I. Xử lý nước thải chế biến cao su
Xử lý nước thải chế biến cao su là một vấn đề cấp thiết trong ngành công nghiệp cao su tại Việt Nam. Nước thải từ quá trình chế biến cao su chứa hàm lượng cao các chất hữu cơ, nitơ, photpho và chất rắn lơ lửng (TSS), gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Các phương pháp xử lý truyền thống như kỵ khí UASB, mương oxy hóa, và hồ sinh học thường không đạt hiệu quả cao, dẫn đến việc các chỉ tiêu BOD, COD, N-amoni, và TN vượt quá quy chuẩn cho phép. Nghiên cứu xử lý nước thải chế biến cao su bằng phương pháp hóa lý sinh học kết hợp nhằm giải quyết đồng thời các vấn đề thu hồi năng lượng, dinh dưỡng, và nâng cao hiệu suất xử lý.
1.1. Đặc trưng nước thải chế biến cao su
Nước thải chế biến cao su có đặc trưng ô nhiễm cao với hàm lượng COD, BOD, N-amoni, và TSS vượt quá tiêu chuẩn cho phép. Các thành phần chính bao gồm chất hữu cơ, nitơ, photpho, và chất rắn lơ lửng. Nguồn gốc nước thải chủ yếu từ quá trình rửa mủ, tách gạn, và các công đoạn chế biến khác. Nước thải cao su cần được xử lý triệt để để đảm bảo không gây ô nhiễm môi trường và tuân thủ các quy chuẩn về chất lượng nước thải công nghiệp.
1.2. Công nghệ xử lý nước thải hiện tại
Các công nghệ xử lý nước thải chế biến cao su hiện nay chủ yếu kết hợp các phương pháp kỵ khí, hiếu khí, và hồ sinh học. Tuy nhiên, các hệ thống này thường gặp hạn chế về hiệu suất xử lý, đặc biệt là với các chỉ tiêu COD, N-amoni, và TN. Công nghệ xử lý cần được cải tiến để đáp ứng yêu cầu ngày càng khắt khe về môi trường, đồng thời tận dụng các nguồn tài nguyên có thể thu hồi từ nước thải.
II. Phương pháp hóa lý sinh học kết hợp
Phương pháp hóa lý sinh học kết hợp là một hướng tiếp cận mới trong xử lý nước thải chế biến cao su, nhằm nâng cao hiệu suất xử lý và thu hồi các nguồn tài nguyên. Phương pháp này kết hợp giữa xử lý hóa lý và xử lý sinh học, tận dụng ưu điểm của cả hai phương pháp để xử lý triệt để các chất ô nhiễm. Kết hợp hóa lý sinh học không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm mà còn thu hồi năng lượng (khí biogas) và các chất dinh dưỡng (nitơ, photpho) từ nước thải.
2.1. Xử lý sinh học kỵ khí
Xử lý sinh học kỵ khí được áp dụng để phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải và thu hồi khí biogas. Thiết bị EGSB (Expanded Granular Sludge Bed) được sử dụng để tăng hiệu suất xử lý COD và ổn định quá trình phân hủy kỵ khí. Kết quả nghiên cứu cho thấy, thiết bị EGSB hoạt động ổn định với hiệu suất xử lý COD trung bình trên 80%, đồng thời thu hồi được lượng khí biogas đáng kể.
2.2. Kết tủa Magie Amoni Photphat MAP
Kết tủa MAP là phương pháp hóa lý được sử dụng để thu hồi đồng thời nitơ và photpho từ nước thải chế biến cao su. Phương pháp này dựa trên phản ứng giữa magie, amoni, và photphat để tạo thành kết tủa MAP, có thể sử dụng làm phân bón. Kết quả nghiên cứu cho thấy, khi bổ sung đồng thời magie và photphat, hiệu suất loại bỏ N-NH4+ đạt 80,9%, và khối lượng kết tủa thu hồi là 4,85 g/L nước thải.
III. Ứng dụng và đề xuất công nghệ
Nghiên cứu xử lý nước thải chế biến cao su bằng phương pháp hóa lý sinh học kết hợp đã đề xuất một quy trình công nghệ hiệu quả, bao gồm các bước xử lý kỵ khí, kết tủa MAP, và xử lý hiếu khí. Quy trình này không chỉ đảm bảo hiệu suất xử lý cao mà còn thu hồi được các nguồn tài nguyên từ nước thải. Công nghệ xử lý đề xuất đáp ứng được các tiêu chuẩn về chất lượng nước thải công nghiệp, đồng thời mang lại lợi ích kinh tế và môi trường.
3.1. Thiết bị SBR cải tiến
Thiết bị SBR (Sequencing Batch Reactor) cải tiến được phát triển để xử lý đồng thời các chất hữu cơ và nitơ trong nước thải chế biến cao su. Thiết bị này có quy trình vận hành đơn giản và tiết kiệm năng lượng. Kết quả nghiên cứu cho thấy, hiệu suất xử lý COD, N-NH4+, và TN của thiết bị SBR cải tiến lần lượt đạt 97%, gần 100%, và 94-97%, đáp ứng các tiêu chuẩn về chất lượng nước thải.
3.2. Đề xuất quy trình công nghệ
Quy trình công nghệ đề xuất bao gồm các bước: xử lý kỵ khí bằng thiết bị EGSB, kết tủa MAP để thu hồi nitơ và photpho, và xử lý hiếu khí bằng thiết bị SBR cải tiến. Quy trình này đảm bảo hiệu suất xử lý cao, đồng thời thu hồi được năng lượng và các chất dinh dưỡng từ nước thải chế biến cao su.
