Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Ngành công nghiệp chế biến cao su thiên nhiên đóng vai trò kinh tế quan trọng tại Việt Nam. Tuy nhiên, hoạt động sơ chế mủ cao su phát sinh lượng lớn nước thải có mức độ ô nhiễm hữu cơ và dinh dưỡng rất cao. Trước đây, nhiều cơ sở chế biến xả thải trực tiếp hoặc xử lý chưa đạt chuẩn, gây suy thoái chất lượng nguồn nước mặt và thất thoát một lượng mủ cao su đáng kể.

Nhà máy chế biến cao su Cẩm Mỹ (trực thuộc Công ty TNHH MTV Tổng Công ty Cao su Đồng Nai) được xây dựng từ trước năm 1975, khôi phục và hoạt động trở lại từ năm 1982. Cuối năm 1999 - đầu năm 2000, nhà máy đã xây dựng hệ thống xử lý nước thải bằng công nghệ bùn hoạt tính. Tuy nhiên, qua nhiều lần kiểm tra và cải tạo, chất lượng nước thải sau xử lý vẫn chưa đáp ứng quy chuẩn môi trường hiện hành khi xả vào nguồn tiếp nhận là Suối Sóc. Do đó, việc thiết kế một hệ thống xử lý nước thải mới có hiệu quả xử lý cao, vận hành ổn định và đáp ứng các tiêu chuẩn xả thải nghiêm ngặt là yêu cầu cấp thiết.

Đồ án xác định các mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể như sau:

  1. Thu thập số liệu, tài liệu, đánh giá tổng quan về công nghệ sản xuất, đặc trưng phát sinh ô nhiễm và các phương pháp xử lý nước thải chế biến cao su.
  2. Khảo sát, phân tích hiện trạng sản xuất và thu thập số liệu nguồn thải tại Nhà máy chế biến cao su Cẩm Mỹ.
  3. Đề xuất quy trình công nghệ xử lý phù hợp; tính toán thiết kế chi tiết các công trình đơn vị với công suất $800\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$, đảm bảo chất lượng nước thải đầu ra đạt Cột A theo QCVN 01-MT:2015/BTNMT trước khi xả vào Suối Sóc.
  4. Phân tích khía cạnh kinh tế - kỹ thuật - môi trường của trạm xử lý để đảm bảo tính khả thi khi áp dụng tại nhà máy.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Nước thải phát sinh từ dây chuyền sản xuất mủ cao su khối (SVR) và nước thải sinh hoạt của cán bộ công nhân viên tại Nhà máy chế biến cao su Cẩm Mỹ.
  • Phạm vi không gian: Trạm xử lý nước thải đặt tại khuôn viên Nhà máy chế biến cao su Cẩm Mỹ, ấp Suối Sóc, xã Xuân Mỹ, huyện Cẩm Mỹ, tỉnh Đồng Nai; nguồn tiếp nhận nước thải sau xử lý là Suối Sóc (cách trạm xử lý 500m).
  • Phạm vi thời gian: Đề tài được thực hiện từ ngày 28/11/2016 đến ngày 01/04/2017.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án xây dựng dựa trên hệ thống cơ sở pháp lý và các nguyên lý kỹ thuật môi trường chuyên ngành:

  • Văn bản pháp lý và quy chuẩn kỹ thuật:
    • Căn cứ Luật Bảo vệ môi trường và Nghị định số 175/CP ngày 18/10/1994 của Chính phủ hướng dẫn thi hành Luật Bảo vệ môi trường.
    • Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sơ chế cao su thiên nhiên: QCVN 01-MT:2015/BTNMT (Cột A).
  • Cơ sở lý thuyết kỹ thuật:
    • Quá trình xử lý cơ học: Tách rác thô bằng song chắn rác; tách hạt cặn vô cơ theo quy luật lắng trọng lực; điều hòa lưu lượng và nồng độ chất bẩn.
    • Quá trình xử lý hóa lý: Trung hòa pH axit bằng dung dịch kiềm (NaOH); keo tụ - tạo bông bằng phèn và chất trợ keo tụ; tách hạt cao su lơ lửng bằng phương pháp tuyển nổi áp lực; khử trùng nước bằng hợp chất Clo.
    • Quá trình xử lý sinh học kỵ khí: Động học phân hủy kỵ khí dòng chảy ngược qua tầng đệm bùn (bể UASB), chuyển hóa các hợp chất hữu cơ mạch dài thành khí sinh học ($\text{CH}_4, \text{CO}_2$).
    • Quá trình xử lý sinh học thiếu khí - hiếu khí (Anoxic - Aerotank) và màng sinh học di động (MBBR): Động học tăng trưởng của vi sinh vật tự dưỡng (quá trình nitrat hóa amoni thành nitrat) và vi sinh vật dị dưỡng (quá trình oxy hóa BOD/COD và khử nitrat thành khí $\text{N}_2$).
    • Cơ chế tự làm sạch và ổn định sinh học trong hồ tùy nghi (kết hợp quang hợp của tảo và phân hủy của vi khuẩn ở 3 tầng nước).

Phương pháp nghiên cứu thực hiện bao gồm:

  • Phương pháp thu thập và tổng hợp tài liệu: Khai thác các tài liệu kỹ thuật xử lý nước thải, số liệu sản xuất thực tế tại Tổng công ty Cao su Đồng Nai và các công trình nghiên cứu về nước thải cao su trong và ngoài nước.
  • Phương pháp tính toán công nghệ kỹ thuật: Ứng dụng các công thức thủy lực, tải trọng bề mặt, tải trọng thể tích và các thông số động học vi sinh để xác định kích thước, dung tích và chế độ vận hành của từng công trình đơn vị.
  • Phương pháp đồ họa kỹ thuật: Thể hiện sơ đồ dây chuyền công nghệ, mặt bằng tổng thể và cấu tạo chi tiết các bể xử lý.
  • Phương pháp so sánh, đánh giá kinh tế - kỹ thuật: Phân tích, so sánh hiệu quả xử lý, diện tích chiếm đất, mức độ tiêu hao năng lượng và chi phí vận hành giữa các phương án công nghệ đề xuất.

Nguồn dữ liệu sử dụng:

  • Báo cáo sản xuất, số liệu tiêu thụ nước và kiểm tra nguồn thải thực tế tại Nhà máy chế biến cao su Cẩm Mỹ năm 2017.
  • Số liệu thành phần hóa học và đặc tính ô nhiễm của nước thải ngành chế biến cao su từ Bộ môn Chế biến - Viện Nghiên cứu Cao su Việt Nam (1999).

Thiết kế và triển khai hệ thống kỹ thuật

Hệ thống xử lý nước thải Nhà máy chế biến cao su Cẩm Mỹ được thiết kế với công suất định mức $800\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$. Nước thải phát sinh từ quá trình sản xuất mủ khối và sinh hoạt được thu gom chung để xử lý.

Thông số ô nhiễm Đơn vị Nước thải đầu vào Giới hạn Cột A (QCVN 01-MT:2015/BTNMT)
pH - 5,6 6 – 9
TSS mg/l 760 50
$\text{BOD}_5$ mg/l 2850 30
COD mg/l 4600 100
Tổng Nitơ (TN) mg/l 450 50
Tổng Photpho (TP) mg/l 24 -

Tác giả đề xuất và so sánh 2 phương án dây chuyền công nghệ:

  • Phương án 1 (Công nghệ UASB kết hợp cụm Anoxic – Aerotank và Hồ tùy nghi):
    • Dây chuyền: Nước thải đầu vào $\rightarrow$ Song chắn rác $\rightarrow$ Hố thu gom $\rightarrow$ Bể gạn mủ $\rightarrow$ Bể tuyển nổi $\rightarrow$ Bể trung hòa (châm NaOH) $\rightarrow$ Bể UASB $\rightarrow$ Bể Anoxic $\rightarrow$ Bể Aerotank $\rightarrow$ Bể lắng đứng $\rightarrow$ Hồ tùy nghi $\rightarrow$ Bể lọc áp lực $\rightarrow$ Bể khử trùng $\rightarrow$ Bể chứa nước $\rightarrow$ Nguồn tiếp nhận (Suối Sóc).
    • Xử lý bùn: Bùn từ bể tuyển nổi, UASB và bể lắng đứng được dẫn về Bể chứa bùn $\rightarrow$ Bể nén bùn $\rightarrow$ Máy ép bùn $\rightarrow$ Đưa đi xử lý. Nước tách bùn được bơm tuần hoàn lại hố thu gom. Dòng bùn hoạt tính từ bể lắng đứng và dòng nitrate từ bể Aerotank được tuần hoàn về bể Anoxic.
  • Phương án 2 (Công nghệ UASB kết hợp bể màng sinh học di động MBBR và Hồ tùy nghi):
    • Dây chuyền: Tương tự phương án 1 nhưng thay thế cụm bể Anoxic – Aerotank bằng bể MBBR (kết hợp đồng thời quá trình hiếu khí, thiếu khí và kỵ khí trên giá thể chuyển động).
Công trình đơn vị Phương án 1 - C (mg/l) Phương án 1 - Hiệu suất H (%) Phương án 2 - C (mg/l) Phương án 2 - Hiệu suất H (%)
Song chắn rác TSS: 722; BOD: 2708; COD: 4370; TN: 450 TSS: 5%; BOD: 5%; COD: 5%; TN: 0% TSS: 722; BOD: 2708; COD: 4370; TN: 450 TSS: 5%; BOD: 5%; COD: 5%; TN: 0%
Bể tuyển nổi TSS: 144; BOD: 2166; COD: 3277; TN: 450 TSS: 80%; BOD: 20%; COD: 25%; TN: 0% TSS: 144; BOD: 2166; COD: 3277; TN: 450 TSS: 80%; BOD: 20%; COD: 25%; TN: 0%
Bể trung hòa TSS: 144; BOD: 2166; COD: 3277; TN: 450 0% (điều chỉnh pH 6,6 - 7,6) TSS: 144; BOD: 2166; COD: 3277; TN: 450 0% (điều chỉnh pH 6,6 - 7,6)
Bể UASB TSS: 115; BOD: 325; COD: 492; TN: 450 TSS: 20%; BOD: 85%; COD: 85%; TN: 0% TSS: 115; BOD: 325; COD: 492; TN: 450 TSS: 20%; BOD: 85%; COD: 85%; TN: 0%
Bể Anoxic (PA1) TSS: 81; BOD: 293; COD: 443; TN: 90 TSS: 30%; BOD: 10%; COD: 10%; TN: 80% - -
Aerotank + Lắng 2 (PA1) / MBBR + Lắng 2 (PA2) TSS: 24; BOD: 44; COD: 67; TN: 72 TSS: 70%; BOD: 85%; COD: 85%; TN: 20% TSS: 35; BOD: 49; COD: 74; TN: 90 TSS: 70%; BOD: 85%; COD: 85%; TN: 80%
Hồ tùy nghi TSS: 9,6; BOD: 13,3; COD: 27; TN: 29 TSS: 60%; BOD: 70%; COD: 60%; TN: 60% TSS: 14; BOD: 15; COD: 30; TN: 36 TSS: 60%; BOD: 70%; COD: 60%; TN: 60%
Đầu ra sau xử lý TSS: 9,6; BOD: 13,3; COD: 27; TN: 29 Đạt Cột A QCVN 01-MT:2015/BTNMT TSS: 14; BOD: 15; COD: 30; TN: 36 Đạt Cột A QCVN 01-MT:2015/BTNMT

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan về Nhà máy Chế biến Cao su Cẩm Mỹ - Công ty Cao su Đồng Nai

  • Tổng công ty Cao su Đồng Nai (DONARUCO): Thành lập ngày 02/06/1975 trên cơ sở tiếp quản 12 đồn điền thuộc 4 công ty tư bản Pháp (Công ty Những Đồn Điền Đất Đỏ, SPTR, LCD, SIBH). Hiện quản lý 48.532 ha đất (trong đó có 35.387 ha vườn cây khai thác), 13 nông trường và 4 nhà máy chế biến trực thuộc (An Lộc, Xuân Lập, Cẩm Mỹ, Long Thành) cùng 1 nhà máy cổ phần (Hàng Gòn). Sản phẩm chính là cao su thiên nhiên sơ chế (SVR L, SVR 3L, SVR CV50, SVR CV60, SVR 5, SVR 10, SVR 20, Latex HA/LA), chiếm 96% doanh thu công ty và khoảng 10% tổng sản lượng cao su cả nước.
  • Nhà máy Chế biến Cao su Cẩm Mỹ: Diện tích mặt bằng $30.551\text{ m}^2$ (diện tích cây xanh $5.000\text{ m}^2$, chiếm 16%). Nhà máy sản xuất mủ khối SVR (chủ yếu là CV60, SVR 3L, SVR 5). Công suất chế biến trung bình đạt khoảng 463 tấn/tháng; mùa cao điểm (tháng 10 - tháng 12) vận hành 2 dây chuyền với công suất 25 - 35 tấn/ngày; tạm ngưng sản xuất vào mùa cây rụng lá (tháng 2 - tháng 4). Dây chuyền sản xuất gồm 4 công đoạn: (1) Tiếp nhận và xử lý mủ nước; (2) Gia công cơ học (đánh đông bằng axit formic, cán kéo, băm cốm); (3) Gia nhiệt (sấy ở nhiệt độ $110\text{--}120^\circ\text{C}$ bằng lò sấy L25 công suất 2,5 tấn/h); (4) Hoàn thiện sản phẩm (làm nguội, ép kiện $33\text{--}35\text{ kg/bánh}$, đóng ballet gỗ $1{,}2\text{ tấn}$).
  • Hiện trạng cấp và thoát nước: Nhu cầu sử dụng nước năm 2017 khoảng $241\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$ (nước sản xuất $231\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$ lấy từ Suối Sóc và tái sử dụng $1/3$ lượng nước sau xử lý; nước sinh hoạt $10\text{ m}^3/\text{ngày}$ lấy từ 4 giếng khoan sâu 60m). Tổng lượng nước thải phát sinh thực tế là $217{,}6\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$ (gồm $210{,}4\text{ m}^3/\text{ngày}$ nước thải sản xuất và $7{,}2\text{ m}^3/\text{ngày}$ nước thải sinh hoạt).
  • Đặc trưng ô nhiễm: Nước thải chế biến cao su có pH thấp ($4{,}2\text{--}5{,}9$) do dùng axit formic đánh đông mủ; hơn 90% chất rắn là chất rắn bay hơi hữu cơ; hàm lượng amoni rất cao ($40\text{--}400\text{ mg/l}$) do sử dụng $\text{NH}_3$ làm chất chống đông tụ trong khâu thu hoạch và tồn trữ mủ.

Chương 2: Các phương pháp xử lý nước thải

  • Xử lý cơ học: Trình bày cấu tạo và nguyên lý hoạt động của song chắn rác (vận tốc qua khe $0{,}6\text{--}1{,}0\text{ m/s}$, góc nghiêng $60\text{--}70^\circ$), lưới lọc (mắt lưới $0{,}1\text{--}0{,}5\text{ mm}$), bể lắng cát (vận tốc chảy $\le 0{,}3\text{ m/s}$), bể điều hòa và bể lọc cơ học (vật liệu cát thạch anh, than hoạt tính, sỏi nghiền).
  • Xử lý hóa lý: Phân tích kỹ thuật trung hòa nước thải axit bằng xút (NaOH) hoặc vôi; cơ chế keo tụ - tạo bông với phèn nhôm $\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3$, phèn sắt kết hợp chất trợ keo tụ (tinh bột, dextrin); nguyên lý tuyển nổi bọt khí mịn tách hạt mủ lơ lửng; các phương pháp khử trùng nước thải (clo hóa, ozon hóa, tia UV).
  • Xử lý sinh học:
    • Hiếu khí: Phân tích ao hồ hiếu khí tự nhiên (sâu $0{,}3\text{--}0{,}5\text{ m}$, tải trọng $250\text{--}300\text{ kg BOD/ha}$, thời gian lưu $3\text{--}12\text{ ngày}$) và hồ có sục khí (sâu $2\text{--}4{,}5\text{ m}$, tải trọng $400\text{ kg BOD/ha}$); bể phản ứng bùn hoạt tính hiếu khí Aerotank (hiệu suất BOD đạt 90%); mương oxy hóa (chiều sâu $0{,}7\text{--}1{,}0\text{ m}$, vận tốc dòng $> 0{,}3\text{ m/s}$, thời gian lưu 24h).
    • Kỵ khí: Hồ kỵ khí (chiều sâu $2{,}5\text{--}3{,}5\text{ m}$, hiệu suất khử BOD $65\text{--}80%$ vào mùa hè); bể kỵ khí dòng chảy ngược qua tầng đệm bùn UASB (vận tốc dòng dâng $0{,}6\text{--}0{,}9\text{ m/h}$, duy trì pH $6{,}6\text{--}7{,}6$, độ kiềm $1000\text{--}5000\text{ mg/l}$, hiệu suất xử lý COD đến 80 - 85%).
    • Hiếu - kỵ khí kết hợp: Hồ tùy nghi (chiều sâu $1\text{--}2\text{ m}$, tải trọng $0{,}03\text{ kg BOD/m}^3\text{.ngày}$, thời gian lưu $20\text{--}25\text{ ngày}$).
  • Kinh nghiệm quốc tế: Tổng kết các mô hình xử lý nước thải cao su tại Malaysia, Indonesia, Thái Lan gồm chuỗi hồ kỵ khí - tùy nghi, hồ kỵ khí - thoáng khí và mương oxy hóa.

Chương 3: Đề xuất, lựa chọn công nghệ xử lý nước thải cho nhà máy

  • Xây dựng các nguyên tắc lựa chọn công nghệ dựa trên lưu lượng $800\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$, đặc tính nước thải đầu vào, mặt bằng xây dựng và yêu cầu nước đầu ra đạt Cột A QCVN 01-MT:2015/BTNMT.
  • Thiết lập sơ đồ công nghệ chi tiết cho Phương án 1 (công nghệ sinh học truyền thống UASB + Anoxic + Aerotank + Lắng 2 + Hồ tùy nghi) và Phương án 2 (công nghệ UASB + MBBR + Lắng 2 + Hồ tùy nghi).
  • Lập bảng cân bằng vật chất và tính toán hiệu suất xử lý dự kiến qua từng công trình đơn nguyên cho cả 2 phương án.

Chương 4: Tính toán các công trình đơn vị

  • Xác định các thông số tính toán thủy lực ban đầu: Lưu lượng thiết kế ngày $Q_{ng.đ} = 800\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$; hệ số không điều hòa $K_{ch}$.
  • Tính toán kích thước, thông số kỹ thuật và thiết bị cho từng công trình đơn vị (theo danh mục bảng tính toán trong đồ án):
    • Song chắn rác thủ công (Bảng 4.2, 4.3).
    • Hố thu gom nước thải (Bảng 4.4).
    • Bể gạn mủ để thu hồi mủ tươi tái sản xuất (Bảng 4.5).
    • Bể tuyển nổi áp lực (Bảng 4.6).
    • Bể trung hòa có châm NaOH (Bảng 4.7).
    • Bể UASB xử lý kỵ khí (Bảng 4.8).
    • Bể thiếu khí Anoxic (Bảng 4.10) dựa trên thông số động học bùn vi sinh tự dưỡng và dị dưỡng (Bảng 4.9).
    • Bể hiếu khí Aerotank (Bảng 4.11) và bể MBBR (Bảng 4.20).
    • Bể lắng đợt 2 (Bảng 4.12, 4.21).
    • Hồ tùy nghi hoàn thiện chất lượng nước.
    • Bể lọc áp lực (Bảng 4.16, 4.25).
    • Bể khử trùng Chlorine (Bảng 4.17, 4.18, 4.26, 4.27).
    • Bể chứa nước sạch sau xử lý (Bảng 4.19, 4.28).
    • Khối công trình xử lý bùn: Bể chứa bùn (Bảng 4.14, 4.23), bể nén bùn (Bảng 4.15, 4.24) và máy ép bùn.

Chương 5: Phân tích tính kinh tế - kỹ thuật - môi trường

  • Tính toán chi phí đầu tư xây dựng công trình và lắp đặt thiết bị.
  • Dự toán chi phí vận hành thường xuyên (tiêu thụ điện năng của máy thổi khí, máy bơm; chi phí hóa chất NaOH, Chlorine; chi phí nhân công và bảo trì).
  • Đánh giá hiệu quả bảo vệ môi trường đối với lưu vực tiếp nhận Suối Sóc và khả năng tái sử dụng nước cho sản xuất.

Chương 6: Kết luận và kiến nghị

  • Tổng kết toàn bộ kết quả tính toán thiết kế của hệ thống.
  • Đề xuất các kiến nghị về quy trình quản lý vận hành, bảo dưỡng định kỳ và các giải pháp an toàn lao động tại trạm xử lý.

Kết quả và đóng góp

  • Kết quả tính toán kỹ thuật: Đồ án đã thiết kế hoàn chỉnh hệ thống xử lý nước thải công suất $800\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$ cho Nhà máy chế biến cao su Cẩm Mỹ. Chất lượng nước sau xử lý theo phương án lựa chọn (Phương án 1) đạt các chỉ tiêu theo Cột A QCVN 01-MT:2015/BTNMT:
    • $\text{TSS} = 9{,}6\text{ mg/l}$ (chuẩn $\le 50\text{ mg/l}$, hiệu suất loại bỏ đạt $98{,}7%$).
    • $\text{BOD}_5 = 13{,}3\text{ mg/l}$ (chuẩn $\le 30\text{ mg/l}$, hiệu suất loại bỏ đạt $99{,}5%$).
    • $\text{COD} = 27\text{ mg/l}$ (chuẩn $\le 100\text{ mg/l}$, hiệu suất loại bỏ đạt $99{,}4%$).
    • $\text{Tổng Nitơ} = 29\text{ mg/l}$ (chuẩn $\le 50\text{ mg/l}$, hiệu suất loại bỏ đạt $93{,}6%$).
  • Giải pháp và kiến nghị kỹ thuật:
    • Thiết kế bể gạn mủ ở giai đoạn tiền xử lý nhằm thu hồi triệt để lượng mủ cao su thất thoát đưa về tái sản xuất, giúp giảm tải lượng chất rắn cho các công trình phía sau.
    • Tái sử dụng khoảng $1/3$ lượng nước sau xử lý cho các công đoạn rửa mương đánh đông, rửa mủ tờ và vệ sinh nhà xưởng, góp phần tiết kiệm nguồn nước mặt khai thác từ Suối Sóc.
    • Bố trí hồ tùy nghi sau cụm xử lý sinh học nhân tạo đóng vai trò hồ chỉ thị sinh thái và dự phòng sự cố trước khi xả ra nguồn tiếp nhận.
  • Đóng góp của đồ án: Đưa ra giải pháp công nghệ kết hợp hoàn chỉnh giữa kỵ khí (UASB), thiếu khí - hiếu khí (Anoxic - Aerotank) và sinh thái (hồ tùy nghi), giải quyết triệt để vấn đề ô nhiễm hữu cơ và nitơ nồng độ cao mà hệ thống bùn hoạt tính cũ của nhà máy chưa xử lý được.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế:
    • Do thời gian thực hiện có hạn (từ 28/11/2016 đến 01/04/2017) và điều kiện thực tế không cho phép tiến hành đầy đủ các chuỗi thí nghiệm phân tích liên tục tại phòng thí nghiệm, các thông số tính toán động học và hiệu suất công trình chủ yếu dựa trên số liệu tham khảo tài liệu kỹ thuật chuyên ngành và các công trình đi trước.
  • Hướng nghiên cứu tiếp:
    • Triển khai mô hình thử nghiệm thực tế (pilot scale) tại nhà máy để chuẩn hóa chính xác các thông số động học vi sinh theo từng mùa vụ sản xuất (mùa cao điểm và mùa ngưng cạo mủ).
    • Nghiên cứu giải pháp thu gom, làm sạch và tận dụng nguồn khí sinh học ($\text{CH}_4$) sinh ra từ bể UASB để cấp nhiệt cho lò sấy mủ L25 nhằm tiết kiệm chi phí nhiên liệu cho nhà máy.

Giá trị tham khảo

  • Đối tượng tham khảo: Sinh viên, học viên ngành Kỹ thuật Môi trường, Công nghệ Môi trường, Quản lý Môi trường đang làm đồ án môn học hoặc đồ án tốt nghiệp thiết kế trạm xử lý nước thải công nghiệp; kỹ sư môi trường phụ trách thiết kế, vận hành trạm xử lý nước thải tại các nhà máy chế biến cao su thiên nhiên.
  • Nội dung giá trị:
    • Bảng tổng hợp số liệu thực tế về đặc tính ô nhiễm hóa lý chi tiết của từng dòng sản phẩm mủ cao su (mủ tươi, mủ đông, cao su tờ, mủ ly tâm).
    • Trình tự và phương pháp tính toán chi tiết từng công trình đơn vị từ khâu cơ học (song chắn rác, gạn mủ, tuyển nổi), hóa lý (trung hòa), kỵ khí (UASB), sinh học bậc cao (Anoxic - Aerotank, MBBR) đến xử lý bùn (bể nén bùn, máy ép bùn).
    • Phương pháp so sánh kỹ thuật giữa công nghệ bùn hoạt tính truyền thống và công nghệ đệm vi sinh di động MBBR trong xử lý nước thải có nồng độ nitơ cao.

Câu hỏi thường gặp

1. Nước thải đầu vào của Nhà máy Cao su Cẩm Mỹ có những thông số ô nhiễm chính nào và nồng độ là bao nhiêu?
Nước thải đầu vào có $\text{pH} = 5{,}6$; hàm lượng chất rắn lơ lửng $\text{TSS} = 760\text{ mg/l}$; nhu cầu oxy sinh hóa $\text{BOD}_5 = 2850\text{ mg/l}$; nhu cầu oxy hóa học $\text{COD} = 4600\text{ mg/l}$; Tổng Nitơ $\text{TN} = 450\text{ mg/l}$ và Tổng Photpho $\text{TP} = 24\text{ mg/l}$.

2. Dây chuyền công nghệ xử lý nước thải được lựa chọn trong đồ án gồm các công trình đơn nguyên nào?
Dây chuyền công nghệ gồm: Song chắn rác $\rightarrow$ Hố thu gom $\rightarrow$ Bể gạn mủ $\rightarrow$ Bể tuyển nổi $\rightarrow$ Bể trung hòa (châm NaOH) $\rightarrow$ Bể UASB $\rightarrow$ Bể Anoxic $\rightarrow$ Bể Aerotank $\rightarrow$ Bể lắng đứng $\rightarrow$ Hồ tùy nghi $\rightarrow$ Bể lọc áp lực $\rightarrow$ Bể khử trùng $\rightarrow$ Bể chứa nước. Hệ thống bùn gồm Bể chứa bùn $\rightarrow$ Bể nén bùn $\rightarrow$ Máy ép bùn.

3. Vì sao cần bố trí bể gạn mủ và bể trung hòa trước bể kỵ khí UASB?
Bể gạn mủ giúp tách các bông mủ cao su nổi trên bề mặt để thu hồi tái sản xuất và tránh gây tắc nghẽn đường ống, thiết bị. Bể trung hòa châm dung dịch kiềm (NaOH) nhằm nâng pH nước thải từ mức axit ($5{,}6$) lên dải tối ưu $6{,}6\text{--}7{,}6$, cung cấp đủ độ kiềm cho quá trình lên men kỵ khí của vi sinh vật trong bể UASB.

4. Chất lượng nước thải sau xử lý của hệ thống đạt nồng độ bao nhiêu so với QCVN 01-MT:2015/BTNMT?
Nước thải sau xử lý đạt $\text{TSS} = 9{,}6\text{ mg/l}$ (chuẩn Cột A $\le 50\text{ mg/l}$); $\text{BOD}_5 = 13{,}3\text{ mg/l}$ (chuẩn $\le 30\text{ mg/l}$); $\text{COD} = 27\text{ mg/l}$ (chuẩn $\le 100\text{ mg/l}$); Tổng Nitơ $= 29\text{ mg/l}$ (chuẩn $\le 50\text{ mg/l}$), đảm bảo xả thải an toàn ra Suối Sóc.

5. Lượng nước thải phát sinh thực tế của nhà máy là bao nhiêu và công suất thiết kế trạm xử lý là bao nhiêu?
Tổng lượng nước thải phát sinh thực tế tại nhà máy là $217{,}6\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$ (gồm $210{,}4\text{ m}^3/\text{ngày}$ nước thải sản xuất và $7{,}2\text{ m}^3/\text{ngày}$ nước thải sinh hoạt). Hệ thống xử lý được tính toán thiết kế với công suất định mức $800\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$ nhằm đáp ứng lưu lượng khi nhà máy hoạt động hết công suất tối đa ở cả 2 dây chuyền vào mùa cao điểm và dự phòng mở rộng sản xuất.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Ngọc Sang đã hoàn thành thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Nhà máy chế biến cao su Cẩm Mỹ với công suất $800\text{ m}^3/\text{ngày.đêm}$. Công nghệ đề xuất kết hợp đa bậc giữa cơ học (song chắn rác, gạn mủ), hóa lý (tuyển nổi, trung hòa) và sinh học (UASB – Anoxic – Aerotank – Hồ tùy nghi) giúp xử lý triệt để hàm lượng chất hữu cơ và nitơ nồng độ cao đặc trưng của nước thải chế biến cao su. Kết quả tính toán thiết kế chứng minh nước thải đầu ra đạt Cột A theo QCVN 01-MT:2015/BTNMT trước khi xả vào Suối Sóc. Công trình là tài liệu tham khảo có giá trị thực tiễn cho việc tính toán thiết kế và cải tạo các trạm xử lý nước thải ngành sơ chế cao su thiên nhiên.