nghiên cứu giải pháp xử lý nước thải cho cơ sở chế biến cao su thuộc công ty tnhh thương mại nhật minh, xã lộc thịnh, huyện ngọc lặc, tỉnh thanh hóa

Thanh Hóa là một trong những tỉnh có ngành cao su đã và đang ngày càng phát triển với 05 cơ sở chế biến mủ cao su quy mô công nghiệp, sản lượng mủ khô chế biến được khoảng 18000 tấn/năm;

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

-

TRẦN THỊ THANH HUYỀN

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO CƠ SỞ CHẾ BIẾN CAO SU THUỘC CÔNG TY TNHH THƯƠNG MẠI NHẬT MINH, XÃ LỘC THỊNH, HUYỆN NGỌC LẶC,

TỈNH THANH HÓA

LUẬN VĂN THẠC SĨ

HÀ NỘI - 2015

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

-

TRẦN THỊ THANH HUYỀN

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO CƠ SỞ CHẾ BIẾN CAO SU THUỘC CÔNG TY TNHH THƯƠNG MẠI NHẬT MINH, XÃ LỘC THỊNH, HUYỆN NGỌC LẶC,

TỈNH THANH HÓA

CHUYÊN NGÀNH : KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

MÃ SỐ : 60.44.03.01

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS PHAN TRUNG QUÝ

HÀ NỘI - 2015

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa được sử dụng để bảo vệ một học vị nào./

Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều được chỉ rõ nguồn gốc

Thanh Hóa, ngày tháng năm 2015

Tác giả luận văn

Trần Thị Thanh Huyền

Cảm ơn Ban lãnh đạo và các đồng nghiệp Trung tâm Quan trắc và Bảo

vệ môi trường Thanh Hóa đã tạo điều kiện, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập

Cảm ơn công ty TNHH TM Nhật Minh đã hợp tác, cung cấp số liệu, thông tin cần thiết để tôi thực hiện đề tài này

Cảm ơn gia đình đã luôn động viên, hỗ trợ làm điểm tựa vững chắc cho tôi trong suốt thời gian học tập

Cuối cùng tôi xin cảm ơn các anh, chị, các bạn trong lớp KHMTK22B

đã luôn bên tôi trong 02 năm học vừa qua

Thanh Hóa, ngày tháng năm 2015

Học viên thực hiện

Trần Thị Thanh Huyền

MỤC LỤC

Chương I TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3 1.1 Tổng quan về mủ cao su và tình hình sản xuất mủ cao su 3 1.1.1 Thành phần, tính chất của mủ cao su 3 1.1.2 Tình hình sản xuất cao su tại Việt Nam 6 1.1.3 Tình hình sản xuất cao su ở Thanh Hóa 7 1.2 Công nghệ chế biến mủ cao su 8 1.3 Đặc trưng và tính chất nước thải chế biến cao su 8 1.4 Tổng quan xử lý nước thải cao su 11 1.4.1 Công nghệ xử lý nước thải chế biến cao su 11 1.4.2 Tình hình xử lý nước thải cao su trên thế giới 18 1.4.3 Tình hình xử lý nước thải cao su trong nước 19 Chương II ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP

2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 31 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 31 2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 31 2.2 Nội dung nghiên cứu 31

2.3 Phương pháp nghiên cứu 31 2.3.1 Phương pháp điều tra, thu thập số liệu thứ cấp 31 2.3.2 Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu 32 2.3.3 Phương pháp phân tích và đánh giá chất lượng nước thải 32 2.3.4 Phương pháp xử lý số liệu 33 Chương III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 34 3.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội xã Lộc Thịnh, huyện Ngọc Lặc 34 3.1.1 Điều kiện tự nhiên 34 3.1.2 Điều kiện kinh tế - xã hội xã Lộc Thịnh 36 3.2 Giới thiệu về cơ sở chế biến mủ cao su thuộc công ty TNHH TM

3.2.1 Vị trí và lịch sử hình thành 38 3.2.2 Quy mô, quy trình sản xuất của nhà máy 38 3.3 Tính chất, đặc trưng nước thải, hiện trạng xử lý nước thải của cơ sở 42 3.3.1 Đặc tính nước thải 42 3.3.2 Hiện trạng công nghệ và công trình xử lý nước thải của cơ sở 44 3.4 Đề xuất giải pháp xử lý nước thải cho cơ sở 47 3.4.1 Phân tích lựa chọn quy trình xử lý nước thải cho cơ sở 47 3.4.2 Đề xuất công nghệ xử lý nước thải 52

DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC HÌNH

3.7 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải cho cơ sở chế biến cao su 55

DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

BTNMT : Bộ tài nguyên và môi trường

TPHCM : Thành phố Hồ Chí Minh

TSS : (Total suspended solids) Tổng chất rắn lơ lửng

UASB : Upflow Anaerobic Sludge Blanker (kỵ khí dòng chảy ngược)

XDNTM : Xây dựng nông thôn mới

MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Công nghiệp cao su là một trong những ngành phát triển nhanh theo đà tăng trưởng kinh tế trên toàn quốc Thanh Hóa là một trong những tỉnh có ngành cao su đã và đang ngày càng phát triển với 05 cơ sở chế biến mủ cao su quy mô công nghiệp, sản lượng mủ khô chế biến được khoảng 18000 tấn/năm; kim ngạch xuất khẩu hàng năm đạt trên 22 triệu USD; giải quyết cho hàng ngàn lao động tại các vùng nông thôn trên địa bàn tỉnh (nguồn: Công ty TNHH MTV Cao su Thanh Hóa, 2013) Tuy nhiên bên cạnh những lợi ích về kinh tế, xã hội đó, hoạt động chế biến mủ cao su đang tạo nên nguồn gây ô nhiễm đối với môi trường

Nước thải chế biến cao su có thành phần phức tạp do chứa nhiều hợp chất hữu cơ khó phân hủy sinh học, pH của nước thải khá thấp Một đặc trưng quan trọng của nước thải chế biến cao su là sự phát sinh mùi hôi thối do men phân hủy protein trong môi trường axit (Ngô Kinh Luân, 2013) Bên cạnh đó các cơ sở chế biến mủ cao su trên địa bàn tỉnh Thanh Hóa hầu hết nằm gần khu dân cư tập trung, sông, suối Do đó chất thải từ những cơ sở này đặc biệt

là nước thải là nguồn gây ô nhiễm đáng kể đến môi trường xung quanh

Việc kiểm soát mùi hôi và nước thải cao su trong những năm gần đây đã được các cơ sở sản xuất quan tâm hơn, tuy nhiên những giải pháp áp dụng chỉ mới có tác dụng cục bộ, việc đầu tư những công nghệ lạc hậu, chắp vá làm tăng chi phí sản xuất mà không đem lại hiệu quả cao trong xử lý chất thải, nước thải đều có các chỉ tiêu ô nhiễm vượt quy chuẩn cho phép nhiều lần Môi trường trong và xung quanh khu vực nhà máy vẫn tiếp tục bị ô nhiễm, hôi thối gây bức xúc trong cộng đồng dân cư, làm giảm chất lượng môi trường nói chung Do đó việc đánh giá hiện trạng ô nhiễm môi trường do nước thải chế biến cao su làm cơ sở đề xuất giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi

trường cho các cơ sở này là cần thiết Trên địa bàn tỉnh Thanh Hóa từ trước năm 2013 chưa có công trình nào điều tra khảo sát đánh giá hiện trạng ô nhiễm môi trường do nước thải chế biến mủ cao su để đưa ra giải pháp giảm thiểu ô nhiễm

Từ đó tôi đã lựa chọn đề tài “ Nghiên cứu giải pháp xử lý nước thải cho cơ sở chế biến cao su thuộc công ty TNHH thương mại Nhật Minh, xã Lộc Thịnh, huyện Ngọc Lặc, tỉnh Thanh Hóa”

1.2 Mục đích nghiên cứu

Đánh giá hiện trạng chế biến mủ cao su, thực trạng quản lý, xử lý nước thải sản xuất tại cơ sở chế biến mủ cao thuộc công ty TNHH thương mại Nhật Minh, xã Lộc Thịnh, huyện Ngọc Lặc, tỉnh Thanh Hóa Từ đó đề xuất giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường do nước thải cho cơ sở

1.3 Yêu cầu của đề tài

- Nêu lên được tính chất, đặc trưng của nước thải chế biến cao su nói chung, của cơ sở chế biến mủ cao su thuộc công ty TNHH thương mại Nhật Minh nói riêng

- Làm nổi bật tính cấp thiết cần nghiên cứu, ứng dụng công nghệ mới xử

lý nước thải cho cơ sở

- Hệ thống xử lý nghiên cứu và đề xuất cần tận dụng được tối đa các công trình xử lý hiện có của cơ sở

- Tính toán các thông số công nghệ chủ yếu cho hệ thống xử lý nước thải được đề xuất

Chương I TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Tổng quan về mủ cao su và tình hình sản xuất mủ cao su

1.1.1 Thành phần, tính chất của mủ cao su

Nguyên liệu chính của ngành chế biến cao su là mủ cây cao su (có tên

quốc tế là Hevea brasiliensis) được tìm thấy ở Mỹ, rừng mưa Amazon bởi

Columbus trong khoảng năm 1493 – 1496

1.1.1.1 Thành phần cấu tạo của mủ cao su

Mủ cao su tự nhiên ở trạng thái phân tán nằm lơ lửng trong dung dịch, chủ yếu là hỗn hợp cao phân tử của isopren ( C5H8)n Những polime này có mạch dài và có nhánh ngang làm cầu nối do đó chúng có khả năng đàn hồi rất lớn Ngoài hydrocacbon ra mủ cao su thiên nhiên còn chứa nhiều chất khác như protein, axit béo, dẫn xuất của axit béo, enzym, muối khoáng, tinh dầu, nước Thành phần mủ cao su thay đổi tùy theo điều kiện khí hậu, thời tiết, hiện trạng sống, thời kỳ sinh trưởng của cây (Bùi Quang Cư, 2007)

Các kết quả phân tích thống kê cho thấy thành phần cơ bản của mủ cao

su thiên nhiên như trong bảng sau:

Bảng 1.1: Thành phần, tỷ lệ cơ bản của mủ cao su

1.1.1.2 Tính chất lý hóa của mủ cao su

Trị số pH của latex tươi vừa chảy ra từ cây cao su có pH nhỏ hơn hoặc bằng 7, trị số pH của mủ cao su có ảnh hưởng lớn đến sự ổn định của mủ cao

su Khi pH hạ xuống tới 6 mủ cao su sẽ đông lại, nguyên nhân do hoạt động của vi khuẩn Để tránh đông đặc, trong quá trình bảo quản thường sử dụng amoniac, vừa để nâng chỉ số pH vừa là chất diệt khuẩn và làm cho mủ không

bị ảnh hưởng bởi điểm đẳng điện của nó

- Tính chất keo:

Serum (pha phân tán của mủ cao su) có thể tách ra khỏi mủ cao su bằng cách ly tâm tốc độ cao hoặc dùng màng lọc cực mịn Trong serum, hàm lượng chất khô chiếm 8-10% Serum có hiệu ứng tyndall mãnh liệt nhờ chứa nhiều chất hữu cơ thành dung dịch thể giao trạng Hạt cao su là pha bị phân tán của

mủ cao su, kích thước của hạt cao su không đồng nhất và hơn 90% hạt cao su

có kích thước nhỏ hơn 0,5µm

Điểm đẳng điện của mủ cao su là pH = 4,7, khi ở vùng pH < 4,7 hạt keo cao su mang điện tích âm, khi pH > 4,7 hạt keo cao su mang tích dương Mủ cao su tươi có chỉ số pH ≈ 7,0 các hạt keo cao su đều mang điện tích âm như các trường hợp đa số các dạng nhũ tương thiên nhiên Điện tích cùng dấu âm hoặc dương đẩy nhau làm cho hệ phân tán ổn định trong serum

- Sự đông tụ của mủ cao su: Cao su đông đặc bằng các hình thức đông tụ

tự nhiên, đông tụ bằng axit, đông tụ với muối hoặc chất điện giải, đông tụ bằng cách khuấy trộn và đông tụ bởi nhiệt

+ Đông đặc tự nhiên: Mủ cao su tươi để tự nhiên sẽ đông đặc lại, hiện tượng này là do các enzyme hay vi khuẩn biến đổi hóa học mà gây ra Khi mủ cao su đông đặc, pH của dung dịch giảm xuống Khi giữ cao su ở pH bằng 8

sự đông đặc vẫn còn xảy ra, người ta cho rằng đây là do các lipid phức hợp của mủ cao su, phosphatid, lecithid đều bị dehydrat hóa bởi enzyme, kết quả tạo ra savon không tan thay thế lớp protein của các hạt keo cao su gây ra hiện

tượng đông tụ

+ Đông đặc bằng axit: dùng axit để hạ chỉ số pH của mủ cao su xuống cho đến khi sự ổn định của mủ cao su không còn nữa, mủ cao su sẽ mất ổn định và hạt keo cao su đông tụ lại Khoảng đông tụ của mủ cao su là 3,0˂ pH˂ 6,0 Trong công nghiệp tốt nhất là dùng axit axetic (dùng khoảng 1% so với lượng mủ cao su) vì chúng có giá trị kinh tế và dễ sử dụng

+ Đông tụ với muối hoặc chất điện giải: Cũng như các trạng thái keo khác, khi thêm dung dịch điện giải vào mủ cao su làm thay đổi trạng thái tích điện của chúng và khi điện tích của hạt keo bị mất chúng đông tụ lại Chủ yếu tác dụng của muối là tác động của các cation vì các hạt keo cao su tích điện

âm Khi các cation có điện tích cao sẽ có tác động mạnh hơn đến sự đông tụ cao su so với các cation có điện tích nhỏ

+ Đông tụ bằng cách khuấy trộn: Sự khuấy trộn mạnh kéo dài làm tăng động năng của hạt keo và khi động năng đạt tới giá trị nào đó sẽ thắng được lực đẩy của lớp vỏ điện tích và chúng keo tụ lại Phương pháp khuấy trộn được ứng dụng trong công nghiệp chế biến mủ cao su theo phương pháp CEXCO chế tạo mủ tờ

+ Đông tụ bởi nhiệt: Làm lạnh kéo dài ở nhiệt độ -15oC cũng làm cho

mủ cao su keo tụ Khi đun nóng mủ cao su ở nhiệt độ cao cũng dẫn đến sự keo tụ của mủ cao su

- Cô đặc mủ cao su:

+ Kem hóa: Dùng hóa chất giúp cho mủ cao su tạo kem và loại bỏ sorum Khi cho chất keo tụ kem (gomme adragante, agar-agar, sodium aginate…) với một số chất phụ trợ ammonium oleate, mủ cao su bị phân lớp, phần mủ cô đặc sẽ nổi lên trên, serum nặng hơn ở dưới Loại bỏ phần serum

ta thu được mủ kem có hàm lượng cao su cao hơn mủ cao su chưa tách serum Trong serum chỉ có hàm lượng mủ cao su rất nhỏ khoảng 1% - 2% Phương pháp này có nhiều ưu điểm nhưng nhược điểm của nó là nó dễ làm thay đổi thành phần mủ cao su và phải thử nghiệm chính xác mới có thể xử lý những

loại mủ cao su trái quy tắc

+ Ly tâm: Làm đậm đặc mủ cao su theo phương pháp ly tâm là cách làm phổ biến nhất để thu được mủ cao su đậm đặc Mủ cao su sau khi ly tâm cho sản phẩm cô đặc chứa tới 60%-62% cao su Phương pháp này dựa trên sự khác biệt tỷ trọng giữa cao su và serum Kết quả tách cao su trong phương pháp ly tâm ít hoàn toàn hơn so với phương pháp kem hóa vì thế còn lại trong pha serum lượng cao su từ 5%-10% làm cho serum có màu trắng sữa Do quá trình ly tâm, các hạt cao su trong mủ ly tâm có kích thước lớn hơn các hạt cao

su còn lại trong pha serum Từ phần loại thải của quá trình ly tâm người ta đánh đông và thu được cao su (cao su “skim”), cao su thu được từ nguồn này

có chất lượng kém hơn cao su lấy từ mủ cao su nguyên chất do chứa lượng chất rắn không phải cao su lên tới 25%, trong khi thành phần này trong cao su xông khói RSS chỉ 7%-10% Phương pháp lý tâm để làm đặc mủ cao su là phương pháp chủ yếu để sản xuất mủ cao su thành phẩm hiện nay trong công nghiệp chế biến cao su nhờ tính ổn định của phương pháp và giữ được mủ cao

su có thành phần chất lượng đồng đều Tuy nhiên nước thải của quá trình này còn chứa đến 10% cao su nên phải thu hồi nếu không đây sẽ là nguồn gây ô nhiễm môi trường trầm trọng

1.1.2 Tình hình sản xuất cao su tại Việt Nam

Nhóm nước sản xuất cao su thiên nhiên lớn nhất thế giới là Thái Lan, Indonesia, Maylaysia, Việt Nam (chiếm 82% trong tổng sản lượng sản xuất của thế giới) Việt Nam đứng thứ tư trong số các quốc gia xuất khẩu cao su thiên nhiên lớn nhất thế giới (1,02 triệu tấn), sau Thái Lan, Indonesia, Maylaysia Cao su là một trong ba mặt hàng nông sản xuất khẩu lớn nhất của Việt Nam (Ngô Kinh Luân, 2013)

Tính đến cuối năm 2012 theo thống kê từ hiệp hội các quốc gia trồng cao

su thế giới (ARNPC) và Tập đoàn VRG, Việt Nam đứng thứ 5 thế giới về sản lượng khai thác cao su thiên nhiên với tỷ trọng khoảng 7,6%, tương đương

863.600 tấn và đứng thứ 4 về xuất khẩu cao su thiên nhiên trên toàn thế giới Trước đây, cây cao su phần lớn chỉ được trồng trên vùng đất ở phía Nam, đặc biệt là vùng đất đỏ bazan, nên toàn bộ diện tích trồng cây cao su ở Việt nam chủ yếu có từ tỉnh Quảng Trị trở vào và tập trung ở vùng Đông Nam bộ và Tây nguyên Từ những năm 90 trở lại đây các công ty cao su trong

và ngoài nước đang phát triển trồng cây cao su tại các tỉnh miền núi phía Bắc Hiện tại toàn quốc có khoảng 39 nhà máy chế biến mủ cao su đang họat động, không kể các cơ sở chế biến cao su nhỏ và hợp tác xã Về kinh tế, năm 2012 Việt Nam xuất khẩu 1,02 triệu tấn cao su thiên nhiên, đạt kim ngạch 2,85 tỉ USD tăng 25% về lượng và 11,7% về giá trị Nhập khẩu khoảng 302.000 tấn, giảm 16,6% so với năm 2011 Thị trường nhập khẩu chủ yếu là Campuchia (chiếm 59%) và thị trường xuất khẩu chủ yếu là Trung Quốc (chiếm 40%) Sản lượng xuất khẩu của các doanh nghiệp cao su thiên nhiên niêm yết chiếm

tỉ trọng rất nhỏ so với toàn ngành từ 3% - 4% tương đương 28 - 30 nghìn tấn (Ngô Kinh Luân, 2013)

1.1.3 Tình hình sản xuất cao su ở Thanh Hóa

Cao su được trồng tại Thanh Hóa từ những năm 1960, đến nay cho thấy cây cao su phù hợp về đất đai, thổ nhưỡng tuy nhiên còn nhiều hạn chế, khó khăn do khí hậu khắc nghiệt (gió lào, sương muối) ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng của cây cao su

Tính đến năm 2013, tổng diện tích cao su toàn tỉnh Thanh Hóa đạt 18.296 ha, trong đó cao su tiểu điền là 15.319 ha, đại điền là 2.977 ha, diện tích khai thác là 6.402 ha, sản lượng đạt 5.960 tấn Cây cao su tại Thanh Hóa tập trung chủ yếu tại các huyện miền núi phía Tây như Như Xuân, Ngọc Lặc, Thạch Thành, Cẩm Thủy, Thọ Xuân; năng suất đạt 1,1 tấn mủ khô/ha/năm, thu nhập trung bình ước đạt 50 triệu đồng/ha/năm (Công ty TNHH MTV Cao

su Thanh Hóa, 2013)

Toàn tỉnh hiện có 05 cơ sở chế biến mủ cao su quy mô công nghiệp, bao

gồm:

- Công ty TNHH MTV Cao su Thanh Hóa - huyện Cẩm thủy;

- Công ty TNHH MTV Thống nhất Thanh Hóa - huyện Yên Định;

- Nông trường Lam Sơn Thanh Hóa - huyện Ngọc Lặc;

- Nông trường Quốc Doanh Vân Du Thanh Hóa - huyện Thạch Thành;

- Công ty TNHH thương Mại Nhật Minh - huyện Ngọc Lặc

Do đặc tính cho mủ của cây cao su nên thời gian khai thác mủ tối đa chỉ khoảng 7 tháng/năm, kéo theo đó là hoạt động của các cơ sở chế biến mủ cao

su chỉ tập trung từ tháng 3 đến tháng 10 hàng

1.2 Công nghệ chế biến mủ cao su

Ở Việt Nam hiện tồn tại 3 lọai quy trình công nghệ chế biến mủ cao su đó là: (1) - Quy trình chế biến cao su RSS (Crep) từ mủ nước

(2) - Quy trình chế biến cao su RSS (Crep) từ mủ tận thu, mủ tạp

(3) - Quy trình chế biến mủ kem (latex cô đặc)

Hiện nay trên địa bàn tỉnh Thanh Hóa chỉ áp dụng hai loại dây chuyền công nghệ sản xuất là (1) và (2) ( Nhà máy Xuân Lập – Tổng công ty cao su Đồng Nai, 2009)

1.3 Đặc trưng và tính chất nước thải chế biến cao su

Qua việc phân tích công nghệ chế biến mủ cao su hiện nay cho thấy, đặc thù của ngành công nghiệp chế biến mủ cao su là sử dụng nhiều nước Nước thải có thành phần rất phức tạp, chứa nhiều hợp chất hữu cơ, vô cơ khác nhau nên dễ bị phân hủy và gây nên mùi hôi thối rất khó chịu Nước thải này bao gồm nước rửa, một lượng nhỏ mủ cao su không đông, huyết thanh có chứa một lượng ít protein, cacbonhydrat, lipit, carotenoid và muối Ngoài ra nước thải chế biến cao su còn chứa khoảng 0,1% - 1% lượng mủ cao su chưa đông

tụ (đôi lúc nước thải từ khâu ly tâm còn chứa lượng cao su nhiều hơn nữa) Cao su là chất khó bị phân hủy trong tự nhiên và nó gây ra những rắc rối cho quá trình xử lý nước thải như: đóng vón, gây tắc nghẽn đường ống, kẹt bơm

đóng váng dày trên bề mặt các hồ sinh học xử lý nước thải, đây là vấn đề cần phải giải quyết

Ngoài ra, nước thải từ nhà máy chế biến mủ cao su luôn có hàm lượng rất cao amoni do cần đưa vào để chống đông tụ, bảo quản trong khâu khai thác vận chuyển và lưu trữ Muối ammoni là chất ăn mòn mạnh, các thiết bị bằng kim lọai, thép trong hệ thống xử lý nước thải rất dễ bị rỉ sét và hư hỏng do ăn mòn

Trung bình, để sản xuất cao su theo tiêu chuẩn Việt Nam hoặc Cao su tấm xông khói (RSS) thải ra khoảng 25 m3 nước thải/tấn sản phẩm, sản xuất các loại sản phẩm cao su khác sinh ra khoảng 35 m3 nước thải/tấn sản phẩm, còn sản xuất mủ cao su tự nhiên tập trung sinh ra khoảng 18 m3 nước thải/tấn sản phẩm (Ngô Kinh Luân, 2013)

Bảng 1.2: Đặc trưng chung của nước thải chế biến mủ cao su

STT Chỉ tiêu Đơn

vị

Công đoạn

Cống chung Sản xuất mủ cốm Sản xuất ly

tâm Đánh đông Cán cắt cốm

(Nguồn: Ngô Kinh Luân, 2013 )

Từ Bảng 1.2 có thể thấy hàm lượng COD, BOD5 từ công đoạn đánh đông rất cao, cao hơn nhiều lần nước thải từ công đoạn cán, cắt Sản xuất ly tâm nước thải có hàm lượng COD, BOD5 tương đối cao tuy nhiên làm lượng

NH4 lại thấp hơn công đoạn đánh đông sản xuất mủ cốm Nước thải tại cống chung có hàm lượng COD, BOD5, NH4 khá cao

Bảng 1.3: Đặc trưng nước thải chế biến mủ cao su ở một số nhà máy tại khu vực Đông Nam - Việt Nam

Từ bảng 1.3 nhận thấy hầu hết nước thải sản xuất có hàm lượng các chất

ô nhiễm rất cao vượt nhiều lần quy chuẩn cho phép COD nằm trong khoảng

11935 ÷ 26914; BOD trong khoảng 7590÷13820; TSS trong khoảng 468 ÷ 2220; T-N trong khoảng 450 ÷ 1306; NH3 trong khoảng 285 ÷ 1043

1.4 Tổng quan xử lý nước thải cao su

1.4.1 Công nghệ xử lý nước thải chế biến cao su

Nước thải chế biến mủ cao su chứa nồng độ chất ô nhiễm rất lớn, đòi hỏi công nghệ xử lý qua nhiều bậc Việc áp dụng các công nghệ xử lý ở các nước đều dựa trên đặc điểm, tính chất nước thải, hiệu quả kinh tế, nhu cầu đất đai và năng lượng, kỹ thuật vận hành… Từ những năm cuối thập

kỷ 70 và đầu 80, các nhà khoa học trên thế giới đã nghiên cứu, ứng dụng các công nghệ xử lý nước thải vào thực tế sản xuất Kết quả công nghệ xử

lý bằng hồ sinh học qua nhiều bậc hoặc sử dụng công nghệ kết hợp hóa lý với sinh học để xử lý nước thải coi là phù hợp và được áp dụng tại nhiều nhà máy chế biến cao su (Công ty ứng dụng Kỹ thuật và Sản Xuất – TECAPRO, 2000), cụ thể như:

- Hệ thống bùn hoạt tính (màng biofilm) kết hợp với tháp khử nitơ

- Hệ thống kết hợp xử lý UASB và anoxic - aerotank

1.4.1.1 Hệ thống hồ kị khí - Hồ tùy nghi

Công nghệ này được áp dụng xử lý loại nước thải có nồng độ BOD khoảng 3.000 mg/l thích hợp cho nhà máy sản xuất cao su tờ Phản ứng phân hủy các chất hữu cơ trong hồ kị khí xảy ra qua hai giai đoạn: Giai đoạn 1 (giai đoạn axit hóa): Vi khuẩn phân hủy các chất hữu cơ phức tạp thành axit và các

chất hữu cơ mạch ngắn; Giai đoạn 2: Các sản phẩm là các chất hữu cơ có cấu trúc đơn giản tiếp tục được các vi khuẩn metan phân hủy thành cacbon dioxit

và metan Các hồ kị khí thường có độ sâu từ 3,5m đến 5m, tùy thuộc vào các điều kiện đất đai và chiều sâu của mạch nước ngầm Tải trọng hữu cơ tối đa là 0,15 kg BOD/m3/ngày, thể tích trung bình của hồ khoảng 15.000 m3 Thời gian lưu nước trong hồ từ 13 đến 15 ngày Hiệu quả xử lý BOD đạt 80% Lớp váng tạo trên mặt không ảnh hưởng nhiều đến các hoạt động phân hủy xảy ra trong hồ (Lương Đức Phẩm, 2007)

Hồ tùy nghi có chiều sâu từ 1m đến 2m, thích hợp cho việc phát triển của tảo và các quá trình phân hủy của sinh vật tùy nghi Nitơ trong nước thải khi đó được tảo, thực vật hấp thu tạo thành protein Khi quang hợp tảo hấp thụ khí CO2 hoặc bicacbonat (HCO3-) trong nước và nhả ra khí oxy, pH của nước tăng nhanh, vào thời điểm cuối buổi chiều, pH của hồ có thể đạt trên 10 Nồng độ oxy tan trong nước thường ở mức siêu bão hòa, có thể đạt tới 20mg/l Song song với quá trình quang hợp là quá trình hô hấp (phân hủy chất hữu cơ để tạo ra năng lượng, ngược với quá trình quang hợp) xảy ra Trong khi

hô hấp, tảo thải ra khí CO2, tác nhân làm giảm pH của nước Vào ban đêm hoặc ngày ít nắng, quá trình hô hấp chiếm ưu thế có thể gây thiếu oxy trong nước và làm giảm pH Tải trọng hữu cơ tối ưu đối với hồ tùy nghi là 0,03 kg BOD/m3/ngày Thời gian lưu nước từ 20 đến 25 ngày Thể tích trung bình của

hồ khoảng 1.000m3 Đối với hồ tùy nghi người ta phải thường xuyên vớt lớp váng cho ánh sáng chiếu xuống tạo điều kiện cho tảo phát triển làm tăng nồng độ oxy hòa tan trong nước (Lương Đức Phẩm, 2007)

Ưu điểm của hệ thống hồ kỵ khí, hồ tùy nghi là có khả năng chịu được khi nồng độ chất hữu cơ tăng đột ngột Không tốn chi phí bảo dưỡng Nhược điểm là đòi hỏi phải có diện tích rộng Phát sinh khí mêtan, H2S, mùi hôi, ảnh hưởng tới môi trường xung quanh

1.4.1.2 Hệ thống hồ kị khí - hồ làm thoáng

Công nghệ xử lý theo hệ thống này thường được áp dụng với loại nước thải có nồng độ BOD khoảng 2.000 mg/l, thích hợp cho nhà máy chế biến mủ nước Về cơ bản hoạt động của hệ thống này tương tự như hồ kị khí - hồ tùy nghi, nhưng ưu việt hơn là hồ tùy nghi được thay thế bằng hồ làm thoáng Oxy được cung cấp vào hệ thống bằng các phương tiện cơ giới như thiết bị làm thoáng bề mặt Sự tăng cường oxy, nâng cao hiệu quả xử lý dẫn đến rút ngắn thời gian lưu nước trong hồ Kết quả là kích thước hồ làm thoáng nhỏ hơn hồ tùy nghi Thời gian lưu nước lý tưởng cho hồ làm thoáng là 4 ngày Sau

hồ làm thoáng thường bố trí thêm các hồ lắng, nhằm tạo điều kiện cho chất rắn lắng tụ và quá trình tạo sinh khối Thời gian lưu nước trong hồ lắng khoảng 3 ngày Ưu điểm của hệ thống là hiệu quả xử lý BOD rất cao từ 95% đến 98%, cần ít diện tích đất xử lý so với hệ thống hồ kị khí - hồ tùy nghi Nhược điểm là chi phí vận hành lớn hơn so với hệ thống hồ kị khí - hồ tùy nghi do sử dụng thiết bị làm thoáng tiêu tốn năng lượng (Nguyễn Văn Phước, 2007)

1.4.1.3 Hệ thống hồ làm thoáng

Hệ thống này thích hợp cho xử lý nước thải có nồng độ COD nhỏ hơn 1.000 mg/l Đặc điểm của hồ có độ sâu khoảng 3 m Tỷ lệ chiều dài/chiều rộng tối thiểu là 2:1 Thời gian lưu nước trong hồ là 4 ngày Hồ được cung cấp oxy nhờ các thiết bị làm thoáng bề mặt Chất thải hữu cơ bị phân hủy bởi các vi sinh vật có mặt trong bùn Bùn chứa hệ vi sinh vật phức tạp bao gồm vi khuẩn, xạ khuẩn, vi nấm, động vật nguyên sinh, vi tảo Vai trò cơ bản của các vi sinh vật là làm sạch nước Quá trình sinh học diễn ra trong môi trường hiếu khí là chất hữu cơ hòa tan trong nước thải được các loại vi sinh vật oxy hóa tổng hợp tế bào mới và tạo thành NO3- Nước thải sau hồ làm thoáng có nồng độ chắt rắn lơ lửng lớn khoảng 900mg/l Do đó được tiếp tục xử lý ở

hồ hoàn thiện Thời gian lưu nước trong hồ là 3 ngày Thể tích hồ khoảng

3500 m3 Hiệu quả xử lý loại BOD khoảng 50%, SS 80% Chất lượng nước

thải sau khi xử lý đạt cao hơn hệ thống hồ làm thoáng ở trên (Trịnh Xuân Lai, 2000)

1.4.1.4 Hệ thống mương oxy hóa

Công nghệ này thường áp dụng cho nước thải có nồng độ BOD khoảng 1.500mg/l Thiết bị làm thoáng cung cấp oxy để thực hiện quá trình phân hủy hiếu khí Trong một số trường hợp người ta sục khí nén trực tiếp vào nước thải thay thiết bị làm thoáng Quá trình phân hủy được thực hiện giống như hồ làm thoáng Sự khác biệt là bùn hoạt tính có số lượng và mật độ lớn hơn, nồng độ MLSS lên đến 4.000 mg/l Tỷ lệ F/M dao động trong khoảng 0,05 đến 0,1 Các chất hữu cơ được phân hủy nhanh và cho hiệu suất xử lý cao, chỉ trong một vài giờ tải lượng ô nhiễm hữu cơ có thể giảm xuống từ 60% đến 80% Quá trình vận hành có sự tuần hoàn bùn để duy trì ổn định nồng độ MLSS Hiệu quả quá trình xử lý BOD đạt đến 90% - 96% Bùn thu được sẽ được ép hết nước và sử dụng làm phân bón Ưu điểm của hệ thống là làm việc ổn định Khi vận hành ít mùi hôi Kích thước công trình xử lý nhỏ thích hợp đối với nhà máy gần khu dân cư, những nơi có sự hạn chế về đất đai Nhược điểm là khả năng chịu sự biến đổi đột ngột tải trọng kém và tiêu tốn nhiều năng lượng Chi phí vận hành

và bảo trì lớn (Trịnh Xuân Lai, 2000)

Cơ chế phân giải yếm khí các hợp chất hữu cơ là một quá trình phức tạp gồm các giai đoạn chủ yếu: (Trịnh Xuân Lai, 2000)

- Giai đoạn 1 - Giai đoạn thuỷ phân: Dưới tác dụng của các enzim hyđrolaza do vi sinh vật tiết ra, các hợp chất hữu cơ phức tạp có phân tử lượng lớn như protein, gluxit, lipit,… được phân giải thành các chất hữu cơ đơn giản

có phân tử lượng nhỏ như đường, peptit, glyxerin, axit amin, axit béo…

- Giai đoạn 2 - giai đoạn lên men axit hữu cơ: Các sản phẩm thuỷ phân

sẽ được các vi sinh vật hấp thụ và chuyển hoá, các sản phẩm thuỷ phân sẽ được phân giải yếm khí tiếp tục tạo thành axit hữu cơ phân tử lượng nhỏ như axit propionic, axit butyric, axetic, … các rượu, anđehit, axeton và cả một số axit amin Đặc biệt trong giai đoạn này các axit amin hình thành trong thuỷ phân protein cũng sẽ được khử amin, một phần các amin (- NH2) được vi sinh vật sử dụng cho sinh trưởng và phát triển, phần còn lại trong nước thải được chuyển hoá thành amon NH4+

- Giai đoạn 3 - Giai đoạn lên men tạo axit axetic: Các sản phẩm lên men phân tử lượng lớn như axit béo, axit lactic sẽ được từng bước chuyển hoá đến axit axetic:

3CH3-CHOH-COOH → 2CH3-CH2-COOH + CH3-COOH + CO2 + 2H2O axit lactic axit propionic axit axetic

Các axit béo phân tử lượng lớn được cắt từng bước tại nguyên tử C_β: Rn- CH2- CH2- COOH → Rn-1- COOH + CH3-COOH

axit béo axit béo mạch ngắn hơn axit axetic

Mùi của hỗn hợp lên men rất khó chịu do các sản phẩm trao đổi chất được hình thành đặc biệt từ quá trình phân giải Protein và các axit amin: H2S, Inđol, scatol và mercaptan Trong phân giải yếm khí, dưới tác dụng của các ezim bùn thường có màu đen Quá trình khí hoá dễ làm cho bùn nổi thành màng do khí thoát ra kéo theo sinh khối

- Giai đoạn 4 - Giai đoạn metan hoá: Đây là giai đoạn quan trọng nhất

trong toàn bộ quá trình xử lý yếm khí, nhất là khi xử lý yếm khí thu biogas Hiệu quả xử lý sẽ cao khi các sản phẩm trung gian được khí hoá hoàn toàn Trong giai đoạn này, các sản phẩm chậm hoặc khó phân giải như xenluloza, axit béo phân tử lượng lớn tiếp tục bị phân huỷ và tạo ra rất nhiều khí CO2 và CH4, pH của môi trường tăng và chuyển sang kiềm nhẹ Các ion amin của môi trường tác dụng với CO2 tạo ra muối cacbonat làm cho môi trường có tính đệm

1.4.1.6 Hệ thống bùn hoạt tính (màng biofilm) kết hợp với tháp khử nitơ

Đây là công nghệ cải tiến thích hợp cho các đơn vị chế biến mủ cao su

có diện tích xử lý hạn hẹp Để áp dụng có hiệu quả công nghệ này, nước thải trước tiên được tách tối đa lượng cao su còn lại trong nước thải bằng các biện pháp như: lắng, gạn mủ, tuyển nổi Theo công nghệ này, nước thải chế biến

mủ cao su được thu vào bể gạt mủ, tại đây chất thải sẽ bị xử lý nhờ quá trình trọng lực, các loại mủ sẽ nổi lên và được vớt thủ công ra ngoài Sau đó, nước thải được đưa sang bể điều hòa sau khi qua song chắn rác tinh nhằm giữ lại các hạt cặn có kích thước nhỏ hơn

Sau lắng, gạn, tuyển nổi, nước thải chảy vào bể trung gian rồi được bơm định lượng vào tháp khử Nitơ nhằm giảm bớt lượng Nitơ Từ tháp khử Nitơ, nước thải sẽ được dẫn qua quá trình xử lý sinh học tiếp theo là bể Biochip MBBR Nhân tố quan trọng của quá trình xử lý này là các giá thể động có lớp màng biofilm dính bám trên bề mặt Những giá thể này được thiết kế với bề mặt hiệu dụng lớn để lớp màng biofim dính bám trên bề mặt của giá thể và tạo điều kiện tối

ưu cho hoạt động của vi sinh vật khi những giá thể này lơ lửng trong nước

Nước thải sau khi qua bể MBBR sẽ có nồng độ BOD giảm thất hơn 500 mg/l đảm bảo an toàn và ổn định khi vào mương oxy hóa Tại đây, các chất hữu cơ còn lại trong nước thải sẽ được xử lý triệt để Máy khuấy trộn được vận hành liên tục nhằm cung cấp oxy cho vi sinh vật hiếu khí hoạt động

Nước thải sau khi ra khỏi mương oxy hóa sẽ chảy qua bể lắng Tại đây, xảy ra quá trình lắng tách pha và giữ lại phần bùn (vi sinh vật) Phần bùn sau khi lắng được bơm tuần hoàn về mương oxy hóa nhằm duy trì nồng độ vi sinh vật hoạt động

Phần nước trong sau khi qua bể lắng sẽ chảy qua bể khử trùng, hóa chất khử trùng (dung dịch Chlorine) được bơm hóa chất bơm đồng thời vào bể để

xử lý triệt để các vi trùng gây bệnh như E.Coli, Coliform… Nước thải sau khi qua bể khử trùng đạt quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp chế biến cao su thiên nhiên QCVN 01:2008/BTNMT, cột B và được xả ra nguồn tiếp nhận

Công nghệ này có khả năng làm giảm khoảng 98% nồng độ BOD trong

nước thải cao su Nhược điểm của hệ thống này là tốn năng lượng và chi phí đầu tư, bảo dưỡng, vận hành lớn; đòi hỏi kỹ thuật vận hành cao

1.4.1.7 Hệ thống kết hợp xử lý UASB và anoxic - aerotank

Công nghệ này thường áp dụng đối với nước thải có nồng độ COD cao khoảng 15.000 đến 18.000 mg/l, nitơ cao; thích hợp cho các đơn vị chế biến

mủ cao su có lưu lượng nước thải lớn nhưng diện tích xử lý lại hạn chế Cũng giống như đối với hệ thống trên nước thải trước tiên được thu hồi mủ và giảm tối đa và chi phí vận hành hệ thống xử lý nước thải Theo công nghệ này, nước thải chế biến mủ cao su được xử lý theo các bước sau:

- Mương thu nước thải mủ cao su - Bể chứa;

dụng đất Nhược điểm là tốn năng lượng và chi phí đầu tư, bảo dưỡng, vận hành lớn; vận hành phức tạp

1.4.2 Tình hình xử lý nước thải cao su trên thế giới

Trên thế giới đối với các nước sản xuất cao su nhiều như Malaysia, Indonesia, họ có các giải pháp rất đặc thù Các nhà máy chế biến mủ cao su thường được xây dựng ngay trong vùng đồn điền cao su và được xây dựng tại những vị trí cách xa khu dân cư Do mặt bằng rộng nằm giữa rừng cao su, xa khu dân cư nên họ thường sử dụng phương pháp phân hủy nước thải bằng công nghệ hồ sinh học kỵ khí hiếu khí và hồ xử lý sinh học tùy tiện (facultative) Công nghệ xử lý này sinh ra mùi hôi trong khu vực hồ xử lý sinh học nhưng nằm giữa rừng cao su nên được cách ly tốt và không ảnh hưởng đến khu dân cư Nước thải sau khi được xử lý sơ bộ và giảm thiểu các chất hữu cơ dễ gây thối được thải ra môi trường hoặc tái sử dụng làm nước tưới cho các rừng cao su, do trong nước thải còn chứa nhiều nguyên tố vi lượng,

và các chất dinh dưỡng có ích cho cây cao su

Bảng 1.4 Hệ thống xử lý nước thải của các nước trong khu vực

STT Tên nhà máy Chủng loại sơ chế (Tấn/ngày) Công suất Hệ thống xử lý nước thải

A Malaysia

1 Mardec Mendakale Mủ ly tâm 12000 Kỵ khí – Sục khí dùng biotin

2 Trophical prodce Mủ khối tạp 12000 Sục khí bằng máy thổi khí

ngầm qua các vòi thổi khí

3 Lee Rubber Mủ ly tâm 13000 Hồ kỵ khí – Hồ sục khí

4 Chip Lam seng tâm/skim Mủ ly 36000 Kỵ khí - UASB

5 Kotatrading Mủ ly tâm 24000 Mương oxi hóa

6 Titilex Mủ ly tâm 12000 Hồ sục khí – hồ tùy nghi

B Indonesia

1 Membang Muda Mủ ly tâm 12000 Hồ sục khí – hồ tùy nghi

2 Gunung Para Mủ tờ và mủ khối 25000 Hồ kỵ khí – Hồ sục khí

3 Rambiman Mủ ly tâm 12000 Hồ sục khí – hồ tùy nghi

(Viện Công nghệ hóa học, 2007)

Đối với những nhà máy nằm gần khu dân cư chất thải được xử lý triệt để đạt tiêu chuẩn thải ra ngoài qua các qui trình công nghệ xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn Thông thường trong hệ thống xử lý nước thải bao giờ cũng có các hệ thống tách mủ dư trong nước thải thông qua các kỹ thuật tuyển nổi có các chất trợ tuyển hoặc các thiết bị bẫy mủ cao su lơ lửng trong nước thải (rubber trap) Kết hợp thiết bị phân hủy hiếu khí và yếm khí được ứng dụng để sản xuất ra khí biogas từ nước thải chế biến mủ cao su Công nghệ này đã được thương mại hóa ở Philipin, Hồng Kông và Singapore Bên cạnh đó, 32 nhà máy ở Thái Lan cũng sinh ra được 254 triệu m3 khí metan hang năm từ chất thải rắn và nước thải Nhìn chung, các quá trình xử lý sinh học như hồ kỵ khí tùy tiện, hồ kỵ khí kiêm hiếu khí, hồ hiếu khí và mương oxi hóa có nhược điểm chính là yêu cầu diện tích đất đai lớn, tiêu tốn năng lượng cho việc làm thoáng khí và thời gian xử lý dài, vấn đề về mùi, chi phí vận hành và chi phí bảo dưỡng

Để khắc phục những nhược điểm trên, hiện nay công nghệ màng sinh học; công nghệ kết hợp UASB với anoxic – arotenk… đang được nghiên cứu để xử

lý nước thải chế biến mủ cao su Công nghệ này có nhiều lợi ích như yêu cầu không gian bé, có khả năng chịu tải cao; các hợp chất hữu cơ và chất rắn loại bỏ tốt, giúp cho đảm bảo tăng cường quá trình phân hủy sinh học Tuy nhiên giá thành xử lý lớn, vận hành phúc tạp đang là rào cản của công nghệ này

1.4.3 Tình hình xử lý nước thải cao su trong nước

Ở trong nước từ ngày luật môi trường được ban hành, các công ty cao su

đã chú ý đến việc xử lý nước thải để bảo đảm cho môi trường sống và sản xuất ngay chính công ty mình, tuy nhiên các hệ thống xử lý nước thải chưa đem lại kết quả mong muốn

Việt nam hiện có khoảng 2/3 các cơ sở đang hoạt động đã xây dựng hệ thống xử lý nước thải Trong đó chỉ một số ít đang vận hành, một số khác hư hỏng và có một số hệ thống xử lý xây dựng trước đây đã hư hỏng nặng không sữa chữa được, một số hệ thống đang bị quá tải do mở rộng sản xuất của nhà máy (Công ty ứng dụng Kỹ thuật và sản xuất – TECAPRO, 2000)

Công nghệ xử lý áp dụng hầu hết là sử dụng phương pháp sinh học hoặc

sử dụng phương pháp kết hợp hóa lí với sinh học để xử lí nước thải Những công trình xử lí nước thải đang được áp dụng trong ngành chế biến cao su của Việt Nam được trình bày trong Bảng 1.5:

Bảng 1.5: Lượng nước thải và quy trình công nghệ xử lý ở một số nhà

máy chế biến mủ cao su trong nước

STT Nhà máy Công ty

Lưu lượng nước thải

(m3/ngày)

Quy trình công nghệ

Nước thải

mủ cao su tập trung

Nước thải khác (mủ cao su tạp)

Công ty TNHH MTV Cao su Lộc Ninh

UASB – hiếu khí – lắng và lọc

Công ty TNHH MTV Cao su Bình Long

mương oxi hóa – lắng và lọc

Hiệu suất xử lý của các công trình xử lí nước thải đang được áp dụng được tổng hợp ở Bảng 1.6 và 1.7:

Bảng 1.6: Hiệu suất xử lí của các công nghệ xử lí đang được ứng dụng

Công nghệ

Loại nước thải cao

su được

xử lí

Giá trị trung bình Thời gian

(Nguồn: CT ứng dụng kỹ thuật và sản xuất–TECAPRO 2000)

Bảng 1.7: Hiệu quả của các công nghệ xử lý nước thải tại các nhà máy chế biến cao su ở Việt Nam

* Nhận xét:

Từ bảng 1.6 có thể nhận thấy công nghệ tuyển nổi và công nghệ xử lý qua bể xử lý luân phiên hiệu suất xử lý COD, nito rất thấp Đối với công nghệ sục khí hiệu quả xử lý COD và nito cao hơn nhưng cũng chỉ đạt ở mức 50% Riêng công nghệ kỵ khí UASB đạt hiệu suất xử lý COD tương đối cao (70%) tuy lại gần như không xử lý được nito

Theo bảng 1.7 có thể thấy tất cả các chỉ tiêu trong nước thải đều vượt tiêu chuẩn thải QCVN 01:2008/BTNMT, cột A Khi so sánh với cột B của Quy chuẩn cho thấy các chỉ tiêu COD, BOD5, TSS, T-N của một số nhà máy vượt tiêu chuẩn thải nhưng không nhiều

Nói chung các hệ thống xử lý nước thải đã góp phần không nhỏ vào việc cải thiện môi trường sống cho các vùng dân cư quanh nhà máy Tuy nhiên, rất nhiều hạn chế còn tồn tại, như:

- Các nhà máy chế biến mủ cao su trong nước thường nằm trong khu dân

cư hoặc gần khu dân cư, do đó họat động của nhà máy ảnh hưởng nhiều đến môi trường sống của người dân

- Một vấn đề cũng quan trọng cho các hệ thống xử lý nước thải ngành chế biến mủ cao su là trong 1 năm các cơ sở chế biến mủ thường nghỉ 3 – 5 tháng không sản xuất Trong thời gian nghỉ kéo dài, hệ thống xử lý không được duy trì hoạt động dẫn đến quần thể vi sinh vật trong hệ thống xử bị chết gây khó khăn trong việc vận hành lại hệ thống khi tới mùa kế tiếp

- Khó khăn nhất trong việc xử lý nước thải chế biến mủ cao su là hiệu quả công nghệ còn thấp Ví dụ như quy trình lắng gạn truyền thống thường xuyên bị quá tải, vì vậy nồng độ hạt cao su không đông trong nước thải còn rất cao, gây khó khăn cho các khâu xử lý tiếp theo Hơn nữa, các công nghệ bao gồm UASB, bùn hạt tính, mương oxi hóa… không đủ khả năng loại bỏ hoàn toàn các chất ô nhiễm có chứa nitơ

- Công xuất xử lý thực tế của nước thải chế biến mủ cao su ở hầu hết các nhà máy đều vượt quá so với công suất thiết kế ban đầu Vì vậy, giai đoạn

khởi động kéo dài hơn và nước sau xử lý không đạt quy chuẩn việt nam QCVN 01:2008/BTNMT, cột A

1.4.4 Tình hình xử lý nước thải cao su trên địa bàn tỉnh Thanh Hóa

1.4.4.1 Hiện trạng sử dụng nước và lưu lượng nước thải

Theo kết quả điều tra thực tế của tại 04 cơ sở chế biến mủ cao su trên địa bàn tỉnh cho thấy cả 04 cơ sở đều sử dụng nước giếng khoan cho sản xuất Giếng khoan nhìn chung đều có đường kính nhỏ từ 35 - 50 mm và được xây dựng ngay tại khu sản xuất; chiều sâu các giếng khoan từ 20 - 40 m Lưu lượng nước sử dụng và lưu lượng nước thải được thống kê trong Bảng 1.9

Bảng 1.8: Lưu lượng nước thải tại các cơ sở chế biến mủ cao su

TT Địa điểm

Công suất (tấn/năm)

Nguồn nước

sử dụng

Lượng nước

sử dụng (m 3 /ngày.đêm)

Lưu lượng nước thải (m 3 /ngày.đêm)

1 Công ty TNHH MTV

Cao su Thanh Hóa 4.200

Giếng khoan 325 320

3 Nông trường Lam

Sơn Thanh Hóa 1.200

Giếng khoan 248 240

1.4.4.2 Hiện trạng các công trình xử lý nước thải

Hiện nay 04/04 cơ sở chế biến mủ cao su quy mô công nghiệp trên địa

bàn tỉnh Thanh Hóa đã đầu tư xây dựng hệ thống xử lý nước thải Công nghệ

xử lý được sử dụng đơn giản theo phương pháp truyền thống, chủ yếu là xử lý sinh học bằng các quá trình tự nhiên, kết hợp sử dụng thực vật (bèo tây, cỏ) trong việc làm sạch nước thải tại các hồ ổn định Đây cũng là công nghệ hiện đang được nhiều nhà máy, cơ sở chế biến mủ cao su trên cả nước áp dụng Một vấn đề cũng quan trọng cho các hệ thống xử lý nước thải này là trong một năm các cơ sở chế biến mủ thường chỉ hoạt động từ tháng 3 đến tháng 10 Trong thời gian nghỉ, các hệ thống này hoàn toàn dừng hoạt động,

hệ vi sinh vật trong hệ thống xử bị chết gây rất nhiều khó khăn trong việc khởi tạo lại hệ thống khi bắt đầu mùa vụ mới

Bể gạn

mủ

Mương oxi hóa

- Công nghệ xử lý 3

Hình 1.3 Công nghệ xử lý nước thải bằng phương pháp kỵ khí kết hợp bãi

lọc sinh học và hồ tùy nghi

Đối với công nghệ 1 hiện đang được áp dụng tại các Nhà máy chế biến

cao su thuộc Nông trường Lam Sơn Thanh Hóa – huyện Ngọc Lặc; Nông trường Quốc Doanh Vân Du Thanh Hóa – huyện Thạch Thành

Đối với công nghệ 2 hiện đang được áp dụng tại Nhà máy chế biến cao

su thuộc Công ty TNHH MTV Cao Su Thanh Hóa – huyện Cẩm Thủy

Đối với công nghệ 3 hiện đang được áp dụng tại Nhà máy chế biến cao

su thuộc Công ty TNHH MTV Thống nhất Thanh Hóa – huyện Yên Định Nhình chung các công nghệ nêu trên có ưu điểm là đơn giản, gọn, dễ lắp đặt và thi công, có tính linh động cao, không tốn nhiều diện tích, phù hợp quy

mô, cảnh quan và quỹ đất của các đơn vị

1.4.4.3 Hiện trạng chất lượng nước thải

Kết quả chất lượng nước thải của các cơ sở chế biến mủ cao su quy mô công nghiệp trên địa bàn tỉnh Thanh Hóa được thể hiện trong các bảng sau:

Bể lắng Nước

Bảng 1.9: Thành phần ô nhiễm trong nước thải nhà máy chế biến cao

su thuộc Công ty TNHH MTV Cao Su Thanh Hóa

01:2008/BTNMT CS-NT1 CS-NT2 CS-NT3 C (cột B) Cmax

(Viện KH và CNMT, Đại học Bách khoa Hà Nội , 2013)

Bảng 1.10: Thành phần ô nhiễm trong nước thải nhà máy chế biến cao

su thuộc Công ty TNHH MTV Thống Nhất Thanh Hóa

01:2008/BTNMT TN-NT1 TN-NT2 TN-NT3 C (cột B) Cmax

Bảng 1.11: Thành phần ô nhiễm trong nước thải nhà máy chế biến cao

su thuộc Nông trường Lam Sơn Thanh Hóa

01:2008/BTNMT LS-NT1 LS-NT2 LS-NT3 C (cột B) Cmax

(Viện KH và CNMT, Đại học Bách khoa Hà Nội , 2013)

Bảng 1.12: Thành phần ô nhiễm trong nước thải nhà máy chế biến cao

su thuộc Nông trường Quốc Doanh Vân Du – Thạch Thành

01:2008/BTNMT VD-NT1 VD-NT2 VD-NT3 C (cột B) Cmax

- QCVN 01:2008/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về nước thải công nghiệp chế biến cao su thiên nhiên; Cột B quy định giá trị C của các thông số làm cơ sở tính toán giá trị tối đa cho phép trong nước thải của cơ sở chế biến cao su thiên nhiên khi thải vào các nguồn nước được dùng cho mục đích khác

- (*) QCVN 40: 2011/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp

Cmax là nồng độ tối đa cho phép của chất ô nhiễm trong nước thải của

cơ sở sản xuất công nghiệp (mg/l) Cmax được tính như sau: Cmax = C ×Kq

- Vị trí lấy mẫu:

+ CS-NT1: Nước thải tại bể đông tụ phân xưởng sản xuất cao su mủ tờ + CS-NT2: Nước thải sau tổ hợp sau hệ thống bể đông cao su mủ tờ + CS-NT3: Nước thải sau hệ thống xử lý (tại hồ chứa nước thải sau xử lý) + NT-NT1: Nước thải tại bể đông mủ cốm (Lấy tại 4 rãnh đông mủ đầu tiên) + TN-NT2: Nước thải tại hố gas thu mủ cặn

+ TN-NT3: Nước thải sau hệ thống xử lý tập trung

+ LS-NT1: Nước thải tại bể đông phân xưởng sản xuất cao su mủ cốm + LS-NT2: Nước thải sau tổ hợp sau hệ thống bể đông cao su mủ cốm + LS-NT3: Nước thải sau hệ thống xử lý (tại ao chứa nước thải sau xử lý) + VD-NT1: Nước thải đầu vào tại xưởng sơ chế cao su

+ VD-NT2: Nước thải tại hố ga tổ xưởng sơ chế cao su

+ VD-NT3: Nước thải tại hố ga chứa nước thải sau xử lý

* Đánh giá chung

Từ bảng 1.9 đến bảng 1.12 có thể nhận thấy nước thải sau xử lý ở tất cả

cả các công ty đều cao hơn nhiều lần tiêu chuẩn quy định được phép xả thải Thành phần gây ô nhiễm chủ yếu tại công đoạn đánh đông, tại công đoạn này nước thải ra có thành phần các chất ô nhiễm rất cao đặc biệt là COD và BOD Quan sát thấy nước thải đục có màu nâu, đen, lợn cợn váng, bốc mùi hôi thối nồng nặc Tại các nguồn tiếp nhận nước thải, do quá trình lên men yếm khí sinh ra các mùi hôi lan tỏa ra xung quanh

Chương II ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG

VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu

Nước thải chế biến mủ cao su thuộc cơ sở chế biến mủ cao su có quy mô công nghiệp thuộc công ty TNHH thương mại Nhật Minh, xã Lộc Thịnh, huyện Ngọc Lặc, tỉnh Thanh Hóa

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu

Cơ sở chế biến mủ cao su có quy mô công nghiệp thuộc công ty TNHH thương mại Nhật Minh, xã Lộc Thịnh, huyện Ngọc Lặc, tỉnh Thanh Hóa

2.2 Nội dung nghiên cứu

- Điều kiện kinh tế - xã hội xã Lộc Thịnh huyện Ngọc Lặc, tỉnh Thanh Hóa;

- Đánh giá hiện trạng chất lượng môi trường (môi trường nước thải) tại

cơ sở chế biến mủ cao su thuộc công ty TNHH thương mại Nhật Minh, xã Lộc Thịnh, huyện Ngọc Lặc, tỉnh Thanh Hóa;

- Hiện trạng quản lý và xử lý chất thải tại cơ sở chế biến mủ cao su thuộc công

ty TNHH thương mại Nhật Minh, xã Lộc Thịnh, huyện Ngọc Lặc, tỉnh Thanh Hóa;

- Đề xuất giải pháp xử lý nước thải cho cơ sở chế biến mủ cao su thuộc công

ty TNHH thương mại Nhật Minh, xã Lộc Thịnh, huyện Ngọc Lặc, tỉnh Thanh Hóa

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Phương pháp điều tra, thu thập số liệu thứ cấp

- Điều tra, thu thập thông tin bằng cách phỏng vấn trực tiếp lãnh đạo, người lao động về các thông tin sau:

+ Thông tin chung về cơ sở sản xuất: năm thành lập, sản phẩm của cơ sở, công suất hoạt động, công nghệ sản xuất, số lượng công nhân, thời gian sản xuất trong năm;