Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Công ty TNHH MTV Cao su Chư Prông (tiền thân là Nông trường Cao su Chư Prông, thành lập ngày 03/02/1977) hiện quản lý hơn 9.546 ha đất tự nhiên tại tỉnh Gia Lai, bao gồm hơn 5.382 ha cao su khai thác và 3.123 ha cao su kiến thiết cơ bản. Hoạt động chế biến của Xí nghiệp chế biến - vận tải mủ cao su đạt công suất khoảng 40 tấn mủ/ngày đêm, phát sinh lưu lượng nước thải sản xuất trung bình khoảng 900 m³/ngày đêm. Hệ thống xử lý nước thải tập trung giai đoạn I có công suất 1.000 m³/ngày đêm, đưa vào vận hành từ năm 2014 để xử lý nước thải từ dây chuyền chế biến 12.000 tấn mủ khối cốm/năm từ mủ nước, đạt tiêu chuẩn xả thải theo QCVN 01-MT:2015/BTNMT Cột B trước khi xả ra suối Ia Drăng.

Sau 10 năm hoạt động, nhiều hạng mục công trình của trạm xử lý giai đoạn I đã xuống cấp, công nghệ xử lý cũ bộc lộ nhiều hạn chế và không đáp ứng được yêu cầu bảo vệ môi trường ngày càng nghiêm ngặt. Đồng thời, nhà máy chuẩn bị tiếp nhận thêm nguồn nguyên liệu mủ cao su khi Nông trường An Biên và Nông trường An Phú bước vào giai đoạn khai thác, dẫn đến lưu lượng nước thải phát sinh gia tăng. Do đó, việc lập đồ án "Thiết kế xây mới trạm xử lý nước thải sản xuất mủ cao su công suất 1.200 m³/ngđ của Công ty TNHH MTV Cao su Chư Prông tỉnh Gia Lai" là yêu cầu cấp thiết nhằm thay thế trạm cũ, tăng công suất xử lý và nâng chất lượng nước thải đầu ra từ Cột B lên Cột A QCVN 01-MT:2015/BTNMT.

Mục tiêu nghiên cứu và thiết kế của đồ án gồm:

  1. Nghiên cứu, lựa chọn công nghệ xử lý nước thải tối ưu, phù hợp với tính chất nước thải chế biến cao su của nhà máy.
  2. Tính toán, thiết kế chi tiết các công trình đơn vị trong trạm xử lý nước thải công suất 1.200 m³/ngày đêm.
  3. Đảm bảo chất lượng nước sau xử lý đạt Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sơ chế cao su thiên nhiên QCVN 01-MT:2015/BTNMT (Cột A) và Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp QCVN 40:2011/BTNMT (Cột A) đối với các thông số không quy định trong QCVN 01-MT:2015/BTNMT trước khi xả vào nguồn tiếp nhận suối Ia Drăng.

Nhiệm vụ cụ thể được xác định theo 6 nội dung:

  1. Tổng quan về nhà máy chế biến mủ cao su Công ty TNHH MTV Cao su Chư Prông, khảo sát điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội khu vực.
  2. Tổng quan quy trình công nghệ chế biến cao su và các phương pháp xử lý nước thải hiện hành.
  3. Đề xuất sơ đồ công nghệ xử lý nước thải phù hợp với lưu lượng, thành phần và tính chất nước thải đầu vào.
  4. Tính toán chi tiết các công trình đơn vị và thể hiện bản vẽ kỹ thuật 2D/3D (AutoCAD và Autodesk Revit).
  5. Tính toán chi phí đầu tư xây dựng, chi phí thiết bị, hóa chất và chi phí vận hành hệ thống.
  6. Xây dựng quy trình vận hành hệ thống xử lý nước thải, kế hoạch phòng ngừa, khắc phục sự cố và an toàn lao động.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống công nghệ và các công trình đơn vị xử lý nước thải sản xuất mủ cao su thiên nhiên công suất 1.200 m³/ngày đêm.
  • Phạm vi không gian: Nhà máy chế biến cao su Chư Prông, huyện Chư Prông, tỉnh Gia Lai. Khu đất thực hiện dự án có tổng diện tích mở rộng thêm 4.950 m² trên nền diện tích hiện hữu 95.633,5 m²; ranh giới tiếp giáp đường liên xã Ia Boòng (phía Đông), vườn cao su Nông trường Đoàn Kết (phía Nam), suối Ia Drăng (phía Bắc và phía Tây).
  • Phạm vi thời gian: Đồ án thực hiện từ ngày 30/12/2023 đến ngày 30/06/2024.
  • Phạm vi dòng thải: Bao gồm toàn bộ nước thải từ các dây chuyền mủ ly tâm, mủ cốm từ mủ nước, mủ cốm từ mủ tạp, nước rửa mủ tạp, mủ skim, nước cấp tháp rửa khí, nước thải phát sinh khi khai thác Nông trường An Biên và An Phú, cùng nước rửa xe bồn, vệ sinh xưởng và nước thải sinh hoạt của công nhân.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp thiết kế

Đồ án vận dụng hệ thống quy chuẩn kỹ thuật và tài liệu chuyên ngành môi trường để thiết lập cơ sở tính toán:

  • Khung quy chuẩn môi trường: Áp dụng QCVN 01-MT:2015/BTNMT (loại A) làm tiêu chuẩn kiểm soát chất lượng nước thải đầu ra; QCVN 40:2011/BTNMT (loại A) đối với các chỉ tiêu bổ trợ; QCVN 14:2008/BTNMT (Cột A) để đánh giá nước thải sinh hoạt; TCXDVN 33:2006 để tính toán định mức cấp thoát nước sinh hoạt cho công nhân thi công (22 - 45 lít/người.ngày).
  • Cơ sở lý thuyết tính toán công trình: Ứng dụng mô hình tính toán bể phản ứng kỵ khí dòng chảy ngược qua lớp bùn kỵ khí UASB theo tài liệu chuyên khảo Wastewater Engineering: Treatment and Resource Recovery (Metcalf & Eddy, 2014); tính toán các quá trình lắng, keo tụ - tạo bông, tuyển nổi DAF và phản ứng sinh học bùn hoạt tính dạng mẻ ASBR; tra cứu thông số chân đỡ thiết bị theo Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất - Tập 2.
  • Nguồn dữ liệu đầu vào: Số liệu lưu lượng, phân tích nồng độ các chất ô nhiễm và hồ sơ vận hành trạm xử lý giai đoạn I do Công ty TNHH MTV Cao su Chư Prông cung cấp; số liệu khí tượng, thủy văn và kinh tế - xã hội huyện Chư Prông.

Các phương pháp thực hiện chính:

  1. Phương pháp thu thập và thống kê số liệu: Thu thập tài liệu vận hành trạm giai đoạn I, các kết quả quan trắc chất lượng nước thải của nhà máy, báo cáo hiện trạng môi trường địa phương.
  2. Phương pháp nghiên cứu tài liệu: Phân tích giáo trình, bài giảng và tài liệu chuyên ngành về công nghệ xử lý nước thải công nghiệp chế biến mủ cao su.
  3. Phương pháp so sánh - đánh giá: Xây dựng và so sánh hai phương án công nghệ trên các tiêu chí kỹ thuật (hiệu quả xử lý COD, BOD₅, TSS, N-NH₄⁺) và chỉ tiêu kinh tế (vốn xây dựng, thiết bị, chi phí hóa chất, điện năng).
  4. Phương pháp tính toán công nghệ và thủy lực: Xác định kích thước hình học, thời gian lưu nước (HRT), tải trọng thể tích, lượng bùn phát sinh, công suất máy thổi khí, máy bơm và cánh khuấy cho từng bể đơn vị.
  5. Phương pháp mô hình hóa đồ họa: Thể hiện bản vẽ kỹ thuật chi tiết mặt bằng, mặt cắt 2D bằng AutoCAD và dựng phối cảnh không gian 3D của trạm xử lý bằng phần mềm Autodesk Revit.

Thiết kế và quy trình công nghệ hệ thống

Đồ án xử lý nguồn nước thải sản xuất cao su có nồng độ chất hữu cơ và hợp chất nitơ rất cao, dao động theo mùa vụ và chế độ xả thải gián đoạn (3 - 6 ngày hoạt động một lần). Nồng độ chất ô nhiễm đầu vào so với tiêu chuẩn xả thải Cột A được tổng hợp trong bảng sau:

Thông số ô nhiễm Đơn vị Nồng độ đầu vào QCVN 01-MT:2015/BTNMT (Cột A)
pH - 5,0 - 5,5 6 - 9
$\text{BOD}_5$ (20°C) mg/l 3.800 30
COD mg/l 5.800 100
Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) mg/l 1.200 50
Tổng Phốt pho (P) mg/l 38 -
Tổng Nitơ (N) mg/l 220 50
Amoni ($\text{N-NH}_4^+$) mg/l 180 15
Coliform MPN/100ml $50 \times 10^3$ -

Dây chuyền công nghệ xử lý được thiết kế gồm các phân khu chức năng:

  • Cụm tiền xử lý cơ học: Nước thải từ các mương thu gom đi qua song chắn rác thô và máy lược rác tinh nhằm loại bỏ rác có kích thước lớn, vỏ cây và cặn cao su đông kết vụn. Tiếp theo, nước thải được đưa qua bể gạn mủ với thời gian lưu nước $t = 24$ giờ để thu hồi mủ nổi và ngăn chặn tắc nghẽn đường ống. Nước thải sau đó chảy vào bể điều hòa; bể được sục khí xáo trộn liên tục bằng hệ thống đĩa thổi khí thô Permacap medium 3/4 kết hợp máy thổi khí model LT080 và máy bơm chìm CN651-MT, tính toán theo lưu lượng giờ lớn nhất ($Q_{\text{max.h}}$) để ổn định nồng độ và lưu lượng.
  • Cụm xử lý hóa lý: Nước thải được bơm sang bể trung hòa để nâng pH bằng hóa chất kiềm, sau đó chuyển sang bể keo tụ và bể tạo bông. Bể tạo bông được thiết kế chia làm 3 ngăn với dải gradient vận tốc khuấy $G$ giảm dần nhằm hình thành bông cặn bền vững. Hỗn hợp tiếp tục chảy qua bể tuyển nổi áp lực siêu nông (DAF) để tách bỏ triệt để cặn lơ lửng và hạt cao su mịn nhờ bọt khí mịn trước khi sang khối xử lý sinh học.
  • Cụm xử lý sinh học bậc cao: Nước thải qua bể trung gian (thời gian lưu 170 phút) rồi vào bể kỵ khí dòng chảy ngược qua tầng bùn UASB. Bể UASB được trang bị hệ thống vách tách 3 pha (khí - lỏng - rắn) nhằm phân hủy các hợp chất hữu cơ mạch dài, khử phần lớn COD và tạo khí sinh học. Nước thải tiếp tục chuyển qua bể thiếu khí Anoxic để diễn ra quá trình khử nitrat, sau đó được dẫn vào hệ thống bể phản ứng sinh học bùn hoạt tính làm việc theo mẻ ASBR. Bể ASBR tích hợp máy khuấy chìm SM750, vận hành chu kỳ gồm các pha: làm đầy, phản ứng sinh học hiếu khí, lắng tĩnh và thu gom nước sạch bề mặt thông qua hệ thống thiết bị thu nước decanter chuyên dụng.
  • Cụm xử lý tinh, khử trùng và xử lý bùn: Nước trong sau bể lắng sinh học được đưa qua bể trung gian và bơm vào bồn lọc áp lực (với nước rửa lọc lấy từ bể trung gian). Nước qua lọc chuyển sang bể khử trùng để tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh bằng hóa chất khử trùng trước khi chảy vào hồ chứa nước sau xử lý (hồ hoàn thiện) và xả ra suối Ia Drăng. Lượng bùn cặn từ bể tuyển nổi, bể UASB và ASBR được dẫn về bể nén bùn và bể chứa bùn để giảm thể tích trước khi xử lý định kỳ.

Nội dung chính theo từng chương

Chương mở đầu

Chương này trình bày tính cấp thiết của việc xây dựng mới trạm xử lý nước thải công suất 1.200 m³/ngày đêm cho Công ty TNHH MTV Cao su Chư Prông. Xác định mục tiêu đưa chất lượng nước sau xử lý đạt chuẩn Cột A QCVN 01-MT:2015/BTNMT; liệt kê 6 nội dung nhiệm vụ nghiên cứu, 5 nhóm phương pháp thực hiện và phạm vi khảo sát thực tế tại xí nghiệp chế biến của công ty.

Chương 1: Tổng quan về nhà máy chế biến mủ cao su Công ty TNHH MTV Cao su Chư Prông

Giới thiệu tổng quan vị trí địa lý, địa hình lượn sóng đặc trưng Tây Nguyên, khí hậu chia hai mùa mưa - nắng (nhiệt độ trung bình 25,2°C, độ ẩm 79,8%, lượng mưa trung bình 1.231 mm/năm) và mạng lưới thủy văn suối Ia Drăng, suối Ia Lốp thuộc lưu vực sông Sêrê Pôk. Đánh giá điều kiện kinh tế - xã hội huyện Chư Prông (tỷ trọng nông - lâm nghiệp chiếm 50,27%, công nghiệp - xây dựng 22,01%). Phân tích chi tiết các nguồn phát sinh nước thải sản xuất từ xí nghiệp:

Hạng mục phát sinh nước thải Lưu lượng phát sinh ($m^3/\text{ngày}$)
Dây chuyền sản xuất mủ ly tâm 100,00
Dây chuyền mủ cốm từ mủ nước 183,30
Dây chuyền mủ cốm từ mủ tạp 88,90
Rửa mủ tạp 264,75
Sản xuất mủ skim 16,70
Nước cấp tháp rửa khí 2,00
Dự phòng từ Nông trường An Biên và Nông trường An Phú 130,09
Tổng cộng lưu lượng tính toán 785,74

Công suất thiết kế của trạm được chọn ở mức 1.200 m³/ngày đêm để đảm bảo hệ số an toàn và đáp ứng các đợt cao điểm thu hoạch. Ngoài ra, chương 1 còn tính toán lượng nước thải sinh hoạt công nhân thi công (0,45 m³/ngày) và nước thải xây dựng rửa xe, thiết bị (tối đa 8 m³/ngày).

Chương 2: Tổng quan về xử lý nước thải cao su

Phân tích chi tiết quy trình sản xuất của 4 dòng sản phẩm chính:

  • Mủ cốm từ mủ nước: Mủ tiếp nhận, phối trộn axit axetic, đánh đông trong mương 12 - 14 giờ, cán kéo, cán cắt, trộn rửa, xông sấy và ép bánh. Nước thải phát sinh chứa nhiều axit hữu cơ, protein và chất chống đông.
  • Mủ cốm từ mủ tạp: Tiếp nhận mủ chén, mủ đông, ngâm rửa loại bỏ đất cát tạp chất, cán băm và sấy ép. Nước thải có hàm lượng cặn lơ lửng và tạp chất cơ học cao.
  • Mủ ly tâm: Dùng máy ly tâm phân tách mủ nước thành latex cô đặc (ĐRC > 60%) và phần mủ phụ skim; sử dụng hóa chất amoniac để bảo quản.
  • Mủ skim: Tận thu từ nước thải ly tâm, đưa qua tháp thu hồi/khử $\text{NH}_3$, đánh đông bằng axit sunfuric hoặc để đông tự nhiên, cán bánh rồi phơi khô.

Chương này cũng tổng hợp cơ sở lý thuyết các phương pháp xử lý: cơ học (song chắn rác, lắng cát, tách mỡ, gạn mủ, lọc, điều hòa), hóa học - hóa lý (trung hòa bằng vôi hoặc axit, keo tụ - tạo bông, tuyển nổi), sinh học (kỵ khí UASB, hiếu khí bùn hoạt tính, ASBR) và xử lý bùn cặn. Khảo sát thực tế công nghệ xử lý tại Trạm An Lộc - Xuân Lập (Tổng Công ty Cao su Đồng Nai) và Nhà máy Khải Thuận Phú (Tây Ninh, công suất 1.000 m³/ngày).

Chương 3: Đề xuất công nghệ xử lý

Dựa trên đặc tính ô nhiễm cao của nước thải chế biến cao su (COD 5.800 mg/l, BOD₅ 3.800 mg/l, amoni 180 mg/l), tác giả đề xuất hai phương án công nghệ:

  • Phương án 1: Song chắn rác $\rightarrow$ Bể gạn mủ $\rightarrow$ Máy lược rác tinh $\rightarrow$ Bể điều hòa $\rightarrow$ Bể trung hòa $\rightarrow$ Bể keo tụ - tạo bông $\rightarrow$ Bể tuyển nổi DAF $\rightarrow$ Bể UASB $\rightarrow$ Bể thiếu khí Anoxic $\rightarrow$ Bể phản ứng sinh học mẻ liên tục ASBR $\rightarrow$ Bể lắng $\rightarrow$ Bể lọc áp lực $\rightarrow$ Khử trùng $\rightarrow$ Hồ hoàn thiện.
  • Phương án 2: Sử dụng quy trình sinh học thông thường (UASB kết hợp Aerotank truyền thống) có cụm hóa lý hỗ trợ. Phân tích so sánh ưu khuyết điểm về mặt kỹ thuật, mức độ ổn định vi sinh và khả năng chịu tải trọng sốc cho thấy Phương án 1 với bể ASBR và tuyển nổi DAF có ưu thế vượt trội về hiệu quả loại bỏ TSS, N-NH₄⁺ và tính linh hoạt trong điều kiện nhà máy xả thải gián đoạn.

Chương 4: Tính toán và thiết kế

Trình bày các bước tính toán chi tiết kích thước xây dựng và thông số kỹ thuật cho từng công trình đơn vị thuộc công nghệ lựa chọn:

  • Song chắn rác thô và máy lược rác tinh: Xác định khe hở, độ dốc, tổn thất áp lực thủy lực.
  • Bể gạn mủ: Thiết kế thời gian lưu nước $t = 24$ giờ, bố trí máng gạt và cửa thu mủ định kỳ.
  • Bể điều hòa: Tính toán kích thước bể dựa trên lưu lượng giờ lớn nhất $Q_{\text{max.h}}$, lắp đặt đĩa sục khí Permacap medium 3/4 và máy thổi khí LT080 chống lắng cặn.
  • Cụm hóa lý: Thiết kế bể trung hòa điều chỉnh pH; bể keo tụ khuấy nhanh; bể tạo bông gồm 3 ngăn khuấy chậm với gradient vận tốc $G$ giảm dần; bể tuyển nổi áp lực DAF tính toán hệ số hòa tan không khí theo nhiệt độ và áp lực nén khí.
  • Cụm xử lý sinh học: Bể UASB thiết kế theo thông số Bảng 10-13 và 10-17 Metcalf & Eddy (2014), kiểm tra tải trọng hữu cơ, vận tốc dòng chảy ngược và tính toán chụp tách 3 pha khí - lỏng - rắn; bể ASBR tính toán phân bổ chu kỳ thời gian các pha (làm đầy, khuấy thiếu khí, sục khí hiếu khí, lắng tĩnh, xả nước sạch decanter, nghỉ), lựa chọn máy khuấy chìm SM750; bể Anoxic kiểm soát quá trình khử nitrat.
  • Cụm hoàn thiện và phụ trợ: Bể trung gian (thời gian lưu 170 phút); bồn lọc áp lực hình trụ đứng (tra chân đỡ theo Bảng XIII.35 Sổ tay QTTB tập 2); bể khử trùng tiếp xúc hóa chất; hồ chứa nước sau xử lý; bể nén bùn và bể chứa bùn trọng lực.

Chương 5: Tính kinh tế của công nghệ

Bóc tách dự toán chi phí kinh tế so sánh giữa hai phương án:

  • Chi phí xây dựng công trình: Lập bảng dự toán chi tiết khối lượng bê tông, cốt thép, đào đắp đất cho Phương án 1 (Bảng 5.1) và Phương án 2 (Bảng 5.2).
  • Chi phí máy móc, thiết bị: Bảng giá thiết bị công nghệ bao gồm bơm CN651-MT, máy thổi khí, động cơ khuấy, thiết bị decanter, bồn lọc áp lực, hệ thống đường ống và van cho từng phương án (Bảng 5.3 và 5.4).
  • Chi phí vận hành thường xuyên: Tính toán định mức tiêu hao điện năng, chi phí hóa chất (vôi, phèn keo tụ, polymer trợ keo, hóa chất khử trùng), chi phí nhân công quản lý vận hành (Bảng 5.5 và 5.6). Kết quả tính toán kinh tế làm căn cứ kết luận tính khả thi và lựa chọn Phương án 1 làm phương án thiết kế chính thức.

Chương 6: Vận hành hệ thống xử lý nước thải

Xây dựng sổ tay hướng dẫn quản lý và vận hành kỹ thuật trạm:

  • Nguyên tắc vận hành máy móc thiết bị: Quy trình đóng ngắt các bơm, máy thổi khí, máy khuấy, thiết bị gạn mủ và rửa bồn lọc áp lực.
  • Quy trình nuôi cấy và kiểm soát vi sinh: Kiểm soát bùn hoạt tính kỵ khí UASB và hiếu khí ASBR, duy trì nồng độ MLSS, MLVSS, kiểm tra tỷ lệ F/M, chỉ số thể tích bùn SVI, kiểm soát nồng độ oxy hòa tan (DO) và dinh dưỡng N:P.
  • Ứng phó sự cố: Hướng dẫn xử lý hiện tượng bùn trôi khỏi bể lắng, sụt giảm pH trong bể kỵ khí, chết vi sinh do sốc tải lượng hoặc hóa chất độc hại, sự cố kẹt bơm và nghẹt đường ống dẫn bùn.
  • An toàn lao động: Quy chuẩn an toàn điện, trang bị bảo hộ lao động cho công nhân khi tiếp xúc với hóa chất trung hòa, hóa chất khử trùng và các quy định phòng chống cháy nổ tại trạm.

Kết quả và đóng góp của đồ án

Kết quả kỹ thuật đạt được:

  • Hoàn thành bộ hồ sơ thiết kế kỹ thuật trạm xử lý nước thải công suất 1.200 m³/ngày đêm cho nhà máy chế biến cao su Chư Prông, nâng công suất trạm thêm 200 m³/ngày đêm so với hệ thống cũ.
  • Thiết lập dây chuyền công nghệ đa bậc kết hợp xử lý cơ học (gạn mủ, lược rác), hóa lý (keo tụ - tạo bông, tuyển nổi DAF), sinh học tích hợp (UASB, Anoxic, ASBR) và lọc áp lực, đảm bảo nước thải đầu ra đạt quy chuẩn QCVN 01-MT:2015/BTNMT (Cột A) và QCVN 40:2011/BTNMT (Cột A), xả an toàn ra suối Ia Drăng.
  • Tính toán đầy đủ thông số thủy lực, kích thước hình học và lựa chọn thiết bị cho 14 hạng mục công trình đơn vị. Khắc phục các sai số kỹ thuật thông qua góp ý phản biện: hiệu chỉnh tính toán bể điều hòa theo $Q_{\text{max.h}}$, phân chia 3 ngăn bể tạo bông với gradient $G$ giảm dần, kiểm chứng thời gian lưu các pha bể ASBR và thời gian lưu 170 phút tại bể trung gian.
  • Thể hiện hệ thống bản vẽ thiết kế 2D và mô hình không gian 3D trên phần mềm Revit, cung cấp cái nhìn trực quan phục vụ thi công.

Đóng góp tự nêu của đồ án:

  • Đưa ra giải pháp nâng cấp chất lượng nước thải từ Cột B lên Cột A cho nhà máy, giải quyết triệt để vấn đề xuống cấp của hệ thống cũ sau 10 năm khai thác.
  • Thiết kế tính toán dự phòng đủ công suất tiếp nhận lượng nước thải bổ sung khi Nông trường An Biên và Nông trường An Phú đi vào thu hoạch mủ.
  • Tạo nguồn nước sau xử lý đạt chuẩn xả thải, có thể tái sử dụng để tưới tiêu cây công nghiệp trong mùa khô hạn kéo dài tại huyện Chư Prông.

Hạn chế và hướng hoàn thiện đề tài

Hạn chế của đồ án:

  • Theo nhận xét của cán bộ phản biện (TS. Nguyễn Mỹ Linh), hồ sơ bản vẽ kỹ thuật ban đầu còn thiếu tỷ lệ cụ thể, một số bản vẽ mặt cắt kết hợp 3D chưa thể hiện hết các chi tiết lắp đặt cấu kiện; thiết bị thu nước decanter ở bể ASBR cần được kiểm tra kỹ lưỡng về cao trình vận hành để tránh hút bùn vào nước trong.
  • Thành phần nước thải đầu vào chưa kiểm nghiệm chỉ tiêu lưu huỳnh phát sinh trong quá trình sản xuất mủ cao su, mà chỉ dựa trên bảng tính chất nước thải chung do công ty cung cấp.
  • Dung lượng thuyết minh ban đầu dài 210 trang (vượt quy định thông thường $\le 100$ trang), phần tổng quan còn dàn trải nhiều nội dung chưa cô đọng.

Hướng hoàn thiện và mở rộng:

  • Bổ sung tỷ lệ chuẩn xác và hoàn thiện các bản vẽ thi công cơ điện, chi tiết lắp đặt đường ống dẫn decanter và các van công nghệ.
  • Tiến hành phân tích bổ sung hàm lượng các hợp chất lưu huỳnh ($H_2S, SO_4^{2-}$) trong nước thải thực tế để đánh giá mức độ ảnh hưởng đến hiệu quả phân hủy kỵ khí của bể UASB.
  • Nghiên cứu thực nghiệm tối ưu hóa thời gian chu kỳ các pha làm đầy - phản ứng - lắng của bể ASBR theo sự biến động chất lượng nước thải theo mùa vụ chế biến cao su.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu kỹ thuật có giá trị tham khảo cho sinh viên, giảng viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Môi trường, Kỹ thuật Hóa học và các kỹ sư thiết kế công trình xử lý nước thải công nghiệp:

  • Cung cấp số liệu khảo sát thực tế về lưu lượng phát sinh và đặc tính ô nhiễm chi tiết của từng dây chuyền sản xuất mủ cao su (mủ ly tâm, mủ cốm từ mủ nước, mủ cốm từ mủ tạp, mủ skim).
  • Tài liệu mẫu về phương pháp tính toán công nghệ kết hợp kỵ khí UASB và mẻ sinh học ASBR xử lý nước thải có nồng độ chất hữu cơ và amoni đặc biệt cao.
  • Cung cấp mô hình ứng dụng công cụ BIM/Autodesk Revit trong thiết kế và thể hiện trực quan các công trình đơn vị trạm xử lý nước thải.
  • Cung cấp quy trình vận hành và kiểm soát sự cố thực tế cho các trạm xử lý nước thải ngành cao su thiên nhiên.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao công suất trạm xử lý được thiết kế 1.200 m³/ngày đêm trong khi tổng lưu lượng tính toán từ các dây chuyền hiện hữu chỉ đạt 785,74 m³/ngày? Tổng lưu lượng 785,74 m³/ngày là lưu lượng phát sinh trung bình từ các dây chuyền chế biến hiện có và dự phòng Nông trường An Biên, An Phú. Công suất 1.200 m³/ngày đêm được lựa chọn nhằm dự phòng hệ số không điều hòa, đáp ứng tải lượng xả thải cực đại tập trung khi các xưởng vệ sinh cuối ca, đồng thời đón đầu việc mở rộng quy mô khai thác mủ trong tương lai của công ty.

2. Tiêu chuẩn chất lượng nước thải sau xử lý của trạm được quy định như thế nào? Nước thải sau xử lý phải đạt QCVN 01-MT:2015/BTNMT Cột A (pH 6 - 9; $\text{BOD}_5 \le 30$ mg/l; $\text{COD} \le 100$ mg/l; $\text{TSS} \le 50$ mg/l; N tổng $\le 50$ mg/l; Amoni $\le 15$ mg/l). Các thông số khác không quy định trong QCVN 01-MT:2015/BTNMT được áp dụng theo QCVN 40:2011/BTNMT Cột A trước khi xả ra suối Ia Drăng.

3. Những sai sót kỹ thuật nào đã được cán bộ phản biện chỉ ra và tác giả đã chỉnh sửa ra sao? Cán bộ phản biện chỉ ra việc tính toán bể điều hòa dùng nhầm lưu lượng trung bình $Q_{tb}$ thay vì lưu lượng giờ lớn nhất $Q_{\text{max.h}}$; bể tạo bông chưa chia 3 ngăn với dải gradient khuấy $G$ giảm dần; bể gạn mủ và bể ASBR thiếu cơ sở kiểm chứng thời gian lưu; bản vẽ thiếu tỷ lệ. Tác giả đã hiệu chỉnh tính toán lại dung tích bể điều hòa theo $Q_{\text{max.h}}$ (trang 87 - 92), bổ sung thiết kế 3 ngăn bể tạo bông (trang 93 - 101), bổ sung cơ sở chọn thời gian lưu bể gạn mủ 24 giờ (trang 84), kiểm chứng các pha bể ASBR (trang 127, 130) và bổ sung tỷ lệ trên bản vẽ.

4. Vì sao công nghệ đề xuất lại kết hợp cả bể kỵ khí UASB và bể phản ứng theo mẻ ASBR? Nước thải chế biến cao su có COD lên tới 5.800 mg/l, BOD₅ đạt 3.800 mg/l và amoni 180 mg/l. Bể UASB đảm nhiệm khử phần lớn tải lượng chất hữu cơ ở nồng độ cao mà không tốn chi phí năng lượng sục khí. Bể ASBR phía sau đóng vai trò xử lý triệt để BOD, COD còn lại và xử lý nitơ thông qua chu kỳ làm việc linh hoạt (thiếu khí - hiếu khí), thích ứng tốt với đặc tính sản xuất và xả thải gián đoạn của nhà máy chế biến mủ.

5. Nguồn nước thải sau xử lý xả vào đâu và có tác động gì đến môi trường xung quanh? Nước thải sau xử lý được xả trực tiếp vào suối Ia Drăng (thuộc lưu vực sông Sêrê Pôk). Việc đạt quy chuẩn Cột A giúp loại bỏ nguy cơ gây suy giảm oxy hòa tan, ngăn chặn hiện tượng phú dưỡng hóa nguồn nước và bảo vệ hệ sinh thái thủy sinh. Ngoài ra, trong mùa khô kéo dài từ tháng 11 đến tháng 4 tại huyện Chư Prông, nguồn nước sau xử lý đạt chuẩn còn có thể bổ sung nguồn nước tưới tiêu cho đất nông nghiệp trong vùng.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Nguyễn Phước Thiệp đã giải quyết bài toán thiết kế kỹ thuật xây mới trạm xử lý nước thải sản xuất mủ cao su công suất 1.200 m³/ngày đêm cho Công ty TNHH MTV Cao su Chư Prông. Chuỗi công nghệ tích hợp hóa lý và sinh học nhiều bậc (UASB, Anoxic, ASBR, tuyển nổi DAF và lọc áp lực) được lựa chọn phù hợp với tính chất nước thải ô nhiễm hữu cơ và nitơ cao, đưa nước thải sau xử lý đạt quy chuẩn QCVN 01-MT:2015/BTNMT Cột A. Mặc dù cần hoàn thiện thêm về độ chi tiết và tỷ lệ bản vẽ kỹ thuật theo nhận xét phản biện, đồ án đã hoàn thành đầy đủ các nội dung tính toán công nghệ, dự toán kinh tế và quy trình vận hành, đáp ứng yêu cầu của một đồ án tốt nghiệp kỹ sư ngành Công nghệ Kỹ thuật Môi trường.