Nhóm 6- Xử lý nước thải nhà máy giấy

nước thải từ nhà máy giấy luôn là vấn đề được quan tâm và cần được xử lý 1 cách tối ưu.

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH ẢNH 1

DANH MỤC BẢNG 2

MỞ ĐẦU 3

NỘI DUNG 4

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH SẢN XUẤT GIẤY 4

1.1 Tổng quan về ngành giấy 4

1.1.1 Lịch sử phát triển ngành giấy 4

1.1.2 Các loại sản phẩm giấy 4

1.1.3 Nhu cầu sử dụng các sản phẩm giấy 5

1.1.4 Tình hình phát triển ngành và cơ hội ngành giấy ở Việt Nam 5

1.2 Quá trình sản xuất giấy 6

1.2.1 Nguyên nhiên liệu sử dụng trong sản xuất giấy 6

1.2.2 Dây chuyền sản xuất 9

1.3 Các nguồn thải phát sinh trong sản xuất giấy 11

1.3.1 Khí thải 11

1.3.2 Chất thải rắn và chất thải nguy hại 12

1.3.3 Nước thải 12

1.4 Các tác động của nước thải sản xuất giấy đến môi trường và con người 14

1.4.1 Ô nhiễm nguồn nước và ảnh hưởng đến sinh vật sống trong nước 14

1.4.2 Ô nhiễm đất và sinh vật trong đất 14

1.4.3 Ô nhiễm môi trường không khí 15

1.4.4 Ảnh hưởng đến sức khỏe con người 15

CHƯƠNG 2 XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA NHÀ MÁY SẢN XUẤT GIẤY 16

2.1 Các thông số đặc trưng của nước thải 16

2.1.1 Các chỉ tiêu vật lý 16

2.1.2 Các chỉ tiêu hóa học và sinh học 17

2.1.3 Hàm lượng chất rắn 18

2.1.4 Các chất dinh dưỡng 19

2.2 Đặc tính của nước thải trong ngành giấy 20

2.3 Các phương pháp xử lý nước thải 23

2.3.1 Phương pháp cơ học 23

2.3.2 Phương pháp hóa lý 24

2.3.3 Phương pháp hóa học 24

2.3.4 Phương pháp sinh học 25

2.4 Công nghệ xử lý nước thải nhà máy giấy 28

2.4.1 Công nghệ xử lý chung 28

2.4.2 Quy trình xử lý nước thải nhà máy giấy Bãi Bằng 29

2.5.2 Hệ thống xử lý nước thải trong sản xuất giấy 30

2.5 Các biện pháp cải thiện chất lượng nguồn nước thải 33

2.5.1.Triển khai áp dụng các giải pháp sản xuất sạch hơn trong ngành giấy 33

2.5.2 Áp dụng các giải pháp quản lý chung cho ngành sản xuất giấy và bột giấy .34

2.5.3 Áp dụng các giải pháp kỹ thuật giảm thiểu ô nhiễm môi trường 34

KẾT LUẬN 36

TÀI LIỆU THAM KHẢO 37

DANH MỤC HÌNH ẢN

Hình 1 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất giấy 9 Hình 2 Sơ đồ quy trình xử lý nước thải của nhà máy giấy Bãi Bằng 30

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1 Thành phần hóa học của một số loại gỗ (tính theo % khô tuyệt đối) 7

Bảng 2 Tình hình sản xuất và nhập khẩu bột giấy qua các năm 2000-2008 7

Bảng 3 Tình hình sử dụng giấy tái chế để sản xuất giấy ở một số nước 8

Bảng 4 Tình hình sử dụng giấy tái chế ở Việt Nam (1999-2007) 8

Bảng 5 Thành phần nước thải của các công đoạn sản xuất giấy 14

Bảng 6 Đặc điểm của các thành phần rắn có trong nước thải 18

Bảng 7 Thành phần và tính chất của nước thải công đoạn xeo giấy 21

Bảng 8 Thành phần nước thải từ sản xuất các loại giấy 22

Bảng 9 Thông số nước thải của các cơ sở sản xuất giấy và bột giấy theo quy định đạt chuẩn 32

MỞ ĐẦU

Nước - nguồn tài nguyên vô cùng quý giá nhưng nó không phải là vô tận Mặc

dù lượng nước chiếm hơn 97% bề mặt trái đất nhưng lượng nước có thể dùng cho sinhhoạt và sản xuất rất ít, chỉ chiếm khoảng 3% Nhưng trong thời buổi công nghiệp hoáhiện đại hoá, đất nước đi lên, đòi hỏi ngành công nghiệp phải phát triển nhanh Sự pháttriển công nghiệp nhanh chóng mang lại nhiều lợi ích, nhưng bên cạnh đó nó cũng cónhiều tác hại làm ảnh hưởng xấu đến môi trường và đe dọa đến sức khỏe con ngườiđặc biệt là ô nhiễm nguồn nước Nguồn nước ngày càng bị ô nhiễm trầm trọng donhiều nguyên nhân mà nguyên nhân chính là do hoạt động sản xuất công nghiệp và ýthức của con người Việc khan hiếm nguồn nước ngọt đã và đang gây ra những hậuquả hết sức nghiêm trọng đến môi trường, hệ sinh thái, các loài sinh vật, trong đó cócon người, nó tiềm ẩn nguy cơ chiến tranh để tranh giành nguồn nước….Một trongnhững ngành có nguồn nước thải ra tương đối lớn và luôn có thể gây nguy hại cho môitrường sống và con người chúng ta bất cứ lúc nào chính là công nghiệp sản xuất giấy

Công nghệ sản xuất bột giấy chiếm một vị trí quan trọng trong nền kinh tế.Công nghiệp giấy phát triển cùng với sự phát triển của xã hội Nhu cầu sản phẩm giấycàng tăng, thu hút nhiều lao động tham gia cũng như kéo theo sự phát triển của nhữngngành liên quan như: lâm nghiệp, xuất nhập khẩu, vận tải,…; chính vì vậy ngành côngnghiệp này không thể thiếu trong đời sống nhân dân Nên nhóm chúng em đã tìm hiểu

và trình bày các vấn đề liên quan đến xử lý nước trong nhà máy giấy Bài tìm hiểu của

chúng em gồm:

- CHƯƠNG 1.Tổng quan về ngành sản xuất giấy

- CHƯƠNG 2.Xử lí nước thải của nhà máy sản xuất giấy

NỘI DUNGCHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH SẢN XUẤT GIẤY

1.1 Tổng quan về ngành giấy

1.1.1 Lịch sử phát triển ngành giấy

Ngành giấy là một trong những ngành được hình thành từ rất sớm tại Việt Nam,khoảng năm 284 Từ giai đoạn này đến đầu thế kỷ 20, giấy được làm bằng phươngpháp thủ công để phục vụ cho việc ghi chép, làm tranh dân gian, vàng mã…

Năm 1912, nhà máy sản xuất bột giấy đầu tiên bằng phương pháp công nghiệp

đi vào hoạt động với công suất 4.000 tấn giấy/năm tại Việt Trì Trong thập niên 1960,nhiều nhà máy giấy được đầu tư xây dựng nhưng hầu hết đều có công suất nhỏ (dưới20.000 tấn/năm) như Nhà máy giấy Việt Trì; Nhà máy bột giấy Vạn Điểm; Nhà máygiấy Đồng Nai; Nhà máy giấy Tân Mai v.v Năm 1975, tổng công suất thiết kế củangành giấy Việt Nam là 72.000 tấn/năm nhưng do ảnh hưởng của chiến tranh và mấtcân đối giữa sản lượng bột giấy và giấy nên sản lượng thực tế chỉ đạt 28.000 tấn/năm

Năm 1982, Nhà máy giấy Bãi Bằng do Chính phủ Thụy Điển tài trợ đã đi vàosản xuất với công suất thiết kế là 53.000 tấn bột giấy/năm và 55.000 tấn giấy/năm, dâychuyền sản xuất khép kín, sử dụng công nghệ cơ-lý và tự động hóa Nhà máy cũng xâydựng được vùng nguyên liệu, cơ sở hạ tầng, cơ sở phụ trợ như điện, hóa chất và trườngđào tạo nghề phục vụ cho hoạt động sản xuất

Ngành giấy có những bước phát triển vượt bậc, sản lượng giấy tăng trung bình11%/năm trong giai đoạn 2000 – 2006; tuy nhiên, nguồn cung như vậy vẫn chỉ đápứng được gần 64% nhu cầu tiêu dùng (năm 2008) phần còn lại vẫn phải nhập khẩu.Mặc dù đã có sự tăng trưởng đáng kể tuy nhiên, tới nay đóng góp của ngành trong tổnggiá trị sản xuất quốc gia vẫn rất nhỏ

1.1.2 Các loại sản phẩm giấy

Tùy theo mục đích sử dụng khác nhau sản phâm giấy được chia thành 4 nhóm:

• Nhóm 1: Giấy dùng cho in, viết (giấy in báo, giấy in và viết…)

• Nhóm 2: Giấy dùng trong công nghiệp (giấy bao bì, giấy chứa chất lỏng …)

• Nhóm 3: Giấy Tissue (giấy ăn, giấy vệ sinh…)

• Nhóm 4: Giấy khác (hóa đơn, giấy fax…)

Hiện nay ở Việt Nam chỉ sản xuất được các loại sản phẩm như giấy in, giấy inbáo, giấy bao bì công nghiệp thông thường, giấy vàng mã, giấy vệ sinh chất lượngthấp, giấy tissue chất lượng trung bình… còn các loại giấy và các tông kỹ thuật nhưgiấy kỹ thuật điện-điện tử, giấy sản xuất thuốc lá, giấy in tiền, giấy in tài liệu bảo mậtvẫn chưa sản xuất được

1.1.3 Nhu cầu sử dụng các sản phẩm giấy

Điểm sáng về kinh tế Việt Nam chính là động lực lớn cho thị trường giấy ViệtNam đạt được những con số ấn tượng trong năm 2019 Tiêu dùng giấy toàn ngành ướctính đạt 5,432 triệu tấn, tăng 9,8%, xuất khẩu giấy đạt sản lượng 1 triệu tấn, tăngtrưởng 23,6%, nhập khẩu đạt sản lượng 2,02 triệu tấn, giảm 2,9% so với cùng kì năm

2018 Trong đó, giấy bao bì và giấy tisue về tiêu dùng và xuất khẩu đạt sản lượng vàtốc độ tăng trưởng ấn tượng

Nhưng, đối với giấy in và giấy viết lại gặp thách thức không nhỏ, sản xuất tăngnhưng tiêu dùng lại giảm; giấy photocopy nhập khẩu giảm 18,1% nhưng giấy in, viếtkhông tráng lại tăng mạnh 20,9% Nhập khẩu giấy in, giấy viết từ thị trường TrungQuốc và Nhật Bản, sản lượng tăng Sự sụt giảm nhu cầu tiêu dùng tại Trung Quốc đãdẫn tới lượng giấy và thị trường Việt Nam ngày càng tăng gây áp lực về giá sản phẩmvới doanh nghiệp nội địa

Giấy bao bì: Tiêu dùng giấy bao bì năm 2019 ước tính đạt sản lượng 4,175 triệutấn, tăng trưởng 12,5% so với cùng kỳ năm 2018

Giấy in, giấy viết năm 2019 ước tính đạt 0,719 triệu tấn và giảm 9,7% so vớicùng kì năm 2018 Trong đó, giấy in, giấy viết không tráng đạt 0,531 triệu tấn, giảm1,1% ( năm 2018 dùng 0,537 triệu tấn ); giấy in tráng phủ đạt 0,188 triệu tấn, giảm27,4% so với cùng kỳ năm 2018 ( tiêu dùng 0,259 )

Giấy tissue, tiêu dùng năm 2019 ước tính đạt 181.000 tấn và tăng trưởng 10,4%

so với cùng kỳ năm 2018

Giấy khác, tiêu dùng giấy in báo ước tính đạt 47.000 tấn giảm 6% so với cùng

kỳ năm 2018 Tiêu dùng giấy vàng mã đạt khoảng 5.500 tấn, tăng trưởng 10%

1.1.4 Tình hình phát triển ngành và cơ hội ngành giấy ở Việt Nam

Như phân tích, tổng hợp trên thì ngành công nghiệp giấy Việt Nam còn nhiều

dư địa để phát triển, trong đó:

- Nhu cầu tiêu thụ giấy các loại của Việt Nam là rất lớn: tiêu thụ giấy bình quâncủa Việt Nam rất thấp, mới đạt 50,7kg/người/năm so với mức tiêu thụ bình quân củathế giới là 70kg/người/năm, Thái Lan 76 kg/ người/năm, Mỹ và EU 200 - 250 g/người/năm

- Thị trường giấy Việt Nam còn nhiều khoảng trống, đặc biệt là phân khúc sảnphẩm giấy bao bì cao cấp (tráng phủ), hiện Việt Nam chưa sản xuất được mà phảinhập khẩu hoàn toàn

Việt Nam có nguồn dăm gỗ - làm nguyên liệu cho sản xuất bột giấy rất dồi dào;Chi phí nhân công, mặt bằng còn thấp và đặc biệt Việt Nam có lợi thế rất gần thịtrường tiêu thụ bột giấy lớn nhất thế giới là Trung Quốc Tiêu dùng bột giấy của Trung

Quốc khoảng 32 triệu tấn/năm nhưng sản xuất trong nước chỉ đáp ứng được 33% nhucầu, hàng năm Trung Quốc phải nhập khẩu khoảng 21,44 triệu tấn bột/năm.

- Việt Nam là nước xuất khẩu, các mặt hàng xuất khẩu sử dụng bao bì giấy vàcó sự tăng trưởng lớn, liên tục trong thời gian qua và hiện Việt Nam tham gia nhiềuhiệp định FTA như WTO, Asean, Asean+3,+6 đặc biệt là các hiệp định mới như EU(EVFTA), CPTPP sẽ tăng mạnh về xuất khẩu, hấp dẫn đầu tư trong nước và FDI Đâychính là cơ hội cho ngành sản xuất giấy bao bì phát triển Nhu cầu tiêu thụ ThùngCarton sóng thị trường Việt Nam dự báo >14,0%/ năm Tiêu thụ giấy làm bao bì theođầu người, Việt Nam là 33,2 kg/người, trong đó Hàn Quốc 102kg/ người, Thái Lan58.2 kg/ người, Trung Quốc 50kg/người

- Cơ cấu ngành công nghiệp xét tới 2025, chế biến và Xây dựng chiếm tỷ lệ35% GDP, chế biến và chế tạo chiếm tỷ lệ 85% xuất khẩu Ưu tiên đầu tư, thu hút FDIchế biến sâu nông lâm sản - thủy sản

- Năng lực sản xuất cắt giảm thị trường Trung Quốc: Kế hoạch lần thứ “13” củaCPA, cắt giảm sản xuất công nghệ lạc hậu, kết hợp với Quy định về tỷ lệ tạp chất, didời doanh nghiệp ra khỏi thành phố, dẫn đến tổng lượng cắt giảm giấy carton lớp mặtvà carton lớp sóng (LinerBoard) và carton lớp mặt >13 triệu tấn trong trong 4 năm tới

- Nguồn cung carton lớp mặt và carton lớp sóng ở châu Á: Nguồn cung giấycarton lớp mặt và carton lớp sóng thiếu hụt lượng trung bình 3,162 triệu tấn/ năm cholộ trình từ năm 2018 - 2022, do sự cắt giảm sản xuất của Trung Quốc Trong trườnghợp năm 2020 - 2021 Chính phủ Trung Quốc cấm nhập khẩu giấy tái chế, thì nhu cầuthiếu hụt có thể lên đến 6 triệu tấn/năm

- Nguyên liệu giấy tái chế: Giá nguyên liệu giấy tái chế của thế giới đang ở mức

rẻ, kéo dài trong vài năm tới, năng lực xuất khẩu giấy tái chế của thế giới đang dư thừa(8,5-12,5) triệu tấn/năm

- Lợi thế thị trường: Sự dịch chuyển các doanh nghiệp FDI về gia công bao bìgiấy sang các quốc gia châu Á, trong đó có Việt Nam Chủ yếu do chiến tranh thươngmại Mỹ - Trung, Hiệp định CTTP, EVFTA

1.2 Quá trình sản xuất giấy

1.2.1 Nguyên nhiên liệu sử dụng trong sản xuất giấy

Nguyên liệu chính để sản xuất bột giấy là sợi xenluylô có hai nguồn chính là từgỗ và phi gỗ Bên cạnh đó giấy loại đang ngày càng trở thành nguồn nguyên liệu chủyếu trong sản xuất giấy

Bột giấy từ nguyên liệu nguyên thủy (gỗ hay phi gỗ):

-Nguyên liệu từ gỗ là các loại cây lá rộng hoặc lá kim

- Nguyên liệu phi gỗ như các loại tre nứa, phế phẩm sản xuất công-nông nghiệpnhư rơm rạ, bã mía và giấy loại Nguyên liệu để sản xuất bột giấy từ các loại phi gỗ có

chi phí sản xuất thấp nhưng không phù hợp với nhà máy có công suất lớn do nguyênliệu loại này được cung cấp theo mùa vụ và khó khăn trong việc cất trữ

Tiêu chuẩn kĩ thuật về thành phần hóa học của nguyên liệu để sản xuất bột giấybao gồm:

-Hàm lượng xenlulo phải lớn hơn 35% khối lượng trong nguyên liệu khô tuyệtđối để đạt được hiệu suất thu hồi bột cao và hạ giá thành sản phẩm

-Hàm lượng lignin, hemixenlulo và các tạp chất khác thấp để giảm hóa chất nấutẩy, giảm thời gian nấu và qua đó tránh được ảnh hưởng xấu đến chất lượng củaxenlulo

Bảng 1 Thành phần hóa học của một số loại gỗ (tính theo % khô tuyệt đối)

Bảng 2 Tình hình sản xuất và nhập khẩu bột giấy qua các năm 2000-2008

 Bột giấy từ giấy loại:

Giấy loại ngày càng được sử dụng nhiều làm nguyên liệu cho ngành giấy do ưuđiểm tiết kiệm được chi phí sản xuất Giá thành bột giấy từ giấy loại luôn thấp hơn cácloại bột giấy từ các loại nguyên liệu nguyên thủy vì chi phí vận chuyển, thu mua và xửlý thấp hơn Tính trung bình sản xuất 1 tấn giấy từ giấy loại tiết kiệm được 17 cây gỗvà 1.500 lít dầu so với sản xuất giấy từ nguyên liệu nguyên thủy Hơn nữa, chi phí đầu

tư dây chuyền xử lý giấy loại thấp hơn dây chuyềnsản xuất bột gỗ từ các nguyên liệunguyên thủy Bên cạnh đó sản xuất giấy từ giấy loại có tác động bảo vệ môi trường.Tính trung bình sản xuất giấy từ bột tái sinh giảm được 74% khí thải và 35% nước thải

so với sản xuất giấy từ bột nguyên (Tạp chí công nghiệp tháng 12/2008)

So với bột giấy làm từ nguyên liệu nguyên thủy, bột giấy tái chế có chất lượngkém hơn do đó không thể sử dụng để sản xuất các loại sản phẩm chất lượng cao nhưcác loại bao bì yêu cầu độ bền và độ dai lớn

Bảng 3 Tình hình sử dụng giấy tái chế để sản xuất giấy ở một số nước

Nguồn giấy loại được cung cấp từ 2 nguồn là thu gom hay nhập khẩu Giấy loạinhập khẩu vào Việt Nam chủ yếu được nhập từ Mỹ, Nhật, Nhật Bản và New Zealand.Nguồn thu gom trong nước chủ yếu qua đồng nát là những người thu gom riêng lẻlùng sục từng ngõ ngách, các công ty vệ sinh, những người bới rác, các trạm thu muatrung gian Hiện nay chưa có công ty chuyên doanh giấy thu hồi do đó việc thu gom vàtái chế diễn ra khá tự phát Hơn nữa nhà nước chưa có chính sách khuyến khích thugom cũng như chưa có hành lang pháp lý điều hành hoạt động này do đó tỉ lệ thu hồigiấy đã qua sử dụng ở Việt Nam rất thấp chỉ khoảng 25% so với 38% ở Trung Quốchay 65% ở Thái Lan

Bảng 4 Tình hình sử dụng giấy tái chế ở Việt Nam (1999-2007)

 Nhiên liệu:

- Điện

- Xăng, dầu mỡ

 Hóa chất:

- Hóa chất nấu, tẩy bột

- Al2(SO4)3, nhựa thông, đất sét, bột đá

- Các chất phẩm màu, tinh bột, phụ gia

 Nước:

-Nhu cầu sử dụng nước trong sản xuất giấy là rất lớn, để sản xuất ra một tấn bộtgiấy thành phẩm, các nhà máy Việt Nam phải sử dụng khoảng 2 tấn gỗ và 200-500 m3nước, 20% lượng nước này nằm trong tờ giấy ướt và được thải ra môi trường qua hìnhthức bốc hơi ở công đoạn sấy Khoảng 50% được trích ra ở các khâu lưới, ép Khoảng30% là lượng nước trắng dưới lưới được sử dụng lại để pha loãng bột giấy

-Trong sản xuất bột giấy nước ít đi vào sản phẩm (tức là cần từ 200-500 m3 đểsản xuất thì cũng từng ấy nước thải giấy phải thải ra môi trường)

1.2.2 Dây chuyền sản xuất

Hình 1 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất giấy

 Thuyết minh sơ đồ công nghệ:

 Gia công nguyên liệu thô: Rửa sạch nguyên liệu dưới dòng nước có áp lựccao để loại bỏ tạp chất, cắt nhỏ Dòng thải rửa nguyên liệu chứa các chất hữu cơ hòatan, đất đá, sỏi cát, thuốc bảo vệ thực vật, vỏ cây…

 Nguyên liệu là tre, nứa được đưa vào băng tải thứ nhất dẫn đến máychặt Tại đây các nguyên liệu này được chặt nhỏ thành các mảnh có kích thướcdài 35mm, sau đó đưa qua hệ thống sàng và hệ thống rửa bằng nước

 Nguyên liệu là gỗ được đưa đến băng tải thứ 2 đến bộ phận bóc vỏ Saukhi vỏ gỗ được tách ra, gỗ được chặt thành các mảnh có kích thước 8 - 10cm,rộng 22 - 25mm, dày 2 - 5 mm Các mảnh cũng được đưa qua bộ phận sàng rồisang hệ thống rửa bằng nước

 Nguyên liệu sau khi được chặt và rửa sạch sẽ được đưa vào nấu

 Nấu: Mảnh được đưa vào nấu, sau khi nạp nguyên liệu là các mảnh gỗ, tre,nứa, bơm dịch trắng vào Dịch trắng chứa NaOH và Na2S

 Nhằm tách lignin và các hemixenlulôzơ ra khỏi nguyên liệu ban đầu.Trong quá trình này ta cho các hóa chất kiềm hòa tan vào để thủy phân ligninvà hemixenlulozo như: dung dịch muối sulfit hay axit loãng đunsôi…

 Rửa bột: Nhằm mục đích tách bột xenlulozo ra khỏi dung dịch nấu (dịch đen),nước rửa thường sử dụng là nước sạch

Dòng thải từ quá trình nấu và rửa sau nấu thường chứa phần lớn các chấthữu cơ hòa tan, các hóa chất nấu và một phần xơ sợi; dòng thải có màu tối nêngọi là dịch đen Dòng thải này sau đó sẽ được tái sinh để thu hồi bột giấy

 Tẩy trắng: Quá trình này nhằm tách lignin và một số thành phần còn tồntrong bột giấy Để khử lignin người ta dùng các chất oxi hóa như: clo, hyppoclorit,ozon… Theo truyền thống, quá trình tẩy trắng gồm ba giai đoạn chính:

- Giai đoạn clo hóa: clo hóa lượng lignin còn sót lại trong bột giấy

- Giai đoạn thủy phân kiềm: sản phẩm lignin hòa tan trong kiềm nóngđược tách ra khỏi bột giấy

- Giai đoạn tẩy oxy hóa: thay đổi cấu trúc mang màu còn sót lại trong bộtgiấy

- Dòng thải từ quá trình tẩy trắng này thường chứa các hợp chất hữu cơ,lignin hòa tan và hợp chất tạo thành của những chất đó với chất tẩy ở dạng độchại, có khả năng tích tụ sinh học trong cơ thể sống như các hợp chất clo hữu cơ(AOX: Adsorbable Organic Halogens), làm tăng AOX trong nước thải Dòngthải này có độ màu, giá trị BOD và COD cao

 Nghiền bột: Quá trình này nhằm mục đích là làm cho các xơ sợi được hydrathóa và trở nên dẻo dai, tăng bề mặt hoạt tính, giải phóng gốc hydroxit làm tăng diệntích bề mặt, tăng độ mềm mại, hình thành độ bền của tờ giấy

+ Xeo giấy: Xeo giấy là quá trình tạo hình sản phẩm trên lưới và thoát nước để

giảm độ ẩm của giấy Sau khi bột được nghiền sẽ được trộn với chất độn và chất phụgia trước khi đến giai đoạn xeo giấy Tùy theo chất lượng mong muốn mà ta có thểthêm vào các chất phụ gia sau:

- Các chất vô cơ: cao lanh, CaCO3, oxit titan

- Các chất hữu cơ: tinh bột biến tính, axit lactic

- Các chất màu: nhôm sulfat (tác nhân khử mực)

- Dòng thải từ quá trình nghiền bột và xeo giấy chủ yếu chứa xơ sợi mịn,giấy ở dạng lơ lửng và các chất phụ gia như nhựa thông, phẩm màu, cao lanh

+ Sấy: Giấy sau khi xeo sẽ được sấy khô để có được sản phẩm khô

+ Thu hồi hóa chất: Để đạt được hiệu quả kinh tế cao, đối với quy trình công

nghệ sản xuất bột giấy bằng phương pháp hóa học cần có bộ phận phụ để thu hồi hóachất như việc tái sinh kiềm từ dịch đen của phương pháp sunfat bao gồm các giai đoạn:

- Cô đặc để giảm lượng nước

- Đốt dịch đã qua cô đặc ở nhiệt độ cao > 500o C với mục đích cho cácchất hữu cơ cháy hoàn toàn tạo thành CO2 và H2O, còn thành phàn vô cơ củakiềm dịch đen sẽ tạo tro hoặc cặn nóng chảy gọi là kiềm đỏ

- Xút hóa kiềm đỏ bằng dung dịch kiềm loãng và sữa vôi Ca(OH)2 Sauđó tách bùn vôi và dung dịch trắng gồm NaOH, Na2S, Na2SO4 , NaCO3 đượcthu hồi và tuần hoàn trở lại sử dụng cho công đoạn nấu

1.3 Các nguồn thải phát sinh trong sản xuất giấy

1.3.1 Khí thải

- Bụi, khí thải phát sinh từ khu vực nhà nồi hơi

- Bụi, khí phát sinh do quá trình vận tải

- Bụi bột giấy và hơi hóa chất phát sinh trong khu vực nghiền nguyên vật liệu:

Hỗn hợp bột liệu trong máy nghiền đánh tơi thủy lực ở dạng lỏng do vậy công đoạnnày không làm phát sinh bụi Bụi phát tán trong khu vực sản xuất chủ yếu từ thao tácbổ sung bột giấy vào máy Tuy nhiên, lượng bụi này là rất nhỏ và có thể kiểm soátđược bằng những quy định trong thao tác vận hành kỹ thuật máy móc của nhà máy.Mùi hóa chất của các chất phụ gia (mùi keo AKD, hơi phèn nhôm) là các chất dễ bayhơi nên nếu công nhân tiếp xúc trong thời gian dài có thể gây đau đầu, chóng mặt, mất

cân bằng.

- Quá trình sản xuất giấy, bột giấy phát sinh ra các hóa chất, hơi hóa chất như:hơi clo trong quá trình tẩy trắng, hơi xút trong quá trình kiềm hóa…

- Quá trình xeo giấy: Trong khâu sấy khô, hơi nước từ các tấm giấy được thổivào không khí kéo theo các hydrocacbon, các chất trong nguyên liệu gỗ, gây ô nhiễmmôi trường; Ô nhiễm nhiệt từ các nguồn nhiệt dư (nồi hơi, các máy xeo giấy); Ônhiễm khói thải nhiên liệu từ lò hơi, máy xeo giấy

- Quá trình xông lưu huỳnh: Gây ô nhiễm không khí bởi khí thải từ lò xông lưuhuỳnh và khí thải do đốt nhiên liệu cung cấp nhiệt năng cho lưu huỳnh bốc hơi

1.3.2 Chất thải rắn và chất thải nguy hại

a Chất thải rắn

Cặn thải của quá trình xử lý nước thải sản xuất Xỉ than từ quá trình đốt nhiênliệu cho nồi hơi, hầu hết rơi xuống phễu chứa ở đáy lò Ngoài ra còn một lượng nhỏbăng keo, dây buộc cao su hoắc sắt thép, túi bao nilon đóng gói…thải ra từ quá trìnhđóng gói sản phẩm

Chất thải rắn thường bao gồm:

- Chất thải rắn có thể thu hồi và tái sản xuất Đó là bột giấy vương vãi trên dâychuyền (trong nước thải trắng), giấy vụn thải ra trong công đoạn xén giấy, còn một sốbột đã phân huỷ nhà máy đã thu gom riêng bán cho các cơ sản xuất giấy vệ sinh

- Chất thải rắn khác như: Chất thải rắn do hoạt động sinh hoạt của công nhânviên trong nhà máy, do vệ sinh các thiết bị trong dây chuyền sản xuất Nhà máy thugom phân loại để xử lý tại bãi rác chung

- Xỉ than thải ra từ lò sấy giấy song do Nhà máy sử dụng loại than Antraxit cóđộ tro thấp (<10 %) nên lượng xỉ than thải ra khoảng 0,2 tấn/ngày Hàng tháng cơ sởthu gom cho nhân dân địa phương trải đường hoặc san lấp mặt bằng

b Chất thải nguy hại

Chất thải nguy hại trong quá trình hoạt động sản xuất giấy gồm có: Giẻ laumáy móc dính dầu, thùng đựng hóa chất, đèn huỳnh quang hỏng, hộp mực inhỏng,

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 hóa 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 hòa 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

hòa tan, các hóa chất nấu và một phần sơ xợi Dòng thải có màu tối nênthường 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 hòa tan vào dịch kiềm(30-35% khối lượng chất khô), ngoài ra là những sản phẩm phân hủy hydratcacbon,axit hữu cơ Thành phần vô cơ bao gồm hóa chất nấu, một phần nhỏ NaOH, Na2S tự

do, Na2SO4, Na2CO3 còn phần nhiều là kiềm natrisunfat liên kết với các chất hữu cơtrong kiềm Ở những nhà máy lớn, dòng thải này được xử lý để thu hồi tái sinh sửdụng lại kiềm bằng phương pháp cô đặc-đốt cháy các chất hữu co-xút hóa Đối vớinhững nhà máy nhỏ thường không có hệ thống thu hồi dịch đen, dòng thải này đượcthải 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 hóa học và bán hóa chứa các hợp chât hữu cơ, lignin hòa tanvà hợp chất tạo thành của những chất đó với chất tẩy ở dạng độc hại, cókhả năng tích tụ sinh học trong cơ thể sống như các chất clo hữu cơ, làmtăng AOX trong nước thải Dòng thải này có độ màu, giá trị BOD5 vàCOD cao

- Dòng thải từ quá trình nghiền bột và xeo giấy chủ yếu chứa sơ xợi mịn, bột

giấy ở dạng lơ lửng và các chất phụ gia như nhựa thông, phẩm màu, caolanh

- Dòng thải từ các khâu rửa thiết bị, rửa sàn, dòng chảy tràn có hàm lượng

các chất lơ lửng và các hóa chất rơi vãi Dòng thải này không liên tục

- Nước ngưng của quá trình cô đặc trong hệ thống xử lý thu hồi các hóa chất

dịch đen Mức độ ô nhiễm của nước ngưng phụ thuộc vào loại gỗ, côngnghệ sản xuất

Sản xuất giấy về căn bản là một quá trình vật lý (thuỷ cơ), nhưng các chất phụgia trong quá trình xeo giấy như các hợp chất hồ và phủ, cũng là một trong nhữngnguyên nhân gây ra sự ô nhiễm So với quá trình làm bột, nước thải từ các công đoạnsản xuất giấy có phần cao hơn về hàm lượng chất rắn lơ lửng nhưng hàm lượng BODlại ít hơn Các chất ô nhiễm xuất phát từ nước trắng dư, phần tách loại từ quá trìnhsàng, và do tràn xơ, các chất độn và chất phụ gia Chất ô nhiễm lơ lửng chủ yếu là xơvà hợp chất với xơ, các chất độn và chất phủ, chất bẩn và cát trong khi đó các chất ô

nhiễm hòa tan là các chất keo từ gỗ, thuốc nhuộm, các chất hồ (tinh bột và gôm), vàcác phụ gia khác.

Bảng 5 Thành phần nước thải của các công đoạn sản xuất giấy

Công đoạn sản xuất Thành phần nước thải

Chuẩn bị nguyên liệu Bùn đất, cặn lơ lửng

Nấu, rửa, sàng, tẩy Ligin, các chất cacbon hydrat, muối vô cơ hòa tan, dịch màu…Sản xuất hóa chất Axit HCl, NaOH, Cl…

Thu hồi hóa chất Xút NaOH, calcium

Xeo giấy Chất rắn lơ lửng, bột giấy, dịch đen

1.4 Các tác động của nước thải sản xuất giấy đến môi trường và con người

1.4.1 Ô nhiễm nguồn nước và ảnh hưởng đến sinh vật sống trong nước

- Nguồn nước ngầm: Nước thải chứa nhiều chất hữu cơ, kim loại nặng sẽ bịlắng xuống đáy sông, thấm xuống dưới mạch nước (nước ngầm) thông qua đất, sẽlàm biến đổi khá lớn tính chất của loại nước này với một chiều hướng xấu

- Nguồn nước mặt: Nước thải chứa các chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng,… khôngđược phân huỷ hết, nên vẫn còn lưu lại ở trong nước khối lượng không hề nhỏ,dẫn tới việc nước mất dần đi sự tinh khiết, trong sạch ban đầu, làm cho chất lượngnguồn nước ngày càng bị suy giảm nghiêm trọng hơn

- Đối với sinh vật trong nước: Nước thải ngành giấy ảnh hưởng trực tiếp đếncác sinh vật trong nước, đặc biệt là sinh vật vùng sông ( do nước vùng này bị tácđộng ô nhiễm nhiều nhất)

 Có rất nhiều loài thuỷ sinh do phải hấp thụ các chất độc trong nước vớithời gian kéo dài mà đã gây biến đổi trong cơ thể, trong đó có một sốtrường hợp gây đột biến gen

 Gây thiệt hại nguồn tài nguyên nước

Hiện tượng thủy triều đỏ: sự phát triển của nền công nghiệp hiện đại đã kéotheo những hệ quả xấu về môi trường, làm thay đổi hệ sinh thái biển, chính là mộttrong trong những minh chứng cho thấy sự ảnh hưởng của nước thải công nghiệp(trong đó có nước thải ngành công nghiệp sản xuất giấy) đến môi trường khánghiêm trọng

1.4.2 Ô nhiễm đất và sinh vật trong đất

- Nước thải từ ngành công nghiệp sản xuất giấy còn gây ảnh hưởng khá nghiêmtrọng đến nguồn đất Nước bị ô nhiễm mang nhiều chất vô cơ và hữu cơ thấm vào đấtgây ô nhiễm nghiêm trọng cho đất Nếu dùng đất này trồng trọt sẽ bị ảnh hưởng ít

nhiều đến thành phần dinh dưỡng của nông sản Với mạch nước ngầm nằm sâu dướilòng đất cũng bị ảnh hưởng (đặc biệt là thói quen dùng nước giếng khoan).

- Đối với sinh vật đất: Khi các chất ô nhiễm từ nước thấm vào đất không nhữnggây ảnh hưởng đến đất mà còn ảnh hưởng đến cả các sinh vật đang sinh sống trongđất

1.4.3 Ô nhiễm môi trường không khí

Các hợp chất hữu cơ, vô cơ độc hại trong nước thải từ ngành công nghiệp sảnxuất giấy thông qua vòng tuần hoàn nước, theo hơi nước vào không khí làm cho mậtđộ bụi bẩn trong không khí tăng lên Không những vậy, các hơi nước này còn là giábám cho các vi sinh vật và các loại khí bẩn công nghiệp độc hại khác

Ảnh hưởng của nước thải đến môi trường không khí sẽ biểu hiện qua nhữngmùi hôi lạ thường Điều này không những làm giảm năng suất lao động từ việc khótập trung làm việc mà còn làm hao mòn sức khỏe, giảm tuổi thọ Tỷ lệ mắc bệnh vềphổi, đường hô hấp cũng vì thế mà tăng lên đáng kể

1.4.4 Ảnh hưởng đến sức khỏe con người

Khi nguồn nước mặt, nước ngầm bị ô nhiễm, đất đai cũng như bầu không khí đãbị ô nhiễm thì con người bị ảnh hưởng rất lớn Con người sống ở những khu vực chịuhậu quả trực tiếp tù nguồn nước thải từ ngành công nghiệp sản xuất giấy sẽ rất dễ bịcác bệnh ung thư, các bệnh lây nhiễm do vi khuẩn, bệnh về phổi, về đường hô hấp …

Ô nhiễm nước gây ra xấp xỉ 14000 cái chết mỗi ngày, chủ yếu do ăn uống bằng nguồnnước ô nhiễm chưa được xử lý

Ngoài ra nước thải ngành công nghiệp giấy còn có những ảnh hưởng khác mà có

thể không tác động trực tiếp nhưng là mối nguy tiềm ẩn khi nguồn nước thải khôngđược xử lý một cách đúng chuẩn mực và nghiêm túc Các công ty sản xuất giấy ngàycàng được mở rộng để phục vụ cho sự phát triển của xã hội Nhưng phát triển phải đicùng sự bền vững và bảo vệ môi trường cũng như đảm bảo sức khỏe của người dân.Bởi vậy mỗi công ty trước khi đưa nhà máy của mình vào hoạt động tốt, hãy tìmphương án xây dựng mô hình xử lý nước thải thật tốt để bảo vệ môi trường

CHƯƠNG 2 XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA NHÀ MÁY SẢN XUẤT GIẤY 2.1 Các thông số đặc trưng của nước thải

Để đánh giá chất lượng môi trường nước người ta phải căn cứ vào một số chỉtiêu như chỉ tiêu vật lý, hóa học, sinh học Qua các thông số trong nước sẽ cho phép tađánh giá được mức độ ô nhiễm hoặc hiệu quả của phương pháp xử lý

2.1.1 Các chỉ tiêu vật lý

a Nhiệt độ

Nhiệt độ của nước tự nhiên phụ thuộc vào điều kiện khí hậu thời tiết hay môitrường của khu vực Nhiệt độ nước thải công nghiệp đặc biệt là nước thải của nhà máynhiệt điện, nhà máy hạt nhân thường cao hơn từ 10 – 25oC so với nước thường.Nước nóng có thể gây ô nhiễm hoặc có lợi tùy theo mùa và vị trí địa lý Vùng có khíhậu ôn đới nước nóng có tác dụng xúc tiến sự phát triển của vi sinh vật và các quátrình phân hủy Nhưng ở những vùng nhiệt đới nhiệt độ cao của nước sông hồ sẽ làmthay đổi quá trình sinh, hóa, lý học bình thường của hệ sinh thái nước, làm giảm lượngôxy hòa tan vào nước và tăng nhu cầu ôxy của cá lên 2 lần Một số loài sinh vật khôngchịu được nhiệt độ cao sẽ chết hoặc di chuyển đi nơi khác, nhưng có một số loài kháclại phát triển mạnh ở nhiệt độ thích hợp

b Màu sắc

Nước có thể có màu, đặc biệt nước thải thường có màu nâu đen hoặc đỏ nâu.– Các chất hữu cơ trong xác động, thực vật phân rã tạo thành

– Nước có sắt và mangan ở dạng keo hoặc hòa tan

– Nước có chất thải công nghiệp (crom, tanin, lignin)

Màu của nước thường được phân thành hai dạng; màu thực do các chất hòa tanhoặc dạng hạt keo; màu biểu kiến là màu của các chất lơ lửng trong nước tạo nên.Trong thực tế người ta xác định màu thực của nước, nghĩa là sau khi lọc bỏ các chấtkhông tan Có nhiều phương pháp xác định màu của nước, nhưng thường dùng ở đâylà phương pháp so màu với các dung dịch chuẩn là clorophantinat coban

c Độ đục

Độ đục của nước do các hạt lơ lửng, các chất hữu cơ phân hủy hoặc do giớithủy sinh gây ra Độ đục làm giảm khả năng truyền ánh sáng trong nước, ảnh hưởngkhả năng quang hợp của các sinh vật tự dưỡng trong nước, gây giảm thẩm mỹ và lảmgiảm chất lượng của nước khi sử dụng Vi sinh vật có thể bị hấp phụ bởi các hạt rắn lơlửng sẽ gây khó khăn khi khử khuẩn.Độ đục càng cao nước nhiễm bẩn càng lớn

d Mùi vị

Nước sạch là nước không mùi vị Khi bắt đầu có mùi thì đó là biểu hiện củahiện tượng ô nhiễm Trong nước thải mùi rất đa dạng tùy thuộc vào lượng và đặc điểmcủa chất gây ô nhiễm.

2.1.2 Các chỉ tiêu hóa học và sinh học

a Độ pH

Giá trị pH của nước thải có ý nghĩa quan trọng trong quá trình xử lý Giá trị pHcho phép ta lựa chọn phương pháp thích hợp, hoặc điều chỉnh lượng hóa chất cần thiếttrong quá trình xử lý nước Các công trình xử lý nước bằng phương pháp sinh họcthường hoạt động ở pH từ 6,5 – 9,0 Môi trường tối ưu nhất để vi khuẩn phát triểnthường là 7 – 8 Các nhóm vi khuẩn khác nhau có giới hạn pH khác nhau

b Chỉ số DO (Disolved Oxygen)

DO là lượng oxi hòa tan để duy trì sự sống cho các sinh vật dưới nước Bìnhthường oxi hòa tan trong nước khoảng 8 – 10 mg/l, chiếm 70 – 80 % khi oxi bão hòa.Mức oxi hòa tan trong nước tự nhiên và nước thải phụ thuộc vào mức độ ô nhiễm chấthữu cơ, các hoạt động của thế giới thủy sinh, các hoạt động hóa sinh, hóa học và vật lýcủa nước Trong môi trường nước bị ô nhiễm nặng, oxi được dùng nhiều cho các quátrình hóa sinh và xuất hiện hiện tượng thiếu oxi trầm trọng

c Chỉ số BOD (Nhu cầu oxy sinh hóa – Biochemical Oxygen Denand).

Nhu cầu oxy sinh hóa hay là nhu cầu oxy sinh học thường viết tắt là BOD, làlượng oxy cần thiết để oxy hóa các chất hữu cơ trong nước bằng vi sinh vật (chủ yếu là

vi khuẩn) hoại sinh, hiếu khí Quá trình này được gọi là quá trình oxy hóa sinh học

Quá trình này đòi hỏi thời gian dài ngày, vì phải phụ thuộc vào bản chất củachất hữu cơ, vào các chủng loại vi sinh vật, nhiệt độ nguồn nước Bình thường 70%nhu cầu oxy được sử dụng trong 5 ngày đầu nên thường phân tích là BOD5, 20% trong

5 ngày tiếp theo, 99% ở ngày thứ 20 và 100% ở ngày thứ 21

d Chỉ số COD (Nhu cầu oxy hóa học – Chemical oxygen Demand)

Chỉ số COD là lượng oxy cần thiết cho quá trình oxy hóa hóa học các chất hữu

cơ trong nước thành CO2 và H2O bởi một tác nhân oxi hóa mạnh.COD biểu thị lượngchất hữu cơ có thể oxy hóa bằng con đường hóa học Chỉ số COD có giá trị cao hơnBOD vì nó bao gồm cả lượng chất hữu cơ không bị oxy hóa bằng vi sinh vật.Có thểxác định hàm lượng COD bằng phương pháp trắc quang với lượng dư dung dịchK2Cr2O7 là chất oxy hóa mạnh để oxy hóa các chất hữu cơ trongmôi trường axit vớixúc tác là Ag2SO4

Hoặc có thể xác định hàm lượng COD bằng phương pháp chuẩn độ Theophương pháp này lượng CrO2 dư được chuẩn bằng dung dịch Feroin

e Tổng lượng Cacbon hữu cơ (TOC)