Sáng kiến xử lý nước thải làng nghề chế biến giấy với giá thành phù hợp

Tóm tắt: Trong thời gian qua, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của đất nước, bộ mặt nông thôn cũng có nhiều đổi mới do có sự đóng góp của kinh tế các làng nghề. Bên cạnh thành tựu về kinh tế, làng nghề đã và đang gây ra các hậu quả nghiêm trọng về mặt môi trường.

Theo dự báo, ô nhiễm nước ở các làng nghề sẽ còn diễn biến phức tạp nếu không kịp thời và kiên quyết áp dụng các giải pháp quản lý và kỹ thuật. Bài báo này trình bày về một trong những giải pháp kỹ thuật xử lý ô nhiễm nước tại các làng nghề chế biến giấy, đó là "Sáng kiến xử lý nước thải làng nghề chế biến giấy với giá thành phù hợp với mức thu nhập trung bình của người dân". Kết quả đưa ra hệ thống xử lý nước với hiệu suất tốt, dễ vận hành, bảo quản và có giá thành rất phù hợp với túi tiền của người lao động ở các làng nghề chế biến giấy.

I. Giới thiệu

Cùng với sự phát triển của nền kinh tế, môi trường của không ít làng nghề suy thoái trầm trọng và tùy theo loại hình sản xuất mà môi trường ở các làng nghề chịu sự ô nhiễm khác nhau. Hiện na, việc xử lý ô nhiễm môi trường nói chung và xử lý ô nhiễm môi trường nước nói riêng đã và đang được rất nhiều các nhà khoa học quan trâm nhằm đưa ra giải pháp thích hợp xử lý ô nhiễm.

Trong các công đoạn của công nghệ tái chế giấy, nước thải công đoạn ngâm, tẩy, nghiền trong tái chế giấy chiếm khoảng 50% tổng lượng thải, chưa nhiều hóa chất như xút, nước giaven, phèn, nhựa thông, phẩm màu, xơ sợi. Nước thải thường chứa nhiều bột giấy, lượng cặn có thể lên tới 300 - 600 mg/l.

Theo các kết quả khảo sát cho thấy, nước thải sản xuất tại các làng nghề có COD, BOD5, SS vượt TCVN từ 1,5 - 15 lần.

Trong số các làng nghề tái chế giấy có làng nghề Dương Ổ và Phú Lâm ở Bắc Ninh là hai làng nghề có quy mô sản xuất lớn. Tổng khối lượng nước thải lên tới 3500 m3/ngày. Hàng ngày đã thải vào nguồn nước mặt khoảng 1.450 - 3000 kg COD và 3000 kg bột giấy.

Tại các làng nghề tái chế giấy này, công nhân và người lao động bị mắc các bệnh về hô hấp, bệnh ngoài da và thần kinh rất cao. Ví dụ như tại xã Phong Khê ( Bắc Ninh), tỷ lệ người mắc bệnh hô hấp ngoài da, đường ruột có xu hướng tăng nhanh, nếu như năm 2001 mới chỉ có khoảng 200 người mắc bệnh thì năm 2004 đã có gần 400 người. Đây thực sự là hồi chuông báo động về sức khỏe người dân làng nghề.

Trước thực trạng như vậy, việc các nhà khoa học, các chuyên gia phải đi vào nghiên cứu các phương án kỹ thuật phù hợp với điều kiện kinh tế của người dân làng nghề chế biến giấy, giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường là rất cần thiết. Nhóm nghiên cứu do Tiến sĩ Vũ Chí Cường làm chủ nhiệm đề tài, cố vấn PGS. TS Trần Hồng Côn đã đề xuất và đưa ra được một hệ thống xử lý nước thải mini tại làng nghề chế biến giấy, với hiệu suất xử lý cao, giá cả vận hành và bảo dưỡng phải chăng dựa trên phương pháp sinh học.

II. Quy trình công nghệ

Các loại nước thải của làng nghề tương đối đa dạng. Đối với nước thải làng nghề chế biến giấy (chủ yếu là tái chế giấy để làm giấy vệ sinh), dòng dịch đen không nhiều trong dòng thải chung, nhóm nghiên cứu do Tiến sĩ Vũ Chí Cường làm chủ nhiệm đề tài, cố vấn là PGS.TS Trần Hồng Côn đã đề xuất thiết kế và chế tạo hệ thống đồng bộ xử lý nước thải mini của làng nghề giấy như sau:

Hình 1. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải mini của làng nghề gỗ và giấy.

Ở đây có thể chia thành 3 trường hợp khác nhau:

+ Trường hợp 1: Nước thải không có màu: Nước thải từ dây chuyền chế biến giấy chưa qua xử lý được đưa vào bể khuấy I tại đây ta cho vào chất để trung hòa kiềm là axit H₂SO₄ và một số chất xúc tác khác. Tại đây nhờ lực ly tâm và trọng lượng nên phần chất thải rắn được lắng xuống và tháo ra ngoài, phần nước được tràn qua bể keo tụ II. Tại bể II những chất rắn lơ lửng (SS) và chất hữu có dễ phân hủy BOD được keo tụ lại và phần nước được tràn sang bể lắng III. Tại bể lắng III bùn sơ sợi được tháo ra để tái sử dụng còn nước tháo ra ao, hồ đạt tiêu chuẩn B theo QCVN 14: 2008/BTNMT.

+ Trường hợp 2: Nước thải có màu thì tại bể I ta cho thêm cacbon hoạt tính để hấp phụ màu và một số phụ gia khác và quá trình tương tự như trên.

+ Trường hợp 3: Nước thải có màu và hàm lượng tinh bột cao (COD cao) thì ta cần có thêm sơ đồ sau đây để tiếp tục xử lý sau khi ra khỏi bể III:

Hình 2: Sơ đồ xử lý nước thải bổ sung khi có màu và hàm lượng tinh bột cao (COD cao)

Tại bể IV ta bổ sung vi chất và sục không khí, tại đây hàm lượng tinh bột sẽ bị xử lý sau đó nước tiếp tục được tràn vào bể V. Tại bể V bùn vi sinh lắng xuống dưới và được thải ra ngoài, một phần nước dưới đáy được bơm quay vòng về bể vi sinh hiếu khí IV. Nước sau bể V thải ra ngoài đạt tiêu chuẩn B.

Điều quan trọng là các vật liệu và thiết bị trên đây có thể xem là đơn giản và rẻ tiền nhất trong các phương án công nghệ xử lý nước thải ở dạng mini, người dân có thể tự làm được dưới sự hướng dẫn của nhóm chuyên gia. Mặt khác, nhưng thiết bị này có thể làm bánh xe để di chuyển cơ động khi thay đổi mặt bằng hoặc thay thế dễ dàng. Loại vật liệu để chế tạo các bể mini cơ động này có thể là thép CT3 theo nguyên tắc xếp chồng, hoặc có thể xây bể bằng gạch trong trường hợp diện tích mặt bằng lớn và hệ thống xử lý cố định. Đồng thời trong trường hợp muốn tiết kiệm chi phí để chế tạo có thể hợp khối các bể xử lý lại với nhau rất đơn giản mà lại đạt hiệu quả về mặt kinh tế.

Hiện nay, sáng kiến áp dụng hệ thống này cho việc xử lý nước thải làng nghề chế biến giấy đã được Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn phê duyệt trong đề tài cấp Bộ mang tên "Nghiên cứu thiết kế và chế tạo hệ thống đồng bộ xử lý nước thải, bụi và khí thải cho các làng nghề chế biến gỗ, giấy" do Tiến sĩ Vũ Chí Cường làm chủ nhiệm và dự kiến sẽ áp dụng xử lý cho các cơ sở chế biến giấy tại làng nghề Đào Xá (Bắc Ninh).

III. Kết luận

Tại các làng nghề truyền thống, cơ sở hạ tầng còn thấp kém, mặt bằng sản xuất chật chội và tổ chức sản xuất thiếu khoa học. Điều kiện và môi trường lao động rất đáng lo ngại, người lao động thường xuyên phải tiếp xúc với bụi, nhiệt và hóa chất, nguy cơ tai nạn lao động cao và thiếu phương tiện bảo vệ cá nhân. Môi trường sống đang có nguy cơ bị ô nhiễm do chất thải sản xuất không được xử lý mà thải trực tiếp vào môi trường xung quanh, gây ô nhiễm không khí, nước và đất. Sức khỏe người lao động và dân cư đang bị đe dọa do ô nhiễm môi trường. Bệnh tật phổ biến tại các làng nghề là viêm phế quản - phổi, dị ứng ngoài da, đau mắt, đau lưng, đau cột sống, đau bụng hội chứng dạ dày, phụ khoa ... Việc đưa ra quy trình công nghệ xử lý nước thải làng nghề chế biến giấy với quy mô nhỏ sẽ góp phần giúp giảm thiểu ô nhiễm tại đây, cải thiện một cách đáng kể chất lượng cuộc sống của người lao động. Việc lắp đặt, vận hành và bảo dưỡng một hệ thống mini như thế này không phải quá khó đối với mỗi người dân bình thường. Ngoài ra chi phí đầu tư cho mỗi hệ thống không hề đắt, rất phù hợp với túi tiền của người dân mà hiệu suất xử lý không hề thấp. Trong tương lai gần, nếu hệ thống này được áp dụng một cách rộng rãi tại các làng nghề chế biến giấy sẽ góp một phần không nhỏ vào việc cải thiện chất lượng môi trường nước tại các làng nghề truyền thống này.

Tài liệu tham khảo

1. Báo cáo hiện trạng môi trường quốc gia năm 2008, "Môi trường làng nghề Việt Nam", Bộ Tài nguyên và Môi trường.

2. Đặng Kim Chi, Nguyễn Ngọc Lân, Trần Lệ Minh, Làng nghề Việt Nam và Môi trường - NXB KHoa học và Kỹ thuật, 2005.

3. Trần Hồng Côn, Đồng Kim Loan, Công nghệ xử lý khí thải, NXB Khoa học kỹ thuật, 2009.

4. Vũ Thị Thanh Hương, Nghiên cứu các biện pháp cải thiện môi trường cho làng nghề tái chế giấy, Dự án hợp tác với Cộng hòa Séc và Canada, 2007...

Tác giả: TS. Vũ Chí Cường - KS. Trần Ngọc Hương. Viện Bơm và Thiết bị Thủy lợi. Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam.

Nguồn: Tạp chí "Tài nguyên nước"