Giảm BOD, COD trong xử lý nước thải là yêu cầu bắt buộc đối với các nhà máy sản xuất giấy do đặc thù nguồn thải có hàm lượng chất hữu cơ rất cao. Nếu không xử lý hiệu quả, nước thải ngành giấy có thể gây ô nhiễm nghiêm trọng, làm suy giảm chất lượng nguồn nước và ảnh hưởng đến hệ sinh thái.

Nước thải từ quá trình sản xuất giấy chứa nhiều hợp chất hữu cơ hòa tan, lignin, cellulose, hóa chất tẩy rửa và chất rắn lơ lửng. Đây chính là nguyên nhân làm cho chỉ số BOD và COD luôn ở mức cao, thậm chí vượt quy chuẩn nhiều lần. Ngoài ra, nước thải còn có màu đậm và khó phân hủy sinh học nếu không có giải pháp xử lý phù hợp.

BOD và COD  là gì?

BOD (Biochemical Oxygen Demand - Nhu cầu oxy sinh học): Là lượng oxy cần thiết để vi sinh vật phân hủy các chất hữu cơ có trong nước. Chỉ số này đo lường lượng chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học.

COD (Chemical Oxygen Demand - Nhu cầu oxy hóa học): Là lượng oxy cần thiết để oxy hóa toàn bộ các hợp chất hóa học (bao gồm cả chất hữu cơ và vô cơ) có trong nước bằng tác nhân hóa học.

Mối liên hệ: Giá trị COD luôn lớn hơn BOD vì nó bao gồm cả lượng oxy tiêu tốn cho các chất hữu cơ khó phân hủy và chất vô cơ. Tỷ lệ BOD/COD thường được dùng để đánh giá khả năng xử lý nước thải bằng phương pháp vi sinh

BOD và COD là hai chỉ số quan trọng nhất dùng để đo lường mức độ ô nhiễm chất hữu cơ trong nước thải nhà máy. Điểm khác biệt cốt lõi là BOD đo lượng chất hữu cơ có thể bị phân hủy sinh học bởi vi sinh vật, trong khi COD đo toàn bộ lượng chất hữu cơ và vô cơ có thể bị oxy hóa bằng hóa chất mạnh. Do đó, giá trị COD luôn luôn lớn hơn hoặc bằng BOD

Bảng so sánh BOD và COD

Ý nghĩa của tỷ lệ BOD/COD trong thiết kế hệ thống

Các kỹ sư môi trường sử dụng tỷ lệ BOD/COD để lựa chọn công nghệ xử lý nước thải phù hợp cho nhà máy

Tỷ lệ >= 0.5: Nước thải có khả năng phân hủy sinh học cao (như nước thải chế biến thực phẩm, nước giải khát, nước thải sinh hoạt). Hệ thống sẽ ưu tiên áp dụng phương pháp sinh học (hiếu khí, kỵ khí) vì chi phí thấp và hiệu quả cao.

Tỷ lệ  0.3 - 0.5: Nước thải phân hủy sinh học ở mức trung bình. Cần kết hợp xử lý lý - hóa (keo tụ, lắng) trước khi đưa vào bể sinh học.

Tỷ lệ <0.3: Nước thải chứa nhiều chất trơ, chất độc khó phân hủy sinh học (như nước thải dệt nhuộm, xi mạ, hóa chất, rác rỉ). Hệ thống bắt buộc phải dùng phương pháp hóa lý nâng cao (Fenton, Ozone, màng lọc, hấp phụ than hoạt tính) thay vì vi sinh thông thường

Cách xử lý giảm BOD và COD trong nhà máy

• Giai đoạn tiền xử lý (Sơ cấp): Sử dụng song chắn rác, bể lắng cát và bể điều hòa nhằm ổn định lưu lượng, nồng độ.
• Phương pháp hóa lý: Áp dụng phản ứng keo tụ - tạo bông (dùng PAC, phèn) hoặc keo tụ nâng cao (Fenton) để ép các chất ô nhiễm mạch dài, khó phân hủy kết tủa và lắng xuống.
• Phương pháp sinh học: Dùng bể kỵ khí (UASB) đối với nước thải có COD rất cao > 2000mg/L để bẻ gãy mạch chất hữu cơ. Sau đó chuyển qua bể hiếu khí (Aerotank, vi sinh hiếu khí) bổ sung oxy liên tục để vi khuẩn tiêu thụ triệt để lượng BOD hòa tan còn lại.
• Giai đoạn hoàn thiện (Cao cấp): Lọc qua bồn cát, bể hấp phụ bằng than hoạt tính hoặc khử trùng bằng Clo/Ozone trước khi xả ra môi trường để đảm bảo đạt chuẩn

Tại Việt Nam, nước thải sau xử lý của nhà máy phải tuân thủ nghiêm ngặt giới hạn BOD và COD theo quy chuẩn quốc gia, ví dụ như QCVN 40:2011/BTNMT (đối với nước thải công nghiệp) trước khi xả vào nguồn tiếp nhận

Quy trình xử lý nước thải nhà máy giấy

Quy trình xử lý nước thải nhà máy giấy tiêu chuẩn sử dụng công nghệ hóa lý kết hợp sinh học để loại bỏ triệt để bột giấy dư thừa, tạp chất hữu cơ và hóa chất tẩy rửa độc hại. Nước thải ngành giấy có đặc thù chứa hàm lượng chất rắn lơ lửng (TSS), COD, BOD rất cao và có độ màu đậm do chứa lignin độc hại

Dưới đây là sơ đồ quy trình xử lý chi tiết qua từng giai đoạn:

1. Giai đoạn xử lý cơ học (Sơ cấp)

• Song chắn rác và bể thu gom: Nước thải đi qua song chắn rác để loại bỏ rác thô có kích thước lớn, bảo vệ đường ống và các thiết bị bơm phía sau.
• Bể lắng cát: Giúp lắng các tạp chất vô cơ nặng như cát, đá nhỏ để tránh mài mòn máy móc.
• Lưới lọc và thu hồi bột giấy: Sử dụng thiết bị lọc tinh để giữ lại các sợi bột giấy mịn lơ lửng. Lượng bột giấy này được ép khô và tái sử dụng cho quy trình sản xuất, giúp doanh nghiệp tiết kiệm chi phí nguyên liệu. 

2. Giai đoạn xử lý hóa lý (Trung cấp)

• Bể điều hòa: Ổn định lưu lượng và nồng độ pH của dòng nước thải liên tục, tránh làm sốc hệ thống vi sinh ở các bước sau.
• Bể keo tụ - Tạo bông: Châm thêm các hóa chất trợ lắng như phèn nhôm, phèn sắt (PAC) và polyme. Hóa chất giúp liên kết các hạt keo màu, xơ sợi nhỏ lơ lửng thành các bông cặn có kích thước lớn hơn.
• Bể lắng 1 (hoặc Tuyển nổi siêu nông DAF): Các bông cặn lớn được phân tách ra ngoài bằng phương pháp lắng trọng lực hoặc dùng bọt khí đẩy nổi lên bề mặt để vớt bỏ. Giai đoạn này loại bỏ hơn 80% hàm lượng TSS và các chất khó phân hủy. 

3. Giai đoạn xử lý sinh học (Thứ cấp)

• Bể vi sinh kị khí (UASB): Áp dụng cho dòng nước thải có nồng độ ô nhiễm hữu cơ (COD, BOD) cực cao. Vi sinh vật kị khí sẽ phân hủy chất hữu cơ phức tạp thành khí sinh học (biogas).
• Bể vi sinh hiếu khí (Aerotank): Nước thải tiếp tục được sục khí oxy liên tục. Vi sinh vật hiếu khí sử dụng các chất hữu cơ còn lại làm thức ăn, chuyển hóa chúng thành sinh khối (bùn vi sinh) và các chất vô hại.
• Bể lắng 2: Tách bùn vi sinh ra khỏi dòng nước trong. Một phần bùn được tuần hoàn lại bể hiếu khí, phần bùn dư được đưa về bể chứa bùn để ép khô

4. Giai đoạn hoàn thiện (Xử lý nâng cao) 

• Bể khử trùng và lọc áp lực: Nước sạch được châm hóa chất khử trùng (Clo hoặc Ozone) để tiêu diệt vi khuẩn gây hại. Tiếp theo, nước đi qua các bồn lọc cát/than hoạt tính để loại bỏ hoàn toàn độ màu và mùi còn sót lại.
• Hệ thống quan trắc tự động: Nước đầu ra đạt quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp giấy và bột giấy (QCVN 40:2011/BTNMT hoặc QCVN 12-MT:2015/BTNMT) trước khi xả ra nguồn tiếp nhận

Để giảm BOD, COD trong xử lý nước thải hiệu quả, cần kết hợp nhiều phương pháp khác nhau. Trong đó, xử lý sinh học được xem là giải pháp cốt lõi nhờ khả năng phân hủy các hợp chất hữu cơ. Vi sinh vật sẽ sử dụng chất hữu cơ làm nguồn dinh dưỡng, từ đó chuyển hóa thành CO₂, nước và sinh khối, giúp giảm đáng kể BOD và COD.

Bên cạnh phương pháp sinh học, các công đoạn xử lý cơ học và hóa lý cũng đóng vai trò quan trọng. Song chắn rác giúp loại bỏ tạp chất thô, bể lắng giúp giảm chất rắn lơ lửng, trong khi keo tụ tạo bông giúp loại bỏ các hợp chất khó phân hủy. Sự kết hợp này giúp giảm tải cho hệ sinh học phía sau và nâng cao hiệu quả tổng thể.

Một trong những giải pháp hiệu quả hiện nay là sử dụng men vi sinh chuyên dụng để tăng cường khả năng xử lý. Các chủng vi sinh có hoạt tính cao sẽ giúp phân hủy nhanh lignin và cellulose, từ đó đẩy nhanh quá trình giảm BOD, COD trong xử lý nước thải. Đồng thời, việc bổ sung vi sinh còn giúp hệ thống vận hành ổn định hơn khi có biến động tải lượng.

Giới thiệu về vi sinh Microbe-Lift IND

Vi sinh xử lý nước thải Microbe-Lift IND là sản phẩm cốt lõi của dòng sản phẩm vi sinh môi trường. Tập hợp các vi sinh được nuôi cấy dạng lỏng hoạt động mạnh gấp 5 đến 10 lần vi sinh thông thường. Chuyên dùng giảm BOD, COD, TSS cho nước thải đa ngành như: Công nghiệp, đô thị, sinh hoạt, sản xuất…

           

Vi sinh Microbe-Lift IND xử lý nước thải nhà máy sản xuất giấy như thế nào?

Vi sinh Microbe-Lift IND xử lý nước thải nhà máy giấy bằng cách sử dụng quần thể vi sinh vật gồm 13 chủng chọn lọc có hoạt tính mạnh để phân hủy các hợp chất hữu cơ khó tan, đặc biệt là Cellulose và các hóa chất tẩy trắng

1. Cơ chế phân hủy các chất ô nhiễm đặc thù

• Phân hủy Cellulose và Carbohydrate: Chế phẩm chứa các chủng vi khuẩn như Bacillus amyloliquefaciens và Clostridium butyricum. Chúng tiết ra các enzyme ngoại bào mạnh mẽ để bẻ gãy các liên kết phức tạp của xơ sợi giấy thành các mảnh hữu cơ đơn giản hơn.
• Hạ nhanh các chỉ số BOD, COD, TSS: Các vi sinh vật này hấp thụ trực tiếp các chất hữu cơ hòa tan làm thức ăn. Chúng chuyển hóa ô nhiễm thành sinh khối, CO2 và nước, giúp hạ nồng độ ô nhiễm đạt chuẩn xả thải chỉ sau 2 – 4 tuần.
• Chịu tải lượng ô nhiễm cực cao: Sản phẩm có khả năng kháng chịu sốc tải và hoạt động tốt ngay cả khi nước thải nhà máy giấy có nồng độ COD lên đến 12.000 mg/l.

2. Cải thiện đặc tính lý hóa của nước thải và bùn vi sinh 

• Tạo bông bùn to và lắng nhanh: Các chủng vi sinh phát triển mạnh giúp gia tăng hàm lượng lượng sinh khối tự nhiên (MLVSS) trong bể hiếu khí. Điều này kích thích quá trình keo tụ sinh học, hình thành các bông bùn to, nặng và lắng nhanh tại bể lắng.
• Giảm hiện tượng nổi bọt và bùn mịn: Microbe-Lift IND giúp cân bằng lại hệ sinh thái vi khuẩn trong bể sinh học, loại bỏ các loại vi khuẩn hình sợi gây ra hiện tượng nổi bọt nâu hoặc bọt trắng xóa trên bề mặt bể Aerotank.
• Giảm thể tích bùn thải: Nhờ quá trình tiêu thụ và phân hủy triệt để chất hữu cơ phức tạp, lượng bùn dư sinh ra giảm đáng kể, tiết kiệm chi phí ép và xử lý bùn thải cho nhà máy. 

3. Khử mùi hôi phát sinh từ hệ thống 

• Trong nước thải sản xuất giấy thường phát sinh mùi hôi nồng nặc do các phản ứng phân hủy kỵ khí tùy tiện.
• Microbe-Lift IND tích hợp các vi khuẩn lưu huỳnh màu tía và không tía (Purple sulfur & non-purple sulfur bacteria). Các vi khuẩn này ức chế quá trình tạo khí H2S (mùi trứng thối) và các khí độc khác, kiểm soát mùi hôi của hệ thống một cách chủ động

4. Vị trí và cách ứng dụng trong hệ thống

• Vị trí châm: Thêm trực tiếp vào đầu vào của các bể xử lý sinh học, tối ưu nhất là bể hiếu khí (Aerotank), các bể mương oxy hóa hoặc bể MBBR.
• Sự kết hợp tối ưu: Để đạt hiệu quả cao nhất đối với nhà máy giấy, người ta thường kết hợp Microbe-Lift IND (cho bể hiếu khí) cùng với Microbe-Lift SA (chuyên hủy bùn, xử lý cellulose ở bể kỵ khí) tạo thành bộ đôi xử lý nước thải giấy toàn diện. 

Khi được hòa tan vào nước, các chủng vi sinh sẽ thức dậy, nhanh chóng tìm đến các chất bẩn và tiến hành phân hủy chúng. Vi sinh vật xử lý các chất thải, đồng thời nhận năng lượng từ các phản ứng đó để sinh sôi. Tốc độ sinh sôi theo cấp số nhân của vi sinh sẽ làm tăng tốc độ phân hủy.

Nhờ thế, lượng chất bẩn hữu cơ trong nước thải sản xuất giấy sẽ giảm rất nhanh. Đồng nghĩa với lượng oxy cần thiết để các phản ứng hóa sinh xảy ra sẽ giảm. Làm chỉ số COD, BOD giảm.

Ngoài ra, Microbe-Lift IND còn giúp kiểm soát được mùi hôi, giảm bùn trong hệ thống xử lý nước thải. Cân bằng hệ vi sinh và duy trì hiệu suất xử lý nước thải cho nhà máy sản xuất giấy.

Để tối ưu hiệu quả Giảm BOD, COD trong xử lý nước thải cần kiểm soát tốt các điều kiện vận hành như pH, nồng độ oxy hòa tan và tải trọng hữu cơ. pH nên duy trì trong khoảng 6.5 đến 8.5, DO từ 2 đến 4 mg/L đối với hệ hiếu khí. Ngoài ra, việc bổ sung dinh dưỡng và kiểm soát tỷ lệ C:N:P cũng giúp vi sinh phát triển ổn định hơn.

Việc Giảm BOD, COD trong xử lý nước thải không chỉ giúp hệ thống đạt quy chuẩn xả thải mà còn mang lại nhiều lợi ích như giảm chi phí vận hành, hạn chế phát sinh bùn và tăng tuổi thọ công trình. Đặc biệt, đối với ngành giấy, việc xử lý hiệu quả còn giúp doanh nghiệp nâng cao hình ảnh và đáp ứng yêu cầu về bảo vệ môi trường.

Tuy nhiên, trong quá trình vận hành cần tránh sốc tải, hạn chế sử dụng hóa chất gây ức chế vi sinh và thường xuyên kiểm tra chất lượng nước đầu vào. Việc duy trì hệ vi sinh khỏe mạnh là yếu tố then chốt quyết định hiệu quả xử lý lâu dài.

Tóm lại, giảm BOD, COD trong xử lý nước thải nhà máy sản xuất giấy cần được thực hiện bằng cách kết hợp đồng bộ các phương pháp, trong đó xử lý sinh học đóng vai trò trung tâm. Khi được thiết kế và vận hành đúng cách, hệ thống không chỉ đạt hiệu quả cao mà còn đảm bảo tính bền vững và tiết kiệm chi phí cho doanh nghiệp.

LIÊN HỆ HOTLINE: 0879 168 789 để được tư vấn cụ thể