Công nghệ xử lý nước thải nhà máy giấy đáp ứng tiêu chuẩn

Giấy là vật dụng thiết yếu trong đời sống và nhiều lĩnh vực quan trọng. Tuy nhiên, quá trình sản xuất giấy tạo ra lượng nước thải lớn, cần được xử lý an toàn nhằm bảo vệ môi trường không bị ô nhiễm. Cùng Thiết bị ngành nước Song Phụng khám phá các công nghệ xử lý nước thải nhà máy giấy đạt chuẩn Việt Nam!

Tổng quan về ngành sản xuất giấy

Hiện nay, sản xuất giấy chủ yếu sử dụng bốn nguồn nguyên liệu chính:

• Gỗ: Quá trình sản xuất giấy từ gỗ yêu cầu sử dụng nhiều loại hóa chất khác nhau trong từng công đoạn, vì vậy nước thải từ quá trình này rất khó xử lý. Các hóa chất này có thể gây ô nhiễm nghiêm trọng nếu không được xử lý đúng cách.
• Giấy phế liệu (tái chế giấy): Đây là quy trình tái chế giấy đã qua sử dụng để sản xuất giấy mới, có thể tái sử dụng được. Tại Việt Nam, hơn 70% sản lượng giấy hiện nay được làm từ nguyên liệu giấy phế liệu. Quá trình tái chế không chỉ giúp giảm ô nhiễm môi trường, mà còn tiết kiệm nguyên liệu bột gỗ và giảm chi phí sản xuất. Tuy nhiên, một vấn đề lớn là quá trình tái chế tiêu tốn một lượng nước rất lớn, đồng nghĩa với việc thải ra môi trường một lượng nước thải đáng kể.
• Bột giấy: Bột giấy được sản xuất từ gỗ và là nguyên liệu chính trong ngành công nghiệp giấy. Việc sử dụng bột giấy giúp giảm thiểu một số chất độc hại thải ra môi trường so với sản xuất giấy từ gỗ trực tiếp. Tuy nhiên, quy trình chế biến bột giấy lại có tác động tiêu cực lớn hơn, vì sử dụng nhiều hóa chất tẩy trắng và xử lý bột.
• Tre, nứa: Cũng giống như gỗ, tre và nứa có thể được sử dụng để sản xuất giấy. Vì tre và nứa có thời gian sinh trưởng nhanh hơn, nên chúng được ưa chuộng hơn trong thời gian gần đây như một lựa chọn thay thế bền vững cho gỗ.

Mỗi nguồn nguyên liệu đều có những ưu điểm và hạn chế riêng, và trong tất cả các quy trình sản xuất giấy này, việc quản lý và xử lý chất thải, đặc biệt là nước thải, vẫn là một thách thức lớn đối với ngành công nghiệp giấy.

Đặc điểm nước thải nhà máy giấy

Nước thải từ các nhà máy sản xuất giấy có đặc điểm ô nhiễm rất nghiêm trọng, chủ yếu do các chất thải phát sinh trong quá trình sản xuất, bao gồm nhiều thành phần độc hại khó xử lý. Thành phần chính của nước thải này bao gồm:

• Chất lơ lửng và chất xơ: Những thành phần này chủ yếu được sinh ra trong quá trình nghiền bột giấy và xeo giấy. Chúng có thể làm tăng độ đục và gây khó khăn trong việc xử lý, nếu không được xử lý đúng cách.
• Chất hữu cơ dễ và khó phân hủy sinh học: Quá trình sản xuất giấy tạo ra các chất hữu cơ có nồng độ cao, như trong quá trình nấu và rửa bột giấy. Những chất này có thể gây thiếu oxy trong nguồn nước khi xả thải, làm ảnh hưởng đến sự sống của các sinh vật thủy sinh.
• BOD và COD cao: BOD (Nhu cầu oxy sinh hóa) và COD (Nhu cầu oxy hóa học) là hai chỉ tiêu quan trọng phản ánh mức độ ô nhiễm hữu cơ trong nước. Nước thải từ nhà máy giấy có hàm lượng BOD và COD rất cao, đặc biệt là do các quá trình tẩy rửa bột giấy, có thể gây thiếu oxy trầm trọng khi thải ra môi trường.
• Chất tẩy rửa và hợp chất hữu cơ: Quá trình tẩy trắng giấy sử dụng các hóa chất mạnh mẽ, tạo ra lượng lớn chất tẩy rửa và các hợp chất hữu cơ, làm gia tăng mức độ ô nhiễm của nước thải. Những hóa chất này có thể gây hại cho môi trường và sinh vật nếu không được xử lý kỹ lưỡng.

Các công nghệ xử lý nước thải nhà máy giấy

Hiện nay, có nhiều công nghệ xử lý nước thải nhà máy giấy hiện đại, giúp loại bỏ tạp chất, giảm độ màu và đảm bảo nước thải đạt tiêu chuẩn môi trường.

Công nghệ lắng

Công nghệ lắng là quá trình tách các chất rắn lơ lửng ra khỏi nước thải dựa trên sự khác biệt về trọng lực. Các chất rắn có trọng lượng riêng lớn hơn nước sẽ từ từ lắng xuống đáy bể dưới tác dụng của trọng lực, trong khi nước đã lắng trong sẽ được thu gom và tiếp tục xử lý.

Nguyên lý hoạt động

Công nghệ lắng hoạt động dựa trên nguyên lý trọng lực. Khi nước thải được đưa vào bể lắng, dòng chảy chậm lại, tạo điều kiện cho các chất rắn lơ lửng (như cặn bẩn, bùn đất, xơ sợi) lắng xuống đáy bể. Các chất rắn này sau đó được thu gom và xử lý, còn nước đã lắng trong sẽ được tiếp tục xử lý ở các công đoạn tiếp theo.

Thông thường, tải trọng bề mặt tối ưu cho bể lắng trong xử lý nước thải sản xuất giấy dao động từ 1 đến 2 m³/m².h. Tuy nhiên, giá trị này có thể thay đổi tùy thuộc vào đặc tính của nước thải (như hàm lượng chất rắn lơ lửng, kích thước hạt cặn) và yêu cầu xử lý.

Các loại bể lắng

Có nhiều loại bể lắng khác nhau, tùy thuộc vào hướng dòng chảy và hình dạng của bể. Một số loại bể lắng phổ biến bao gồm:

• Bể lắng ngang: Nước thải chảy theo phương ngang từ đầu bể đến cuối bể.
• Bể lắng đứng: Nước thải chảy theo phương đứng từ trên xuống dưới.
• Bể lắng lamen: Sử dụng các tấm lamen để tăng diện tích bề mặt lắng, giúp tăng hiệu quả xử lý.

Hiệu quả của quá trình lắng phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm: thời gian lưu nước, tải trọng bề mặt, kích thước và hình dạng hạt cặn, độ nhớt, nhiệt độ.

Công nghệ hóa lý

Công nghệ hóa lý là một tập hợp các phương pháp xử lý nước thải nhà máy giấy kết hợp các quá trình hóa học và vật lý để loại bỏ các chất ô nhiễm. Các phương pháp hóa lý thường được sử dụng để xử lý các chất rắn lơ lửng, chất hữu cơ hòa tan, phốt pho, màu sắc và chất độc hại có trong nước thải.

Nguyên lý hoạt động

Công nghệ hóa lý hoạt động dựa trên nhiều nguyên lý khác nhau, bao gồm:

• Keo tụ – tạo bông: Sử dụng các chất keo tụ (như phèn sắt, phèn nhôm) để kết dính các hạt rắn nhỏ lại với nhau, tạo thành các bông cặn lớn hơn, dễ dàng lắng xuống hoặc nổi lên để loại bỏ. Chất hỗ trợ lắng polymer cũng được sử dụng để tăng cường tốc độ lắng.
• Oxy hóa: Sử dụng các chất oxy hóa mạnh (như clo, ozone, hydro peroxide) để phá vỡ cấu trúc của các chất hữu cơ phức tạp, biến chúng thành các chất đơn giản hơn, dễ phân hủy hoặc không độc hại.
• Hấp phụ: Sử dụng các vật liệu hấp phụ (như than hoạt tính) để loại bỏ các chất ô nhiễm hòa tan trong nước thải.
• Lắng cặn: Sử dụng trọng lực để tách các chất rắn lơ lửng ra khỏi nước thải.

Các phương pháp hóa lý phổ biến

• Keo tụ – tạo bông: Đây là phương pháp phổ biến nhất, được sử dụng để xử lý nước thải có độ đục cao, chứa nhiều chất rắn lơ lửng.
• Oxy hóa: Phương pháp này được sử dụng để xử lý nước thải chứa các chất hữu cơ khó phân hủy, chất độc hại.
• Hấp phụ: Phương pháp này được sử dụng để xử lý nước thải chứa các chất ô nhiễm hòa tan, chất màu.

Công nghệ sinh học ứng dụng trong xử lý nước thải nhà máy giấy

Cơ chế hoạt động

Công nghệ sinh học sử dụng vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải, bao gồm cả lignin – một thành phần phổ biến và khó phân hủy trong nước thải sản xuất giấy. Quá trình này diễn ra thông qua các phản ứng sinh hóa phức tạp, trong đó vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ làm nguồn thức ăn và năng lượng, chuyển hóa chúng thành các sản phẩm vô hại như CO₂ và nước.

Các loại công nghệ sinh học

Có nhiều loại công nghệ sinh học khác nhau được sử dụng trong xử lý nước thải ngành giấy, bao gồm:

• Xử lý hiếu khí: Sử dụng vi sinh vật hiếu khí (cần oxy) để phân hủy các chất hữu cơ. Quá trình này thường diễn ra trong các bể bùn hoạt tính, bể lọc sinh học hoặc các hệ thống xử lý màng.
• Xử lý kỵ khí: Sử dụng vi sinh vật kỵ khí (không cần oxy) để phân hủy các chất hữu cơ. Quá trình này thường diễn ra trong các bể UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) hoặc các hệ thống biogas.
• Xử lý kết hợp: Kết hợp cả xử lý hiếu khí và kỵ khí để tận dụng ưu điểm của cả hai phương pháp, tăng hiệu quả xử lý.

Quy trình xử lý nước thải nhà máy giấy chi tiết

Quy trình xử lý nước thải của nhà máy giấy là một quá trình phức tạp, bao gồm nhiều công đoạn để loại bỏ ô nhiễm và đảm bảo nước thải đạt tiêu chuẩn trước khi xả ra môi trường. Dưới đây là quy trình xử lý nước thải nhà máy giấy chi tiết:

Song chắn rác

Đây là bước đầu tiên giúp loại bỏ các tạp chất rắn có kích thước lớn như: bao bì, vỏ gỗ, nilon, nhựa, giấy vụn… Việc này giúp bảo vệ các thiết bị ở các công đoạn tiếp theo khỏi bị hư hỏng hoặc tắc nghẽn, đồng thời giảm thiểu nguy cơ ảnh hưởng đến hiệu quả của toàn bộ hệ thống xử lý nước thải.

Bể lắng cát

Nước thải sau khi qua song chắn rác sẽ chảy vào bể lắng cát. Bể này có nhiệm vụ loại bỏ các hạt cát, sạn, và các vật liệu rắn có trọng lượng lớn hơn nước. Quá trình này giúp giảm thiểu sự mài mòn của các thiết bị bơm và đường ống, đảm bảo vận hành trơn tru cho các công đoạn tiếp theo.

Hố thu gom

Hố thu gom là nơi tập trung toàn bộ lượng nước thải từ các dây chuyền sản xuất khác nhau trong nhà máy. Hố thu gom giúp điều tiết lưu lượng nước thải, tạo điều kiện thuận lợi cho việc kiểm soát và vận hành hệ thống xử lý.

>>> Xem thêm: Công nghệ xử lý nước sạch lọc đĩa: Hiệu quả và ứng dụng thực tế

Bể điều hòa

Nước thải từ hố thu gom sẽ được dẫn vào bể điều hòa. Tại đây, nước thải được khuấy trộn liên tục để tránh hiện tượng lắng cặn, đồng thời điều hòa nồng độ và lưu lượng nước thải. Bể điều hòa giúp giảm thiểu các biến động về lưu lượng và thành phần nước thải, tránh gây sốc tải cho các công đoạn xử lý phía sau.

Bể này có khả năng xử lý khoảng 10% các chất hữu cơ (BOD) và chất ô nhiễm hóa học (COD) trong nước thải. Để đảm bảo hiệu quả, bể điều hòa vẫn được trang bị máy thổi khí ở đầu và cuối cùng nhằm hạn chế chế độ phân hủy khí khí.

Bể keo tụ

Trong bể keo tụ, các hóa chất keo tụ như PAC, phèn nhôm được thêm vào để kết dính các hạt nhỏ, lơ lửng trong nước thành các bông cặn lớn hơn. Quá trình này giúp tăng hiệu quả lắng và loại bỏ các chất ô nhiễm khó xử lý bằng phương pháp cơ học thông thường.

>>> Tìm đọc: Công nghệ xử lý nước thải nhà máy bia tiên tiến, hiệu quả cao

Bể lắng 1

Bể lắng 1 có nhiệm vụ lắng các bông cặn đã được hình thành trong quá trình keo tụ. Phần cặn lắng xuống đáy bể được loại bỏ định kỳ, trong khi phần nước trong tiếp tục chảy qua các công đoạn xử lý tiếp theo.

Bể xử lý sinh học

Đây là bước quan trọng giúp loại bỏ các chất hữu cơ có trong nước thải. Vi sinh vật trong bể sẽ phân hủy các hợp chất hữu cơ thành các chất đơn giản hơn, làm giảm chỉ số COD (nhu cầu oxy hóa học) và BOD (nhu cầu oxy sinh học). Công đoạn này giúp giảm thiểu ô nhiễm hữu cơ, đảm bảo nước thải đạt tiêu chuẩn môi trường.

Bể lắng 2

Sau khi qua bể xử lý sinh học, nước thải sẽ tiếp tục vào bể lắng 2 để loại bỏ phần bùn sinh học còn sót lại. Bùn lắng được tách ra và đưa đến hệ thống xử lý bùn, còn phần nước trong sẽ chảy sang công đoạn khử trùng.

Bể khử trùng trong xử lý nước thải nhà máy giấy

Đây là công đoạn cuối cùng trong quy trình xử lý nước thải. Hóa chất khử trùng như chlorine được thêm vào để tiêu diệt các vi khuẩn, virus còn sót lại trong nước. Quá trình này giúp đảm bảo nước thải đầu ra đạt các tiêu chuẩn về an toàn môi trường trước khi xả ra nguồn tiếp nhận như sông, hồ hoặc hệ thống thoát nước công cộng.

Việc áp dụng công nghệ xử lý nước thải hiện đại giúp các nhà máy giấy đáp ứng tiêu chuẩn môi trường, bảo vệ nguồn nước và phát triển bền vững. Nếu bạn đang tìm kiếm giải pháp xử lý nước thải tối ưu, Môi Trường Song Phụng sẵn sàng tư vấn và lắp đặt hệ thống hiệu quả, tiết kiệm chi phí. Liên hệ ngay để được hỗ trợ chi tiết và nhận báo giá tốt nhất!

>>> Tham khảo dịch vụ:

• Dịch vụ sửa chữa bơm màng khí nén chuyên nghiệp – Uy tín & chất lượng
• Dịch vụ thay cát lọc hồ bơi tại nhà của Môi Trường Song Phụng