Quy trình xử lý nước thải trong sản xuất giấy và bột giấy

Sản xuất giấy và bột giấy là một trong những ngành công nghiệp có nguy cơ gây ô nhiễm môi trường lớn nhất, đặc biệt là nước thải. Trung bình cứ một tấn giấy cần từ 200 - 500 m3 nước sạch và cũng bằng ấy nước thải ra môi trường.

Tại Việt Nam, từ bắc vào nam không ít nhà máy, công ty sản xuất giấy, lượng giấy sản xuất để cung ứng cho thị trường rất lớn tuy nhiên việc áp dụng một quy trình xử lý nước thải trong công nghiệp sản xuất giấy thì hầu hết nhiều công ty, nhà máy chưa áp dụng triệt để khiến cho nguồn nước thải vẫn còn rất nhiều chất độc và nguy hiểm khi thải ra môi trường.

Phân tích hiện trạng nguồn nước thải tại nhiều nhà máy sản xuất giấy tại hà nội và các tỉnh khác chúng tôi nhận định có các loại nguồn nước thải chính đó là:

+Nước thải sản xuất bột giấy: Thành phần nước thải bột giấy phụ thuộc vào nguyên liệu và công nghệ sản xuất. Ước tính để sản xuất một tấn sản phẩm có thể phát sinh từ vài chục đến vài trăm mét khối nước thải. Nguyên liệu sản xuất bột thông thường là gỗ rừng, tuy nhiên cũng có thể là bất kể nguồn xellulô nào, ví dụ tre nứa, bã mía, đay, giấy vụn, giấy phế liệu ... Bột giấy có thể là bột không tẩy hoặc tẩy trắng. Để tẩy trắng bột giấy, tùy vào công nghệ các chất oxy hóa khác nhau như hyđrôperoxit, clo, clođioxit,... sẽ được sử dụng, do đó nước thải từ công đoạn tẩy trắng thường chứa nhiều hóa chất ảnh hưởng xấu đến môi trường, nhất là khi chất tẩy là clo.

+Nước thải sản xuất giấy: Giấy, bìa có thể được sản xuất từ bột giấy mới hoặc tái sinh, hoặc hỗn hợp, tẩy trắng hoặc chưa tẩy trắng. Đối với loại hình sản xuất giấy từ bột giấy nước thải phát sinh dao động trong khoảng 0,5 – 13,5 m3/tấn sản phẩm. Quá trình sản xuất giấy chủ yếu là “xeo”, khi đó huyền phù bột giấy sẽ được trộn với các chất độn, các phụ gia chức năng như cao lanh, bột đá (CaCO3), bột talc, phèn nhôm, chất tạo màu trắng TiO2, silicat ... Các phụ gia hữu cơ khác như tinh bột biến tính, latex, các chất phân tán, hoạt động bề mặt ... cũng được sử dụng theo yêu cầu công nghệ hoặc để đem lại cho giấy một chức năng nào đó. Hỗn hợp được phun lên băng máy xeo để ép thành “tờ” giấy dài vô tận, qua bộ phận sấy khô, cuộn lại thành sản phẩm. Do sử dụng nhiều phụ gia vô cơ, nước thải của nhà máy giấy thường đục hơn nhiều so với nước thải nấu bột. Trong phần lớn các nhà máy giấy nước thải thường được xử lý sơ bộ bằng các thiết bị tách cặn, thu hồi bột và nước, vì vậy chất lượng nước thải phụ thuộc rất nhiều vào mức độ tuần hoàn tái sử dụng nước, nước thải sẽ có độ đậm đặc cao hơn nếu tái sử dụng nhiều hơn.

+Nước thải sản xuất bột giấy tái sinh: Hầu như không gặp nhà máy sử dụng giấy tái sinh chỉ để sản xuất bột, hầu hết các nhà máy sản xuất cả bột và giấy. Nước thải phát sinh dao động trong khoảng 0,06 – 50 m3/tấn sản phẩm. Thường để đảm bảo chất lượng sản phẩm giấy người ta bổ sung một phần “bột” mới khi xeo. Như vậy thành phần nước thải của các nhà máy này gần giống với nước thải nhà máy giấy hơn, tuy nhiên độ ô nhiễm cao hơn vì có quá trình tái sinh giấy đã sử dụng. Mức độ ô nhiễm của nước thải phụ thuộc vào loại hóa chất tẩy sử dụng, tẩy trắng tốt nhất và phổ biến nhất vẫn là clo hoặc các hợp chất clo (nước javen hay hypoclorơ), các nhà máy hiện đại sử dụng clo dioxit. Oxy, ôzôn cũng như hyđroperoxit cũng được sử dụng, tuy nhiên hiệu quả tẩy trắng không bằng clo.

Trong công nghệ sản xuất giấy và bột giấy thì phần nước thải từ nhà máy giấy thuần túy (không sản xuất bột) là khá sạch, chủ yếu là nước thải từ khâu xeo giấy, tạp chất cơ bản là cặn lơ lửng (thường là xơ sợi giấy, bột độn, bột màu, phụ gia…), thành phần chất hữu cơ thường không quá cao, BOD5 của nước xeo thường dao động từ 150-350 mgO2/L. Đối với các nhà máy có sản xuất bột giấy thì loại nước thải đậm đặc và khó xử lý nhất nước thải dịch đen, lượng kiềm dư có thể lên tới 20 g/L, COD dao động ở mức hàng chục ngàn tới 100.000 mg/L. Đối với các nhà máy sản xuất giấy từ giấy thải thì thành phần ô nhiễm chủ yếu là SS, COD, và BOD5 với nồng độ cao. Bảng 1 trình bày thành phần nước thải của một số nhà máy sản xuất giấy và bột giấy.

Đối với công nghệ Kraft, có thể kết luận nếu nhà máy bột không có hệ cô đốt thì rất khó hoặc không thể xử lý nước thải đạt quy chuẩn với chi phí có thể chấp nhận. Với các dự án đầu tư mới, điều này đang được khắc phục. 

Quy trình xử lý nước thải nhà máy giấy bãi bằng

Hiện nay, hầu hết các nhà máy sản xuất bột ở Việt Nam đều gặp rất nhiều khó khăn trong việc đáp ứng quy chuẩn xả thải QCVN 12:2008 (B2). Công ty giấy Bãi Bằng chỉ là số ít cơ sở đáp ứng được quy chuẩn xả thải. Vì vậy, trong tài liệu này, chỉ đề cập đến các nhà máy sản xuất giấy hoặc sản xuất từ bột tái chế. Công nghệ xử lý nước thải bao gồm các giai đoạn như sau:

- Tiền xử lý được sử dụng để loại bỏ chất thải rắn có kích thước lớn, trung hoà, và giảm nhiệt độ của nước thải. Song chắn rác, bể điều hoà và tháp giải nhiệt thường là các bước được áp dụng trong quá trình tiền xử lý.

- Xử lý bậc 1 bao gồm quá trình tách cặn ra khỏi nước thải, các quá trình thường được áp dụng là lắng (trọng lực) hay tuyển nổi hay kết hợp keo tụ/tạo bông và tách bông cặn với áp dụng lắng (trọng lực) hay tuyển nổi.

- Xử lý bậc 2 bao gồm với các quá trình xử lý sinh học để loại bỏ hàm lượng BOD5 của nước thải. Khi nồng độ của chất hữu cơ cao, sử dụng kết hợp quá trình kỵ khí và hiếu khí hay quá trình xử lý hiếu khí kéo dài.

- Xử lý bậc 3 được áp dụng để xử lý triệt để hàm lượng COD. Các quá trình được áp dụng bao gồm: (1) quá trình keo tụ/tạo bông, lắng và khử trùng (bể tiếp xúc); (2) quá trình keo tụ, tuyển nổi và khử trùng; (3) có thể áp dụng oxi hóa để xử lý độ màu.