ỨNG DỤNG VI SINH TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẠI NHÀ MÁY GIẤY MỸ XUÂN

ỨNG DỤNG VI SINH TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẠI
NHÀ MÁY GIẤY MỸ XUÂN

Tác giả

NGUYỄN CAO VŨ

Khóa luận được đệ trình đề để đáp ứng yêu cầu
cấp bằng Kỹ sư ngành
Công Nghệ Giấy - Bột Giấy

Giáo viên hướng dẫn:
ThS. ĐẶNG THỊ THANH NHÀN

Tháng 06 năm 2010

i


LỜI CẢM ƠN
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến:
Mọi người trong gia đình đã luôn động viên, quan tâm chăm sóc, tạo điều kiện
giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập và làm đề tài.
Ban giám hiệu Trường Đại Học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh, Ban chủ nhiệm
Khoa Lâm Nghiệp và các thầy cô trong Bộ môn Công Nghệ Giấy và Bột Giấy đã
dạy dỗ cho chúng tôi vốn kiến thức rất cần thiết về lý thuyết chuyên ngành.
Ban lãnh đạo công ty cổ phần giấy Mỹ Xuân đã tạo điều kiện cho tôi thực tập
và nguyên cứu.
Th.S Đặng Thị Thanh Nhàn đã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình
nghiên cứu và thực hiện đề tài.
Và xin gửi lời cảm ơn đến anh Lân tại Công ty cổ phần giấy Mỹ Xuân luôn

đóng góp ý kiến và hỗ trợ cho tôi.
Các bạn lớp Công Nghệ Giấy - Bột Giấy K32 đã luôn đồng hành, chia sẻ buồn
vui, động viên giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập và làm đề tài.
Các tổ chức và cá nhân mà chúng tôi đã tham khảo tài liệu có liên quan.
TP. Hồ Chí Minh, tháng 06 năm 2010
Nguyễn Cao Vũ

ii


TÓM TẮT
Đề tài “Ứng dụng của vi sinh vật trong xử lý nước thải nhà máy giấy Mỹ Xuân”
được tiến hành tại phòng thí nghiệm thuộc dự án 2 của nhà máy giấy Mỹ Xuân, thời
gian tiến hành từ ngày 01/03/2010 đến 15/05/2010. Đề tài được thực hiện trên cơ sở
khảo sát dây chuyền xử lý nước thải tại nhà máy, tiến hành thí nghiệm tại phòng thí
nghiệm nhà máy và tham khảo các tài liệu về môi trường.
Để đánh giá hiệu quả của hệ thống xử lý nước thải bằng vi sinh hiếu khí tại nhà máy
giấy Mỹ Xuân, các mẫu nước thải được lấy tại bể điều hòa (nước thải trước xử lý)
và bể lắng (sau xử lý) được đo các thông số, tiêu chuẩn như: BOD5, COD, TSS, độ
màu. Sau đó so sánh với TCVN 5945:2005 cột B (Kq=1,1;Kf=1).
Để nghiên cứu tìm ra tải trọng COD thích hợp cho xử lý vi sinh hiếu khí và ảnh
hưởng của tải trọng COD đến khả năng lắng của nước thải sau xử lý vi sinh hiếu
khí. Nước thải được lấy tại bể điều hòa, sau đó tiến hành pha loãng để có các mẫu
để có các tải trọng COD khác nhau, mẫu được điều chỉnh để có môi trường thích
hợp vi sinh hiếu khí hoạt động như: điều chỉnh pH, bổ sung N và P. Sau đó vi sinh
hiếu khí được cho vào dưới dạng bùn hoạt tính, sau đó sục oxi vào bể tạo điều kiện
cho vi sinh hiếu khí hoạt động. Tiếp theo nước thải tiếp tục cho qua thiết bị lắng
Imhoff, ghi nhận thể tích bùn lắng ứng với mỗi thời gian 5 phút. Nước thải sau quá
trình lắng được đo các giá trị pH, COD.
Kết quả thí nghiệm cho thấy :

- Với việc ứng dụng vi sinh hiếu khí vào trong hệ thống xử lý nước thải, hiệu quả
xử lý của hệ thống với BOD đạt 85%, COD giảm gần 95%, TSS giảm 82% và độ
màu giảm gần 87%.
- Khi tăng tải trọng COD từ 0.5 đến 3.87 kg COD/m3ngày thì COD đầu ra tăng dần,
hiệu quả xử lý COD giảm dần. Tải trọng thích hợp (khoảng 0,5 – 2,15 kg
COD/m3ngày) để hiệu quả xử lý cao và nước thải sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn cho
phép với COD < 100.

iii


- Khi tăng tải trọng COD lên từ 0.5- 3.87 kg COD/m3ngày thì khả năng lăng lắng
của bùn hoạt tính giảm dần, ứng với tải trọng 0.50 kg COD/m3ngày trong thời gian
30 phút thì khả năng lắng của bùn hoạt tính là cao khoảng 350 ml/l, ứng với tải
trọng 2.15 kg COD/m3ngày trong thời gian 30 phút thì khả năng lắng của bùn hoạt
tính là cao khoảng 380 ml/l và ứng với tải trọng 3.87 kg COD/m3ngày trong thời
gian 30 phút thì khả năng lắng của bùn hoạt tính là thấp dần khoảng 460 ml/l.
- Ở tải trọng cao khả năng lắng của bùn giảm dần, giá trị SVI đo được như sau :
Tải trọng 0,5 kg COD/m3ngày, SVI =109,7 ml/g
Tải trọng 2,15 kg COD/m3ngày, SVI = 114,46 ml/g
Tải trọng 3,87 kg COD/m3ngày, SVI = 130 ml/g
Nhìn chung, ở cả 03 tải trọng giá trị SVI đều nằm trong giới hạn lắng tốt (SVI từ 50
– 150) điều này chứng tỏ thí nghiệm bùn hoạt tính diễn ra tốt và chúng ta hoàn toàn
có thể xử lý nước thải giấy bằng mô hình bùn hoạt tính hiếu khí.

iv


MỤC LỤC
Trang

Trang tựa .........................................................................................................................i
Cảm tạ ............................................................................................................................ii
Tóm tắt ..........................................................................................................................iii
Mục lục........................................................................................................................... v
Danh sách các chữ viết tắt.............................................................................................vi
Danh sách các hình.......................................................................................................vii
Danh sách các bảng.....................................................................................................viii
Chương 1. MỞ ĐẦU .................................................................................................... 1
1.1. Đặt vấn đề .............................................................................................................. 2
1.2. Mục đích đề tài....................................................................................................... 1
1.3. Giới hạn đề tài... ..................................................................................................... 2
1.4. Phương pháp thực hiện........................................................................................... 2
Chương 2. TỔNG QUAN ............................................................................................ 3
2.1. Tổng quan về công ty giấy Mỹ Xuân.................................................................... 3
2.2.

Phân loại nước thải............................................................................................... 4

2.2.1. Nước thải sinh hoạt .............................................................................................. 5
2.2.2. Nước thải công nghiệp ......................................................................................... 7
2.2.3. Nước thải là nước mưa....................................................................................... 10
2.3.

Tác động của sản suất giấy đến môi trường....................................................... 10

2.4.

Các chỉ số ô nhiễm và cách lựa chọn qui trình xử lý nước thải nhà máy giấy .. 12

2.4.1 Các chỉ số được dùng để để biểu thị mức độ ô nhiễm của nước thải ................ 12

2.4.2. Cách lựa chọn qui trình xử lý nước thải nhà máy giấy ...................................... 13
2.5.

Đặc điểm riêng của nước thải nhà máy giấy và qui trình xử lý chung cho

nước thải nhà máy giấy ................................................................................................ 15
2.5.1. Đặc điểm riêng của nước thải nhà máy giấy..................................................... 16
2.5.2. Lưu trình xử lý chung cho nước thải nhà máy .................................................. 16

v


Chương 3. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.............................. 20
3.1. Nội dung nghiên cứu. ........................................................................................... 20
3.2. Phương pháp nghiên cứu...................................................................................... 20
3.3. Thiết bị và tiêu chuẩn sử dụng ............................................................................. 25
Chương 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................ 27
4.1. Kết quả tìm hiểu hệ thống xử lý tại nhà máy. ...................................................... 28
4.2. Kết quả nghiên cứu tải trọng COD đến hiệu quả xử lý........................................ 32
Kết quả thí nghiệm lắng. ............................................................................................. 37
Chương 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................ 39
5.1. Kết luận. ............................................................................................................... 39
5.2. Kiến nghị.............................................................................................................. 39
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 41
PHỤ LỤC .................................................................................................................... 43

vi


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Ký hiệu

Ý nghĩa

TSS

(Total Suspended Solid): Tổng lượng chất rắn lơ lửng

COD

(Chemical Oxigen Demand): Nhu cầu oxy hóa học

BOD

(Biological Oxigen Demand): Nhu cầu oxy sinh hóa

BOD5

Giá trị BOD xác định được ở điều kiện tiêu chuẩn (nhiệt độ 200C
trong thời gian ổn nhiệt 5 ngày)

KTĐ

Khô tuyệt đối

AKD

(Alkyl Ketene Dimer)

BCTMP

(Bleached ChemiThermoMechanical Pulp): Bột hóa nhiệt cơ có tẩy

PAC

(Poly Aluminium Chloride)

PAA

(Poly Acrylamide)

BN

Bột nhập (bột hóa xớ ngắn hoặc xớ dài)

DO

Hàm lượng Oxi trong nước thải (mg/l).

SVI

Chỉ số thể tích bùn (ml/g)

N

Nồng độ Nitơ (mg/l)

P

Nồng độ Photpho (mg/l)

CENTEMA Trung Tâm Công Nghệ Ứng Dụng Và Quản Lý Môi Trường

vii


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng

Tên bảng

Trang

Bảng 2.1: Tải trọng chất thải trung bình tính theo đầu người ...................................... 6
Bảng 2.2: Thành phần nước thải sinh hoạt phân tích theo các phương pháp của
CENTIMA...................................................................................................................... 7
Bảng 2.3: Lưu lượng nước thải trong một số ngành công nghiệp................................ 8
Bảng 2.4: Tính chất đặc trưng của nước thải một số ngành công nghiệp .................... 9
Bảng 3.1: Thiết bị và tiêu chuẩn sử dụng ................................................................... 26
Bảng 4.1: Kết quả của nước thải trước xử lý của nhà máy tại bể điều hòa .............. 29
Bảng 4.2: Kết quả nước thải sau xử lý của nhà máy................................................. 30
Bảng 4.3: kết quả thí nghiêm lắng bùn hoạt tính ở các tải trọng khác nhau .............. 33
Bảng 4.4: Thời gian lắng của nước thải theo tải trọng ............................................... 37

viii


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình

Tên hình

Trang

Hình 2.1: Cơ cấu quản lý của công ty........................................................................... 4
Hình 2.2: Cơ cấu tổ chức công ty ................................................................................. 4
Hình 2.3: Bể lắng đứng............................................................................................... 18
Hình 2.4: Bể lắng theo phương bán kính.................................................................... 18
Hình 3.1: Sơ đồ thí nghiệm bùn hoạt tính ................................................................. 22
Hình 3.2: Mô hình thí nghiệm lắng ............................................................................ 25
Hình 4.1: Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải tại nhà máy............................................... 28
Hình 4.2: Hiệu quả xử lý nước thải của nhà máy theo các tại trọng .......................... 31
Hình 4.3: Biểu đồ so sánh nồng độ nước thải sau xử lý và TCVN cột B ................. 32
Hình 4.4: Sự biến thiên pH củ nước thải trước xử lý và sau xử lý ............................ 34
Hình 4.5: Sự biến thiên COD của nước thải trước xử lý và sau xử lý ...................... 35
Hình 4.6: Sự biến thiên hiệu quả xử lý COD ............................................................. 35
Hình 4.7: Sự biến thiên thể tích bùn lắng của nước thải theo tải trọng COD ............ 38

ix


Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Như chúng ta đã biết, công nghiệp sản xuất giấy và bột giấy chiếm vị trí rất
quan trọng trong nền kinh tế nước ta. Cùng với sự phát triển của các ngành công
nghiệp và dịch vụ khác, nhu cầu về các sản phẩm giấy ngày càng tăng, thu hút nhiều
lao động tham gia, chính vì vậy ngành công nghiệp này không thể thiếu được trong
đời sống của người dân.
Tuy nhiên, lượng nước thải do ngành công nghiệp này thải ra mà không qua

xử lý đã ảnh hưởng trực tiếp rất lớn đến môi trường nước. Độc tính của các dòng
nước thải từ các nhà máy sản xuất bột giấy và giấy là do sự hiện diện một hỗn hợp
phức tạp các dịch chiết trong thân cây bao gồm: nhựa cây, các axit béo, lignin … và
một số sản phẩm phân hủy của lignin đã bị clo hóa có trọng lượng phân tử thấp.
Nồng độ của một số chất từ dịch chiết có khả năng gây ức chế đối với cá. Khi xả
trực tiếp nguồn nước thải này ra kênh rạch sẽ hình thành từng mảng giấy nổi lên
trên mặt nước, làm cho nước có độ màu khá cao và hàm lượng DO trong nước hầu
như bằng không. Điều này không những ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường sống
của sinh vật nước mà còn gián tiếp ảnh hưởng đến sức khỏe của người dân trong
khu vực.
Do vậy, bên cạnh việc xử lý những chất thải ra môi trường, việc nghiên cứu
những công nghệ mới, những thiết bị mới cho quy trình xử lý nước thải… giúp hạn
chế những tác động xấu đến môi trường là rất cần thiết đối với các đơn vị sản xuất.
Được sự chấp thuận của lãnh đạo Công ty cổ phần giấy Sài gòn và giáo viên hướng
dẫn, tôi tiến hành đề tài “Ứng dụng vi sinh trong xử lý nước thải tại nhà máy Mỹ
Xuân” nhằm đánh giá hiệu quả hệ thống xử lý nước thải bằng vi sinh của nhà máy,
tìm ra tải trọng COD thích hợp cho xử lý sinh học vi sinh hiếu khí và ảnh hưởng của
tải trọng COD đến khả năng lắng của nước thải.

1


1.2 Mục đích nghiên cứu
-Tìm hiểu hệ thống xử lý nước thải tại nhà máy, xác định các đặc trưng nước thải
trước và sau xử lý. Từ đó, đánh giá hiệu quả của hệ thống xử lý nước thải.
-Nghiên cứu tìm ra tải trọng COD tối ưu cho xử lý vi sinh hiếu khí và ảnh hưởng
của các tải trọng COD đến khả năng lắng của nước thải.
1.3 Giới hạn của đề tài
Đề tài nghiên cứu thực hiện trong phòng thí nghiệm tìm ra tải trọng COD tối ưu cho
xử lý vi sinh hiếu khí và ảnh hưởng của tải trọng COD đến khả năng lắng ứng với

các tải trọng COD khác nhau.
Do hạn chế về một số máy móc, thiết bị cũng như thời gian và chi phí, nên tôi chỉ
thí nghiệm được mô hình bùn hoạt tính và ảnh hưởng của tải trọng đến thời gian
lắng. Nếu có thể nghiên cứu nên được mở rộng ra với qui mô trong nhà máy để có
những kết luận chính xác hơn phù hợp với điều kiện thực tế tại các nhà máy.

2


Chương 2
TỔNG QUAN
2.1 Tổng quan về công ty cổ phần giấy Sài Gòn
Công ty cổ phần giấy Sài Gòn (nhà máy Mỹ Xuân) là một trong những công
ty sản xuất giấy có uy tín trên thị trường với hai mặt hàng chính đó là giấy công
nghiệp và giấy tissue từ nguyên liệu chủ yếu là giấy loại và bột thương phẩm nhập
khẩu từ nước ngoài.
Lịch sử phát triển của công ty
Công ty thành lập vào năm 1997 với tên là Công ty TNHH giấy Sài Gòn,
phát triển từ một cơ sở sản xuất giấy carton phục vụ cho ngành bao bì hoạt động từ
những năm 90. Sau đây là một số cột mốc quan trọng của công ty.
- 1997 cơ sở sản xuất giấy Sài Gòn được thành lập.
- 12/1998 chuyển đổi thành công ty TNHH giấy Sài Gòn với giấy phép thành lập số
2461GP/TLDN do UBND TPHCM cấp ngày 24/11/1998.
- 6/2003 chuyển đổi từ công ty TNHH thành công ty cổ phần giấy Sài Gòn với mức
vốn điều lệ 18 tỷ đồng.
- 4/2004 xây dựng nhà máy giấy Mỹ Xuân tại khu công nghiệp Mỹ Xuân A thuộc
tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu với diện tích 4,5 ha và tổng vốn đầu tư là 392 tỷ công suất
90.000 tấn/năm.
- 12/2006 đầu tư vào công ty cổ phần giấy Sài Gòn miền trung tại khu công nghiệp
Điện Nam, huyện Điện Ngọc tỉnh Quảng Nam với diện tích 3 ha vốn gốp 70% vốn

điều lệ là 75 tỷ.
- 7/2007 nhà máy Mỹ Xuân chuyển đổi thành công ty TNHH một thành viên giấy
Sài Gòn Mỹ Xuân với 100% vốn góp của công ty cổ phần giấy Sài Gòn.
- 10/2007 khởi công xây dựng dự án mở rộng nhà máy Mỹ Xuân tại khu công
nghiệp Mỹ Xuân A với diện tích 6,8 ha tổng vốn đầu tư dự kiến là 1.700 tỷ, với việc
đầu tư xây dựng nhà máy sản xuất giấy cao cấp như giấy Testlinens, Coated board,
tissue có công suất 230.000 tấn/năm.

3


Sơ đồ cơ cấu của công ty như Hình 2.1

Hình 2.1 Cơ cấu quản lý công ty
Cơ cấu tổ chức công ty như Hình 2.2

Hình 2.2 cơ cấu tổ chức công ty

4


Tổng quan về hệ thống sản xuất
Nhà máy có công suất 91.000 tấn/năm, gồm 3 dây chuyền sản xuất giấy công
nghiệp (giấy carton) với sản phẩm chủ yếu là giấy Medium, Teslines và giấy white
top với công suất 70.000 tấn/năm. Còn đối với giấy tiêu dùng (tissue) nhà máy có 9
dây chuyền sản xuất với công suất 14.400 tấn/năm và 1 dây chuyền sản xuất giấy
tissue cao cấp nhập từ Nhật với công suất 7.200 tấn/năm. Nhằm để phục vụ cho việc
sản xuất giấy một cách ổn định và sản phẩm có chất lượng cao nhất công ty cũng đã
đầu tư một hệ thống sản xuất bột song hành bao gồm hệ thống sản xuất bột DIP
dùng cho giấy tissue với công suất 60 tấn/ngày và hệ thống sản xuất bột OCC cung

cấp cho việc sản xuất giấy công nghiệp với công suất 200 tấn/ngày. Ngoài ra công
ty còn có một phân xưởng thành phẩm cho dây chuyền giấy tissue và một số phân
xưởng hỗ trợ sản xuất như xưởng động lực, xưởng bảo trì, xưởng điện …
2.2 Phân loại nước thải
2.2.1 Nước thải sinh hoạt
Nước thải sinh họat là nước được thải bỏ sau khi sử dụng cho các mục đích
sinh hoạt của cộng đồng :Tắm , giặt giũ , tẩy rữa, vệ sinh cá nhân,…chúng thường
được thải ra từ các các căn hộ, cơ quan, trường học, bệnh viện, chợ, và các công
trình công cộng khác. Lượng nước thải sinh họat của khu dân cư phụ thuộc vào dân
số, vào tiêu chuẩn cấp nước và đặc điểm của hệ thống thoát nước.
* Thành phần của nước thải sinh họat gồm 2 loại:
- Nước thải nhiễm bẩn do chất bài tiết của con người từ các phòng vệ sinh
- Nước thải nhiễm bẫn do các chất thải sinh hoạt : cặn bã từ nhà bếp, các chất rửa
trôi, kể cả làm vệ sinh sàn nhà.
Nước thải sinh họat chứa nhiều chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học, ngoài ra
còn có các thành phần vô cơ, vi sinh vật và vi trùng gây bệnh rất nguy hiểm. Chất
hữu cơ chứa trong nước thải sinh họat bao gồm các hợp chất như protein (40 –
50%); hydrat cacbon (40 - 50%) gồm tinh bột, đường và xenlulo; và các chất béo (5
-10%). Có khỏang 20 – 40% chất hữu cơ khó phân hủy sinh học. Ở những khu dân

5


cư đông đúc, điều kiện vệ sinh thấp kém, nước thải sinh hoạt không được xử lý
thích đáng là một trong những nguồn gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.
Lượng nước thải sinh hoạt dao động trong phạm vi rất lớn, tùy thuộc vào
mức sống và các thói quen của người dân, có thể ước tính bằng 80% lượng nước
được cấp. Giữa lượng nước thải và tải trọng chất thải của chúng biểu thị bằng các
chất lắng hoặc BOD5 có 1 mối tương quan nhất định. Tải trọng chất thải trung bình
tính theo đầu người ở Đức với nhu cầu cấp nước 150 l/ngày được trình bày trong

bảng 2.1
Bảng2.1 Tải trọng chất thải trung bình 1 ngày tính theo đầu người
Tổng chất thải Chất thải hữu cơ Chất thải vô cơ
Các chất

(g/người.ngày) (g/người.ngày)

(g/người.ngày)

1. Tổng lượng chất thải 190

110

80

2. Các chất tan

100

50

50

3. Các chất không tan

90

60

30

4. Chất lắng

60

40

20

5. Chất lơ lửng

30

20

10
(Nguồn: TS Lâm Vĩnh Sơn, 2007)

6


Bảng 2.2: Thành phần nước thải sinh họat phân tích theo các phương pháp của
CENTIMA
Mức độ ô nhiễm
Các chất (mg/l)

Nặng

Trung bình

Thấp

- Tổng chất rắn

1000

500

200

- Chất rắn hòa tan

700

350

120

- Chất rắn không hòa tan 300

150

8

- Tổng chất rắn lơ lửng

600

350

120

- Chất rắn lắng

12

8

4

- BOD5

300

200

100

- DO

0.5

2

2.5

- Tổng nitơ

85

50

25

- Nitơ hữu cơ

35

20

10

- Nitơ ammoniac

50

30

15

(Nguồn : TS. Lê Hoàng Nghiêm, 2009)
Theo Bảng 2.2 nước thải sinh hoạt có thành phần với các giá trị điển hình
như sau: COD=500 mg/l, BOD5=250 mg/l, SS=220 mg/l, photpho=8 mg/l, nitơ
NH3 và nitơ hữu cơ=40 mg/l, pH=6.8, TS= 720mg/l. Như vậy, Nước thải sinh
hoạt có hàm lượng các chất dinh dưỡng khá cao, đôi khi vượt cả yêu cầu cho quá
trình xử lý sinh học. Thông thường các quá trình xử lý sinh học cần các chất dinh
dưỡng theo tỷ lệ sau: COD: N: P = 100: 5:1
Một tính chất đặc trưng nữa của nước thải sinh hoạt là không phải tất cả các chất
hữu cơ đều có thể bị phân hủy bởi các vi sinh vật và khoảng 20-40% BOD thoát
ra khỏi các quá trình xử lý sinh học cùng với bùn.

2.2.2 Nước thải công nghiệp (nước thải sản suất)
Là lọai nước thải sau quá trình sản xuất. Đặc tính ô nhiễm và nồng độ của
nước thải công nghiệp rất khác nhau phụ thuộc vào loại hình công nghiệp và chế
độ công nghệ lựa chọn.

7


Trong công nghiệp, nước được sử dụng như là một loại nguyên liệu thô hay
phương tiện sản xuất (nước cho các quá trình) và phục vụ cho các mục đích
truyền nhiệt. Nước cấp cho sản xuất có thể lấy mạng cấp nước sinh hoạt chung
hoặc lấy trực tiếp từ nguồn nước ngầm hay nước mặt nếu xí nghiệp có hệ thống
xử lý riêng. Nhu cầu về cấp nước và lưu lượng nước thải trong sản xuất phụ thuộc
vào nhiều yếu tố. Lưu lượng nước thải của các xí nghiệp công nghiệp được xác
định chủ yếu bởi đặc tính sản phẩm được sản xuất.
Bảng 2.3 : Lưu lượng nước thải trong 1 số ngành công nghiệp
Lưu lượng nước

Ngành công nghiệp

Tính cho

1. Sản xuất bia

1 lít bia

2. Tinh chế đường

1 tấn củ cải đường 10-20 m3

3. Sản xuất bơ sữa

1 tấn sữa

thải
5,65 (l)
5-6 m3

4. sản xuất xà phòng và chất tẩy rửa 1 tấn sữa

6-10 m3

6. Nhà máy đồ hộp rau quả

4,5 – 5,5

7. Giấy

1 tấn sản phẩm

20 m3

8. Giấy trắng

1 tấn sản phẩm

32 m3

10. Dệt sợi nhân tạo

1 tấn

100 m3

11. Xí nghiệp tẩy trắng

1 tấn

1000 - 4000 (m3)
(Nguồn :TS.Lê Hoàng Nghiêm, 2008)

Ngoài ra, trình độ công nghệ sản xuất và năng của suất xí nghiệp cũng
có ý nghĩa quan trọng. Lưu lượng tính cho 1 đơn vị sản phẩm có thể rất khác
nhau. Lưu lượng nước thải sản xuất lại dao động rất lớn. Bởi vậy số liệu trên
thường không ổn định và ở nhiều xí nghiệp lại có khả năng tiết kiệm lượng nước
cấp do sử dụng hệ thống tuần hoàn trong sản xuất.
Thành phần nước thải sản xuất rất đa dạng, thậm chí ngay trong 1 ngành
công nghiệp, số liệu cũng có thể thay đổi đáng kể do mức độ hoàn thiện của công
nghệ sản xuất hoặc điều kiện môi trường.

8


Căn cứ vào thành phần và khối lượng nước thải mà lựa chọn công nghệ và
các kỹ thuật xử lý. Sau đây là 1 số số liệu về thành phần nước thải của 1 số ngành
công nghiệp
Bảng 2.4: Tính chất đặc trưng của nước thải một số ngành công nghiệp
Sản xuất

Dệt sợi

Sản xuất

thịt hộp

tổng hợp

clorophenol

Các chỉ tiêu

Chế biến sữa

- BOD5 (mg/l)

1000

1400

1500

4300

- COD (mg/l)

1900

2100

3300

5400

1600

3300

8000

53000

1000

2000

1200

- Tổng chất

rắn

(mg/l)
- Chất rắn lơ lửng 300
(mg/l)
- Nitơ (mgN/l)

12

16

8

14

- Photpho (mgP/l)

7

7

5

7

(Nguồn : TS. Lê Hoàng Nghiêm, 2008)
Nói chung, nước thải từ các nhà máy chế biến thực phẩm có hàm lượng
nitơ và photpho đủ cho quá trình xử lý sinh học, trong khi đó hàm lượng các
chất dinh dưỡng này trong nước thải của các ngành sản xuất khác lại quá thấp so
với nhu cầu phát triển của vi sinh vật. Ngoài ra, nước thải ở các nhà máy hóa chất
thường chứa 1 số chất độc cần được xử lý sơ bộ để khử các độc tố trước khi thải
vào hệ thống nước thải khu vực.
- Có hai loại nước thải công nghiệp:
+ Nước thải công nghiệp qui ước sạch: là lọai nước thải sau khi sử dụng
để làm nguội sản phẩm, làm mát thiết bị, làm vệ sinh sàn nhà.
+ Lọai nước thải công nghiệp nhiễm bẫn đặc trưng của công nghiệp đó
và cần xử lý cục bộ trước khi xả vào mạng lưới thóat nước chung hoặc vào nguồn
nước tùy theo mức độ xử lý.

9

2.2.3 Nước thải là nước mưa
Đây là lọai nước thải sau khi mưa chảy tràn trên mặt đất và lôi kéo các
chất cặn bã, dầu mỡ,… khi đi vào hệ thống thoát nước.
Những nơi có mạng lưới cống thoát riêng biệt: mạng lưới cống thoát nước thải
riêng với mạng lưới cống thoát nước mưa. Nước thải đi về nhà máy xử lý gồm:
nước sinh hoạt, nước công nghiệp và nước ngầm thâm nhập, nếu sau những trận
mưa lớn không có hiện tượng ngập úng cục bộ, nếu có nước mưa có thể tràn qua
nắp đậy các hố ga chảy vào hệ thống thoát nước thải. Lượng nước thâm nhập do
thấm từ nước ngầm và nước mưa có thể lên tới 470m3/ha.ngày.
Nơi có mạng cống chung vừa thoát nước thải vừa thoát nước mưa. Đây là
trường hợp hầu hết ở các thị trấn, thị xã, thành phố của nước ta. Lượng nước chảy
về nhà máy gồm nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp, nước ngầm thâm
nhập và một phần nước mưa.
Nếu tính gần đúng, nước thải đô thị gồm khoảng 50% là nước thải sinh
hoạt, 14% là các loại nước thấm, 36% là nước thải sản xuất.
Lưu lượng nước thải đô thị phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện khí hậu và các
tính chất đặc trưng của thành phố. Khoảng 65-85% lượng nước cấp cho một
nguồn trở thành nước thải. Lưu lượng và hàm lượng các chất thải của nước thải đô
thị thường dao động trong phạm vi rất lớn. Lưu lượng nước thải lớn nhất trong
ngày vào lúc 10-12h trưa và thấp nhất vào lúc khoảng 5h sáng.
Lưu lượng và tính chất nước thải đô thị còn thay đổi theo mùa, giữa ngày
làm việc và ngày nghỉ trong tuần cũng cần được tính đến khi đánh giá sự biến
động lưu lượng và nồng độ chất gây ô nhiễm.
2.3 Tác động của sản xuất giấy đến môi trường
Trong quá trình tồn tại và phát triển, loài người đã khai thác và sử dụng
nguồn tài nguyên không hợp lý, thải vào môi trường rất nhiều chất thải vượt khả
năng tự làm sạch của môi trường, gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng, làm cạn
kiệt, suy giảm chất lượng các nguồn tài nguyên, đặc biệt là tài nguyên nước. Nước
trên bề mặt hành tinh là môi trường phát sinh, phát triển, phát tán của các loài sinh

10


vật, tạo nên một trong các quyển lớn của Trái đất là thủy quyển, một bộ phận cấu
thành của sinh quyển. Nước tập trung phần lớn trong các đại dương (khoảng trên
97%), sau là tầng băng ở Bắc Cực và Nam Cực (2,58%), nước ngầm trao đổi tích
cực (0,29%). Phần nước còn lại chủ yếu chứa trong các sông hồ (230200 km3) phủ
trên diện tích gần 2% diện tích Trái đất, trong khi bề mặt đại dương chiếm 71%.
Theo các số liệu tổng kết, trong khoảng 105.000 km3 nước mưa là nguồn cung cấp
nước ngọt rơi trên bề mặt Trái đất thì chỉ có 1/3 chảy vào sông biển, 2/3 còn lại
quay trở lại khí quyển do sự bốc hơi bề mặt và thoát hơi nước của thực vật.
Ở các nước phát triển, nhu cầu cho nông nghiệp còn lớn hơn rất nhiều lần,
nhất là những nơi khô nóng. Mặt khác, trong quá trình tồn tại và phát triển công
nghiệp, đặc biệt là công nghiệp giấy thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng, đã
tiêu thụ một lượng lớn tài nguyên nước ngọt sạch, đồng thời cũng thải vào các
nguồn nước tiếp nhận một lượng lớn chất thải, nhất là ở các nhà máy giấy không
thu hồi hóa chất. Nhiều nơi đã vượt quá khả năng tự làm sạch của nguồn nước tiếp
nhận, gây ô nhiễm nguồn nước. Vì vậy, tài nguyên nước sạch ngày càng trở nên
khan hiếm. Để phát triển một cách bền vững, loài người luôn luôn phải tìm kiếm
các biện pháp cải tiến công nghệ sản xuất và xử lý chất thải sao cho tải lượng không
vượt quá khả năng tự làm sạch của các nguồn nước tiếp nhận.
Trong những năm gần đây ở nước ta thì vấn đề ô nhiễm môi trường bởi nước
thải của các nhà máy giấy quy mô nhỏ ngày càng trở nên trầm trọng. Sự ô nhiễm
môi trường này không những ảnh hưởng tới sức khỏe của dân cư sống quanh khu
vực nhà máy giấy mà còn làm cho sự phát triển của nhà máy giấy không được ổn
định và bền vững vì nếu nước thải không qua xử lý thích hợp thì không thể thỏa
mãn được những yêu cầu về chất lượng nước thải ra môi trường do Bộ tài nguyên
và môi trường ban hành.
2.3.1 Phân loại các chất ô nhiễm trong nước thải nhà máy giấy

Trong nước thải của nhà máy giấy bao giờ cũng có chứa các tạp chất. Các tạp
chất này có thể được phân loại như sau:

11


 Tạp chất không tan, thô: như rác, mảnh gỗ, mảnh nhựa, mảnh sắt,… Loại
tạp chất này có thể dễ dàng được tách khỏi nước thải bởi song chắn rác hoặc lưới
chắn rác được đặt trong đường mương dẫn nước thải.
 Tạp chất không tan, mịn: như sạn, cát, các chất rắn lơ lửng như xơ sợi bột
giấy, các hạt tinh bột, các hạt keo, các hạt chất độn,… Những tạp chất này thường
được tách khỏi nước thải bằng cách dùng bể lắng, màng lọc hoặc tuyển nổi. Để cho
các tạp chất này dễ lắng và lắng được triệt để hơn thì người ta hay sử dụng phèn
nhôm Al2(SO4)3, hoặc phèn sắt FeSO4, FeCl2, hoà tan rồi trộn vào với nước thải
trước khi nước thải đi vào bể lắng.
 Tạp chất mà mức độ lọc không cao:
- Các chất tan vô cơ như: các loại muối của Na, K, Ca, Mg, Al với các gốc thông
thường là Cl-, SO42-, NO3-, CO32-. Các tạp chất này thường xuất phát từ các tạp chất
có trong bột giấy, trong các hoá chất phụ gia của giấy như chất độn, thủy tinh
lỏng,… Đối với chúng thường không đặt ra vấn đề phải xử lý vì nồng độ của chúng
trong nước thải của nhà máy giấy thường thấp và nằm trong mức độ cho phép.
2.3.2 Xử lý nước thải
Nước thải ra từ nhà máy cần được xử lý để đáp ứng tiêu chuẩn xả ra nguồn nhằm:
- Giảm thiểu bệnh tật, nguy hại.
- Tránh ô nhiễm nước cấp
- Giữ nguồn tiếp nhận tốt cho sự sinh trưởng của thủy sinh
- Bảo vệ cho sử dụng giải trí du lịch
- Bảo tồn nguồn nước
2.4 Các chỉ số ô nhiễm và cách lựa chọn quy trình xử lý nước thải của nhà máy
giấy

2.4.1 Các chỉ số thường được dùng để biểu thị mức độ ô nhiễm của nước thải
Mức độ ô nhiễm của nước thải thường được biểu thị bằng các chỉ số ô nhiễm sau:
SS, COD,BOD, pH, N, P.
 Chỉ số SS (Suspended Solid): là số mg chất rắn lơ lửng có trong 1 lít nước
thải.

12


 Chỉ số pH: thể hiện tính kiềm, trung tính hay tính axít của nước thải. Nếu pH
nằm trong khoảng 6.0 – 8.0 thì nước thải có thể xử lý bằng phương pháp sinh
học, nếu pH nằm ngoài khoảng này thì phải trung hòa nước thải về pH trung
tính rồi mới xử lý bằng phương pháp sinh học.
 Chỉ số COD (Chemical Oxigen Demand – nhu cầu oxy hoá học): là số mg
oxy cần dùng để oxy hóa toàn bộ lượng chất hữu cơ hoà tan có trong 1 lít
nước thải bằng phương pháp hoá học. Chỉ số COD càng cao, thì mức độ ô
nhiễm của nước thải càng lớn.
 Chỉ số BOD (Biological Oxigen Demand – nhu cầu oxy sinh học): là số mg
oxy mà vi sinh vật cần dùng để oxy hoá sinh học các chất hữu cơ trong bóng
tối ở điều kiện chuẩn về nhịêt độ và thời gian. Như vậy BOD phản ánh được
lượng chất hữu cơ dễ bị phân hủy có trong nước mẫu. Chỉ số BOD càng cao
thì mức độ ô nhiễm của nước thải càng lớn.
 Chỉ số N: là số mg Nitơ ở dạng hợp chất có trong 1 lít nước thải.
 Chỉ số P: là số mg Photpho ở dạng hợp chất có trong một lít nước thải
Các chất Nitơ và Photpho được gọi là chất dinh dưỡng vì chúng cần thiết cho sự
phát triển của vi sinh vật. Nếu thiếu các chất này thì vi sinh vật phát triển rất chậm
và sinh ra bùn rất khó lắng, làm cho quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp
sinh học sẽ không hiệu quả. Khi đó, để tăng hiệu quả xử lý sinh học thì cần phải bổ
sung mức thiếu N bằng phân đạm, mức thiếu P bằng phân lân, sao cho các chỉ số
COD : N : P = 100 : 5 : 1. Đối với nước thải nhà máy giấy thì thường là thiếu N và

P, do vậy cần phải tính toán lượng thiếu của từng chất và bổ sung chúng vào bể xử
lý sinh học.
2.4.2 Cách lựa chọn quy trình xử lý nước thải của nhà máy giấy
Nói chung là trong quá trình xử lý nước thải, người ta phải áp dụng các
phương pháp khác nhau như: phương pháp cơ học (lắng, lọc), phương pháp hoá lý
(keo tụ bằng phèn, tuyển nổi,…), phương pháp hóa học (là dùng các hóa chất oxy
hóa mạnh để phân hủy các chất độc hoặc các tạp chất có trong nước thải), và
phương pháp sinh học (là dùng các vi sinh vật để phân hủy các tạp chất có trong

13


nước thải) thì mới làm sạch được nước thải trước khi thải ra môi trường. Khi phải
lựa chọn giữa phương pháp hóa học và phương pháp sinh học thì phương pháp xử
lý sinh học thường được ưu tiên áp dụng hơn vì hai lý do chính là: chi phí thấp hơn
do không phải sử dụng hóa chất và không phát sinh thêm hóa chất trong nước thải.
Chỉ trong trường hợp mà nước thải chứa các chất độc mà vi sinh vật không phát
triển được thì người ta mới phải áp dụng phương pháp hóa học.
* Có hai phương pháp xử lý sinh học là: xử lý hiếu khí và xử lý kỵ khí. Mỗi phương
pháp đó đều có những ưu điểm và nhược điểm:
- Xử lý hiếu khí: là dùng các vi sinh vật hiếu khí để phân hủy chất hữu cơ
có trong nước thải. Vi sinh vật hiếu khí là vi sinh vật phải dùng đến oxy và chất hữu
cơ có trong nước thải làm thức ăn để phát triển, sinh sôi, nảy nở rồi chết đi, tạo
thành bùn được gọi là bùn hoạt tính. Như vậy ban đầu chất bẩn hữu cơ nằm ở dạng
hoà tan trong nước thải nên không thể tách riêng ra được, sau khi xử lý hiếu khí thì
các chất bẩn này đã biến thành xác sinh vật hay bùn hoạt tính, có thể tách riêng ra
được bằng phương pháp lắng, sau khi lắng sẽ thu được nước trong, đủ sạch để thải
ra môi trường. Phương pháp hiếu khí có ưu điểm là: thời gian xử lý nhanh nên giảm
được thời gian lưu của nước thải trong bể xử lý, nghĩa là giảm được thể tích bể, tiết
kiệm được diện tích đất cần thiết để xây dựng bể hiếu khí, và ưu điểm nữa là xử lý

được triệt để các chất bẩn hữu cơ có trong nước thải cho đến chỉ số BOD đạt tiêu
chuẩn thải vào môi trường, đây là hai ưu điểm lớn giúp cho phương pháp này hay
được áp dụng trong các công trình xử lý nước thải. Nhưng nhược điểm của phương
pháp hiếu khí là lượng bùn sinh ra tương đối lớn, chỉ xử lý được những loại nước
thải có nồng độ BOD tương đối thấp BOD < 700 mg/lít. Nếu BOD cao quá mức này
thì xử lý bằng phương pháp hiếu khí là quá tải, áp dụng không hiệu quả. Khi đó cần
áp dụng phương pháp xử lý kị khí.
- Xử lý kị khí: là phương pháp dùng các vi sinh vật không cần đến oxy để
phân hủy các hất hữu cơ có trong nước thải. Phương pháp kị khí có ưu điểm là có
thể xử lý được những loại nước thải có nồng độ BOD cao trên 700 mg/lít, sinh ra rất
ít bùn. Nhưng nhược điểm chính của phương pháp kị khí là thời gian xử lý lâu nên

14


thể tích bể kị khí thường lớn, chiếm nhiều diện tích xây bể, ngoài ra phương pháp
này còn phát sinh mùi hôi, các chất hữu cơ phân hủy không triệt để nên không giảm
BOD của nước sau xử lý xuống đạt tiêu chuẩn để thải ra môi trường mà phải tiếp
tục xử lý bằng phương pháp hiếu khí thì mới đạt yêu cầu để thải ra môi trường. Vì
những nhược điểm này mà phương pháp kị khí chỉ được áp dụng khi nồng độ BOD
của nước thải cao mà không xử lý bằng phương pháp hiếu khí được.
* Vấn đề đặt ra cho chúng ta là: làm thế nào để biết được đối với loại nước thải của
xí nghiệp mình thì chọn quy trình xử lý như thế nào cho thích hợp, Muốn trả lời
được câu hỏi này thì cần đem mẫu nước thải của cơ sở đi xét nghiệm để xác định
các chỉ số ô nhiễm, rồi dựa vào các chỉ số ô nhiễm đó để quyết định chọn quy trình
xử lý nước thải cho thích hợp.
Người ta thường lập tỷ số BOD/COD để biết xem loại nước thải này có thể
dễ xử lý bằng phương pháp sinh học hay không. Nếu COD/BOD5 > 2 thì nước thải
dễ xử lý bằng phương pháp sinh học. Nói các khác, nếu lượng chất hữu cơ dễ phân
hủy chiếm trên một nửa so với toàn bộ chất hữu cơ có trong nước thải, thì nước thải

đó dễ xử lý bằng phương pháp sinh học.
Người ta còn sử dụng các tỷ số COD và BOD để tính toán thể tích bể xử lý sinh học
và thời gian lưu của nước thải trong các bể xử lý sinh học đó.
2.5 Đặc điểm riêng của nước thải nhà máy giấy và quy trình xử lý chung cho
nước thải nhà máy giấy.
2.5.1 Đặc điểm riêng của nước thải nhà máy giấy
- Nước thải nhà máy giấy thường có chỉ số TSS rất cao vì trong đó có chứa rất
nhiều sợi bột giấy, các hạt chất độn, các hạt keo chống thấm, các hạt tinh bột, chất
bảo lưu sử dụng trong quá trình xeo giấy bị trôi theo nước thải và không thể tuần
hoàn 100% được. Vì điều này nên trong quy trình xử lý nước thải nhà máy giấy thì
công đoạn thu hồi các chất lơ lửng (gọi chung là thu hồi bột) và công đoạn cô đặc
dòng bột thu hồi là những công đoạn quan trọng nhất, đó cũng là những công đoạn
khác biệt với quy trình xử lý các loại nước thải khác.

15


- Nước thải nhà máy giấy thường không chứa chất có độc tố cao nên có thể xử lý
được bằng phương pháp sinh học.
- Chỉ số BOD thường không quá cao, mà nằm trong phạm vi < 700 mg/lít nên cho
phép xử lý triệt để bằng phương pháp hiếu khí được.
2.5.2 Lưu trình xử lý chung cho nước thải nhà máy giấy
Nước thải  Song chắn rác  Bể điều hoà  Bổ sung chất keo tụ là phèn  Bể
lắng 1 (bể lắng đứng)  Bể xử lý hiếu khí (phương pháp “bùn hoạt tính”)  Bể
lắng 2 (bể lắng theo phương bán kính)  Nước sạch thải ra môi trường, bùn thải
đưa về bãi thu gom chất thải rắn hoặc đem bón ruộng.
*Công dụng của từng khâu công nghệ:
- Song chắn rác: dùng để tách loại rác thô.
- Bể điều hoà: dùng để thu gom dòng nước thải từ các phân xưởng trong nhà máy
giấy, ổn định dòng nước thải về lưu lượng và nồng độ, để cho các công đoạn sau

được ổn định liên tục và hiệu quả. Bổ sung phèn (thường dùng Al2(SO4)3), để tăng
hiệu quả lắng các sợi bột giấy, các hạt chất lơ lửng có trong nước thải.
- Bể lắng 1: dùng để lắng các chất lơ lửng thu được, nước trong bể đưa sang bể xử
lý sinh học tiếp theo. Các chất cặn lắng gồm chủ yếu là sợi bột giấy, các hạt tạp chất
có trong nước thải, sạn cát. Các chất này được bơm sang bộ phận cô đặc để thu hồi
bột, làm giảm lượng nước có trong bột thải, rồi sau đó đưa sang bãi thu gom chất
thải rắn hoặc cho các cơ sở sản xuất giấy thứ phẩm.
* Có 2 loại bể lắng:
+ Bể lắng ngang: hình khối hộp chữ nhật, thích hợp để lắng sạn cát.
+ Bể lắng theo phương bán kính: hình trụ có đáy hình côn. Đặc điểm là
đường kính lớn hơn nhiều lần so với chiều cao. Loại bể này thích hợp sử dụng làm
bể lắng 2 để lắng bùn sau quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hoặc
thích hợp trong quy mô xử lý lượng nước thải rất lớn (hàng chục ngàn m3/ngày).
+ Bể lắng đứng: hình trụ có đáy hình côn, đặc điểm nổi bật là: chiều cao của
bể thường lớn hơn so với đường kính của bể (ngược với hình dạng bể lắng theo
phương bán kính). Nó thích hợp để lắng các loại nước có nhiều bông cặn, hoặc

16