Luận văn thạc sĩ hus nghiên cứu nâng cao hiệu quả xử lý của các bể hiếu khí bằng cách điều chỉnh dinh dưỡng thích hợp cho vi khuẩn đối với hệ thống xử lý nước thải của nhà máy giấy bãi bằng

Nghiên cứu nâng cao hiệu quả xử lý bể hiếu khí qua điều chỉnh dinh dưỡng cho vi khuẩn trong hệ thống xử lý nước thải nhà máy giấy Bãi Bằng.

• Tác giả: Trần Việt Ba
• Người hướng dẫn: TS. Lê Tuấn Anh
• Trường học: Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên
• Chuyên ngành: Hóa môi trường
• Đề tài: Nghiên cứu nâng cao hiệu quả xử lý của các bể hiếu khí bằng cách điều chỉnh dinh dưỡng thích hợp cho vi khuẩn đối với hệ thống xử lý nước thải của nhà máy giấy Bãi Bằng
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ khoa học
• Năm xuất bản: 2012
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. MỞ ĐẦU
• 2. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Công nghệ sản xuất bột giấy, giấy và đặc tính của nƣớc thải
• 1.2. Công nghệ sản xuất bột giấy và đặc tính nước thải
• 1.3. Công nghệ sản xuất bột hóa
• 1.4. Công nghệ sản xuất bột hóa nhiệt cơ
• 1.5. Công nghệ sản xuất bột giấy tái chế
• 1.6. Công nghệ sản xuất giấy (xeo giấy) và đặc tính nƣớc thải
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về nâng cao hiệu quả xử lý nước thải bằng bể hiếu khí

Nước thải từ các nhà máy giấy, đặc biệt là nhà máy Giấy Bãi Bằng, chứa nhiều chất ô nhiễm. Việc nâng cao hiệu quả xử lý nước thải là cần thiết để bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng. Bể hiếu khí là một trong những công nghệ hiệu quả trong xử lý nước thải, giúp giảm thiểu ô nhiễm và tái sử dụng nước.

1.1. Đặc điểm nước thải từ nhà máy giấy Bãi Bằng

Nước thải từ nhà máy giấy Bãi Bằng có chứa nhiều chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng và các hợp chất độc hại. Đặc tính này đòi hỏi các phương pháp xử lý tiên tiến để đảm bảo tiêu chuẩn môi trường.

1.2. Tầm quan trọng của việc xử lý nước thải

Việc xử lý nước thải không chỉ giúp bảo vệ môi trường mà còn đảm bảo sức khỏe cho cộng đồng. Nước thải chưa qua xử lý có thể gây ô nhiễm nguồn nước và ảnh hưởng đến đời sống sinh hoạt.

II. Vấn đề và thách thức trong xử lý nước thải tại nhà máy giấy

Mặc dù nhà máy Giấy Bãi Bằng đã đầu tư công nghệ xử lý nước thải, nhưng vẫn còn nhiều thách thức trong việc nâng cao hiệu quả xử lý. Các vấn đề như chi phí, công nghệ lạc hậu và sự thiếu hụt nguồn lực là những yếu tố cần được giải quyết.

2.1. Chi phí đầu tư cho công nghệ xử lý

Chi phí đầu tư cho các công nghệ xử lý nước thải hiện đại là một trong những rào cản lớn. Nhiều nhà máy không đủ khả năng tài chính để nâng cấp hệ thống xử lý.

2.2. Công nghệ xử lý nước thải lạc hậu

Công nghệ xử lý nước thải hiện tại tại nhà máy Giấy Bãi Bằng vẫn còn lạc hậu so với tiêu chuẩn quốc tế. Điều này dẫn đến hiệu quả xử lý không đạt yêu cầu.

III. Phương pháp nâng cao hiệu quả xử lý nước thải bằng bể hiếu khí

Bể hiếu khí là một trong những phương pháp hiệu quả trong xử lý nước thải. Việc điều chỉnh dinh dưỡng cho vi sinh vật trong bể hiếu khí có thể nâng cao hiệu quả xử lý nước thải.

3.1. Nguyên lý hoạt động của bể hiếu khí

Bể hiếu khí hoạt động dựa trên nguyên lý vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ trong môi trường có oxy. Quá trình này giúp giảm thiểu ô nhiễm trong nước thải.

3.2. Điều chỉnh dinh dưỡng cho vi sinh vật

Việc bổ sung các chất dinh dưỡng cần thiết cho vi sinh vật trong bể hiếu khí là rất quan trọng. Điều này giúp tăng cường khả năng phân hủy chất hữu cơ và nâng cao hiệu quả xử lý.

IV. Ứng dụng thực tiễn và kết quả nghiên cứu tại nhà máy Giấy Bãi Bằng

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc áp dụng bể hiếu khí với điều chỉnh dinh dưỡng thích hợp có thể nâng cao hiệu quả xử lý nước thải tại nhà máy Giấy Bãi Bằng. Kết quả cho thấy sự cải thiện rõ rệt trong các chỉ tiêu chất lượng nước.

4.1. Kết quả xử lý nước thải sau khi áp dụng bể hiếu khí

Kết quả nghiên cứu cho thấy hiệu quả xử lý COD và BOD giảm đáng kể sau khi áp dụng bể hiếu khí. Điều này chứng tỏ tính khả thi của phương pháp này.

4.2. So sánh hiệu quả trước và sau khi áp dụng

So sánh các chỉ tiêu chất lượng nước trước và sau khi áp dụng bể hiếu khí cho thấy sự cải thiện rõ rệt, giúp nhà máy đáp ứng tiêu chuẩn môi trường.

V. Kết luận và tương lai của xử lý nước thải tại nhà máy giấy

Việc nâng cao hiệu quả xử lý nước thải tại nhà máy Giấy Bãi Bằng là một nhiệm vụ cấp bách. Cần tiếp tục nghiên cứu và áp dụng các công nghệ tiên tiến để đảm bảo môi trường sống trong sạch.

5.1. Tương lai của công nghệ xử lý nước thải

Công nghệ xử lý nước thải sẽ tiếp tục phát triển với nhiều cải tiến mới. Việc áp dụng công nghệ sinh học sẽ là xu hướng chính trong tương lai.

5.2. Khuyến nghị cho các nhà máy giấy

Các nhà máy giấy cần đầu tư vào công nghệ xử lý nước thải hiện đại và chú trọng đến việc đào tạo nhân lực để nâng cao hiệu quả xử lý.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Ngành công nghiệp sản xuất giấy và bột giấy giữ vai trò thiết yếu trong nền kinh tế nhưng đồng thời cũng là một trong những ngành phát sinh tải lượng ô nhiễm môi trường nước nghiêm trọng nhất. Tại Việt Nam, để sản xuất ra 1 tấn giấy thành phẩm, các doanh nghiệp tiêu tốn từ 200 - 300 m³ nước sạch, cao hơn gấp 20 lần so với định mức 7 - 15 m³/tấn của các quốc gia phát triển có dây chuyền công nghệ tuần hoàn hiện đại. Đáng chú ý, hơn 75% sản lượng giấy nội địa hiện được gia công bởi các doanh nghiệp vừa và nhỏ sở hữu công nghệ lạc hậu, dẫn tới dòng nước thải chứa nồng độ chất hữu cơ cực lớn với chỉ số COD dao động từ 270 - 1.200 kg/tấn và BOD₅ từ 90 - 330 kg/tấn.

Vấn đề then chốt đặt ra là hầu hết các hệ thống xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí trong ngành giấy thường xuyên gặp sự cố mất cân bằng dinh dưỡng, do đặc thù nước thải giàu hợp chất cacbon mạch dài (xenlulozơ, hemixenlulozơ, lignin) nhưng lại nghèo nàn nitơ, photpho và các khoáng chất vi lượng. Nghiên cứu này tập trung vào mục tiêu hoàn thiện công nghệ, xác định tỷ lệ phối trộn dinh dưỡng và vi lượng tối ưu nhằm kích thích hoạt tính sinh học của quần thể bùn hoạt tính, từ đó nâng cao hiệu suất làm sạch của các bể Aeroten.

Đối tượng và phạm vi khảo nghiệm trực tiếp là trạm xử lý nước thải tập trung thuộc Công ty Giấy Bãi Bằng (Phú Thọ) – đơn vị có công suất 110.000 tấn giấy/năm với lưu lượng xả thải trung bình từ 26.000 - 30.000 m³/ngày. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn to lớn khi giúp nâng hiệu suất khử COD của hệ thống từ 68,5% lên trên 88 - 91%, đồng thời đưa nước thải sau xử lý đạt chuẩn xả thải theo quy chuẩn QCVN 12:2008/BTNMT và QCVN 40:2011/BTNMT, mở ra giải pháp công nghệ kinh tế và bền vững cho toàn ngành giấy Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên nền tảng lý thuyết động học phân hủy sinh học hiếu khí và lý thuyết cân bằng dinh dưỡng tế bào vi sinh vật. Trong bể phản ứng bùn hoạt tính hiếu khí (Aeroten), vi khuẩn dị dưỡng hoại sinh đóng vai trò chủ đạo trong việc hấp phụ, chuyển hóa và khoáng hóa các hợp chất hữu cơ hòa tan qua ba giai đoạn liên hoàn: oxy hóa cơ chất tạo năng lượng, sinh tổng hợp xây dựng tế bào mới và tự phân hủy nội bào khi dinh dưỡng cạn kiệt.

Về mặt dinh dưỡng, để vi sinh vật phát triển tối ưu, tỷ lệ khối lượng kinh điển BOD₅:N:P cần duy trì ở mức 100:5:1. Tuy nhiên, đối với nước thải nhà máy giấy chứa nhiều hợp chất lignin và dẫn xuất clo khó phân hủy, nhu cầu enzyme nội bào đòi hỏi phải có sự tham gia của các nguyên tố khoáng vi lượng như mangan, đồng, kẽm, sắt, bo và molipden đóng vai trò cofactor xúc tác.

Các khái niệm và thông số công nghệ cốt lõi được ứng dụng bao gồm:

• Chỉ số thể tích bùn sau lắng 30 phút ($SV_{30}$, tính theo mL/L).
• Nồng độ chất rắn lơ lửng trong bùn lỏng (MLSS, duy trì ở mức 2.500 - 4.500 mg/L).
• Chỉ số thể tích bùn (SVI, mL/g) phản ánh khả năng lắng và độ nén của bùn hoạt tính.
• Nhu cầu oxy hóa học (COD) và nhu cầu oxy sinh học sau 5 ngày ($BOD_5$), với điều kiện tiên quyết là tỷ lệ $BOD_5/COD \ge 0,4$ để đảm bảo tính khả thi của quá trình xử lý sinh học.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu thực nghiệm được thu thập từ 15 đợt lấy mẫu nước thải liên tục tại bể điều hòa và bể lắng sơ cấp của Công ty Giấy Bãi Bằng. Phương pháp lấy mẫu tổ hợp theo thời gian 24 giờ được áp dụng nhằm loại trừ sự biến động nồng độ ô nhiễm theo từng ca sản xuất bột giấy và xeo giấy.

Quy trình thực nghiệm được triển khai đồng bộ qua 2 giai đoạn:

• Thí nghiệm quy mô phòng thí nghiệm: Sử dụng các mô hình phản ứng sinh học hiếu khí gián đoạn và liên tục có thể tích công tác từ 5 - 10 lít, vận hành tại nhiệt độ phòng 25 - 32°C, nồng độ oxy hòa tan (DO) kiểm soát từ 2,0 - 4,0 mg/L.
• Thử nghiệm quy mô Pilot bán công nghiệp: Vận hành hệ thống pilot thể tích 1 m³ (1.000 lít) trực tiếp tại hiện trường nhà máy trong thời gian 60 ngày liên tục nhằm đánh giá độ ổn định động học bùn.

Hệ thống phân tích kiểm soát chất lượng nước tuân thủ nghiêm ngặt Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN):

• Xác định COD bằng phương pháp oxy hóa bằng kali dicromat ($K_2Cr_2O_7$) trong môi trường axit mạnh có gia nhiệt và chuẩn độ bằng muối Morh.
• Đo hàm lượng amoni ($NH_4^+$) bằng phương pháp so màu chỉ thị Nessler trên máy quang phổ UV-Vis tại bước sóng 420 nm sau khi lập đường chuẩn tuyến tính ($R^2 > 0,998$).
• Định lượng photphat ($PO_4^{3-}$) bằng phương pháp đo quang tạo phức amonimolipdat - vanadat tại bước sóng 430 nm.
• Lý do lựa chọn các phương pháp này là vì độ nhạy cao, khoảng phát hiện rộng và tính tương thích chuẩn xác với nền mẫu nước thải công nghiệp giấy vốn có độ đục và màu sắc phức tạp.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình phân tích thực nghiệm trên cả hai quy mô phòng thí nghiệm và pilot 1 m³ đã đem lại các phát hiện khoa học mang tính đột phá:

• Gia tăng vượt bậc hiệu suất khử COD: Khi hệ thống vận hành theo phương thức truyền thống của nhà máy (chỉ bổ sung phân urê và DAP đơn thuần), hiệu suất loại bỏ COD chỉ đạt 68,5% - 72,0%, nước thải đầu ra vẫn còn COD ở mức 450 - 520 mg/L. Khi bổ sung hỗn hợp nguyên tố vi lượng ở liều lượng tối ưu từ 1,5 - 2,0 mg/L, hiệu suất xử lý COD tăng vọt lên mức 86,4% ở quy mô phòng thí nghiệm và đạt 89,2% - 91,5% ở mô hình pilot 1 m³, đưa COD sau xử lý hạ xuống dưới 180 mg/L.
• Tối ưu hóa hiệu quả đồng hóa nitơ và photpho: Sự hiện diện của các nguyên tố vi lượng thúc đẩy mạnh mẽ tốc độ hấp thụ chất dinh dưỡng của vi sinh vật. Tỷ lệ chuyển hóa và tiêu thụ $NH_4^+$ tăng từ 58,2% lên 82,3%, trong khi hiệu suất hấp thụ $PO_4^{3-}$ tăng từ 51,4% lên 78,6%. Điều này giúp giảm thiểu triệt để nồng độ dinh dưỡng dư thừa trong dòng thải đầu ra ($NH_4^+ < 5$ mg/L và $PO_4^{3-} < 2$ mg/L), ngăn chặn hiện tượng phú dưỡng hóa nguồn tiếp nhận sông Hồng và sông Lô.
• Cải thiện đặc tính lắng và cấu trúc bông bùn: Chỉ số thể tích bùn SVI giảm rõ rệt từ mức nguy cơ trương nở 185 - 220 mL/g xuống ngưỡng lý tưởng 92 - 115 mL/g. Bông bùn hoạt tính tạo thành có kích thước lớn, đặc chắc, tốc độ lắng nhanh, thể tích lắng $SV_{30}$ duy trì ổn định ở mức 300 - 380 mL/L tương ứng với dải nồng độ MLSS từ 3.200 - 3.800 mg/L.

Thảo luận kết quả

Cơ chế nâng cao hiệu quả xử lý khi bổ sung vi lượng được giải thích là do các ion kim loại (như $Mn^{2+}$, $Fe^{2+}$, $Zn^{2+}$, $Cu^{2+}$) kích hoạt trực tiếp chuỗi enzyme dehydrogenase, cellulase và laccase ngoại bào của các chủng vi khuẩn dị dưỡng và nấm men hoại sinh. Nhờ đó, quá trình bẻ gãy các liên kết ete và vòng thơm phức tạp trong phân tử lignin diễn ra với tốc độ nhanh gấp 1,4 - 1,8 lần so với điều kiện không có vi lượng.

Trên biểu đồ biểu diễn tương quan giữa hàm lượng phân vi lượng và hiệu suất khử COD, dữ liệu thực nghiệm thể hiện rõ dạng đường cong cực đại. Khi nồng độ vi lượng tăng từ 0,5 mg/L lên 2,0 mg/L, hiệu suất xử lý tăng tuyến tính; tuy nhiên, nếu tiếp tục nâng nồng độ vượt quá 4,0 mg/L, hiệu suất có xu hướng chững lại và giảm nhẹ do hiện tượng ức chế enzyme bởi kim loại nặng. Bảng đối chiếu các thông số vận hành giữa mô hình phòng thí nghiệm và pilot 1 m³ cho thấy độ lệch chuẩn chỉ số SVI và COD loại bỏ luôn dao động dưới 4,2%, chứng minh tính ổn định tuyệt vời của công nghệ khi nhân rộng quy mô công nghiệp.

So với các công bố khoa học trong ngành xử lý nước thải giấy tại các nước Đông Nam Á vốn chỉ đạt hiệu suất COD từ 75 - 80% đối với hệ thống bùn hoạt tính thông thường, giải pháp điều chỉnh dinh dưỡng vi lượng kết hợp trong nghiên cứu này mang lại hiệu quả kỹ thuật vượt trội mà không làm phát sinh chi phí xây dựng công trình ngầm.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả thực nghiệm tin cậy, nghiên cứu đưa ra 4 nhóm giải pháp kỹ thuật cụ thể nhằm tối ưu hóa toàn diện hệ thống xử lý nước thải nhà máy giấy:

• Chuẩn hóa công thức và liều lượng dinh dưỡng bổ sung: Thiết lập tỷ lệ định mức cấp dinh dưỡng theo tỷ lệ khối lượng COD:N:P:Vi lượng = 100:5:1:0,05. Sử dụng nguồn phân urê nông nghiệp, phân lân nung chảy hoặc axit photphoric kết hợp với chế phẩm khoáng vi lượng tổng hợp dạng lỏng hòa tan. Áp dụng ngay trong Quý I nhằm cắt giảm 15% chi phí hóa chất dinh dưỡng dùng dư thừa. (Đơn vị thực hiện: Phòng Kỹ thuật Công nghệ và Trạm Xử lý Nước thải).
• Tự động hóa hệ thống định lượng châm hóa chất: Đầu tư lắp đặt trạm châm dinh dưỡng tự động điều khiển qua biến tần tích hợp cảm biến đo lưu lượng nước thải online (dải đo 20.000 - 35.000 m³/ngày) và cảm biến oxy hòa tan DO (duy trì 2,5 - 3,5 mg/L tại bể Aeroten). Hoàn thành lắp đặt trong vòng 6 tháng nhằm kiểm soát chỉ số SVI ổn định ở mức 90 - 110 mL/g. (Đơn vị thực hiện: Ban Quản lý Dự án và Phân xưởng Cơ điện).
• Hoàn thiện quy trình quản lý bùn và tuần hoàn bùn hoạt tính: Duy trì hệ số tuần hoàn bùn ($R$) ở mức 40 - 50% lưu lượng dòng thải và kiểm soát nồng độ MLSS tại bể hiếu khí trong khoảng 3.500 ± 200 mg/L. Thực hiện xả bùn dư định kỳ dựa trên tuổi bùn thiết kế 12 - 15 ngày, giúp giảm 20% chi phí vận hành máy ép bùn cơ học. (Đơn vị thực hiện: Đội Vận hành Hệ thống Xử lý Nước thải).
• Tăng cường quan trắc và giám sát chất lượng nước sau xử lý: Xây dựng quy chế kiểm tra định kỳ 2 lần/tuần đối với các thông số $BOD_5$, COD, TSS, $NH_4^+$, $PO_4^{3-}$ và kim loại nặng tồn dư, đảm bảo 100% nước thải đầu ra đạt chuẩn Cột A theo QCVN 12:2008/BTNMT trước khi xả ra lưu vực sông tự nhiên. (Đơn vị thực hiện: Phòng Quản lý Môi trường và Đảm bảo Chất lượng).

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Công trình nghiên cứu cung cấp khối lượng dữ liệu thực nghiệm đồ sộ và quy trình công nghệ chuẩn xác, đặc biệt hữu ích cho 4 nhóm đối tượng sau:

• Kỹ sư vận hành và Quản đốc trạm xử lý nước thải ngành giấy: Cung cấp quy trình từng bước để tính toán, pha chế và châm vi lượng chính xác; giúp giải quyết triệt để sự cố bùn khó lắng, bùn nổi hoặc vi sinh bị sốc tải hữu cơ mà không cần tốn kém chi phí cải tạo bể chứa.
• Các chuyên gia tư vấn thiết kế và chuyển giao công nghệ môi trường: Sử dụng dữ liệu động học, thông số MLSS, $SV_{30}$, SVI và tải trọng thể tích từ mô hình pilot 1 m³ làm cơ sở tính toán thiết kế cho các dự án xử lý nước thải công nghiệp chế biến gỗ, bột giấy và tái chế giấy bao bì.
• Giảng viên, nghiên cứu sinh và học viên cao học chuyên ngành Môi trường: Tài liệu tham khảo học thuật giá trị về kỹ thuật phân tích quang phổ UV-Vis, phương pháp xây dựng đường chuẩn amoni - photpho theo TCVN và cơ chế tương tác sinh học giữa khoáng vi lượng với enzyme vi khuẩn.
• Cán bộ quản lý môi trường tại các Sở Tài nguyên & Môi trường và Ban quản lý KCN: Cung cấp cơ sở khoa học và định mức tiêu hao kỹ thuật để thẩm định báo cáo đánh giá tác động môi trường (ĐTM), cấp giấy phép xả thải và thanh kiểm tra các cơ sở sản xuất bột giấy trên địa bàn.

Câu hỏi thường gặp

Tại sao nước thải sản xuất bột giấy bắt buộc phải bổ sung thêm dinh dưỡng N, P và vi lượng?
Nước thải chế biến bột giấy chứa hàm lượng rất cao các hợp chất cacbon từ gỗ và vỏ cây (COD lên tới 1.500 - 2.500 mg/L) nhưng lại thiếu hụt nghiêm trọng nguồn nitơ và photpho sinh học. Nếu không bổ sung theo tỷ lệ cân bằng BOD:N:P = 100:5:1 cùng các nguyên tố vi lượng xúc tác, vi khuẩn hiếu khí sẽ bị ức chế phân bào, dẫn đến suy giảm hoạt tính và làm sụp đổ hệ thống xử lý sinh học.

Việc bổ sung khoáng vi lượng tạo ra sự khác biệt kỹ thuật nào so với chỉ châm urê và DAP?
Bổ sung N và P đơn thuần chỉ cung cấp vật liệu xây dựng màng tế bào. Trong khi đó, khoáng vi lượng ($Mn$, $Fe$, $Zn$, $Cu$, $Mo$) cung cấp các ion kim loại thiết yếu để hoạt hóa enzyme dehydrogenase và laccase. Thực nghiệm chứng minh bổ sung vi lượng giúp tăng thêm 15 - 18% hiệu suất khử COD và cải thiện khả năng lắng của bùn (SVI hạ từ 200 về 95 mL/g).

Chỉ số thể tích bùn SVI tối ưu được xác định trong nghiên cứu là bao nhiêu?
Nghiên cứu chỉ ra rằng chỉ số SVI tối ưu nhất cho bể bùn hoạt tính xử lý nước thải giấy Bãi Bằng nằm trong khoảng 90 - 115 mL/g. Ở dải giá trị này, bùn có cấu trúc bông kết tụ bền vững, nước sau lắng trong vắt, hàm lượng cặn lơ lửng TSS đầu ra đạt dưới 30 mg/L và không xảy ra hiện tượng thất thoát sinh khối ra ngoài theo máng tràn.

Kết quả từ mô hình pilot 1 m³ có đủ độ tin cậy để nâng cấp lên quy mô thực tế 30.000 m³/ngày không?
Hoàn toàn tin cậy. Mô hình pilot 1 m³ được vận hành trực tiếp tại hiện trường với nguồn nước thải lấy từ quy trình sản xuất thực của Nhà máy Bãi Bằng qua 60 ngày liên tục. Độ sai lệch về hiệu suất xử lý COD và các chỉ số động học bùn giữa pilot và quy mô phòng thí nghiệm dưới 4%, chứng minh tính ổn định cao và sẵn sàng ứng dụng công nghiệp.

Chi phí bổ sung nguyên tố vi lượng có làm tăng đáng kể giá thành xử lý nước thải không?
Không. Lượng vi lượng cần bổ sung rất nhỏ, chỉ khoảng 0,05 - 0,1 mg tính trên 100 mg COD (tương đương 1,5 - 2,0 g chế phẩm vi lượng cho mỗi $m^3$ nước thải). Do hiệu suất phân hủy tăng cao giúp rút ngắn thời gian sục khí và giảm tiêu hao điện năng máy thổi khí, tổng chi phí vận hành chung của trạm xử lý ước tính giảm từ 8 - 12%.

Kết luận

Luận văn thạc sĩ khoa học của tác giả Trần Việt Ba đã giải quyết thành công bài toán tối ưu hóa công nghệ xử lý sinh học hiếu khí cho nước thải ngành giấy thông qua các đóng góp nổi bật:

• Khảo sát và đánh giá toàn diện hiện trạng phát sinh ô nhiễm và hiệu quả làm việc của trạm xử lý nước thải Công ty Giấy Bãi Bằng công suất 26.000 - 30.000 m³/ngày.
• Xác định chuẩn xác cơ chế tác động của các nguyên tố khoáng vi lượng đến hoạt tính enzyme phân hủy xenlulozơ và lignin của quần thể vi sinh vật hiếu khí.
• Chứng minh bằng thực nghiệm việc nâng cao hiệu suất loại bỏ COD từ 68,5% lên 91,2% và đưa tỷ lệ hấp thụ dinh dưỡng $NH_4^+$, $PO_4^{3-}$ đạt trên 78 - 82%.
• Kiểm soát triệt để hiện tượng bùn khó lắng, đưa chỉ số SVI về ngưỡng an toàn 92 - 115 mL/g với nồng độ MLSS ổn định ở mức 3.500 mg/L.
• Xây dựng thành công quy trình kỹ thuật bổ sung dinh dưỡng vi lượng thích hợp trên quy mô pilot 1 m³, mang lại hiệu quả kinh tế cao và khả thi triển khai ngay ở cấp độ công nghiệp.

Trong giai đoạn tiếp theo, công nghệ cần được triển khai tự động hóa đồng bộ trên toàn bộ cụm bể Aeroten công nghiệp trong vòng 3 - 6 tháng tới. Các doanh nghiệp sản xuất bột giấy và giấy hãy nhanh chóng liên hệ, tham khảo tài liệu luận văn và ứng dụng quy trình kỹ thuật này để nâng chuẩn môi trường, tối ưu chi phí vận hành và hướng tới mô hình sản xuất xanh bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Cùng với sự phát triển của công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, các ngành sản xuất công nghiệp cũng được mở rộng và phát triển nhanh chóng. Sự phát triển này, một phần đóng góp tích cực cho sự phát triển chung của đất nước; nhưng bên cạnh đó lại thải ra một lượng lớn chất thải có thể gây ô nhiễm môi trường và tác động xấu đến sức khỏe con người. Ô nhiễm môi trường đang ngày càng trở nên trầm trọng, nhất là với các nước đang phát triển trong đó có Việt Nam, đặc biệt là ô nhiễm môi trường nước. Một trong những nguồn nước thải gây có thể ô nhiễm lớn là từ các nhà máy sản xuất bột giấy và giấy.

Ngành giấy cũng là một trong những ngành tiêu thụ một lượng rất lớn nước, hóa chất, nguyên liệu và năng lượng cho một đơn vị sản phẩm. Theo tính toán, ở Việt Nam để sản xuất một tấn giấy cần từ 200 – 300 m3 nước sạch, nhưng đối với các nước phát triển với dây chuyền sản xuất công nghệ hiện đại để sản xuất một tấn giấy chỉ sử dụng từ 7 – 15m3 nước sạch [13]. Nhìn chung công nghệ sản xuất giấy của Việt Nam còn lạc hậu so với thế giới từ 15 năm trở lên, một thực tế nữa là các cơ sở sản xuất giấy của chúng ta đa số nhỏ lẻ, phân tán về quy mô, hạn chế về tài chính, không có đủ điều kiện đầu tư cho xử lý môi trương, chính điều này đã làm cho môi trường ngành giấy bị ô nhiễm này càng trầm trọng, công tác quản lý gặp nhiều khó khăn. Riêng trong lĩnh vực xử lý môi trường có thể nói chưa có nhiều nhà máy có hệ thống xử lý nước thải triệt để.

Toàn ngành giấy, ở miền Bắc chỉ duy nhất có Công ty Giấy Bãi Bằng có hệ thống xử lý nước thải khá hoàn thiện, tuy nhiên vấn đề xử lý nước thải cũng vẫn chưa thật hiệu quả. 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. Cần nói thêm là ở Việt Nam, các doanh nghiệp vừa và nhỏ đang sản xuất tới 75% sản lượng giấy, đồng nghĩa với việc nguồn nước đang bị sử dụng lãng phí, còn môi trường đang phải gánh chịu một 16 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] lượng nước thải rất lớn chưa qua xử lý [21]. Hiện nay, khi mà Luật Môi Trường đang được đôn đốc thực thi nghiêm túc (nhất là khi Việt Nam đã chính thức trở thành thành viên của tổ chức Thương Mại Thế Giới – WTO) thì nhiều nhà máy bột giấy và giấy ở nước ta đang đứng trước nguy cơ đóng cửa do sức ép từ phía các cơ quan chức năng và dư luận về vấn đề môi trường.

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 [20]. 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. 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.