Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải công ty Nệm mút Cao su Vạn Thành

CHƯƠNG IMỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN Đề xuất công nghệ xử lý nước thải phù hợp và tính toán thiết kế các côngtrình đơn vị trong điều kiện cụ thể của Công ty nệm mút Vạn Th

LỜI MỞ ĐẦU



Cũng như một số ngành công nghiệp khác, sự phát triển của ngành côngnghiệp chế biến cao su ở nước ta đã và đang mang lại nhiều lợi ích về mặt kinh tếvà xã hội, góp phần quan trọng trong việc thúc đẩy sự phát triển nền kinh tế vàổn định cuộc sống của người dân

Nhưng bên cạnh đó, một mặt do công nghệ sản xuất lỗi thời và lạc hậu nênkhối lượng chất thải phát sinh nhiều trong quá trình sản xuất Mặt khác, các nhàmáy chưa thật sự quan tâm đúng mức đến góc độ môi trường, các báo cáo đánhgiá tác động môi trường lại không thống nhất, chưa đầy đủ về mặt nội dung và cónhững giải pháp đưa ra chưa thật sự phù hợp với hiện trạng kinh tế của nhà máydẫn đến hoạt động chế biến cao su ngày càng gây nhiều ảnh hưởng nặng nề đếnmôi trường, đặc biệt là vấn đề mùi hôi và nước thải

Trong tương lai, ngành công nghiệp chế biến cao su sẽ phát triển hơn nữa đểđáp ứng - thoả mãn nhu cầu tiêu dùng trong nước, hướng đến thị trường thế giới.Nhằm góp phần bảo vệ môi trường và hạn chế ô nhiễm môi trường do hoạt

động chế biến cao su gây ra, đề tài “Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho công ty Nệm mút - cao su Vạn Thành” đã được chọn làm đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG I

MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN

Đề xuất công nghệ xử lý nước thải phù hợp và tính toán thiết kế các côngtrình đơn vị trong điều kiện cụ thể của Công ty nệm mút Vạn Thành

- Tổng quan ngành sản xuất nệm và vấn đề ô nhiễm môi trường từ ngành sảnxuất nệm cao su tại Thành phố Hồ Chí Minh

- Tổng quan về công ty nệm nút Vạn Thành

- Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải công nghiệp

- Các vấn đề môi trường phát sinh trong ngành công nghiệp chế biến cao su

- Các phương pháp xử lý nước thải trong công nghiệp chế biến cao su và đềxuất phương án xử lý nước thải cho công ty nệm Vạn Thành

- Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất nệm cao su tại Công tyTNHH SX – TM Vạn Thành

 Phương pháp nghiên cứu tài liệu (Các tài liệu về ngành sản xuất nệm cao

su, các tài liệu về Công ty Vạn Thành)

 Phương pháp tiếp cận thu thập thông tin (Các thông tin về Công ty, các thông tin về các vấn đề môi trường phát sinh trong sản xuất nệm cao su,…)

 Phương pháp thực nghiệm trên mô hình (Thí nghiệm sơ bộ về tuyển nổi cao

su và đưa ra biểu đồ về sự suy giảm hàm lượng COD sau khi qua sục khí.)

 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu ô nhiễm trong nước thải (Phân tích chỉ tiêu COD trong phòng thí nghiệm để theo dõi sự suy giảm hàm lượng COD sau

 Phương pháp xử lý các thông tin, trình bày văn bản (Aùp dụng trong phần tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải sản xuất nệm cao su tại công ty Vạn Thành).

 Tham khảo các tài liệu về cao su thiên nhiên, các tài liệu có liên quan đếncông nghệ sản xuất các sản phẩm từ latex cao su thiên nhiên

 Tham khảo các tài liệu liên quan đến các quá trình xử lý nước thải, các môhình thực nghiệm

 Tìm hiểu công nghệ sản xuất nệm cao su của Công ty, xác định các nguồnnước thải, thành phần nước thải và lưu lượng

 Lấy mẫu nước thải và phân tích trong phòng thí nghiệm để xác định chỉtiêu COD sau khi qua sục khí của nước thải

 Đề ra quy trình xử lý

 Tính toán thiết kế và ước tính giá thành

 Xử lý văn bản, số liệu, đồ thị trên các phần mềm máy tính ứng dụng

CHƯƠNG II

TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP CAO SU VÀ

CÔNG TY NỆM MÚT VẠN THÀNH

II.1 Tổng quan về ngành công nghiệp cao su và các vấn đề môi trường trong ngành sản xuất nệm cao su:

II.1.1 Quá trình phát triển cây cao su ở Việt Nam:

II.1.1.1 Trước ngày giải phóng miền Nam:

Vào năm 1877, một số cây cao su đã được đem vào trồng thử ở Việt nam.Tuy nhiên cho đến những năm 1900 – 1920, người Pháp mới bắt đầu mở rộngdiện tích, lập các đồn điền để trồng cao su Đến năm 1920 thì diện tích canh táccây cao su ở Việt nam là 7000 ha với sản lượng 3000 tấn/ ha

Với nhu cầu cao su ngày càng tăng, cũng như những lợi ích to lớn về kinh tế,từ năm 1920 – 1945, người Pháp tăng nhanh diện tích gieo trồng cao su ở ViệtNam Tốc độ phát triển cao su là : 5000 – 6000 ha/năm Tổng diện tích gieo trồngđến năm 1945 là 138000 ha với sản lượng đạt khoảng 80000 tấn/năm

Từ sau năm 1945 đến trước ngày giải phóng, ở miền Nam, được sự khuyếnkhích của chính quyền lúc đó, các đồn điền cao su tư nhân liên tiếp được mở rộngvà phát triển mặc dù khả năng đầu tư của tư bản Pháp bị hạn chế do tình trạngchiến tranh Tốc độ phát triển đạt 2600 ha/năm, diện tích gieo trồng đạt 142770

ha với sản lượng đạt mức cao nhất là 83403 tấn/năm

Năm 1974, tổng diện tích cây cao su đang khai thác là 25000 ha với sảnlượng 21000 tấn cao su khô, diện tích gieo trồng lên tới vài ngàn ha

II.1.1.2 Từ ngày giải phóng Miền Nam đến nay

Nhà nước ta đánh giá ngành trồng cây cao su là mũi nhọn của nền kinh tếquốc dân Đến nay, riêng thuộc Tổng Công ty Cao su, đã thành lập 24 công ty;

10000 ha Ngoài ra, các tỉnh phía Nam và Thành phố Hồ Chí Minh cũng thành lậpcác công ty và nông trường địa phương Năm 1994, diện tích gieo trồng cây cao sulà 18000 ha với sản lượng 95000 tấn, dự kiến sẽ có khoảng 240000 ha và sảnlượng là 205000 tấn.

II.1.1.3 Hướng về tương lai

Trong khối ba nước Đông Dương, nước ta là nước có nhiều khả năng trồngcao su để hợp tác kinh tế với các nước và thoả mãn nhu cầu trong nước

Với điều kiện khí hậu, đất đai phù hợp, nguồn nhân lực dồi dào, đội ngũ cánbộ khá đông và có kinh nghiệm, chúng ta có thể phát triển mạnh mẽ diện tíchtrồng cây cao su để vừa khai thác đất đai và bố trí lại dân cư một cách hợp lý vàkinh tế nhất Đến đầu thế kỷ 21, ta phấn đấu đạt một sản lượng 800000 tấn cao sukhô để thoả mãn nhu cầu xuất khẩu và phát triển công nghiệp chế biến sản phẩmcây cao su trong nước

Trong tình hình rừng của chúng ta đã bị tàn phá nặng nề, việc phát triển câycao su sẽ tăng thảm xanh che mặt đất, chống ô nhiễm và bảo vệ cũng như cảithiện môi trường của đất nước

II.1.2 Tổng quan về ngành công nghiệp cao su

 Tình hình sản xuất cao su trên thế giới

Cao su được trồng ở nhiều nước trên thế giới như Châu Á, Châu Phi và NamMỹ, khoảng 90% cao su tự nhiên được trồng ở Châu Á, đặc biệt là ở vùng ĐôngNam Châu Á

Sản lượng cao su toàn thế giới tăng từ mức 6,75 triệu tấn (năm 1999) lên 6,9 triệu tấn (năm 2000) Sản lượng cao su tự nhiên của Thái Lan – nước sản xuất cao

su lớn nhất thế giới – trong nửa đầu năm 2000 tăng tới 27% so với cùng kỳ năm

1999 Trong 5 tháng đầu năm 2000, tổng sản lượng cao su tự nhiên của Indonesiađáng kể Cũng trong năm 2000, sản lượng cao su của Malayxia liên tục giảm.Trong 6 tháng đầu năm 2000, tổng sản lượng cao su tự nhiên chỉ đạt 250.000 tấn,thấp hơn 20% so với cùng kỳ năm 1999 Sản lượng cao su gần như không đổi ởAán Độ và Xri Lanka, chủ yếu do chi phí sản xuất cao cản trở việc tăng sản lượng

Sản lượng cao su tại Trung Quốc không có sự tăng trưởng nào đáng kể, chủ yếu

do diện tích dành cho việc trồng cao su bị hạn chế, đồng thời chi phí sản xuất caođã khiến cho sản xuất cao su tại nước này trở nên không hiệu quả

 Tình hình sản xuất cao su tại Việt Nam

Việt Nam có diện tích cao su tự nhiên vào loại lớn và chất lượng tốt Hiệnnay, cả nước đã có hơn 400.000 ha cao su, trong đó có 211.000 ha đang khai thácmủ Năm 2000 sản lượng cao su của cả nước đạt 281.000 tấn, tăng 13% so vớinăm 1999, xuất khẩu được 256.000 tấn, ngành công nghiệp cao su mới chỉ sửdụng hơn 10% sản lượng cao su tự nhiên sẵn có trong nước để sản xuất các mặthàng công nghiệp cao su, đáp ứng nhu cầu trong nước và xuất khẩu, đạt tổngdoanh thu trên 1.500 tỷ đồng

 Vốn đầu tư cho công nghiệp chế biến cao su

Theo ước tính của các ngành chức năng, nhu cầu vốn đầu tư cho công nghiệpchế biến cao su vào khoảng 450 tỷ đồng Với số vốn đầu tư này dành cho việc cảitạo và tăng thêm 140.000 – 150.000 tấn công suất chế biến nhằm tiêu thụ hết mủnguyên liệu vào năm 2005 Đồng thời góp phần đa dạng hoá chủng loại mủ chếbiến cũng như sản phẩm chế biến cao su

Tóm lại: hàng năm, ngành công nghiệp cao su thế giới nói chung và ngành

công nghiệp cao su Việt Nam nói riêng vừa xuất khẩu, nhập khẩu và chế biếnhàng triệu tấn cao su đã làm cho nền kinh tế của từng quốc gia tăng lên đáng kể,góp phần làm cho thế giới phát triển Nhưng bên cạnh đó là vấn nạn môi trườngcũng bị đe doạ một phần cũng do ngành công nghiệp này gây nên

II.1.3 Vấn đề môi trường trong ngành sản xuất nệm cao su:

II.1.3.1 Sử dụng tài nguyên:

Công đoạn Nguyên liệu vào Sản phẩm ra Chất thải

Ly tâm mủ Latex Mủ cao su từ nông

Đổ khuôn nệm cao su

Mủ Latex có DRC60%, phụ gia, hoáchất, nhiệt từ lòhơi

Nệm cao su Khí NH3, khói

thải từ lò hơi

Sấy nệm cao su Nệm sau đổ khuôn,

nhiệt từ lò hơi Nệm cao su

Khí thải từ lòhơi.Đổ mousse xốp PU

Điện năng, hoáchất PPG, TDI, phụ

gia

Mousse xốp tấm Khí thải là

dung môi

Cắt mousse xốp

Mousse xốp sau khiđổ khuôn

Tấm mousse xốpdày mỏng theo yêu

Sản xuất lò xo Dây thép, điện

năng Lò xo, tấm lò xo.

Dây thép dưthừa, tiếng ồn

II.1.3.2 Phát thải khí:

Khí thải phát sinh ra từ lò hơi với nhiên liệu là dầu FO có hàm lượng lưuhuỳnh 3% là một nguồn gây ô nhiễm tương đối lớn cho bầu không khí Khói sinh

ra từ quá trình đốt lò có chứa các chất thải đặc trưng như CO2, SO2, CO, NO2, bụi,

… trong đó nồng độ SO2 ước tính lớn hơn gấp 4 lần tiêu chuẩn cho phép, gây ônhiễm cho môi trường không khí

Nguồn thứ hai gây ô nhiễm không khí là loại khí có mùi hăng cay khó chịulà do hoá chất TDI bay hơi vào khí quyển trong quá trình đổ mousse xốp Loại khínày có tính chất kích thích rất mạnh đối với mắt và cơ quan hô hấp Làm ảnhhưởng tới sức khoẻ người lao động trực tiếp tại khu vực.

Nguồn gây ô nhiễm không khí quan trọng khác sinh ra trong quá trình ly tâmmủ Latex và đổ khuôn nệm cao su là khí NH3 có trong mủ Latex bay vào khíquyển trong quá trình ly tâm Khí NH3 có ảnh hưởng rất lớn tới người lao động vàmôi trường Trong quá trình đúc, do NH3 lỏng vẫn còn trong mủ Latex thànhphẩm có hàm lượng DRC đạt 60%, khi đổ khuôn thì khí NH3 tiếp tục thoát vàomôi trường không khí gây ô nhiễm môi trường

II.1.3.3 Nước thải:

a/ Thành phần và tính chất của nước thải:

Thành phần và tính chất của nước thải tại các nhà máy chế biến cao su phụthuộc vào loại quy trình sản xuất được sử dụng, quy mô của nhà máy, chất lượnggiám sát và kiểm tra

Thành phần nước thải ngành chế biến cao su:

Bảng 1: Thành phần hoá học nước thải ngành chế biến cao su (mg/l)

Chỉ tiêu Khối từ mủ Loại Sản Phẩm

tươi Khối từ mủ đông Cao su tờ Mủ ly tâm

Mn Vết Vết Vết Vết

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

Bảng 2: Thành phần cơ bản của nước thải từ những nhà máy cao su

tinh khiết Dạng bánh Dạng tấm Tái chế

5,71750274024066

4,92630330014010

6,274090035015Bảng 3: Đặc tính ô nhiễm của nước thải ngành chế biến cao su (mg/l)

mủ tươi mủ đông Khối từ Cao su tờ Mủ ly tâm

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

Có thể nói rằng nồng độ ô nhiễm của nước thải chế biến và sản xuất cao su làloại ô nhiễm cao nhất, mức độ ô nhiễm được thể hiện ở nồng độ chất dinh dưỡngvà hàm lượng chất hữu cơ

Mức độ ô nhiễm của nước thải chế biến cao su tại một số nhà máy được thểhiện như sau:

Bảng 4: Mức độ ô nhiễm của nước thải chưa xử lý tại các nhà máy

 Bản chất của mùi hôi trong nước thải:

Mùi trong nước thải thường gây ra bởi các khí được sản sinh trong quá trìnhphân hủy hợp chất hữu cơ Mùi hôi đặc trưng và rõ rệt nhất trong nước thải bịphân hủy kị khí thường là mùi của H2S (hydrogen sulfide).

Các axit béo bay hơi (Volatile Fatty Acids - VFA) là sản phẩm của sự phân hủy

do vi sinh vật, chủ yếu là trong điều kiện kỵ khí, các lypid và phospholipids cótrong chất ô nhiễm hữu cơ

Các nước thải công nghiệp có thể chứa các chất có mùi hoặc các chất sinhmùi trong quá trình xử lý nước thải Một số nước thải công nghiệp thường có mùihôi như nước thải từ các nhà máy giấy, chế biến cao su thiên nhiên và chế biếndầu ăn, nước thải chăn nuôi gia súc cũng có mùi hôi khó chịu

Bảng 5: Một số chất gây mùi hôi thường gặp trong nước thải

NH2(CH2)5NH2

Thịt thối

(Nguồn: Gaudy 198, Metcalf và Eddy, 1991)

II.1.3.4 Chất thải rắn:

Các loại chất thải rắn phát sinh bao gồm các loại bao bì, giấy gói hư hỏng,các sản phẩm không đạt yêu cầu

II.2 Tổng quan về Công ty nệm Vạn Thành

II.2.1 Giới thiệu về công ty

II.2.1.1 Quá trình hình thành & phát triển của Công ty

Công ty TNHH SX – TM Vạn Thành (công ty nệm mousse Vạn Thành) có trụsở chính tại 90/4 Luỹ Bán Bích – Phường Tân Thới Hoà – Quận Tân Phú – TP

Huyện Củ Chi – TP Hồ Chí Minh Tiền thân của công ty TNHH SX - TM VạnThành là cơ sở sản xuất Vạn Thành được thành lập năm 1986 chuyên sản xuấtdây thun khoanh cao su xuất khẩu sang thị trường Liên Xô cũ và các nước khốiĐông Aâu.

Đến năm 1991 tiến lên thành lập hợp tác xã cao su Vạn Thành bao gồm 6thành viên Do tình hình kinh tế chính trị ở Liên Xô cũ và các nước Đông Aâu đixuống, không còn mua những mặt hàng sản xuất trước đây nữa nên các thànhviên hợp tác xã cao su Vạn Thành đã chủ động nghiên cứu phát triển những mặthàng khác, lúc này hợp tác xã đã bắt đầu sản xuất một số mặt hàng mới làmousse xốp dùng trong công nghiệp, nệm mousse xốp, nệm cao su, lò xo… Hiệnnay công ty đã sản xuất thêm một số mặt hàng là xốp, trầm, giường lò xo, nệm lòxo…

Tháng 3 năm 1995 Hợp tác xã cao su Vạn Thành chuyển thành công ty TNHH

SX – TM Vạn Thành theo quyết định thành lập số 147/GPUB do UBND TP HồChí Minh cấp ngày 20/ 01/ 1995 với 3 sáng lập viên Thời gian hoạt động củacông ty là 20 năm kể từ ngày chính thức thành lập

Với đặc điểm sản xuất kinh doanh mặt hàng này đòi hỏi công ty không nhữngđảm bảo về mặt chất lượng mà còn vị trí của thương hiệu trên thị trường Chính vìvậy cho đến nay công ty đã có 9 chi nhánh nằm ở các tỉnh và thành phố trongphạm vi cả nước, bao gồm: Chi nhánh Hà Nội, Chi nhánh Vinh, Chi nhánh ĐàNẳng, Chi nhánh Nha Trang, Chi nhánh Ban Mê Thuộc, Chi nhánh Biên Hoà, Chinhánh Long Xuyên, Chi nhánh Cần Thơ, Chi nhánh Cao Lãnh Đến nay, công tyđã có trên 940 khách hàng trên toàn quốc có hợp đồng mua bán dài hạn Hiệnnay, thị phần của công ty chiếm trên 40% trong lĩnh vực nệm và trên 60% thịphần mousse công nghiệp

II.2.1.2 Chức năng – Nhiệm vụ của Công ty:

Mục tiêu chủ yếu của công ty TNHH SX – TM Vạn Thành là đem lại lợinhuận trực tiếp cho các thành viên của công ty Bên cạnh đó thì công ty đã tạođược công ăn việc làm cho một lượng lao động khá lớn, lâu dài và ổn định Tạothêm nguồn thu cho ngân sách nhà nước thông qua nghĩa vụ đóng thuế Mặt khác,

công ty đã không ngừng cải tiến thiết kế ra các sản phẩm ngày càng đa dạng,nhiều công dụng mang lại lợi ích không nhỏ cho người tiêu dùng và xã hội Thịtrường của công ty ngày càng phát triển sang các nước Châu Aâu và khu vực, nângcao kim ngạch xuất khẩu cho quốc gia, góp phần vào công cuộc phát triển của đấtnước.

II.2.1.3 Sản phẩm và thị trường

Sản phẩm chủ yếu của Công ty TNHH Sản Xuất – Thương Mại VạnThành là các loại nệm cao su, nệm mousse xốp, nệm lò xo

Sản phẩm của Công ty được tiêu thụ ở thị trường trong nước và xuất khẩutiêu thụ ở nước ngoài Hiện nay sản phẩm của Công ty chiếm một thị phần rất lớntrong thị trường trong nước, hiện nay Công ty có chi nhánh ở khắp các thành phốlớn trong toàn quốc như Tp HCM, Hà Nội, Vinh, Đà Nẵng, Buôn Mê Thuột, NhaTrang, Cần Thơ, Biên Hoà, Long Xuyên

Qui trình công nghệ của công ty được khép kín bằng dây chuyền sản xuấttừ khâu nguyên vật liệu đến thành phẩm hoàn chỉnh

II.2.2 Dây chuyền công nghệ sản xuất nệm cao su tại Công ty Vạn Thành

Qui trình công nghệ sản xuất của Công ty TNHH Sản Xuất – Thương MạiVạn Thành bao gồm các qui trình sản xuất như sau:

 Qui trình công nghệ sản xuất mủ cao su Latex:

Mủ cao su từ

nông trường Thiết bị ly tâm

Nước thải + mủ cao

Vệ sinh thiết bị

Mủ cao su lấy từ nông trường hoặc nhập khẩu được hòa lẫn với NH3 lỏng và

NH3 khí nhằm mục đích bảo quản chất lượng của mủ cao su Mủ được đưa vàothiết bị ly tâm, tại đây phần mủ DRC được tách ra triệt để, phần nước được táchriêng Phần mủ DRC đạt mức 60% cao su được chuyển sang bồn chứa thànhphẩm Phần nước được tách ra đưa sang bể đánh đông, tiếp túc tách triệt để cao

su ra khỏi nước thải

Nguồn gây ô nhiễm chính trong qui trình công nghệ sản xuất này là nước thảisinh ra từ quá trình ly tâm, ước tính khoảng 60m3/ngày, và khí NH3 tách ra khỏimủ Latex trong quá trình ly tâm

 Qui trình công nghệ sản xuất nệm cao su:

Mủ kem là sản phẩm của quá trình tách ly tâm được đưa vào bồn chứa, sau đóvào thiết bị khuấy tạo bọt, tại đây các phụ gia được đưa vào nguyên liệu Nguyênliệu đã tạo bọt được đưa vào khuôn nệm, tại đây nệm được hình thành theokhuôn, chúng được mang vào sấy khô

Nguồn gây ô nhiễm từ quá trình này là do khí NH3 sinh ra do còn lại từ quátrình ly tâm mủ Latex Khí thải từ lò hơi cung cấp nhiệt cho quá trình sấy và làmkhô nệm sau tạo khuôn

 Qui trình công nghệ sản xuất nệm mousse xốp PU

Mủ kem Latex

DRC 60%

Thiết bị tạo bọt

Khuôn nệm

Phòng sấy

Thành phẩm – bao bì Nồi hơi

Nguyên

vật liệu

Thiết bị trộn Khuôn (băng tải liên tục)

Thiết bị cắt khối 1,6 x 2m

Thành phẩm khối 1,6 x 2m

Thiết bị cắt khối từ 2 – 400mm

Nguyên vật liệu là các loại hoá chất được trộn với nhau, sau đó đưa vào thiết

bị gia nhiệt tạo bọt, hoá chất được đưa vào khuôn, hoá chất tự động nở ra thànhnhững khối mousse xốp dài, máy sẽ tự động cắt khối mousse xốp thành nhữngkhối mousse dày theo tiêu chuẩn Sau đó chúng sẽ được cắt thành những tấm dàymỏng theo yêu cầu

Chất ô nhiễm sinh ra từ quá trình này là khí do hoá chất TDI bay ra có mùihăng cay nồng nặc, gây ô nhiễm môi trường Ngoài ra còn có chất thải rắn sinh ra

do quá trình đổ tấm và cắt miếng

 Qui trình công nghệ sản xuất nệm lò xo

Dây thép được đưa vào máy quấn lò xo, thành những lò xo theo tiêu chuẩn, lò

xo sau đó được đưa vào đan thành tấm hình nệm Hai mặt được bọc bằng nệm xơdừa hoặc bằng tấm mousse xốp tái thành phẩm Sao đó nệm được mang vào bọcáo và thành phẩm

Nguồn gây ô nhiễm từ công nghệ này là tiếng ồn do máy tạo hình lò xo sinhra

II.2.3 Nhu cầu sử dụng năng lượng, nguyên nhiên vật liệu của Công ty Vạn Thành

 Nguyên, nhiên vật liệu chính

Mủ kem Latex

DRC 60% Thiết bị tạo bọt Khuôn nệm Phòng sấy Thành phẩm – bao bì

Thiết bị quấn

tạo hình lò xo Thiết bị đan lò xo thành tấm Bọc xơ dừa 2 mặt lò xo

Bọc áo May bọc

Thành phẩm

− Mủ kem Latex, phụ gia S, MBT, Oleic Acid, ZnO2 trong qui trình sản xuấtnệm cao su (với lượng sử dụng khoảng 50 tấn/tháng).

− PPG, TDI, phụ gia Amin cat, T9 cat, Silicon 580 cat (sử dụng khoảng 50tấn/tháng), sản phẩm tái chế, lò xo thép để sản xuất nệm lò xo (thép ∅6sử dụng khoảng 85 tấn/tháng)

 Nhu cầu sử dụng năng lượng hàng năm

Nước: 13.600 m3/tháng (163.200 m3/năm)

− Nước cho sinh hoạt: 3850 m3/tháng

− Nước cho hoạt động sản xuất: 9750 m3/tháng

CHƯƠNG III:

CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI

III.1 Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải công nghiệp

Các loại nước thải đều chứa các tạp chất gây nhiễm bẩn có tính chất rất khácnhau: từ các loại chất rắn không tan đến các loại chất khó tan và những hợp chấttan trong nước Xử lý nước thải là loại bỏ các tạp chất đó, làm sạch lại nguồnnước và có thể đưa nước trở lại nguồn hoặc đưa đi tái sử dụng Để đạt được nhữngmục đích đó, chúng ta thường dựa vào những đặc điểm của từng loại tạp chất đểlựa chọn phương pháp xử lý thích hợp

Thông thường các phương pháp xử lý nước thải bao gồm:

 Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học

 Xử lý nước thải bằng phương pháp hoá lý và hoá học

 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học

 Xử lý nước thải bằng phương pháp tổng hợp

III.1.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học

Trong nước thải thường có các tạp chất rắn với những kích cỡ khác nhaucuốn theo như rơm cỏ, gỗ mẫu, bao bì, chất dẻo, giấy, dầu mỡ nổi, cát, sỏi…Ngoài ra còn có các loại hạt lơ lững ở dạng huyền phù rất khó lắng Tuỳ theo kíchcỡ các hạt huyền phù có thể chia thành hạt lơ lững có thể lắng được, hạt chất rắnkeo được khử bằng đông tụ Các loại hạt tạp chất kể trên dùng các phương pháp

xử lý cơ học là thích hợp (trừ hạt dạng chất rắn keo).

Trong xử lý nước thải, công việc đầu tiên là đưa nước thải qua song chắn rác

III.1.1.1 Song chắn rác:

Nhằm giữ lại các tạp chất thô như rác, túi nilong, vỏ cây,… đảm bảo cho máy

khoảng bằng 60 – 100mm để chắn vật thô và 10 – 25mm để chắn vật nhỏ hơn,thiết bị chắn rác thường đặt nghiêng theo dòng chảy một góc 50 – 90o.

Vận tốc dòng chảy thường lấy khoảng 0.8 – 1m/s để tránh lắng cát

III.1.1.2 Lưới lọc:

Sau song chắn rác, để có thể loại bỏ các tạp chất rắn có kích cỡ nhỏ hơn, mịnhơn, ta có thể đặt thêm lưới lọc Các vật thải được giữ lại trên mặt lọc, phải càolấy ra để tránh làm tắc dòng chảy

Người ta còn thiết kế lước lọc hình thang trống cho nước chảy từ ngoài vàohoặc từ trong ra

Ngoài ra trước song chắn rác còn có khi lắp thêm máy nghiền để nghiền nhỏcác tạp chất

III.1.1.3 Lắng cát:

Trong thành phần cặn lắng nước thải thường có cát với độ lớn thuỷ lực u ≥

18mm/s Đây là các phần tử vô cơ có kích thước và tỷ trọng lớn Để đảm bảo chocác công trình xử lý nước thải hoạt động ổn định cần phải có công trình và thiết

bị lắng cát phía trước

Dưới tác động của lực trọng trường, các phần tử rắn có tỷ trọng lớn hơn nướcsẽ được lắng xuống đáy bể trong quá trình chuyển động Bể lắng cát phải đượctính toán với vận tốc dòng chảy trong đó đủ lớn để các phần tử hữu cơ nhỏ khônglắng được và đủ nhỏ để cát và các tạp chất rắn vô cơ giữ lại được trong bể Vậntốc dòng chảy trong bể không lớn hơn 0.3m/s và không nhỏ hơn 0.15m/s

Các loại bể lắng cát thông dụng là bể lắng ngang Thiết kế 2 ngăn, một ngăncho nước qua và một ngăn cào cát sỏi lắng Hai ngăn này làm việc luân phiên

III.1.1.4 Tách dầu mỡ:

Nước thải của một số xí nghiệp ăn uống, chế biến bò sữa, các xí nghiệp épdầu … thường có lẫn dầu mỡ Các chất này thường nhẹ hơn nước và nổi lên trênmặt nước Nước sau xử lý không có lẫn dầu mỡ mới được phép cho chảy vào cácthuỷ vực Hơn nữa, nước thải có lẫn dầu mỡ khi vào các công trình xử lý sẽ làm

bít các lỗ hổng ở vật liệu lọc, ở phin lọc sọc và còn các lỗ hổng cấu trúc bùn hoạttính trong Aerotank…

III.1.1.5 Lọc cơ học:

Lọc được dùng trong xử lý nước thải để tách các tạp chất phân tán nhỏ khỏi

nước mà bể lắng không lắng được trong các loại phin lọc thường có loại phindùng vật liệu lọc dạng tấm và loại hạt

Các phin lọc làm việc sẽ tách các phần tử tạp chất phát tán hoặc lơ lững khólắng ra khỏi nước Các phin lọc làm việc không hoàn toàn dựa vào nguyên lý cơhọc Khi nước qua lớp lọc, dù ít hay nhiều cũng tạo ra lớp màng trên bề mặt cáchạt vật liệu lọc Màng này là màng sinh học Do vậy, ngoài tác dụng tách cácphần tử tạp chất phân tán ra khỏi nước, các màng sinh học cũng đã biến đổi cácchất hoà tan trong nước nhờ quần thể vi sinh vật có trong màng sinh học

Chất bẩn và màng sinh học sẽ bám vào bề mặt vật liệu lọc, dần dần bít cáckhe hở của lớp lọc làm cho dòng chảy bị chậm lại hoặc ngừng chảy Do vậy trongquá trình làm việc, người ta phải rửa phin lọc lấy bọt màng bẩn phía trên và chonước rửa đi từ dưới lên trên để tách màng bẩn ra khỏi vật liệu

Trong xử lý nước thải thường dùng các loại thiết bị lọc chậm, lọc nhanh, lọckín, lọc hở Ngoài ra còn dùng lọc ép khung bản, lọc quay chân không, các máy

vi lọc hiện đại,…

III.1.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp hoá lý và hoá học

Cơ sở của xử lý nước thải bằng phương pháp hoá lý và hoá học là các phần tửhoá học, các quá trình hoá lý diễn ra giữa chất bẩn với hoá chất cho thêm vào.Các phương pháp hoá học là oxi hoá, trung hoà và đông keo tụ Thông thường cácquá trình keo tụ thường đi kèm theo quá trình trung hoà hoặc các hiện tượng vậtlý khác Những phản ứng xảy ra là phản ứng trung hoà, phản ứng oxi hoá khử,phản ứng tạo chất kết tủa hoặc phản ứng phân hủy các chất độc hại

III.1.2.1 Phương pháp trung hoà:

Phương pháp trung hoà chủ yếu được dùng trong nước thải ngành công nghiệpcó chứa kiềm hay acid Muốn nước thải được xử lý tốt bằng phương pháp sinh họcvà đồng thời để tránh hiện tượng gây ô nhiễm cho môi trường xung quanh thìngười ta phải tiến hành trung hoà nước thải với mục đích làm lắng các muối củacác khối lượng nặng lắng xuống và tách chúng ra khỏi nước thải.

Quá trình trung hoà trước hết phải tính đến khả năng trung hoà lẫn nhau giữacác loại nước thải chứa acid hoặc kiềm hay khả năng dự trử kiềm của nước thải.Trong thực tế nếu hỗn hợp nước thải có pH = 6.5 – 8.5 thì nước đó đã được coi làtrung hoà

Trung hoà nước thải bằng cách dùng các dung dịch acid hoặc muối acid cácdung dịch kiềm hoặc oxit kiềm để trung hoà dung dịch nước thải

Các hoá chất được dùng để trung hoà nước thải được giới thiệu ở bảng 6:

Bảng 6: Hoá chất thường dùng để điều chỉnh pH của nước thải

Tên hoá chất Công thức hoá học

Lượng chất cần thiết(mg/l) để trung hoà1mg/l acid hoặc kiềmtính theo caco3 (mg/l)Canxi Cacbonat

Canxi Oxit

Canxi Hydroxit

Magiê Oxit

Magie Hydroxi

Vôi Sống Dolomit

Vôi Tôi Dolomit

NaOH

Na2CO3

H2SO4HClHNO3

1.000.560.740.40

0.5830.4970.6770.7991.0590.980.720.63

 Trung hoà bằng cách trộn nước thải có chứa axit chung với nước thải có chứa kiềm:

Chế độ nước thải có chứa axit và chứa kiềm của các nhà máy thì khác nhau.Nước thải có chứa axit thường thải một cách điều hoà và nồng độ nhất định,nhưng nước thải chứa kiềm thì phải theo một chu kì nhất định Vì vậy, đối vớinước thải chứa kiềm thì phải xây dựng bể chứa điều hoà Nước thải từ bể điềuhoà có thể thải đều đặn vào bể phản ứng.

 Trung hoà nước thải chứa axit bằng cách lọc qua lợp vật liệu trung hoà:

Để trung hòa nước thải có chứa H2SO4, HCl, HNO3 mà không chứa muối kimloại nặng, ta có thể dùng phương pháp lọc liên tục qua các bể với vật liệu lọc làđá vôi, magiezic, đá hoa cương hay đolômit… Kích thước vật liệu lọc thường từ 3– 8cm Tốc độ lọc tính toán phụ thuộc vào vật liệu lọc, tuy nhiên tốc độ lọckhông quá 5m/h và thời gian tiếp xúc không dưới 10 phút Khi trung hòa nước thảicó chứa H2SO4 bằng vật liệu đolômit thì ta có thể lấy tốc độ lọc lớn hơn

 Trung hòa nước thải bằng cách thêm hóa chất:

Nếu nước thải chứa quá nhiều xút hay axit mà không thể trung hòa bằng cáchtrộn lẫn vào nhau thì ta tiến hành trung hòa bằng cách thêm hóa chất Phươngpháp này thường dùng để trung hòa axit, hóa chất thêm vào để trung hòa tùythuộc vào đặc tính nước thải

Để trung hòa các loại axit vô cơ thì ta có thể dùng bất kỳ loại kiềm nào cóchứa ion OH- Hoá chất thường dùng là vôi sữa (Ca(OH)2), CaCO3 và MgCO3dạng bột hay hồ, ngoài ra còn dùng NaOH hay Na2CO3

Để trung hoà axit hữu cơ thì ta có thể dùng vôi, dung dịch vôi từ 5 – 10% haydung dịch Amoniac kỹ thuật 25% Quá trình cho thêm nước Amoniac tạo điềukiện cho quá trình sinh hoá sau đó diễn ra tốt và giảm lượng cặn vôi

Để trung hòa nước thải có lưu lượng nhỏ hơn 200m3/h thì có thể dùng xút haysoda Khi dùng các loại kiềm này ta chỉ cần một lượng đủ, vì các phản ứng nàydiễn ra nhanh và mạnh hơn so với vôi hay đá vôi, sản phẩm sau quá trình khônglàm tăng độ cứng của nguồn tiếp nhận

Trong quá trình lắng cơ học chỉ lắng được các hạt chất rắn huyền phù có kíchthước ≥ 10-2mm, còn các hạt nhỏ hơn ở dạng keo không thể lắng được Ta có thểlàm tăng kích thước các hạt nhờ tác dụng tương hỗ giữa các hạt phân tán liên kếtvào các tập hợp hạt để có thể lắng được Muốn vậy trước hết cần trung hòa điệntích của chúng, tiếp đến là liên kết chúng lại với nhau.

 Đông tụ: là quá trình trung hoà điện tích các hạt (hay là quá trình phá vỡ

tính bền vững của các hạt keo bằng cách đưa thêm chất phản ứng gọi là chấtđông tụ)

Các chất đông tụ thường dùng trong mục đích này là các muối sắt hoặc muốinhôm hay hỗn hợp của chúng Các muối nhôm gồm có: Al(SO4)3.18H2O, NaAlO2,

Al2(OH)5Cl, KAl(SO4)2.12H2O, NH4Al(SO4)2.12H2O, trong số này phổ biến nhất là

Al2(SO4)3 vì chất này hòa tan tốt trong nước, giá rẻ và hiệu quả đông tụ cao ở pH

= 5 – 7.5

Nhôm sunfat khi cho vào nước sẽ tác dụng với bicacbonat có trong nước tạothành Al2(OH)3 dạng gel:

Al 2 (SO 4 ) 3 + 3Ca(HCO 3 ) 2→ Al(OH) 3 + CaSO 4 + CO 2

Nếu độ kiềm trong nước không đủ thì phải bổ sung thêm vôi:

Al 2 (SO 4 ) 3 + Ca(OH) 2→Al(OH) 3 + CaSO 4

Các bông hydroxit tạo thànhsẽ hấp phụ và dính kết các chất huyền phù và cácchất ở dạng keo có trong nước thải Các bông này sẽ lắng xuống bể ở dạng cặn.Các muối sắt gồm có: Fe2(SO4)3.2H2O, Fe2(SO4)3.3H2O, FeSO4.7H2O và FeCl3.Khi dùng muối sắt, chúng tạo thành các hydroxit không tan:

FeCl 3 + 3Ca(OH) 2→ 3CaCl 2 + 2Fe(OH) 3↓

Fe 2 (SO 4 ) 3 + 3Ca(OH) 2→ 3CaSO 4 + 2Fe(OH) 3↓

Các muối sắt có ưu điểm hơn so với muối nhôm trong công việc làm đông tụcác chất lơ lững của nước vì:

− Tác dụng tốt hơn ở nhiệt độ thấp

− Khoảng pH tác dụng rộng hơn.

− Tạo kích thước và độ bền bông keo lớn hơn

− Có thể khử được mùi vị khi có HS2O

Tuy nhiên muối sắt cũng có nhược điểm là chúng tạo thành phức hoà tan cómàu làm cho nước có màu

Bằng tỷ lệ trung hoà có điều kiện clorua nhôm bằng một bazơ, ta thu tỷ lệ

Al

OH cao hơn, tỷ lệ này là 2,5 có thể thích hợp cho từng loại nước thải chưa xửlý

Ưu điểm của chất này:

− Kết bông nhanh

− Loại bỏ chất HCO tốt

− Hệ thống xử lý nhỏ (tính bằng Al3+)

− Giảm thể tích bùn

− Chất phụ gia kết bông thường không cần thiết

Kết bông: là sự tích tụ các chất đã phá vỡ độ bền, thành các cục nhỏ sau đó

thành các cục lớn hơn và có thể lắng được gọi là quá trình kết bông Quá trìnhnày có thể cải thiện bằng cách đưa thêm vào các chất phản ứng gọi là chất trợ kếtbông Tuy nhiên, quá trình kết bông chịu sự chi phối của hai hiện tượng: kết bôngđộng học và kết bông Orthocinetique

Trong đó kết bông động học liên quan đến khuếch tán Brown (chuyển động hỗn độn) Kết bông dạng này thay đổi theo thời gian và chỉ có tác dụng đối với

các hạt nhỏ hơn 1 microfloc dễ dàng tạo thành khối đông tụ nhỏ

Kết bông Orthocinetique liên quan đến quá trình tiêu hao năng lượng và chếbiến của dòng chảy tầng hay chảy rối

Bảng 7: Các giai đoạn của quá trình đông tụ – tạo bông

Cho thêm chất đông

tụ Phản ứng với nước, ion hoá,thuỷ phân, polymer hoá Thuỷ phân

Phá hủy tính bền

Đặc tính hút ion làm đông lạnhbề mặt các phân tử

Đông tụ

Đặc tính liên quan đến ion hoặctrường hợp bề mặt các phân tửBao gồm cả chất keo kết tủaliên quan đến bên trong cácphân tử, trường hợp đông tụ hợpchất

Vận chuyển

Chuyển động Brown Kết bông ngoại viNăng lượng tiêu tán (Gradian

Chất làm kết bông:

 Silic hoạt tính:

Là chất kết bông tự nhiên được dùng đầu tiên, hoạt tính của chúng mạnh khikết hợp với sunfat nhôm trong nước lạnh Tỷ lệ xử lý khoảng: 0.5 – 4 mg/l SiO2.Silico Aluminat khi chất đông tụ là sunfat nhôm hay muối nhôm khác thì độaxit của muối này được dùng thay thế muối của axit Sunfuric để hoạt tính SilicatNatri

 Chất kết bông tổng hợp:

Là những đại phân tử nối dài mạch xích Chúng có khối lượng rất lớn (106 –

107 mg), hiệu quả xử lý của chúng cao hơn rất nhiều so với polymer tự nhiên Cácchất này thường dùng phối hợp với chất đông tụ trong xử lý nước trong Polyme

tốt nhất là loại anion hay trung hòa Liều lượng thường dùng từ 0.05 – 0.3g/m3.Trong một số trường hợp nước quá nặng (sữa bùn) thì dùng 2g/m3.

Trong nước thải công nghiệp thường dùng với lượng 2 g/m3 để xử lý chungvới chất đông tụ vô cơ Đối với nước thải có chứa kim loại nặng thì thường dùngchất kết bông là polyme cation với liều lượng từ 0.5 – 5g/m3

Hiệu suất của quá trình đông tụ cao nhất khi pH = 4 – 8.5 Để bông tạo thànhdễ lắng hơn, người ta thường dùng chất trợ đông Đó là những chất cao phân tửtan được trong nước và dễ phân ly thành ion Tuỳ thuộc vào từng nhóm ion khiphân ly mà các chất trợ đông có điện tích âm hay dương Đa số chất bẩn hữu cơ,vô cơ dạng keo có trong nước thải tồn tại ở điện tích âm, vì vậy mà các chất trợđông cation không cần keo tụ trước đó Việc lựa chọn hoá chất, liều lượng tối ưucủa chúng, thứ tự cho vào nước cần phải tính đến thực nghiệm Thông thường liềulượng chất trợ đông từ 1 – 5 mg/l

Để phản ứng diễn ra hoàn toàn và tiết kiệm hoá chất thì phải trộn đều vớinước thải, liều lượng hoá chất cho vào cần phải tính bằng Grotamer Thời gian lưunước trong bể trộn là 1 – 15phút Thời gian để nước thải tiếp xúc với hoá chất tớikhi bắt đầu lắng là 20 – 60 phút, trong khoảng thời gian này các chất hoá học tácdụng với các chất trong nước thải và quá trình đông tụ diễn ra

III.1.2.3 Phương pháp hấp thụ:

Phương pháp này được dùng để loại bỏ hết các chất bẩn hoà tan vào nướcmà phương pháp xử lý sinh học và các phương pháp khác không loại bỏ được vớihàm lượng rất nhỏ Thông thường đây là các hợp chất hoà tan có độc tính caohoặc các chất có mùi vị và màu khó chịu

Các chất hấp thụ thướng dùng là: than hoạt tính, đất sét hoặc silicagel, keonhôm, một số chất tổng hợp hoặc chất thải trong sản xuất như xỉ mạ sắt,… Trongsố này, than hoạt tính được dùng phổ biến nhất Các chất hữu cơ kim loại nặng vàcác chất màu dễ bị than hấp thụ Lượng chất hấp thụ này tuỳ thuộc vào khả nănghấp thụ của từng chất và hàm lượng chất bẩn trong nước thải Các chất hữu cơ có

thể bị hấp thụ: phenol, allcyllbenzen, sunfonicacid, thuốc nhuộm, các hợp chấtthơm.

Sử dụng phương pháp hấp thụ có thể hấp thụ đến 58 – 95% các chất hữu cơvà màu

Ngoài ra, để loại kim loại năng, các chất hữu cơ, vô cơ độc hại người ta còndùng than bùn để hấp thụ và nuôi bèo tẩy trên mặt hồ

III.1.2.4 Phương pháp tuyển nổi:

Phương pháp này dựa trên nguyên tắc các phân tử phân tán trong nước cókhả năng tự lắng kém nhưng có khả năng kết dính vào các bọt khí nổi trên bề mặtnước Sau đó người ta tách các bọt khí cùng các phân tử dính ra khỏi nước

Phương pháp này được dùng rộng rãi trong luyện kim, thu hồi khoáng sảnquý và trong xử lý nước thải

Quá trình này được thực hiện nhờ thổi không khí thành bọt nhỏ vào nướcthải Các bọt khí dính các hạt lơ lững lắng kém và nổi lên trên bề mặt nước thải.Khi nổi lên các bọt khí tập hợp thành bông hạt đủ lớn, rồi tạo thành một lớp bọtchứa nhiều các hạt bẩn

Tuyển nổi bọt nhằm tách các chất lơ lửng không tan và một số chất keo hoặchoà tan ra khỏi pha lỏng Kỹ thuật này có thể dùng cho việc xử lý nước thải đô thịvà một số ngành sản xuất: dệt, thuộc da, chế biến thịt,…

Tuyển nổi có thể đặt ở giai đoạn xử lý sơ bộ (bậc 1) trước xử lý cơ bản (bậc II), bể tuyển nổi có thể thay thế cho bể lắng, trong dây chuyền, nó đứng trước hoặc sau bể lắng, đồng thời cũng có thể ở giai đoạn xử lý bổ sung (hay triệt để bậc III) sau xử lý cơ bản.

Có hai hình thức tuyển nổi:

− Sục khí với áp suất khí quyển (tuyển nổi bằng không khí).

− Bảo hoà không khí ở áp suất khí quyển sau đó thoát khí ra khỏi

nước áp suất chân không (tuyển nổi chân không)

III.1.2.5 Phương pháp trao đổi ion:

Là quá trình trong đó các ion trên bề mặt của chất rắn trao đổi với các ion cócùng điện tích trong dung dịch khi tiếp xúc với nhau Các chất này gọi là ionit

(chất trao đổi ion) Chúng hoàn toàn không tan trong nước.

Phương pháp này dùng để loại bỏ ra khỏi nước các ion kim loại: Zn, Ca, Cr,

Ni, Pb, Hg, Mn, các hợp chất chứa Asen, phospho, xianua và chất phóng xạ

Các chất đổi ion có thể là các chất vô cơ hoặc hữu cơ có nguồn gốc tự nhiênhoặc tổng hợp

 Các chất vô cơ:

Các chất này có nguồn gốc tự nhiên gồm có: zeolit, đất sét, nhôm silicat,

Na2O, Al2O3, nSiO2.mH2O (có tính chất trao đổi cation), chất flour apatit

(Ca5(PO4)3)F và hydroxit apatit (Ca5(PO4)3)OH

Các chất vô cơ tổng hợp có khả năng trao đổi ion là silicagel pecmutit (chất làm mềm nước) các oxit khó tan và hidroxit của một số kim loại như nhôm, Crôm,

ziriconi,…

 Các chất hữu cơ:

Các chất hữu cơ tự nhiên có khả năng này bao gồm chất mùn có trong đất, cácchất dẫn suất sunfo từ than, các chất điện ly cao phân tử…

Các chất trao đổi ion là hợp chất hữu cơ tổng hợp rất phong phú Chúng là cáccao phân tử có bề mặt riêng lớn Các gốc hydro của chúng tạo thành lưới khônggian với các nhóm chức năng trao đổi ion cố định

III.1.2.6 Phương pháp khử khuẩn:

Dùng các hoá chất có tính độc đối với vi sinh vật, tảo, động vật nguyên sinh,giun, sán,… để làm sạch nước, đảm bảo khuẩn vệ sinh để đổ vào nguồn hoặc táisử dụng Khử khuẩn có thể dùng hoá chất hoặc các tác nhân vật lý: ozon, tia tửngoại

Các chất khử khuẩn hay dùng nhất là khí hoặc nước Clo, nước Javel, vôiclorua, các hipoclorit, cloram bảo vệ… Đây là các hợp chất của Clo bảo đảm chỉcó tính độc đối với vi sinh vật trong một thời gian nhất định.

Quá trình xử lý nước thải cũng rất đa dạng và phức tạp Đối với nước thải cótỷ lệ COD BOD > 2 thì cần phải tính kỹ nên dùng phương pháp xác định số chínhxác các chất gây ô nhiễm nước khó bị phân hủy vi sinh vật để tìm ra các tác nhânvà biện pháp loại bỏ chúng ra khỏi nước, đặc biệt là trong nước không được chứacác chất độc và tạp chất, các muối kim loại nặng hoặc nồng độ của chúng khôngđược vượt quá nồng độ cho phép thi vi sinh vật mới có thể sống và phát triển.Như vậy mới có thể làm sạch nước thải bằng phương pháp sinh học tiếp theo

III.1.3 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học

Thực chất của phương pháp này để xử lý nước thải là dùng khả năng sống –hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các chất bẩn hữu cơ trong nước thải Chúngsử dụng các hợp chất hữu cơ và một số khoáng chất làm nguồn dinh dưỡng và tạonăng lượng Trong quá trình dinh dưỡng, chúng nhận được các chất làm vật liệuđể xây dựng tế bào sinh trưởng và sinh sản nên sinh khối được tăng lên

Phương pháp này có thể dùng làm sạch hoàn toàn các loại chất thải sản xuấtchứa chất hữu cơ hoà tan hoặc phân tán nhỏ Do vậy, phương pháp này thườngdùng sau khi loại bỏ các tạp chất phân tán thô ra khỏi nước thải Đối với các tạpchất vô cơ có trong nước thải thì phương pháp này có thể khử hoàn toàn cácsunfit, muối amon, nitrat… các chất chưa bị oxit hoàn toàn Sản phẩm của quátrình phân huỷ là khí CO2, nước, N2, ion, sunfat,…

Các quá trình sinh học có thể diễn ra trong các khu vực tự nhiên hoặc các bểđược thiết kế và xây dựng để phục vụ cho việc xử lý một loại nước thải nào đó

* Dạng thứ nhất gồm các loại như cánh đồng tưới, cánh đồng lọc, hồ sinhhọc… Trong điều kiện xử lý của nước ta thường sử dụng các công trình sinh học,do:

− Giải quyết vấn đề làm sạch nước thải đến mức độ cần thiết

− Phục vụ cho nhu cầu tưới tiêu, làm màu mỡ đất đai, nuôi cá,…

* Dạng thứ hai gồm các công trình như: bể aerotank, bể lọc sinh học

(biophin), đĩa sinh học (RBC)…

Bảng 8: Các quá trình sinh học dùng trong xử lý nước thải

Quá trình hiếu khí

Sinh trưởng lơ lửng

Quá trình bùn hoạt tính

− Thông thường (dòng đẩy)

− Xáo trộn hoàn toàn

− Làm thông thoáng theo bậc

− Oxi nguyên chất

− Bể phản ứng hoạt động giaiđoạn

− Oån định tiếp xúc

− Làm thoáng kéo dài

− Kênh oxi hoá

− Bể sâu

− Bể rộng – sâuNitrat hoá sinh trưởng lơ lửngHồ làm thoáng

Phân hủy hiếu khí

− Không khí thông thường

− Oxi nguyên chất

Khử BOD chứacacbon (nitrat hoá)

Nitrat hoáKhử BOD chứa cacbon (nitrat hoá)Oån định, khử BOD chứa cacbon

Sinh trưởng gắn kết

Kết hợp quá trình

sinh trưởng lơ lửng

và gắn kết

− Bể lọc sinh học

− Thâùp tải, nhỏ giọt

− Cao tải

− Lọc trên bề mặt xù xì

− Đĩa tiếp xúc sinh học quay, bểphản ứng với khối vật liệu

Quá trình sinh học hoạt tính:

− Lọc nhỏ giọt – vật liệu rắn trúc

− Quá trình bùn hoạt tính – lọcsinh học

− Quá trình lọc sinh học – bùnhoạt tính nối tiếp bậc

−Khử BOD chứa cacbon (nitrat hoá)

−Khử BOD chứa cacbon

−Khử BOD chứa cacbon

−Khử BOD chứa cacbon (nitrat hoá)

Quá trình trung gian

anoxic

Sinh trưởng lơ lửng

Sinh trưởng lơ lửng Khử nitrathoá Mg cố định khử nitrat hoá

Khử nitrat hoá

(1) (2) (3)

Quá trình kị khí

Sinh trưởng lơ lửng

Sinh trưởng gắn kết

Lên men phân huỷ kị khí

− Tác động tiêu chuẩn, một bậc

− Cao tải, một bậc

− Hai bậc

Quá trình trúc kị khíLớp bùn lơ lửng kị khí hướng lên(VASB)

Quá trình lọc kị khíLớp vật liệu – thời gian kéo dài

Oån định, khử BODchứa cacbon

Khử BOD chứacacbon

Khử BOD chứacacbon

Oån định chất thải,khử nitrat hoá

Quá trình ở hồ Hồ hiếu khí

Hồ bậc ba (xử lý triệt để)

Hồ tuỳ tiện Hồ kị khí

Khử BOD chứacacbon

Khử BOD chứacacbon, nitrat hoá Khử BOD chứacacbon

Khử BOD chứa

cacbon (ổn định chất thải bùn) Các quá trình xử lý sinh học trên được áp dụng để:

− Khử các chất hữu cơ chứa cacbon trong nước thải, thường biểuthị bằng nhu cầu oxi sinh hoá – BOD, tổng cacbon hữu cơ – TOC hoặc nhucầu oxi hoá học - COD

III.2 Những công nghệ đã được nghiên cứu để xử lý nước thải ngành công nghiệp chế biến cao su

III.2.1 Bể lọc sinh học hiếu khí

Công trình nghiên cứu công nghệ xử lý nước thải (XLNT) ngành chế biến cao

su đầu tiên được công bố năm 1957 (Molesworth, 1957) trong đó nước thải mủ

Skim được xử lý trong phòng thí nghiệm bằng một bể lọc sinh học hiếu khí Hiệuquả xử lý chất ô nhiễm hữu cơ còn rất thấp Thí nghiệm này được tiếp tục mởrộng trong một công trình khác cũng sử dụng bể lọc sinh học hiếu khí, trong đó

hiệu quả xử lý được gia tăng bằng biện pháp hồi lưu nước thải (Molesworth, 1961) Hiệu quả xử lý BOD dưới 60% với thời gian lưu 20 ngày.

III.2.2 Hồ ổn định

Muthurajah và cộng sự (1973) khẳng định rằng xử lý sinh học bằng một bể kỵkhí theo sau là một bể hiếu khí có khả năng đạt yêu cầu cần xử lý nước thải cao

su Theo đó nước thải chế biến cao su chứa đến 80% chất rắn bay hơi, do đó cầnphân hủy kỵ khí trước khi khi phân hủy hiếu khí Phương pháp này thích hợp choviệc xử lý nước thải nhà máy chế biến cao su cốm

Nước thải cao su cốm: nước thải từ nhà máy chế biến cao su cốm được nghiên

cứu xử lý trong hệ thống này với thời gian lưu nước khoảng 20 ngày thì có thểloại bỏ được 90% BOD, 73%COD, 31% tổng Nitơ và 44% Amonia Nitrogen

Bảng 9: Tính chất nước thải cao su Crepe trước và sau xử lý

Chỉ tiêu Trước xử lý Sau xử lý Hiệu quả (%)BOD

3222644552367.0

89.573.318.530.743.7-

(Nguồn: Nguyễn Ngọc Bích – Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải ngành chế biến cao

su Việt Nam, 2002, tr 50 - 58)

Bảng 10: Tính chất nước thải cao su latex trước và sau xử lý

Chỉ tiêu Trước xử lý Sau xử lý Hiệu quả (%)BOD

1505302001357.8

9689.166.471.2-

(ghi chú: tất cả các chỉ tiêu được tính bằng mg/l, trừ pH) (Nguồn: Xử lý nước thải nhà máy chế biến cao su FACS Ban quản lý môi trường Malaysia)

Cũng đối với nước thải chế biến mủ ly tâm thì khả năng xử lý của hệ thốnghồ kỵ khí hồ tuỳ chọn với thời gian lưu nước trung bình khoảng 90 ngày, hệ thốngnày có khả năng loại 96%BOD, 89% COD, 66% Tổng Nitơ, 71% Amonia và 58%tổng chất rắn lơ lững từ nước thải chế biến mủ ly tâm

III.2.3 Mương oxy hóa

Nghiên cứu của Ponniah (1975) có thể ứng dụng công nghệ mương Oxy hóađể xử lý nước thải của quá trình chế biến mủ ly tâm Với công nghệ này có thểđạt được hiệu suất xử lý BOD khoảng 85% với thời gian lưu nước khoảng 17,5ngày và lượng bùn hồi lưu là 75% Cùng đó Ibrahim và cộng sự (1979) đã khẳngđịnh 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 Tuynhiên ở công trình này hiệu quả xử lý Nitơ còn thấp, chỉ đạt 46% đối với tổngNitơ còn 44% là Nitơ Amonia

III.2.4 Bể đĩa quay

Borchardt (1970): bể đĩa quay là một công nghệ bùn hoạt tính Đối với nướcthải chế biến mủ cao su, hiệu quả xử lý được ghi nhận với COD là 94%, BOD là98%, tổng Nitơ là 90% và Nitơ dạng Amonia là 92% từ nước thải chế biến cao su

cốm đã qua xử lý kỵ khí (John và cộng sự, 1975 [78]) Tuy nhiên, đối với nước

thải chế biến mủ ly tâm, vốn có hàm lượng Amonia cao hơn nên không thể thích

III.2.5 Bể lọc sinh học kỵ khí

Công trình bể lọc sinh học kị khí với nước thải chế biến mủ ly tâm pha loãngđể có hàm lượng COD đầu vào từ 3000 – 6000 mg/l Hiệu suất xử lý chất ô nhiễmhữu cơ đạt được là từ 89 – 98% COD với thời gian lưu nước tương ứng từ 4 – 26ngày Hiệu suất xử lý trung bình là 85% COD với tải trọng hữu cơ ở mức 3kgCOD/m3/ngày Khi tăng thêm tải trọng hữu cơ hàm lượng COD đầu ra tăng lênđáng kể, nhưng bể này có thể vận hành ổn định với tải trọng hữu cơ lên đến 8kgCOD/m3/ngày

III.2.6 Bể sục khí

Một nghiên cứu của Isa (1997), [73], đó là hệ thống hiếu khí đối với nước thảichế biến ly tâm Hệ thống này sử dụng các thiết bị thổi khí từ đáy đã được dùngđể xử lý nước thải chế biến mủ ly tâm ở quy mô công nghiệp Nước thải này đượcnâng pH lên đến 9 trước khi đưa vào bể Hệ thống này với thời gian lưu nước là32,5 ngày

III.2.7 Một số công nghệ đã và đang được thực hiện trong nước

Một số công nghệ xử lý nước thải đang được ứng dụng trong ngành chế biếncao su Việt Nam Cụ thể tại một số nhà máy như sau:

Bảng 11: Hệ thống các công nghệ xử lý nước thải tại các nhà máy

1 Cua Pari Bể gạn mủ – bể điều hoà – hồ kị khí – hồ tuỳ chọn – hồlắng

2 Bố Lá Bể tuyển nổi – bể gạn mủ – hồ kị khí – hồ tuỳ chọn –hồ lắng

3 Bến Súc Bể gạn mủ – bể tuyển nổi – hồ sục khí – hồ lắng

4 Dầu Tiếng Bể gạn mủ – bể tuyển nổi – hồ sục khí – hồ lắng

5 Long Hòa Bể gạn mủ – hồ sục khí – hồ lắng

6 Phú Bình Hồ lắng cát – hồ kỵ khí – hồ tùy chọn – hồ lắng

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

8 Vên Vên Bể gạn mủ – bể kị khí tiếp xúc – bể sục khí – bể lắng

9 Bến Củi Bể gạn mủ – hồ kị khí – hồ tuỳ chọn – hồ lắng

10 Hàng Gòn Bể gạn mủ – bể UASB – hồ sục khí – hồ lắng

11 Long Thành Bể gạn mủ – hồ kị khí – hồ tuỳ chọn – hồ lắng

12 Cẩm Mỹ Bể gạn mủ – bể điều hòa – bể thổi khí – bể lắng

13 Xà Bang Bể gạn mủ – hồ kị khí – hồ sục khí – hồ tùy chọn - hồlắng

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

(Nguồn: Bộ môn Chế biến - Viện Nghiên cứu Cao su Việt Nam )

Bảng 12: So sánh hiệu quả và yêu cầu xử lý

Chỉ tiêu Giá trị trung bình từ các hệthống (TCVN 5945 - 1995)Giới hạn của cột B

(Nguồn: Viện Nghiên cứu Cao su Việt Nam – Báo cáo đánh giá hiện trạng kỹ thuật các hệ thống

XLNT Tổng Công Ty Cao Su Việt Nam, tháng 4/2003)

Công nghệ đang được nghiên cứu tại Viện Nghiên cứu Cao su Việt Nam – xãLai Hưng, Huyện Bến Cát, Tỉnh Bình Dương được thực hiện bởi ThS NguyễnNgọc Bích và cộng sự

III.2.8 Mô hình nghiên cứu đang được thực hiện tại Viện nghiên cứu cao su Việt Nam

Mô hình Pilot hệ thống công nghệ gồm 5 thành phần:

− Bể điều hòa dung tích : 5m3

− Bể gạn mủ dung tích : 3,5m3

− Bể kỵ khí dung tích : 10m3

− Bể tảo cao tải dung tích : 35m3

− Bể lục bình dung tích : 15m3

Mô hình được xây dựng bằng gạch và xi măng ở qui mô pilot (5m3/ngày)trong điều kiện sản xuất thực tế tại Viện Nghiên cứu Cao su Việt Nam – xã LaiHưng, Huyện Bến Cát, Tỉnh Bình Dương

Mô hình được đưa vào vận hành ở chế độ một dòng Hằng ngày mô hình tiếpnhận nước thải từ mương đánh đông cao su tờ Tổng thời gian lưu nước là 13,5ngày, gồm 1 ngày tại bể điều hoà, 0,7 ngày tại bể gạn mủ, 2 ngày tại bể kị khícao tải, 7 ngày tại bể tảo cao tải và 3 ngày tại bể lục bình

Nhằm mục đích tạo lưu lượng nước thải đều qua hệ thống để khắc phục biếnthiên lớn về lưu lượng trong ngày và trong ca sản xuất

Là một bể chứa được chia làm nhiều ngăn để làm cho dòng chảy qua nó bịđổi hướng nhiều lần theo phương thẳng đứng Nước thải chứa những hạt cao suchưa bị đông tụ trong quá trình đánh bông trước đó Với thời gian lưu nước 17 giờvà trong môi trường axit (pH < 5.5), các hạt cao su này sẽ tiếp tục đông tụ và nổilên mặt Phân hủy kị khí bắt đầu xảy ra ở đây

Sử dụng vi sinh vật kết bám, được duy trì ở mật độ cao bằng vật liệu kết bámlàm bằng xơ dừa bố trí trong bể Bể cũng được chia làm nhiều ngăn giống như bể

gạn mủ, nhằm mục đích làm cho dòng chảy lần lượt đi qua tất cả các lớp vật liệucó chứa vi sinh vật dính bám Quá trình khoáng hoá kị khí xảy ra ở đây.

Là nơi tiếp nhận nước thải sau xử lý kị khí Bể gồm nhiều kênh kề nhau, saocho dòng chảy đi qua bể bị đổi hướng nhiều lần theo phương nằm ngang Nướcthải trong bể được khuấy trộn bằng dụng cụ cầm tay mỗi ngày 2 lần, mỗi lần 30phút, vào lúc 7 giờ và 14 giờ Vi tảo Chlorella sp được gây nuôi trong hồ Các quátrình khoáng hóa hiếu khí, trao đổi chất và oxy hoá xảy ra ở đây, với oxy do tảocung cấp từ quá trình quang hợp

Tiếp nhận nước thải sau xử lý ở bể nuôi tảo cao tải Nước thải này sẽ có hàmlượng chất rắn lơ lững cao do sự có mặt của các tế bào tảo Với cơ chế lọc tựnhiên và khả năng điều chỉnh pH, lục bình sẽ lọc tảo ra khỏi nước thải đã xử lý.Lục bình cũng có tác dụng làm sạch lần cuối nước thải trước khi xả ra môi trườngngoài Định kì, lục bình được thu hoạch và thải bỏ hoặc sử dụng

Sơ đồ mô hình hệ thống xử lý nước thải chế biến cao su tại Viện nghiên cứu cao su Việt Nam:

Bể điều hoà

Bể gạn mủ

Bể kị khí

Bể tảo cao tải Bể lục

Nước thải vào

Bảng 13: Hiệu quả xử lý nước thải của mô hình Pilot

CV%

SAUBỂCAOTẢI

CV%

SAUBỂLỤCBÌNH

CV%

HIỆUSUẤTXỬLÝ

7.0627.1130.1843.2590.5199.96

7.151486421420361

2.8548.2671.1618.4315.5996.18

8.42403924212252

6.7870.8852.6957.7391.0060.95

7.7319652281388

9.65139.8288.3058.9979.85168.36

95.9498.2287.2780.8875.35

-Chú thích: đơn vị tính của các chỉ tiêu trong bảng là mg/l (không kể pH)

CV: Coefficient of Variation (hệ số dao động)

Đối với nhóm chất ô nhiễm hữu cơ, hiệu suất xử lý toàn phần là rất cao (96%đối với COD và 98% đối với BOD) Các giá trị COD và BOD rất thấp (148 và64mg/l) sau bể kị khí cao tải cho thấy phần lớn chất ô nhiễm dạng này đã được xửlý trong bể này Do kết quả của quá trình sinh tổng hợp, COD và BOD lại tănglên sau bể tảo cao tải (4.3 và 92 mg/l), rồi sau đó mới giảm đi sau bể lục bình(196 và 52mg/l)

Trong khi hàm lượng tổng Nitơ không thay đổi đáng kể (khoảng 220 mg/l), sựtăng hàm lượng ammonia sau bể kị khí cao tải (từ 68 mg/l lên đến 203mg/l) chothấy kết quả của quá trình khoáng hoá kị khí trong bể Lượng Amonia này giảm

đi chủ yếu là do tác dụng đồng hoá của vi tảo trong bể tảo cao tải, biểu hiện bởiTSS, mà thành phần chủ yếu là tế bào tảo, tăng lên nhanh chóng Tuy nhiên, khả

năng loại Amonia của bể tảo cao tải thấp hơn dự kiến và thấp hơn những kết quảnghiên cứu trước (Bich etal, 1999) Điều này có thể có nguyên nhân là sinhtrưởng của tảo có phần nào bị giới hạn bởi chiều sâu của bể, hạn chế phần nàokhả năng quang hợp Bể lục bình hầu như chỉ đóng vai trò của một bộ lọc chấtrắn Sự giảm COD của nó chỉ dựa trên sự loại bỏ các tế bào tảo, trong khi hàmlượng Amonia trước và sau bể lục bình không thay đổi cho thấy khả năng của bểlục bình trong việc hấp thu chất dinh dưỡng không cao.

Với tổng thời gian lưu nước là 13,5 ngày, chất lượng nước thải sau cùng chothấy khả năng đáp ứng cột C (TCVN 5945 – 1995), tiêu chuẩn Indonesia và tiêuchuẩn Malaisia cho nước thải chế biến cao su

Từ các nguồn số liệu trên có thể cho ta thấy đặc tính của nước thải từ quá

trình chế biến cao su chứa 2 thành phần gây ô nhiễm nước, đó là chất hữu cơ (thể hiện ở các chỉ tiêu COD và BOD) và chất dinh dưỡng (thể hiện ở các chỉ tiêu Tổng

N và NH 3 -N) Về mức độ ô nhiễm, nếu ta đem so sánh với chất lượng nước thải đô

thị thì hàm lượng các chất ô nhiễm này trong nước thải chế biến cao su cao hơngấp nhiều lần Sự khác biệt đó thể hiện ở bảng sau:

Bảng 14: So sánh hàm lượng các chất ô nhiễm giữa nước thải chế biến cao su và

nước thải đô thịCHỈ TIÊU

NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ ĐIỂN HÌNH NƯỚC THẢI

CHẾ BIẾNCAO SU

Ô nhiễm nhẹ Ô nhiễm vừa Ô nhiễm nặng

(Nguồn: Viện Nghiên cứu Cao su Việt Nam – Báo cáo đánh giá hiện trạng kỹ thuật các hệ thống

XLNT Tổng Công Ty Cao Su Việt Nam, tháng 4/2003)

Từ các giá trị trên cho thấy nồng độ ô nhiễm do nước thải cao su cao hơn gấpnhiều lần so với nước thải đô thị loại ô nhiễm nhất và thể hiện rõ nhất đó là chấthữu cơ và chất dinh dưỡng