1. Giới Thiệu Về Nước Thải Công Nghiệp Giấy
Trong quá trình sản xuất giấy, nước thải phát sinh chứa rất nhiều chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng, xơ sợi xenlulozơ, và các hóa chất tẩy rửa. Những chất này có thể gây ô nhiễm nghiêm trọng và ảnh hưởng đến hệ sinh thái nếu không được xử lý đúng cách. Đặc biệt, nước thải của ngành công nghiệp giấy có độ ô nhiễm cao do chứa nhiều hợp chất khó phân hủy, điển hình là lignin, một loại hợp chất hữu cơ có mức độ phân hủy sinh học thấp.
Khi không được xử lý kịp thời, các chất ô nhiễm trong nước thải này có thể gây ra nhiều vấn đề môi trường, như sự giảm chất lượng nguồn nước và ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Chính vì vậy, việc nghiên cứu và áp dụng các phương pháp xử lý hiệu quả là vô cùng cần thiết đối với ngành công nghiệp này.
2. Các Phương Pháp Xử Lý Nước Thải Trong Công Nghiệp Giấy
Để xử lý nước thải công nghiệp giấy, người ta sử dụng nhiều phương pháp khác nhau, tùy thuộc vào tính chất của nước thải cũng như mục tiêu xử lý. Các phương pháp này có thể chia thành hai nhóm chính: phương pháp hóa lý và phương pháp sinh học. Dưới đây là một số phương pháp phổ biến trong xử lý nước thải ngành giấy:
2.1. Phương Pháp Lắng
Phương pháp lắng là một trong những phương pháp xử lý cơ bản và phổ biến nhất trong xử lý nước thải công nghiệp giấy. Quá trình này giúp loại bỏ các chất rắn lơ lửng, xơ sợi xenlulozơ từ nước thải. Thực tế, phương pháp lắng có thể áp dụng ở nhiều giai đoạn trong chu trình xử lý nước thải, từ giai đoạn đầu tiên cho đến giai đoạn cuối cùng.
Một cải tiến quan trọng trong phương pháp lắng là sử dụng bể lắng - tuyển nổi với tải trọng bề mặt cao, từ 5 đến 10 m³/m².h. Phương pháp này giúp tăng tốc độ lắng, giảm thời gian xử lý và nâng cao hiệu quả loại bỏ các tạp chất. Bể lắng - tuyển nổi thường sử dụng áp suất khí nén từ 4 đến 6 bar để tăng cường quá trình lắng, từ đó giúp cải thiện chất lượng nước thải sau xử lý.
2.2. Phương Pháp Đông Keo Tụ Hóa Học
Phương pháp đông keo tụ hóa học được sử dụng để kết tụ các hạt rắn lơ lửng và một phần các hợp chất hữu cơ hòa tan, nhằm loại bỏ chất độc hại và khử màu nước thải. Những chất hóa học như phèn sắt, phèn nhôm và vôi thường được sử dụng trong quá trình này. Sử dụng chất trợ keo tụ, chẳng hạn như polyme, giúp tăng tốc độ lắng và nâng cao hiệu quả xử lý.
Quá trình này không chỉ giúp giảm thiểu các chất hữu cơ hòa tan mà còn giúp làm sạch nước thải một cách hiệu quả. Tuy nhiên, để đạt hiệu quả tối ưu, cần phải điều chỉnh pH của nước thải sao cho phù hợp với từng loại chất keo tụ. Ví dụ, phèn sắt yêu cầu pH từ 5 đến 11, trong khi phèn nhôm yêu cầu pH từ 5 đến 7, và vôi cần pH lớn hơn 11.
2.3. Phương Pháp Sinh Học
Phương pháp sinh học sử dụng vi sinh vật để phân hủy các hợp chất hữu cơ trong nước thải. Tuy nhiên, lignin – một thành phần quan trọng trong nước thải giấy – rất khó phân hủy, ngay cả trong điều kiện hiếu khí hay kị khí. Do đó, phương pháp sinh học đòi hỏi phải kết hợp với các phương pháp khác như xử lý kị khí (metan hóa) trước khi đưa vào xử lý sinh học hiếu khí.
Thông thường, nước thải giấy có tỷ lệ BOD5/COD thấp, dưới 0,55, và hàm lượng COD cao, do đó phương pháp sinh học cần phải kết hợp xử lý kị khí và hiếu khí. Quá trình này không chỉ giúp giảm thiểu BOD5 mà còn làm giảm đáng kể hàm lượng COD trong nước thải, đồng thời giảm mùi hôi và các hợp chất độc hại.
2.4. Xử Lý Nước Thải Cụ Thể Từ Các Công Đoạn Sản Xuất
2.4.1. Xử Lý Nước Thải Công Đoạn Sản Xuất Bột Giấy
Trong công đoạn sản xuất bột giấy, đặc biệt là khi sử dụng phương pháp CTMP (Chế biến Thực Phẩm Hóa Nhiệt Cơ), nước thải sẽ chứa một lượng lớn COD. Dịch đen thu được từ quá trình này, sau khi đã thu hồi hóa chất, cần được xử lý bằng phương pháp keo tụ kết lắng và xử lý sinh học (metan hóa và bùn hoạt tính). Phương pháp này có thể giảm tới 90-98% BOD5 và 80-90% COD trong nước thải.
2.4.2. Xử Lý Nước Thải Từ Công Đoạn Sản Xuất Giấy Và Carton
Nước thải từ quá trình sản xuất giấy và carton thường có COD cao và cần phải xử lý bằng phương pháp hóa lý kết hợp với phương pháp sinh học. Thường xuyên áp dụng phương pháp đông tụ kết bông và xử lý kị khí trước khi sử dụng bùn hoạt tính để xử lý hiếu khí giúp giảm đáng kể mức độ ô nhiễm và cải thiện chất lượng nước.
2.5. Phương Pháp Xử Lý Hóa Lý Và Sinh Học
Kết hợp phương pháp hóa lý với phương pháp sinh học là một giải pháp tối ưu để xử lý nước thải công nghiệp giấy. Việc kết hợp các phương pháp như sử dụng nhôm sulfat và polyme để đông tụ kết bông, cùng với các phương pháp sinh học như bùn hoạt tính và màng sinh học, giúp đạt được hiệu quả xử lý cao hơn. Điều này không chỉ giúp loại bỏ các chất ô nhiễm mà còn bảo vệ môi trường và giảm thiểu tác động xấu đến các hệ sinh thái xung quanh.
3. Kết Luận
Xử lý nước thải trong công nghiệp giấy là một quá trình phức tạp, đòi hỏi sự kết hợp giữa nhiều phương pháp khác nhau để đạt hiệu quả cao nhất. Việc áp dụng các phương pháp như lắng, keo tụ hóa học và sinh học giúp giảm thiểu ô nhiễm, bảo vệ môi trường và đạt tiêu chuẩn về chất lượng nước thải. Các công nghệ tiên tiến, cùng với các quy trình xử lý hiệu quả, đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển bền vững cho ngành công nghiệp giấy.
Để đạt được hiệu quả tối ưu trong xử lý nước thải, các nhà máy sản xuất giấy cần áp dụng một cách tiếp cận linh hoạt, kết hợp nhiều phương pháp xử lý khác nhau, đồng thời đầu tư vào công nghệ tiên tiến và duy trì quy trình quản lý chất lượng chặt chẽ.