Khóa Luận: Nghiên cứu Công nghệ Xử lý Bùn thải Giấy Theo hướng Tái Sản xuất
CHƯƠNG I. MỞ ĐẦU
 Tính cấp thiết của đề tài.
Qua nhiều năm liên tục thực hiện công nghiệp hóa, hiện đại hóa, công nghiệp
tỉnh Bình Dương đạt được nhiều thành tích đáng kể, tình hình kinh tế - xã hội của
tỉnh trong năm 2013 tiếp tục có những chuyển biến tích cực, đạt mức tăng trưởng
khá. Hoạt động sản xuất công nghiệp tiếp tục phát triển và tăng trưởng một cách ổn
định.
Theo báo cáo tình hình kinh tế - xã hội, Quốc phòng - an ninh quý I năm 2013
giá trị sản xuất quý I năm 2013 của tỉnh Bình Dương ước đạt 29.906 tỷ đồng, tăng
9,1%. Doanh thu của các doanh nghiệp tăng trong đó, doanh thu doanh nghiệp Nhà
nước tăng 8,4%, doanh thu xuất khẩu giảm 9,9%; doanh thu ngoài quốc doanh tăng
18,2%, doanh thu xuất khẩu tăng 13,8%; doanh nghiệp đầu tư nước ngoài doanh thu
tăng 4,5%, doanh thu xuất khẩu tăng 12%. Tổng mức bán lẻ hàng hóa và doanh thu
dịch vụ ước đạt 19.325 tỷ đồng, tăng 18,3. Bên cạnh những lợi ích kinh tế - xã hội,
sự tăng trưởng vượt bậc về công nghiệp kéo theo ô nhiễm môi trường ngày càng
nghiêm trọng, đặc biệt là đối với ngành công nghiệp sản xuất giấy. Tính đến hết
tháng 6/2005, Bình Dương có khoảng hơn 97 nhà máy sản xuất giấy và các sản
phẩm giấy, tất cả các nhà máy này đều được xây dựng từ sau năm 1994. Đến nay,
đa số các nhà máy đều có hệ thống xử lý nước thải, tuy nhiên do đặc thù nước thải
của ngành sản xuất này có lưu lượng và tải lượng các chất gây ô nhiễm cao, công
nghệ xử lý nước thải đa dạng nhưng do công tác phòng ngừa ô nhiễm chưa được
thực hiện tốt, ý thức vận hành của các doanh nghiệp còn kém, vận hành không đúng
quy trình, thiếu sự kiểm tra, bảo dưỡng định kỳ hệ thống… dẫn đến chi phí vận
hành cao, xử lý không hiệu quả và không đạt tiêu chuẩn môi trường Việt Nam theo
quy định. Các nhà máy sản xuất giấy đều tiềm tàng nhiều khả năng gây ô nhiễm
môi trường, là một trong các ngành làm suy giảm chất lượng môi trường nước mặt
của tỉnh. Đặc biệt bùn thải từ các nhà máy giấy là những chất khó phân hủy, tồn lưu
bền trong môi trường và gây tác hại nghiêm trọng đến sức khỏe cộng đồng.
Tuy nhiên, bùn thải từ các nhà máy giấy có thành phần chứa khá nhiều chất hữu
cơ như: Cellulose, hemicellulose… có thể xem như là một nguồn nguyên liệu thích

- Nhiệt độ trung bình 30
o
C.
- Ánh sáng tự nhiên.
- Độ ẩm trung bình 60%.
2
Khóa Luận: Nghiên cứu Công nghệ Xử lý Bùn thải Giấy Theo hướng Tái Sản xuất
3
Khóa Luận: Nghiên cứu Công nghệ Xử lý Bùn thải Giấy Theo hướng Tái Sản xuất
1.4. Phương pháp nghiên cứu.
Dựa vào những tài liệu sẵn có về quá trình phân hủy (lên men) hiếu khí chất
thải có nguồn gốc hữu cơ, để xây dựng mô hình ủ compost từ bùn thải giấy thứ cấp
và phối trộn với cỏ hoặc chất thải rau, củ, quả.
Thu thập các số liệu từ quá trình ủ compost, các thông số trong quá trình theo
dõi nhiệt độ, độ sụt giảm thể tích, pH, độ ẩm, chất hữu cơ, hàm lượng Cacbon, Nitơ
từ các bài báo và luận văn đã được làm. Trong quá trình nghiên cứu nhóm đã sử
dụng một số phương pháp như sau:
- Phương pháp thực nghiệm: Làm thực nghiệm mô hình ủ phân compost với
các yếu tố đầu vào đã được xác định.
- Phương pháp phân tích phòng thí nghiệm: Phân tích hàm lượng chất hữu
cơ, Nitơ tổng đầu vào và đầu ra; theo dõi biến thiên nhiệt độ, độ ẩm, độ sụt lún.
- Phương pháp phân tích và đánh giá: Phân tích, nhận xét và đánh giá số liệu
và kết quả sau quá trình ủ.
4
Khóa Luận: Nghiên cứu Công nghệ Xử lý Bùn thải Giấy Theo hướng Tái Sản xuất
CHƯƠNG II:
TỔNG QUAN VỀ NGÀNH GIẤY VÀ BÙN THẢI GIẤY
2.1. Tổng quan về ngành công nghiệp giấy.
2.1.1. Tình hình phát triển nghành giấy tại Việt Nam.
Giấy là một sản phẩm của nền văn minh nhân loại với lịch sử lâu đời hàng

Dương phân bố rãi rác ở hầu hết các huyện nhưng tập trung chủ yếu ở xã Tân Định,
huyện Bến Cát, các doanh nghiệp sản xuất giấy vàng mã tập trung ở huyện Phú
Giáo và Dầu Tiếng, riêng hai huyện Thuận An, Dĩ An có khoảng 5 nhà máy hình
thành trước năm 1995, nằm xen kẽ trong các khu dân cư. Trong số 24 nhà máy khảo
sát có 5 doanh nghiệp nằm trong KCN, ngoại trừ các nhà máy ở Thuận An và Dĩ
An, các doanh nghiệp khác đều ra đời sau năm 1999, phát triển ồ ạt nhất là từ 2003
đến nay.
Có 3 loại sản phẩm chính:
: Bao gồm giấy bìa carton thường (bìa carton đen hay còn gọi
là giấy ruột) được sản xuất hoàn toàn từ giấy bìa carton đã sử dụng và giấy bìa
carton 2 da (1 mặt da hay 2 mặt da) được làm bằng giấy bìa carton đã qua sử dụng
thông thường và giấy bìa carton có chất lượng hay bột giấy chưa qua tẩy trắng (cho
phần da) hoặc giấy Duplex làm từ nguyên liệu giấy phế liệu trắng không in hoặc đã
in. Định lượng của giấy bìa carton từ 125-220g/m
2
.
Các nhà máy sản xuất bìa carton thường không sản xuất một loại giấy có định
lượng xác định mà sản xuất theo yêu cầu của thị trường. Trong dây chuyền, một
ngày có thể có đến 3-4 loại giấy có định lượng khác nhau. Điều này dẫn đến các
thông số vận hành của quá trình xeo thay đổi liên tục, đây cũng là nguyên nhân gây
ảnh hưởng nhiều đến lượng nước thải và bột giấy thất thoát ra môi trường bên ngoài.
: Sản phẩm giấy vệ sinh của các
nhà máy trên địa bàn chủ yếu là giấy trắng, đôi lúc do yêu cầu của thị trường thì có
sản phẩm giấy vệ sinh màu, định lượng giấy vệ sinh ổn định hơn giấy bìa carton, dao
dộng trong khoảng 25-30g/m
2
. Tất cả các sản phẩm trên được sản xuất từ nguyên
liệu giấy phế liệu là giấy viết hay giấy văn phòng, giấy rìa trắng, đồng thời được bổ
sung thêm một lượng bột giấy trắng nhất định. Tỷ lệ bổ sung thường vào khoảng
10% tùy thuộc chất lượng giấy nguyên liệu và giấy thành phẩm

do đã có những loại nguyên liệu ưu thế hơn thay thế. Tre nứa là loại nguyên liệu rất
phổ biến của các doanh nghiệp có quy mô dưới 10.000 tấn/năm, do những ưu thế
như giá rẻ, tương đối dễ xử lý bằng công nghệ không cao, chất lượng sản phẩm phù
hợp cho các loại bao bì, hòm hộp, giấy in, viết, giấy vàng mã Các loại gỗ bạch
đàn, keo, mỡ, bồ đề, thông là nguyên liệu phổ biến của một số doanh nghiệp lớn
thuộc nhóm 1 có công nghệ tương đối hiện đại như : Công ty Giấy Bãi Bằng, Công
ty Giấy Tân Mai, Công ty Giấy Việt Trì. Các đơn vị này có dây chuyền công nghệ
tương đối hiện đại sản xuất bột tẩy trắng làm các loại giấy in, viết, giấy in báo
Giấy loại là nguyên liệu đang ngày càng chiếm tỷ trọng ưu thế trong thành
phần nguyên liệu của các doanh nghiệp. Ở Việt Nam hiện nay các doanh nghiệp sản
xuất bao bì sử dụng chủ yếu là giấy loại từ hai nguồn: Thu mua trong nước và nhập
khẩu. Đây là nguyên liệu có giá rẻ, dễ sử dụng, thích hợp cho mọi doanh nghiệp. Sử
dụng giấy loại với giá thành sản xuất hạ và giảm được đầu tư phần nấu bột. Điều rất
7
Khóa Luận: Nghiên cứu Công nghệ Xử lý Bùn thải Giấy Theo hướng Tái Sản xuất
quan trọng là sử dụng giấy loại để sản xuất giấy có ý nghĩa trong việc phòng ngừa
và giảm thiểu ô nhiễm môi trường trong sản xuất. Bột giấy nguyên sinh là bột giấy
thương phẩm, chủ yếu được nhập khẩu và cũng là nguồn nguyên liệu không thể
thiếu được trong sản xuất giấy ở Việt Nam hiện nay với hai lý do: Nguồn bột sản
xuất trong nước cung không đủ cầu và một số sản phẩm giấy yêu cầu chất lượng
cần phải sử dụng từ 10 - 100% bột nguyên sinh. Ở Việt Nam hiện nay chỉ có hai
doanh nghiệp có khả năng sản xuất bột giấy nguyên sinh đạt chất lượng thương
phẩm tương đương nhập khẩu là Công ty Giấy Bãi Bằng và Công ty Giấy Tân Mai.
Ngoài nguyên liệu chính, các nhà máy sản xuất giấy còn sử dụng thêm một
số phụ gia như các chất làm tăng độ cứng giấy và tăng độ bám, chất làm tăng độ
sáng, chất làm tăng độ dai, mịn cho sản phẩm… như vải, nhựa thông, phèn nhôm,
chất độn, CaCO
3
, tinh bột… Các chất tẩy trắng được sử dụng chủ yếu là H
2

được
chuyển đến công đoạn sản xuất bột
giấy.
(!"
'
 
Gỗ thường gồm 50% xơ, 20-30% đường không chứa xơ, và 20-30%
lignin.
8
Khóa Luận: Nghiên cứu Công nghệ Xử lý Bùn thải Giấy Theo hướng Tái Sản xuất
Lignin là một hợp chất hóa học liên kết các xơ với nhau. Các xơ được tách
ra
khỏi lignin bằng cách nấu với hóa chất ở nhiệt độ và áp suất cao trong nồi
nấu.
Quá trình nấu được thực hiện theo mẻ với kiềm (NaOH) và hơi
nước.
Lượng
NaOH được sử dụng khoảng 10-14% của nguyên liệu thô. Sau nấu, các chất nằm
trong nồi nấu được xả ra nhờ áp suất đi vào tháp
phóng.
Bột thường được chuyển
qua các sàng để tách mấu trước khi
rửa.
 )*
Trong quá trình rửa, bột từ tháp phóng và sàng mấu được rửa bằng
nước.
Dịch đen loãng từ bột được loại bỏ trong quá trình rửa và được chuyển đến
quá
trình thu hồi hóa chất. Bột được tiếp tục rửa trong các bể rửa. Quá trình rửa
này

Sau tẩy trắng, bột sẽ được rửa bằng nước sạch và nước trắng (thu hồi từ
máy
xeo).
#%&-
'
Bột giấy đã tẩy trắng sẽ được trộn với các loại bột khác từ giấy phế liệu hoặc
bột
nhập khẩu. Sự pha trộn phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu và loại giấy cần
9
Khóa Luận: Nghiên cứu Công nghệ Xử lý Bùn thải Giấy Theo hướng Tái Sản xuất
sản
xuất. Hỗn hợp bột được trộn với chất phụ gia và chất độn trong bồn trộn.
Thông
thường, các hóa chất dùng để trộn là nhựa thông, phèn, bột đá, thuốc
nhuộm
(tùy chọn), chất tăng trắng quang học và chất kết dính, …, gồm các bước
sau:
- Trộn bột giấy và chất phụ gia để tạo ra dịch bột đồng nhất và liên
tục.
- Nghiền đĩa để tạo ra được chất lượng mong muốn cho loại giấy cần
sản xuất.
- Hồ (để cải thiện cảm giác và khả năng in cho giấy) và tạo màu
(thêm
pigments,
chất màu và chất độn) để đạt được thông số chất lượng
như
mong
muốn.
./
'

tấm bột giấy rơi xuống một hố dài dưới lưới và được tuần hoàn vào bể
trước
máy
xeo.
Ở cuối của phần lưới máy xeo, độ đồng đều của bột tăng đến
khoảng
20%.
Người ta tiếp tục tách nước bằng cuộn ép để tăng độ đồng đều lên
khoảng
50%.
Cuối cùng, giấy được làm khô bằng máy sấy hơi gián tiếp đạt
khoảng 94%
độ
cứng và được cuốn thành từng cuộn thành
phẩm.
10

 
!
"#
$%
&%'(
)* 
"#
+,
&%'(-
./
0/%!
12
03!

Chuẩn bị phối liệu bột - Rò rỉ và tràn các hóa chất / phụ gia.
- Rửa sàn.
Xeo giấy
- Phân tách loại từ máy làm sạch ly tâm có chứa xơ, sạn và
cát.
- Chất thải từ hố lưới có chứa xơ.
- Dòng tràn từ hố bơm quạt.
- Phần nước lọc ra từ thiết bị tách nước có chứa xơ, bột đá
và các chất .
Khu vực phụ trợ
- Nước xả đáy.
- Nước ngưng tụ chưa được thu hồi.
- Nước thải hoàn nguyên từ tháp làm mềm.
- Nước làm mát máy nén khí.
Thu hồi hóa chất
- Nước ngưng tụ từ máy hóa hơi.
- Dịch loãng từ thiết bị rửa cặn.
- Dịch loãng từ thiết bị rửa bùn.
- Nước bẩn ngưng đọng.
- Nước ngưng tụ từ thiết bị làm mát và từ hơi nước.
(Nguồn: Tài liệu sản xuất sạch hơn nghành Sản xuất Giấy và Bột giấy, 2008)
Phần lớn nước thải phát sinh là nước dùng trong quy trình tiếp xúc với nguyên
liệu thô, với các sản phẩm, sản phẩm phụ và các chất dư thừa. Quy trình sản xuất bột
giấy bằng kiềm tiêu tốn khoảng 2 tấn gỗ cho mỗi tấn bột giấy sản xuất ra, nghĩa là
khoảng một nữa lượng nguyên liệu thô bị hòa trộn trong dung dịch nấu. Các quy
trình sản xuất bột giấy cho loại giấy viết và giấy in có sản lượng bột khoảng
45 – 50%. Tải lượng BOD
5
từ các quy trình này khoảng 300-600 kg đối với một tấn
bột giấy khô, tương tự như BOD

(Nguồn: Tài liệu sản xuất sạch hơn nghành Sản xuất Giấy và Bột giấy, 2008)
Chất thải rắn bao gồm: Bùn, tro, chất thải gỗ, phần tách loại từ quá trình làm
sạch ly tâm, cát và sạn. Bùn chủ yếu là phần cặn của bể lắng, cặn từ tầng làm khô
của trạm xử lý nước thải. Bên cạnh đó, đôi khi còn có cặn của dầu thải từ thùng
chứa dầu đốt. Khi xử dụng than, xỉ và phần than chưa cháy từ lò hơi cũng là nguồn
thải rắn cần phải thải bỏ một cách an toàn. Lượng chất thải rắn của các công đoạn
hoạt động khác nhau phụ thuộc vào nhiều yếu tố như quy mô hoạt động, thành phần
nguyên liệu thô.
>#$"*?:@!#$+AAB/C+
Công ty TNHH giấy lụa NewToyo là công ty có hệ thống xử lý nước thải
tương đối hoàn chỉnh. Nhà máy sản xuất giấy lụa của công ty được xây dựng tại
KCN Việt Nam-Singapore với các sản phẩm chính là: Giấy cuộn và các sản phẩm
hoàn tất như giấy cuộn vệ sinh, khăn giấy lụa, khăn giấy hộp, khăn giấy lụa bỏ túi,
giấy ăn có chất lượng cao. Công ty hoạt động với công suất sản xuất 20.000 tấn sản
13
Khóa Luận: Nghiên cứu Công nghệ Xử lý Bùn thải Giấy Theo hướng Tái Sản xuất
phẩm/năm, với lưu lượng nước thải trung bình 3300m
3
/ngày. Sau đây là quy trình
xử lý nước thải của Công ty NewToyo được mô tả theo sơ đồ.
Nước tuần hoàn lại trong quy trình sản xuất
(01233(012$"*?:@!#$/C+
+$"*?'
Trước khi nước thải đi vào bể gom thì nước thải phải đi qua song chắn rác,
song chắn rác có nhiệm vụ loại bỏ rác có kích thước lớn ra khỏi nước thải. Tiếp
theo nước thải được bơm từ bể gom qua bể keo tụ, tại bể keo tụ thì polymer cation
được bơm vào với mục đích là keo tụ các chất rắn và bột giấy còn lại ở dạng lơ lửng
trong nước thải. Sau đó nước thải qua bể DAF (bể tuyển nổi), tại đây chất rắn lơ
lửng sẽ được loại bỏ ra khỏi nước thải và được chuyển đền bể nén bùn. Sau đó bùn
được bơm đến máy ép bùn, trong quá trình vận chuyển bùn về máy ép bùn thì

Bùn thải sơ cấp là bùn thải mà các chất lơ lững trong nước thải được loại bỏ
từ bể lắng sơ cấp, bể tuyển nổi (DAF) … Hàm lượng chất rắn trong bùn sơ cấp dao
động trong khoảng 2-7% chủ yếu là cellulose, hemicellulose và lignin và một phần
chất hữu cơ có trong nước thải.
Bùn thải thứ cấp sinh ra từ các công trình xử lý nước thải bằng tác nhân sinh
học như: Bể bùn hoạt tính, bể bùn hoạt tính có màng lọc, lọc sinh học và đĩa quay
sinh học. Bùn thứ cấp có chứa các vi sinh vật và các chất lắng chưa được loại bỏ bởi
các công trình phía trước.
Bùn thứ cấp từ các công trình bùn hoạt tính có hàm lượng chất cellulose,
hemicelluloses, lignin trong khoảng 0,4-1,5% cellulose, hemiCellulose và lignin, từ
lọc sinh học nhỏ giọt trong khoảng 1-4%.
Theo báo cáo của Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Bình Dương thì mỗi ngày
khoảng 250 – 300 tấn bùn thải giấy thải ra được xử lý bằng phương pháp chôn lấp,
chưa có hướng tận dụng. Bùn thải giấy chứa hàm lượng Cellulose cao là nguồn
nguyên liệu tốt cho việc sản xuất Bioethanol và phân Compost trong tương lai ở
Việt Nam. Đáp ứng các nhu cầu của thời đại trong các vấn đề môi trường.
Tại Hoa Kỳ có khoảng bốn triệu tấn bùn giấy được thải ra mỗi năm. Bùn này
thường được tách nước và sau đó xử lý bằng cách chôn dưới lòng đất hoặc đem đốt.
Theo một số nghiên cứu của trường đại học Shizuoka University tại Nhật Bản
thì thành phần chính của bùn thải giấy gồm có 65% là nước, 24,5% cellulose,
10,5% là tro và các chất khác. Hemicellulose chiếm rất ít và hầu như không có
lignin.
Tuy vậy, bùn giấy cũng là một dạng vật liệu lignocellulose bao gồm các thành
phần chính là: Cellulose, hemicellulose và lignin. Các thành phần trong
lignocellulose liên kết với nhau chặt chẽ tạo nên một cấu trúc hết sức vững chắc.
Ngoài ra trong bùn giấy còn có một số chất trích ly như acid resin, acid béo, những
hợp chất turpenoid, cồn… với hàm lượng thấp.
15
Khóa Luận: Nghiên cứu Công nghệ Xử lý Bùn thải Giấy Theo hướng Tái Sản xuất
Về cơ bản trong lignocellulose, cellulose tạo thành khung chính và được bao

(OH)
3
]
n trong đó n nằm trong khoảng
16
Khóa Luận: Nghiên cứu Công nghệ Xử lý Bùn thải Giấy Theo hướng Tái Sản xuất
5000 – 14000, là thành phần chủ yếu cấu tạo nên vách tế bào thực vật. Trong gỗ lá
kim, cellulose chiếm 41- 49%, trong gỗ lá rộng nó chiếm 43-52% thể tích.
A3H#IJ=//
A///
Hemicellulose

là

một

polysaccharide được hình thành không chỉ một loại
đường mà từ nhiều loại đường khác nhau, thậm chí cả từ axit urnoic của chúng.
Người ta gọi tên cụ thể là hemicellulose là dựa theo tên loại đường chủ yếu tạo nên
nó. Trong gỗ cây lá kim chủ yếu hemicellulose được tao nên từ loại đường chứa 6
cacbon: Galactam, manan…. Khác với cellulose, phân tử hemicellulose nhỏ hơn
nhiều. Thông thường không quá 150 gốc đường được nối với nhau không chỉ bằng
liên kết 1,4 mà còn có liên kết 1,3 và 1,6 glucoside tạo ra mạch ngắn và phân nhánh.
Vì độ polymer thấp, phân nhánh và hỗn hợp nhiều đường nên hemicellulose
không có cấu trúc chặt chẽ như cellulose và độ bền hóa lý cũng thấp hơn. Xylan là
một hemicellulose phổ biến nhất trong tự nhiên chiếm 30% khối lượng rơm, 20-25%
cây gỗ lá rộng, 7-17% cây gỗ lá kim.
Độ bền hóa học và bền nhiệt của hemicellulose thấp hơn so với cellulose vì
chúng có độ kết tinh và trùng hợp thấp hơn. So với cellulose, nó dễ bị thủy phân
hơn rất nhiều lần trong môi trường kiềm hay acid do hemicellulose thường tồn tại ở

hợp của ba loại tiền chất: p-coumaryl alcohol, coniferyl alcohol, và sinapyl alcohol.
18
Khóa Luận: Nghiên cứu Công nghệ Xử lý Bùn thải Giấy Theo hướng Tái Sản xuất
Khi liên kết lại với nhau trong phân tử lignin, ba đơn phân này sẽ có tên gọi tương
ứng là p-hydrophenyl (H), guaiacyl (G) và syringyl (S) dựa trên sự khác nhau về số
nhánh methooxy trên vòng benzen. Tuy nhiên, cấu trúc hóa học của lignin rất dễ bị
thay đổi trong điều kiện nhiệt độ cao và pH thấp và trong dung dịch kiềm nóng, tan
một phần trong dung môi hữu cơ. Ở nhiệt độ cao hơn 200
0
C, lignin bị kết khối thành
những phần riêng biệt và tách ra khỏi cellulose.
A3O#=
D #P
Có rất nhiều chất thuộc nhóm thành phần này, chủ yếu là các chất dễ hòa tan.
Các chất trích ly là những chất hoặc có khả năng hòa tan trong những dung môi hữu
cơ (như dietyl ether, methyl terbutyl ether, ether dầu hỏa, diclormethene, acetone,
ethanol, methanol, hexan, toluen, chiếm tỉ lệ ưu thế trong chất trích ly, nên
thường chất trích ly hay được gọi là nhựa (resin).
 +
Bùn giấy là bã thải của ngành công nghiệp giấy với nguồn nguyên liệu chính là
gỗ. Hàm lượng tro trong bùn thải giấy phụ thuộc vào nguyên liệu gỗ đầu vào. Hàm
lượng tro được đo bằng hàm lượng các chất vô cơ không phải là cacbon, hydro, oxi,
nitơ hàm lượng này dao động trong khoảng 0,3-1,5% tùy vào môi trường tăng
trưởng và vị trí của cây. Ngoài ra trong bùn thải giấy còn chứa hàm lượng các chất
vô cơ.
E #1QRS/T
Thành phần polymer trong bùn thải giấy bắt nguồn từ quá trình keo tụ tạo bông
trước khi được loại bỏ ra khỏi nước thải thông qua bể tuyển nổi và polymer được
thêm vào trong quá trình ép bùn thải trong quá trình ép bùn thành bánh.
Polymer sử dụng làm chất keo tụ trong quá trình xử lý nước bao gồm các phân

Polyacrylamit thủy phân nhanh dưới điều kiện kiềm tại nhiệt độ thấp. Ở
khoảng nhiệt độ cao hơn là điều kiện để thủy phân polyacrylamit dưới điều kiện
trung tính hoặc axit. Cấu tạo của polyacrylamit thủy phân có thể khác nhau phụ
thuộc vào điều kiện sử dụng.
20
Khóa Luận: Nghiên cứu Công nghệ Xử lý Bùn thải Giấy Theo hướng Tái Sản xuất
21
Khóa Luận: Nghiên cứu Công nghệ Xử lý Bùn thải Giấy Theo hướng Tái Sản xuất
CHƯƠNG III:
XỬ LÝ BÙN THẢI GIẤY BẰNG PHƯƠNG PHÁP LÀM
PHÂN COMPOST
3.1. Tổng quan về sản xuất phân compost.
3.1.1. Khái niệm về phân compost.
Hiện nay có nhiều định nghĩa về quá trình sản xuất phân compost và
compost. Một định nghĩa thường được sử dụng là định nghĩa của Haug, 1993. Theo
Haug, quá trình chế biến compost và compost được định nghĩa như sau:
Quá trình sản xuất phân compost là quá trình phân hủy sinh học và ổn định
của chất hữu cơ dưới điều kiện nhiệt độ thermorphilic. Kết quả của quá trình phân
hủy sinh học tạo ra nhiệt, sản phẩm cuối cùng ổn định, không mang mầm bệnh và
có ích trong việc ứng dụng cho cây trồng.
Compost là sản phẩm của quá trình chế biến compost, đã được ổn định như
humus, không chứa các mầm bệnh, không lôi kéo các côn trùng, có thể được lưu trữ
an toàn và có lợi cho sự phát triển của cây trồng.
3.1.2. Các phản ứng hóa sinh trong quá trình ủ phân compost.
Quá trình phân hủy chất thải rắn diễn ra rất phức tạp, theo nhiều giai đoạn và
tạo nhiều sản phẩm trung gian. Ví dụ, quá trình phân hủy protein: Protein peptides
amino axits hợp chất ammonium nguyên sinh chất của vi khuẩn và N
2
hoặc NH
3

Khóa Luận: Nghiên cứu Công nghệ Xử lý Bùn thải Giấy Theo hướng Tái Sản xuất
canxi, nitơ…) và cuối cùng thành mùn. Ngoài ra còn xảy ra các phản ứng nitrat hóa,
ammonia (sản phẩm phụ của quá trình ổn định chất thải) bị oxy hóa sinh học tạo
thành nitrit (NO
2
-
) và cuối cùng thành nitrat (NO
3
-
):
2NH
4
+
+ 3 O
2
=> 2NO
2
-
+ 4H
+
+ 2H
2
O
2NO
2
-
+ O
2
=> 2 NO
3

5
H
7
NO
2
+ 5O
2
Phương trình phản ứng nitrat hóa tổng cộng xảy ra như sau:
22NH
4
+
+ 37O
2
+ 4CO
2
+ HCO
3
-
=> 21NO
3
-
+ C
5
H
7
NO
2
+ 20H
2
O + 42H

 +U#V
Có rất nhiều nguyên tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy do vi sinh vật:
Trong đó cacbon và nitơ là cần thiết nhất, tỉ lệ C/N là thông số dinh dưỡng quan
trọng nhất. Photpho (P) là nguyên tố quan trọng kế tiếp. Tiếp theo đó là nguyên tố
lưu huỳnh (S), canxi (Ca) và các nguyên tố vi lượng khác cũng đóng vai trò quan
trọng trong trao đổi chất của tế bào.
Khoảng 20% - 40%C của chất thải hữu cơ (trong chất thải nạp liệu) cần thiết
cho quá trình đồng hoá thành tế bào mới, phần còn lại chuyển hoá thành CO
2
.
Cacbon cung cấp năng lượng và sinh khối cơ bản để tạo ra khoảng 50% khối lượng
tế bào vi sinh vật. Nitơ là thành phần chủ yếu của protein, acid nucleic, acid amin,
enzyme, cenzyme cần thiết cho sự phát triển và hoạt động của tế bào.
Tỷ lệ C/N tối ưu cho quá trình ủ phân rác khoảng 30:1. Ở mức tỷ lệ thấp hơn,
nitơ sẽ thừa và sinh ra khí NH
3
, nguyên nhân gây ra mùi khai. Ở mức tỷ lệ cao hơn,
sự phân hủy xảy ra chậm.
Tỷ lệ C/N của các chất thải khác nhau được trình bày trong bảng sau. Trừ
phân ngựa và lá khoai tây, tỷ lệ C/N của tất cả các chất thải khác nhau đều phải
được điều chỉnh để đạt giá trị tối ưu trước khi tiết hành làm phân.
7!H4'+W#V=!
STT Chất thải N (% khối lượng khô) Tỉ lệ C/N
1 Bùn cống đã phân hủy 2,4 -
2 Bùn cống thải khô 4-7 11
3 Chất thải rau, củ quả 2,5-4 11-12
4 Cỏ cắt xén 3-6 12-15
5 Cỏ hỗn hợp 2,4 19
6 Cỏ xén 2,15 20,1
7 Giấy hỗn hợp 0,25 173

đặc biệt khi có mặt đủ PO
4
3-
.
- Phân tích hàm lượng cacbon khó đạt kết quả chính xác.
Phần trăm của cacbon (% C) trong phương trình này là lượng vật liệu còn lại
sau khi nung ở nhiệt độ 550
0
C trong 1 giờ. Do đó, một số chất thải chứa phần lớn
nhựa (là thành phần bị phân hủy ở 550
0
C) sẽ có giá trị %C cao, nhưng đa phần
không có khả năng phân hủy sinh học.
Nếu tỷ lệ C/N của CTR làm phân cao hơn giá trị tối ưu, sẽ hạn chế sự phát
triển của vi sinh vật do thiếu N. Chúng phải trải qua nhiều chu kỳ chuyển hoá, oxy
hoá phân cacbon dư cho đến khi đạt tỷ lệ C/N thích hợp. Do đó, thời gian cần thiết
cho quá trình làm phân bị kéo dài hơn và sản phẩm thu được chứa ít mùn hơn. Theo
nghiên cứu cho thấy, nếu tỷ lệ C/N ban đầu là 20, thời gian cần thiết cho quá trình
làm phân là 12 ngày, nếu tỷ lệ này dao động trong khoảng 20 – 50, thời gian cần
thiết là 14 ngày và nếu tỷ lệ C/N = 78, thời gian cần thiết sẽ là 21 ngày.
 X"
Oxy cũng là một trong những thành phần cần thiết cho quá trình ủ phân rác.
Khi vi sinh vật oxy hóa carbon tạo năng lượng, oxy sẽ được sử dụng và khí CO
2
được sinh ra. Khi không có đủ oxy thì sẽ trở thành quá trình yếm khí và tạo ra mùi
hôi như mùi trứng gà thối của khí H
2
S.
Các vi sinh vật hiếu khí có thể sống được ở nồng độ oxy bằng 5%. Nồng độ
oxy lớn hơn 10% được coi là tối ưu cho quá trình ủ phân rác hiếu khí.