng đứng, lắng ngang, lắng ly tâm, lớp mỏng,…
Bể khử trùng
Đáp ứng chỉ tiêu Coliform trong nước thải xả ra môi trường bên ngoài. Tùy quy mô công suất mà người ta có thể sử dụng các phương pháp khử trùng khác nhau như sử dụng hóa chất Clo – Javen cho trạm có công suất vừa và nhỏ, sử dụng khí Clo hóa lỏng cho trạm có công suất vừa và lớn, sử dụng hệ thống khử trùng bằng tia UV (Cực tím),….
Nước thải sau xử lý đạt QCVN 12-MT:2015/BTNMT_Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp giấy và bột giấy.
Ưu điểm công nghệ
| Đối tượng | Ưu điểm |
| Thiết bị tuyển nổi siêu nông DAF | Sử dụng sẽ tiết kiệm được rất nhiều về diện tích xây dựng, hiệu quả rất tốt so với bể lắng sơ bộ vì nước thải giấy các tạp chất lơ lửng có tỉ trọng nhẹ hơn so với nước. Vì thế sử dụng bể này mang lại hiệu quả khá cao mà lại tiết kiệm được chi phí đầu tư rất lớn trong xử lý nước thải giấy. |
| Bể UASB | Sử dụng bể kỵ khí sử dụng bùn hạt (với các hạt bùn kích thước khoảng vài mm được công ty môi trường Xuyên Việt chế tạo, nhằm tạo điều kiện cho vi sinh vật dính bám phát triển và lơ lửng trong nước, tăng hiệu quả và hiệu suất xử lý hơn rất nhiều so với kỵ khí thông thường). |
| Bể MBBR | Sử dụng để giảm tải trọng các chất ô nhiễm, tại bể này hiệu suất xử lý COD lên đến 80%. Chính vì thế tạo điều kiện cho bể Aerotank hoạt động rất tốt và hiệu suất tại Aerotank sẽ tốt hơn thông thường và đạt hiệu suất khoảng 75- 80% COD. |
Lời kết
Trước vấn đề phát sinh trong quá trình sản xuất giấy là tác nhân chính gây độc hại đối với sức khoẻ con người, sinh vật và môi trường. Nước thải ngành công nghiệp sản xuất giấy có các chỉ số BOD, COD cao vượt quá mức quy định. Trên cơ sở đó, chúng ta cần phải đưa ra biện pháp để giải quyết vấn đề tài nguyên, môi trường một cách hiệu quả hơn.
