NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP GIẤY BẰNG CÔNG NGHỆCHẢY NGƯỢC QUA LỚP BÙN YẾM KHÍ (UASB)

Công nghiệp giấy là một trong những ngành công nghiệp cần thiết nhất song cũng tiêu haonhiều tài nguyên nhất, đặc biệt là về rừng và nước, vấn đề xử lý, bảo vệ môi trường luôn đicùng với sự phát triển bền vững của ngành. Trước khả năng tăng trưởng vượt bậc của ngànhgiấy Việt nam, để góp phần giúp các cơ quan chức năng định hướng trong việc lựa chọn cáccông nghệ xử lý để bảo vệ môi trường chúng tôi muốn đưa ra một hướng công nghệ xử lý nướcthải mới đó là công nghệ xử lý chảy ngược qua lớp bùn yếm khí (UASB) - Đây là một công nghệxử lý chịu được tải COD rất lớn và thích hợp với nước thải các nhà máy giấy.

GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GIẤY

Công nghệ sản xuất giấy là một trong những công nghệ sử dụng nhiều nước. Tùy theo từngcông nghệ và sản phẩm mà lượng nước cần thiết để sản xuất 1 tấn giấy dao động từ 200 đến500 m3 nước. Nước được dùng trong các công đoạn rửa nguyên liệu, nấu, tẩy, xeo giấy và sảnxuất hơi nước. Có thể tóm tắt quá trình sản xuất giấy và các nguồn thải theo sơ đồ hình 1 .Như vậy trong quá trình sản xuất giấy, hầu như tất cả lượng nước đưa vào sử dụng sẽ làlượng nước thải ra, trong đó những yếu tố gây ô nhiễm chính đó là:

- pH cao do kiềm dư gây ra là chính.

- Thông số cảm quan (màu đen, mùi, bọt) chủ yếu là do dẫn xuất của lignin gây ra là chính.

- Cặn lơ lửng (do bột giấy và các chất độn như cao lin gây ra).

- COD & BOD do các chất hữu cơ hòa tan gây ra là chính, các chất hữu cơ ở đây là lignin vàcác dẫn xuất của lignin, các loại đường phân tử cao và một lượng nhỏ các hợp chất có nguồn

Hình 1. Sơ đồ công nghệ sản xuất và các nguồn nước thải của quá trình sản xuất giấy

GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ CHẢY NGƯỢC QUA LỚP BÙN YẾM KHÍ

Hình 2 chỉ ra sơ đồ chi tiết thiết bị UASB. Trong thiết bị này thì nước thải thô được bơm từphía dưới của thiết bị qua lớp đệm bùn (gồm các sinh khối dạng hạt) [1,2] . Sự xử lý xảy ra khinước thải đến và tiếp xúc với các hạt sinh khối và sau đó đi ra khỏi thiết bị từ phía trên của thiếtbị. Trong suốt quá trình này thì sinh khối với đặc tính lắng cao sẽ được duy trì trong thiết bị. Mộttrong những bộ phận quan trọng của thiết bị UASB đó là bộ phận tách khí - lỏng - rắn ở phíatrên của thiết bị. Trong quá trình xử lý nước thải, lượng khí tạo ra chủ yếu là CH4 và CO2 tạonên sự lưu thông bên trong giúp cho việc duy trì và tạo ra hạt sinh học. Các bọt khí tự do và cáchạt khi thoát lên tới đỉnh của bể tách khỏi các hạt rắn và đi vào thiết bị thu khí. Dịch lỏng chứamột số chất còn lại và hạt sinh học chuyển vào ngăn lắng, ở đó chất rắn được tách khỏi chấtlỏng và quay trở lại lớp đệm bùn, nước thải sau đó được thải ra ngoài ở phía trên của thiết bị.

Hình 2. Sư đồ thiết bị phản ứng UASB trong phòng thí nghiệm

THỬ NGHIỆM CÔNG NGHỆ VÀ KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM

Để tiến hành thử nghiệm công nghệ UASB, chúng tôi tiến hành đối với nước thải dịch ngưngcủa công ty giấy Bãi Bằng Đây là loại nước thải được tạo thành từ công đoạn nấu nguyên liệuvà một phần lớn được sinh ra trong giai đoạn chưng bốc. Thành phần các hợp chất trong dịch ngưng được tóm tắt trong bảng 1.

Bảng 1. Thành phần các hợp chất trong dịch ngưng

Thông số Giá trị trung bình Thông số Giá trị trung bình

Như vậy trong nước thải dịch ngưng hàm lượng COD và BOD5 rất cao và chỉ số BOD5/COD

<>Quá trình thử nghiệm công nghệ được tiến hành như sau:

Nạp bùn hạt vào hệ thống với thể tích bằng 25% thể tích thiết bị phản ứng, pha loãng CODđầu vào bằng nước máy sao cho COD đầu vào ~ 500mg/l, dùng H2SO4 đưa PH ~ 7 để tránhhiện tượng sốc cho vi sinh vật [5]. COD được tăng dần lên ~ 4500 mg/l. Trong suất quá trìnhhoạt động hệ thống thì dinh dưỡng được thêm vào với tỷ lệ là BOD5: N: P = 100: 3: 0,5 [6]. Khihệ thống hoạt động một cách tương đối ổn định chúng tôi tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng củapH đến quá trình xử lý bằng cách cho từ từ lượng NaHCO3 1M vào nước thải đầu vào, chúngtôi thu được kết quả như hình 3 .

Hình 3. Ảnh hưởng của ph đến hiệu suất xử lý và sự tạo khí

Sau khi thiết lập được điều kiện ph tối ưu cho quá trình xử lý (6,8 - 7,2) chúng tôi nghiên cứuảnh hưởng của thời gian lưu đến quá trình xử lý, thu được kết quả như hình 4a và 4b.

Hình 4a. Ảnh hưởng của thời gian lưuđến sự tạo khí

Hình 4b. Ảnh hưởng của thời gian lưu đếnhiệu suất xử lý

Giữ nguyên pH và thời gian lưu thích hợp chúng tôi tiến hành nghiên cứu.Ảnh hưởng của tải trọng thể tích đến hiệu suất quá trình xử lý, chúng tôi thu được kết quảnhư hình 5.

Hình 5. Ảnh hưởng của tải trọng thể tích đến hiệu suất xử lý và sự tạo khí

THẢO LUẬN

Theo kết quả nghiên cứu phần trên, chúng tôi thấy rằng tại giá trị ph thấp sẽ không thích hợpcho sự tăng trưởng của vi khuẩn me tan dẫn đến hiệu suất xử lý cũng như lượng khí thu đượcthấp. Giá trị ph thích hợp cho hiệu suất xử lý cũng như lượng khí thu được cao nhất nằm trongkhoảng 6,8 - 7,2. Để duy trì được ph nằm xung quanh điều kiện trung tính chúng tôi phải cungcấp thêm dung dịch đệm, dung dịch đệm được chọn ở đây là dung dịch NAHCO3, lượngNAHCO3 thêm vào để duy trì ph xung quanh giá trị 7 là 25-30 mL NAHCO3 1 M trong 1 lít dungdịch nước thải đầu vào. 

Thời gian lưu của nước cũng là thông số rất quan trọng, trong nghiên cứu này chúng tôi nhậnthấy rằng ờ giá trị thời gian lưu là 16 giờ cho hiệu suất xử lý cao (lên tới 88,2%), ở thời gian lưu12 giờ cho hiệu suất xử lý là 83,6% và tiếp tục giảm thời gian lưu xuống còn 8 giờ thì hiệu suất

Tư vấn miễn phí:

CÔNG TY TNHH MÔI TRƯỜNG XUYÊN VIỆT

Địa chỉ: 191 Đường số 8, Phường 17, Quận Gò Vấp, Tp HCM

Điện thoại: (+84) 028 3895 3166

Hotline: 0903.018.135 - 0918 28 09 05

Email: moitruongxuyenviet@gmail.com

Fax: (+84) 028 3895 3188

Chúng tôi rất vui được giải đáp những thắc mắc của bạn. Trân trọng!