Xử lý chất thải tại nhà máy giấy hiệu quả, file word 13, E44

TUYỂN TẬP BÀI TẬP PHỔ THÔNG, ĐẠI HỌC, SAU ĐẠI HỌC
LUẬN ÁN-ĐỒ ÁN-LUẬN VĂN-KHOÁ LUẬN-TIỂU LUẬN

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NÂNG CAO HIỆU QUẢ XỬ LÝ CỦA CÁC BỂ HIẾU KHÍ BẰNG CÁCH
ĐIỀU CHỈNH DINH DƯỠNG THÍCH HỢP CHO VI KHUẨN
ĐỐI VỚI HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA NHÀ MÁY GIẤY

1


2


DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT
Aeroten
Anaerobic
BOD5
CNG
COD
HCCN
HCHC
HTXLNT
MBR
MBBR
MLSS
TCVN
TKPT
TSS
VSS

VSV
SV30
SVI

DANH

Bể xử lý sinh học hiếu khí bằng bùn hoạt tính
Bể sinh học yếm khí
Biological Oxygen Demand 5 days
(Nhu cầu oxy sinh học sau 5 ngày)
Công nghiệp giấy
Chemical Oxygen Demand
Nhu cầu oxy hóa học
Hóa chất công nghiệp
Hợp chất hữu cơ
(Organic subtance compound)
Hệ thống xử lý nước thải
Member Biological Reactor
(Bể lọc sinh học bằng màng)
Moving Bed BioReactor
(Vi sinh dính bám trên lớp vật liệu mang di chuyển)
Mixed liquoz Suspended Solids
(Chất rắn lơ lửng trong bùn lỏng)
Tiêu chuẩn Việt Nam
Tinh khiết phân tích
Total Suspended Solids
(Tổng chất rắn hòa tan)
Volatile Suspended Solids
(Chất rắn lơ lửng dễ bay hơi)
Vi sinh vật

(Microorganism)
Thể tích bùn sau lắng 30 phút
Sludge volume index
(Chỉ số thể tích bùn)
Chương 1.

Tổng quan

Bảng 1.1.
MỤC

Đặc tính nước thải công nghệ sản xuất bột

CÁC
Bảng 1.2.

hóa………………………..
Đặc tính nước thải công nghệ sản xuất bột hóa nhiệt

BẢNG

Bảng 1.3.

cơ……………….
Bảng đặc tính nước thải giấy khử
mực………………………………….
3

4
5

9


Bảng 1.4.

Đặc tính nước thải của quá trình xeo

Bảng 1.5.

giấy………………………………
Tình hình sử dụng và thu gom giấy phế liệu của một số nước điển
hình trên thế

Bảng 1.6.

giới……………………………………………………………...
Ô nhiễm của nhà máy giấy và bột giấy điển hình tại Việt

Bảng 1.7.

Nam………...
Các vi sinh vật phân hủy

Bảng 1.8.

xenlulose……………………………………..
Nhu cầu cần thiết về muối khoáng đối với vi khuẩn, nấm và xạ
khuẩn...

Chương 2.

12

13
16
31
35

Thực nghiệm

Bảng 2.1.

Danh mục các hóa chất sử dụng trong nghiên

Bảng 2.2.

cứu…………………….
Danh mục các thiết bị sử dụng trong nghiên

Bảng 2.3.

cứu……………………...s
Xây dựng đường chuẩn

Bảng 2.4.

amoni…………………………………………
Xây dựng đường chuẩn

Chương 3.

photpho……………………………………….
Kết quả và thảo luận

Bảng 3.1.

Thông số khảo sát HTXLNT Công ty Giấy Bãi

Bảng 3.2.

Bằng…………………
Kết quả nghiên cứu so sánh hiệu quả xử lý

Bảng 3.3.

COD……………………...
Kết quả nghiên cứu so sánh hiệu quả sử dụng hàm lượng

Bảng 3.4.

NH4+............
Kết quả nghiên cứu so sánh hiệu quả sử dụng hàm lượng

Bảng 3.5.

PO43-............
Kết quả nghiên cứu so sánh hiệu quả xử lý COD giữa HTXLNT và
quy mô phòng thí

Bảng 3.6.

nghiệm................................................................................
Kết quả nghiên cứu so sánh hiệu quả sử dụng hàm lượng

Bảng 3.7.

NH4+ .............
Kết quả nghiên cứu so sánh hiệu quả sử dụng hàm lượng

Bảng 3.8

PO43-..............
Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng vi lượng tới khả
4

44
45
55
57

59
61
61
62

64
64
65
68

năng loại bỏ
Bảng 3.9.

COD............................................................................................
Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của V30 MLSS và SVI tới khả năng
xử lý COD nước thải giấy bằng phương pháp sinh học hiếu

Bảng 3.10.

khí...................
Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của SVI tới khả năng xử lý COD

72

nước thải giấy bằng phương pháp sinh học hiếu
Bảng 3.11.

khí.........................................
Kết quả nghiên cứu khả năng sử dụng NH4+ trong nước thải giấy

73

bằng phương pháp sinh học hiếu
Bảng 3.12.

khí.................................................................
Kết quả nghiên cứu tới khả năng sử dụng PO43- trong nước thải

74

giấy bằng phương pháp sinh học hiếu
Bảng 3.13.

khí .......................................................
Kết quả nghiên cứu hiệu quả xử lý COD của nước thải giấy trên

74

quy mô pilot 1
Bảng 3.14.

77
m3............................................................................................
Kết quả nghiên cứu V30, MLSS và SVI tới xử lý nước thải giấy trên
quy mô pilot 1

Bảng 3.15.

m3.....................................................................................
Kết quả nghiên cứu hiệu quả sử dụng NH4+ của xử lý nước thải

79

giấy trên quy mô pilot 1
Bảng 3.16.

m3..............................................................................
Kết quả nghiên cứu hiệu quả sử dụng PO43- của xử lý nước thải

82

giấy trên quy mô pilot 1
Bảng 3.17.

m3..............................................................................
Kết quả nghiên cứu so sánh hiệu quả xử lý COD giữa mô hình thí

83

nghiệm và quy mô pilot 1
Bảng 3.18.

m3....................................................................
Kết quả nghiên cứu so sánh thông số MLSS và chỉ số SVI tới hiệu

85

quả xử lý COD giữa quy mô phòng thí nghiệm và quy mô pilot 1
Bảng 3.19.

m3............
Kết quả nghiên cứu so sánh hiệu quả sử dụng NH4+ và PO43- giữa

87

quy mô phòng thí nghiệm và quy mô pilot 1
m3.............................................
5

89


DANH MỤC CÁC HÌNH

Chương 1.

Tổng quan

Hình 1.1.

Sơ đồ công nghệ sản xuất bột hóa và các dòng thải…………………….

4

Hình 1.2.

Sơ đồ công nghệ sản xuất bột hóa nhiệt cơ……………….….…………

6

Hình 1.3.

Sơ đồ công nghệ sản xuất giấy tái chế có khử mực…………….……….

8

Hình 1.4.

Sơ đồ công nghệ xeo giấy………………………………………………

10

Hình 1.5.

Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải………………………………………….

40

Chương 2.

Thực nghiệm

Hình 2.1.

Sơ đồ thiết bị thí nghiệm xử lý nước thải……………………………….

49

Hình 2.2.

Đồ thị đường chuẩn amoni……………………………………………...

55

Hình 2.3.

Đồ thị đường chuẩn photpho……………………………………………

57

Chương 3.
Kết quả và thảo luận
Hình 3.1.
Sự biến thiên COD, NH4+, PO43- khi không sử dụng chất dinh dưỡng và
khi sử dụng các nguyên tố vi lượng……………………..………………
62
Hình 3.2.
Hiệu xuất loại bỏ COD và hiệu quả sử dụng NH4+, PO43-……………...
65
Hình 3.3.
Hiệu xuất loại bỏ COD ở các hàm lượng vi lượng khác nhau………….
68
Hình 3.4.
Mối quan hệ giữa SVI và hiệu xuất loại bỏ COD....................................
75

6


Hình 3.5.
Mối quan hệ giữa hiệu xuất loại bỏ COD và hiệu quả sử dụng NH4+,
PO43-.........................................................................................................
75
Hình 3.6.
Sự phụ thuộc của hiệu quả xử lý COD vào các nguyên tố vi lượng.........
78
Hình 3.7.
Mối quan hệ giữa V30,SVI và hiệu xuất loại bỏ COD...............................
80

Hình 3.8.
Mối quan hệ giữa hiệu xuất loại bỏ COD và hiệu quả sử dụng chất dinh
dưỡng.........................................................................................................
83
Hình 3.9.
So sánh hiệu quả xử lý COD của phòng thí nghiệm và quy mô pilot.......
86
Hình 3.10.
So sánh V30, MLSS, SVI giữa quy mô phòng thí nghiệm và quy mô
pilot............................................................................................................
88
Hình 3.11.
So sánh hiệu quả sử dụng chất dinh dưỡng giữa quy mô phòng thí
nghiệm và quy mô pilot.............................................................................
90

7


MỞ ĐẦU
Cùng với sự phát triển của công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, các ngành sản
xuất công nghiệp cũng được mở rộng và phát triển nhanh chóng. Sự phát triển này, một
phần đóng góp tích cực cho sự phát triển chung của đất nước; nhưng bên cạnh đó lại thải
ra một lượng lớn chất thải có thể gây ô nhiễm môi trường và tác động xấu đến sức khỏe
con người.
Ô nhiễm môi trường đang ngày càng trở nên trầm trọng, nhất là với các nước đang
phát triển trong đó có Việt Nam, đặc biệt là ô nhiễm môi trường nước. Một trong những
nguồn nước thải gây có thể ô nhiễm lớn là từ các nhà máy sản xuất bột giấy và giấy.
Ngành giấy cũng là một trong những ngành tiêu thụ một lượng rất lớn nước, hóa chất,
nguyên liệu và năng lượng cho một đơn vị sản phẩm. Theo tính toán, ở Việt Nam để sản

xuất một tấn giấy cần từ 200 – 300 m3 nước sạch, nhưng đối với các nước phát triển với
dây chuyền sản xuất công nghệ hiện đại để sản xuất một tấn giấy chỉ sử dụng từ 7 – 15m 3
nước sạch [13].
Nhìn chung công nghệ sản xuất giấy của Việt Nam còn lạc hậu so với thế giới từ 15
năm trở lên, một thực tế nữa là các cơ sở sản xuất giấy của chúng ta đa số nhỏ lẻ, phân
tán về quy mô, hạn chế về tài chính, không có đủ điều kiện đầu tư cho xử lý môi trương,
chính điều này đã làm cho môi trường ngành giấy bị ô nhiễm này càng trầm trọng, công
tác quản lý gặp nhiều khó khăn. Riêng trong lĩnh vực xử lý môi trường có thể nói chưa có
nhiều nhà máy có hệ thống xử lý nước thải triệt để. Toàn ngành giấy, ở miền Bắc chỉ duy
nhất có Công ty Giấy Bãi Bằng có hệ thống xử lý nước thải khá hoàn thiện, tuy nhiên vấn
đề xử lý nước thải cũng vẫn chưa thật hiệu quả. Việc chuyển đổi áp dụng các công nghệ
hiện đại như vậy là hoàn toàn không khả thi với những nhà máy vừa và nhỏ phần lớn là
thuộc địa phương hoặc công ty tư nhân chưa kể các làng nghề giấy truyền thống phân bố
gần các khu vực dân cư nên bị ảnh hưởng rất lớn về vấn đề nước thải. Cần nói thêm là ở
Việt Nam, các doanh nghiệp vừa và nhỏ đang sản xuất tới 75% sản lượng giấy, đồng
nghĩa với việc nguồn nước đang bị sử dụng lãng phí, còn môi trường đang phải gánh chịu
một lượng nước thải rất lớn chưa qua xử lý [21]. Hiện nay, khi mà Luật Môi Trường
đang được đôn đốc thực thi nghiêm túc (nhất là khi Việt Nam đã chính thức trở thành
thành viên của tổ chức Thương Mại Thế Giới – WTO) thì nhiều nhà máy bột giấy và giấy
ở nước ta đang đứng trước nguy cơ đóng cửa do sức ép từ phía các cơ quan chức năng và
8


dư luận về vấn đề môi trường. Giải quyết bài toán xử lý nước thải bột giấy và giấy là vấn
đề mang ý nghĩa sống còn với nhiều nhà máy bột giấy ở nước ta [20].
Công ty Giấy Bãi Bằng – Tổng công ty Giấy Việt Nam (đóng tại Thị Trấn Phong
Châu – Huyện Phù Ninh – Tỉnh Phú Thọ) là đơn vị có công nghệ sản xuất hiện đại nhất
ngành giấy nước ta nhưng cũng đã lạc hậu so với khu vực và thế giới vài chục năm.
Lượng nước thải sinh ra trong quá trình sản xuất một bột giấy xấp xỉ 55 – 60m 3. Tính cả
các công đoạn xeo giấy, sản xuất điện hơi, hóa chất tẩy thì lượng nước thải sinh ra khi

sản xuất một tấn bột giấy thường dao động trong khoảng 100 – 120m3.
Năm 2003, là năm đánh dấu một giai đoạn mới trong vấn đề xử lý ô nhiễm môi
trường của Công ty Giấy Bãi Bằng, thể hiện ở việc mở rộng sản xuất, nâng công suất nhà
máy giấy Bãi Bằng lên 110.000 tấn giấy/năm, đồng thời đầu tư công nghệ mới cho xử lý
nước thải, giải quyết ô nhiễm một cách triệt để liên hoàn. Đây là hệ thống xử lý nước thải
hiện đại nhất của ngành giấy Việt Nam hiện nay theo công nghệ của Thụy Điển, với quy
mô xử lý 30.000 m3 nước thải/ngày [13]. Nhờ đó với lượng trung bình 26.000 m3 nước
thải mỗi ngày mà nhà máy thải ra đều được thu gom và xử lý qua hệ thống xử lý tập
trung theo cả hai phương pháp hóa lý và sinh học [17].

9


CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1. Công nghệ sản xuất bột giấy, giấy và đặc tính của nước thải
1.1.1. Công nghệ sản xuất bột giấy và đặc tính nước thải
Quá trình sản xuất bột giấy là quá trình biến đổi các nguyên liệu gỗ hoặc phi gỗ
thành xơ sợi, hay nói cách khác là phá vỡ các liên kết trong cấu trúc của nguyên liệu mà
thành phần chính của nó là xenlulozơ (40 – 45%), hemixenlulozơ (20 – 30%), là các hợp
chất cao phân tử (polyme), được bao bọc xung quanh bởi lignin (20 – 30%) và các chất
trích ly (chất keo nhựa) (2 – 15%). Quá trình này có thể được thực hiện bằng phương
pháp cơ học, hoá học hoặc phối kết hợp giữa các phương pháp này. Chất lượng bột thu
được phụ thuộc chủ yếu vào nguồn gốc, hay chủng loại nguyên liệu và công nghệ sản
xuất [23].
 Công nghệ sản xuất bột hóa
Trong sản xuất bột hóa, các dăm gỗ được nấu với những hóa chất thích hợp trong
dung dịch ở nhiệt độ cao và áp suất cao. Mục đích để tách lignin ra khỏi gỗ để thu hồi
cellulozơ và hemicellulozơ là những hợp chất chủ yếu tạo nên giấy mà không làm ảnh
hưởng đến xơ sợi. Thực tế, phương pháp này rất thành công trong việc loại lignin ra khỏi

bột giấy. Tuy nhiên nó cũng làm giảm và phân hủy phần nào cellulozơ và hemicellulozơ.
Tùy theo hóa chất được nấu mà người ta phân biệt ra các phương pháp: kiềm, sunfit và
sunfat. Phần lignin còn sót lại sau khi nấu sẽ làm cho bột giấy có màu vàng hay nâu. Vì
thế phải rửa sạch và tẩy bột giấy để sử dụng làm giấy in và giấy viết có độ trắng cao. Các
hóa chất sau nấu được thu hồi gần hết bằng biện pháp đốt, nên nước thải có hàm lượng
chất ô nhiễm vừa phải, xem Hình 1.1. Lignin trong dịch rửa được cô đặc và đốt để thu
hồi nhiệt.

10


Hìn

Sản phẩm giấy

11


Bụi, khí có mùi (H2S, mecaptan...), chất hữu cơ bay hơi, hợp chất Clo, SO2, CO2, NOx...

h 1.1. Sơ đồ công nghệ sản xuất bột hóa và các dòng thải [20]
Bảng 1.1. Đặc tính nước thải công nghệ sản xuất bột hóa[20]
Gỗ, tre,
nứa

Xử lý nguyên liêu

Nấu bột

Rửa bột

Chỉ tiêu
Chất rắn lơ lửng (TSS)
CODcr
BOD5
Nhiệt
Xút hóa độ
Cô đặc (chưng bốc)
pH

Sàng bột Lọc cát
(làm sạch)

Đơn vị
mg/l
mg/l
mg/l
0
C

Lò hơi đốt than

Tẩy trắng

Xeo giấy

Sản xuất hóa chất tẩy

Giá trị
300 – 500

1.000-1.500
300 – 400
38-40
8 – 10

 Công nghệ sản xuất bột hóa nhiệt cơ
Phương pháp hóa nhiệt cơ – phương pháp sản xuất bột hiệu xuất cao – là phương pháp kết hợp giữa cơ, nhiệt và hóa
Lò hơi thu hồi

học. Về cơ bản, dăm gỗ đầu tiên được làm mềm bằng biện pháp thẩm thấu hóa chất ở nhiệt độ ( trung bình thông thường
là 80 ÷ 900C) và thời Lò
gian
vôi thích hợp, sau đó được thực hiện bằng cơ học, thông thường là nghiền xem hình 1.2. Hiệu suất
bột thường nằm trong khoảng từ 75 – 85% do mức độ xử lý hóa chất nhẹ nhàng, nên hàm lượng lignin trong bột còn lại
Vỏ cây,
cưa xuất bột hóa học, mức độ loại bỏ lignin gần như hoàn toàn,
cao. Khác
vớimùnsản
nên SS,
cóCOD,
hiệuBOD
xuất
thu hồiClobột
50%).
Nước thải
H/c L.huỳnh,
hữuthấp
cơ, KL(<
nặng,Màu
Xỉ than

Đặc tính nước thải trước khi đưa vào xử lý được đưa ra trong bảng 1.2. dưới đây. Nước thải có hàm lượng các chất ô
nhiễm cao hơn so với sản xuất bột hóa
do không có biện pháp đốt thu hồi hóaBùn
chất
nấu và lignin.
Bột và giấy
thải
Khí thải
Nước thải
Bảng 1.2.
Đặc tính nước thải công nghệ sản xuất bột
hóa nhiệt cơ

12


Chỉ tiêu
Chất rắn lơ lửng (TSS)

Đơn vị
mg/l

Giá trị
500 – 1.500

CODcr
BOD5
Nhiệt độ
pH

mg/l
mg/l
0
C

4.000 – 10.000
1000 – 4.000
36 – 70
7–9

13


Gỗ nguyên liệu

Chặt mảnh
Sàng, rửa mảnh
Thẩm thấu hóa chất
Nghiền thô, ép vít
Tẩy trắng
Nghiền tinh
Làm sạch
Sấy
Đóng kiện
Xeo giấy
Hình 1.2. Sơ đồ công nghệ sản xuất bột hóa nhiệt cơ

14

 Công nghệ sản xuất bột giấy tái chế
Bột giấy còn được sản xuất từ giấy loại đã qua sử dụng, tùy thuộc vào loại nguồn gốc nguyên liệu và yêu cầu sản
phẩm giấy cần phải sản xuất mà trong quy trình sản xuất bột tái chế được chia làm 02 loại:  Công nghệ tái chế nguyên
liệu từ lề - hòm hộp cũ, bột sau khi tách loại tạp chất, phân loại xơ sợi bột giấy sẽ được sử dụng cho sản xuất giấy bao
gói, hòm hộp công nghiệp:  Công nghệ tái sinh các loại giấy văn hóa (giấy in báo, giấy in, giấy viết …) thường có
thêm công đoạn khử mực (bột DIP: De-Inking Pulp). Sau quá trình khử mực thường gồm có công đoạn tẩy trắng riêng
biệt, sử dụng hydro peoxit hoặc muối hydrosulphit. Bột giấy sau tái chế thường có độ trắng nhất định tùy thuộc vào
nguyên liệu đầu vào. Bột giấy tái chế sẽ được sử dụng một phần cho quá trình sản xuất giấy in báo, giấy in, giấy viết,
giấy in tạp chí... [21]. Dưới đây là sơ đồ công nghệ của quá trình tái chế giấy Hình 1.3.

15


Nguyên liệu
(Bìa carton, giấy loại văn phòng, báo loại…)

Đánh tơi thủy lực
Xử lý nhiệt

Làm sạch thô
(Sàng thô- Lọc cát nồng độ cao)

Làm sạch tinh
(Sàng – Lọc cát tinh)

Khử mực - Tẩy - Rửa

Nghiền

16


Cô đặc

Bột thành phẩm

Đi sản xuất giấy

Hình 1.3. Sơ đồ công nghệ sản xuất giấy tái chế có khử mực [21]
Bảng 1.3. Bảng đặc tính nước thải giấy khử mực
Chỉ tiêu

Đơn vị

pH

Hàm lượng
6,4 – 7,5

BOD

mg/l

1900

COD

mg/l

2500

TSS

mg/l

2000

Độ màu

Pt – Co

900

17


Trong công nghệ sản xuất bột giấy tái chế có khử mực thì thành phần nước thải chủ yếu là mực in, chất độn (trong
giấy có khoảng 30% là chất độn như là: bột đá, tinh bột, keo AKD, chất trợ in…) và các kim loại nặng (có trong mực in
như chì …). Chính vì vậy mà lượng bùn sinh ra trong quá trình sản suất bột giấy khử mực là rất lớn [21] .

1.1.2. Công nghệ sản xuất giấy (xeo giấy) và đặc tính nước thải
Nguyên tắc hoạt động

Bột giấy

Đánh tơi
thủy lực

Nghiền, sàng,

lọc cát

Hòm lưới
hình thành

Nước thải chứa sơ sợi, cát
Thành phẩm
giấy

Cuộn,
Cắt cuộn

Sấy sau,
Ép quang
18

Ép, sấy trước,
gia keo


Nước thải chứa
Hình 1.4. Sơ đồ công nghệ xeo giấy [14]
sơ sợi, chất phụ gia
Hiện nay, hầu hết các nhà máy sản xuất giấy đều sử dụng công nghệ gia keo kiềm tính thay thế cho công nghệ gia
keo trong môi trường axít trước đây. Máy xeo giấy sử dụng phổ biến là các loại máy xeo lưới dài và máy xeo lưới đôi với
các hòm phun thủy lực có thể điều khiển chế độ dòng chảy của dòng bột theo chiều ngang của băng giấy.
Sau khi có bột, giấy được sản xuất trên máy xeo giấy bao gồm các công đoạn: chuẩn bị bột (nghiền, sàng, làm sạch,
phối trộn với các phụ gia…), hình thành trên lưới, hộp, sấy, cuộn, thành phẩm giấy (xem Hình 1.4). Trước khi đưa vào
máy xeo, bột được nghiền nhỏ để làm đồng đều và mềm mại, sau đó bột được phối trộn với phụ gia như: bột đá, tinh bột,
cationic, keo AKD và một số chất khác ở tỷ lệ nhất định rồi bơm lên hòm phun bột của máy xeo. Từ đây bột được phun

lên lưới hình thành tờ giấy ướt, sau đó được tách nước, sang hệ thống hộp sấy, gia keo bề mặt (có hoặc không) làm nhẵn
bề mặt rồi được chuyển sang bộ phận hộp quang, cuộn, cắt khổ và chuyển đến bộ phận bao gói và gia công [14, 20]. Các
hóa chất thường sử dụng như sau: [17, 18]
 Nhóm keo: Là các chất có tác dụng gia keo trên bề mặt hoặc gia keo nội bộ tờ giấy nhằm làm tăng khả năng chống
thấm chất lỏng (nước) của giấy. Ví dụ: keo nhựa thông, nhựa thông biến tính, nhựa thông phân tán, AKD, ASA….
 Nhóm chất độn: Là những chất trộn lẫn vào trong bột giấy, nó vừa có vai trò thay thế bớt lượng xơ sợi trong giấy
đồng thời tăng độ nhẵn, độ đục, độ đồng đều bề mặt. Ví dụ: cao lanh, CaCO3 nghiền hoặc kết tủa…

19


 Nhóm phụ gia, phẩm màu: Là những chất cho vào hỗn hợp bột giấy làm cho giấy có chất lượng cao hơn, tăng một số
tính chất thẩm mỹ như màu, độ bóng láng, giảm giá thành sản phẩm. Tỷ lệ của nhóm chất này chiếm một lượng nhỏ
trong giấy. Ví dụ: polyacrylamit, tinh bột cation, chất tăng trắng, chất khử bọt….
Trong một các công đoạn của quá trình xeo giấy tuy không thải ra môi trường các hoá chất độc hại nhưng lại thải ra
môi trường một lượng lớn nước thải có chứa:
 Lượng đáng kể xơ xợi xelulozơ từ phần tách loại từ các công đoạn làm sạch cùng sơ sợi, sạn cát. Thông thường, để
sản xuất 1 tấn giấy thì thải ra môi trường 50 – 150 kg xơ xợi.
 Phần nước lọc ra từ thiết bị tách nước có chứa sơ sợi,bột đá và các chất phụ gia. Đặc tính nước thải sản xuất giấy như
ở Bảng 1.4.

Bảng 1.4. Đặc tính nước thải của quá trình xeo giấy
Chỉ tiêu

Đơn vị

20

Hàm lượng

pH

7,5 – 9,0

BOD

mg/l

2000

COD

mg/l

2500

TSS

mg/l

3500

Độ màu

Pt – Co

1000

1.2. Tình hình chung của thế giới và Việt nam về ô nhiễm môi trường do ngành sản xuất giấy gây ra

1.2.1. Đặc thù của ngành giấy thế giới và tình hình ô nhiễm môi trường
Do xu hướng phát triển chung của nền kinh tế trên thế giới, dẫn tới mức tiêu thụ giấy cũng tăng, công nghiệp giấy
ngày càng phát triển. Hiện nay, bình quân thế giới hiện là: 54 Kg/người/năm. Một số nước có nền sản xuất bột lớn như:
Canada, Thụy điển, Phần lan, Mỹ, Braxin, công nghiệp giấy từ buổi đầu sơ khai là kết những cây cỏ lại với nhau thành
tấm, thì giờ đây đã được tự động hoá về mọi mặt, cả về công nghệ lẫn thiết bị, đã có hẳn những công ty lớn chuyên về
hoá chất ngành giấy. Trên thế giới có rất nhiều nhà máy công suất 1 triệu tấn/năm với những dàn xeo khổ rộng 9 m, 12 m
tốc độ 1700m/phút [9, 20].
Với thiết bị công nghệ hiện đại, chu trình sản xuất tuần hoàn khép kín. Chính vì thế với các nhà máy sản xuất giấy
và bột giấy trên thế giới hiện nay lượng nước cung cấp cho sản xuất bột giấy và giấy đã giảm tới mức tối đa 7 – 15 m 3
nước/1 tấn giấy và nhất là lượng hóa chất trong quá trình nấu bột được tuần hoàn khép kín không bị tổn thất ra ngoài

21


nhiều như các công nghệ lạc hậu, hơn nữa trong công đoạn xeo giấy nước trắng sinh ra được xử lý tuần hoàn lại, cho nên
giảm được lượng nước thải và các hóa chất trong quá trình xeo giấy.
Trên thế giới hiện nay không những sản xuất bột giấy và giấy từ gỗ mà công nghệ sản xuất bột giấy và giấy từ giấy
phế liệu đã qua sử dụng cũng rất là phát triển, với mục đích nhằm thu hồi lại giấy đã qua sử dụng đồng thời cũng làm
giảm quá trình khai thác nguồn nguyên liệu từ thiên nhiên (như gỗ, nước, điện, than, hóa chất…) xem Bảng 1.5.
Bảng 1.5. Tình hình tái sử dụng và thu gom giấy phế liệu của một số nước điển hình trên thế giới [13]
%

%

%

%

Đan Mạch

Tái sử dụng
115

Thu gom
49

Đài Loan

Tái sử dụng
90

Thu gom
58

Tây Ban Nha

81

43

Hàn Quốc

75

75

Thụy sĩ

68

65

Hà Lan

61

65

Đức

61

71

Úc

58

48

Pháp

54

44

Nhật Bản

53

54

Áo

41

62

USA

40

45

Trung Quốc

39

26

Thụy Điển

18

58

Liên Bang Nga

15

30

Phần Lan

5

--

Bỉ

--

43

Canada

--

42

Nước

22

Nước


Với đặc thù ngành sản xuất giấy trên thế giới của các nước phát triển là sử dụng hiệu quả nguồn tài nguyên, tiết
kiệm năng lượng, nước sạch và phát thải ít, nên lượng nước thải thải ra môi trường không bị ô nhiễm nặng nề như các
nước đang phát triển. Và một điều quan trọng là họ đã có những ứng dụng công nghệ hiện đại và điều kiện để xây dựng,

vận hành hệ thống xử lý nước thải hiệu quả [13].
1.2.2. Đặc thù của ngành giấy Việt Nam và tình hình ô nhiễm môi trường
Hiện nay, các nước phát triển có mức sử dụng giấy tính theo đầu người là 200 – 300kg/năm, các nước Đông Nam á
cũng đạt 30 – 100 kg/năm. Trung bình những năm qua, nước ta nhập khoảng trên dưới 100 ngàn tấn giấy các loại mỗi
năm. Tính về số giấy sản xuất trong nước thì Việt Nam mỗi năm tiêu thụ gần 300 ngàn tấn, tính theo đầu người đạt xấp
xỉ 4kg/năm. Đây là chỉ số rất quan trọng trong việc đánh giá mức độ phát triển văn hóa. Theo chỉ số này Việt Nam đứng
cuối cùng trong khu vực và thuộc loại thấp nhất thế giới [21].
Ở Việt Nam công nghiệp giấy còn rất nhỏ bé. Năng lực sản xuất bột giấy đạt khoảng 150 – 170 ngàn tấn/năm,
năng suất thiết kế của các cơ sơ sản xuất giấy vào khoảng 250 ngàn tấn/năm. Trong những năm gần đây sản lượng giấy
trong nước đạt khoảng 200 – 250 ngàn tấn/năm, trong đó bột giấy khoảng 120 – 150 ngàn tấn. Lượng bột giấy thiếu hụt
được bù đắp bằng việc xử lý giấy cũ và bột nhập khẩu.
Về sản phẩm, ngành đã sản xuất được các loại giấy chủ yếu là: giấy in báo, giấy in, giấy viết, giấy vệ sinh, sinh
hoạt, giấy bao bì, giấy vàng mã nội địa và xuất khẩu. Chất lượng giấy nói chung chỉ đạt mức trung bình hoặc dưới trung

23


bình so với khu vực và trên thế giới. Những loại giấy khác (giấy bao bì chất lượng cao, giấy kỹ thuật như: các loại giấy
lọc, giấy cách điện,…) được nhập khẩu.
Đặc điểm nổi bật của ngành giấy Việt Nam là rất phân tán. Với tổng sản lượng (trên 200 ngàn tấn/năm) tương
đương một xí nghiệp trung bình ở các nước phát triển, ngành giấy Việt Nam có tới khoảng 100 cơ sở sản xuất. Qui mô
vô cùng đa dạng và phân bố khắp ba miền Bắc, Trung, Nam. Ngoài ba cơ sở Bãi Bằng, Tân Mai, Đồng Nai có qui mô
sản xuất trên 10 ngàn tấn/năm đến 50 ngàn tấn/năm, các cơ sở còn lại có qui mô rất nhỏ, từ vài trăm tấn đến 5000 – 7000
tấn/năm [17, 18].
Về nguyên liệu, ngành sản xuất giấy Việt Nam sử dụng hai loại nguyên liệu chủ yếu là tre nứa và gỗ lá rộng mọc
nhanh (bồ đề, mỡ, keo, bạch đàn…). Một vài cơ sở sử dụng bã mía nhưng không đáng kể. Để sản xuất khoảng 130 – 150
ngàn tấn bột giấy một năm như hiện nay, ngành giấy sử dụng khoảng 700 ngàn tấn nguyên liệu qui chuẩn (độ ẩm 50%).
Nếu tính sinh khối rừng nguyên liệu tăng trưởng mỗi năm khoảng 12 ÷ 15 tấn/ha và sản lượng rừng nguyên liệu giấy đến
kỳ khai thác của Việt Nam dưới 100 tấn/ha, thì diện tích rừng bị khai thác cho ngành giấy không phải nhỏ.
Lượng giấy cũ sử dụng để tái sinh trong sản xuất ở nước ta còn thấp, tuy chưa có thống kê chính xác nhưng được

đánh giá khoảng 10 – 15% so với tổng lượng bột giấy sử dụng. Đó là con số quá khiêm tốn vì ở nhiều nước trên thế giới
chỉ số này đạt trên dưới 50%. Nhiều vùng trong khu vực (Hàn Quốc, Đài Loan) nhập khẩu rất nhiều giấy cũ để chế biến
và tái sử dụng rất có hiệu quả vì vừa không phải khai thác rừng tự nhiên, lại vừa không phải tổ chức sản xuất bột giấy
vừa tốn kém, vừa ô nhiễm môi trường.

24


Về công nghệ, ngành giấy Việt Nam còn lạc hậu và ở trình độ rất thấp. Sản xuất bột giấy là khâu có ảnh hưởng
mạnh nhất tới môi trường.
Bột giấy ở nước ta được sản xuất chủ yếu ở Bãi Bằng bằng phương pháp nấu sunfat (sản xuất bột hóa học). Công ty
giấy Bãi Bằng có sản lượng bột giấy chiếm 20 – 30% sản lượng bột giấy toàn ngành. Bột giấy ở đây được nấu từ gỗ bồ
đề, mỡ, bạch đàn, keo,… (khoảng 50%) và tre nứa (khoảng 50%), theo phương pháp sunphat (dịch nấu là hỗn hợp các
dung dịch NaOH và Na2S). Dịch đen sau nấu, rửa, tẩy bột giấy được cô đặc và đốt (không phải nơi nào cũng xử lý như
vậy, có nơi thải trực tiếp ra nguồn nước). Khoảng 55% sinh khối nguyên liệu hòa tan vào dịch đen biến thành CO 2 khi
đốt. Hóa chất nấu được bổ sung ở dạng sunphat natri (nên gọi là phương pháp sunphat) và được thu hồi để dùng lại. Bởi
vậy, ô nhiễm sinh ra ở khu này chủ yếu là khí có mùi, chất hữu cơ, hóa chất kiềm tính rò rỉ và khói lò đốt thu hồi [2].
Công đoạn sản xuất giấy bao gồm nghiền bột, pha chế với các chất phụ gia, xeo giấy và hoàn thiện sản phẩm. Các
chất ô nhiễm phát sinh và ở công đoạn này không lớn vì nước sản xuất được quay vòng sử dụng theo chu trình khép kín,
nước thải chỉ đem theo một lượng nhỏ hóa chất không độc hại, có pH thường là 5.5 – 6.0, và một tỷ lệ rất nhỏ sơ sợi vụn,
ngắn thoát qua lưới xeo. Việc áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật trong sử dụng quay vòng nước trắng (nước trong
chu trình) như sử dụng chất tuyển nổi thu hồi xơ sợi và chất phụ gia, tận thu xơ sợi trên tuyến nước thải như ở công ty
giấy Bãi Bằng đã làm giảm đáng kể tình trạng ô nhiễm môi trường.
Tuy nhiên, điều đáng nói là ngoài công ty giấy Bãi Bằng có thiết kế công nghệ và trang thiết bị khá hoàn chỉnh,
nhưng nhiều xí nghiệp giấy khác sản xuất theo phương pháp công nghệ rất “không môi trường”. Đó là công nghệ nấu bột
giấy từ những loại nguyên liệu khác nhau bằng dung dịch xút (NaOH) ở nhiệt độ cao (130 – 170 0C), không có thu hồi

25