Đặt vấn đề Công nghiệp giấy là ngành công nghiệp có vị trí quan trọng trong nền kinh tế quốc dân của Việt Nam và có tốc độ tăng trưởng khá cao trong những năm vừa qua. Sản phẩm của ngành chiếm ưu thế rất lớn trong thị trường tiêu thụ. Mặc dù hiện nay các phương tiện thông tin và liên lạc phát triển mạnh như Internet, máy tính, điện thoại… nhưng giấy vẫn luôn là sản phẩm cần thiết và không thể thiếu đối với ngành giáo dục, báo chí, in ấn, hội họa… và cả trong nhu cầu tiêu dùng hàng ngày khác của con người như khan giấy, giấy vệ sinh… Đặc biệt ngày nay, giấy còn được khuyến khích trong việc sử dụng làm bao bì, giấy gói,… để thay thế túi nilon ở một số quốc gia trên thế giới. Tuy nhiên, ngành công nghiệp sản xuất bột giấy và giấy cũng là một trong những ngành công nghiệp có mức độ ô nhiễm trầm trọng nhất và dễ gây tác động đến con người và môi trường xung quanh do độc tính nước thải.
Độc tính của các dòng nước thải từ các nhà máy sản xuất bột giấy và giấy là do sự hiện diện một hỗn hợp phức tạp các dịch chiết trong thân cây như nhựa cây, các axit béo, lignin và một số sản phẩm phân hủy của lignin đã bị clo hóa có độc tính sinh thái cao, có nguy cơ gây ung thư và rất khó phân hủy trong môi trường. Nồng độ của một số chất từ dịch chiết có khả năng gây ức chế đối với cá. Khi xả trực tiếp nguồn nước thải này qua kênh rạch sẽ hình thành từng mảng giấy nổi lên trên mặt nước, làm cho nước có độ màu cao và hàm lượng DO trong nước hầu như bằng không. Điều này không những ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường sống của sinh vật nước, đến đời sống thủy sinh mà còn gián tiếp ảnh hưởng đến sức khỏe của người dân trong khu vực.
Ngoài ra, nước thải ngành công nghiệp sản xuất bột giấy và giấy thường có pH trung bình khoảng 9 – 11, có các chỉ số BOD, COD cao (có thể lên đến 700 mg/l đối với Thai Nguyen University – TNU 2 BOD và 2500 mg/l đối với COD). Đặc biệt, ngoài lignin, nước thải còn có cả kim loại nặng, phẩm màu, xút, chất rắn lơ lửng… Tất cả các chất này đều độc hại đối với sức khỏe con người, sinh vật và môi trường. Vì vậy, một bài toán khó đặt ra cho ngành giấy là phải xử lý tốt các chất thải phát sinh trong quá trình sản xuất, mà đặc biệt quan trọng là nước thải, nhằm giảm ô nhiễm, bảo vệ môi trường và tiết kiệm tài nguyên. Ngành công nghiệp sản xuất bột giấy và giấy là một trong những ngành tiêu hao lượng tài nguyên nước rất lớn và do đó lượng nước thải ra cũng rất đáng kể.
Bên cạnh đó, chất lượng nước thải của ngành này cũng là một vấn đề hết sức cấp bách do mức độ ô nhiễm cao. Việc xử lý nước thải ngành giấy đang là mối quan tâm của tất cả các doanh nghiệp sản xuất giấy trên thế giới nói chung và tại Việt Nam nói riêng. Hiện nay, nước ta có gần 500 doanh nghiệp sản xuất giấy, nhưng chỉ có khoảng 10% doanh nghiệp xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn môi trường cho phép, còn hầu hết các nhà máy giấy đều chưa xây dựng hệ thống xử lý nước thải hoặc đã xây dựng nhưng vẫn xử lý không đạt tiêu chuẩn thải ra. Nguyên nhân là do công nghệ sản xuất giấy ở nước ta còn rất lạc hậu và hạn chế so với trình độ tiên tiến của các nước trên thế giới.
Để sản xuất ra một tấn giấy thành phẩm các nhà máy ở Việt Nam phải sử dụng khoảng 100 – 350 m3 nước, trong khi các nhà máy sản xuất giấy hiện đại trên thế giới chỉ sử dụng 7 – 15 m3 nước/tấn giấy. Với những vấn đề như trên thì việc xử lý nguồn nước thải từ các nhà máy giấy là cực kỳ quan trọng thu hút được đông đảo sự quan tâm của giới khoa học, giới kinh doanh cũng như của người dân. Xuất phát từ nguyện vọng của bản thân và sự nhất trí của khoa Môi Trường, đại học Nông Lâm Thái Nguyên, em tiến hành nghiên cứu đề tài: “Đánh giá diễn biến chất lượng nước thải bột giấy của công ty cổ phần giấy An Hòa, tỉnh Tuyên Quang trong quý IV năm 2017” dưới sự hướng dẫn của thầy giáo T.S Trần Hải Đăng – giảng viên trường Đại Học Nông Lâm. Từ đó Thai Nguyen University – TNU 3 hy vọng đề ra biện pháp giải quyết, kêu gọi mọi người chung tay bảo vệ nguồn tài nguyên quý giá này, cũng chính là bảo vệ chúng ta.
Mục đích đề tài 1. Mục tiêu chung Đánh giá diễn biến chất lượng nước thải bột giấy của công ty cổ phần giấy An Hòa từ đó xác định mức độ ô nhiễm và biện pháp xử lý nước thải để đề xuất một số thay đổi trong trong quản lý cũng như trong xử lý nhằm giảm thiểu ô nhiễm đối với môi trường nước. Mục tiêu cụ thể - Nghiên cứu đặc điểm công nghệ xử lý nước thải bột giấy của nhà máy giấy An Hòa. - Đánh giá diễn biến chất lượng nước thải của nhà máy giấy An Hòa quý IV năm 2017.
- Đề xuất biện pháp nâng cao hiệu quả xử lý nước thải. Ý nghĩa trong khoa học: - Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học: Giúp bản thân em cơ hội tiếp cận với cách thức thực hiện một đề tài nghiên cứu khoa học, giúp em vận dụng kiến thức đã học vào thực tế và rèn luyện về kỹ năng tổng hợp phân tích số liệu, tiếp thu và học hỏi những kinh nghiệm từ thực tế. Ý nghĩa trong thực tiễn: - Tăng cường trách nhiệm của ban lãnh đạo nhà máy trước hoạt động sản xuất đến môi trường. Từ đó có hoạt động tích cực trong việc xử lý nước thải.
- Cảnh báo nguy cơ tiềm tàng về ô nhiễm suy thoái môi trường nước do nước thải gây ra, ngăn ngừa và giảm thiểu ảnh hưởng của nước thải đến môi trường, bảo vệ sức khỏe của dân khu vực quanh nhà máy. Thai Nguyen University – TNU 4 CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Cơ sở khoa học đề tài 2. Khái niệm Khái niệm ô nhiễm nước: “Ô nhiễm nước là sự thay đổi của thành phần và tính chất của nước ảnh hưởng đến hoạt dộng sống bình thường của con người và sinh vật.
Khi sự thay đổi thành phần và tính chất của nước vượt quá ngưỡng cho phép thì sự ô nhiễm nước đã ở mức nguy hiểm và gây ra một số bệnh ở người”.[5] Hiện tượng nước bị ô nhiễm : + Màu sắc: Nước sạch trong suốt và không màu. Nếu bề dày của nước lớn ta có cảm giác nước màu xanh nhẹ, đó là do sự hấp thụ chọn lọc các bước sóng nhất định của ánh sáng Mặt trời. Nước có màu xanh đậm, hoặc có váng trắng chứng tỏ trong nước có nhiều chất phú dưỡng hoặc các thực vật nổi phát triển quá mức và sản phẩm phân hủy thực vật đã chết. Sự phân hủy các chất hữu cơ làm xuất hiện axit humic và fulvic (mùn) hòa tan làm nước có màu vàng.
Nước thải các khu công nghiệp có nhiều màu sắc khác nhau. Khi nước bị ô nhiễm có màu sẽ cản trở sự truyền ánh sáng Mặt Trời vào nước. + Mùi vị: Nước sạch không có mùi, vị. Nước có mùi vị khó chịu là nước bị ô nhiễm.
Nguyên nhân là do sản phẩm phân hủy các chất hữu cơ hoặc do nguồn nước thải có những chất khác nhau. Ví dụ: mùi trứng thối H2S, mùi cá ươn của amin CH3NH3,… + Độ đục: Nước sạch thường không chứa các chất rắn lơ lửng nên trong suốt và không màu. Độ đục do các chất lơ lửng gây ra, những hạt keo, những thể phân Thai Nguyen University – TNU 5 tán thô. Những hạt vật chất gây đục thường hấp phụ những kim loại nặng, cùng với vi sinh vật gây bệnh.
+ Nhiệt độ: Nhiệt độ nước thải công nghiệp đặc biệt là nước thải của nhà máy nhiệt điện, nhà máy hạt nhân, thường cao hơn từ 10oC – 25oC so với nước thường[12]. Nước nóng có thể gây ô nhiễm hoặc có lợi tùy theo mùa và vị trí địa lí. Vùng có khí hậu ôn đới nước nóng có tác dụng xúc tiến sự phát triển của vi sinh vật và các quá trình phân hủy. Nhưng ở những vùng nhiệt đới nước nóng sẽ làm thay đổi quá trình sinh, hóa, lí học bình thường của hệ sinh thái, giảm lượng oxy tan vào nước.
+ Chất rắn trong nước: Gồm hai loại là chất rắn lơ lửng và chất rắn hòa tan. Tổng hai loại chất rắn trên gọi là tổng chất rắn trong nước. Chất rắn lơ lửng là phần chất rắn không bị hòa tan làm cho nước đục, thay đổi màu sắc và các tính chất. Chất rắn hòa tan mắt thường không nhìn thấy được thường làm cho nước có mùi, vị khó chịu, đôi khi cũng làm cho nước có màu.
Đó là chất khoáng vô cơ, hữu cơ như muối clorua, cacbonat, nitrat, photphat,… Nguồn nước có hàm lượng chất rắn cao không dùng được trong công nghiệp và sinh hoạt. + Độ cứng Trong các cation, ion canxi thường có nồng độ cao nhất và có ảnh hưởng lớn nhất đối với hóa học môi trường nước. Các khoáng chất tạo thành các nguồn ion canxi chủ yếu trong nước là thạch cao CaSO4.2H2O, CaSO4, đolomit: CaMg(CO3)2, aragonit. Canxi xuất hiện trong nước là do sự cân bằng giữa canxi và các hợp chất magie cacbonat cùng với CO2 tan trong nước, làm tăng độ cứng của nước.
+ Nồng độ oxy hòa tan trong nước (DO): Oxy tự do trong nước cần thiết cho sự hô hấp của các vi sinh vật nước thường được tạo ra do sự hòa tan oxy từ khí quyển hoặc do quang hợp của tảo. Thai Nguyen University – TNU 6 Nồng độ oxy tự do tan trong nước khoảng 8 – 10 mg/l và dao động mạnh phụ thuộc vào nhiệt độ, sự phân hủy hóa chất, sự quang hợp của tảo. Do vậy DO là một chỉ số quan trọng để đánh giá ô nhiễm của thủy vực, nhất là nhiễm hữu cơ. + Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD): Nhu cầu oxy sinh hóa là chỉ tiêu thông dụng nhất để xác định mức độ ô nhiễm của chất thải trong nước thải của công nghiệp.
BOD được định nghĩa là lượng oxy vi sinh vật đã sử dụng trong quá trình oxy hóa các chất hữu cơ.