Nghiên cứu 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

Header Page 1 of 148.

Đ I H C QU C GIA HÀ N I
TR

NG Đ I H C KHOA H C T

NHIÊN

---------------------

Tr n Vi t Ba

NGHIÊN C U NÂNG CAO HI U QU X LÝ
C A CÁC B HI U KHÍ B NG CÁCH ĐI U CH NH
DINH D
NG THÍCH H P CHO VI KHU N
Đ I V I H TH NG X Lụ N
C TH I
C A NHÀ MÁY GI Y BÃI B NG

LU NăVĔNăTH CăSƾăKHOAăH C

Hà N i - 2012

1
Footer Page 1 of 148.


Header Page 2 of 148.

Đ I H C QU C GIA HÀ N I
TR

NG Đ I H C KHOA H C T

NHIÊN

---------------------

Tr n Vi t Ba

NGHIÊN C U NÂNG CAO HI U QU X LÝ
C A CÁC B HI U KHÍ B NG CÁCH ĐI U CH NH
DINH D
NG THÍCH H P CHO VI KHU N
Đ I V I H TH NG X Lụ N
C TH I
C A NHÀ MÁY GI Y BÃI B NG

Chuyên ngành: Hóaămôiătr

ng

Mã s : 60.44.41

LU NăVĔNăTH CăSƾăKHOAăH C

NG

IăH

NG D N KHOA H C
TS. Lê Tu n Anh

Hà N i - 2012

2
Footer Page 2 of 148.


Header Page 3 of 148.

L I CAM ĐOAN
Tôiăxinăcamăđoanălu năvĕnăth c sỹ khoa h căd

iăđâyălàăm tăđề tài m i,ăch aă

từngăđ ợcăbáoăcáo,ăđĕngăbáoăhayăcôngăb r ng rưiătrênăcácăph ơngătiện thông tin
đ i chúng. Tôi không sao chép v i bất kỳ hình th c nào. Những tài liệuăđ ợc sử
dụng trong lu năvĕnăchỉ mang tính chất tham kh o.
Hà Nội, Ngày 20 tháng 12 năm 2012
Tác giả

Trần Việt Ba

3
Footer Page 3 of 148.


Header Page 4 of 148.

L IC M

N

B n lu nă vĕnă Th c sỹ nàyă đ ợc thực hiện và hoàn thành t i b môn công
nghệ hóa h c ậ Khoa Hóa H c ậ Tr ngăĐ i H c Khoa H c Tự Nhiên ậ Đ i H c
Qu c Gia Hà N i và phòng Kỹ Thu t Tổng Công ty Giấy Việt Nam ậ Th Trấn
Phong Châu ậ Huyện Phù Ninh ậ Tỉnh Phú Th .
Để hoàn thành lu năvĕnănàyăđúngăth iăgianăquyăđ nhăvàăđầyăđ n i dung yêu
cầu, tôi đưănh năđ ợc rất nhiều sự giúpăđỡ từ thầy cô, b năbè,ăcácăđồng nghiệp, gia
đình…
Tr c tiên tôi xină đ ợc bày t lòng biếtă ơnă sâuă sắc t i TS. Lê Tuấn Anh,
ng iă đưă trực tiếpă h ng d n,ă giúpă đỡ tôi t nă tình,ă chuă đáoă trongă su t quá trình
nghiên c u và thực hiện lu năvĕn.
Đặc biệt v i lòng biếtă ơnă sâuă sắc, tôi xin gửi l i c mă ơnă chână thànhă t i
PGS.TS Tr nhăLêăHùngăđưăcungăcấp cho tôi m t s tài liệuăliênăquanăđếnăđề tài lu n
vĕn,ăđồng th iăcũngăchoătôiăm t s kiến th c chuyên sâu về vi sinh v t nói chung và
về vi sinh v t trong xử lýăn c th i giấy bằngăph ơngăphápăhiếu khí nói riêng.
Tôi xin chân thành c măơnăcácăthầy cô giáo trong b môn Công Nghệ Hóa
MôiăTr ng ậ Khoa Hóa H c ậ Tr ngă Đ i H c Khoa H c Tự Nhiên ậ Đ i H c
Qu c Gia Hà N iă đưă t n tình d y b o,ă h ng d n, t oă điều kiệnă giúpă đỡ tác gi
trong quá trình h c t p, nghiên c u t iătr ngăđể hoàn thành khóa h c.
Tôi cũngăxinăđ ợc bày t lòng biếtăơnăt i toàn thể cán b công nhân viên t i
b ph n v n hành xử lýă n c th i và b ph nă Môiă Tr ng,ă đặc biệt là TS. Đặng
VĕnăSơnăậ PhóăTr ng Phòng ậ Phòng Kỹ Thu t ậ Tổng Công ty Giấy Việt Nam ậ
Th Trấn Phong Châu ậ Huyện Phù Ninh ậ Tỉnh Phú Th đưă t oă điều kiện, nhiệt
tìnhăgiúpăđỡ tôi trong quá trình kh o sát, thu th p thông tin và tài liệuăliênăquanăđể
xây dựng lu năvĕn.
Cu i cùng tôi xinăđ ợc c măơnătoànăthể b năbè,ăđồng nghiệpăvàăgiaăđìnhăđưă

giúpăđỡ tôi trong su t th i gian vừa qua.
Xin chân thành c măơn!

Hà Nội, Ngày……Tháng…..năm 2012
Tác giả

Trần Việt Ba

4
Footer Page 4 of 148.


Header Page 5 of 148.

M CL C
L I CAM ĐOAN........................................................................................................

i

L IC M

ii

N.............................................................................................................

DANH M C CÁC THU T NG , CH

VI T T T..............................................

viii

DANH M C CÁC B NG..........................................................................................

x

DANH M C CÁC HÌNH...........................................................................................

xiii

M
CH
1.1.

Đ U......................................................................................................................

1

NG 1. T NG QUAN......................................................................................

3

Công ngh s n xu t b t gi y, gi y vƠ đặc tính c a n

1.1.1. Công nghệ s n xuất b t giấyăvàăđặcătínhăn

c th i.....................

c th i.................................

1.1.2. Công nghệ s n xuất giấy (xeo giấy)ăvàăđặcătínhăn

c th i......................

1.2. Tình hình chung c a th gi i và Vi t Nam v ô nhi m môi tr

3
3
10

ng do ngành

s n xu t gi y gây ra.............................................................................

12

1.2.1. Đặc thù c a ngành giấy thế gi i và tình hình ô nhiễmămôiătr

ng.........

12

ng......

13

1.2.2. Đặc thù c a ngành giấy Việt Nam và tình hình ô nhiễmămôiătr
1.3.

X lỦ n

c th i c a quá trình s n xu t gi y.................................................

17

1.3.1. Tiền xử lý.................................................................................................

18

1.3.2. Xử lýăsơăcấp (xử lý cấp I)........................................................................

18

1.3.3. Xử lý sinh hóa (xử lý cấp II)....................................................................

19

1.3.4. Xử lý cấp III.............................................................................................

20

5
Footer Page 5 of 148.


Header Page 6 of 148.

1.4.

X lỦ n

c th i gi y b ng ph

ng pháp sinh h c........................................

20

1.4.1. Ph ơngăphápăxử lý sinh h c kỵ khí.........................................................

21

1.4.2. Ph ơngăphápăxử lý sinh h c hiếu khí......................................................

25

1.5.

Vi sinh v t ng d ng trong x lỦ n

c th i..................................................

28

1.5.1. Gi i thiệu chung về vi sinh v t................................................................

28

1.5.2. Cơăchế xử lýăn

31

c th i bằng vi sinh........................................................

1.5.2.1.

Sinhătr

ngălơălửng (bùn ho t tính)............................................

31

1.5.2.2.

Sinh tr

ng bám dính (hay màng sinh h c)...................................

31

1.5.3. Nhu cầuădinhăd ỡng vi sinh v t...............................................................

32

1.5.3.1.

Nguồn th căĕnăcacsbonăc a vi sinh v t..........................................

32

1.5.3.2.

Nguồn th căĕnănitơăc a vi sinh v t................................................

33

1.5.3.3.

Nguồn th căĕnăkhoángăc a vi sinh v t...........................................

33

1.5.4.

nhăh

ng c a các yếu t v t lý và hóa h căđếnăsinhătr

vi sinh v tătrongăn

1.6.
CH

ng và phát triển c a

c...............................................................

34

1.5.4.1.

Hàmăl ợng oxy hòa tan..................................................................

34

1.5.4.2.

Nhiệtăđ ..........................................................................................

35

1.5.4.3.

Đ pH.............................................................................................

35

1.5.4.4.

Thành phần các chấtătrongăn

36

Hiện tr ng hệ th ng xử lýăn

c....................................................

c th i c a công ty Giây Bãi Bằng......................

38

NG 2. TH C NGHI M.................................................................................

43

6
Footer Page 6 of 148.


Header Page 7 of 148.

2.1. Đ i t

ng nghiên c u...............................................................................

43

2.2. M c tiêu nghiên c u..................................................................................

43

2.3. Hóa ch t, d ng c và thi t b chính s d ng cho nghiên c u................

44

2.3.1. Hóa chất..................................................................................................

44

2.3.2. Dụng cụ và thiết b .................................................................................

45

2.4. B sung dinh d
2.5. Ph

ng...................................................................................

47

ng pháp nghiên c u..........................................................................

48

2.6. Các ph

ng pháp phơn tích xác đ nh các thông s

ch t l

ng n

c

th i................................................................................................................

50

2.6.1. Xácăđ nh pH và nhiệtăđ .........................................................................

50

2.6.2. Xácăđ nh COD........................................................................................

50

2.6.3. Xácăđ nh MLSS......................................................................................

51

2.6.4. Xácăđ nh chỉ s thể tích bùn (SVI).........................................................

52

2.6.5. Xácăđ nhăhàmăl ợng amoni bằngăph ơngăphápăsoămàuăchỉ th nessler..

53

2.6.6. Xácă đ nh photpho bằngă ph ơngă phápă đoă quangă v i thu c thử

CH

amonimolipdat ậ vanadat......................................................................

55

NG 3. K T QU VÀ TH O LU N.............................................................

58

3.1. Đặc tr ng v kh năng x lý c a h th ng x lỦ n

c th i Công ty Gi y Bãi

B ng................................................................................................
3.2. Nghiên c u x lỦ n

c th i ngành gi y b ng ph

ng pháp sinh h c hi u khí

quy mô phòng thí nghi m..............................................................

7
Footer Page 7 of 148.

58

60


Header Page 8 of 148.

3.2.1. Nghiên c u nhă h

ng c a các chấtă viă l ợng t i ho tă đ ng sinh s ng và

phát triển c a vi sinh v t....................................................................

60

3.2.2. Nghiên c u trên quy mô phòng thí nghiệm so sánh kh nĕngă xử lý giữa

HTXLNT ậ Công ty Giấy Bãi Bằng và mô hình thí nghiệm v i việc bổ sung
dinhăd ỡng cần thiết cùng v i các nguyên t viăl ợng.....
3.3. Nghiên c u nh h

ng c a hƠm l

ng phơn vi l

63

ng đ n hi u qu x

lý
66

COD............................................................................................................
3.3.1. Nghiên c u nhăh

ng c aăhàmăl ợngăphânăviăl ợng...........................

3.3.2. Nghiên c u nhăh

ng c a SVI t i kh nĕngăxử lý COD giữa bổ sung N, P

67

v i bổ sungăviăl ợng......................................................................
3.4. Nghiên c u th

nghi m x

lỦ n

70

c th i ngành gi y trên quy mô pilot 1

m3....................................................................................................................
3.4.1. Nghiên c u nhăh

75

ng c a các nguyên t viăl ợng t i hiệu qu xử lý COD

trong pilot 1 m3.............................................................................
3.4.2. Nghiên c u

nhă h

ng c a SV30, MLSS và SVI t i hiệu qu

76
xử lý

COD........................................................................................................

77

3.4.3. Nghiên c u nhu cầu sử dụngădinhăd ỡng c a vi sinh v t......................

80

3.5. Nghiên c u so sánh hi u qu x

lý gi a mô hình thí nghi m và mô hình

pilot.................................................................................................................

83

3.5.1. Nghiên c u so sánh hiệu qu xử lý COD giữa mô hình thí nghiệm và mô
hình pilot 1 m3..................................................................................
3.5.2. Nghiên c u so sánh các thông s MLSS và chỉ s thể tích c a bùn SVI t i
kh nĕngă xử lýă n

c th i giấy giữa quy mô phòng thí nghiệm và quy mô

8
Footer Page 8 of 148.

83
86


Header Page 9 of 148.

pilot.......................................................................................
3.5.3. Nghiên c u sự khác nhau giữa bổ sungăN,ăPăvàăviăl ợng v i bổ sung chất
dinhăd ỡngăthôngăth

ng N và P....................................................

88

3.6. Xây d ng quy trình b sung thích h p vƠ tính toán s b chi phí............

89

K T LU N.................................................................................................................

91

KI N NGH ................................................................................................................

92

TÀI LI U THAM KH O..........................................................................................
93
PH L C....................................................................................................................

9
Footer Page 9 of 148.

97


Header Page 10 of 148.

DANH M C CÁC THU T NG , CH

VI T T T

Aeroten

Bể xử lý sinh h c hiếu khí bằng bùn ho t tính

Anaerobic

Bể sinh h c yếm khí

BOD5

Biological Oxygen Demand 5 days
(Nhu cầu oxy sinh học sau 5 ngày)

CNG

Công nghiệp giấy

COD

Chemical Oxygen Demand
Nhu cầu oxy hóa h c

HCCN

Hóa chất công nghiệp

HCHC

Hợp chất hữuăcơă
(Organic subtance compound)

HTXLNT

Hệ th ng xử lý n

MBR

Member Biological Reactor

c th i

(Bể lọc sinh học bằng màng)
MBBR

Moving Bed BioReactor
(Vi sinh dính bám trên lớp vật liệu mang di chuyển)

MLSS

Mixed liquoz Suspended Solids
(Chất rắn lơ lửng trong bùn lỏng)

TCVN

Tiêu chu n Việt Nam

TKPT

Tinh khiết phân tích

TSS

Total Suspended Solids
(Tổng chất rắn hòa tan)

VSS

Volatile Suspended Solids
(Chất rắn lơ lửng dễ bay hơi)

VSV

Vi sinh v t

10
Footer Page 10 of 148.


Header Page 11 of 148.

(Microorganism)
SV30

Thể tích bùn sau lắng 30 phút

SVI

Sludge volume index

(Chỉ số thể tích bùn)

11
Footer Page 11 of 148.


Header Page 12 of 148.

DANH M C CÁC
B NG

Ch

ng 1.

T ng quan

B ng 1.1.

Đặcătínhăn

c th i công nghệ s n xuất b t hóa………………………..

4

B ng 1.2.

Đặcătínhăn

c th i công nghệ s n xuất b t hóa nhiệt cơ……………….

5

B ng 1.3.

B ng đặc tính n

B ng 1.4.

Đặc tính n

B ng 1.5.

Tình hình sử dụng và thu gom giấy phế liệu c a m t s n

c th i giấy khử mực………………………………….

c th i c a quá trình xeo giấy………………………………

9
12

căđiển hình

trên thế gi i……………………………………………………………...

13

B ng 1.6.

Ô nhiễm c a nhà máy giấy và b t giấy điển hình t i Việt Nam………...

16

B ng 1.7.

Các vi sinh v t phân h yăxenlulose……………………………………..

31

B ng 1.8.

Nhu cầu cần thiết về mu iăkhoángăđ i v i vi khu n, nấm và x khu n...

35

Ch

Th c nghi m

ng 2.

B ng 2.1.

Danh mục các hóa chất sử dụng trong nghiên c u…………………….

44

B ng 2.2.

Danh mục các thiết b sử dụng trong nghiên c u……………………...s

45

B ng 2.3.

Xây dựngăđ

ng chu năamoni…………………………………………

55

B ng 2.4.

Xây dựngăđ

ng chu năphotpho……………………………………….

57

Ch

ng 3.

B ng 3.1.

K t qu và th o lu n
Thông s kh o sát HTXLNT Công ty Giấy Bãi Bằng…………………

12

Footer Page 12 of 148.

59


Header Page 13 of 148.

B ng 3.2.

Kết qu nghiên c u so sánh hiệu qu xử lýăCOD……………………...

61

B ng 3.3.

Kết qu nghiên c u so sánh hiệu qu sử dụngăhàmăl ợng NH4+............

61

B ng 3.4.

Kết qu nghiên c u so sánh hiệu qu sử dụngăhàmăl ợng PO43-............

62

B ng 3.5.

Kết qu nghiên c u so sánh hiệu qu xử lý COD giữa HTXLNT và quy
mô phòng thí nghiệm................................................................................

64

B ng 3.6.

Kết qu nghiên c u so sánh hiệu qu sử dụngăhàmăl ợng NH4+ .............

64

B ng 3.7.

Kết qu nghiên c u so sánh hiệu qu sử dụngăhàmăl ợng PO43-..............

65

B ng 3.8

Kết qu nghiên c u nhăh

ng c aăhàmăl ợngăviăl ợng t i kh nĕngă

lo i b COD............................................................................................
B ng 3.9.

Kết qu nghiên c u nhăh
CODăn

B ng 3.10.

ng c a V30 MLSS và SVI t i kh nĕngăxử lý

c th i giấy bằngăph ơngăphápăsinhăh c hiếu khí...................

Kết qu nghiên c u nhăh

ng c a SVI t i kh nĕngăxử lýăCODăn

Kết qu nghiên c u kh nĕngăsử dụng NH4+ trongăn

Kết qu nghiên c u t i kh nĕngăsử dụng PO43- trongăn

Kết qu nghiên c u hiệu qu xử lý COD c aăn

Kết qu nghiên c u V30, MLSS và SVI t i xử lýăn

Kết qu nghiên c u hiệu qu sử dụng NH4+ c a xử lýăn

Kết qu nghiên c u hiệu qu sử dụng PO43- c a xử lýăn

13
Footer Page 13 of 148.

79

c th i giấy trên

quy mô pilot 1 m3..............................................................................
B ng 3.16.

77

c th i giấy trên quy

mô pilot 1 m3.....................................................................................
B ng 3.15.

74

c th i giấy trên quy mô

pilot 1 m3............................................................................................
B ng 3.14.

74

c th i giấy

bằngăph ơngăphápăsinhăh c hiếu khí .......................................................
B ng 3.13.

73

c th i giấy bằng

ph ơngăphápăsinh h c hiếu khí.................................................................
B ng 3.12.

72

c

th i giấy bằngăph ơngăphápăsinhăh c hiếu khí.........................................
B ng 3.11.

68

82

c th i giấy trên 83


Header Page 14 of 148.

quy mô pilot 1 m3..............................................................................
B ng 3.17.

Kết qu nghiên c u so sánh hiệu qu xử lý COD giữa mô hình thí
nghiệm và quy mô pilot 1 m3....................................................................

B ng 3.18.

Kết qu nghiên c u so sánh thông s MLSS và chỉ s SVI t i hiệu qu
xử lý COD giữa quy mô phòng thí nghiệm và quy mô pilot 1 m3............

B ng 3.19.

87

Kết qu nghiên c u so sánh hiệu qu sử dụng NH4+ và PO43- giữa quy
mô phòng thí nghiệm và quy mô pilot 1 m3.............................................

14
Footer Page 14 of 148.

85

89


Header Page 15 of 148.

DANH M C CÁC HÌNH

Ch

ng 1.

T ng quan

Hình 1.1.

Sơăđồ công nghệ s n xuất b t hóa và các dòng th i…………………….

4

Hình 1.2.

Sơ đồ công nghệ s n xuất b t hóa nhiệt cơ……………….….…………

6

Hình 1.3.

Sơăđồ công nghệ s n xuất giấy tái chế có khử mực…………….……….

8

Hình 1.4.

Sơăđồ công nghệ xeo giấy………………………………………………

10

Hình 1.5.

Sơ đồ hệ th ng xử lý n

40

Ch

Th c nghi m

ng 2.

c th i………………………………………….

Hình 2.1.

Sơăđồ thiết b thí nghiệm xử lýăn

Hình 2.2.
Hình 2.3.
Ch

ng 3.

Hình 3.1.

c th i……………………………….

49

Đồ th đ

ng chu năamoni……………………………………………...

55

Đồ th đ

ng chu năphotpho……………………………………………

57

K t qu và th o lu n

Sự biến thiên COD, NH4+, PO43- khi không sử dụng chấtădinhăd ỡng và
khi sử dụng các nguyên t viăl ợng……………………..………………

Hình 3.2.

Hiệu xuất lo i b COD và hiệu qu sử dụng NH4+, PO43-……………...

15
Footer Page 15 of 148.

62

65


Header Page 16 of 148.

Hình 3.3.

Hình 3.4.

Hình 3.5.

Hiệu xuất lo i b COD

cácăhàmăl ợngăviăl ợngăkhácănhau………….

M i quan hệ giữa SVI và hiệu xuất lo i b COD....................................

Hình 3.7.

75

M i quan hệ giữa hiệu xuất lo i b COD và hiệu qu sử dụng NH4+,

PO43-.........................................................................................................

Hình 3.6.

68

Sự phụ thu c c a hiệu qu xử lý COD vào các nguyên t viăl ợng.........

M i quan hệ giữa V30,SVI và hiệu xuất lo i b COD...............................

75

78

80

Hình 3.8.
M i quan hệ giữa hiệu xuất lo i b COD và hiệu qu sử dụng chất dinh
d ỡng.........................................................................................................
83
Hình 3.9.

Hình 3.10.

So sánh hiệu qu xử lý COD c a phòng thí nghiệm và quy mô pilot.......

So sánh V30, MLSS, SVI giữa quy mô phòng thí nghiệm và quy mô
pilot............................................................................................................

Hình 3.11.

88

So sánh hiệu qu sử dụng chấtădinhăd ỡng giữa quy mô phòng thí
nghiệm và quy mô pilot.............................................................................

16
Footer Page 16 of 148.

86

90


Header Page 17 of 148.

M

Đ U

Cùng v i sự phát triển c a công nghiệp hóa, hiệnăđ iăhóaăđấtăn

c, các ngành

s n xuất công nghiệpăcũngăđ ợc m r ng và phát triển nhanh chóng. Sự phát triển
này, m t phầnăđóngăgópătíchăcực cho sự phát triển chung c aăđấtăn

c;ănh ngăbênă

c nhă đóă l i th i ra m tă l ợng l n chất th i có thể gây ô nhiễmă môiă tr

đ ng xấuăđến s c kh eăconăng
Ô nhiễmămôiătr

i.

ngăđangăngàyăcàngătr nên trầm tr ng, nhất là v iăcácăn

đangă phátă triểnă trongă đóă cóă Việt Nam,ă đặc biệt là ô nhiễmă môiătr
trong những nguồnăn

ng và tác

ngă n

c

c. M t

c th i gây có thể ô nhiễm l n là từ các nhà máy s n xuất b t

giấy và giấy. Ngành giấy cũngălà m t trong những ngành tiêu thụ m tăl ợng rất l n
n

c, hóa chất, nguyên liệuă vàă nĕngă l ợng cho m tă đơnă v s n ph m. Theo tính
ViệtăNamăđể s n xuất m t tấn giấy cần từ 200 ậ 300 m3 n

toán,

đ i v i cácăn

c s ch,ănh ngă

c phát triển v i dây chuyền s n xuất công nghệ hiệnăđ i để s n xuất

m t tấn giấy chỉ sử dụng từ 7 ậ 15m3 n

c s ch [13].

Nhìn chung công nghệ s n xuất giấy c a Việt Nam còn l c h u so v i thế gi i
từ 15ănĕmătr lên, m t thực tế nữaălàăcácăcơăs s n xuất giấy c aăchúngătaăđaăs nh
lẻ, phân tán về quy mô, h n chế về tàiăchính,ăkhôngăcóăđ điều kiệnăđầuăt ăchoăxử lý
môiătr ơng,ăchínhăđiềuănàyăđưălàmăchoămôiătr

ng ngành giấy b ô nhiễm này càng

trầm tr ng, công tác qu n lý gặp nhiềuăkhóă khĕn.ăRiêngătrongălƿnhăvực xử lý môi
tr

ng có thể nóiăch aăcóănhiều nhà máy có hệ th ng xử lýăn

ngành giấy,
n

c th i triệtăđể. Toàn

miền Bắc chỉ duy nhất có Công ty Giấy Bãi Bằng có hệ th ng xử lý

c th i khá hoàn thiện, tuy nhiên vấn đề xử lý n

c th i cũngăv n ch aăth t hiệu

qu . Việc chuyển đổi áp dụng các công nghệ hiệnăđ iănh ăv y là hoàn toàn không
kh thi v i những nhà máy vừa và nh phần l n là thu căđ aăph ơngăhoặc công ty
t ănhânăch aăkể các làng nghề giấy truyền th ng phân b gần các khu vựcădânăc ă
nên b

nhă h

ng rất l n về vấnă đề n

c th i. Cần nói thêm là

17
Footer Page 17 of 148.

Việt Nam, các


Header Page 18 of 148.

doanh nghiệp vừa và nh đangă s n xuất t i 75% s nă l ợng giấy,ă đồng nghƿaă v i
việc nguồnăn
l ợngă n

căđangăb sử dụngălưngăphí,ăcònămôiătr

ngăđangăph i gánh ch u m t

c th i rất l nă ch aă quaă xử lý [21]. Hiện nay, khi mà Lu tă Môiă Tr

ng

đangă đ ợcă đônă đ c thực thi nghiêm túc (nhất là khi Việtă Namă đưă chínhă th c tr
thành thành viên c a tổ ch căTh ơngăM i Thế Gi i ậ WTO) thì nhiều nhà máy b t
giấy và giấy

n

cătaăđangăđ ngătr

cănguyăcơăđóngăcửa do s c ép từ phíaăcácăcơă

quan ch cănĕngăvàăd ălu n về vấnăđề môiătr

ng. Gi i quyết bài toán xử lýăăn

c

th i b t giấy và giấy là vấn đề mangăýănghƿaăs ng còn v i nhiều nhà máy b t giấy
n

c ta [20].
Công ty Giấy Bãi Bằng ậ Tổng công ty Giấy Việtă Namă (đóngă t i Th Trấn

Phong Châu ậ Huyện Phù Ninh ậ Tỉnh Phú Th ) làăđơnăv có công nghệ s n xuất
hiệnăđ i nhất ngành giấyăn
vài chụcănĕm.ăL ợngăn

cătaănh ngăcũngăđưăl c h u so v i khu vực và thế gi i

c th i sinh ra trong quá trình s n xuất m t b t giấy xấp xỉ

55 ậ 60m3. Tính c cácă côngă đo n xeo giấy, s n xuấtă điện hơi,ă hóaă chất t y thì
l ợngăn

c th i sinh ra khi s n xuất m t tấn b t giấyăth

ngădaoăđ ng trong kho ng

100 ậ 120m3.
Nĕmă 2003,ă làă nĕmă đánhă dấu m tă giaiă đo n m i trong vấnă đề xử lý ô nhiễm
môiă tr

ng c a Công ty Giấy Bãi Bằng, thể hiện

việc m r ng s n xuất, nâng

công suất nhà máy giấy Bãi Bằng lên 110.000 tấn giấy/nĕm,ăđồng th iăđầuăt ăcôngă
nghệ m i cho xử lýăn
hệ th ng xử lýăn

c th i, gi i quyết ô nhiễm m t cách triệtăđể liênăhoàn.ăĐâyălàă

c th i hiệnăđ i nhất c a ngành giấy Việt Nam hiện nay theo công

nghệ c a ThụyăĐiển, v i quy mô xử lý 30.000 m3 n
l ợng trung bình 26.000 m3 n

c th i/ngày [13]. Nh đóăv i

c th i m i ngày mà nhà máy th iăraăđềuăđ ợc thu

gom và xử lý qua hệ th ng xử lý t p trung theo c haiăph ơngăphápăhóaălý và sinh
h c [17].

18
Footer Page 18 of 148.


Header Page 19 of 148.

CH

NG 1

T NG QUAN

1.1.

Công ngh s n xu t b t gi y, gi y vƠ đặc tính c a n

c th i

1.1.1. Công nghệ sản xuất bột giấy và đặc tính nước thải
Quá trình s n xuất b t giấy là quá trình biếnăđổi các nguyên liệu g hoặc phi
g thànhăxơăsợi, hay nói cách khác là phá vỡ các liên kết trong cấu trúc c a nguyên
liệu mà thành phần chính c a nó là xenlulozơ (40 ậ 45%), hemixenlulozơ (20 ậ
30%), là các hợp chất cao phân tử (polyme),ă đ ợc bao b c xung quanh b i lignin
(20 ậ 30%) và các chất trích ly (chất keo nhựa) (2 ậ 15%). Quá trình này có thể
đ ợc thực hiện bằngă ph ơngă phápă cơă h c, hoá h c hoặc ph i kết hợp giữa các

ph ơngăphápănày.ăChấtăl ợng b tăthuăđ ợc phụ thu c ch yếu vào nguồn g c, hay
ch ng lo i nguyên liệu và công nghệ s n xuất [23].
 Công nghệ sản xuất bột hóa
Trongă s nă xuấtă b tă hóa,ă cácă dĕmă g ă đ ợcă nấuă v iănhữngă hóaă chấtă thíchă hợpă
trongădungăd chă ănhiệtăđ ăcaoăvàăápăsuấtăcao.ăMụcăđíchăđểătách lignin raăkh iăg ăđểă
thuă hồi cellulozơ và hemicellulozơ làă nhữngă hợpă chấtă ch ă yếuă t oă nênă giấyă màă
khôngălàmă nhăh

ng đếnăxơăsợi.ăThựcătế,ăph ơngăphápănàyărấtăthànhăcôngătrongă

việcălo i ligninăraăkh iăb tăgiấy.ăTuyănhiênănóăcũngălàmăgi măvàăphânăh yăphầnănàoă
cellulozơ và hemicellulozơ. Tùyă theoă hóaăchấtăđ ợcănấuă màăng

iătaăphână biệtăraă

cácăph ơngăpháp:ăkiềm,ăsunfităvàăsunfat.ăPhầnăligninăcònăsótăl iăsauăkhiănấuăsẽălàmă
choăb tăgiấyăcóămàuăvàngăhayănâu.ăVìăthếăph iărửaăs chăvàăt yăb tăgiấy để sửădụngăă
làmăgiấyăinăvàăgiấyăviếtăcóăđ ătrắngăcao.ăCác hóa chất sau nấu đ ợc thu hồi gần hết
bằng biện pháp đ t, nênăn

c th i có hàm l ợng chất ô nhiễm vừa ph i, xem Hình

1.1. Lignin trong d ch rửa đ ợc cô đặc và đ t để thu hồi nhiệt.

19
Footer Page 19 of 148.


Header Page 20 of 148.

B i, khí có mùi (H2S, mecaptan...), ch t h u c bay h i, h p ch t Clo, SO2, CO2, NOx...

Gỗ, tre,

X lý
nguyên liêu

N u b t

R ab t

Sàng b t
L c cát

T y tr ng

Xeo gi y

n a

Xút hóa

Cô đặc
(ch ng b c)

Lò h i đ t
than

S n xu t hóa ch t
t y

Lò h i
thu h i
Lò vôi

V
cây,
mùn
c a

X than

B t và gi y

Bùn th i
N

Khí th i

N c th i
SS, COD, BOD
H/c L.huỳnh,
Clo h u c ,
KL nặng,Màu

c th i

Hình 1.1. Sơ đồ công nghệ sản xuất bột hóa và các dòng thải [20]

20

Footer Page 20 of 148.

S n
ph m
gi y


Header Page 21 of 148.

Bảng 1.1. Đặc tính n ớc thải công nghệ sản xuất bột hóa[20]
Đ nv

Giá tr

Chất rắnălơălửng (TSS)

mg/l

300 ậ 500

CODcr

mg/l

1.000-1.500

BOD5

mg/l

300 ậ 400

Ch tiêu

0

Nhiệtăđ

C

38-40
8 ậ 10

pH
 Công nghệ sản xuất bột hóa nhiệt cơ

Ph ơngăphápăhóa nhiệtăcơăậ ph ơngăphápăs năxuấtăb tăhiệuăxuấtăcaoăậ làăph ơngă
phápăkếtăhợpăgiữaăcơ,ănhiệtăvàăhóaăh c.ă Vềăcơ b n,ădĕmăg ăđầuătiênăđ ợcălàmă mềmă
bằngăbiệnăphápăth măthấuăhóaăchấtă ănhiệtăđ ă(trung bình thôngăth

ngălàă80ă÷ 900C)

vàă th iă giană thíchă hợp,ă sauă đóă đ ợcă thựcă hiệnă bằngă cơă h c,ă thôngă th
xem hình 1.2. Hiệuăsuấtăb tăth

ng làă nghiền

ngănằmătrongăkho ngătừă75 ậ 85% doăm căđ xửălýă

hóaăchất nhẹănhàng,ănênăhàmăl ợngăligninătrongăb tăcòn l iăcao.ăKhácăv iăs năxuấtăb tă

hóaăh c,ăm căđ ălo iăb ăligninăgầnănh ăhoànătoàn,ănên có hiệuăxuấtăthuăhồiăb tăthấpă(<
50%). Đặc tính n
đây. N

c th i tr

c khi đ aă vàoă xử lýă đ ợcă đ aă raă trongă b ng 1.2. d

i

c th i có hàm l ợng các chất ô nhiễm cao hơn so v i s n xuất b t hóa do

không có biện pháp đ t thu hồi hóa chất nấu và lignin.
Bảng 1.2. Đặc tính n ớc thải công nghệ sản xuất bột hóa nhiệt cơ
Ch tiêu
Chất rắnălơălửng (TSS)

Đ nv
mg/l

Giá tr
500 ậ 1.500

CODcr
BOD5
Nhiệtăđ
pH

mg/l
mg/l

0
C

4.000 ậ 10.000
1000 ậ 4.000
36 ậ 70
7ậ9

21
Footer Page 21 of 148.


Header Page 22 of 148.

G nguyên liệu

Chặt m nh

Sàng, rửa m nh

Th m thấu hóa chất

Nghiền thô, ép vít

T y trắng

Nghiền tinh

Làm s ch

Sấy

Đóng kiện

Xeo giấy
Hình 1.2. Sơ đồ công nghệ sản xuất bột hóa nhiệt cơ

22
Footer Page 22 of 148.


Header Page 23 of 148.

 Công nghệ sản xuất bột giấy tái chế
B t giấyăcònăđ ợc s n xuất từ giấy lo iăđưăquaăsử dụng, tùy thu c vào lo i nguồn
g c nguyên liệu và yêu cầu s n ph m giấy cần ph i s n xuất mà trong quy trình s n
xuất b t tái chế đ ợc chia làm 02 lo i:  Công nghệ tái chế nguyên liệu từ lề - hòm
h păcũ,ăb t sau khi tách lo i t p chất, phân lo iăxơăsợi b t giấy sẽ đ ợc sử dụng cho
s n xuất giấy bao gói, hòm h p công nghiệp:  Công nghệ tái sinh các lo i giấyăvĕnă
hóa (giấy in báo, giấy in, giấy viếtă…)ăth

ngăcóăthêmăcôngăđo n khử mực (b t DIP:

De-Inking Pulp). Sau quá trình khử mựcă th

ng gồmă cóă côngă đo n t y trắng riêng

biệt, sử dụng hydro peoxit hoặc mu i hydrosulphit. B t giấy sau tái chế th

ngăcóăđ

trắng nhấtăđ nh tùy thu c vào nguyên liệuăđầu vào. B t giấy tái chế sẽ đ ợc sử dụng
m t phần cho quá trình s n xuất giấy in báo, giấy in, giấy viết, giấy in t p chí... [21].
D

iăđâyălàăsơăđồ công nghệ c a quá trình tái chế giấy Hình 1.3.

23
Footer Page 23 of 148.


Header Page 24 of 148.

Nguyên liệu
(Bìa carton, giấy lo iăvĕnăphòng,ăbáo lo i…)

Đánhătơi th y lực
Xử lý nhiệt
(Táchăbĕngăkeo,ănhự
Làm s ch thô
(Sàng thô- L c cát nồngăđ cao)

Làm s ch tinh
(Sàng ậ L c cát tinh)

Khử mực - T y - Rửa

Nghiền

Côăđặc

B t thành ph m

Điăs n xuất giấy

Hình 1.3. Sơ đồ công nghệ sản xuất giấy tái chế có khử mực [21]

24
Footer Page 24 of 148.


Header Page 25 of 148.

Bảng 1.3. Bảng đặc tính n ớc thải giấy khử mực
Ch tiêu

Đ nv

Hàm l

ng

6,4 ậ 7,5

pH
BOD

mg/l

1900

COD

mg/l

2500

TSS

mg/l

2000

Đ màu

Pt ậ Co

900

Trong công nghệ s n xuất b t giấy tái chế có khử mực thì thành phầnăn

c th i

ch yếu là mực in, chấtăđ n (trong giấy có kho ng 30% là chấtăđ nănh ălà:ăb tăđá,ătinhă
b t, keo AKD, chất trợ in…)ăvàăcácăkimălo i nặng (có trong mựcăinănh ăchìă…).ăChínhă
vì v y màăl ợng bùn sinh ra trong quá trình s n suất b t giấy khử mực là rất l n [21].

25
Footer Page 25 of 148.