Xử lý nước thải nhà máy giấy Ninh Bình 6.300 m³/ngày

Nước thải từ hoạt động tái chế giấy thường có tải lượng ô nhiễm cao, đặc biệt là COD, chất rắn lơ lửng và độ màu. Nếu chỉ sử dụng một công đoạn xử lý đơn lẻ, hệ thống khó duy trì chất lượng nước đầu ra ổn định trước những biến động của nguồn thải sản xuất.

Tại một nhà máy giấy ở Ninh Bình, Công Thành – Envitech đã triển khai hệ thống xử lý nước thải công suất thiết kế 6.300 m³/ngày. Trong giai đoạn 1, hệ thống vận hành với công suất 3.780 m³/ngày, kết hợp bể điều hòa, tuyển nổi DAF, xử lý sinh học kỵ khí – hiếu khí và khử trùng. Nước sau xử lý đáp ứng yêu cầu tiếp nhận của Khu công nghiệp và QCVN 40:2011/BTNMT – Cột B theo hồ sơ dự án năm 2022.

Thách thức khi xử lý nước thải nhà máy giấy

Thách thức lớn nhất của dự án nằm ở tải lượng ô nhiễm đầu vào rất cao. Trong đó, 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.

Đây là mức tải đầu vào đòi hỏi hệ thống phải có khả năng xử lý nhiều nhóm chất ô nhiễm thay vì phụ thuộc vào một công nghệ duy nhất.

Đối với nước thải giấy tái chế, hàm lượng chất rắn cao còn có thể làm tăng tải cho công trình sinh học và gây tích tụ cặn nếu không được tách hiệu quả từ đầu. Vì vậy, tuyển nổi DAF được bố trí trước công đoạn sinh học nhằm giảm lượng chất rắn đi vào các bể xử lý phía sau.

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

Quy trình công nghệ chính của dự án được triển khai như sau:

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

Bên cạnh dây chuyền chính, giải pháp xử lý màu được thực hiện thông qua sự phối hợp giữa các công đoạn và quá trình oxy hóa tăng cường.

Bể điều hòa ổn định nước thải đầu vào

Nước thải từ hoạt động sản xuất được thu gom về bể điều hòa trước khi chuyển đến các công đoạn xử lý chính. Bể điều hòa có vai trò cân bằng lưu lượng và nồng độ ô nhiễm, giúp hạn chế tình trạng tải lượng đầu vào thay đổi đột ngột.

Đây là công đoạn cần thiết đối với hệ thống xử lý nước thải nhà máy giấy vì hoạt động sản xuất có thể phát sinh nước thải không đồng đều theo từng thời điểm. Nếu COD hoặc TSS tăng cao trong thời gian ngắn, công đoạn hóa lý và sinh học phía sau có nguy cơ bị quá tải.

Việc ổn định nước thải tại bể điều hòa giúp hệ thống DAF tiếp nhận dòng nước tương đối đồng nhất, đồng thời tạo điều kiện để kiểm soát lưu lượng cấp vào các công trình sinh học.

Tuyển nổi DAF xử lý TSS cao

Sau bể điều hòa, nước thải được đưa sang công đoạn xử lý hóa lý bằng bể tuyển nổi khí hòa tan DAF. Đây là công nghệ phù hợp với nguồn nước thải chứa nhiều chất rắn lơ lửng và các hạt có khả năng nổi hoặc khó lắng bằng trọng lực.

Trong hệ thống DAF, không khí được hòa tan vào nước dưới áp suất phù hợp. Khi áp suất được giải phóng, các bọt khí nhỏ hình thành và bám vào bông cặn. Tổ hợp bọt khí – bông cặn nổi lên bề mặt để được tách khỏi nước.

Tại dự án xử lý nước thải giấy ở Ninh Bình, DAF đảm nhận vai trò giảm tải TSS trước khi nước đi vào công đoạn sinh học. Việc tách chất rắn từ sớm mang lại ba giá trị quan trọng:

• Giảm lượng cặn đi vào bể sinh học.
• Hạn chế tích tụ chất rắn trong hệ thống.
• Giảm tải chất hữu cơ liên kết với cặn và bột giấy.

Hiệu quả của công đoạn DAF phụ thuộc vào đặc tính cặn, điều kiện tạo bông, áp suất hòa tan khí, tỷ lệ tuần hoàn và chế độ thu gom bùn nổi. Vì vậy, các thông số vận hành cần được hiệu chỉnh theo chất lượng nước thải thực tế thay vì áp dụng một giá trị cố định cho mọi nhà máy giấy.

Xử lý COD bằng công nghệ sinh học kỵ khí

Sau khi tách một phần chất rắn bằng DAF, nước thải tiếp tục được dẫn sang công đoạn sinh học kỵ khí. Đây là bước xử lý chính đối với nguồn nước có COD đầu vào cao từ 8.000–10.000 mg/L.

Trong môi trường không có oxy hòa tan, hệ vi sinh vật kỵ khí phân hủy các hợp chất hữu cơ thành những dạng đơn giản hơn. Nhờ đó, tải lượng COD được giảm trước khi nước chuyển sang bể sinh học hiếu khí.

Bố trí công đoạn kỵ khí trước hiếu khí phù hợp với nước thải có tải lượng hữu cơ cao. Nếu đưa toàn bộ lượng COD đầu vào trực tiếp sang bể hiếu khí, nhu cầu cấp oxy và thể tích công trình có thể tăng đáng kể, đồng thời làm hệ thống nhạy cảm hơn khi tải lượng biến động.

Hiệu quả của bể kỵ khí phụ thuộc vào nhiều yếu tố như tải trọng hữu cơ, nhiệt độ, pH, thời gian lưu nước, đặc điểm dòng vào và trạng thái của hệ vi sinh. Vì vậy, hệ thống cần được vận hành theo dữ liệu thực tế thay vì chỉ kiểm soát theo lưu lượng.

Xử lý sinh học hiếu khí

Nước sau quá trình kỵ khí tiếp tục được xử lý trong môi trường hiếu khí. Tại đây, hệ vi sinh sử dụng oxy để phân hủy lượng chất hữu cơ còn lại, giúp tiếp tục hạ COD trước khi nước được khử trùng.

Sự kết hợp giữa kỵ khí và hiếu khí giúp phân chia tải lượng hợp lý:

• Công đoạn kỵ khí tiếp nhận nguồn nước có hàm lượng chất hữu cơ cao.
• Công đoạn hiếu khí xử lý phần hữu cơ còn lại và hoàn thiện chất lượng nước.
• Tải cấp khí được kiểm soát tốt hơn so với phương án chỉ sử dụng xử lý hiếu khí.

Trong quá trình thiết kế, thiết bị cấp khí phải được lựa chọn dựa trên nhu cầu oxy, độ sâu bể, lưu lượng khí và tổn thất áp lực của đường ống. Với các hệ thống công suất lớn, những dòng máy thổi khí Tsurumi RSR-150 là một trong các nhóm thiết bị Envitech cung cấp cho ứng dụng xử lý nước thải; model thực tế cần được tính toán theo từng công trình.

Kiểm soát độ màu của nước thải giấy

Nước thải đầu vào của dự án có độ màu từ 2.500–4.000. Trong khi đó, mục tiêu đầu ra được xác định dưới 150.

Độ màu cao không thể được xử lý hiệu quả chỉ bằng một công đoạn. Phương án của dự án phối hợp các quá trình xử lý, kết hợp oxy hóa tăng cường để nâng cao khả năng phá vỡ các hợp chất tạo màu khó phân hủy.

Theo thông số kỹ thuật, hiệu quả xử lý màu của giải pháp đạt đến 90%. Tuy nhiên, hiệu quả thực tế vẫn phụ thuộc vào thành phần nước thải, tải lượng đầu vào, hóa chất sử dụng và điều kiện vận hành của từng công đoạn.

Việc phối hợp DAF, xử lý sinh học và oxy hóa tăng cường giúp hệ thống vừa loại bỏ chất rắn liên quan đến màu, vừa xử lý phần chất hữu cơ hòa tan còn lại trong nước.

Khử trùng và kiểm soát nước đầu ra

Sau các công đoạn hóa lý và sinh học, nước được đưa qua bước khử trùng trước khi xả ra hệ thống tiếp nhận.

Mục tiêu của công đoạn này là kiểm soát vi sinh vật còn lại trong nước sau xử lý. Đồng thời, các chỉ tiêu pH, COD, TSS và độ màu cần được theo dõi để đánh giá mức độ ổn định của toàn bộ dây chuyền.

Kết quả thiết kế của dự án hướng đến các giá trị đầu ra:

• 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.

Nước sau xử lý đáp ứng yêu cầu tiếp nhận của Khu công nghiệp Văn Phong và QCVN 40:2011/BTNMT – Cột B áp dụng tại thời điểm triển khai dự án.

Giá trị của công nghệ xử lý được lựa chọn

Điểm nổi bật của hệ thống xử lý nước thải nhà máy giấy ở Ninh Bình là khả năng tiếp nhận nguồn nước có tải lượng đầu vào cao, đặc biệt đối với COD, TSS và độ màu.

Mỗi công đoạn được bố trí để xử lý một nhóm vấn đề cụ thể:

• Bể điều hòa kiểm soát biến động lưu lượng và tải lượng.
• DAF tách chất rắn lơ lửng trước công đoạn sinh học.
• Xử lý kỵ khí giảm tải hữu cơ cao.
• Xử lý hiếu khí hoàn thiện quá trình phân hủy chất hữu cơ.
• Giải pháp oxy hóa tăng cường hỗ trợ kiểm soát độ màu.
• Khử trùng hoàn thiện chất lượng nước trước khi xả.

Cấu hình này phù hợp với những nguồn nước thải có tải lượng đầu vào cao và biến động, không chỉ trong ngành giấy mà còn có thể được điều chỉnh cho một số ngành sản xuất công nghiệp khác sau khi khảo sát thực tế.

Kinh nghiệm triển khai hệ thống xử lý nước thải ngành giấy

Với công suất lên đến 6.300 m³/ngày, việc thiết kế hệ thống không chỉ dừng ở lựa chọn công nghệ. Các yếu tố như phân chia lưu lượng, diện tích công trình, khả năng chịu tải của từng công đoạn, chế độ vận hành và phương án mở rộng theo giai đoạn đều cần được tính toán đồng bộ.

Dự án được triển khai với giai đoạn 1 công suất 3.780 m³/ngày, trong khi tổng công suất thiết kế là 6.300 m³/ngày. Cách tổ chức này giúp nhà máy đáp ứng nhu cầu xử lý trước mắt và có cơ sở phát triển hệ thống theo tiến độ sản xuất.

Đối với những dự án tương tự, chất lượng nước thải cần được phân tích theo nhiều thời điểm để xác định đúng tải lượng thiết kế. Chỉ sử dụng một mẫu nước đơn lẻ có thể không phản ánh đầy đủ sự biến động của COD, TSS và độ màu trong quá trình sản xuất.

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, thi công, lắp đặt thiết bị đến hiệu chỉnh và hỗ trợ vận hành hệ thống.

Đối với nước thải ngành giấy, phương án công nghệ được xây dựng dựa trên công suất sản xuất, loại nguyên liệu, tải lượng COD, hàm lượng TSS, độ màu 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 được khảo sát và xây dựng giải pháp phù hợp với điều kiện thực tế.

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 xử lý nước thải công nghiệp, cải tạo hệ thống và tối ưu công trình đang vận hành.