Xử lý nước thải nhà máy giấy Bình Phước 4.200 m³/ngày

Nước thải nhà máy giấy có thể phát sinh tải lượng COD, TSS và độ màu rất cao. Khi lưu lượng sản xuất lớn, hệ thống xử lý cần được thiết kế theo nhiều công đoạn liên tiếp để vừa giảm chất rắn, vừa xử lý chất hữu cơ và kiểm soát màu trước khi xả về hệ thống tiếp nhận.

Công Thành – Envitech đã triển khai dự án xử lý nước thải nhà máy giấy ở Bình Phước với tổng công suất thiết kế 4.200 m³/ngày. Giai đoạn 1 của hệ thống được đưa vào vận hành với công suất 2.100 m³/ngày, ứng dụng bể điều hòa, tuyển nổi khí hòa tan DAF, xử lý sinh học kỵ khí – hiếu khí và khử trùng.

Theo yêu cầu của dự án năm 2020, nước sau xử lý đáp ứng tiêu chuẩn tiếp nhận của Khu công nghiệp QCVN 40:2011/BTNMT được ban hành kèm Thông tư 47/2011/TT-BTNMT

Bài toán xử lý nước thải tải lượng cao

Điểm đáng chú ý của dự án là tải lượng ô nhiễm đầu vào lớn. COD dao động từ 8.000–10.000 mg/L, TSS từ 3.000–4.000 mg/L và độ màu từ 2.500–4.000.

Với mức tải này, nếu đưa nước thải trực tiếp vào công đoạn sinh học hiếu khí, hệ thống có thể phải đối mặt với nhu cầu cấp oxy lớn, lượng bùn phát sinh cao và nguy cơ quá tải khi chất lượng dòng vào biến động.

Phương án công nghệ vì vậy được xây dựng theo hướng xử lý phân tầng:

Cách bố trí này giúp mỗi công đoạn tập trung vào nhóm chất ô nhiễm phù hợp, đồng thời giảm áp lực cho các bể xử lý phía sau.

Quy trình xử lý nước thải nhà máy giấy ở Bình Phước

Quy trình công nghệ chính của dự án:

Nước thải đầu vào → Bể điều hòa → Xử lý hóa lý bằng DAF → Xử lý sinh học kỵ khí và hiếu khí → Khử trùng → Nước sau xử lý.

Đối với độ màu, phương án sử dụng sự kết hợp giữa các công đoạn xử lý và quá trình oxy hóa tăng cường để nâng cao hiệu quả loại bỏ.

Bể điều hòa ổn định lưu lượng và tải lượng

Nước thải sản xuất được thu gom về bể điều hòa trước khi chuyển sang công đoạn DAF. Bể có vai trò ổn định lưu lượng và nồng độ ô nhiễm, hạn chế tình trạng COD hoặc TSS tăng đột ngột gây ảnh hưởng đến toàn bộ dây chuyền.

Với hệ thống xử lý nước thải nhà máy giấy công suất lớn, bể điều hòa không chỉ làm nhiệm vụ lưu trữ tạm thời. Công trình này còn tạo điều kiện để nước thải được cấp đều sang công đoạn hóa lý, giúp quá trình tạo bông và tuyển nổi vận hành ổn định hơn.

Khả năng điều hòa tốt cũng giúp giảm nguy cơ sốc tải cho hệ vi sinh tại các công trình kỵ khí và hiếu khí.

Tuyển nổi DAF xử lý TSS đầu vào cao

Sau bể điều hòa, nước được đưa vào công đoạn xử lý hóa lý bằng tuyển nổi khí hòa tan DAF. Đây là công nghệ phù hợp với nguồn thải có nồng độ chất rắn lơ lửng cao, bao gồm các hạt nhẹ hoặc khó tách bằng phương pháp lắng thông thường.

Không khí được hòa tan vào dòng nước dưới áp suất phù hợp. Khi áp suất giảm, các bọt khí kích thước nhỏ hình thành, bám vào bông cặn và đưa chúng nổi lên bề mặt. Phần bùn nổi sau đó được tách khỏi nước.

Tại dự án, DAF được bố trí trước công đoạn sinh học nhằm:

• Giảm TSS từ nguồn nước thải đầu vào.
• Tách một phần chất hữu cơ liên kết với cặn.
• Hạn chế cặn tích tụ trong các bể sinh học.
• Giảm tải cho công đoạn kỵ khí và hiếu khí.
• Tạo dòng nước ổn định hơn cho quá trình xử lý tiếp theo.

Để DAF vận hành hiệu quả, quá trình tạo bông, lượng khí hòa tan, áp suất, tỷ lệ tuần hoàn và cơ cấu thu bùn nổi phải được phối hợp đồng bộ. Các thông số này cần được hiệu chỉnh theo đặc tính nước thực tế của nhà máy.

Xử lý COD bằng công nghệ sinh học kỵ khí

Nước sau công đoạn DAF tiếp tục được dẫn vào hệ thống sinh học kỵ khí. Với COD đầu vào lên đến 8.000–10.000 mg/L, đây là công đoạn quan trọng để giảm tải hữu cơ trước khi nước chuyển sang bể hiếu khí.

Trong điều kiện không có oxy hòa tan, vi sinh vật kỵ khí phân hủy các hợp chất hữu cơ thành những dạng đơn giản hơn. Quá trình này phù hợp với nguồn nước có nồng độ chất hữu cơ cao và giúp giảm áp lực cấp khí cho công đoạn phía sau.

Việc bố trí xử lý kỵ khí trước hiếu khí mang lại một số lợi ích:

• Tiếp nhận nguồn nước có tải lượng COD cao.
• Giảm lượng chất hữu cơ cần xử lý tại bể hiếu khí.
• Hạn chế nhu cầu cấp oxy quá lớn.
• Phân bổ tải lượng hợp lý giữa các công trình.
• Tăng khả năng tiếp nhận biến động của nước thải sản xuất.

Tuy nhiên, hệ vi sinh kỵ khí nhạy cảm với sự thay đổi đột ngột của pH, tải trọng hữu cơ và một số thành phần trong nước thải. Vì vậy, chất lượng dòng vào cần được kiểm soát liên tục trong quá trình vận hành.

Xử lý sinh học hiếu khí

Sau quá trình kỵ khí, nước được chuyển sang công đoạn sinh học hiếu khí để tiếp tục phân hủy lượng chất hữu cơ còn lại. Không khí được cung cấp vào bể nhằm duy trì oxy hòa tan cho hoạt động của hệ vi sinh.

Công đoạn hiếu khí đóng vai trò hoàn thiện quá trình xử lý COD trước khi nước được chuyển sang khử trùng. Hiệu quả vận hành phụ thuộc vào tải lượng hữu cơ, nồng độ bùn, thời gian lưu, lượng oxy cấp và trạng thái của hệ vi sinh.

Đối với hệ thống công suất hàng nghìn mét khối mỗi ngày, thiết bị cấp khí phải được lựa chọn dựa trên tính toán nhu cầu oxy và tổn thất áp lực thực tế. Các dòng thiết bị công suất lớn như máy thổi khí Tsurumi RSR-150 có thể được xem xét cho ứng dụng xử lý sinh học; model sử dụng cho từng công trình cần được tính toán theo lưu lượng khí, áp lực và độ sâu bể.

Giải pháp xử lý màu trong nước thải giấy

Độ màu đầu vào của dự án dao động từ 2.500–4.000, trong khi mục tiêu đầu ra được xác định dưới 150.

Màu trong nước thải công nghiệp có thể tồn tại ở nhiều dạng khác nhau. Một phần gắn với chất rắn và được loại bỏ tại công đoạn DAF, trong khi phần hòa tan cần tiếp tục được xử lý ở những công đoạn phía sau.

Phương án của dự án kết hợp các quá trình xử lý với oxy hóa tăng cường. Theo thông số kỹ thuật, hiệu quả xử lý màu có thể đạt đến 90%.

Thay vì phụ thuộc vào một công đoạn đơn lẻ, giải pháp xử lý màu được tổ chức theo hướng:

• Tách các thành phần tạo màu gắn với chất rắn tại DAF.
• Phân hủy một phần chất hữu cơ trong quá trình sinh học.
• Sử dụng oxy hóa tăng cường để xử lý các thành phần màu khó loại bỏ.
• Kiểm soát chất lượng nước trước khi đưa sang khử trùng.

Cách tiếp cận này phù hợp hơn với nguồn nước thải có độ màu và COD đồng thời ở mức cao.

Khử trùng và kiểm soát nước sau xử lý

Nước sau công đoạn sinh học được đưa qua bước khử trùng trước khi xả về hệ thống tiếp nhận của khu công nghiệp. Đây là công đoạn cuối nhằm kiểm soát vi sinh vật còn lại trong nước.

Theo thông số của dự án, chất lượng nước sau xử lý hướng đến các giá trị:

• pH từ 5,5–9.
• COD dưới 150 mg/L.
• TSS dưới 100 mg/L.
• Độ màu dưới 150 theo đơn vị thể hiện trong hồ sơ kỹ thuật.

Ngoài việc kiểm tra nước đầu ra, quá trình vận hành cần theo dõi chất lượng nước tại từng công đoạn. Điều này giúp đội ngũ kỹ thuật phát hiện sớm những biến động bất thường thay vì chỉ xử lý khi chỉ tiêu cuối hệ thống vượt ngưỡng.

Triển khai công suất theo từng giai đoạn

Hệ thống được thiết kế với tổng công suất 4.200 m³/ngày, trong đó giai đoạn 1 vận hành ở mức 2.100 m³/ngày. Cách triển khai này giúp công suất xử lý bám sát tiến độ sản xuất của nhà máy.

Việc phân kỳ đầu tư mang lại một số giá trị:

• Đáp ứng nhu cầu xử lý nước thải trong giai đoạn đầu.
• Tạo cơ sở mở rộng khi sản lượng tăng.
• Hạn chế đầu tư công suất chưa cần sử dụng ngay.
• Chủ động bố trí hạ tầng cho các công trình xử lý tiếp theo.
• Cho phép đánh giá dữ liệu vận hành thực tế trước khi nâng công suất.

Tuy nhiên, phương án phân kỳ chỉ hiệu quả khi thiết kế ban đầu đã tính đến mặt bằng, đường ống, cao độ, hệ thống điện và khả năng kết nối giữa các giai đoạn.

Giá trị của giải pháp xử lý kết hợp

Nước thải có COD, TSS và độ màu cùng ở mức cao không thể được xử lý ổn định bằng một công nghệ duy nhất. Giá trị của dự án nằm ở sự phối hợp giữa các công đoạn hóa lý, sinh học và xử lý tăng cường.

Bể điều hòa giúp kiểm soát biến động đầu vào. DAF giảm chất rắn trước khi nước đi vào công trình sinh học. Quá trình kỵ khí tiếp nhận tải lượng COD cao, trong khi bể hiếu khí hoàn thiện quá trình phân hủy chất hữu cơ. Giải pháp oxy hóa tăng cường hỗ trợ xử lý màu trước công đoạn khử trùng.

Cấu hình công nghệ này phù hợp với nguồn nước thải có tải lượng đầu vào cao và có thể được điều chỉnh theo đặc tính thực tế của từng nhà máy.

Giải pháp xử lý nước thải nhà máy giấy từ Công Thành – Envitech

Với hơn 28 năm hoạt động trong lĩnh vực môi trường và xử lý nước, Công Thành – Envitech cung cấp giải pháp đồng bộ từ khảo sát, phân tích nước, thiết kế công nghệ đến thi công, lắp đặt, hiệu chỉnh và hỗ trợ vận hành.

Đối với nước thải ngành giấy, phương án xử lý cần được xác định dựa trên dữ liệu lưu lượng, COD, TSS, độ màu, sự biến động theo ca sản xuất và yêu cầu của nguồn tiếp nhận. Doanh nghiệp có thể kết nối với Công Thành – Envitech thông qua dịch vụ thiết kế và thi công hệ thống xử lý nước thải để xây dựng giải pháp phù hợp với công suất và điều kiện vận hành thực tế.

Khi nước thải của nhà máy được dẫn về hệ thống chung, việc phối hợp yêu cầu đầu ra với hệ thống xử lý nước thải tập trung khu công nghiệp cũng cần được thực hiện ngay từ bước thiết kế.

Công Thành – Envitech hiện có ba chi nhánh tại TP.HCM, Hà Nội và Đà Nẵng, đồng thời triển khai dự án trên toàn quốc và tại các thị trường nước ngoài như Thái Lan, Lào, Campuchia. Đội ngũ kỹ thuật sẵn sàng đồng hành cùng doanh nghiệp trong các dự án xây dựng mới, nâng cấp và tối ưu hệ thống xử lý nước thải công nghiệp.