Viện Công nghiệp Giấy và Xenluylô đã thành công nghiên cứu công nghệ xử lý sinh học hiếu khí tại nhà máy giấy bao bì, góp phần nâng cao hiệu quả xử lý của toàn bộ hệ thống, đảm bảo tiêu chuẩn xả thải đạt yêu cầu theo quy định của pháp luật.
Tại Việt Nam, công nghệ MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor - Giá thể sinh học tự do) đã được ứng dụng và đem lại hiệu quả trong việc xử lý nhiều loại nước thải, trong đó có nước thải sản xuất mía đường, nước thải sản xuất bia, nước thải sinh hoạt, nước rỉ rác... Tuy nhiên, chưa có nghiên cứu, thử nghiệm hay ứng dụng công nghệ MBBR nào trong xử lý nước thải sản xuất giấy và đặc biệt là nhà máy sản xuất giấy bao bì.
Do đó, Viện Công nghiệp Giấy và Xenluylô đã đề xuất và được Bộ Công Thương giao thực hiện đề tài “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor - Giá thể sinh học tự do) nâng cao hiệu quả xử lý sinh học hiếu khí tại nhà máy giấy bao bì”. Đề tài do TS Nguyễn Thị Thu Hiền làm chủ nhiệm với mục tiêu xây dựng quy trình công nghệ và mô hình thiết bị xử lý sinh học hiếu khí ứng dụng công nghệ MBBR nâng cao hiệu quả xử lý hiếu khí nước thải tại các nhà máy sản xuất giấy bao bì đạt tiêu chuẩn xả thải (QCVN 12:2015/BTNMT, cột A).
Trong quá trình nghiên cứu, nhóm tác giả nhận thấy hệ thống xử lý nước thải thông thường tại các nhà máy sản xuất giấy bao bì của Việt Nam đều gồm 3 bước: xử lý sơ bộ; xử lý sinh học với bể kỵ khí và hiếu khí; xử lý khử trùng. Các công trình nghiên cứu về hệ thống xử lý nước thải của nhà máy sản xuất giấy bao bì rất hạn chế, chủ yếu là đề tài luận văn sinh viên, các kết quả chủ yếu dừng lại ở mức đánh giá, thiết kế quy mô nhỏ. Nghiên cứu ứng dụng công nghệ MBBR trong bể sinh học xử lý nước thải nhà máy sản xuất giấy bao bì chưa có nghiên cứu được công bố tại Việt Nam.
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ MBBR nâng cao hiệu quả xử lý sinh học hiếu khí tại nhà máy giấy bao bì (Ảnh minh hoạ - Ảnh: QCVN Việt Nam)
Từ thực tế này, nhóm nghiên cứu đã thiết kế, lắp đặt 01 bộ mô hình thiết bị và vận hành thử nghiệm thành công hệ thống pilot ứng dụng công nghệ MBBR xử lý nước thải nhà máy giấy bao bì công suất 5 lít/giờ. Chất lượng nước sau xử lý của toàn hệ thống đạt tiêu chuẩn xả thải theo QCVN 12:2015/BTNMT (cột A). Bên cạnh đó, nhóm nghiên cứu cũng xây dựng quy trình công nghệ xử lý hiếu khí nước thải giấy bao bì ứng dụng công nghệ MBBR đạt tiêu chuẩn xả thải (QCVN 12:2015/BTNMT, cột A).
Loại giá thể được xác định là phù hợp với bể phản ứng MBBR xử lý nước thải sản xuất giấy bao bì là giá thể 3 và giá thể 5. Trong đó, giá thể 3 có màu trắng, hình trụ tròn, đường kính D =8mm; chiều cao H = 6mm; diện tích bề mặt riêng 950 m2 /m3 , khối lượng riêng 60 kg/m3 , bằng nhựa HDPE, có xuất xứ Nhật Bản; Giá thể 5 cũng có màu trắng, hình trụ tròn, đường kính D =25mm; chiều cao H = 10mm; diện tích bề mặt riêng 895 m2 /m3 , khối lượng riêng 60 kg/m3 , bằng nhựa HDPE, có xuất xứ Nhật Bản.
Ngoài ra, nhóm nghiên cứu cũng đã xác định các điều kiện công nghệ vận hành hiệu quả bao gồm: Thể tích giá thể trong bể phản ứng là: 20%; Nồng độ oxy hòa tan DO là 3mg/l; Tỷ lệ dinh dưỡng C:N:P là 100:5:1; vi sinh hiếu khí từ chế phẩm sinh học và vi sinh từ bể hiếu khí được sử dụng để khởi động và bổ sung trong quá trình vận hành.
Sự phát triển của màng sinh học giá thể 3 và giá thể 5 (Ảnh: Tạp chí Công thương)
Sản phẩm của đề tài đã được ứng dụng thử nghiệm xử lý nước thải trong nhà máy sản xuất giấy bao bì công nghiệp và đánh giá được hiệu quả xử lý của bể sinh học hiếu khí và hiệu quả kinh tế khi ứng dụng công nghệ. Hiệu quả xử lý đối với BOD, COD và TSS lần lượt là 88,37%; 85,54% và 89,15%. Hiệu suất lớn nhất đều đạt >90%.
Việc nghiên cứu ứng dụng thành công công nghệ MBBR trong xử lý sinh học hiếu khí tại nhà máy giấy bao bì không chỉ khẳng định được năng lực làm chủ công nghệ của các nhà nghiên cứu trong nước, mà còn góp phần quan trọng trong việc ổn định và nâng cao hiệu quả xử lý nước thải tại bể xử lý sinh học hiếu khí. Đồng thời nâng cao hiệu quả xử lý của toàn hệ thống, đảm bảo tiêu chuẩn xả thải đạt yêu cầu theo quy định của pháp luật.
Thành công của đề tài nghiên cứu cũng tạo cơ sở vững chắc để các doanh nghiệp sản xuất giấy bao bì công nghiệp quy mô vừa và nhỏ hướng tới việc ứng dụng công nghệ MBBR vào thực tiễn để cải thiện và nâng cao chất lượng nước thải sau khi xử lý, đáp ứng được các tiêu chuẩn xả thải hiện hành.
MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor - Giá thể sinh học tự do) là quá trình xử lý nhân tạo trong đó sử dụng các vật liệu làm giá thể cho vi sinh dính bám vào để sinh trưởng và phát triển, là sự kết hợp giữa Aerotank truyền thống và lọc sinh học hiếu khí. Công nghệ MBBR có ưu điểm: - Hệ vi sinh bền: các giá thể vi sinh tạo cho màng sinh học một môi trường bảo vệ, do đó hệ vi sinh xử lý dễ phục hồi. - Mật độ vi sinh cao: so với bể thổi khí thông thường, mật độ vi sinh xử lý trong mỗi đơn vị thể tích cao hơn, do đó thể tích bể xử lý nhỏ hơn và hiệu quả xử lý chất hữu cơ cao hơn. - Chủng vi sinh đặc trưng: các nhóm vi sinh khác nhau phát triển giữa các lớp màng vi sinh, điều này giúp cho các lớp màng sinh học phát triển theo xu hướng tập trung vào các chất hữu cơ chuyên biệt. - Tiết kiệm năng lượng. - Dễ vận hành, dễ dàng nâng cấp. - Tải trọng cao, biến động ô nhiễm lớn: khả năng phát triển của màng sinh học theo tải trọng tăng dần của chất hữu cơ làm cho bể MBBR có thể vận hành ở tải trọng cao và biến động lớn. Hiệu suất xử lý BOD lên đến 90%. - Dễ kiểm soát hệ thống: có thể bổ sung giá thể Biofilm tương ứng với tải trọng ô nhiễm và lưu lượng nước thải. - Tiết kiệm diện tích: giảm 30-40% thể tích bể so với công nghệ bùn hoạt tính lơ lửng và có thể kết hợp với nhiều công nghệ xử lý khác. |
Tố Uyên
