Tính toán và thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su suối kè giai đoạn 2 công suất 1000m3ngày đêm xã gia linh huyện tánh linh tỉnh bình thuận

Một trong các chất thải được quan tâm hàng đầu đó là nước thải, khi sản phẩm tăng thì nước thải tăng nhưng với hệ thống xử lý hiện tại của công ty thì việc đảm bảo mọi nguồn nước thải đổ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY CHẾ BIẾN MỦ CAO SU SUỐI KÈ GIAI

LINH, HUYỆN TÁNH LINH, TỈNH BÌNH THUẬN

Viện: Viện khoa học Ứng dụng HUTECH

Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường

Giảng viên hướng dẫn: ThS Lâm Vĩnh Sơn

Sinh viên thực hiện: Trần Nguyễn Hoàng Sơn

MSSV: 1411090409

Lớp: 14DMT03

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đề tài này là công trình tính toán của tôi và được sự hướng dẫn khoa

học của Thạc sĩ Lâm Vĩnh Sơn Các nội dung tính toán, số liệu, kết quả trong đề tài là trung thực và có nguồn gốc Các nội dung nghiên cứu, số liệu, kết quả nêu trong đề tài là trung thực và có nguồn gốc Trong luận văn có sử dụng một số nhận xét, đánh giá cũng như số liệu của tác giả, cơ quan tổ chức khác nhau đều có trích dẫn và chú thích rõ ràng về nguồn gốc Tôi xin chịu trách nhiệm trước hội đồng phản biện và pháp luật về kết quả và các tài liệu thông tin của đề tài này

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên tôi xin gửi lời cảm ơn đến trường Đại học Công nghệ thành phố Hồ Chí Minh, Viện khoa học ứng dụng Hutech đã tạo điều kiện cho tôi được học tập và tích lũy kiến thức đến ngày hôm nay

Đặc biện tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thạc sĩ Lâm Vĩnh Sơn đã tận tình hướng dẫn tôi trong thời gian thực hiện đề tài

Cảm ơn đến quý Thầy, Cô tại Viện khoa học ứng dụng Hutech trường Đại học Công nghệ thành phố Hồ Chí Minh đã dạy dỗ và truyền đạt kiến thức quý báu trong suốt thời gian học tập và thực hiện đề tài đồ án

Xin chân thành cảm ơn đến quý Thầy, Cô hội đồng phản biện đã dành thời gian đọc và đưa ra lời nhận xét giúp nhóm tác giả hoàn thiện hơn đề tài này

Cảm ơn gia đình và bạn bè đã tiếp thêm niềm tin, nghị lực và giúp đỡ nhóm tác giả trong suốt thời gian thực hiện đề tài

Xin gửi đến lời cám ơn chân thành và sâu sắc nhất!

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 7 năm 2018

Trần Nguyễn Hoàng Sơn

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi

DANH MỤC BẢNG vii

DANH MỤC HÌNH ix

MỞ ĐẦU 1

I ĐẶT VẤN ĐỀ 1

2 MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI 2

3 NỘI DUNG ĐỀ TÀI 3

4 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN 3

5 DỰ KIẾN KẾT QUẢ 3

NỘI DUNG 4

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 4

1.1 Tổng quan về ngành công nghiệp sản xuất Cao Su 4

1.1.1 Tình hình phát triển ngành Cao Su trên Thế Giới [7], [8], [10] 4

1.1.2 Tình hình phát triển ngành công nghiệp cao su tại Việt Nam 5

Diện tích cây cao su tại Việt Nam 5

1.1.3 Tổng quan về cây cao su 6

- Ở dạng nhũ tương: các amidon, lipid, tinh dầu, nhựa, sáp, polyterpenic 8

1.1.4 Sản phẩm từ cao su thiên nhiên 8

1.1.5 Ảnh hưởng của nước thải nhà máy Cao Su đến môi trường 8

1.1.6 Đánh giá mức độ ô nhiễm môi trường nhà máy chế biến mủ cao su 9

1.2 Tổng quan về Công ty TNHH MTV Cao Su Bình Thuận[14] 12

1.2.1 Lịch sử hình thành và phát triển: 12

1.2.2 Bộ máy tổ chức 13

1.3 Tổng quan về nhà máy cao su Suối Kè 14

1.3.1 Hoạt động chế biến và sản xuất của nhà máy 15

1.3.2 Quy trình sản xuất mủ cốm 15

1.3.3 Quy trình sản xuất mủ tờ 19

1.3.4 Đặc tính nước thải nhà máy cao su Suối Kè 21

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CAO SU 22 2.1 Đặc điểm, tính chất của nước thải chế biến mủ cao su 22

2.2 Tổng quan về công nghệ xử lý nước thải chế biến mủ cao su 22

2.2.1 Các phương pháp xử lý cơ học 22

2.2.2 Phương pháp xử lý hóa lý 29

2.2.3 Phương pháp xử lý sinh học 33

CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI 40

3.1 Một số công nghệ xử lý nước thải mủ cao su trong và ngoài nước 40

3.1.1 Các công nghệ xử lý ngoài nước 40

3.2.2 Các công nghệ xử lý trong nước 41

3.2 Đề xuất công nghệ xử lý nước thải cho nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè 43

3.2.1 Phương án 1 44

3.2.2 Phương án 2 45

3.3 Thuyết minh sơ đồ công nghệ 46

3.3.1 Phương án 1 46

3.3.2 Phương án 2 49

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 52

4.1 Tính toán phương án 1 52

4.1.1 Mương dẫn và song chắn rác 52

4.1.2 Bể thu gom 57

4.1.3 Bể gạn mủ 59

4.1.4 Bể điều hòa 61

4.1.5 Bể tuyển nổi 64

4.1.6 Bể UASB 74

4.1.7 Bể anoxit 84

4.1.8 Bể sinh học hiếu khí Aerotank 87

4.1.9 Bể lắng 93

4.1.10 Bể trung gian 99

4.1.11 Bồn lọc áp lực 101

4.1.12 Bể khử trùng 106

4.1.13 Bể chứa bùn 108

4.2 Tính toán phương án 2 108

4.2.1 Bể điều hòa 109

4.2.2 Bể tuyển nổi 113

4.2.3 Mương oxy hóa 123

4.2.4 Bể lắng 131

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN CHI PHÍ ĐẦU TƯ 137

5.1 Tính toán chi phí phương án 1: 137

5.1.1 Chi phí lắp đặt thiết bị 138

5.1.2 Chi phí vận hành hệ thống 139

5.2 Tính toán chi phí phương án 2: 142

5.2.1 Chi phí lắp đặt thiết bị 143

5.2.2 Chi phí vận hành hệ thống 144

5.3 Lựa chọn phương án 147

CHƯƠNG 6: VẬN HÀNH VÀ QUẢN LÝ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 150

6.1 Vận hành 150

6.2 Quản lý 151

TÀI LIỆU THAM KHẢO 153

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

BOD : Biochemical Oxygen Demand - Nhu cầu oxy sinh học

COD : Chemical Oxygen Demand - Nhu cầu oxy hoá học

DO : Diluted Oxygen - Lượng oxy hoà tan có trong nước thải tính bằng mg/l F/M : Food – Microganism Ration - Tỷ lệ thức ăn cho vi sinh vật

MLSS : Mixed Liquor Suspends Soid - Chất rắn lơ lửng trong bùn lỏng, mg/l MLVSS : Mixed liquor Volatile Suspends Soid - Chất rắn lơ lửng bay hơi trong

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Quy chuẩn quốc gia về nước thải sơ chế cao su thiên nhiên 2

Bảng 1.2: Mức độ ô nhiễm nước thải tại các nhà máy chế biến cao su 10

Bảng 1.3: Đặc tính ô nhiễm nước thải của ngành chế biến cao su 11

Bảng 1.4: Một số chất gây mùi hôi thường gặp trong nước thải 11

Bảng 1.5: So sánh hàm lượng các chất ô nhiễm giữa nước thải chế biến cao su và nước thải đô thị 12

Bảng 1.6: Tính chất nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè 21

Bảng 2.1: Ứng dụng quá trình xử lý hóa học 32

Bảng 3.1: Một số công nghệ xử lý nước thải cao su tại Malaysia 40

Bảng 3.2: Một số công nghệ xử lý nước thải cao su tại Việt Nam 41

Bảng 3.3: Tính chất nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè 43

Bảng 4.1: Kết quả tính toán thủy lực mương dẫn nước thải trước song chắn rác 54

Bảng 4.2: Thông số thiết kế mương và song chắn rác 57

Bảng 4.3: Thông số thiết kế bể thu gom 59

Bảng 4.4: Thông số thiết kế bể gạn mủ 61

Bảng 4.5: Thông số thiết kế bể điều hòa 64

Bảng 4.6: Thông số thiết kế cho bể tuyển nổi thổi khí 65

Bảng 4.7: Thông số thiết kế bể tuyển nổi 74

Bảng 4.8: Các thông số thiết kể UASB 75

Bảng 4.9: Tải trọng thể tích chất hữu cơ của bể UASB bùn hạt và bùn bông ở các hàm lượng COD vào tỉ lệ chất không tan khác nhau 76

Bảng 4.10: Thông số thiết kế bể Anoxit 87

Bảng 4.11: Tổng hợp tính toán bể Aerotank 93

Bảng 4.12: Thông số cơ bản thiết kế bể lắng 93

Bảng 4.13: Tổng hợp tính toán bể lắng 98

Bảng 4.14: Thông số thiết kế bể trung gian 100

Bảng 4.15: Kích thước vật liệu lọc 101

Bảng 4.16: Thông số thiết kế bồn lọc áp lực 105

Bảng 4.17: Thông số thiết kế bể khử trùng 107

Bảng 4.18: Thông số thiết kế bể chứa bùn 108

Bảng 4.19: Các thông số thiết kế bể điều hòa 113

Bảng 4.20: Thông số thiết kế cho bể tuyển nổi thổi khí 113

Bảng 4.21: Thông số thiết kế bể tuyển nổi 123

Bảng 4.22: Đặc tính kỹ thuật của tubin dạng đĩa cánh phẳng 129

Bảng 4.23: Thông số thiết kế mương oxy hóa 130

Bảng 4.24: Thông số cơ bản thiết kế bể lắng 131

Bảng 4.25: Tổng hợp tính toán bể lắng 136

Bảng 5.1: Chi phí xây dựng phương án 1 137

Bảng 5.2: Bảng chi phí lắp đặt thiết bị phương án 1 138

Bảng 5.3: Bảng chi phí điện năng phương án 1 140

Bảng 5.4: Chi phí xây dựng phương án 2 142

Bảng 5.5: Bảng chi phí lắp đặt thiết bị phương án 2 143

Bảng 5.6: Bảng chi phí điện năng phương án 2 145

Bảng 5.7: So sánh các phương án 148

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Tỷ trọng tiêu thụ và sản xuất cao su thiên nhiên trên thế giới 5

Hình 1.2: Diện tích trồng cao su tại Việt Nam năm 2014 6

Hình 1.3: Nhà máy chế biến cao su Suối Kè 14

Hình 1.4: Sơ đồ sản xuất mủ cốm tại nhà máy 15

Hình 1.5: Quy trình chế biến và dòng nước thải 18

Hình 1.6: Quy trình chế biến mủ tờ và dòng nước thải 20

Hình 2.1: Bể điều hòa 25

Hình 2.2: Bể lọc sinh học có vật liệu ngập trong nước 36

Hình 2.3: Bể Aerotank 38

Hình 4.1: Chi tiết song chắn rác 56

Hình 4.1: Cấu tạo mương oxy hóa 125

MỞ ĐẦU

I ĐẶT VẤN ĐỀ

Hiện nay, nền kinh tế Việt Nam đang trên đà phát triển đó là nhờ vào sự đóng góp không

nhỏ của các ngành công nghiệp khác nhau trên cả nước Trong đó ngành công nghiệp sản xuất và chế biến cao su chiếm một vị thế quan trọng trong việc đóng góp vòa sự phát triển kinh tế của đất nước và là một trong những ngành có tiềm năng phát triển vô cùng lớn Các sản phẩm sản xuất từ cao su được sử dụng một cách rộng rãi trong cả nước và là mặt hàng

có giá trị kim ngạch xuất khẩu cao Giá trị đóng góp vào tổng kim ngạch xuất khẩu của ngành cao su không chỉ từ nguồn nguyên liệu mà còn từ các sản phẩm cao su và sản phẩm

gỗ cao su của ngành công nghiệp chế biến, đã đạt 4,847 tỷ USD năm 2016, đóng góp 2,7% vào tổng kim ngạch xuất khẩu của cả nước và vượt mức 5 tỷ USD trong năm 2017.(1) Ngoài tiềm năng công nghiệp, cây cao su còn có tác dụng phủ xanh đất trống, đồi trọc, bảo vệ tài nguyên đất tránh rửa trôi, xói mòn, tạo môi trường không khí trong lành… Hiện nay, để chế biến hết số mủ cao su thu hoạch được nâng cấp và xây dựng mới tại nhiều tỉnh phía Nam, chủ yếu tập trung ở các tỉnh Bình Thuận, Đồng Nai, Bình Dương, Bình Phước…Giải quyết công ăn việc làm cho hàng ngàn công nhân làm việc trong nhà máy và hàng trăm ngàn công nhân làm việc trong các nông trường cao su Tuy nhiên tăng trưởng kinh tế chỉ là điều kiện cần và sẽ không bền vững nếu không kết hợp yếu tố môi trường –

xã hội Ở nước ta, ước tính hàng năm ngành chế biến mủ cao su thải ra khoảng 5 triệu m3nước thải Lượng nước thải này có nồng độ các chất hữu cơ dễ bị phân hủy rất cao như acetic, đường, protein, chất béo… Hàm lượng COD đạt đến 2.500 – 35.000 mg/l, BOD từ 1.500 – 12.000 mg/l được xả ra nguồn tiếp nhận mà chưa được xử lý hoàn toàn ảnh hưởng trầm trọng đến thủy sinh vật trong nước Ngoài ra vấn đề mùi hôi phát sinh do chất hữu cơ

bị phân hủy kỵ khí tạo thành Mercaptan và H2S ảnh hưởng môi trường không khí khu vực xung quanh Do đó vấn đề đánh giá và đưa ra phương án khả thi cho việc xử lý lượng nước thải chế biến mủ cao su được nhà nước và chính quyền địa phương quan tâm một cách đầy

đủ

Công ty TNHH MTV Cao su Bình Thuận là một trong số những công ty đóng góp không nhỏ về sản phẩm xuất khẩu và để ngành cao su Việt Nam phát triển và tiến xa hơn nữa công ty đã và đang có dự án mở rộng quy mô sản xuất tổng công suất 9000 tấn/năm Việc nâng công suất lên sẽ kéo theo nhiều vấn đề quan ngại đặc biệt là chất thải kèm theo Một trong các chất thải được quan tâm hàng đầu đó là nước thải, khi sản phẩm tăng thì nước thải tăng nhưng với hệ thống xử lý hiện tại của công ty thì việc đảm bảo mọi nguồn nước thải đổ ra sông đạt tiêu chuẩn là điều không thể nên việc mở rộng hệ thống xử lý nước thải là điều cấp thiết hiện nay, để đảm bảo mọi nguồn tiếp nhận không bị ô nhiễm và đạt đến sản xuất lành mạnh

Để giải quyết vấn đề trên, đòi hỏi nhà máy chế biến cao su phải có một hệ thống xử lý nước thải cao su hợp lý để xử lý nước thải trước khi thải vào môi trường, hoặc tái sử dụng

lại nguồn nước sau xử lý vào các mục đích khác Chính vì lý do đó, đề tài “ Tính toán và thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè giai đoạn 2 công suất 1000m 3 /ngày đêm xã Gia Linh, huyện Tánh Linh, tỉnh Bình Thuận” được

em chọn nhằm giải quyết những vấn đề nan giải trên

2 MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho chất lượng nước thải của nhà máy sản chế biến

mủ cao su sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn QCVN 01:2015 BTNMT, cột A

Bảng 1.1: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sơ chế cao su thiên nhiên

3 NỘI DUNG ĐỀ TÀI

- Khảo sát hiện trạng môi trường công ty TNHH MTV Cao su Bình Thuận

- Thu thập phân tích số liệu đầu vào

- Đề xuất phương án xử lý nước thải

- Phân tích lựa chọn công nghệ xử lý

- Thuyết minh công nghệ

- Tính toán các công trình đơn vị

- Dự toán kinh phí thực hiện

lý hiệu quả đối với loại nước thải

- Phương pháp so sánh: Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải đối với QCVN 01:2015 BTNMT, cột A

- Phương pháp phân tích chi phí lợi ích: Nhằm đánh giá hiệu quả kinh tế trong quá trình

xử lý nước thải của các phương pháp xử lý

5 DỰ KIẾN KẾT QUẢ

Từ kết quả tính toán thiết kế của đề tài có thể làm cơ sở cho Công ty TNHH MTV Cao

su Bình Thuận tham khảo để đầu tư xây dựng công trình để có thể đảm bảo để xử lý hết lượng nước thải từ dự án mở rộng sản xuất của nhà máy, hận chế đến mức thấp nhất đối với môi trường xung quanh

NỘI DUNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về ngành công nghiệp sản xuất Cao Su

1.1.1 Tình hình phát triển ngành Cao Su trên Thế Giới [7], [8], [10]

Ngành cao su thiên nhiên là một ngành đầu tư dài hạn Theo thống kế đến cuối năm

2017, tổng diện tích cao su thiên nhiên trên thế giới đạt khoảng 13 triệu ha, Châu Á chiếm 92,42%, Châu Mỹ chiếm 5,14% và 2,44% thuộc về Châu Phi Tổng sản lượng cao su thiên nhiên đạt hơn 11 triệu tấn Trong đó, Châu Á chiếm ưu thế vượt trội khi chiếm tỷ trọng 93,2% trong tổng lượng sản xuất của thế giới, tiếp theo là Châu Phi (4,3%), Châu Mỹ Latin (2,5%)

Theo thống kê của Rubber Statistical Bulletin – IRSG, tính đến cuối 2011, Châu Á là khu vực tiêu thụ cao su thiên nhiên lớn nhất thế giới, chiếm 69,7% tổng nhu cầu thế giới,

kế đến là Châu Âu (13,5%), Bắc Mỹ (10,7%)

Nhóm 5 nước sản xuất cao su thiên nhiên lớn nhất thế giới là Thái Lan, Indonesia, Malaysia, Ấn Độ và Việt Nam (chiếm 82,39% trong tổng sản lượng sản xuất của thế giới), nhóm 5 quốc gia 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%) và Maylasia (4,6%) Riêng Trung Quốc bình quân

5 năm qua chiếm 32% tổng sản lượng tiêu thụ cao su thiên nhiên và chiếm đến 24% tổng kim ngạch nhập khẩu cao su thiên nhiên toàn cầu Bốn quốc gia xuất khẩu cao su thiên nhiên lớn nhất thế giới hiện nay là Thái Lan (gần 3 triệu tấn), Indonesia (2,13 triệu tấn), Malaysia (0,95 triệu tấn) và Việt Nam (0,82 triệu tấn), chiếm 87,35% tổng sản lượng xuất khẩu cao su thiên nhiên toàn cầu

Hình 1.1: Tỷ trọng tiêu thụ và sản xuất cao su thiên nhiên trên thế giới

Năm 2016, kim ngạch xuất khẩu toàn cầu đạt 12,5 tỷ USD Khu vực Đông Nam Á vẫn

là khu vực sản xuất chính của cao su thiên nhiên Trong đó, chỉ riêng Thái Lan và Indonesia

đã đạt 7,7 tỷ USD, chiếm đến 65% tổng kim ngạch xuất khẩu thế giới

1.1.2 Tình hình phát triển ngành công nghiệp cao su tại Việt Nam

Cây cao su bắt đầu được trồng tại Việt Nam từ cuối thế kỷ 19 bởi những người Pháp,

tập trung tại các tỉnh Đông Nam Bộ Kể từ sau năm 1975, cao su được trồng với quy mô lớn, bao phủ khắp cả nước Cây cao su nhanh chóng trở thành cây công nghiệp chủ lực và

là một trong 3 ngành nông nghiệp đóng góp lớn nhất vào kim ngạch xuất khẩu của Việt Nam Bộ Nông Nghiệp và Phát triển nông thôn là cơ quan của Chính phủ chịu trách nhiệm quy hoạch các vùng đồng thời xây dựng các cơ chế chính sách để hỗ trợ thực hiện

Diện tích cây cao su tại Việt Nam

Theo bộ NN & PTNN, kể từ năm 2006 đến 2013, tổng diện tích cao su tăng đều qua các năm Chỉ riêng năm 2014 và 2015 diện tích cao su có xu hướng giảm khoảng 7% so với

2013 Điều này phản ánh tình trạng trồng cao su ồ ạt trong thời gian dài và bắt đầu hạn chế trong những năm gần đây khi giá cao su xuống thấp Năm 2016, tổng diện tích cao su tại Việt Nam đạt 976,4 nghìn ha, giảm gần 1% so với cùng kỳ Diện tích cây cho mủ đạt mức

618 nghìn ha, tăng 3% so với năm 2015, tỷ trọng diện tích cây cho mủ ở mức 63,3%

Hình 1.2: Diện tích trồng cao su tại Việt Nam năm 2014 Sản lượng cao su tại Việt Nam có xu hướng tăng đều từ 298 nghìn tấn năm 2002 lên 1,03 triệu tấn trong năm 2016 Trong vòng 14 năm, sản lượng cao su Việt Nam đã tăng gấp 3,5 lần Tính riêng giai đoạn 10 năm từ 2006-2016, tốc độ tăng trưởng bình quân mỗi năm đạt 6,45% Tuy nhiên tốc độ tăng trưởng đang có dấu hiệu chững lại thời gian gần đây Năm

2016, sản lượng cao su chỉ tăng 1,9% so với cùng kỳ, thấp hơn rất nhiều mức bình quân 10 năm do sự suy giảm tỷ trọng diện tích cao su cho mủ

Theo tổng cục Hải Quan, xuất khẩu cao su thiên nhiên năm 2016 của Việt Nam tiếp tục tăng trưởng, đạt 1,25 triệu tấn với giá trị 1,67 tỷ USD, tăng 10,3% về lượng và 9,2% về giá trị so với cùng kỳ Tính mùa vụ được thể hiện khá rõ khi sản lượng và kim ngạch xuất khẩu

từ tháng 2 – tháng 5 luôn ở mức thấp Đây là thời điểm cây cao su rụng lá, ít ra mủ vì vậy năng suất khai thác ở mức thấp Mặc dù sản lượng xuất khẩu ở mức ổn định đi ngang nhưng kim ngạch xuất khẩu trong 2 tháng cuối năm 2016 tăng 30% do giá cao su cuối năm 2016 phục hồi tăng mạnh

1.1.3 Tổng quan về cây cao su

Nguồn gốc: Người Châu Âu đầu tiến biết đến cao su là Christophe Comlombo (người

tìm ra Châu Mỹ đầu tiên) Mãi đến năm 1615, cao su mới được biết đến tới qua sách có tự

đề “dela monarquia indiana” của Juan De Torquemada viết về lợi ích và công dụng phổ cập của cao su

Đến nay cây chứa mủ cao su có rất nhiều loại, mọc rải rác khắp Trái Đất, nhất là ở vùng nhiệt đới, có cây thuộc giống to lớn như cây Hevea Brasiliensis (ficus), họ dây leo (Landophia), thuộc giống cỏ… cây được chọn canh tác theo lối công nghiệp là loại Hevea Brasiliensis, cho hầu hết tổng lượng cao su thiên nhiên trên thế giới

Sau gần một thế kỷ Nhờ hai cuộc phát minh quan trọng là “ghiền hay cán hóa dẻo cao su” (hancock) và “lưu hóa cao su” (goodyear) mà kỹ nghệ cao su phát triển mạnh mẽ Nhu cầu tiêu thụ tăng cao dẫn đến việc phát minh ra cao su nhân tạo (cao su tổng hợp) Chế biến cao su tái sinh ngày nay

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

Thành phần mủ cao su

Cao su trong Latex hiện hữ dưới dạng hạt nhỏ hình cầu, hình quả tạ hay hình trái lê Những tiểu cầu cao su này được một lớp mỏng Protein bao bọc bên ngoài Đảm bảo được tính chất cơ lý của latex hàm lượng cao su trong latex thay đổi từ 30-60%

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 1/100 𝜇m - 3 𝜇m Chúng chuyển động hỗn loạn trong dung dịch Thông thường 1 gram mủ chứa khoảng 7,4.1012 hạt cao su bao quanh

là các protein giữ cho latex ở trạng thái ổn định

Thành phần hóa học của mủ cao su

+ Cao su: 35-40%

+ Protein: 2%

+ Quebrachilol: 1%

+ Xà phòng, acid béo: 1%

+ Chất vô cơ: 0,5%

+ Nước: 50-60%

Tùy theo trường hợp cao su có thể chứa:

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

- Ở dạng dung dịch giả: các protein, phytosterol, chất mầu, enzyme

- Ở dạng nhũ tương: các amidon, lipid, tinh dầu, nhựa, sáp, polyterpenic

1.1.4 Sản phẩm từ cao su thiên nhiên

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

Sản phẩm từ cao su thiên nhiên đa dạng chia làm 5 nhóm chính:

+ Cao su làm vỏ, ruột xe: xe tải, xe hơi, xe máy, xe đạp, máy cày và các loại máy nông nghiệp…chiếm 70% lượng cao su thiên nhiên trên thế giới

+ Cao su công nghiệp dùng làm nệm, băng chuyền để giảm sóc, khớp nối lớp cách nhiệt, chống ăn mòn trong các bể phản ứng chiếm 70% lượng cao su

+ Các ứng dụng hàng ngày như: Giày dép, áo mưa, ủng, phao bơi lội, phao cứu nạn nhóm này chiếm 8% tổng lượng cao su

+ Cao su dùng làm: Gối, đệm, thảm trải sàn…nhóm này chiếm 5%

+ Dụng cụ y tế, dụng cụ phẫu thuật, thể dục thể thao, dây thun, chất cách điện, dụng cụ nhà bếp, tiện nghi gia đình, keo dán… nhóm này chiếm khoảng 10%

1.1.5 Ảnh hưởng của nước thải nhà máy Cao Su đến môi trường

Việc tăng trưởng kinh tế là rất quan trọng nhưng ngoài ra còn có một nhân tố quan trọng

hơn đi kèm đó là môi trường, kinh tế phát triển nhưng phải đảm bảo được môi trường không bị tàn phá và ô nhiễm do hoạt đông kinh tế của con người Đặc biệt là nước thải,

Trong quá trình chế biến mủ cao su Nhất là khâu đánh đông mủ (chế biến mủ nước) và khâu ly tâm mủ (đối với quy trình chế biến mủ ly tâm) các nhà máy chế biến mủ cao su đã thải ra hàng ngày một lượng lớn nước thải khoảng từ 600-2000 m3 cho mỗi nhà máy với tiêu chuẩn sử dụng nước 20 – 30 m3/tấn Lượng nước thải có nồng độ các chất hữu cơ dễ

bị phân hủy rất cao như: Acid acetic, đường protein, chất béo… Hàm lượng COD đạt đến 2.500 – 35.000 mg/l, BOD từ 1.500 – 12.000 mg/l đã làm ô nhiễm hầu hết các nguồn nước Tuy thực vật có thể phát triển nhưng hầu hết các động vật dưới nước đều không thể tồn tại Bên cạnh việc gây ô nhiễm các nguồn nước (nước ngầm và nước mặt) Các chất hữu cơ trong nước thải bị phân hủy kị khí tạo thành H2S và Mercaptan là những hợp chất không những gây độc và ô nhiễm môi trường mà chúng còn là nguyên nhân mùi hôi thối Ảnh hưởng đến cảnh quan môi trường và dân cư xung quanh

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

Nước thải chế biến cao su có PH trong khoảng 4,2 – 6,2 do việc sử dụng acid để làm

đông tụ mủ cao su Tính acid chủ yếu là do các acid béo bay hơi Kết quả của sự phân hủy sinh học các Lipid và Phospholipids xảy ra khi tồn trữ nguyên liệu Hơn 90% chất rắn trong nước thải cao su là chất rắn bay hơi Chứng tỏ rằng nước thải cao su chứa hàm lượng chất hữu cơ cao Phần lớn chất rắn này ở dạng hòa tan Còn ở dạng lơ lửng chủ yếu là những hạt cao su còn sót lại Hàm lượng Nito không cao và có nguồn gốc từ các protein trong mủ cao su Trong khi hàm lượng Nito ở dạng Amoni rất cao do việc sử dụng Amoni làm chất khoáng đông tụ trong quá trình thu hoạch, vận chuyển và tồn trữ mủ cao su

- Mùi hôi trong nước thải cao su:

Cao su tự nhiên là các Polimer hữu cơ cao phân tử với các Monomer là các chất dạng mạch thẳng như Etylen, Propilen, Butadience… Do đó quá trình phân hủy mủ cao su thực

tế là quá trình oxy hóa các sản phẩm phân hủy trung gian hoặc các chất vô cơ dạng khí như

H2S, Mercaptal (RSH), Amonia (NH3), CO2 hoặc Monocarbonxylic (CO) hoặc các chất hữu cơ như: acid carbonxylic (RCOOH), Xeton hữu cơ dễ bay hơi và tạo ra mùi hôi trong không khí Mùi hôi trong nước thải thường gây ra bởi các khí sản sinh ra trong quá trình

phân hủy các hợp chất hữu cơ Mùi hôi đặc trưng và rõ rệt nhất trong nước thải bị phân hủy kị khí thường là H2S (hydrogen sulphide) Các acid béo bay hơi (volatile fatty acid – vfa) là sản phẩm của sự phân hủy do vi sinh vật Chủ yếu là trong điều kiện kị khí các lipid

và phospholipid có trong chất ô nhiễm hữu cơ

Bảng 1.2: Mức độ ô nhiễm nước thải tại các nhà máy chế biến cao su

STT Nhà máy Các chỉ tiêu nước thải

Bảng 1.3: Đặc tính ô nhiễm nước thải của ngành chế biến cao su

Chỉ tiêu

Loại sản phẩm Khối từ mủ

tươi

Khối từ mủ đông Cao su tờ Mủ ly tâm

(Nguồn: Bộ môn chế biến – Viện nghiên cứu Cao su Việt Nam)

Bảng 1.4: Một số chất gây mùi hôi thường gặp trong nước thải

Chất Cấu tạo hóa học Mùi đặc trưng Các amin CH3NH2(CH3)H Tanh cá

Các diamines NH2(CH2)4NH2,

NH-2(CH2)5NH2

Thịt thối

Dimethyl sulphide (CH3)2S Rau thối

Diethyl sulphide (C2H5)2S Tanh sốc

Diphenyl sulphide (C6H5)2S Khét

Diallyl sulphide (CH2CHCH2)2S Nồng tỏi

Dimethyl disulphide (CH3)2S2 Thối rữa

Nguồn: Gaudy 1989, Metcalf và Eddy, 1991

Bảng 1.5: So sánh hàm lượng các chất ô nhiễm giữa nước thải chế biến cao su và

nước thải đô thị

Chỉ tiêu Nước thải đô thị điển hình Nước thải chế

Ngày 06/08/1984, Ủy ban nhân dân tỉnh Thuận Hải ra quyết định thành lập Công ty cao

su Thuận Hải trên cơ sở nâng cấp Trạm kinh tế kỹ thuật Cao su huyện Đức Linh và chịu

sự quản lý vĩ mô của Ủy ban nhân dân tỉnh

Năm 1997, Lãnh đạo của ngành cao su và địa phương đã thống nhất sáp nhập Công ty cao su Bình Thuận vào Tổng công ty cao su Việt Nam Ngày 13/07/1998, Chủ tịch Hội đồng quản trị Tổng công ty cao su Việt Nam ra quyết định thành lập Công ty cao su Bình Thuận, mở ra cho công ty một thời kỳ mới triển vọng

Đến nay, từ 30 hecta ban đầu, Công ty đã có được 4.500 hecta cao su đứng Trong đó

đã đưa vào khai thác 3.960 ha

Công ty đứng trên địa bàn hội đủ các yếu tố thiên thời, địa lợi và nhân hòa, thuận lợ cho trồng mới và khai thác mủ cao su, sản lượng mủ của Công ty hàng nă tăng, thuận lợi về giao thông để vận chuyển xuất khẩu cao su Công ty là đơn vị chủ lực của tỉnh Bình Thuận

về kỹ thuật trồng, khai thác và chế biến mủ cao su, đồng thời cung cấp các dịch vụ cho cao

su tiểu điền

Trong xu thế phát triển và hội nhập, Công ty TNHH MTV Cao su Bình Thuận chú trọng trong khâu xuất nhập khẩu cao su, phát triển thêm diện tích trồng mới, liên doanh, liên kết với các đối tác trong và ngoài nước để trồng, khai thác và chế biến mủ cao su

1.2.2 Bộ máy tổ chức

1.2.2.1 Hội đồng thành viên

- Chủ tịch Hội đồng thành viên: Ông Nguyễn Ngọc Đại

- Thành viên HĐTV kiêm Tổng Giám Đốc: Ông Nguyễn Văn Thanh

- Thành viên HĐTV kiêm phó Tổng Giám Đốc: Ông Phạm Nguyên Khang

1.2.2.2 Kiểm soát viên

- Kiểm soát viên chuyên trách

- Kiểm soát viên kiêm nhiệm

1.2.2.3 Phòng nghiệp vụ và các đơn vị trực thuộc

2 Nông trường Thuận Đức

3 Nông trường Gia Huynh

4 Nông trường Sông Giêng

5 Xí nghiệp chế biến

6 Trung tâm y tế

7 Nhà trẻ 2/9

1.3 Tổng quan về nhà máy cao su Suối Kè

Tên nhà máy: Nhà máy cao su Suối Kè – Công ty TNHH MTV Cao su Bình Thuận Địa chỉ: Xã Gia Linh, Huyện Tánh Linh, Tỉnh Bình Thuận

Hoạt động chủ yếu: Chế biến mủ tờ và mủ cốm với công suất 16500 tấn/năm

Hình 1.3: Nhà máy chế biến cao su Suối Kè

1.3.1 Hoạt động chế biến và sản xuất của nhà máy

Lúc đầu nhà máy chỉ xây dựng với công suất 7500 tấn/năm, nhưng do nhu trong nước

và xuất khẩu về mủ cốm và mủ tờ nên nhà máy quyết định xây dựng thêm nhà máy chế biến cao su suối kè giai đoạn 2 với tổng kinh phí lên tới 136 tỷ đồng với công suất 9000 tấn/năm

Hình 1.4: Sơ đồ sản xuất mủ cốm tại nhà máy

1.3.2 Quy trình sản xuất mủ cốm

- Tiếp nhận xử lý nguyên liệu

- Gia công cơ học

- Gia công nhiệt

- Hoàn chỉnh sản phẩm

Công đoạn 1: Tiếp nhận xử lý nguyên liệu

Mủ nước sau khi thu mua từ các điểm đưa về nhà máy, đến nhà máy mủ được cân trọng lượng, kiểm tra chất lượng bằng cảm quan mủ phải ở trạng thái lỏng tự nhiên Sau đó mủ

Tiếp nhận

Cán mỏng

Băm thành cốm

Cán và ép thành bánh

Sấy

Đóng gói

Đánh đông bằng acid

được dẫn xuống bể chứa, Ở đây mủ được lấy mẫu đi kiểm tra lượng NH3, TSC, DRC Sau

đó dẫn xuống hồ đánh đông qua hệ thống máng dẫn bằng inox hỗn hợp qua rây lọc tiếp theo mủ được khuấy đều khoảng 15 phút Tại hồ đánh đông, mủ được đánh đông bằng acid formic nồng độn 1% với nồng độ DRC 25% ( DRC – Dry Rubber Content: hàm lượng cao

su khô ) độ pH 4.5 – 5.0 rồi đưa vào các mương đánh đông mủ lúc này phân thành hai pha: pha cao su nổi trên bề mặt và pha serum ( nước và các chất tan trong nước ) Đồng thời để tránh mủ bị oxy hóa bề mặt ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, dung dịch sodium metabisulfite ( Na2S2O3 ) sẽ được phun một lớp mỏng trên bề mặt mủ đã được đánh đông trong mương đánh đông khi được để qua đêm Thời gian đông tụ từ 6 đến 8 giờ

Công đoạn 2: Gia công cơ học

Mủ sau khi đông tụ được thêm nước vào mương để làm nổi khối mủ nhằm thuận tiện cho công đoạn cán, kéo Mủ từ mương đánh đông được đưa qua máy cán mỏng Crepper để loại bỏ axit, serum 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 nước rữa Sau cùng bơm Vortex hút chuyển các hạt cốm lên sàn rung để tách nước sau đó đưa vào thùng sấy và đẩy vào lò sấy Dùng tay để dàn đều mủ trong thùng sấy sao cho tơi và xốp, không dồn, ép mủ Các thùng đựng đầy cao su để ráo ít nhất là 30 phút không quá 1 giờ

Mủ đã băm xuống hồ phải sấy hết, không để qua ngày hôm sau sẽ ảnh hưởng đến chất lượng mủ sau khi sấy

Công đoan 3: Gia công nhiệt

Mủ cốm sau khi để ráo được đưa vào lò sấy Thời gian sấy : Đầu đốt : 1000C – 1250C Thời gian sấy là từ 4h – 5h Thời gian mỗi thùng ra lò từ 9 phút – 12 phút Sau đó được đưa qua hệ thống hút làm nguội và đem ra khỏi lò

Công đoạn 4: Hoàn chỉnh sản phẩm

Mủ được cân, ép bành và phân loại với màu sắc có màu vàng đồng đều, không lẫn vật

lạ, các đốm trắng đèn, không chảy dính, không sống hạt Trọng lượng và kích thước mỗi bành theo quy định TCVN 3769 – 83 ( trọng lượng mỗi bánh là 33,33 kg ) Sau khi ép, tiến hành dán nhãn của nhà máy và đóng gói Bành mủ được dùng túi nhựa PE gói lại Cho các bành mủ đã đóng gói và dán nhãn vào pallet Mỗi pallet được xếp 30 bành Pallet được xe nâng di chuyển vào nhà kho thành phẩm

Hình 1.5: Quy trình chế biến và dòng nước thải

Nước thải

Sấy khô

Cân + Ép bành

Đóng gói Thành phẩm

- Pha trộn, xử lý nguyên liệu: Sau khi kiểm tra, mủ đạt yêu cầu sẽ được xả vào hồ chứa, dùng máy khuấy trộn đều trong khoảng thời gian từ 10 -20 phút Sau khi khuấy trộn cần có thời gian để lắng mủ từ 10-15 phút/hồ trước khi xả đánh đông

- Đánh đông mủ nước: Mủ được đưa vào mương đánh đông dùng giấy quỳ xác định

độ pH, lấy mẫu nhỏ cho dung dịch acid formic 2% vào khuấy đều đo pH vào khoảng

5 đến 5,2, cho lượng acid đã xác định vào mương khuấy trộn đều, nhanh tay gắn các tấm lak theo khuôn mẫu đã định trước Thời gian tối thiểu để lấy mủ đông là 8 tiếng

Công đoạn 2: Gia công cơ học

Lúc mủ nước đông tụ hoàn toàn ta chuyển qua cán tạo tờ Mủ sau khi đánh đông, sẽ tạo khối Sau đó, các khối mủ đông này sẽ được máy kéo mủ đưa từ mương lên máy cắt CD Máy cưa lạng được định vị mỗi lần cắt tờ mủ dày 2 li Các tờ mủ đông này sẽ được đưa qua hệ máy cán 5 trục để cán vắt nước và serum, cùng tạo gai trên bề mặt Sau khi được đem qua máy cán, các tờ mủ được phơi lên sào tre, để ráo 1 đến 2 ngày ngoài trời có mái che

Công đoạn 3: Gia công nhiệt

Mủ được đưa sang lò sấy, và sấy trong vòng 60 giờ - 72 giờ ở 50 đế 60oC Khi mủ đã chín, sẽ được đưa ra khỏi lò và chuyển qua khâu phân loại mủ

Công đoạn 4: Hoàn chỉnh sản phẩm

Nước pha loãng

Axit

Nước rửa

Rửa

Serum Rửa

Rửa

Nước rửa sau cùng

Ưu điểm của công nghệ cưa lạng mới tại Nhà máy Suối Kè: Sản xuất mủ tờ theo công

nghệ cưa lạng có thể khắc phục những nhược điểm của công nghệ tấm lak rời, công nghệ tấm lak liên kết, công nghệ lạng-Mulô

Ép bành

Thành phẩm Phân loại và cân

1.3.4 Đặc tính nước thải nhà máy cao su Suối Kè

Bảng 1.6: Tính chất nước thải Nhà máy chế biến mủ cao su Suối Kè

STT Thông số Đơn vị Giá trị đầu vào

nước thải

QCVN 2015/BTNMT cột A

01-1 Lưu lượng trung bình

Nhận xét tính chất nước thải của Nhà máy cao su Suối Kè – Bình Thuận

- Nhà máy sản xuất mủ cốm và mủ tờ nên nước thải có nồng độ N, BOD, COD, SS cao;

pH thấp

- Nước thải mủ cao su là loại nước thải khó xử lý, tỉ lệ BOD/COD là 0,65 ( 0.6 – 0.88) cần chọn công nghệ xử lý sinh học là công nghệ chính và kết hợp thêm công nghệ xử lý cơ học vật lý để đạt được QCVN 01:2015/BTNMT, cột A

- Bên cạnh đó, trong nước thải có chứa các vi sinh vật gây bệnh vì vậy cần khử trùng

để nước thải sau xử lý đạt yêu cầu trước khi xả ra môi trường

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CAO SU 2.1 Đặc điểm, tính chất của nước thải chế biến mủ cao su

Nguồn gốc và lưu lượng nước thải

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

+ Dây chuyền sản xuất mủ cốm: Nước thải phát sinh từ bể chứa mủ nước, mương đánh đông, khâu cán – vắt – ép, cán tạo tờ, băm cám và sàn rung

+ Dây chuyền sản xuất mủ tờ: Nước thải phát sinh từ khâu tiếp nhận, xử lý và khâu đánh đông được cho acid formic 2% vào giảm pH từ 5 đến 5,2 để đánh đông mủ, quá trình gia công cơ

- Vì nhà máy sản xuất mủ cốm và mủ tờ nên nước thải có nồng độ N,BOD,COD,SS cao và

pH thấp

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

2.2.1 Các phương pháp xử lý cơ học

Xử lý cơ học là nhằm loại bỏ các tạp chất không hòa tan chứa trong nước thải và được

thực hiện ở các công trình xử lý: song chắn rác, bể lắng cát, bể lắng, bể lọc, các loại

- Song chắn rác, lưới chắn rác làm nhiệm vụ giữ lại các tạp chất thô (chủ yếu là rác) có trong nước thải

- Bể lắng cát được thiết kế trong công nghệ xử lý nước thải nhằm loại bỏ các tạp chất

vô cơ chủ yếu là cát chứa trong nước thải

- Bể lắng làm nhiệm vụ giữ lại các tạp chất lắng và các tạp chất nổi chứa trong nước thải Để xử lý nước thải của một vài dạng công nghiệp, sử dụng một số công trình đặc biêt như: bể vớt mỡ, bể vớt dầu, bể vớt nhựa và để loại bỏ các tạp chất nhỏ không hòa tan chứa trong nước thải công nghiệp cũng như khi cần xử lý ở mức độ cao (xử lý bổ sung) có thể ứng dụng các bể lọc, lọc cát

Giai đoạn xử lý cơ học nước thải công nghiệp thông thường có bể điều hòa để điều hòa

về lưu lượng và nồng độ bẩn của nước thải

2.2.1.1 Thiết bị chắn, nghiền rác

Thiết bị chắn rác có thể là song chắn rác hoặc lưới chắn rác, có chức năng chắn giữ

những rác bẩn thô (giấy, rau, cỏ, rác, …), nhằm đảm bảo cho máy bơm, các công trình và thiết bị xử lý nước thải hoạt động ổn định Song chắn rác và lưới chắn rác được cấu tạo bằng các thanh song song, các tấm lưới đan bằng thép hoặc tấm thép có đục lỗ, tùy theo kích cỡ các mắt lưới hay khoảng cách giữa các thanh mà ta phân biệt loại chắn rác thô, trung bình hay rác tinh

Theo cách thức làm sạch thiết bị chắn rác ta có thể chia làm 2 loại: loại làm sạch bằng tay và loại làm sạch bằng cơ giới

a Song chắn rác

Song chắn rác là công trình xử lý sơ bộ nhằm loại bỏ một lượng rác bẩn thô chuẩn bị

cho xử lý nước thải sau đó Song chắn rác bao gồm các thanh đan sắp xếp cạnh nhau Khoảng cách giữa các thanh gọi là khe hở (mắt lưới)

Các loại song chắn rác thường dùng: lưới chắn rác được phân loại theo nhiều tiêu chí Sau đây là một số tiêu chí tiêu biểu để lựa chọn kiểu song chắn rác Lượng rác được giữ lại

ở song chắn rác phụ thuộc vào khe hở giữa các thanh chắn rác Do đó, chọn đúng kích thước sẽ giúp rác thải được giữ lại một cách tối ưu mà không ảnh hưởng tới dòng chảy tới các thiết bị xử lý nước thải ở phía sau song chắn rác

- Theo kích thước khe hở của song chắn rác:

Theo các phương thức lấy rác, song chắn rác được phân loại thành loại thủ công và loại

cơ giới

Lưới chắn rác

Lưới chắn rác dùng để xử lý các chất lơ lửng có kích thước nhỏ, thu hồi các thành phần không tan hoặc khi cần phải loại bỏ rác có kích thước nhỏ Kích thước mắt lưới từ 0,5 ÷ 1,0 mm

Lưới chắn rác thường được bao bọc xung quanh khung rỗng hình trụ quay tròn (hay còn gọi là trống quay) hoặc đặt trên các khung hình đĩa

Rác thường được chuyển tới máy nghiền rác, sau khi được nghiền nhỏ, cho đổ trở lại trước song chắn rác hoặc chuyển tới bể phân huỷ cặn

Có bốn loại bể lắng cát chính: bể lắng cát theo chiều chuyển động ngang của dòng chảy,

bể lắng cát đứng, bể lắng cát có sục khí (làm thoáng) hoặc bể lắng cát có dòng chảy xoáy (tiếp tuyến)

- Bể lắng cát ngang

- Bể lắng cát thổi khí

- Bể lắng cát đứng

- Bể lắng cát có sục khí

2.2.1.3 Bể tách dầu mỡ

Nước thải của một số xí nghiệp ăn uống, chế biến bơ sữa, các lò mổ, xí nghiệp ép dầu,

… thường có lẫn dầu mỡ Các chất này thường nhẹ hơn nước và nổi lên trên mặt nước Nước thải sau xử lý không có lẫn dầu mỡ mới được phép cho chảy vào các thủy vực

Hơn nữa, nước thải có lẫn dầu mỡ khi vào xử lý sinh học sẽ làm bít các lỗ hổng ở lọc,

ở pha lọc sinh học và còn làm phá hỏng cấu trúc bùn hoạt tính trong aerotank, …

Ngoài cách làm các gạt đơn giản bằng các tấm sợi quét trên mặt nước, người ta chế tạo

ra các thiết bị tách dầu, mỡ đặt trước dây chuyền công nghệ xử lý nước thải

2.2.1.4 Bể điều hòa

Bể điều hòa được dùng để duy trì dòng thải và nồng độ các chất ô nhiễm vào công trình,

làm cho công trình làm việc ổn định, khắc phục những sự cố vận hành do dao động về nồng

độ và lưu lượng của quá trình xử lý nước thải gây ra và nâng cao hiệu suất của quá trình

xử lý sinh học Bể điều hòa có thể được phân làm ba loại như sau:

- Điều hòa lưu lượng

- Điều hòa nồng độ

- Điểu hòa lưu lượng và nồng độ

Hình 2.1: Bể điều hòa

Bể điều hòa được dùng làm tăng hiệu quả của hệ thống sinh học do nó hạnh chế hiện tượng “Shock” của hệ thống do hoạt động quá tải hoặc dưới tải về lưu lượng cũng như hàm lượng các chất hữu cơ, giảm được diện tích xây dựng các bể sinh học (do tính toán chính xác) Hơn nữa các chất ức chế quá trình xử lý sinh học sẽ được pha loãng hoặc trung hòa

ở mức độ thích hợp cho các hoạt động của sinh vật

Nguyên lý hoạt động:

- Sử dụng hệ thống khuấy trộn cơ học và sục khí điều hòa nồng độ nước thải

- Điều hòa pH, nồng độ các ion, … bằng cách dùng hóa chất, dùng nước thải

- Nhờ sục khí và khuấy trộn nên có khả năng xử lý một phần cơ chất hữu cơ

- Dùng hệ thống bơm hoặc van để điều chỉnh lưu lượng

2.2.1.5 Bể tuyển nổi

Bể tuyển nổi thường được dùng để tách các tạp chất (ở dạng hạt rắn hoặc lỏng) phân

tán không tan, tự lắng kém ra khỏi pha lỏng, tách các chất hòa tan như chất hoạt động bề mặt

Trong xử lý nước thải thường được dùng để tách các chất lơ lửng và làm đặc bùn sinh học Thường được ứng dụng trong xử lý nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp (nhiễm dầu, thuộc da, chế biến thịt, tái chế giấy, cao su …)

2.2.1.6 Quá trình lắng

Lắng là quá trình tách khỏi nước cặn lơ lửng hoặc bông cặn hình thành trong giai đoạn

keo tụ tạo bông hoặc các cặn bùn sau quá trình xử lý sinh học

Trong công nghệ xử lý nước thải quá trình lắng được ứng dụng:

- Lắng cát, sạn, mảnh kim loại, thủy tinh, xương, hạt sét, … ở bể lắng cát

- Loại bỏ các chất lơ lửng ở bể lắng đợt I

- Lắng bùn hoạt tính hoặc màng vi sinh vật ở bể lắng đợt II

Hai đại lượng quan trọng trong thiết kế bể lắng chính là tốc độ lắng và tốc độ chảy tràn

Để thiết kế một bể lắng lý tưởng, đầu tiên người ta phải xác định tốc độ lắng của hạt cần được loại bỏ và khi đó tốc độ chảy tràn nhỏ hơn tốc độ lắng

2.2.1.7 Bể lắng ngang

Bể lắng ngang có dạng hình chữ nhật trên mặt bằng, có thể được làm bằng các loại vật

liệu khác nhau như bêtông, bêtông cốt thép, gạch hoặc bằng đất tùy thuộc vào kích thước

và yêu cầu của quá trình lắng và điều kiện kinh tế

Trong bể lắng ngang, dòng nước chảy theo phương nằm ngang qua bể Người ta chia

dòng chảy và quá trình lắng thành 4 vùng: vùng hoạt động là vùng quan trọng nhất của bể lắng; vùng bùn (vùng lắng đọng) là vùng lắng tập trung; vùng trung gian, tại đây nước thải

và bùn lẫn lộn với nhau; cuối cùng là vùng an toàn

Ứng với quá trình của dòng chảy trên, bể lắng cũng có thể được chia thành 4 vùng: Vùng nước thải vào, vùng lắng hoặc vùng tách, vùng xả nước ra và vùng bùn

Các bể lắng ngang thường có chiều sâu H từ 1,5 – 4 m, chiều dài bằng (8 ÷ 12) H, chiều rộng kênh từ 3 – 6 m Các bể lắng ngang thường được sử dụng khi lưu lượng nước thải trên 15000 m3/ngày Hiệu suất lắng đạt 60% Vận tốc dòng chảy của nước thải trong bể lắng thường được chọn không lớn hơn 0,01 m/s, còn thời gian lưu từ 1 – 3 giờ

2.2.1.8 Bể lắng đứng

Bể lắng đứng có dạng hình trụ hoặc hình hộp với đáy hình chóp Nước thải được đưa

và ống phân phối ở tâm bể với vận tốc không quá 30 mm/s Nước thải chuyển động theo phương thẳng đứng từ dưới lên trên tới vách tràn với vận tốc 0,5 – 0,6 m/s Thời gian nước lưu lại trong bể từ 45 – 120 phút Nước trong được tập trung vào mánh thu phía trên, cặn lắng được chứa ở phần hình nón hoặc chóp cụt phía dưới và được xả ra ngoài bằng bơm hay áp lực thủy tĩnh trên 1,5m Chiều cao vùng lắng từ 4 – 5 m Góc nghiêng cạnh bên hình nón không nhỏ hơn 500, đường kính hoặc cạnh có kích thước từ 4 – 9 m Trong bể lắng, các hạt chuyển động cùng với nước từ dưới lên trên với vận tốc W và lắng dưới tác

động của trọng lực với vận tốc W1 Do đó các hạt có kích thước khác nhau sẽ chiếm những

vị trí khác nhau trong bể lắng Khi W1 > W, các hạt sẽ lắng nhanh, khi W1 < W, chúng sẽ

bị cuốn theo dòng chảy lên trên Hiệu suất lắng của bể lắng đứng thường thấp hơn bể lắng ngang 10 – 20% Bể có diện tích xây dựng nhỏ, dễ xả bùn cặn

2.2.1.9 Bể lắng ly tâm

Loại bể này có tiết diện hình tròn, đường kính 16 – 40m (có khi tới 60m) Chiều sâu

phần nước chảy 1,5 – 5m, còn tỷ lệ đường kính/chiều sâu từ 6 – 30 Đáy bể có độ dốc i = 0.02 về tâm để thu cặn Nước thải được dẫn vào bể theo chiều từ tâm ra thành bể và được thu vào máng tập trung rồi dẫn ra ngoài Cặn lắng xuống đáy được tập trung lại để đưa ra ngoài nhờ hệ thống gạt cặn quay tròn Thời gian nước thải lưu lại trong bể khoảng 85 – 90 phút Hiệu suất lắng đạt 60% Bể lắng ly tâm được ứng dụng cho các trạm xử lý có lưu lượng từ 20.000 m3/ngày đêm trở lên

2.2.1.10 Quá trình lọc

Lọc là quá trình tách các chất lắng lơ lửng ra khỏi nước khi hỗn hợp nước và chất rắn

lơ lửng đi qua từng lớp vật liệu lỗ (lóp vật liệu lọc), chất rắn lơ lửng sẽ được giữ lại và nước tiếp tục chảy qua

Đây là giai đoạn (công trình) cuối cùng để làm trong nước

Ngoài ra còn chia theo nhiều cách khác nhau theo chiều dòng chảy, lớp vật liệu lọc, theo cỡ hạt vật liệu lọc, cấu tạo hạt vật liệu lọc, …

2.2.2 Phương pháp xử lý hóa lý

Bản chất của quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý là áp dụng các quá

trình vật lý và hóa học để loại bớt các chất ô nhiễm mà không thể dùng quá trình lắng ra khỏi nước thải Các công trình tiêu biểu của việc áp dụng phương pháp hóa học bao gồm:

2.2.2.1 Bể keo tụ, tạo bông

Quá trình keo tụ tạo bông được ứng dụng để loại bỏ các chất rắn lơ lửng và các hạt keo

có kích thước rất nhỏ (10-7-10-8 cm) Các chất này tồn tại ở dạng phân tán và không thể loại bỏ bằng quá trình lắng vì tốn rất nhiều thời gian Để tăng hiệu quả lắng, giảm bớt thời gian lắng của chúng thì thêm vào nước thải một số hóa chất như phèn nhôm, phèn sắt, polymer, … Các chất này có tác dụng kết dính các chất khuếch tán trong dung dịch thành các hạt có kích cỡ và tỷ trọng lớn hơn nên sẽ lắng nhanh hơn

Các chất keo tụ dùng là phèn nhôm: Al2(SO4)3.18H2O, NaAlO2, Al2(OH)3Cl, KAl(SO4)2.12H2O, NH4Al(SO4)2.12H2O; phèn sắt: Fe2(SO4)3.2H2O, FeSO4.7H2O, FeCl3 hay chất keo tụ không phân ly, dạng cao phân tử có nguồn gốc thiên nhiên hay tổng hợp

Phương pháp keo tụ có thể làm trong nước và khử màu nước thải vì sau khi tạo bông cặn, các bông cặn lớn lắng xuống thì những bông cặn này có thể kéo theo các chất phân tán không tan gây ra màu

2.2.2.2 Phương pháp trung hòa

Nước thải sản xuất của nhiều ngành công nghiệp có thể chứa axit hoặc kiềm Để ngăn

ngừa hiện tượng xâm thực và tránh cho quá trình sinh hóa ở các công trình làm sạch và nguồn nước không bị phá hoại, ta cần phải trung hòa nước thải Trung hòa còn nhằm mục đích tách loại một số ion kim loại nặng ra khỏi nước thải Mặt khác muốn nước thải được

xử lý tốt bằng phương pháp sinh học phải tiến hành trung hòa và điều chỉnh pH về 6,6 – 7,6

2.2.2.3 Phương pháp tuyển nổi

Phương pháp tuyển nổi thường được sử dụng để tách các tạp chất rắn không tan hoặc

tan hoặc lỏng có tỉ trọng nhỏ hơn tỉ trọng của chất lỏng làm nền Nếu sự khác nhau vè tỉ trọng đủ để tách, gọi là tuyển nổi tự nhiên

Trong xử lý chất thải tuyển nổi thường được sử dụng để khử các chất lơ lửng và nén bùn cặn Ưu điểm của phương pháp này so với phương pháp lắng là có thể khử hoàn toàn các hạt nhỏ nhẹ, lắng chậm trong thời gian ngắn Khi các hạt đã nổi lên bề mặt, chúng có thể được thu gom bằng bộ phận vớt bọt

2.2.2.4 Phương pháp hấp thụ

Phương pháp này được dùng để loại bỏ hết các chất bẩn hòa tan vào nước mà phương

pháp xử lý sinh học và các phương pháp khác không loại bỏ được với hàm lượng rất nhỏ Thông thường đây là các hợp chất hòa tan có độc tính cao hoặc các chất có mùi vị và màu khó chịu

Các chất hấp thụ thường dùng là: đất sét hoặc silicagel, keo nhôm, một số chất tổng hợp hoặc chất thải trong sản xuất xi mạ sắt, … Trong số này, than hoạt tính được sử dụng phổ biến nhất Các chất hữu cơ kim loại nặng và các chất màu dễ bị than hấp thụ Lượng chất hấp thụ này tùy thuộc vào khả năng hấp thụ của từng chất và hàm lượng chất bẩn trong nước thải Các chất hữu cơ có thể bị hấp thụ: phenol, allcyllbenzen, sunfonicaid, thuốc nhuộm, các hợp chất thơm

2.2.2.5 Phương pháp hấp phụ

Hấp phụ là phương pháp tách các chất hữu cơ và khí hòa tan ra khỏi nước thải bằng

cách tập trung các chất đó trên bề mặt chất rắn (chất hấp phụ)( vd: than hoạt tính) hoặc bằng cách tương tác giữa các chất bẩn hòa tan với các chất rắn (hấp phụ hóa học)

2.2.2.6 Phương pháp trích

Trong hỗn hợp hai chất lỏng không hòa tan lẫn nhau, bất kỳ một chất thức ba nào khác

sẽ hòa tan trong hai chất lỏng trên theo quy luật phan bố Như vậy trong nước thải chứa các chất bẩn, nếu chúng ta đưa vào một dung môi và khuấy đều thì các chất bẩn đó hòa tan