5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1.PHÂN LOẠI QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
Qua kết quả điều tra thực tếtại các nhà máy, tác giả phân loại quy trình công nghệ chung của các nhà máy cao su tại Tây Ninh như sau:
Bảng 3.1:Công nghệ xử lý nước thải cao su tại Tây Ninh
Loại Tên công nghệ Mô tảcông nghệ
Loại I
Hệthống kỵkhí kết hợp hoá lý
Gạn mủ- Điều hoà - Hoá lý - Aerotank - Lắng - Khử trùng. Loại II Hệthống kỵkhí kết hợp hiếu khí Gạn mủ- kỵkhí–lắng –hiếu khí - lắng–khửtrùng. Loại III
Công nghệtiên tiến AAO kết hợp hoá lý
Lắng cát- Gạn mủ- Điều hoà - Tuyển nổi - Lắng - Kỵ khí - Hiếu khí - Lắng 2 - Khửtrùng
(Nguồn: Tác giảphân loại, 2013)
3.1.1. Giải thích quy trình công nghệ
Công nghệLoại I:
Nước thải được đi qua bể gạn mủ, tại đây xảy ra quá trình lắng, những bông cặn lắng xuống tạo bùn sẽ được hút bằng máy bơm đến bểchứa bùn, mủ trong nước thải sẽnổi trung bình sau 72 giờ và được vớt để tái sử dụng. Sau đó nước thải qua bể điều hoà kết hợp kỵ khí, tại đây lưu lượng nước thải được giữ ở mứcổn định và có thể thêm hoá chất nếu pH không đạt.Tiếp theo, nước thải đi đến bể Aerotank,
đây là bểhiếu khí bùn hoạt tính có nhiệm vụxửlý trung bình 36% BOD, 30% COD bằng cách đưa nước thải đi từ đáy bể thổi qua lớp bùn hoạt tính trong bể tạo môi trường hiếu khí cho vi sinh vật xử lý chất hữu cơ. Sau đó, nước thải qua bể lắng đứngtheo phương pháp trọng lực, phần nước trong sẽchảy qua bểkhửtrùng.
Theo kết quả điều tra, có 04 nhà máy sửdụng công nghê loại I (chiếm 15,4% tổng số nhà máy tại Tây Ninh), trong đó có 2 nhà máy có bể gạn mủ quá nhỏ, đường ống hẹp nên bị ứ mủkhông hoạt động tốt (chiếm 50% tổng sốnhà máy loại I) gây tắt nghẽn hệthống ngay từ đầu. Nguyên nhân là cuối vụ, nhà máy không vớt mủnổi trên bểgạn mủkịp thời.Có 01 nhà máy trong nhóm (chiếm 25%) có bể hoá lý nhưng không hoạt động.Có 02 nhà máy sử dụng lắng hoá lý dạng trọng lực (chiếm 50%) và 02 nhà máy sử dụng lắng hoá lý vừa trọng lực vừa ly tâm (chiếm 50%).
Công nghệLoại II:
Giống loại I, nước thải cao su cũng đi qua bể gạn mủ và bể kỵ khí kết hợp điều hoà. Sau đó nước thải đi qua các bể lắng hiếu khí liên tiếp, phần nước trong chảy sang bểkhửtrùng.
Theo kết quả điều tra, có 11 nhà máy sử dụng công nghệ loại II (chiếm 42,3% tổng số nhà máy tại Tây Ninh). Trong đó, 08 nhà máy không sử dụng hệ thống khử trùng (chiếm 72,7% số nhà máy loại II) mà chỉ lắng. Trong số tám nhà máy không khử trùng có 05 nhà máy thải trực tiếp ra môi trường, 03 nhà máy còn lại cho nước thải chạy vòng quanh khuôn viên nhà máy gây mùi hôi lớn. Có 7 nhà máy sử dụng lắng trọng lực (chiếm 63,6%) và 4 nhà máy sử dụng lắng lamen (chiếm 36,4%).
Công nghệLoại III:
Khác với công nghê Loại I và II, nước thải đầu tiên sẽ đi qua hệ thống lắng cát kết hợp gạn mủ để loại bỏ phần cát bẩn, sau đó nước thải đi qua bể gạn mủvà qua bể điều hoà kết hợp kỵ khí.Sau đó, nước thải qua hệthống tuyển nổi và lắng, tại đây liên tiếp diễn ra quá trình keo tụ, tạo bông vì bể được châm hoá chất. Hiện nay có 75% số nhà máy được điều tra sửdụng phèn nhôm và 25% còn lại sửdụng PAC đểkeo tụ trong các giai đoạn hoá lý. 100% các nhà máyđều sửdụng polymer đểtạo bông. Sau khi qua bểtuyển nổi và lắng, nước thải tiếp tục qua bểkỵkhí và hiếu khí
để khử BOD, COD và sau đó qua bể lắng thiếu khí khử N, P, nước trong chảy qua bểkhửtrùng.
Theo kết quả điều tra, có 06 nhà máy sử dụng công nghệ loại III (chiếm 23,07% tổng số nhà máy tại Tây Ninh). Trong đó, có 02 nhà máy chỉ sửdụng một bểlắng sau hệthống tuyển nổi (chiếm 33% tổng sốnhà máy trong nhóm) mà không dùng bểlắng thứhai sau bểhiếu khí.Có 03 nhà máy bỏ bể lắng cát đầu tiên (chiếm 50%). Có 02 nhà máy sử dụng lắng lamen và lắng ly tâm (chiếm 33,3%), 02 nhà máy sửdụng lắng trọng lực và lắng ly tâm (chiếm 33,3%).
3.1.2. Phân nhóm nhà máy theo loại công nghệ
Căn cứ vào loại quy trình công nghệ được phân chia, tác giả phân chia các nhà máy vào Nhóm I, Nhóm II, Nhóm III. Nhóm I gồm các nhà máy sửdụng công nghệloại I, nhóm II gồm các nhà máy sửdụng công nghệloại II, nhóm III gồm các nhà máy sửdụng công nghệloại III. Cụthể, danh sách các nhà máy trong mỗi nhóm được liệt kê chi tiết như sau:
- Nhóm I gồm 04 nhà máy (chiếm 22,7%): Nhà máy cao su Đồng Nguyễn, nhà máy cao su Thiên Bích, nhà máy cao su Phúc Phụng, nhà máy cao su Bích Phượng. - Nhóm II gồm 11 nhà máy (chiếm 50%): Nhà máy cao su Tiến Thành, nhà máy cao su 1/5,nhà máy cao su Nước Trong, nhà máy Tiến Thành (cơ sở 2), nhà máy Đại Lộc, nhà máy Hưng Thịnh, nhà máy Trần Đình Ân, nhà máy Sinh Thành, nhà máy Thành Lễ, nhà máy Bến Củi, nhà máy Liên Anh (cơ sở2).
- Nhóm III gồm 06 nhà máy (chiếm 27,3%): Nhà máy cao su Tân Biên, nhà máy cao su Tân Hoa, nhà máy cao su Tân Thành, nhà máy cao su Lê Bá Thành, nhà máy cao su Hiệp Hưng, nhà máy cao su Vên Vên.
3.2. ĐÁNH GIÁ LƯU LƯỢNG NƯỚC THẢI VÀ CHẤT LƯỢNG NƯỚCTHẢI THẢI
3.2.1. Đánh giá lưu lượng nước thải
Tác giả tính toán lượng nước thải của nhà máy chảy vào hệthống xửlý nước thải sản xuất, kể cả nước mưa chảy tràn của một sốnhà máy chảy vào hệthống xử lý nước thải sản xuất. Lưu lượng nước thải tại các nhóm nhà máy như sau:
Bảng 3.2: Trung bình lưu lượng nước thải qua hệ thống xử lý của các nhóm Nhóm I Nhóm II Nhóm III Lưu lượng nước thải thực tếqua
hệthống xửlý (m3/ngày.đêm) 463,7 ± 286,5 520,3 ± 18,6 424,5 ± 346,9 Công suất theo thiết kế
(m3/ngày.đêm) 438,5 ± 236,2 487,8 ± 94,2 391,7 ± 215,3 Tỷlệ vượt công suất (%) 5,7 ± 2,8 6,7 ± 3,4 8,4 ± 3,8 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
(Nguồn: Tác giảtính toán, 2013)
Ghi chú: Các kết quả được viết dạng giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn (Average±SD).
Như vậy, các nhómđều có hệ thống xửlý vượt công suất từ 5,7 đến 8,4 lần gây tình trạng quá tải cho hệthống xửlý có thể ảnh hưởng đến kết quảxửlý và chất lượng nước thải đầu ra.Trong đó nhóm I và nhóm II có mức dao động về độ lệch chuẩn nhiều nhất.Nhóm II có mức dao động độ lệch chuẩn thấp nhất. Có thể giải thích nguyên nhân là do:
- Nhóm II có lưu lượng nước thải trung bình 520,3 m3/ngày đêm, nhóm dùng công nghệ kỵ khí kết hợp thiếu khí thường áp dụng cho khu vực có diện tích đủ rộng đểxửlý nên nếu lượng nước thải ra nhiều, hệthống vẫn có thểchịu tảiở mức tương đốiổn định hơn.
- Nhóm I có lưu lượng trung bình là 463,7 m3/ngày.đêm và nhóm III có lưu lượng trung bình 424,5 m3/ngày đêm. Cả hai nhóm có đặc điểm chung là công nghệthiết kế ban đầu theo công suất nhà máy, diện tích khu xửlý vừa phải nên khi lưu lượng quá tải sẽ gây tắc nghẽn dẫn đến xử lý không đạt. Theo sốliệu điều tra, có 05 nhà máy thường xuyên gặp vấn đề quá công suất xử lý dẫn đến tắt nghẽn chiếm tỷlệ55,6% trong tổng sốnhà máy của nhóm I và III.
3.2.2. Đánh giá chất lượng nước thải
Như trình bày ở phần phương pháp nghiên cứu và chương 1, tác giả đã tiến hành lấy mẫu nước thải ngẫu nhiên tại 09 nhà máy, số lượng nhà máy trong mỗi nhóm như sau:
Bảng 3.3:Số nhà máy được lấy mẫu nước thải đi xét nghi ệm
Nhóm I Nhóm II Nhóm III Tổng
Sốnhà máy cho phép lấy mẫu nước
thải đi kiểm nghiệm 2 4 3 9
Tỷlệ% 50 36,4 50 42,8
(Nguồn: Tác giảchọn ngẫu nhiên, 2013)
Tác giảlấy mẫu nước thải đầu ra tại 09 nhà máy và gửi kiểm nghiệm tại Viện kỹ thuật nhiệt đới và Bảo vệ môi trường TP.HCM, sau đó tổng hợp kết quả, lấy trung bình kết quảxét nghiệm của từng nhóm, ta có bảng sau:
Bảng 3.4: Kết quả kiểm nghiệm mẫu nước thải các nhà máy được điều tra
Thông số Nhóm I Nhóm II Nhóm III So với cột A QCVN 01:2008/ BTNMT pH 6,3± 1,5 6,8± 1,2 7,4± 1,3 6-9 BOD5 (mg/l) 282,5± 83,6 253± 43,8 80± 38,5 30 COD (mg/l) 469,3± 60,52 380± 44,84 203± 34,8 50 TSS 46,3± 26,3 128,5± 22,4 28± 20,4 50 Tổng Nitơ 108.8± 34,84 60,5± 23,9 28,9± 21,6 15 Amoni tính theo Nitơ 86,3±21,54 46.7± 25,3 22,5± 18,9 5 Tổng Phospho 93,4± 43,68 83,7± 38,53 85,6± 38,6 4 (QCVN 40:2011)
(Nguồn: Tác giảlấy mẫu đi kiểm nghiệm và tính giá trịtrung bình, 2013)
Ghi chú: Các kết quả được viết dạng giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn (Average±SD).
- QCVN 01:2008/BTNMT–Quy chuẩn kỹthuật quốc gia về nước thải công nghiệp chếbiến cao su.
- QCVN 40:2011/BTNMT–Quy chuẩn kỹthuật quốc gia về nước thải công nghiệp (cột A quy định Phospho≤ 4 mg/l)
Tất cả các nhà máy đều có chất lượng nước thải thực tế không đạt tiêu chuẩn theo quy định. Mức độ vượt chuẩn cho phép của mỗi nhóm như sau:
- Nhóm I có các thông số vượt chuẩn như sau: BOD vượt chuẩn 9,4 lần, COD vượt 9,38 lần, TSS vượt 0,9 lần, Tổng Nitơ vượt 7,25 lần, Amoni vượt 17,26 lần, Tổng Phospho vượt 23,35 lần (so cột A, QCVN 40:2011).
- Nhóm II có sốlần vượt chuẩn như sau: BOD vượt 8,4 lần; COD vượt 7,6 lần; TSS vượt 2,57 lần; Tổng nitơ vượt 4 lần; Amoni vượt 9,34 lần; Tổng phospho vượt 20,93 lần (so cột A, QCVN 40:2011/BTNMT).
- Nhóm III có mức độ vượt chuẩn như sau: BOD vượt 2,7 lần; COD vượt 4,06 lần; TSS vượt 0.56 lần; Tổng nitơ vượt 1,9 lần; Amoni vượt 4,5 lần; tổng Phospho vượt 21,4 lần (so cột A, QCVN 40:2011).
Nhận xét chung:
Vềchất lượng nước thải, Nhóm I và nhóm II vượt rất nhiều so với tiêu chuẩn do công nghệlạc hậu, hệthống đã sửa chữa nhiều lần vẫn không đạt do vẫn áp dụng công nghệ cũ. Theo kết quả điều tra tại hai nhóm I và II thì có 9 nhà máy (chiếm 60% tổng số nhà máy của hai nhóm) đãđ ập hệ thống đi và xây lại ít nhất 4 lần mà vẫn không đạt.
Nhóm III có chất lượng nước thải gần đạt loại B. Kết quảcho thấy, nhóm III có tính ưu việt hơn về chất lượng nước thải nhưng vẫn còn một số tồn tại về nông độCOD, N, P còn khá cao.
3.3. ĐÁNH GIÁ DIỆN TÍCH MẶT BẰNG CỦA HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI
Đểcó thể đềxuất quy trình công nghệphù hợp cho diện tích mặt bằng chung tại các nhà máy, tác giảtiến hành thống kê sốliệu vềdiện tích khu xử lý nước thải hiện tại và khả năng mởrộng của khu vực này.
Tác giảtìm hiểu các bản vẽkỹthuật của nhà máy và phỏng vấn lãnhđạo nhà máy để đánh giá khả năng nhà máy có thể mở rộng diện tích cho hệ thống xử lý nước thải là bao nhiêu.Tác giảtiếp tục tính trung bình diện tích khu xửlý nước thải của từng nhóm và tính trung bình khả năng mởrộng của hệthống xửlý nước thải có thể đạtđược. Kết quả tính toán được trình bày trong bảng 3.5: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Bảng 3.5: Diện tích mặt bằng chung tại các nhà máy tính trung bình theo từng nhóm Nhóm/Diện tích Nhóm I Nhóm II Nhóm III
Diện tích toàn nhà
máy(m2) 20.600 ± 17.300 43.300 ± 2.646 56.340 ± 23.400 Diện tích khu xửlý nước
thải (m2) 2.060 ± 843,7 3.400 ± 2.230 5.240 ± 1.340 Diện tích còn trống, chưa
sửdụng (m2) 3.340 ± 1.400 15.600 ± 7.346 23.230 ± 12.300 Khả năng mởrộng diện
tích khu xửlý nước thải (m2)
5.400 ± 1.300 19.000 ± 6.300 28.470 ± 9.600
(Nguồn: Tác giảtính toán, tổng hợp sốliệu của các nhóm nhà máy, 2013)
Ghi chú: Các kết quả được viết dạng giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn (Average±SD).
Như vậy, trung bình diện tích các nhà máy có thể mởrộng thêm khoảng hơn 5.000 m2 trở lên.Trong đó, nhóm II và nhóm III có khả năng mở rộng diện tích khu vực xửlý nước thải nhiều hơn.Đây là cơ sở để tác giả đề xuất quy trình công nghệ phù hợp cho diện tích trung bình chung tại các nhà máy.
3.4. ĐÁNH GIÁCÁC NHÓM QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
Nhằm đánh giá những ưu, khuyết điểm của từng nhóm công nghệ đang áp dụng tại các nhà máy cao su tỉnh Tây Ninh từ đó đánh giá loại quy trình nào nên và không nên áp dụng, tác giả đi sâu vào phân tích chi tiết của 03 nhóm công nghệ đã phân loại ở trên theo ba tiêu chí: công nghệ, môi trường, kinh tế. Nội dung phân tích, đánh giá cụthể được trình bàyởphần tiêp theo.
3.4.1. Loại I - Hệ thốngkỵ khí kết hợp hoá lý
Vềcông nghệ:
Loại I là công nghệ đơn giản, dễvận hành, dễbảo trì nhưng chất lượng nước thải vượt tiêu chuẩn rất nhiều. Trong các nhà máy sử dụng công nghệ này, nhà máy Phúc Phụng vượt cao nhất với BOD vượt 11,6 lần, COD vượt 3,8 lần, TSS vượt 3,6 lần; nhà máy Thiên Bích có BOD vượt 14,7 lần; COD vượt 12,25 lần, TSS vượt 8,14 lần. Về đặc điểm công nghệ, hạn chếcủa công nghệnày là khi nồng độ BOD cao trên 1000 mg/l thì quá trình xử lý hiếu khí gần như bị bất hoạt nên công nghệ thuộc nhóm I khó có thể xử lý tốt BOD khi nồng độ cao.Công nghệ này hầu như không xử lý được Nitơ, Phốt pho.
Về môi trường:
Nước sau xử lý bằng công nghệ này không đạt và vượt chuẩn cho phép rất lớn ở các chỉ tiêu BOD, COD, N, P. Theo khảo sát cho thấy, khu vực xung quanh tất cảcác nhà máy thuộc nhóm này có hiện tượng phú dưỡng hoá trầm trọng và làm ô nhiễm nguồn nước, ô nhiễm mùi, gây chết cho động vật thuỷsinh, nước thải đầu ra có mùi rất hôi trong vòng bán kính 2,5km, gây bức xúc cho người dân.
Có 85% số hộ dân xung quanh nhà máy được phỏng vấn có thái độ bức xúc với mùi phát sinh từnhà máy.Công nghệ này phát sinh lượng bùn nhiều nhưng chỉ có 01 nhà máy xửlý bằng máy ly tâm sau đó làm phân để bón cho cao su.Ba nhà máy còn lại chỉ phơi bùn sau đó bón cho cao su nên tạo mùi hôi rất nhiều cho môi trường xung quanh.
Vềkinh tế:
Chi phí đầu tư thấp. Nhược điểm: phải tái đầu tư nhiều lần để theo kịp quy chuẩn, quy định mới về môi trường. Chi phí xửlý cho 1m3 nước thải trung bình tại nhóm nhà máy này trung bìnhlà 9.500 đồng.
Nhận xét chung: Công nghệnày có chi phí chấp nhận được nhưng sẽkhông xử lý đạt chuẩn. Không nên tiếp tục áp dụng công nghệnày cho xửlý nước thải cao su. Nếu muốn giữ lại công nghệ và cải tạo thì thêm bể Anoxit, mương oxy hoá nhưng kết quảxửlý cũng chỉ đạt loại B, không đạt loại A như quy định.
3.4.2. Loại II –Hệ thống kỵ khí kết hợp hiếu khí
Đây là công nghệ đơn giản nhất, đãđược áp dụng từrất lâu cho ngành cao su nhưng đến nay đã lạc hậu.Các nghiên cứu trước đây của Viện nghiên cứu cao su Quốc tế cũng khuyến cáo không nên dùng công nghệ này nữa vì chất lượng nước thải không đạt chuẩn. Cụ thể, nước thải đầu ra của các nhà máy dùng cônng nghệ này như nhà máy Tiến Thành có BOD vượt 8,6 lần, COD vượt 6,58 lần, TSS vượt 5,93 lần, Nitơ vượt 11,7 lần, Phospho vượt 25,3 lần. Nhà máy Thành Lễ có BOD vượt 9,15 lần; COD vượt 11,4 lần; TSS vượt 7,28 lần; Nitơ vượt 19,6 lần, Phospho vượt 15,8 lần.
Đây là công nghệ chưa đủ để phân huỷ các chất ô nhiễm trong nước một cách triệt để.Nồng độ TSS, MLSS luôn cao sau khi xử lý qua công nghệ này.Qua kết quả điều tra, 100% các nhà máy trong nhóm công nghệ này đều gặp vấn đều là pH của nước thải không ổn định nên việc xửlý sinh học của nhà máy luôn gặp khó khăn.Ngoài ra, các nhà máy thuộc nhóm công nghệnày còn gặp vấn đềlà không xử lý được N, P và không thểxửlý triệt để.
Về môi trường:
Tác giả thống kê cho thấy 85% các hộ dân sống quanh khu vực của 08 nhà máy trong nhóm bức xúc với mùi phát tán khoảng hơn 3 km. Tác giảkhảo sát xung quanh các nhà máy cho thấy có 9 nhà máy có nước thải đầu ra gây nên hiện tượng phú dưỡng hoá cho nguồn nước tiếp nhận (chiếm tỷ lệ 81,2% so với tổng các nhà máy trong nhóm).Đặc biệt, nước thải trực tiếp ra hệthống sông Vàm Cỏ Đông, gây phú dưỡng hoá và làm chết động vật thuỷsinh.
Vềkinh tế:
Chi phí đầu tư thấp, chi phí vận hành rẻ. Nhược điểm: phải tái đầu tư nhiều