Khảo sát đánh giá hiện trạng xử lý nước thải sơ chế mủ cao su và đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả xử lý

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ****Z**** PHẠM NGUYÊN BÌNH KHẢO SÁT ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI SƠ CHẾ MỦ CAO SU VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ XỬ LÝ Chuyên ngành: Công nghệ Môi trường MS: 60.85.06 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH - THÁNG 12 – 2009 CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học : PGS.TS Nguyễn Văn Phước Cán chấm nhận xét : Cán chấm nhận xét : Luận văn thạc só bảo vệ tại: HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ, TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ngày tháng năm TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc oOo Tp HCM, ngày 25 tháng 12 năm 2009 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ Tên học viên: PHẠM NGUYÊN BÌNH Phái: Nam Ngày, tháng, năm sinh : Nơi sinh: Quảng Ninh Chuyên ngành : 03/01/1973 Công nghệ Môi trường MSHV:02508595 I TÊN ĐỀ TÀI: Khảo sát đánh giá trạng xử lý nước thải sơ chế mũ cao su đề xuất giải pháp nâng cao hiệu xử lý II NHIỆM VỤ LUẬN VĂN • Khảo sát toàn hệ thống dây chuyền công nghệ xử lý xác định hiệu xử lý nước thải 10 nhà máy chế biến cao su tiêu biểu Tập đoàn công nghiệp cao su nằm khu vực Miền Đông Nam Bộ • Đề giải pháp nhằm nâng cao hiệu xử lý hệ thống, mà kết xử lý chưa đạt tiêu chuẩn B TCVN 7586 – 2006 hay giá trị B qui chuẩn quốc gia QCVN 01: 2008/BTNMT nước thải đầu cho ngành chế biến cao su thiên nhiên nước ta III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 06/01/2009 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 25/12/2009 V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS Nguyễn Văn Phước CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH Nội dung đề cương Luận văn thạc só Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua Ngày…… tháng ……năm 2009 TRƯỞNG PHÒNG ĐT – SĐH TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành gửi lời biết ơn sâu sắc đến thầy PGS TS Nguyễn Văn Phước, người trực tiếp hướng dẫn cho hoàn thành luận văn cao học Xin chân thành cảm ơn toàn thể thầy cô khác Khoa Môi trườngTrường đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh cố vấn tạo điều kiện thuận lợi cho suốt trình học tập nghiên cứu Lòng chân thành xin cảm ơn tới Trung tâm Công nghệ Cao su cung cấp kinh phí động viên tạo điều kiện cho trình học tập trình thực đề tài Lòng biết ơn xin gửi đến anh chị em đồng nghiệp công tác Trung tâm Công nghệ Cao su bạn lớp cao học giúp đỡ nhiều trình thực thí nghiệm thu thập số liệu Cuối cùng, xin cảm ơn vợ tất thành viên gia đình hai bên nội ngoại bạn bè xa gần động viên giúp đỡ suốt thời gian học tập vừa qua Xin chân thành cảm ơn ! Phạm Nguyên Bình i TĨM TẮT LUẬN VĂN Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ chuyên ngành Công nghệ Môi trường thực nhằm tìm hiểu đánh giá lại hiệu xử lý nước thải sơ chế mũ cao su nhà máy chế biến cao su, nghiên cứu khả nâng cao hiệu xử lý nước thải trình sơ chế mũ cao su tách mủ dư có nước thải chế biến cao su cho loại dây chuyền Đối tượng nghiên cứu khảo nghiệm luận văn thạc sĩ 10 hệ thống xử lý nước thải sơ chế mũ cao su thiên nhiên thuộc tập đồn cơng nghiệp cao su nằm mièn đông nam với dây chuyền đặc tính riêng biệt đại diện cho nhóm cơng nghệ xử lý tiêu biểu sau: - Nhóm cơng nghệ hồ (1*) - Nhóm cơng nghệ ứng dụng bể UASB (CNUASB) (2*) - Nhóm cơng nghệ mương Oxy hố (CNMOXH) (3*) - Nhóm cơng nghệ ứng dụng bể Aerotank lọc sinh học nhỏ giọt (CNARLSH) (4*) Nghiên cứu dây chuyền xử lý nước thải sơ chế mũ cao su Luận văn thạc sĩ dựa sở tìm hiểu trình Chế biến cao su, đặc tính nguyên liệu, đặc tính nước thải chế biến cao su cơng trình nghiên cứu liên quan với thành phần số liệu sau: kích thước cơng trình; Số liệu đầu vào (lưu lượng, tính chất); tình trạng đặc tính vận hành; Thơng số phân tích tiêu hóa lý (pH, TSS, COD, BOD, TKN, NH3-N, màu mùi vv) phân tích, nghiên cứu biện pháp nâng cao hiệu xử lý loại dây chuyền sở ứng dụng điểm mạnh loại cơng nghệ áp dụng cơng nghệ Đánh giá, so sánh hiệu kinh tế công tác đầu tư, xây dựng vận hành phần quan trọng luận văn, ngun tắc tính tốn khái tốn sơ nhóm cơng nghệ, từ đề suất khuyến cáo nguyên tắc chung cho việc đầu tư áp dụng công nghệ cho hiệu Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ chuyên ngành Công nghệ Môi trường với mục tiêu thể cách tổng quan khía cạnh cơng nghệ xử lý (thực trạng, hiệu cải tiến) hiệu kinh tế đầu tư, vận hành hợp lý ii ABSTRACT The thesis for MSc degree of Environment Technology branch are carried to study and evaluate the effect of wastewater treatment of preliminary rubber of Rubber Processing Factory, study the capacity to increase the effective of wastewater treatment of process of rubber preliminary treatment, removal for rubber in wastewater for each processing line Objects of this experiment in thesis are ten (10) systems of wastewater treatment for natural rubber preliminary treatment of SOUTHERN RUBBER INDUSTRIAL GROUPS with assembly line and special characteristic standing for four (4) groups of technology treatments as following: - Group of pond technical (1*) - Group of tank applicated technology (CNUASB) tank (2*) - Group of oxidized ditch technical (CNMOXH) (3*) - Group of applicated technology for Aerotank and (CNARLSH) (4*) dribbled biofilter The experiments of the rubber preliminary wastewater treatment processing of this thesis based on the base of the processing rubber, character of raw material, character of wastewater in rubber processing and the studies related to following components: dimension of work, income data ( flow, character); status and character of operation; data of analyzed physicochemical standard (pH, TSS, COD, BOD, TKN, NH3-N, color and odour ect vv) Base on the analyses, we will study the method to increased effective treatment for each processing lines rely on application of the good strengthens of each kind of technology and apply the new technology Evaluation and compare of the economic effective of investment, construction and operation also are one of the important parts of this thesis, based on the principle of primary calculation for the technology groups and thenceforth propose and recommend the general principles for investment applicated the new technical for the most effection The purposes of this thesis represented the general of treatment technology (status and effects and innovations) and the economic effective of investment, reasonable operation ii MỤC LỤC TRANG LỜI CẢM ƠN i TÓM TẮT LUẬN VĂN ii ASBTRACT ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC BẢNG ix DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ xi DANH MỤC CÁC HÌNH xiii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT xiv MỞ ĐẦU 1 ĐẶT VẤN ĐỂ MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU ĐỐI TƯỢNG – PHẠM VI NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 5 TÍNH MỚI – Ý NGHĨA KHOA HỌC – THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI Chương 1: TỔNG QUAN I TỔNG QUAN VỀ LATEX CAO SU THIÊN NHIÊN II PHƯƠNG PHÁP CHẾ BIẾN CAO SU - NGUỒN GỐC THÀNH PHẦN HÓA HỌC 10 Hóa chất dùng cơng nghiệp chế biến Cao su thiên nhiên 10 a) Amonia NH3 10 iii b) Axít (Axít fomic, axít acetic) 10 c) Các loại hóa chất trì số màu bảo quản chống mốc: (Metabisulphit, pepton ) 11 Phương pháp chế biến chủng loại cao su 11 Nguồn gốc phát sinh nước thải 11 Thành phần hóa học nước thải cao su 12 Đặc tính nhiễm nước thải cao su 13 Chương 2: XỬ LÝ NƯỚC THẢI CAO SU I NHỮNG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐANG ĐƯỢC ỨNG DỤNG 14 II TÓM TẮT HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA CÁC CÔNG NGHỆ ĐANG ĐƯỢC ỨNG DỤNG 16 III VẤN ĐỀ TỒN TẠI TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN CAO SU 17 IV TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRÊN THẾ GIỚI CĨ LIÊN QUAN ĐẾN VẤN ĐỀ CỦA NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN CAO SU 18 Tình hình nghiên cứu xử lý nitơ nước thải phương pháp sinh học 18 a) Bản chất giải pháp xử lý ni tơ sinh học 18 b) Con đường chuyển hóa thứ nhất: nitrat hóa khử nitrat 21 c) Con đường chuyển hóa thứ hai: đồng hóa nitơ 24 Những công nghệ nghiên cứu giới để xử lý nước thải ngành chế biến cao su 27 a) Bể Lọc Sinh học Hiếu khí 27 b) Hồ Ổn định 27 c) Mương Ơxy hóa (oxidation ditch) 28 iv d) Bể Đĩa quay RBC 29 e) Bể Lọc Sinh học Kỵ khí 29 f) Bể Tảo Cao tải 29 g) Hồ Sục khí (aerated lagoon) 30 h) Bể Kỵ khí Lớp bùn chảy ngược 30 Chương 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU I NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 31 II PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33 Phương pháp tiếp cận 33 Phương pháp phân tích 33 a) Phương pháp nghiên cứu xác định thông số hệ thống xử lý nước thải 33 b) Phương pháp xử lý số liệu 34 Chương 4: KẾT QUẢ – BÀN LUẬN I THÔNG SỐ THIẾT BỊ VÀ CÔNG SUẤT XỬ LÝ THỰC TẾ CỦA HỆ THỐNG 35 Nhà máy chế biến cao su Xuân Lập thuộc Tổng Công ty Cao su Đồng Nai 35 a) Hiện trạng nhà máy 35 b) Công nghệ xử lý nước thải nhà máy 35 c) Thông số khảo sát thực tế bể hệ thống xử lý 35 d) Hiện trạng vận hành hệ thống 36 e) Kết lấy mẫu phân tích mẫu nước thải đầu vào nước thải đầu nhà máy chế biến 37 v Đề tài: Khảo sát đánh giá trạng xử lý nước thải sơ chế mũ cao su đề xuất giải pháp nâng cao hiệu xử lý TÀI LIỆU THAM KHẢO I TIẾNG VIỆT: - Bộ môn Chế Biến Số liệu báo cáo đánh giá chất lượng xử lý nước thải công ty Miền Đông Nam Bộ từ năm 2001 – 2007 Viện nghiên cứu cao su Việt Nam ( Chưa xuất bản) - Công ty cao su Bà Rịa (2006) Báo cáo công tác Xử lý nước thải Hội thảo đánh giá công tác chế biến xử lý nước thải Tổng công ty cao su, 2006 - Công ty cao su Bà Rịa (2008) Báo cáo công tác Chế Biến Xử lý nước thải năm 2008 - Nguyễn Hữu Trí (2004) Khoa học Kỹ thuật Công nghệ chế biến cao su thiên nhiên Nhà xuất trẻ, 2004 - Nguyễn Ngọc Bích (2000) Sử dụng xơ dừa xử lý nước thải.Tuyển tập kết hoạt động khoa học công nghệ Viện nghiên cứu cao su Việt Nam Nhà xuất Nông nghiệp, Tp HCM, 2001 - Nguyễn Ngọc Bích, (2003) Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải ngành chế biến cao su Việt Nam Luận án tiến sỹ kỹ thuật Tp HCM, 2003 - Nguyễn Ngọc Bích, Nguyễn Thanh Bình, Trần Thị Thu Nga, (2003) Nghiên cứu biện pháp xử lý mùi hôi nước thải nhà máy Chế biến cao su Đề tài cấp Tổng công ty Viện Nghiên cứu Cao su Việt nam, 2003 - Nguyễn Văn Phước ( 2002) Kỹ thuật xử lý chất thải công nghiệp Q trình thiết bị cơng nghệ hóa, tập 13 Trường đại học kỹ thuật TP.Hồ Chí Minh - Tập Đồn cơng nghiệp Cao su Việt Nam (2008) Báo cáo hội thảo đánh giá trạng kỹ thuật xử lý nước thải Tập Đồn cơng nghiệp Cao su Việt Nam, 2008 - Tổng công ty Cao su Việt Nam Xử lý nước thải nhà máy Chế biến Cao su Việt Nam Tài liệu khóa học Tổng công ty cao su Việt Nam, 2004 II TIẾNG ANH: HVTH: Ks Phạm Nguyên Bình 95 Đề tài: Khảo sát đánh giá trạng xử lý nước thải sơ chế mũ cao su đề xuất giải pháp nâng cao hiệu xử lý - Amad.I, Sethu S, Zin M, Karim A and Isa Z (1979) Anaerobic/Facultative Ponding System for Treatment of Latex Concentrate Effluent Proceedings of the Rubber Research Institute of Malaysia Planters’ Conference 1979, Kuala Lumpur, pp 419-430 - Asia I.O and Akporhonor E.E (2007) Characterization and Physicochemical Treatment of Wastewater from Rubber Processing Factory International Journal of Physical Sciences Vol 2(3) pp 61-67 - Atagana H.I and et.al (1997) Fungi Associated with degradation of wastes from rubber processing industry Environmental Monitoring and Assessment Netherlands, 1998 (55) pp : 401 -408 - Atagana H.I and et.al (1998) Bacteria associated with degradation of wastes from rubber processing industry Environmental Monitoring and Assessment Netherlands, 1999 (59) pp : 145 -154 - Harunsyah Y and et.al (2004) Ultrafiltration for treatment of natural rubber effluent using gas sparging technique Journal of Rubber Research ,2004 Vol (4) pp 238 -247 - Hong, C.W (1981) Ponding as a Treatment System for Effluents with Special Reference to Latex Concentrate Factories Proceedings of the Rubber Research Institute of Malaysia Planters’ Conference 1981, pp 381-387 - Ibrahim, A (1980) A Laboratory Evaluation of Removal of Nitrogen from Rubber Processing Effluent Using the Oxidation Ditch Process Journal of the Rubber Research Institute of Malaysia (28): 26 - Ibrahim, A (1983) Improved Anaerobic Digestion of Rubber Effluent Using the Upflow Anaerobic Filter Proceedings of the Rubber Research Institute of Malaysia Planters’ Conference, 1983, 369-379 - Ibrahim, A., M.Z Karim and Z Isa (1979) Treatment of Rubber Effluent Using Oxidation Ditch Process Proceedings of Symposium on Recent Development in Effluent Treatment Technology, Kuala Lumpur 1979, pp 245-255 - Ibrahim, A., S Sethu, M.Z Karim and Z Isa (1979) Anaerobic/Facultative Ponding System for Treatment of Latex Concentrate Effluent Proceedings of the Rubber Research Institute of Malaysia Planters’ Conference, 1979 Kuala Lumpur: The Rubber Research Institute of Malaysia, pp 419-425 HVTH: Ks Phạm Nguyên Bình 96 Đề tài: Khảo sát đánh giá trạng xử lý nước thải sơ chế mũ cao su đề xuất giải pháp nâng cao hiệu xử lý - Jayachandran K , Chandransekaran M and Suresh P.V (1994) A Novel Acinetobacter sp for Treating high Acidic Rubber Latex Centrifugation Effluent Biotechnology Letters Vol 16 (6) pp 649 -654, 1994 - Jayachandran K and Chandrasekaran M (1998) Biological coagulation of Skim latex using Acinetobacter sp Isolated from natural rubber latex centrifugation effluent Biotechnology Letters Vol 20 (2), 1998 - Jean D’ Auzac, Jean –Lous Jacob, Herve Chrestin (1989) Physiology of Rubber tree CRC press, Inc CoCa Raton Florida, 1989 - John, C.K., C.D Ponniah, H Lee and A Ibrahim (1974) Treatment of Effluent from Block Rubber Factories Proceedings of the Rubber Research Institute of Malaysia Planters’ Conference, 1974 Kuala Lumpur: The Rubber Research Institute of Malaysia, p 229 - Karim, M.Z (1979) Rotating Biodisc Treatment System for Block Rubber Effluent Proceedings of Symposium on Recent Development in Effluent Treatment Technology, Kuala Lumpur 1979, pp 283-290 - Karim, M.Z and A Ibrahim (1985) Biological Oxidation of Rubber Effluent Using the Rotating Biodisc Proceedings of the Rubber Research Institute of Malaysia Planters’ Conference, 1985 Kuala Lumpur: The Rubber Research Institute of Malaysia, pp 193-201 - Keunyoung Yang, Youngseob Yu, and Seokhwan Hwang, (2003) Selective optimization in thermophilic acidogenesis of cheese – whey wastewater to acetic and butyric acids partial acidification and methanation Water Research, Vol 37, 2003 pp 2467 – 2477 - Marcia M Rippel, Lay – Theng Lee and Carlos A.P (2003) Skim and Cream natural rubber particles: Colloidal properties coalescence and film formation Journal of Colloid and Interface Science, 2003 (268), pp 330 340 - Metcalf & Eddy, Inc (1991) Wastewater Engineering – Treatment, Disposal and Reuse (Tchobanoglous, G and F Burton ed.) Ed New York, McGraw-Hill, Inc - Mohd Omar Ab Kadir, NorliIsmail, Nik Fuaad Nik Adllah and Nik Norulaini Nik Ab.Rahman, (2000) Use of Natural Bacteria to Accelerate the Extended Aeration Treatment of Processed Latex Effluent Journal of Rubber Research 2000,Vol (1) HVTH: Ks Phạm Nguyên Bình 97 Đề tài: Khảo sát đánh giá trạng xử lý nước thải sơ chế mũ cao su đề xuất giải pháp nâng cao hiệu xử lý - Molesworth, T.V (1957) The Problem of Latex Factory Effluents and Water Pollution in Malaya Report No.12 of the Chemical Division of the Rubber Research Institute of Malaya - Molesworth, T.V (1961) The Treatment of Aqueous Effluent from Rubber Production Using a Trickling Filter Proceedings of the National Rubber Research Conference, 1960 Kuala Lumpur: The Rubber Research Institute of Malaysia, pp 944-952 - Muthurajah, R.N., C.K John and H Lee (1973) Developments on the Treatment of Effluent from New Process SMR Factories Proceedings of the Rubber Research Institute of Malaysia Planters’ Conference, 1973 Kuala Lumpur: The Rubber Research Institute of Malaysia, pp 402-408 - Nguyen Ngoc Bich (2003) A survey on effluent treatment systems of rubber factories in Vietnam Indian Journal of Natural Rubber Research, 2003 vol 16(No1/2) pp 21 -25 - Nordin, A.K.B (1990) Nitrogen Removal from Latex Concentrate Effluent Using the Anoxic/Oxidation Ditch Process: A Laboratory Study Journal of Natural Rubber Research 5(3): 211-223 - Pawinee Chaiprasert and et.al (2003) Nylon fibres as supporting media in Anaerobic hybrid reactors : It’ s effects on system’s performance and microbial distribution Water Research 2003, Vol 37, (19) pp: 4605 -4612 - Ponniah, C.D (1975) Treatment of Acidised Skim Serum by a Labolatoryscale Oxidation Ditch Proceedings of the Agricultural and Industrial Waste Symposium, 1975 Kuala Lumpur: The Rubber Research Institute of Malaysia, pp 94-99 - Ponniah, C.D., C.K John and C.M Seow, (1975) Treatment of Effluents from Rubber Processing Factories Proceedings of the International Rubber Conference, 1975 Kuala Lumpur: The Rubber Research Institute of Malaysia, pp 367-375 - Ponniah, C.D., C.K John and H Lee (1976) Treatment of Effluent from Latex Concentrate Factories Proceedings of the Rubber Research Institute of Malaysia Planters’ Conference, 1976 Kuala Lumpur: The Rubber Research Institute of Malaysia, pp 310-318 HVTH: Ks Phạm Nguyên Bình 98 Đề tài: Khảo sát đánh giá trạng xử lý nước thải sơ chế mũ cao su đề xuất giải pháp nâng cao hiệu xử lý - Randall A W, and Richard R D (1993) Anaerobic treatment of a Furfural production wastewater Waste Management 1993, Vol13,(4) pp: 309 -315 - Roger W Babcockjr, Kyoung S.Ro, Chu Chin Hsieh and Michael K Stenstrom, (1992) Development of an off –line enricher –reactor process for activated sludge degradation of hazardous wastes Water Enviroment Research 1992, Vol 64(6) Washington D.C - Seneviratne, W.M.G (1999) Cost Effective Waste Water Treatment System Based on High Rate Anaerobic Septic Tank Digester Coupled with Aerobic Mechanism for the Treatment of Rubber and Allied Industrial Effluents Rubber Reseach Institute of Sri Lanka - Sethu Ir.S (1978) Significance and Detaill of Good House Keeping Rules proposed for latex concentrate Producers Proceedings of the Symposium on good housekeeping rules for latex concentrate producers 1978 Kuala lumpur - Soewariti soeseno and Moh Mansjoer (1975) Influence of Microorganisms on Coagulation of Skim latex International Rubber conference 1975, Proceedings (IV) Kuala lampur, Malaysia - Sum, Ng Chiew and Mum Lauchee (1978) Review and classification of natural rubber latex presevation Rubber Research Institute of Malaysia Kuala lumpur, 1978, pp 8- 10 - Tekasakul (2006) Environmental Problems Related to Natural Rubber Production in Thailand J Aerosol Reseach, 21(2) pp 122- 129 (2006) - Warnakula, T and et.al(1996) A New Medium for Biological Waste Water Treatment Report Presented at the International Rubber Reseach and Development Board Conference November, 1996 Sri Lanka HVTH: Ks Phạm Nguyên Bình 99 Đề tài: Khảo sát đánh giá trạng xử lý nước thải sơ chế mũ cao su đề xuất giải pháp nâng cao hiệu xử lý PHỤ LỤC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CÁC CHỈ TIÊU Ơ NHIỄM NƯỚC THẢI CAO SU: I XÁC ĐỊNH pH Xác định giá trị pH yêu cầu cần thiết để biết nước thải có tính axit hay kiềm Thường dịng nước thải từ nhà máy Cao su có tính axit người ta sử dụng axit để làm đơng tụ mủ nước 1) Thiết bị: pH kế với điện cực thuỷ tinh 2) Hoá chất: Dung dịch đệm chuẩn với pH4, pH7, pH9 100 ml nước cất để có dung dịch chuẩn có pH = 4, pH = 7, pH = Có thể dùng dung dịch chuẩn pha sẵn 3) Quy trình: Hiệu chỉnh pH kế theo dẫn nhà chế tạo, với dung dịch đệm chuẩn có pH khác Thường xuyên giữ điện cực thuỷ tinh dung dịch KCl 3M không sử dụng trước đo giá trị pH nước thải phải rửa điện cực nước cất thấm khăn giấy mềm Chú ý không chà xát điện cực Lấy 50ml dung dịch nước thải, cho điện cực vào ngập cm đọc giá trị pH lên hình II NHU CẦU OXY HOÁ HỌC Phép đo COD cho số đương lượng oxy chất hữu mẫu thử, mà mẫu dễ bị oxy hoá chất oxy hố mạnh Nó thơng số đo nhanh quan trọng để nghiên cứu nước nước thải công nghiệp kiểm tra nước thải nhà máy Phương pháp hồi lưu đicrômat lựa chọn để xác định hàm lượng COD thuận lợi khả oxy hoá, áp dụng rộng rãi cho nhiều mẫu khác HVTH: Ks Phạm Nguyên Bình 100 Đề tài: Khảo sát đánh giá trạng xử lý nước thải sơ chế mũ cao su đề xuất giải pháp nâng cao hiệu xử lý dễ thao tác Phép đo có ích cho việc kiểm tra chất lượng nước thải nhà máy Mẫu sau lấy nên tiến hành sớm tốt không để ngày Nếu mẫu cần phải bảo quản trước phân tích thêm 10 ml axit sulphuric mol/l cho lít mẫu 1) Thiết bị: Bộ cơng phá COD bao gồm: nguồn nhiệt, ống phá mẫu bình cầu, ống ngưng tụ 2) Hoá chất: a) Dung dịch chuẩn K 2Cr 2O 0,0417 M: Hoà tan 12,259g K2Cr2O7, sấy 103oC giờ, nước cất định mức đến lít b) Axit sulphuric, trọng lượng riêng 1,84 c) Dung dịch axit sunphuric mol/l Thêm từ từ cẩn thận 220ml a xít Sulphuric đậm đặc vào khoảng 500ml nước cất Để nguội định mức thành lít d) Dung dịch Ag2SO Hồ tan Ag2SO4 H2SO4 đậm đặc với tỷ lệ 5,5 g Ag2SO4 /Kg H2SO4 Để 1-2 ngày cho hoà tan hoàn toàn e) Dung dịch thị ferroin: Hoà tan 0,695g FeSO4.7H2O 1,485g 1:10 Phenanthrolin monohydrate nước cất định mức đến 100 ml f) Dung dịch chuẩn ferrous ammonium sulfate (FAS), chừng 0,25M: - Hoà tan 98 g Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O nước cất Thêm 20ml H2SO4 đậm đặc, để nguội định mức thành lít - Chuẩn độ dung dịch ngày dung dịch chuẩn K2Cr2O7, sau: HVTH: Ks Phạm Nguyên Bình 101 Đề tài: Khảo sát đánh giá trạng xử lý nước thải sơ chế mũ cao su đề xuất giải pháp nâng cao hiệu xử lý - Pha loãng 10ml dung dịch chuẩn K2Cr2O7 thành khoảng 100ml Thêm 30ml - H2SO4 đậm đặc để nguội Chuẩn độ dung dịch FAS, dùng 0,1-0,15ml (2-3 giọt) chất thị ferroin - Nồng độ phân tử gam dung dịch FAS Thể tích dung dịch K2Cr2O7, m (M) = Thể tích dung dịchFAS dùng, x 0,25 3) Qui trình: - Cho 20 mL mẫu vào ống phá mẫu bình cầu duing tích 500ml - Cho vào vài hạt thuỷ tinh Thêm vào 10ml dung dịch K2Cr2O7 0,0417M - Thêm từ từ 30mL dung dịch Ag2SO4 vào theo thành bình, vừa thêm vừa lắc trịn nhẹ bình cầu Khuấy hỗn hợp trước đun nóng để ngăn ngừa đốt nóng cục sơi trào - Lắp ống ngưng tụ vào bình cầu mở nước làm mát Đậy đầu ống ngưng tụ cốc nhỏ để ngăn chặn vật liệu từ bên vào dòng hồi lưu đun Nhiệt độ hỗn hợp phản ứng phải đạt 148oC ± 30C Để nguội rửa ống ngưng tụ cho chảy xuống nước cất Tháo ống ngưng tụ tăng thể tích thu lên gấp đơi nước cất - Để nguội đến nhiệt độ phòng chuẩn lượng dư K2Cr2O7 FAS, dùng 0,1-0,15ml (2-3 giọt) dung dịch thị ferroin Lấy điểm dừng dấu hiệu chuyển màu từ xanh – xanh dương sang nâu đỏ Màu xanh cây-xanh dương xuất lại - Tiến hành mẫu thử không với bước trên, thay mẫu thể tích nước cất tương đương 4) Cơng thức tính COD (mg O2/l) ( A − B ) xMx8000 mL Mẫu Trong đó: - A = mL FAS dùng cho mẫu thử không - B = mL FAS dùng cho mẫu HVTH: Ks Phạm Nguyên Bình 102 Đề tài: Khảo sát đánh giá trạng xử lý nước thải sơ chế mũ cao su đề xuất giải pháp nâng cao hiệu xử lý - M = Nồng độ phân tử gam FAS III NHU CẦU OXY HOÁ SINH (BOD) - BOD phép thử sinh học theo kinh nghiệm, mơ q trình làm hợp chất hữu tự nhiên q trình oxy hố xãy sơng suối, nơi mà oxy hồ tan nước vi sinh vật sử dụng để oxy hoá hợp chất hữu - Mẫu phải lấy đầy chai giữ lạnh Tiến hành phân tích sớm tốt không để mẫu 24 1) Thiết bị: - Chai BOD 250-300m L Rửa chai với chất tẩy rửa, súc trước dùng Để tránh lọt khí vào chai thời gian ủ, làm kín nước Làm kín đạt yêu cầu cách lật ngược chai bồn cách thuỷ, thêm nước miệng loe loại chai BOD chuyên dùng Đặt cốc giấy, nhựa dùng băng nhựa bao phủ miệng loe chai để hạn chế bay nước làm kín q trình ủ - Tủ ấm bồn cách thuỷ, điều chỉnh nhiệt độ khoảng 20 ± 10C Loại trừ ánh sáng để ngăn tạo thành oxy quang hợp - Máy đo Oxy hồ tan (DO) 2) Hố chất: a) Dung dịch đệm phosphat Hoà tan 8,5g KH2PO4; 21,75g K2HPO4, 33,4g Na2HPO4.7H2O 1,7g NH4CL khoảng 500mL nước cất pha lỗng thành 1L pH phải 7,2 mà khơng cần điều chỉnh thêm Huỷ bỏ dung dịch dung dịch khơng có dấu hiệu sinh trưởng vi sinh vật chai đựng b) Dung dịch MgSO 4: Hoà tan 22,5g MgSO4.7H2O nước cất pha loãng thành 1L c) Dung dịch CaCl2: Hoà tan 27,5g CaCl2 nước cất pha lỗng thành 1L HVTH: Ks Phạm Ngun Bình 103 Đề tài: Khảo sát đánh giá trạng xử lý nước thải sơ chế mũ cao su đề xuất giải pháp nâng cao hiệu xử lý d) Dung dịch FeCl3: Hòa tan 0,25g FeCl3.6H2O nước cất pha loãng thành 1L e) Dung dịch axit kiềm, 1N : (để trung hồ mẫu có tính kiềm axit) - Dung dịch axit: cho vào nước cất từ từ vào khuấy 28mL H2SO4 đậm đặc pha lỗng thành 1L - Dung dịch kiềm: Hồ tan 40g NaOH nước cất pha loãng thành 1L 3) Quy trình: a) Chuẩn bị nước pha lỗng: - Cho nước cất với số lượng cần vào chai thích hợp thêm dung dịch đệm phosphat, dung dịch MgSO4, dung dịch CaCl2, dung dịch FeCl3, dung dịch với thể tích 1mL/L nước cất Nước pha lỗng khơng có BOD5 q 0,2mg/L, tốt khơng q 0,1mg/L Vì nitrat hố vi sinh vật có tính đến phép đo BOD, không nên trữ nước pha lỗng vi khuẩn nitrate hố phát triển thời gian lưu trữ - Trước dùng, đưa nước pha lỗng đến 20oC Làm bão hồ DO cách lắc chai lưng hay bơm khơng khí khơng có chất hữu vào Cách khác, chứa nước pha loãng chai nút bơng gịn thời gian để bão hoà DO Các vật chứa phải b) Chuẩn bị mẫu pha lỗng - Trung hồ mẫu dung dịch axit kiềm để có pH từ 6,5 đến 7,5 Dùng dung dịch với nồng độ cho chúng khơng làm lỗng mẫu q 0,5% - Đưa mẫu 20 ± 10C Pha loãng mẫu nước pha loãng chuẩn bị Tỷ lệ pha loãng cho kết đáng tin cậy cho mẫu pha lỗng có lượng dư DO 1mg/L có BOD5 thấp 2mg/L Kết đo COD dùng để ước tính tỷ lệ pha lỗng cần thiết HVTH: Ks Phạm Ngun Bình 104 Đề tài: Khảo sát đánh giá trạng xử lý nước thải sơ chế mũ cao su đề xuất giải pháp nâng cao hiệu xử lý c) Xác định DO ban đầu: - Hiệu chỉnh máy đo DO theo dẫn nhà chế tạo Tổng quát: hiệu chỉnh điện cực đo DO cách đọc DO khơng khí hay mẫu biết DO, đọc DO mẫu có DO khơng (cho vào lượng dư thừa sodium sulfite Na2SO3 cobalt chloride CoCl2 để có DO mẫu khơng) - Cho mẫu pha lỗng vào chai BOD chuyên dùng đo DO máy đo DO Đậy nút chai làm kín nước, chai khơng có khoảng trống Đặt chai vào tủ ấm có nhiệt độ 20 ± 1oC d) Tiến hành mẫu thử không tương tự e) Xác định DO sau cùng: Sau ngày, lấy chai ra, đo DO mẫu mẫu thử không máy đo Cơng thức tính: BOD5 (mg/L)= D1 – D2 P Trong đó: - D1: DO ban đầu mẫu pha loãng, mg/L; - D2: DO sau ngày mẫu pha lỗng,mg/L; - P: Thể tích mẫu sử dụng IV CHẤT RẮN LƠ LỮNG TỔNG SỐ (TSS) - Chất rắn lơ lửng nước thải cao su chủ yếu hạt cao su chưa đông tụ axít Phương pháp thừa nhận để xác định hàm lượng chất rắn lơ lửng lọc qua giấy lọc sợi thuỷ tinh - Cần phân tích chất rắn lơ lững nhanh tốt sau lấy mẫu, nên làm vịng Nếu khơng phải giữ mẫu 8oC tối Nhưng không để mẫu đơng lạnh HVTH: Ks Phạm Ngun Bình 105 Đề tài: Khảo sát đánh giá trạng xử lý nước thải sơ chế mũ cao su đề xuất giải pháp nâng cao hiệu xử lý 1) Thiết bị: - Bộ lọc vi sinh - Tủ sấy - Ống đong - Bình hút ẩm - Bơm chân khơng 2) Quy trình: - Chuẩn bị giấy lọc sợi thuỷ tinh (Whatman GF/C) sấy 103-105oC giờ, để nguội bình hút ẩm Cân trước cho vào bầu lọc - Trộn mẫu Nên dùng thể tích mẫu tối đa chừng cịn qua lọc mà không bị nghẹt Lọc mẫu qua lọc với sức hút nhẹ từ bơm chân không - Tráng bên cốc lọc 10mL nước cất tiếp tục hút bơm chân không bề mặt giấy lọc khô - Tháo bầu lọc, dùng kẹp gấp giấy lọc ra, sấy khô giấy lọc đĩa peptri 103-105oC giờ, để nguội bình hút ẩm cân 3) Cơng thức tính: Hàm lượng chất rắn lơ lững tổng số: TSS (mg/L)= A-B x106 C Trong đó: - A: trọng lượng giấy lọc + cặn khô, g - B: trọng lượng giấy lọc, g - C: thể tích mẫu lấy, mL V TỔNG NITƠ KJELDAHL (TKN) Đây số đo tổng lượng nitơ dạng NH3 nitơ hữu Trong nước thải cao su lượng nitơ dạng NH3 chiếm phần lớn tổng lượng nitơ, người ta sử dụng lượng lớn Ammonia để bảo quản mủ nước HVTH: Ks Phạm Nguyên Bình 106 Đề tài: Khảo sát đánh giá trạng xử lý nước thải sơ chế mũ cao su đề xuất giải pháp nâng cao hiệu xử lý Tổng lượng nitơ có nước thải cao su thường xác định phương pháp semi-micro Kjeldahl Cơ phương pháp bao gồm chuyển biến nitơ liên kết ban đầu dạng hoá trị III thành Ammonium hydrosulphate tác động H2SO4 có mặt chất xúc tác Ammonia thu xác định chuẩn độ sau chưng cất 1) Thiết bị: - Bếp công phá - ống nghiệm borosilicate Kjeldahl 100m - Bộ chưng cất Kjeldahl Vapodest 20 2) Hoá chất: - H2SO4 AR s.g 1,84 - H2SO4 0.01N Pha tù dung dịch chuẩn H2SO4 1N, chuẩn độ Na2CO3 (AR) - Dung dịch NaOH 32% w/v: Hoà tan 320g NaOH nước cất định mức thành 1L - Chất xúc tác: Chuẩn bị hỗn hợp nghiền kỹ, trộn 15 phần anhydrous potassium sulphate AR, phần copper sulphate phần selenium powder AR - Chất thị screened methyl đỏ: Hoà tan 0,1 methyl red 0,05 g methylene blue 100ml ethyl alcohol AR - Dung dịch H3BO3 2%: Hòa tan 40g H3BO3 (AR) nước cất định mức thành 2lít 3) Quy trình: - Dùng pipette hút thể tích mẫu trộn kỹ theo yêu cầu (chứa 0,15-3mg nitơ) cho vào ống nghiệm micro Kjeldahl thêm khoảng 0,65g chất xúc tác 2,5ml H2SO4 đậm đặc - Đun nhẹ bếp công phá tiếp tục nấu sôi nhiết độ 365-380oC dung dịch có màu xanh khơng cịn vết vàng lơ (thường q trình cơng phá đòi hỏi 1,5 giờ) - Để nguội pha loãng với 10ml nước cất Chuyển tráng vài lần, lần ml nước cất đến thiết bị chưng cất sẵn sàng cấp ước HVTH: Ks Phạm Nguyên Bình 107 Đề tài: Khảo sát đánh giá trạng xử lý nước thải sơ chế mũ cao su đề xuất giải pháp nâng cao hiệu xử lý - Cho 10ml dung dịch H3BO3 2-3 giọt chất thị screened methyl đỏ vào bình tam giác có dung tích 100ml, để đầu ống ngưng tụ bề mặt dung dịch H3BO3 - Chạy chương trình chưng cất với thời gian cấp NaOH = giây (20mL dung dịch NaOH 32% w/v), thời gian chưng cất 300 giây, công suất nước P = 50% - Chuẩn độ dung dịch thu H2SO4 0,01N chuẩn Điểm dừng định màu thay đổi từ xanh sang tím lợt - Tiến hành mẫu thử khơng tiến trình tương tự, dùng tất hố chất bỏ qua giai đoạn thêm mẫu 4) Công thức tính Kết biểu thị mg/L tổng số N chưa bị Oxy hố có mẫu 1mL dung dịch H2SO4 0,01 N tương đương 0,14 mg nitơ dạng NH3 0,14.V1.1000 Tổng N (mg/L) = V2 Trong đó: - V1: thể tích H2SO4 0,01N chuẩn, ml - V2: thể tích mẫu thử, mL VI ĐẠM AMƠNI (AN) Đạm amơni bao gồm tổng amơni tự liên kết diện nước thải Cao su Amơni liên kết có từ phản ứng amôni axit (thường axit formic) suốt trình sản xuất cao su để tạo thành muối amơni tương ứng Lượng đạm amơni có nước thải cao su cao, phương pháp chưng cất chuẩn độ thường sử dụng để ước lượng 1) Thiết bị: Thiết bị chưng cất 2) Hoá chất - H2SO4 0,01N HVTH: Ks Phạm Nguyên Bình 108 Đề tài: Khảo sát đánh giá trạng xử lý nước thải sơ chế mũ cao su đề xuất giải pháp nâng cao hiệu xử lý - Dung dịch H3BO3 2% w/v - NaOH 0,1N - Chất thị screened methyl đỏ: Hoà tan 0,1 methyl đỏ 0,05g methylene xanh vào 100ml ethyl alcohol AR - MgO - Dung dịch Borate: - Thêm 88ml NaOH 0,1N vào 500mL dung dịch Na2B4O7 0,025 định mức 1lít dung dịch Na2B4O7 0,025 pha từ 9,5g Na2B4O7.10H2O thành lít 3) Quy trình: - Dùng pipete hút vào bình chưng cất thể tích mẫu u cầu (trung hồ trước đến pH khoảng 9,5 dung dịch NaOH 32% w/v chứa 0,15-3g đạm Amơni - Cho vào bình chưng cất 25mL dung dịch Borate - Cho thêm 0,25g (nữa muỗng nhỏ) MgO - Cho vào vài hạt thuỷ tinh để tránh sơi trào Nối bình với ống ngưng tụ - Đặt bình tam giác chứa 2mL H3BO3 2% 2-3 giọt dung dịch thị bên ống ngưng tụ để cho phần cuối ống ngưng tụ ngập dung dịch H3BO3 - Cất với tốc độ 5-10mL/1 phút thu 150mL - Dùng burette có mức chia độ nhỏ để chuẩn độ nước cất thu dung dịch chuẩn H2SO4 0,01N dung dịch bình tam giác chuyển từ màu xanh sang màu tím lợt 4) Công thức: 1mL H2SO4 0,01N tương đương với 0,14 mg đạm Amôni Đạm Amôni (mg/L) = 0,14x V1x1000 V2 Trong đó: - V1: thể tích dung dịch H2SO4 0,01N sử dụng để chuẩn, ml - V2: thể tích mẫu thử, ml HVTH: Ks Phạm Nguyên Bình 109 ... Xử Lý Nước Thải iii Đề tài: Khảo sát đánh giá trạng xử lý nước thải sơ chế mũ cao su đề xuất giải pháp nâng cao hiệu xử lý MỞ ĐẦU I ĐẶT VẤN ĐỀ Trong năm gần, tình hình trồng chế biến cao su nước. .. Nguyên Bình Đề tài: Khảo sát đánh giá trạng xử lý nước thải sơ chế mũ cao su đề xuất giải pháp nâng cao hiệu xử lý qua xử lý vào sơng Sài Gịn gây nên hiệu nghiêm trọng, công tác quản lý nước thải nhà... đánh giá trạng xử lý nước thải sơ chế mũ cao su đề xuất giải pháp nâng cao hiệu xử lý CHƯƠNG 2: XỬ LÝ NƯỚC THẢI CAO SU I NHỮNG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐANG ĐƯỢC ỨNG DỤNG Nước thải ngành chế