Khoá luận tốt nghiệp
LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên em xin gửi tới PGS. TS. Trần Hồng Côn lời biết ơn sâu sắc. Thầy đã
giao, hướng dẫn, giúp đỡ em trong việc hoàn thành đề tài này.
Đồng thời em xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô cùng các bạn trong khoa đã
giúp em rất nhiều trong quá trình thực hiện đề tài.
Sinh viên
Nguyễn Thị Khanh
Nguyễn Thị Khanh Lớp 47B – Công nghệ Hoá Học
Khoá luận tốt nghiệp
MỞ ĐẦU

Như chúng ta đã biết rằng công nghiệp giấy đã, đang và sẽ phát triển ở Việt
Nam. Nhưng không phải ai cũng biết nghành công nghiệp giấy là một ngành tiêu tốn
rất nhiều tài nguyên rừng và gây ô nhiễm môi trường. Ngày nay giấy hoặc có thể sản
xuất từ nguyên liệu chứa nhiều xenlulo hoặc tái chế lại giấy đã qua sử dụng. Trung
bình cứ một tấn giấy cần từ 200 - 500 m
3
nước, điều này cũng có nghĩa là có lượng
tương tự nước thải như vậy được thải ra môi trường. Mặt khác nước thải từ nhà máy
giấy có độ ô nhiễm cao. Do đó nếu không được xử lý, chúng gây ô nhiễm môi trường
nghiêm trọng.
Tuỳ thuộc vào công nghệ sản xuất, nguyên liệu đầu vào, tính chất của loại
giấy sản xuất mà thành phần, khối lượng nước thải có thể khác nhau. Ở các nước
phát triển sử dụng chủ yếu là công nghệ kiềm nóng và đã có công nghệ xử lý nước
thải hoàn chỉnh. Nhưng ở nước ta ngoài công nghệ kiềm nóng được sử dụng ở các
nhà máy lớn thì ở các cơ sở sản xuất nhỏ lẻ vẫn đang sử dụng công nghệ kiềm nguội
cho việc sản xuất giấy vàng mã, giấy gió và hiện tại hầu hết những cơ sở này hoặc
nước thải được thải thẳng ra ngoài không qua xử lý hoặc mới chỉ có công nghệ xử lý
sơ bộ. Điều này đã gây một vấn đề không nhỏ đối với môi trường. Một điều cấp thiết
đặt ra ở đây là phải tìm được công nghệ xử lý, phù hợp, đồng bộ, toàn diện mà chi

gỗ lá rộng, ít nhựa ở nhiều nước ôn đới.
Các phương pháp nấu kiềm phổ biến hơn nhiều do khả năng nấu được bất kì
nguyên liệu nào. Nó bao gồm phương pháp sunphat với hoá chất sử dụng là NaOH và
Na
2
S. Hỗn hợp NaOH và Na
2
S được sử dụng để tạo bột giấy, S
2-
có tác dụng tăng tốc
cho việc loại lignin, Na
2
SO
4
đựơc sử dụng để thay thế lượng kiềm bị mất trong quá
trình nấu. Na
2
SO
4
được khử về S
2-
trong lò thu hồi, do đó Na
2
SO
4
có thể coi là tác
nhân tạo bột gỗ, vì vậy phương pháp này có tên là sunphat.
So sánh giữa hai quá trình nấu kiềm và sunphit ta thấy, bột nấu theo công
nghệ sunphit rẻ hơn, tốt hơn, màu nhạt hơn so với bột nấu theo công nghệ kiềm. Do
vậy, nhiều nhà máy chuyển sang kỹ thuật nấu sunphit để giảm chi phí sản xuất mà lại

2
S theo tỷ lệ 5/2. Ngoài ra còn có một vài loại muối natri khác như : CO
3
2-
, SO
4
2-
,
S
2
O
3
2-
, SO
3
2-
. Quá trình nấu có thể tiến hành gián đoạn hoặc liên tục. Quá trình nấu
gián đoạn thì dịch nấu được nấu trong thiết bị phân huỷ riêng. Với quá trình liên tục
thì mẩu gỗ và dịch nấu với tỷ lệ nhất định được đưa vào thiết bị phân huỷ và chuyển
động xuống dưới, dịch được lấy ra ở đáy. Dịch này được tách ra và quay vòng trở lại
qua thiết bị trao đổi nhiệt và được đưa vào thiết bị phản ứng. Bột ra khỏi dịch phân
huỷ chứa xơ sợi và dịch nấu xả. Dịch lúc này có màu rất đen gọi là dịch đen.
Bột được rửa bằng nước nhiều lần với mục đích loại bỏ những tạp chất còn
lại trong quá trình nấu. Bột có thể đưa đi tẩy hoặc đưa qua công đoạn xeo nếu không
cần tẩy.
4
Nguyễn Thị Khanh Lớp 47B – Công nghệ Hoá
Học
Khí thải
Hình 1: Sơ đồ sản xuất bột tẩy trắng bằng phương pháp Sunfat

vật phân huỷ. Thành phần vô cơ chủ yếu là NaOH, Na
2
S, Na
2
SO
4
, Na
2
CO
3
. Đối với
nhà máy lớn thì nước thải có công nghệ thu hồi kiềm. Còn các cơ sở sản xuất nhỏ thì
dòng dịch đen được thải cùng các dòng khác ra ngoài gây ô nhiễm môi trường. Trong dịch
đen đáng chú ý nhất là các muối kiềm, kiềm tự do, lignin, hemixenlulozo, nhựa và các axit béo. Trong đó lignin chiếm tỷ trọng lớn nhất trong tổng số các chất tan trong
dịch nấu kiềm.
Lignin là polime được hình thành từ monome là các dẫn xuất của phenylpropan ở các vị trí α, β, γ mà các monome nối với nhau theo tổ hợp ngẫu nhiên và
hình thành các mạng lưới cao phân tử.
5
Nguyễn Thị Khanh Lớp 47B – Công nghệ Hoá
Học
Nguyên
liệu
Khoá luận tốt nghiệp
Lignin hầu hết tan trong kiềm nhưng trong axit thì tồn tại dưới hai dạng lignin
tan (trong phân tử có chứa nhóm hidrophyl) và lignin bị kết tủa trong axit (trong phân
tử không chứa nhóm hidrophyl).
Chất trong dịch đen được sinh ra từ hai nguồn chủ yếu là gỗ và dịch nấu kiềm.
Ngoài những hợp chất vô cơ từ dịch trắng thì trong dịch đen còn rất nhiều các hợp
chất hữu cơ trong gỗ bị tan trong quá trình nấu kiềm. So sánh với dịch trắng thì pH
dịch đen đã giảm do việc giảm nồng độ OH

để giảm độ ẩm của giấy sau đó được sấy khô. Dịch của quá trình này chủ yếu là xơ
sợi, hemixenlulo và một lượng các hợp chất vô cơ khác. Hemixenlulo là chất tổng
hợp cacbohydrat với cấu trúc thành phần của nó chỉ là gluco. Hemixenlulo không tan
trong nước nhưng tan nhiều trong dung môi hữu cơ và bị thuỷ phân trong kiềm hay
axit loãng khi đun sôi.
6
Nguyễn Thị Khanh Lớp 47B – Công nghệ Hoá
Học
Khoá luận tốt nghiệp
1.2.3. Dịch tẩy
Đây là dòng chứa các chất oxi hoá mạnh như Cl
2
, ClO
-
,H
2
O
2
sử dụng để tẩy
trắng bột giấy. Dịch này chứa các hoá chất tẩy và các sản phẩm hữu cơ độc hại sinh
ra trong quá trình tẩy trắng.
1.3. Các công nghệ xử lý hiện hành
1.3.1. Các phương án đối với dịch đen
Tuỳ theo nguyên liệu đầu vào và công nghệ sản xuất bột giấy mà thành phần
các chất trong dịch đen có thể khác nhau nhiều hay ít tuy nhiên về bản chất thì chúng
không khác nhau là mấy. Trong dịch đen vẫn chủ yếu là các chất hữu cơ như lignin,
axit nhựa, oxiaxit và đặc biệt chứa lượng kiềm dư rất cao. Ở nước ta dịch đen chỉ
được xử lý ở các nhà máy lớn còn hầu hết được thải thẳng ra ngoài cùng các dòng
thải khác gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Ngày nay có rất nhiều phương pháp
xử lý dịch đen nhưng chủ yếu là các phương pháp sau. Các phương pháp này có thể

3
+ Ca(OH)
2
= 2NaOH + CaCO
3
Na
2
S + Ca(OH)
2
= 2NaOH + CaS
Na
2
O + H
2
O = 2 NaOH
Dịch thu được là dịch trắng giống như dịch nấu bột và được quay lại nồi nấu.
Với phương pháp này thì lượng xút thu hồi không đáng kể
7
Nguyễn Thị Khanh Lớp 47B – Công nghệ Hoá
Học
Khoá luận tốt nghiệp
1.3.1.2. Kỹ thuật oxy hoá xúc tác thu hồi hoá chất
Đây là phương pháp đang được nghiên cứu và phát triển ở Pháp, Canađa,
Australia. Với nước thải có tỷ lệ BOD
5
/COD thấp có nghĩa là rất khó để xử lý vi sinh
và hàm lượng COD ở mức hàng chục nghìn mg O
2
/l thì oxi hoá xúc tác rất phù hợp.
Phương pháp oxy hoá cổ điển sử dụng ôxy không khí làm tác nhân oxy hoá ở

Nhược điểm của phương pháp này là chi phí cao (60000đ/m
3
). Giá thành xử lý có thể
giảm nếu lignin được thu hồi và bán trên thị trường. Lignin có thể được bán cho các
cơ sở sử dụng lignin như cơ sở nấu keo, cơ sở chế biến các chất bền hoá bê tông.
8
Nguyễn Thị Khanh Lớp 47B – Công nghệ Hoá
Học