Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cao su thiên nhiên công suất 2000m3 ngày

Vì yêu cầu của môn học phải đề xuất được phương án xử lý nước thải của một ngành công nghiệp bất kì. Qua quá trình tìm hiểu thông tin cũng như ngoài thực tế, em nhận thấy rằng ngành công nghiệp chế biến mủ cao su đang có bước tiến trong những năm gần đây do nhu cầu tiêu thụ trong và ngoài nước. Nước thải sản xuất mủ cao su chứa hàm lượng các chất hữu cơ khá cao. Các chỉ tiêu cơ bản chỉ thị ô nhiễm hữu cơ: COD, BOD, SS, NNO3, NNH4, NHữu cơ, PPO4, ,…

KHOA MÔI TRƯỜNG

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

ĐỒ ÁN NƯỚC THẢI

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO NHÀ MÁY CHẾ BIẾN CAO

SVTH:

GVHD:

TP.HCM, 6/2016

LỜI NÓI ĐẦU

do nhu cầu tiêu thụ trong và ngoài nước

Nước thải sản xuất mủ cao su chứa hàm lượng các chất hữu cơ khá cao Cácchỉ tiêu cơ bản chỉ thị ô nhiễm hữu cơ: COD, BOD, SS, N-NO3, N-NH4, N-Hữu cơ,P-PO4, ,…

Hàm lượng chất hữu cơ vượt quá cao so với tiêu chuẩn cho phép

Hiện nay, các công nghệ xử lý chưa hiệu quả Do vậy, cần thiết phải xác định công nghệ xử lý đảm bảo hiệu quả về môi trường và đáp ứng về mặt kinh tế, phù hợp với điều kiện các cơ sở sản xuất trong nước

2 Mục tiêu của đồ án

 Giải quyết được yêu cầu của môn học

 Trang bị thêm những kiến thức về chuyên môn để phục vụ cho công việc saukhi ra trường

 Nâng cao khả năng tính toán cũng như các kỹ năng chuyên ngành (Đọc, vẽ,hiểu các bản vẽ kỹ thuật)

 Đề xuất được công nghệ phù hợp cho xử lý nước thải ngành chế biến mủ cao su

3 Nội dung của đồ án

 Tổng quan về ngành công nghiệp sản xuất, chế biến mủ cao su và nước thải củangành công nghiệp đó

 Đề xuất công nghệ xử lý phù hợp và áp dụng triển khai thực tế

 Thiết kế và tính toán các hạng mục công trình đơn vị

để em có thể hoàn thành tốt phần đồ án cho môn học này.

Các thầy cô trong khoa môi trường đã cung cấp cho em những kiến thức quýgiá và quan trọng trong suốt quá trình học để hôm nay em có thể hoàn thành tốt đề tài

đồ án này

Xin cảm ơn các bạn trong lớp 04 LTĐH-MT và các bạn của em trong trườngĐHTNMT Tp.HCM đã động viên, giúp đỡ và đóng góp ý kiến cho em hoàn thành tốthơn đề tài này

Mặc dù đã rất cố gắng, nhưng chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót, rấtmong nhận dược sự góp ý của thầy cô và các bạn về đề tài này

Một lần nữa em xin chân thành cám ơn

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

TP.HCM, ngày tháng 07 năm 2016

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

TP.HCM, ngày tháng 07 năm 2016

MỤC LỤC

1.1.TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP CHẾ BIẾN CAO SU 6

1.1.1 Thành phần cấu tạo của mủ cao su 6

1.1.2 Quy trình sơ chế mủ cao su 8

1.2 NGUỒN GỐC THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI NGÀNH CHẾ BIẾN MỦ CAO SU 11

1.2.1 Nguồn gốc nước thải mủ cao su 12

1.2.2 Tính chất nước thải cao su 13

1.3 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN MỦ CAO SU 15

1.3.1.Các phương pháp xử lý vật lý 15

1.3.2.Các phương pháp xử lý hóa học 17

1.3.3.Các phương pháp sinh lý học 21

1.4 GIỚI THIỆU CÁC SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ CỦA NƯỚC NGOÀI VÀ TRONG NƯỚC 25

1.4.1 Các công nghệ xử lý nước thải chế biến mủ cao su ở nước ngoài 25

1.4.2 Công nghệ xử lý nước thải cao su trong nước 28

CHƯƠNG 2: ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO NHÀ MÁY CHẾ BIẾN CAO SU THIÊN NHIÊN 30

2.1 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ 30

2.1.1.Nguyên tắc lựa chọn công nghệ xử lý 30

2.1.2.Phương án 1 32

2.1.2.Phương án 2 34

2.2 ĐÁNH GIÁ VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN 36

2.2.1 Đánh giá 2 phương án 36

2.2.2 Lựa chọn phương án xử lí 43

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CAO SU 45

3.1 SONG CHẮN RÁC 46

3.2 BỂ THU GOM 48

3.3 BỂ GẠN MỦ 50

3.4 BỂ ĐIỀU HÒA 51

3.5 BỂ TUYỂN NỔI 56

3.6 BỂ TRUNG HÒA 61

3.7 BỂ UASB 64

3.8 MƯƠNG OXY HÓA 79

3.9 BỂ LẮNG II 82

3.10 BỂ KHỬ TRUNG 86

3.11 SÂN PHƠI BÙN 88

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 90

4.1 KẾT LUẬN 90

4.2 KIẾN NGHỊ 90

TÀI LIỆU THAM KHẢO 91

PHỤ LỤC 92

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Sơ đồ công nghệ xử lý hiện nước thải tại Malaysia 27Hình 2.1 Sơ đồ công nghệ 1 32Hình 2.2 Sơ đồ công nghệ 2 34

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Thành phần hóa học và vật lý của cao su Việt Nam 7

Bảng 1.2 Thành phần, tính chất nước thải của từng loại mủ 14

Bảng 1.3 Hệ thống xử lý nước thải của các nước Đông Nam Á 25

Bảng 2.1 Thành phần, tính chất của nước thải cao su thiên nhiên 30

Bảng 2.2 Hiệu suất xử lý cần thiết 31

Bảng 2.3 Tính toán lượng BOD, COD, SS, TN, TP theo hiệu quả xử lý của từng công trình đơn vị cho phương án 1 36

Bảng 2.4 Tính toán lượng BOD, COD, SS, TN, TP theo hiệu quả xử lý của từng công trình đơn vị cho phương án 2 39

Bảng 2.5 So sánh ưu nhược điểm giữa 2 phương án 42

Bảng 3.1 Số liệu lưu lượng nước thải theo giờ 45

Bảng 3.2 Tóm tắt các thông số thiết kế song chắn rác 48

Bảng 3.3 thông số bể thu gom 50

Bảng 3.4 thông số bể gạn mũ 51

Bảng 3.5 thông số bể điều hòa 55

Bảng 3.6 Thông số thiết kế cho bể tuyển nổi khí hoà tan 56

Bảng 3.7 Thông số thiết kế bể tuyển nổi 61

Bảng 3.8 Thông số thiết kế bể trộn 64

Bảng 3.9 Các thông số nước đầu vào của bể UASB 65

Bảng 3.10 Các thông số thiết kế bể UASB 79

Bảng 3.11 Các thông số thiết kế bể lắng 2 86

Bảng 3.12 Các thông số thiết kế cho bể khử trùng chlorine 86

Bảng 3.13 Thông số thiết kế bể khử trùng 88

Bảng 3.14 thông số sân phơi bùn 89

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

COD (Chemical oxygen demand) Nhu cầu oxy hóa học

BOD (Biochemical oxygen demand) Nhu cần oxy sinh hóa

ngày ở nhiệt độ 200C

ngày ở nhiệt độ 200C

UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) Bể bùn kị khí với dòng chảy ngược

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGÀNH CƠNG NGHIỆP CHẾ BIẾN MỦ

CAO SU

1.1.TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CƠNG NGHIỆP CHẾ BIẾN CAO SU

Cây cao su được tìm thấy ở Mỹ bởi Columbus trong khoảng năm 1493 – 1496.Brazil là quốc gia xuất khẩu cao su đầu tiên vào thế kỷ thứ 19 (Websre and Baulkwill,1989) Ở Việt Nam, cây cao su (Hevea brasiliensis) đầu tiên được trồng vào năm

1887 Trong khoảng thời gian từ năm 1900 đến 1929 thực dân Pháp đã phát triển câycao su ở Việt Nam Cuối năm 1920 tổng diện tích cây cao su ở Việt Nam khoảng

7000 ha với sản lượng cao su 3000 tấn/năm

Cùng với sự phát triển cơng nghiệp cao su trên thế giới, trong suốt những năm1920-1945, chính quyền thực dân Pháp nhanh chĩng gia tăng diện tích cao su ở ViệtNam với tốc độ 5.000-6.000 ha/năm Cuối năm 1945 tổng diện tích cao su là 138.000

ha với tổng sản lượng 80.000 tấn/năm Sau khi được độc lập vào năm 1945, chính phủViệt Nam tiếp tục phát triển cơng nghiệp cao su và diện tích cây cao su gia tăng vàitrăm ngàn ha

1.1.1 Thành phần cấu tạo của mủ cao su

Mủ cao su là hỗn hợp các cấu tử cao su nằm lơ lửng trong dung dịch gọi lànhũ thanh hoặc serium Hạt cao su hình cầu có đường kính d < 0,5µm chuyển độnghỗn loạn (chuyển động Brown) trong dung dịch Thông thường 1 gram mủ cókhoảng 7,4.1012 hạt cao su, bao quanh các hạt này là các protein giữ cho latex ởtrạng thái ổn định

Thành phần hĩa học của mủ cao su:

Cao su : 35 – 40% , Protein : 2% , Quebrachilol : 1% , Xà phịng, acid beo : 1% ,Chất vơ cơ : 0,5% ,Nước : 50 – 60%

Cơng thức hố học của latex :

Phân tử cơ bản của cao su là isoprene polymer (cis-1,4-polyisoprene [C5H8]n) cĩkhối lượng phân tử 105 -107 Nĩ được tổng hợp từ cây bằng một quá trình phức tạpcủa carbohydrate Cấu trúc hố học của cao su tự nhiên (cis-1,4-polyisoprene):

Tất cả các thông số được biểu diễn bằng tỷ lệ phần trăm trọng lượng ướt.

 Cấu trúc tính chất của thể giao trạng:

Tổng quát, latex được tạo bỡi những phần tử phân tán cao su (pha bị phân tán)nằm lơ lững trong chất lỏng (pha phân tán) gọi là serum.Tính phân tán ổn định này cóđược là do các protein bị những phần tử phân tán cao su trong latex hút lấy, ion cùngđiện tích sẽ phát sinh lực này giữa các hạt tử cao su

1 Pha phân tán- Serum:

Serum có chứa một phần là những chất hợp thành trong thể giao trạng, chủ yếu

là protein, phospholipit, một phần là những hợp chất tạo thành dung dịch thật như:muối khoáng, heterosid với methyl-1 inositol hoặc quebrachitol và các acid amin với

tỉ lệ thấp hơn

Trong serum hàm lượng thể khô chiếm 8- 10% Nó cho hiệu ứng Tyndall mãnhliệt nhờ chứa nhiều chất hữu cơ hợp thành trong dung dịch thể giao trạng Như vậy

serum của latex là một di chất nhưng nó có độ phân tán mạnh hơn nhiều so với độphân tán của các hạt tử cao su nên có thể coi nó như một pha phân tán duy nhất.

2 Pha bị phân tán- hạt tử cao su:

Tỉ lệ pha phân tán hay hàm lượng cao su khô trong latex do cây cao su tiết ra caonhất đạt tới 53% và thấp nhất là 18% (phân tích của Viện khảo cứu cao su ĐôngDương trước nay) Hầu hết các hạt tử cao su có hình cầu, kích thước không đồngnhất: ở giữa đường kính 0,6 micron và số hạt 2x108 cho mỗi cm3 latex, 90% trong sốnày có đường kính dưới 0,5 micron

Mủ cao su là hỗn hợp keo gồm các cấu tử cao su nằm lơ lửng trong dung dịch gọi

là nhũ thanh Hạt cao su hình cầu có đường kính d < 0,5 m, chúng chuyển động hỗnloạn trong dung dịch Thông thường 1 gram mủ chứa khoảng 7,4.1012 hạt cao su, baoquanh là các protein giữ cho latex ở trạng thái ổn định

1.1.2 Quy trình sơ chế mủ cao su

Sau khi đem từ vườn cây về, latex phải được giữ ở trạng thái lỏng để tránh bịđông Do đó trước khi đem về nhà máy nên thêm vào latex các chất chống đông như :

NH3, NH3 + H2BO3, … vào trong thùng chứa mủ hoặc ngay trong chén hứng mủ

Mủ nước sau khi lấy từ vườn cây vận chuyển về nhà máy được cho qua lưới lọc(40 lỗ/inch) vào bể tiếp nhận có kích thước lớn Tại bể này chúng được khuấy trộn kỹ

để làm đồng nhất các loại mủ nước từ các nguồn khác nhau Trong giai đoạn này tatiến hành đo các thông số kỹ thuật cần thiết như : đo hàm lượng mủ khô, thành phần

NH3 còn lại trong mủ

1 Phân loại và sơ chế mủ:

Mủ cao su được chia thành nhiều loại: mủ nước (latex), mủ chén, mủ đất …

Mủ nước là mủ tốt nhất, thu trực tiếp trên thân cây, mỗi ngày mủ nước được gom vàomột giờ qui định Để mủ không bị đông trước khi đem về nhà máy, khi thu mủ người

ta cho NH3 vào để chống đông (hàm lượng kháng đông cần thiết chứa NH3 (0,003% –0,1 %) tính trên cao su khô), tránh sự oxi hóa làm chất lượng mủ nước kém đi

Còn các loại mủ khác như mủ đất, mủ chén, mủ vỏ được gộp chung lại gọi là

mủ tạp (mủ thứ cấp) Đó là mủ rơi vãi xuống đất hoặc sau khi thu mủ nước mủ vẫncòn chảy vào chén, hoặc mủ dính trên vỏ cây Mủ tạp nói chung rất bẩn lẫn nhiều đất,cát, các tạp chất và đã đông lại trước khi đưa về nhà máy

Mủ tạp được chọn riêng theo sản phẩm, đựng trong giỏ hoặc túi sạch Thông

chén được chia làm nhiều hạng khác nhau, tùy theo kích thước màu sắc Mủ trắng, mủ

bị sẫm màu do oxi hóa…

2 Bảo quản mũ:

Mủ nước chuyển đến xí nghiệp được đưa vào các bể lắng có kích thước lớn, tạiđây mủ được khuấy trộn để làm đồng nhất các loại latex từ các nguồn khác nhau; đây

là giai đoạn kiểm tra sơ khởi việc tiếp nhận Ở giai đoạn này, tiến hành do trọng lượng

mủ khô và thành phần NH3 còn lại trong mủ

Mủ tạp dễ bị oxi hóa nếu để ngoài trời, nhất là phơi dưới ánh nắng, chất lượng mủ

sẽ bị giảm Khi đem về phân xưởng, mủ tạp được phân loại, ngâm rửa trong các hồriêng biệt, để tránh bị oxi hóa và làm mất đi một phần chất bẩn Tùy theo phẩm chấttừng loại mủ có thể ngâm tối đa là 7 ngày và tối thiểu là 12 giờ Mủ tạp ngoài ngâmnước có thể ngâm trong dung dịch hóa chất (acid clohidric, acid axalic, các chấtchống lão hóa) để tránh phân hủy cao su

Các loại mủ dây, mủ đất được nhặt riêng, trướckhi tồn trữ được rửa sạch bằngcách cho qua giàn rửa có chứa dung dịch hóa học, thích hợp để tẩy các chất dơ, loại

bỏ tạp chất

3 Qui trình công nghệ sơ chế mủ:

Ở Việt Nam hiện nay có 3 công nghệ chính đang áp dụng trong thực tế: côngnghệ chế biến mủ ly tâm, công nghệ chế biến mủ cốm và công nghệ chế biến mủ tờ

a Công nghệ chế biến mủ ly tâm:

Mủ nước có khoảng 30% hàm lượng cao su khô (DRC) và 65% nước, thànhphần còn lại là các chất phi cao su Các phương pháp đã được triển khai để cô đặc mủnước từ vườn cây là ly tâm, tạo kem và bốc hơi Trong công nghệ ly tâm do sự khácnhau về tỷ trọng giữa cao su và nước, các hạt cao su dưới dạng serum được tách ranhờ lực ly tâm để sản xuất ra mủ ly tâm tiêu chuẩn với 60% DRC Mủ ly tâm sau đóđược xử lý với các chất bảo quản phù hợp và đưa vào bồn lưu trữ để ổn định tối thiểu

từ 20 đến 25 ngày trước khi xuất

Một sản phẩm phụ của công nghệ chế biến mủ cao su là mủ skim (DRCkhoảng 6%) Mủ skim thu được sau khi ly tâm được đánh đông bằng acid và được sơchế thành các tờ crep dày hay sử dụng để sản xuất cao su cốm dưới nhiều dạng khácnhau

b Công nghệ chế biến cao su cốm

Trong công nghệ này, mủ nước từ vườn cây cao su sau khi được đánh đôngbằng axít và mủ đông vườn cây được đưa vào dây chuyền máy sơ chế để đạt kết quảsau cùng là các hạt cao su có kích thước trung bình 3mm trước khi đưa vào lò sấy.Cao su sau khi sấy xong được đóng thành bành có trọng lượng 33,3 kg hay tuỳ theoyêu cầu của khách hàng.

Sau đó mủ được chế biến qua các công đoạn :

Công đoạn 1 : Xử lý nguyên liệu :

Tiếp nhận mủ từ hồ quay, để lắng rồi dẫn đến mương đánh đông nhờ máng dẫn

mủ, tại đây mủ được pha với axit loãng 1% Hàm lượng mủ khô (DRC) tại mươngđánh đông là 25%, pH = 4-5

Công đoạn 2 : Gia công cơ học :

Từ mương đánh đông sau 6 – 8 giờ mủ trong mương được đông tụ, xả nước vàocho mủ nổi lên mặt mương Mủ được đưa qua máy cán Crepper để cán mỏng, loại bỏaxit, serium trong mủ Mỗi máy có hệ thống phun nước ngay trên trục cán để làm sạch

tờ mủ trong khi cán Tiếp theo tờ mủ được chuyển qua máy cán băm liên hợp tạo hạt.Khi đó mủ được cán nhỏ thành hạt có đường kính khoảng 6mm, rồi cho vào hồ nướcrữa Sau cùng bơm Vortex hút chuyển các hạt cốm lên sàn rung để tách nước sau đóđưa vào thùng sấy và đẩy vào lò sấy

Công đoạn 3 :Gia công nhiệt

Mủ cốm được đưa vào lò sấy từ 13 – 17 phút, nhiệt độ từ 100 – 1100C sau đó choqua hệ thống hút làm nguội

Công đoạn 4 : Hoàn chỉnh sản phẩm

Phân loại sản phẩm, cân 33.3kg ép kiện, đóng gói PE, đóng palette đưa vào khothành phẩm rồi xuất xưởng

Mủ tờ hong khói (ADS) là một dạng mủ tờ không xông khói có màu vàng lợt.Việc chế biến mủ ADS hoàn toàn giống như chế biến mủ RSS ngoại trừ không xôngkhói Người ta thêm 0,04% muối metabisulphit vào mủ nước để giữ màu cao su.

Quy trình sản xuất:

Mủ đông:

Sau khi đánh đông mủ được đưa qua dàn máy cán để cán mỏng, loại bỏ acid,serum trong mủ Do yêu cầu và nhiệm vụ của từng loại máy nên mỗi máy có chiềusâu và số rãnh của trục khác nhau, khe hở giữa hai trục giảm dần theo thứ tự, số lầncán tùy theo từng loại mủ, để cuối cùng cho ra tờ mủ mịn, đồng đều có độ dày 3-4

mm Mỗi máy có hệ thống phun nước ngay trên trục cán để làm sạch tờ mủ trong khicán Sau cùng tờ mủ được chuyển qua máy cán bơm liên hợp tạo hạt

Để xác định lượng acid đánh đông: tính dựa vào hàm lượng cao su khô

+ Cán băm:

Qua máy cán băm liên hợp, máy được cán nhỏ thành hạt có đường kínhkhoảng 6mm, rồi cho vào hồ rửa, sau đó bơm sẽ hút các hạt cốm sang xe chứa các hộcsấy

+ Sấy:

Để ráo mủ trong 30 phút, sau đó đẩy xe vào lò xông, sấy ở nhiệt độ 110-1200C,thời gian sấy 2 giờ Điều chỉnh quạt nguội 15 phút trước khi cho ra lò sấy

+ Cán ép:

Ra khỏi lò sấy, cân khối mủ và ép thành từng bánh ở nhiệt độ 400C, thời gian

ép 1 phút Sau đó, chuyển qualỵáy kiểm tra kim loại Giai đoạn cuối cùng là lấy mẫukiểm phẩm

+ Đóng kiện:

Bao bánh mủ bằng bao PE, xếp thành kiện, đóng palet, tồn kho

1.2 NGUỒN GỐC THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI NGÀNH CHẾ BIẾN MỦ CAO SU

Nước thải từ nhà máy chế biến mủ cao su có độ nhiễm bẩn rất cao, ảnh hưởng lớnđến điều kiện vệ sinh môi trường Nước thải ra từ nhà máy với khối lượng lớn gây ônhiễm trầm trọng đến khu vực dân cư, ảnh hưởng đến sức khỏe, đời sống của nhândân trong khu vực Các mùi hôi thối độc hại, hóa chất sử dụng cho công nghệ chế

biến cũng ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống nhân dân và sự phát triển của động thựcvật xung quanh nhà máy.

Nếu không xử lí triệt để mà xả trực tiếp lượng nước thải vào các nguồn tiếp nhậnnhư sông suối ao, hồ và các tầng nước ngầm thì nó sẽ gây ảnh hưởng nặng đến môitrường xung quanh như :

 Chất rắn lơ lửng có thể gây nên hiện tượng bùn lắng và nảy sinh điều kiện kỵkhí

 Các hợp chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học chủ yếu là proein,cacbonhydrat,… được tính toán thông qua các chỉ tiêu BOD5 và COD Cáchợp chất này có thể gây ra sự suy giảm nguồn oxy tự nhiên trong nguồn nước

và phát sinh điều kiện thối rửa Chính điều này dẫn đến sự phát hoại và tiêudiệt các sinh vật nước và hình thành mùi hôi khó chịu

 Gây ô nhiễm tầng nước ngầm khi ngấm xuống đất, làm tăng nồng độ NO2trong nước ngầm, rất nguy hại cho sức khoẻ con người khi sử dụng nguồnnước bị ô nhiễm

 Gây hiện tượng phú dưỡng cho nguồn tiếp nhận do nước thải có hàm lượng N,

P rất cao

1.2.1 Nguồn gốc nước thải mủ cao su

Trong quá trình chế biến mủ cao su, nước thải phát sinh chủ yếu từ các công đoạnsản xuất sau :

* Dây chuyền chế biến mủ ly tâm :

Nước thải phát sinh từ quá trình ly tâm mủ, rửa máy móc thiết bị và vệ sinhnhà xưởng

* Dây chuyền chế biến mủ nước :

Nước thải phát sinh từ khâu đánh đông, từ quá trình cán băm, cán tạo tờ, băm cốm.Ngoài ra nước thải còn phát sinh do quá trình rửa máy móc thiết bị và vệ sinh nhàxưởng

* Dây chuyền chế biến mủ tạp :

Đây là dây chuyền sản xuất tiêu hao nước nhiều nhất trong các dây chuyền chếbiến mủ Nước thải phát sinh từ quá trình ngâm, rửa mủ tạp, từ quá trình cán băm, cántạo tờ, băm cốm, rửa máy móc thiết bị và vệ sinh nhà xưởng,

Trong chế biến cao su khô, nước thải sinh ra ở các công đoạn khuấy trộn, làmđông và gia công cơ học Thải ra từ bồn khuất trộn là nước rửa bồn và dụng cụ, nướcnày chứa một ít mủ cao su Nước thải từ các mương đông tụ là quan trọng nhất vì nóchứa phần lớn là serum được tách ra khỏi mủ trong quá trình đông tụ Nước thải từcông đoạn gia công cũng có bản chất tương tự nhưng loãng hơn, đây là nước rửa đượcphun vào các khối cao su trong quá trình gia công cơ để tiếp tục loại bỏ serum cũngnhư các chất bẩn.

Trong sản xuất mủ cao su ly tâm, mủ cao su sau khi khuấy trộn được đưa vàocác nồi ly tâm quay với tốc độ chừng 7000 vòng/ phút Với tốc độ này, lực ly tâm đủlớn để tách các hạt cao su ra khỏi serum, dựa vào sự khác biệt về trọng lượng riêngcủa chúng Sau khi mủ cao su được cô đặc đã được tách ra, chất lỏng còn lại là serum,vẫn còn chứa khoảng 5% cao su, sẽ được làm đông bằng sulphuric acid để chế biếnthành cao su khối với một quá trình tương tự như cao su thông thường Chế biến mủ

ly tâm cũng tạo nên 3 nguồn nước thai Nước rửa máy móc và các bồn chứa, serum từmương đông tụ skim, và nước rửa từ các máy gia công cơ Trong số này serum của

mủ skim là có hàm lượng chất ô nhiễm cao nhất

Sản xuất một tấn thành phẩm ( quy theo trọng lượng khô) cao su khối, cao su

tờ và mủ ly tâm thải ra tương ứng khoảng 30, 25, 18 m3 nước thải

1.2.2 Tính chất nước thải cao su

Nước thải đánh đông có nồng độ chất bẩn cao nhất, chủ yếu là các serum còn

lại trong nước thải sau khi vớt mủ bao gồm một số hóa chất đặc trưng như acid axetic

CH3COOH, protein, đường, cao su thừa; lượng mủ chưa đông tụ nhiều do đó cònthừa một lượng lớn cao su ở dạng keo; pH thấp khoảng 5 – 5,5 Nước thải ở các côngđoạn khác (cán, băm,… ) có hàm lượng chất hữu cơ thấp, hàm lượng cao su chưađông tụ hầu như không đáng kể

Đặc trưng cơ bản của các nhà máy chế biến cao su đó là sự phát sinh mùi Mùi hôithối sinh ra do men phân hủy protein trong môi trường acid Chúng tạo thành nhiềuchất khí khác nhau: NH3, CH3COOH, H2S, CO2, CH4, … Vì vậy việc xử lý nước thảinhà máy cao su là một vấn đề quan trọng cần phải được giải quyết

Bảng 1.2 Thành phần, tính chất nước thải của từng loại mủ

Nước thải mủtạp

Nước thảicống chung

* Dây chuyền sản xuất mủ ly tâm :

Dây chuyền sản xuất này không thực hiện quy trình đánh đông cho nên hoàn toànkhông sử dụng acid mà chỉ sử dụng amoniac, lượng amoniac đưa vào khá lớn khoảng20kgNH3/tấn DRC nguyên liệu Do đó đặc điểm chính của loại nước thải này là :

- Độ pH khá cao, pH 9-11

- Nồng độ BOD, COD, N rất cao

Dây chuyền chế biến mủ nước :

Đặc điểm của quy trình công nghệ này là sử dụng từ mủ nước vườn cây có bổsung amoniac làm chất chống đông Sau đó, đưa về nhà máy dùng acid để đánh đông,

do đó, ngoài tính chất chung là nồng độ BOD, COD và SS rất cao, nước thải từ dâychuyền này còn có độ pH thấp và nồng độ N cao

* Dây chuyền chế biến mủ tạp

Mủ tạp lẫn khá nhiều đất cát và các loại chất lơ lửng khác Do đó, trong quátrình ngâm, rửa mủ, nước thải chứa rất nhiều đất, cát, màu nước thải thường có màunâu, đỏ

- Nồng độ chất rắn lơ lửng rất cao

- Nồng độ BOD, COD thấp hơn nước thải từ dây chuyền chế biến mủ nước

1.3 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN MỦ CAO SU

- Khử SS trong nước thải

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

- Các loại bể lắng thường dùng là: Bể lắng cát, bể lắng ngang, bể lắng đứng, bể lắng li tâm…

 Bể lắng cát:

Áp dụng để tách cát và các tạp chất hữu cơ: cát có đường kính từ 0.2 – 1.25

mm, phần tử hữu cơ có đường kính nhỏ hơn 0.15 mm

Bể lắng cát gồm các loại cơ bản như:

- Bể lắng cát ngang ; v = 0.15m/s đến 0.3m/s

- Bể lắng cát đứng chảy từ dưới lên trên

- 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 dụng cho

hệ thống chịu tải trọng lưu lượng lớn ( > 15000m3 ) nhưng thời gian lưu dài và mặt bằng lưu nhỏ Chi phí xây dựng cao nên ít được ứng dụng trong xử lý nước thải cao su

 Bể lắng đứng :

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

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

sử dụng điện năng

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 vật liệu 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

Phương phápTuyển nổi:

Mục đích loại các tạp chất không hòa tan và các chất khó lắng, hay các chất 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 tốc lớn 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 dễ bay hơi, vi

Bản chất của quá trình này ngược lại với quá trình lắng Các chất lơ lửng

sẽ nổi lên bề mặt và tạo thành lớp trên bề mặt dưới sức đẩy của các hạt khí Trong xử lý nước thải nghành chế biến cao su thiên nhiên thì bể tuyển nổi được

áp dụng để xử lý sơ bộ trước khi xử lý sinh học hay tách bùn lắng sau xử lý sinh học

Các chất hấp phụ thường dùng như : Than hoạt tính, nhựa tổng hợp, tro,

xỉ, mạt cưa, Cilicagen, đất sét, Zeolite, keo nhôm…

Hấp phụ được ứng dụng trong xử lý nước thải cao su là xử lý các chất có mùi, xử lý tách các chất hòa tan trong nước thải Hiệu quả xử lý 80% - 95% và phụ thuộc bản chất hóa học của chất hâp phụ, diện tích bề mặt chất hấp phụ, cấu trúc hóa học chất hấp phụ

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 hạt keo và các hạt lơ lửng tích điện làm tăng vận tốc lắng của các bông, giảm chất 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 lượng chất 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 : muối nhôm, 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 tăng hiệuquả 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

Fe3+ : pH = 6 – 9

Fe2+ : pH > 9,5

Fe2(SO4)3 + 3Ca(OH)2 = Fe(OH)3 + 3CaSO4

Fe2(SO4)3 + 6H2O = 2Fe(OH)3 + 3H2SO4

FeCl3 + 3H2O = Fe(OH)3 + 3HCl

2FeCl3 + 3Ca(OH)2 = 2 Fe(OH)3 + 3CaCl2

 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 di chuyển 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 tự đông tụ nhờ hoạt động của vi khuẩn Vi khuẩn có vai trò phân hủy màng Protein bao quanh hạt cao su khử carboxy của carboxylic tạo ra gốc CO2

Vi khuẩn phân hủy đường chất béo, protein tạo thành acid làm giảm pH của nước thải Phương pháp này đòi hỏi thời gian lưu nước lâu và thường tao ra mùi hôi của H2S do vi khuẩn phân hủy chất hữu cơ tạo ra Thời gian lưu nước càng dài thì hiệuquả 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 hòa tan 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 su dạnh keo với kích thước rất nhỏ trong nước thải Khi được các ion H+ bám vào thì rào cản điện thế của các hạt cao su giảm xuống và các hạt cao su lúc này dễ kết 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 hóa phângiải các chất hữu cơ dạng huyền phù và hoà tan các acid béo, sản phẩm cuối 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 hợp cho vi khuẩn acid hóa phát triển Sau đó bổ sung vi khuẩn từ bùn tự hoại để phân hủy các chất hữu cơ chuyển về dạng acid, hạ pH làm đông tụ mủ cao su

Khử trùng.

Nước sau khi xử lý bằng phương pháp sinh học còn có khoảng 105 – 106 vi khuẩn trong 1ml nước hầu hết các vi khuẩn có trong nước thải không phải là vi trùng gây bệnh, nhưng không loại trừ khả năng tồn tại của chúng Nếu xả nước thải ra nguồn cấp nước, hồ nuôi cá thì khả năng lan truyền bệnh là rất lớn Do vậy cần phải cho biện pháp khử trùng nước thải trước khi thải ra nguồn tiếp nhận Các phương phápkhử 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% rồi địnhlương vào bể khử trùng

- Dùng hypoclorit Natri, nước Javen (NaClo)

- Dùng Ozon được sản xuất từ không khí do máy tạo Ozon tạo ra Phương pháp

nà cần chi phí quá cao

- Dùng tia UV do đèn thủy ngân áp lực thấp sinh ra Phương pháp này cũng cầnphải 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 của Clo là được sử dụng phổ biến vì chúng được nghành công nghiệp dùng nhiều, có sẵn với giá thành chấp nhận được và hiệu quả khử trùng cao nhưng cần phải có thêm 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 các nhà khoa học đã đưa ra khuyến cáo nên hạn chế dùng clo để khử trùng nước thải với lý do sau :

Lượng clo dư khoảng 0,5mg/l trong nước thải để đảm bảo ổn định và an toàn 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

Oxi hóa.

Phương pháp oxi hóa có vai trò quan trọng trong xử lý nước thải và nước cấp tuy 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 ra đồng thời 2 phản ứng hóa học là phản ứng oxi hóa và phản ứng khử Sau phản úng thì chất oxi hóa chất khử thay đổi trạng thái hóa trị Phần quan trọng của phản 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:

Xử lý sinh học trong điều kiện tự nhiên

Phương pháp xử lý qua đất : Xử lý nước thải theo phương pháp sinh học làviệc dựa trên cơ sở hoạt động phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải của các visinh vật Các vi sinh vật sử dụng một số chất hữu cơ và một số chất khoáng làmnguồn dinh dưỡng và tạo ra năng lượng tự sinh trưởng Chúng nhận ra các chất dinhdưỡng để xây dựng tế bào, 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 khi nước 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 pháp sinhhọc 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 trong việc

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 hoạt tính –hiếu khí, sinh trưởng bám dính )hoặc phương pháp kỵ khí ( như UASB, AF )

Xử lý chất dinh dưỡng : Nito, phốt pho

Thực chất của quá trình xử lý là khi lọc qua đất thì các chất rắn lơ lửng và keo

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 oxi của không khí qua các khe đất và chuyển hóa các chất hữu cơ thành các hợp chất khoáng 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 san bằng hay dốc không đáng kể và được ngăn bằng những bờ đất Nước thải được phân phối vào những mảnh ruộng nhờ có mạng lưới và sau khi lọc qua đất lại được 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 là nguồn lợi

có thể sử dụng để tưới cho cây trồng Vì vậy cánh đồng tưới nông nghiệp vừa để phục

vụ cho nông nghiệp vừa để xử lý nước thải

Hồ sinh học.

Hồ sinh vật là hồ xử lý sinh học và nó có nhiều tên gọi khác nhau : hồ oxi hóa,

hồ ổn định nước thải, hồ hoàn thiện…

Các quá trình diễn ra trong hồ sinh vật cũng tương tự như quá trình tự làm sạch diễn ra ở các sông hồ tự nhiên Các sản phẩm tạo thành sau khi phân hủy lai được rongtảo sử dụng

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 loãng với nướcsông theo tỷ lệ 1 : 3 đến 1 : 5 và cho chảy vào hồ Trong hồ cũng diễn ra quá trình đông tụ sinh học, oxi hóa các chất hữu cơ và do đó BOD của 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 thoáng nhân tạo

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 chất hữu 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 thực hiện 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 bằng phương pháp sinh học trong môi trường hiếu khí

- Quá trình sinh trưởng lơ lửng hiếu khí

Đây là quá trình vi sinh vật phát triển và tăng trưởng trong các bông cặn bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng trong nước ở các bể xử lý sinh học Bể sinh học này luôncần phải được làm thoáng để cung cấp đầy đủ oxi cho vi sinh vật tiến hành phân hủy chất hữu cơ và phát triển Ngoài bể sinh học ta cũng cần phải bố trí thêm bể lắng để tách các bông bùn hoạt tính ra khỏi nước Tuần hoàn 1 phần bùn 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 1 công 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 làkhử được cả hợp chất của Nito, Phốt Pho khi vận hành đúng các quy trình 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 chuyển hóa các chất hữu cơ và các thành phần khác trong nước thải thành khí còn vỏ tế bào 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 chia thành 2 loại : Loại có vật liệu tiếp xúc không ngập trong nước với chế độ tưới nước 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 chất dính 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 có trong nước thải khi chảy qua hay tiếp xúc Ngoài ra màng còn có khả năng hấp phụ 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 hóa cácchất hữu cơ có trong nước khi tiếp xúc với màng Màng dầy 1 – 3mm và hơn nữa mầu của màng thay đổi theo thành phần tính chất nước thải từ màu vàng xám tới mầu nâu tối

Với đặc điểm như vậy màng sinh học có khả năng oxi hóa được tất cả các chất hữu cơ

dễ phân hủy có trong nước thải Nó hấp phụ, giữ lại các vi khuẩn cũng như các tạp chất hóa học Nó oxi hóa các hợp chất hữu cơ có trong nước và nước được dần dần làm sạch

 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 phân hủysinh 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 hết các sản phẩm sinh ra từ giai đoạn trước thành các hợp chất trung gian có khối lượng phân

tử nhỏ như các chất HCOOH, CO2, N2, CH4, H2, … và pH môi trường 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 :

1.4.1 Các công nghệ xử lý nước thải chế biến mủ cao su ở nước ngoài

Các hệ thống xử lý nước thải được sử dụng rộng rãi để xử lý nước thải nhà máycao su ở Malaysia, Indonexia:

Bảng 1.3 Hệ thống xử lý nước thải của các nước Đông Nam Á

Tên nhà máy Chủng loại sơ

chế

Công suất(tấn/ngày)

Hệ thống xử lý nước thải

Malaysia

MardecMendakale

Mủ ly tâm 12.000 Kỵ khí- sục khí dùng biotin

Tropical prodce Mủ ly tâm 12.000 Sục khí bằng máy thổi khí

ngầm qua các vòi thổi khíLee Rubber Mủ khối tạp 13.000 Hồ kỵ khí – Hồ sục khí

Kotatrading Mủ ly tâm/skim 24.000 Mương oxi hoá

lý nước thải được nghiên cứu và áp dụng vào sản xuất ở Malaysia chủ yếu tập trungvào xử lý sinh học như :

Hình 1.1 Sơ đồ công nghệ xử lý hiện nước thải tại Malaysia.

NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN

HỒ LÀM THOÁNG

HỒ LÀM THOÁNG

HỒ TUỲ NGHI

BỂ LẮNG

HỒ HOÀN THIỆN

HỒ HOÀN THIỆN

HỒ KỴ KHÍ

MÔI TRƯỜNG

M.TRƯỜNG

HỒ LÀM THOÁNG

HỒ LÀM THOÁNG

MÔI TRƯỜNG

MÔI TRƯỜNG

1.4.2 Công nghệ xử lý nước thải cao su trong nước

Trên thế giới hiện nay, Việt Nam đứng hàng thứ 6 về sản xuất cao su Cùng với sựphát triển nhanh về kinh tế và xã hội, yêu cầu xử lý nước thải ngày càng trở nên cấpbách Trước tình hình này, Tổng Công ty Cao su Việt Nam mời Công ty tư vấn hàngđầu ở Malaysia là Mott Mac Donald Ltd, thực hiện việc điều tra, nghiên cứu các nhucầu kiểm soát ô nhiễm cho các nhà máy chế biến mủ cao su trực thuộc Kết quả MacDonald.Ltd., đã đưa ra khuyến cáo có thể áp dụng một trong bốn công nghệ củaMalaysia vào các nhà máy chế biến mủ cao su tại Việt Nam Tuy nhiên, khuyến cáonày chưa có tính khả quan vì :

- Ở Malaysia các nhà máy chế biến mủ cao su thường không nằm trong khu vựcdân cư, ngược lại tại Việt Nam, có nhà máy sẽ có dân cư sống ở xung quanh Do đó,không thể áp dụng công nghệ xử lý nước thải chế biến mủ cao su dạng hồ xử lý sinhhọc liên hoàn (kị khí, tùy nghi, ) được Việc áp dụng công nghệ xử lý này sẽ khôngkhỏi gây ô nhiễm mùi hôi ảnh hưởng đến khu dân cư sống ở xung quanh và nướcngầm do thấm

- Điều kiện tự nhiên, địa lý, kinh tế và xã hội hai nước khác nhau

- Đặc điểm, tính chất nước thải từ các công nghệ chế biến mủ cao su khác nhau

- Yêu cầu tiêu chuẩn, chất lượng nước thải ra ngoài môi trường hai nước cũngkhác nhau Một số chỉ tiêu nước thải sau xử lý ở Malaysia cũng không đạt tiêu chuẩnthải loại A và B (QCVN 40:2011/BTNMT) của Việt Nam

Hiện nay, trong số 10 nhà máy chế biến mủ cao su có hệ thống xử lý nước thải thì

6 nhà máy áp dụng công nghệ theo công nghệ của Malaysia Còn lại 4 nhà máy ápdụng các công nghệ dạng bể như : UASB ở Nhà máy Long Thành (Đồng Nai), bểsinh học kị khí ở Nhà máy cao su Vên Vên (Tây Ninh), DAF nhà máy Hòa Bình(Vũng Tàu) và Tân Biên (Tây Ninh) Nhìn chung các nhà máy xử lý nước thải hoạtđộng chưa có hiệu quả Mặc dù hệ thống xử lý UASB, bể sinh học kị khí đều có hiệuquả xử lý cao hơn so với dạng hồ nhưng nước thải ra khỏi hệ thống xử lý vẫn chưa đạttiêu chuẩn môi trường

Tình trạng kỹ thuật tại hệ thống xử lý nước thải ngành cao su:

* Không đủ công xuất xử lý: Hầu hết các hệ thống bị quá tải từ tháng giữa nămđến cuối năm do được thiết kế không đủ công xuất Cụ thể:

- Tất cả bể gạn mủ không đạt hiệu quả, mủ cao su còn nhiều trong nước thải ở

- Thời gian lưu nước tại các hệ thống áp dụng công nghệ hồ được khảo sátthường trong 20 -30 ngày Trong khi với hàm lượng chất ô nhiễm hữu cơ cao củanước thải chế biến mủ cao su Thời gian lưu cần thiết là 60 ngày.

- Tải trọng hữu cơ khảo sát gấp nhiều lần so với tiêu chuẩn kỹ thuật

- Thiết bị sục khí thường có công suất thấp hơn nhiều so với công suất thiết kế

và không làm việc 24/24 giờ

- Chất lượng nước tại đầu ra của hệ thống chưa đạt tiêu chuẩn yêu cầu kỹ thuật

* Chưa phù hợp:

Đặc điểm này thể hiện hệ thống công nghệ không bao gồm công đoạn xử lý kỵ khíđối với chất thải ô nhiễm chất hữu cơ cao như nước thải cao su Nếu xử lý sinh họchoàn toàn hiếu khí đòi hỏi công xuất thiết bị và tiêu hao điện năng rất lớn Sự khôngđồng bộ giữa thiết kế công nghệ

Các hệ thống xử lý nước thải hiện trạng:

Với nhận thức sâu sắc đẩy mạnh hoạt động quản lý và bảo vệ môi trường trongsạch để phát triển kinh tế xã hội một cách ổn định Tổng công ty cao su Việt Nam đãchỉ đạo xây dựng hệ thống xử lý nước thải của nhà máy Hiện nay xây dựng được hơn

22 hệ thống/ 33 nhà máy, xưởng chế biến cao su thuộc Tổng công ty Cao Su Nhìnchung, nước thải sau xử lý tại các nhà máy chế biến cao su thiên nhiên có các chỉ tiêuCOD và BOD ở giá trị trung bình cao hơn khoảng 9 lần so với giới hạn qui định ở cột

B (cho thuỷ vực tiếp nhận phổ biến của Ngành Chế biến cao su) trong QCVN40:2011/BTNMT Trong khi đó, mức amoniac (theo N) vượt khoảng 80 lần so vớiyêu cầu của tiêu chuẩn

CHƯƠNG 2: ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO NHÀ MÁY CHẾ BIẾN CAO SU THIÊN NHIÊN

2.1 ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ

2.1.1.Nguyên tắc lựa chọn công nghệ xử lý

 Lưu lượng, thành phần, tính chất nước thải ở đầu vào

 Tiêu chuẩn xả nước thải vào các nguồn tiếp nhận tương ứng

 Tính kinh tế của công trình ( xây dựng và vận hành)

 Diện tích mặt bằng công trình

 Dựa vào điều kiện tự nhiên xã hội tại vùng mà công trình xây dựng ( caotrình, khí hậu & vật liệu )

 Những điều kiện thiết bị hiện có trên thị trường

Bảng 2.1 Thành phần, tính chất của nước thải cao su thiên nhiên

STT Chỉ tiêu Đơn vị Trung

Nhận xét thành phần, tính chất của nước thải:

Qua bảng số liệu về thành phần và tính chất của nước thải cho ta thấy các chỉ tiêuđều khá cao trừ pH (thấp) trong đó:

- pH vượt tiêu chuẩn xả thải

- SS vượt tiêu chuẩn xả thải: 7,6 lần

- BOD vượt tiêu chuẩn xả thải: 57 lần

- Tổng N vượt tiêu chuẩn xả thải: 7,5 lần.

- Tổng P vượt tiêu chuẩn xả thải: 4,3 lần

 Mức độ xử lý cần thiết

Áp dụng công thức: E= S 0−S

S 0 ×100

Trong đó : S0: nồng độ chất ban đầu

S: nồng độ tiêu chuẩn xả thải loại B của QCVN 01 :2015 BTNMT

E: hiệu suất xử lý cần thiết

Bảng 2.2 Hiệu suất xử lý cần thiết

có thể làm giảm tới 80-90% BOD,COD có trong nước thải

2.1.2.Phương án 1

Ghi chú: Đường nước:

Nước thải đầu vào

Tuần hoàn bùn

Chlorine

Cặn cao su tưoi Tái sản xuất

Đừơng hóa chất:

Đừơng khí:

Hình 2.1 Sơ đồ công nghệ 1.

2.1.2.Phương án 2

SVTH: Phan Trung Hậu

GVHD: PGS.TS.Lê Hoàng Nghiêm

Nước thải đầu vào

Song chắn rác

33

cao su tưoi Tái sản xuất