Tính toán thiết kế công nghệ xử lý nước thải cao su mủ cốm GVHD: Trần Thị Ngọc Diệu

ĐỒ ÁN
Đề Tài: XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ
MÁY CHẾ BIẾN MŨ CAO SU
Trang 1
Tính toán thiết kế công nghệ xử lý nước thải cao su mủ cốm GVHD: Trần Thị Ngọc Diệu
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề 7
1.2. Mục tiêu đồ án 8
1.3. Nội dung đồ án 8
1.4. Phương pháp đồ án 8
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
2.1. Sơ lược về công nghệ chế biến mủ cao su (mủ cốm) 9
2.1.1. Thành phần và cấu tạo của nguyên liệu 10
2.1.2. Quy trình chế biến mủ cao su 10
2.2. Thành phần và tính chất của nước thải chế biến mủ cao su 14
2.2.1. Thành phần nước thải 14
2.2.2. Tính chất đặc trưng của nước thải 14
2.3. Đánh giá về mức độ ô nhiễm môi trường của nhà máy chế biến cao su 16
2.3.1 Các nguồn gây ô nhiễm từ nhà máy 16
2.3.2 Đánh giá mức độ ô nhiễm của nhà máy chế biến cao su 17
2.4. Các phương pháp xử lý nước thải 17
2.4.1. Phương pháp cơ học 19
2.4.2. Phương pháp hóa học và hóa lý 21
2.4.3. Phương pháp sinh học 22
Trang 2
Tính toán thiết kế công nghệ xử lý nước thải cao su mủ cốm GVHD: Trần Thị Ngọc Diệu
CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG CÔNG NGHỆ CHO HỆ THỐNG
3.1. Thành phần nước thải đầu vào 25

/l.
COD: Chemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxy hóa học, mgO
2/
l.
DO: Dissolved Oxygen – Oxy hòa tan, mgO
2
/l.
TS: Chất rắn tổng cộng
UASB: Uflow Anaerobic Sludge Blanket
SCR: Song chắn rác
QCVN: Quy chuẩn Việt Nam
TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam
Trang 5
Tính toán thiết kế công nghệ xử lý nước thải cao su mủ cốm GVHD: Trần Thị Ngọc Diệu
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1: Thành phần hóa học của mủ cao su
Bảng 2.2: Thành phần hóa học của nước thải cao su
Bảng 2.3: Các phương pháp xử lý nước thải cao su
Bảng 3.1: Thành phần nước thải đầu vào
Bảng 4.1: Thông số thiết kế song chắn rác
Bảng 4.2: Thông số thiết kế hố thu
Bảng 4.3: Thông số thiết kế bể tách mủ
Bảng 4.4: Thông số thiết kế bể keo tụ tạo bông
Bảng 4.5: Thông số thiết kế bể lắng ngang
Bảng 4.6: Thông số thiết kế UASB
Bảng 4.7: Thông số thiết kế Aerotank
Bảng 4.8: Thông số thiết kế lắng 2
Bảng 4.9: Thông số thiết kế bể trộn và cánh khuấy tuabin
Bảng 4.10: Thông số thiết kế bể nén bùn
Bảng 4.11: Thông số thiết kế bể chứa bùn

Nam Bộ như Đồng Nai, Bình Dương, Bình Phước. Những năm gần đây, cao su trở thành
một trong những mặt hàng xuất khẩu chiến lược mang lại hàng trăm triệu USD cho đất
nước, giải quyết công ăn việc làm cho hàng ngàn công nhân làm việc trong nhà máy và
hàng trăm ngàn công nhân làm việc trong các nông trường cao su. Tuy nhiên tăng trưởng
kinh tế chỉ là điều kiện cần và sẽ không bền vững nếu không kết hợp yếu tố môi trường –
xã hội. Ở nước ta, ước tính hàng năm ngành chế biến mủ cao su thải ra khoảng 5 triệu m
3
nước thải. Lượng nước thải này có nồng độ các chất hữu cơ dễ bị phân hủy rất cao như
acetic, đường, protein, chất béo… Hàm lượng COD đạt đến 2.500 – 35.000 mg/l, BOD từ
1.500 – 12.000 mg/l được xả ra nguồn tiếp nhận mà chưa được xử lý hoàn toàn ảnh
hưởng trầm trọng đến thủy sinh vật trong nước. Ngoài ra vấn đề mùi hôi phát sinh do
chất hữu cơ bị phân hủy kỵ khí tạo thành mercaptan và H
2
S ảnh hưởng môi trường không
khí khu vực xung quanh. Do đó vấn đề đánh giá và đưa ra phương án khả thi cho việc xử
lý lượng nước thải chế biến mủ cao su được nhà nước và chính quyền địa phương quan
tâm một cách đầy đủ.
Trang 8
Tính toán thiết kế công nghệ xử lý nước thải cao su mủ cốm GVHD: Trần Thị Ngọc Diệu
1.2 Mục tiêu của đồ án
Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải chế biến mủ cao su (mủ cốm) với yêu
cầu đặt ra nước thải đạt tiêu chuẩn xả thải (QCVN 01: 2008) cho nước thải đạt loại B và
TCVN 6584-2001.
1.3 Nội dung của đồ án
• Tổng quan về công nghệ sản xuất, khả năng gây ô nhiễm môi trường và phương
pháp xử lý trong ngành chế biến mủ cao su.
• Lựa chọn công nghệ, tính toán thiết kế các công trình trong hệ thống xử lý nước
thải cao su công suất 1500 m
3
/ngày đêm.

5
H
8
]
n
) có
khối lượng phân tử 10
5
– 10
7
. Nó được tổng hợp từ cây bằng một quá trình phức tạp của
carbonhydrate. Cấu trúc hóa học của cao su tự nhiên (cis-1,4-polyisoprene):
CH
2
C = CHCH
2
– CH
2
C = CHCH
2
= CH
2
C = CHCH
2
CH
3
CH
3
CH
3


• Công đoạn sấy: nhờ hệ thống bơm thổi rửa và hệ thống phân phối mủ tự động có
sàn rung để làm ráo nước và tạo độ xốp cho mủ, sau đó mủ được cho vào xe đẩy
để đưa vào lò sấy ở nhiệt độ 110 – 120
0
C trong khoảng 90 phút thì mủ chín và
vận chuyển ra khỏi lò sấy.
Trang 13
Tính toán thiết kế công nghệ xử lý nước thải cao su mủ cốm GVHD: Trần Thị Ngọc Diệu

• Công đoạn hoàn thiện sản phẩm: mủ được quạt nguội, đem cân và ép bánh với
kích thước và trọng lượng theo tiêu chuẩn TCVN 3769 – 83 (33,3 kg mỗi bánh).
Các bánh cao su được bọc bằng bao PE và đưa vào kho trữ sản phẩm.

Hóa chất cho vào theo từng công đoạn mà chủ yếu là khâu đánh đông, khâu trộn
hóa chất:
• NH
3
chống đông và khử khuẩn.
• Ở khâu trộn hóa chất thì tùy theo từng mùa, từng loại sản phẩm mà chủng loại,
thành phần, liều lượng cho vào thay đổi khác nhau, nhưng chủ yếu là: Na
2
S
2
O
3

để chống oxi hóa, HNS giúp ổn định độ nhớt, Pepsin TMD nhằm cắt mạch phân
tử. Ngoài ra còn có Metabbisulfatnatri, Phenol, Canxiclorua…
Trang 14

2
S và
mercaptan là những hợp chtấ không những không gây độc và ô nhiễm môi trường mà
chúng còn là nguyên nhân gây mùi hôi thối, ảnh hưởng đến cảnh quan môi trường và khu
dân cư khu vực.
Bảng 2.2: Thành phần hóa học của nước thải chế biến cao su (mg/l)
Trang 15
Tính toán thiết kế công nghệ xử lý nước thải cao su mủ cốm GVHD: Trần Thị Ngọc Diệu
Chỉ tiêu
Khối từ mủ đông
(mg/l)
N hữu cơ 8,1
NH
3
– N 40,6
NO
3
–N Vết
NO
2
– N KPHN
PO
4
– P 12,3
Al Vết
SO
4
2-
10,3
Ca 4,1

3
2-
thành SO
4
2-
cần 2 phân tử
oxy. Điều này giảm hiệu quả xử lý trong bể sinh học hiếu khí.
o Hàm lượng muối hòa tan Ca
2+
cao, tạo thành lớp màng chắn không cho sự vận
chuyển chất dinh dưỡng đến tế bào vi sinh vật.
2.3. Đánh giá về mức độ ô nhiễm môi trường của nhà máy chế biến cao su.
2.3.1 Các nguồn gây ô nhiễm từ nhà máy:
 Ô nhiễm nước:
Nước thải sinh hoạt: được thải ra từ quá trình giặt giũ, tắm rửa, vệ sinh của công
nhân ở nhà máy.
Nước thải công nghiệp: được thải ra từ các khâu sản xuất như đánh đông, cán, vắt,
ép…
 Ô nhiễm không khí:
Ô nhiễm mùi: Mùi trong nước thải thường gây ra bởi các khí được sản sinh trong
quá trình phân huỷ vật chất hữu cơ. Mùi rõ rệt nhất rong nước thải bị phân huỷ kỵ khí
thường là mùi cùa H
2
S, vốn là kết quả hoạt động của các vi khuẩn khử sunfat. Ngoài ra
H
2
S củng là kết quả của sự phân huỷ cả kỵ khí lẫn hiếu khí các axit amin có chứa lưu
huỳnh ở tạng thái khử.
Các axit béo bay hơi (VFA) là sản phẩm của sự phân huỷ do vi sinh vật, chủ yếu là
trong điều kiện kỵ khí, các lipid và phospholipid có trong chất ô nhiễm hữu cơ. Đây là

Rác sinh hoạt sinh ra do hoạt động sinh hoạt của công nhân trong nhà máy bao gồm:
thực phẩm, rau quả dư thừa, bọc nilon, giấy, lon, chai.
Chất thải rắn sinh ra do quá trình sản xuất bao gồm các loại mủ cao su phế thải, các
loại bao bì chứa hoá chất, phụ gia. Ngoài ra còn có các chất thải rắn là cắn bùn đất được
cô đặc lại ở các hố ga và từ hệ thống xử lý nước.
2.3.2 Đánh giá mức độ ô nhiễm của nhà máy chế biến cao su.
Hiện nay, hiện trạng ô nhiễm môi trường tại các nhà máy sơ chế cao su đang là vấn
đề bức bách cần giải quyết kịp thời.
- Nước thải sơ chế cao su, sau thời gian tồn trữ vào khoảng 2 – 3 ngày, xảy ra hiện tượng
phân huỷ, oxy hoá ảnh hưởng xấu đến môi trường.
- Nước thải ra nguồn gây ô nhiễm trầm trọng đối với nguồn nước màu, nước đục, đen
ngôm, nổi ván lợn cợn, bốc mùi hôi thối nồng đặc.
- Hàm lượng chất hữu cơ khá cao, tiêu huỷ dưỡng khí cho quá trình tự huỷ, thêm vào đó
cao su đông tụ nổi ván lên bề mặt ngăn cản oxy hoà tan dẫn đến hàm lượng DO rất bé,
làm chết thuỷ sinh vật, hạn chế sự phát triển thực vật, nhất là ở những vị trí nước tù độ
nhiễm bẩn còn biểu hiện rõ rệt.
- Tại nguồn tiếp nhận nước thải, do quá trình lên men yếm khí sinh ra các mùi hôi lan toả
khắp vùng, gây khó thở, mêt mỏi cho dân cư, nước nguồn bị nhiễm bẩn không thể sử
dụng cho sinh hoạt.
2.4. Các phương pháp xử lý nước thải
Mục đích của xử lý nước thải:
Mục đích chính là loại bỏ bớt những chất ố nhiễm có trong nước thải đến mức độ chấp
nhận được theo tiêu chuẩn quy định. Mức độ xử lý tùy thuộc vào các yếu tố sau:
 Xử lý để tái sử dụng
 Xử lý để thải ra môi trường
Hầu hết nước thải được xử lý để thải ra môi trường, trong trường hợp này yêu cầu xử lý
phụ thuộc vào nguồn tiếp nhận nước thải và quy định của từng khu vực khác nhau.
 Phương pháp xử lý cơ học
Trang 18
Tính toán thiết kế công nghệ xử lý nước thải cao su mủ cốm GVHD: Trần Thị Ngọc Diệu

 Các công trình thường được áp dụng trong xử lý nước thải cao su.
2.4.1. Phương pháp cơ học
Trong nước thải thường chứa các chất không tan ở dạng lơ lửng. Để tách các chất này
ra khỏi nước thải thường sử dụng các phương pháp cơ học như lọc qua song chắn rác
hoặc lưới chắn rác, lắng dưới tác dụng của trọng lực hoặc lực ly tâm, và lọc. Tùy theo
kích thước tính chất lý hóa, nồng độ chất lơ lửng, lưu lượng nước thải và mức độ cần
làm sạch mà lựa chọn công nghệ xử lý thích hợp.
 Song chắn rác:
Nước thải dẫn vào hệ thống xử lý trước hết phải qua song chắn rác. Tại đây, các thành
phần có kích thước lớn: lá cây, bao nilon, rác… được giữ lại. Nhờ đó tránh làm tắc
bơm, đường ống, kênh dẫn. Đây là bước quan trọng nhằm đảm bảo an toàn cho cả hệ
thống xử lý nước thải.
Song chắn rác đươc làm bằng kim loại, đặt ở cửa vào kênh dẫn, nghiêng một góc 45

–
60
o
nếu làm sạch thủ công hoặc nghiêng một góc 75 – 85
o
nếu làm sạch bằng máy.
Vận tốc qua song chắn rác giới hạn trong khoảng 0,6 – 1 m/s. Vận tốc cực tiểu 0,4
m/s, vận tốc cực đại dao động 0,75 – 1 m/s.
Hình 2.2: Song chắn rác thủ công
Trang 20
Tính toán thiết kế công nghệ xử lý nước thải cao su mủ cốm GVHD: Trần Thị Ngọc Diệu
 Bể lắng:
Nhiệm vụ lắng các hạt cặn lơ lửng có sẵn trong nước thải hoặc cặn được tao ra
từ quá trình keo tụ tao bông hay quá trình xử lý sinh học (bể lắng 2).
Trong bể lắng ngang, dòng nước thải chảy theo phương ngang qua bể với vận
tốc không lớn hơn 0,01 m/s và thời gian lưu nước từ 1,5 – 2,5 giờ.

2
(SO
4
)
3
, NaAlO
2
, FeCl
3,
…
Để tăng hiệu quả của quá trình keo tụ tạo bông, người ta thường sử dụng các
chất trợ keo tụ. Việc sử dụng chất keo tụ cho phép giảm liều lượng chất keo
tụ, giảm thời gian keo tụ và tăng tốc độ lắng của các bông keo. Các chất trợ
keo tụ nguồn gốc thiên nhiên thường dùng là tinh bột, dextrin (C
6
H
10
O
5
)
n
, các
ete, cellulose…
Hình 2.4: Bể kết tủa bông cặn
2.4.3. Phương pháp sinh học
Trang 22
Tính toán thiết kế công nghệ xử lý nước thải cao su mủ cốm GVHD: Trần Thị Ngọc Diệu
Phương pháp sinh học được ứng dụng để xử lý các chất hữu cơ hòa tan có trong nước
thải dựa trên cơ sở hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ gây ô
nhiễm. Có thể chia làm hai loại:

xa so với bùn hoạt tính hiếu khí dạng lơ lửng.
 Phương pháp xử lý hiếu khí: sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí, hoạt động
trong điều kiện cung cấp oxy liên tục.
Quá trình xử lý hiếu khí nước thải gồm ba giai đoạn sau:
- Oxy hóa các chất hữu cơ:
C
x
H
y
O
z
+ O
2
→ CO
2
+ H
2
O + △H
- Tổng hợp tế bào mới:
C
x
H
y
O
z
+ NH
3
+ O
2
Tế bào vi khuẩn + CO

thoáng, bể phản ứng…
• Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật dạng dính bám như quá trình bùn
hoạt tính dính bám, bể lọc nhỏ giọt, đĩa sinh học…
Trang 23
Tính toán thiết kế công nghệ xử lý nước thải cao su mủ cốm GVHD: Trần Thị Ngọc Diệu
Bể bùn hoạt tính với vi sinh vật sinh trưởng lơ lửng (Aerotank): quá trình phân hủy xảy
ra khi nước thải tiếp xúc với bùn trong điều kiện sục khí liên tục. Việc sục khí nhằm đảm
bảo các yêu cầu cung cấp đủ lương oxy một cách liên tục và duy trì bùn hoạt tính ở trạng
thái lơ lửng. Nồng độ oxy hòa tan trong nước ra khỏi bể lắng 2 không được nhỏ hơn 2
mg/l. Tốc độ sử dụng oxy hòa tan trong bể bùn hoạt tính phụ thuộc vào:
• Tỷ số giữa lượng thức ăn (chất hữu cơ có trong nước thải) và lượng vi sinh vật, tỷ
lệ F/M.
• Nhiệt độ
• Tốc độ sinh trưởng và hoạt độ sinh lý của vi sinh vật
• Nồng độ sản phẩm độc tích tụ trong quá trình trao đổi chất
• Lượng các chất cấu tạo tế bào
• Hàm lượng oxy hòa tan
Yêu cầu chung khi vận hành hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí là nước thải đưa vào hệ
thống cần có hàm lượng SS không vượt quá 150 mg/l, hàm lượng sản phẩm dầu mỏ
không quá 25 mg/l; pH = 6,5 - 8,5; nhiệt độ 6℃ < t℃ < 37℃.
Hình 2.6: Bể Aerotank
Trang 24
Tính toán thiết kế công nghệ xử lý nước thải cao su mủ cốm GVHD: Trần Thị Ngọc Diệu
CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG CÔNG NGHỆ CHO HỆ THỐNG
3.1 Thành phần nước thải đầu vào
Bảng 3.1: Thành phần nước thải đầu vào
Thông số Đầu vào Đơn vị
QCVN
01:2008
Lưu lượng trung bình (Q