Xử Lý Nước Thải Nhà Máy Giấy - Nhóm 3.Docx

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG
KHOA: KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

MÔN HỌC: CÔNG NGHỆ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG
TIỂU LUẬN: XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY

GVHD:
LỚP:
Nhóm 3:

Th.S ĐỒN THỊ TUYẾT LÊ
22MT511
VŨ NGỌC VÂN
LÊ TRỌNG TUYÊN
TRẦN VĂN TRUNG

Đồng Nai, tháng 12 năm 2023


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG
KHOA: KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

MÔN HỌC: CÔNG NGHỆ SINH HỌC MÔI TRƯỜNG
TIỂU LUẬN: XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY

GVHD:
LỚP:
Nhóm 3:

Th.S ĐỒN THỊ TUYẾT LÊ
22MT511
VŨ NGỌC VÂN
LÊ NGỌC TUYÊN
TRẦN VĂN TRUNG

Đồng Nai, tháng 12 năm 2023


MỤC LỤC
DANH SÁCH HÌNH.........................................................................................................i
DANH SÁCH BẢNG.......................................................................................................ii
CHỮ VIẾT TẮT.............................................................................................................iii
MỞ ĐẦU........................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT GIẤY........................2
1.1. Tổng quan về ngành công nghiệp giấy - bột giấy................................................2
1.1.1. Nguyên liệu sản xuất giấy..............................................................................2
1.2 Dây chuyền công nghệ sản xuất giấy.....................................................................3
1.2.1 Sản xuất bột giấy.............................................................................................3
1.2.2. Sản xuất bột giấy từ bột giấy (xeo giấy)........................................................3
1.3. Thành phần nước thải từ quá trình sản xuất giấy..............................................6
II. TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ................................................10
2.1 Giới thiệu các phương pháp xử lý nước thải trong ngành công nghiệp giấy...10
2.2. Phương pháp xử lý cơ học giai đoạn tiền xử lý.............................................11
2.3. Phương pháp xử lý hóa – lý................................................................................11
2.4. Phương pháp xử lý thứ cấp bậc hai xử dụng công nghệ sinh hoc....................13
2.4.1. Cơ sở sinh học trong quá trình làm sạch nước thải...................................14
2.4.2. Hoạt động sống của vi sinh vật trong nước thải:........................................17
2.4.3. Các quá trình phân hủy hợp chất hữu cơ trong nước thải........................20
2.4.4. Các bể anoxic và aerotank trong công nghệ xử lý nước thải ngành sản

xuất giấy.................................................................................................................. 30
CHƯƠNG III. CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY...................33
3.1 Công nghệ xử lý nước thải sản xuất giấy............................................................33
3.1.1. Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải nhà máy giấy...........................33
3.1.2. Thuyết minh sơ đồ công nghệ nhà máy sản xuất giấy...............................33
3.2. Xử lý nước thải nhà máy giấy theo qui trình các công đoạn sản xuất.............35
3.2.1. Xử lý nước thải của công đoạn sản xuất bột giấy.......................................35
3.2.2. Xử lý nước thải của nhà máy sản xuất giấy và các tông............................36
CHƯƠNG IV. GIỚI THIỆU MỘT SỐ QUY TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI GIẤY
TẠI CÁC NHÀ MÁY TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM..........................................38
4.1. Giới thiệu hai quy trình xử lý nước thải giấy ở Hà Lan.......................................38


4.1.1. Xử lý nước thải ở công ty giấy Roemond (Hình 4.1.1).......................................38
4.2. Giới thiệu cơng nghệ trạm xử lý nước thải nhà máy giấy Giao Long, Bến Tre..40
KẾT LUẬN..................................................................................................................... 42
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................43


DANH SÁCH HÌNH
Hình 1.1. Ngun liệu sản xuất giấy (Cơng Ty TNHH xưởng Giấy Chánh Dương)........ 2
Hình 1.2. Sơ đồ công nghệ sản xuất giấy và các nguồn nước thải (Cơng Ty TNHH xưởng
Giấy Chánh Dương) ...........................................................................................................4
Hình 1.3. Sơ đồ hệ thống tuần hồn nước trong q trình xeo giấy (Nguồn sách Xử lý
nước thải bằng công nghệ sinh học). ................................................................................8
Hình.2.1. Sơ đồ chuyển hóa các bẩn hữu cơ khi oxy hóa sinh hóa nước thải. ..................9
Hình 2.2. Sơ đồ của các quá trình trao đổi chất tham gia vào sinh trưởng........................9
Hình 2.3. Chuyển hóa các hợp chất nitơ trong xử lý sinh học.........................................25
Hình 2.4. Phân hủy các chất hữu cơ trong điều kiện kỵ khí. 29.......................................26
Hình 2.5. Bể Aerotank. ..................................................................................................32

Hình 3.1. Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải giấy (Cơng Ty TNHH Xưởng Giấy Chánh
Dương). ........................................................................................................................... 36
Hình 3.2. Sơ đồ tổng quát xử lý nước thải bột giấy. ........................................................37
Hình 3.3. Sơ đồ xử lý nước thải bột giấy báo với TMP ...................................................37
Hình 3.4. Sơ đồ xử lý nước thải của nhà máy giấy cũ .....................................................37
Hình 3.5. Sơ đồ xử lý hố lý nước thải cơng nghiệp giấy ...............................................38
Hình 3.6. Các sơ đồ khả năng xử lý sinh học nước thải cơng nghiệp giấy ......................39
Hình 4.1. Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải của công ty Roemond Hà Lan........................ 40

DANH SÁCH BẢNG
Bảng 1.1. Ơ nhiễm trong dịng thải nước tẩy bột giấy bằng Clo ....................................7


BÁO CÁO: XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY

Bảng 1.2. Công nghệ sản xuất và tải lượng nước thải của một số cơng ty giấy ở Việt
Nam.................................................................................................................................... 8
Bảng 1.3. Tính chất nước thải Công Ty TNHH Xưởng Giấy Chánh Dương - KCN. Mỹ
Phước, P. Mỹ Phước, TX. Bến Cát, Bình Dương............................................................... 9
Bảng 1.4. Tính chất nước thải Cơng Ty TNHH Giấy Kraft Vina - Khu Mỹ Phước
3, TX. Bến Cát, Bình Dương............................................................................................. 9
Bảng 2.1. Giá trị BOD tồn phần và COD của một số chất (mg O2/mg chất). .............. 10
Bảng.2.3. Vi sinh vật axit hữu cơ.................................................................................. 23
Bảng 2.4. Vi khuẩn sinh metan...................................................................................... 28
Bảng.2.5. Vi sinh vật axit hữu cơ.................................................................................. 29
Bảng.2.6. Các phản ứng sinh metan ..............................................................................30
Bảng 2.7. Sự phân hủy sinh học các thành phần hữu cơ trong nước thải....................... 35
Bảng 4.1.Đặc điểm nước thải của 3 nhà máy giấy ở khu EERBECK B.V (Hà Lan)......41
Hình 4.2. Hiệu quả xử lý của các bể kỵ khí. ...............................................................41

GVHD: ĐỒN THỊ TUYẾT LÊ

NHÓM 3

ii


BÁO CÁO: XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY

CHỮ VIẾT TẮT
TSS
BOD
COD
QCVN
N
P
BTNMT
O

Tổng chất rắn lơ lửng
Nhu cầu oxy hóa sinh học
Nhu cầu oxy hóa hóa học
Quy chuẩn Việt Nam
Ni tơ
Phốt pho
Bộ tài nguyển mơi trường
Oxi

GVHD: ĐỒN THỊ TUYẾT LÊ

NHĨM 3

iii


BÁO CÁO: XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY

MỞ ĐẦU
Hiện nay, nước ta cùng với sự đơ thị hố nhanh và phát triển công nghiệp, các vấn đề
môi trường như rác thải, nhất là tình trạng ơ nhiễm nước ngày càng trở nên trầm trọng,
ảnh hưởng tới sức khoẻ người dân, tính hiệu quả trong cạnh tranh kinh doanh, sản xuất.
Nước thải từ nhiều nguồn khác nhau: Nước thải sinh hoạt; nước thải từ các nhà máy
công nghiệp (nhà máy giấy, nhà máy dệt, nhà máy hoá chất, nhà máy khai thác quặng,
than, nhà máy đường, nhà máy bia rượu…); nhà máy chế biến thực phẩm (chế biến thuỷ
sản, lò giết mỏ, đông lạnh, đồ hộp xuất khẩu, hoa quả…).
Hậu quả chung của tình trạng ơ nhiễm nước là tỷ lệ người mắc các bệnh cấp và mạn
tính liên quan đến ô nhiễm nước như viêm màng kết, tiêu chảy, ung thư… ngày càng
tăng. Người dân sống quanh khu vực ô nhiễm ngày các mắc nhiều loại bệnh lạ. Nguồn
nước ô nhiễm gây tổn thất lớn cho các ngành sản xuất kinh doanh, các hộ nuôi trồng thuỷ
sản.
Trong nước thải cơng nghiệp, ngồi hàm lượng cao các hợp chất hữu cơ như protein,
các dạng carbohydrate, dầu mỡ (từ ngành công nghiệp chế biến thực phẩm),
hemicellulose, lignin (công nghiệp sản xuất giấy) cịn có các hợp chất hố học khó phân
huỷ như các hợp chất vịng thơm có N, các akyl benzensulfonate (công nghiệp sản xuất
bột giặt), các loại dung môi, các kim loại nặng như Pb, Hg, As…
Nước thải công nghiệp so với nước thải sinh hoạt có các chỉ số BOD (nhu cầu oxy sinh
hoá) và COD (nhu cầu oxy hố học) cao hơn rất nhiều. Nước thải cơng nghiệp có độ ơ
nhiễm cao hơn nước thải sinh hoạt. Theo Luật bảo vệ môi trường, mỗi nhà máy, mỗi xí
nghiệp phải có cơng trình xử lý nước thải trước khi xả ra hệ thống thoát nước chung
nhưng chưa thực hiện nghiêm túc nên dẫn tới ô nhiễm hệ thống nước mặt, nước ngầm, ô

nhiễm môi trường sinh thái khá trầm trọng ở nhiều nơi trên đất nước ta.
Ngành sản xuất giấy là một trong những ngành sử dụng tài nguyên lớn nhất trên toàn
thế giới. Trong những năm gần đây, ngành công nghiệp sản xuất giấy Việt Nam đã có
những bước tiến vượt bậc, trở thành ngành cơng nghiệp hỗ trợ cho nhiều ngành then chốt
khác Theo Hiệp hội Giấy và Bột giấy Việt Nam, trong 2 tháng đầu năm 2020 sản xuất
giấy đạt 687.570 tấn, tăng gần 12% so với cùng kỳ 2019.
Việc tìm hiểu cơng nghệ và phương pháp xử lý nước thải giấy là một đề tài vô cùng
cần thiết nhằm tăng hiệu quả kinh doanh, đảm bảo yếu tố an tồn mơi trường để gióng lên
hồi chuông cảnh tỉnh mọi người cảnh giác với biến đổi xấu của môi trường và chú ý hơn
đến môi trường sinh thái trong khi nước ta đang hướng tới phát triển bền vững, đặc biệt
với ngành sản xuất giấy.

GVHD: ĐỒN THỊ TUYẾT LÊ

NHĨM 3

1


BÁO CÁO: XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT GIẤY
1.1. Tổng quan về ngành công nghiệp giấy - bột giấy
1.1.1. Nguyên liệu sản xuất giấy
Nguồn nguyên liệu để sản xuất giấy chủ yếu là gỗ và giấy tái chế. Cụ thể như sau:
- Gỗ: Gỗ sẽ được tách vỏ, phần vỏ này sẽ được tận dụng để làm nguyên liệu và chất
đốt cho các khâu sau, còn phần lõi sau khi được tách ra riêng sẽ được cắt và nghiền nhỏ
thành dăm bào, tẩy rửa vệ sinh, trộn với nước và phụ chất đủ tạo thành một hỗn hợp
nguyên liệu.
- Giấy tái chế: Là những loại giấy đã qua sử dụng, được tập trung về nhà

máy để nghiền nhỏ thành bột, loại bỏ mực in và chất kết dính, tẩy rửa vệ sinh, trộn với
nước và phụ chất đủ tạo thành một hỗn hợp nguyên liệu. Thực tế thì trước gỗ, sợi bơng
lại là ngun liệu chính để sản xuất giấy. Tuy nhiên do nhu cầu về giấy tăng cao thậm chí
gây ra tình trạng “khủng hoảng nguyên liệu giấy” trong khi sợi bơng sản xuất được lại có
hạn. Vì vậy mà người ta đã nghiên cứu và tìm ra gỗ để thay thế cho sợi bông để làm
nguyên liệu sản xuất giấy.
- Đồng thời, khi tìm ra gỗ thì con người cũng tìm ra sợi cellulose, là một loại chất
có trong gỗ và rơm rạ, cũng là nguyên liệu giúp sản xuất ra giấy. Tuy nhiên, với từng loại
gỗ thì chất lượng giấy làm ra cũng khác nhau, những loại gỗ dưới đây thường được dùng
để làm giấy chất lượng cao:Vân Sam, Linh Sam, Thơng, Thơng rụng lá, Sồi, Dương,
Cáng Lị (Cây bulơ), Bạch Đàn.

Hình 1.1. Ngun liệu sản xuất giấy (Cơng Ty TNHH Xưởng Giấy Chánh Dương).
Tùy theo mục đích sử dụng mà sản phẩm giấy cũng rất đa dạng, phong phú như giấy in
báo, giấy in, giấy viết, giấy vệ sinh, khăn giấy, giấy bao bì,… Và theo đó mức độ ô
nhiễm của nước thải cũng rất phức tạp. Đặc trưng của nước thải sản xuất giấy và bột giấy
là TSS cao, nồng độ ơ nhiễm cao, khó xử lý và phát sinh mùi hơi.
GVHD: ĐỒN THỊ TUYẾT LÊ

NHĨM 3

2


BÁO CÁO: XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY

1.2 Dây chuyền công nghệ sản xuất giấy
1.2.1 Sản xuất bột giấy
Công nghệ sản xuất bao gồm hai giai đoạn chính là sản xuất bột giấy và xeo giấy.
Sản xuất bột giấy là q trình gia cơng xử lý ngun liệu để tách các thành phần không

phải xenlulozơ sao cho thu được bột giấy có hàm lượng xenlulozơ càng cao càng tốt.
Những loại cây dùng làm giấy cần phải có hàm lượng xenlulozơ cao hơn 35%. Các thành
phần khác như hemixenlulozơ, lignin… cần phải thấp để giảm hoá chất dùng cho nấu,
tẩy.
Lignin là chất có độ trùng hợp cao ở dạng vơ định hình, thành phần chủ yếu là các đơn
vị phenylpropan nối kết với nhau thành khối không gian 3 chiều. Lignin dễ bị oxy hố,
hồ tan trong kiềm, trong dung dịch muối sulfit hay muối axit H2SO4 như Ca(HSO3) khi
đun nóng.
Hemixenlulozơ là hidratcacbon được tổng hợp từ các đơn vị thành phần là đường
hexozơ và pentozơ. Hemixenlulozơ không tan trong nước nhưng tan trong dung môi hữu
cơ và bị thuỷ phân trong dung dịch kiềm hay axit loãng khi đun sôi.
Các chất chiết của các tổ chức thực vật như axit béo, nhựa, chất thơm, alcol…hầu hết
tan trong dung môi hữu cơ.
Các phương pháp sản xuất bột giấy gồm có cơ học, nhiệt học, hoá học. Trong thực tế
sản xuất thường áp dụng kết hợp các phương pháp này. Trong các phương pháp đều dùng
hoá chất để nấu nhằm tách lignin và các tạp chất khác ra khỏi xenlulozơ. Sulfat và sulfit
là hai hoá chất được dùng để nấu phổ biến trong quá trình sản xuất bột giấy. Hiện nay
trên thế giới 75% công nghệ sản xuất bột giấy là cơng nghệ sulfat và sulfit. Hai loại cơng
nghệ này có thể áp dụng nấu nhiều loại nguyên liệu như gỗ, tre, nứa có khả năng thu hồi
hố chất bằng phương pháp cơ đặc – đốt – xút hố, dịch đen được tái sinh, sử dụng lại
như dung dịch kiềm cho cơng đoạn nấu.
Dung dịch nước thải của q trình nấu được gọi là dịch đen, bao gồm các hợp chất
chứa natri, chủ yếu là natri sulfat Na2SO4, ngồi ra cịn có NaOH, Na2S, Na2CO3 và lignin
cùng các sản phẩm thuỷ phân hidratcacbon và axit hữu cơ. Trong trường hợp dùng công
nghệ sulfit để nấu ta được dịch đen là kiềm sulfit. Dịch kiềm sulfit được xử lý làm nguồn
dinh dưỡng nuôi cấy nấm men để lên man rượu hoặc nấm men làm thức ăn chăn nuôi.
1.2.2. Sản xuất bột giấy từ bột giấy (xeo giấy)
Khi bột giấy đã tẩy trắng được đưa tiếp sang quy trình làm giấy ở trong cùng một nhà
máy hoặc có thể làm ở nhà máy khác. Quy trình này là tạo hình sản phẩm trên lưới và
thoát nước để giảm độ ẩm của giấy. Nguyên liệu của quá trình này là bột giấy, giấy cũ,

giẻ rách.
Công nghệ sản xuất bột giấy và giấy là một trong những q trình cơng nghệ sử dụng
nước nhiều nhất. Tuỳ thuộc vào trình dộ cơng nghệ và u cầu chất lượng sản phẩm, sản
xuất 1 tấn giấy cần tới 200 – 500m3 nước. Nước được dùng cho rửa nguyên liệu, nấu, tẩy,
GVHD: ĐỒN THỊ TUYẾT LÊ

NHĨM 3

3


BÁO CÁO: XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY

xeo giấy và dùng cho nồi hơi. Hầu như tất cả nước sử dụng trong nhà máy giấy là nước
thải nếu như nhà máy khơng có hệ thống xử lý tuần hồn nước và hoá chất.
Nước thải mang theo các hợp chất, hố chất, bột giấy, các chất ơ nhiễm dạng hữu cơ
và vô cơ.


Sơ đồ công nghệ sản xuất giấy:
Nguyên liệu (gỗ, nứa, tre...)
Nước rửa

Nước thải chứa
tạp chất

Gia công nguyên liệu thơ

Hóa chất nấu
hơi nước

Nước rửa
ửa
Hóa chất tẩy (Clo)
)
ửa

Nấu ngun liệu

ửa
ặc Nước ngưng
Nước thải chứa tẩy, độ
ửaCOD cao
màu, BOD5,
ửa
Nước thải có chứa SS,
BOD5,)COD cao
ửa

Rửa
Tẩy trắng

Ghiền bột
Hóa chất tẩy (Clo)
)
Phèn, dầu, nước,ửa
hơi nước
)
ửa Hơi nước
)
ửa

Dịch đen

Nước ngưng
ửa
Cơ đặc, đốt, xút

Nước thải có chứa SS,
)
BOD5, COD cao
ửa

Xeo giấy
Sấy

Nước ngưng

Sản phẩm

)
ửa

)
ửa

Hình 1.2. Sơ đồ công
nghệ sản xuất giấy và các
nguồn nước thải (Công Ty TNHH xưởng Giấy Chánh Dương).


Thuyết minh công nghệ sản xuất giấy:

Để có được những trang giấy trắng tinh phục vụ cho các cơng việc hàng ngày thì quy
trình sản xuất là khâu quan trọng nhất. Mỗi loại giấy được sản xuất đều phải tn theo
quy trình dưới đây.

GVHD: ĐỒN THỊ TUYẾT LÊ

NHÓM 3

4


BÁO CÁO: XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY

(1) Gia cơng ngun liệu: Rửa sạch ngun liệu (sử dụng dịng nước có áp lực cao),
loại bỏ tạp chất, cắt nhỏ. Dòng thải rửa nguyên liệu chứa các chất hữu cơ hòa tan, đất đá,
sỏi cát, thuốc bảo vệ thực vật, vỏ cây....
Nguyên liệu là tre, nứa được đưa vào băng tải thứ nhất dẫn đến máy chặt. Tại đây các
nguyên liệu này được chặt nhỏ thành các mảnh có kích thước 35mm, sau đó đưa qua hệ
thống sàng và hệ thống rửa bằng nước.
Nguyên liệu là gỗ đó đưa đến băng tải thứ 2 đến bộ phận bóc vỏ. Sau khi gỗ được tách
ra, gỗ được chặt thành các mảnh có kích thước 8 – 10cm, rộng 22 – 25cm, dày 2 – 5mm.
Các mảnh cũng được đưa qua bộ phận sàng rồi hệ thống rửa bằng nước.
Nguyên liệu sau khi được chặt và rửa được đưa vào nấu.
(2) Nấu nguyên liệu: Mảnh được đưa vào nấu, sau khi nạp nguyên liệu và các mảnh
gỗ tre, nứa, bơm dịch trắng vào. Dịch trắng chứa NaOH và Na2S.
- Nhằm tách lingin và các hemixelulozo ra khỏi các nguyên liệu ban đầu. Trong q
trình này ta cho các hóa chất kiềm hịa tan vào để thủy phân lignin và hemixelulozo như:
dung dịch sunlfit hay axit lỗng đun sơi...

(3) Rửa bột: Nhằm mục đích tách bột xenlulozo ra khỏi dung dịch nấu (dịch đen),
nước rửa thưởng sử dụng là nước sạch.
- Dòng thải từ quá trình nấu và rửa sau nấu thường chứa phần lớn chất hữu cơ hịa tan,
các hóa chất nấu và một phần xơ sợi; dịng thải có màu tối nên gọi là dịch đen. Dịng thải
này sau đó sẽ được tái sinh để thu hồi bột giấy.
(4) Tẩy trắng: Q trình này nhằm mục đích tách lignin và một số thành phần tồn dư
trong bột giấy. Để khử lignin người ta dùng các chất oxy hóa như clo, hyppoclorit, ozon...
Theo truyền thống, quá trình tẩy trắng gồm ba giai đoạn chính:
-

Giai đoạn Clo hóa: Clo hóa năng lượng lignin cịn sót lại trong bột giấy.

- Giai đoạn thủy phân kiềm: Sản phẩm lignin hịa tan trong kiềm nóng được tách ra
khỏi bột giấy.
-

Giai đoạn tẩy oxy hóa: Thay đổi cấu trúc mang màu cịn sót lại trong bột giấy.

- Dịng thải từ q trình tẩy trắng này thường chứa chứa các hợp chất hữu cơ, lignin
hòa tan và hợp chất tạo thành của những chất đó với chất tẩy dạng độc hại, có khả năng
tích tụ sinh học trong cơ thể sống như các hợp chất Clo hữu cơ, Dịng thải này có độ màu,
giá trị BOD và COD cao.
(5) Ghiền bột: Q trình này nhằm mục đích là làm cho các xơ sợi được hydrat hóa và
trở nên dẻo dai, tăng bề mặt hoạt tính, giải phóng gốc hydroxit làm tăng diện tích bề mặt,
tăng độ mềm mại, hình thành độ bền của tờ giấy.
(6) Xeo giấy: Xeo giấy là quá trình tạo hình sản phẩm trên lưới và thoát nước để giảm
độ ẩm của giấy. Sau khi bột được ghiền sẽ được trộn với chất độn và chất phụ gia trước
khi đến giai đoạn xeo giấy. Tùy theo chất lượng mong muốn mà ta có thể thêm các chất
phụ gia sau:
GVHD: ĐỒN THỊ TUYẾT LÊ

NHĨM 3

5


BÁO CÁO: XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY

-

Các chất vô cơ: Cao lanh, CaCO3, oxit titan...

-

Các chất hữu cơ: Tinh bột biến tính, axit lactic

-

Các chất màu: Nhơm sunfat (tác nhân khử mực)

- Dịng thải này từ q trình nghiền bột và xeo giấy chủ yếu chưa chất xơ sợi mịn,
giấy ở dạng lơ lửng và các phụ gia như nhựa thông, phẩm màu, cao lanh.
(7) Sấy: Giấy sau khi xeo sẽ được sấy khơ để có được sản phẩm khơ.
Thu hồi hóa chất: Để đạt được hiệu quả kinh tế cao, đối với quy trình cơng nghệ sản
xuất bột bằng giấy phương pháp hóa học cần có bộ phận phụ để thu hồi hóa chất như 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 > 500 0C với mục đích cho các chất hữu cơ
chất hồn tồn tạo thành CO2 và H20, cịn thành phần vơ cơ của kiềm dịch đen sẽ tạo tro
hoặc cạn nóng chảy gọi là kiềm đỏ.
- Xút hóa kiềm đỏ bằng dung dịch kiềm lỗng và sữa vơi Ca(OH) 2 . Sau đó tách bùn
vơi và dung dịch trắng gồm NaOH, Na2S, NA2SO4, NaCO3 được thu hồi và tuần hoàn trở
lại sử dụng cho công đoạn nấu.
1.3. Thành phần nước thải từ quá trình sản xuất giấy
Các nguồn nước thải của nhà máy giấy bao gồm:
-

Nước rửa nguyên liệu có các chất hữu cơ, đất đá, sỏi cát, thuốc bảo vệ thực vật, vỏ cây.

- Nước thải từ công đoạn nấu và rửa sau nấu có nhiều chất hịa tan, có nhiều chất
nấu và một phần xơ sợi. Nước thải có màu đen tối thường gọi là dịch đen. Dịch có 2535% chất khô, tỉ lệ giữa chất hữu cơ và vô cơ là 70:30.
- Thành phần hữu cơ trong dịch đen chủ yếu là lignin hòa tan trong kiềm (30-35%
theo chất khơ), ngồi ra là sản phẩm phân hủy hidratcacbon và các axit hữu cơ. Thành
phần vô cơ gồm những hóa chất đưa vào nấu, một phần nhỏ là xút, Na 2S, Na2SO4,
Na2CO3còn phần nhiều là kiềm sulfat liên kết với các chất hữu cơ trong kiềm. Ở các nhà
máy lớn có hệ thống thu hồi hóa chất. Ở các nhà máy nhỏ các hóa chất dùng khi nấu
được đưa ra cùng với nước thải.
a. Nước thải từ quá trình nấu và rửa sau khi nấu

- Nước thải từ quá trình nấu và rửa sau khi nấu chứa phần lớn các chất hữu cơ hịa
tan, hóa chất nấu và một phần xơ sợi. Nước thải từ q trình này có màu đen nên thường
được gọi là dịch đen.
-

Dịch đen gồm 70% thành phần hữu cơ và 30% thành phần vô cơ.

- Thành phần hữu cơ là lignin hòa tan vào dịch kiềm, sản phẩm phân hủy

hydratcacbon, axit hữu cơ.
- Thành phần vơ 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.
GVHD: ĐỒN THỊ TUYẾT LÊ

NHĨM 3

6


BÁO CÁO: XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY

- b. Nước thải từ cơng đoạn tẩy trắng
- Dịng thải từ quá trình tẩy trắng này thường chứa chứa các hợp chất hữu cơ, lignin
hòa tan và hợp chất tạo thành của những chất đó với chất tẩy dạng độc hại, có khả năng
tích tụ sinh học trong cơ thể sống như các hợp chất Clo hữu cơ, Dòng thải này có độ màu,
giá trị BOD5 và COD cao.
Bảng 1.1. Ơ nhiễm trong dòng thải nước tẩy bột giấy bằng Clo
Phương pháp sản
xuất bột giấy

Nguyên liệu đầu
vào

Thông số ô nhiễm (kg/tấn bột giấy
BOD

COD

Soda

Rơm

16

60

Sulfat

Tre, nứa

17

90

Sulfit

Gỗ mềm

15

60

Sulfat

Gỗ cứng

16

60

(Nguồn sách Xử lý nước thải bằng cơng nghệ sinh học).
c. Nước thải từ q trình nghiền bột và xeo giấy (AOX)
 Nước thải từ quá trình này chủ yếu chứa xơ sợi mịn, bột giấy ở dạng lơ lửng và
các chất phụ gia như nhựa thơng, phẩm màu, cao lanh…
 Dịng nước thải này chứa hỗn hợp các chất hữu cơ đặc trưng qua tải lượng AOX từ
4 đến 10kg/tấn bột. Dòng này chứa nhiều chất độc hại và khó phân hủy sinh học. Tẩy bột
giấy theo phương pháp sulfat từ gỗ cứng bằng oxy thì tải lượng COD giảm cịn 35kg/l và
AOX là 0,7kg/tấn bột.
 Hàm lượng các chất ô nhiễm trong nước ngưng khi nấu gỗ bạch đàn và bạch
dương bằng bisulfit – Mg có tỉ số BOD 5: COD là 0,47 và 0,43. Tỷ số này cho ta thấy
nước thải (nước ngưng) ở đây có thể xử lý bằng phương pháp sinh học.
 Nước thải trong công đoạn xeo giấy chứa chủ yếu là bột giấy và các chất phụ gia.
Nước thải từ nhà máy xeo giây như tách nước và ép giấy. Nước ở bộ phận này được tuần
hoàn dừng lại nhiều lần, có thể dùng cho bộ phận tạo hình giấy hoặc dùng cho bộ phận
chuẩn bị nguyên liệu cho máy xeo hoặc có thể dùng gián tiếp qua bể lắng để thu hồi giấy
và xơ sợi.
Ở Việt Nam sản xuất được 1 tấn giấy dùng tới 200 – 600m 3 nước. Chỉ có cơng ty giấy
Bãi Bằng có hệ thống thu hồi kiềm, các công ty khác đều không có tuần hồn sử dụng
nước trong q trình cơng nghệ.

GVHD: ĐỒN THỊ TUYẾT LÊ

NHĨM 3

7


BÁO CÁO: XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY

Nước cấp

Bột giấy
Chất
độn

Chuẩn bị
nguyên liệu vào
máy sấy

Xeo giấy
Tạo
hình

Khử
nước

Giấy

Ép
P

Sấy
Nước ngưng

Nước thải
Lắng thu hồi bột, sợi

Hình 1.3. Sơ đồ hệ thống tuần hồn nước trong quá trình xeo giấy ((Nguồn sách Xử lý
nước thải bằng công nghệ sinh học).

Bảng 1.2. Công nghệ sản xuất và tải lượng nước thải của một số công ty giấy ở Việt Nam
Cơ
sở

Cơng nghệ sản xuất

Tải lượng
nước thải
m3/tấn/ngày

Đặc tính nước thải (mg/l)
BOD5

COD

TSS

400 – 500

85

500

63

1

Sulfat có thu hồi kiềm

2

Hóa nhiệt (CTMP) không
thu hồi kiềm

200

80 – 160

400 – 800

150 – 200

3

Xút thu hồi kiềm

500

650

1050

172

4

Xút không thu hồi kiềm

500 – 600

125

253

150

(Nguồn sách Xử lý nước thải bằng công nghệ sinh học).
CTMP: Phương pháp hóa nhiệt cơ.
d. Nước thải từ q trình rửa thiết bị, rửa sàn, nước chảy tràn
 Nước thải từ q trình này có thêm hàm lượng các chất lơ lửng và các chất rơi vãi
có thể loại bỏ qua lọc rác hoặc lắng.
e. Nước thải sinh hoạt
 Nước thải sinh hoạt thường không được quan tâm nhưng vẫn xả thẳng vào hệ
thống thốt nước sau bể tự hoại.

GVHD: ĐỒN THỊ TUYẾT LÊ

NHÓM 3

8


BÁO CÁO: XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY

Trong nước thải của sản xuất giấy và bột giấy có hàm lượng các hợp chất
cacbonhydrat cao, là những chất dễ phân hủy sinh học nhưng lại thiếu nitơ và phospho là
những chất dinh dưỡng cần thiết cho vi sinh vật phát triển. Do đó trong q trình xử lý
nước thải bằng phương pháp sinh học cần bổ sung các chất dinh dưỡng, đảm bảo tỉ lệ cho
q trình hiếu khí BOD5 : N : P = 100:5:1 và quá trình yếm khí BOD5 : N : P = 100:3:0,5.
Đặc tính nước thải nghành giấy thường có tỉ lệ BOD5:COD ≤ 0,55 và hàm lượng COD

cao (COD > 1000 mg/l) nên trong xử lý thường kết hợp giữa phương pháp yếm khí và
hiếu khí.
Bảng 1.3. Tính chất nước thải Cơng Ty TNHH Xưởng Giấy Chánh Dương - KCN. Mỹ
Phước, P. Mỹ Phước, TX. Bến Cát, Bình Dương.
STT

Chỉ tiêu

Đơn vị

Giá trị

1

COD

mg/l

5000

2

BOD

mg/l

3000

3

TSS

mg/l

3000

4

Nito

mg/l

9

5

Photpho

mg/l

2

6

pH

-

5

(Nguồn: Trung tâm Mơi trường & Sinh thái Ứng dụng, 2022)
Bảng 1.4. Tính chất nước thải Công Ty TNHH Giấy Kraft Vina - Khu Mỹ Phước 3,
TX.. Bến Cát, Bình Dương.
STT

Chỉ tiêu

Đơn vị

Giá trị

1

COD

mg/l

500

2

BOD

mg/l

300

3

TSS

mg/l

450

4

Nito

mg/l

1.0

5

Photpho

mg/l

0.07

(Nguồn: Trung tâm Môi trường & Sinh thái Ứng dụng, 2022)

GVHD: ĐỒN THỊ TUYẾT LÊ

NHĨM 3

9

BÁO CÁO: XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY

II. TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ
2.1 Giới thiệu các phương pháp xử lý nước thải trong ngành công nghiệp giấy
Nước thải từng ngành công nghiệp (trái cây, rỉ rác, chế biến thủy sản, giấy, bao bì,
nước thải sinh hoạt…) có các cách xử lý khác nhau và mỗi một mảng lại là một đề tài
chuyên ngành sâu với các cấp độ khác nhau. Việc lựa chọn phương pháp, công nghệ xử
lý nước thải sẽ tùy thuộc vào một số yếu tố như sau:
- Loại nước thải (nước thải sinh hoạt, nước thải sản xuất, nước thải y tế, nước thải
ngành chăn nuôi…);
-

Đặc trưng và thành phần ô nhiễm trong nước thải;

Tiêu chuẩn nước thải đầu ra (QCVN 12-MT:2015/BTNMT (Giá trị cột C)) Quy
chuẩn kỹ thuật Quốc gia về nước thải cơng nghiệp giấy và bột giấy.
-

Mục đích nước sau khi xử lý (không tái sử dụng).

Mỗi phương pháp đều có ưu, nhược điểm riêng, tùy điều kiện cụ thể mà các chuyên
gia môi trường sẽ tư vấn những phương pháp phù hợp nhất.
Do đặc thù của công nghệ, nước thải của cơng nghiệp sản xuất giấy có lẫn nhiều xơ sợi
xenlulozơ, nhiều chất rắn lơ lửng dạng bột, nhiều chất hữu cơ hịa tan ở dạng khó và dễ
phân hủy sinh học, các hóa chất dùng để tẩy và hợp chất hữu cơ của chúng.
Các phương pháp xử lý nước thải trong ngành công nghiệp giấy bao gồm:
-

Phương pháp cơ học;

-

Phương pháp hóa-lý;

-

Phương pháp sinh học.

Nước thải đầu vào qua hệ tiền xử lý cơ học: Song chắn rác, hầm bơm, sàn nghiêng,
bể lắng sơ bộ, bể điều hòa.
Trọng tâm của các phương pháp xử lý nước thải ngành cơng nghiệp giấy là q
trình sinh học: Xử lý lý kỵ khí kết hợp hiếu khí cùng với các quá trình xử lý hóa lý:
Trung hịa, keo tụ - tạo bơng, tuyển nổi khí hóa tan DAF và khử trùng để loại bỏ tối đa
các chất ô nhiễm đảm bảo chất lượng nước sau xử lý đạt QCVN12-MT:2015/BTNMT
Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về nước thải công nghiệp giấy và bột giấy.

GVHD: ĐỒN THỊ TUYẾT LÊ

NHĨM 3

10


BÁO CÁO: XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY

Bảng 2.1. Các chỉ tiêu QCVN12-MT:2015/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về
nước thải công nghiệp sản xuất giấy và bột giấy.
(
g
ồ

:

N
u
n

thuvienphapluat.vn)
Cột A Bảng 1 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 1 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 cho tất cả các cơ sở sản xuất giấy và bột giấy.
2.2. Phương pháp xử lý cơ học giai đoạn tiền xử lý
Nước thải đầu vào ngồi các chất ơ nhiễm hịa tan thì cịn các chất ơ nhiễm khơng hịa
tan. Ví dụ: Gạch, sỏi, đá, cát, nilon, rác, cành cây, dầu mỡ…
Phương pháp xử lý cơ học giai đoạn tiền xử lý ngoài việc sử dụng song chắn rác thì
phương pháp lắng sẽ đảm bảo công đoạn sau được xử lý tốt đặc biệt là công đoạn của
phương pháp sinh học sử dụng vi sinh hữu hiệu.
Mục đích chính là loại bỏ rác thô, cặn thô ra khỏi nguồn nước thông qua các biện pháp
cơ học đơn giản. Từ đó, góp phần giảm tải áp lực cho các cơng trình phía sau. Điều này
góp phần quan trọng vào việc nâng cao tuổi thọ của hệ thống xử lý nước thải.
GVHD: ĐOÀN THỊ TUYẾT LÊ

NHÓM 3

11

BÁO CÁO: XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY

Tác dụng chính của phương pháp cơ học là tách, lọc các chất thải vơ cơ, hữu cơ khơng
hồ tan trong nước ra khỏi hệ thống. Đại đa số các chất này đều có kích thước lớn, ví dụ
như lá cây, gỗ, dầu mỡ, giẻ rách…
Loại bỏ các tạp chất có trọng lượng lớn như sỏi, thuỷ tinh, cát ra khỏi nguồn nước.
Điều hoà lưu lượng và nồng độ của nước thải. Từ đó, giúp ổn định tính chất của nước
thải, giúp các quá trình xử lý sau diễn ra hiệu quả hơn.
Góp phần giảm tải áp lực cho các hệ thống, cơng trình lọc phía sau. Từ đó, đảm bảo
tính an tồn, hiệu quả cho cơng tác làm sạch nước thải.
2.3. Phương pháp xử lý hóa – lý
Cơ chế của phương pháp hóa lý mà trung tâm của phương pháp này là keo tụ - tạo
bông và tuyển nổi DAF là quá trình đưa vào nước thải chất phản ứng nào đó, chất này
phản ứng với các tập chất bẩn trong nước thải và có khả năng loại chúng ra khỏi nước
thải dưới dạng cặn lắng hoặc dạng hịa tan khơng độc hại.
Các phượng pháp hóa lý thường sử dụng để khử nước thải là q trình lắng, keo tụ-tạo
bơng, hấp phụ, trích ly, tuyển nổi DAF, ...
Các hạt keo nhỏ lơ lửng trong nước nhờ tác dụng của chất keo tụ mà liên kết với nhau
tạo thành bơng keo có kích thước lớn hơn. Sau đó, người ta có thể tách chúng ra bằng các
phương pháp lắng, lọc hay tuyển nổi. Các chất keo tụ như muối nhôm, sắt hoặc hỗn hợp
của chúng. Tùy vào các tính chất hóa lý, chi phí, nồng độ tạp chất trong nước thải, pH và
các thành phần muối trong nước mà người ta đưa liều lượng và phương pháp phối hợp
phù hợp.
Phương pháp lắng nhằm thu hồi chất rắn dạng bột hoặc xơ sợi, trước hết ở công đoạn
xeo giấy. Cần chọn thời gian lưu nước trong bể lắng được thích hợp, vì dài quá cặn lắng
sẽ bị phân giải kỵ khí.
Để giảm thời gian lưu nước trong bể lắng, người ta dùng loại bể lắng – tuyển nổi có tải
trọng bề mặt từ 5 đến 10m3/m2.h. Nước thải ở đây được thổi khí nén với áp suất 4 đến 6
bar. Hiệu suất lắng sẽ cao hơn, thời gian lắng sẽ ngắn hơn.

 Quá trình keo tụ tạo bơng
Phương pháp oxy hóa hóa học hay còn gọi là phương pháp xử lý xử lý nước thải keo
tụ - tạo bơng bằng hóa chất làm keo lắng các hạt rắn lơ lửng, một phần chất hữu cơ hòa
tan, hợp chất phospho, một số chất độc và khử mầu. Phương pháp này ứng dụng trước
và sau phương pháp sinh học. Chất keo tụ thông thường là phèn sắt, phèn nhôm và vôi.
Dùng chất trợ keo tụ là các chất polyme làm tăng tốc độ lắng. Với phèn sắt cần pH thích
hợp là 5 đến 11, phèn nhôm cần pH từ 5 đến 7 và vôi pH >11.

GVHD: ĐỒN THỊ TUYẾT LÊ

NHĨM 3

12


BÁO CÁO: XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY

Hiện tượng keo tụ là hiện tượng các hạt keo cùng loại có thể hút nhau tạo thành
những tập hợp hạt có kích thước và khối lượng đủ lớn để có thể lắng xuống do trọng lực
trong một thời gian đủ ngắn.
Phương pháp keo tụ để xử lý chất màu dệt nhuộm là phương pháp tách loại chất màu
gây ô nhiễm ra khỏi nước dựa trên hiện tượng keo tụ.
Về nguyên tắc, do có độ phân tán lớn, diện tích bề mặt riêng lớn nên các hạt keo có
xu hướng hút nhau nhờ các lực bề mặt. Song, do các hạt keo cùng loại tích điện cùng
dấu đặc trưng bằng thế zeta (ξ) nên các hạt keo luôn đẩy nhau bởi lực đẩy tĩnh điện,
ngăn chúng hút nhau tạo hạt lớn hơn và lắng xuống. Như vậy thế ξ càng lớn hệ keo
càng bền (khó kết tủa), thế ξ càng nhỏ hạt keo càng dễ bị keo tụ, trong trường hợp lý
tưởng khi ξ bằng 0 thì hạt khơng tích điện và dễ dàng hút nhau bởi lực bề mặt tạo hạt
lớn hơn có thể lắng được. Đó là cơ sở của phương pháp keo tụ.
Để thực hiện keo tụ hệ keo, có thể sử dụng các cách:

Phá tính bền của hệ keo do lực đẩy tĩnh điện bằng cách thu hẹp lớp điện kép tới
thế ξ = 0, điều này được thực hiện khi cho hạt keo hấp phụ đủ điện tích trái dấu để trung
hịa điện tích hạt keo. Điện tích trái dấu này thường là các ion kim loại đa hóa trị trong
các muối vơ cơ (chất keo tụ).
-

Tạo điều kiện để cho hạt keo va chạm với các bơng kết tủa của chính chất keo tụ
nhờ hiện tượng hấp phụ- bám dính (hiệu ứng quét)
-

Dùng những chất cao phân tử - chất trợ keo tụ - để “khâu” (hấp phụ) các hạt keo
nhỏ lại với nhau tạo hạt có kích thước lớn (bơng cặn) dễ lắng.
-

 Các chất keo tụ thường dùng:
Phèn nhơm Al2(SO4)3.nH2O (n=14÷18), muối sắt Fe2(SO4)3.nH2O hoặc
FeCl3.nH2O (n=1÷6) được coi là những chất keo tụ cổ điển, trong đó phèn nhơm là chất
keo tụ phổ biến nhất tại Việt Nam, trong khi đó muối sắt lại là chất keo tụ phổ biến ở
các nước công nghiệp phát triển do khoảng pH keo tụ tối ưu rộng hơn (5 ÷ 9), bơng cặn
nặng, bền hơn và dư lượng sắt trong nước thấp hơn so với dùng phèn nhơm (pH keo tụ
5,5 ÷ 7). Dùng phèn nhơm hoặc muối sắt làm chất keo tụ sẽ xảy ra phản ứng thủy phân
tạo bông cặn hydroxit tham gia hiệu ứng quét và phá tính bền hệ keo:
-

Al2(SO4)3 + 6H2O → 2Al(OH)3↓ + 6H+ + 3SO42Fe2(SO4)3 + 6H2O → 2Fe(OH)3↓ + 6H+ + 3SO42Tuy nhiên do thời gian tạo hydroxit kim loại rất ngắn (cỡ micro giây) nên các ion
kim loại Al3+ và Fe3+ chưa kịp thực hiện chức năng chính là trung hịa điện tích hạt keo.
Polime nhơm (PAC): khi hòa tan PAC tạo các hạt polime Al13 (thực chất là
Al13O4(OH)247+) có điện tích vượt trội (7+) và kích thước lớn gây keo tụ mạnh, bông cặn
lớn và thủy phân chậm nên tăng tác dụng củ a chúng lên các hạt keo cần xử lý.
-

 Các chất trợ keo tụ (hay chất tạo bông) gồm: Chất hiệu chỉnh pH, dung dịch axit
silixic hoạt tính, bột đất sét và polime (PAA- polyacrylamit). Các chất hiệu chỉnh pH có
GVHD: ĐỒN THỊ TUYẾT LÊ

NHÓM 3

13