Các nguồn phát sinh và đặc trưng nước thải sản xuất giấy

Công nghệ sản xuất giấy là một trong những công nghệ sử dụng nhiều nước. Tuỳ theo từng công nghệ và sản phẩm, lượng nước cần thiết để sản xuất 1tấn giấy dao động từ 200 – 500m3. Nước được dùng cho các công đoạn rửa nguyên liệu, nấu, tẩy, xeo giấy và sản xuất hơi nước. Trong các nhà máy giấy, hầu như tất cả lượng nước đưa vào sử dụng sẽ là lượng nước thải và mang theo tạp chất, hoá 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 hoá chất.

Nước được sử dụng ở hầu hết các công đoạn sản xuất giấy
Nước được sử dụng ở hầu hết các công đoạn sản xuất giấy

Các dòng thải chính của các nhà máy sản xuất giấy bao gồm:

  • Dòng thải rửa nguyên liệu bao gồm chất hữu cơ hoà 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 hoà tan, các hoá chất nấu và một phần xơ sợi. Dòng thải có màu tối nên thường 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 hoà tan vào dịch kiềm (30 – 35% khối lượng chất khô), ngoài ra là những sản phẩm phân huỷ hydratcacbon, axit hữu cơ. Thành phần vô cơ bao gồm những hoá chất nấu, một phần nhỏ là NaOH, Na2S tự do, Na2SO4, Na2CO3 còn phần nhiều là kiềm natrisunfat liên kết với các chấy hữu cơ trong kiềm.

Ở những nhà máy lớn, dòng thải này được xử lý để thu hồi tái sinh sử dụng lại kiềm bằng phương pháp cô đặc – đốt cháy các chất hữu cơ – xút hoá. Đối với những nhà máy nhỏ thường không có hệ thống thu hồi dịch đen, dòng thải này được thải thẳng cùng các dòng thải khác của nhà máy gây tác động xấu tới môi trường.

Cụ thể tính chất nước thải của các công đoạn sản xuất

Nước thải công đoạn tẩy

Dòng thải từ công đoạn tẩy của các nhà máy sản xuất bột giấy bằng phương pháp hoá học và bán hoá chứa các hợp chất hữu cơ, lignin hoà tan và hợp chất tạo thành của những chất đó với chất tẩy ở dạng độc hại, có khả năng tích tụ sinh học trong cơ thể sống như các hợp chất clo hữu cơ, làm tăng AOX trong nước thải. Dòng thải này có đồ màu, giá trị BOD5 và COD cao. Đặc trưng của dòng thải từ công đoạn tẩy bằng các hợp chất chứa clo.

Dòng thải công đoạn nghiền bột

Dòng thải còn chứa hỗn hợp các chất clo hữu cơ đặc trưng qua tải lượng AOX từ 4 – 10kg/1 tấn bột. Đây là dòng thải có chứa các chất có tính độc và khó phân huỷ sinh học. Nhưng nếu cũng tẩy bột giấy theo phương pháp sulfat từ gỗ cứng bằng oxy thì tải lượng COD giảm còn 35kg/1 tấn bột và AOX là 0.7kg/1 tấn bột.

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

Trong các dòng thải thì nước thải từ công nghệ sản xuất bột giấy gây ra nhiều vấn đề ô nhiễm đáng quan tâm. Trong công nghiệp giấy trên thế giới có những xí nghiệp hoạt động dưới dạng liên hợp sản xuất cả bột giấy và giấy, nhưng cũng có nhiều cơ sở chỉ sản xuất bột giấy và cơ sở khác sản xuất giấy.

Nước thải công đoạn xeo giấy

Nếu sản xuất bột giấy từ gỗ bằng phương pháp hoá học thì trên dưới 50% các tạp chất của gỗ được tách ra khỏi thành phần xenlulo. Trong thành phần tạp chất thì lignin chiếm xấp xỉ 50%. Lignin là chất bị phân huỷ rất chậm dưới tác dụng của vi sinh vật, do đó nước thải loại này rất khó xử lý bằng phương pháp sinh học.

Dòng thải từ công nghệ xeo giấy chứa chủ yếu bột giấy và các chất phụ gia. Nước này được tách ra từ các bộ phận của máy xeo giấy như khử nước, ép giấy. Phần lớn dòng thải này được tuần hoàn sử dụng trực tiếp cho giai đoạn tạo hình giấy hay cho công đoạn chuẩn bị nguyên liệu vào máy xeo hoặc có thể gián tiếp sau khi nước thải được qua bể lắng để thu hồi giấy và xơ xợi. Nước tuần hoàn nhiều lần thì hàm lượng các chất ô nhiễm trong nước càng tăng chẳng hạn như hàm lượng canxi, sulfat, clorit cao. Đây là vấn đề lớn khi thải loại nước này.

Các dòng thải khác

Dòng thải từ các khâu rửa thiết bị, rửa sàn, dòng chảy tràn có hàm lượng các chất lơ lửng và các hoá chất rơi vãi. Dòng thải này không liên tục.

Nước thải từ khâu vệ sinh nhà xưởng, máy móc
Nước thải từ khâu vệ sinh nhà xưởng, máy móc

Nước ngưng của quá trình cô đặc trong hệ thống xử lý thu hồi hoá chất từ dịch đen. Mức độ ô nhiễm của nước ngưng phụ thuộc vào loại gỗ, công nghệ, sản xuất.