Đánh giá hiện trạng xử lý nước thải của một số nhà máy chế biến mủ cao su trên địa bàn huyện Phú Giáo tỉnh Bình Dương và đề xuất các biện pháp cải thiện

Nước thải từ các nhà máy chế biến mủ cao su chưa được xử lý triệt để là một trong những nguyên nhân làm cho tình hình ô nhiễm môi trường ngày càng trở nên nghiêm trọng.. Một trong những

MỞ ĐẦU

1 Sự cần thiết của đề tài

Ngành chế biến mủ cao su là một trong những ngành công nghiệp quan trọng của phía Nam đã góp phần vào việc thúc đẩy nền kinh tế Việt Nam bước vào thời kỳ hội nhập kinh tế quốc tế - WTO

Bình Dương là một trong những tỉnh đi đầu về công nghiệp, chiếm sản lượng lớn

về trồng, khai thác và chế biến mủ cao su, điển hình là huyện Phú Giáo

Tuy nhiên, song song với sự phát triển nhanh chống về kinh tế thì chất lượng môi trường do ngành công nghiệp gây ra cũng là một vấn đề đáng lo ngại Nước thải từ các nhà máy chế biến mủ cao su chưa được xử lý triệt để là một trong những nguyên nhân làm cho tình hình ô nhiễm môi trường ngày càng trở nên nghiêm trọng

Để ngành công nghiệp này tiếp tục phát triển một cách bền vững thì các biện pháp bảo vệ môi trường phải được quan tâm và thực hiện đúng mức Một trong những biện pháp này là kết hợp giữa công tác quản lý môi trường và kỹ thuật xử lý nước thải để giảm bớt lượng chất ô nhiễm thải bỏ vào môi trường

Chính vì vậy, việc tìm ra các phương án giải quyết tối ưu cho vấn đề nước thải là nhu cầu cấp thiết hiện nay Đó cũng là lý do tôi chọn đề tài:

“Đánh giá hiện trạng xử lý nước thải của một số nhà máy chế biến mủ cao su trên địa bàn huyện Phú Giáo tỉnh Bình Dương và đề xuất các biện pháp cải thiện”

2 Mục tiêu của đề tài

Đánh giá hiện trạng xử lý nước thải từ các nhà máy chế biến mủ cao su trên địa bàn huyện Phú Giáo

Đề xuất các biện pháp tổng hợp trong quản lý môi trường và xử lý nước thải nhằm cải thiện chất lượng nước thải từ các nhà máy chế biến mủ cao su trên địa bàn huyện Phú Giáo

3 Nội dung nghiên cứu

- Thu thập, tổng hợp các tài liệu tổng quan về ngành cao su và nước thải chế biến

- Đề xuất các biện pháp tổng hợp trong công tác quản lý môi trường và kỹ thuật xử

lý nước thải nhằm cải thiện chất lượng nước thải trước khi xả ra môi trường

4 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp thu thập thông tin:

Thu thập các tài liệu từ các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước về ngành cao su và nước thải chế biến mủ cao su

Các số liệu được lấy từ sách, tạp chí, báo cáo tổng hợp về ngành cao su

- Phương pháp điều tra thực địa:

Điều tra, khảo sát thực tế tình hình hoạt động của các nhà máy chế biến mủ cao su trên địa bàn huyện Phú Giáo gồm:

+ Nhà máy chế biến mủ cao su Bố Lá và Ly Tâm Phước Hòa - Công ty cổ phần cao

Đây là phương pháp truyền thống song đem lại hiệu quả và độ tin cậy cao và chính

xác Phương pháp này giúp nhận biết một cách thực tế sinh động về tình hình hoạt động thực tiễn

- Phương pháp lấy mẫu và phân tích mẫu:

Lấy mẫu nước thải đầu vào và đầu ra để phân tích các chỉ tiêu: pH, BOD5, COD,

SS, N, P, coliform để đánh giá mức độ ô nhiễm của nước thải và đánh giá công nghệ xử

lý nước thải hiện hữu tại các nhà máy

- Phương pháp so sánh:

Đối chiếu các kết quả phân tích mẫu nước thải với Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp chế biến cao su thiên nhiên (QCVN 01:2008/BTNMT)

- Phương pháp thống kê và xử lý số liệu:

Thống kê kết quả phân tích mẫu nước thải sau xử lý trong ba năm gần nhất (2011,

2012, 2013) của các nhà máy từ kết quả thanh kiểm tra của Chi cục bảo vệ môi trường tỉnh Bình Dương nhằm theo dõi diễn biến và đánh giá mang tính trung thực hơn

Thống kê kết quả phân tích mẫu nước mặt từ phòng Tài nguyên nước và Khoáng sản tỉnh Bình Dương từ đó đánh giá tác động của nước thải sau xử lý đến môi trường

- Phương pháp chuyên gia:

Dựa vào hiểu biết của bản thân, tham khảo các ý kiến của các cơ quan lãnh đạo xung quanh khu vực các nhà máy, giảng viên hướng dẫn từ đó đề xuất các biện pháp tổng hợp trong công tác quản lý môi trường và kỹ thuật xử lý nước thải nhằm cải thiện chất lượng nước thải trước khi xả ra môi trường

5 Ý nghĩa của đề tài

- Ý nghĩa thực tiễn:

Đề tài đã đưa ra các giải pháp kỹ thuật trong xử lý nước thải chế biến mủ cao su và các giải pháp quản lý môi trường góp phần ứng dụng quản lý và xử lý nước thải chế biến mủ cao su đạt hiệu quả

6 Giới hạn của đề tài

- Đối tượng nghiên cứu:

Nước thải của ngành chế biến mủ cao su

- Phạm vi nghiên cứu:

Nước thải phát sinh từ các nhà máy chế biến mủ cao su trên địa bàn huyện Phú Giáo, tỉnh Bình Dương

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về ngành cao su

1.1.1 Lịch sử phát triển cây cao su ở nước ta

Cây cao su được đêm trồng thử nghiệm tại nước ta từ năm 1897, do người Pháp tên

là Edouard Raoul đem hột giống cao su từ Indonesia về trồng tại vùng Ông Yệm thuộc địa phận Bến Cát, Bình Dương và tại Suối Dầu, Nha Trang Sau đó, Belland lại đem hột giống từ các nước Trung Mỹ về ươm thử tại Thảo Cầm Viên Sài Gòn

Đến năm 1907, một vườn cao su với quy mô rộng lớn mới được hình thành tại vùng ngoại ô Sài Gòn với diện tích 45 mẫu tây và đây được coi là vườn cao su đầu tiên lớn nhất nước ta

Năm 1912, tại Lộc Ninh cũng lập đồn điền cao su sau khi đốt bỏ hàng ngàn mẫu rừng chồi, rừng tre hoang hóa

Năm 1922, đồn điền cao su Xuân Lập ra đời Và kế tiếp là nhiều đồn điền cao su khác tại Biên Hòa, Thủ Dầu Một, Tây Ninh và tất cả đều do người Pháp làm chủ Năm 1928, nước ta đã có 77 ngàn ha cao su và tính đến năm 1934, tổng diện tích trồng cao su nước ta lên đến 130 ngàn ha

Trước năm 1975, cây cao su được trồng ở Quảng Bình, Quảng Trị, Nghệ An, Phú Thọ, Thanh Hóa bằng nguồn giống từ Trung Quốc

Sau năm 1975, cây cao su được tiếp tục phát triển chủ yếu ở Đông Nam Bộ Từ năm 1977 Tây Nguyên bắt đầu chương trình trồng mới cao su

Đến nay, theo thống kê của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, tính đến cuối năm 2012, tổng diện tích quy hoạch để trồng cao su là 910.500 ha và cũng là cây công nghiệp có diện tích lớn nhất cả nước [2], [15]

1.1.2 Đặc điểm tự nhiên của cây cao su

1.1.2.1 Đặc điểm sinh trưởng của cây cao su

Cây cao su thích nghi với khí hậu nóng ẩm hơn là vùng có khí hậu mát lạnh Cao

su phát triển tốt nhất khi được trồng tại các nước ở gần vùng xích đạo, các nước có khí

hậu nhiệt đới

Tại Việt Nam, vùng đất trồng cao su thích hợp nhất là miền Đông Nam Bộ, vùng Tây Nguyên và nhiều tỉnh dọc duyên hải miền Trung Miền Bắc trồng cao su không thích hợp, vì trong năm có mùa lạnh kéo dài và mưa bảo Khí hậu lạnh lẽo và gió to bão lớn là hai yếu tố chính đại kị đối với cây cao su Tuy vậy, hiện nay Viện Nghiên cứu Cao su Việt Nam đang nghiên cứu sưu tầm những giống mới có khả năng chịu được khí hậu mát lạnh và chịu gió tốt để trồng ở các tỉnh từ Thanh Hóa trở ra Nếu việc nghiên cứu đó thành công thì tổng diện tích trồng cao su ở nước ta tăng lên rất nhiều

- Về nhiệt độ:

Cao su chỉ thích hợp với vùng có khí hậu nóng ẩm, nhiệt độ từ 25oC đến 28o

C là tốt nhất Vùng có nhiệt độ thấp dưới 15oC cây cao su sống yếu ớt

- Mưa:

Cây cao su không chịu úng thủy, nhưng đất trồng cần có độ ẩm cần thiết để cây cao su có thể phát triển tốt Lượng mưa tối thiểu phải đạt được là 1500mm trong năm Miền Nam có hai mùa mưa nắng rõ rệt, trong đó 6 tháng mưa trải dài đều đặn nên trồng cao su rất tốt

- Ánh sáng:

Cây cao su chịu nắng, nhưng khô hạn lâu ngày không được Số giờ nắng phải đạt được tối thiểu trong năm là 1600 giờ Vùng nắng ít, trời âm u hoặc có sương mù sẽ ảnh hưởng đến sức sống của cây, năng suất kém và thường gây nhiều bệnh hại

- Tác hại của gió:

Cây cao su có tuy có thân to, cao nhưng lại giòn nên dễ gãy Trồng vào vùng có gió thổi quanh năm suốt tháng rất tốt nhưng phải là gió nhẹ, gió phải dưới 3m/giây

Những vùng có gió lớn, bão tố không thể trồng cao su được Vì vậy, những vùng có gió lớn thổi qua, ta nên trồng vành đai rừng chắn gió để cản bớt sức gió thổi vào lô cao

su

Đai rừng chắn gió cho lô cao su phải trồng vạt dày năm bảy hàng cây có chiều cao

từ mười, mười lăm mét ngay hướng gió và cách hàng cao su sát đai với khoảng cách sáu bảy thước để tránh ăn phân bón của cao su [2]

1.1.2.2 Đặc tính của mủ cao su - latex

Latex là mủ cao su ở trạng thái phân tán nằm lơ lửng trong dung dịch chứa nhiều chất vô cơ và hữu cơ [9]

- Thành phần latex:

Ngoài hydrocarbon cao su ra, latex còn chứa nhiều chất cấu tạo bao giờ cũng có trong mọi tế bào sống Đó là protein, acid béo, dẫn xuất của acid béo, sterol, glucid, heterosid, enzim, muối khoáng

Hàm lượng những chất cấu tạo nên latex thay đổi tùy theo các điều kiện về khí hậu, hoạt tính sinh lý và hiện trạng sống của cây cao su Các phân tích latex từ nhiều loại cây cao su khác nhau chỉ đưa ra những con số phỏng chừng về thành phần latex:

latex được tạo bởi những phần tử cao su nằm lơ lửng trong chất lỏng gọi là

“serum” tương tự như serum của sữa

Serum cũng có chứa một phần những chất hợp thành thể giao trạng, chủ yếu đó là protein và phospholipid và một phần là những hợp chất thành dung dịch thật như: muối khoáng, heterosid với 1-methylinositol và các amino acid, amin với tỉ lệ thấp hơn

- Lutoides:

Latex tươi ở điều kiện không bị pha loãng hay tác dụng với amoniac có chứa các phần tử khác biệt với các phần tử cao su, hơi nặng hơn nước và qua ly tâm (2000 vòng/phút) thu được dưới dạng khối giống như chất keo màu vàng nhiều hay ít, chiếm

từ 20 - 30% thể tích ban đầu của latex, những phần tử này gọi là lutoides

Lutoides thể hiện đặc tính qua hàm lượng nước rất cao khoảng 75 - 85%, ngoài ra còn có muối, protein và phospholipid

Bảng 1.2 Hàm lượng các chất phi cao su của phần vàng và phần trắng

(Nguồn: Nguyễn Hữu Trí, Khoa học kỹ thuật công nghệ cao su thiên nhiên, 2004)

Phần vàng thì không bền lắm, khi phơi ngoài không khí, nó tự nhuộm màu nhanh chống, sự nhuộm màu này là nhờ vào hoạt tính của các enzyme oxy hóa, các enzyme này trong phần vàng tích cực hơn trong phần trắng

Tính không bền của phần vàng giúp latex tươi chịu sự đông đặc hóa từng phần và như thế trong một thời gian đầu, thải trừ được đa số phần lutoides, kết quả là thải trừ sắc tố vàng Phương pháp này được dùng nhiều nhất trong việc chế biến crepe semelle, sản phẩm từ sự đông đặc latex, trắng nhiều hơn hết

- Phần tử cao su:

Các phần từ cao su trong latex có dạng hình cầu, đường kính khoảng 5μm Trong

1g latex 40% chứa khoảng 7,4 x 1012 hạt tử cao su Kích thước hạt tử cao su phụ thuộc vào nguồn gốc latex, đối với những cây cao su trẻ, latex chứa các hạt tử cao su nhỏ hơn [9]

Thành phần hóa học:

- Hydrocarbon cao su:

Pha phân tán của latex chủ yếu gồm có gần 90% hydrocarbon cao su với công thức (C5H8)n

Hydrocarbon cao su lúc nó chảy ra khỏi cây cao su là đã dưới dạng polymer Ở điều kiện bình thường, gồm có hàng loạt polymer đồng chủng mà phân tử khối dài từ 5.104 - 3.106 Tùy theo nguồn gốc cây, có những biến thiên đáng chú ý về tỉ lệ hydrocarbon có phân tử khối cao và thấp Người ta tìm thấy lượng hydrocarbon có phân tử khối thấp (nhỏ hơn 25.104) của cây cao su tương đối mềm thì lớn hơn lượng hydrocarbon có phân tử khối thấp của cao su cứng hơn

- Đạm:

Chủ yếu đó là protein hay những chất dẫn xuất từ quá trình dehydrate hóa enzyme Một latex tươi có hàm lượng cao su khô là 40% thì đạm vào khoảng 2%, trong đó protein chiếm từ 1-1,5% Tỉ lệ này thay đổi theo thành phần bách phân của cao su trong latex

Protein bình thường bám vào các hạt tử cao su, toàn bộ giúp cho việc ổn định thể giao trạng, một phần bởi đặc tính điện tích của chúng nhờ các nhóm -COOH và nhóm -NH2 tự do và một phần bởi tính hydrophilie của chúng

Hàm protein trung bình của letex có thể thay đổi lớn theo nhiều yếu tố như tuổi của cây cao su, mùa hay sự chuyển đổi trạng thái sinh lý của cây thiếu nguồn dinh dưỡng hay do cây bị cao mủ với cường độ mạnh

- Lipid:

Trong latex, lipid và dẫn xuất của chúng chiếm khoảng 2%, ta có thể trích ly bằng rượu hay acetone Latex và dẫn xuất của chúng chứa ở latex dưới ba hình thức khác

nhau:

+ Chủ yếu chúng cấu tạo nên các phần tử Frey - Wyssling

+ Chúng tham gia vào thành phần mặt trong của các phần tử cao su

+ Những phần có phân tử khối nhỏ hơn như các acid béo bay hơi hay muối của chúng đều tan hoàn toàn trong serum

Các hợp chất lipid và dẫn xuất của chúng là một yếu tố ảnh hưởng đến tính chất của latex Những chất này là những chất hoạt động bề mặt và chúng tham gia vào tính

ổn định latex tươi hay của latex đã ly tâm

- Khoáng:

Thanh phần khoáng trong latex gồm các nguyên tố sau: K, Mg, P, Ca, Cu, Fe, Mn,

Rb

+ Kalium (K):

Kalium là nguyên tố quan trọng nhất của latex, nó có mặt đến 58% tổng số nguyên

tố được nghiên cứu tới Một lít latex chứa khoảng 1,7g K

Hàm lương kalium trong latex thay đổi theo chu kỳ thực vật cũng như theo hàm lượng serum, tức là tỉ lệ nghịch với hàm lượng cao su của latex

+ Magnesium (Mg):

Magnesium là nguyên tố chiếm tới 24% tổng số các nguyên tố được nghiên cứu Một lít latex chứa khoảng 700mg Mg

Hàm lượng magnesium của latex có thể thay đổi dưới ảnh hưởng của phân kali và phân đồng bón cây

Magnesium ảnh hưởng trực tiếp lên tính ổn định của latex tươi, kể cả latex đã ly tâm

+ Phosphorus (P):

Phosphorus là nguyên tố chiếm tỉ lệ gần bằng tỉ lệ của magnesium, trung bình chiếm khoảng 17% tổng lượng khoáng Một lít latex trung bình chứa khoảng 500mg P Hàm lượng phosphorus có thể tăng lên bởi tác dụng của phân lân

Cũng như đồng, mangan cũng có ái lực với oxygen mạnh gây nên lão hóa cho cao

su Lượng mangan không bao giờ có quá 0,1mg cho mỗi gam chất trích khô

+ Rubidium (Rb):

Trong một lít latex chứa khoảng 70mg Hiện người ta chưa biết rõ nguyên tố này

có chức năng gì về sinh lý của cây [9]

- Tính dẫn điện:

Độ dẫn điện của latex biến đổi nghịch theo hàm lượng cao su Serum là chất ảnh hưởng trực tiếp đến trị số của độ dẫn điện, đặc biệt do các hợp chất ion hóa mà nó chứa [9]

Tính chất thể giao trạng:

- Pha phân tán: serum

Serum của latex có thể tách khỏi cao su hoàn toàn qua máy siêu ly tâm hoặc qua phép lượt cực mịn Trong serum, hàm lượng thể khô chiếm từ 8 - 10% Serum của latex

là một dị chất, nhưng nó ứng với độ phân tán mạnh nhiều hơn độ phân tán của các hạt

tử cao su

- Pha bị phân tán: hạt tử cao su

Các hạt tử cao su có đường kính nhỏ hơn 0,5μm và có chuyển động brown, đó là đặc tính của trạng thái lơ lửng thể giao trạng Các hạt tử cao su được bao bọc bởi một lớp protein, chúng có tính hút nước mạnh giúp cho các hạt tử cao su được bao bọc xung quanh một vỏ phân tử nước chống lại sự va chạm giữa các hạt tử cao su, đây cũng

là một yếu tố ổn định của latex

- Sự đông đặc:

+ Đông đặc tự nhiên:

Latex tươi nếu để ngoài trời sẽ tự nhiên đông đặc lại Người ta thừa nhận hiện tượng này là do các enzyme hay vi khuẩn biến đổi hóa học gây ra Nếu đo pH latex tươi, ta sẽ thấy pH sẽ giảm xuống cho đến khi latex đông đặc

+ Đông đặc bằng acid:

Đông đặc hóa latex bằng acid là một tác dụng chủ yếu biểu hiện qua điện tích bằng cách hạ pH xuống tới một trị số sao cho tính ổn định của thể phân tán không còn nữa Khi ta cho acid vào latex, sự đông đặc sẽ xảy ra nhanh chống Việc thêm acid vào latex đã làm hạ pH và giúp cho latex đạt tới độ đẳng điện, tức là độ mà sức đẩy tỉnh điện không còn nữa và latex sẽ đông đặc lại

+ Đông đặc bằng muối hay chất điện giải:

Khi cho một dung dịch muối vào latex với thể tích tăng dần, latex sẽ bị đông đặc lại khi lượng chất điện giải cho vào vượt trội hơn trị số đông đặc

Cơ chế đông đặc latex bởi chất điện giải như sau: Phần tử thể giao trạng bị khử điện tích do sự hấp thu của ion điện tích trái dấu và sự đông kết tự sinh ra sau sự khử mất điện tích

Trị số đông kết thay đổi tùy theo latex và bản chất của muối, chủ yếu là bản chất của muối cation bởi vì điện tích của các hạt tử cao su latex là âm

Những muối được dùng để đông đặc latex là nitrate calcium, chloride calcium, chloride magnesium, sulfate manesium và sulfate nhôm

+ Đông đặc bằng rượu:

Khi cho vào latex một lượng rượu nhất định, nó sẽ làm đông đặc latex Độ đậm đặc của cao su trong latex ảnh hưởng rất lớn đến tốc độ đông đặc này, độ đậm đặc của cao

su càng cao thì sự đông đặc diễn ra càng nhanh và ngược lại

Trong công nghiệp cao su, người ta thường dùng acetone để đông đặc latex hơn là dùng rượu vì sự đông đặc latex bằng rượu chỉ dùng trong phòng thí nghiệm

+ Đông đặc bằng cách khuấy trộn:

Khi ta khuấy trộn mạnh và kéo dài, latex sẽ bị đông đặc Việc khuấy trộn đã làm cho động năng trung bình của các hạt phân tử cao su tăng lên, khi động năng này đạt tới một trị số đủ để khống chế được lực đẩy điện tử và vô hiệu hóa lớp protein hút nước

Hiện nay người ta dùng phương pháp khuấy trộn cơ học như là một thí nghiệm chứng minh hiện tượng về độ ổn định của latex Phương pháp này được dùng để gia tốc

sự đông đặc latex trong công nghiệp

+ Đông đặc bởi nhiệt:

Latex có thể đông đặc nhờ làm lạnh Khi làm lạnh latex tới -15oC và đưa trở về nhiệt độ bình thường thì nó sẽ đông đặc lại Thực tế phương pháp này hầu như không được sử dụng bởi vì việc làm lạnh phải mất 15 ngày thì sự đông đặc latex mới xảy ra

- Sự bảo quản:

Để bảo quản latex không bị đông đặc trước khi vận chuyển về nhà máy, ta cần cho vào latex các hợp chất kiềm để nâng pH của nó lên, tránh xa điểm đẳng điện của latex Chất được sử dụng thường nhất cho việc bảo quản ngắn hạn này là amoniac, kế đến là sulfite sodium [9]

1.1.3 Phương pháp trồng trọt, chăm sóc, thu hoạch mủ cao su

- Đất trồng cao su:

Cây cao su thích hợp với đất đỏ badan, kế đến là đất xám Đất miền Đông Nam Bộ

và vùng Tây Nguyên có tầng đất mặt khá sâu nên trồng cao su vừa sinh trưởng mạnh vừa cho năng suất cao Do cây cao su không chịu được khí hậu gió lạnh nên nếu đem trồng cao su ở vùng đất quá cao so với mặt nước biển từ 500m trở lên thì kết quả sẽ xấu

đi

- Giống cao su:

Hiện nay, có nhiều giống được chuộng trồng, trong đó có:

RRIM 600: Cây có thân thẳng, tròn, có chân voi, vỏ dày, dễ cạo và sinh trưởng tốt Giống này có xuất xứ từ Malaysia

PB 235: Thường được gọi tắt là giống 235, có thân thẳng, tròn, vỏ dày trung bình,

dễ cạo, sinh trưởng tốt, khai thác sớm Giống này có xuất xứ từ Malaysia

GTL: Cây có thân tròn và thẳng, có chân voi, vỏ dày, sinh trưởng tốt, dễ cạo Giống này có xuất xứ tại Indonesia

- Kỹ thuật trồng cao su:

Trồng cao su vào giữa mùa mưa, lúc này khí trời mát mẻ, đất ẩm ướt, cây bén rễ nhanh, chồi non phát triển mạnh Cụ thể, nên trồng từ tháng 6 đến tháng 9 dương lịch hàng năm

Cây con đem trồng phải cùng lứa tuổi, đồng đều nhau, thu hoạch cùng thời điểm với nhau, tiện cho việc quản lý và chăm sóc

Tiêu chuẩn cây tum 10 tháng tuổi:

- Đường kính của gốc đo từ mặt đất lên 10cm phải đạt 16mm trở lên

- Rễ cái mọc thẳng, độ dài rẽ phải từ 40 - 45cm

Cây tum bứng ra khỏi mương rãnh chưa thể trồng ngay được mà phải qua giai đoạn

xử lý:

- Cắt hết rễ bàng, nhưng phải tránh làm tổn thương đến rễ cái

- Nhúng cây tum vào hỗn hợp bùn sền sệt gồm 2/3 đất bùn, 1/3 phân bò tươi và 4% phân lân

Kiểu hố trồng tốt nhất là kiểu hố vuông, kích thước là: 60cm x 60cm x 60cm Mật độ trồng tốt nhất là cây cách cây 3m, hàng cách hàng 6m

- Chăm sóc vườn cao su:

Trong một hai năm đầu mới trồng, có một số cây bị chết, do đó phải tiến hành trồng dặm Cây trồng dặm phải cùng lứa tuổi với nhau

Trong ba bốn năm đầu, cây còn nhỏ, tán cây ít, do đó phải trồng cây phủ đất để hạn chế cỏ dại và giữ độ ẩm cho đất vào những tháng khô hạn Hiện nay thường trồng cỏ đậu là thích hợp và tốt cho cây cao su nhất

- Thu hoạch mủ:

Thường thì vườn cao su hội đủ tiêu chuẩn đưa vào cạo mủ khi xét thấy trên 50% số cây đạt tiêu chuẩn vành ở mức 50cm, ở vị trí cách chân voi 1m

Các loại mủ thu được gồm:

- Mủ latex: Là mủ cao su nước do những mạch mủ chứa trong lớp da lụa chảy ra,

trong đó chứa khoảng 40% chất cao su, phần còn lại là nước và các chất khác

- Mủ chén: Là lượng mủ tiếp tục chảy vào chén sau khi đã trút mủ latex

- Mủ dây: Là mủ đóng thành sợi, đóng trên miệng cạo từ ngày hôm trước

- Mủ đất: Là mủ chảy rơi rớt ra ngoài và đông đặc ở dưới đất [2]

1.2 Tổng quan các công nghệ chế biến mủ cao su

1.2.1 Công nghệ chế biến cao su tờ

Hình 1.1 Quy trình chế biến cao su tờ (Nguồn: Bộ môn chế biến, Nghiên cứu xử lý nước thải nhà máy sơ chế cao su, Đề tài nghiên cứu khoa học, Viện nghiên cứu cao su Việt Nam, 2001)

- Tiếp nhận mủ nước:

Để giữ cho mủ nước không đông tụ trước khi chế biến người ta cho thêm hóa chất chống đông là amôni (NH3) vào Amôni được dùng dưới dạng dung dịch khoảng 20%, nồng độ amôni tùy thuộc vào loại mủ, mùa khai thác, thời gian cần bảo quản và quy trình chế biến

Mủ nước từ vườn cây được đưa về nhà máy, sau đó cho mủ qua rây lọc để lọc rác,

lá cây, vỏ cây Sau khi lọc xong đưa mủ vào hồ, lấy mẫu xác định hàm lượng cao su

Mủ nước

Pha loãng

Gia công nhiệt Gia công cơ học Đánh đông

Ép bành, đóng gói

khô, xác định pH và tính lượng axit cần thiết để đánh đông

- Pha loãng mủ:

Tiến hành pha loãng mủ bằng cách thêm nước vào Mục đích của việc pha loãng nhằm giảm khả năng tạo bọt của sản phẩm và tạo điều kiện loại bỏ tạp chất Tùy theo quy trình sản xuất mà người ta tiến hành pha loãng đến khi DRC còn khoảng 14 - 25%

và pH giảm xuống còn 4,5 - 5,2 Mủ nước sau khi khuấy trộn để khoảng 20 - 30 phút cho các tạp chất lắng xuống đáy hồ chứa, sau đó xả mủ qua các mương đánh đông

- Đánh đông mủ:

Hóa chất được dùng để đánh đông là CH3COOH với nồng độ 2% và HCOOH với nồng độ 1% Sau đó vớt bọt khí và hạ các tấm chắn xuống, để qua đêm cho mủ đông hoàn toàn

- Gia công cơ học:

Mủ nước sau khi đã đông tụ hoàn toàn được gia công cơ học để tạo tờ Tờ mủ sau khi cán có độ dày khoảng 2,5 - 3mm và được rửa sạch bằng tia nước mạnh hoặc rửa trong hồ để tránh tạo mốc

- Gia công nhiệt:

Tờ mủ sau khi cán được đem treo lên những thanh sào tre để ráo nước trong mát ít nhất là 2 giờ cho đến khi khô ráo nước Sau đó đem mủ vào lò xông, tờ mủ được sấy trong khoảng 3 ngày với nhiệt độ tăng dần từ 40 - 65oC

- Ép bành và đóng gói:

Mủ sau khi đã sấy xong được phân loại từ RSS1 - RSS4, sau đó đóng thành bành 33,33kg cho vào bao PE hàn kín lại, nhập kho và bảo quản ở nhiệt độ khoảng 36oC [11]

1.2.2 Công nghệ chế biến cao su khối

1.2.2.1 Quy trình chế biến cao su khối từ mủ nước

Hình 1.2 Quy trình chế biến cao su khối từ mủ nước (Nguồn: Bộ môn chế biến, Nghiên cứu xử lý nước thải nhà máy sơ chế cao su, Đề tài nghiên cứu khoa học, Viện nghiên cứu cao su Việt Nam, 2001)

- Tiếp nhận mủ nước và pha loãng:

Mủ nước từ vườn cây đưa về được cho vào bể chứa, trộn đều rồi pha loãng và để lắng trong một thời gian

- Đánh đông mủ:

Mủ cao su đã pha loãng sau đó được chuyển sang các mương đánh đông bằng axit formic hoặc axit acetic để đông lại thành khối

- Gia công cơ học:

Sau khi đông tụ, khối cao su được đưa vào công đoạn gia công cơ học bằng máy cán kéo, máy cán crepe và máy cán băm hoặc cắt thành các hạt cốm có kích thước từ 3

- Gia công nhiệt:

Các hạt cốm cao su được xếp vào hộc và đưa vào các máy sấy với nhiệt độ từ 100 -

115oC trong khoảng 2 giờ

- Ép bành và đóng gói:

Cao su sau khi sấy, được ép bành và đóng gói bằng bao PE và đưa vào nhập kho, bảo quản ở nhiệt độ thích hợp [11]

1.2.2.2 Quy trình chế biến cao su khối từ mủ tạp

Hình 1.3 Quy trình chế biến cao su khối từ mủ tạp (Nguồn: Bộ môn chế biến, Nghiên cứu xử lý nước thải nhà máy sơ chế cao su, Đề tài nghiên cứu khoa học, Viện nghiên cứu cao su Việt Nam, 2001)

- Tiếp nhận mủ tạp và ngâm rửa:

Mủ tạp từ vườn cây đưa về được phân loại sau đó cho vào hồ ngâm rửa để loại bỏ các tạp chất Thời gian ngâm mủ tạp tối thiểu là 5 ngày

- Gia công cơ học:

- Gia công nhiệt:

Nhiệt độ sấy là 110oC trong thời gian khoảng 2,5 giờ Dùng quạt làm nguội 10 - 15 phút để khi mủ ra lò có nhiệt độ nhỏ hơn 60oC

- Ép bành và đóng gói:

Mủ được ép thành bành 33,33kg cho vào bao PE hàn kín lại, nhập kho và bảo quản [11]

1.2.3 Công nghệ chế biến mủ cao su ly tâm

Hình 1.4 Quy trình chế biến mủ cao su ly tâm (Nguồn: Bộ môn chế biến, Nghiên cứu xử lý nước thải nhà máy sơ chế cao su, Đề tài nghiên cứu khoa học, Viện nghiên cứu cao su Việt Nam, 2001)

Tiếp nhận mủ tại nhà máy

Ly tâm

Xử lý mủ ngoài vườn cây

Xử lý và bảo quản

mủ sau khi ly tâm

- Xử lý mủ ngoài vườn cây:

Mủ nước dùng để sản xuất mủ ly tâm phải được xử lý amôni ngay ngoài vườn cây Amôni được dùng ở dạng dung dịch và không nhỏ hơn 10% Mủ được lọc qua lưới để loại bỏ tạp chất trước khi cho vào bồn các xe chở mủ

- Tiếp nhận mủ tại nhà máy:

Bồn chứa mủ tại nhà máy càng lớn thì càng đảm bảo tính đồng đều và chất lượng của mủ ly tâm Trên bồn chứa mủ được trang bị máy khuấy đảo với vận tốc khoảng 20 vòng/phút để làm đồng đều mủ và hàm lượng amôni

Sau khi đã khuấy đảo mủ, tiến hành đo các chỉ tiêu hóa lý như: NH3, DRC Sau đó thêm cho đủ amôni đến 0,3% tính theo trọng lượng mủ

- Quá trình ly tâm:

Quá trình ly tâm sẽ tách nước, amôni cùng một số chất khác ra khỏi hỗn hợp latex

để có hàm lượng cao su khô khoảng 60% Ở phần trên của máy ly tâm có hai dòng chảy: Một là mủ cô có hàm lượng cao su khô khoảng 60% và một dòng khác là serum chứa 6 - 7% cao su khô còn gọi là mủ skim

- Xử lý và bảo quản mủ sau khi ly tâm:

Mủ sau khi ly tâm còn gọi là mủ cream có hàm lượng amôni rất thấp nhỏ hơn 0,1% Với hàm lượng amôni trên không thể diệt khuẩn xâm nhập vào mủ ly tâm, do đó ta thêm gas amôni vào đến khi hàm lượng amôni trong mủ ly tâm đạt khoảng 7 - 7,5%

Mủ skim được đưa qua tháp khử NH3, sau đó được cho vào các mương đánh đông Tại đây, thêm H2SO4 với liều lượng khoảng 250kg cho mỗi tấn cao su khô Sau 2 - 3 ngày mủ đông tụ hoàn toàn và được dùng để chế biến cao su khối với chất lượng thấp [11]

1.3 Đặc tính nước thải chế biến mủ cao su

1.3.1 Nguồn gốc chất gây ra ô nhiễm trong nước thải chế biến mủ cao su

1.3.1.1 Chất làm tiêu hao oxi

Chất làm tiêu hao oxi trong nước thải chế biến mủ cao su hầu hết có nguồn gốc từ

mủ nước Trong mủ nước có khoảng 4,3% là các chất hữu cơ không phải là cao su Các chất hữu cơ này chủ yếu là các protein, các hydro cacbon và các chất béo Ngoài ra, amôni và các axit hữu cơ hoặc vô cơ thêm vào trong quá trình bảo quản và chế biến mủ cũng góp phần làm tăng khối lượng các chất làm tiêu hao oxi trong nước thải [1]

1.3.1.2 Chất dinh dưỡng thực vật

Do mủ cao su có chứa protein và do việc sử dụng amôni (NH3) để bảo quản mủ nước trước khi chế biến, chất dinh dưỡng thực vật chủ yếu có mặt trong nước thải chế biến mủ cao su là nitơ Hai dạng chủ yếu của nitơ trong nước thải là amôni và nitơ hữu

cơ [1]

1.3.2 Thành phần nước thải chế biến mủ cao su

Bảng 1.3 Thành phần hóa học của nước thải chế biến mủ cao su

Chỉ tiêu

(mg/l)

Chủng loại sản phẩm Cao su khối từ

1.3.3 Khả năng gây ô nhiễm của nước thải chế biến mủ cao su

Bảng 1.4 Đặc tính ô nhiễm của nước thải chế biến mủ cao su

Chỉ tiêu

(mg/l)

Chủng loại sản phẩm Cao su khối từ

pH cao hơn (pH = 6) và tính axit của nó chủ yếu là do các axit béo bay hơi, kết quả của

sự phân hủy sinh học các lipid và phospholipid xảy ra trong khi tồn trữ nguyên liệu Hơn 90% chất rắn trong nước thải chế biến mủ cao su là chất rắn bay hơi Phần lớn chất rắn này ở dạng hòa tan, còn ở dạng lơ lửng chủ yếu chỉ có những hạt cao su còn sót lại

Hàm lượng nitơ hữu cơ thường không cao lắm và có nguồn gốc từ các protein trong mủ cao su, trong khi hàm lượng nitơ dạng amôni là rất cao do việc sử dụng amôni để chống đông tụ trong quá trình thu hoạch, vận chuyển và tồn trữ mủ cao su, khi có sự phân hủy yếm khí thì gây ra mùi hôi thối, làm tăng độ đục nguồn tiếp nhận Tóm lại, nước thải chế biến mủ cao su có tính chất gây ô nhiễm nặng Những chất

ô nhiễm mà nó chứa thuộc 2 lọai: Chất ô nhiễm hữu cơ và chất dinh dưỡng [1]

1.4 Tổng quan các phương pháp xử lý nước thải chế biến mủ cao su

1.4.1 Phương pháp cơ học

Phương pháp này nhằm loại bỏ tất cả các tạp vật có thể gây ra sự cố trong quá trình vận hành hệ thống xử lý nước thải như làm tắc bơm, đường ống hoặc kênh dẫn Đây là bước quan trọng đảm bảo an toàn cho cả hệ thống

Nước thải chế biến mủ cao su thường có nhiều váng mủ đông tụ, rất dễ gây tắc nghẽn hệ thống, do đó cần phải xử lý sơ bộ trước [5]

1.4.1.1 Song chắn rác

Song chắn rác làm bằng thép không gỉ, sắp xếp cạnh nhau với khoảng cách 60 - 100mm để chắn vật thô và 10 - 25mm để chắn vật nhỏ hơn và được hàn cố định trên khung thép, đặt nghiêng theo dòng chảy 1 góc 60 - 70o

Song chắn rác có tác dụng giữ lại các tạp vật có kích thước thô như rơm rác, váng

mủ cao su Vận tốc dòng chảy thường khoảng 0,8 - 1m/s để tránh lắng cát [4], [6]

1.4.1.3 Bể lắng cát

Dưới tác động của lực trọng trường, các phần tử rắn có tỉ trọng lớn hơn tỉ trọng của nước sẽ được lắng xuống đáy trong quá trình nước thải chuyển động qua bể lắng cát Nước thải chảy vào bể lắng cát theo nhiều cách khác nhau như: Theo tiếp tuyến, theo dòng ngang, theo dòng từ trên xuống và tỏa ra xung quanh Trong các loại bể lắng cát thì bể lắng ngang thường được sử dụng rộng rãi, chúng được thiết kế gồm hai ngăn: Một ngăn cho nước chảy qua, một ngăn cào cát sỏi lắng, hai ngăn này làm việc luân phiên [4]

1.4.1.4 Bể điều hòa lưu lượng

Nước thải chế biến mủ cao su có hàm lượng hữu cơ cao, do đó cần khuấy trộn trước khi đưa vào hệ thống xử lý nhằm hạn chế việc gây mùi, cân bằng nồng độ các chất bẩn và pha loãng các chất độc hại trong thành phần nước thải mủ cao su

Hệ thống sục khí thường là các ống đục lỗ, được đặt ở đáy bể nhằm tăng hiệu quả sục khí [4]

1.4.1.5 Bể lắng

Lắng là phương pháp đơn giản nhất để tách các chất bẩn không tan khỏi nước thải Mỗi hạt rắn không tan trong nước thải khi lắng sẽ chịu tác dụng của hai lực đó là trọng lượng bản thân và lực cản xuất hiện khi hạt rắn chuyển động dưới tác dụng của trọng lượng Mối tương quan giữa hai lực đó quyết định tốc độ lắng của hạt rắn [4]

1.4.1.6 Bể lọc cơ học

Lọc được dùng trong nước thải để tách các tạp chất phân tán nhỏ khỏi nước mà bể lắng không làm được Trong các loại phin lọc thướng có loại phin lọc dùng tấm vật liệu lọc dạng tấm và loại hạt

Chất bẩn và màng sinh học sẽ bám vào bề mặt vật liệu lọc dần dần bít các khe hở của lớp lọc làm cho dòng chảy bị chậm lại hoặc ngừng chảy, do đó phải tiến hành rửa lọc [6]

1.4.2 Phương pháp hóa học và hóa lý

1.4.2.1 Trung hòa nước thải

Nước thải có độ acid cao hay độ kiềm cao không được thải vào môi trường Trong các nhà máy chế biến mủ cao su, nước thải từ sản suất mủ ly tâm có độ pH dao động từ 5,5 - 6,5 nên cần thiết phải trung hòa để tạo pH tối ưu cho quá trình xử lý sinh học tiếp theo

Nước thải chế biến mủ cao su có tính acid, do đó hóa chất để trung hòa là xút hoặc vôi Việc trung hòa nước thải chế biến mủ cao su có thể thực hiện bằng cách trộn lẫn chúng với nước thải chứa kiềm hoặc bổ sung các hóa chất kiềm

Trong quá trình trung hòa, một lượng bùn cặn được tạo thành Lượng bùn này phụ thuộc vào nồng độ và thành phần của nước thải [5]

1.4.2.2 Keo tụ

Trong quá trình lắng cơ học chỉ tách được các hạt chất rắn huyền phù có kích thước

≥ 10μm, những hạt có kích thước nhỏ hơn không thể lắng được

Để các hạt có kích thước nhỏ có thể lắng được, ta bổ sung các hóa chất để kết dính chúng lại thành những hạt có kích thước lớn hơn và có thể lắng được Những chất keo

tụ thường dùng phổ biến là muối sắt và muối nhôm như: Al2(SO4)3.18H2O, NaAlO2,

Fe2(SO4)3.2H2O, FeSO4.7H2O

Để tăng hiệu quả của quá trình keo tụ tạo bông, người ta thường sử dụng các chất trợ keo tụ Việc sử dụng các chất trợ keo tụ cho phép giảm liều lượng chất keo tụ, giảm thời gian keo tụ và tăng tốc độ lắng của các bông keo Các chất trợ keo tụ nguồn gốc thiên nhiên thường dùng là: Tinh bột, dextrin, các este, xenlulozơ [6]

1.4.2.3 Tuyển nổi

Là quá trình tách các hạt rắn trong pha lỏng khi khối lượng riêng của các hạt này nhỏ hơn khối lượng riêng của nước Thực chất đây là quá trình tách bọt hoặc làm đặc bọt

Quá trình tuyển nổi thường được tăng cường bằng cách thổi khí vào nước, các hạt

lơ lửng sẽ lớn dần lên nhờ bám vào bọt khí và nổi nhanh lên phía trên do tỷ trọng của bọt khí và cặn bám lên đó nhỏ hơn tỷ trọng của nước rất nhiều [6]

1.4.2.4 Khử trùng nước thải

Sau xử lý sinh học, phần lớn các vi khuẩn trong nước thải đều bị tiêu diệt Nhưng

để tiêu diệt toàn bộ các vi khuẩn gây bệnh, ta cần dùng thêm những biện pháp khử trùng: Clo hóa, ozon hóa, điện phân, tia cực tím

Hóa chất sử dụng để khử trùng nước thải phải đảm bảo có tính độc đối với các vi sinh vật trong một thời gian nhất định, sau đó phải được phân hủy hoặc bay hơi, không còn dư lượng gây độc cho người và môi trường

Khử trùng nước thải được đặt ở cuối quá trình xử lý nước thải trước khi làm sạch nước triệt để xả vào môi trường [6]

1.4.3 Phương pháp sinh học

1.4.3.1 Phương pháp hiếu khí

- Trong điều kiện tự nhiên:

Ao hồ hiếu khí:

Ao hồ hiếu khí là loại ao nông từ 0,3 - 0,5m có quá trình oxy hóa các chất bẩn hữu

cơ chủ yếu nhờ các vi sinh vật hiếu khí Loại ao hồ này gồm có: Hồ làm thoáng tự nhiên và hồ làm thoáng nhân tạo

- Hồ làm thoáng tự nhiên:

Oxy từ không khí dễ dàng khuếch tán vào lớp nước phía trên và ánh sáng mặt trời chiếu rọi, làm cho tảo phát triển, quang hợp và thải ra oxy Để đảm bảo cho ánh sáng qua nước, chiều sâu của hồ phải nhỏ, thường là 30 - 40cm Do chiều sâu như vậy nên diện tích của hồ càng lớn càng tốt Tải của hồ (BOD) khoảng 250 - 300kg/ha.ngày Thời gian lưu của nước từ 3 - 12 ngày

Do hồ nông, diện tích lớn đảm bảo điều kiện hiếu khí cho toàn bộ nước trong ao (từ mặt nước đến đáy) Nước lưu trong hồ tương đối dài, hiệu quả làm sạch có thể tới 80 - 95% BOD, màu nước có thể chuyển sang màu xanh của tảo

- Trong điều kiện nhân tạo:

Bể phản ứng sinh học hiếu khí - Aeroten:

Bể phản ứng sinh học hiếu khí - aeroten là công trình bê tông cốt thép hình khối chữ nhật hoặc hình tròn Thông dụng nhất hiện nay là các aeroten hình bể khối chữ

nhật Nước chảy qua suốt chiều dài của bể và được sục khí, khuấy đảo nhằm tăng cường lượng oxy hòa tan và tăng cường quá trình oxy hóa chất bẩn hữu cơ có trong nước

Nước thải sau khi đã được xử lý sơ bộ còn chứa phần lớn các chất hữu cơ ở dạng hòa tan cùng các chất lơ lửng đi vào aeroten Các chất lơ lửng này là một số chất rắn và

có thể là các chất hữu cơ chưa phải là dạng hòa tan Các chất lơ lửng làm nơi vi khuẩn bám vào để cư trú, sinh trưởng và phát triển, dần thành các hạt bông cặn Các hạt bông cặn này cũng chính là bùn hoạt tính

Quá trình oxy hóa các chất bẩn hữu cơ xảy ra trong aeroten qua ba giai đoạn:

- Giai đoạn thứ nhất: Tốc độ oxy hóa bằng tốc độ tiêu thụ oxy Ở giai đoạn này, bùn hoạt tính hình thành và phát triển Sau khi vi sinh vật thích nghi với môi trường, chúng sinh trưởng rất mạnh theo cấp số nhân Vì vậy, lượng oxy tiêu thụ càng tăng dần

- Giai đoạn thứ hai: Vi sinh vật phát triển ổn định và tốc độ tiêu thụ oxy cũng ở mức gần như ít thay đổi Chính ở giai đoạn này, các chất bẩn hữu cơ bị phân hủy nhiều nhất

- Giai đoạn thứ ba: Sau một thời gian khá dài, tốc độ oxy hóa cầm chừng và có hướng giảm, lại thấy tốc độ tiêu thụ oxy tăng lên Đây là giai đoạn nitrat hóa các muối amoni

Kết thúc quá trình, cần phải tách bùn, nếu không kịp tách bùn nước sẽ bị ô nhiễm thứ cấp [6]

Mương oxy hóa:

Mương oxi hóa có dạng hình chữ nhật, hình tròn hay elip Đáy và bờ có thể làm bằng bê tông cốt thép hoặc đắp đất có gia cố Chiều sâu từ 0,7 - 1m Tốc độ chuyển động nước trong mương ≥ 0,3 m/s, được khuấy đảo bằng thiết bị cơ học

Mương oxi hóa là một dạng cải tiến của aeroten khuấy trộn hoàn chỉnh làm việc trong điều kiện hiếu khí kéo dài với bùn hoạt tính chuyển động tuần hoàn trong mương Tải trọng của mương tính theo bùn hoạt tính vào khoảng 200g BOD5/kg.ngày Một

phần bùn được khoáng hóa ngay trong mương do đó số lượng bùn giảm 2,8 lần Thời gian xử lý hiếu khí là 1 - 3 ngày [6]

Ao hồ kỵ khí thường dùng để lắng và phân hủy cặn lắng ở vùng đáy Nước thải lưu

ở hồ kỵ khí thường sinh ra mùi hôi, do đó không nên bố trí ao hồ này ở khu vực gần khu dân cư

Cấu tạo của hồ nên có 2 ngăn: 1 ngăn làm việc và 1 ngăn dự phòng khi nạo vét bùn cặn Cửa dẫn nước vào hồ nên đặt chìm nhằm đảm bảo cho việc phân bố cẳn đồng đều trong hồ Cửa xả nước ra khỏi hồ theo kiểu thu nước bề mặt [6]

- Trong điều kiện nhân tạo:

Bể kỵ khí kiểu đệm bùn dòng chảy ngược - UASB:

Được xây dựng bằng gạch hoặc bê tông cốt thép, có nắp kín bằng nhựa, bê tông hoặc kim loại Bể gồm 2 ngăn: Ngăn lắng và ngăn lên men Trong bể diễn ra 2 quá trình: Lọc trong nước thải qua tầng cặn lơ lửng và lên men lượng cặn giữ lại

Nhờ các vi sinh vật có trong bùn hoạt tính mà các chất bẩn trong nước thải đi từ dưới lên, xuyên qua lớp bùn bị phân hủy Trong bể, các vi sinh vật liên kết liên kết nhau lại và hình thành các hạt bùn lớn đủ nặng để không bị rửa trôi ra khỏi thiết bị Bùn được xả ra khỏi bể từ 3 - 5 năm/lần nếu nước thải đưa vào qua bể lắng I, hoặc từ 3

- 6 tháng/lần nếu nước thải đưa vào xử lý trực tiếp [8]

1.4.3.3 Phương pháp hiếu - kỵ khí kết hợp

Ao hồ hiếu - kỵ khí kết hợp:

Loại ao hồ này rất phổ biến trong thực tế, kết hợp hai quá trình song song: Phân hủy hiếu khí các chất hữu cơ hòa tan có đều trong nước và phân hủy kỵ khí cặn lắng ở vùng đáy

Đặc điểm của ao hồ tùy nghi xét theo chiều sâu có 3 vùng: Lớp trên là vùng hiếu khí (vi sinh vật hiếu khí hoạt động), vùng giữa là vùng kỵ khí tùy tiện (vi sinh vật tùy nghi hoạt động), vùng ở đáy sâu là vùng kỵ khí (vi khuẩn lên men metan hoạt động) Trong hồ thường hình thành hai tầng phân cách nhiệt: Tầng nước phía trên có nhiệt

độ cao hơn tầng dưới Tầng trên có tảo phát triển mạnh, tiêu thụ CO2 làm cho pH chuyển sang kiềm Tảo phát triển mạnh thành lớp dày rồi chết và tự phân hủy làm cho nước thiếu oxi hòa tan, ảnh hưởng đến vi sinh vật hiếu khí, còn các vi sinh vật kỵ khí tùy tiện hoạt động mạnh, trong trường hợp này nên khuấy đảo nước hồ để tránh cho hồ

bị quá tải chất hữu cơ [6]

1.5 Tổng quan các công nghệ xử lý nước thải chế biến mủ cao su trong nước và trên thế giới

1.5.1 Công nghệ xử lý nước thải chế biến mủ cao su trên thế giới

1.5.1.1 Những công nghệ đang được áp dụng tại một số nước trên thế giới

Một số nước như Malaysia, Indonesia, Thái Lan đã nghiên cứu và ứng dụng các công nghệ trong xử lý nước thải chế biến mủ cao su Các công nghệ áp dụng này chủ yếu là công nghệ xử lý sinh học, bao gồm:

Hồ kỵ khí có chiều sâu từ 3,5 - 5m, tại trọng 0,15kg BOD/m3/ngày, thời gian lưu nước từ 13 - 15 ngày, hiệu suất xử lý BOD 80% Trên mặt hồ thường xuất hiện lớp váng cao su, do đó cần loại bỏ để tránh gây tắc nghẽn

Sau hồ kỵ khí, nồng độ BOD còn lại khoảng 300 mg/l, tiếp tục xử lý trong hồ tùy nghi Hồ tùy nghi có chiều sâu 1 - 2m thích hợp cho sự phát triển của tảo và vi khuẩn phân hủy chất hữu cơ Hồ tùy nghi có tải trọng hữu cơ 0,03 kg/m3/ngày, thời gian lưu nước từ 20 - 25 ngày, hiệu suất xử lý BOD 45% Lớp váng cao su nổi trên bề mặt phải được loại bỏ thường xuyên để tạo điều kiện cho ánh sáng mặt trời xuyên qua, giúp tảo phát triển

Ưu điểm của hệ thống này là chịu được nồng độ chất hữu cơ gia tăng đột ngột, chi phí thấp Tuy nhiên, hệ thống hồ cần diện tích rộng và phát sinh mùi hôi

- Hệ thống các hồ kỵ khí - thoáng khí:

Công nghệ này áp dụng cho nước thải chế biến mủ tạp, có BOD khoảng 1500 mg/l Nhờ tăng cường oxi nên thời gian xử lý được rút ngắn còn khoảng 4 ngày Sau hồ thoáng khí là các hồ lắng để lắng sinh khối với thời gian lưu nước khoảng 3 ngày

Ưu điểm của hệ thống này là hiệu quả xử lý BOD cao 95 - 98%, tuy nhiên chi phí vận hành cao hơn Hồ thoáng khí có độ sâu khoảng 3m, các chất hữu cơ trong hồ thoáng khí được phân hủy nhờ các hệ vi sinh vật như vi khuẩn, xạ khuẩn, động vật nguyên sinh Sau hồ thoáng khí nồng độ SS > 900 mg/l, do đó cần có các hồ lắng để lắng sinh khối với thời gian lưu nước khoảng 3 ngày

- Hệ thống các hồ làm thoáng:

Hệ thống này có hiệu quả xử lý cao hơn hai hệ thống hồ nêu trên, đặc biệt là N tổng và N-NH3

- Mương oxi hóa:

Mương oxi hóa có quá trình làm thoáng kéo dài và cường độ sục khí cao hơn so với bể thoáng khí thông thường Trong mương oxi hóa có mật độ bùn cao, bùn được tuần hoàn để duy trì mật độ vi sinh vật trong mương oxi hóa, hiệu quả xử lý BOD đạt

khoảng 90 - 96%

Ưu điểm của mương oxi hóa là hoạt động ổn định, ít mùi hôi, kích thước nhỏ hơn

hệ thống các hồ Tuy nhiên, khả năng chịu được nồng độ chất hữu cơ gia tăng đột ngột kém, tiêu hao nhiều năng lượng [11]

N-NH 3 (mg/l)

SS (mg/l) Vào Ra Vào Ra Vào Ra Vào Ra Vào Ra

Điều hòa 4,29 7,61 9356 9120 3314 3304 355 343 423 412 UASB 7,61 6,83 9120 1812 3304 661 343 260 412 289 Lắng 6,83 6,72 1812 1706 661 633 260 256 289 219

Ổn định 6,72 7,52 1706 535 633 138 256 123 219 154 Mương oxi

hóa

7,52 7,21 535 63 138 26 123 11 154 39

(Nguồn: Bộ môn chế biến, Nghiên cứu xử lý nước thải nhà máy sơ chế cao su, 2001)

1.5.2 Công nghệ xử lý nước thải chế biến mủ cao su trong nước

1.5.2.1 Những công nghệ đang được áp dụng tại Việt Nam

Hiện nay hầu hết các nhà máy chế biến mủ cao su tại Việt Nam đều sử dụng phương pháp sinh học hoặc phương pháp kết hợp giữa hóa lý và sinh học để xử lý nước thải

Bảng 1.6 Các công nghệ xử lý nước thải chế biến mủ cao su đang được áp dụng tại

(Nguồn: Bộ môn chế biến, Nghiên cứu xử lý nước thải nhà máy sơ chế cao su, 2001)

Các hệ thống xử lý nước thải trên đều có bể gạn mủ, bể điều hòa lưu lượng nước thải đầu vào

Bể sục khí thường được lắp đặt từ 2 - 6 máy sục khí bề mặt Các máy sục khí này

có thể mắc song song hoặc nối tiếp và vận hành luân phiên nhau Bể sục khí được bố trí ngay sau các hồ kỵ khí

Hồ ổn định gồm có: Hồ kỵ khí, hồ tùy nghi và hồ hiếu khí Chúng được bố trí nối tiếp nhau trong một hệ thống xử lý nước thải hoàn chỉnh

Bể tuyển nổi được đưa vào hệ thống xử lý nước thải nhằm loại bỏ những hạt cao su chưa đông tụ trong nước thải thô Bể tuyển nổi thường được đặt sau một bể gạn sơ bộ,

bể tuyển nổi thường kèm theo thiết bị sục khí, thiết bị gạn và pha trộn hóa chất

Bể kỵ khí UASB được đặt sau bể gạn hay bể tuyển nổi Bể này được chia làm nhiều ngăn, dòng nước đi vào bể từ bên dưới và đi ra khỏi bể ở bên trên bề mặt để duy trì lớp bùn hạt ở trạng thái lơ lửng trong bể

Bể thổi khí thường đặt sau bể UASB, theo sau bể thổi khí thường là bể lắng

Bể luân phiên là một dạng của công nghệ xử lý bùn hoạt tính hiếu khí Các công đoạn xử lý gồm (nạp, sục khí, lắng và xả) đều được thực hiện luân phiên ngay trong một bể

Bể lọc sinh học được đặt sau bể thổi khí và bể lắng nhằm làm sạch nước thải lần cuối [11]

xử lý

Giá trị trung bình Thời gian

lưu nước

Tại trọng (kg COD/

m 3 /ngày)

Hiệu suất

xử lý COD (%)

Hiệu suất

xử lý nitơ tổng (%)

Bể sục khí Thô hoặc đã

xử lý hiếu khí

Bể luân

phiên

Đã xử lý kỵ khí

Bể lọc sinh

học

Đã xử lý hiếu khí

(Nguồn: Bộ môn chế biến, Nghiên cứu xử lý nước thải nhà máy sơ chế cao su, 2001)

1.6 Tình hình sản xuất và tiêu thụ cao su

1.6.1 Trên thế giới

1.6.1.1 Tình hình sản xuất

Hình 1.5 Tỉ trọng sản xuất cao su thiên nhiên phân theo khu vực (Nguồn: Công ty Cổ phần chứng khoán FPT, Báo cáo ngành cao su thiên nhiên năm 2013)

Nhóm các nước sản xuất cao su thiên nhiên lớn nhất thế giới là Thái Lan, Indonesia, Malaysia, Việt Nam chiếm khoảng 82% tổng sản lượng sản xuất của thế giới

Năm 2012, tổng sản lượng cao su thiên nhiên sản xuất đạt 11,4 triệu tấn, tăng 3,97% so với năm 2011 Trong đó, châu Á chiếm ưu thế vượt trội khi chiếm tỉ trọng khoảng 93% tổng sản lượng sản xuất của thế giới, tiếp theo là châu Phi khoảng 4 – 5%, châu Mỹ LaTin khoảng 2,5 – 3% Bốn quốc gia xuất khẩu cao su thiên nhiên lớn nhất thế giới hiện nay là Thái Lan (2,8 triệu tấn), Indonesia (2,45 triệu tấn), Malaysia (1,31 triệu tấn), Việt Nam (1,02 triệu tấn) chiếm khoảng 87% tổng sản lượng xuất khẩu cao

su thiên nhiên của thế giới

Tốc độ tăng trưởng sản lượng bình quân giai đoạn 2000 – 2012 đạt 4,2%/năm Sản lượng năm 2012 đạt 11,41 triệu tấn, tăng 4,6% so với năm 2011 Năng suất từ 2007 đến nay đang sụt giảm từ 1,23 tấn/ha xuống còn 1,14 tấn/ha, đây là mức thấp nhất trong 6 năm qua [14]

1.6.1.2 Tình hình tiêu thụ

Hình 1.6 Tỉ trọng tiêu thụ cao su thiên nhiên phân theo khu vực (Nguồn: Công ty Cổ phần chứng khoán FPT, Báo cáo ngành cao su thiên nhiên năm 2013)

Nhóm các nước tiêu thụ cao su thiên nhiên lớn nhất thế giới là Trung Quốc 33,5%,

Mỹ 9,5%, Ấn Độ 8,7%, Nhật Bản 6,6% Riêng Trung Quốc bình quân 5 năm qua chiếm 32% tổng sản lượng tiêu thụ cao su thiên nhiên và chiếm 25% tổng kim ngạch nhập khẩu cao su thiên nhiên toàn cầu [14]

1.6.2 Tại Việt Nam

1.6.2.1 Vị trí ngành cao su thiên nhiên của Việt Nam

Hình 1.7 Top 5 về sản lượng khai thác (Nguồn: Công ty Cổ phần chứng khoán FPT, Báo cáo ngành cao su thiên nhiên năm 2013)

Tính đến cuối năm 2012, Việt Nam đứng thứ 5 thế giới về sản lượng khai thác cao

su thiên nhiên với tỉ trọng khoảng 7,6% tương đương 863.000 tấn

Hình 1.8 Top 4 về sản lượng xuất khẩu (Nguồn: Công ty Cổ phần chứng khoán FPT, Báo cáo ngành cao su thiên nhiên năm 2013)

Việt Nam đứng thứ 4 về xuất khẩu cao su thiên nhiên trên thế giới, chiếm thị phần khoảng 10,3% tương đương 1,02 triệu tấn

Bảng 1.8 Số liệu thống kê của các nước tính đến cuối năm 2012

Chỉ tiêu Thái Lan Indonesia Malaysia Ấn Độ Việt Nam

trồng cao su, cụ thể năm 2012 diện tích trồng cao su các nước như sau: Thái Lan (2,756 triệu ha), Indonesia (3,456 triệu ha), Trung Quốc (1,07 triệu ha), Malaysia (1,048 triệu ha), Việt Nam (0,91 triệu ha)

Cuối năm 2012, theo thống kê từ Hiệp hội các quốc gia sản xuất cao su thiên nhiên

- ANRPC và tập đoàn Công nghiệp cao su Việt Nam - VRG thì Việt Nam đứng thứ 5 trên thế giới về sản lượng khai thác cao su thiên nhiên với sản lượng đạt 863.600 tấn [14], [15]

1.6.2.2 Quy mô và cơ cấu phân bổ rừng trồng cao su tại Việt Nam

Hình 1.9 Phân bổ rừng cao su tại Việt Nam (Nguồn: Công ty Cổ phần chứng khoán FPT, Báo cáo ngành cao su thiên nhiên năm 2013)

Hiện nay, tổng diện tích quy hoạch để trồng cao su là 910.500 ha, ước tính giai đoạn 2015 - 2020 Việt Nam sẽ đạt mức 1 triệu ha Trong đó, vùng Đông Nam Bộ sẽ đạt 390.000 ha, vùng Tây Nguyên đạt 280.000 ha, vùng Duyên Hải Nam Trung Bộ đạt 40.000 ha, vùng Bắc Trung Bộ đạt 80.000 ha, các tỉnh vùng Tây Bắc đạt 50.000 ha và 200.000 ha tại Lào và Campuchia