Nghiên cứu xử lý nước thải công nghiệp giấy bằng phương pháp keo tụ điện hóa tuyển nổi sử dụng điện cực hợp kim nhôm hòa tan (full)

LỜI CAM ĐOAN
Trong quá trình thực hiện bài báo cáo, tôi xin cam đoan những số liệu thu được từ
quá trình thực nghiệm là hoàn toàn chính xác và không sao chép từ bất kì đồ án, công
trình nghiên cứu nào. Các phần trích dẫn nội dung từ các tài liệu tham khảo đã được ghi
rõ trong phần Tài liệu tham khảo cuối báo cáo.
Tôi xin cam đoan những điều trên là sự thật và chịu hoàn toàn trách nhiệm về lời
cam đoan này.

Sinh viên

Hoàng Tuấn Anh




LỜI CM ƠN
Để hoàn thành tốt bài báo cáo này, không chỉ có sự nỗ lực của bản thân, mà còn
có sự hỗ trợ và giúp đỡ của thầy cô, bạn bè và gia đình, trong đó tôi xin gửi lời cảm ơn
chân thành và sâu sắc nhất đến:
ThS. Nguyễn Quang Thái là giảng viên trực tiếp hướng dẫn và T.S Trần Thị Hiền
đã định hướng cho quá trình nghiên cứu, tạo điều kiện thuận lợi và chỉ bảo ân cần để tôi
có thể hoàn thành tốt bài báo cáo này.
Xin gửi lời cảm ơn quý thầy, cô phụ trách phòng thí nghiệm đã nhiệt tình giúp
đỡ và tạo điều kiện cho tôi hoàn thành báo cáo này này.
Cảm ơn quý thầy, cô Trường Đại hc Bà Rịa - Vng Tàu, Khoa Hóa Hc và
Công nghệ Thực Phm đã dạy dỗ và truyện đạt những kiến thức quý báu để giúp tôi
trang bị kiến thức cần thiết trong thời gian tôi hc tập tại trường.

Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn đến bạn bè và gia đình đã là chỗ dựa vững chắc về
mặt tinh thần và vật chất, để tôi có thể hoàn thành bài báo cáo trong suốt thời gian vừa
qua.
Xin ghi lại đây lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất!
Bà Rịa-Vng Tàu, ngày tháng năm 2015
Sinh viên
Hoàng Tuấn Anh



i


MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH v
DANH MỤC BNG vi
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vii
LỜI MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 4
1.1. Tng quan về ngành công nghiệp giấy 4
1.1.1. Lịch sử hình thành & phát triển 4
1.1.2. Nguyên liệu sản xuất giấy 5
1.1.3. Các sản phm giấy 6
1.2. Nước thải công nghiệp giấy 7
1.2.1. Khái niệm nước, nước thải 7
1.2.2. Thành phần và tính chất 8
1.2.3. Tác động của nước thải công nghiệp giấy đến môi trường 10
1.2.4. Chất lignin có trong nước thải 11
1.2.4.1. Giới thiệu chung về lignin 12
1.2.4.2. Các ứng dụng của lignin 14

1.2.4.3. Vấn đề xử lý lignin trong công nghiệp giấy 15
1.3. Chỉ tiêu cơ bản đánh giá nước thải công nghiệp giấy 16
1.3.1. Các chỉ tiêu vật lý 16
1.3.1.1. Độ pH 16
1.3.1.2. Nhiệt độ 17
1.3.1.3. Độ màu 17
1.3.1.4. Độ đục 17
1.3.1.5. Tng hàm lượng các chất rắn (TS) 17
1.3.1.6. Tng hàm lượng các chất lơ lửng (SS) 18
1.3.1.7. Tng hàm lượng các chất hòa tan (DS) 18
1.3.2. Các chỉ tiêu hóa hc 18
1.3.2.1. Độ kiềm toàn phần 18
1.3.2.2. Hàm lượng oxigen hoà tan (DO) 19
1.3.2.3. Nhu cầu oxigen hóa hc (COD) 19

ii


1.3.2.4. Nhu cầu oxigen sinh hóa (BOD) 20
1.3.3. Các chỉ tiêu vi sinh 20
1.3.4. Quy chun kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp giấy 21
1.4. Sơ lược về các phương pháp xử lý nước thải công nghiệp giấy 21
1.4.1. Phương pháp xử lý cơ hc 22
1.4.1.1. Song chắn rác 22
1.4.1.2. Bể điều hòa 23
1.4.1.3. Lắng cát 23
1.4.1.4. Lắng 24
1.4.1.5. Tuyển ni 24
1.4.2. Phương pháp xử lý hóa hc và hóa lý 24
1.4.2.1. Trung hòa 24

1.4.2.2. Keo tụ – tạo bông 26
1.4.3. Phương pháp sinh hc 26
1.4.3.1. Phương pháp sinh hc kỵ khí 27
1.4.3.2. Phương pháp xử lý sinh hc hiếu khí 28
1.4.4. Xử lý bùn cặn thải 29
1.4.4.1. Đặc tính của bùn 29
1.4.4.2. Các phương pháp xử lý 29
1.4.5. Phương pháp tiếp cận giải quyết vấn đề nước thải công nghiệp 30
1.5. Cơ sở hóa lý và phương pháp nghiên cứu 32
1.5.1. Sự hình thành keo trong quá trình hoà tan nhôm anode 34
1.5.2. Đặc tính chung của keo vô cơ 36
1.5.3. Quá trình keo tụ tạo bông của keo nhôm 36
1.5.4. Các dạng hydroxit và phương pháp điều chế 37
1.5.5. Động hc và chuyển khối của quá trình keo tụ 37
1.5.6. Vật liệu điện cực trong kỹ thuật xử lý nước thải 37
1.5.7. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình điện hóa xử lý nước thải 38
1.5.7.1. Ảnh hưởng của pH môi trường điện phân 38
1.5.7.2. Ảnh hưởng của mật độ dòng điện 39
1.5.7.3. Ảnh hưởng của khoảng cách giữa các điện cực 39

iii


1.5.7.4. Ảnh hưởng của thời gian điện phân 39
CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 41
2.1. Thu thập mẫu 41
2.1.1. Địa điểm lấy mẫu 41
2.1.2. Thời gian lấy mẫu 41
2.1.3. Vị trí lấy mẫu 41
2.1.4. Dụng cụ và cách lấy mẫu 41

2.1.4.1. Dụng cụ 41
2.1.4.2. Cách lấy mẫu 41
2.2. Thiết bị, hóa chất và dụng cụ nghiên cứu 42
2.2.1. Các thiết bị và dụng cụ dùng để nghiên cứu 42
2.2.2. Hóa chất. 42
2.3. Vật liệu điện cực và kỹ thuật xử lý ban đầu 42
2.3.1. Điện cực 42
2.3.2. Dung dịch và kỹ thuật xử lý bề mặt điện cực 43
2.4. Xác định thông số đặc trưng chất lượng nước 43
2.4.1. Phân tích COD, độ màu 43
2.4.2. Xác định pH của nước thải 43
2.4.3. Xác định độ hoà tan của điện cực anode 43
2.5. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 44
2.5.1. Sơ đồ nghiên cứu sự keo tụ điện hóa. 44
2.5.2. Trình tự thực nghiệm 44
2.5.2.1. Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất xử lý nước thải 44
2.5.2.2. Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất xử lý nước thải 45
2.5.2.3. Ảnh hưởng khoảng cách điện cực đến hiệu suất xử lý nước thải 45
2.5.2.4. Ảnh hưởng của NaCl đến quá trình xử lý nước thải. 46
2.5.2.5. Ảnh hưởng của thời gian đến nhiệt độ và hiệu quả xử lý độ màu 46
CHƯƠNG 3: KẾT QU VÀ THO LUẬN 47
3.1. Kết quả hàm lượng các chỉ tiêu môi trường tại vị trí lấy mẫu 47

iv


3.2. Kết quả ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất xử lý nước thải 47
3.3. Kết quả ảnh hưởng của pH đến hiệu suất xử lý nước thải 49
3.4. Kết quả ảnh hưởng khoảng cách điện cực đến hiệu suất xử lý nước thải 50
3.5. Kết quả ảnh hưởng của NaCl đến quá trình xử lý nước thải. 52

3.6. Kết quả ảnh hưởng của thời gian đến nhiệt độ và hiệu quả xử lý độ màu 54
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 56
TÀI LIỆU THAM KHO 57
PHỤ LỤC 60




v


DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Các nguyên liệu để sản xuất giấy hiện nay 5
Hình 1.2: Các sản phm giấy ph biến hiện nay 6
Hình 1.3: Nước thải tại nhà máy Giấy 9
Hình 1.4: Các đơn vị cơ bản của lignin. 12
Hình 1.5: Cấu tạo phân tử lignin 13
Hình 2.1: Mẫu nước thải nhà máy giấy 41
Hình 2.2: Sơ đồ nguyên tắc hệ thống điện phân xử lý nước thải 44
Hình 3.1: Biểu đồ ảnh hưởng thời gian đến hiệu suất của xử lý nước thải. 48
Hình 3.2: Biểu đồ ảnh hưởng của pH đến hiệu suất xử lý nước thải. 49
Hình 3.3: Biểu đồ ảnh hưởng của khoảng cách điên cực đến hiệu suất xử lý nước thải
51
Hình 3.4: Biểu đồ ảnh hưởng của NaCl đến hiệu suất xử lý nước thải. 53
Hình 3.5: Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của thời gian đến nhiệt độ và khả năng xử lý
màu của nước thải 54

vi


DANH MỤC BNG

Bảng 1.1: Giá trị C để làm cơ sở tính toán giá trị tối đa cho phép của các thông số ô
nhiễm trong nước thải giấy và bột giấy 21
Bảng 2.1: Hóa chất sử dụng 42
Bảng 3.1: Hàm lượng các chỉ tiêu tại vị trí lấy mẫu 47
Bảng 3.2: Ảnh hưởng thời gian đế hiệu suất của xử lý nước thải. 47
Bảng 3.3: Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất xử lý nước thải 49
Bảng 3.4: Ảnh hưởng của khoảng cách điện cực đến hiệu suất xử lý nước thải 50
Bảng 3.5: Ảnh hưởng của NaCl đến hiệu suất xử lý nước thải công nghiệp giấy. 52
Bảng 3.6 : Ảnh hưởng của thời gian đến nhiệt độ và hiệu suất xử lý độ màu 54

vii


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

TS Total Solids – Tng hàm lượng các chất rắn
SS suspended Slids – Tng hàm lượng các chất lơ lửng
QCVN Quy chun Việt Nam
DS Dissolved Solids – Tng hàm lượng các chất hòa tan
DO Dissolved Oxygen – Hàm lượng oxigen hòa tan
COD Chemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxigen hóa hc
BTNMT Bộ tài nguyên môi trường
BOD Biochemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxigen sinh hóa
TCVN Tiêu chun Việt Nam
Phòng NCKH Phòng nghiên cứu khoa hc
Báo cáo nghiên cứu khoa học Trường ĐH BRVT
Sinh viên: Hoàng Tuấn Anh 1 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm


LỜI MỞ ĐẦU
Tính cấp thiết của đề tài: Ô nhiễm môi trường nói chung, ô nhiễm môi trường
nước nói riêng đang là một vấn đề toàn cầu. Nguồn gốc ô nhiễm môi trường nước
chủ yếu là do các nguồn nước thải không được xử lý thải trực tiếp ra môi trường bao
gồm từ: các hoạt động sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, sinh hoạt, vui chơi giải

trí, Trong đó, nước thải từ các hoạt động công nghiệp có ảnh hưởng nhiều nhất đến
môi trường do tính đa dạng và phức tạp. Trong nước thải công nghiệp, thành phần
khó xử lý nhất là chất hữu cơ khó phân hủy sinh hc. Với bản chất khó phân hủy bởi
vi sinh, tồn tại bền vững trong môi trường, chất hữu cơ khó phân hủy sinh hc sẽ là
mối nguy hại lâu dài tới sức khỏe con người và môi trường.
Trong giới hạn bài báo cáo này, tôi đã chn xử lý nước thải công nghiệp giấy,
một nguồn thải tương đối ph biến ở Việt Nam hiện nay và đang có xu hướng tăng
lên do nhu cầu của thị trường. Hiện nay, công nghiệp sản xuất giấy chiếm vị trí quan
trng trong nền kinh tế nước ta. Cùng với sự phát triển của ngành công nghiệp, dịch
vụ khác nhu cầu về sản xuất giấy ngày càng tăng. Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích
đạt được ngành công nghiệp này cng phát sinh nhiều vấn đề về môi trường. Đặc biệt
trong nước thải nhà máy giấy thường chứa nhiều lignin, chất này khó hòa tan và khó
phân hủy, có khả năng tích tụ sinh hc trong cơ thể sống như các hợp chất Clo hữu
cơ. Nguồn nước thải này nếu không xử lý triệt để và thải trực tiếp ra ngoài môi trường
sẽ gây ảnh hưởng xấu đến môi trường sống của sinh vật và sức khỏe của con người.
Do đó ô nhiễm nước thải tại các nhà máy giấy đang được các nhà khoa hc và cơ
quan quản lý nhà nước về môi trường đặc biệt quan tâm. Nhất là nước thải từ các quá
trình sản xuất bột giấy. Vậy nên việc xây dựng và phát triển ngành công nghiệp phải
đi đôi với xử lý ô nhiểm và thay đi công nghệ theo hướng thân thiện với môi trường.
Góp phần hạn chế và khắc phục tình trạng ô nhiễm môi trường do nước thải công
nghiệp giấy.
Trong đề tài này tôi sẽ trình bày nghiên cứu về phương pháp xử lý nước thải
công nghiệp giấy bằng phương pháp keo tụ điện hóa – tuyển ni với điện cực hòa tan
là hợp kim nhôm. Nguyên tắc hoạt động của phương pháp này dựa trên cơ sở của
Báo cáo nghiên cứu khoa học Trường ĐH BRVT
Sinh viên: Hoàng Tuấn Anh 2 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm


phương pháp điện hóa hòa tan điện cực anode được làm bằng nhôm nhằm tạo ra các
hydroxit nhôm có hoạt tính cao để keo tụ các hợp chất gây ô nhiễm trong nước thải,

đặt biệt là chất màu hữu cơ.
Vấn đề ô nhiễm môi trường đang được thế giới đặt lên hàng đầu, trên những ứng
dụng thực tiễn và hiệu quả của việc xử lý nước thải giấy tôi đã chn và nghiên cứu
về đề tài này.
Mục đích nghiên cứu: Nghiên cứu các điều kiện xử lý nước thải công nghiệp
giấy bằng phương pháp keo tụ – tuyển ni điện hóa với điện cực hợp kim nhôm hòa
tan.
Đánh giá được hiệu suất xử lý nhu cầu oxy hóa hc các loại nước thải công
nghiệp giấy.
Đánh giá được chất lượng nước thải sau khi đã xử lý để thải ra môi trường.
Xây dựng được mô hình thí nghiệm trong phòng thí nghiệm.
 ngha khoa hc của đề tài: Về mặt khoa hc thực tiễn, việc xử lý nước thải
bằng phương pháp keo tụ điện hóa – tuyển ni với điện cực hòa tan hợp kim Al được
các nhà nghiên cứu quan tâm rất nhiều. Vì công nghệ này an toàn và triệt để, có hiệu
quả xử lý cao. Đảm bảo các tiêu chun đầu ra của nước thải khi thải vào môi trường.
Góp phần bảo vệ môi trường, cải thiện tài nguyên nước ngày càng trong sạch hơn.
Hạn chế việc xả nước thải làm suy thoái và ô nhiễm nguồn nước.
Ý nghĩa thực tiễn trong xử lý nước thải là vô cùng quan trng trong đời sống.
Vừa mang lại lợi ích cho kinh tế, vừa mang lại lợi ích cho xã hội lẫn môi trường. Có
thể kể những ý nghĩa quan trng như:
Ứng dụng công nghệ điện hóa xử lý chất thải hiệu quả mà không mang
lại ảnh hưởng xấu hoặc biến đi bất lợi khác cho môi trường.Chất lượng nước
đầu ra sạch hơn và có tính chất như nước tự nhiên;
Công nghệ điện hóa là công cụ xử lý triệt để và chủ động trên thành
phần và tính chất nước thải, thuận tiện trong công tác vận hành và quản lý;
Những chất không bị phân hủy trong nước thải giấy được tách triệt để
đảm bảo phù hợp với TCVN;
Báo cáo nghiên cứu khoa học Trường ĐH BRVT
Sinh viên: Hoàng Tuấn Anh 3 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm

Các phương pháp khử kim loại nặng trong bùn vừa xử lý được ô nhiễm
vừa thu lại được các kim loại quý;
Xử lý được nguồn nước thải nồng độ cao, đặc biệt là BOD, COD, SS…
Ni dung nghiên cứu tập trung những vấn đề sau:
 Tng quan về nghành công nghiệp giấy.
 Nhu cầu nhiên, nguyên liệu trong sản xuất giấy.
 Tác động của nghành công nghiệp giấy đến môi trường.
 Phân tích các chỉ tiêu ô nhiễm đầu vào của nước thải.
 Nghiên cứu hệ thống xử lý nước thải bằng Phương pháp keo tụ-điện
hóa sử dụng điện cực hòa tan là hợp kim nhôm.
Cấu trúc của đồ án tốt nghiệp gồm có 4 chương:
Chương 1: Tng quan lý thuyết
Chương 2: Thực nghiệm
Chương 3: Kết quả và thảo luận
Chương 4: Kết luận và kiến nghị.
Thí nghiệm được thực hiện tại phòng thí nghiệm NCKH (phòng nghiên cứu
khoa hc), cơ sở 3, trường Đại hc Bà Rịa – Vng Tàu, địa chỉ 951 Bình Giã,
phường 10, TP. Vng Tàu.

Báo cáo nghiên cứu khoa học Trường ĐH BRVT
Sinh viên: Hoàng Tuấn Anh 4 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT
1.1. Tng quan về ngành công nghiệp giấy
1.1.1. Lịch sử hình thành & phát triển
Ngành giấy là một trong những ngành được hình thành từ rất sớm tại Việt Nam,
khoảng năm 284. Từ giai đoạn này đến đầu thế kỷ 20, giấy được làm bằng phương
pháp thủ công để phục vụ cho việc ghi chép, làm tranh dân gian, vàng mã,… Năm

1912, nhà máy sản xuất bột giấy đầu tiên bằng phương pháp công nghiệp đi vào hoạt
động với công suất 4.000 tấn giấy/năm tại Việt Trì. Năm 1982, Nhà máy giấy Bãi
Bằng do Chính phủ Thụy Điển tài trợ đã đi vào sản xuất với công suất thiết kế là
53.000 tấn bột giấy/năm và 55.000 tấn giấy/năm, dây chuyền sản xuất khép kín, sử
dụng công nghệ cơ - lý và tự động hóa. Nhà máy cng xây dựng được vùng nguyên
liệu, cơ sở hạ tầng, cơ sở phụ trợ như điện, hóa chất và trường đào tạo nghề phục vụ
cho hoạt động sản xuất. Ngành giấy có những bước phát triển vượt bậc, sản lượng
giấy tăng trung bình 11%/năm trong giai đoạn 2000 – 2006; tuy nhiên, nguồn cung
như vậy vẫn chỉ đáp ứng được gần 64% nhu cầu tiêu dùng (năm 2008). Sản lượng
bột giấy sản xuất trong nước năm 2010 đạt 345,9 nghìn tấn; năm 2011 đạt 373,4 nghìn
tấn. Năm 2012, sản lượng bột giấy nước ta thiết lập mức tăng trưởng khủng, cao hơn
30% so với năm 2011, đạt tới 484,3 nghìn tấn. Tuy nhiên, với khối lượng này còn xa
mới đáp ứng được nhu cầu cho ngành sản xuất giấy, bởi vậy hàng năm nước ta vẫn
còn phải nhập khu lượng bột giấy và các sản phm giấy với lượng gần tương đương
sản lượng trong nước. Để đối phó với tình trạng thiếu nguyên liệu, ngành sản xuất
giấy của Việt Nam phát triển mạnh ở lĩnh vực tái chế giấy. Tỷ lệ thu hồi giấy đã qua
sử dụng dùng làm nguyên liệu trong tng nguyên liệu sản xuất giấy ở Việt Nam là
70%. Các loại giấy thu hồi gồm giấy carton (OCC), giấy báo (NP) và tạp chí (OMG),
giấy lề (phế thải trong gia công)… được nhập vào Việt Nam từ nhiều nước, chủ yếu
từ Mỹ, Nhật, New Zealand. Gần 100% giấy bao bì, 90% giấy tissue và 60% giấy in
báo đều làm từ giấy tái chế. Tái sử dụng giấy tối đa là mục tiêu nhiều nước đang
nhắm đến để tận dụng nguồn nguyên liệu, giảm giá thành, giảm phá rừng và bảo vệ
môi trường. Năng lực tái chế giấy của Việt Nam đã tăng trưởng rất nhanh. Năm 2000
Báo cáo nghiên cứu khoa học Trường ĐH BRVT
Sinh viên: Hoàng Tuấn Anh 5 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm


sản lượng giấy tái chế tiêu thụ là 240 nghìn tấn, bao gồm tái chế trong nước 121 nghìn
tấn, nhập khu 120 nghìn tấn, tỷ lệ thu hồi giấy đã qua sử dụng đạt 24%. Năm 2010,
tng lượng giấy tái chế tiêu thụ 1.004 nghìn tấn, trong đó thu hồi trong nước đạt 734,2

nghìn tấn, nhập khu 269,7 nghìn tấn. Năm 2011, tng lượng giấy tái chế được tiêu
thụ đạt 1.193,2 nghìn tấn, bao gồm 883,6 nghìn tấn thu hồi trong nước và 309,6 nghìn
tấn nhập khu. Năm 2012, tng lượng giấy tái chế được tiêu thụ 1.450,4 nghìn tấn,
bao gồm 987,1 nghìn tấn thu hồi trong nước và 463,2 nghìn tấn nhập khu[1].
1.1.2. Nguyên liệu sản xuất giấy
Nguyên liệu chính để sản xuất bột giấy là sợi cellulose có hai nguồn chính là từ
gỗ và phi gỗ. Bên cạnh đó giấy loại đang ngày càng trở thành nguồn nguyên liệu chủ
yếu trong sản xuất giấy
 Bột giấy từ nguyên liệu nguyên thủy (gỗ hay phi gỗ)
- Nguyên liệu từ gỗ là các loại cây lá rộng hoặc lá kim.
- Nguyên liệu phi gỗ như các loại tre nứa, phế phm sản xuất công - nông
nghiệp như rơm rạ, bã mía và giấy loại. Nguyên liệu để sản xuất bột giấy từ các loại
phi gỗ có chi phí sản xuất thấp nhưng không phù hợp với nhà máy có công suất lớn
do nguyên liệu loại này được cung cấp theo mùa vụ và khó khăn trong việc cất trữ.

a, nguyên liệu từ gỗ b, nguyên liệu từ giấy loại

Hình 1.1: Các nguyên liệu để sản xuất giấy hiện nay
 Bột giấy từ giấy loại:
Giấy loại ngày càng được sử dụng nhiều làm nguyên liệu cho ngành giấy do ưu
điểm tiết kiệm được chi phí sản xuất. Giá thành bột giấy từ giấy loại luôn thấp hơn
các loại bột giấy từ các loại nguyên liệu nguyên thủy vì chi phí vận chuyển, thu mua
Báo cáo nghiên cứu khoa học Trường ĐH BRVT
Sinh viên: Hoàng Tuấn Anh 6 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm


và xử lý thấp hơn. Tính trung bình sản xuất 1 tấn giấy từ giấy loại tiết kiệm được 17
cây gỗ và 1.500 lít dầu so với sản xuất giấy từ nguyên liệu nguyên thủy. Hơn nữa, chi
phí đầu tư dây chuyền xử lý giấy loại thấp hơn dây chuyền sản xuất bột gỗ từ các
nguyên liệu nguyên thủy. Bên cạnh đó sản xuất giấy từ giấy loại có tác động bảo vệ

môi trường. Tính trung bình sản xuất giấy từ bột tái sinh giảm được 74% khí thải và
35% nước thải so với sản xuất giấy từ bột nguyên (Tạp chí công nghiệp tháng
12/2008).
1.1.3. Các sản phẩm giấy
Tùy theo mục đích sử dụng khác nhau sản phm giấy được chia thành 4 nhóm:
• Nhóm 1: Giấy dùng cho in, viết (giấy in báo, giấy in và viết,…)
• Nhóm 2: Giấy dùng trong công nghiệp (giấy bao bì, giấy chứa chất lỏng,…)
• Nhóm 3: Giấy dùng trong gia đình (giấy ăn, giấy vệ sinh,…)
• Nhóm 4: Giấy dùng cho văn phòng (giấy fax, giấy in hóa đơn,…)

a, Giấy in b, Giấy bao bì

c, Giấy vệ sinh d, Giấy in hóa đơn

Hình 1.2: Các sản phẩm giấy phổ biến hiện nay
Báo cáo nghiên cứu khoa học Trường ĐH BRVT
Sinh viên: Hoàng Tuấn Anh 7 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm


Hiện nay ở Việt Nam chỉ sản xuất được các loại sản phm như giấy in, giấy in
báo, giấy bao bì công nghiệp thông thường, giấy vàng mã, giấy vệ sinh chất lượng
thấp, giấy tissue chất lượng trung bình,… còn các loại giấy và carton kỹ thuật như
giấy kỹ thuật điện - điện tử, giấy sản xuất thuốc lá, giấy in tiền, giấy in tài liệu bảo
mật vẫn chưa sản xuất được.
1.2. Nước thải công nghiệp giấy
1.2.1. Khái niệm nước, nước thải
Nước có vai trò quan trng không thể thiếu trong hoạt động sống cng như hoạt
động sản xuất của con người, là nguyên liệu trong nhiều ngành sản xuất,… Nước
cng được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau như: giao thông vận tải, tưới tiêu
trong nông nghiệp, làm thủy điện cung cấp nước cho sinh hoạt cng như sử dụng

làm các phương tiện sinh hoạt giải trí. Tùy thuộc vào bản chất và môi trường mà
trong nước có các thành phần khác nhau.
Nguồn gốc gây ô nhiễm nước có thể tự nhiên hay do nhân tạo. Theo bản chất của
các tác nhân gây ô nhiễm người ta phân biệt ô nhiễm vô cơ, ô nhiễm hữu, cơ ô nhiễm
hóa hc, ô nhiễm vi sinh vật, cơ hc hay vật lý, ô nhiễm phóng xạ [2]. Các khuynh
hướng làm thay đi chất lượng nước do ảnh hưởng bởi các hoạt động của con người:
 Giảm độ pH của nước ngt do ô nhiễm bởi H
2
SO
4
, HNO
3
từ khí quyển và
nước thải công nghiệp, tăng hàm lượng SO
3
2-
, NO
3
-
trong nước.
 Tăng hàm lượng các ion kim loại nặng trong nước tự nhiên, trước hết là Pb,
Cd, Hg, As, Zn và cả các anion PO
4
3-
, NO
3
-
, NO
2
-

,…
 Tăng hàm lượng các muối trong nước bề mặt và nước ngầm do chúng đi vào
môi trường nước cùng nước thải, từ khí quyển và từ các chất thải rắn.
 Tăng hàm lượng các hợp chất hữu cơ, trước hết là các chất khó bị phân hủy
sinh hc (các chất hoạt động bề mặt, thuốc trừ sâu, ).
 Giảm nồng độ oxy hòa tan trong nước tự nhiên do các quá trình oxy hóa liên
quan tới quá trình phì nhưỡng các nguồn chứa nước và khoáng hóa các hợp
chất hữu cơ.
Báo cáo nghiên cứu khoa học Trường ĐH BRVT
Sinh viên: Hoàng Tuấn Anh 8 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm


 Giảm độ trong của nước. Tăng khả năng nguy hiểm của ô nhiễm nước tự
nhiên do các nguyên tố phóng xạ.
Nước thải là chất lỏng được thải ra sau quá trình sử dụng của con người và đã bị
thay đi tính chất ban đầu của chúng. Thông thường nước thải được phân loại theo
nguồn gốc phát sinh ra chúng. Đây cng là cơ sở cho việc lựa chn các biện pháp
hoặc công nghệ xử lý nước thải. Người ta phân ra các loại nước thải dưới đây:
Nước thải sinh hoạt: là nước thải từ các khu dân cư, khu vực hoạt động thương
mại công sở, trường hc. Thường chứa nhiều tạp chất khác nhau trong đó khoảng
52% là các chất hữu cơ, 48% là các chất vô cơ và một số lớn vi sinh vật.
Nước thải công nghiệp: là nước thải từ các nhà máy đang hoạt động. Thành phần
nước thải sản xuất rất đa dạng, tùy theo sản phm tạo ra cng như công nghệ sản
xuất.
Nước thải đô thị: Là thuật ngữ chung chỉ chất lỏng trong hệ thống cống thoát
của một thành phố. Đó là hỗn hợp của các loại nước thải kể trên. Tính gần đúng,
nước thải đô thị thường gồm khoảng 50% là nước thải sinh hoạt, 14% là loại nước
thấm qua và 36% là nước thải sản xuất [2].
Lưu lượng nước thải đô thị phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện khí hậu và các tính
chất đặc trưng của thành phố.

1.2.2. Thành phn và tnh chất
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 phm, lượng nước cần thiết để sản xuất
1 tấn giấy giao động từ 200 ÷ 500 m
3
. Nước được dùng cho các công đoạn rửa
nguyên liệu, nấu, ty, xeo giấy và sản xuất hơi nước.
Các dòng thải chính của các nhà máy sản xuất bột giấy và giấy bao gồm:
 Nước thải khâu chun bị nguyên liệu: chủ yếu do rửa mảnh, chứa các
tạp chất và các chất hữu cơ tiêu thụ oxi (COD, BOD), các chất hữu cơ hòa
tan, đất đá, thuốc bảo vệ thực vật,…
Báo cáo nghiên cứu khoa học Trường ĐH BRVT
Sinh viên: Hoàng Tuấn Anh 9 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm


 Nước thải từ khâu nấu bột và rửa bột sau nấu: chứa các chất tiêu thụ
oxi, các hợp chất chứa nitơ, phôtpho có nguồn gốc từ vật liệu sơ sợi. Công
đoạn này tạo ra dịch đen và khí thải nấu: giá trị nồng độ BOD, COD và màu
trong dịch đen nấu bột rất cao, COD có thể tới hàng nghìn mg/l.
 Nước thải khâu ty trắng bột giấy: do sử dụng clo nguyên tố (Cl
2
) và
các hợp chất clo như hypoclorit natri NaClO, hypoclorit canxi Ca(ClO)
2
,
dyoxytclo ClO
2
, trong toàn bộ quá trình ty trắng khoảng 8 ÷ 10 % khối lượng
xơ sợi bị tác dụng bởi tác nhân ty và hòa tan vào dung dịch rồi đi ra theo
nước thải ở công đoạn rửa bột sau ty làm cho hàm lượng AOX (lượng

halogen hữu cơ có khả năng hấp thụ được) tăng. Dòng thải sản xuất bột giấy
còn chứa các hợp chất cao phân tử là lignin có nguồn gốc trong nguyên liệu
từ công đoạn nấu và ty trắng. Khâu ty sinh ra các chất có độ độc hại lớn
nhất trong nhà máy giấy.
 Nước thải từ quá trình nghiền bột và xeo giấy: thường có hàm lượng
chất rắn lơ lửng cao hơn và lượng các hợp chất hữu cơ (BOD) nhỏ hơn so với
nước thải quá trình nấu bột. Các thành phần chất ô nhiễm trong nước thải
khâu xeo giấy gồm các phế liệu, sơ sợi mịn rơi vãi, chất độn, bột giấy ở dạng
lơ lửng và các chất phụ gia như nhựa thông, phm màu, cao lanh [2, 9].

Hình 1.3: Nước thải tại nhà máy Giấy
Nhìn chung trong công nghệ giấy và bột giấy ở nước ta còn sử dụng nhiều quy
trình, thiết bị lạc hậu và chưa có sự đầu tư thích đáng cho giảm ô nhiễm thì lượng
Báo cáo nghiên cứu khoa học Trường ĐH BRVT
Sinh viên: Hoàng Tuấn Anh 10 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm


chất thải và tải lượng các chất ô nhiễm là rất lớn. Theo số liệu khảo sát tại các nhà
máy cho thấy chất lượng nước thải hầu hết không đạt yêu cầu của tiêu chun nước
thải công nghiệp.
Nước thải ngành giấy chứa một lượng lớn các chất rắn lơ lửng và sơ sợi, các hợp
chất hữu cơ hòa tan ở dạng khó và dễ phân hủy sinh hc, các chất ty và hợp chất
hữu cơ của chúng. Đặc tính nước thải ngành giấy thường có tỷ lệ BOD:COD ≤ 0,55
và hàm lượng COD cao (> 1000 mg/l)
Nước thải do ngành giấy chủ yếu được thải ra từ phân xưởng: xưởng xeo giấy,
xưởng nấu bột giấy. Nước thải phân xưởng xeo giấy chiếm đến 90 % lưu lượng nước
của nhà máy giấy nhưng nồng độ ô nhiễm không đáng kể [COD]: 140 ÷ 160 mg/l,
pH = 6,7 ÷ 7,4, độ màu 290 ÷ 340 Pt – Co, nước thải này chủ yếu chứa chứa bột giấy
sau khi xeo nên [SS] khá cao 210 ÷ 400 mg/l, lượng bột giấy này dễ được giữ lại
nhờ quá trình lắng. Phần ô nhiễm nặng nhất là nước thải từ công đoạn nấu bột giấy

mặc dù chỉ chiếm 10% lưu lượng nhưng nó có thể làm ô nhiễm nặng nề nguồn nước
thải của nhà máy trước khi xả ra nguồn. Các nhà máy có công đoạn sản xuất bột giấy
bằng phương pháp kiềm nóng tiêu tốn nhiều nước cho quá trình rửa và nồng độ chất
bn cao hơn so với phương pháp kiềm lạnh. Nước thải nấu bột giấy thường có pH
cao (12 ÷ 13) vì lượng xút sử dụng đến 12kg/ tấn bột giấy. COD đạt đến 18000 mg/l,
quan trng nhất là lượng lignin trong nước thải có nồng độ cao (22000 mg/l) là chất
hữu cơ khó phân hủy và gây màu đen đậm [22].
1.2.3. Tác động của nước thải công nghiệp giấy đến môi trường
Với thành phần phức tạp và chứa nhiều tác nhân gây ô nhiễm, nước thải của nhà
máy giấy có ảnh hưởng khá nghiêm trng đối với môi trường. Ở một số nhà máy sản
xuất giấy, nước thải không được xử lý mà xả trực tiếp ra các con sông gây ô nhiễm
nguồn nước, gây ảnh hưởng đến đời sống của người dân và môi trường xung quanh.
Trong nước có hàm lượng chất hữu cơ cao, làm tăng BOD do đó giảm oxi hòa
tan trong nước. Đây là một trong những nguyên nhân chính làm vi sinh vật ở trong
nước chết vì không đủ oxi. Fikret Berker chỉ ra rằng nước thải nhà máy giấy có thể
gây tác hại đến hầu hết các loài sinh vật trong nước sống cách mặt nước khoảng 56
Báo cáo nghiên cứu khoa học Trường ĐH BRVT
Sinh viên: Hoàng Tuấn Anh 11 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm


km [2]. Mật độ và chủng loại cá ở những nơi đây do đó cng giảm, đồng thời hoạt
động của cá cng thay đi và suy yếu.
Xơ sợi, các hợp chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng trong nước thải có thể gây ngộ độc
thức ăn của cá trong nước sông. Khi con người ăn phải những con cá này cng sẽ bị
ngộ độc.
Ngoài ra sự phân hủy các xơ sợi, các hợp chất hữu cơ bằng vi khun là nguyên
nhân của sự thối rữa, làm thay đi màu và mùi của nước. Đây là môi trường thuận lợi
cho các vi sinh vật phát triển mạnh, trong đó có cả loài vi sinh vật có hại gây bệnh
truyền nhiễm cho người và động vật.
Đa số thực vật và động vật sống ở trong nước chỉ sống ở môi trường pH từ khoảng

5 ÷ 8, trong khi đó nước thải của một số nhà máy thải ra môi trường có pH khá cao
khoảng 8 ÷ 11 và nó gây ảnh hưởng đến hệ động vật thủy sinh.
Ảnh hưởng của các chất độc trong nước thải trong nước đến sinh vật trong nước,
đến môi trường xung quanh và đến sức khỏe con người có thể là ngay lập tức hoặc
lâu dài. Các hợp chất vòng thơm của dịch đen trong nước thải có thể theo chuỗi thức
ăn đi vào trong cơ thể sinh vật và tích ly, có thể gây biến dị gen. Tỷ lệ nở trứng của
cá giảm rất nhiều do sự phát triển của các chất nhờn nhớt xung quanh màng trứng,
trong phôi trứng bị nhiễm độc làm ngăn cản sự trao đi chất qua màng.
Như vậy mức độ ô nhiễm của nước thải nhà máy giấy là khá cao, gây ảnh hưởng
đến môi trường sinh thái và từ đó có ảnh hưởng đến đời sống và sức khỏe con người.
Do đó việc xử lý nước thải từ các nhà máy giấy là một trong những vấn đề cấp bách
hiện nay.
1.2.4. Chất lignin có trong nước thải
Lignin và các dẫn xuất của lignin được biết đến rộng rãi như các vật liệu ứng
dụng trong nhiều lĩnh vực như làm phân bón vi lượng, thuốc kích thích tăng trưởng
thực vật, phụ gia bê tông, trong thời gian gần đây một số nghiên cứu cho thấy lignin
có khả năng trao đi ion với một số kim loại, đặc biệt là khi được gắn thêm nhóm
sulfuanat.
Báo cáo nghiên cứu khoa học Trường ĐH BRVT
Sinh viên: Hoàng Tuấn Anh 12 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm


Hàng năm các nhà máy giấy của nước ta sản xuất ra hàng triệu tấn giấy và bột
giấy. Trong quá trình sản xuất phát sinh ra một lượng lớn chất thải hữu cơ trong đó
lignin chiếm một lượng đáng kể. Do vậy xử lý nguồn phế thải nhà máy giấy là một
vấn đề hết sức cấp thiết để bảo vệ môi trường. Về lâu dài phải hướng về việc nghiên
cứu khả năng tận dụng lignin và các dẫn xuất của lignin để sản xuất ra các sản phm
khác phục vụ nền kinh tế quốc dân. Vì vậy, việc tách lignin trong nước thải ngành
giấy không những giải quyết được vấn đề môi trường của ngành công nghiệp giấy và
bột giấy, mà còn góp phần tạo ra một sản phm có thể sử dụng cho nhiều lĩnh vực

khác.
1.2.4.1. Giới thiệu chung về lignin
Lignin là một trong những thành phần của tế bào thực vật bao bc xung quanh
các sợi xenluloza và có hàm lượng lớn thứ 2 sau xenlulozo. Hàm lượng lignin trong
gỗ thay đi không những phụ thuộc vào loại cây mà còn phụ thuộc vào tui cây, điều
kiện địa lý. Thông thường hàm lượng lignin khoảng 25 ÷ 40%. Trong các cây lá nhn
chứa 20 – 30%, trong cây lá rộng 20 ÷ 25%, trong các cây cỏ 5 ÷ 9% [3].
Lignin là polymer, được cấu thành từ các đơn vị phenylpropene, vài đơn vị cấu
trúc điển hình là: guaiacyl(G), trans-coniferyl alcohol; syringyl (S), trans-sinapyl
alcohol; p-hydroxylphenyl (H), trans-p-courmary alcohol
Cấu trúc của lignin đa dạng, tùy thuộc vào loại gỗ, tui của cây hoặc cấu trúc của
nó trong gỗ. Ngoài việc được phân loại theo lignin của gỗ cứng, gỗ mềm và cỏ, lignin
có thể được phân thành hai loại chính: guaicyl lignin và guaicyl-syringyl lignin.



6
5
4
3
2
1
OH
OH
OH
OH
OCH
3
OH
OH

OCH
3
CH
3
O
p-coumaryl alcohol
Coniferyl alcohol
Sinapyl alcohol

Hình 1.4: Các đơn vị cơ bản của lignin.
Báo cáo nghiên cứu khoa học Trường ĐH BRVT
Sinh viên: Hoàng Tuấn Anh 13 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm


Gỗ mềm chứa chủ yếu là guaiacyl, gỗ cứng chứa chủ yếu syringyl. Các nghiên
cứu đã chỉ ra rằng guaiacyl lignin hạn chế sự trương nở của xơ sợi và vì vậy loại
nguyên liệu đó sẽ khó bị tấn công bởi enzyme hơn syringyl lignin.
Những nghiên cứu gần đây chỉ ra rằng lignin hoàn toàn không đồng nhất trong
cấu trúc. Lignin dường như bao gồm vùng vô định hình và các vùng có cấu trúc hình
thuôn hoặc hình cầu. Lignin trong tế bào thực vật bậc cao không có vùng vô định
hình. Các vòng phenyl trong lignin của gỗ mềm được sắp xếp trật tự trên mặt phẳng
thành tế bào. Ngoài ra, cả cấu trúc hóa hc và cấu trúc không gian của lignin đều bị
ảnh hưởng bởi mạng polysaccharide. Việc mô hình hóa động hc phân tử cho thấy
rằng nhóm hydroxyl và nhóm methoxyl trong các oligomer tiền lignin sẽ tương tác
với vi sợi cellulose cho dù bản chất của lignin là kỵ nước. Các nhóm chức ảnh hưởng
đến hoạt tính của lignin bao gồm nhóm phenolic hydroxyl tự do, methoxyl, benzylic
hydroxyl, ether của benzylic với các rượu mạch thẳng và nhóm carbonyl Guaicyl
lignin chứa nhiều nhóm phenolic hydroxyl hơn syringyl.
CH
CH

CHO ( or CH
2
OH)
O
CH
3
O
CH
CH
2
OH
CH-OH
H
3
CO
O
CH
CH
CH
CH
CH
CH
CH
2
OH
O
O
O
CH
2

CH-OH
CH
3
O
OH
OH
H
3
CO
CH
CH
CH
2
OH
OCH
3
CH
CH
2
OH
CH-OH
O
OCH
3
CH
CH
CH
2
OH
O

CH
3
O
O
CH-OH
CH
2
OH
O
(or O )
O
O
H
3
CO
CH
2
O
HC
HC
HC
O
OH
CH
3
O
C-O
CH
CH
2

OH
O
OCH
3
CH
2
C-O
CH
2
O


Hình 1.5: Cấu tạo phân tử lignin
Báo cáo nghiên cứu khoa học Trường ĐH BRVT
Sinh viên: Hoàng Tuấn Anh 14 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm


Lignin tạo liên kết hóa hc với hemicellulose và ngay cả với cellulose. Độ bền
hóa hc của những liên kết này phụ thuộc vào bản chất liên kết, cấu trúc hóa hc của
lignin và các gốc đường tham gia liên kết. Carbon alpha (Cα) trong cấu trúc phenyl
propane là nơi có khả năng tạo liên kết cao nhất với khối hemicellulose. Ngược lại,
các đường nằm ở mạch nhánh như arabinose, galactose, và acid 4-O-
methylglucuronic là các nhóm thường liên kết với lignin. Các liên kết có thể là ether,
ester (liên kết với xylan qua acid 4-O-methyl-D-glucuronic), hay glycoside (phản ứng
giữa nhóm khử của hemicellulose và nhóm OH phenolic của lignin).
Cấu trúc hóa hc của lignin rất dễ bị thay đi trong điều kiện nhiệt độ cao và pH thấp
như điều kiện trong quá trình tiền xử lý bằng hơi nước. Ở nhiệt độ phản ứng cao hơn
200
o
C, lignin bị kết khối thành những phần riêng biệt và tách ra khỏi cellulose. Những

nghiên cứu trước đây cho thấy đối với gỗ cứng, nhóm ether β-O-4 aryl bị phá hủy
trong quá trình n hơi. Đồng thời, đối với gỗ mềm, quá trình n hơi làm bất hoạt các
nhóm hoạt động của lignin ở vị trí α như nhóm hydroxyl hay ether, các nhóm này bị
oxy hóa thành carbonyl hoặc tạo cation benzylic, cation này sẽ tiếp tục tạo liên kết
C-C. Trong dinh dưỡng động vật, lignin rất đáng quan tâm vì nó không bị tiêu hóa
bởi enzyme của cơ thể vật chủ. Lignin còn liên kết với nhiều polysaccharide và
protein màng tế bào ngăn trở quá trình tiêu hóa các hợp chất gỗ. Gỗ, cỏ khô và rơm
rất giàu lignin nên tỷ lệ tiêu hóa thấp trừ khi được xử lý hóa hc làm cho các liên kết
giữa lignin với các carbohydrate khác bị bẻ gãy.
Lignin là hợp chất raxemic với khối lượng phân tử lớn, có đặc tính thơm và kị
nước. Nghiên cứu xác định độ trùng hợp của lignin, người ta thấy có sự phân đoạn
trong quá trình chiết và phân tử có chứa nhiều loại tiền chất xuất hiện lặp đi lặp lại
một cách ngẫu nhiên trong đó chủ yếu là các mắt xích là dẫn xuất của phenylpropan
[3].
1.2.4.2. Các ứng dụng của lignin
Lignin thu hồi từ dịch đen được ứng dụng rộng rãi như là một chất phân tán, chất
n định và chất phụ gia trong công nghiệp sản xuất cao su, sản xuất bê tông, phụ gia
đồ gốm, chất kết dính, chất dẻo trong công nghiệp,…
Báo cáo nghiên cứu khoa học Trường ĐH BRVT
Sinh viên: Hoàng Tuấn Anh 15 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm


Lignin còn có thể được sử dụng làm nguyên liệu tng hợp dimetyl sulfoxyt
(DMSO) khi đun nóng lignin với sulfo dioxit hoặc lưu huỳnh [4].
Vanilin là sản phm hữu cơ quan trng thu được bằng cách oxi hóa lignin gỗ
mềm trong môi trường kiềm, còn lignin gỗ cứng cho hỗn hợp Vanilin và Sirigandehit.
Ngoài ra, Sirigandehit có thể sử dụng trong công nghiệp dược phm để điều chế thuốc
ngủ [4].
Trong các ứng dụng khác, lignin được sử dụng như một chất diệt cỏ, chất ức chế
quá trình lưu hóa và khử bt với một tỉ lệ nhỏ trong quá trình lưu hóa cao su. Nó còn

được sử dụng như là chất khử sắt trong nước sản xuất, làm mềm nước trong các thiết
bị lc dạng cation bởi nó rất nhạy cảm với ion Ca
2+
và Mg
2+
mà để tái sinh chỉ cần
rửa bằng bất kì loại axit vô cơ nào.
1.2.4.3. Vấn đề xử lý lignin trong công nghiệp giấy
a. Tnh chất và thành phn của dịch đen
Dịch đen là nước thải tạo ra từ quá trình nấu kiềm nguyên liệu để thu hồi xenlulo
của quá trình sản xuất giấy nước thải dịch đen có pH rất cao (12,5 ÷ 13,0) vì có chứa
rất nhiều kiềm dư. Ngoài NaOH, các chất vô cơ khác như Na
2
SO
3
, Na
2
CO
3
và Na
2
SO
4

chỉ chiếm một lượng nhỏ. Các chất hữu cơ có thể chia làm 4 nhóm như sau:
 Nhóm các chất dễ bay hơi bao gồm axit oxalic, axit axetic và axit dễ bay hơi
khác.
 Các chất không tan trong nước và ete chủ yếu là lignin.
 Các chất không tan trong nước nhưng tan trong ete bao gồm phenol, axit nhựa
và axit béo.

 Các chất tan trong nước và hỗn hợp rượu/ete bao gồm các lacton và các oxi
axit.
Các chất vô cơ bao gồm các muối tạo thành trong quá trình phản ứng như:
Na
2
SO
4
, NaCl, Na
2
CO
3
, và NaOH dư.
Lignin chiếm 60 ÷ 70% trong thành phần của chất hữu cơ. Oxit axit và lacton là
sản phm của quá trình phân huỷ polysacarit trong nguyên liệu và cùng với chúng
liên kết với phần lớn lượng xút tiêu tốn trong quá trình nấu.
Báo cáo nghiên cứu khoa học Trường ĐH BRVT
Sinh viên: Hoàng Tuấn Anh 16 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm


Tuỳ theo hàm lượng chất khô mà dịch đen có tỷ trng và độ nhớt khác nhau. Hai
đại lượng này làm tăng tỉ lệ với hàm lượng chất khô có trong dịch đen.
b. Các phương pháp tách lignin trong dịch đen
Việc tách lignin ra khỏi dịch đen có thể tiến hành theo 2 phương pháp: phương
pháp siêu lc và phương pháp kết tủa bằng axit [5].
 Phương pháp siêu lc đòi hỏi trang thiết bị phức tạp nên việc xử lý sẽ tốn
kém.
 Phương pháp kết tủa bằng axit có thể kết tủa được 70 ÷ 80 % lignin. Tuy
nhiên sự axit hoá dịch đen làm giảm pH môi trường dẫn đến sự kết tủa lignin ở dạng
sệt và nhầy nhớt khó lc tách.
Trong thực tế để axit hoá dịch đen người ta dùng các axit H

2
SO
4
, HCl, CO
2
.
Ngoài nhược điểm khó lc, khi dùng các axit vô cơ mạnh sẽ tạo ra H
2
S làm ô nhiễm
môi trường.
Để giải quyết vấn đề khó lc, trong nghiên cứu người ta đã sử dụng thêm một số
chất trợ lc đó là các chất có khả năng làm cho lignin kết tụ ở dạng hạt để lc. Chất
trợ lc được sử dụng là chất kết tụ hữu cơ và sử dụng canxi hoà tan vào trong cồn.
Hiệu quả của quá trình kết tủa lignin bằng axit có sự trợ giúp của chất kết tụ sẽ tăng
khi pH giảm.
1.3. Chỉ tiêu cơ bản đánh giá nước thải công nghiệp giấy
Tùy theo thành phần, tính chất, sự biến đi đặc tính lý hóa sinh hc do các tạp
gây ra người ta dùng các chỉ tiêu khác nhau để đánh giá chất lượng nước bao gồm:
các chỉ tiêu vật lý, hóa hc, vi sinh, Một số chỉ tiêu cụ thể như sau:
1.3.1. Các chỉ tiêu vật lý
1.3.1.1. Độ pH
pH chỉ có định nghĩa về mặt toán hc : pH = -log[H
+
]. pH là một chỉ tiêu cần
được xác định để đánh giá chất lượng nguồn nước. Sự thay đi pH dẫn tới sự thay
đi thành phần hóa hc của nước (sự kết tủa, sự hòa tan, cân bằng carbonat,…), các
quá trình sinh hc trong nước. Giá trị pH của nguồn nước góp phần quyết định phương