Nắm bắt nhu cầu thực tiễn

Trong những năm gần đây, sử dụng công nghệ màng sinh học xử lý nước thải công nghiệp đã và đang được quan tâm nghiên cứu, số công trình công bố, ứng dụng ngày càng tăng. Một trong số đó là công nghệ sử dụng giá thể tự do làm chất mang hỗ trợ sự phát triển vi sinh vật, tạo điều kiện hình thành lớp màng sinh học trong bể kỵ khí (viết tắt AnMBBR).

Công nghệ AnMBBR được coi là một trong những giải pháp gia tăng hệ vi sinh vật trong bể phản ứng và nâng hiệu quả xử lý nước thải. Hơn nữa, AnMBBR là công nghệ xử lý linh hoạt, nhỏ gọn, dễ vận hành, đã được ứng dụng trong các bể xử lý sinh học để xử lý các loại nước thải có nồng độ ô nhiễm hữu cơ cao, trong đó có ngành sản xuất giấy bao bì.

Đồng thời, công nghệ AnMBBR là công nghệ thân thiện với môi trường không sử dụng hóa chất do đó không có nguy cơ gây ô nhiễm môi trường mà vẫn có thể nâng cao hiệu quả xử lý. So với các bể xử lý sinh học kỵ khí thông thường bể AnMBBR có khả năng xử lý COD cao hơn, với thời gian ngắn hơn, chiếm ít diện tích hơn, linh hoạt trong việc dễ dàng kết hợp với các công nghệ khác để cải tiến, tăng hiệu quả xử lý sinh học tiết kiệm chi phí và đây chính là mục tiêu mà các doanh nghiệp thường xem xét khi đầu tư.

Với điều kiện thực tiễn của các bể xử lý sinh học kỵ khí của nhà máy sản xuất giấy bao bì tại Việt Nam hiện nay thì công nghệ AnMBBR là một trong những giải pháp được ưu tiên lựa chọn để nâng cấp công nghệ bể kỵ khí đang hoạt động mà không phải cải tạo, đầu tư xây mới hay cài đặt các chế độ hoạt động tốn kém.

Năm 2019, Viện Công nghiệp Giấy và Xenluylô (Bộ Công Thương) đã được giao thực hiện đề tài nghiên cứu “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”. Kết quả đã chỉ ra rằng hiệu quả xử lý nước thải được nâng cao, hiệu suất xử lý của bể phản ứng MBBR hiếu khí đều đạt > 90%.

Sau đó, kế thừa các kết quả nghiên cứu, tận dụng cơ sở vật chất, trang thiết bị, Viện Công nghiệp Giấy và Xenluylô tiếp tục được Bộ Công Thương giao thực hiện nhiệm vụ khoa học và công nghệ “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ MBBR trong xử lý sinh học kỵ khí nước thải nhà máy sản xuất giấy bao bì công nghiệp”.

Bể phản ứng kỵ khí có bổ sung giá thể tự do được gọi là bể phản ứng kỵ khí (AnMBBR). “Ở Việt Nam hiện nay, chưa có nghiên cứu, thử nghiệm hay ứng dụng công nghệ AnMBBR trong xử lý nước thải sản xuất giấy và đặc biệt là nhà máy sản xuất giấy bao bì” - TS. Nguyễn Thị Thu Hiền cho hay.

Giảm thiểu ô nhiễm môi trường

Theo TS. Nguyễn Thị Thu Hiền, mục tiêu nghiên cứu của đề tài nhằm xây dựng được quy trình công nghệ xử lý sinh học kỵ khí nước thải nhà máy sản xuất giấy bao bì công nghiệp, có ứng dụng công nghệ AnMBBR. Từ mục tiêu đặt ra, đề tài đã thực hiện nghiên cứu ở quy mô thí nghiệm, thực nghiệm quy mô nhỏ làm sơ cở tiến hành nghiên cứu ứng dụng thực tế tại nhà máy và phát triển các nghiên cứu tiếp theo.

Một số kết quả đã đạt được trong nghiên cứu là: Công nghệ AnMBBR có thể ứng dụng tốt để cải tạo bể kỵ khí đã được xây dựng và vận hành, nâng cao hiệu quả xử lý cho hệ thống xử lý nước thải của nhóm các nhà máy có công suất 10000 – 50000 tấn/năm.

Bên cạnh đó, nhóm nghiên cứu đã hoàn thiện thiết kế, lắp đặt mô hình thiết bị và xây dựng quy trình công nghệ hệ thống xử lý nước thải với bể kỵ khí AnMBBR ứng dụng xử lý nước thải sản xuất giấy bao bì công nghiệp ở quy mô pilot.

Đặc biệt, qua đánh giá kết quả ứng dụng thử nghiệm quy trình công nghệ quy mô pilot tại nhà máy sản xuất giấy bao bì công nghiệp quy mô công suất 30.000 tấn/năm, cho thấy, kết quả xử lý đạt hiệu suất trung bình của BOD, COD và TSS lần lượt là 85,21%; 82,81% và 80,96%. Hiệu suất đều đạt >80%. Các chỉ tiêu ô nhiễm và nước thải đạt tiêu chuẩn xả thải theo QCVN 12/2015/MT-BTNMT và đánh giá hiệu quả.

Từ hiệu quả xử lý trên mô hình Pilot lập kịch bản tính toán hiệu quả xử lý môi trường đối với hệ thống xử lý nước thải thực tế công suất 200 m³/ngày.đêm của doanh nghiệp sản xuất giấy bao bì. “Nếu chuyển đổi từ công nghệ kỵ khí thông thường hiện có sang AnMBBR, hệ thống xử lý nước thải có thể đạt hiệu quả giảm thải 4,8-32 kg TSS, COD và BOD₅ ra ngoài môi trường nước tự nhiên mỗi ngày và 144 - 960 kg/tháng; giảm thải 1,75 - 11,68 tấn/năm TSS, COD và BOD₅” - TS. Nguyễn Thị Thu Hiền nêu.