Thiết kế hệ thống xử lý nước thải từ nhà máy chế biến mủ cao su để bảo vệ môi trường

Vài nét về nhà máy

Công ty cao su Đồng Phú thuộc Tổng Công Ty Cao Su Việt Nam nằm ở tỉnh Bình Phước. - Dây chuyền chế biến mủ nước - Dây chuyền chế biến mủ tạp - Daây chuyeàn cheá bieán muû ly taâm. Sản phẩm của nhà máy gồm các loại mủ cốm SVR3L, SVR10, SVR20 và mủ latex chất lượng cao.

Tổng hợp bảng giá nguyên liệu đầu vào Đối với dây chuyền chế biến mủ nước

Qua cơ sở phân tích quy trình công nghệ sản xuất của từng loại mủ, các loại nguyên vật liệu cũng như máy móc thiết bị sử dụng trong sản xuất, có thể thấy các yếu tố sau đây có khả năng gây ô nhiễm cho môi trường tại các nhà máy chế biến mủ cao su và khu vực dân cư xung quanh. Đây là nguồn ô nhiễm đặc trưng của các nhà máy chế biến mủ cao su, lưu lượng nước thải tương đối lớn và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải cũng rất cao. 9 Trong quy trình chế biến mủ cao su, chất thải rắn công nghệ chủ yếu là các mảnh cao su vụn, lượng chất thải này phát sinh do rơi vãi trong quá trình sản xuất và hầu hết được tái sử dụng.

Cơ sở lựa chọn công nghệ 1.Kết quả phân tích nước

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

Lựa chọn công nghệ

Công trình xử lý bể kị khí UASB là phù hợp so với các yêu cầu xử lý của nhà máy, nhờ vào các ưu điểm của công trình như vận hành đơn giản, chịu được tải trọng cao, lượng bùn sinh ra ít (5-20% so với xử lý hiếu khí), có thể điều chỉnh tải trọng theo từng thời kỳ sản xuất của nhà máy. Trong công nghệ xử lý hiếu khí, cũng có rất nhiều đơn vị công trình khác nhau như : các dạng hồ xử lý tự nhiên, hồ làm thoáng cơ học, mương oxi hóa, bể AEROTANK, bể lọc sinh học, bể tiếp xúc, ….Có rất nhiều đơn vị công trình xử lý khác nhau mà ta cần cân nhắc lựa chọn sao cho phù hợp với điều kiện thực tế (lưu lượng, nồng độ các chất ô nhiễm, vị trí nơi xử lý, tận dụng công trình sẵn có, đặc điểm nguồn tiếp nhận) và việc chon tỷ lệ F/M thích hợp cho hệ thống xử lý là rất quan trọng. Ưu điểm các đơn vị công trình này là : chi phí xây dựng và vận hành thấp, vận hành đơn giản, yêu cầu về năng lượng rất thấp, không có chi phí xử lý bùn, chịu sự thay đổi tải trọng lớn, tạo môi trường cảnh quan, đảm bảo chất lượng dòng thải.

Các công trình trong hệ thống xử lý nước thải

Kích thước của bể phản ứng ảnh hưởng bởi những yếu tố như tải trọng hữu cơ, vận tốc tối đa dòng chảy ngược trong giới hạn cho phép, loại nước thải , đặc tính lắng của bùn. Các vi sinh vật muốn phân hủy và hấp thụ các chất hữu cơ thì bước đầu các chất này phải được thủy phân thành các chất hòa tan dạng polymer hoặc monomer khi đó chúng mới có khả năng đi qua màng tế bào vi sinh vật. Dưới tác dụng của enzyme do vi khuẩn tiết ra, các phức chất không tan như polysaccarit, protein bị phân hủy thành amino acid, carbonhydrates và được chuyển hoá thành đường hoà tan( mono- và disaccharides) và lipid được chuyển hóa thành acid béo mạnh dài.

70% COD có trong dòng vào bị chuyển hoá thành acetic acid và phần còn lại là những chất nhường điện tử hydrogen.Vi khuẩn methane hoạt động dưới nước mạnh hơn những nhóm dinh dưỡng khác, và kết hợp với quá trình phân hủy kỵ khí. Methane hoá là giai đoạn cuối cùng trong toàn bộ quá trình phân huỷ methane được tạo ra từ acetate( vi khuẩn acetotropic) hoặc sự tự khử carbondixide bởi hydrogen( vi khuaồn hydrogentrophic). Khi nhiệt độ chuyển từ mesophilic sang thermophilic sẽ hình thành nhiều nhóm vi khuẩn khác nhau và vi khuẩn mesophilic sẽ không tồn tại sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả của UASB (Zeikus, 1979; Zinder, 1988; Van Lier, 1995) Tốc độ phản ứng sẽ giảm khí nhiệt độ nằm ngoài nhiệt độ tối ưu trên.

Trong các kim loại trên thì Cobalt (Co) tác động không nhỏ đến quá trình phân hủy kỵ khí, nồng độ tối ưu của Co cần cho sự phát triển của các vi khuẩn acetate hóa và methane hóa là 0.05 mg/l, với nồng độ trên lượng methane sinh ra lớn gấp 3 lần so với khí thiếu Cobalt( Florencio et al.,1993). +Từ biogas: khí sinh học sinh ra từ quá trình phân hủy kỵ khí sẽ tạo thành các bong bóng khí và nỗi lên mặt nước, khi di chuyển lên khí này tăng sự va chạm giữa các chất lơ lững trong nước và bùn kỵ khí. Trong mương oxy hoá các quá trình sinh học sẽ được thực hiện , oxi cung cấp cho các vi khuẩn hiếu khí được thực hiện bởi các máy làm thoáng trục ngang kiểu mammout rotor.

Ngoài ra chúng ta còn có thể thiết kế theo cách khác: chọn được thời gian phản ứng và hệ số tuần hoàn sau khí tính được X và thể tích cần thiết thì ta có thể tính được nồng độ MLSS tối thiểu.

Tính toán phương án I

Từ bể điều hòa nước thải được bơm vào thiết bị trộn tĩnh nằm trên đường vào bể UASB, thiết bị trộn tĩnh có vai trò khuấy trộn đều nước thải và cân bằng pH hệ thống châm hoá chất tự động. Sau đó nước thải được vào 2 hồ tùy nghi để tiếp tục khử các chất hữu cơ còn lại trong nước thải cuối cùng nước từ hồ tùy nghi đưa vào hồ hoàn thiện để ổn định lưu lượng và được xả ra hệ thống kênh rạch chung cạnh nhà máy. Khi đo nồng độ SS những hạt này có thể xuyên qua được giấy lọc thủy tinh với kích thước lỗ 45 à m và khi sử dụng màng lọc với kớch thước lỗ 0,2 à m để tỏch hạt lơ lững, trong sản phẩm tách ra khó phân biệt những hạt cao su chưa động tụ với hệ keo.

Quá trình chế biến mủ cao su được thực hiện qua các công đoạn như là đánh đông,ngâm rữa, cán, ép, sấy..Do đó thành phần, tính chất, nồng độ của nước thải của các công đoạn rất khác nhau. Bể UASB là bể phản ứng kỵ khí dòng chảy ngược với lớp bông bùn lơ lững được sử dụng để bẻ gãy liên kết của chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học trong nước thải và chuyển chúng thành khí sinh học(CH4). Song chắn rác được tính cho 2 mương dẫn, một mương dẫn nước thải từ xưởng mủ nước và mủ ly tâm (song chắn rác 1) và một mương dẫn từ xưởng sản xuất mủ tạp, nước thải sinh hoạt của công nhân nhà máy (song chắn rác 2).

Để tăng hiệu quả xử lý của bẫy chia bẫy mủ thành các đơn nguyên nhỏ mỗi đơn nguyên có kích thước là 3m x 3m , sau khi trừ đi diện tích tấm ngăn thì số đơn nguyên được chọn là 18 và được chia làm 3 dãy, mỗi dãy 6 đơn nguyên. Hệ thống cấp khí cho bể điều hòa đóng vai trò rất trọng ngoài nhiệm vụ cung cấp oxi cho quá trình oxi hóa các chất hữu cơ trong nước thải (COD qua bể điều hòa giảm 15%) thì hệ thống cấp khí đóng vai trò nâng cao nhiệt độ của nước thải( vì nhiệt độ của. Vai trò ngăn lắng: nước thải sau khi được xử lý qua lớp bùn sẽ chuyển động lên mặt bể và ngăn lắng với cấu tạo là những tấm chắn sẽ hướng dòng chảy xuống dưới và bùn theo quán tính sẽ lắng xuống, còn nước sẽ di chuyển lên trên và ra máng tràn.

Đối với bể UASB sử dụng bùn hạt khi tải trọng xử lý L > 4 kgCOD/m3.ngày thì từ 2 m2 diện tích bể trở lên ta sẽ bố trí một vị trí phân phối nước, sơ đồ bố trí phân phối nước trình bày trên hình 3.10.