thành phần và tính chất nước thải sơ chế cao su thiên nhiên

trình bày thành phần và tính chất nước thải sơ chế cao su thiên nhiên

Đồ án mơn học Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cao su thiên nhiên 1200 m 3 /ngày 21 GVHD: TS. LÊ HỒNG NGHIÊM SVTH: NGUYỄN NGỌC TIẾN CHƯƠNG 3 THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI SƠ CHẾ CAO SU THIÊN NHIÊN Đồ án mơn học Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cao su thiên nhiên 1200 m 3 /ngày 22 GVHD: TS. LÊ HỒNG NGHIÊM SVTH: NGUYỄN NGỌC TIẾN Chương 3: THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI SƠ CHẾ CAO SU THIÊN NHIÊN 3.1. Thành phần, tính chất của nước thải chế biến mủ cao su Bảng 3.1 Thành phần hoá học của nước thải ngành chế biến cao su thiên nhiên (mg/L) Chỉ tiêu Chủng loại sản phẩm Khối từ mủ tươi Khối từ mủ đông Cao su tờ Mủ ly tâm N hữu cơ 20,2 8,1 40,4 139 NH 3 – N 75,5 40,6 110 426 NO 3 –N Vết Vết Vết Vết NO 2 – N KPHĐ KPHĐ KPHĐ KPHĐ PO 4 – P 26,6 12,3 38 48 Al Vết Vết Vết Vết SO 4 2- 22,1 10,3 24,2 35 Ca 2,7 4,1 4,7 7,1 Cu Vết Vết Vết 3,2 Fe 2,3 2,3 2,6 3,6 K 42,5 48 45 61 Mg 11,7 8,8 15,1 25,9 Mn Vết Vết Vết Vết Zn KPHĐ KPHĐ KPHĐ KPHĐ ( nguồn: Bộ môn chế biến, viện nghiên cưu cao su Việt Nam)  Nhận xét: Đồ án mơn học Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cao su thiên nhiên 1200 m 3 /ngày 23 GVHD: TS. LÊ HỒNG NGHIÊM SVTH: NGUYỄN NGỌC TIẾN Không có sự khác biệt về số lượng các chất hoá học giữa các loại nước thải từ các loại dây chuyền sản xuất các loại sản phẩm khác nhau. Các loại nước thải này khác nhau chủ yếu về hàm lượng các chất đó. Ngoài chất ô nhiễm hữu cơ, nước thải còn chứa N, P và K cùng với một số khoáng vi lượng, trong đó đáng kể nhất là N ở dạng amoni với hàm lượng trong khoảng 40 – 400mg/l. Bảng 3.2 Đặc tính ô nhiễm của nước thải ngành chế biến cao su (mg/l). Chỉ tiêu Chủng loại sản phẩm Khối từ mủ tươi Khối từ mủ đông Cao su tờ Mủ ly tâm QCVN 01:2009/BTNMT Loại B COD 3540 2720 4350 6212 250 BOD5 (20oC) 2020 1594 2514 4010 50 Tổng Nitơ (JKN) 95 48 150 565 60 Nitơ amoni 75 40 110 426 40 Tổng chất rắn lơ lửng(TSS) 114 67 80 122 100 pHs 5,2 5,9 5,1 4,2 6 - 9 (Nguồn: Bộ môn chế biến, Viện Nghiên cứu cao su Việt Nam) Bảng 3.3 Đặc điểm nước thải của các nhà máy chế biến mủ cao su miền Nam Thơng số Đơn vị Nồng độ pH mgCaCO 3 /L 5,59 – 5,72 Độ axit mgCaCO 3 /L 160 – 220 Độ kiềm mgCaCO 3 /L 150 – 210 COD mg/L 1811 – 4589 BOD mg/L 1720 – 4360 SS mg/L 180 – 1500 N-NH 3 mg/L 200 – 296 Photpho tổng mg/L 4 – 8 N – Hữu cơ mg/L 800 – 1500 Glucose mg/L 200 – 600 VFA mgCH 3 COOH/L 1200 – 1800 Đồ án mơn học Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cao su thiên nhiên 1200 m 3 /ngày 24 GVHD: TS. LÊ HỒNG NGHIÊM SVTH: NGUYỄN NGỌC TIẾN Bảng 3.4 Thành phần, tính chất công nghệ sơ chế mủ cao su Chỉ tiêu NT mủ ly tâm NT mủ nước NT mủ tạp NT cống chun Lưu lượng (m3/tấnDRC) 15 - 20 25 - 30 35 – 40 - pH 9 – 11 5 – 6 5 – 6 5 - 6 BOD ( mg/l) 1.500 – 12.000 1.500 – 5.500 400 – 500 2.500 – 4.000 COD ( mg/l) 3.500 – 35.000 2.500 – 6.000 520 – 650 3.500 – 5.000 SS ( mg/l) 400 – 6.000 200 – 6.000 4.000 – 8.000 500 – 5.000 Nguồn : Thống kê từ Trung tâm công nghệ môi trường –ECO Nước thải ở các công đoạn khác (cán, băm,… ) có hàm lượng chất hữu cơ thấp, hàm lượng cao su chưa đông tụ hầu như không đáng kể. Nước thải chế biến cao su có pH trong khoảng 4,2 –5,2 do việc sử dụng acid để làm đông tụ mủ cao su. Đối với mủ skim đôi khi nước thải có pH thấp hơn nhiều ( pH=1). Đối với cao su khối được chế biến từ nguyên liệu đông tụ tự nhiên thì nước thải có pH cao hơn ( pH = 6) và tính acid của nó chủ yếu là do các acid béo bay hơi, kết quả của sự phân huỷ sinh học các lipid và phospholipid xảy ra trong khi tồn trử nguyên liệu. Hơn 90% chất thải rắn trong nước thải cao su là chất rắn bay hơi, chứng tỏ bản chất bay hơi của chúng. Phần lớn các chất này ở dạng hoà tan, còn ở dạng lơ lửng chủ yếu chỉ có những hạt cao su còn sót lại. Hàm lượng Nitơ hữu cơ thường không cao lắm và có nguồn gốc từ protein trong mủ cao su, trong khi hàm lượng Nitơ dạng amonia là rất cao, do việc sử dụng amonia để chống đông tụ trong quá trình thu hoạch, vận chuyển và tồn trữ mủ cao su. Đặc trưng cơ bản của các nhà máy chế biến cao su đó là sự phát sinh mùi. Mùi hôi thối sinh ra do men phân hủy protein trong môi trường acid. Chúng tạo thành nhiều chất khí khác nhau: NH 3 , CH 3 COOH, H 2 S, CO 2 , CH 4 , … Tóm lại, nước thải chế biến cao su thuộc loại có tính chất ô nhiễm nặng. Những chất ô nhiễm thuộc 2 loại chất ô nhiễm hữu cơ và chất dinh dưỡng. Vì vậy việc xử lý nước thải nhà máy cao su là một vấn đề quan trọng cần phải được giải quyết. 3.2. Các vấn đề về mơi trường 3.2.1. Các nguồn gây ô nhiễm từ nhà máy a. Ô nhiễm nước Đồ án mơn học Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cao su thiên nhiên 1200 m 3 /ngày 25 GVHD: TS. LÊ HỒNG NGHIÊM SVTH: NGUYỄN NGỌC TIẾN Nước thải sinh hoạt: được thải ra từ quá trình giặt giũ, tắm rửa, vệ sinh của công nhân ở nhà máy. Nước thải công nghiệp: được thải ra từ các khâu sản xuất như đánh đông, cán, vắt, ép… Nước thải từ nhà máy chế biến mủ cao su có độ nhiễm bẩn rất cao, ảnh hưởng lớn đến điều kiện vệ sinh môi trường. Nước thải ra từ nhà máy với khối lượng lớn gây ô nhiễm trầm trọng đến khu vực dân cư , ảnh hưởng đến sức khỏe, đời sống của nhân dân trong khu vực. Các mùi hôi thối độc hại, hóa chất sử dụng cho công nghệ chế biến cũng ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống nhân dân và sự phát triển của động thực vật xung quanh nhà máy. Nếu không xử lí 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 nó sẽ gây ảnh hưởng nặng đến môi trường xung quanh như : - Chất rắn lơ lửng có thể gây nên hiện tượng bùn lắng và nảy sinh điều kiện kỵ khí. - Các hợp chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học chủ yếu là protein, cacbonhydrat,… được tính toán thông qua các chỉ tiêu BOD 5 và COD. Các hợp chất này có thể gây ra sự suy giảm nguồn oxy tự nhiên trong nguồn nước và phát sinh điều kiện thối rửa. Chính điều này dẫn đến sự phát hoại và tiêu diệt các sinh vật nước và hình thành mùi hôi khó chòu. - Gây ô nhiễm tầng nước ngầm khi ngấm xuống đất, làm tăng nồng độ NO 2 trong nước ngầm, rất nguy hại cho sức khoẻ con người khi sử dụng nguồn nước bò ô nhiễm. - Gây hiện tượng phú dưỡng cho nguồn tiếp nhận do nước thải có hàm lượng N, P rất cao. Ở một số nước công nghiệp cao su phát triển mạnh, việc nguyên cứu các phương pháp xử lý nước thải ở nhà máy chế biến mủ cao su đã được ứng dụng với qui mô lớn và đạt hiệu quả cao. Trong điều kiện nước ta hiện nay, việc đầu tư và xây dựng khu xử lý nước thải nhà máy cao su co ý nghóa quan trọng, nhằm bảo vệ môi trường, cải thiện đời sống con người, động thực vật trong khu vực, đồng thời sử dụng được nguồn nước thải ra phục vụ cho nông nghiệp là việc làm cần thiết. b. Ô nhiễm không khí Ô nhiễm mùi: Mùi trong nước thải thường gây ra bởi các khí được sản sinh trong quá trình phân huỷ vật chất hữu cơ. Mùi rõ rệt nhất rong nước thải bò phân huỷ kỵ khí thường là mùi cùa H 2 S, vốn là kết quả hoạt động của các vi khuẩn khử sunfat. Ngoài ra H 2 S củng là kết quả của sự phân huỷ cả kỵ khí lẫn hiếu khí các axit amin có chứa lưu huỳnh ở tạng thái khử. Các axit béo bay hơi(VFA) là sản phẩm của sự phân huỷ do vi sinh vật, chủ yếu là trong điều kiện kỵ khí, các lipid và phospholipid có trong chất ô nhiễm hữu cơ. Đây là những axit hữu cơ mạch thẳng chứa các nguyên tử cacbon và 1một nhóm caboncyl. Công thức tổng quát của các axít này làC n H 2n+1 COOH với số nguyên tử C từ 6 trở Đồ án mơn học Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cao su thiên nhiên 1200 m 3 /ngày 26 GVHD: TS. LÊ HỒNG NGHIÊM SVTH: NGUYỄN NGỌC TIẾN xuống. Các VFA có số nguyên tử C từ 4 đến 6 (butyric, valeric, caproic) có mùi tanh hôi. Các amin và các chất hữu cơ chứa lưu huỳnh như các sunphua và mercaptan cũng có mùi đặc biệt khó chòu thường gặp trong nước thải chứa chất ô nhiễm hữu cơ. Khí thải từ buồng sấy: Do có sử dụng một lượng axit trong quá trình đánh đông, hơn nữa lại được sấy ở nhiệt độ 110 – 1100 0 C, một lượng hơi khí độc hại sẽ phát sinh trong quá trình này. Thành phần chủ yếu là hơi axít và các loại hydrocacbon. Các khí thải khác: Khí thải từ các phương tiện vận chuyển nguyên vật liệu tới các cơ sở sản xuất, phương tiện xếp dỡ và vận chuyển nội bộ trong cơ sở. Khi hoạt động như vậy, các phương tiện vận tải với phương tiện tiêu thụ chủ yếu là xăng và dầu diezel sẽ thải ra môi trường một lượng khói thải chứa các chất ô nhiễm không khí. Thành phần khí thải chủ yếu là CO x , NO x , SO x , cacbuahydro, aldehyde, bụi và quan trọng hơn cả là chì nếu các phương tiện này có sử dụng nguyên liệu pha chì. c. Chất thải rắn Ở nhà máy chất thải rắn phát sinh trong quá trình hoạt động gồm có: Rác sinh hoạt sinh ra do hoạt động sinh hoạt của công nhân trong nhà máy bao gồm: thực phẩm, rau quả dư thừa, bọc nilon, giấy, lon, chai. Chất thải rắn sinh ra do quá trình sản xuất bao gồm các loại mủ cao su phế thải, các loại bao bì chứa hoá chất, phụ gia. Ngoài ra còn có các chất thải rắn là cắn bùn đất được cô đặc lại ở các hố ga và từ hệ thống xử lý nước. 3.2.2. Đánh giá mức độ ô nhiễm của nhà máy chế biến 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 kòp 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 vò 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 bò nhiễm bẩn không thể sử dụng cho sinh hoạt. 3.2.3. Vấn đề tồn tại trong xử lý nước thải chế biến cao su Đồ án mơn học Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cao su thiên nhiên 1200 m 3 /ngày 27 GVHD: TS. LÊ HỒNG NGHIÊM SVTH: NGUYỄN NGỌC TIẾN 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 bò khiếu kiện về mùi hôi tỏa ra trong khu vực lân cận. Nồng độ khí H 2 S 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 công nghệ xử lý nước thải trên thế giới nhằm giải quyết vấn đề mùi hôi và xử lý nitơ trong nước thải. . Vết Vết Vết SO 4 2- 22,1 10 ,3 24,2 35 Ca 2,7 4,1 4,7 7,1 Cu Vết Vết Vết 3, 2 Fe 2 ,3 2 ,3 2,6 3, 6 K 42,5 48 45 61 Mg 11,7 . 8,1 40,4 139 NH 3 – N 75,5 40,6 110 426 NO 3 –N Vết Vết Vết Vết NO 2 – N KPHĐ KPHĐ KPHĐ KPHĐ PO 4 – P 26,6 12 ,3 38 48 Al Vết