Do nước thải sơ chế mủ cao su chứa các hạt cao su dư nên khi đi vào hệ thống UASB các hạt cao su kết tụ với bùn và nổi lên mặt nước. Hình 3.1. mô tả sự kết tụ của hạt cao su trong hệ thống UASB.
Việc bùn kết tụ với hạt cao su nổi lên mặt nước sẽ gây ra trào bùn và tắc nghẽn đường ống dẫn nước và khí, cản trở dòng khí thoát ra. Ngoài ra, các hạt cao su còn gây tắc nghẽn dòng vào hệ thống UASB. Do đó, trước khi tiến hành xử lý bằng phương pháp sinh học, việc loại bỏ hạt cao su là yêu cầu bắt buộc.
A
B
Hình 3.1. Sự kết tụ cao su trong hệ thống UASB (A), hạt cao su kết tụ với bùn (B) Trong thực tế để loại bỏ hạt cao su dư, người ta đã áp dụng một số phương pháp như: tuyển nổi, lọc qua lớp xơ dừa kỵ khí. Tuy nhiên các phương pháp này tiêu tốn năng lượng và hóa chất, lớp xơ dừa chưa được đánh giá độ bền và có thể làm tắc nghẽn gây khó khăn cho vận hành [114]. Để giảm lượng cao su dư mà ít tiêu tốn năng lượng, quá trình loại bỏ hạt cao su dư đã được tiến hành trong thiết bị bẫy cao su. Thiết bị bẫy cao su là một biến thể của thiết bị vách ngăn (BR) cho phép dòng chảy lên xuống, kết quả là các chất rắn lơ lửng bị giữ lại trong thiết bị. Khả năng loại SS của bẫy cao su được chỉ ra trong hình 3.3.
53
Hình 3.2. Hiệu suất xử lý SS biến động theo hàm lượng SS đầu vào
Kết quả ở hình 3.3 cho thấy khi hàm lượng SS dòng vào từ 200 -2000 mg/L, hiệu suất xử lý SS tỷ lệ thuận với hàm lượng SS dòng vào. Nước thải dòng vào có hàm lượng SS trong khoảng 200-500 mg/L, 500 – 1000 mg/L và 1000 – 2000 mg/L, hiệu suất xử lý SS lần lượt là 14,9 ± 6,9%, 50,2 ± 1,8% và 70,8 ± 2,2%. Khi hàm lượng SS dòng vào khoảng 2000 mg/L, hiệu suất xử lý SS của bẫy cao su (đạt 73,0% với HRT 23 giờ) cao hơn công nghệ lọc mủ bằng xơ dừa (đạt 64,5% với HRT 24 giờ) [114], tương đương với công nghệ gạn mủ gồm: bể gạn mủ, bể ổn định, bể tuyển nổi, bể đông tụ và tuyển nổi [114].
Đặc tính nước thải sơ chế mủ cao su trước và sau khi qua bẫy cao su được chỉ ra trong bảng 3.4.
Kết quả cho thấy hàm lượng COD, BOD, SS, TN đều giảm trong khi đó hàm lượng N- NH3 và VFA tăng nhẹ. Hàm lượng COD và SS giảm có thể một phần do các hạt cao su được tách ra, một phần do dòng vào đã có sẵn một lượng nhỏ vi sinh vật có khả năng phân hủy các chất hữu cơ dẫn đến BOD và TN giảm nhẹ. Sự chuyển hóa các chất hữu cơ trong bẫy cao su đã khiến hàm lượng N-NH3 và VFA của dòng ra tăng nhẹ. Kết quả là khi đi qua hệ thống bẫy cao su nước thải có tỷ lệ BOD/COD là 0,82. Trong quá trình thí nghiệm, các hạt cao su tích tụ và được giữ lại ở phần đỉnh của thiết bị bẫy cao su. Lượng cao su bị giữ này có thể lấy ra định kỳ. Nước thải sơ chế mủ cao su sau khi qua thiết bị bẫy cao su đi vào hệ thống UASB cho hệ thống này vận hành ổn định (không bị tắc nghẽn).
Khi sử dụng thiết bị bẫy cao su cho quá trình tiền xử lý nước thải sơ chế mủ cao su có nhiều ưu điểm như vận hành đơn giản, tiêu tốn năng lượng thấp hơn do không phải cung cấp
54
hóa chất và/hoặc cung cấp năng lượng (tạo khí nén), tuy nhiên hạn chế của phương pháp này là thời gian xử lý kéo dài hơn so với phương pháp tuyển nổi. Đây cũng là nguyên nhân mà thiết bị bẫy cao su vẫn chưa được sử dụng nhiều trong thực tế. Ở quy mô sản xuất nhỏ hoặc quy mô phòng thí nghiệm bẫy cao su được sử dụng trong công đoạn tiền xử lý có hiệu quả kinh tế.
Bảng 3.4. Đặc tính nước thải trước và sau khi qua bẫy cao su
Thông số Đơn vị Nước thải trước bẫy cao su Nước thải sau bẫy cao su
pH - 4,6 – 5,4 5,1 – 6,5 COD tổng mg/L 4735 - 9020 3585 - 7400 CODs mg/L 4200 -7450 2736 - 7140 BOD mg/L 2662 - 6278 2734 - 6048 SS mg/L 274 - 2033 239 - 533 TN mg/L 205 - 545 180 - 440 N-NH3 mg/L 106 - 257 109 - 344 VFA tổng số mg-COD/L 1343 - 5011 1979 - 5359 Axetic mg-COD/L 530 - 2043 537 - 2081 Propionic mg-COD/L 613 - 2148 776 - 2643 Iso-Butyric mg-COD/L 20 - 78 37 - 103 N-Butyric mg-COD/L 20 - 836 221 - 924 Iso-valeric mg-COD/L 0 - 31 0 – 86 N-valeric mg-COD/L 124 - 822 212 - 820
Nước thải nhà máy sau tiền xử lý có tỷ lệ BOD/COD từ 0,76 – 0,82, VFA/BOD từ 72,4 – 88,6%, phù hợp cho xử lý bằng phương pháp sinh học.