Các biện pháp xử lý nước thải giấy

Công nghệ sản xuất giấy bao gồm hai quá trình cơ bản: sản xuất bột giấy từ nguyên liệu thô và sản xuất giấy từ bột giấy (xéo giấy). Dù ở công đoạn nào cũng thải ra lượng lớn nước thải cần xử lý. Người ta có thể sử dụng các biện pháp hóa học, sinh học, vật lý… để loại bỏ chất ô nhiễm trong nước thải này trước khi đưa ra môi trường.

Giới thiệu nguyên phụ liệu sản xuất giấy

Nguyên liệu chủ yếu để sản xuất bột giấy là xơ sợi thực vật, chủ yếu từ gỗ, các cây ngoài gỗ như đay, gai, tre nứa và các phụ phẩm nông nghiệp như rơm, bã mía hoặc các loại sợi tái sinh. Để sản xuất 1 tấn bột giấy trung bình cần từ 1.5 – 3 tấn nguyên liệu khô tuyệt đối hay từ 3 – 6 tấn nguyên liệu có độ ẩm 50%.

Trong nguyên liệu sản xuất giấy có chứa lignin, hemixenlulo và các tạp chất khác là những chất khiến quá trình sản xuất không thuận lợi.

Lignin là chất có độ trùng hợp cao, ở dạng vô định hình, thành phần chủ yếu là các đơn vị phenylpropan nối kết với nhau thành khối không gian ba chiều.Lignin dễ bị oxy hoá, hoà tan trong kiềm, trong dung dịch sulfite hay muối Ca(HSO₃)₂ khi đun nóng.

Hemixenlulo là chất tổng hợp carbohydrat với cấu trúc thành phần của nó chỉ có gluco (nhóm đường hexo và nhóm đường pento). Hemixenlulo không tan trong nước nhưng tan trong dung môi hữu cơ và bị thuỷ phân trong dung dịch kiềm hay axit loãng khi đun sôi.

Các chất chiết bao gồm axit béo, nhựa axit, các hợp chất thơm và các loại alcol. Hầu hết các chất này đều hoà tan trong dung môi hữu cơ.

Ngoài nguyên liệu xơ sợi, công ngiệp giấy còn sử dụng một lượng lớn các hoá chất ở các công đoạn nấu, tẩy, xeo giấy như đá vôi, xút, cao lanh, nhựa thông, các chất kết dính tự nhiên và tổng hợp, các chất oxy hoá để khử ligin như clo, hypoclorit, peroxit…

Các biện pháp xử lý nước thải giấy

Bởi thành phần sử dụng rất đa dạng như nêu bên trên, Nước thải giấy chứa một lượng lớn các chất lơ lửng và xơ sợi, các tạp chất hữu cơ hoà tan ở dạng khó và dễ phân huỷ sinh học, các chất tẩy và hợp chất hữu cư của chúng nên quá trình xử lý nước thải giấy đòi hỏi qua nhiều công đoạn xử lý. Các phương pháp xử lý loại bỏ các chất ô nhiễm nước của ngành giấy bao gồm: lắng, đông keo tụ hoá học và phương pháp sinh học.

Phương pháp lắng dùng trong quá trình xử lý nước thải giấy nhằm thu hồi tác các chất rắn dạng bột hay xơ sợi, trước hết đối cới dòng thải từ công đoạn nghiền và xeo giấy. Với mục đích thu hồi lại xơ sợi, bột giấy thì thường dùng thiết bị lắng hình phễu.

Phương pháp đông keo tụ hoá học dùng để xử lý các hạt rắn ở dạng lơ lửng, một phần chất hữu cư hoà tan, hợp chất photpho, một số chất độc và khử màu. Phương pháp đông keo tụ có thể xử lý trước hoặc sau xử lý sinh học. Các hóa chất keo tụ thông thường là PAC, phèn nhôm, phèn sắt… Các chất polymer dùng để trợ keo và tăng tốc độ quá trình lắng. Đối với mỗi loại phèn cần điều chỉnh pH của nước thải ở giá trị thích hợp, chẳng hạn như phèn nhôm pH từ 5 – 7, phèn sắt pH từ 5 -11 và dùng vôi thì pH >11.

Phương pháp sinh học dùng để xử lý các hợp chất hữu cơ dạng tan. Nước thải của công nghiệp giấy và bột giấy có tải lượng ô nhiễm chất hữu cơ cao, đặc biệt có chứa hàm lượng các chất lignin cao ở dòng thải của xí nghiệp. Các hợp chất của lignin là những chất không có khả năng phân huỷ hiếu khí và phân huỷ yếm khí rất chậm. Do đó trước khi đưa nước thải vào xử lý sinh học thì dịch đen của quá trình sản xuất bột giấy cần được xử lý cục bộ để tách lignin.

Xử lý nước thải giấy bằng phương pháp hiếu khí thường gặp hiện tượng tạo bùn dạng sợi rất khó lắng. Nguyên nhân chủ yếu là do nước thải ngành này có hàm lượng các hợp chất carbonhydrat cao, các hợp chất này là những chất dễ phân huỷ sinh học, mặt khác nước thải có hàm lượng sulfit cao, kìm hãm sự phát triển của vi sinh vật. Ngoài ra còn do trong nước thải thiếu chất dinh dưỡng nitơ và phốt pho.

Xử lý nước thải giấy có thể thực hiện xử lý cục bộ từng dòng, sau đó xử lý tập trung với các dòng khác trong nội bộ cơ sở hay xử lý tập trung.