Với đặc trưng của nước thải nhà máy tái chế giấy như trên và yêu cầu đầu ra nước thải sau xử lý phaỉ đảm bảo khi trực tiếp xả thải ra môi trường. Qua phân tích ba lựa chọn công nghệ ở trên ta nhận thấy phương án 3 là tối ưu nhất. Do đó, ta có sơ đồ công nghệ cho xử lý nước thải cho làng nghề tái chế giấy Phong Khê như sau:
Thuyết minh sơ đồ công nghệ :
• Bể thu gom
Bể thu gom là nơi tập trung mọi nguồn nước thải của làng nghề tái chế giấy (bao gồm nước thải sinh hoạt và nước thải từ quá trình tái chế giấy). Trong bể thu gom có bố trí một song chắn rác để giữ lại các tạp chất rắn có kích thước lớn như nylon, chai lọ, rác… Lượng rác này sẽ được thu gom thủ công hoặc tự động.
• Bể điều hòa lưu lượng
Nước từ hố thu sẽ được bơm sang bể điều hòa lưu lượng. Thông thường lượng nước thải chảy vào hệ thống với một tỷ lệ không ổn định, tỷ lệ này thường thay đổi giữa các giờ trong ngày tùy thuộc vào điều kiện sản xuất. Sự dao động lưu lượng và nồng độ nước thải sẽ dẫn đến những hậu quả nếu không được chú ý, ví dụ như quá trình sốc tải, gây tốn kém nhiều về mặt quản lý và xây dựng.
Khi lưu lượng dao động thì phải xây dựng mạng lưới bên ngoài với tiết diện ống hay kênh lớn vì phải ứng với lưu lượng giờ lớn nhất, đồng thời nước thải chảy đến trạm bơm thay đổi thì dung tích bể chứa, công suất máy bơm và chế độ làm việc không ổn định, chi phí xây dựng đắt hơn.
Vì vậy, để công trình xử lý nước thải làm việc bình thường với hiệu suất cao và kinh tế cần phải xây dựng bể điều hòa nhằm điều hòa lưu lượng và nồng độ nước thải trước khi đưa qua các công đoạn xử lý tiếp theo. Trong bể điều hòa khí được bơm vào nhằm tạo sự xáo trộn hoàn toàn, tránh gây mùi và đạt độ đồng đều về tải lượng.
• Bể tuyển nổi
Sau khi qua bể điều hòa nước thải được đưa vào bể tuyển nổi để tách các tạp chất (ở dạng rắn hay lỏng) phân tán không tan, tự lắng ra khỏi pha lỏng mà chủ yếu là các sợi mịn. Các xơ sợi này sau khi tách được thu hồi và đưa lại quy trình sản xuất. Trong bể tuyển nổi, khí được bơm vào bằng bình áp lực, ở đó nước sẽ được bão hòa với không khí. Không khí được đưa vào bằng máy nén khí hoặc bằng ejector đặt ở đầu nối ống hút của bình tích áp và ống có áp của bơm ly tâm. Nước vào bình tích áp có thể là loại nước thô hoặc sử dụng một phần của nước đầu ra của quá trình tuyển nổi hồi lưu lại.
Từ bình tích áp nước đã bão hòa không khí chảy vào bể tuyển nổi qua một van giảm áp. Khi hạ áp suất khí quyển, khí hòa tan được tách và thực hiện quá trình tuyển nổi.
• Bể Aeroten
Nước sau quá trình xử lý hóa học chủ yếu loại được các hạt cặn lơ lửng, còn một lượng lớn các chất hữu cơ chưa được xử lý. Do đó, nước thải được cho vào bể Aeroten để xử lý hiếu khí nhằm loại bỏ chất hữu cơ. Sau khi đã được xử lý sơ bộ còn chứa phần lớn các chất hữu cơ ở dạng hòa tan cùng các chất lơ lửng đi vào Aeroten. Các chất lơ lửng này là một số chất rắn và có thể là các chất hữu cơ chưa phải là dạng hòa tan. Các chất lơ lửng làm nơi vi khuẩn bám vào để cư trú, sinh sản và phát triển, dần thành các hạt cặn bông. Các hạt này dần dần to và lơ lửng trong nước. Chính vì vậy xử lý nước thải ở Aeroten được gọi là quá trình xử lý với sinh vật lơ lửng của quần thể vi sinh vật. Các bông cặn này cũng chính là bùn hoạt tính. Để giữ cho bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng và để đảm bảo oxi dùng cho quá trình oxi hóa các chất hữu cơ thì phải luôn luôn đảm bảo việc thoáng gió. Số lượng bùn tuần hoàn và số lượng không khí cần cấp lấy phụ thuộc vào độ ẩm vào mức độ yêu cầu xử lý nước thải.Thời gian nước lưu trong bể aeroten không lâu quá 12 giờ (thường là 4 -8 giờ).
• Bể lắng 2
Bể lắng 2 có nhiệm vụ chắn giữ các bông bùn hoạt tính đã qua xử lý ở bể Aerotank và các thành phần chất không hòa tan chưa được giữ lại đồng thời cô đặc bùn hoạt tính đến nồng độ nhất định ở phần dưới của bể để bơm tuần hoàn lại bể Aerotank.
• Hồ sinh học
Hồ sinh học sử dụng các vi sinh vật để chuyển hóa các chất ô nhiễm. Quá trình này tương tự như quá trình tự làm sạch trong các hồ tự nhiên với vai trò chủ yếu của vi khuẩn và tảo. Khi vào hồ, do vận tốc dòng chảy nhỏ, các loại cặn lắng xuống đáy. Các chất hữu cơ còn lại trong nước thải sẽ bị các vi sinh vật hấp thụ và oxy hóa mà sản phẩm tạo ra là sinh khối của nó, CO2, các muối nitorat, nitơrit,...Khí CO2, các hợp chất nitơ, phôtpho được rong tảo sử dụng trong quá trình quang hợp, giải phóng oxy cung cấp cho quá trình oxy hóa các chất hữu cơ của vi khuẩn.
KẾT LUẬN
Việc sản xuất, tái chế giấy ở Phong Khê (thành phố Bắc Ninh) đã và đang gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến đời sống sinh hoạt của nhân dân và môi trường lưu vực sông Cầu. Làng nghề với 234 cơ sở sản xuất giấy (giấy viết, giấy vàng mã, vệ sinh…) có công suất bình quân gần 30 nghìn tấn sản phẩm/tháng. Đa phần các xưởng giấy có quy mô nhỏ lẻ, manh mún, mỗi cơ sở chỉ sử dụng khoảng 250 - 300m2 đất; nguyên liệu chủ yếu là các loại giấy phế liệu được thu gom trong nước và một phần nhập khẩu từ nước ngoài. Trong khi đó, thiết bị sản xuất đều lạc hậu, công nghệ trước năm 1980 nên hiệu quả không cao, tiêu tốn nhiều năng lượng và có tác động tiêu cực đến môi trường và sức khỏe con người. Theo kết quả phân tích tại nơi sản xuất cho thấy: nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải vượt nhiều lần so với quy chuẩn cho phép. Nguyên nhân chính để xảy ra tình trạng ô nhiễm môi trường ở Phong Khê là do ý thức chấp hành Luật Bảo vệ môi trường của các cơ sở sản xuất giấy còn hạn chế; sự phối hợp trong công tác bảo vệ môi trường của các cấp, ngành còn thiếu chặt chẽ, nhất là việc thẩm định, cấp phép các dự án đầu tư và kiểm tra sau đầu tư…
Để cải thiện môi trường làng nghề nói chung và môi trường làng nghề tái chế giấy Phong Khê nói riêng, trước mắt cần thiết phải có một hệ thống xử lý nước thải tái chế giấy phù hợp với điều kiện và tính chất của địa phương. Song song với đó là tăng cường công tác thanh tra, kiểm tra nghiêm ngặt các cơ sở sản xuất. Áp dụng các tiêu chuẩn xả thải công nghiệp cho làng nghề nhằm đảm bảo môi trường bền vững
Làng giấy Phong Khê có lịch sử hình thành lâu đời đang góp phần tạo công ăn việc làm cho người lao động và tăng nguồn cho ngân sách địa phương. Việc thực hiện đồng bộ, triệt để các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường của chính quyền các cấp cùng với sự chung tay, góp sức của cộng đồng doanh nghiệp, nhân dân địa phương sẽ đem lại sức sống mới cho làng nghề nổi tiếng xưa nay. Với phương án công nghệ đề xuất ở trên, nhóm hi vọng góp phần đưa ra một giải pháp xử lý nước thải có thể áp dụng được cho làng nghề tái chế giấy Phong Khê nhằm hướng tới mục tiêu bền vững.