TÀI LIỆU NỘI DUNG ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ

TÀI LIỆU NỘI DUNG ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

CHƯƠNG I : MỞ ĐẦU 5

1.1 Đặt vấn đề 5

1.2 Tính cấp thiết của đề tài 6

1.3 Mục đích nghiên cứu 6

1.4 Nội dung của đồ án 7

1.5 Phương pháp thực hiện 7

1.5.1 Phương pháp luận 7

1.5.2.Phương pháp thu thập số liệu 7

1.5.3 Phương pháp phân tích và lấy mẫu 8

1.5.4 Phương pháp xử lý số liệu 8

1.6 Phạm vi giới hạn của đề tài 8

1.7 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn 8

1.7.1 Ý nghĩa khoa học 8

1.7.2 Ý nghĩa thực tiễn 8

CHƯƠNG II : TỔNG QUAN NGÀNH CÔNG NGHIỆP CAO SU VÀ CÔNG TY CAO SU HÀO HẢI 9

2.1 Tổng quan công nghiệp cao su 9

2.1.1 Khái quát 9

2.1.2 Sản phẩm từ cao su thiên nhiên 10

2.1.3 Tổng quan về cây cao su 10

+ Nguồn Gốc + Thành Phần Mủ cao su 2.2 Giới thiệu công ty Hào Hải 12

2.2.1 Điều kiện tự nhiên 12

2.2.1.1 Vị trí địa lý 12

2.2.1.2 Đặc điểm khí hậu 13

2.2.1.3 Thủy văn 13

2.2.2 Cơ sở hạ tầng 14

2.2.3 Vài nét về công ty 14

2.2.4 Tổng quan về sản xuất của nhà máy 14

2.2.5 Đánh giá mức độ ô nhiễm môi trường nhà máy chế biến mủ cao su 16

2.2.6 Nguồn phát sinh và lưu lượng nước thải 19

CHƯƠNG III : TỔNG QUAN CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CAO SU – ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO CÔNG TY HÀO HẢI 22

3.1

Công nghệ xử lý nước thải chế biến mủ cao su 22

3.1.1 Đặc điểm tính chất của nước thải chế biến mư cao su 22

3.1.2 Tổng quan về công nghệ xử lý nước thải chế biến mủ cao su 23

3.1.2.1

Các phương pháp xử lý vật lý 23

3.1.2.2

Các phương pháp xử lý hóa học 25

3.1.2.3

Các phương pháp xử lý sinh học 30

3.1.3 Một số công nghệ xử lý nước thải chế biến mủ cao su 35

3.1.3.1

Trên Thế Giới 35

3.1.3.2

Tại Việt Nam 37

3.2

Cơ sở thiết kế 37

3.2.1 Khả năng phân hủy sinh học của nước thải cao su 37

3.2.2 Yêu cầu công nghệ 37

3.3 Thành phần nước thải và yêu cầu xử lý 38

3.3.1 Thành phần nước thải 38

3.3.2 Yêu cầu xử lý 38

3.4 Lựa chọn công nghệ 39

CHƯƠNG IV : TÍNH TOÁN CÁC PHƯƠNG ÁN 40

4.1 Tính toán phương án I 40

4.1.1 Sơ đồ công nghệ phương án I 40

4.1.2 Thuyết minh quy trình công nghệ phương án I 40

4.1.3 Tính toán các công trình đơn vị 42

4.2 Sơ đồ công nghệ phương án II 79

4.2.1 Sơ đồ công nghệ phương án II 79

4.2.2 Thyết minh quy trình công nghệ phương án II 79

4.2.3 Tính toán các công trình đơn vị 81

CHƯƠNG V : PHÂN TÍCH TÍNH KINH TẾ - KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG ĐỂ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN 94

5.1 Kinh tế 94

5.1.1 Phương án I 94

5.1.1.1 Chi phí xây dựng 94

5.1.1.2 Chi phí lắp đặt thiết bị 95

5.1.1.3 Chi phí hóa chất 96

5.1.1.4 Chi phí điện năng 96

5.1.1.5 Chi phí nhân công. 97

5.1.1.6 Chi phí sửa chữa thí nghiệm 97

5.1.1.7 Tổng chi phí cho 1m 3 nước thải. 97

5.1.2 Phương Án II 98

5.1.2.1 Chi phí xây dựng 98

5.1.2.2 Chi phí lắp đặt thiết bị 99

5.1.2.3 Chi phí hóa chất 99

5.1.2.4 Chi phí điện năng 100

5.1.2.5 Chi phí nhân công 100

5.1.2.6 Chi phí sửa chữa thí nghiệm. 101

5.1.2.7 Tổng chi phí cho 1m 3 nước thải 101

5.2 Kỹ thuật - Môi Trường 101

5.3 Lựa chọn phương án. 101

CHƯƠNG VI : QUẢN LÝ VẬN HÀNH 103

6.1 Quản lý – Vận Hành 103

6.2 Những sự cố và biện pháp khắc phục. 104

CHƯƠNG VII : KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 106

7.1 Kết luận 106

7.2 Kiến nghị 106

TÀI LIÊU THAM KHẢO 108

PHỤ LỤC DANH MỤC BẢN VẼ 109

CHƯƠNG I : MỞ ĐẦU

1.1 Đặt vấn đề.

Nền kinh tế Việt Nam đang trên đà phát triển đó là nhờ vào sự đóng gópkhông nhỏ của các ngành công nghiệp khác nhau trong cả nước Trong đó ngànhcông nghiệp sản xuất và chế biến cao su chiếm một vị thế quan trọng trong việcđóng góp vào sự phát triển kinh tế của đất nước và là một trong những ngành cótiềm năng phát triển vô cùng lớn Các sản phẩm sản xuất từ cao su được sử dụngmột cách rộng rãi trong cả nước và là mặt hàng có giá trị kim nghạch xuất khẩucao Trong năm tháng đầu năm 2006 sản lượng xuất khẩu cao su trong cả nướcđạt 221.000 tấn, trị giá 375 triệu USD, bình quân 1.697 USD/tấn tăng 43,6% vềlượng 14,5% về giá trị và 42,4% về đơn giá Gía cao su tăng liên tục từ tháng 1đến tháng 5 với các mức như sau: 1.541 – 1.640 – 1.784 – 18.49 – 1.833USD/tấn Cao su việt nam đã xuất khẩu sang 33 thị trường khác nhau Lớn nhất

là Trung Quốc (63%), Hàn Quốc (4,95%), Đài Loan (3,84%), Đức (3,53%), Hoa

Kỳ (3,27%), Nga (3,26%), Bỉ (2,55%) và các nước khác từ 1 đến 2% Cókhoảng 96 đơn vị tham gia xuất khẩu với khối lượng từ 1000 tấn đến 37.900 tấn.Trong đó có 10 đơn vị xuất khẩu nhiều nhất khoảng 230.000 tấn chiếm 40%tổng sản lượng xuất khẩu Tuy nhiên công nghiệp sơ chế cao su lại gây một sốtác động xấu đến môi trường sống trong quá trình chế biến mủ cao su Nhất làkhâu đánh đông mủ (đối với qui trình chế biến mủ nước) và khâu ly tâm mủ (đốivới qui trình sản xuất mủ ly tâm) Các nhà máy chế biến mủ cao su đã thải ramôi trường mỗi năm một lượng lớn nước thải khoảng 10 triệu m3 Lượng nướcthải này có nồng độ các chất hữu cơ dễ bị phân huỷ rất cao như acid Acetic,Đường, Protein, chất béo…hàm lượng COD, BOD đã làm ô nhiễm hầu hết cácnguồn nước trong khu vực Bên cạnh việc gây ô nhiễm các nguồn nước (nướcngầm, nước mặt) chất hữu cơ trong nước thải bị phân huỷ kỵ khí tạo thành H2S

và Mercaptan là những hợp chất khơng những gây độc và ơ nhiễm mơi trường

mà chúng cịn là nguyên nhân gây mùi hơi thối ảnh hưởng đến mơi trường vàdân cư trong khu vực

Vì vậy với đề tài: Tính tĩan thiết kế trạm xử lý nước thải mủ cao su nhà máyHào Hải, huyện Trảng Bàng, tỉnh Tây Ninh cơng suất 330m3/ngày đêm đượcthực hiện nhằm cung cấp một giải pháp xử lý nước thải cho nhà máy cao su HàoHải với mục tiêu đáp ứng yêu cầu bảo vệ mơi trường Đồng thời phối hợp vớinhững đặc điểm cụ thể của nhà máy với chi phí dễ chấp nhận đối với nhà sảnxuất

1.2 Tính cấp thiết của đề tài.

Ngành công nghiệp chế biến mủ cao su là một trong những ngành cĩmức độ gây ơ nhiễm cao : Khí ( hơi hĩa chất độc hại ), lưu lượng nướcthải lớn với hàm lượng chất hữu cơ cao Gây ơ nhiễm mơi trường nước,gây mùi hơi thối…

Bên cạnh đĩ cùng với chủ trương bảo vệ mơi trường của nhà nước –Căn cứ Nghị định số 175/CP ngày 18/10/1994 của thủ tướng chính Phủ vềhướng dẫn thi hành luật bảo vệ mơi trường Nhằm tăng cường cơng tácbảo vệ mơi trường trên tồn thể lãnh thổ thì việc nghiên cứu xây dựng hệthống xử lý nước thải cho các cơng ty là vấn đề cấp thiết Vừa tuân thủluật lệ của nhà nước vùa gĩp phần bảo vệ mơi trường và bảo vệ sức khỏecủa cả cộng đồng

1.3 Mục đích nghiên cứu.

 Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho dây chuyền chế biến mủ cao su NhàMáy Hào Hải đạt tiêu chuẩn QCVN 01 – 2008BTNMT (Tiêu chuẩn nước thảicơng nghiệp chế biến cao su thiên nhiên.)

 Từ đề tài được lựa chọn sẽ góp phần củng cố kiến thức đã học, phục

vụ cho việc học tập và công tác sau này

1.4 Nội dung của đồ án.

Các nội dung nghiên cứu của đề tài :

- Thu thập tài liệu, số liệu, đánh giá tổng quan về công nghệ sản xuất Khảnăng gây ô nhiễm môi trường và phương pháp xử lý nước thải trong ngành nghềchế biến mủ cao su

- Khảo sát phân tích thu thập số liệu về nhà máy ché biến mủ cao su Hào Hải

- Lựa chọn công nghệ, tính toán chi tiết chi phí nhằm tiết kiệm kinh phí phùhợp với điều kiện nhà máy

1.5 Phương pháp thực hiện.

1.5.1 Phương pháp luận.

Nước thải từ nhà máy cao su Hào Hải gồm nước thải sản xuất và sinhhoạt Trong thành phần nước thải sản xuất chủ yếu là các thành phần acid,chất rắn lơ lửng, các hợp chất hữu cơ với nồng độ cao, các dẫn xuất aminchứa lưu huỳnh… Khi bị vi sinh vật phân hủy sẽ gây ra mùi hôi thối Nếukhông được xử lý triệt để trước khi thải ra ngoài môi tường sẽ gây nhiềunguy hại, tác động tiêu cực tới môi trường đất, nước và đặc biệt là sứckhỏe con người

Như vậy đồ án này sẽ tập trung nghiên cứu thành phần nước thải vàcác biện pháp xử lý Từ đó đưa ra công nghệ thích hợp để giảm ô nhiễmđến mức chấp nhận được

1.5.2 Phương pháp thu thập số liệu.

Tiến hành thu thập các tài liệu có liên quan, các đề tài đã được nghiêncứu, các sách có liên quan, khảo sát thực tế công ty, thu thập số liệu vàphân tích các chỉ tiêu ô nhiễm của nước thải.

1.5.3 Phương pháp phân tích và lấy mẫu.

Tiến hành lấy mẫu nước thải và bảo quản mẫu theo tiêu chuẩn quy định.Mẫu được tiến hành phân tích các chỉ tiêu ô nhiễm tại viện NC Công nghệMôi Trường và Bảo Hộ Lao Động, trung tâm khoa học tự nhiên và côngnghệ quốc gia

1.5.4 Phương pháp xử lý số liệu.

Sử dụng các phần mềm để xử lý số liệu, phần mềm Excel, phần mềmWord

1.6 Phạm vi giới hạn của đề tài.

Địa Điểm : Nhà Máy Hào Hải, Ấp Bùng Binh xã Lộc Hưng, huyệnTrảng Bàng, tỉnh Tây Ninh Thời gian thực hiện : 01/04/2011 –15/06/2011

1.7 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn.

1.7.1 Ý nghĩa khoa học.

- Đề tài góp phần vào việc tìm hiểu và thiết kế hệ thống xử lý nước thảichế biến cao su từ đó góp phần vào công tác bảo vệ môi trường, cải thiệntài nguyên nước ngày càng sạch hơn

- Giúp các nhà quản lý làm việc hiệu quả và dễ dàng hơn

CHƯƠNG II : TỔNG QUAN NGÀNH CÔNG NGHIỆP CAO SU VÀ

CÔNG TY CAO SU HÀO HẢI

2.1.Tổng quan công nghiệp cao su.

2.1.1.Khái quát.

Trong những năm gần đây do sự phát triển của nhiều ngành côngnghiệp Nhu cầu tiêu thụ cao su tự nhiên trên thế giới ngày càng tăng.Cùng với sự gia tăng tiêu thụ, gía bán cao su đã chế biến cũng tăng TạiViệt Nam ngành cao su cũng được nhà nước và các đối tác nước ngoàiquan tâm đầu tư bằng vốn tự có và vốn nước ngoài Đến năm 1997 diệntích trồng cây cao su ở nước ta đạt gần 300000 ha với sản lượng khoảng185.000 tấn Theo quy hoạch tổng thể đến năm 2015 diện tích cao su đạt800.000 ha và sản lượng cao su sẽ là 400.000 tấn Hiện nay để chế biến hết

số mủ cao su thu hoạch được hơn 25 nhà máy chế biến mủ cao su với côngsuất từ 500 đến 12.000 tấn/ năm đã được nâng cấp và xây dụng mới tại cáctỉnh phía Nam Chủ yếu là tập trung ở các tỉnh miền Đông Nam Bộ như :Đồng Nai, Bình Dương, Bình Phước Bên cạnh đó một số nhà máy chếbiến mủ cao su cũng đã và đang được hình thành bằng nguồn vốn vay củangân hang thế giới Những năm gần đây cao su trở thành một trong nhữngmặt hàng xuất khẩu chiến lược mang lại hàng trăm triệu USD cho đấtnước Giải quyết công ăn việc làm cho hàng ngàn công nhân làm việctrong các nhà máy và hàng trăm ngàn công nhân làm việc trong các nôngtrường cao su

Trong quá trình chế biến mủ cao su Nhất là khâu đánh đông mủ ( chếbiến mủ nước ) và khâu ly tâm mủ ( đối với quy trình chế biến mủ ly tâm )các nhà máy chế biến mủ cao su đã thải ra hàng ngày một lượng lớn nướcthải khoảng từ 600 – 2000 m3 cho mỗi nhà máy với tiêu chuẩn sử dụng

nước 20 – 30 m3 / tấn Lượng nước thải có nồng độ các chấc hữu cơ dễ bịphân hủy rất cao như : acid Acetic, đường Protein, chất béo … Hàm lượngCOD đạt đến 2.500 – 35.000 mg/l, BOD từ 1.500 – 12.000 mg/l đã làm ônhiễm hầu hết các nguồn nước Tuy thực vật có thể phát triển nhưng hầuhết các động vật dưới nước đều không thể tồn tại Bên cạnh việc gây ônhiễm các nguồn nước ( nước ngầm và nước mặt ) Các chất hữu cơ trongnước thải bị phân hủy kị khí tạo thành H2S và Mercaptan là những hợpchất không những gây độc và ô nhiễm môi trường mà chúng còn là nguyênnhân mùi hôi thối Ảnh hưởng đến cảnh quan môi trường và dân cư xungquanh

2.1.2.Sản phẩm từ cao su thiên nhiên.

Sản phẩm trong công nghiệp cao su xếp vị trí thứ 4 sau : Dầu mỏ, than

đá và gang thép Sản phẩm từ cao su thiên nhiên đa dạng chia làm 5 nhómchính :

+ Cao su làm vỏ, ruột xe : xe tải, xe hơi, xe máy, xe đạp, máy cày và cácloại máy nông nghiệp….chiếm 70% lượng cao su thiên nhiên trên thế giới.+ Cao su công nghiệp dùng làm nệm, băng chuyền để giảm sóc, khớp nốilớp cách nhiệt, chống ăn mòn trong các bể phản ứng chiếm 70% lượng cao

2.1.3 Tổng quan về cây cao su.

+ Nguồn Gốc.

Người Châu Âu đầu tiên biết đến cao su là Christophe Colomb (người

tìm ra châu mỹ đầu tiên) Mãi đến năm 1615, cao su mới được biết tới qua

sách có tựa đề “dela monarquia indiana” của Juan De Torquemada viết vềlợi ích và công dụng phổ cập của cao su

Đến nay cây chứa mủ cao su có rất nhiều loại, mọc rải rác khấp quả đất,nhất là ở vùng nhiệt đới có cây thuộc giống to lớn như cây HeveaBrasiliensis (ficus), họ dây leo (Landophia), thuộc giống cỏ… cây đượcchọn canh tác theo lối công nghiệp là loại Hevea Brasiliensis, cho hầu hếttổng lượng cao su thiên nhiên trên thế giới

Sau gần một thế kỷ Nhờ hai cuộc phát minh quan trọng là “nghiền haycán hoá dẻo cao su” (hancock) và “lưu hoá cao su”(goodyear) mà kỹ nghệcao su phát triển mạnh mẽ Nhu cầu tiêu thụ tăng cao dẫn đến việc phátminh ra cao su nhân tạo (cao su tổng hợp) Chế biến cao su tái sinh ngàynay

Cao su được trồng ở nhiều nước trên thế giới như : châu Á, châu Phi vàNam Mỹ Khoảng 90% cao su tự nhiên được trồng ở châu Á Đặc biệt là ởvùng Đông Nam châu Á

+ Thành phần mủ cao su

Cao su trong Latex hiện hữu dưới dạng hạt nhỏ hình cầu, hình quả tạhay hình trái lê Những tiểu cầu cao su này được một lớp mỏng Protein baobọc bên ngoài Đảm bảo được tính chất cơ lý của latex hàm lượng cao sutrong latex thay đổi từ 30 – 60%

Mủ cao su là hỗn hợp keo gồm các cấu tử cao su nằm lơ lửng trongdung dịch gọi là nhũ thanh Hạt cao su hình cầu có đường kính 1/100µm -3µm Chúng chuyển động hỗn loạn trong dung dịch Thông thường 1 gram

mủ chứa khoảng 7,4.1012 hạt cao su bao quanh là các Protein giữ cho Latex

ở trạng thái ổn định

Thành phần hóa học của mủ cao su:

Tuỳ theo trường hợp cao su có thể chứa:

- Ở dạng dung dịch: nước, các muối khoáng, acid, các muối hữu cơ,Glucid, hợp chất Phenolic, Alkaloid ở trạng thái tự do hay trạng thái dungdịch muối

- Ở dạng dung dịch giả: các Protein, Phytosterol, chất mầu, Enzyme …

- Ở dạng nhũ tương: các Amidon, Lipid, tinh dầu, nhựa, sáp, Polyterpenic

2.2 Giới thiệu công ty Hào Hải.

2.2.1 Điều kiện tự nhiên.

2.2.1.1 Vị trí địa lý.

Nhà xưởng sản xuất được xây dựng trên khu đất có diện tích 6555m2tại

tổ 2, ấp Bùng Binh, xã Hưng Thuận, huyện Trảng Bàng, tỉnh Tây Ninh.Trong đó bao gồm các hạng mục công trình: nhà xưởng có diện tích2000m2, 1000m2 dự định xây dựng hệ thống xử lý nước thải Diện tích cònlại bao gồm đài nước, bãi đậu xe, kho chứa hàng, nhà bảo vệ và sân trungchuyển hàng

* Toạ độ Bảng 2.1 : Vị trí của Nhà Máy

2 Mốc 2 1232046,78 600163,91 10053’21’’32 106025’10’’4

3 Mốc 3 1232177,55 600444,87 10053’25’’59 106025’19’’7

4 Mốc 4 1232327,08 600765,30 10053’30’’47 106025’30’’3

Tương quan với các đối tượng tự nhiên :

- Bốn hướng của nhà máy đều giáp rừng cao su

- Hệ thống đường giao thông: nằm gần trục đường giao thông liên xã

Tương quan với các đối tượng về kinh tế xã hội :

* Khu dân cư:

Dân cư ở khu vực này sống rải rác gần khu vực dự án Dân cư ở đây chủyếu sống bằng nghề nông Một số ít hộ buôn bán tạp hóa nhỏ

* Các cơ sở sản xuất, kinh doanh, dịch vụ:

Tại địa điểm thực hiện dự án không có các cơ sở sản xuất

* Các công trình văn hóa – tôn giáo, di tích lịch sử:

Tại địa điểm thực hiện dự án không có các công trình văn hóa – tôn giáo

và các di tích lịch sử

2.2.1.2 Đặc điểm khí hậu.

Tây Ninh và cả Nam Bộ nói chung có khí hậu nhiệt đới gió mùa rõ rệt lượngmưa trung bình là : 1800mm/năm Nhiệt độ trung bình 26,90c/năm, bốc hơi trungbình 1100 – 1200mm/năm

2.2.1.3 Thủy văn.

Hệ thống sông suối có các sông Vàm Cỏ, suối Đa Ha và các suối khácchỉ có nước vào mùa mưa Ngoài ra khu vực còn có nguồn nước ngầm kháphong phú và gần mặt đất Ở độ sâu 4-5m gần sông suối có thể cung cấpnước sinh hoạt và ở độ sâu hơn 20m nước phục vụ sản xuất Tầng nước

nông thuộc trầm tích phù sa mới có chất lượng không ổn định và bị chua

do tích tụ sắt trong tầng đất trầm tích

2.2.2 Cơ sở hạ tầng.

Huyện Trảng Bàng nằm trên tuyến đường nối tp.HCM và thủ đô PhnomPenh của Campuchia Trên địa bàn huyện có các di tích lịch sử văn hóanhư : Tha La xóm đạo, đình An Hòa tịnh xá Ngọc Trản, chùa Phước Lâm,đình Gia Lộc….Hệ thống giao thông đường đã được nâng cấp, sửa chữađáp ứng nhu cầu đi lại và vận chuyển hàng hóa thường ngày Song nhìnchung chất lượng chưa cao cần được đầu tư trong những năm tới

Lưới điện quốc gia đã về toàn bộ các xã trong huyện các công trìnhthủy lợi, giao thông bệnh viện, trường học bưu điện, đài truyền thanh đãđưa vào sử dụng đã làm thay đổi đáng kể bộ mặt của huyện

2.2.3 Vài nét về công ty.

 Tên công ty : công ty TNHH Công Nghiệp Hào Hải Việt Nam

 Địa chỉ: xã Hưng Thuận, huyện Trảng Bàng, tỉnh Tây Ninh

 Điện thoại: 066 3888790 fax: 066.3888792

 Tổng giám đốc: Vương Thanh Hải (Qing Hai Wang)

BỒN NGÂM RỬA

Nước rửa

Nước rửa

Nước rửa

Nước rửa

CÂYBỒN NHẬN MỦ

CÁN CREP SỐ 2

CÁN CREP SỐ 3CÁN CREP SỐ 1

MÁY CÁN CẮT

LÒ SẤY

ĐÓNG BÁNH/ ĐÓNG GÓI

MƯƠNG ĐÁNH ĐÔNG

MÁY BĂM BÚANước rửa

Nước pha loãng

Axit foocmic / Axit

acetic

MỦ TẠP

Nước thải

Rửa

Serum/Rửa

Nước thải

Nước thải

Nước thải

Nước thải hỗn hợp của nhà máy

* Mô tả quy trình công nghệ chế biến mủ cao su :

Mủ cao su khi thu gom được đưa vào hầm tiếp nhận sau đó bơm lên bểxáo trộn trước khi được đánh đông Trước khi đánh đông mủ cao su đượcđiều chình PH thích hợp cho quá trình đánh đông bằng acid formic(HCOOH) hoặc dung dịch NH3 Sau khi lưu mủ khoàng 8 đến 10 giờ sẽ kếtthúc công đoạn đánh đông Lúc này nước được xả vào các máng đánh đông

để thu các mảng cao su Các mảng cao su này đưa qua các công đoạn cánkéo trước khi qua công đoạn cán rửa để tách các tạp chất cũng như các bẩnbám vào Kế đến là công đoạn băm nhỏ các mảng cao su trước khi qua sànrung để tách nước ra khỏi cao su Cao su sau khi được tách nước được sấykhô và cắt trước khi đóng gói

2.2.5 Đánh giá mức độ ô nhiễm môi trường nhà máy chế biến mủ cao su.

- Nước thải chế biến cao su có PH trong khoảng 4,2 – 6,2 do việc sử dụng acid đểlàm đông tụ mủ cao su Tính acid chủ yếu là do các acid béo bay hơi Kết quả của sựphân huỷ sinh học các Lipid và Phospholipids xảy ra khi tồn trữ nguyên liệu Hơn 90%chất rắn trong nước thải cao su là chất rắn bay hơi Chứng tỏ rằng nước thải cao suchứa hàm lượng chất hữu cơ cao Phần lớn chất rắn này ở dạng hoà tan Còn ở dạng lơlửng chủ yếu là những hạt cao su còn sót lại Hàm lượng Nitơ không cao và có nguồngốc từ các Protein trong mủ cao su Trong khi hàm lượng Nitơ dạng Amoni rất cao doviệc sử dụng Amoni làm chất kháng đông tụ trong quá trình thu hoạch, vận chuyển vàtồn trữ mủ cao su

- Mùi hôi trong nước thải cao su :

Cao su tự nhiên là các Polimer hữu cơ cao phân tử với các Monomer là các chất dạngmạch thẳng như Etylen, Propilen, Butadiene … Do đó quá trình phân huỷ mủ cao suthực tế là quá trình oxy hoá các sản phẩm phân huỷ trung gian hoặc các chất vô cơdạng khí như H2S, Mercaptal (RSH), Amonia(NH3), CO2 hoặc Monocarbonxylic

(CO) hoặc các chất hữu cơ như : acid Carbonxylic (RCOOH), Xeton hữu cơ dễ bayhơi và tạo ra mùi hôi trong không khí Mùi hôi trong nước thải thường gây ra bởi cáckhí sản sinh ra trong quá trình phân huỷ các hợp chất hữu cơ Mùi hôi đặc trưng và rõrệt nhất trong nước thải bị phân huỷ kị khí thường là H2S (hydrogen sulphide) Cácacid béo bay hơi (volatile fatty acids – vfa) là sản phẩm của sự phân huỷ do vi sinh vật.Chủ yếu là trong điều kiện kị khí các Lipit và Phospholipids có trong chất ô nhiễm hữucơ.

Bảng 2.1: Mức độ ô nhiễm nước thải tại các nhà máy chế biến cao su

Bảng2.2: Đặc tính ô nhiễm nước thải của ngành chế biến cao su.

Khối từ mủ tươi Khối từ mủ đông Cao su tờ Mủ ly tâm

Các diamines NH2(CH2)4NH2,

NH2(CH2)5NH2 Thịt thối

Các acid béo bay hơi

Nguồn: Gaudy 1989, Metcalf và Eddy, 1991…

Bảng 2.4: So sánh hàm lượng các chất ô nhiễm giữa nước thải chế biến cao su và nước thải đô thị.

Chỉ tiêu Nước thải đô thị điển hình Nước thải chế

Nguồn: Viện nghiên cứu cao su Việt Nam

2.2.6 Nguồn phát sinh và lưu lượng nước thải.

Trên cơ sở khảo sát hoạt động và sản xuất ta nhận thấy nguồn gây ơ nhiễmlớn nhất, cần quan tâm nhất là nước thải từ hoạt động sản xuất và sinh hoạt

* Nước thải sinh hoạt :

Được thải ra từ các khu vệ sinh khu vực nghỉ giữa ca nhà ăn Trong nướcthải sinh hoạt cĩ chứa hàm lượng các chất hữu cơ cao Dễ phân hủy làm nhiễmbẩn nghiêm trọng nguồn nước gây ra hiện tượng phú dưỡng hĩa Suy giảm hàmlượng oxy hịa tan Đồng thời là nguồn chứa các virus và vi khuẩn gây bệnhnhư : tả, lỵ, thương hàn…

Tổng số lượng lao động gồm 40 người

Theo tiêu chuẩn dùng nước sinh hoạt trong phân xưởng sản xuất cơng nghiệptính theo đầu người trong một ca làm việc

Qtc = 45 lít/người.ca

Qshcn = 40 người x 45 lít/ người.ca x 1,5 ca/ngày = 2700 lít/ngày = 2,7 m3/ngày

Lưu lượng để tính tốn Qsh = 3,0 m3/ngày.

Bảng 2.5 Nồng độ một số chất ô nhiễm điển hình trong nước thải sinh hoạt

Các chỉ tiêu Nồng độ các chất ô

* Lưu lượng nước thải sản xuất :

Nước thải sản xuất sinh ra chủ yếu ở cơng đoạn đánh đơng và rửa mủcao su (tất cả nước thải được thu gom về hố gơm sau đĩ dẫn ra hệ thống xửlý)

Nước thải này có hàm lượng chất hưu cơ cao, khó phân hủy Khi thải ramôi trường là nguồn ô nhiễm trầm trọng cho nguồn nước Hơn nữa sau mộtthời gian các chất hưu cơ sẽ bị phân hủy nên tạo mùi hôi gây ô nhiễm môitrường không khí

Bảng 2 6 Kết quả phân tích các thành phần hóa học của nước thải chế biến cao

su theo các chủng lọai sản phẩm khác nhau

Cao sutờ

Cao sutờ

(Nguồn: Bộ môn chế biến, Viện nghiên cứu Cao su Việt Nam, năm 2004)

Ngồi ra nước thải cao su dễ phân hủy kị khí tạo thành khí H2S và Mercaptan lànhững hợp chất gây độc và cĩ mùi hơi thối gây ơ nhiễm mơi trường khơng khíkhu vực xung quanh nhà máy

CHƯƠNG III : TỔNG QUAN CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI

CAO SU – ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO

CÔNG TY HÀO HẢI.

3.1.Công nghệ xử lý nước thải chế biến mủ cao su.

3.1.1 Đặc điểm, tính chất của nước thải chế biến mư cao su.

* Nguồn gốc và lưu lượng nước thải

Nước thải chủ yếu phát sinh trong các công đoạn sau đây :

+ Dây chuyền chế biến mủ ly tâm : Nước thải phát sinh từ quá trình lytâm mủ, rủa máy móc thiết bị và vệ sinh nhà xưởng

+ Dây chuyền chế biến mủ nước : Nước thải phát sinh từ khâu đánhđông, từ quá trình cán băm, cán tạo tơ băm cốm Ngoài ra nước thải cònphát sinh trong quá trình rửa máy móc thiết bị và vệ sinh nhà xưởng

+ Dây chuyền chế biến mủ tạp : Đây là dây chuyền sản xuất và tiêu haonước nhiều nhất trong các dây chuyền chế biến mủ Nước thải phát sinh từquá trình ngâm, rửa mủ tạp Từ quá trình cán băm, cán tạo tờ băm cốm, rửamáy móc thiết bị và vệ sinh nhà xưởng …

Ngoài ra còn phát sinh do rửa xe chở mủ và sinh hoạt

* Tính chất của nước thải :

+ Dây chuyền sản xuất mủ ly tâm :

Dây chuyền sản xuất này không thực hiện quy trình đánh đông cho nên hoàn toàn không sử dụng acid mà chỉ sủ dụng Amoniac Lượng ammoniac đưa vào khá lớn khoảng 20kg NH3/ tấn nguyên liệu Do đó đặc điểm chính của loại nước này là : Độ PH khá cao ( 9 – 11 ) và nồng độ BOD,COD, N

là rất cao

+ Dây chuyền chế biến mủ nước :

Đặc điểm của quy trình công nghệ này là : Sử dụng từ mủ nước vườncây có bổ sung Ammoniac và chất chống đông Sau đó đưa về nhà máydung acid để đánh đông Do đó ngoài tính chất chung là nồng độ BOD,COD và SS rất cao Nước thải từ dây chuyền này còn có độ PH thấp vànồng dộ N cao.

+ Dây chuyền chế biến mủ tạp :

Mủ tạp lẫn khá nhiều đất cát và các loại chất lơ lửng khác Do đó trongquá trình ngâm rửa mủ nước thải chứa lẫn khá nhiều đất cát Mầu nướcthải thường có mầu nâu đỏ pH từ 5.0 – 6.0 Nồng độ chất rắn lơ lửng rấtcao Nồng độ BOD, COD thấp hơn nước thải từ dây chuyền chế biến mủnước

3.1.2 Tổng quan về công nghệ xử lý nước thải chế biến mủ cao su.

Tách bông cặn sau quá trình keo tụ hay bông bùn sinh học

Các loại bể lắng thường dung là : Bể lắng cát, bể lắng ngang , bể lắngđứng, bể lắng ly tâm…

- Bể lắng cát chảy theo phương tiếp tuyến.

- Bể lắng cát sục khí

 Bể lắng ngang :

Bể lắng ngang dễ thiết kế, dễ thi công và vận hành đơn giản Áp dụngcho hệ thống chịu tải trọng lưu lượng lớn ( > 15000m3 ) nhưng thời gianlưu dài và mặt bằng lưu nhỏ Chi phí xây dựng cao nên ít được ứng dụngtrong xử lý nước thải cao su

 Bể lắng đứng :

Được sử dụng trong bể lắng đợt một trong xử lý nước thải Sử dụng ítdiện tích đất nhưng lại có hiệu suất lắng thấp và chỉ lắng được cặn có tỷtrọng lớn Vận tốc lắng không lớn nên ít được ứng dụng trong xử lý nướcthải cao su

 Bể lắng ly tâm

Được sử dụng trong bể lắng đợt một và đợt hai trong hệ thống xử lýnước thải

- Ưu điểm : tiết kiệm diện tích, ứng dụng xử lý nước thải có hàm lượng cặn

khác nhau, công suất lớn hơn 20.000m3/ ngày Đêm, hiệu suất xử lý nướcthải cao và cặn có tỷ trọng nhỏ cũng có thể lắng được

- Khuyết điểm : Vận hành đòi hỏi kinh nghiệm, chi phí vận hành cao do sửdụng điện năng

b Phương pháp lọc :

Áp dụng khử các hạt mịn vô cơ và hữu cơ khó lắng Dưới tác dụng của

áp suất hay áp suất chân không các hạt sẽ được giữ lại trong lỗ xốp của vậtliệu lọc và lớp màng hình thành sau đó Có các dạng lọc là : Lọc áp suất,lọc trọng lực, lọc nhanh, lọc chậm, lọc xuôi, lọc ngược

c Tuyển nổi

Mục đích loại các tạp chất không hòa tan và các chất khó lắng, hay cácchất hoạt động bề mặt.

Ưu điểm : Hoạt động liên tục, phạm vi ứng dụng rộng, Thiết bị đơn giản,chi phí vận hành đầu tư không lớn Hiệu quả xử lý cao( 95%- 98%) vận tốclớn hơn so với lắng thường Thu hồi các cặn có độ ẩm thấp ( 90% - 95% ).Tuyển nổi kèm theo thổi khí nên giảm : chất hoạt động bề mặt và chất dễbay hơi, vi khuẩn và vi sinh vật

Bản chất của quá trình này ngược lại với quá trình lắng Các chất lơlửng sẽ nổi lên bề mặt và tạo thành lớp trên bề mặt dưới sức đẩy của cáchạt khí Trong xử lý nước thải nghành chế biến cao su thiên nhiên thì bểtuyển nổi được áp dụng để xử lý sơ bộ trước khi xử lý sinh học hay táchbùn lắng sau xử lý sinh học

3.1.2.2 Các phương pháp xử lí hóa học.

Các phương pháp xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học bao gồm :đông tụ, khử trùng, oxi hóa.

Là quá trình thô hóa các hạt phân tán và nhũ tương bằng chất đông tụ

để tách chúng ra khỏi nguồn nước

Nguyên tắc :

Tách các hợp chất lơ lửng bằng các hợp chất cao phân tử ( chất keo tụ )thúc đẩy quá trình tạo bông hidroxit kim loại tích điện dương hút các hạtkeo và các hạt lơ lửng tích điện làm tăng vận tốc lắng của các bông, giảmchất đông tụ, giảm thời gian đông tụ

Chất đông tụ là các chất tự nhiên và tổng hợp :

- Hợp chất tự nhiên bao gồm ; tinh bột, este, xenlulo, dectrin( C6H10O5

)n chất keo tụ vô cơ là : dioxit silic, đã hoạt hóa ( xSiO2 yH2O )

- Chất keo tụ tổng hợp bao gồm : [ - CH2-CH-CONH2 ]n poliacrilimic

kỹ thuật ( PAA ) ( PAA) hydrat hóa

- Phế thải chứa : nhôm, sắt, xỉ

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đông tụ là : pH, nhiệt độ, liều lượngchất đông tụ, tính chất nước thải, điều kiện trộn phối

Chất keo tụ thường được xử dụng trong xử lý nước thải cao su là : muốinhôm, muối sắt và hỗn hợp của chúng

+ Muối nhôm : Al2 (SO4)3.18H2O, NaAlO2,Al2(OH)5Cl,Kal(SO4)2.12H2O,

NH4Al(SO4)2.12H2O

Các phản ứng tạo bông tương ứng là :

- Dung dịch : Al2(SO4)3 50% hiệu quả ở pH 5 – 7,5

Al2(SO4)3 + 3 Ca(HCO3)2 = 2Al(OH)3 + 3CaSO4 + CO2

- Dung dịch ; NaAlO2 45% hiệu quả ở pH : 9,3 – 9,8

NaAlO2 + CO2 + H2O = Al(OH)3 + Na2CO3

- Hỗn hợp Al2(SO4)3 50% và NaAlO2 45% pha trộn theo tỷ lệ 10 : 20 tănghiệu quả lắng, tăng khối lượng riêng, và vận tốc lắng bông cặn, khoảng

pH rộng

- Al2(SO4)3 + 6 NaAlO2 + 12 H2O = 8 Al(OH)3 + CaCl2 + 2CO2

+ Muối sắt : Fe2(SO4)3.2H2O, Fe2(SO4)3.3H2O, Fe(SO4)3.7H2O, FeCl3.( 10– 15%) dung dịch

* Đông tụ nước thải cao su bằng hóa chất :

Các hạt cao su mang điện tích âm sẽ bị trung hòa và kết dính lại bởi hóa chất.Các hạt có kích thước càng lớn thì vận tốc đẩy nổi càng lớn và hạt cao su sẽ dichuyển lên bề mặt nhanh hơn

Hóa chất thường sử dụng trong đông tụ cao su là H2SO4 do giá thành rẻ và nồng

độ đậm đặc cao Ngoài ra còn sử dụng CH3COOH và HCHO

* Đông tụ nước thải cao su tự nhiên :

Nước thải cao su trong điều kiện tự nhiên ssx tự đông tụ nhờ hoạt động của vikhuẩn Vi khuẩn có vai trò phân hủy màng Protein bao quanh hạt cao su khửcaboxy của carboxylic tạo ra gốc CO2

Vi khuẩn phân hủy đường chất béo, protein tạo thành acid làm giảm pH củanước thải Phương pháp này đòi hỏi thời gian lưu nước lâu và thường tao ra mùihôi của H2S do vi khuẩn phân hủy chất hữu cơ tạo ra Thời gian lưu nước càngdài thì hiệu quả lắng càng cao

* Đông tụ nước thải cao su bằng cách bổ sung vi sinh vật bằng bùn tự hoại :

Sử dụng các vi sinh vật kị khí lên men acid để acid hóa các chất hữu cơ hòatan trong nước thải làm giảm pH của nước thải tạo ra các ion H+ đồng thời phá

vỡ các lớp protein quanh hạt cao su

Các ion H+ tạo ra làm nhiệm vụ trung hòa điện tích âm của các hạt cao sudạnh keo với kích thước rất nhỏ trong nước thải Khi được các ion H+ bám vàothì rào cản điện thế của các hạt cao su giảm xuống và các hạt cao su lúc này dễkết dính lại với nhau tạo thành các hạt lớn hơn

Vi sinh vât kị khí và tùy nghi trong bể gạn mủ thực hiện quá trình acid hóaphân giải các chất hữu cơ dạng huyền phù và hoà tan các acid béo, sản phẩmcuối cùng tao thành là CH4, CO2, H2O …

* Đông tụ nước thải cao su bằng hóa chất kết hợp với vi sinh

Sử dụng acid hạ pH của nước thải xuống dưới 6 để tạo môi trường thích hợpcho vi khuẩn acid hóa phát triển Sau đó bổ sung vi khuẩn từ bùn tự hoại đểphân hủy các chất hữu cơ chuyển về dạng acid, hạ pH làm đông tụ mủ cao su b) Khử trùng

Nước sau khi xử lý bằng phương pháp sinh học còn có khoảng 105 – 106 vikhuẩn trong 1ml nước hầu hết các vi khuẩn có trong nước thải không phải là vitrùng gây bệnh, nhưng không loại trừ khả năng tồn tại của chúng Nếu xả nướcthải ra nguồn cấp nước, hồ nuôi cá thì khả năng lan truyền bệnh là rất lớn Dovậy cần phải cho biện pháp khử trùng nước thải trước khi thải ra nguồn tiếpnhận Các phương pháp khử trùng nước thải phổ biến hiện nay là :

 Dùng Clo hơi qua định lượng Clo

 Dùng hypoclorit canxi dạng bột hòa tan trong thùng dung dịch 3 – 5% rồiđịnh lương vào bể khử trùng

 Dùng hypoclorit Natri, nước Javen (NaClo)

 Dùng Ozon được sản xuất từ không khí do máy tạo Ozon tạo ra Phươngpháp nà cần chi phí quá cao.

 Dùng tia UV do đèn thủy ngân áp lực thấp sinh ra Phương pháp nàycũng cần phải lưu ý về tính kinh tế của nó

 Dùng Clorua vôi (CaOCl2)

Trong các phương pháp trên thì phương pháp dùng Clo hơi và các hợp chất củaClo là được sử dụng phổ biến vì chúng được nghành công nghiệp dùng nhiều, cósẵn với giá thành chấp nhận được và hiệu quả khử trùng cao nhưng cần phải cóthêm các công trình đơn vị như trạm clorato ( khi dùng clo hơi ), trạm clorua vôi( khi dùng clorua vôi ), bể trộn, bể tiếp xúc Tuy nhiên, những năm gần đây cácnhà khoa học đã đưa ra khuyến cáo nên hạn chế dùng clo để khử trùng nướcthải với lý do sau :

 Lượng clo dư khoảng 0,5mg/l trong nước thải để đảm bảo ổn định và antoàn cho quá trình khử trùng sẽ gây hại đến cá và các vi sinh vật nước khác

 Clo kết hợp với hydrocacbon thành các chất có hại cho môi trường sống.c) Oxi hóa

Phương pháp oxi hóa có vai trò quan trọng trong xử lý nước thải và nước cấptuy nhiên lại ít được sử dung trong xử lý nước thải chế biến cao su thiên nhiên.Phương pháp này thường áp dụng cho xử lý bậc cao và khá tốn kém

Cơ chế của phương pháp này là dưới tác dụng của chất oxi hóa thì xảy rađồng thời 2 phản ứng hóa học là phản ứng oxi hóa và phản ứng khử Sau phảnúng thì chất oxi hóa chất khử thay đổi trạng thái hóa trị Phần quan trọng củaphản ứng oxi hóa khử là sự tạo thành oxi nguyên tử từ các chất oxi hóa :

MnO4 + H2O = 2MnO2 + 3O + 2OH-.

Oxi nguyên tử tạo thành sẽ là tác nhân oxi hóa các chất khử:

C aH bOc + dO2 = aCO2 + ( b/2)H 2O

Các chất oxi hóa thường được sử dụng trong xử lý nước thải là : O3 , H 2O2,MnO4-, ClO-

2, Cl2, HOCl, O2

3.1.2.3 Các phương pháp xử lý sinh học.

Xử lý nước thải theo phương pháp sinh học là việc dựa trên cơ sở hoạt độngphân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải của các vi sinh vật Các vi sinh vật

sử dụng một số chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo

ra năng lượng tự sinh trưởng Chúng nhận ra các chất dinh dưỡng để xây dựng tếbào, sinh trưởng và sinh sản nên khối lượng sinh khối tăng lên

Phương pháp này được sử dụng để phân hủy các chất có khả năng phân hủysinh học trong nước thải Công trình xử lý sinh học thường được đặt sau khinước thải đã được xử lý sơ bộ qua các quá trình xử lý cơ học, hóa học, hóa lý

Do vi sinh đóng vai trò chủ yếu trong quá trình xử lý sinh học nên căn cứ vàotính chất, hoạt động và môi trường sống của chúng ta có thể chia phương phápsinh học thành những dạng sau :

 Xử lý trong điều kiện tự nhiên

 Xử lý trong điều kiện nhân tạo

Phương pháp xử lý nước thải bằng vi sinh vật đươc áp dụng rộng rãi trongviệc xử lý nước thải của ngành chế biến cao su thiên nhiên vì hiệu quả xử lý tốt

và tốn ít kinh phí

Mục tiêu xử lý các chất hữu cơ bằng phương pháp hiếu khí( như bùn hoạttính – hiếu khí, sinh trưởng bám dính )hoặc phương pháp kỵ khí ( như UASB,

AF )

Xử lý chất dinh dưỡng : Nito, phốt pho

a) Xử lý sinh học trong điều kiện tự nhiên

* Phương pháp xử lý qua đất :

Thực chất của quá trình xử lý là khi lọc qua đất thì các chất rắn lơ lửng vàkeo sẽ giữ lại ở lớp trên cùng Những chất này tạo ra một màng gồm rất nhiều vi

sinh vật bao bọc trên bề mặt các hạt đất Những vi sinh vật này sẽ sử dụng oxicủa không khí qua các khe đất và chuyển hóa các chất hữu cơ thành các hợp chấtkhoáng Các công trình sử dụng phương pháp này là:

Cánh đồng tưới

Cánh đồng lọc

Cánh đồng tưới công cộng và cánh đồng lọc : Là những mảnh ruộng được sanbằng hay dốc không đáng kể và được ngăn bằng những bờ đất Nước thải đượcphân phối vào những mảnh ruộng nhờ có mạng lưới và sau khi lọc qua đất lạiđược qua mạng lưới khác để tiêu đi

Cánh đồng tưới nông nghiệp : Nước thải của thành phố, thị trấn, xí nghiệp côngnghiệp nếu không chứa các chất độc hại hay chứa với nồng độ cho phép lànguồn lợi có thể sử dụng để tưới cho cây trồng Vì vậy cánh đồng tưới nôngnghiệp vừa để phục vụ cho nông nghiệp vừa để xử lý nước thải

Hồ sinh có thể chia thành 2 loại chính như sau ;

- Loại 1 : Nước thải sau khi lắng sơ bộ qua các bể lắng được pha loãngvới nước sông theo tỷ lệ 1 : 3 đến 1 : 5 và cho chảy vào hồ Trong hồ cũngdiễn ra quá trình đông tụ sinh học, oxi hóa các chất hữu cơ và do đó BODcủa nước thải giảm xuống

- Loại 2 : Hồ không pha loãng với thời gian nước không lưu lại trong hồ

từ 1 đến 6 tuần

Theo cơ chế của quá trình xử lý nước thải người ta phân biệt 3 loại hồ sinh vật :

Hồ yếm khí., hồ tùy tiện, hồ hiếu khí, hồ làm thoáng tự nhiên và hồ làm thoángnhân tạo.

b) Xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo

* Xử lý sinh học trong điều kiện hiếu khí :

Quá trình hiếu khí dựa trên nguyên tắc là vi sinh vật hiếu khí phân hủy các chấthữu cơ trong điều kiện có oxi hóa hòa tan theo phương trình sau :

Chất hữu cơ + O2 + Vi Khuẩn  CO2 + NH3 + C5H7NO2 + các sản phẩm khác.Ngoài việc phân hủy các chất hữu cơ để tạo ra tế bào mới vi sinh vật còn thựchiện quá trình hô hấp nội sinh để tạo ra năng lượng theo phương trình :

C5H7NO2 + 5O2 + vi khuẩn  5CO2 + 2H2O + NH3 + năng lượng

Các vi khuẩn ở trên còn gọi là bùn hoạt tính và chúng tự sinh ra khi thổi khí vàonước thải Về khối lượng bùn hoạt tính được tính bằng khối lượng chất bay hơi

có trong tổng hàm lượng bùn ( cặn khô ) đôi khi còn được gọi là sinh khối

 Ta có thể áp dụng nhiều quá trình khác nhau khi xử lý nước thải bằngphương pháp sinh học trong môi trường hiếu khí

 Qúa trình sinh trưởng lơ lửng hiếu khí

Đây là quá trình vi sinh vật phát triển và tăng trưởng trong các bông cặn bùnhoạt tính ở trạng thái lơ lửng trong nước ở các bể xử lý sinh học Bể sinh họcnày luôn cần phải được làm thoáng để cung cấp đầy đủ oxi cho vi sinh vật tiếnhành phân hủy chất hữu cơ và phát triển Ngoài bể sinh học ta cũng cần phải bốtrí thêm bể lắng để tách các bông bùn hoạt tính ra khỏi nước Tuần hoàn 1 phầnbùn trở lại bể sinh học nhằm duy trì nồng độ bùn cần thiết trong bể sinh học và

xả bớt lượng bùn dư sinh ra trong quá trình phát triển

Trong 1 số trường hợp ta cũng có thể gộp chung 2 bể sinh học và làm thành 1công trình duy nhất Khi đó ta không còn phải tuần hòan bùn mà chỉ cần xả bùn

dư Loại này còn gọi là bể sinh học theo mẻ Là 1 dạng của bể Aerotank Nó có

ưu điểm là khử được cả hợp chất của Nito, Phốt Pho khi vận hành đúng các quytrình hiếu khí, thiếu khí và yếm khí.

 Quá trình sinh trưởng hiếu khí bám dính

Là quá trình xử lý sinh học trong đó quần thể vi sinh vật hoạt động để chuyểnhóa các chất hữu cơ và các thành phần khác trong nước thải thành khí còn vỏ tếbào được dính bám vào một vài giá thể dạng tấm hay hạt có tính trơ như : nhựa,sỏi, xỉ, sành…

Các công trình xử lý nước thải theo nguyên tắc vi sinh vật dính bám được chiathành 2 loại : Loại có vật liệu tiếp xúc không ngập trong nước với chế độ tướinước theo chu kỳ và loại có vật liệu tiếp xúc ngập trong nước

Trong dòng nước thải có những vật rắn làm giá đỡ Các vi sinh vật sẽ dính trên

bề mặt Trong số các vi sinh vật có những loài sinh ra Polysacarit có tính chấtdính như là các chất dẻo gọi là ( polymer sinh học ) tạo thành màng Màng này

cứ dầy lên theo thời gian và thực chất đây là sinh khối vi sinh vật dính bám hay

cố định trên các chất màng Màng này có khả năng oxi hóa các chất hữu cơ cótrong nước thải khi chảy qua hay tiếp xúc Ngoài ra màng còn có khả năng hấpphụ các chất bẩn lơ lửng trong nước thải hoạc giun sán…

Màng sinh học là tập hợp các loại vi sinh vật khác nhau có hoạt tính oxi hóacác chất hữu cơ có trong nước khi tiếp xúc với màng Màng dầy 1 – 3mm vàhơn nữa mầu của màng thay đổi theo thành phần tính chất nước thải từ màuvàng xám tới mầu nâu tối

Với đặc điểm như vậy màng sinh học có khả năng oxi hóa được tất cả cácchất hữu cơ dễ phân hủy có trong nước thải Nó hấp phụ, giữ lại các vi khuẩncũng như các tạp chất hóa học Nó oxi hóa các hợp chất hữu cơ có trong nước vànước được dần dần làm sạch

c) Xử lý sinh học trong điều kiện kỵ khí

Phân hủy kỵ khí là quá trình phân hủy chất hữu cơ thành chất khí CH4 và

CO2 trong điều kiện không có oxi Quá trình phân hủy kỵ khí các hợp chất hữu

cơ thường xảy ra theo 3 giai đoạn chính sau :

 Giai đoạn lên men acid : Là quá trình thủy phân các hydrocacbon dễ phânhủy sinh hóa như : Lipit, Polysacarit, Protein, Nucleic thành Acid béo,Monosacarit, Amino acid Các hợp chất được chuyển hóa này được vi khẩn

xử dụng làm năng lượng và tổng hợp tế bào

 Giai đoạn chấm dứt lên men acid : Vi khuẩn tiếp tục chuyển hóa hầu hếtcác sản phẩm sinh ra từ giai đoạn trước thành các hợp chất trung gian có khốilượng phân tử nhỏ như các chất HCOOH, CO2, N2, CH4, H2, … và pH môitrường cũng tăng lên

 Quá trình lên men kiềm : Các sản phẩm trung gian chủ yếu là Cellulose,acid béo, các hợp chất chứa Nito tiếp tục bị phân hủy tạo thành CH4, CO2,

N2, H2 … và pH môi trường cũng tăng lên và chuyển sang dạng kiềm.Khi sử dụng phương pháp sinh học để xử lý nước thải cần lưu ý :

Đối với quá trình hiếu khí :

Tại Malaysia : Bảng 3.1 : Một số công nghệ xử lý nước thải cao su tại Malaysia

(mg/l)

Q(m3/ngày)

Công nghệ

xử lý

Hoạtđộng

Rất tốt Thấp Thấp

Mương oxihóa, lắng,lọc cát

Đang

Bể kỵ khí,RBC, lắng,lọc cát

Trung

bùn hoạttính, lắng,

bình

Thấp

Bể kỵ khí,bùn hoạttính, lắng,lọc cát

thấp

Tại thái Lan :

Tại Thái Lan công nghệ xử lý phổ biến là : Nước thải được trung hòa bằngvôi sau đó keo tụ bằng phèn sắt hoặc nhôm với nồng độ 200mg/l Kế tiếp là xử

lý kị khí ( 5 – 10 ngày) sau đó là xử lý sinh học bằng mương oxi hóa ( 2-3 ngày)75% nước thải sau đó được dẫn qua mương tưới tiêu

Việc xử lý nước thải bằng cánh đồng tưới cũng được áp dụng rộng rãi vi chi phíđầu tư thấp

Tại Srilanka :

Hiện ở Srilanka có 150 nhà máy sơ chế cao su Một số công nghệ được ápdụng rộng rãi như : Hệ thống các hồ sinh học là kỵ khí, tùy nghi, hiếu khí,mương Oxi hóa, RBC, và bùn hoạt tính

3.1.3.2.Tại Viêt Nam :

Bảng 3.2: Một số cơng nghệ xử lý nước thải cao su tại Việt Nam

1 Cua Pari Bể gạn mủ – Bể điều hoà – Hồ kị khí – Hồ tuỳ chọn –Hồ lắng.

2 Bố Lá Bể gạn mủ – Bể tuyển nổi - Hồ kị khí – Hồ tuỳ chọn –Hồ lắng.

3 Bến Súc Bể gạn mủ – Bể tuyển nổi - Hồ sục khí – Hồ lắng

4 Dầu Tiếng Bể gạn mủ – Bể tuyển nổi - Hồ sục khí – Hồ lắng

5 Long Hoà Bể gạn mủ – Hồ sục khí – Hồ lắng

6 Phú Bình Hồ lắng cát – Hồ kị khí – Hồ tuỳ chọn – Hồ lắng

7 Tân Biên Bể gạn mủ – Bể tuyển nổi - Hồ sục khí

8 Vên Vên Bể gạn mủ – Bể kị khí tiếp xúc – Bể sục khí – Bể lắng

9 Bến Củi Bể gạn mủ – Hồ kị khí – Hồ tuỳ chọn – Hồ lắng

10 Hàng Gòn Hồ lắng cát – Bể UASB – Hồ sục khí – Hồ lắng

11 Long Thành Bể gạn mủ – Hồ kị khí – Hồ tuỳ chọn – Hồ lắng

12 Cẩm Mỹ Bể gạn mủ – Bể điều hoà – Bể thổi khí – Bể lắng

13 Xà Bang Bể gạn mủ – Hồ kị khí – Hồ sục khí - Hồ tuỳ chọn – Hồlắng.

14 Hoà Bình Bể gạn mủ – Bể điều hoà –Bể tuyển nổi – Bể thổi khí –Bể lắng tạm – Bể lọc sinh học.

Nguồn: Viện nghiên cứu Cao su Việt Nam

3.2 Cơ sở thiết kế.

3.2.1 Khả năng phân hủy sinh học của nước thải cao su.

Trong thành phần nước thải cao su đa số là các hợp chất hữu cơ bao gồm :Protein 2 -2,7% đường Glucose 1,5-2% Cả 2 loại này đều phân hủy sinh họctốt Các sản phẩm của quá trình lên men phần lớn là : acetate, propionate Ngồi

ra cịn cĩ một lượng Fomate và Butyrate nhưng rất nhỏ Đường, Protein và Lipitchứa trong nước thải cao su được chuyển hĩa thành CH4 Khả năng phân hủysinh học của nước thải cao su là 95%

3.2.2 Yêu cầu cơng nghệ.

Yêu cầu cơng nghệ xử lý của nhà máy chế biến mủ cao su Hào Hải như sau :

 Nước thải sau xử lý phải đạt tiêu chuẩn đầu ra.

 Chi phí xử lý cho 1 tấn/ DRC cao su thấp

 Chi phí đầu tư xây dựng và bảo trì thấp

 Vận hành đơn giản

 Có thể thay đổi tải trọng của các đơn vị công trình khi nhà máy tăng hoặcgiảm sản xuất

 Phù hợp với điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội của nhà máy

3.3 Thành phần nước thải và yêu cầu xử lý.

3.3.2 Yêu cầu xử lý.

Chất lượng đầu ra được xử lý theo QCVN 01- 2008 BTNMT áp dụng chongành cao su và đạt tiêu chuẩn cột B

B ng3.3 ảng3.3 Thành phần, tính chất nước thải đầu vào và sau xử lý

Kết quả phân tích nước thải tổng hợp của nhà máy cho thấy tỉ lệ BOD/COD

là 0,61 nên cơng nghệ phù hợp là cơng nghệ xử lý cơ học vật lý kết hợp hiếukhí Với nồng độ COD trong nước thải là 3800 mg/l nên cơng nghệ trên là phùhợp và mang lại kết quả và chi phí vận hành chấp nhận được Mặt khác với diệntích mặt bằng của nhà máy là 6555m2 Diện tích để xây dựng hệ thống là1000m2 nên xây dựng hệ thống xử lý trên khu đất là phù hợp để tiết kiệm diệntích làm kho chứa và bãi đỗ xe