XỬ lí nước thải trong công nghiệp sản xuất giấy

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐIỆN - ĐIỆN TỬ
*******************************

BÁO CÁO
XỬ LÍ NƯỚC THẢI TRONG CƠNG NGHIỆP SẢN XUẤT GIẤY
Giảng viên hướng dẫn:

Hà Nội
MỤC LỤC


DANH MỤC HÌNH ẢNH

DANH MỤC BẢNG BIỂU

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN CHUNG
1.
1.1.

Tổng quan về ngành công nghiệp giấy
Giới thiệu về ngành cơng nghiệp giấy

Cơng nghệ sản xuất giấy đã có từ hàng ngàn năm. Giấy là nhu cầu cần thiết
trong cuộc sống con người để phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau: giấy viết,
giấy gói, trong thơng tin, sinh hoạt….
Ngành công nghiệp giấy là một ngành công nghiệp sản xuất tất cả các loại
giấy và bìa cứng... Nó bao gồm ngành công nghiệp sản xuất bột sử dụng gỗ, cây
lau , bã mía, rơm rạ , rơm lúa mì, rơm bông, thân cây gai dầu, bông và các nguyên
liệu thơ khác để làm bột giấy. Có một số khía cạnh của ngành công nghiệp sản xuất
giấy gia công cho giấy và đĩa giấy phông chữ. Nghề làm giấy là một trong bốn phát

minh vĩ đại của Trung Quốc. Ngay từ năm 32 đến năm 16 trước công nguyên,
người ta đã có thể làm giấy mỏng, đến năm 105 sau Công nguyên, đã sử dụng vỏ
cây, sợi gai, vải vụn, lưới cá bị đứt... thay cho nguyên liệu là tơ tằm và sợi bông, đã
thúc đẩy rất nhiều sự phát triển của ngành sản xuất giấy thủ công. Ngành công
nghiệp giấy máy thế giới bắt đầu vào cuối thế kỷ 18.

2


Các ngành công nghiệp giấy và bột giấy là một trong những ngành công
nghiệp lớn nhất trên thế giới. Được thống trị bởi các nước Bắc Mỹ, Bắc Âu và
Đông Á. Mỹ Latinh và Australasia cũng có các ngành cơng nghiệp giấy và bột giấy
đáng kể. Trong vài năm tới, dự kiến cả Ấn Độ và Trung Quốc sẽ trở thành những
quốc gia chủ chốt trong tăng trưởng của ngành. Sản lượng giấy và bìa trên thế giới
vào khoảng 390 triệu tấn và dự kiến đạt 490 triệu tấn vào năm 2022. Ở những nước
công nghiệp phát triển, mức sử dụng giấy tính bình qn cho 1 đầu người trong 1
năm khoảng 300kg, trong khi ở các nước đang phát triển chỉ ở mức 10kg hoặc thấp
hơn. Giấy được sản xuất chủ yếu từ nguồn thực vật, đặc biệt là gỗ, bằng nhiều
phương pháp khác nhau.
Đồng thời cũng là ngành công nghiệp gây ra nhiều vấn đề tác động đến môi
trường. Nước thải của ngành công nghiệp giấy rất độc hại và nguy hiểm nên phải
có một hệ thống xử lý nước thải riêng.
1.2.

Nhà máy sản xuất giấy và bột giấy

Các nhà máy giấy và bột giấy rất phức tạp và tích hợp nhiều khu vực quy
trình khác nhau bao gồm chuẩn bị gỗ, nghiền bột giấy, thu hồi hóa chất, tẩy trắng
và sản xuất giấy để chuyển đổi gỗ thành sản phẩm cuối cùng. Các tùy chọn xử lý
và loại gỗ được xử lý thường được xác định bởi sản phẩm cuối cùng.

Mặc dù giấy đã tồn tại hàng nghìn năm dưới dạng này hay dạng khác, quy
trình tiêu chuẩn hóa đầu tiên cho sản xuất giấy đã được phát minh ở Trung Quốc
vào năm 105 trước Công nguyên. Các nhà máy giấy hiện đại sử dụng một lượng
lớn năng lượng, nước và bột gỗ trong một quy trình cơ giới hóa và rất phức tạp để
sản xuất một tờ giấy. Máy làm giấy có thể rất lớn -- dài tới 500 foot (152 m). Các
cuộn giấy thô hoặc chưa cắt có thể rộng tới 33 feet (10m).

3


Hình 1: Nhà máy giấy VINAPACO
Giấy bắt đầu với bột gỗ. Bột giấy để sản xuất giấy có thể được sản xuất từ
xơ nguyên chất bằng phương pháp hóa học hoặc cơ học hoặc có thể được sản xuất
bằng cách ép giấy để tái chế. Gỗ là nguyên liệu ban đầu chính. Giấy để tái chế
chiếm khoảng 50 % lượng sợi được sử dụng – nhưng trong một số ít trường hợp có
thể sử dụng rơm, cây gai dầu, cỏ, bông và vật liệu chứa cellulose khác. Sản xuất
giấy về cơ bản là một quy trình gồm hai bước, trong đó ngun liệu thơ dạng sợi
trước tiên được chuyển đổi thành bột giấy, sau đó bột giấy được chuyển đổi thành
giấy. Khi bắt đầu tồn bộ q trình, các khúc gỗ được đưa qua một chiếc máy tước
vỏ của chúng, sau đó đưa vào máy băm. Máy băm nhỏ những khúc gỗ thành những
dăm vng, nhỏ hơn lịng bàn tay. Gỗ bao gồm các sợi cellulose liên kết với nhau
bằng một chất gọi là lignin. Để phân hủy dăm gỗ thành bột giấy, lignin phải được
hòa tan.. Sản xuất bột giấy có thể được thực hiện bằng cơ học hoặc hóa học. Bột
giấy sau đó được tẩy trắng và xử lý thêm, tùy thuộc vào loại và loại giấy sẽ được
sản xuất. Trong nhà máy giấy, bột giấy được sấy khô và ép để sản xuất giấy tờ. Sau
khi sử dụng, ngày càng nhiều giấy và các sản phẩm từ giấy được tái chế. Giấy
không tái chế được chôn lấp hoặc đốt.
Nhà máy giấy là nhà máy biến gỗ thành giấy.
4

Điều này được thực hiện bằng cách bổ sung nhiệt, áp suất và hỗn hợp hóa
chất vào dăm gỗ, trong một bình được gọi là máy phân hủy. Các dăm gỗ được “nấu
chín” trong khoảng thời gian vài giờ, làm giảm hỗn hợp thành bột giấy màu xám
với độ đặc gần giống như bột yến mạch. Bã sau đó được lấy ra khỏi thiết bị phân
hủy bằng máy thổi áp suất cao, và được rửa sạch để tách phần bã có thể sử dụng ra
khỏi lignin. Hầu hết các nhà máy giấy cũng thêm một hỗn hợp độc quyền gồm
thuốc tẩy khơng chứa clo và các hóa chất khác vào thời điểm này, để làm sáng màu
của bột giấy.
Giấy tái chế từ nhà máy giấy được sử dụng để làm giấy vệ sinh.
Sau khi bột giấy đã được rửa sạch và tẩy trắng, rất nhiều nước được thêm
vào, và hỗn hợp này được đặt trên một tấm lưới thép để tuần hoàn giúp các sợi liên
kết với nhau thành một thứ dễ nhận biết hơn là giấy. Hầu hết nước được chiết xuất
bởi q trình này. Sau đó, thảm giấy được ép vào giữa các loại vải thấm nước và
lên các xi lanh sấy khô. Những xi lanh này được làm nóng để loại bỏ nước cuối
cùng. Tồn bộ giai đoạn này của quá trình di chuyển tờ giấy rất nhanh, với tốc độ
hơn 3.000 feet (0,9 km) mỗi phút.
Cuối cùng, giấy được ủi để tạo độ bóng mịn. Khi nó khơ hồn tồn, nó được
cuốn vào các cuộn lớn, từ đó chuyển nó sang các cuộn nhỏ hơn để cắt. Tuy nhiên,
đối với tất cả những tiến bộ của mình, các nhà máy giấy vẫn phải đối mặt với một
số thách thức thường xuyên, chẳng hạn như sự ăn mịn của máy móc do độ ẩm và
nhiệt độ cao trong quá trình sản xuất giấy. Quá trình nghiền bột giấy cũng gây ra
một số vấn đề nhỏ đối với các cộng đồng xung quanh do quá trình này tạo ra khí
thải có mùi khó chịu.
2.

Cơng nghệ sản xuất giấy và bột giấy

Công nghệ sản xuất giấy gồm hai quá trình cơ bản: sản xuất bột giấy từ
ngun liệu thơ và sản xuất giấy từ bột giấy.

5


Hình 2: Các cơng đoạn sản xuất giấy
Gia cơng ngun liệu thô bao gồm rửa sạch nguyên liệu, loại bỏ tạp chất và
cắt mảnh theo kích cỡ thích hợp đáp ứng yêu cầu của phương pháp sản xuất bột
giấy.
Sản xuất bột giấy: là q trình gia cơng xử lý ngun liệu để tách các thành
phần không phải là xenlulo sao cho thu được bột giấy có hàm lượng xenlulo càng
cao càng tốt.
Rửa bột: Mục đích tách bột xenlulo ra khỏi dịch nấu (còn gọi là dịch đen).
Dịch đen bao gồm các hợp chất chứa Na, chủ yếu là natrisunfat ngoài ra còn chứa
NaOH, S, và lignin cùng các sản phẩm phân hủy hydratcacbon - axit hữu cơ. Quá
trình rửa bột thường sử dụng nước sạch, lượng nước sử dụng cần hạn chế tới mức
tối thiểu nhưng vẫn đảm bảo sao cho tách bột xenlulo đạt hiệu quả cao và nồng độ
kiềm trong dịch đen là cao nhất. độ pha loãng là nhỏ nhất để giảm chi phí cho q
trình xử lý tái sinh thu hồi kiềm.
Tẩy trắng: Với yêu cầu sản xuất các loại giấy cao cấp, có độ trắng cao, bột
giấy cần phải được tẩy trắng. Mục đích của tẩy trắng là tách phần lignin còn lại và
6


một số thành phần khác không phải xenlulo như hemixelulo. Các tác nhân tẩy
thường dùng để tẩy trắng bột giấy là clo, hypoclorit natri NaOCI, hypoclorit canxi
Ca,, dioxit clo , hydropeoxit , và ozon .
Nghiền bột giấy: Mục đích là làm cho các xơ sợi được hydrat hóa, dẻo, dai,
tang bề mặt hoạt tính, giải phóng gốc hydroxyl làm tăng diện tích bề mặt, tăng độ
mềm mại, hình thành độ bền của tờ giấy. Sau công đoạn nghiền bột, bột giấy được
trộn với chất độn và các chất phụ gia để đưa đến bộ phận xeo giấy.

Xeo giấy: là quá trình tạo hình sản phẩm trên lưới và thốt nước để giảm độ
ẩm của giấy. Sau đó giấy được qua sấy để có sản phẩm khơ.
Thu hồi hóa chất: Mục đích là để đạt được hiệu quả kinh tế cao, đối với
quy trình cơng nghệ sản xuất bột giấy bằng phương pháp hóa học cần có bộ phận
thu hồi hóa chất. Chẳng hạn việc tái sinh kiềm từ dịch đen của phương pháp sunfat
bao gồm các giai đoạn:
- Cô đặc để giảm lượng nước.
- Đốt dịch đã qua cô đặc ở nhiệt độ cao T > 500 với mục đích cho các chất hữu cơ
cháy hoàn toàn tạo thành và , cịn thành phần vơ cơ của kiềm đen sẽ tạo cặn tro
hoặc cặn nóng chảy gọi là kiềm đỏ.
- Xút hóa kiềm đỏ bằng dung dịch kiềm lỗng và sữa vơi . Sau đó tách bùn vơi và
dung dịch trắng gồm NaOH, , , được thu hồi và tuần hồn sử dụng lại cho cơng
đoạn nấu.
Các cơng đoạn làm giấy lại cho ra các loại nước thải khác nhau.
Bảng 1: So sánh công nghệ sản xuất giấy từ các nguyên liệu khác nhau
Stt
1
2
3
4

Nguyên liệu
Công nghệ
Quy mô sản xuất
Chủng loại sản phẩm
Mức độ ô nhiễm môi trường

7

CHƯƠNG II: XỬ LÍ NƯỚC THẢI TRONG NGÀNH
CƠNG NGHIỆP GIẤY
2.1. Đặc tính nước thải ngành cơng nghiệp giấy
Đặc tính nước thải trong sản xuất giấy có thể khác nhau tùy thuộc vào quy trình
cụ thể và ngun liệu thơ được sử dụng. Tuy nhiên, một số thông số phổ biến về
đặc trưng nước thải sản xuất giấy bao gồm:
•

Chemical Oxygen Demand (COD): COD là thước đo lượng chất hữu cơ có
trong nước thải. Trong sản xuất giấy, COD có thể đến từ dăm gỗ, bột giấy và
hóa chất được sử dụng trong q trình sản xuất.

•

Biochemical Oxygen Demand (BOD): BOD là thước đo lượng oxy cần thiết
cho vi sinh vật để phân hủy chất hữu cơ trong nước thải. Trong sản xuất
giấy, BOD có thể đến từ chất hữu cơ trong dăm gỗ, bột giấy và hóa chất
được sử dụng trong quá trình sản xuất.
8


•

Tổng chất rắn lơ lửng (TSS): TSS là thước đo lượng chất rắn lơ lửng trong
nước thải. Trong sản xuất giấy, TSS có thể đến từ dăm gỗ, bột giấy và các
vật liệu khác được sử dụng trong quy trình sản xuất

•

pH: pH là thước đo độ axit hoặc độ kiềm của nước thải. Trong sản xuất giấy,

độ pH có thể thay đổi tùy thuộc vào hóa chất được sử dụng trong q trình
sản xuất.

•

Tổng chất rắn hịa tan (TDS): TDS là thước đo tổng lượng chất rắn hòa tan
trong nước thải. Trong sản xuất giấy, TDS có thể đến từ các hóa chất được
sử dụng trong q trình sản xuất.

Nước thải ngành công nghiệp giấy và bột giấy thường có tính kiềm, hàm lượng
chất rắn lơ lửng cao, tổng chất rắn cao, COD cao và BOD tương đối thấp. Khảo sát
3050 nhà máy xeo giấy trên thế giới cho thấy, định mức nước cấp trung bình là 80
cho 1 tấn giấy.

Bảng 2: Tải lượng nước thải và COD của một số loại giấy
Giấy sản phẩm
Giấy không gỗ
- loại thường
- loại đặc biệt
Giấy tù gỗ
Giấy từ giấy phế liệu

Nước thải (m3 /1 tấn sản COD (kg/1 tấn sản phẩm
phẩm)
3 -> 9
10->80
50->350
5 -> 40
15 -> 25
5 -> 30

20 -> 30

2.2. Các nguồn phát sinh nước thải
Công nghệ sản xuất bột giấy và giấy là một trong những công nghệ sử dụng
nhiều nước. Tùy theo từng công nghệ và sản phẩm, lượng nước cần thiết để sản
xuất 1 tấn giấy dao động từ 200-500m3. Nước được dung cho các công đoạn rửa
nguyên liệu, nấu tẩy, xeo giấy và sản xuất hơi nước. Trong các nhà máy giấy, hầu
như tất cả lượng nước đưa vào sử dụng sẽ là lượng nước thải và mang theo tạp
9


chất, hóa chất, bột giấy, các chất ơ nhiễm dạng hữu cơ và vơ cơ nếu như khơng có
hệ thống xử lý tuần hồn lại nước và hóa chất

Hình 3: Các nguồn phát sinh nước thải
Các dịng thải chính của các nhà máy sản xuất bột giấy và giấy bao gồm:


Dòng thải rửa nguyên liệu bao gồm chất hữu cơ hòa tan, đất đá, thuốc bảo vệ
thực vật, vỏ cây….



Dòng thải từ quá trình nấu và rửa sau nấu: chứa phần lớn các chất hữu cơ
hịa tan, hóa chất nấu và một phần sơ xợi. Nước thải phát sinh thường có
màu đen nên được gọi là dịch đen chứa từ 25%-35% nồng độ chất khô, tỉ lệ
giữa chất hữu cơ và vơ cơ khoảng 70:30. Trong đó:

•

Thành phần hữu cơ chủ yếu trong dịch đen là lignin hòa tan vào dịch kiềm
( 30 – 35% khối lượng chất khô ), sản phẩm phân hủy Hydratcacbon, axit
hữu cơ,…
10


•

Thành phần vơ cơ: Gồm những hóa chất nấu chủ yếu là Natrisunphat liên kết
với các chất hữu cơ trong kiềm. Ngồi ra, cịn có một phần nhỏ là NaOH,
Na2S tự do, Na2CO3. Ở những nhà máy lớn , dòng thải này được xử lí để
thu hồi tái sinh sử dụng lại kiềm bằng phương pháp cô đặc – đốt cháy các
chất hữu cơ -xút hóa . Đối với các nhà máy nhỏ thường khơng có hệ thống
thu hồi dịch đen , dòng thải này được thải cùng các dòng thải khác của nhà
máy gây tác động xấu đến môi trường .



Dịng thải từ cơng đoạn tẩy trắng tại các nhà máy áp dụng phương pháp hóa
học hoặc bán hóa thường chứa các hợp chất hữu cơ, lignin hòa tan. Vì thế,
các hợp chất hữu cơ, lignin hịa tan và các hợp chất tạo thành của chất đó với
hóa chất tẩy ở dạng độc hại, có khả năng tích tụ sinh học trong cơ thể sống
như các hợp chất Clo hữu cơ( AOX), làm tăng AOX trong nước thải , dịng
thải này có độ màu , BOD và COD cao.Đây là dịng thải chứa các chất có
độc tính nguy hiểm và khó phân hủy sinh học. Thơng thường, khi tẩy bằng
cách hợp chất chứa Clo, các thông số ô nhiễm như BOD rơi vào khoảng 15 –
17kg/tấn bột giấy, COD rơi vào khoảng 60 – 90kg/tấn bột giấy,…
•

Đặc trưng của dịng thải từ cơng đoạn tẩy bằng các hợp chất chứa clo

được chỉ ra trong bảng dưới đây:

Bảng 3: Tải lượng ơ nhiễm trong dịng nước thải của cơng đoạn tẩy
Phương pháp sản xuất bột giấy
Soda
Sunfat
Sunfit
Sunfat
•

Dịng thải cịn chứa hỗn hợp các chất clo hữu cơ đặc trưng qua tải lượng
AOX từ 4 đến 10kg/1 tấn bột. Đây là dòng thải có chứa các chất có tính
độc và khó phân hủy sinh học. Nhưng nếu cũng tẩy bột giấy theo phương
pháp sunfat từ gỗ cứng bằng oxy thì tải lượng COD giảm còn 35kg/1 tấn
bột và AOX là 0.7kg/1 tấn bột
11




Dịng thải từ q trình nghiền bột và xeo giấy chủ yếu chứa sợi mịn, bột giấy
ở dạng lơ lửng và chất phụ gia như nhựa thông, phẩm màu, cao lanh. Nước
này được tách ra từ các bộ phận cửa máy xeo giấy như nước khử, ép giấy.
Phần lớn dòng chuẩn bị nguyên liệu vào mày xeo hoặc có thể gián tiếp sau
khi nước thải được qua bể lắng để thu hồi và xơ sợi.



Dòng thải từ các khâu rửa thiết bị, rửa sàn, dịng chảy trà có hàm lượng các
chất lơ lửng và các hố chất rơi vãi. Dịng thải này khơng liên tục.



Nước ngưng của q trình cơ đặc trong hệ thống xử lý thu hồi hoá chất từ
dịch đen. Mức độ ơ nhiễm của nước ngưng thì phụ thuộc vào các loại gỗ và
cơng nghiệp sản xuất.

Nhìn chung nước thải giấy được chia làm 2 loại:
-

Loại 1: Dịch đen-sản phẩm chủ yếu của công đoạn nấu và rửa

-

Loại 2: Dịch trắng-sản phẩm chủ yếu của công đoạn tẩy và xeo

Các yếu tố gây ơ nhiễm chính đó là:
-

pH cao do kiềm dư gây ra là chính

-

Thơng số cảm quan (màu đen, mùi, bọt) chủ yếu là do dẫn xuất của lignin
gây ra là chính

-

Cặn lơ lửng (do bột giấy và các chất độn như cao lanh gây ra)

-

COD và BOD do các chất hữu cơ gây ra là chính, các chất hữu cơ ở đây là
lignin và các dẫn xuất của lignin, các loại đường phân tử cao và 1 lượng nhỏ
các hợp chất có nguồn gốc sinh học khác, trong trường hợp dung clo để tẩy
trắng có thêm dẫn xuất hữu cơ có chứa clo khác.

Bảng 4: Thành phần và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải của các công
đoạn sản xuất giấy

12


Các cơng đoạn chính
Nấu
Xeo
Chưng
1
pH
9-11
6-7
7-8
2
Màu
Pt-Co
14500-15000
400-450
2480
3
TSS

mg/L
2100-2200
2100-2200
800-900
4
COD
mg/L
12300-12500
200-300
1800-1900
5
BOD
mg/L
480-500
180-220
700-900
2.3. Các biện pháp xử lí nước thải trong công nghiệp giấy
Nước thải ngành giấy chứa 1 lượng lớn các chất rắn lơ lửng và xơ sợi, các
hợp chất hữu cơ hịa tan ở dạng khó và dễ phân hủy sinh học, các chất tẩy và hợp
chất hữu cơ của chúng. Các phương pháp xử lý loại bỏ các chất ô nhiễm nước của
ngành giấy bao gồm lắng, đơng keo tụ hóa học và phương pháp sinh học
Stt

Thành phần

Đơn vị

2.3.1. Phương pháp lắng
Phương pháp lắng dung để tách các chất rắn dạng bột hay xơ sợi, trước hết
đối với dịng thải từ cơng đoạn nghiền bột và xeo giấy. Với mục đích thu hồi lại xơ

sợi, bột giấy thì thường dùng thiết bị lắng hình phễu. Trong q trình lắng cần phải
tính tốn thời gian lưu tích hợp vì với thời gian lưu dài dẽ có hiện tượng phân hủy
yếm khí, khi bùn lắng khơng được lấy ra thường xuyên. Để nước thải loại này lắng
tốt và tạo điều kiện các hạt liên kết với nhay tạo thành bơng cặn dễ lắng, người ta
thường tính tốn với tải trọng bề mặt từ 1 đến 2 m3//m2.h (lưu lượng dịng thải tính
cho 1 đơn vị bề mặt lắng của bể trong 1 đơn vị thời gian). Để giảm thời gian lưu
trong bể lắng, nâng cao hiệu suất lắng người ta có thể thổi khí nén (áp xuất 4-6bar)
vào trong bể lắng. Loại bể lắng – tuyến nổi này thường có tải trọng bề mặt 5 đến
10 m3/m2.h
2.3.2. Phương pháp đơng keo tụ hóa học
Phương pháp này dung để xử lý các hạt rắn ở dạng lơ lửng, một phần chất
hữu cơ hòa tan, hợp chất Photpho, một số chất độc và khử máu. Phương pháp đơng
keo tụ có thể xử lý trước hoặc sau xử lý sinh học. Các chất keo tụ thông thường là
phèn sắt, phèn nhôm và vôi. Các chất polyme dung để trợ keo tụ và tăng tốc độ quá
trình lắng.
Đối với mỗi loại phèn cần điều chỉnh pH của nước thải ở giá trị thích hợp,
chẳng hạn như phèn nhơm pH từ 5-7, phèn sắt từ 5-11 và dung vơi thì pH > 11;
2.3.3. Phương pháp sinh học
Dùng để xử lý các chất hữu cơ dạng tan. Nước thải của công nghiệp giấy
(nguyên liệu đầu vào là giấy phế liệu) có tải lượng ơ nhiễm chất hữu cơ cao (thể
hiện qua các chỉ số TSS, BOD5, COD thường rất cao). Trong nước thải có hàm
13


lượng các hợp chất Hydratcacbon cao, chúng là những chất dễ phân hủy sinh học
nhưng lại thường thiếu Nito và Photpho là những chất dinh dưỡng cần thiết cho vi
sinh vật phát triển. Do đó, trong q trìn xử lý nước thải bắng biện pháp sinh học
cần bổ sung các chất dinh duwongsxm đảm bảo tỷ lệ cho quá trình hiếu khí là
BOD5:N:P = 100:5:1 , đối với q trình yếm khí là BOD5:N:P = 100:3:0.5
Đặc tính nước thải ngành giấy thường có tỷ lệ BOD5:COD<0.5 và giá trị

COD cao (thường > 100mg/L) nên trong quá trình thường kết hợp giữa phương
pháp yếm khí và hiếu khí.
2.4. Cơng nghệ xử lí nước thải giấy

Hình 4: Các cơng đoạn xử lí nước thải

14


Hình 5: Sơ đồ các cơng đoạn xử lý nước thải
Nước thải từ công đoạn sản xuất bột giấy được đưa qua hố thu nhằm
điều chỉnh PH thích hợp. Sau đó, nước thải từ hố thu và nước thải từ công
đoạn xeo giấy được đưa qua song chắn rác nhằm giữ lại những tạp chất thơ
(chủ yếu là rác) có trong nước thải. Sau đó nước được đưa qua bể lắng cát,
để lắng các tạp chất vô cơ đảm bảo cho các qúa trình xử lý sau, cát từ bể
lắng được dẫn đến sân phơi cát để làm ráo nước và đem đi chôn lắp hoặc
trãi đường.
Nước tiếp tục đưa sang bể điều hòa nhằm ổn định lưu lượng và nồng độ.
Tại bể điều hịa, chúng tơi bố trí đĩa phân phối khí thơ nhằm mục đích hịa
trộn đồng đều nước thải trên tồn diện tích bể, ngăn ngừa hiện tượng lắng cặn
ở bể, sinh ra mùi khó chịu.
Điều hịa lượng là phương pháp được 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 hịa để đưa nước lên các
cơng trình phía sau.
15


Từ bể điều hòa nước được bơm trực tiếp sang bể keo tụ tạo bông, nhằm
keo tụ giảm lượng chất rắn lơ lửng. Nước tiếp tục được chảy sang bể lằng I để loại

bỏ các cặn sinh ra trong quá trình keo tụ tạo bơng. Ở đây ta thu hồi bột còn một
phần bùn được đưa sang bể chứa bùn. Nước thải tiếp tục sang bể arotank. Bể
Aerotank có nhiệm vụ xử lý các chất hữu cơ còn lại trong nước thải. Tại bể
Aerotank diễn ra q trình oxi hóa các chất hữu cơ hòa tan và dạng keo trong nước
thải dưới sự tham gia của vi sinh vật hiếu khí. Trong bể Aerotank có hệ thống sục
khí trên khắp diện tích bể nhằm cung cấp oxi, tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh
vật hiếu khí sống, phát triển và phân giải các chất ô nhiễm. Vi sinh vật hiếu khí sẽ
tiêu thụ các chất hữu cơ dạng keo và hịa tan có trong nước để sinh trưởng. Vi sinh
vật phát triển thành quần thể dạng bông bùn dễ lắng gọi là bùn hoạt tính. Khi
vi sinh vật phát triển mạnh, sinh khối tăng tạo thành bùn hoạt tính. Hàm lượng bùn
hoạt tính nên duy trì ở nồng độ khoảng 2500 – 4000 mg/l.
Do đó, một phần bùn lắng tại bể lắng sẽ được bơm tuần hoàn trở lại vào bể
Aerotank để đảm bảo nồng độ bùn nhất định trong bể. Nước thải sau xử lý sinh học
có mang theo bùn hoạt tính cần phải loại bỏ trước khi đi vào các bể tiếp theo,
vì vậy bể lắng 2 có nhiệm vụ lắng và tách bùn hoạt tính ra khỏi nước thải.
Nước sạch được thu đều trên bề mặt bể lắng thông qua máng tràn răng cưa.
Nước thải sau bể lắng sẽ tự chảy sang bể khử trùng qua Clo và được bơm qua bể
lọc áp lực đa lớp vật liệu: sỏi đỡ, cát thạch anh và than hoạt tính, để loại bỏ các hợp
chất hữu cơ hịa tan, các ngun tố dạng vết, những chất khó hoặc khơng phân giải
sinh học và halogen hữu cơ. Nước thải sau khi qua bể lọc áp lực sẽ đi qua bể nano
dạng khơ để loại bỏ lượng SS cịn sót lại trong nước thải, đồng thời khử trùng nước
thải trước khi nước thải được xả thải vào nguồn tiếp nhận. Nước sau khi qua bể
khử trùng đạt yêu cầu xả thải vào nguồn tiếp nhận theo quy định hiện hành của
pháp luật.

2.5. Ví dụ về xử lý nước thải nhà máy sản xuất giấy thuộc Công ty
DIANA – Khu Công nghiệp Tiên Du tỉnh Bắc Ninh
Nhà máy này sản xuất giấy đi từ nguồn nguyên liệu đầu vào là giấy phế liệu.
Bao gồm 2 dây chuyền sản xuất chính là: dây chuyền sản xuất giấy và dây chuyền
khử mực. Hệ thống xử lý nước thải của nhà máy được thiết kế với cơng suất xử lý

3000 được thể hiện trên Hình 6.Các thơng số của dịng vào được mơ tả trong bảng
5

16


Hình 6: Các cơng đoạn xử lí nước thải cơng nghiệp giấy của công ty DIANA

17


Bảng 5: Đặc tính nước thải đầu vào và chất lượng nước sau xử lý của nhà máy sản
xuất giấy của Công ty DIANA

kế

QCVN 12:2008/BTNMT (B1), Q
40
150
5.5 – 9.0
50
150
100
40
150
5.5 – 9.0
50
150
100

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ
QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA VỀ NƯỚC THẢI CÔNG
NGHIỆP GIẤY VÀ BỘT GIẤY
QCVN 12-MT:2015/BTNMT
QCVN 12-MT:2015/BTNMT do Tổ soạn thảo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia
về nước thải công nghiệp giấy và bột giấy biên soạn sửa đổi
QCVN12:2008/BTNMT, Tổng cục Môi trường, Vụ Khoa học và Cơng nghệ, Vụ
Pháp chế trình duyệt và được ban hành theo Thông tư số 12/2015/TT-BTNMT
ngày 31 tháng 3 năm 2015 của Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường.
3.1. Đối tượng áp dụng
• Quy chuẩn này áp dụng riêng cho nước thải công nghiệp giấy và bột giấy.
Mọi tổ chức, cá nhân liên quan đến hoạt động xả nước thải công nghiệp giấy
và bột giấy ra nguồn tiếp nhận nước thải tuân thủ quy định tại quy chuẩn
này.
18


•

Nước thải công nghiệp giấy và bột giấy xả vào hệ thống thu gom của nhà
máy xử lý nước thải tập trung tuân thủ theo quy định của đơn vị quản lý và
vận hành nhà máy xử lý nước thải tập trung.

3.2. Quy định kỹ thuật
Giá trị tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm trong nước thải công
nghiệp giấy và bột giấy khi xả ra nguồn tiếp nhận nước thải (QCVN
12MT:2015/BTNMT)
Giá trị tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm trong nước thải công
nghiệp giấy và bột giấy khi xả ra nguồn tiếp nhận nước thải được tính theo cơng
thức sau:

Cmax = C x Kq x Kf
•
•
•

•

Cmax là giá trị tối đa cho phép của thông số ô nhiễm trong nước thải công
nghiệp giấy và bột giấy khi xả ra nguồn tiếp nhận nước thải.
C là giá trị của thông số ô nhiễm trong nước thải công nghiệp giấy và bột
giấy quy định tại mục 2.2.
Kq là hệ số nguồn tiếp nhận nước thải quy định tại mục 2.3 ứng với lưu
lượng dòng chảy của sơng, suối, khe, rạch; kênh, mương; dung tích của hồ,
ao, đầm; mục đích sử dụng của vùng nước biển ven bờ.
Kf là hệ số lưu lượng nguồn thải quy định tại mục 2.4 ứng với tổng lưu
lượng nước thải của các cơ sở sản xuất giấy và bột giấy khi xả ra nguồn tiếp
nhận nước thải.

Áp dụng giá trị tối đa cho phép Cmax = C (không áp dụng hệ số Kq và Kf )
đối với các thông số: nhiệt độ, pH.
Nước thải công nghiệp giấy và bột giấy xả ra hệ thống thốt nước đơ thị,
khu dân cư chưa có nhà máy xử lý nước thải tập trung thì áp dụng giá trị Cmax = C
quy định tại cột B, Bảng 6

19


Bảng 6: Giá trị C để làm cơ sở tính tốn giá trị tối đa cho phép của các thơng số ô
nhiễm trong nước thải giấy và bột giấy

20


Cột A Bảng 6 quy định giá trị C của các thông số ô nhiễm trong nước thải
công nghiệp giấy và bột giấy khi xả ra nguồn nước được dùng cho mục đích cấp
nước sinh hoạt.
Cột B1, B2, B3 Bảng 6 quy định giá trị C của các thông số ô nhiễm trong
nước thải công nghiệp giấy và bột giấy khi xả ra nguồn nước khơng dùng cho mục
đích cấp nước sinh hoạt.
Mục đích sử dụng của nguồn tiếp nhận nước thải được xác định tại khu vực
tiếp nhận nước thải.
Kể từ ngày 01 tháng 01 năm 2020, áp dụng giá trị quy định cho cơ sở mới
đối với tất cả các cơ sở sản xuất giấy và bột giấy.
21


Hệ số nguồn tiếp nhận nước thải Kq
Hệ số Kq ứng với lưu lượng dịng chảy của sơng, suối, khe, rạch; kênh,
mương được quy định tại Bảng 7 dưới đây:
Bảng 7: Hệ số Kq ứng với lưu lượng dòng chảy của nguồn tiếp nhận nước thải

Hệ số Kq ứng với dung tích của nguồn tiếp nhận nước thải là hồ, ao, đầm
được quy định tại Bảng 8 dưới đây:
Bảng 8: Hệ số Kq ứng với dung tích của nguồn tiếp nhận nước thải

Khi nguồn tiếp nhận nước thải khơng có số liệu về lưu lượng dịng chảy của
sơng, suối, khe, rạch, kênh, mương thì áp dụng giá trị hệ số Kq = 0,9; nguồn tiếp
nhận nước thải là hồ, ao, đầm khơng có số liệu về dung tích thì áp dụng giá trị hệ
số Kq = 0,6.
Hệ số Kq đối với nguồn tiếp nhận nước thải là vùng nước biển ven bờ, đầm

phá nước mặn và nước lợ ven biển.
22


Vùng nước biển ven bờ dùng cho mục đích bảo vệ thuỷ sinh, thể thao và giải
trí dưới nước, đầm phá nước mặn và nước lợ ven biển áp dụng giá trị hệ số Kq = 1.
Vùng nước biển ven bờ khơng dùng cho mục đích bảo vệ thuỷ sinh, thể thao
hoặc giải trí dưới nước áp dụng giá trị hệ số Kq = 1,3.
Bảng 9: Hệ số lưu lượng nguồn thải Kf

Khi lưu lượng nguồn thải F thay đổi, khơng cịn phù hợp với giá trị hệ số Kf
đang áp dụng, cơ sở sản xuất giấy và bột giấy phải báo cáo với cơ quan có thẩm
quyền để điều chỉnh hệ số Kf .
3.3. Phương pháp xác định
Phương pháp lấy mẫu và xác định giá trị các thông số trong nước thải công nghiệp
giấy và bột giấy thực hiện theo các tiêu chuẩn được nêu trong QCVN 12MT:2015/BTNMT

23


CHƯƠNG 4: QUẢN LÍ CHẤT LƯỢNG XỬ LÍ NƯỚC
THẢI
4.1.Biểu đồ quản lí chất lượng xử lí nước thải :

Hình 7: Biểu đồ quản lí chất lượng xử lí nước thải

24


4.2. Các ảnh hưởng khác nhau đến đầu vào :

4.2.1. Biểu đồ

Hình 8: Các ảnh hưởng đến đầu vào dịng nước thải
4.2.2. Các biện pháp giảm thiểu ảnh hưởng của các nhân tố tới đầu vào :
Giảm lượng nước thải trong sản xuất bột giấy và giấy:
-

Bảo quản và làm sạch nguyên liệu bằng phương pháp khô

-

Dùng súng phun nước rửa thiết bị thay vì bằng vịi

-

Thay đổi cơng nghệ tách dịch đen ra khỏi bột ở thiết bị hình trống thơng
thường bằng ép vít tải , ép hai dây hay lọc chân khơng để giảm thể tích dịng
thải

-

Bảo tồn hơi và nước, tránh thất thoát hơi , chảy tràn nước

-

Phân luồng dịng thải để tuần hồn sử dụng lại nguồn nước ít ơ nhiễm

Giảm tải lượng các chất ơ nhiễm trong nước thải:
-

Có giải pháp xử lí dịch đen để giảm được ô nhiễm của các chất hữu cơ khó
phân hủy sinh học như lignin, giảm được độ màu của nước thải , giảm được
hóa chất cho cơng đoạn nấu và giảm ô nhiễm các chất hữu cơ , vơ cơ trong
dịng thải. Các phương án xử lí dịch đen bao gồm :

25