Công nghệ Môi trường

Để hình thành, phát triển kinh tế tuần hoàn, Việt Nam cần thiết phải xây dựng và xác lập một hành lang pháp lý rõ ràng; cần triển khai nghiên cứu sâu rộng về phát triển kinh tế tuần hoàn từ cách tiếp cận chung toàn cầu, nguyên tắc xác lập theo ngành, lĩnh vực, tiêu chí của mô hình, từ đó lựa chọn vận dụng cụ thể vào hoàn cảnh thực tiễn Việt Nam.

Trong công nghiệp giấy và bột giấy, quá trình xử lý nguyên liệu, chế biến bán thành phẩm cũng như xử lý nước thải dùng nhiều hóa chất tạo ra nhiều bùn thải giấy (paper machine sludge - PMS). Bùn thải giấy có nguồn gốc từ bùn nhà máy sản xuất bột giấy, nhà máy sản xuất giấy. Thành phần bùn thải gồm giấy gồm nước, cellulose, hemicellulose, lignin, chất trích ly, tro và các chất khác như chất điều hòa, chất phụ gia...Hiện có nhiều phương pháp xử lý lượng bùn thải này như chôn lấp, làm nguyên liệu đốt, làm chất hấp thụ, trải bề mặt đất, ép bùn thành dạng tấm, làm nhiên liệu cho trong sản xuất gạch. Trong đó phương pháp chuyển bùn thành phân bón ngày càng phổ biến, quá trình sản xuất phân bón ngoài yếu tố về nguyên liệu là PMS các yếu tố ảnh hưởng khác phải kể đến là tỷ lệ C/N, nhiệt độ, pH, vi sinh vật, oxygen, chất hữu cơ, độ ẩm. Sản xuất phân bón từ PMS có nhiều ưu điểm tạo ra sản phẩm phục vụ cho nông, lâm nghiệp đồng thời giảm tải áp lực môi trường nên ngày càng được sử dụng rộng rãi.

Sản phẩm nhựa dùng một lần tiếp xúc với thực phẩm (Single use plastic for food –SUPF) gồm có túi nhựa, ống hút nhựa và các loại đựng thực phẩm khác như cốc, khay, nắp, … Các nước trên thế giới đã có những biện pháp khác nhau về lệnh cấm, thuế/phí để giảm thiểu SUPF. Bài viết này thống kê các biện pháp đã được áp dụng ở cấp độ quốc gia hoặc địa phương và hiệu quả việc giảm thiểu SUPF.  

Giá thể sinh học tự do (MBBR - Moving Bed Biofilm Reactor) đã và đang được ứng dụng rộng rãi trong xử lý nước thải. Ưu điểm của phương pháp này là dễ áp dụng do không phải cải tạo phần cứng các hệ thống đang vận hành.

Chất keo tụ Polyaluminium Chioride gọi tắt là PAC có nhiều ưu điếm hơn so với hóa chất keo tụ thông thường (phèn nhôm Al2(SO4)3.18H2O, phèn sắt (FeSO4. 7H2O)...). PAC không làm đục nước khi dùng thừa hoặc thiếu, khả năng loại bỏ các chất hữu cơ tan và không tan củng các kim loại năng tốt hơn, không làm phát sinh hàm lượng SO42- ((hợp chất có độc tính đối với vi sinh vật) trong nước thải sau xử lý và đặc biệt là hiệu quả keo tụ và lắng trong > 4-5 lần. Tan trong nước tốt, nhanh hơn nhiều, ít làm biến động độ pH của nước nên không cần dùng NaOH hoặc H2SO4 đế điều chỉnh pH cũng vì đó mà ít ăn mòn thiết bị hơn.Nước thải của sản xuất bột giấy có nồng độ ô nhiễm cao. Các thông số ô nhiễm dao động trung bình trong khoảng 700-1200mg/l với COD và 100-450 mg/l với TSS và pH trong khoảng từ 6-9. Việc sử dụng các hóa keo tụ thông thường như phèn nhôm và phèn sắt đã mang lại hiệu quả tốt với TSS nhưhg chưa tốt đối với các chỉ tiêu độ màu và COD. Sau khi áp dụng thử nghiệm chất keo tụ thế hệ mới PAC trong xử lý nước thải sản xuất giấy và bột giấy hiệu quả đạt được 88% với COD, 86 % đối với TSS và 81,2% với độ màu. PAC là chất trợ keo tụ có khả năng được ứng dụng rộng rãi trong xử lý nước thải giấy và bột giấy.

Hiện nay, ứng dụng công nghệ sinh học trong xử lý nước thải đang là vấn đề quan tâm của nhiều nhà khoa học. Trong đó, bùn hạt hiếu khí là công nghệ xử lý mang lại hiệu quả tốt hơn bùn hoạt tính với nước thải có nồng độ hữu cơ cao. Sử dụng nguồn nước thải và bùn hoạt tính ở bể xử lý sinh học hiếu khí của nhà máy sản xuất liên hợp bột và giấy (Tổng công ty Giấy Việt Nam), nhóm nghiên cứu đã nuôi tạo thành công bùn hạt hiếu khí trong bể phản ứng hiếu khí luân phiên theo mẻ (Sequencing batch reactor - SBR) với thời gian lưu 4 giờ, vận tốc cấp khí 3 lít/phút (tương ứng vận tốc khí nâng là 2cm/s) và tỷ lệ thể tích nước thải trao đổi theo mẻ (Volume exchange ratio -VER) ở 03 mức là 30, 60 và 80%. Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng với VER 60%, sau 18 ngày vận hành hệ thống bùn hạt đã hình thành với kích thước 1mm và tăng dần đến 2 - 2,5mm sau 40 ngày. Bùn hạt tạo thành có khả năng xử lý COD đạt hiệu suất trên 96%; tốc độ lắng nhanh đạt 48m/h với chỉ số lắng SVI là 58ml/g vào ngày thứ 38. Như vậy, so với bùn hoạt tính, bùn hạt hiếu khí có thời gian lắng nhanh hơn, hiệu quả xử lý cao hơn.

Bao bì giấy vốn dĩ là loại bao bì truyền thống, đã đồng hành với người tiêu dùng từ lâu và đang chiếm giữ một vị trí quan trọng xã hội hiện đại. 

Giá thể sinh học tự do (MBBR) đã và đang được ứng dụng rộng rãi trong xử lý nước thải. Để nâng cao hiệu quả xử lý sinh học tại hệ thống xử lý nước thải của các nhà máy sản xuất giấy bao bì với tiêu chí dễ áp dụng, không phải cải tạo hệ thống thì giải pháp ứng dụng MBBR là phù hợp. Nghiên cứu tiến hành lựa các giá thể phù hợp với nước thải sản xuất giấy bao bì trong số các giá thể đặc trưng đang được sử dụng rộng rãi. 2 loại giá thể có đều màu trắng, hình trụ tròn, bằng nhựa HDPE, khối lượng riêng 60 kg/m3, xuất xứ Nhật Bản. Các đặc trưng riêng của giá thể khác nhau về kích thước loại thứ nhất có đưởng kính D =8mm; chiều cao H = 6mm; diện tích bề mặt riêng 950 m2/m3; loại giá thể thứ 2 đường kính D =25mm; chiều cao H = 10mm; diện tích bề mặt riêng 895 m2/m3. Hiệu quả xử lý BOD lần lượt là 90,44 và 89,63%; và COD lần lượt là 94,74 và 94,84%. Kết quả nghiên cứu là cơ sở để tiến hành thử nghiệm tại các nhà máy sản xuất giấy bao bì.

Trong những năm gần đây, công nghệ nuôi cấy và tạo bùn hạt hiếu khí đang trở thành mối quan tâm của nhiều nhà khoa học trong nước. Hiện tại công nghệ xử lý nước thải theo phương pháp bùn hạt hiếu khí vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu hoàn thiện để cho ra một mô hình xử lý đạt hiệu quả tốt nhất nhằm khắc phục những nhược điểm đang tồn tại cho hệ thống xử lý nước thải bằng phương pháp xử lý sinh học hiếu khí truyền thống.

Công nghệ MBBR là viết tắt của cụm từ Moving Bed Biofilm Reactor đã được ứng dụng trong xử lý sinh học hiếu khí của đa số các ngành sản xuất công nghiệp. Với những điểm ưu thế và linh hoạt của công nghệ MBBR, xu hướng ứng dụng trong xử lý nước thải ngành giấy là cần thiết . Với mục tiêu, nâng cao hiệu quả xử lý hiếu khí nước thải các nhà máy sản xuất giấy bao bì, giấy và bột giấy (gọi chung là ngành sản xuất giấy và bột giấy) đáp ứng các yêu cầu về bảo vệ môi trường, bài viết này muốn tổng quan các tài liệu giới thiệu công nghệ MBBR đã được ứng dụng xử lý nước thải của một số ngành và tiềm năng ứng dụng đối với ngành sản xuất giấy và bột giấy trong tương lai gần (3 - 5 năm tới). Kết quả tổng quan đã cho thấy bể phản ứng công nghệ MBBR cần thiết được bổ sung trong bước xử lý sinh học hiếu khí để nâng cao chất lượng nước thải đạt tiêu chuẩn cột A, QCVN 12:2015/BTNMT.