công nghiệp sản xuất bột giấy và giấy chiếm vị trí khá quan trọng trong nền kinh tế nước ta. Cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp – dịch vụ khác, nhu cầu sử dụng giấy ngày càng tăng. Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích to lớn đạt được về kinh tế – xã hội, ngành công nghiệp bột giấy và giấy cũng phát sinh nhiều vấn đề môi trường đáng quan tâm cần phải giải quyết, đặc biệt là nước thải phát sinh trong quá trình sản xuất bột giấy – giấy, đây là một trong những loại nước thải rất khó xử lý (về công nghệ và chi phí xử lý).
Nguyên liệu chủ yếu để sản xuất bột giấy và giấy là xơ sợi thực vật, chủ yếu là:
+ Gỗ
+ Các cây ngoài gỗ như gai, tre, nứa…
+ Các phụ phẩm nông nghiệp như rơm, bã mía….
+ Các vật liệu tái sinh : giấy vụn, giấy đã qua sử dụng….
Tùy theo mục đích sử dụng mà sản phẩm giấy cũng rất đa dạng, phong phú: giấy in báo, giấy in, giấy viết, giấy vệ sinh, khăn giấy, giấy bao bì, giấy vàng mã,…..
Qúa trình sản xuất giấy
Công nghệ sản xuất giấy:
Công nghiệp sản xuất giấy thường bao gồm hai công đoạn chính:
+ Sản xuất bột giấy.
+ tạo hình giấy từ bột giấy.
Công nghệ sản xuất giấy và bột giấy cũng rất khác nau, nhưng tựu chung gồm những bước chính sau đây:
Nguyên liệu thô (tre, nứa, gỗ, giấy vụn…) → gia công nguyên liệu thô → nấu → rửa → tẩy trắng → nghiền bột → xeo giấy → định hình sản phẩm.
Trong công nghiệp giấy, để tạo ra những sản phẩm có độ dai, trắng, không lẫn tạp chất, cũng như thu hồi được tối đa xenlulo trong nguyên liệu, cần phải sử dụng rất nhiều loại hóa chất trong các công đoạn khác nhau. Các loại hóa chất được sử dụng ở công đoạn nấu, tẩy trắng, xeo giấy như đá vôi, xút, cao lanh, nhựa thông, các chất kết dính tự nhiên và tổng hợp, các chất oxy hóa để khử lignin như clo, hypoclorit, peroxit….
Công nghệ sản xuất giấy và bột giấy là một trong những công nghệ sử dụng nhiều nước. Tùy theo công nghệ và sản phẩm, lượng nước cần thiết để sản xuất 1 tấn giấy thành phẩm dao động từ 80 m3 đến 450 m3. Nước được dùng cho các công đoạn rửa nguyên liệu, nấu, tẩy, xeo giấy và lò hơi. Ở các nhà máy giấy, hầu như tất cả lượng nước đưa vào sử dụng cuối cùng đều trở thành nước thải và mang theo các tạp chất như hóa chất, bột giấy, các chất ô nhiễm dạng hữu cơ và vô cơ. Trong đó dòng thải từ các quá trình nấu bột và tẩy trắng có mức độ ô nhiễm và độc hại cao nhất.
Hệ thống xử lý nước thải chế biến giấy
Nguồn phát sinh nước thải trong quá trình sản xuất:
Dòng thải từ quá trình nấu, rửa sau nấu chứa phần lớn các chất hữu cơ hòa tan, các hóa chất nấu và một phần xơ sợi. Dòng thải có màu tối nên thường được gọi là dịch đen.
+ Dịch đen có nồng độ chất khô khoảng 25 đến 35%, tỷ lệ giữa chất hữu cơ và vô cơ vào khoảng 70:30.
+ Thành phần hữu cơ là lignin hòa tan vào dịch kiềm, sản phẩm phân hủy hydratcacbon, axit hữu cơ.
+Thành phần vô cơ gồm những hóa chất nấu, phần nhỏ là NaOH, Na2S tự do, Na2CO3 còn phần nhiều là kiềm natrisunphat liên kết với các chất hữu cơ trong kiềm.
Dòng thải từ công đoạn tẩy trắng của các nhà máy sản xuất bột giấy bằng phương pháp hóa học hay bán hóa học thường chứa các hợp chất hữu cơ, lignin hòa tan và hợp chất tạo thành của những hợp chất đó với chất tẩy ở dạng độc hạt có khả năng tích tụ sinh học trong cơ thể sống như các hợp chất clo hữu cơ.
Khi tẩy bằng các hợp chất chứa clo, các thông số ô nhiễm đặc trưng như BOD vào khoảng 15-17 kg/tấn bột giấy, COD khoảng 60-90 kg/tấn bột giấy, đặc biệt giá trị AOX (các hợp chất clo hữu cơ) khoảng 4-10 kg/tấn bột giấy.
Dòng thải từ quá trình nghiền bột và xeo giấy chủ yếu chứa xơ sợi mịn, bột giấy ở dạng lơ lững và các chất phụ gia như nhựa thông, phẩm màu, cao lanh…
Thành phần và tính chất nước thải:
Nước thải chế biến giấy chứa xơ sợi, có nồng độ COD, BOD, SS tương đối cao và có thể gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường nếu thải trực tiếp ra môi trường.
Nhận xét:
Xử lý nước thải sản xuất bột giấy là công việc hết sức khó khăn và tốn kém, đòi hỏi vốn đầu tư và chi phí vận hành cao.
Xử lý nước thải giấy chủ yếu là tách chất rắn lơ lững và các chất hữu cơ hoà tan trong dòng thải bằng xử lý lắng, tạo bông và xử lý sinh học.
Để xử lý nước thải thường ứng dụng các phương pháp sau: xử lý cơ học (vật lý), hoá học, hoá lý và sinh học.
Quy trình công nghệ xử lý nước thải sản xuất giấy và bột giấy
Thuyết minh qui trình:
Nước thải theo mương dẫn qua song chắn rác đến hố thu. Tại đây nước thải được bơm trực tiếp qua bể điều hòa bằng 2 bơm chìm hoạt động luân phiên.
Bể điều hòa có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng nước, ổn định thành phần các chất trong dòng thải của hệ thống xử lý.Trong bể điều hòa, hệ thống phân phối khí được sử dụng để cấp khí nhằm ổn định chất lượng nước thải, tránh trường hợp xảy ra kỵ khí và lắng bùn cặn.
Nước thải tiếp tục chảy qua bể phản ứng. Tại đây nước thải được pha trộn với hóa chất keo tụ. dưới sự có mặt của các hóa chất PAC, polymer các hạt cặn lơ lửng có kích thước nhỏ sẽ liên kết với nhau tạo thành các bông cặn có kích thước lớn và có khả năng nổi lên dễ dàng dưới lực đẩy của hệ thống bọt khí trong bể tuyển nổi. Nước thải chảy vào bể tuyển nổi DAF với hệ thống cấp khí hòa tan giúp các bông cặn nổi lên và được thu về ống trung tâm nhờ hệ thống gàu vớt bùn trên bề mặt. Bùn nổi được đưa qua bể chứa bùn, sau đó đưa qua sân phơi bùn.
Nước sau bể tuyển nổi được bơm vào bể Aerotank. Tại đây, quá trình xử lý sinh học hiếu khí dựa vào sự sống và hoạt động của các vi sinh vật để oxi hóa chất hữu cơ dạng hòa tan và dạng keo có trong nước thải, biến các chất có khả năng phân hủy sinh học thành các chất ổn định nhờ vào lượng oxi hòa tan trong nước. Sản phẩm cuối cùng là CO2, nước, các chất vô cơ khác và các tế bào sinh vật mới. Hầu hết các chất ô nhiễm hữu cơ được sử dụng để duy trì sự sống của vi khuẩn.
Từ bể Aerotank, nước thải được bơm vào bể lắng, ở đây sẽ diễn ra quá trình tách bùn hoạt tính và nước thải đã xử lý. Bùn sau bể lắng, một phần bùn hoạt tính được bơm bùn tuần hoàn bơm trở về bể Aerotank để duy trì chức năng sinh học và giữ nồng độ bùn bể này ở mức ổn định,phần còn lại được đưa về bể chứa bùn.
Từ bể lắng, nước thải được bơm lên bồn lọc áp lực để loại bỏ chất rắn lơ lững còn sót lại trong quá trình xử lý.. Sau khi qua lọc áp lực, nước đạt tiêu chuẩn xả thải theo QCVN12:2015/BTNMT.
