Luận Văn Thạc Sĩ: Phương Pháp Tiền Xử Lý Nước Thải Cao Su Thiên Nhiên Loại Protein

Luận văn thạc sĩ phân tích phương pháp tiền xử lý nước thải cao su thiên nhiên loại protein, đánh giá hiệu quả xử lý và ứng dụng thực tiễn.

• Tác giả: Phan Thị Thanh Thúy
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Lan Hương
• Trường học: Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Công nghệ Sinh học
• Đề tài: Lựa chọn phương pháp tiền xử lý nước thải cao su thiên nhiên loại protein
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. Cao su thiên nhiên loại protein (DPNR)
• 1.2. Nước thải DPNR
• 1.3. Công nghệ xử lý nước thải DPNR
• 1.4. Nghiên cứu về xử lý sinh học nước thải DPNR trên thế giới
• 2. CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
• 2.1. Nguyên vật liệu
• 2.2. Phương pháp nghiên cứu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Nghiên cứu tiền xử lý nước thải DPNR
• 3.2. Lựa chọn thời gian tiền xử lý
• 3.3. Quy trình tiền xử lý
• 3.4. Đặc tính nước thải sau tiền xử lý
• 3.5. Bước đầu đánh giá hiệu quả xử lý nước thải sau tiền xử lý ở quy mô phòng thí nghiệm
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tiền xử lý nước thải

Tiền xử lý nước thải là bước quan trọng trong quy trình xử lý nước thải cao su thiên nhiên, đặc biệt là loại chứa protein. Quá trình này nhằm loại bỏ các chất rắn lơ lửng và giảm tải lượng ô nhiễm trước khi đưa vào các giai đoạn xử lý sinh học. Các phương pháp tiền xử lý bao gồm sử dụng hóa chất như CaCl2 và PAC để keo tụ và lắng cặn. Kết quả nghiên cứu cho thấy, việc kết hợp CaCl2 và PAC giúp tăng hiệu quả lắng cặn và giảm thời gian xử lý.

1.1. Lựa chọn hóa chất tiền xử lý

Việc lựa chọn hóa chất phù hợp là yếu tố quyết định hiệu quả của quá trình tiền xử lý nước thải. CaCl2 và PAC được chọn do khả năng keo tụ mạnh và giá thành hợp lý. Nghiên cứu chỉ ra rằng, nồng độ CaCl2 4g/L và PAC 10g/L là tối ưu để đạt hiệu quả lắng cặn cao nhất. Kết hợp hai hóa chất này giúp giảm thời gian lắng từ 12 giờ xuống còn 3 giờ.

1.2. Đánh giá hiệu quả tiền xử lý

Sau quá trình tiền xử lý, các chỉ số COD, N-NH4+, và SO42- trong nước thải cao su giảm đáng kể. Kết quả phân tích cho thấy, COD giảm từ 9690 mg/L xuống còn 6280 mg/L, N-NH4+ giảm từ 1750 mg/L xuống còn 1040 mg/L. Điều này chứng tỏ phương pháp tiền xử lý bằng hóa chất đạt hiệu quả cao trong việc giảm tải lượng ô nhiễm.

II. Xử lý nước thải cao su thiên nhiên

Nước thải cao su thiên nhiên đặc trưng bởi hàm lượng COD, BOD, và protein cao, gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Quy trình xử lý nước thải bao gồm các bước cơ học, hóa học và sinh học. Phương pháp xử lý sinh học được áp dụng để loại bỏ các chất hữu cơ và nitơ, đặc biệt là trong điều kiện yếm khí và hiếu khí.

2.1. Xử lý cơ học

Xử lý cơ học là bước đầu tiên trong quy trình xử lý nước thải cao su. Các phương pháp như bể gạn mủ và bể tuyển nổi được sử dụng để loại bỏ các chất rắn lơ lửng. Kết quả cho thấy, bể gạn mủ giúp loại bỏ 80% mủ cao su dư, giảm tải lượng ô nhiễm cho các bước xử lý tiếp theo.

2.2. Xử lý sinh học

Phương pháp xử lý sinh học được áp dụng để loại bỏ các chất hữu cơ và nitơ trong nước thải cao su. Các công nghệ như UASB và SBR được sử dụng để xử lý COD và N-NH4+. Kết quả nghiên cứu cho thấy, UASB giúp giảm COD từ 6280 mg/L xuống còn 2000 mg/L, trong khi SBR giảm N-NH4+ từ 1040 mg/L xuống còn 40 mg/L.

III. Công nghệ xử lý nước thải hiệu quả

Các công nghệ xử lý nước thải hiện đại như UASB, SBR, và DHS được áp dụng để xử lý nước thải cao su thiên nhiên. Những công nghệ này không chỉ giúp giảm tải lượng ô nhiễm mà còn tối ưu hóa quy trình xử lý, đảm bảo hiệu quả và tiết kiệm chi phí.

3.1. Công nghệ UASB

UASB là công nghệ xử lý nước thải hiệu quả trong điều kiện yếm khí. Nghiên cứu cho thấy, UASB giúp giảm COD từ 6280 mg/L xuống còn 2000 mg/L và tạo ra khí CH4 có thể tái sử dụng. Điều này không chỉ giảm ô nhiễm mà còn tạo ra nguồn năng lượng tái tạo.

3.2. Công nghệ SBR

SBR là công nghệ xử lý nước thải theo mẻ, phù hợp với nước thải cao su có hàm lượng N-NH4+ cao. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng, SBR giúp giảm N-NH4+ từ 1040 mg/L xuống còn 40 mg/L, đáp ứng tiêu chuẩn xả thải theo QCVN 01 - MT:2015/BTNMT.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Ngành công nghiệp cao su thiên nhiên đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế Việt Nam, với sản lượng chiếm khoảng 8,1% tổng sản lượng cao su thế giới. Năm 2021, xuất khẩu cao su đạt 1,93 triệu tấn, tương đương 3,24 tỷ USD, tăng 11,7% về khối lượng và 36,2% về giá trị so với năm 2020. Tuy nhiên, quá trình sản xuất cao su thiên nhiên loại protein (DPNR) phát sinh lượng lớn nước thải có hàm lượng ô nhiễm cao, đặc biệt là COD, BOD, SS và tổng nitơ (TN) với amoniac chiếm phần lớn. Ước tính lượng nước thải phát sinh khoảng 20 triệu m3/năm, gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng, ảnh hưởng đến đời sống người dân và chất lượng nguồn nước.

Mục tiêu nghiên cứu là lựa chọn phương pháp tiền xử lý hiệu quả nhằm giảm tải ô nhiễm cho nước thải DPNR, đồng thời đánh giá hiệu quả xử lý sinh học sau tiền xử lý ở quy mô phòng thí nghiệm. Nghiên cứu tập trung vào việc khảo sát các hóa chất tiền xử lý như phèn nhôm, PAC vàng, PAC nâu và CaCl2, xác định điều kiện tối ưu về liều lượng và thời gian xử lý. Phạm vi nghiên cứu thực hiện từ tháng 11/2021 đến tháng 4/2022 tại phòng thí nghiệm Trung tâm Cao su D2A, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc cải thiện công nghệ xử lý nước thải cao su, góp phần bảo vệ môi trường và phát triển bền vững ngành công nghiệp cao su.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình xử lý nước thải sinh học và hóa học, bao gồm:

• Lý thuyết keo tụ và kết tủa: Sử dụng các hóa chất như phèn nhôm, PAC (Poly Aluminium Chloride) và CaCl2 để trung hòa điện tích và tạo cầu nối giữa các hạt keo, giúp loại bỏ các hạt cao su dư và chất rắn lơ lửng trong nước thải.
• Mô hình xử lý sinh học kỵ khí: Hệ thống UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) sử dụng vi sinh vật kỵ khí để phân hủy các hợp chất hữu cơ, chuyển hóa thành khí sinh học gồm metan và cacbonic.
• Khái niệm chính: COD (Nhu cầu oxy hóa hóa học), BOD (Nhu cầu oxy hóa sinh học), MLSS (Chỉ số hỗn hợp chất rắn lơ lửng), MLVSS (Chất rắn lơ lửng dễ bay hơi), SMA (Hoạt tính sinh methan riêng), pH, N-NH4+ (Amoni), SO42- (Sulfat), NO2- (Nitrit).

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính là nước thải DPNR thu thập từ phòng thí nghiệm Trung tâm Cao su D2A, được bảo quản từ tháng 11/2021 đến tháng 4/2022. Bùn giống lấy từ hệ thống UASB cùng phòng thí nghiệm, với các thông số MLSS 27.770 mg/L, MLVSS 17.460 mg/L và SMA 0,9 mgCOD/gVSS/ngày.

Phương pháp nghiên cứu gồm hai giai đoạn chính:

1. Tiền xử lý nước thải DPNR bằng hóa chất: Thí nghiệm trong cốc 250 mL chứa 50 mL nước thải, bổ sung các hóa chất phèn nhôm, PAC vàng, PAC nâu, CaCl2 với liều lượng 5, 10, 15, 20 mg/L. Khuấy 5 phút, ngâm 12 giờ, sau đó lọc và phân tích các chỉ số pH, COD, N-NH4+, NO2-, SO42-.

2. Đánh giá hiệu quả xử lý sinh học: Nuôi cấy trong bình kỵ khí 120 mL chứa 25 mL bùn hoạt tính (MLSS 1000 mg/L) và 25 mL nước thải sau tiền xử lý. Điều chỉnh pH 7, khí N2 bão hòa, lắc 120 vòng/phút ở 35°C. Đo thể tích và thành phần khí metan sau 24 giờ bằng sắc ký khí GC-8A.

Các phương pháp phân tích bao gồm xác định độ ẩm, pH theo TCVN, COD bằng kit Hach, amoni bằng thuốc thử Nessler, nitrit bằng thuốc thử Griess, sulfat bằng phản ứng kết tủa BaSO4, MLSS, MLVSS và SMA theo tiêu chuẩn quốc tế.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hiệu quả các hóa chất tiền xử lý:

   • CaCl2 5 g/L làm nước thải trong hoàn toàn, pH duy trì ở 9,16, khối lượng bã rắn 61 g/L.
   • PAC vàng 10 g/L xử lý tốt, làm nước thải trong, pH 7,10, khối lượng bã 56,7 g/L.
   • Phèn nhôm 20 g/L làm giảm pH xuống 4,23, không phù hợp cho xử lý sinh học do ảnh hưởng vi sinh vật.
   • Kết hợp CaCl2 1 g/L và PAC vàng 10 g/L trong 3 giờ giảm COD còn 21.270 mg/L, pH 7,43, khối lượng bã rắn tăng lên 57,9 g/L, hiệu quả xử lý SO42- tốt hơn so với dùng riêng từng hóa chất.

2. Thời gian tiền xử lý tối ưu:

   • Thời gian 3 giờ là đủ để đạt hiệu quả xử lý cao, rút ngắn đáng kể so với 12 giờ ban đầu.
   • Thời gian 2 giờ chưa đủ để kết tủa hiệu quả, nước thải vẫn đục.

3. Đặc tính nước thải sau tiền xử lý:

   • pH duy trì trong khoảng 6-9, phù hợp với tiêu chuẩn QCVN 01-MT:2015/BTNMT.
   • COD, N-NH4+ và NO2- vẫn còn cao, cần xử lý sinh học tiếp theo.
   • SO42- giảm đáng kể khi kết hợp hai hóa chất, giảm mùi hôi và độc tính.

4. Khả năng xử lý sinh học:

   • Bùn hoạt tính trong hệ thống UASB có MLSS 27.770 mg/L, MLVSS 17.460 mg/L, SMA 0,9 mgCOD/gVSS/ngày, phù hợp cho xử lý sinh học nước thải DPNR.
   • Khí metan sinh ra sau 24 giờ cho thấy quá trình phân hủy hữu cơ hiệu quả, hỗ trợ thu hồi năng lượng.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy việc sử dụng kết hợp CaCl2 và PAC vàng là phương pháp tiền xử lý hiệu quả nhất để loại bỏ hạt cao su dư và giảm tải ô nhiễm cho nước thải DPNR. Việc duy trì pH trong khoảng trung tính giúp bảo vệ hệ vi sinh vật trong giai đoạn xử lý sinh học tiếp theo, đồng thời giảm mùi hôi khó chịu do sulfat và amoniac.

So sánh với các nghiên cứu trước đây, hiệu quả xử lý COD đạt khoảng 30% sau tiền xử lý, tương đương hoặc cao hơn một số nghiên cứu sử dụng hóa chất đơn lẻ. Thời gian xử lý 3 giờ là phù hợp với điều kiện vận hành thực tế tại các nhà máy có lưu lượng nước thải lớn, giúp tiết kiệm chi phí và tăng hiệu quả vận hành.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ thể hiện sự thay đổi COD, pH, khối lượng bã rắn theo liều lượng hóa chất và thời gian xử lý, cũng như bảng so sánh các chỉ số nước thải trước và sau tiền xử lý.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng kết hợp CaCl2 1 g/L và PAC vàng 10 g/L trong tiền xử lý nước thải DPNR để tối ưu hiệu quả loại bỏ hạt cao su dư và giảm tải ô nhiễm COD, SO42-, N-NH4+. Thời gian ngâm 3 giờ là phù hợp cho quy mô công nghiệp.

2. Duy trì pH trong khoảng 6-9 sau tiền xử lý để bảo vệ hệ vi sinh vật trong giai đoạn xử lý sinh học, tránh sử dụng phèn nhôm với liều cao do làm giảm pH quá mức.

3. Tiếp tục xử lý sinh học bằng hệ thống UASB hoặc bể bùn hoạt tính để giảm COD, BOD và các hợp chất nitơ còn lại, đồng thời thu hồi khí metan làm nguồn năng lượng tái tạo.

4. Theo dõi và kiểm soát các chỉ số môi trường định kỳ như COD, N-NH4+, SO42-, NO2- để đảm bảo nước thải sau xử lý đạt quy chuẩn QCVN 01-MT:2015/BTNMT trước khi xả ra môi trường.

5. Đào tạo nhân viên vận hành và bảo trì thiết bị tiền xử lý và sinh học nhằm đảm bảo quy trình vận hành ổn định, giảm thiểu sự cố tắc nghẽn và trào bùn.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà quản lý và kỹ sư môi trường tại các nhà máy sản xuất cao su thiên nhiên: Áp dụng kết quả nghiên cứu để cải tiến công nghệ xử lý nước thải, giảm thiểu ô nhiễm và chi phí vận hành.

2. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành Công nghệ Sinh học, Môi trường: Tham khảo phương pháp tiền xử lý và xử lý sinh học nước thải DPNR, phát triển các nghiên cứu tiếp theo về xử lý nước thải công nghiệp.

3. Cơ quan quản lý môi trường và chính sách: Sử dụng dữ liệu và kết quả nghiên cứu để xây dựng tiêu chuẩn, quy định về xử lý nước thải ngành cao su, bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng.

4. Các nhà cung cấp thiết bị và hóa chất xử lý nước thải: Nắm bắt nhu cầu và hiệu quả các loại hóa chất tiền xử lý, từ đó phát triển sản phẩm phù hợp với đặc thù nước thải cao su thiên nhiên.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao cần tiền xử lý nước thải DPNR trước khi xử lý sinh học?
   Tiền xử lý giúp loại bỏ các hạt cao su dư và chất rắn lơ lửng, tránh gây tắc nghẽn và trào bùn trong hệ thống sinh học, đồng thời giảm tải ô nhiễm hữu cơ, tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật phát triển.

2. Hóa chất nào hiệu quả nhất trong tiền xử lý nước thải DPNR?
   Kết hợp CaCl2 1 g/L và PAC vàng 10 g/L cho hiệu quả cao nhất trong việc kết tủa hạt cao su dư, giảm COD và SO42-, đồng thời duy trì pH phù hợp cho xử lý sinh học.

3. Thời gian tiền xử lý tối ưu là bao lâu?
   Thời gian 3 giờ được xác định là đủ để đạt hiệu quả xử lý cao, rút ngắn đáng kể so với 12 giờ ban đầu, phù hợp với điều kiện vận hành thực tế.

4. Nước thải sau tiền xử lý có đạt tiêu chuẩn xả thải không?
   Mặc dù pH và một số chỉ số được cải thiện, COD và N-NH4+ vẫn còn cao, cần tiếp tục xử lý sinh học để đạt quy chuẩn QCVN 01-MT:2015/BTNMT trước khi xả thải.

5. Làm thế nào để thu hồi năng lượng từ nước thải DPNR?
   Sử dụng hệ thống UASB để xử lý sinh học kỵ khí, vi sinh vật phân hủy hữu cơ tạo khí metan, có thể thu hồi làm nguồn năng lượng tái tạo, giảm chi phí vận hành.

Kết luận

• Nước thải DPNR chứa hàm lượng ô nhiễm cao, đặc biệt COD, N-NH4+ và SO42-, gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.
• Phương pháp tiền xử lý kết hợp CaCl2 1 g/L và PAC vàng 10 g/L trong 3 giờ là hiệu quả nhất để loại bỏ hạt cao su dư và giảm tải ô nhiễm.
• pH sau tiền xử lý duy trì trong khoảng 6-9, phù hợp cho quá trình xử lý sinh học tiếp theo.
• Hệ thống UASB với bùn hoạt tính có khả năng xử lý sinh học hiệu quả, đồng thời thu hồi khí metan làm năng lượng tái tạo.
• Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn để cải tiến công nghệ xử lý nước thải cao su, góp phần bảo vệ môi trường và phát triển bền vững ngành cao su thiên nhiên.

Tiếp theo, cần triển khai nghiên cứu mở rộng quy mô pilot và đánh giá hiệu quả vận hành liên tục tại các nhà máy sản xuất cao su. Các đơn vị liên quan được khuyến nghị áp dụng kết quả nghiên cứu để nâng cao hiệu quả xử lý nước thải, giảm thiểu tác động môi trường.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. TONG QUAN TAI LIEU 1.1 Cao su thiên nhién loai protein (DPNR) 1.11 Giới thiệu về DPNR Cao su thiên nhiên là một loại chất liệu có nguồn gốc từ thiên nhiên được tạo ra từ chính mủ của cây cao su, một loại cây công nghiệp phổ biến ở nước ta. Cao su thiên nhiên có tính đàn hồi cao, kháng khuẩn tốt và an toàn nên được ứng dụng vào nhiều ngành công nghiệp khác nhau: Chế tạo lốp xe ô tô, xe máy, sản xuất các thiết bị y tế chuyên dụng, thiết bị trong các ngành công nghiệp và đồ dùng gia đình,. Tuy nhiên, trong mủ cao su thiên nhiên có protein đã được chứng minh là nguyên nhân chính gây ra phản ứng dị ứng ở một số người khi sử dụng các sản phẩm là từ cao su thiên nhiên [1].

Có khoảng từ 30% đến 50% những người bị dị ứng mủ cao su cũng có phản ứng khi ăn, chạm vào hoặc thậm chí ngửi một số loại thực phẩm [2]. Có khoảng 5 đến 10% bác sĩ phẫu thuật và y tá phòng mô đã được báo cáo bị dị ứng với găng tay cao su hoặc các sản phẩm cao su khác [3]. Không những gây dị ứng cho da khi tiếp xúc trực tiếp với con người mà các loại cao su thương mại ở dạng rắn còn chứa hàm lượng protein cao sau quá trình lưu kho bảo quản protein bị phân huỷ gây nên mùi khó chịu. Để hạn chế những nhược điểm ay các nghiên cứu đã tiễn hành một loại vật liệu cao su tách protein có tên gọi là cao su thiên nhiên loại protein (DPNR).

DPNR là loại cao su có hàm lượng protein thấp, ứng dụng một số sản phẩm dùng trong thực phâm, y tế. tiếp xúc trực tiếp với da. Ngoài ra đối với mủ cao su sau khi loại bỏ protein sẽ làm tăng tính đàn hồi, cải thiện độ dẻo của vật liệu. Với những ưu điểm vượt trội như phân tích ở trên nhu cầu sử dụng cao su thiên nhiên loại protein sẽ gia tăng hơn nữa trong thời gian tới nhằm đáp ứng cho các ngành sản xuất có yêu cầu cao như y tế, điện tử, hàng tiêu dùng.2 Phân loại DPNR Có 2 dạng sản phẩm DPNR là dạng latex và dạng khối.

DPNR dang latex Tại các nhà máy sản xuất cao su protein trong cao su được loại bỏ ở giai đoạn sơ chế khi cao su còn ở dạng latex. Sau quá trình ly tâm vẫn còn tồn tại hàm lượng protein khoảng từ 0,3 — 0,45%. Tuỳ theo hàm lượng protein, DPNR latex HVTH: Phan Thi Thanh Thuy _ 20202069M 11 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS. Nguyễn Lan Hương chia thành 3 loại DPNR 5, DPNR 15, DPNR 30 tương ứng DPNR loại I, DPNR loại 2, DPNR loại 3 [4].

DPNR dang latex 1. DPNR dạng khối Có 2 dạng DPNR dạng khối là DPNR khối CV (Viscosity stabilised) và DPNR không CV (No viscosity stabilisation). DPNR khối CV (độ nhớt ôn định): Hydroxylamine neutral sulphate (HNS) được bổ sung trong quá trình tạo đông để ổn định độ nhớt. Độ nhớt ổn định khoảng 60-70 đơn vị Mooney.

Quy trình sản xuất DPNR CV được mô tả trong phụ lục 01 [3]. DPNR không CV (còn gọi là DPNR S): Không bổ sung HNS trong quá trình tạo đông. Độ nhớt ban đầu từ 70-80 đơn vị Mooney. Vì vậy, DPNR S có độ cứng lưu trữ ít hơn rất nhiều so với cao su thiên nhiên thông thường [5].

DPNR dạng khối 1. Quy trình sản xuất DPNR Quy trình tách protein chủ yếu được thực hiện bằng hai phương pháp là sử dụng urea cùng với chất hoạt động bề mặt hoặc sử dụng enzyme. Quy trình loại bỏ protein được thể hiện ở sơ đồ hình 1.3 như sau [6]: HVTH: Phan Thi Thanh Thuy — 20202069M PAGE \* MERGEFORMAT 9 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS. Nguyễn Lan Hương HANR Urea (0.04 wt%) SDS (1 wt%) SDS (1 wt%) U-DPNR latex E-DPNR latex Ly tam Ly tam U-DPNR latex E-DPNR latex Đông đặc Đông đặc Sấy khô Sấy khô U-DPNR E-DPNR Hình 1.

So dé quy trinh ché bién DPNR * Quy trình loại bỏ protein trong latex cao su thién nhién bang ure Mu cao su sử dụng trong quá trình nảy là loại mủ cao su tự nhiên mới, có hàm lượng amoniac cao (HANR). Ủ mủ cao su với 0,1% khối lượng ure cùng với 1% khối lượng SDS. Phần tinh chế được phân tán lại trong 1% khối lượng dung dịch SDS để có thể tạo ra khoảng 30% khối lượng mủ cao su khô, sau đó được làm sạch lần hai bằng ly tâm để tạo mủ U-DPNR (Deprotein Natural Rubber with Ure) và mủ fresh U-DPNR. * Quy trình loại bỏ protein trong latex cao su thién nhién bang enzyme Mũủ cao su cũng có thé được tách protein bằng cách ủ chúng với 0,04% enzym phân giải protein cùng với 1% khối lượng của SDS trong 12h ở nhiệt độ là 30 °C, sau đó ly tâm thu phần cao su đặc.

Phần tỉnh thu được phân tán lại trong 1% khối lượng dung dịch SDS để có thể tạo ra 30% khối lượng mủ cao su khô, sau đó được làm sạch lần hai bằng ly tâm để có được mủ E-DPNR (Deprotein Natural Rubber with Enzyme) và mủ fresh E-DPNR. Cao su được thu hồi lại bằng ly tâm và đông tụ với metanol được làm khô đến khối lượng không đổi bằng cách giảm áp ở nhiệt độ thường. HVTH: Phan Thi Thanh Thuy — 20202069M PAGE \* MERGEFORMAT 9 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS. Nguyễn Lan Hương 12 Nước thải DPNR 1.1 Nguồn gốc phát sinh nước thải DPNR Nguồn phát sinh nước thải DPNR được thê hiện ở sơ đồ hình 1.4 như sau: HANR (DRC 60%) H,0 (1:1) SDS 1% nae Ure 0.1% Khuay tir, ủ 75 phút DPNR Acetone 2,5% I Ty tâm 10000 rpm/phút Khuay tt, ủ 30 phút DPNR ly tâm 10000rpmjphút FF Ị SDS 0,1% SDS 0,5% Acetone 2,5% Acetone 2.5% Khuấy từ, ủ 30 phút HO Ị DPNR long | Ly tim 10000 rpmphút Nước thải DPNR Hình 1.

Sơ đồ quy trình loại protein trong cao su Từ mủ cao su thiên nhiên có hàm lượng chất khô 60% (công ty cổ phần cao su MerufA) được pha loãng với nước (bố sung SDS 1%, ure 0,1%) theo tỷ lệ 1:1. Thêm từ từ aceton với hàm lượng 2,5%, ủ trong 75 phút. Sau đó mủ sao su được ly tâm ở 10.000 rpm ở 30 phút và 15°C, dịch sau quá trình ly tâm được loại bỏ và thu phần kem. Tiếp theo, hòa tan phần kem với nước có bổ sung SDS 0,5% và aceton 2,5%.

Thêm từ từ aceton với hàm lượng 2,5% và ủ trong 30 phút, đem ly tâm 10.000 rpm ở 30 phút và 15 °C thu được nước thải. Lần ly tâm thứ ba tương tự như lần li tâm thứ hai nhưng hàm lượng SDS được bồ sung là 0,1%. Nước thải cao su ly tâm loại protein thu được sau ba quá trình ly tâm cao su [1]. Từ sơ đồ quy trình loại protein cho thấy trong quá trình sản xuất DPNR, nước thải phát sinh từ khâu ly tâm và vệ sinh máy ly tâm.

Ngoài ra, còn phát sinh trong quá trình vận chuyển, lưu trữ và xử lý cao su thô đầu vào, quá trình sản HVTH: Phan Thị Thanh Thúy — 20202069M PAGE \* MERGEFORMAT 9 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS. Nguyễn Lan Hương xuất, pha trộn tạo ra các sản phẩm từ nước thải vệ sinh, dọn dẹp, rửa máy móc trang thiết bị, rửa sàn nhà máy, khu vực sản xuất.2 Đặc tính nước thải DPNR Đặc tính nước thải DPNR và nước thxải sơ chế cao su thiên nhiên được thể hiện ở bảng 1.1 nhu sau: Bảng 1. Đặc tính nước thải DP)NR, nước thải cao su Ìy tâm Thông Nước thải từ các quá trình sơ chế QCVN 01 - số MT:2015/BTNMT Cao su lytâm [7| DPNR sautiénxirly Cơsở Cơsở đang [26] mới hoạt động pH 8,1 —9,4 6,5+0,1 6-9 6-9 COD 7590 — 26920 96904380 200 250 BOD 7590 — 13820 6280+1060 50 50 TSS 470 — 2220 3320045340 100 100 TN 450 — 1310 26004250 60 80 N-NH,* 290 — 1040 17504340 40 60 So,” - 30+10 = - Don vi: mg/L (trie pH) Cột A: Nước thải được phép xả ra nguồn nước dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt. Cột B: Nước thải được phép xả ra nguôn nước không dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt.1 cho thấy mức độ ô nhiễm của hai loại nước thải là rất cao so với QCVN 01 - MT:2015/BTNMT.

Nước thải DPNR sau tiền xử lý có pH 6.1; Hàm lượng COD, tổng nitơ, N-NH,' lần lượt là 9690+380; 2600+250; HVTH: Phan Thị Thanh Thúy — 20202069M PAGE \* MERGEFORMAT 9 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: PGS. Nguyễn Lan Hương 1750+340 cao hơn so với nước thải cao su ly tâm có thể do trong quá trình sản xuất cao su, nhà sản xuất bổ sung thêm SDS va Urea trong quá trình ly tâm để loại bỏ protein làm tăng COD, TN và amon của nước thải. Nước thải nhà máy sơ chế cao su không được xử lý trước khi thải ra môi trường sẽ phát sinh mùi hôi thối khó chịu do hàm lượng hữu cơ, nitơ cao trong nước thải ảnh hưởng đến môi trường không khí xung quanh, đời sống kinh tế và sức khoẻ con người. 13 Công nghệ xử lý nước thải DPNR 1.1 Xử lý cơ học loại bỏ chất rắn lơ lửng Phương pháp cơ học được sử dụng để loại bỏ mủ cao su dư hay những chất rắn lơ lửng có kích thước và tỷ trọng lớn trong nước thải, với mục đích giảm hàm lượng chất ô nhiễm và giảm tải cho hệ thống xử lý nước thải.

Hiện nay, có nhiều phương pháp cơ học được sử dụng dé loại bỏ chất rắn lơ lửng như: Bê gạn mủ, hệ thống bể gạn mủ — bé ổn định — bê thôi khí — bể keo tụ — bể tuyển nỗi [8]. Bé gan mii Bề gạn mủ là một bể chứa được chia làm nhiều ngăn để làm cho dòng chảy qua nó bị đổi hướng nhiều lần theo phương thắng đứng. Thiết bị nay dé loại bỏ mủ cao su dư trong nước thải [8]. Hệ thống bề gạn mủ — bề ồn định — bề thổi khí — bỀ keo tụ — bề tuyển nổi Nước thải chảy vào bể gạn mủ qua các ngăn theo đường zig zắc để cho các hạt cao su nồi lên mặt nước và thu được các hạt cao su [9].

Sau đó nước thải được đưa vào bê ôn định, thời gian lưu 2 ngày đề hạt cao su tiếp tục nỗi lên. Tiếp theo nước thải đưa vào bê thôi khí: Tại đây các hạt cao su khó tách được dòng khí đây lên mặt nước. Nước sau bề thôi khí vào bề keo tụ: tại bể keo tụ có mô tơ khuấy có lắp cánh gạt để hoà trộn nước thải với hoá chất keo tụ là PAC. Cuối cùng nước chảy vào bề tuyển nổi để loại bỏ bông keo vì quá trình keo tụ tạo bông có khả năng khử màu và cặn lơ lửng rat t6t [8].