Xử lý nước thải nhà máy giấy: Đặc điểm, Quy trình, Các công nghệ hiện đại

Xử lý nước thải nhà máy giấy là quá trình loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ, xơ sợi, hóa chất tẩy rửa và vi sinh trước khi xả ra môi trường. Nước thải từ ngành công nghiệp giấy có đặc điểm ô nhiễm cao, chứa COD, BOD, độ màu và chất rắn lơ lửng lớn, đòi hỏi quy trình xử lý nghiêm ngặt để tuân thủ quy chuẩn QCVN 12-MT:2015/BTNMT của Việt Nam.

Quy trình xử lý nước thải nhà máy giấy thường gồm các bước: xử lý cơ học (lắng, lọc, tách cặn), xử lý hóa lý (keo tụ, tạo bông, trung hòa pH), xử lý sinh học (hiếu khí và kỵ khí) và xử lý nâng cao (lọc màng, ozone, UV). Mỗi giai đoạn có nhiệm vụ riêng nhằm loại bỏ tối đa các thành phần gây ô nhiễm từ đầu vào đến đầu ra.

1. Nước thải từ nhà máy giấy hình thành như thế nào?

Nước thải nhà máy giấy được hình thành từ gần như tất cả các công đoạn trong chuỗi sản xuất, từ khâu chuẩn bị nguyên liệu cho đến các hoạt động vệ sinh cuối cùng. Mỗi giai đoạn sản xuất lại tạo ra một loại nước thải có thành phần và đặc tính ô nhiễm riêng biệt, góp phần tạo nên sự đa dạng và phức tạp của dòng thải tổng.

1.1. Các nguồn thải chính từ quy trình sản xuất giấy

Các nguồn thải chính từ quy trình sản xuất giấy bao gồm giai đoạn xử lý nguyên liệu, giai đoạn nấu và tẩy trắng nguyên liệu, giai đoạn xeo giấy. Cụ thể như sau

• Giai đoạn xử lý nguyên liệu: Nước thải bắt đầu phát sinh ngay từ khâu đầu tiên. Đối với nguyên liệu là gỗ hay tre nứa, nước được dùng để rửa trôi đất cát và trong quá trình bóc vỏ, tạo ra dòng thải chứa chất rắn lơ lửng và chất hữu cơ. Đối với giấy tái chế, công đoạn ngâm và khử mực in để lại một lượng nước thải cực kỳ ô nhiễm, chứa các hạt mực, keo dán, bột màu và các sợi giấy ngắn.
• Giai đoạn nấu và tẩy trắng bột giấy: Đây là công đoạn gây ô nhiễm nặng nề nhất. Quá trình nấu bột giấy bằng hóa chất để tách sợi xenluloza sẽ sinh ra một dòng thải đặc trưng gọi là "dịch đen", có màu sẫm, độ pH cao và chứa nồng độ các chất hữu cơ độc hại rất lớn. Tiếp đó, công đoạn tẩy trắng bột giấy bằng các hóa chất như clo sẽ tiếp tục thải ra nguồn nước chứa các hợp chất hữu cơ chứa clo bền vững và khó phân hủy sinh học.
• Giai đoạn xeo giấy: Tại công đoạn này, bột giấy được pha loãng với nước và đưa lên lưới để tạo hình. Phần lớn nước được tách ra tại đây, gọi là "nước trắng", có chứa một lượng lớn các sợi giấy mịn và các chất phụ gia hóa học được thêm vào để tạo nên các đặc tính của giấy. Dòng nước này tuy ít độc hại hơn dịch đen nhưng vẫn có mức độ ô nhiễm hữu cơ cao.

1.2. Các nguồn thải từ hoạt động phụ trợ và sinh hoạt

Bên cạnh quy trình sản xuất chính, các hoạt động khác trong nhà máy cũng góp phần tạo ra một lượng nước thải đáng kể bao gồm hoạt động vệ sinh thiết bị, nhà xưởng, nguồn nước thải sinh hoạt. Cụ thể như sau:

• Hoạt động vệ sinh thiết bị, nhà xưởng: Nước được sử dụng thường xuyên để cọ rửa, làm sạch các máy móc, thiết bị, bồn chứa, đường ống và sàn nhà xưởng. Nước thải từ hoạt động này thường chứa hỗn hợp của cặn bột giấy, xơ sợi, dầu mỡ bôi trơn từ máy móc và các loại hóa chất tẩy rửa.
• Nguồn nước thải sinh hoạt: Toàn bộ lượng nước thải phát sinh từ các hoạt động sinh hoạt hàng ngày của cán bộ công nhân viên trong nhà máy, ví dụ như từ nhà ăn, khu vệ sinh, cũng được gộp chung vào hệ thống xử lý. Dòng thải này có đặc tính tương tự nước thải sinh hoạt đô thị, chứa nhiều chất hữu cơ dễ phân hủy, nito, phốt pho và các vi sinh vật.

Sự tổng hòa của tất cả các nguồn thải trên đã tạo nên một dòng nước thải nhà máy giấy với đặc tính phức tạp, đòi hỏi một hệ thống xử lý đa tầng và chuyên biệt để có thể đạt được các tiêu chuẩn về môi trường trước khi xả thải.

2. Đặc điểm nổi bật của nước thải ngành giấy

Các đặc điểm nổi bật nhất của nước thải ngành giấy bao gồm màu sắc đặc trưng, mùi nồng khó chịu, độ pH biến động mạnh, nồng độ ô nhiễm hữu cơ cực kỳ cao, sự hiện diện của các hóa chất độc hại, và hàm lượng chất rắn lơ lửng lớn. Cụ thể như sau:

2.1. Màu sắc đen hoặc nâu sẫm đặc trưng

Màu sẫm của nước thải giấy chủ yếu gây ra bởi sự tồn dư của lignin và các hợp chất hữu cơ phức tạp bị hòa tan trong quá trình nấu bột giấy. Lignin là một loại polime tự nhiên, đóng vai trò như "chất keo" liên kết các sợi xenluloza trong thân gỗ. Khi bị hòa tan, nó tạo ra dòng "dịch đen" có độ màu rất cao. Độ màu này không chỉ gây mất mỹ quan mà còn ngăn cản ánh sáng mặt trời xuyên qua mặt nước, làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến quá trình quang hợp của các loài thủy sinh.

2.2. Mùi nồng, khó chịu

Mùi hôi đặc trưng của nước thải giấy là do sự phân hủy của một lượng lớn các hợp chất hữu cơ và sự hiện diện của các hợp chất chứa lưu huỳnh. Trong công đoạn nấu bột giấy theo phương pháp Kraft, các hợp chất sunfit được sử dụng có thể sinh ra các khí có mùi khó chịu như H2S (mùi trứng thối). Đồng thời, sự phân hủy các chất hữu cơ trong điều kiện thiếu oxy cũng tạo ra các sản phẩm có mùi nồng, gây ô nhiễm không khí xung quanh.

2.3. Độ pH biến động, thường nghiêng về kiềm

Độ pH của nước thải ngành giấy thường không ổn định và có xu hướng nghiêng về tính kiềm cao. Nguyên nhân là do quy trình nấu bột giấy thường sử dụng các loại hóa chất có tính kiềm mạnh như xút (NaOH) để hòa tan lignin. Do đó, dòng "dịch đen" có độ pH rất cao, có thể lên đến 10-12. Tuy nhiên, ở các công đoạn sau như tẩy trắng, một số hóa chất có tính axit có thể được sử dụng, khiến cho dòng thải tổng của nhà máy có độ pH biến động, gây khó khăn cho các quá trình xử lý sinh học.

2.4. Nồng độ ô nhiễm hữu cơ (BOD, COD) rất cao

Đây là đặc tính ô nhiễm nghiêm trọng nhất của nước thải giấy. Nước thải chứa một hàm lượng khổng lồ các chất hữu cơ hòa tan như lignin, hemixenluloza, axit hữu cơ... Điều này thể hiện qua các chỉ số BOD (Nhu cầu oxy sinh hóa) và COD (Nhu cầu oxy hóa học) rất cao, thường cao hơn hàng chục, thậm chí hàng trăm lần so với tiêu chuẩn xả thải cho phép. Khi xả ra môi trường, các chất hữu cơ này sẽ phân hủy, tiêu thụ một lượng lớn oxy hòa tan trong nước, gây ra tình trạng cạn kiệt oxy, làm chết các loài thủy sinh và gây ô nhiễm nguồn nước nghiêm trọng.

2.5. Chứa vi lượng hóa chất độc hại

Một trong những mối nguy lớn nhất của nước thải giấy là sự hiện diện của các vi lượng hóa chất độc hại, hình thành từ quá trình tẩy trắng bột giấy. Đặc biệt, với các công nghệ tẩy trắng cũ sử dụng clo nguyên tố, quá trình này có thể tạo ra các hợp chất hữu cơ chứa clo (AOX) cực kỳ độc hại, bền vững và có khả năng gây ung thư như dioxin và furan. Mặc dù các công nghệ tẩy trắng hiện đại đã thân thiện hơn, nhưng nước thải vẫn có thể tồn dư các hóa chất sử dụng trong quá trình sản xuất.

2.6. Nhiều cặn bã, chất rắn lơ lửng lớn

Nước thải ngành giấy luôn chứa một lượng lớn cặn bã và chất rắn lơ lửng không hòa tan, ký hiệu là TSS (Total Suspended Solids). Các chất rắn này bao gồm các sợi xenluloza mịn không kết lại được, các chất độn như bột đá, cao lanh, các chất phụ gia và các tạp chất khác. Hàm lượng TSS cao làm cho nước có độ đục lớn, có thể gây tắc nghẽn đường ống và khi lắng xuống đáy sông, hồ sẽ phá hủy môi trường sống của các loài sinh vật đáy.

3. Thành phần ô nhiễm chính trong nước thải nhà máy giấy

Các thành phần ô nhiễm chính và đặc trưng nhất trong nước thải của ngành công nghiệp giấy bao gồm nhóm hợp chất hữu cơ khó phân hủy sinh học, các loại hóa chất vô cơ hòa tan, các hóa chất và phụ gia từ quá trình xử lý giấy, các loại vi sinh vật phát sinh, và một lượng lớn cặn bã, chất rắn lơ lửng. Cụ thể như sau:

• Hợp chất hữu cơ: Đây là nhóm thành phần gây ô nhiễm lớn và nghiêm trọng nhất, chủ yếu sinh ra từ quá trình nấu và tẩy trắng bột giấy. Chúng bao gồm lignin, một loại polime tự nhiên trong gỗ bị hòa tan, là nguyên nhân chính gây ra màu nâu sẫm và chỉ số COD rất cao cho nước thải. Bên cạnh đó là các hợp chất khác như nhựa cây, xenluloza và hemixenluloza hòa tan, tinh bột, axit hữu cơ... Khi phân hủy, các chất này tiêu thụ một lượng lớn oxy trong nước, gây ra tình trạng cạn kiệt oxy và hủy diệt sự sống của các loài thủy sinh.

• Các chất vô cơ hòa tan: Nhóm này bao gồm các loại hóa chất được sử dụng trong suốt quá trình sản xuất. Điển hình là xút (NaOH) có trong dịch đen từ quá trình nấu bột giấy, làm cho nước thải có độ pH rất cao. Các loại axit và muối tẩy trắng như các hợp chất của clo, natri sunfit, natri sunfat... cũng tồn dư trong nước thải. Sự hiện diện của các chất này làm thay đổi đột ngột độ pH của nguồn nước tiếp nhận và nhiều chất trong số đó có độc tính cao đối với sinh vật.

• Hóa chất xử lý mực và bột độn: Đối với các nhà máy sử dụng giấy tái chế hoặc sản xuất các loại giấy tráng phủ, nước thải sẽ có thêm các thành phần đặc thù này. Quá trình khử mực in sẽ thải ra các loại hóa chất hoạt động bề mặt, dung môi và các hạt mực nhỏ li ti. Quá trình sản xuất giấy cũng sử dụng các loại bột độn như cao lanh, canxi cacbonat để tăng độ trắng và độ mịn cho giấy, một phần các chất này sẽ thất thoát theo dòng nước thải, làm tăng độ đục và tạo ra bùn cặn.

• Vi sinh vật gây hại: Môi trường nước thải nhà máy giấy với hàm lượng chất hữu cơ dồi dào và nhiệt độ ấm là điều kiện lý tưởng cho các loại vi sinh vật gây hại phát sinh trong quá trình ủ mục và phân hủy. Nếu không được xử lý, việc xả thải có thể phát tán các loại vi khuẩn, nấm này ra môi trường, gây ảnh hưởng đến hệ sinh thái và sức khỏe cộng đồng.

• Cặn bã từ rửa thiết bị, sàn xưởng: Đây là nhóm chất rắn lơ lửng không hòa tan (TSS). Chúng bao gồm các sợi giấy mịn, cặn bột giấy, bụi bẩn, dầu mỡ bôi trơn và các tạp chất khác bị cuốn trôi trong quá trình vệ sinh, cọ rửa máy móc, thiết bị và sàn nhà xưởng. Lượng cặn bã này làm tăng độ đục của nước và có thể lắng đọng, gây bồi lấp lòng sông, hồ.

Nước thải nhà máy giấy là một hỗn hợp cực kỳ phức tạp, chứa đựng nhiều thành phần ô nhiễm khác nhau ở cả dạng hòa tan và không hòa tan, mỗi thành phần lại có những tác động riêng biệt và tiêu cực đến môi trường. Việc xác định các thành phần ô nhiễm chính này là cơ sở quan trọng để có thể lựa chọn và xây dựng một quy trình xử lý nước thải phù hợp và hiệu quả.

4. Tại sao cần xử lý nước thải nhà máy giấy một cách nghiêm ngặt?

Các lý do chính bao gồm ngăn chặn thảm họa ô nhiễm nguồn nước mặt và nước ngầm, quy định pháp luật của nhà nước, nghĩa vụ bảo vệ sức khỏe con người và hệ sinh thái, và cả những lợi ích kinh tế trực tiếp từ việc tái sử dụng nước. Cụ thể như sau:

4.1. Ngăn ngừa ô nhiễm nguồn nước mặt và nước ngầm

Nước thải nhà máy giấy nếu không được xử lý mà xả thẳng ra môi trường sẽ là một nguồn ô nhiễm cực kỳ nguy hiểm.

• Đối với nước mặt: Hàm lượng chất hữu cơ khổng lồ sẽ làm cạn kiệt oxy hòa tan trong sông, hồ, gây ra hiện tượng cá chết hàng loạt. Màu sẫm của nước thải cản trở ánh sáng, hủy diệt các loài thực vật thủy sinh. Các hóa chất độc hại sẽ đầu độc nguồn nước, khiến nó không thể sử dụng cho mục đích nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản hay sinh hoạt.
• Đối với nước ngầm: Các chất ô nhiễm độc hại từ nước thải có thể thẩm thấu qua đất, đi vào các tầng nước ngầm, gây ô nhiễm trên diện rộng và rất khó để khắc phục.

4.2. Tuân thủ các quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về môi trường

Mọi doanh nghiệp sản xuất giấy tại Việt Nam đều bắt buộc phải tuân thủ các quy định pháp luật về xả thải công nghiệp.

• Quy chuẩn chuyên ngành: Văn bản pháp lý quan trọng nhất là QCVN 12:2015/BTNMT, đây là Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp giấy và bột giấy. Quy chuẩn này đặt ra các giới hạn nồng độ tối đa cho phép đối với hàng loạt các thông số ô nhiễm đặc trưng như COD, BOD5, chất rắn lơ lửng (TSS), độ màu, pH và các chất độc hại khác.
• Chế tài xử phạt: Bất kỳ hành vi xả thải vượt quá các giới hạn này đều sẽ bị xử phạt hành chính rất nặng, có thể bị đình chỉ hoạt động hoặc thậm chí là truy cứu trách nhiệm hình sự, gây tổn thất nghiêm trọng đến uy tín và tài chính của doanh nghiệp.

4.3. Bảo vệ sức khỏe cộng đồng và hệ sinh thái thủy sinh

Việc xả trực tiếp nước thải chưa qua xử lý ra môi trường gây ra những hậu quả nghiêm trọng không chỉ cho thiên nhiên mà còn cho chính con người.

• Đối với hệ sinh thái: Dòng thải ô nhiễm sẽ hủy diệt hoàn toàn sự sống của các loài sinh vật trong nguồn nước tiếp nhận, biến các con sông, kênh rạch thành những dòng sông "chết".
• Đối với sức khỏe cộng đồng: Người dân sống ở các khu vực hạ lưu, sử dụng nguồn nước đã bị ô nhiễm cho việc tưới tiêu, sinh hoạt hoặc ăn các sản phẩm thủy sản bị nhiễm độc có nguy cơ cao mắc các bệnh nguy hiểm về đường ruột, da liễu và các bệnh mãn tính, ung thư do tích tụ các hóa chất độc hại như kim loại nặng, dioxin.

4.4. Tái sử dụng nguồn nước sau xử lý để tiết kiệm chi phí

Bên cạnh các lý do về môi trường và pháp lý, việc xử lý nước thải hiệu quả còn mang lại lợi ích kinh tế trực tiếp cho chính nhà máy.

• Giảm chi phí nước cấp: Ngành công nghiệp giấy tiêu thụ một lượng nước khổng lồ. Việc xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn cao cho phép nhà máy có thể tuần hoàn, tái sử dụng một phần lớn lượng nước này cho các công đoạn sản xuất không yêu cầu chất lượng nước quá khắt khe, ví dụ như khâu rửa nguyên liệu hoặc hệ thống làm mát.
• Hướng tới kinh tế tuần hoàn: Việc tái sử dụng nước giúp giảm đáng kể chi phí khai thác và xử lý nước cấp, tiết kiệm tài nguyên nước và thể hiện trách nhiệm xã hội của doanh nghiệp, hướng tới mô hình sản xuất xanh và kinh tế tuần hoàn.

5. Các công nghệ xử lý nước thải nhà máy giấy phổ biến hiện nay

Một quy trình xử lý nước thải nhà máy giấy điển hình được chia thành nhiều giai đoạn nối tiếp nhau. Các công nghệ chính được áp dụng bao gồm các phương pháp xử lý cơ học ban đầu như lắng sơ cấp và tuyển nổi, các phương pháp xử lý sinh học để phân hủy chất hữu cơ, các phương pháp hóa lý như keo tụ tạo bông để xử lý màu, và cuối cùng là giai đoạn khử trùng. Cụ thể như sau:

5.1. Xử lý cơ học: lắng sơ cấp và tuyển nổi

Giai đoạn xử lý cơ học ban đầu này có vai trò loại bỏ các chất rắn lơ lửng và các tạp chất thô, giúp giảm tải đáng kể cho các công đoạn xử lý sinh học và hóa lý phức tạp ở phía sau.

• Lắng sơ cấp: Nước thải được đưa vào các bể lắng lớn có thời gian lưu đủ dài. Dưới tác dụng của trọng lực, các chất rắn nặng hơn nước như cát, sạn, cặn thô và một phần xơ sợi bột giấy sẽ từ từ lắng xuống đáy, tạo thành lớp bùn và được thu gom định kỳ.
• Tuyển nổi: Phương pháp này đặc biệt hiệu quả để loại bỏ các chất rắn nhẹ hơn nước hoặc khó lắng như dầu mỡ, nhựa, các hạt mực in và các sợi giấy mịn. Công nghệ tuyển nổi không khí hòa tan (DAF) thường được sử dụng, trong đó các bọt khí siêu nhỏ được bơm vào nước, kết dính với các hạt cặn và kéo chúng nổi lên bề mặt, sau đó được gạt bỏ dễ dàng.

5.2. Xử lý sinh học hiếu khí và yếm khí

Đây là giai đoạn cốt lõi và quan trọng nhất trong toàn bộ hệ thống, có nhiệm vụ phân hủy sinh học các chất hữu cơ hòa tan trong nước thải, làm giảm mạnh các chỉ số ô nhiễm đặc trưng như BOD và COD.

• Xử lý yếm khí: Thường được áp dụng cho các dòng thải có nồng độ ô nhiễm hữu cơ cực kỳ cao (ví dụ như dịch đen sau khi đã thu hồi hóa chất). Trong môi trường không có oxy, các chủng vi sinh vật yếm khí sẽ "ăn" và phân hủy các chất hữu cơ phức tạp thành các khí sinh học (biogas), chủ yếu là Metan (CH4).
• Xử lý hiếu khí: Thường được đặt sau giai đoạn yếm khí hoặc áp dụng cho các dòng thải có nồng độ ô nhiễm thấp hơn. Trong các bể sục khí (như bể Aerotank), không khí được cấp liên tục để các chủng vi sinh vật hiếu khí phát triển mạnh mẽ, phân hủy các chất hữu cơ còn lại một cách nhanh chóng và triệt để hơn.

Chất hoạt hóa sinh học VTA Nanofloc A644 sản xuất tại Áo là một sản phẩm hai trong một, có chức năng chính là trợ keo tụ để loại bỏ chất rắn lơ lửng và kích hoạt hệ vi sinh để tăng cường xử lý sinh học. Sản phẩm này sử dụng các hạt nano và cation để nhanh chóng kết dính các hạt cặn lơ lửng bằng cách trung hòa điện tích bề mặt của chúng. Đồng thời, các vitamin kim loại có trong sản phẩm giúp cải thiện sự trao đổi chất của vi sinh vật trong bùn, làm ổn định hệ vi sinh và tăng cường hiệu quả loại bỏ carbon, nitơ.

5.3. Xử lý hóa lý: keo tụ – tạo bông

Phương pháp keo tụ tạo bông được sử dụng để xử lý các chất ô nhiễm khó có thể loại bỏ bằng phương pháp sinh học, đặc biệt là xử lý độ màu và các chất rắn lơ lửng có kích thước siêu nhỏ.

• Quá trình: Các hóa chất như phèn nhôm, PAC được châm vào nước thải để trung hòa điện tích của các hạt keo lơ lửng, khiến chúng mất ổn định và kết dính lại với nhau thành các hạt nhỏ hơn (quá trình keo tụ). Sau đó, một hóa chất trợ keo tụ (polyme) được thêm vào để kết dính các hạt nhỏ này lại thành những bông cặn lớn hơn, nặng hơn (quá trình tạo bông). Các bông cặn này sẽ dễ dàng lắng xuống và được loại bỏ ở bể lắng hóa lý.

5.4. Khử trùng

Đây là công đoạn cuối cùng trong chuỗi xử lý, có vai trò tiêu diệt toàn bộ các vi sinh vật gây bệnh như E.coli, Coliforms... còn sót lại trong nước thải sau các quá trình xử lý trước đó. Việc khử trùng đảm bảo nguồn nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn về mặt vi sinh, an toàn tuyệt đối trước khi được xả ra nguồn tiếp nhận như sông, hồ. Các phương pháp khử trùng phổ biến bao gồm sử dụng clo, ozon hoặc đèn cực tím UV.

Sự kết hợp tuần tự và hợp lý của các công nghệ trên sẽ tạo thành một hệ thống xử lý nước thải nhà máy giấy hoàn chỉnh, có khả năng xử lý hiệu quả các thành phần ô nhiễm phức tạp và bảo vệ môi trường.

6. Quy trình xử lý nước thải nhà máy giấy tái chế – mô hình đề xuất

Một mô hình xử lý hiệu quả cho nước thải nhà máy giấy tái chế bao gồm thu gom nước thải và xử lý sơ bộ,  lắng cát, lắng sơ cấp, bể điều hoà cân bằng tải,  tuyển nổi siêu nông, keo tụ - tạo bông - khử màu, khử trùng đầu ra, thoát nước hoặc tái sử dụng. Cụ thể như sau:

1. Thu gom nước thải và xử lý cơ học sơ bộ 

Đầu tiên, toàn bộ nước thải phát sinh từ các công đoạn sản xuất và sinh hoạt được dẫn theo hệ thống đường ống về một hố thu gom tập trung. Tại đây, nước thải sẽ được cho đi qua song chắn rác để loại bỏ các loại rác thải có kích thước lớn như túi nilon, vải vụn, các mảnh giấy lớn... nhằm tránh gây tắc nghẽn cho các thiết bị bơm và đường ống ở các công đoạn sau.

2. Bể lắng cát, lắng sơ cấp 

Sau khi qua song chắn rác, nước thải được bơm vào bể lắng cát và bể lắng sơ cấp. Tại đây, dưới tác dụng của trọng lực, các loại cặn thô, nặng như cát, sỏi, và một phần lớn bột giấy dư, xơ sợi sẽ lắng xuống đáy. Việc loại bỏ sớm các chất rắn này giúp giảm tải đáng kể cho các công trình xử lý phía sau.

3. Bể điều hòa – cân bằng tải 

Đây là một công đoạn cực kỳ quan trọng. Nước thải từ các công đoạn khác nhau trong nhà máy có lưu lượng và nồng độ chất ô nhiễm không đồng đều, thay đổi theo từng thời điểm trong ngày. Bể điều hòa có nhiệm vụ chứa và xáo trộn lượng nước thải này để tạo ra một dòng chảy đầu ra có lưu lượng và nồng độ ô nhiễm ổn định. Điều này giúp hệ thống xử lý phía sau, đặc biệt là hệ thống sinh học, hoạt động ổn định và tránh bị "sốc tải".

4. Tuyển nổi siêu nông DAF 

Đây là công đoạn xử lý hóa lý then chốt đối với nước thải giấy tái chế. Công nghệ tuyển nổi DAF đặc biệt hiệu quả trong việc loại bỏ các chất rắn lơ lửng có kích thước nhỏ, nhẹ, khó lắng như các hạt mực in, sợi giấy mịn, và dầu mỡ. Các bọt khí siêu nhỏ được bơm vào nước sẽ kết dính với các hạt cặn và kéo chúng nổi lên bề mặt, sau đó được một hệ thống gạt váng thu gom.

5. Xử lý sinh học (kết hợp yếm khí – hiếu khí) 

Đây là giai đoạn cốt lõi để loại bỏ các chất hữu cơ hòa tan, làm giảm các chỉ số ô nhiễm BOD và COD.

• Xử lý yếm khí: Nước thải sau tuyển nổi được đưa vào bể xử lý yếm khí. Các vi sinh vật yếm khí sẽ phân hủy các chất hữu cơ phức tạp thành các chất đơn giản hơn và tạo ra khí sinh học.
• Xử lý hiếu khí: Tiếp theo, nước được đưa sang bể hiếu khí (như bể Aerotank). Tại đây, không khí được cấp liên tục để các vi sinh vật hiếu khí phát triển, phân hủy triệt để các chất hữu cơ còn lại.

6. Keo tụ – tạo bông – khử màu 

Sau khi qua xử lý sinh học, nước thải vẫn có thể còn độ màu và các chất rắn lơ lửng siêu nhỏ. Hóa chất keo tụ (như phèn, PAC) và hóa chất tạo bông (polyme) được châm vào để kết dính các hạt keo lơ lửng và các phân tử màu lại với nhau thành những bông cặn lớn hơn, sau đó được loại bỏ dễ dàng tại bể lắng hóa lý. Công đoạn này giúp nước trở nên trong và không còn màu.

7. Khử trùng đầu ra 

Đây là bước cuối cùng để đảm bảo an toàn về mặt vi sinh. Hóa chất khử trùng như Clo hoặc đèn UV sẽ được sử dụng để tiêu diệt toàn bộ các vi sinh vật gây bệnh còn sót lại trong nước, đảm bảo nước thải an toàn tuyệt đối trước khi thải ra môi trường.

8. Thoát nước đạt QCVN hoặc tái sử dụng 

Nước sau khi xử lý qua quy trình trên sẽ đạt các tiêu chuẩn xả thải theo quy định của pháp luật, ví dụ như QCVN 12:2015/BTNMT. Một phần lượng nước đã qua xử lý này hoàn toàn có thể được tuần hoàn, tái sử dụng cho một số công đoạn sản xuất không yêu cầu chất lượng nước quá cao, giúp nhà máy tiết kiệm một lượng lớn chi phí nước cấp.

Tóm lại, nước thải ngành giấy, với những đặc tính ô nhiễm phức tạp và nồng độ cao, thực sự là một trong những thách thức lớn nhất về môi trường đối với ngành công nghiệp sản xuất. Tuy nhiên, với sự phát triển của khoa học công nghệ, việc áp dụng một quy trình xử lý đa giai đoạn, kết hợp nhuần nhuyễn giữa các phương pháp cơ học, hóa lý và sinh học, đã chứng tỏ hiệu quả vượt trội trong việc giải quyết triệt để vấn đề này.

Việc đầu tư vào một hệ thống xử lý nước thải bài bản không chỉ là nghĩa vụ bắt buộc để tuân thủ các quy chuẩn pháp luật và bảo vệ môi trường, mà còn là một bước đi chiến lược, thể hiện trách nhiệm xã hội của doanh nghiệp. Hơn nữa, nó còn mở ra cơ hội tái sử dụng nguồn nước, giúp tiết kiệm chi phí và hướng tới một mô hình sản-xuất xanh, kinh tế tuần hoàn bền vững. Một hệ thống xử lý nước thải hiệu quả chính là lời cam kết mạnh mẽ nhất cho sự phát triển có trách nhiệm của ngành giấy trong tương lai.