Tổng quan nghiên cứu

Ngành công nghiệp giấy tại Việt Nam đóng vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế xã hội, với nhu cầu sử dụng giấy khoảng 4,946 triệu tấn/năm, trong đó sản lượng trong nước đạt khoảng 3,674 triệu tấn/năm. Tuy nhiên, ngành này cũng là nguồn phát sinh lượng lớn nước thải công nghiệp có hàm lượng ô nhiễm cao, gây áp lực lớn lên môi trường nước. Cả nước hiện có gần 500 doanh nghiệp sản xuất giấy, phần lớn đã đầu tư hệ thống xử lý nước thải nhưng công tác quản lý và vận hành chưa đồng bộ, dẫn đến tình trạng ô nhiễm môi trường nghiêm trọng tại nhiều khu vực. Nhà máy sản xuất giấy NITTOKU Việt Nam, đặt tại xã Thi Sơn, huyện Kim Bảng, tỉnh Hà Nam, với công suất xử lý nước thải 2.000 m³/ngày đêm, là đối tượng nghiên cứu điển hình nhằm đánh giá hiện trạng quản lý nguồn nước thải trong ngành giấy.

Mục tiêu nghiên cứu tập trung vào việc khảo sát, phân tích hệ thống quản lý nước thải của nhà máy, đánh giá hiệu quả xử lý và khả năng chịu tải của nguồn tiếp nhận nước thải, từ đó đề xuất các giải pháp quản lý tối ưu, bền vững. Phạm vi nghiên cứu bao gồm toàn bộ hệ thống xử lý nước thải của nhà máy và khu vực xung quanh, với các chỉ tiêu ô nhiễm chính như BOD5, COD, TSS, NH4+, NO2-, NO3-, PO43-, Coliform và Dioxin. Nghiên cứu có ý nghĩa thiết thực trong việc nâng cao hiệu quả quản lý môi trường, giảm thiểu ô nhiễm nguồn nước, đồng thời góp phần phát triển bền vững ngành công nghiệp giấy tại Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết quản lý môi trường và xử lý nước thải công nghiệp, trong đó:

  • Khái niệm nước thải và quản lý nước thải: Nước thải được định nghĩa theo Nghị định 80/2014/NĐ-CP là nước đã bị thay đổi đặc tính do hoạt động sản xuất hoặc sinh hoạt. Quản lý nước thải là tổ chức và điều khiển các hoạt động xử lý nước thải nhằm bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng.

  • Sức chịu tải của môi trường nước: Theo Luật Bảo vệ Môi trường 2014, sức chịu tải là giới hạn chịu đựng của môi trường đối với các chất ô nhiễm mà vẫn đảm bảo khả năng tự phục hồi và không vượt quá quy chuẩn kỹ thuật.

  • Mô hình quản lý nước thải công nghiệp: Áp dụng các phương thức quản lý cuối đường ống, dọc theo đường ống sản xuất và tập trung vào khâu tiêu dùng, nhằm kiểm soát và giảm thiểu ô nhiễm.

  • Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia: Luận văn sử dụng các quy chuẩn như QCVN 12:2015/BTNMT về nước thải công nghiệp giấy và bột giấy, QCVN 40:2011/BTNMT về nước thải công nghiệp, làm cơ sở đánh giá chất lượng nước thải và hiệu quả xử lý.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Thu thập số liệu từ khảo sát thực tế tại nhà máy NITTOKU Việt Nam, báo cáo quan trắc môi trường định kỳ, tài liệu pháp luật và các nghiên cứu liên quan.

  • Phương pháp khảo sát hiện trường: Điều tra hệ thống thu gom, xử lý nước thải, quy trình vận hành trạm xử lý nước thải tập trung, hệ thống quan trắc tự động và vị trí xả thải.

  • Phân tích số liệu: Sử dụng phương pháp thống kê, so sánh với quy chuẩn quốc gia, tính toán sức chịu tải của nguồn tiếp nhận theo Thông tư 76/2017/TT-BTNMT. Cỡ mẫu bao gồm toàn bộ hệ thống xử lý nước thải với lưu lượng xả thải tối đa 2.000 m³/ngày đêm.

  • Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện trong năm 2019, bao gồm thu thập dữ liệu, phân tích hiện trạng, đánh giá và đề xuất giải pháp.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Hiện trạng quản lý nước thải: Nhà máy có hệ thống quản lý môi trường với 3 cán bộ chuyên trách, trong đó 2 cán bộ phụ trách vận hành và giám sát hệ thống xử lý nước thải. Hệ thống vận hành ổn định, nhân sự có trình độ chuyên môn cao, đảm bảo vận hành liên tục 8 giờ/ngày theo ca.

  2. Đặc tính nguồn nước thải: Lưu lượng nước thải sản xuất trung bình khoảng 1.800 m³/ngày đêm, nước thải sinh hoạt khoảng 5,3 m³/ngày. Nồng độ các chất ô nhiễm như BOD5, COD, TSS vượt ngưỡng quy chuẩn QCVN 12:2015/BTNMT cột A khoảng 90%, nếu không xử lý sẽ gây ô nhiễm nghiêm trọng nguồn tiếp nhận.

  3. Hệ thống thu gom và xử lý nước thải: Toàn bộ nước thải được thu gom bằng hệ thống đường ống HDPE, nước mưa chảy tràn được thu gom riêng biệt, không lẫn với nước thải sản xuất và sinh hoạt. Trạm xử lý nước thải tập trung công suất 2.000 m³/ngày đêm áp dụng công nghệ hóa lý kết hợp lắng và khử trùng, sử dụng các hóa chất như Al2(SO4)3, NaOH, NaOCl, H2SO4.

  4. Chất lượng nước thải sau xử lý: Nước thải sau xử lý đạt các chỉ tiêu theo QCVN 12:2015/BTNMT cột A và QCVN 40:2011/BTNMT cột B1, đảm bảo an toàn khi xả ra mương tiêu nước phía Đông Nam nhà máy. Hệ thống quan trắc tự động liên tục giám sát các thông số pH, COD, TSS, độ màu, lưu lượng với tần suất 20 phút/lần, dữ liệu truyền về Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Hà Nam.

Thảo luận kết quả

Hiện trạng quản lý và vận hành hệ thống xử lý nước thải của nhà máy NITTOKU Việt Nam được đánh giá là hiệu quả, với hệ thống thu gom đồng bộ và công nghệ xử lý phù hợp công suất. Việc sử dụng hóa chất trong xử lý giúp ổn định pH, keo tụ và loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ, rắn lơ lửng. So với các nhà máy giấy trong nước, nhà máy NITTOKU có tỷ lệ xử lý nước thải đạt chuẩn cao hơn, góp phần giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường nước mặt.

Tuy nhiên, lưu lượng nước thải vào thời điểm cao điểm gần bằng công suất thiết kế, đòi hỏi kiểm soát chặt chẽ lượng nước sử dụng trong sản xuất để tránh lãng phí và giảm tải cho hệ thống xử lý. Việc giám sát tự động liên tục giúp phát hiện kịp thời các sự cố, nâng cao hiệu quả quản lý. Kết quả phân tích sức chịu tải của nguồn tiếp nhận cho thấy mương tiêu nước phía Đông Nam nhà máy có khả năng tiếp nhận nước thải với hệ số an toàn 0,4, đảm bảo không vượt quá giới hạn ô nhiễm cho phép.

So sánh với các nghiên cứu tại Mỹ, Nhật Bản và Hàn Quốc, nhà máy NITTOKU đã áp dụng các biện pháp quản lý và công nghệ xử lý tương đối hiện đại, phù hợp với điều kiện Việt Nam. Tuy nhiên, cần tiếp tục nâng cao năng lực vận hành và đầu tư công nghệ xử lý tiên tiến hơn để đáp ứng các tiêu chuẩn môi trường ngày càng nghiêm ngặt.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tối ưu hóa sử dụng nước trong sản xuất: Áp dụng các biện pháp tiết kiệm nước tại các công đoạn như ép giấy, xử lý lò hơi nhằm giảm lưu lượng nước thải, giảm chi phí vận hành hệ thống xử lý. Thời gian thực hiện: 6-12 tháng; chủ thể: Ban quản lý nhà máy và bộ phận kỹ thuật.

  2. Nâng cấp công nghệ xử lý nước thải: Đầu tư bổ sung công nghệ xử lý sinh học kết hợp với hóa lý để nâng cao hiệu quả loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ và vi sinh vật, đáp ứng tiêu chuẩn môi trường mới. Thời gian thực hiện: 1-2 năm; chủ thể: Ban lãnh đạo công ty phối hợp với nhà cung cấp công nghệ.

  3. Tăng cường đào tạo và nâng cao năng lực vận hành: Tổ chức các khóa đào tạo chuyên sâu cho cán bộ vận hành hệ thống xử lý nước thải, đảm bảo vận hành đúng quy trình kỹ thuật, giảm thiểu sự cố. Thời gian thực hiện: liên tục hàng năm; chủ thể: Phòng nhân sự và bộ phận môi trường.

  4. Mở rộng hệ thống quan trắc tự động và giám sát môi trường: Cải tiến hệ thống quan trắc để giám sát thêm các chỉ tiêu mới như Dioxin, nâng cao độ chính xác và khả năng cảnh báo sớm. Thời gian thực hiện: 6 tháng; chủ thể: Bộ phận kỹ thuật và quản lý môi trường.

  5. Xây dựng mô hình quản lý nước thải bền vững: Áp dụng hệ thống quản lý môi trường theo tiêu chuẩn ISO 14001, xây dựng quy trình quản lý toàn diện, từ thu gom, xử lý đến giám sát và báo cáo. Thời gian thực hiện: 1 năm; chủ thể: Ban lãnh đạo và bộ phận môi trường.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Các nhà quản lý và kỹ sư môi trường tại các nhà máy sản xuất giấy: Nghiên cứu cung cấp thông tin chi tiết về quy trình xử lý nước thải, giúp cải thiện hiệu quả quản lý và vận hành hệ thống xử lý.

  2. Cơ quan quản lý nhà nước về môi trường: Tài liệu hỗ trợ đánh giá thực trạng và xây dựng chính sách quản lý nước thải công nghiệp phù hợp với điều kiện thực tế tại Việt Nam.

  3. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành khoa học môi trường: Cung cấp cơ sở lý thuyết, phương pháp nghiên cứu và dữ liệu thực tế phục vụ cho các đề tài nghiên cứu liên quan đến quản lý nước thải công nghiệp.

  4. Doanh nghiệp đầu tư công nghệ xử lý nước thải: Thông tin về công nghệ, hóa chất sử dụng và hiệu quả xử lý giúp doanh nghiệp tư vấn, thiết kế và cung cấp giải pháp phù hợp cho ngành giấy.

Câu hỏi thường gặp

  1. Nhà máy NITTOKU Việt Nam xử lý nước thải bằng công nghệ gì?
    Nhà máy áp dụng công nghệ hóa lý kết hợp quá trình lắng và khử trùng, sử dụng các hóa chất như Al2(SO4)3 để keo tụ, NaOH điều chỉnh pH và NaOCl khử trùng, đảm bảo nước thải đạt quy chuẩn trước khi xả ra môi trường.

  2. Lưu lượng nước thải trung bình của nhà máy là bao nhiêu?
    Lưu lượng nước thải sản xuất trung bình khoảng 1.800 m³/ngày đêm, nước thải sinh hoạt khoảng 5,3 m³/ngày, tổng lưu lượng xả thải tối đa thiết kế là 2.000 m³/ngày đêm.

  3. Hệ thống quan trắc nước thải tự động hoạt động như thế nào?
    Hệ thống đo liên tục các chỉ tiêu như pH, COD, TSS, độ màu, lưu lượng với tần suất 20 phút/lần, dữ liệu được truyền về Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Hà Nam để giám sát và xử lý kịp thời khi có sự cố.

  4. Nguồn tiếp nhận nước thải có khả năng chịu tải ra sao?
    Nguồn tiếp nhận là mương tiêu nước phía Đông Nam nhà máy có lưu lượng dòng chảy tối thiểu 2,6 m³/s, sức chịu tải được tính toán với hệ số an toàn 0,4, đảm bảo không vượt quá giới hạn ô nhiễm cho phép theo quy chuẩn quốc gia.

  5. Những khó khăn chính trong quản lý nước thải tại nhà máy là gì?
    Khó khăn gồm lưu lượng nước thải cao gần bằng công suất thiết kế, cần kiểm soát chặt chẽ lượng nước sử dụng; yêu cầu nâng cấp công nghệ xử lý để đáp ứng tiêu chuẩn mới; và cần nâng cao năng lực vận hành để đảm bảo hiệu quả xử lý liên tục.

Kết luận

  • Nhà máy sản xuất giấy NITTOKU Việt Nam đã xây dựng hệ thống xử lý nước thải công suất 2.000 m³/ngày đêm, vận hành ổn định và đạt tiêu chuẩn môi trường theo QCVN 12:2015/BTNMT.
  • Hệ thống quản lý nước thải có đội ngũ cán bộ chuyên môn cao, quy trình vận hành và giám sát chặt chẽ, bao gồm hệ thống quan trắc tự động liên tục.
  • Nguồn tiếp nhận nước thải có khả năng chịu tải phù hợp, đảm bảo không gây ô nhiễm vượt mức cho phép.
  • Cần tiếp tục tối ưu hóa sử dụng nước, nâng cấp công nghệ xử lý và tăng cường đào tạo nhân sự để nâng cao hiệu quả quản lý nước thải.
  • Đề xuất xây dựng mô hình quản lý nước thải bền vững theo tiêu chuẩn quốc tế, góp phần phát triển ngành giấy thân thiện môi trường.

Luận văn cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn để các nhà quản lý, doanh nghiệp và cơ quan chức năng tham khảo, từ đó nâng cao hiệu quả quản lý và bảo vệ môi trường trong ngành công nghiệp giấy tại Việt Nam.