Tư vấn kỹ thuật

093.345.5566

Bảo hành - Bảo trì

093.345.5566

Khiếu nại

091.897.6655
0

Xử lý nước thải ngành công nghiệp giấy, chế biến bột giấy

Xử lý nước thải ngành công nghiệp giấy, chế biến bột giấy là vấn đề được quan tâm hàng đầu khi ngành sản xuất giấy được xác định là một trong những ngành gây ô nhiễm nguồn nước nghiêm trọng nhất.
Ngày đăng: 15/12/2025 - Cập nhật: 15/12/2025 9 lượt xem

Nước thải từ quá trình sản xuất bột giấy và xeo giấy chứa hàm lượng cao các chất rắn lơ lửng (TSS), chất hữu cơ khó phân hủy (lignin), BOD/COD vượt chuẩn và màu sắc đen đặc trưng từ dịch đen. Đặc biệt, tỷ lệ BOD5:COD ≤ 0.55 và COD > 1000 mg/L đòi hỏi phải kết hợp nhiều phương pháp xử lý phức tạp để đạt QCVN 12-MT:2015/BTNMT.

Giải pháp xử lý nước thải ngành công nghiệp giấy, chế biến bột giấy hiện nay kết hợp đồng bộ các công nghệ vật lý (song chắn rác, lắng cát, tuyển nổi DAF), hóa lý (keo tụ-tạo bông bằng phèn nhôm, phèn sắt, polymer) và sinh học (xử lý kỵ khí UASB/EGSB kết hợp hiếu khí Aerotank/SBR).

Xử lý nước thải ngành công nghiệp giấy, chế biến bột giấy

I. Đặc trưng của nước thải ngành công nghiệp giấy, chế biến bột giấy

Đặc trưng nước thải công nghiệp giấy phản ánh trực tiếp quy trình sản xuất phức tạp từ nguyên liệu đầu vào đến thành phẩm. Mỗi công đoạn chế biến đều tạo ra dòng thải riêng biệt với thành phần ô nhiễm khác nhau, đòi hỏi phải hiểu rõ nguồn gốc và đặc tính để lựa chọn công nghệ xử lý phù hợp.

1.1. Nguồn phát sinh nước thải

Ngành công nghiệp giấy vận hành trên hai quy trình cơ bản tạo nên nguồn phát sinh nước thải đa dạng. Sản xuất bột giấy từ nguyên liệu thô là giai đoạn đầu tiên, sử dụng nhiều loại nguyên liệu khác nhau:

  • Gỗ cây (gỗ mềm, gỗ cứng)
  • Cây tre, nứa, gai - nguyên liệu phổ biến tại Việt Nam
  • Phụ phẩm nông nghiệp: rơm rạ, bã mía sau khi ép nước
  • Giấy thải tái chế: giấy vụn, giấy đã qua sử dụng, bao bì cũ

Sản xuất giấy từ bột giấy (công đoạn xeo giấy) biến bột thành sản phẩm cuối cùng. Đa dạng sản phẩm dẫn đến mức độ ô nhiễm phức tạp: giấy in báo, giấy in văn phòng, giấy viết, giấy vệ sinh gia dụng, khăn giấy, giấy bao bì công nghiệp. Mỗi loại sản phẩm yêu cầu công nghệ khác nhau, từ đó phát sinh thành phần nước thải biến đổi đáng kể.

Nước thải ngành công nghiệp giấy, chế biến bột giấy

1.2. Nước thải từ quá trình nấu và rửa (Dịch đen)

Dịch đen là dòng thải đặc trưng nhất, mang màu đen sẫm do quá trình tách lignin khỏi xơ cellulose. Thành phần dịch đen phân bổ theo tỷ lệ cố định:

Thành phần

Tỷ lệ

Cấu tạo chính

Chất rắn hữu cơ

70%

Lignin hòa tan trong dịch kiềm, sản phẩm phân hủy hydrat cacbon, axit hữu cơ nhiều loại

Chất rắn vô cơ

30%

NaOH tự do, Na₂S sunfua natri, Na₂CO₃ cacbonat, kiềm natrisunphat liên kết chất hữu cơ

Lignin hòa tan vào dịch kiềm nấu tạo hợp chất có màu nâu đen đậm đặc. Sản phẩm phân hủy bao gồm đường đơn, oligosaccharide và các axit hữu cơ như axit acetic, axit formic. Phần vô cơ chủ yếu là hóa chất nấu bột chưa phản ứng hết: NaOH (xút ăn da), Na₂S (sunfua có mùi trứng thối), Na₂CO₃ (muối cacbonat), cùng kiềm natrisunphat đã phản ứng với lignin.

Mối tương quan nghịch biến rõ ràng: mức độ ô nhiễm tỷ lệ nghịch với khả năng thu hồi dịch đen. Thu hồi càng nhiều, ô nhiễm càng giảm. Vì vậy các nhà máy hiện đại đầu tư hệ thống thu hồi hóa chất từ dịch đen để tái sử dụng, vừa giảm chi phí vừa bảo vệ môi trường.

Đặc trưng của nước thải ngành công nghiệp giấy, chế biến bột giấy

1.3. Nước thải từ công đoạn tẩy trắng

Công đoạn tẩy trắng bột giấy tạo ra dòng thải có độ độc cao do sử dụng hóa chất oxy hóa mạnh. Khi áp dụng phương pháp tẩy bằng hợp chất chứa clo (Cl₂, ClO₂, NaClO), nước thải mang đặc điểm:

  • BOD₅ và COD đạt mức cực cao, vượt xa giới hạn xả thải cho phép
  • Hàm lượng chất rắn lơ lửng tăng gấp nhiều lần so với tiêu chuẩn
  • Độ màu nâu vàng đậm, khó xử lý bằng cả phương pháp vi sinh lẫn hóa chất thông thường
  • Phát sinh AOX (hợp chất halogen hữu cơ hấp phụ được) - nhóm chất độc hại tồn lưu lâu trong môi trường

Các hợp chất AOX bao gồm clo hữu cơ, phenol chloro hóa, và dioxin dạng vi lượng. Chúng khó phân hủy sinh học, tích lũy trong chuỗi thức ăn, gây tác động dài hạn đến hệ sinh thái thủy sinh.

Đặc trưng của nước thải ngành công nghiệp giấy, chế biến bột giấy

1.4. Nước thải từ nghiền bột và xeo giấy

Dòng thải từ nghiền bột cơ học và máy xeo giấy chứa chủ yếu các thành phần rắn dạng huyền phù.

Thành phần chính:

  • Xơ sợi mịn cellulose tách ra trong quá trình đập nghiền
  • Bột giấy dạng lơ lửng chưa kết dính thành tờ
  • Chất phụ gia công nghệ: nhựa thông tăng độ bền nước, phẩm màu tạo sắc độ, cao lanh (kaolin) làm trắng bề mặt, tinh bột kết dính, chất độn khoáng

Nước thải này có màu trắng đục hoặc hơi vàng nhạt, khác biệt hoàn toàn với dịch đen. Tuy nhiên hàm lượng TSS rất cao, cần loại bỏ ngay từ đầu để thu hồi nguyên liệu và giảm tải cho các công đoạn sau.

Đặc trưng của nước thải ngành công nghiệp giấy, chế biến bột giấy

1.5. Các chỉ tiêu ô nhiễm đặc trưng

Nước thải công nghiệp giấy được đánh giá qua hệ thống chỉ tiêu phức tạp phản ánh mức độ ô nhiễm đa chiều.

Chất rắn lơ lửng (TSS - Total Suspended Solids): TSS đạt nồng độ cao bất thường do ba nguồn chính: xơ sợi vụn từ quá trình xé, đập nguyên liệu; vụn giấy rơi vãi trong sản xuất; bột giấy chưa thành hình. Hạt lơ lửng kích thước từ vài micromet đến vài millimet, tạo độ đục lớn cho nước thải.

Chất hữu cơ (BOD và COD), hai chỉ tiêu này phản ánh hàm lượng hợp chất hữu cơ trong nước:

  • COD (Chemical Oxygen Demand) luôn vượt 1000 mg/L, nhiều trường hợp đạt 2000-8000 mg/L
  • BOD₅ (Biological Oxygen Demand) dao động 1000-3000 mg/L
  • Tỷ lệ BOD₅:COD ≤ 0.55 cho thấy phần lớn chất hữu cơ khó phân hủy sinh học

Nguồn gốc chất hữu cơ: lignin (polymer phenolic phức tạp), hemicellulose (đường phân nhánh), chất chiết xuất gỗ, axit resin, và chất hữu cơ hòa tan từ hóa chất công nghệ.

Màu nâu đen đậm đặc xuất phát từ lignin oxy hóa và các hợp chất hữu cơ khó phân hủy. Lignin có cấu trúc phân tử ba chiều cực kỳ bền vững, không phân hủy được bằng vi sinh hiếu khí thông thường. Ngay cả với vi sinh kỵ khí, tốc độ phân hủy lignin vẫn rất chậm, cần thời gian lưu kéo dài và điều kiện môi trường đặc biệt.

Đặc trưng của nước thải ngành công nghiệp giấy, chế biến bột giấy

pH nước thải dao động trong khoảng rộng từ axit đến kiềm mạnh, tùy thuộc công nghệ:

  • Nước thải từ nấu kraft (Giấy kraft): pH 9-12 (kiềm cao do xút)
  • Nước thải tẩy trắng: pH 2-4 (axit do dùng axit sulfuric)
  • Cần trung hòa pH về 6.5-8.5 trước xử lý sinh học

Mặc dù hàm lượng cacbonhydrat cao (chất hữu cơ dễ phân hủy), nước thải lại thiếu nghiêm trọng nitơ (N) và phospho (P) - hai nguyên tố thiết yếu cho vi sinh vật phát triển. Cần bổ sung theo tỷ lệ chuẩn:

  • Xử lý hiếu khí: BOD₅:N:P = 100:5:1
  • Xử lý yếm khí: BOD₅:N:P = 100:3:0.5

Nước thải phát sinh mùi hôi thối đặc trưng từ các hợp chất lưu huỳnh: hydro sulfua (H₂S), mercaptan (RSH), sunfua hữu cơ. Mùi hôi tăng cường khi xảy ra phân hủy yếm khí không kiểm soát trong các bể chứa, bể lắng.

Đặc trưng của nước thải ngành công nghiệp giấy, chế biến bột giấy

II. Các phương pháp/công nghệ xử lý nước thải giấy và bột giấy

Xử lý nước thải sản xuất giấy đòi hỏi chuỗi công nghệ liên hoàn, mỗi công đoạn nhắm vào nhóm chất ô nhiễm cụ thể. Do đặc tính BOD₅:COD thấp và lignin khó phân hủy, không thể chỉ dùng một phương pháp đơn lẻ. Hệ thống hiệu quả phải kết hợp đồng bộ ba nhóm công nghệ: vật lý loại rắn thô, hóa lý keo tụ màu, sinh học phân hủy hữu cơ.

2.1. Tiền xử lý (Sơ cấp)

Giai đoạn tiền xử lý có nhiệm vụ loại bỏ các chất ô nhiễm thô, dễ tách, chuẩn bị nước thải cho các công đoạn xử lý sâu hơn.

Song chắn rác và lưới lọc

Đây là rào cản vật lý đầu tiên. Song chắn rác làm từ thép không gỉ với khe hở 20-50mm giữ lại tạp chất thô như vỏ cây, mảnh gỗ, túi nilon, giẻ lau, dây thừng.

Lưới lọc tinh có khe 1-5mm bắt xơ sợi dài, vụn giấy kích thước lớn. Rác được gạt tự động hoặc thủ công, ép khử nước rồi thu gom xử lý riêng.

Bể lắng cát

Bể lắng cát thiết kế theo nguyên lý lắng trọng lực. Nước thải chảy chậm qua bể, các hạt vô cơ nặng (cát, sỏi, đất sét, mảnh đá) lắng xuống đáy theo trọng lượng riêng.

Cát lắng được gạt về phễu thu, bơm lên sân phơi cát để thoát nước tự nhiên qua lớp đệm sỏi. Cát khô có thể trãi đường nội bộ hoặc chôn lấp nếu nhiễm bẩn. Loại bỏ cát giúp bảo vệ thiết bị cơ khí ở các công đoạn sau khỏi mài mòn.

Hố thu - Điều chỉnh pH

Nước thải từ nhiều công đoạn có pH chênh lệch lớn được tập trung về hố thu. Tại đây, hệ thống đo pH liên tục kết nối với bơm định lượng:

  • Nếu pH < 6.5: bơm NaOH (xút lỏng 20-30%) để tăng pH

  • Nếu pH > 8.5: bơm H₂SO₄ (axit sulfuric 20-40%) để giảm pH

  • Mục tiêu: trung hòa về 6.5-8.5 - khoảng pH tối ưu cho vi sinh vật

Máy khuấy hoặc khí nén trộn đều dung dịch, giúp phản ứng trung hòa nhanh chóng.

Bể điều hòa

Bể điều hòa giải quyết hai vấn đề: biến động lưu lượng và biến động nồng độ. Lưu lượng nước thải dao động theo ca sản xuất (ban ngày cao, đêm thấp). Nồng độ thay đổi khi chuyển loại sản phẩm, rửa thiết bị. Bể điều hòa có thể tích lớn (6-12 giờ lưu nước) cân bằng sự dao động này.

  • Hệ thống đĩa phân phối khí thô đặt dày đặc đáy bể với ba chức năng:

  • Hòa trộn đồng đều toàn bộ thể tích nước

  • Ngăn lắng cặn đáy bể (cặn lắng lâu sẽ phân hủy yếm khí tạo mùi)

  • Bổ sung oxy hòa tan sơ bộ, tránh mùi hôi H₂S

Máy bơm chìm hoặc bơm hút đặt trong bể đưa nước lên công trình tiếp theo với lưu lượng ổn định.

Thu hồi bột giấy

Đây là công đoạn quan trọng về kinh tế. Nước thải từ máy xeo chứa nhiều xơ sợi có giá trị. Hai thiết bị chính:

  • Bể lắng hình phễu: Nước chảy chậm từ trên xuống, xơ sợi lắng tập trung ở phễu đáy, được gạt ra liên tục. Phần nước trong tràn qua máng thu phía trên.

  • Sàng nghiêng (rung hoặc quay): Nước chảy qua bề mặt sàng nghiêng 30-45°, xơ giữ lại trên mặt sàng, nước lọc qua khe hở. Xơ được rửa nước sạch, ép khử nước.

Xơ sợi thu hồi tái sử dụng vào sản xuất, giảm tiêu hao nguyên liệu 5-15%.

Lắng sơ bộ trọng lực

Áp dụng cho dòng thải từ nghiền và xeo giấy có nhiều bột lơ lửng. Bể lắng ngang hoặc tròn thiết kế với tải trọng bề mặt 1-2 m³/m².h - tức mỗi m² bề mặt lắng xử lý 1-2 m³ nước/giờ. Nước chảy rất chậm (vận tốc < 5 cm/phút) để hạt lơ lửng liên kết nhau tạo bông cặn dễ lắng. Bùn đáy gạt về giếng bùn, bơm về bể chứa.

Lưu ý: thời gian lưu không được quá dài (< 2 giờ). Nếu bùn lắng không lấy ra thường xuyên, môi trường thiếu oxy sẽ gây phân hủy yếm khí sinh mùi hôi.

Tuyển nổi khí hòa tan (DAF - Dissolved Air Flotation)

Công nghệ hiện đại hơn lắng truyền thống. Nguyên lý: nước được bơm qua bình bão hòa ở áp suất 4-6 bar, hòa tan không khí dư thừa. Khi xả về bể DAF ở áp suất thường, không khí thoát ra thành bọt khí cực nhỏ (10-100 micromet). Bọt khí dính vào bông cặn, tạo tổ hợp có khối lượng riêng nhỏ hơn nước, nổi lên mặt.

Ưu điểm DAF:

  • Tải trọng bề mặt cao 5-10 m³/m².h - diện tích bể nhỏ hơn lắng truyền thống

  • Thời gian lưu ngắn 10-20 phút, giảm nguy cơ phân hủy

  • Hiệu suất cao loại TSS, thu hồi xơ sợi tốt

  • Bọt nổi gạt bằng cào bề mặt, nước trong thu ở đáy hoặc giữa bể

2.2. Xử lý hóa lý

Xử lý hóa lý sử dụng phản ứng hóa học để loại bỏ ô nhiễm mà phương pháp vật lý và sinh học không hiệu quả.

Phương pháp này nhắm vào năm nhóm chất:

  • Hạt rắn dạng lơ lửng kích thước nhỏ (< 1 micromet) không lắng được
  • Một phần chất hữu cơ hòa tan dạng keo, phân tử lớn
  • Hợp chất phospho nếu nước thải chứa
  • Một số chất độc kim loại nặng, phenol
  • Khử màu do lignin, phẩm màu

Linh hoạt trước hoặc sau xử lý sinh học:

  • Trước sinh học: loại TSS và chất độc bảo vệ vi sinh, giảm tải hữu cơ
  • Sau sinh học: xử lý bậc ba khử màu sâu, đáp ứng tiêu chuẩn nghiêm ngặt

Quy trình gồm ba bước diễn ra liên tiếp:

  • Keo tụ (Coagulation): Thêm chất keo tụ (phèn nhôm, phèn sắt, vôi) vào nước thải, khuấy nhanh (150-300 vòng/phút) trong 1-3 phút. Chất keo tụ phân ly ion dương (Al³⁺, Fe³⁺, Ca²⁺) trung hòa điện tích âm trên bề mặt hạt lơ lửng và keo, làm mất tính ổn định của huyền phù.
  • Tạo bông (Flocculation): Thêm polymer (PAM, PAC), khuấy chậm (30-60 vòng/phút) trong 15-30 phút. Các hạt đã mất điện tích va chạm, kết dính thành bông cặn lớn có đường kính vài millimet, dễ lắng hoặc nổi.
  • Lắng tách: Nước chảy chậm vào bể lắng 1, bông cặn nặng lắng đáy, nước trong tràn trên.

Ngành công nghiệp giấy, chế biến bột giấy

Lựa chọn hóa chất keo tụ:

Hóa chất

Công thức

pH tối ưu

Ưu điểm

Nhược điểm

Phèn nhôm

Al₂(SO₄)₃

5.0 - 7.0

Giá rẻ, phổ biến, keo tụ tốt TSS

Tạo bùn nhiều, độc với thủy sinh ở pH thấp

Phèn sắt

FeCl₃

5.0 - 11.0

Dải pH rộng, khử màu tốt

Nước có màu vàng nhạt, ăn mòn thiết bị

Vôi

Ca(OH)₂

> 11.0

Rất rẻ, khử trùng

Tạo bùn cặn rất nhiều, cần diện tích lớn

Polymer PAC

[Al₂(OH)ₙCl₆₋ₙ]ₘ

6.0 - 9.0

Liều thấp, bùn ít, hiệu quả cao

Giá cao hơn phèn thông thường

2.3. Xử lý sinh học (Thứ cấp)

Xử lý sinh học là trọng tâm của toàn hệ thống, sử dụng vi sinh vật để phân hủy chất hữu cơ thành sản phẩm vô hại.

Xử lý dịch đen trước sinh học:

  • Đây là bước tiền xử lý bắt buộc đối với nước thải chứa dịch đen. Lignin có cấu trúc polymer phenolic ba chiều cực kỳ bền vững, liên kết bằng liên kết ether (C-O-C) và liên kết C-C khó phá vỡ. Vi sinh vật hiếu khí thông thường hoàn toàn không phân hủy được lignin. Ngay cả vi sinh kỵ khí chuyên dụng cũng chỉ phân hủy rất chậm lignin.
  • Do đó, dịch đen phải được xử lý cục bộ ngay tại nhà máy giấy để tách lignin trước khi đưa vào hệ thống xử lý sinh học chung. Các phương pháp: kết tủa hóa học, oxy hóa nâng cao, hoặc thu hồi lignin làm nguyên liệu phụ.

Xử lý kỵ khí (Anaerobic Treatment): Xử lý kỵ khí diễn ra trong môi trường không có oxy, vi sinh kỵ khí phân hủy chất hữu cơ qua bốn giai đoạn: thủy phân → axit hóa → acetate hóa → methane hóa. Sản phẩm cuối là khí sinh học (60-70% CH₄, 30-40% CO₂) có thể thu hồi làm nhiên liệu.

Công nghệ UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket): UASB là bể hình trụ cao, nước thải đi từ dưới lên qua lớp bùn hạt (granular sludge) dày đặc. Bùn hạt là tổ hợp vi sinh kỵ khí kết dính thành viên 1-5mm, mật độ vi sinh cực cao (30-50 g VSS/L). Nước chảy qua lớp bùn, vi sinh phân hủy chất hữu cơ, khí sinh học nổi lên thu ở nắp bể.

Công nghệ EGSB (Expanded Granular Sludge Bed): EGSB là biến thể cải tiến của UASB. Nước đi lên với vận tốc cao hơn (4-10 m/h so với 0.5-2 m/h của UASB), làm giãn nở lớp bùn hạt. Tiếp xúc giữa nước thải và vi sinh tốt hơn, hiệu suất cao hơn UASB 20-30%.

Ngành công nghiệp giấy, chế biến bột giấy

Đối tượng thích hợp cho kỵ khí:

  • Nước thải từ nhà máy giấy tái chế (COD 2000-6000 mg/L)
  • Quá trình sản xuất thùng carton (BOD cao)
  • Nước thải nghiền bột cơ học với tẩy trắng peroxit (H₂O₂)
  • Nước thải nghiền bột bán hóa chất (CTMP, BCTMP)
  • Chất ngưng tụ từ thiết bị bay hơi sulphit và kraft

EnviZyme Anaerobic là chế phẩm vi sinh kỵ khí được chọn lọc và nuôi cấy đặc biệt cho nước thải giấy. Chứa vi khuẩn methane hóa (Methanobacterium, Methanosarcina), vi khuẩn axit hóa (Clostridium, Bacteroides), có khả năng:

  • Phân hủy lignin dạng đơn giản và các sản phẩm thủy phân lignin
  • Chịu đựng điều kiện khắc nghiệt: pH 6.5-8.5, nhiệt độ 30-40°C, chất độc nồng độ vừa
  • Tốc độ phân hủy BOD/COD cao hơn vi sinh tự nhiên

Quá trình kỵ khí có hai đặc điểm cần lưu ý:

  • Thời gian lưu nước lớn (1-3 ngày cho UASB/EGSB) do tốc độ phân hủy chậm hơn hiếu khí → kích thước công trình tăng, diện tích mặt bằng lớn
  • Cần ổn định nhiệt độ 35-38°C (kỵ khí ưa ấm) hoặc 50-55°C (kỵ khí ưa nóng). Ở Việt Nam, cần hệ thống gia nhiệt mùa đông hoặc cách nhiệt bể tốt.

Hiệu quả xử lý kỵ khí:

  • Loại bỏ 60-85% BOD/COD, chuyển phần lớn thành khí CH₄
  • Giảm 30-50% lignin dạng hòa tan (lignin phức tạp vẫn tồn tại)
  • Không loại bỏ được màu, cần xử lý tiếp
  • Thu được 0.3-0.5 m³ biogas/kg COD loại bỏ

Xử lý hiếu khí (Aerobic Treatment): Xử lý hiếu khí sử dụng vi sinh vật hiếu khí cần oxy để oxy hóa hoàn toàn chất hữu cơ thành CO₂ + H₂O + sinh khối vi sinh. Đây là công đoạn đưa BOD/COD về tiêu chuẩn xả thải.

Công nghệ Aerotank (Bể bùn hoạt tính): Aerotank là bể chữ nhật hoặc hình êm, có hệ thống sục khí đặt khắp đáy bể. Vi sinh hiếu khí sống dạng bông bùn lơ lửng (floc) trong nước, tiếp xúc liên tục với chất hữu cơ và oxy. Quá trình oxy hóa diễn ra: Chất hữu cơ + O₂ → CO₂ + H₂O + Năng lượng + Sinh khối mới.

Ngành công nghiệp giấy, chế biến bột giấy

Vi sinh tiêu thụ chất hữu cơ để sinh trưởng, tạo thành quần thể bùn hoạt tính. Sinh khối tăng dần, một phần phải loại bỏ định kỳ (bùn dư).

Vận hành Aerotank:

  • Hệ thống sục khí: Đĩa phân phối khí, ống Venturi, hoặc turbine bề mặt cung cấp 2-3 kg O₂/kg BOD loại bỏ. Duy trì DO (Dissolved Oxygen) 2-4 mg/L trong bể.
  • Hàm lượng bùn hoạt tính: Duy trì 2500-4000 mg MLSS/L (Mixed Liquor Suspended Solids). Quá thấp → hiệu suất giảm. Quá cao → thiếu oxy, bùn chết.
  • Tuần hoàn bùn: Bùn lắng ở bể lắng 2 được bơm tuần hoàn về Aerotank với tỷ lệ 50-100% lưu lượng nước thải, duy trì nồng độ vi sinh ổn định.
  • Thải bùn dư: Loại bỏ 10-30% bùn tuần hoàn hàng ngày để cân bằng sinh khối.

Các công nghệ hiếu khí khác:

  • SBR (Sequencing Batch Reactor): Bể gián đoạn, chu kỳ nạp - phản ứng - lắng - xả trong cùng một bể. Phù hợp quy mô nhỏ, lưu lượng biến động.
  • Aerobic Lagoon: Ao oxy hóa, sục khí, thời gian lưu dài (5-10 ngày). Chi phí thấp, hiệu quả trung bình.
  • MBR (Membrane Bioreactor): Kết hợp Aerotank với màng lọc siêu vi (UF) ngay trong bể, thay thế bể lắng 2. Nước ra cực trong, TSS < 5 mg/L, đạt tiêu chuẩn tái sử dụng.

Vi sinh chuyên dụng EnviZyme WW4, EnviZyme WW4 là hỗn hợp vi khuẩn hiếu khí đã được chọn lọc, nuôi cấy, thích nghi với nước thải giấy. Thành phần chính:

  • Pseudomonas: Phân hủy phenol, hợp chất thơm
  • Bacillus: Phân hủy protein, tinh bột, lipid
  • Nitrosomonas, Nitrobacter: Nitrate hóa (nếu có amoni)
  • Enzyme cellulase: Phân hủy cellulose, hemicellulose

Đây là cấu hình tối ưu cho nước thải giấy do tỷ lệ BOD/COD thấp:

  • Kỵ khí xử lý trước: Loại bỏ 60-80% COD, chuyển chất khó phân hủy thành dễ phân hủy, tạo biogas
  • Hiếu khí xử lý sau: Loại bỏ 85-95% BOD còn lại, đạt tiêu chuẩn xả

Hiệu quả tổng hợp: loại bỏ > 95% BOD, > 85% COD, giảm chi phí năng lượng do kỵ khí không cần sục khí.

Ngành công nghiệp giấy, chế biến bột giấy

2.4. Xử lý nâng cao và hoàn thiện (Bậc ba)

Sau sinh học, nước vẫn chứa bùn hoạt tính lơ lửng, màu sắc, COD khó phân hủy, vi khuẩn. Cần các công đoạn hoàn thiện để đạt tiêu chuẩn xả thải hoặc tái sử dụng.

Lắng thứ cấp (Bể lắng 2): Bể lắng 2 có vai trò tách bùn hoạt tính ra khỏi nước đã xử lý sinh học. Nước chảy rất chậm (tải trọng 0.5-1.5 m³/m².h), bùn hoạt tính lắng đáy nhờ tính chất keo tụ tự nhiên.

Các loại bể lắng:

  • Bể lắng đứng: hình trụ, nước đi từ dưới lên, phù hợp quy mô nhỏ
  • Bể lắng ngang: hình chữ nhật, nước đi ngang, phổ biến quy mô lớn
  • Bể lắng ly tâm: quay chậm tạo lực ly tâm, diện tích nhỏ
  • Bể lắng lớp mỏng: có nhiều tấm nghiêng song song, hiệu suất cao, diện tích nhỏ

Nước trong thu đều trên bề mặt qua máng tràn răng cưa - rãnh có răng tam giác giúp nước tràn đồng đều, tránh ngắn mạch dòng chảy. Hiệu quả: TSS ra < 30 mg/L, nước trong vắt.

Ngành công nghiệp giấy, chế biến bột giấy

Khử trùng tiêu diệt vi khuẩn gây bệnh, virus, ký sinh trùng trong nước thải, đáp ứng chỉ tiêu Coliform < 3000 MPN/100mL (QCVN 12).

Phương pháp Clo hóa:

  • Javen (NaClO 5-15%): liều 5-20 mg Cl₂/L, thời gian tiếp xúc 30 phút. Phù hợp công suất vừa và nhỏ (< 500 m³/ngày). Dễ vận chuyển, bảo quản.
  • Clo lỏng (Cl₂): liều 3-10 mg/L, thời gian 20-30 phút. Dùng cho công suất vừa và lớn (> 500 m³/ngày). Giá rẻ nhưng nguy hiểm, cần khu vực riêng.

Clo oxy hóa mạnh: Cl₂ + H₂O → HClO → H⁺ + ClO⁻. HClO xuyên qua màng tế bào vi khuẩn, phá hủy enzyme, tiêu diệt mầm bệnh.

Đèn UV bước sóng 254 nm chiếu trực tiếp vào nước chảy qua kênh hẹp. Tia UV phá hủy DNA của vi khuẩn, virus, làm chúng mất khả năng sinh sản.

Ưu điểm:

  • Không hóa chất, không tạo chất phụ (trihalomethane từ clo)
  • Không thay đổi pH, màu, mùi nước
  • Hiệu quả sát trùng > 99.99%

Nhược điểm: giá đầu tư cao, điện năng tiêu thụ lớn, cần thay đèn định kỳ.

Bể lọc chứa nhiều lớp vật liệu từ thô đến mịn: sỏi đá (10-30mm) → cát thô (2-5mm) → cát mịn (0.5-1mm) → than hoạt tính (0.5-2mm). Nước chảy từ trên xuống, qua các lớp lọc:

  • Sỏi, cát: giữ lại SS còn sót (< 10 mg/L)
  • Than hoạt tính: hấp phụ màu, chất hữu cơ hòa tan, AOX, mùi vị. Bề mặt than hoạt tính có diện tích cực lớn (800-1200 m²/g), hút các phân tử hữu cơ vào lỗ xốp.

Hiệu quả: loại 90-95% màu, 30-50% COD khó phân hủy, > 95% AOX (hợp chất halogen hữu cơ). Than hoạt tính bão hòa sau 6-12 tháng, cần rửa tái sinh bằng hơi nóng hoặc thay mới.

Ngành công nghiệp giấy, chế biến bột giấy

MBR là bước nhảy vọt trong xử lý sinh học. Thay vì dùng bể lắng 2 rời, màng lọc siêu vi (pore 0.01-0.1 micromet) được ngâm trực tiếp trong bể Aerotank hoặc đặt bể riêng ngay sau. Nước hút qua màng dưới chân không nhẹ (-0.2 đến -0.5 bar), bùn hoạt tính bị giữ lại hoàn toàn.

Ưu điểm MBR:

  • TSS ra < 5 mg/L, nước trong như nước lọc
  • BOD < 5 mg/L, COD < 30 mg/L - đạt tiêu chuẩn tái sử dụng
  • Không cần bể lắng 2 → tiết kiệm 30-40% diện tích
  • Nồng độ bùn hoạt tính cao hơn (8000-12000 mg/L) → thể tích bể sinh học nhỏ hơn

Nhược điểm: giá đầu tư cao (tăng 30-50% so với hệ thống thông thường), cần rửa màng định kỳ, thay màng sau 5-7 năm.

Công nghệ lọc tinh UF/RO:

Dùng cho mục đích tái sử dụng nước với yêu cầu chất lượng cao:

  • UF (Ultrafiltration): màng lỗ 0.001-0.1 micromet, loại vi khuẩn, virus, keo, protein. Giữ lại muối khoáng.
  • RO (Reverse Osmosis): màng thẩm thấu ngược lỗ 0.0001 micromet, loại cả ion hòa tan (muối, TDS). Nước ra gần như cất.

Quy trình tái sử dụng: Nước sau sinh học → Lọc cát → UF → RO → Nước tái sử dụng (TDS < 50 mg/L, độ dẫn điện < 100 μS/cm).

Ngành công nghiệp giấy, chế biến bột giấy

2.5. Công nghệ đặc biệt

Hai công nghệ đặc biệt dành riêng cho nước thải bột giấy nhằm giảm ô nhiễm tại nguồn.

Công nghệ này thu hồi hóa chất nấu (NaOH, Na₂S) từ dịch đen để tái sử dụng. Quy trình:

  • Cô đặc dịch đen từ 15% chất rắn lên 65-80% bằng thiết bị bay hơi nhiều nồi
  • Đốt dịch đen đặc trong lò hồi thu (recovery boiler) ở 900-1100°C
  • Chất hữu cơ cháy → nhiệt → hơi nước → điện
  • Muối vô cơ nóng chảy thu ở đáy lò → hòa tan → dịch kiềm xanh (green liquor)
  • Thêm vôi sống (CaO) → dịch kiềm trắng (white liquor) → tái sử dụng nấu bột

Ngành công nghiệp giấy, chế biến bột giấy

Hiệu quả: thu hồi 95-98% hóa chất, giảm 90% ô nhiễm dịch đen, tạo điện tự dùng. Nhưng vốn đầu tư cực cao (50-200 triệu USD cho nhà máy 300 tấn bột/ngày), chỉ phù hợp nhà máy lớn. Hiệu quả kinh tế phụ thuộc giá hóa chất và năng lượng.

Đối với nhà máy không đủ vốn đầu tư hồi thu, cần xử lý dịch đen trước khi thải:

  • Kết tủa lignin: Thêm CO₂ hoặc H₂SO₄ hạ pH xuống 2-3, lignin kết tủa ra khỏi dung dịch, lọc tách. Lignin có thể bán làm phụ gia bê tông, chất kết dính, nhiên liệu sinh học.
  • Oxy hóa nâng cao (AOP): Dùng O₃ (ozon), H₂O₂/UV, Fenton (Fe²⁺/H₂O₂) phá vỡ cấu trúc lignin, chuyển thành phân tử nhỏ hơn, dễ phân hủy sinh học.
  • Xử lý enzyme: Enzyme ligninase từ nấm mục trắng (Phanerochaete chrysosporium) phân hủy chọn lọc lignin. Công nghệ mới, đang nghiên cứu.

Hiệu quả: giảm 40-70% màu, tăng tỷ lệ BOD/COD lên 0.4-0.5, tạo điều kiện cho xử lý sinh học sau.

Ngành công nghiệp giấy, chế biến bột giấy

III. Hóa chất thường được dùng trong quá trình xử lý nước thải giấy

Hóa chất đóng vai trò then chốt trong hệ thống xử lý, từ điều chỉnh điều kiện môi trường đến trực tiếp loại bỏ ô nhiễm. Lựa chọn và sử dụng đúng hóa chất quyết định hiệu quả xử lý và chi phí vận hành.

3.1. Điều chỉnh pH

pH là yếu tố kiểm soát chặt chẽ nhất. Vi sinh vật chỉ sống tốt trong khoảng pH hẹp 6.5-8.5. Ngoài khoảng này, vi sinh bị ức chế hoặc chết.

H₂SO₄ (Axit sulfuric):

  • Dạng lỏng, nồng độ thương mại 93-98%. Pha loãng về 20-40% để bơm định lượng an toàn. Dùng khi nước thải kiềm cao (pH > 10) từ công đoạn nấu kraft. Liều: 50-500 mg/L tùy độ kiềm.
  • Phản ứng: H₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O. Tạo muối trung tính, hạ pH nhanh.

NaOH (Natri hydroxit, xút):

  • Dạng vảy rắn hoặc dung dịch 30-50%. Dùng khi nước thải axit (pH < 5) từ tẩy trắng. Liều: 30-300 mg/L.
  • Phản ứng: NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + H₂O. Trung hòa axit, nâng pH.
  • Lưu ý: H₂SO₄ và NaOH đều ăn da, mù mắt nếu tiếp xúc. Cần bảo hộ lao động nghiêm ngặt, khu vực hóa chất riêng biệt.

Hóa chất điều chỉnh pH nước cho nước thải ngành giấy

3.2. Keo tụ - Tạo bông

Nhóm hóa chất này làm mất ổn định huyền phù, kết dính hạt nhỏ thành bông lớn dễ tách.

Phèn nhôm - Al₂(SO₄)₃.18H₂O:

  • Dạng rắn tinh thể trắng hoặc dung dịch 8-10%. Phản ứng:
  • Al₂(SO₄)₃ + 6H₂O → 2Al(OH)₃↓ + 3H₂SO₄
  • Al(OH)₃ là keo kết tủa dạng bông, hấp phụ hạt lơ lửng, chất hữu cơ, phospho. pH tối ưu 5.0-7.0. Ngoài khoảng này, Al(OH)₃ hòa tan, mất tác dụng. Liều: 50-300 mg/L. Giá: 3000-4000 đ/kg.

Phèn sắt - FeCl₃:

Dạng rắn bột vàng hoặc dung dịch 40%. Phản ứng:

  • FeCl₃ + 3H₂O → Fe(OH)₃↓ + 3HCl
  • Fe(OH)₃ màu đỏ nâu, khả năng keo tụ mạnh hơn phèn nhôm. pH tối ưu rộng 5.0-11.0, phù hợp nhiều loại nước thải. Khử màu tốt do Fe(OH)₃ hấp phụ mạnh lignin. Liều: 40-200 mg/L. Nhược điểm: nước có màu vàng nhạt còn sót, ăn mòn thiết bị inox, bê tông. Giá: 4000-6000 đ/kg.

Vôi - Ca(OH)₂:

  • Bột trắng, giá rẻ (1000-2000 đ/kg). Phản ứng:
  • Ca(OH)₂ → Ca²⁺ + 2OH⁻ (nâng pH)
  • Ca²⁺ + CO₃²⁻ → CaCO₃↓ (kết tủa)
  • Vôi vừa trung hòa, vừa keo tụ, vừa khử trùng (pH > 11). Nhưng tạo bùn cặn rất nhiều (gấp 2-3 lần phèn), cần bể lắng lớn. Chỉ dùng khi giá quan trọng hơn hiệu quả.

Polymer - PAC, PAM:

PAC (Poly Aluminium Chloride) [Al₂(OH)ₙCl₆₋ₙ]ₘ: polymer nhôm, nồng độ Al₂O₃ 10-30%. Keo tụ ở pH 6.0-9.0, không cần điều chỉnh pH nhiều. Liều thấp 20-80 mg/L, bùn ít, lắng nhanh. Giá: 15000-25000 đ/kg.

PAM (Polyacrylamide) [-CH₂-CH(CONH₂)-]ₙ: polymer tổng hợp trọng lượng phân tử 5-20 triệu Dalton. Có hai loại:

  • PAM cation (+): dùng cho nước có hạt mang điện âm (hầu hết nước thải)
  • PAM anion (-): dùng nước có hạt dương (hiếm)

Liều cực thấp 0.5-5 mg/L nhưng hiệu quả rất cao. Kéo dài chuỗi polymer giá cầu hàng chục hạt lơ lửng, tạo bông lớn 3-10mm. Tốc độ lắng tăng 5-10 lần. Giá: 40000-80000 đ/kg.

Hóa chất Keo tụ - Tạo bông cho nước thải ngành giấy

3.3. Khử trùng

Tiêu diệt mầm bệnh trước xả thải, bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

Javen - NaClO: Dung dịch nước Javen 5-15% Cl₂ hoạt tính. Ổn định, dễ bảo quản, vận chuyển an toàn. Liều: 5-20 mg Cl₂/L. Bơm định lượng vào bể tiếp xúc, thời gian 30 phút. Hiệu quả sát khuẩn > 99%. Dư lượng Cl₂ còn 0.5-1 mg/L ra khỏi bể đảm bảo tiêu diệt hoàn toàn. Giá: 8000-15000 đ/L (5%).

Clo lỏng - Cl₂: Khí clo nén lỏng trong bình thép chịu áp. Liều: 3-10 mg/L. Dùng thiết bị chlorinator hóa hơi clo, hòa vào nước, bơm vào bể tiếp xúc. Giá rẻ 15000-25000 đ/kg, nhưng cực độc, rò rỉ gây chết người. Cần khu vực riêng biệt, thông gió, cảm biến rò rỉ, nhân viên được đào tạo chuyên sâu.

UV - Tia cực tím: Đèn thủy ngân áp suất thấp phát tia UV 254nm công suất 40-300W/đèn. Bố trí nhiều đèn trong kênh nước (chiều sâu 30-60cm). Liều UV: 30-40 mJ/cm² cho nước thải. Tuổi thọ đèn 8000-12000 giờ (1-1.5 năm). Giá đèn: 500000-2000000 đ/đèn. Điện năng: 0.02-0.06 kWh/m³. Không hóa chất, thân thiện môi trường.

Hóa chất khử trùng cho nước thải ngành giấy

3.4. Hỗ trợ sinh học

Bổ sung yếu tố cần thiết cho vi sinh vật phát triển tối ưu.

Dinh dưỡng N, P: Nước thải giấy thiếu trầm trọng nitơ và phospho.

Cần bổ sung:

  • Nitơ (N): dùng Urê CO(NH₂)₂ hoặc NH₄Cl. Liều tính theo tỷ lệ:
    • Hiếu khí: N = BOD₅ × 5/100
    • Kỵ khí: N = BOD₅ × 3/100
  • Phospho (P): dùng H₃PO₄ (axit phosphoric) hoặc KH₂PO₄. Liều:
    • Hiếu khí: P = BOD₅ × 1/100
    • Kỵ khí: P = BOD₅ × 0.5/100
  • EnviZyme Anaerobic: chế phẩm dạng bột hoặc lỏng, nồng độ vi sinh 10⁹-10¹⁰ CFU/g. Liều khởi động: 100-200 g/m³ thể tích bể. Liều duy trì: 10-20 g/m³/tuần. Giá: 500000-800000 đ/kg.
  • EnviZyme WW4: dạng lỏng, nồng độ 10⁸-10⁹ CFU/mL. Liều khởi động: 1-2 L/m³. Liều duy trì: 0.1-0.3 L/m³/tuần. Chứa enzyme cellulase, protease, lipase, amylase tăng tốc phân hủy. Giá: 300000-600000 đ/L.

Hỗ trợ sinh học cho ngành sản xuất giấy

IV. Bùn thải từ quá trình xử lý nước thải ngành giấy

Bùn thải là sản phẩm phụ tất yếu, chiếm 1-3% thể tích nước thải nhưng gây khó khăn lớn về quản lý. Xử lý bùn đúng cách quan trọng không kém xử lý nước.

4.1. Nguồn phát sinh bùn

Mỗi công đoạn tạo ra bùn với đặc tính khác nhau.

Bùn sơ cấp:

  • Bùn từ lắng cát: cát, sỏi, đất vô cơ, độ ẩm 40-50% sau phơi. Khối lượng riêng 1.8-2.2 kg/L, không phân hủy, ổn định.
  • Bùn từ song chắn: rác hữu cơ (lá cây, vỏ cây, gỗ vụn), có mùi hôi khi ủ, dễ phân hủy. Độ ẩm 70-80%.
  • Bùn từ bể lắng 1: hỗn hợp xơ sợi (30-50%), bùn hóa chất Al(OH)₃/Fe(OH)₃ (30-50%), chất hữu cơ (20-40%). Độ ẩm 85-92%, màu xám nâu, mùi tanh nhẹ.
  • Bùn từ DAF: tương tự bể lắng 1 nhưng độ ẩm thấp hơn 75-85% do tuyển nổi tự thoát nước một phần.

Bùn sinh học:

  • Bùn dư từ Aerotank: bùn hoạt tính (vi sinh còn sống), màu nâu vàng, mùi tanh đất. Độ ẩm 99-99.5% (chỉ 0.5-1% chất rắn!). Rất loãng, khó xử lý.
  • Bùn từ bể lắng 2: tương tự bùn Aerotank, đã lắng đặc sơ bộ, độ ẩm 98-99%.
  • Bùn kỵ khí: bùn hạt UASB/EGSB, màu đen, mùi hơi hôi (H₂S). Độ ẩm 95-98%, mật độ vi sinh cao, hoạt tính mạnh.

Quá trình xử lý nước thải ngành giấy

4.2. Quy trình xử lý bùn

Mục tiêu: giảm thể tích, ổn định hóa, khử nước để dễ vận chuyển, xử lý.

Bùn từ các bể lắng được gạt cơ khí về giếng bùn, bơm màng hoặc bơm trục vít (chịu được hạt rắn) bơm về bể chứa bùn tập trung. Bể chứa thường có khuấy chậm tránh lắng đọng, dung tích 1-3 ngày phát sinh bùn.

Bùn loãng (0.5-2% rắn) được làm đặc lên 3-6% bằng ba phương pháp:

  • Làm đặc trọng lực: bể hình phễu, bùn lắng tự nhiên 6-12 giờ, nước trong tràn, bùn đặc thu đáy. Đơn giản, không tốn năng lượng, nhưng diện tích lớn, hiệu quả thấp.
  • Làm đặc bằng khí DAF: bọt khí làm nổi bùn, gạt bề mặt. Nhanh (1-2 giờ), diện tích nhỏ, đạt 4-6% rắn. Tốn năng lượng nén khí.
  • Máy làm đặc băng lọc: bùn đổ lên băng lọc di động, nước lọc qua, bùn đặc gạt cuối băng. Liên tục, tự động, đạt 5-8% rắn.

Tách nước: Bước quan trọng nhất, giảm độ ẩm từ 95-98% xuống 70-80% để vận chuyển được.

Ba thiết bị chính:

1. Máy ép bùn khung bản:

  • Cấu tạo: nhiều khung kim loại chữ nhật (1×1m hoặc 1.5×1.5m) xếp chồng, giữa các khung có vải lọc. Bơm bùn vào, ép thủy lực 10-15 bar trong 1-2 giờ. Nước ép qua vải, bùn bánh giữ lại. Mở khung, gỡ bùn bánh dày 20-40mm, độ ẩm 70-75%.
  • Ưu điểm: độ khô cao, diện tích nhỏ. Nhược điểm: gián đoạn (ép xong mới nạp mẻ mới), thâm lao động (gỡ bánh bùn thủ công).

2. Máy ép băng tải

Băng lọc chạy liên tục, bùn rải đều lên băng, đi qua nhiều con lăn ép tăng dần áp lực từ 1 → 5 → 10 bar. Nước ép ra dần, bùn bánh cuối băng gạt tự động vào thùng. Liên tục, ít lao động, độ ẩm 75-80%.

3. Máy ly tâm

  • Bùn quay trong trống với tốc độ 2000-4000 vòng/phút, lực ly tâm 2000-3000 G ép nước qua lỗ trống, bùn đặc văng ra cửa. Liên tục, tự động hoàn toàn, nhỏ gọn. Nhưng tiêu thụ điện cao (0.05-0.1 kWh/m³ bùn), ồn (80-90 dB), độ khô thấp hơn 78-82%.
  • Trước khi ép, thêm polymer (PAM cation) liều 2-5 kg/tấn bùn khô để điều hòa bùn, tăng hiệu quả tách nước 30-50%.

Quá trình xử lý nước thải ngành giấy

4.3. Thải bỏ và tái sử dụng

Bùn sau ép (độ ẩm 70-80%) cần xử lý cuối cùng.

Chôn lấp an toàn: Bùn công nghiệp thuộc chất thải rắn thông thường (không nguy hại) theo QCVN 07:2009/BTNMT. Được phép chôn lấp tại bãi chất thải rắn sinh hoạt nếu đạt tiêu chuẩn (kim loại nặng, chất độc dưới ngưỡng). Bùn trải lớp mỏng 20-30cm, đầm nén, phủ đất, lặp lại. Ưu điểm: đơn giản, chi phí thấp (300000-800000 đ/tấn). Nhược điểm: mất đất, nguy cơ rò rỉ ô nhiễm nước ngầm.

Tái sử dụng:

  • Làm vật liệu san lấp: Bùn khô trộn với đất, cát làm vật liệu đắp nền đường, bãi đỗ xe, sân vườn. Tiết kiệm đất san lấp.
  • Cải tạo đất: Bùn hữu cơ có thể ủ compost với rơm rạ, mùn cưa, rác thải vườn. Sau 2-3 tháng ủ hiếu khí, bùn phân hủy thành phân hữu cơ, bón cải tạo đất trồng trọt, cây xanh.
  • Đốt sinh khối: Bùn giấy có nhiệt trị 2000-3500 kcal/kg (độ ẩm 70%). Có thể đốt trong lò đốt chất thải hoặc lò hơi công nghiệp để thu hồi nhiệt. Tro đốt (5-10% khối lượng) dùng làm phụ gia xi măng hoặc gạch không nung.

Cát từ bể lắng cát: Cát rửa sạch, phơi khô trên sân phơi có đệm sỏi thoát nước. Cát khô dùng trãi đường nội bộ nhà máy, san lấp hố trũng, hoặc chôn lấp nếu nhiễm bẩn không tái dùng được.

Quá trình xử lý nước thải ngành giấy

V. Tái sử dụng nước thải đã qua xử lý trong sản xuất giấy

Tái sử dụng nước là xu hướng tất yếu trong bối cảnh khan hiếm nước ngọt và chi phí xử lý tăng cao. Ngành giấy tiêu thụ nước rất lớn (15-50 m³/tấn giấy), tái sử dụng giúp giảm 30-60% lượng nước cấp.

5.1. Lợi ích tái sử dụng nước

Tiết kiệm nước sạch: Giảm lượng nước cấp đầu vào từ sông, giếng khoan. Với nhà máy 100 tấn giấy/ngày tiêu thụ 2000 m³ nước/ngày, tái sử dụng 50% tiết kiệm 1000 m³/ngày = 30000 m³/tháng. Giảm áp lực lên nguồn nước, bảo vệ tài nguyên.

Giảm chi phí:

  • Chi phí nước cấp: giảm 30-50% (tiền nước, điện bơm, xử lý nước cấp)
  • Chi phí xả thải: giảm 30-50% (phí xả thải môi trường, điện xử lý)
  • Chi phí hóa chất: giảm 10-20% (ít hóa chất xử lý hơn khi lưu lượng giảm)

Tái sử dụng nước thải đã qua xử lý trong sản xuất giấy

Giảm khối lượng xả thải: Xả ra môi trường giảm 30-60%, giảm tác động sinh thái, dễ đạt quy chuẩn xả thải. Hệ số tuần hoàn tăng từ 0% (không tuần hoàn) lên 50-70%.

5.2. Công nghệ xử lý nâng cao

Nước tái sử dụng yêu cầu chất lượng cao hơn nước xả thải. Cần các công nghệ bổ sung sau xử lý sinh học.

Lọc cát thạch anh: Bể chứa cát thạch anh (SiO₂ 99%) kích thước 0.5-1.2mm, chiều cao lớp 1.0-1.5m. Nước chảy từ trên xuống (hoặc từ dưới lên), tốc độ 5-10 m/h. Cát giữ lại SS < 5 mg/L, độ đục < 5 NTU. Rửa ngược 1-2 lần/ngày bằng khí + nước.

Lọc than hoạt tính: Bể chứa than hoạt tính hạt (coconut shell hoặc coal-based) kích thước 1-3mm, chiều cao 1.5-2.0m. Nước chảy từ trên xuống, tốc độ 3-5 m/h. Than hoạt tính hấp phụ màu, COD khó phân hủy, mùi vị.

Hiệu quả:

  • Màu: giảm 80-95%
  • COD: giảm 30-50%
  • Mùi, vị: loại bỏ hoàn toàn

Than hoạt tính bão hòa sau 6-12 tháng, rửa tái sinh bằng hơi nóng 200-300°C hoặc thay mới.

Lọc màng UF (Ultrafiltration), màng UF lỗ 0.01-0.1 micromet, cấu hình ống rỗng hoặc màng phẳng. Nước bơm qua màng dưới áp lực 1-3 bar. Màng giữ lại:

  • Vi khuẩn, virus (kích thước 0.1-10 micromet)
  • Keo hữu cơ (protein, polysaccharide)
  • TSS còn sót

Nước lọc qua trong suốt, TSS < 1 mg/L, độ đục < 0.5 NTU, vi khuẩn = 0. Màng UF rửa ngược bằng nước lọc 15-30 phút/lần, rửa hóa chất (NaOH + NaClO) 1 lần/tuần. Tuổi thọ màng 5-7 năm.

Lọc màng RO (Reverse Osmosis), màng RO lỗ 0.0001 micromet, chỉ cho phân tử nước (H₂O) đi qua, giữ lại mọi chất hòa tan (muối, ion, phân tử hữu cơ). Áp lực vận hành 8-15 bar. Nước RO có:

  • TDS < 50 mg/L (nước cấp thường 200-500 mg/L)
  • Độ dẫn điện < 100 μS/cm
  • Gần như nước cất

Khử trùng UV: Sau lọc, nước qua hệ thống UV liều 40 mJ/cm² để diệt khuẩn hoàn toàn, đảm bảo an toàn vi sinh khi tái sử dụng.

Tái sử dụng nước thải đã qua xử lý trong sản xuất giấy

5.3. Ứng dụng nước tái sử dụng

Tùy mức độ xử lý, nước có thể tái dùng ở các mục đích khác nhau.

Ứng dụng không yêu cầu chất lượng cao, nước sau xử lý sinh học + lắng 2 + khử trùng (BOD < 30 mg/L, TSS < 30 mg/L, Coliform < 3000):

  • Rửa sàn xưởng: lượng lớn, không tiếp xúc sản phẩm
  • Tưới cây xanh: trong khu nhà máy, dọc đường nội bộ
  • Rửa thiết bị phụ: băng tải, sàng lọc, xe chở nguyên liệu [Chưa xác minh yêu cầu chất lượng cụ thể cho từng thiết bị]
  • Làm mát gián tiếp: bổ sung nước tháp giải nhiệt (không tiếp xúc thiết bị chính)

Nước sau lọc cát + than hoạt tính + UV (BOD < 10 mg/L, TSS < 10 mg/L, màu nhạt):

  • Nước rửa bột: rửa bột giấy sau nấu, loại bỏ dịch đen còn sót
  • Nước pha loãng: pha loãng bột giấy trước đưa vào máy xeo
  • Nước làm mát trực tiếp: trong hệ thống làm mát máy móc

Nước sau UF hoặc RO (TSS < 1 mg/L, TDS < 100 mg/L, không màu, vô trùng):

  • Quay lại công đoạn xeo giấy: làm nước tuần hoàn chính trong máy xeo (white water recycle)
  • Pha hóa chất: pha loãng hóa chất công nghệ yêu cầu nước sạch
  • Nước rửa cuối: rửa giấy thành phẩm trước sấy khô

Xử lý nâng cao (UF/RO) làm tăng chi phí xử lý đáng kể:

  • Xử lý sinh học: 3000-5000 đ/m³
  • Lọc cát, than: +1000-2000 đ/m³
  • UF: +3000-5000 đ/m³
  • RO: +8000-15000 đ/m³

Tổng chi phí tái sử dụng chất lượng cao: 15000-27000 đ/m³. So với giá nước cấp công nghiệp 8000-12000 đ/m³, tái sử dụng RO chưa có lợi về kinh tế. Chỉ áp dụng khi:

  • Thiếu nguồn nước cấp
  • Phí xả thải rất cao
  • Yêu cầu môi trường nghiêm ngặt
  • Cam kết phát triển bền vững của doanh nghiệp

Tái sử dụng nước thải đã qua xử lý trong sản xuất giấy

VI. Quy chuẩn kỹ thuật xả thải

QCVN 12-MT:2015/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp giấy và bột giấy là văn bản pháp lý bắt buộc áp dụng cho tất cả cơ sở sản xuất giấy tại Việt Nam. Quy chuẩn quy định giá trị giới hạn tối đa các thông số ô nhiễm trong nước thải trước khi xả ra nguồn tiếp nhận (sông, hồ, biển, hệ thống thoát nước đô thị).

Quy chuẩn chia thành hai cột A và B:

  • Cột A: áp dụng khi xả vào nguồn nước nhạy cảm (khu bảo tồn, nguồn cấp nước sinh hoạt, thủy sản nuôi trồng). Tiêu chuẩn nghiêm ngặt hơn.
  • Cột B: áp dụng khi xả vào nguồn nước thông thường (sông suối, ao hồ không mục đích đặc biệt). Tiêu chuẩn nới lỏng hơn cột A.

Quy chuẩn kỹ thuật xả thải - QCVN 12-MT:2015/BTNMT

Các thông số chính:

Thông số

Đơn vị

Cột A

Cột B

pH

-

6-9

6-9

BOD₅ (20°C)

mg/L

30

50

COD

mg/L

80

150

Chất rắn lơ lửng (TSS)

mg/L

50

100

Tổng nitơ

mg/L

15

30

Tổng phospho

mg/L

4

6

Coliform

MPN/100mL

3000

5000

AOX (Halogen hữu cơ hấp phụ)

mg Cl/L

2.5

5.0

Tần suất giám sát:

  • Tự giám sát: Doanh nghiệp phải lấy mẫu phân tích nước thải tối thiểu 3 tháng/lần (4 lần/năm).
  • Quan trắc tự động: Khuyến khích lắp thiết bị quan trắc online đo liên tục pH, lưu lượng, COD, TSS, truyền dữ liệu về Sở TN&MT.
  • Thanh tra, kiểm tra: Cơ quan quản lý môi trường tiến hành kiểm tra đột xuất 1-2 lần/năm.

Để đạt quy chuẩn ổn định, hệ thống xử lý phải:

  • Vận hành liên tục 24/7, không được tắt tạm thời khi sản xuất
  • Bảo trì định kỳ thiết bị (máy bơm, máy thổi khí, cào bùn)
  • Giám sát thông số (pH, DO, MLSS, ORP) hàng ngày
  • Nhân viên vận hành được đào tạo, có chứng chỉ
  • Dự trữ hóa chất đủ dùng, không để gián đoạn
  • Ứng phó sự cố (s ự cố tràn, sự cố vi sinh chết, mất điện)

An toàn trong vận hành:

  • Khu vực hóa chất cách ly, có bảng MSDS, thiết bị rửa khẩn cấp
  • Bể xử lý có lan can, biển cảnh báo, phao cứu sinh
  • Khí sinh học (CH₄) từ bể kỵ khí dẫn ra xa, có van chống cháy nổ
  • Nhân viên bảo hộ lao động (găng tay, kính, ủng, khẩu trang)

VII. Kết luận

Tuân thủ QCVN 12-MT:2015/BTNMT không chỉ là yêu cầu pháp lý bắt buộc mà còn là trách nhiệm xã hội của doanh nghiệp. Giám sát chất lượng nước thải định kỳ, vận hành hệ thống ổn định 24/7, bảo trì thiết bị đúng kỹ thuật, đào tạo nhân viên chuyên nghiệp là những yếu tố then chốt đảm bảo nước thải đạt chuẩn xả ra môi trường.

Xử lý nước thải ngành công nghiệp giấy, chế biến bột giấy

Hướng tới giải pháp bền vững, ngành công nghiệp giấy cần chuyển dịch từ xử lý cuối ống sang phòng ngừa tại nguồn: thu hồi và tái sử dụng nước giảm 30-60% lượng nước cấp và xả thải, giảm thiểu phát sinh chất thải bằng cải tiến quy trình sản xuất, áp dụng công nghệ tiên tiến (màng MBR, lọc UF/RO, thu hồi kiềm), vận hành hệ thống hiệu quả với chi phí tối ưu.

Xử lý nước thải ngành công nghiệp giấy, chế biến bột giấy cần được xem là một phần của chiến lược vận hành dài hạn, gắn với đánh giá đặc thù sản xuất và mục tiêu tuân thủ. Để được tư vấn chi tiết theo nhu cầu thực tế, vui lòng liên hệ Hotline 091 897 6655 (Miền Nam) hoặc Hotline 093 345 5566 (Miền Bắc).

Đánh giá bài viết
0 (0 đánh giá)
5
0
4
0
3
0
2
0
1
0

VITEKO cam kết bảo mật số điện thoại của bạn

Gửi bình luận

TƯ VẤN LỌC NƯỚC CÔNG NGHIỆP

Xem tất cả

5 Yếu tố đầu tư hệ thống lọc nước công nghiệp thành công

Trong bối cảnh nhu cầu nước sạch cho sản xuất ngày càng tăng cao, việc đầu tư hệ thống lọc nước công nghiệp đã trở thành yêu cầu tất yếu đối với các doanh nghiệp thuộc ngành thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm và nước uống đóng chai.
03:14 17/12/2025 0 lượt Xem

Cặn bám tháp giải nhiệt: 3 Nguyên nhân & Giải pháp

Cặn bám tháp giải nhiệt: 3 Nguyên nhân & Giải pháp là vấn đề phổ biến gây giảm 30-40% hiệu suất làm mát, tăng 20-25% tiêu thụ điện năng và có thể dẫn đến nguy cơ vi khuẩn Legionella gây bệnh. Lớp cặn chủ yếu từ canxi cacbonat (CaCO₃), magiê hydroxide (Mg(OH)₂), bụi bẩn và vi sinh vật tích tụ do nước cứng, bay hơi cô đặc và thiếu bảo trì. Bài viết này phân tích chi tiết 3 nguyên nhân cốt lõi và các giải pháp xử lý triệt để từ hóa chất chuyên dụng, vệ sinh định kỳ đến công nghệ từ trường và siêu âm.
04:27 16/12/2025 5 lượt Xem

Nước làm mát tháp giải nhiệt: Chống cặn & Ăn mòn

Nước làm mát tháp giải nhiệt: Chống cặn & Ăn mòn là giải pháp thiết yếu cho hệ thống làm mát công nghiệp, nơi nước tuần hoàn liên tục đối mặt với hai vấn đề nghiêm trọng nhất, cáu cặn khoáng chất (canxi cacbonat, canxi silicat) làm giảm hiệu suất trao đổi nhiệt và ăn mòn kim loại (do pH thấp, vi khuẩn SRB) gây thủng đường ống.
04:09 16/12/2025 5 lượt Xem

Quy trình xử lý nước bể bơi (Hồ bơi) chi tiết từ A-Z

Quy trình xử lý nước bể bơi (hồ bơi) chi tiết từ A-Z là chuỗi các bước kỹ thuật bắt buộc nhằm đảm bảo nước luôn sạch, trong, an toàn cho người sử dụng và kéo dài tuổi thọ thiết bị. Việc thực hiện đúng quy trình giúp ngăn ngừa vi khuẩn, rêu tảo phát triển, đồng thời tối ưu hóa hiệu quả xử lý và tiết kiệm chi phí vận hành.
11:39 13/12/2025 36 lượt Xem

Quy trình xử lý nước bể bơi (Hồ bơi) chi tiết từ A-Z

Quy trình xử lý nước bể bơi (hồ bơi) chi tiết từ A-Z là chuỗi các bước kỹ thuật bắt buộc nhằm đảm bảo nước luôn sạch, trong, an toàn cho người sử dụng và kéo dài tuổi thọ thiết bị. Việc thực hiện đúng quy trình giúp ngăn ngừa vi khuẩn, rêu tảo phát triển, đồng thời tối ưu hóa hiệu quả xử lý và tiết kiệm chi phí vận hành.
11:39 13/12/2025 0 lượt Xem

Thông tin chi tiết về hóa chất khử Oxy cho nước nồi hơi

Thông tin chi tiết về hóa chất khử Oxy cho nước nồi hơi là kiến thức cần thiết cho các kỹ sư vận hành hệ thống nhiệt. Oxy hòa tan (O₂) trong nước cấp gây ăn mòn điện hóa nghiêm trọng, dẫn đến thủng đường ống, hư hỏng bề mặt trao đổi nhiệt và giảm tuổi thọ thiết bị. Các hóa chất khử oxy như Natri Sunfit, Hydrazine, DEHA, Carbohydrazide được châm vào sau bộ khử khí cơ học (Deaerator) để loại bỏ lượng O₂ còn sót lại, bảo vệ toàn bộ hệ thống nồi hơi khỏi ăn mòn rỗ cục bộ.
10:51 12/12/2025 22 lượt Xem