Nghiên cứu thử nghiệm một số phương pháp hóa lý và đề xuất mô hình xử lý nước thải tại công ty cổ phần giấy việt trì, thành phố việt trì, tỉnh phú thọ

ĐẶT VẤN ĐỀ
Ô nhiễm môi trƣờng nói chung, ô nhiễm môi trƣờng nƣớc nói riêng đang là
một vấn đề toàn cầu. Nguồn gốc ô nhiễm môi trƣờng nƣớc chủ yếu là do các
nguồn nƣớc thải không đƣợc xử lý, thải trực tiếp ra môi trƣờng bao gồm từ: các
hoạt động sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, sinh hoạt, vui chơi giải trí.... Trong
đó, nƣớc thải từ các hoạt động công nghiệp có ảnh hƣởng nhiều nhất đến môi
trƣờng do tính đa dạng và phức tạp của nó.
Cùng với sự phát triển của đất nƣớc, ngành công nghiệp giấy đang ngày
càng mở rộng và đáp ứng đƣợc nhiều hơn nữa nhu cầu đa dạng, phong phú
của khách hàng. Chất lƣợng và số lƣợng mặt hàng giấy đƣợc sản xuất ra thay
đổi nhanh theo từng năm, kéo theo lƣợng nƣớc thải ra tại các công ty, xí
nghiệp sản xuất giấy cũng tăng nhanh. Nhƣ vậy đã không tránh khỏi trƣờng
hợp nhiều cơ sở sản xuất giấy xả thẳng nƣớc thải chƣa xử lý ra ngoài môi
trƣờng, gây nguy hại lớn đối với hệ sinh thái.
Công ty Cổ phần Giấy Việt Trì là một đơn vị hoạt động lâu năm trong
ngành giấy vì vậy những thành tựu mà Công ty đóng góp đƣợc cho ngành
giấy là không nhỏ. Với mục tiêu không ngừng vƣơn xa, Công ty đang ngày
càng thay đổi công nghệ sản xuất cũng nhƣ bắt kịp với “sản xuất sạch hơn”,
nhất là trong những năm gần đây và đã thu đƣợc những kết quả rõ rệt. Trong
quy mô ở mức vừa, Công ty Cổ phần Giấy Việt Trì đã và đang có đóng góp
lớn vào sự phát triển kinh tế của khu vực. Tuy nhiên cùng với sự phát triển
lớn mạnh đó, lƣợng nƣớc thải thải ra hàng ngày tại Công ty đang tăng rất
nhanh và nếu không đƣợc xử lý kịp thời thì sẽ gây ô nhiễm môi trƣờng xung
quanh.
Xử lý nƣớc thải là một vấn đề cấp bách đối với tất cả các công ty, các
cơ sở sản xuất giấy hiện nay. Có rất nhiều phƣơng pháp xử lý nƣớc thải giấy:
phƣơng pháp xử lý hóa - lý, phƣơng pháp xử lý sinh học,… Tuy nhiên để lựa
chọn đƣợc phƣơng pháp phù hợp và mang lại hiệu quả cao nhất cho từng loại
nƣớc thải tại từng cơ sở sản xuất lại là một vấn đề rất khó khăn. Công ty Cổ
1

phần Giấy Việt Trì cũng đang gặp phải khó khăn này. Do vậy, việc nghiên
cứu các biện pháp xử lý nƣớc thải tại Công ty Cổ phần Giấy Việt Trì là vấn đề
rất cần thiết hiện nay.
Từ những lý do trên, tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu thử
nghiệm một số phương pháp hóa lý và đề xuất mô hình xử lý nước thải tại
Công ty Cổ phần Giấy Việt Trì, thành phố Việt Trì, tỉnh Phú Thọ” với mục
đích tìm hiểu quy trình sản xuất; nghiên cứu đặc tính dòng thải; thử nghiệm
một số biện pháp hóa - lý đối với nƣớc thải tại Công ty; từ đó xây dựng mô
hình xử lý nƣớc thải phù hợp với điều kiện của Công ty và khu vực nghiên
cứu.

2


CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Khái quát về ngành Công nghiệp giấy Việt Nam
1.1.1. Thực trạng ngành Công nghiệp giấy Việt Nam
Hiện nay cùng với sự phát triển nhanh của xã hội, nhu cầu đƣợc sử
dụng giấy của mọi ngƣời đang ngày càng tăng cao. Để đáp ứng tốt đƣợc nhu
cầu của khách hàng, các công ty, doanh nghiệp sản xuất giấy trong nƣớc luôn
luôn phải cạnh tranh nhau khốc liệt cả về số lƣợng lẫn chất lƣợng sản phẩm
đầu ra. Tuy nhiên do chƣa có bƣớc đi đúng nên nhìn chung ngành Công
nghiệp giấy của nƣớc ta vào thời điểm này vẫn đang gặp phải rất nhiều khó
khăn.
Theo Hiệp hội Giấy và Bột giấy Việt Nam, hiện cả nƣớc có khoảng 300
nhà máy giấy, nhƣng đa số còn ở quy mô nhỏ và trung bình, công nghệ đã lỗi
thời. Thời gian qua, dù một số dự án lớn trong ngành Công nghiệp giấy đƣợc
triển khai nhƣng trong hơn 2 triệu tấn giấy đƣợc tiêu dùng trong nƣớc mỗi

năm thì có tới 48,2 % là nhập khẩu từ nƣớc ngoài. Đối với bột giấy, dù năng
lực sản xuất đạt trên dƣới 438.000 tấn nhƣng lại chủ yếu cũng đƣợc bù đắp
nhờ nhập khẩu, trong khi các doanh nghiệp cũng chỉ hoạt động ở công xuất
tối thiểu (khoảng 20 – 25%) [2].
Ngoài ra, một bất cập chung của các ngành công nghiệp mũi nhọn mà
ngành Công nghiệp giấy của Việt Nam cũng không tránh khỏi là thực trạng
"xuất khẩu thô”. Trong khi hiện tƣợng sụt giảm nguyên liệu do phá rừng,
thiên tai... xảy ra hàng năm nhƣng mỗi năm Việt Nam vẫn xuất khẩu trên dƣới
3 triệu tấn dăm khô từ gỗ rừng trồng (chỉ đứng sau Australia). Các nƣớc mua
nguyên liệu thô của Việt Nam sản xuất thành phẩm, sau đó nhập trở lại Việt
Nam với giá thành cao.
Mặc dù gặp nhiều khó khăn, nhƣng Tổng Công ty Giấy Việt Nam đã
đạt đƣợc những thành tựu nhất định trong năm 2012: giá trị sản xuất công
nghiệp đạt 1.300 tỷ, bằng 98,8% năm 2011; tổng doanh thu đạt 3.300 tỷ, bằng
3


108,1% năm 2011. Tuy nhiên, nộp ngân sách năm 2012 đạt 81 tỷ, chỉ bằng
64,4% so với năm 2011; và lợi nhuận năm 2012 đạt 46 tỷ, bằng 55% so với
năm 2011 [2].
Để khắc phục những yếu kém còn tồn tại trong ngành giấy, Tổng Công
ty Giấy Việt Nam đã chỉ đạo các đơn vị thành viên thay thế dần các thiết bị
cũ, kém hiệu quả; không vận hành trong tình trạng non tải; giảm thiểu mất
nhiệt bằng cách bảo ôn đƣờng ống; sử dụng lò đốt đa năng, cải tiến công
nghệ, quy trình vận hành, bảo dƣỡng máy móc, thiết bị để nâng cao hiệu suất.
Bên cạnh đó, ngành giấy cũng đƣa ra các biện pháp giảm tiêu thụ điện
nhƣ: bố trí mặt bằng nhà xƣởng hợp lý, giảm tối đa cự ly tải điện; tránh dùng
các máy bơm, quạt quá lớn, chọn lựa thiết bị có hiệu suất cao, có nhiều chế độ
làm việc; sử dụng hiệu quả hệ thống chiếu sáng, hệ thống nén;… Thực tế đã
chứng minh, một số giải pháp đƣợc áp dụng đem lại hiệu quả cao, nhƣ: cải tạo

hệ thống đối lƣu để tăng hiệu quả thu hồi bụi, tăng hiệu suất lò, tiết kiệm than,
điện.
Để khắc phục tình trạng thiếu nguyên liệu, ngành sản xuất giấy của
Việt Nam đã phát triển mạnh lĩnh vực tái chế giấy. Tỷ lệ thu hồi giấy đã qua
sử dụng dùng làm nguyên liệu trong tổng nguyên liệu sản xuất giấy ở Việt
Nam là 70%. Gần 100% giấy bao bì, 90% giấy tissue và 60% giấy in báo đều
làm từ giấy tái chế [3].
Bộ Công thƣơng dự báo: năm nay sản lƣợng giấy trong nƣớc dự kiến sẽ
đạt 2,18 triệu tấn giấy các loại; tăng 17,7% so với năm 2012. Cộng thêm
khoảng 1,3 triệu tấn giấy nhập khẩu thì nguồn cung giấy tại thị trƣờng trong
nƣớc sẽ khá dồi dào. Năm 2013, nhu cầu tiêu dùng giấy các loại của cả nƣớc
đạt trên 3 triệu tấn, tăng nhẹ so với mức tiêu thụ của năm 2012 (là 2,9 triệu
tấn). Với những khó khăn cũng nhƣ thuận lợi ở trên, ngành Công nghiệp giấy
cần phải đầu tƣ, đẩy mạnh hơn nữa để có thể sớm trở thành ngành công
nghiệp mũi nhọn trong tƣơng lai của đất nƣớc [2].

4


1.1.2. Đặc tính của nƣớc thải sản xuất giấy
Để tìm hiểu về tính chất của nƣớc thải sản xuất giấy, khóa luận đã phân
tích đặc điểm của dòng thải tại từng công đoạn sản xuất nhƣ sau:
- Dòng thải rửa nguyên liệu bao gồm các chất hữu cơ hòa tan, đất đá,
thuốc bảo vệ thực vật, vỏ cây,…
- Dòng thải của quá trình nấu và rửa sau nấu chứa phần lớn các chất
hữu cơ hòa tan, các chất nấu và một phần xơ sợi. Dòng thải có màu tối nên
thƣờng đƣợc gọi là dịch đen.
- Dòng thải từ công đoạn tẩy của các nhà máy sản xuất bột giấy bằng
phƣơng pháp hóa học và bán hóa chứa các chất hữu cơ, lignin hòa tan và hợp
chất tạo thành của những chất đó ở dạng độc hại. Dòng này thƣờng có hàm

lƣợng BOD5, COD cao.
- Dòng thải từ quá trình nghiền bột và xeo giấy chủ yếu chứa xơ sợi
mịn, bột giấy ở dạng lơ lửng và các chất phụ gia nhƣ nhựa thông, phẩm màu,
cao lanh. Dòng thải này thƣờng có hàm lƣợng TSS cao.
- Dòng thải từ các khâu rửa thiết bị, rửa sàng, dòng chảy trên sàn nhà có
chứa các chất lơ lửng và chất rơi vãi.
- Nƣớc ngƣng của quá trình cô đặc trong hệ thống xử lý thu hồi hóa
chất từ dịch đen. Mức ô nhiễm của nƣớc ngƣng phụ thuộc vào loại gỗ, công
nghệ sản xuất.
- Nƣớc thải sinh hoạt làm tăng nồng độ BOD5, nguy cơ có những vi
sinh vật nguy hại.
Nhƣ vậy, nƣớc thải của các nhà máy sản xuất giấy sẽ có hàm lƣợng
BOD5, COD, TSS rất cao. Đặc biệt nƣớc có thể chứa cả kim loại nặng, lignin
(dịch đen), phẩm màu, xút,… Đây đều là những hợp chất có độc tính sinh thái
cao và mang nguy cơ gây ung thƣ, rất khó phân hủy ngoài môi trƣờng.

5


1.2. Các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải sản xuất giấy
1.2.1. Một số phƣơng pháp cơ bản trong xử lý nƣớc thải sản xuất giấy
Đặc tính của nƣớc thải sản xuất giấy rất đa dạng, nó phụ thuộc nhiều
vào nguồn nguyên liệu đầu vào, quy trình sản xuất và công nghệ xử lý. Vì
vậy, trƣớc khi thải ra ngoài môi trƣờng, nƣớc thải sản xuất giấy cần phải đƣợc
xử lý bằng các phƣơng pháp thích hợp. Một cách tổng quát, các phƣơng pháp
xử lý nƣớc thải sản xuất giấy đƣợc chia thành các nhóm chính sau: phƣơng
pháp xử lý cơ học, phƣơng pháp xử lý hóa - lý và phƣơng pháp xử lý sinh
học.
a. Phƣơng pháp xử lý cơ học
Bao gồm các quá trình sàng lọc loại bỏ tạp chất thô, cát thô và làm lắng

sơ bộ. Đầu tiên dòng thải sẽ đƣợc đƣa qua song chắn rác để loại bỏ những tạp
chất thô, có kích thƣớc lớn. Sau đó tiếp tục đi qua bể lắng. Lắng là quá trình
làm sạch cơ bản trong công nghệ xử lý nƣớc nhằm loại bỏ phần lớn các hạt lơ
lửng không tan trong nƣớc có kích thƣớc lớn hơn 10-4 mm [8].
Bể điều hòa đƣợc sử dụng nhằm mục đích điều hòa lƣu lƣợng, nồng độ
dòng nƣớc cần xử lý trƣớc khi đi vào công trình xử lý tiếp theo; đồng thời
kiểm soát pH để tạo điều kiện cho các quá trình xử lý sinh học, hóa học diễn
ra thuận lợi.
Lọc cũng là một phƣơng pháp xử lý cơ học, quá trình này làm sạch
nƣớc thông qua lớp vật liệu lọc nhằm tách các hạt cặn lơ lửng, các hạt keo và
ngay cả vi sinh vật trong nƣớc. Vật liệu lọc thƣờng đƣợc sử dụng trong
phƣơng pháp lọc: cát, sỏi, than, xỉ, hạt xốp,…
b. Phƣơng pháp xử lý hóa - lý
Có nhiều phƣơng pháp xử lý hóa - lý thƣờng đƣợc áp dụng trong xử lý
nƣớc thải sản xuất giấy: phƣơng pháp trung hòa, phƣơng pháp keo tụ - tủa
bông, phƣơng pháp tuyển nổi,…
Nƣớc thải chứa axit vô cơ hoặc kiềm cần đƣợc trung hòa đƣa giá trị pH
về khoảng trung tính trƣớc khi thải vào nguồn tiếp nhận hoặc sử dụng cho
6


công nghệ xử lý tiếp theo. Khi đó ngƣời ta sẽ áp dụng phƣơng pháp trung hòa
để xử lý. Trung hòa nƣớc thải chứa axit có thể thực hiện đƣợc bằng nhiều
cách: trộn lẫn nƣớc thải axit và nƣớc thải kiềm; bổ sung các tác nhân hóa học;
lọc nƣớc thải axit qua vật liệu có tác dụng trung hòa;…
Keo tụ - tủa bông là phƣơng pháp thông dụng để xử lý nƣớc thải giấy.
Trong phƣơng pháp này ngƣời ta dùng các loại phèn nhôm, phèn sắt hay hỗn
hợp của cả hai loại phèn này với sữa vôi, cùng mục đích là khử COD, TSS.
Các hợp chất bị keo tụ sẽ lắng xuống tạo thành một lớp bùn cặn dƣới đáy bể.
Ƣu điểm cơ bản của phƣơng pháp này là có thể khử hoàn toàn đƣợc các hạt

nhỏ, nhẹ, lắng chậm trong thời gian ngắn.
Trái ngƣợc với nguyên lý của keo tụ - tủa bông, phƣơng pháp tuyển nổi
tách các tạp chất ra khỏi dòng thải bằng cách sục các bọt khí nhỏ vào pha
lỏng. Các bọt khí này sẽ kết dính với các hạt cặn. Khi khối lƣợng riêng của
tập hợp bọt khí và cặn nhỏ hơn khối lƣợng riêng của nƣớc, cặn sẽ theo bọt nổi
lên bề mặt. Hiệu suất của quá trình này phụ thuộc vào số lƣợng, kích thƣớc
bọt khí, hàm lƣợng chất rắn [14].
c. Phƣơng pháp xử lý sinh học
Một phần các chất trong nƣớc thải sản xuất giấy có khả năng phân hủy
sinh học. Trong một số trƣờng hợp dòng thải có chứa các chất hữu cơ khó
phân hủy và một số chất có khả năng gây hại cho vi sinh vật thì trƣớc khi đƣa
dòng thải vào xử lý sinh học, nƣớc thải cần đƣợc khử các chất độc hại và
giảm tỷ lệ các chất khó phân hủy sinh học bằng phƣơng pháp xử lý cục bộ.
Các phƣơng pháp sinh học thƣờng đƣợc áp dụng cho xử lý nƣớc thải sản xuất
giấy là phƣơng pháp bùn hoạt tính, lọc sinh học hoặc kết hợp xử lý sinh học
nhiều bậc. Quá trình xử lý sinh học với bùn hoạt tính hiếu khí và kỵ khí cũng
có thể đƣợc sử dụng để xử lý nƣớc thải sản xuất giấy với hiệu quả cao. Tuy
nhiên, nhƣợc điểm của phƣơng pháp này là thời gian xử lý dài và hiệu quả xử
lý các hợp chất hữu cơ khó phân hủy đạt mức thấp.

7


Hiện nay nƣớc thải giấy thƣờng đƣợc xử lý bằng cách kết hợp giữa quá
trình xử lý sinh học và quá trình keo tụ - tủa bông. Quá trình xử lý sinh học
giúp loại bỏ các hợp chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học và xử lý một
phần các hợp chất hữu cơ khó phân hủy sinh học dƣới tác dụng của quá trình
sinh trƣởng và phát triển của vi sinh vật. Giúp giảm bớt tải lƣợng của quá
trình keo tụ- tủa bông, tăng hiệu quả xử lý.
Do mỗi loại nƣớc thải có thành phần và tính chất đặc trƣng riêng nên

công nghệ xử lý tƣơng ứng cũng khác nhau. Để xử lý trƣớc tiên ta phải tách
riêng, xử lý sơ bộ dòng thải nhằm loại bỏ các tác nhân gây hại đối với vi sinh
vật rồi nhập chung và xử lý sinh học. Nƣớc thải sản xuất giấy có nồng độ chất
rắn lơ lửng cao, trong đó chứa nhiều hợp chất hữu cơ có thành phần phức tạp
và khó phân hủy sinh học, có khả năng gây ức chế cho vi sinh vật. Hơn nữa
nhiệt độ của nƣớc thải sản xuất giấy rất cao, không thích hợp khi đƣa trực tiếp
vào hệ thống xử lý sinh học. Vì vậy, ta nên tiến hành xử lý hóa lý trƣớc khi
đƣa dòng thải vào các công trình xử lý sinh học nhằm loại trừ các yếu tố gây
hại và tăng khả năng xử lý của vi sinh vật.
1.2.2. Chất keo tụ Polyaluminum Chloride (PAC) trong xử lý nƣớc thải
bằng phƣơng pháp keo tụ - tủa bông
a. Cơ chế keo tụ
Keo tụ là quá trình tập hợp các chất rắn gây đục dạng keo (cặn lơ lửng,
chất huyền phù) có kích thƣớc nhỏ (cỡ µm) khó lắng thành các tập hợp có
kích thƣớc dễ lắng.
Hạt keo là những phần tử nhỏ có kích cỡ từ 10 -6 đến 10-3 mm, không có
khả năng lắng bởi trọng lực. Do hạt keo có diện tích bề mặt lớn nên có xu
hƣớng hấp phụ các chất nhƣ: các phân tử nƣớc và ion nên các hạt keo sẽ lớn
dần hay có thể tích điện với môi trƣờng nƣớc xung quanh [6].
Các hạt chất rắn gây đục tích điện trong môi trƣờng do nhiều nguyên
nhân. Dấu điện tích bề mặt của chúng phụ thuộc vào pH của môi trƣờng: trên
điểm đẳng điện bề mặt tích điện âm, dƣới điểm đẳng điện tích điện dƣơng.
8


Trong môi trƣờng nƣớc tự nhiên, khoảng pH thƣờng gặp là từ 5 - 9, các chất
gây đục có thành phần hóa học chủ yếu là vô cơ nên phần lớn chúng tích điện
âm. Trong khi chuyển động, các phần tử tích điện âm va chạm lẫn nhau, nếu
động năng của chúng thắng đƣợc lực đẩy, chúng có thể tạo đƣợc tập hợp lớn
hơn và lắng đƣợc. Tuy nhiên phần lắng đƣợc do cơ chế trên chiếm tỷ lệ thấp.

Muốn để chúng lắng đƣợc trƣớc hết cần khử điện tích bề mặt để chúng không
đẩy nhau và tạo điều kiện cho chúng tạo thành tập hợp lớn. Để khử điện tích
bề mặt ngƣời ta dùng chất keo tụ, chủ yếu là muối nhôm, muối sắt và trong
một số trƣờng hợp có thể dùng polyme tích điện dƣơng. Sau khi khử điện tích
(khử tính bền) chúng có thể co cụm lại nhờ chế độ thủy động (khuấy) hợp lý
hoặc có thể đƣa vào chất trợ keo tụ để làm tăng quá trình co cụm [6].
Quá trình keo tụ đƣợc trải qua các bƣớc nhƣ sau: khi có đƣợc môi
trƣờng pH phù hợp cho quá trình hấp phụ của các cấu tử nhôm trên bề mặt
chất gây đục, hiện tƣợng keo tụ xảy ra. Quá trình hấp phụ xảy ra trong một hệ
có độ phân tán cao nên tốc độ hấp phụ rất lớn. Nếu hệ đƣợc khuấy trộn tốt,
thời gian đạt tới cân bằng chỉ tính bằng phút.
Bản thân chất keo tụ muối nhôm tự nó đã có thể kết tủa và lắng. Khi
nồng độ huyền phù thấp các chất gây đục khó tạo thành tập hợp để lắng. Có
thể thêm vào hệ đó một lƣợng chất keo tụ nhằm tăng khả năng kết tủa. Khi
nồng độ chất keo tụ cao đạt mức siêu bão hòa sẽ tự nó kết tủa và lắng, đồng
thời cuốn theo các hạt đục cùng lắng.
Tiếp theo, quá trình keo tụ đƣợc trải qua cơ chế hấp phụ và tạo cầu liên
kết giữa các hạt keo (gồm 5 phản ứng). Sau khi hạt huyền phù đƣợc khử điện
tích bề mặt chúng có thể co cụm lại thành các tập hợp lớn. Quá trình này diễn
ra chậm. Để thúc đẩy nhanh ngƣời ta thƣờng sử dụng thêm một số chất trợ
lắng [5].
b. Chất keo tụ Polyaluminum Chloride (PAC)
Một trong những chất keo tụ thế hệ mới, tồn tại dƣới dạng polime vô cơ
là Poli nhôm clorua (Polime aluminium chloride), thƣờng viết tắt là PAC
9


(hoặc PACl). Hiện nay, ở các nƣớc tiên tiến, ngƣời ta đã sản xuất PAC với
lƣợng lớn và sử dụng rộng rãi để thay thế phèn nhôm sunfat trong xử lý nƣớc
sinh hoạt và đặc biệt là xử lí nƣớc thải.

PAC có công thức tổng quát là [Al2(OH)nCl6.n x H2O]m (trong đó m <=
10; n <= 5). PAC thƣơng mại ở dạng bột khô màu vàng nhạt hoặc vàng đậm,
dễ tan trong nƣớc và kém tỏa nhiệt, dung dịch trong suốt, có tác dụng khá
mạnh về tính hút ẩm [5].
PAC có nhiều ƣu điểm hơn so với phèn nhôm sunfat và các loại phèn
vô cơ khác: hiệu quả keo tụ và lắng trong 4 - 5 lần; tan trong nƣớc tốt, nhanh
hơn nhiều; ít làm biến động pH của nƣớc nên không phải dùng NaOH để xử
lý và do đó ít ăn mòn thiết bị hơn; không làm đục nƣớc khi dùng thừa hoặc
dùng thiếu; không cần chất phụ gia trợ keo tụ và trợ lắng; khả năng loại bỏ
các chất hữu cơ tan và không tan cùng các kim loại nặng tốt hơn; không làm
phát sinh hàm lƣợng SO42- trong nƣớc thải sau xử lý là loại có độc tính đối với
vi sinh. Tuy nhiên, do PAC có hiệu quả rất mạnh ở liều lƣợng thấp nên việc
cho quá độ lƣợng PAC sẽ gây hiện tƣợng tái ổn định của hạt keo. Vì vậy cần
nghiên cứu kỹ trƣớc khi sử dụng chất keo tụ PAC để xử lý nƣớc mang lại hiệu
quả cao nhất.
1.2.3. Chất trợ lắng Polyacrylamide (PAA) trong xử lý nƣớc thải bằng
phƣơng pháp keo tụ - tủa bông
a. Cơ chế hoạt động của chất trợ lắng
Để tăng hiệu quả của quá trình keo tụ - tủa bông, ngƣời ta thƣờng sử
dụng thêm một số chất trợ lắng. Việc sử dụng chất trợ lắng sẽ cho phép giảm
liều lƣợng chất keo tụ, giảm thời gian quá trình keo tụ và tăng tốc độ lắng của
các bông keo.
Cơ chế hoạt động của polyme trợ lắng: các polyme này sẽ bị hấp phụ
trên bề mặt chất gây đục theo kiểu “mỏ neo”, tức là một phân tử polyme có
thể bị hấp phụ trên nhiều hạt gây đục. Chúng đóng vai trò là chiếc cầu nối của

10


các chất gây đục, kéo chúng lại với nhau tạo thành cụm lớn. Tốc độ này xảy

ra rất nhanh, chỉ trong vài phút [6].
Liều lƣợng chất keo tụ tối ƣu sử dụng trong thực tế thƣờng đƣợc xác
định bằng thí nghiệm Jartest.
b. Chất trợ lắng Polyacrylamide (PAA)
Chất trợ lắng tổng hợp thƣờng đƣợc dùng trong thực tế là
Polyacrylamide (CH2CHCONH2)n. Tùy thuộc vào các nhóm ion khi phân ly
mà các chất trợ lắng có điện tích âm hoặc dƣơng nhƣ Polyacrylic axit
(CH2CHCOO)n hoặc Polydiallyldimetyl-amon.
Một số tính chất của PAA: có dạng bột tơi, mịn; tỷ trọng khoảng 0,7 0,8 g/cm3; đặc tính anion cao; có thể sử dụng tốt trong 24 tháng khi bảo quản
ở nhiệt độ 5 - 35oC ở chỗ thoáng tránh ánh nắng và độ ẩm cao [6].
Khi kết hợp cùng chất trợ lắng, thời gian lắng của chất keo tụ sẽ ngắn
hơn nhiều. Vì vậy, trong thí nghiệm Jartest cần phải tìm ra điều kiện thuận lợi
nhất để thu đƣợc khả năng xử lý nƣớc tốt nhất khi kết hợp giữa hai loại hợp
chất này.
1.3. Giới thiệu chung về Công ty Cổ phần Giấy Việt Trì
Cách đây tròn 50 năm, đúng dịp sinh nhật lần thứ 71 của Chủ tịch Hồ
Chí Minh, tại thành phố ngã ba sông, một nhà máy giấy hiện đại đầu tiên của
miền Bắc đƣợc thành lập và đi vào sản xuất. Nhà máy có công suất 18.000
tấn/năm, sản phẩm là giấy in viết. Toàn bộ thiết bị và công nghệ do nƣớc
Cộng hoà Nhân dân Trung hoa giúp đỡ. Trải qua 50 năm xây dựng và trƣởng
thành, sau nhiều lần đầu tƣ mở rộng, sản lƣợng của Công ty liên tục tăng từ
45.000 tấn/năm đến 62.500 tấn/năm giấy các loại và đạt 80.000 tấn/năm vào
các năm tiếp theo. Hiện nay, Công ty có 3 xí nghiệp trực thuộc là xí nghiệp I
(sản xuất giấy làm vỏ bao xi măng, giấy in viết), xí nghiệp II (sản xuất giấy
bao bì) và xí nghiệp cơ khí động lực; với hơn 700 cán bộ, công nhân viên và
là một trong những doanh nghiệp sản xuất giấy lớn, hiện đại, nằm trong tốp
500 doanh nghiệp lớn của cả nƣớc.
11

Năm 2011, sản xuất của Công ty đạt hơn 68.000 tấn; bằng 104,6% so
với kế hoạch và tăng 8,8% so với năm 2010, đƣa tổng doanh thu đạt 965 tỷ
đồng, tạo việc làm ổn định cho hơn 500 lao động với mức lƣơng bình quân 5
triệu đồng/ngƣời/tháng; nộp ngân sách 12,6 tỷ đồng [16].
Năm 2012 là năm cả nƣớc đối mặt với vô vàn khó khăn do lạm phát
kinh tế trong nƣớc. Sản phẩm giấy tiêu thụ của Công ty chậm, thậm chí có
thời điểm Công ty phải cắt giảm sản lƣợng sản xuất một số mặt hàng để cân
đối với mức tiêu thụ trên thị trƣờng cho phù hợp. Với số tiền 15 tỷ đồng,
Công ty đã đầu tƣ hoàn thiện hệ thống dây chuyền sản xuất cho máy xeo 3;
dây chuyền khử mực; băng tải thủy lực cho dây chuyền bột giấy của xí nghiệp
2; hệ nghiền của xí nghiệp 1 và cải tạo nồi hơi đốt cám cƣa,… Bên cạnh đó,
Công ty cũng đã đầu tƣ xây dựng hệ thống xử lý nƣớc thải bao gồm một số
các hạng mục: bể lắng sơ cấp, bể keo tụ - tủa bông, bể aerotank, bể lắng thứ
cấp… nhằm giảm lƣợng chất ô nhiễm thải ra ngoài môi trƣờng.
Cùng với đẩy mạnh đầu tƣ chiều sâu, Công ty phát động phong trào
phát huy sáng kiến tiết kiệm (điện, than, nƣớc), quản lý chặt chẽ vật tƣ
nguyên liệu kết hợp với rà soát lại toàn bộ quy trình kỹ thuật nhằm mục đích
giảm và loại trừ những hóa chất sử dụng không hợp lý; thi đua sản xuất và
tiêu thụ sản phẩm,… Do vậy hoạt động sản xuất kinh doanh của Công ty
trong năm qua không những vẫn đƣợc giữ vững mà còn đạt mức tăng trƣởng
so với năm trƣớc.
Công ty hiện đang nỗ lực đầu tƣ đổi mới công nghệ để "sản xuất sạch
hơn" nhằm bảo vệ môi trƣờng và phát triển bền vững. Ngay từ năm 1997,
Công ty đã mạnh dạn đầu tƣ dây chuyền sản xuất bao bì công nghiệp công
suất 25.000 tấn/năm. Đây là dây chuyền công nghệ hiện đại với hệ thống xử
lý nội vi hoàn chỉnh, nhƣ hệ thống xử lý giấy đứt, thu hồi xơ sợi và nƣớc
trắng, sản phẩm đƣợc sản xuất từ 100% giấy tái sinh. Từ đó đến nay, sản
lƣợng giấy các loại do Công ty sản xuất ra tăng bình quân mỗi năm từ 25-30
%. Riêng doanh thu năm 2010 đạt trên 600 tỷ đồng, nộp ngân sách hơn 11 tỷ
12

đồng, đời sống vật chất và tinh thần của ngƣời lao động trong Công ty không
ngừng đƣợc cải thiện [16].
Ông Nguyễn Hồng Hà, Phó Giám đốc Công ty Cổ phần Giấy Việt Trì
cho biết: kể từ khi đăng ký tham gia vào "chƣơng trình sản xuất sạch hơn" với
Trung tâm Sản xuất sạch Việt Nam, hàng năm Công ty đầu tƣ cho công tác
bảo vệ môi trƣờng trên 5 tỷ đồng và hiện đang tiếp cận với hệ thống quản lý
môi trƣờng theo tiêu chuẩn ISO 14000.
Công ty cũng đã nghiên cứu các biện pháp công nghệ để giảm lƣợng
nƣớc sử dụng và lƣợng nƣớc thải nhƣ: tăng cƣờng tuần hoàn nƣớc nội vi; tái
sử dụng nƣớc thải của các máy xeo, nƣớc thải sau xử lý. Đồng thời ứng dụng
tiến bộ kỹ thuật cố gắng nâng cao chất lƣợng sản phẩm, giảm việc ăn mòn
thiết bị, nâng cao hàm lƣợng chất độn trong giấy, giảm lƣợng xơ sợi trong
nƣớc thải và trồng trên 15.000 cây xanh để ngăn cản bụi... Nhờ đó, qua các
đợt kiểm tra giám sát môi trƣờng của cơ quan chức năng, Công ty Cổ phần
Giấy Việt Trì đều đƣợc xếp loại thực hiện nghiêm túc Luật Lao động và Luật
Bảo vệ môi trƣờng [16].

13


CHƢƠNG 2
MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU
2.1. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu nghiên cứu của khóa luận:
- Đánh giá đƣợc khả năng xử lý nƣớc thải sản xuất giấy của Công ty Cổ
phần Giấy Việt Trì bằng chất keo tụ PAC kết hợp chất trợ lắng PAA trong
điều kiện phòng thí nghiệm.

- Đề xuất đƣợc mô hình xử lý nƣớc thải sản xuất giấy phù hợp với điều
kiện của Công ty.
2.2. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
2.2.1. Đối tƣợng nghiên cứu
Đối tƣợng nghiên cứu của khóa luận:
- Nƣớc thải sản xuất giấy tại Công ty Cổ phần Giấy Việt Trì, thành phố
Việt Trì, tỉnh Phú Thọ.
- Các hóa chất đƣợc sử dụng để nghiên cứu: chất keo tụ Polyaluminum
Chloride (PAC) và chất trợ lắng Polyacrylamide (PAA).
2.2.2. Phạm vi nghiên cứu
Khóa luận tiến hành đánh giá khả năng xử lý nƣớc thải sản xuất giáy
của Công ty bằng chất keo tụ PAC và chất trợ lắng PAA thông qua các thông
số: pH, độ đục, TDS, TSS, BOD5, COD, độ muối.
2.3. Nội dung nghiên cứu
Các nội dung nghiên cứu của khóa luận bao gồm:
- Nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất và hệ thống xử lý nƣớc thải
tại Công ty Cổ phần Giấy Việt Trì, thành phố Việt Trì, tỉnh Phú Thọ.
- Đánh giá đặc tính nƣớc thải sản xuất giấy của Công ty.
- Nghiên cứu thử nghiệm khả năng xử lý nƣớc thải sản xuất giấy tại
Công ty bằng chất keo tụ PAC và chất trợ lắng PAA.
- Đề xuất mô hình xử lý nƣớc thải phù hợp với điều kiện của Công ty.
14


2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu
Để thực hiện tốt nội dung nghiên cứu, khóa luận sử dụng một số
phƣơng pháp nghiên cứu sau:
2.4.1. Phƣơng pháp thu thập, phân tích và tổng hợp tài liệu
Mục đích của việc thu thập, phân tích và tổng hợp tài liệu là nhằm nắm
bắt đƣợc các phƣơng pháp nghiên cứu đã thực hiện trƣớc đây, có đƣợc

phƣơng pháp luận chặt chẽ, làm rõ hơn về vấn đề nghiên cứu của mình cũng
nhƣ kiến thức rộng và sâu về lĩnh vực đang nghiên cứu.
Để có đƣợc các thông tin liên quan tới vấn đề đang nghiên cứu, khóa
luận có sử dụng phƣơng pháp thu thập, phân tích và tổng hợp các tài liệu môi
trƣờng liên quan đến một số biện pháp thƣờng đƣợc áp dụng trong xử lý nƣớc
thải giấy hiện nay. Các tài liệu này có thể thu thập đƣợc tại các báo cáo tổng
kết đề tài, tạp chí khoa học, giáo trình môi trƣờng, internet,…
Một số thông tin liên quan đến điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội tại
khu vực nghiên cứu, dây chuyền sản xuất của Công ty, công nghệ áp dụng,
đặc tính dòng thải,… đƣợc tham khảo từ tài liệu của UBND thành phố Việt
Trì, Công ty Cổ phần Giấy Việt Trì, tạp chí, internet và các đề tài liên quan.
2.4.2. Phƣơng pháp nghiên cứu khảo sát thực địa
Khảo sát ngoài thực địa là phƣơng pháp truyền thống, đặc trƣng và rất
cần thiết trong lĩnh vực nghiên cứu môi trƣờng. Phƣơng pháp này mang lại
những nhận định, kết luận chính xác tránh đƣợc những kết luận mang tính chủ
quan, thiếu cơ sở thực tiễn.
Tiến hành khảo sát tình hình sản xuất của Công ty, đặc điểm và quy
trình sản xuất; khảo sát hệ thống xử lý nƣớc thải và tình hình môi trƣờng xung
quanh khu vực Công ty để đƣa ra những nhận định sát thực nhất về đối tƣợng
nghiên cứu.

15


2.4.3. Phƣơng pháp lấy mẫu, bảo quản và vận chuyển mẫu
Trong khuôn khổ thực hiện của khóa luận mẫu nƣớc đƣợc lấy dựa theo
TCVN 4556 : 1998 (Nƣớc thải - Phƣơng pháp lấy mẫu, vận chuyển và bảo
quản mẫu).
Dụng cụ đựng mẫu đƣợc sử dụng ở đây là những chai nhựa có thể tích
1,5 lít. Mẫu nƣớc thải đƣợc lấy ngay tại đầu ra của quy trình sản xuất trong

nhà máy với tổng thể tích lấy là 10 lít.
Mẫu sau khi lấy đƣợc cho vào thùng bảo quản ở nhiệt độ 4oC và vận
chuyển ngay về phòng thí nghiệm của Trƣờng Đại học Lâm nghiệp để nghiên
cứu.
2.4.4. Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm (Phƣơng pháp khảo sát hiệu quả xử
lý của chất keo tụ PAC và chất trợ lắng PAA đối với một số thông số của
nƣớc thải giấy)
Nhằm mục đích nghiên cứu khả năng xử lý nƣớc thải sản xuất giấy của
chất keo tụ PAC và chất trợ lắng PAA, việc thiết kế thí nghiệm là một khâu
vô cùng quan trọng. Nó sẽ quyết định sự chính xác của kết quả nghiên cứu. Vì
vậy, với phạm vi nghiên cứu đã nêu, các thí nghiệm sẽ tiến hành nhƣ sau:
- Thí nghiệm 1: Mô hình thí nghiệm Jartest - Nghiên cứu khả năng xử
lý mẫu nƣớc thải giấy bằng chất keo tụ PAC.
- Thí nghiệm 2: Mô hình thí nghiệm Jartest - Nghiên cứu khả năng xử
lý mẫu nƣớc thải giấy bằng chất keo tụ PAC kết hợp chất trợ lắng PAA.
Hai thí nghiệm trên đều đƣợc tiến hành theo phƣơng pháp Jartest phƣơng pháp chuẩn thƣờng đƣợc sử dụng trong công nghệ xử lý nƣớc thải.
Hầu hết các loại nƣớc thải trƣớc khi đƣợc xử lý đều phải kiểm tra theo
phƣơng pháp này tại phòng thí nghiệm rồi mới cho vào áp dụng trong thực tế.
Quy trình tiến hành thí nghiệm: Mẫu nƣớc thải sau khi đƣợc mang về
phòng thí nghiệm sẽ đƣợc loại bỏ các vật chất thô và khuấy đều để tạo thành
phần đồng nhất, điều chỉnh pH về giá trị thích hợp (pH = 7). Sau đó đƣợc chia
thành nhiều phần nhƣ nhau, đựng trong các cốc thí nghiệm giống hệt nhau.
16


Lần lƣợt cho hóa chất vào các cốc trên với những lƣợng khác nhau. Tiến hành
đo các thông số: pH, độ đục, TDS, TSS, BOD5, COD, độ muối trƣớc khi cho
chất keo tụ vào và đo lại các giá trị đó sau một khoảng thời gian để đánh giá
hiệu quả xử lý.
Thông qua các kết quả thu đƣợc từ thực nghiệm sẽ xác định đƣợc mối

quan hệ giữa nồng độ chất ô nhiễm và lƣợng hóa chất bổ sung, từ đó sử dụng
để tìm ra lƣợng hóa chất tối ƣu cho quá trình xử lý nƣớc thải của Công ty.
a. Bố trí thí nghiệm khảo sát khả năng xử lý nƣớc thải sản xuất giấy của
chất keo tụ PAC (thí nghiệm 1)
* Trang thiết bị thực nghiệm
- Máy bơm không khí có lƣu lƣợng 0,1 lít/phút của Mỹ.
- Máy đo độ đục Micro TPI của Đức.
- Máy xác định oxi hòa tan YSI 5000 của Mỹ, tủ ủ mẫu BOD tiêu
chuẩn.
- Máy khuấy Jartest của Đức.
- Máy li tâm Univesal 320 của Đức.
- Các loại dụng cụ thủy tinh thông thƣờng.
- Các cốc đựng mẫu nƣớc thải nghiên cứu của Đức, dung tích 500 mL,
miệng rộng.
* Hóa chất cần thực nghiệm
Các hóa chất cần thiết để phân tích BOD5, COD bao gồm:
- Dung dịch K2Cr2O7
- Dung dịch muối Fe (II)
- Dung dịch H2SO4, Ag2SO4
* Thiết kế thí nghiệm
Tiến hành thí nghiệm lần lƣợt theo quy trình các bƣớc sau:
Bƣớc 1: Khuấy đều mẫu nƣớc thải tạo môi trƣờng đồng nhất, sau đó lấy
lần lƣợt 500 mL nƣớc thải cho vào 5 cốc giống hệt nhau có thể tích 500 mL.
Đồng thời lấy ra một mẫu để phân tích các thông số: pH, độ đục, TDS, TSS,
17


BOD5, COD, độ muối; từ đó làm cơ sở để đánh giá hiệu quả xử lý. Do nƣớc
thải giấy của Công ty mang tính chất trung tính nên không cần phải điều
chỉnh pH trƣớc.

Bƣớc 2: Lấy chính xác 0; 5; 10; 15; 20 mL dung dịch PAC nồng độ 5
mg/mL cho vào 5 cốc nƣớc thải, tƣơng ứng với 5 mức nồng độ chất keo tụ
PAC trong mỗi cốc là 0; 50; 100; 150; 200 mg/L. Ký hiệu các mức xử lý lần
lƣợt là 1; 2; 3; 4; 5.
Trƣớc khi tiến hành thí nghiệm Jartest, khóa luận đã có một thời gian
thử nghiệm kỹ và nhận thấy chất keo tụ PAC có khả năng xử lý rất tốt tại các
mức nồng độ này. Lý do không tiếp tục nâng nồng độ PAC lên vì: nồng độ
PAC quá cao sẽ gây ra hiện tƣợng tái ổn định các hạt keo khiến các thông số
trong mẫu nƣớc thải lại tăng cao. Bên cạnh đó, nếu tăng nồng độ chất keo tụ
PAC sẽ tăng thêm kinh phí sử dụng mà hiệu quả mang lại không nhiều. Vì
vậy, thí nghiệm Jartest đƣợc tiến hành theo 5 mức nồng độ của PAC là: 0; 50;
100; 150; 200 mg/L.
Bƣớc 3: Tiến hành khuấy bằng máy khuấy Jartest với tốc độ khuấy nhƣ
sau: trong 2 phút đầu các cốc đƣợc khuấy với tốc độ nhanh 140 vòng/phút,
sau đó tốc độ khuấy giảm dần chỉ còn 40 vòng/phút và tiếp tục khuấy trong
khoảng 10 phút. Kết thúc quá trình khuấy, để lắng mẫu và xác định các chỉ
tiêu của nƣớc thải sau xử lý.
Bƣớc 4: Theo dõi quá trình lắng.
Bƣớc 5: Sau khi quá trình lắng kết thúc, lấy phần nƣớc trong (ở bên
trên) để phân tích giá trị các thông số nghiên cứu và tính toán kết quả.
Tổng số lần phân tích mỗi thông số là 3 lần lặp.
b. Bố trí thí nghiệm khảo sát khả năng xử lý nƣớc thải sản xuất giấy của
chất keo tụ PAC kết hợp chất trợ lắng PAA (thí nghiệm 2)
* Trang thiết bị và hóa chất thực nghiệm
Tƣơng tự nhƣ khi bố trí thí nghiệm khảo sát khả năng xử lý nƣớc thải
sản xuất giấy của chất keo tụ PAC.
18


* Thiết kế thí nghiệm

Thí nghiệm đƣợc tiến hành lần lƣợt theo các bƣớc nhƣ sau:
Bƣớc 1: Khuấy đều mẫu tạo môi trƣờng đồng nhất, lấy lần lƣợt 500 mL
nƣớc thải cho vào 5 cốc có dung tích 500 mL, miệng rộng. Đồng thời, lấy
riêng ra một mẫu để phân tích các thông số: pH, độ đục, TDS, TSS, BOD5,
COD, độ muối; từ đó làm cơ sở để đánh giá hiệu quả xử lý. Do nƣớc thải của
Công ty mang tính chất trung tính nên không cần phải trải qua bƣớc điều
chỉnh pH trƣớc.
Bƣớc 2: Lấy chính xác 10 mL dung dịch PAC nồng độ 5 mg/mL cho
vào 4 cốc thí nghiệm ở trên. Sau đó, lần lƣợt thêm chính xác 0; 1,25; 2,5; 5;
10 mL dung dịch PAA nồng độ 0,5 mg/mL vào các cốc thí nghiệm. Khi đó
nồng độ các hóa chất tƣơng ứng tại các cốc là: PAC 0 mg/L + PAA 0 mg/L;
PAC 100 mg/L + PAA 1,25 mg/L; PAC 100 mg/L + PAA 2,5 mg/L; PAC
100 mg/L + PAA 5 mg/L; PAC 100 mg/L + PAA 10 mg/L và các mức xử lý
đƣợc ký hiệu lần lƣợt là 1; 2; 3; 4; 5 tƣơng ứng với các mức nồng độ trên. Lý
do chọn tiến hành thí nghiệm Jartest tại các mức nồng độ trên cũng tƣơng tự
nhƣ ở thí nghiệm 1, đó là: sẽ thu đƣợc hiệu quả xử lý tốt nhất và mang lại
hiệu quả kinh tế cao khi xử lý nƣớc thải sản xuất giấy tại các mức nồng độ
này.
Bƣớc 3: Tiến hành khuấy bằng máy Jartest với tốc độ khuấy nhƣ sau:
trong 1 phút đầu các cốc đƣợc khuấy với tốc độ 80 vòng/phút, sau đó tốc độ
khuấy giảm xuống còn 40 vòng/phút và tiếp tục khuấy trong 1 phút nữa. Kết
thúc quá trình khuấy, để mẫu nƣớc lắng và xác định các chỉ tiêu trong nƣớc
thải sau xử lý.
Bƣớc 4: Theo dõi quá trình lắng.
Bƣớc 5: Sau khi quá trình lắng kết thúc, gạn lấy phần nƣớc trong (ở bên
trên) để phân tích giá trị các thông số nghiên cứu và tính toán kết quả.
Tổng số lần phân tích mỗi thông số là 3 lần lặp.

19

2.4.5. Phƣơng pháp phân tích các thông số trong phòng thí nghiệm
a. Phƣơng pháp đo pH
Để xác định độ pH của nƣớc khóa luận sử dụng bút đo pH điện tử hiện
số của hãng Hanna - Italia.
b. Độ đục
Xác định theo TCVN 6148:1996, ISO 7027:1990.
Độ đục đƣợc xác định bằng cách đo trực tiếp, sử dụng máy đo nhanh
Lovibond của Đức. Quy trình đo tuân thủ theo hƣớng dẫn của nhà sản xuất.
Trƣớc khi tiến hành đo cần phải kiểm ra lại máy bằng cách điều chỉnh máy
với các dung dịch chuẩn có giá trị bằng 1000; 10; 0,02 NTU. Mỗi mẫu nƣớc
thải đƣợc cho vào đo 2 lần liên tiếp và sau đó lấy giá trị trung bình.
c. Tổng chất rắn hòa tan (TDS)
Tổng chất rắn hòa tan (TDS) - xác định theo phụ lục A của TCVN
6053:1995, ISO 9696:1992, TCVN 4560:1988. TDS là đại lƣợng chỉ hàm
lƣợng chất rắn hòa tan có trong nƣớc. TDS đƣợc xác định bằng bút đo nhanh
CL200 của hãng Extech - Mỹ.
d. Tổng chất rắn lơ lửng (TSS)
Xác định theo TCVN 6625:2000, ISO 11923:1997.
Cách xác định: lấy chính xác một thể tích mẫu nƣớc cần phân tích rồi
lọc qua giấy lọc (đã sấy trƣớc). Tiếp tục sấy khô giấy đã lọc bằng tủ sấy đến
khối lƣợng không đổi ở nhiệt độ 105oC và đem cân trên cân phân tích có sai
số ±0,1mg. So sánh khối lƣợng giấy lọc trƣớc và sau khi lọc, từ đó suy ra hàm
lƣợng chất rắn lơ lửng trong nƣớc theo công thức sau:
TSS =

(mg/L)

Trong đó:
+ m1: Khối lƣợng giấy lọc sấy ở 105oC trƣớc khi lọc (mg)

+ m2: Khối lƣợng giấy lọc sấy ở 105oC sau khi lọc (mg)
+ V: Thể tích mẫu nƣớc lọc qua giấy lọc (L)
20


e. Nhu cầu ôxy sinh hóa (BOD5)
Nhu cầu ôxy sinh học là lƣợng ôxy đã sử dụng trong quá trình ôxy hóa
các chất hữu cơ bởi các vi sinh vật. Trong phạm vi nghiên cứu, khóa luận sử
dụng phƣơng pháp cấy và pha lấy mẫu theo TCVN 6001:2008 để xác định
nhu cầu ôxy sinh hóa (BOD5). Trình tự các bƣớc phân tích nhƣ sau:
- Chuẩn bị dung dịch pha loãng: dung dịch dùng để pha loãng mẫu
nƣớc thải nghiên cứu đƣợc chuẩn bị ở chai to rộng miệng bằng cách thổi
không khí sạch vào nƣớc cất và lắc nhiều lần cho đến khi bão hòa ôxy. Sau đó
thêm 1 mL dung dịch đệm photphat; 1 mL dung dịch MgSO4.7H2O 22,5g/L;
1 mL dung dịch CaCl2 27,5 g/L; 1 mL dung dịch FeCl3.6H2O 0,25 g/L và
định mức đến 1 lít bằng nƣớc cất.
- Pha loãng và phân tích mẫu: lựa chọn hệ số pha loãng thích hợp rồi
trung hòa mẫu nƣớc phân tích. Sau đó lấy một thể tích cần phân tích cho vào
chai BOD có thể tích 300 mL. Cho từ từ nƣớc pha loãng vào chai đến cổ bình,
đo giá trị DOo. Tiến hành đậy nút chai lại và đem đi ủ ở nhiệt độ 20 oC trong 5
ngày (tránh ánh sáng). Sau 5 ngày, lấy ra và đo lại giá trị ôxy hòa tan (DO5).
Lƣợng BOD5 đƣợc xác định theo công thức:
BOD5 = (Doo – DO5).F
Trong đó:
+ BOD5: Giá trị BOD sau 5 ngày ủ (mg/L)
+ DOo: Giá trị DO đo ở 20oC sau khi pha loãng (mg/L)
+ DO5: Giá trị DO đi ở 20oC sau 5 ngày ủ ở 20oC (mg/L)
+ F: Hệ số pha loãng, đƣợc tính bằng tỷ số giữa thể tích dung dịch
mang đi ủ (300 mL) trên thể tích dung dịch mẫu lấy phân tích.
f. Nhu cầu ôxy hóa học (COD)

Nhu cầu ôxy hóa học đƣợc xác định khi ôxy hóa các chất hữu cơ ở
nhiệt độ cao bằng các chất ôxy hóa mạnh, thƣờng là K2Cr2O7 trong môi
trƣờng axit với xúc tác Ag2SO4, đồng thời sử dụng HgSO4 để loại bỏ ảnh
hƣởng của Cl- có trong mẫu nƣớc. Khi đó xảy ra phản ứng:
21


Chất hữu cơ + K2Cr2O7 + H+

Ag2SO4

CO2 + H2O + 2Cr3+ + 2K+

to, HgSO4
Lƣợng dƣ Cr2O72- đƣợc chuẩn độ bằng dung dịch muối Fe2+ với chỉ thị
Feroin, màu chỉ thị chuyển từ xanh lá cây sang đỏ nâu.
Trình tự phân tích COD: Lấy 3 mL mẫu phân tích cho vào ống COD,
rồi thêm vào đó 1,5 mL dung dịch K2Cr2O7 0,04 M có chứa HgSO4, sau đó
thêm từ từ vào trong ống COD 4,5 mL H2SO4 có chứa Ag2SO4 rồi lắc đều hỗn
hợp đó. Nung hỗn hợp ở nhiệt độ 150oC trong 2h. Để nguội và cho vào bình
tam giác. Tráng ống COD 4 lần, mỗi lần bằng 5 mL nƣớc cất. Chuẩn lƣợng
đicromat dƣ bằng muối Fe2+ với chỉ thị là Feroin. Lƣợng COD đƣợc tính theo
công thức sau:
COD =

(mg/L)

Trong đó:
+ a: Thể tích dung dịch Fe2+ chuẩn độ mẫu trắng (mL)
+ b: Thể tích dung dịch Fe2+ chuẩn độ mẫu (mL)

+ V: Thể tích mẫu mang đi phân tích
+ N: Nồng độ mol/L của dung dịch Fe2+
g. Hàm lƣợng bùn cặn
Là những chất rắn có khối lƣợng nhỏ, nhờ quá trình keo tụ chúng tạo ra
thành những bông keo có kích thƣớc lớn hơn ban đầu, chìm xuống tạo thành
lớp bùn ở dƣới đáy. Ở đây, khóa luận sử dụng phƣơng pháp li tâm bằng máy
li tâm Univesal 320 của Đức để tiến hành xác định hàm lƣợng bùn cặn tại mỗi
cốc thí nghiệm. Phƣơng pháp đƣợc tiến hành theo trình tự nhƣ sau:
+ Nƣớc thải sau khi đã qua xử lý bằng chất keo tụ, gạn hết phần nƣớc
trong ở trên, sau đó lấy 70 mL bùn cặn ở đáy cốc thủy tinh rồi cho vào máy li
tâm để tách nƣớc. Trƣớc khi tiến hành li tâm cần phải cân trƣớc khối lƣợng
của ống li tâm.

22


+ Sau khi cho vào máy, tiến hành li tâm ở 10 phút với tốc độ 4000
vòng/phút. Lấy ống li tâm ra khỏi máy, tách nƣớc ở phía trên rồi tiến hành cân
để xác định hàm lƣợng bùn cặn.
Hàm lƣợng bùn cặn toàn phần (X) sinh ra đƣợc tính theo công thức:
X=

(mg/L)

Trong đó:
+ m1: Khối lƣợng ống li tâm khi không có mẫu (mg)
+ m2: Khối lƣợng ống li tâm khi đã tách nƣớc ra khỏi bùn (mg)
+ V: Thể tích nƣớc thải đem đi xử lý (L)
h. Xác định tốc độ lắng
Là khoảng thời gian cần thiết để quá trình keo tụ xảy ra hoàn toàn. Tốc

độ lắng có ý nghĩa quan trọng trong việc lựa chọn phƣơng pháp xử lý. Trong
nghiên cứu này sử dụng ống đong có chứa vạch đến cỡ mm để xác định tốc
độ lắng của bùn cặn. Sau khi kết thúc quá trình khuấy, chuyển toàn bộ mẫu
nƣớc thải vào ống đong có chia vạch rồi quan sát và tính toán kết quả.
Tốc độ lắng đƣợc tính theo công thức:
Tốc độ lắng =

(mm/phút)

Trong đó:
+ l1: Chiều cao của dung dịch ở thời điểm bắt đầu lắng (mm)
+ l2: Chiều cao của lớp bùn khi kết thúc quá trình lắng (mm)
+ t1: Thời điểm bắt đầu xảy ra quá trình lắng, khi vừa kết thúc quá trình
khuấy (phút)
+ t2: Thời điểm kết thúc quá trình lắng (phút).
2.4.6. Phƣơng pháp xử lý số liệu, đánh giá kết quả nghiên cứu
* Xử lý số liệu
Thông qua các kết quả phân tích và một số tài liệu thu thập đƣợc, đề tài
tiến hành tổng hợp, phân tích và đánh giá với sự trợ giúp của phần mềm
excel.
23


Tại các mức nồng độ khác nhau, mỗi giá trị thu đƣợc sau xử lý sẽ đƣợc
so sánh với giá trị trƣớc khi xử lý và tính toán hiệu suất xử lý tại mức nồng độ
đó. Công thức tính hiệu suất xử lý đƣợc sử dụng:
H=

x 100 - H1 (%)

Trong đó:
H: Hiệu suất xử lý (%)
X0: Giá trị đo của các thông số trƣớc khi xử lý
X2: Giá trị đo của các thông số sau khi xử lý
H1: Hiệu xuất xử lý tại cốc đối chứng - cốc số 1 tại cả hai thí nghiệm
(%). Giá trị H1 đƣợc tính theo công thức sau: H1 =

x 100 (%). Trong

đó: X1 là giá trị đo của các thông số sau khi xử lý tại cốc đối chứng.
* Đánh giá kết quả nghiên cứu
Từ kết quả nghiên cứu, so sánh với QCVN 12 : 2008/BTNMT - Quy
chuẩn kỹ thuật quốc gia về nƣớc thải công nghiệp giấy và bột giấy để đánh
giá chất lƣợng nƣớc thải đầu ra của Công ty.
Theo QCVN 12 : 2008/BTNMT, giá trị tối đa cho phép của các thông
số ô nhiễm trong mẫu nƣớc thải không vƣợt quá giá trị C max đƣợc tính toán
theo công thức sau:

Cmax = C x Kq x Kf

Trong đó:
Cmax: Nồng độ tối đa cho phép của thông số ô nhiễm trong nƣớc thải
công nghiệp giấy và bột giấy khi thải vào nguồn nƣớc tiếp nhận nƣớc thải,
tính bằng miligam trên lít nƣớc thải (mg/L).
C: Giá trị nồng độ của thông số ô nhiễm quy định tại cột B1 (Áp dụng
cho cơ sở chỉ sản xuất giấy) của QCVN 12 : 2008/BTNMT.
Kq: Hệ số lƣu lƣợng/dung tích nguồn nƣớc tiếp nhận nƣớc thải. Dựa
vào bảng 2 trong QCVN 12 : 2008/BTNMT, chọn Kq = 0,9 (do không có số
liệu về lƣu lƣợng dòng chảy).
24

Kf: Hệ số lƣu lƣợng nguồn thải. Theo bảng 4 trong QCVN
12:2008/BTNMT, trƣờng hợp này lấy Kf = 1 (do lƣu lƣợng nguồn thải của
Công ty là 1.100 m3/ngày đêm).
Từ kết quả phân tích các chỉ tiêu môi trƣờng trong nƣớc thải đầu ra
trƣớc và sau khi xử lý bằng hóa chất, so sánh với QCVN 12 : 2008/BTNMT,
có thể đánh giá đƣợc khả năng xử lý nƣớc thải giấy của chất keo tụ PAC, chất
trợ lắng PAA và từ đó xây dựng hệ thống xử lý nƣớc thải phù hợp cho Công
ty.

25