Quy trình xử lý nước thải trong ngành giấy và bột giấy là một quy trình phức tạp và có hệ thống, thường bao gồm ba giai đoạn: tiền xử lý, xử lý sinh học và xử lý nâng cao. Các bước chi tiết của quá trình này như sau:
I. Giai đoạn tiền xử lý
Mục đích chính của giai đoạn tiền xử lý là loại bỏ chất rắn lơ lửng, điều chỉnh pH, giảm nồng độ chất hữu cơ trong nước thải, tạo điều kiện cho quá trình xử lý sinh học tiếp theo.
1. Lưới lọc dạng thanh: Loại bỏ các chất rắn lơ lửng lớn và chất lơ lửng ra khỏi nước thải để giảm tải cho các quá trình xử lý tiếp theo. Màn hình thanh thường được hàn từ thép phẳng và xoắn, khoảng cách giữa các thanh có thể được điều chỉnh theo điều kiện thực tế.
2. Bể cân bằng: Điều tiết lưu lượng nước thải và ổn định chất lượng nước, cung cấp điều kiện chất lượng nước ổn định cho quá trình xử lý tiếp theo. Bể cân bằng thường có thể tích lớn để giảm bớt sự biến động của dòng nước thải.
3. Bể lắng/Bể tuyển nổi: Tiếp tục loại bỏ các chất rắn lơ lửng mịn và một số chất hữu cơ khỏi nước thải. Bể lắng tận dụng trọng lực để lắng đọng chất rắn lơ lửng, trong khi bể tuyển nổi bơm vi bọt vào nước thải, khiến chất rắn lơ lửng bám vào bong bóng và nổi lên bề mặt.
4. Bể trung hòa: Điều chỉnh độ pH của nước thải về khoảng phù hợp để xử lý sinh học. Điều này thường đạt được bằng cách thêm axit hoặc kiềm.
II. Giai đoạn xử lý sinh học
Giai đoạn xử lý sinh học là giai đoạn cốt lõi của xử lý nước thải sản xuất giấy, chủ yếu sử dụng các công nghệ xử lý sinh học như quy trình bùn hoạt tính và màng sinh học để loại bỏ các chất ô nhiễm như chất hữu cơ, nitơ và phốt pho khỏi nước thải.
1. Xử lý sinh học hiếu khí:
* Quá trình bùn hoạt tính: Lượng oxy hòa tan được cung cấp đầy đủ cho nước thải thông qua thiết bị sục khí, giúp bùn và nước thải hòa quyện hoàn toàn. Vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ. Sau một thời gian, hỗn hợp dịch lỏng trong bể sục khí sẽ đi vào bể lắng để tách chất lỏng-rắn. Nước đã xử lý được thải ra hoặc xử lý tiếp, trong khi một phần bùn được đưa trở lại bể sục khí để duy trì quần thể vi sinh vật.
* Quy trình màng sinh học: Sử dụng màng sinh học gắn trên bề mặt chất mang để phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ. Khi nước thải đi qua lớp màng sinh học, các chất ô nhiễm hữu cơ sẽ bị phân hủy bởi các vi sinh vật. So với quy trình bùn hoạt tính, quy trình màng sinh học có khả năng chống sốc tốt hơn, cần ít đất hơn và dễ vận hành và quản lý hơn.
2. Xử lý sinh học kỵ khí: Trong điều kiện kỵ khí, các vi sinh vật kỵ khí chuyển hóa các chất ô nhiễm hữu cơ trong nước thải thành các chất như metan và carbon dioxide. Các công nghệ xử lý sinh học kỵ khí chủ yếu bao gồm hệ thống chăn bùn kỵ khí dòng chảy ngược (UASB), đặc trưng bởi khả năng chịu tải cao, chi phí thấp và thu hồi năng lượng.
3. Loại bỏ nitơ và phốt pho sinh học: Trong giai đoạn xử lý sinh hóa, việc loại bỏ các chất dinh dưỡng như nitơ và phốt pho cũng cần được xem xét. Loại bỏ nitơ sinh học thường bao gồm ba giai đoạn: amoni hóa, nitrat hóa và khử nitrat, đạt được sự chuyển đổi và loại bỏ nitơ thông qua hoạt động hiệp đồng của các loại vi sinh vật khác nhau. Quá trình loại bỏ phốt pho sinh học sử dụng vi khuẩn tích lũy polyphosphate- để tích tụ phốt pho trong nước thải dưới dạng polyphosphate trong vi sinh vật, sau đó được loại bỏ thông qua quá trình xả bùn.
III. Giai đoạn điều trị nâng cao
Giai đoạn xử lý nâng cao chủ yếu nhắm vào nước thải vẫn chứa nồng độ cao chất hữu cơ khó phân hủy và chất ô nhiễm màu sau khi xử lý sinh hóa. Các công nghệ oxy hóa, hấp phụ và tách màng tiên tiến được sử dụng để xử lý tiếp theo nhằm đảm bảo nước thải đáp ứng tiêu chuẩn xả thải.
1. Các công nghệ oxy hóa tiên tiến: như oxy hóa ozone và oxy hóa Fenton, tận dụng các chất oxy hóa mạnh để phân hủy các chất hữu cơ khó phân hủy, giảm COD và độ màu trong nước thải.
2. Công nghệ hấp phụ: Sử dụng vật liệu hấp phụ như than hoạt tính để loại bỏ chất hữu cơ, màu sắc và các chất ô nhiễm khác khỏi nước thải.
3. Công nghệ tách màng: Sử dụng các công nghệ tách màng như lọc nano và thẩm thấu ngược để đạt được hiệu quả phân tách chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng và các chất ô nhiễm khác khỏi nước thải.
