Nghiên cứu công nghệ oxi hóa xúc tác để khử màu nước thải nhà máy sản xuất giấy bao bì công nghiệp

Trong thời gian gần đây, do sự hạn chế sản xuất của Trung Quốc và do nhu cầu sử dụng ngày càng tăng của giấy bao bì trong thương mại nên nhiều doanh nghiệp giấy bao bì tại Việt Nam có sự tăng trưởng mạnh mẽ. Mặt khác, xu hướng bùng nổ thương mại điện tử và truyền thông kỹ thuật số cũng sẽ kéo theo sự tăng trưởng mạnh nhu cầu bao bì đóng gói. Những sản phẩm thân thiện môi trường từ giấy đang có xu hướng lên ngôi, hứa hẹn tiềm năng phát triển không nhỏ cho ngành, đặc biệt là giấy bao bì thực phẩm thay thế cho các sản phẩm nhựa dụng một lần. Song song đó, các Hiệp định thương mại tự do cũng mang lại cơ hội xuất khẩu giấy bao bì của Việt Nam vào thị trường ưu đãi thuế. Tuy nhiên, ngành công nghiệp bột giấy và giấy là một trong những ngành phát sinh nhiều nguy cơ gây ô nhiễm môi trường nước.

Tại Việt Nam, không ít nhà máy giấy từng đứng trước thách thức lớn về môi trường vì không đầu tư trang thiết bị hệ thống xử lý nước thải đạt chuẩn hoặc không xử lý nước thải, xả thải trực tiếp ra sông, hồ, biển, dẫn đến gây hại cho môi trường.

Đối với các doanh nghiệp sản xuất giấy bao bì thì chỉ sử dụng hệ thống xử lý nước thải cơ lý hoặc hóa lý cơ bản. Một số doanh nghiệp đã sử dụng hệ thống xử lý nước thải hóa lý kết hợp hiếu khí hoặc kị khí. Tuy nhiên phần lớn nước thải của các nhà máy sản xuất giấy bao bì chưa có hệ thống xử lý màu.

Hiện nay để xử lý màu của nước thải nhà máy sản xuất giấy bao bì có thể áp dụng nhiều phương pháp như hấp phụ, điện keo tụ, màng sinh học... Trong đó phương pháp oxi hóa nâng cao có xúc tác được xem là giải pháp khả thi nhất.

Quá trình ozone hóa xúc tác - catalytic ozonation process (COP) hay thường gọi là catazon được xem như một chiến lược mới về xử lý các chất hữu cơ khó phân hủy. Về bản chất catazon cũng chính là một phương pháp oxy hóa tiên tiến mới mà trong đó chất xúc tác được dùng để tăng sự hòa tan của ozone để tạo ra các gốc hydroxyl có hoạt tính cao. Các gốc hydroxyl này có khả năng oxy hóa những chất hữu cơ độc hại và khó phân hủy thành những chất vô cơ và những sản phẩm ít độc hơn.

Phương pháp oxy hóa nâng cao sử dụng các tác nhân chủ yếu: O3, H2O2, UV… có khả năng oxy hóa mạnh phá vỡ cấu trúc hóa học tạo ra các chất mới không màu, ít độc tính, khối lượng phân tử nhỏ thuận lợi cho quá trình xử lý tiếp theo nên nó có tính ứng dụng thực tiễn cao.

Hiện nay, số lượng nhà máy sản xuất giấy bao bì trên cả nước là rất lớn. Tuy nhiên chủ yếu là các công ty có công nghệ lạc hậu. Nước thải của các nhà máy này thường chỉ sử dụng hệ thống xử lý nước thải bậc 1, 2 mà chưa có sự quan tâm và áp dụng các phương pháp xử lý bậc 3. Để đảm bảo các tiêu chuẩn chất lượng đầu ra đang ngày càng khắt khe của nước thải thì các hệ thống xử lý này chưa đáp ứng được.

Đối với Công ty Cổ phần Giấy Việt Trì, nước thải của công ty phát sinh chủ yếu từ công đoạn xeo giấy. Trung bình nước thải xả ra khoảng 900 - 1200 m3/ngày đêm. Toàn bộ nước thải sản xuất được xử lý trước khi thải ra môi trường bằng các biện pháp như: xử lý cơ học, sinh học hiếu khí. Với hệ thống xử lý này thì độ màu của nước thải chưa đạt tiêu chuẩn loại A theo quy định hiện hành.

Trên cơ sở đó, Cơ quan chủ trì Trường Cao đẳng Công Thương Phú Thọ cùng phối hợp với Chủ nhiệm đề tài ThS. Cao Thị Bình thực hiện Nghiên cứu công nghệ oxi hóa xúc tác để khử màu nước thải nhà máy sản xuất giấy bao bì công nghiệp với mục tiêu: Xây dựng quy trình công nghệ và mô hình thiết bị khử màu nước thải sản xuất giấy bao bì công nghiệp bằng hệ oxi hóa xúc tác.

Sau thời gian nghiên cứu, đề tài đã thu được những kết quả như sau:

- Tổng quan tài liệu về công nghệ xử lý nước thải sản xuất giấy bao bì và tổng quan khử màu nước thải bằng công nghệ oxi hóa xúc tác.

- Khảo sát, đánh giá thực trạng công nghệ và thiết bị xử lý nước thải sản xuất giấy bao bì của CTCP Giấy Việt Trì.

- Nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ khử màu nước thải sản xuất giấy bao bì công nghiệp bằng công nghệ oxi hóa xúc tác.

- Nghiên cứu thiết kế, chế tạo mô hình thiết bị khử màu nước thải sản xuất giấy bao bì bằng công nghệ oxi hóa xúc tác công suất 100 lít/me.

- Thử nghiệm khử màu nước thải của CTCP Giấy Việt Trì bằng ozone có xúc tác trên mô hình thiết bị pilot.

- Đánh giá sơ bộ hiệu quả kỹ thuật và môi trường.

Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 18419/2021) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

Đ.T.V (NASATI)