I. Tổng Quan Hiệu Quả Xử Lý Nước Thải ĐHQG Hà Nội
Ngành công nghiệp giấy, dù đóng góp vào sự phát triển kinh tế, lại tạo ra lượng lớn nước thải gây ô nhiễm môi trường. Ô nhiễm này đặc biệt nghiêm trọng ở các nước đang phát triển như Việt Nam. Các nhà máy sản xuất bột giấy và giấy tiêu thụ lượng lớn nước, hóa chất, nguyên liệu và năng lượng. Tại Việt Nam, sản xuất một tấn giấy cần 200-300 m3 nước sạch, so với 7-15 m3 ở các nước phát triển. Công nghệ sản xuất giấy của Việt Nam còn lạc hậu, các cơ sở sản xuất nhỏ lẻ, hạn chế về tài chính, gây khó khăn cho việc xử lý môi trường. Giải quyết bài toán xử lý nước thải bột giấy và giấy là vấn đề sống còn với nhiều nhà máy.
1.1. Đặc Điểm Nước Thải Ngành Giấy và Bột Giấy
Nước thải từ ngành giấy chứa nhiều chất ô nhiễm như xơ sợi xenlulozo, lignin, hóa chất tẩy trắng, và các chất phụ gia. Các nhà máy giấy thường xả thải trực tiếp ra môi trường, gây ô nhiễm nguồn nước và ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng. Theo tài liệu, để sản xuất 1 tấn giấy thải ra môi trường 50-150 kg xơ sợi. Việc xử lý hiệu quả nước thải ngành giấy là cấp thiết.
1.2. Tình Hình Ô Nhiễm Nước Do Ngành Giấy Tại Việt Nam
Hiện nay, nhiều nhà máy bột giấy và giấy ở Việt Nam đối mặt với nguy cơ đóng cửa do áp lực về vấn đề môi trường. Các doanh nghiệp vừa và nhỏ sản xuất 75% sản lượng giấy, gây lãng phí nguồn nước và tạo ra lượng lớn nước thải chưa qua xử lý. Cần có giải pháp xử lý nước thải hiệu quả và bền vững cho ngành giấy Việt Nam.
II. Thách Thức Xử Lý Nước Thải Giấy Tại ĐHQG Hà Nội
Công ty Giấy Bãi Bằng, thuộc Tổng Công ty Giấy Việt Nam, là đơn vị có công nghệ sản xuất hiện đại nhất ngành giấy Việt Nam, nhưng vẫn còn lạc hậu so với khu vực và thế giới. Lượng nước thải sinh ra trong quá trình sản xuất bột giấy xấp xỉ 55-60m3. Tính cả các công đoạn xeo giấy, sản xuất điện hơi, hóa chất tẩy thì lượng nước thải sinh ra khi sản xuất một tấn bột giấy thường dao động trong khoảng 100-120m3. Hệ thống xử lý nước thải hiện đại nhất của ngành giấy Việt Nam hiện nay theo công nghệ của Thụy Điển, với quy mô xử lý 30.000 m3 nước thải mỗi ngày.
2.1. Hiện Trạng Hệ Thống Xử Lý Nước Thải Tại Bãi Bằng
Năm 2003, Công ty Giấy Bãi Bằng mở rộng sản xuất, nâng công suất nhà máy giấy lên 110.000 tấn giấy/năm, đồng thời đầu tư công nghệ mới cho xử lý nước thải, giải quyết ô nhiễm một cách triệt để liên hoàn. Đây là hệ thống xử lý nước thải hiện đại nhất của ngành giấy Việt Nam hiện nay theo công nghệ của Thụy Điển, với quy mô xử lý 30.000 m3 nước thải mỗi ngày mà nhà máy thải ra đều được thu gom và xử lý qua hệ thống xử lý tập trung theo cả hai phương pháp hóa lý và sinh học.
2.2. Vấn Đề Hiệu Quả Xử Lý Nước Thải Hiện Tại
Mặc dù có hệ thống xử lý hiện đại, vấn đề xử lý nước thải tại Công ty Giấy Bãi Bằng vẫn chưa thực sự hiệu quả. Cần có nghiên cứu và giải pháp để nâng cao hiệu quả xử lý, đáp ứng các tiêu chuẩn môi trường ngày càng khắt khe. Việc chuyển đổi áp dụng các công nghệ hiện đại như vậy là hoàn toàn không khả thi với những nhà máy vừa và nhỏ phần lớn là thuộc địa phương hoặc công ty tư nhân chưa kể các làng nghề giấy truyền thống phân bố gần các khu vực dân cư nên bị ảnh hưởng rất lớn về vấn đề nước thải.
III. Phương Pháp Nghiên Cứu Nâng Cao Hiệu Quả Xử Lý
Quá trình sản xuất bột giấy biến đổi nguyên liệu gỗ hoặc phi gỗ thành xơ sợi, phá vỡ các liên kết trong cấu trúc của nguyên liệu. Thành phần chính là xenlulozo (40 – 45%), hemixenlulozo (20 – 30%), lignin (20 – 30%) và các chất trích ly (2 – 15%). Quá trình này có thể thực hiện bằng phương pháp cơ học, hóa học hoặc phối kết hợp. Chất lượng bột thu được phụ thuộc vào nguồn gốc, chủng loại nguyên liệu và công nghệ sản xuất. Trong sản xuất bột hóa, các dăm gỗ được nấu với những hóa chất thích hợp trong dung dịch ở nhiệt độ cao và áp suất cao.
3.1. Xử Lý Nước Thải Bằng Phương Pháp Sinh Học Hiếu Khí
Phương pháp sinh học hiếu khí sử dụng vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải. Các bể hiếu khí cần được điều chỉnh dinh dưỡng thích hợp cho vi khuẩn để đạt hiệu quả xử lý cao nhất. Nghiên cứu cần tập trung vào việc tối ưu hóa các yếu tố dinh dưỡng như nguồn carbon, nito, và khoáng chất.
3.2. Ảnh Hưởng Của Các Yếu Tố Vật Lý Và Hóa Học
Các yếu tố vật lý và hóa học như nhiệt độ, pH, độ oxy hòa tan ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật trong nước. Cần nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố này đến hiệu quả xử lý nước thải. Việc kiểm soát và điều chỉnh các yếu tố này có thể giúp tối ưu hóa quá trình xử lý sinh học.
IV. Ứng Dụng Kết Quả Nghiên Cứu Xử Lý Nước Thải Giấy
Trong công nghệ sản xuất bột giấy tái chế có khử mực thì thành phần nước thải chủ yếu là mực in, chất độn (trong giấy có khoảng 30% là chất độn như là: bột đá, tinh bột, keo AKD, chất trợ in…) và các kim loại nặng (có trong mực in như chì …). Chính vì vậy mà lượng bùn sinh ra trong quá trình sản xuất bột giấy khử mực là rất lớn. Hiện nay, hầu hết các nhà máy sản xuất giấy đều sử dụng công nghệ gia keo kiềm tính thay thế cho công nghệ gia keo trong môi trường axit trước đây.
4.1. Đánh Giá Khả Năng Xử Lý Của Hệ Thống Hiện Tại
Nghiên cứu cần đánh giá khả năng xử lý của hệ thống xử lý nước thải hiện tại của Công ty Giấy Bãi Bằng. Các chỉ tiêu cần đánh giá bao gồm COD, BOD, TSS, độ màu, và các kim loại nặng. Kết quả đánh giá sẽ giúp xác định các điểm yếu của hệ thống và đề xuất các giải pháp cải tiến.
4.2. So Sánh Hiệu Quả Xử Lý Giữa Các Phương Pháp
Nghiên cứu cần so sánh hiệu quả xử lý giữa các phương pháp khác nhau như phương pháp sinh học hiếu khí, phương pháp hóa lý, và các phương pháp kết hợp. So sánh này sẽ giúp lựa chọn phương pháp xử lý tối ưu cho nước thải ngành giấy. Cần xem xét các yếu tố như chi phí, hiệu quả, và tính bền vững.
V. Kết Luận Cải Tiến Xử Lý Nước Thải ĐHQG Hà Nội
Giải quyết bài toán xử lý nước thải bột giấy và giấy là vấn đề mang ý nghĩa sống còn với nhiều nhà máy bột giấy ở nước ta. Công ty Giấy Bãi Bằng – Tổng Công ty Giấy Việt Nam (đóng tại Thị Trấn Phong Châu – Huyện Phù Ninh – Tỉnh Phú Thọ) là đơn vị có công nghệ sản xuất hiện đại nhất ngành giấy nước ta nhưng cũng đã lạc hậu so với khu vực và thế giới vài chục năm. Lượng nước thải sinh ra trong quá trình sản xuất một bột giấy xấp xỉ 55 – 60m3.
5.1. Đề Xuất Quy Trình Bổ Sung Dinh Dưỡng Thích Hợp
Nghiên cứu cần đề xuất quy trình bổ sung dinh dưỡng thích hợp cho vi sinh vật trong quá trình xử lý sinh học. Quy trình này cần đảm bảo cung cấp đủ các chất dinh dưỡng cần thiết cho vi sinh vật phát triển và phân hủy các chất ô nhiễm. Cần tính toán chi phí bổ sung dinh dưỡng để đảm bảo tính khả thi về kinh tế.
5.2. Tính Toán Chi Phí Xử Lý Nước Thải Sơ Bộ
Nghiên cứu cần tính toán chi phí xử lý nước thải sơ bộ cho các phương pháp khác nhau. Chi phí này bao gồm chi phí đầu tư, chi phí vận hành, và chi phí bảo trì. Cần so sánh chi phí giữa các phương pháp để lựa chọn phương pháp xử lý có chi phí hợp lý nhất. Cần xem xét các yếu tố như hiệu quả, tính bền vững, và khả năng áp dụng thực tế.
