Đặt vấn đề Trong công nghiệp giấy, dịch đen sau nấu bột và nước thải ở các khâu trong quá trình sản xuất đều có hàm lượng các hợp chất hữu cơ cao ngoài ra còn có nhiều hoá chất khác độc hại nếu không xử lý tốt thải ra môi trường thì sẽ gây ô nhiễm lớn cho môi trường xung quanh. ở các nước phát triển, các nước tiên tiến thì các nhà máy làm việc với dây chuyền khép kín có thêm các khâu thu hồi tái sử dụng và xử lý chất thải. Dịch kiềm đen sau nấu được thu hồi đưa đi cô đặc, đốt, xút hoá để tái sử dụng hoá chất; nước trắng ở xeo, nước rửa lưới và chăn cũng được lắng, tuyển nổi để tận dụng bột và nước trong, giảm thiểu các chất thải ra môi trường. ở Việt Nam, trừ công ty giấy Bãi Bằng còn ở các nhà máy khác đều không có đều các hệ thống thu hồi cô đặc và đốt dịch đen, mà thải trực tiếp ra môi trường.
Đây là nguồn ô nhiễm đặc biệt nghiêm trọng đối với môi trường. ở nhà máy giấy hay các cơ sở sản xuất giấy bột sau nấu được rửa khuyếch tán nên sử dụng nhiều nước. Nước thải bao gồm rất nhiều xơ sợi, nhiều dẫn xuất của lignin là các hợp chất cao phân tử vòng thơm và các hóa chất khác. Đây là các hợp chất rất khó bị phân huỷ mà nước thải từ nhà máy không được xử lý, lại thải trực tiếp ra môi trường gây ô nhiễm lớn đến nguồn nước[9].
Công nghệ sản xuất giấy và bột giấy là một trong những công nghệ sử dụng nhiều nước,lượng nước cần thiết để sản xuất 1 tấn giấy thành phẩm dao động từ 80m3– 450m3. Dịch đen sinh ra trong công đoạn nấu và rữa bột giấy. Dịch đen có nồng độ chất khô khoảng 25-35%, tỷ lệ giữa chất hữu cơ và vô cơ vào khoảng 70:30. Nước thải sinh ra có hàm lượng chất rắn lơ lửng, BOD, COD cao, đặc biệt trong nước thải nhà máy giấy thường chứa nhiều lignin, chất này khó hòa tan và khó phân hủy, có các chất có khả năng tích tụ sinh học trong cơ thể sống như các hợp chất clo hữu cơ.
Vấn đề ô nhiễm nước thải tại các nhà máy giấy đang được các nhà khoa học và cơ quan quản lý nhà nước về môi môi trường rất quan tâm. n 2 Làng nghề giấy Phong Khê là một trong những làng nghề có nhiều cơ sở sản xuất giấy so với cả nước. Hiên tại một số cơ sở ở làng nghề giấy Phong Khê đã đầu tư xây dựng hệ thống xử lý nước thải tuy nhiên sau một thời gian hoạt động, với đặc tính nước thải đặc trưng của nhà máy giấy, hệ thống xử lý nước thải của nhà máy vẫn còn một số chỉ tiêu chưa đáp ứng được các yêu cầu xã thải. Cùng với chủ trương hạn chế ô nhiễm môi trường và nâng cao chất lượng cuộc sống cho người dân Ủy Ban Nhân Dân tỉnh Bắc Ninh đã đưa ra một số giải pháp nhằm ngăn chặn và giảm thiểu tối đa ô nhiễm môi trường cho khu vực làng nghề [10].Các cơ sở sản xuất giấy ở làng nghề có quy mô sản xuất và lưu lượng dòng thải khác nhau nhưng tính chất dòng thải tương tự nhau,hầu hết dòng thải đều được thải ra ở một hệ thống xả thải chung.Trong quá trình hoạt động của các cơ sở sản xuất giấy tại làng nghề, thì việc phát sinh các nguồn thải như nước thải, chất thải rắn, khí thải là rất lớn ảnh hưởng trực tiếp tới môi trường [12].
Chính vì những lý do trên,đề tài: " Nghiên cứu xử lý nước thải làng nghề giấy ở Phong Khê, Tp Bắc Ninh, Tỉnh Bắc Ninh bằng phương pháp đông keo tụ" được thực hiện. Mục đích của đề tài Thông qua khảo sát môi trường làng nghề ở tỉnh Bắc Ninh đề xuất một số biện pháp công nghệ nhằm cải thiện ô nhiễm môi trường ở làng nghề giấy Phong Khê,tỉnh Bắc Ninh,góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống của người dân sinh sống nơi đây. Mục tiêu cuả đề tài Đánh giá tổng quan tình hình ô nhiễm do nước thải làng nghề giấy trên địa bàn xã Phong Khê. Nghiên cứu công nghệ đông keo tụ vào xử lý nước thải của làng nghề giấy tại Phong Khê.
Ý nghĩa của đề tài 1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học Vận dụng lý thuyết vào thực tập với thực tế. n 3 Học hỏi,thu thập kiến thức cho bản thân và tích lũy dần kinh nghiệm cho bản thân sau khi tốt nghiệp. Nâng cao tay nghề và kỹ năng thực hành cho bản thân.
Thực tập các công việc trong thực tế để tạo tiền đề để làm việc và công tác. Ý nghĩa thực tiễn Đánh giá được tình trạng ô nhiễm chung của làng nghề giấy Phong Khê Đề xuất công nghệ xử lý có hiệu quả nước thải làng nghề giấy góp phần cải thiện chất lượng môi trường cho các năm tới. n 4 PHẦN 2 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2. Các vấn đề môi trường nảy sinh từ sản xuất giấy 2.
Nguyên liệu sản xuất giấy Nguyên liệu chính để sản xuất giấy chủ yếu từ sợi thực vật như (gỗ, tre, nứa. Nguyên liệu sản xuất gồm 2 phần chính: Bột giấy: được nhập từ bên ngoài có màu xanh xám. Do bột giấy này được đã qua xử lý với hóa chất nên có mùi khó chịu. Giấy tái chế: lượng giấy này cơ sở thu mua từ bên ngoài.
Do chất lượng của bột giấy này thấp nên cơ sở trộn lẫn bột giấy với giấy tái chế nhằm tăng chất lượng cũng như màu sắc của sản phẩm (tại cơ sở tham quan thì tỷ lệ pha trộn giữa bột giấy với giấy tái chế thường là 80% – 20%)[12]. Nguồn thải rắn từ sản xuất giấy Quá trình hoạt động sản xuất của làng nghề tái chế giấy Phong Khê cũng như nhiều làng nghề khác đã thải ra môi trường nhiều loại chất thải rắn, trong đó có chất thải nguy hại không được thu gom mà vứt bừa bãi ra các kênh, mương, ao, hồ, sông, ngòi làm ô nhiễm nghiêm trọng nguồn nước mặt; biến một số lưu vực sông trở thành dòng sông chết.Tại Phong Khê, môi trường nước mặt bị ô nhiễm, mùi khí thải, chất thải rắn từ phân loại giấy, cặn thải và rác thải sinh hoạt đổ bừa bãi dọc đường thôn xóm, trong các hồ ao nhỏ quanh làng gây tắc hệ thống thoát nước, mất mỹ quan và mất vệ sinh. Một lượng chất thải từ giấy tái chế, bột giấy trong quá trình phân loại nguyên vật liệu. Than rơi vãi, xỉ than trong quá trình cấp nhiệt cho lò hơi.
Xỉ than thải ra từ lò hơi và lò thu hồi, trong hỗn hợp xỉ than và than cám có khoản 70% xỉ và 30% than chưa đốt hết. Lượng xỉ than này có thể được tái sử dụng làm chất đốt hoặc làm gạch không nung. Lượng lớn bùn thải trong các bể lắng,trong các cống xả thải. Lượng giấy vụn trong quá trình cắt xeo giấy.Một lượng nilon thừa tạo ra trong quá trình đóng gói kim loại, bọc nilon .từ quá trình cắt và phân loại giấy tái chế[12].
Nước thải giấy Dòng thải rửa nguyên liệu bao gồm chất hữu cơ hòa 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 hòa tan, các 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 đến 35%, tỷ lệ giữa chất hữu cơ và vô cơ 70:30. Thành phần hữu cơ chủ yếu là trong dịch đen lignin hòa tan và dịch kiềm.
Ngoài ra, là những sản phẩm phân hủy hydratcacbon, axit hữu cơ. Thành phần hữu cơ bao gồm những chất nấu, một phần nhỏ là NaOH, Na2S,Na2SO4, Na2CO3 còn phần nhiều là kiềm natrisunfat liên kết với các chất hữu cơ trong kiềm. Dòng thải từ công đoạn tẩy của các nhà máy sản xuất bột giấy bằng phương pháp hóa học và bán hóa chứa các chất hữu cơ, lignin hòa tan và hợp chất tạo thành của những chất đó với chất tẩy ở dạng độc hại. Dòng này có độ màu, giá trị BOD5 và COD cao.
Dòng thải từ quá trình nghiền bột và xeo giấy chủ yếu chứa xơ sợi mịn, bột giấy ở dạng lơ lửng và các chất phụ gia như nhựa thông, phẩm màu, cao lanh. Dòng thải từ các khâu rửa thiết bị, rửa sàn, dòng chảy tràn có hàm lượng các chất lơ lửng và các chất rơi vãi. Nước ngưng của quá trình cô đặc trong hệ thống xử lý thu hồi hóa chất từ dịch đen.Mức ô nhiễm của nước ngưng phụ thuộc vào loại gỗ, công nghệ sản xuất. Nước thải sinh hoạt Trung bình một ngày, các cơ sở sản xuất ở đây xả ra môi trường khoảng 5.000m3 nước thải và một lượng lớn giấy phế phẩm có chứa các hóa chất độc hại.
Sông Ngũ Huyện chảy qua xã đã bị đầu độc nặng nề và trở thành một dòng sông chết. Bên cạnh đó, nguy cơ cháy nổ hiện hữu tại các hộ sản xuất giấy tái chế với công nghệ lạc hậu, mất an toàn lao động. Trên thực tế đã xảy ra nhiều vụ rò rỉ hóa chất như kiềm, xút, chất phụ gia tẩy trắng sau những vụ n 6 cháy xưởng sản xuất.Tại các làng nghề tái chế giấy, vấn đề ô nhiễm nước chủ yếu là chất rắn như xơ sợi, bột giấy trong nước thải, ngoài ra còn có lượng nước thải có tình kiềm và chứa một số hợp chất hóa học khác trong quá trình ngâm và tẩy trắng bột giấy. Nước thải của quá trình sản xuất giấy chủ yếu là từ công đoạn xeo.
Nước ở công đoạn này có chứa một phần bột giấy và các chất phụ gia xeo. Các chất phụ gia xeo thường dùng là (NH4 )2SO4, nhựa thông (để tăng độ thấm của giấy), cao lanh (để tăng độ kết dính của bột giấy)[12]. Lưu ý: chất phụ gia xeo được đưa vào trong quá trình nghiền ướt.Nước thải chứa lượng lớn các hóa chất độc hại như xút, thuốc tẩy, phèn kép, nhựa thông và phẩm mầu. với hàm lượng BOD5 và COD vượt 4-6 lần tiêu chuẩn cho phép[8] 2.
Khí thải Các nguồn phát sinh khí thải trong quá trình sản xuất: nguồn khí thải phát sinh từ quá trình ngâm tẩy, quá trình cung cấp nhiệt lượng cho nồi hơi, trong quá trình nghiền (hơi hóa chất) và quá trình đánh tơi (hơi dung môi).Khí thải của lò hơi đốt than chủ yếu mang theo tro bụi, CO2, CO, SOx,NOx do thành phần nguyên tố có trong củi kết hợp với oxy không khí trong quá trình cháy tạo nên. Bụi trong khói thải lò hơi là một tập hợp các hạt rắn có kích thước rất khác nhau (vài micromet tới vài trăm micromet).