XỬ LÝ NƯỚC THẢI GIẤY

Công nghiệp sản xuất giấy đã có từ hàng nghìn năm. Giấy là nhu cầu cần thiết trong cuộc sống con người để phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau: giấy viết, giấy gói, trong thông tin, sinh hoạt,…

Ở những nước công nghiệp phát triển, mức sử dụng giấy tính bình quân cho một đầu người trong một năm khoảng 300kg, trong khi đó ở các nước đang phát triển chỉ ở mức 10kg hoặc thấp hơn. Giấy được sản xuất chủ yếu từ nguồn thực vật, đặc biệt là từ gỗ, bằng nhiều phương pháp khác nhau. Đồng thời cũng là ngành công nghiệp gây ra nhiều vấn đề tác động tới ô nhiễm môi trường.

Hình ảnh

1. Công nghệ sản xuất giấy

Công nghệ sản xuất giấy bao gồm hai quá trình cơ bản: sản xuất bột giấy từ nguyên liệu thô và sản xuất giấy từ bột giấy (xéo giấy).

Nguyên liệu chủ yếu để sản xuất bột giấy là xơ sợi thực vật, chủ yếu từ gỗ, các cây ngoài gỗ như đay, gai, tre nứa và các phụ phẩm nông nghiệp như rơm, bã mía hoặc các loại sợi tái sinh. Để sản xuất 1 tấn bột giấy trung bình cần từ 1.5 – 3 tấn nguyên liệu khô tuyệt đối hay từ 3 – 6 tấn nguyên liệu có độ ẩm 50%.

Tiêu chuẩn kỹ thuật về thành phần hoá học của nguyên liệu để sản xuất bột giấy bao gồm:

  • Hàm lượng xenlulo phải lớn hơn 35% khối lương trong nguyên liệu khô tuyệt đối.
  • Hàm lượng lignin, hemixenlulo và các tạp chất khác thấp để giảm hoá chất nấu, tẩy, giảm thời gian nấu và qua đó tránh được ảnh hưởng xấu tới chất lượng của xenlulo.

Lignin là chất có độ trùng hợp cao, ở dạng vô định hình, thành phần chủ yếu là các đơn vị phenylpropan nối kết với nhau thành khối không gian ba chiều. Lignin dễ bị oxy hoá, hoà tan trong kiềm, trong dung dịch sulfite hay muối Ca(HSO3)2 khi đun nóng.

Hemixenlulo là chất tổng hợp carbohydrat với cấu trúc thành phần của nó chỉ có gluco (nhóm đường hexo và nhóm đường pento). Hemixenlulo không tan trong nước nhưng tan trong dung môi hữu cơ và bị thuỷ phân trong dung dịch kiềm hay axit loãng khi đun sôi.

Các chất chiết bao gồm axit béo, nhựa axit, các hợp chất thơm và các loại alcol. Hầu hết các chất này đều hoà tan trong dung môi hữu cơ.

Ngoài nguyên liệu xơ sợi, công ngiệp giấy còn sử dụng một lượng lớn các hoá chất ở các công đoạn nấu, tẩy, xeo giấy như đá vôi, xút, cao lanh, nhựa thông, các chất kết dính tự nhiên và tổng hợp, các chất oxy hoá để khử ligin như clo, hypoclorit, peroxit,…

2. Các nguồn phát sinh nước thải giấy và đặc tính nước thải giấy

Công nghệ sản xuất bột giấy và giấy là một trong những công nghệ sử dụng nhiều nước. Tuỳ theo từng công nghệ và sản phẩm, lượng nước cần thiết để sản xuất 1tấn giấy dao động từ 200 – 500m3. Nước được dùng cho các công đoạn rửa nguyên liệu, nấu, tẩy, xeo giấy và sản xuất hơi nước.

Trong các nhà máy giấy, hầu như tất cả lượng nước đưa vào sử dụng sẽ là lượng nước thải và mang theo tạp chất, hoá chất, bột giấy, các chất ô nhiễm dạng hữu cơ và vô cơ nếu như không có hệ thống xử lý tuần hoàn lại nước và hoá chất.

Các dòng thải chính của các nhà máy sản xuất bột giấy và giấy bao gồm:

  • Dòng thải rửa nguyên liệu bao gồm chất hữu cơ hoà 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 hoà tan, các hoá chất nấu và một phần xơ sợi. Dòng thải có màu tối nên thường được gọi là dịch đen. Dịch đen có nồng độ chất khô khoảng 25 – 35%, tỷ lệ giữa chất hữu cơ và vô cơ là 70:30.

Thành phần hữu cơ chủ yếu là trong dịch đen lignin hoà tan vào dịch kiềm (30 – 35% khối lượng chất khô), ngoài ra là những sản phẩm phân huỷ hydratcacbon, axit hữu cơ. Thành phần vô cơ bao gồm những hoá chất nấu, một phần nhỏ là NaOH, Na2S tự do, Na2SO4, Na2CO3 còn phần nhiều là kiềm natrisunfat liên kết với các chấy hữu cơ trong kiềm.

Ở những nhà máy lớn, dòng thải này được xử lý để thu hồi tái sinh sử dụng lại kiềm bằng phương pháp cô đặc – đốt cháy các chất hữu cơ – xút hoá. Đối với những nhà máy nhỏ thường không có hệ thống thu hồi dịch đen, dòng thải này được thải thẳng cùng các dòng thải khác của nhà máy gây tác động xấu tới môi trường.

Dòng thải từ công đoạn tẩy của các nhà máy sản xuất bột giấy bằng phương pháp hoá học và bán hoá chứa các hợp chất hữu cơ, lignin hoà tan và hợp chất tạo thành của những chất đó với chất tẩy ở dạng độc hại, có khả năng tích tụ sinh học trong cơ thể sống như các hợp chất clo hữu cơ, làm tăng AOX trong nước thải. Dòng thải này có đồ màu, giá trị BOD5 và COD cao. Đặc trưng của dòng thải từ công đoạn tẩy bằng các hợp chất chứa clo.

Dòng thải còn chứa hỗn hợp các chất clo hữu cơ đặc trưng qua tải lượng AOX từ 4 – 10kg/1 tấn bột. Đây là dòng thải có chứa các chất có tính độc và khó phân huỷ sinh học. Nhưng nếu cũng tẩy bột giấy theo phương pháp sulfat từ gỗ cứng bằng oxy thì tải lượng COD giảm còn 35kg/1 tấn bột và AOX là 0.7kg/1 tấn bột.

  • 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 như nhựa thông, phẩm màu, cao lanh.
  • Dòng thải từ các khâu rửa thiết bị, rửa sàn, dòng chảy tràn có hàm lượng các chất lơ lửng và các hoá chất rơi vãi. Dòng thải này không liên tục.
  • Nước ngưng của quá trình cô đặc trong hệ thống xử lý thu hồi hoá chất từ dịch đen. Mức độ ô nhiễm của nước ngưng phụ thuộc vào loại gỗ, công nghệ, sản xuất.

Trong các dòng thải thì nước thải từ công nghệ sản xuất bột giấy gây ra nhiều vấn đề ô nhiễm đáng quan tâm. Trong công nghiệp giấy trên thế giới có những xí nghiệp hoạt động dưới dạng liên hợp sản xuất cả bột giấy và giấy, nhưng cũng có nhiều cơ sở chỉ sản xuất bột giấy và cơ sở khác sản xuất giấy.

Nếu sản xuất bột giấy từ gỗ bằng phương pháp hoá học thì trên dưới 50% các tạp chất của gỗ được tách ra khỏi thành phần xenlulo. Trong thành phần tạp chất thì lignin chiếm xấp xỉ 50%. Lignin là chất bị phân huỷ rất chậm dưới tác dụng của vi sinh vật, do đó nước thải loại này rất khó xử lý bằng phương pháp sinh học.

  • Dòng thải từ công nghệ xeo giấy chứa chủ yếu bột giấy và các chất phụ gia. Nước này được tách ra từ các bộ phận của máy xeo giấy như khử nước, ép giấy. Phần lớn dòng thải này được tuần hoàn sử dụng trực tiếp cho giai đoạn tạo hình giấy hay cho công đoạn chuẩn bị nguyên liệu vào máy xeo hoặc có thể gián tiếp sau khi nước thải được qua bể lắng để thu hồi giấy và xơ xợi. Nước tuần hoàn nhiều lần thì hàm lượng các chất ô nhiễm trong nước càng tăng chẳng hạn như hàm lượng canxi, sulfat, clorit cao. Đây là vấn đề lớn khi thải loại nước này.

Kết quả khảo sát ở một số công tu giấy Việt Nam cho thấy, tải lượng nước thải tính cho 1 tấn giấy sản phẩm từ 200 – 600m3.

3. Các biện pháp Xử lý nước thải giấy

Nước thải giấy chứa một lượng lớn các chất lơ lửng và xơ sợi, các tạp chất hữu cơ hoà tan ở dạng khó và dễ phân huỷ sinh học, các chất tẩy và hợp chất hữu cư của chúng nên quá trình xử lý nước thải giấy đòi hỏi qua nhiều công đoạn xử lý. Các phương pháp xử lý loại bỏ các chất ô nhiễm nước của ngành giấy bao gồm lắng, đông keo tụ hoá học và phương pháp sinh học.

Phương pháp lắng dùng trong quá trình xử lý nước thải giấy nhằm thu hồi tác các chất rắn dạng bột hay xơ sợi, trước hết đối cới dòng thải từ công đoạn nghiền và xeo giấy. Với mục đích thu hồi lại xơ sợi, bột giấy thì thường dùng thiết bị lắng hình phễu.

Phương pháp đông keo tụ hoá học dùng để xử lý các hạt rắn ở dạng lơ lửng, một phần chất hữu cư hoà tan, hợp chất photpho, một số chất độc và khử màu. Phương pháp đông keo tụ có thể xử lý trước hoặc sau xử lý sinh học. Các chất keo tụ thông thường là phèn sắt, phèn nhôm và vôi. Các chất polyme dùng để trợ keo và tăng tốc độ quá trình lắng. Đối với mỗi loại phèn cần điều chỉnh pH của nước thải ở giá trị thích hợp, chẳng hạn như phèn nhôm pH từ 5 – 7, phèn sắt pH từ 5 -11 và dùng vôi thì pH >11.

Phương pháp sinh học dùng để xử lý các hợp chất hữu cơ dạng tan. Nước thải của công nghiệp giấy và bột giấy có tải lượng ô nhiễm chất hữu cơ cao, đặc biệt có chứa hàm lượng các chất lignin cao ở dòng thải của xí nghiệp. Các hợp chất của lignin là những chất không có khả năng phân huỷ hiếu khí và phân huỷ yếm khí rất chậm. Do đó trước khi đưa nước thải vào xử lý sinh học thì dịch đen của quá trình sản xuất bột giấy cần được xử lý cục bộ để tách lignin.

Xử lý nước thải giấy bằng phương pháp hiếu khí thường gặp hiện tượng tạo bùn dạng sợi rất khó lắng. Nguyên nhân chủ yếu là do nước thải ngành này có hàm lượng các hợp chất carbonhydrat cao, các hợp chất này là những chất dễ phân huỷ sinh học, mặt khác nước thải có hàm lượng sulfit cao, kìm hãm sự phát triển của vi sinh vật. Ngoài ra còn do trong nước thải thiếu chất dinh dưỡng nitơ và photpho.

Xử lý nước thải giấy có thể thực hiện xử lý cục bộ từng dòng, sau đó xử lý tập trung với các dòng khác trong nội bộ cơ sở hay xử lý tập trung với.

Liên hệ Công Ty TNHH Công Nghệ Môi Trường Dovitech để được hỗ trợ.

5/5 (4 Reviews)
Chia sẻ
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *