IV Giải pháp kỹ thuật giảm thiểu ô nhiễm môi trườngcho ngành
2. Giải pháp khoa học kỹ thuật trong công đoạn xeo giấy
trong quá trình tạo bột của công nghiệp xeo giấy, những chất hữu cơ (có thể chiếm tới 50% thành phần nguyên liệu như lignin, chất bán sợi, phụ gia chất khoáng, chất có thể chiết xuất, loại đa đường…) sẽ xuất hiện trong dịch thải và sẽ gây ô nhiễm nặng đối với môi trường nếu không kịp thời thu hồi được dịch đen.
Dịch đen, theo thuật ngữ của ngành giấy, là dịch thải chưng nấu, cũng là nguồn tài nguyên tái sinh trong quá trình tạo bột xeo giấy, bao gồm 70% chất rắn hữu cơ có thể thu hồi để tái sử dụng và 30% chất rắn vô cơ. Cũng vì thế, mức độ ô nhiễm từ nước thải công nghiệp xeo giấy tỷ lệ nghịch với khả năng thu hồi dịch đen.
Ngoài ra, trong quá trình tạo bột xeo giấy, để tạo nên một sản phẩm đặc thù hoặc những tính năng đặc thù cho sản phẩm, người ta còn sử dụng nhiều hóa chất và chất xúc tác. Những chất này nếu không được thu hồi hoặc xử lý mà xả thẳng ra sông ngòi thì sẽ làm ô nhiễm nặng nguồn nước.
Trường đại học bách khoa hà nội Viện khoa hoc và công nghệ môitrường
Những chất ô nhiễm chủ yếu của ngành tạo bột xeo giấy đối với các nguồn nước bao gồm:
Vật huyền phù: là những hạt chất rắn không chìm trong nước, bao gồm chất vô cơ, cát, bụi, quặng…hoặc những chất hữu cơ như dầu, cặn hữu cơ. Nhiều vật huyền phù xả xuống nguồn nước dần dần sẽ hình thành các “bãi sợi” và tạo ra quá trình lên men, từ đó tiêu hao oxy hòa tan trong nước, tác động tới sự sống còn của các sinh vật trong nước, phủ lấp không gian sinh tồn, gây cản trở các hoạt động bình thường…
Vật hóa hợp dễ sinh hóa phân giải: là những thành phần nguyên liệu với số lượng tương đương đã tan trong quá trình tạo bột xeo giấy dễ sinh hóa phân giải, bao gồm các vật có lượng phân tử thấp (chất bán sợi, me-ta-nôn, a-cết, axit ca-pơ-ríc, loại đường…) Những chất này sẽ bị oxy hóa, do đó cũng tiêu hao oxy hòa tan trong nước, gây tác hại đối với các sinh vật.
Vật hóa hợp khó sinh hóa phân giải: bắt nguồn chủ yếu từ chất đường phân tử lớn và lignin trong nguyên liệu sợi. Những chất này thường có màu, do đó ảnh hưởng đến sự chiếu rọi của ánh sáng vào nguồn nước. Những vật chất này cũng có thể gây biến dị trong cơ thể sinh vật nếu bị hấp thu.
Các vật chất có độc: rất nhiều vật chất có độc đối với sinh vật hiện diện trong nước thải của công nghiệp giấy như colophan và axit béo không bão hòa trong dịch đen, dịch thải của đoạn tẩy trắng, dịch thải đoạn rút xút.
Bên cạnh các vật chất độc hại trên, nước thải của ngành công nghiệp giấy có thể làm ảnh hưởng trầm trọng đến trị số PH của nguồn nước, hoặc làm
ngăn cản ánh sáng, tác động đến quá trình quang hợp, từ đó làm mất sự cân bằng sinh thái trong môi trường nước.
Xử lý ô nhiễm công nghiệp trên thế giới thường được chia làm hai phần: xử lý trong nhà xưởng và xử lý ngoài nhà xưởng. Xử lý ngoài nhà xưởng gồm 3 cấp, có thể sử dụng vòng tuần hoàn để thu hồi, tái tận dụng, xử lý các vật chất trước khi xả ra môi trường. Xử lý trong nhà xưởng là có những biện pháp thiết thực xử lý hoặc làm giảm bớt ô nhiễm phát sinh ngày trong quá trình sản xuất.
Trường đại học bách khoa hà nội Viện khoa hoc và công nghệ môitrường
Những biện pháp xử lý trong nhà xưởng nhìn chung có hiệu quả kinh tế rõ rệt, tiết kiệm năng lượng và nước, thu hồi khá triệt để những thành phần có ít. Trình độ xử lý chất thải trong nhà trường càng cao thì chi phí xử lý ngoài nhà xưởng càng thấp (chi phí xử lý cấp II ngoài nhà xưởng gấp 3 lần chi phí xử lý cấp I). Vì vậy, hướng đi đúng đắn cho công nghiệp xeo giấy trong việc phòng chống ô nhiễm là tăng cường xử lý trong nhà xưởng bằng các công nghệ khoa học kỹ thuật tiên tiến.
Theo kết quả nghiên cứu, sản xuất mỗi tấn bột giấy phải thải ra khoảng 10 tấn dịch đen. Xử lý dịch đen thường có ba phương thức: phương pháp thu hồi kiềm theo công nghệ tiên tiến nhất những năm gần đây, tuy nhiên hiệu quả rộng rãi không thật sự cao vì vốn đầu tư quá lớn; phương pháp xử lý sinh hóa bằng hệ thống xử lý nước thải, cũng đòi hỏi hệ thống kỹ thuật cao và sự chính xác tuyệt đối; và phương pháp thứ ba là thay đổi tính chất của lignin trong dịch đen.
Lignin là thành phần chính trong dịch đen tạo ra bột giấy, nếu xử lý tốt có thể trở thành một thứ sản phẩm tái sinh có nhiều đặc tính độc đáo như không độc, giá rẻ, có thể ứng dụng phổ biến trong công nghiệp, nông lâm nghiệp, dầu mỏ, luyện kim, thuốc nhuộm, xi-măng và vật liệu cao phân tử…Với những khoa học công nghệ mới, ngành giấy đã có thể chiết xuất lignin từ dịch đen tạo bột giấy.
Theo quy trình công nghệ này, dịch đen loãng sẽ được chưng phát màng mỏng phun dội bằng hơi nước, sau đó thêm chất xúc tác để xử lý biến tính qua hoàng hóa. Ở bước tiếp theo, khi tiếp tục được cấp nhiệt bằng than gián tiếp và làm khô bằng ly tâm cao tốc, thoát khí thải không gây ô nhiễm, lignin hoàng hóa đã được chiết xuất và trở thành bột khô muối
sulfonic lignin, chủ yếu dùng làm chất hút nước bê tông, chất hoạt tính cho dịch đen gốc, chất đông cứng cát, chất dính, chất phân giải thuốc trừ sâu, chất dung môi khoan dầu mỏ... Đây là một thiết kế công nghệ mang tính khả thi, có thể giảm vốn đầu tư cho việc xử lý dịch đen.
Quan trọng hơn, với lưu trình hoàn thiện, không có nước thải thoát ra (nước nóng thải có thể chuyển sang sử dụng ở công đoạn rửa tẩy), đây là một công nghệ có khả năng giúp ngành giấy tiến một bước dài trong những nỗ lực bảo vệ tài nguyên môi trường, nhất là tài nguyên nước.