tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải cao su hưng thịnh, huyện tân biên, tỉnh tây ninh công suất 500m3ngày đêm

Các loại bể lắng thường dùng là: bể lắng cát, bể lắng ngang, bể lắng đứng, bể lắng - Bể lắng cát đứng chảy từ dưới lên trên - Bể lắng cát chảy theo phương tiếp tuyến - Bể lắng cát sục kh

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT 4

DANH SÁCH CÁC BẢNG 5

DANH SÁCH CÁC HÌNH 6

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 7

1.1 Đặt vấn đề: 7

1.2 Tính cấp thiết của đề tài 7

1.3 Mục đích nghiên cứu 7

1.4 Nội dung của luận văn 8

1.5 Phương pháp thực hiện 8

1.5.1 Phương pháp luận 8

1.5.2 Phương pháp thu thập số liệu 8

1.5.3 Phương pháp phân tích và lấy mẫu 8

1.5.4 Phương pháp xử lý số liệu 8

1.6 Phạm vi – giới hạn đề tài 8

1.7 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn 9

1.7.1 Ý nghĩa khoa học 9

1.7.2 Ý nghĩa thực tiễn 9

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGÀNH CÔNG NGHIỆP CAO SU VÀ CÔNG TY CAO SU HƯNG THỊNH 10

2.1 Tổng quan công nghiệp cao su 10

2.1.1 Khái quát : 10

2.1.2 Sản phẩm từ cao su thiên nhiên 10

2.1.3 Tổng quan về cây cao su 11

2.1.3.1 Nguồn gốc 11

2.1.3.2 Mủ cao su 11

2.2 Giới thiệu công ty cao su Hưng Thịnh 13

2.2.1 Điều kiện tự nhiên 13

2.2.1.1 Vị trí địa lý 13

2.2.1.2 Đặc điểm khí hậu 13

2.2.1.3 Thủy văn 14

2.2.2 Cơ sở hạ tầng 14

2.2.3 Vài nét về công ty 14

2.2.4 Tổng quan về sản xuất của nhà máy 15

2.2.5 Đánh giá mức độ ô nhiễm môi trường nhà máy chế biến mủ cao su 18

2.2.6 Nguồn phát sinh và lưu lượng nước thải: 21

CHƯƠNG 3 : TỔNG QUAN CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CAO SU – ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO CÔNG TY HƯNG THỊNH 23

3.1.Công nghệ xử lý nước thải chế biến mủ cao su 23

3.1.1 Đặc điểm, tính chất của nước thải chế biến mủ cao su 23

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

3.1.2.1 Các phương pháp xử lý vật lý 23

3.1.2.2 Các phương pháp xử lý hóa học 26

3.1.2.3 Các phương pháp xử lý sinh học: 29

3.1.3 Một số công nghệ xử lý nước thải chế biến cao su 34

3.1.3.1 Trên thế giới 34

3.1.3.2 Tại Việt Nam 35

3.2 Cơ sở thiết kế 36

3.2.1 Khả năng phân hủy sinh học của nước thải cao su 36

3.2.2 Yêu cầu công nghệ 36

3.3 Thành phần nước thải và yêu cầu xử lý 37

3.3.1 Thành phần nước thải 37

3.3.2 Yêu cầu xử lý 38

3.4 Lựa chọn công nghệ 38

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CÁC PHƯƠNG ÁN 43

4.1.Tính toán phương án I 43

4.1.1 Sơ đồ công nghệ phương án I 43

4.1.2 Thuyết minh quy trình công nghệ phương án I 43

4.1.3 Tính toán các công trình đơn vị 44

4.1.3.1 Song chắn rác 44

4.1.3.2 Hố bơm 48

4.1.3.3 Bể khuấy trộn 49

4.1.3.4 Bể tạo bông 50

4.1.3.5 Bể lắng 1 52

4.1.3.6 Bể gạn mủ 56

4.1.3.7 Bể tuyển nổi 57

4.1.3.8 Bể điều hòa 65

4.1.3.9 Bể UASB 67

4.1.3.10 Bể trung gian 75

4.1.3.11 Bể bùn hoạt tính (Aeroten) xáo trộn hoàn toàn 75

4.1.3.12 Bể lắng 2: 84

4.1.3.13 Bể tiếp xúc: 87

4.1.3.14 Sân phơi bùn: 88

4.2.Tính toán phương án II 89

4.2.1 Sơ đồ công nghệ phương án II 89

4.2.2 Thuyết minh quy trình công nghệ phương án II 90

4.2.2.1 Bể điều hòa 90

4.2.2.2 Mương oxy hóa 93

4.2.2.3 Bể lắng 2: 98

4.2.2.4 Sân phơi bùn: 101

CHƯƠNG 5: PHÂN TÍCH TÍNH KINH TẾ - KỸ THUẬT – MÔI TRƯỜNG 103

5.1 Kinh tế 103

5.1.1 Phương án 1: 103

5.1.1.1 Chi phí xây dựng 103

5.1.1.2 Chi phí lắp đặt thiết bị 104

5.1.1.3 Chi phí hoá chất 105

5.1.1.4 Chi phí điện năng: 106

5.1.1.5 Chi phí công nhân 106

5.1.1.6 Chi phí sửa chữa, thí nghiệm 106

5.1.1.7 Tổng chi phí cho 1m 3 nước thải 106

5.1.2 Phương án 2: 107

5.1.2.1 Chi phí xây dựng 107

5.1.2.2 Chi phí lắp đặt thiết bị 107

5.1.2.3 Chi phí hoá chất 108

5.1.2.4 Chi phí điện năng: 109

5.1.2.5 Chi phí công nhân 110

5.1.2.6 Chi phí sửa chữa, thí nghiệm 110

5.1.2.7 Tổng chi phí cho 1m 3 nước thải 110

5.2 Kỹ thuật 110

5.3 Môi trường 111

5.4 Lựa chọn phương án 111

Chương 6: QUẢN LÝ - VẬN HÀNH 112

6.1 Quản lý 112

6.2 Những sự cố và biện pháp khắc phục sự cố trong vận hành 112

Chương 7: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 114

7.1 Kết luận 114

7.2 Kiến nghị 114

TÀI LIỆU THAM KHẢO 115

PHỤ LỤC: DANH MỤC BẢN VẼ 116

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

BOD : Biochemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxy sinh hoá

COD : Chemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxy hoá hoá học

pH : Chỉ tiêu dùng đánh giá tính axít hay bazơ

SS : Suspended Solid – Hàm lượng chất rắn lơ lửng

TSS : Total Suspended Solid (tổng chất rắn lơ lửng)

VSS : Volatile Suspended Solid (chất rắn lơ lửng bay hơi)

MLSS : Mixed Liquor Suspended Solid - Chất rắn lửng trong bùn lỏng

MLVSS : Mixed Liquor Volatile Suspended Solid – Chất rắn lơ lửng bay hơi trong bùn lỏng

TCXD : Tiêu chuẩn xây dựng

TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 2.1 : Thành phần hóa học và vật lý của cao su Việt Nam

Bảng 2.2 : Lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải chế biến

mủ cao su ở các dây chuyền sản xuất Bảng 2.3 : Mức độ ô nhiễm nước thải tại các nhà máy chế biến cao su Bảng 2.4 : Một số chất gây mùi hôi thường gặp trong nước thải

Bảng 2.5 : So sánh hàm lượng các chất ô nhiễm giữa nước thải chế biến cao

su và nước thải đô thị

Bảng 2.6 : Chất lượng tổng quát của nước thải chế biến cao su sau xử lý

(mg/l)

Bảng 3.1 : Một số công trình xử lý nước thải cao su ở Malaysia

Bảng 3.2 : Hệ thống các công nghệ xử lý nước thải cao su tại một số nhà

máy Bảng 4.1 : Các thông số tính toán bể lắng đợt 1

Bảng 4.2 : Thông số thiết kế cho bể tuyển nổi thổi khí

Bảng 4.3 : Bảng xác định dung tích bể điều hòa

Bảng 4.4 : Các thông số thiết kế bể UASB

Bảng 4.5 : Tải trọng thể tích chất hữu cơ của bể UASB bùn hạt và bùn bông

ở các hàm lượng COD vào và tỉ lệ chất không tan khác nhau Bảng 4.6 : Công suất hòa tan ôxy vào nước của thiết bị phân phối bọt khí

nhỏ và mịn Bảng 4.7 : Các dạng khuấy trộn bể điều hòa

Bảng 4.8 : Đặc tính kỹ thuật của tuabin dạng đĩa cánh phẳng

Bảng 5.1 : Chi phí xây dựng phương án 1

Bảng 5.2 : Chi phí lắp đặt thiết bị phương án 1

Bảng 5.3 : Chi phí điện năng phương án 1

Bảng 5.4 : Chi phí xây dựng phương án 2

Bảng 5.5 : Chi phí lắp đặt thiết bị phương án 2

Bảng 5.6 : Chi phí điện năng phương án 2

Bảng 5.7 : So sánh các phương án

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2.1 : Sơ đồ dây chuyền chế biến mủ cốm

Hình 2.2 : Sơ đồ dây chuyền chế biến mủ ly tâm

Hình 3.1 : Sơ đồ công nghệ phương án 1

Hình 3.2 : Sơ đồ công nghệ phương án 2

Hình 4.1 : Chi tiết song chắn rác

Hình 4.2 : Cấu tạo bể khuấy trộn

Hình 4.3 : Hệ thống bể khuấy trộn – bể tạo bông

Hình 4.4 : Cấu tạo ống trung tâm bể lắng 1

Hình 4.5 : Cấu tạo mương oxy hóa

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

1.1 Đặt vấn đề:

Ngành công nghiệp sản xuất và chế biến cao su hiện nay là một trong những ngành công nghiệp hàng đầu, có tiềm năng phát triển vô cùng to lớn, đóng một vai trò quan trọng góp phần phát triển nền kinh tế quốc dân Cao su được dùng hầu hết trong các lĩnh vực phục vụ cho nhu cầu nhiên liệu công nghiệp và xuất khẩu

Ở nước ta, ngành công nghiệp sơ chế mủ cao su đã trải qua nhiều giai đoạn phát triển, từ giai đoạn sơ chế thủ công tại các nông trại nhỏ, phát triển đến ngày nay với dây truyền ngày càng hoàn thiện, cho ra sản phẩm đồng nhất, chất lượng cao đạt tiêu chuẩn quốc tế Bên cạnh đó, còn có sự quan tâm của Nhà nước, ngành công nghiệp cao su ngày càng phát triển mạnh, thị trường tiêu thụ sản phẩm cao su của Việt Nam tiếp tục được mở rộng Hiện nay cao su Việt Nam đã có mặt trên 30 nước trên Thế giới

Ngoài tiềm năng công nghiệp, cao su còn có tác dụng phủ xanh đất trống, đồi trọc, bảo vệ đất tránh bị rửa trôi, xói mòn hạn chế ô nhiễm, cải thiện môi trường Tuy nhiên ngành công nghiệp chế biến cao su lại gây ra những tác động xấu đến môi trường Nước thải từ các nhà máy chế biến mủ cao su có hàm lượng chất hữu cơ cao gây nhiễm bẩn, ảnh hưởng lớn đến vệ sinh môi trường Nước thải từ các nhà máy với khối lượng lớn gây

ô nhiễm nghiêm trọng đến khu vực dân cư, ảnh hưởng đến sức khỏe, đời sống của nhân dân trong khu vực Mùi hôi thối, độc hại từ những 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 thực vật xung quanh nhà máy

Do đó, nếu không có những biện pháp xử lý triệt để mà xả trực tiếp lượng nước thải vào các nguồn tiếp nhận như sông, suối, ao, hồ và các tầng nước ngầm thì sẽ gây ra những hậu quả nghiêm trọng đến môi trường xung quanh

1.2 Tính cấp thiết của đề tài

Như đã nêu trên, ngành công nghiệp chế biến mủ cao su là một trong những ngành

có mức độ gây ô nhiễm cao: Khí (hơi hóa chất độc hại), lưu lượng nước thải lớn với hàm lượng chất hữu cơ cao gây ô nhiễm môi trường nước, gây mùi hôi thối,

Bên cạnh đó, cùng với chủ trương bảo vệ môi trường của Nhà nước – Căn cứ “Nghị định số 175/CP, ngày 18/10/1994 của Thủ tướng Chính phủ về Hướng dẫn thi hành luật Bảo vệ môi trường, nhằm tăng cường công tác bảo vệ môi trường trên toàn thể lãnh thổ” thì việc nghiên cứu xây dựng hệ thống xử lý nước thải cho các công ty là vấn đề cấp thiết, vừa tuân thủ luật lệ của nhà nước vừa góp phần bảo vệ môi trwowngfvaf bảo vệ sức khỏe của cả cộng đồng

1.3 Mục đích nghiên cứu

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy chế biến mủ cao su Hưng Thịnh với yêu cầu đặt ra nước thải đạt tiêu chuẩn xả thải (TCVN 5945-1995) cho nước thải loại B

và TCVN 6584 -2001

Từ đề tài được lựa chọn sẽ góp phần củng cố những kiến thức đã học, phục vụ cho việc học tập và công tác sau này

1.4 Nội dung của luận văn

Các nông dung nghiên cứu của đề tài bao gồm:

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

- Khảo sát, phân tích, thu thập số liệu về nhà máy chế biến mủ cao su Hưng Thịnh

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

1.5 Phương pháp thực hiện

1.5.1 Phương pháp luận

Nước thải từ nhà máy cao su Hưng Thịnh gồm nước thải sản xuất và sinh hoạt Trong thành phần nước thải sản xuất, chủ yếu là cá thành phần acid, chất rắn lơ lửng, các họp chất hữu co với nồng độ cao, các dẫn xuất amin chứa lưu huỳnh khi bị vi sinh vật phân hủy sẽ gây ra mùi hôi thối Nếu không được xử lý triệt để trước khi thải ra ngoài môi trường sẽ gây nhiều nguy hại, tác động tiêu cực đến môi trường đất, nước và đặc biệt

là sức khỏe con người

Như vậy, luận văn này sẽ tập trung nghiên cứu thành phần nước thải và cá biện pháp xử lý Từ đó đưa ra công nghệ thích hợp để giảm ô nhiễm đến mức chấp nhận được

1.5.2 Phương pháp thu thập số liệu

Tiến hành thu thập số liệu có liên quan (từ các đề tài đã được nghiên cứu, các sách

có liên quan), khảo sát thực tế công ty, thu thập số liệu và phân tích các chỉ tiêu ô nhiễm của nước thải

1.5.3 Phương pháp phân tích và lấy mẫu

Tiến hành lấy mẫu và đảm bảo theo quy định Dùng cá phương pháp phân tích theo tiêu chuẩn Việt Nam quy định và tiêu chuẩn hiện hành để phân tích các thông số ô nhiễm có trong nước thải

1.5.4 Phương pháp xử lý số liệu

Phần mềm sử dụng để xử lý số liệu: Phần mềm Excel

1.6 Phạm vi – giới hạn đề tài

Địa điểm: Công ty TNHH Hưng Thịnh - Huyện Tân Biên, tỉnh Tây Ninh

Thời gian nghiên cứu: 12 Tuần

1.7 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn

1.7.1 Ý nghĩa khoa học

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

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

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGÀNH CÔNG NGHIỆP CAO SU

VÀ CÔNG TY CAO SU HƯNG THỊNH

2.1 Tổng quan công nghiệp cao su

2.1.1 Khái quát :

Trong những năm gần đây, do sự phát triển của nhiều ngành công nghiệp, nhu cầu tiêu thụ cao su tự nhiên trên thế giới ngày càng tăng, cùng với sư gia tăng tiêu thụ, giá bán cao su đã chế biến cũng tăng Tại Việt Nam, ngành cao su cũng được nhà nước và các đối tác nước ngoài quan tâm đầu tư bằng vốn tự có và vốn nước ngoài Đến năm

1997, diện tích trồng cây cao su ở nước ta đạt gần 300.000 ha, với sản lượng khỏang 185.000 tấn Theo quy hoạch tổng thể, với nguồn vốn vay của ngân hàng thế giới, đến năm 2010 diện tích cay cao su sẽ đạt tới 700.000 ha và san lượng cao su sẽ khoảng 300.000 tấn Hiện nay để chế biến hết số mủ cao su thu hoạch được, hơn 24 nhà máy chế biến mủ cao su với công suất từ 500 đến 12.000 tấn/năm đã đuợc nâng cấp và xây dựng mơi tại nhiều tỉnh phía Nam, chủ yếu là tập trung ở cac tỉnh miền Đông Nam bộ như Đồng Nai, Bình Dương, Bình Phước Bên cạnh đó, một số nhà máy chế biến mủ cao su cũng đã và đang được hình thành bằng nguồn vốn vay của ngân hàng thế giới Những năm gần đây, cao su trở thành một trong những mặt hàng xuất khẩu chiến lược mang lại hàng trăm triệu USD cho đất nước, giải quyết công ăn việc làm cho hàng ngàn công nhân lam việc trong nhà máy và hàng trăm ngàn công nhân làm việc trong các nông trường cao su

Trong quá trình chế biến mủ cao su, nhất là khâu đánh đông mủ (đối với quy trình chế biến mủ nước) và khâu ly tâm mủ (đối với quy trình sản xuất mủ ly tâm) các nhà máy chế biến mủ cao su đã thải ra hàng ngày một lượng lớn nước thải khoảng từ 600- 1.800 m3 cho mỗi nhà máy với tiêu chuẩn sử dụng nước 20 -30 m3/tấn DRC Lượng nước thải này 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 loại động vật 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 gây mùi hôi thối, ảnh hưởng đến cảnh quan môi trường và dân cư khu vực

2.1.2 Sản phẩm từ cao su thiên nhiên

Trong các nguyên liệu chủ chốt của ngành công nghiệp, cao su xếp vị trí thứ tư 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 gắn máy, xe đạp, máy cày và các loại

máy nông nghiệp, máy bay… chiếm 70 % tổng lượng cao su thiên nhiên trên thế giới + Cao su công nghiệp dùng làm các băng chuyền tải, đệm, để giảm sóc, khớp nối, lớp cách nhiệt, chống ăn mòn trong các bể phản ứng ở nhiệt độ cao… chiếm 7% tổng lượng cao su

+ Các ứng dụng hàng ngày rất quan trọng như : Áo mưa, giày dép, mủ, ủng, phao bơi lội, phao cứu nạn… nhóm này chiếm 8% tổng lượng cao su

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

+ Một số sản phẩm: dụng cu 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%

2.1.3 Tổng quan về cây cao su

2.1.3.1 Nguồn gốc

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

2.1.3.2 Mủ cao su

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

Thành phần hóa học của latex :

Phân tử cơ bản của cao su là isoprene polymer (cis-1,4-polyisoprene [C5H8]n)

có khối lượng phân tử 105 -107 Nó được tổng hợp từ cây bằng một quá trình phức tạp của carbohydrate Cấu trúc hoá học của cao su tự nhiên (cis-1,4-polyisoprene):

CH2C = CHCH2 – CH2C = CHCH2 = CH2C = CHCH2

Bảng 2.1: Thành phần hóa học và vật lý của cao su Việt Nam

Thành phần Phần trăm (%)

Cao su Protein Đường Muối khoáng Lipit

Nước Mật độ cao su Mật độ serium

28 – 40 2,0 – 2,7 1,0 – 2,0 0,5 0,2 – 0,5

55 – 65 0,932 – 0,952 1,031 – 1,035

(Nguồn: Bộ môn chế biến, viện nghiên cứu cao su Việt Nam)

Tất cả các thông số được biểu diễn bằng tỷ lệ phần trăm trọng lượng ướt Trọng lượng riêng tấn/m3

- Cấu trúc tính chất của thể giao trạng:

Tổng quat, latex được tạo bởi những phân tử phân tán cao su (pha bị phân tán) nằm

lơ lưng trong chất lỏng (pha phân tán) gọi la serum.Tính phân tán ổn định này có được

là do các protein bị những phần tử phân tán cao su trong latex hút lấy, ion cùng điện tích sẽ phát sinh lực này giữa các hạt tử cao su

+ 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 mãnh liệt 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 độ phân tán của các hạt tử cao su nên có thể coi nó như một pha phân tán duy nhất

+ 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 cao nhất đạt tới 53% và thấp nhất là 18%( phân tích của Viện khảo cứu cao su Đông Dương trước nay) Hầu hết các hạt tử cao su có hình cầu, kích thước không đồng nhất: Ở giữa đường kính 0,6 micron và số hạt 2x108 cho mỗi cm3 latex, 90% trong số này có đường kính dưới 0,5 micron

Hạt tử cao su trong latex không chỉ chuyển động Brown mà còn chuyển động Crémage (kem hoá) Đó là chuyển động của các hạt tử cao su nổi lên trên mặt chất

lỏng do chúng nhẹ hơn Sự chuyển động này rất chậm theo định luật Stocke :

2

9

g d d r V





V: vận tốc kem hóa

ta có thể giảm độ nhớt của latex hay tăng độ lớn của các phần tử cao su

Các hạt tử cao su được bao bọc bởi một lớp protit Lớp này xác định tính ổn định

và sự kết hợp thể giao trạng của latex Độ đẳng điện của protit latex là tương đương

pH = 4,7 và các hạt tử không mang điện Với pH cao hơn 4,7 các hạt tử mang điện tích

âm Với pH thấp hơn 4,7 các hạt tử mang điện tích dương

Các hạt tử cao su của latex tươi mà pH tương đương 7 điều mang điện âm Chính điện tích này tao ra lực đẩy giữa các hạt cao su với nhau, đảm bảo sự phân tán của chúng trong serum Mặt khác, protit có tính hút nước mạnh giúp cho các phần tử cao su được bao bọc xung quanh một vỏ phân tử nước chống lại sự va chạm giữa các hạt tử làm tăng sư ổn định của latex

2.2 Giới thiệu công ty cao su Hưng Thịnh

2.2.1 Điều kiện tự nhiên

2.2.1.1 Vị trí địa lý

Công ty TNHH Hưng Thịnh thuộc huyện Tân Biên cách thị xã Tây Ninh 30km về phía Tây Bắc

Phía Bắc và phía Tây giáp Campuchia

Phía Đông giáp huyện Tân Châu

Phía Nam giáp huyện Châu Thành, thị xã Tây Ninh

2.2.1.2 Đặc điểm khí hậu

Tây Ninh hay cả Nam Bộ nói chung có kiểu khí hậu nhiệt đới gió mùa rõ rệt

Lượng mưa trung bình/năm: 1800mm

Nhiệt độ trung bình/năm: 26.9oC

Bốc hơi nước trung bình/năm: 1100 – 1200 mm

Ngoài ra trong khu vực có nguồn nước ngầm khá phong phú và gần mặt đất, ở độ sâu 4-5m gần sông suối có thể cung cấp nước sinh hoạt và ở độ sâu lớn hơn 20m cho nước phục vụ sản xuất(140 - 240 m3/ ngày Tầng nước nông thuộc trầm tích phù sa mới

có chất lượng không ổn định và bi chua do tích tụ sắt trong tầng đất trầm tích.)

Cơ sở hạ tầng từng bước được xây dựng Lưới điện quốc gia đã về tới cửa khẩu Sa Mát và toàn bộ các xã trong huyện Các công trình thuỷ lợi, giao thông, bệnh viện, trường học, bưu điện, đài truyền thanh đã đưa vào sử dụng đã làm thay đổi đáng kể bộ mặt của huyện

2.2.3 Vài nét về công ty

Tên công ty: Công ty TNHH Hưng Thịnh

Địa chỉ : Huyện Tân Biên, tỉnh Tây Ninh

Công ty TNHH Hưng Thịnh hiện tại có tất cả 3 dây chuyền sản xuất gồm :

- Dây chuyền chế biến mủ nước

- Dây chuyền chế biến mủ tạp

- Dây chuyền chế biến mủ ly tâm

Sản phẩm của nhà máy gồm các loại mủ cốm SVR3L, SVR10, SVR20 và mủ latex chất lượng cao

2.2.4 Tổng quan về sản xuất của nhà máy

Dây chuyền chế biến mủ nước, mủ tạp thành mủ cốm SVR 3L

Hình 2.1: Sơ đồ dây chuyền chế biến mủ cốm SVR 3L

* Mơ tả quy trình cơng nghệ chế biến mủ cốm :

Mủ nước vườn câyBồn nhận mủ

Mương đánh đôngBồn ngâm rửa

Máy băm búa

Cán crep số 2Cán crep số 3Máy cán cắtLò sấyĐóng bành/ đóng gói

Cán crep số 1Nước rửa

Rửa

Serum/ rửa

Nước thảiNước thảiNước thảiNước thảiKhí thải

Nước pha loãng

Axít foocmic/ acetic

Mủ đông vườn

cây/ mủ tờ

Nước hỗn hợp của nhà máy

Mủ cao su từ vườn cây sau khi thu hoạch ở dạng lỏng (latex) được thu gom và đưa

về nhà máy bằng các xe bồn Công đoạn này được thực hiện càng nhanh càng tốt để tránh hiện tượng mủ đông sẽ gia tăng tỷ lệ mủ kém chất lượng Thường khi thu hoạch, người ta sư dụng chất kìm hãm đông tụ là dung dịch NH3 với liều lượng khoảng từ 0,5- 1kg cho một tấn mủ cao su vào mùa khô hoặc từ 1-1,5 kg cho một tấn mủ cao su vào mùa mưa Mủ tươi đưa về nhà máy thường có thành phần DRC trung bình khoảng 30%

sẽ được đưa qua lọc và được pha loãng thành DRC 20% tại bể nhận mủ trước khi đưa vào hệ thống mương đánh đông Tại mương đánh đông, người ta cho axit acetic 5% vào

để hạ pH xuống còn 5 - 5,5, dung dịch trên còn gọi là serum

Serum được bơm từ bể khuấy qua máng inox xuống mương đánh đông và để từ 6-

8 giờ Sau khi mủ đông, người ta xả nước vào để khối cao su nổi lên mặt mương thuận tiện cho các khâu xử lý tiếp theo Tiếp tục, khối mủ đông sẽ được đưa qua máy cán kéo

di động để loại bớt nước và tạo độ dày thích hợp cho tấm cao su trước khi qua các máy cán creper Các máy cán creper sẽ ép các tấm cao su thành các tờ mủ có độ dày nhất định từ 6 - 10mm và các tờ mủ này được đưa qua máy cán băm để tạo hạt cốm Các máy nối với nhau bằng các băng chuyền tải Bơm chuyền cốm sẽ đưa các hạt mủ lên sàng rung để tách nước chuẩn bị cho khâu sấy Công nghệ sấy mủ cao su là dạng sấy hầm, thời gian sấy khoảng 9 phút, nhiệt độ sấy khoảng 1200C ± 40C đầu vào và ≤

1100C ở đầu ra, sau đó khối mủ được quạt nguội trước khi ra khỏi lò Mủ sau khi sấy xong sẽ được đưa qua cân và ép thành từng bánh có khối lượng, kích thước theo quy định TCVN 3769-83 (trọng lượng mỗi bánh là 33,3 kg)

M áy ly tâm

M ủ nước vườn cây

N ước để rửa các phương

tiện tiếp nhận, bồn chứa,

sàn

N ước thải chung

Hình 2.2: Sơ đồ dây chuyền chế biến mủ ly tâm

* Mơ tả quy trình cơng nghệ chế biến mủ ly tâm :

Mủ nước từ vườn cao su được chở về cho vào bồn tiếp nhận, từ đây chúng được dẫn qua máy ly tâm mủ để tách hai thành phần là mủ ly tâm và mủ skim Phần mủ ly tâm

cĩ hàm lượng DRC khoảng 60% được tiếp tục châm thêm amoniac chống đơng và các chất bảo quan khác để tồn trữ trong bồn chứa khoảng 20 ngày trước khi xuất bán Mủ skim la phần mủ chứa nhiều tạp chất được tách ra và thơng thường được đưa vào chế biến tiếp như dây chuyền chế biến mủ nước, nhưng tại cơng ty Hưng Thịnh, mủ skim chỉ cho qua khâu đánh đơng xong đem bán cho cơ sở sản xuất khác Ở đây hĩa chất sử dụng

để đánh đông là axit sulfuaric

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

Hiện nay, hiện trạng ô nhiễm môi trường tại các nhà máy sơ chế cao su đang là vấn

đề bức bách cần giải quyết kịp thời Từ việc khảo sát cho ta thấy:

Nước thải sơ chế cao su, sau thời gian tồn trữ vào khoảng 2 – 3 ngày, xảy ra hiện tượng phân huỷ, oxy hoá ảnh hưởng xấu đến môi trường

Nước thải ra nguồn gây ô nhiễm trầm trọng đối với nguồn nước màu, nước đục, đen ngôm, nổi ván lợn cợn, bốc mùi hôi thối nồng đặc

Hàm lượng chất hữu cơ khá cao, tiêu huỷ dưỡng khí cho quá trình tự huỷ, thêm vào

đó cao su đông tụ nổi ván lên bề mặt ngăn cản oxy hoà tan dẫn đến hàm lượng DO rất bé, làm chết thuỷ sinh vật, hạn chế sự phát triển thực vật, nhất là ở những vị trí nước tù độ nhiễm bẩn còn biểu hiện rõ rệt

Tại nguồn tiếp nhận nước thải, do quá trình lên men yếm khí sinh ra các mùi hôi lan toả khắp vùng, gây khó thở, mêt mỏi cho dân cư, nước nguồn bị nhiễm bẩn không thể sử dụng cho sinh hoạt

Vấn đề tồn tại trong xử lý nước thải chế biến cao su:

Chất lượng nước thải sau xử lý còn thấp, trong đó mặt hiệu quả xử lý chất hữu cơ còn thấp có khả năng khắc phục nếu nâng cao công suất và đảm bảo các thông số vận hành của các hệ thống ứng dụng Mặt chưa thể khắc phục là hiệu quả xử lý amonia thấp, bởi vì công nghệ đang được ứng dụng không có hoặc ít có khả năng xử lý nitơ một cách triệt để

Mùi hôi là vấn đề trọng tâm hiện nay Tất cả các hệ thống xử lý nước thải chế biến cao su đều đã bị khiếu kiện về mùi hôi toả ra trong khu vực lân cận Nồng độ khí H2S đo được trong không khí tại các hệ thống xử lý nước thải qua các đợt kiểm tra là 2 – 21 ppm

Như vậy cần phải tìm kiếm phương hướng trong những thành tựu của nghiên cứu cong nghệ xử lý nước thải trên thế giới nhằm giải quyết vấn đề mùi hôi và xử lý nitơ trong nước thải

Bảng 2.2 : Lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải chế biến mủ

cao su ở các dây chuyền sản xuất

400 – 6.000

25 – 30

5 – 6 1.500 – 5.500 2.500 – 6.000

-

5 – 6 2.500 – 4.000 3.500 – 5.000

500 – 5.000

(Nguồn: Thống kê từ Trung tâm công nghệ môi trường- ECO)

Bảng 2.3: Mức độ ô nhiễm nước thải tại các nhà máy chế biến cao su

Nhận xét:

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 huỷ sinh học các lipid và phospholipids xảy ra khi tồn trữ nguyên liệu

Hơn 90% chất rắn trong nước thải cao su là chất rắn bay hơi, chứng tỏ rằng nước thải cao su chứa hàm lượng chất hữu cơ cao Phần lớn chất rắn này ở dạng hoà tan, còn ở dạng lơ lửng chủ yếu là những hạt cao su còn sót lại

Hàm lượng Nitơ không cao và có nguồn gốc từ các protein trong mủ cao su, trong khi hàm lượng Nitơ dạng amoni rất cao do việc sử dụng amoni làm chất kháng đông tụ trong quá trình thu hoạch, vận chuyển và tồn trữ mủ 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, butadiene … Do đó, quá trình phân huỷ mủ cao su thực tế là quá trình oxy hoá các sản phẩm phân huỷ 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 huỷ các hợp chất hữu cơ Mùi hôi đặc trưng và rõ rệt nhất trong nước thải bị phân huỷ kị khí thường là H2S (Hydrogen Sulphide)

Các acid béo bay hơi (Volatile Fatty Acids – VFA) là sản phẩm của sự phân huỷ do

vi sinh vật, chủ yếu là trong điều kiện kị khí, các lipit và phospholipids có trong chất ô nhiễm hữu cơ

Bảng 2.4: Một số chất gây mùi hôi thường gặp trong nước thải

Các acid béo bay hơi (VFA) Tanh chua

(Nguồn: Gaudy 1989, Metcalf và Eddy, 1991)

Bảng 2.5: So sánh hàm lượng các chất ô nhiễm giữa nước thải chế biến cao su và

nước thải đô thị

Do hàm lượng các chất ô nhiễm trong nước thải chế biến cao su quá cao nên mặc dù

đã qua xử lý nhưng nước thải ra không đạt tiêu chuẩn môi trường

Bảng 2.6: Chất lượng tổng quát của nước thải chế biến cao su sau xử lý (mg/l)

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

2.2.6 Nguồn phát sinh và lưu lượng nước thải:

Trên cơ sở khảo sát hoạt động sản xuất và phân tích đánh giá các nguồn ô n81hiễm tại phân xưởng sản xuất của Công ty TNHH Hưng Thịnh ta nhận thấy nguồn gây ô nhiễm lớn nhất, cần quan tâm nhất là nước thải từ hoạt động sản xuất và sinh hoạt

- Nguồn nước thải sinh hoạt: được thải ra từ các khu vệ sinh, khu vực nghỉ giữa ca,

nhà ăn Trong nước thải sinh hoạt có chứa hàm lượng các chất hữu cơ cao, dễ phân huỷ cũng làm nhiễm bẩn nghiêm trọng nguồn nước, gây ra hiện tượng phú dưỡng hoá, suy giảm hàm lượng ôxy hoà tan, đồng thời là nguồn chứa các vi rút và vi khuẩn gây bệnh như tả, lỵ, thương hàn

Nước dùng cho sinh hoạt của công nhân được tính theo TCVN-33-2006 của Bộ Xây Dựng là 25lít/người/ca làm việc

Q1sinh hoạt = 1500 người x 25L/người/ca = 37,5 m3/ngày

Nước dùng cho nhu cầu ăn uống, chuẩn bị bữa ăn cho công nhân được tính theo tiêu chuẩn thiết kế TCVN 4474-87 là 25lít/người/bữa ăn

Q2sinh hoạt = 1500 người x 25L/người/bữa ăn x 1bữa ăn/ngày = 37,5 m3/ngày Tổng lưu lượng nước thải sinh hoạt là Qsinhhoạt = 37,5 + 37,5 = 75m3/ngày

Nguồn nước thải sản xuất: chỉ sinh ra ở khâu ly tâm mủ Latex Đặc tính của loại nước thải này có hàm lượng chất hữu cơ khá cao, khó phân hủy Khi thải ra môi trường thì đây

là một nguồn ô nhiễm trầm trọng cho nguồn nước Hơn nữa, sau một thời gian các chất hữu cơ sẽ bị phân hủy nên tạo mùi hôi gây ô nhiễm môi trường không khí

Theo định mức sử dụng nước của các nhà máy chế biến mủ cao su do Tổng Công

ty cao su Việt Nam đưa ra, co thể ước tính lượng nước thải trung bình đối với từng loại dây chuyền sản xuất như sau :

+ Lưu lượng thải trung bình :

CHƯƠNG 3 : TỔNG QUAN CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CAO SU – ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI

CHO CÔNG TY HƯNG THỊNH

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

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

- Nguồn gốc và lưu lượng nước thải

Trong quá trình chế biến mủ cao su, nước thải phát sinh chủ yếu từ các công đoạn sản 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 sinh nhà xưởng

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

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

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

- Tính chất nước thải:

+ Dây chuyền sản xuất mủ ly tâm: Dây chuyền sản xuất này không thực hiện quy trình đánh đông cho nên hoàn toàn không sử dụng acid mà chỉ sử dụng amoniac, lượng amoniac đưa vào khá lớn khoảng 20kgNH3/tấn DRC nguyên liệu Do đó đặc điểm chính của loại nước thải này là : Độ pH khá cao (pH 9-11) và 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 bổ sung amoniac làm chất chống đông Sau đó, đưa về nhà my dùng acid để đánh đông, do đó, ngoài tính chất chung là nồng độ BOD, COD và

SS rất cao, nước thải từ dây chuyền này còn có độ pH thấp 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 quá trình ngâm, rửa mủ, nước thải chứa rất nhiều đất, cát, màu nước thải thường có màu nâu, đỏ pH từ 5,0 - 6,0; nồng độ chất rắn lơ lửng rất cao; nồng độ BOD, COD thấp hơn nước thải từ dây chuyền chế biến mủ nước

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

3.1.2.1 Các phương pháp xử lý vật lý

Các phương pháp vật lý thường hay được sử dụng trong xử lý nước thải chế biến cao su thiên nhiên là: Lắng, lọc, tuyển nổi, hấp phụ, sục bay hơi

a) Phương pháp lắng

Mục đích:

- 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

- 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

Tuy 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 ( >15000 m3 ), nhưng thời gian lưu dài và chiếm mặt bằng không nhỏ, chi phí lại xây dựng cao nên ít được ứng dụng trong xử lý nước thải cao

su mà lại được ứng dụng nhiều trong xử lý nước cấp

 Bể lắng đứng

Được sử dụng trong bể lắng đợt một trong xử lý nước thải, sử dụng ít diện tích đất nhưng lại có hiệu suất lắng thấp và chỉ lắng được cặn có tỉ 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

Trong xử lý nước thải sản xuất cao su thiên nhiên thường sử dụng bể lắng ly tâm

và lắng cát vì hiệu suất cao

- Thiết bị đơn giản, chi phí đầu tư vận hành không lớn

- Hiệu quả xử lý cao (95% - 98%), vận tốc lớn hơn so với lắng

- 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 khuẩn và vi sinh vật

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 bể dưới sức đẩy của các hạt khí Trong xử lý nước thải ngành 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 loại bể tuyển nổi thường được áp dụng là:

-Tuyển nổi chân không

-Tuyển nổi áp suất

- Tuyển nổi tạo bọt khí bằng cơ học

- Tuyển nổi phân tán khí qua vật liệu xốp …

d) Hấp phụ

Hấp phụ là quá trình chuyển nồng độ chất tan vào chất rắn Có hai dạng hấp phụ là: -Hấp phụ vật lý: liên kết bề mặt là liên kết vật lý (tĩnh điện, Van der waals, phân tán) Năng lượng liên kết nhỏ

-Hấp phụ hoá học: liên kết bề mặt là liên kết hoá học Năng lượng liên kết lớn

Các chất hấp phụ thường dùng như: than hoạt tính, nhựa tổng hợp, tro, xỉ, mạt cưa, silicagen, 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 và thu hồi các chất hoà tan trong nước thải Hiệu quả xử lý đạt 80% -95% và phụ thuộc bản chất hoá học của chất hấp phụ, diện tích bề mặt chất hấp phụ, cấu trúc hoá học của chất được hấp phụ

3.1.2.2 Các phương pháp xử lý hóa học

Các phương pháp xử lý nước thải bằng phương pháp hoá học bao gồm: đông tụ (keo tụ), khử trùng, oxi hoá

a) Đông tụ

Là quá trình thô hoá các hạt phân tán và nhũ tương bằng chất đông tụ để tách chúng

ra khỏi nguồn nước

Nguyên tắc:

Tách các hợp chất lơ lửng bằng các hợp chất cao phân tư (chất keo tụ) thúc đẩy quá trình tạo bông hydroxit kim loại tích điện dương hút các hạt keo và các hạt lơ lửng tích điện âm => tăng vận tốc lắng của các bông, giảm chất đông tụ, giảm thời gian đông tụ Chất đông tụ là hợp chất tự nhiên và tổng hợp:

- Hợp chất tự nhiên bao gồm: tinh bột, este, xenlulô, dectrin ((C6H10O5 - )n , chất keo tụ vô cơ là: dioxit silic đã hoạt hoá (xSiO2.yH2O)

- Chất keo tụ tổng hợp bao gồm: [-CH2-CH-CONH2]n , poliacrilamic kỹ thuật (PAA), PAA hydrat hoá

- Phế thải: chứa nhôm, sắt, xỉ

Các yếu tố ảnh hướng đến quá trình đông tụ là: pH, nhiệt độ, liều lượng chất đông

tụ – keo tụ, tính chất nước thải, điều kiện trộn phối

Chất keo thụ thường được sử dụng trong xử lý nước thải cao su là 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

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

Al2(SO4)3 + 3 Ca(HCO3)2 ↔ 2Al(OH)3 +3 CaSO4 +6 CO2

NaAlO2 + CO2 + H2O ↔ AL(OH)3 + Na2CO3

- Hỗn hợp Al2(SO4)3 50% và NaAlO2 45% pha trộn theo tỉ lệ 10:1 ÷ 20:1 tăng hiệu quả lắng trong, tăng khối lượng riêng và vận tốc lắng bông cặn, khoảng pH rộng

Al2(SO4)3 + 6 NaAlO2 +12H2O ↔ 8Al(OH)3 +3 Na 2 SO4

- Al2(OH)5Cl áp dụng cho môi trường có tính kiềm yếu:

2Al2(OH)5Cl + Ca(HCO3)2 ↔4 Al(OH)3 + CaCl2 +2 CO2

+ Muối sắt: Fe2(SO4)3 2H2O ; Fe2(SO4)3 3H2O; FeSO4 7H2O ; FeCl3( 10 ÷ 15% dung dịch)

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

Đông tụ nước thải cao su bằng hoá chất:

Các hạt cao su mang điện tích âm sẽ bị trung hoà và kết dính lại bởi hoá 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

Hoá 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

Phương pháp này sử dụng dành cho nước thải có hàm lượng cao su cao (COD > 10.000 mg/l )

Đông tụ nước thải cao su tự nhiên:

Nước thải cao su trong điều kiện tự nhiên sẽ tự đông tụ nhờ hoạt động của vi khuẩn

Vi khuẩn có vai trò phân huỷ màng protein bao quanh hạt cao su, khử cacboxy của axit caboxylic tạo ra gốc CO2

Vi khuẩn phân huỷ đường, chất béo, protein tạo thành axit, làm giảm pH của nước thải đến điểm đẳng diện

Phương pháp này đòi hỏi thời gian lưu nước lâu và thường tạo ra mùi hôi của H2S do vi khuẩn phân huỷ chất hữu cao tạo ra, thời gian lưu nước càng dài thì hiệu quả lắng càng cao

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

Sử dụng các vi sinh vật kị khí lên men axít để axit hoá các hợp chất hữu cơ hoà tan trong nước thải, làm giảm pH của nước thải tạo ra các ion H+ đồng thời phá vỡ các lớp protein bao quanh hạt cao su

Các ion H+ tạo ra làm nhiệm vụ trung hoà điện tích âm của các hạt cao su dạng 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 vật kị khí và tuỳ nghi trong bể gạn mủ thực hiện quá trình axit hoá phân giải các chất hữu cơ dạng huyền phù và hoà tan các axit béo, sản phẩm cuối cùng tạo thành là CH4, CO2, H2O,

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

Sử dụng axít hạ pH của nước thải xuống dưới 6 để tạo môi trường thích hợp cho

vi khuẩn axit hoá phát triển

Sau đó bổ sung vi khuẩn từ bùn tự hoại để phân huỷ các chất hữu cơ, chuyển về dạng axit, hạ pH làm đông tụ mủ cao su

b) Khử trùng

Nước sau khi xử lý bằng phương pháp sinh học còn có thể chứa khoảng 105-106

vi khuẩn trong 1 ml nước Hầu hết các loại 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 sẽ rất lớn Do vậy, cần phải có biện pháp khử trùng nước thải trước khi thải ra nguồn tiếp nhận Các phương pháp khử trùng nước thải phổ biến hiện nay là:

 Dùng clo hơi qua thiết bị định lượng clo

 Dùng hypoclorit_canxi dạng bột Ca(ClO)2 hoà tan trong thùng dung dịch 3-5% rồi định lượng 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 này phỉ cần chi phí khá cao

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

 Dùng clorua vôi, CaOCl2

Trong các phương pháp trên thì phương pháp dùng Clo hơi và các hợp chất của Clo

là được sử dụng phổ biến vì chúng được ngành 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 cloratơ (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 0,5 mg/l trong nước thải để đảm bảo an toàn và ổn định cho quá trình khử trùng sẽ gây hại đến cá và các vi sinh vật nước khác

 Clo kết hợp với hydro cacbon thành các chất có hại cho môi trường sống

c) Oxy hóa

Phương pháp oxy hoá có vai trò quan trọng trong xử lý nước thải và nước cấp tuy nhiên lại ít được ứng dụng 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 oxy hoá thì xảy ra đồng thời hai phản ứng hoá học là phản ứng oxy hoá và phản ứng khử, sau phản ứng thì chất oxi hoá chất khử thay đổi trạng thái hoá trị Phần quan trọng của phản ứng oxi hoá khử

là sự tạo thành oxi nguyên tử từ các chất oxy hoá:

O2 → O MnO4- + H2O →2 MnO2 + 3 O + 2OH- Oxy nguyên tử tạo thành sẽ là tác nhân oxy hoá các chất khử:

CaHbOc + d O2 → a CO2 + (b/2) H2O Các chất oxy hoá thường được sử dụng trong xử lý nước thải là: O3 , H2O2 , MnO4- , ClO2- , Cl2 , HOCl và O2

Phương pháp này được sử dụng để phân hủy các chất có khả năng phân hủy sinh 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, hoá học, hoá lý

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

 Xử lý trong điều kiện tự nhiên

 Xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo

Phương pháp xứ lý nước thải bằng vi sinh vật được 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: Nitơ, Phốt pho

a) Xử lý sinh học trong điều kiện tự nhiên

Phương pháp xử lý qua đất:

Thực chất của quá trình xử lý là khi lọc qua đất thì các chất rắn lơ lửng và keo sẽ bị 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 oxy 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 một mạng lưới khác để tiêu đi

Cánh đồng tưới nông nghiệp: Nước thải của thành phố, thị trấn, xí nghiệp công

nghiệp 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 oxy hoá, 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 chứa nước tự nhiên Các sản phẩm tạo thành sau khi phân hủy lại được rong tảo sử dụng

Hồ sinh vật có thể chia làm hai loại chính như sau:

- Loại 1: nước thải sau khi lắng sơ bộ qua các bể lắng được pha loãng với nước sông theo tỷ lệ 1:3 đến 1:5 và cho chảy vào hồ Trong hồ cũng diễn ra quá trình đông tụ sinh học, oxy hoá các chất hữu cơ và do đó BOD của nước thải giảm xuống

- Loại 2: hồ không pha loãng với thời gian nước lưu lại trong hồ từ 1 đến 6 tuần Theo cơ chế của quá trình xử lý nước thải ngưới ta phân biệt ba loại hồ sinh vật:

 Hồ yếm khí

 Hồ tùy tiện

 Hồ hiếu khí : hồ làm thoáng tự nhiên và hồ làm thoáng nhân tạo

b) Xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo:

Xử lý sinh học trong điều kiện hiếu khí:

Quá trình hiếu khí dựa trên nguyên tắc là vi sinh vật hiếu khí phân huỷ các chất hữu

cơ trong điều kiện có oxy hòa tan theo phương trình sau:

Chất hữu cơ + O2 + vi khuẩn  CO2 + NH3 + C5H7NO2 + các sản phẩm khác Ngoài việc phân huỷ 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 vào nước 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 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 (aeroic sus pended-growth process)

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 luôn cần phải được làm thoáng để cung cấp đầy đủ oxy cho vi sinh vật tiến hành phân huỷ 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 một 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 một số trường hợp, ta cũng có thể gộp chung hai bể sinh học và lắng thành một công trình duy nhất Khi đó, ta không còn phải tuần hoàn bùn mà chỉ cần xả bùn dư Loại này còn gọi là bể sinh học hoạt động theo mẻ, là một dạng của bể aerotank Nó có ưu

điểm là khử được các hợp chất chứa nitơ, phốt pho khi vận hành đúng các quy trình hiếu khí, thiếu khí và yếm khí

 Quá trình sinh trưởng hiếu khí bám dính (aerobic attached-growth process)

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 lọc tiếp xúc không ngập trong nước với chế độ tưới nước theo chu

kỳ và loại có vật liệu lọc 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 nhhững loài sinh ra các polysacarit có tính chât dính như

là các chất dẻo (gọi là polyme sinh học) tạo thành màng Màng này cứ dày lên theo thời gian và thực chất đây là sinh khối vi sinh vật dính bám hay có định trên các chất mang Màng này có khả năng oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước thải khi chảy qua hoặc tiếp xúc, ngoài ra màng còn có khả năng hấp phụ các chất bẩn lơ lửng có trong nước thải hoặc giun sán,…

Màng sinh học là tập hợp các loại vi sinh vật khác nhau, có hoạt tính oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước khi tiếp xúc với màng Màng này dày từ 1 – 3 mm và hơn nữa Màu của màng thay đổi theo thành phần tính chất nước thải từ màu vàng xám đến màu nâu tối

Với đặc điểm như vậy, màng sinh học có khả năng oxy 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 oxy hóa các hợp chất hữu cơ có trong nước và nước được dần dần làm sạch

c) Xử lý sinh học trong điều kiện kỵ khí

Phân huỷ kỵ khí là quá trình phân hủy các chất hữu cơ thành chất khí (CH4 và CO2) trong điều kiện không có oxy Quá trình phân huỷ 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 hủy sinh

hóa như lipids, polysacharides, protein, nucleic acid thành acid béo, monosacharides, amino acid, pyrinidines Các hợp chất được chuyển hóa này được

vi khuẩn sử 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 hơn như các hợp chất amin, acid acetic, CO2, N2, CH4, H2,… và pH môi trường cũng tăng lên

 Quá trình lên men kiềm: các sản phẩm trung gian chủ yếu là celluloze, acid béo,

các hợp chất chứa nitơ tiếp tục bị phân huỷ và tạo thành CH4, CO2, N2, H2,… và

pH môi trường tiếp tục tăng lên và chuyển sang dạng kiềm

Quá trình tăng trưởng kỵ khí lơ lửng: công trình tiêu biểu cho quá trình này là bể kỵ khí kiểu đệm bùn dòng chảy ngược hay còn gọi là bể UASB Nước thải cần xử lý sẽ được đưa vào từ đáy bể và chảy ngược lên, xuyên qua một lớp bùn ở dạng hạt nhỏ Khí sinh ra trong quá trình xử lý gây nên sự lưu thông bên trong Giúp cho việc hình thành, duy trì lớp bùn sinh học tạo sự khuấy trộn đều bùn với nước thải Để duy trì trạng thái lơ lửng của bùn, người ta thường đưa nước thải vào từ đáy bể phản ứng với vận tốc 0,6-0,9 m/h

Quá trình tăng trưởng kỵ khí dính bám: tương tự như quá trình tăng trưởng hiếu khí

dính bám Các vi sinh vật được dính bám vào các giá thể dạng tấm hay hạt có tính trơ Nước thải cũng được dẫn từ dưới đáy bể lên, xuyên qua lớp vật liệu lọc Hai quá trình phổ biến của phương pháp này là lọc kỵ khí và lọc với lớp vật liệu trương nở Được dùng để

xử lý nước thải chứa các chất cacbon hữu cơ, nitrat

Ngoài ra ta cũng có thể phối hợp cả hai quá trình: kỵ khí lơ lửng và kỵ khí bám dính bám vào cùng một bể sinh học nhằm tăng cường khả năng xử lý

Phương pháp xử lý kỵ khí thường sử dụng để sơ bộ xử lý nước thải có độ ô nhiễm hữu cơ cao (COD > 1-3 g/l) trước khi sử dụng phương pháp hiếu khí Điều này giúp tiết kiệm được lượng ôxy cần thiết phải cung cấp cho vi sinh vật trong quá trình hiếu khí nên giảm được chi phí điện năng đối với thiết bị cấp khí

Khi xử dụng phương pháp sinh học để xử lý nước thải cần lưu ý:

Nước thải không được chứa các kim loại nặng, muối vô cơ mà nồng độ của chúng ngoài mức cho phép

BOD/COD >= 0,5

- Đối với quá trình hiếu khí:

 Cung cấp đủ oxy

Tại malaysia:

Bảng 3.1: Một số công trình xử lý nước thải cao su ở Malaysia

Số Nhà máy (mg/l) COD Q (mngày) 3/ Công nghệ xử lý động Hoạt

Chi phí Đầu

tư

Vận hành

(Nguồn: Viện nghiên cứu cao su Việt Nam)

Tại Thái Lan:

Tại Thái Lan công nghệ xử lý phổ biến là: nước thải được trung hoà bằng vôi, sau

đó keo tụ bằng phèn sắt hoặc nhôm với nồng độ 200 mg/l Kế tiếp là xử lý kị khí (5-10 ngày) và sau đó là xử lý sinh học bằng mương oxi hoá (2-3 ngày) 75% nước thải sau đó được dẫn qua tưới tiêu

Việc xử lý nước thải bằng cánh đồng tưới cũng được áp dụng rộng rãi vì chi phí đầu tư thấp (như Nhà máy cao su Songkla province)

3.1.3.2 Tại Việt Nam

Bảng 3.2 : Hệ thống các công nghệ xử lý nước thải cao su tại một số nhà máy

7 Tân Biên Bể gạn mủ –bể tuyển nổi –hồ sục khí

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

16 Suối Rạt Bể gạn mủ–hồ kỵ khí - hồ sục khí –hồ tuỳ chọn –hồ lắng

20 Lộc Hiệp Bể gạn mủ- điều hoà- UASB- bể sục khí- bể lắng

( Nguồn : Viện nghiên cứu cao su Việt Nam )

3.2 Cơ sở thiết kế

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

Trong thành phần nước thải cao su đa số là các hợp chất hữu cơ, bao gồm: Proteins 2-2,7%, đường glucose 1,5-2% Cả hai loại này đều phân hủy sinh học tốt Các sản phẩm quá trình lên men phần lớn là acetate và propionate Ngoài ra còn có 1 lượng fomate va butyrate nhưng rất nhỏ Đường, protein và lipit chứa trong nước thải cao

su được chuyển hóa thành CH4 Khả năng phân hủy sinh học của nước thải cao su hơn 95%

3.2.2 Yêu cầu công nghệ

Yêu cầu công nghệ xử lý của nhà máy chế biến mủ cao su Hưng Thịnh như sau :

 Nước thải sau xử lý phải đạt tiêu chuẩn đầu ra

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

 Chi phí đầu tư xây dựng, quản lý, và bảo trì thấp

 Vận hành đơn giản

 Có thể thay đổi tải trọng của các đơn vị công trình khi nhà máy tăng hoặc giảm sản xuất

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

3.3 Thành phần nước thải và yêu cầu xử lý

3.3.1 Thành phần nước thải

Tham khảo số liệu từ bảng 2.2, thông số đầu vào được chọn như sau:

Nước thải mủ nước:

Ammonia  đạt tiêu chuẩn loại B TCVN 5945-1995

áp dụng cho nước thải ngành cao su năm 2005

3.4 Lựa chọn công nghệ

Kết quả phân tích nước thải tổng hợp của nhà máy cho thấy, tỷ lệ BOD/COD bằng 0,68, nên công nghệ xử lý phù hợp là công nghệ xử lý sinh học Do nồng độ chất hữu cơ trong nước thải khá lớn nồng độ COD là 3500mg/l, nên công nghệ xử lý sinh học kết hợp hai quá trình kị khí và hiếu khí

Xử lý sinh học kị khí gồm có quá trình sinh học xử lý nhân tạo và sinh học tự nhiên

Quá trình xử lý sinh học tự nhiên sử dụng các loại hồ yếm khí, công nghệ được áp dụng phổ biến tại Malayxia Ưu điểm của hệ thống hồ này là chi phí không cao, không đòi hỏi bảo trì thường xuyên Tuy nhiên lại có nhược điểm yêu cầu diện tích lớn, gây mùi thối rất khó chịu cho khu vực xung quanh, không thu hồi được khí Ví trí nhà máy cách khu dân cư khá gần khoảng 300m Do vậy công nghệ xử lý nước thải theo dạng hồ

tự nhiên kị khí là không khả thi

Quá trình xử lý sinh học nhân tạo có rất nhiều dạng công trình khác nhau bao gồm

ví dụ như bể kị khí xáo trộn hoàn toàn, bể tiếp xúc kị khí, bể UASB, lọc sinh học kị khí,

bể biogas…

Đối với công trình kị khí xáo trộn hoàn toàn có các ưu điểm vận hành không phức tạp, chịu được nước thải có SS cao, nhưng lại có nhược điểm tải trọng thấp, thể tích thiết bị phản ứng lớn để đạt SRT cần thiết Dạng công trình này không thoả mãn yêu cầu của nhà máy

Công trình xử lý dạng tiếp xúc kị khí chỉ thích hợp đối với loại nước thải có nồng

độ SS cao, khả năng chịu tải của bể xử lý nhỏ, vận hành đòi hỏi kỹ thuật cao, nên công trình này không khả thi để áp dụng cho nhà máy cao su Hưng Thịnh

Công trình xử lý dạng lọc sinh học kị khí chỉ thích hợp nước thải có nồng độ COD tương đối nhỏ Không phù hợp với nước thải cao su vì mủ cao su trong nước thải rất dễ bịt kín các vật liệu lọc

Bể gạn mủ: Là một bể chứa được chia làm nhiều ngăn để làm cho dòng chảy qua nó

bị đổi hướng nhiều lần theo phương thẳng đứng Nước thải chứa những hạt cao su chưa

bị đông tụ trong quá trình đánh đông trước đó Với thời gian lưu nước 48 giờ

Công trình xử lý bể kị khí UASB là phù hợp so với các yêu cầu xử lý của nhà máy,

nhờ vào các ưu điểm của công trình như vận hành đơn giản, chịu được tải trọng cao, lượng bùn sinh ra ít (5-20% so với xử lý hiếu khí), có thể chỉnh tải trọng theo từng thời

kỳ sản xuất của nàh máy Ngoài ra bùn có khả năng tách nước tốt, nhu cầu chất dinh dưỡng thấp, năng lượng tiêu thụ ít, thiết bị đơn giản công trình ít tốn diện tích và không phát tán mùi hôi Nước thải sau khí qua bể UASB có nồng độ COD khoảng 400-800mg/l chưa đạt tiêu chuẩn xả thải do đó cần phải tiếp tục xử lý bằng quá trình xử lý sinh học hiếu khí Trong công nghệ xử lý hiếu khí, cũng có rất nhiều đơn vị công trình khác nhau như: các dạng hồ xử lý tự nhiên, hồ làm thoáng cơ học, mương oxi hóa, bể AEROTANK,

bể lọc sinh học, bể tiếp xúc, … Có rất nhiều đơn vị công trình xử lý khác nhau mà ta cần cân nhắc lựa chọn sao cho phù hợp với điều kiện thực tế (lưu lượng, nồng độ các chất ô nhiễm, vị trí nơi xử lý, tận dụng công trình sẵn có, đặc điểm nguồn tiếp nhận) và việc chon tỷ lệ F/M thích hợp cho hệ thống xử lý là rất quan trọng

Khi tỷ lệ F/M cao tuổi bùn ngắn, trong bùn còn hàm lượng chất hữu cơ cao, do đó cần phải tiếp tục ổn định bùn dư trước khi lấy ra khỏi hệ thống xử lý Khi lấy tỷ lệ F/M cao, diện tích cần cho hệ thống xử lý sẽ thấp hơn so với trường hợp áp dụng tỷ lệ F/M nhỏ Tuy nhiên, quá trình ổn định bùn dư thường tốn kém hơn Do đó trong điều kiện nhà máy cao su Hưng Thịnh có mặt bằng tương đối rộng nên chọn tỷ lệ F/M thấp thì có lợi hơn

Với tỷ lệ F/M thấp, thời gian lưu bùn trong hệ thống xử lý sẽ cao hơn, ví dụ với hệ thống xử lý bằng bùn hoạt tính theo phương pháp làm thoáng tăng cường tỷ lệ F/M bằng 0,1 - 0,15kgBOD/kgMLSS.ngày Thời gian lưu bùn dao động trong khoảng 10 - 30 ngày Trong khi đó với hệ thống xử lý bằng bùn hoạt tính theo phương pháp cổ điển tỷ

lệ F/M bằng 0,5 - 0,7kgBOD/kgMLSS.ngày, thời gian lưu bùn chỉ có 2 - 10 ngày

Thời gian lưu bùn càng lâu và nhiệt độ khí quyển càng cao thì lượng bùn dư càng

ít Với hệ thống xử lý bằng phương pháp làm thoáng tăng cường, lượng bùn tạo ra bằng 0,12-0,16kg/kgBOD được xử lý Trong khi đó hệ thống xử lý theo phương pháp cổ điển, lượng bùn sinh ra bằng 0,55-0,65kg/kgBOD được xử lý Như vậy lượng bùn cần được

xử lý của hệ thống này nhiều gấp 4 lần so với hệ thống kia Do đó xét khía cạnh này việc chọn tỷ lệ F/M thấp có lợi ích hơn

Như vậy với các điều kiện thực tế của nhà máy chế biến mủ cao su Hưng Thịnh quá trình xử lý sinh học hiếu khí thích hợp nhất một trong 2 loại công trình sau: Công trình xử lý hồ làm thoáng cơ học – hồ tự nhiên và mương oxi hóa

Công trình mương oxi hoá : Lượng bùn sinh ra và năng lượng cung cấp nhỏ hơn so

với phương án cổ điển Mương oxi hoá là dạng cải tiến của hệ thống xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học sử dụng bùn hoạt tính Đặc điểm nổi bậc của mương oxi hóa là thời gian lưu bùn (STR) dài nên xử lý chất hữu cơ triệt để Trong mương oxi hóa

sự khuếch tán của oxi đủ để khuấy trộn và đồng thời tăng khả năng tiếp xúc của vi khuẩn trong bùn hoạt tính với nước thải Mương oxi hoá có thể gồm 1 hay nhiều mương dẫn hình tròn, oval, dạng đường đua (racetrack) Nước thải trước khi vào mương oxi phải qua quá trình tiền xử lý (xử lý cơ học, hóa lý, sinh học kỵ khí ) và nước thải sau khi ra khỏi mương oxi hóa được đưa bể lắng tách sinh khối của vi khuẩn sinh ra trong mương Mương oxi hóa có những ưu nhược điểm sau:

+Ưu điểm mương oxi hóa:

o Mực nước luôn ổn khi công trình gặp sự cố như lưu lượng nước thải tăng hoặc giảm đột ngột nhờ điều chỉnh máng tràn ở cuối mương

o Thời gian lưu nước lớn nên có khả năng chịu sốc tải

o Lượng bùn sinh ra ít hơn so với các công trình xử lý sinh học bằng bùn hoạt tính

o Năng lượng cung cấp ít hơn các công trình xử lý hiếu khí

+ Nhược điểm mương oxi hóa: Bên cạnh những ưu điểm thì mương oxi hóa cũng

có những nhược điểm chất rắn lơ lửng (SS) đầu ra và yêu cầu về diện tích xây dựng cao hơn công trình xử lý sinh học hiếu khí khác

Nghiên cứu của Ponniah (1975) có thể ứng dụng công nghệ mương Oxy hóa để xử

lý nước thải của quá trình chế biến mủ ly tâm Với công nghệ này có thể đạt được hiệu suất xử lý BOD khoảng 85% với thời gian lưu nước khoảng 17,5 ngày và lượng bùn hồi lưu là 75% Cùng đó Ibrahim và cộng sự (1979) đã khẳng định rằng khả năng của kênh oxy hoá trong xử lý nước thải chế biến mủ ly tâm Với thời gian lưu nước là 22 ngày có thể loại bỏ 96% BOD và 93% COD

Sơ đồ công nghệ xây dựng trạm xử lý nước thải cho công ty chế biến mủ cao su

Hưng Thịnhđược trình bày trong hình 3.1 và 3.2