5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.5. ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG LỰA CHỌN QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
3.5.1.1. Khảo sát ý kiến chuyên gia và dùng phương pháp cho điểm trọng số.
Tác giả tiến hành khảo sát ý kiến chuyên gia trong ngành để xét điểm trọng sốcho từng khía cạnh: kỹthuật, kinh tế, môi trường. Đối tượngđược khảo sát là các phòng ban chức năng quản lý ngành môi trường tại Tây Ninh và khu vực phía Nam, viện nghiên cứu môi trường và các giảng viên ngành môi trường. Trong giai đoạn khảo sát này, tác giả giảthuyết rằng ba khía cạnh trên có mức quan trọng nhưnhau và tổng điểm của ba khía cạnh là 1 (tức 100%), như vậy trọng số chung là Si = 1. Các chuyên gia cho điểm và được tác giảtổng hợp qua bảng 3.6:
Bảng 3.6: Tổng hợp ý kiến khảo sát chuyên gia
Stt Tên chuyên gia Chức vụ, nơi công tác
Công nghệ (điểm) Kinh tế (điểm) Môi trường (điểm) Tổng điểm
1 Dương Văn Linh
Phó cục trưởng Cục cảnh sát môi trường C49, phụ trách phía Nam
0,3 0,3 0,4 1
2 Bùi Ngọc Hưng Phó Đội Trưởng Đội 4,
CSMT, TP.HCM 0,4 0,3 0,3 1
3 Nguyễn Hoàng Phó Giám đốc Sở Tài nguyên
& Môi trường tỉnh Tây Ninh 0,3 0,3 0,4 1 4 Trần Minh Sơn Chi cục Trưởng, chi cục
BVMT tỉnh Tây Ninh 0,3 0,3 0,4 1
5 Nguyễn ThịNhạn
Cán bộ phụ trách phòng phân tích kiểm nghiệm môi trường và mô hình hoá, Viện kỹthuật nhiệt đới & BVMT - VITEP
6 Trần Văn Minh
Giám đốc kỹ thuật phụ trách xử lý nước thải nhà máy cao su Vên Vên
0,3 0,4 0,3 1
7 Phan Kiêm Hào Giám đốc công ty môi trường
Ngọc Lân 0,4 0,3 0,3 1
8 Trần Hồng Nhật Giám đốc công ty môi trường
Kim Phát 0,4 0,3 0,3 1
9 Thái Văn Nam
Phó trưởng Khoa Thực phẩm – môi trường – CNSH, Đại học Công nghệTP. HCM
0,3 0,3 0,4 1
10 Vũ ThuỵQuang Giảng viên ngành Môi trường
Đại học MởTP. HCM 0,3 0,3 0,4 1
Trung bình (trọng sốwi) 0,33 0,31 0,36 1
Thứtự ưu tiên 2 3 1 -
(Nguồn:Tác giảtổng hợp qua kết quảkhảo sát, 2013)
Như vậy, theo các chuyên gia thì thứtự ưu tiên cho khía cạnh môi trường là 1, khía cạnh công nghệlà 2 và khía cạnh kinh tếlà 3.
Tiếp theo, tác giả dựa vào điểm trọng số để đánh giá các công nghệ I, II và III cho ngành cao su. Kết quả đánh giá được trình bày qua bảng 3.7:
Bảng 3.7:Cho điểm các loại công nghệ theo phương pháp cho điểm trọng số Khía cạnh Nhóm I (điểm) Nhóm II (điểm) Nhóm III (điểm) 1. Khía cạnh công nghệ(WCN = 0,33)
1.1. Dễthi công, dễvận hành, bảo trì 3 2 1
1.2. Thời gian xửlý nhanh 1 2 3
1.3. Công nghệtiên tiến, đảm bảo chuẩn nước thải
đầu ra đạt yêu cầu 1 2 3
1.4. Đãđược chứng minh là công nghệtốt, độ an
toàn cao 1 2 3
1.5. Xửlý tốt cho nước thải chếbiến mủ nước lẫn
mủtạp 1 2 3
Tổng cộng 7 10 13
2. Khía cạnh kinh tế(WKT= 0,31)
2.1. Chi phí đầu tư xây dựng thấp 3 2 1
2.2. Chi phí xửlý cho 1m3 nước thải thấp 3 2 1
2.3. Chi phí vận hành, bảo trì thấp 3 2 1
2.4. Tái sửdụng tốt lượng mủ có trong nước thải 1 3 2
Tổng cộng 10 9 5
3. Khía cạnh môi trường (WMT= 0,36)
3.1. Đạt loại A theo QCVN 01:2008/BTNMT 1 2 3 3.2. Xử lý được phospho theo QCVN
3.3. Ít phát sinh mùi hôi 1 2 3
3.4. Xửlý bùn triệt để, dễdàng 1 2 3
3.5. Không bị cơ quan chức năng nhắc nhở, xửphạt 1 2 3
Tổng cộng 5 10 15
TSi = ∑wi* Si 10,62 9,69 11,24
Thứtự ưu tiên 2 3 1
Như vậy, theo phương pháp cho điểm trọng số và đánh giá theo ba khía cạnh công nghệ, kinh tế, môi trường thì thứtự ưu tiên như sau: nhóm công nghệloại III đạt11,24 điểm xếp thứnhất, nhóm công nghệloại I đạt 10,62 điểm xếp thứ2, nhóm công nghệloại II đạt 9,69 điểm xếp thứ3.
3.5.1.2. Dựa vào khuyến cáo của Viện nghiên cứu cao su Việt Nam
Qua nghiên cứu của Viện nghiên cứu cao su Việt Nam (Thông tin khoa học công nghệ cao su, 2010) và Tập đoàn cao su quốc tế khuyến cáo không nên dùng công nghệI, II vì chất lượng nước thải không đạt. Do đó, chỉ có khả năng sử dụng công nghệ III đểtiếp tục xửlý nước thải ngành cao su.
3.5.1.3.Kết luận chung về lựa chọn công nghệ sau khi đánh giá hiện trạng công nghệ xử lý nước thải ngành cao su tại Tây Ninh
Qua phương pháp chuyên gia, phương pháp đánh giá theo điểm trọng số và đánh giá chung tại các nhà máy, tác giảcó kết luận chung như sau:
Các nhà máy tại Tây Ninh hiện áp dụng công nghệ xử lý nước thải chủ yếu là công nghệloại II (kỵ khí kết hợp hiếu khí) gồm 11 nhà máy sửdụng chiếm 52,4% so với tổng số nhà máy điều tra. Còn lại là công nghệhiếu khí kết hợp hoá lý (công nghệ loại I)có 4 nhà máy sử dụng chiếm 19,05% và công nghệ loại III (AAO kết hợp hoá lý) chiếm 28,6%
Nhóm nhà máy sử dụng công nghệ loại I (kỵ khí kết hợp hoá lý), loại II (kỵkhí kết hợp hiếu khí) xử lý đạt kết quảrất thấp, công nghệ này không nên tiếp tục được áp dụng.
Nhóm nhà máy sử dụng công nghệ loạiIII (AAO kết hợp hoá lý) là tốt nhất so với các công nghệ còn lại và có kết quả xử lý gần đạt loại B so với quy
chuẩn QCVN 01:2008/BTNMT. Dù chưa đạt loại A theo quy định nhưng công nghệnày có thể được cải tạo dễ dàng đểchất lượng nước thải đạt yêu cầu. Do đó, tác giảsẽ đưa công nghệ này vào đề xuấtở chương 4.
Tóm lại, trong chương 3 tác giả đánh giá chung vềcác nhóm công nghệ được áp dụng tại các nhà máy cao su được điều traở tỉnh Tây Ninh, đánh giá và tổng kết loại công nghệ nào nên tiếp tục được áp dụng và đánh giá khả năng mở rộng diện tích của từng nhóm nhà máy để làm căn cứ đề xuất công nghệ với diện tích phù hợp. Trong các loại công nghệ được đánh giá thì tác giả đánh giá công nghệloại III là tốt nhất và nên được tiếp tục sửdụng và đây là cơ sở đểtác giả đề xuất và cải tạo công nghệloại này để xửlý nước thải cao su. Tuy nhiên, công nghệloại III vẫn còn các nhược điểm như: chưa xửlý nước thải đạt loại A, chi phí xửlý cao nên cần phải cải tiến. Chương 4 sẽ so sánh công nghệ cải tiến dựa trên loại II (AAO + DAF) và hai công nghệ khác đang được sửdụng hiệu quảhiện nay.
CHƯƠNG 4
ĐỀ XUẤT CÁC QUY TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI PHÙ HỢP
CHO NGÀNH CAO SU TỈNH TÂY NINH
4.1. CƠ SỞ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH
Dựa vào hiện trạng công nghệcũ qua kết quả đánh giá ở chương 3
Qua kết quả đánh giá, phân tích ở chương 3, tác giả nhận thấy công nghệAAO kết hợp hoá lý rất phù hợp cho xửlý nước thải cao su nên công nghệ này được đưa vào đề xuất, tác giảnêu cụ thể thành Quy trình công nghệ xửlý nước thải cao su công nghệAAO + DAF.
Dựa vào tiêu chuẩn nước thải đầu ra ngành cao su
Nước thải đầu ra phải đạt loại A, theo QCVN 01:2008/BTNMT theo quy định của ngành. Tức là phải giải quyết tốt các thông sốkhó của ngành cao su gồm Nitơ, Phốt pho, BOD, COD.
Dựa vào mặt bằng diện tích chung của các nhà máy và diện tích khu xử lý nước thải
Trong chương 3, tác giả đãđánh giá diện tích mặt bằng chung của các nhà máy cao su tại Tây Ninh là hơn 20.000m2 và khả năng mởrộng diện tích khu xửlý nước thải lên ít nhất hơn 5.000 m2. Đây là cơ sở để tác giả đề xuất quy trình công nghệ có diện tích phù hợp.
Dựa vào quy trìnhđược đánh giá tốt nhất Việt Nam hiện nay
Theo Viện nghiên cứu cao su thế giới và Viện nghiên cứu cao su Việt Nam thì SBR và AAO là những công nghệtiên tiến hiện nay và đang được áp dụng cho kết quả đạt loại A. Tập đoàn cao su Việt Nam đã sử dụng công nghệ SBR cho 05 nhà máy cao su thuộc tập đoàn thì cho kết quảxử lý nước thải đạt loại A theo quy định. Do đó công nghệ SBR đang ngày càng được sửdụng rộng rãi trong ngành cao su.Vì lý dođó, tác giả đề xuất thêm công nghệ SBR cho xử lý nước thải cao su tại Tây Ninh.
Ngoài ra, theo Viện nghiên cứu cao su Việt Nam, nhà máy cao su Xuân Lập được đánh giá tốt nhất Việt Nam về hệ thống xử lý nước thải cao su sử dụng công nghệA2OD. Do đó, côn nghệA2OD cũng đư ợc khảo sát, đánh giá. Chi tiết vềcông nghệxửlý nước thải nhà máy Xuân Lập, (xem phụlục 6)
Trong chương này, tác giảtiến hành đề xuất các quy trìnhtheo nội dung sau: - Đềxuất 03 quy trình phù hợp cho các nhà máy;
- Đánh giá ưu điểm, hạn chếcủa từng quy trình; - Tính toán chi phí của từng quy trình;
- Lựa chọn phương án tối ưu nhất;
- Tính toán các công trình cho phương án tối ưu nhất.
4.2. ĐỀ XUẤT CÁC QUY TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI CAO SU
Từ các sơ sởtrên, tác giảnghiên cứu quy trình công nghệcho các nhà máy cao su sao cho các nhà máy có thểvừa sửdụng được mặt bằng hiện tại vừa có thểsửdụng một sốhạng mục công trình trong công nghệhiện có.
Tác giảcũng đã tính toán về đề xuất ba quy trình công nghệ xửlý nước thải cao su sau đây:
- Quy trình công nghệxửlý nước thải cao su : AAO + DAF ; - Quy trình công nghệxửlý nước thải cao su : SBR ;
- Quy trình công nghệxửlý nước thải cao su: A2OD.
Dây chuyền công nghệ được tác giảvẽchi tiết và thuyết minh cụthể các công đoạn trong hệthống xửlý.
4.2.1. Sơ đồ từng dây chuyền công nghệ
Sơ đồdây chuyền công nghệAAO + DAF :
Quy trình công nghệAAO + DAF còn gọi là quy trình kỵkhí –thiếu khí–hiếu khí + hoá lý :
Hình 4.1: Quy trình công nghệxử lý nước thải cao su AAO + DAF
(Nguồn : Tác giả đềxuất, 2013)
Sơ đồdây chuyền công nghệSBR :
Trung gian–khử trùng Aerotank Bểgạn mủ Bể điều hòa Hốthu Bểtuyển nổi Kịkhí Bểlắng Anoxit Bểtrung hòa Nguồn tiếp nhận
Nước thải ra đạt chuẩn loại A Lọc thô Hóa Chất Mủ được tái chếsửdụng lại Máy thổi khí Bùn đi xửlý Tuần hoàn bùn Bểchứa bùn Máy ép bùn
Hình 4.2: Quy trình công nghệ xử lý nước thải cao su SBR (Nguồn : Tác giả đềxuất, 2013) Bểchứa bùn Máy ép bùn Mủ được thu gom tái sửdụng Máy thổi khí Hóa chất Bùn đi xửlý Nguồn tiếp nhận Nước thải đạt loại A Hốthu Bểgạn mủ Bểtrung hòa Bểkịkhí SBR Trung gian–khửtrùng Lọc thô Bể điều hòa Bểkeo tụ Bểtạo bông
Sơ đồdây chuyền công nghệA2OD :
Hình 4.3: Quy trình công nghệ xử lý nước thải cao su A2OD
(Nguồn : Tác giả đềxuất, 2013) Mủ được tái chếsửdụng lại Hốthu Bểgạn mủ DAF Trung gian–khử trùng KịKhí Bểlắng Aerotank Mương oxi hóa
Bể điều hòa Bểtrung hòa
Nguồn tiếp nhận
Nước thải ra đạt chuẩn loại A
Lọc thô Hóa Chất Máy thổi khí Bùn đi xửlý Tuần hoàn bùn Bểchứa bùn Máy ép bùn
4.2.2. Thuyết minh các bộ phận trong các hệ thống quy trìnhđề xuất
- Hốthu:Nước thải từcác nguồn phát sinh theo mạng lưới thu gom chảy vào hố thu của trạm xửlý.Bẫy cát nhằm loại bỏ cát và các vật thể nặng để bảo vệthiết bị và hệthống đườngống công nghệphía sau.
- Bể gạn mủ: Trong bể gạn mủ, nước thải đi qua với vận tốc rất chậm, hạn chế tối đa khả năng xáo trộn và các hạt cao su sẽ tự động nổi lên trên bề mặt do chênh lệch tỉ trọng so với nước.
- Bể trung hòa: Dùng để xử lý hóa chất đối với nước thải ở liều lượng nhất định. Trong bể, hệthống cánh khuấy với tốcđộlớn sẽhòa trộn nhanh, đều hóa chất với nước thải đầu vào. Mủ nổi lên được hệ thống đưa ra ngoài và mủ được tập trung lại tại thùng chứa mang đi xử lý định kỳ, sau đó nước trong tựchảy qua bể điều hòa.
- Bể điều hòa: Điều hòa lưu lượng là phương pháp được áp dụng để khắc phục các vấn đề sinh ra sự dao động của lưu lượng,cải thiện hiệu quả hoạt động của các quá trình xử lý tiếp theo.Đảm bảo an toàn cho hệ thống nếu xảy ra sự cố.Điều hoà lưu lượng, nồng độ, oxi hoá các chất ô nhiễm.Tổng hoà các nguồn khác nhau, các công đoạn xả thải khác nhau.Trong bể này, NaOH và H2SO4 được châm vào để chỉnh pH. NaOH và H2SO4 được cấp vào bởi bơm riêng và hoạt động dựa trên tín hiệu nhận được từ đầu điều khiển pH.
- Bể keo tụ: Trong bể này, hóa chất keo tụ được châm vào với liều lượng xác định. Những bông cặn nhỏ được hình thành; chất rắn lơ lửng và chất thải sẽ bám trên bề mặt những hạt tủa.
- Bể tạobông: Những bông cặn nhỏ hình thành trong quá trình keo tụ thì rất nhỏ và có tỷ trọng thấp nên lắng rất chậm. Flock, một hợp chất cao phân tử có độ nhớt cao được châm vào bể tạo bông, chúng đóng vai trò như những sợi tơ nhện quện những hạt tủa này lại với nhau tạo thành những bông lớn hơn có tỷ trọng cao hơn sẽ dễ dàng lắng nên hiệu quả lắng trong quá trình lắng sẽ tốt hơn.
- Bể lắng: Sau khi qua bể tạo bông nước thải chảy tràn qua bể này. Trong bể này,diễn ra quá trình lắng,phần nước trong sẽ chảy tràn qua bể điều hòa,phần bùn lắng xuống ở phần phễu đáy bể được bơm sang bể nén bùn.
- Bể SBR: Nước thải sau khi đi qua bể điều hòađược bơm lên bể SBR cải tiến để xử lý triệt để các chất ô nhiễm: BOD, COD, nitơ, photpho, ….. Tại đây, hệ
thống phân phối khí được lắp đặt trong bể. Khi hệ thống khuấy trộn chìm hoạt động, môi trường thiếu khí được hình thành, quá trình xử lý nitơ, phospho và các chất ô nhiễm trong nước thải diễn ra mạnh mẽ.
- Bể khử trùng: Nước trước khi về bể khử trùng nồng độ các chất ô nhiễm, lượng vi trùng cũng giảm đáng kể đến 90– 95%. Tuy nhiên lượng vi trùng vẫn còn cao và theo nguyên tác bảo vệvệsinh nguồn nước là cần giai đoạn khử trùng nước thải. Nên nhiệm vụ của bể khử trùng loại bỏ toàn bộ vi trùng còn lại sau xử lý, bằng cách sử dùng biện pháp như Clo hóa, là phương pháp đơn giản, rẻ tiền, và hiệu quảchấp nhận được. Đạt tiêu chuẩn xảthải loại A (QCVN 01:2008/BTNMT và QCVN 40:2011/BTNMT) xảra nguồn tiếp nhận.
- Cụm lọc áp lực: Bểlọc áp lực sử dụng trong công nghệ này là bể lọc áp lực đa lớp vật liệu: sỏi đỡ, cát thạch anh và than hoạt tínhđể loại bỏ các chất lơ lửng, các chất rắn không hòa tan, các nguyên tốdạng vết, halogen hữu cơ nhằm đảm bảo độtrong củanước .
- Bể chứa bùn: Bùn ở bể Aerotank được bơm tới bể chứa bùn để lưu trữ trong khoảng thời gian nhất định. Sau đó, bùn được các cơ quan chức năng thu gom và xử lý theo quy định.Tại bểchứa bùn, cánh khuấy được lấp vào bể để tránh mùi hôi sinh ra do sựphân hủy sinh học các chất hữu cơ.
- Máy ép bùn:Từ bể chứa bùn,bùn được bơm vào máy bùn để tách bớt nước ra khỏi bùn.Trước khi đến máy ép bùn, bùn nén sẽ được trộn với polymer ở bể trộn bùn để tăng hiệu quả của quá trình ép bùn.Nước sau khi ép ra phải được đưa về lại bể tiếp nhận để xử lý lại. Bùn sau khi ép có thể vận chuyển đi xử lý như chất thải rắn.
- Kỵkhí–UASB: Nước thải được bơm qua bểUASB–là công trình xửlý sinh học kỵkhí.Với ưu điểm không sửdụng oxy, bểkỵkhí có khả năng tiếp nhận nước thải với nồng độrất cao. Nước thải có nồng độô nhiễm cao sẽtiếp xúc với lớp bùn kị khí và toàn bộcác quá trình sinh hóa sẽ diễn ra trong lớp bùn này, bao gồm quá trình thủy phân, acid hóa, acetate hóa và tạo thành khí methane, và các sản phẩm cuối cùng khác. Tuy nhiên, sau khi qua bểkỵ khí, nồng độ các chất hữu cơ và các chất khác vẫn còn cao hơn tiêu chuẩn nguồn tiếp nhận theo quy định hiện hành của pháp luật nên nước thải sẽtiếp tục được xửlý sinh họcởcấp bậc cao hơn.
- Anoxit:Nước thải sau khi qua bểtuyển nổi DAF sẽtựchảy vào bểanoxic. Bể anoxic được lựa chọn để xử lý tổng hợp: khử BOD, nitrat hóa, khử NH4+ và khử NO3- thành N2, khửPhospho. Với việc lựa chọn bể bùn hoạt tính xử lý trong quá trình xử lý thiếu khí,sẽ tận dụng được lượng cacbon khi khử BOD, do đó không phải cấp thêm lượng cacbon từngoài vào khi cần khửNO3-, NH4+….
- Aerotank:Nước thải sau lắng sẽ được dẫn qua bểAerotank. Tại đây quá trình