ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ ĐỀ TÀI THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CAO SU CÔNG SUẤT 750M3/NGÀY ĐÊM

MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Sơ đồ chế biến mủ cao su ly tâm 9
Hình 1.2. Dây chuyền công nghệ sản xuất mủ cốm từ mủ nước 10
Hình 2.1. Bể UASB 25
Hình 2.2. Hồ tùy nghi 28
Hình 3.1. Sơ đồ công nghệ xử lí nước thải cao su 33
Hình 4.1. Hệ thống bể tách mủ cao su 38
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng1.1. Thành phần, tính chất công nghệ sơ chế mủ cao su 12
Bảng 3.1. Thành phần, tính chất công nghệ sơ chế mủ cao su 32
Bảng 3.2. Giá trị các thông số ô nhiễm làm cơ sở tính toán giá trị tối đa cho phép 34
Bảng 4.1. Thông số thiết kế song chắn rác 37
Bảng 4.2. Thông số thiết kế bể tách mủ 39
Bảng 4.3. Thông số thiết kế bể điều hòa 40
Bảng 4.4. Thông số thiết kế bể tuyển nổi 40
Bảng 4.5. Thông số thiết kế bể lắng 1 41
Bảng 4.6. Các thông số thiết kế bể lọc kỵ khí vật liệu đệm 42
Bảng 4.7. Giá trị của hệ số và 46
Bảng 4.8. Các thông số thiết kế đặc trưng cho bể lắng ly tâm 51
Bảng 4.9. Chọn các thông số cho bể 54
Bảng4.10. Tóm tắt các thông số thiết kế bể khử trùng 55
Bảng 5.1. Chi phí xây dựng các hạng mục công trình 58
Bảng 5.2. Bảng dự toán hoá chất sử dụng trong một ngày 59

Đồ án QT & TB GVHD: PHẠM NGỌC HÒA
MỞ ĐẦU
Ngành trồng cây cao su ở Việt Nam đã phát triển hơn 100 năm nay và đã trải qua biết
bao biến cố lịch sử cùng với sự ra đời của nhiều nhà máy chế biến mủ cao su, đã tạo việc
làm cho hàng ngàn người lao động và đóng góp đáng kể cho ngân sách Nhà nước.
Ngành công nghiệp cao su đang phát triển nhanh theo đà tăng trưởng kinh tế và đã

đóng góp một phần không nhỏ cho GDP của đất nước. Tuy nhiên, song song với sự phát
triển nhanh chóng về kinh tế thì chất lượng môi trường do ngành công nghiệp ngày gây
ra cũng là một vấn đề đáng lo ngại. Nước thải từ các nhà máy chế biến mủ cao su chưa
được xử lý triệt để là một trong những nguyên nhân làm cho tình hình ô nhiễm môi
trường ngày càng trở nên nghiêm trọng.
Để giải quyết vấn đề trên, đòi hỏi các nhà máy chế biến cao su phải có một hệ thống
xử lý nước thải cao su hợp lý để xử lý nước thải trước khi thải vào môi trường, hoặc tái
sử dụng lại nguồn nước sau xử lý vào các mục đích khác. Chính vì lý do đó, đề tài
“Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cao su công suất 750 m
3
/ngày đêm ” được đề xuất
thực hiện nhằm giải quyết những vấn đề nan giải trên. Đề tài này sẽ cung cấp cho chúng
ta về những nguồn gốc và thành phần nguồn thải, những sơ đồ công nghệ xử lý nước
thải cao su và tính toán thiết kế xây dựng một hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy chế
biến mũ cao su công suất 750m
3
/ngày đêm.
SVTH: NGUYỄN ĐỨC HẠNH Trang
2
Đồ án QT & TB GVHD: PHẠM NGỌC HỊA
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CƠNG NGHỆ CHẾ BIẾN MỦ
CAO SU VÀ CÁC VẤN ĐỀ MƠI TRƯỜNG
1. 1. Tổng quan về ngành cơng nghệ chế biến cao su :
Cây cao su được tìm thấy ở Mỹ bởi Columbus trong khoảng năm 1493 – 1496. Brazil
là quốc gia xuất khẩu cao su đầu tiên vào thế kỷ thứ 19 (Websre and Baulkwill, 1989). Ở
Việt Nam, cây cao su (Hevea brasiliensis) đầu tiên được trồng vào năm 1887. Trong
khoảng thời gian từ năm 1900 đến 1929 thực dân Pháp đã phát triển cây cao su ở Việt
Nam. Cuối năm 1920 tổng diện tích cây cao su ở Việt Nam khoảng 7000 ha với sản
lượng cao su 3000 tấn/năm.
Cùng với sự phát triển cơng nghiệp cao su trên thế giới, trong suốt những năm 1920-

1945, chính quyền thực dân Pháp nhanh chóng gia tăng diện tích cao su ở Việt Nam với
tốc độ 5.000-6.000 ha/năm. Cuối năm 1945 tổng diện tích cao su là 138.000 ha với tổng
sản lượng 80.000 tấn/năm. Sau khi được độc lập vào năm 1945, chính phủ Việt Nam tiếp
tục phát triển cơng nghiệp cao su và diện tích cây cao su gia tăng vài trăm ngàn ha.
1.1.1. Thành phần tính chất của mủ cao su:
Mủ cao su là hỗn hợp các cấu tử cao su nằm lơ lửng trong dung dòch gọi là nhũ
thanh hoặc serium. Hạt cao su hình cầu có đường kính d < 0,5 µm chuyển động hỗn
loạn (chuyển động Brown) trong dung dòch. Thông thường 1 gram mủ có khoảng
7,4.10
12
hạt cao su, bao quanh các hạt này là các protein giữ cho latex ở trạng thái ổn
đònh.
Thành phần hóa học của mủ cao su:
Cao su : 35 – 40% , Protein : 2% , Quebrachilol : 1% , Xà phòng, acid beo : 1% ,
Chất vơ cơ : 0,5% ,Nước : 50 – 60%
SVTH: NGUYỄN ĐỨC HẠNH Trang
3
Đồ án QT & TB GVHD: PHẠM NGỌC HÒA
Công thức hoá học của latex :
Phân tử cơ bản của cao su là isoprene polymer (cis-1,4-polyisoprene [C
5
H
8
]
n
) có
khối lượng phân tử 105 -107. Nó được tổng hợp từ cây bằng một quá trình phức tạp của
carbohydrate. Cấu trúc hoá 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
 Cấu trúc tính chất của thể giao trạng:
Tổng quát, latex được tạo bỡi những phần tử phân tán cao su (pha bị phân tán) nằm
lơ lững trong chất lỏng (pha phân tán) gọi là serum.Tính phân tán ổn định này có được
là do các protein bị những phần tử phân tán cao su trong latex hút lấy, ion cùng điện tích
sẽ phát sinh lực này giữa các hạt tử cao su.
a. Pha phân tán- Serum:
Serum có chứa một phần là những chất hợp thành trong thể giao trạng, chủ yếu là
protein, phospholipit, một phần là những hợp chất tạo thành dung dịch thật như: muối
khoáng, heterosid với methyl-1 inositol hoặc quebrachitol và các acid amin với tỉ lệ thấp
hơn.
Trong serum hàm lượng thể khô chiếm 8- 10%. Nó cho hiệu ứng Tyndall mãnh liệt
nhờ chứa nhiều chất hữu cơ hợp thành trong dung dịch thể giao trạng. Như vậy serum
của latex là một di chất nhưng nó có độ phân tán mạnh hơn nhiều so với độ phân tán của

các hạt tử cao su nên có thể coi nó như một pha phân tán duy nhất.
b. Pha bị phân tán- hạt tử cao su:
Tỉ lệ pha phân tán hay hàm lượng cao su khô trong latex do cây cao su tiết ra cao
nhất đạt tới 53% và thấp nhất là 18% (phân tích của Viện khảo cứu cao su Đông Dương
trước nay). Hầu hết các hạt tử cao su có hình cầu, kích thước không đồng nhất: ở giữa
đường kính 0,6 micron và số hạt 2x10
8
cho mỗi cm
3
latex, 90% trong số này có đường
kính dưới 0,5 micron.
SVTH: NGUYỄN ĐỨC HẠNH Trang
4
Đồ án QT & TB GVHD: PHẠM NGỌC HÒA
Mủ cao su là hỗn hợp keo gồm các cấu tử cao su nằm lơ lửng trong dung dịch gọi là
nhũ thanh. Hạt cao su hình cầu có đường kính d < 0,5 m, chúng chuyển động hỗn loạn
trong dung dịch. Thông thường 1 gram mủ chứa khoảng 7,4.10
12
hạt cao su, bao quanh là
các protein giữ cho latex ở trạng thái ổn định.
1.1.2. Quy trình sơ chế mủ cao su:
Sau khi đem từ vườn cây về, latex phải được giữ ở trạng thái lỏng để tránh bị đông.
Do đó trước khi đem về nhà máy nên thêm vào latex các chất chống đông như : NH
3
,
NH
3
+ H
2
BO

3
, … vào trong thùng chứa mủ hoặc ngay trong chén hứng mủ.
Mủ nước sau khi lấy từ vườn cây vận chuyển về nhà máy được cho qua lưới lọc (40
lỗ/inch) vào bể tiếp nhận có kích thước lớn. Tại bể này chúng được khuấy trộn kỹ để làm
đồng nhất các loại mủ nước từ các nguồn khác nhau. Trong giai đoạn này ta tiến hành đo
các thông số kỹ thuật cần thiết như : đo hàm lượng mủ khô, thành phần NH
3
còn lại
trong mủ.
a. Phân loại và sơ chế mủ:
Mủ cao su được chia thành nhiều loại: mủ nước (latex), mủ chén, mủ đất … Mủ
nước là mủ tốt nhất, thu trực tiếp trên thân cây, mỗi ngày mủ nước được gom vào một
giờ qui định. Để mủ không bị đông trước khi đem về nhà máy, khi thu mủ người ta cho
NH
3
vào để chống đông (hàm lượng kháng đông cần thiết chứa NH
3
(0,003% – 0,1 %)
tính trên cao su khô), tránh sự oxi hóa làm chất lượng mủ nước kém đi.
Còn các loại mủ khác như mủ đất, mủ chén, mủ vỏ được gộp chung lại gọi là mủ
tạp (mủ thứ cấp). Đó là mủ rơi vãi xuống đất hoặc sau khi thu mủ nước mủ vẫn còn chảy
vào chén, hoặc mủ dính trên vỏ cây . Mủ tạp nói chung rất bẩn lẫn nhiều đất, cát, các tạp
chất và đã đông lại trước khi đưa về nhà máy.
Mủ tạp được chọn riêng theo sản phẩm, đựng trong giỏ hoặc túi sạch. Thông
thường ta phân loại riêng mủ chén, mủ dây, mủ vỏ không để lẫn lộn với mủ đất. Mủ
chén được chia làm nhiều hạng khác nhau, tùy theo kích thước màu sắc. Mủ trắng, mủ bị
sẫm màu do oxi hóa…
SVTH: NGUYỄN ĐỨC HẠNH Trang
5
Đồ án QT & TB GVHD: PHẠM NGỌC HÒA

b. Bảo quản mũ:
Mủ nước chuyển đến xí nghiệp được đưa vào các bể lắng có kích thước lớn, tại đây
mủ được khuấy trộn để làm đồng nhất các loại latex từ các nguồn khác nhau; đây là giai
đoạn kiểm tra sơ khởi việc tiếp nhận. Ở giai đoạn này, tiến hành do trọng lượng mủ khô
và thành phần NH
3
còn lại trong mủ.
Mủ tạp dễ bị oxi hóa nếu để ngoài trời, nhất là phơi dưới ánh nắng, chất lượng mủ sẽ
bị giảm. Khi đem về phân xưởng, mủ tạp được phân loại, ngâm rửa trong các hồ riêng
biệt, để tránh bị oxi hóa và làm mất đi một phần chất bẩn. Tùy theo phẩm chất từng loại
mủ có thể ngâm tối đa là 7 ngày và tối thiểu là 12 giờ. Mủ tạp ngoài ngâm nước có thể
ngâm trong dung dịch hóa chất (acid clohidric, acid axalic, các chất chống lão hóa) để
tránh phân hủy cao su.
Các loại mủ dây, mủ đất được nhặt riêng, trướckhi tồn trữ được rửa sạch bằng cách
cho qua giàn rửa có chứa dung dịch hóa học, thích hợp để tẩy các chất dơ, loại bỏ tạp
chất.
c. Qui trình công nghệ sơ chế mủ:
Ở Việt Nam hiện nay có 3 công nghệ chính đang áp dụng trong thực tế: công
nghệ chế biến mủ ly tâm, công nghệ chế biến mủ cốm và công nghệ chế biến mủ tờ.
 Công nghệ chế biến mủ ly tâm:
Mủ nước có khoảng 30% hàm lượng cao su khô (DRC) và 65% nước, thành phần
còn lại là các chất phi cao su. Các phương pháp đã được triển khai để cô đặc mủ nước từ
vườn cây là ly tâm, tạo kem và bốc hơi. Trong công nghệ ly tâm do sự khác nhau về tỷ
trọng giữa cao su và nước, các hạt cao su dưới dạng serum được tách ra nhờ lực ly tâm
để sản xuất ra mủ ly tâm tiêu chuẩn với 60% DRC. Mủ ly tâm sau đó được xử lý với các
chất bảo quản phù hợp và đưa vào bồn lưu trữ để ổn định tối thiểu từ 20 đến 25 ngày
trước khi xuất.
Một sản phẩm phụ của công nghệ chế biến mủ cao su là mủ skim (DRC khoảng
6%). Mủ skim thu được sau khi ly tâm được đánh đông bằng acid và được sơ chế thành
các tờ crep dày hay sử dụng để sản xuất cao su cốm dưới nhiều dạng khác nhau.

 Công nghệ chế biến cao su cốm.
SVTH: NGUYỄN ĐỨC HẠNH Trang
6
Đồ án QT & TB GVHD: PHẠM NGỌC HÒA
Trong công nghệ này, mủ nước từ vườn cây cao su sau khi được đánh đông bằng
axít và mủ đông vườn cây được đưa vào dây chuyền máy sơ chế để đạt kết quả sau cùng
là các hạt cao su có kích thước trung bình 3mm trước khi đưa vào lò sấy. Cao su sau khi
sấy xong được đóng thành bành có trọng lượng 33,3 kg hay tuỳ theo yêu cầu của khách
hàng.
Sau đó mủ được chế biến qua các công đoạn :
Công đoạn 1 : Xử lý nguyên liệu :
Tiếp nhận mủ từ hồ quay, để lắng rồi dẫn đến mương đánh đông nhờ máng dẫn mủ,
tại đây mủ được pha với axit loãng 1%. Hàm lượng mủ khô (DRC) tại mương đánh đông
là 25%, pH = 4-5
Công đoạn 2 : Gia công cơ học :
Từ mương đánh đông sau 6 – 8 giờ mủ trong mương được đông tụ, xả nước vào cho
mủ nổi lên mặt mương. Mủ được đưa qua máy cán Crepper để cán mỏng, loại bỏ axit,
serium trong mủ. Mỗi máy có hệ thống phun nước ngay trên trục cán để làm sạch tờ mủ
trong khi cán. Tiếp theo tờ mủ được chuyển qua máy cán băm liên hợp tạo hạt. Khi đó
mủ được cán nhỏ thành hạt có đường kính khoảng 6mm, rồi cho vào hồ nước rữa. Sau
cùng bơm Vortex hút chuyển các hạt cốm lên sàn rung để tách nước sau đó đưa vào
thùng sấy và đẩy vào lò sấy.
Công đoạn 3 :Gia công nhiệt
Mủ cốm được đưa vào lò sấy từ 13 – 17 phút, nhiệt độ từ 100 – 1100C sau đó cho
qua hệ thống hút làm nguội.
Công đoạn 4 : Hoàn chỉnh sản phẩm
Phân loại sản phẩm, cân 33.3kg ép kiện, đóng gói PE, đóng palette đưa vào kho
thành phẩm rồi xuất xưởng.
SVTH: NGUYỄN ĐỨC HẠNH Trang
7

Đồ án QT & TB GVHD: PHẠM NGỌC HÒA
1.2 Nguồn gốc thành phần và tính chất nước thải ngành chế biến mủ cao su:
1.2.1 Nguồn gốc nước thải mủ cao su:
Trong quá trình chế biến mủ cao su, nước thải phát sinh chủ yếu từ các công đoạn
sản xuất sau :
* Dây chuyền chế biến mủ ly tâm :
Nước thải phát sinh từ quá trình ly tâm mủ, rửa máy móc thiết bị và vệ sinh nhà
xưởng.
SVTH: NGUYỄN ĐỨC HẠNH Trang
8
Đồ án QT & TB GVHD: PHẠM NGỌC HÒA
Hình 1.1 Sơ đồ chế biến mủ cao su ly tâm
SVTH: NGUYỄN ĐỨC HẠNH Trang
MŨ NƯỚC
MÁY LY TÂM
MŨ LY TÂM
CÁN CREP
CAO SU
SKIM
SERUM SKIM
ĐÁNH ĐÔNG
MŨ SKIM
Amoniac
Nước rữa các phương
tiện bồn chứa, sàn…
Rửa chén sàng
Acid
sunfuaric
Nước rửa
Nước

thải
Nước thải
Nước thải chung
9
Đồ án QT & TB GVHD: PHẠM NGỌC HÒA
Hình 1.2 Dây chuyền công nghệ sản xuất mủ cốm từ mủ nước
SVTH: NGUYỄN ĐỨC HẠNH Trang
Bể hổn hợp (chứa mủ
nước)
Nước thải
Mương đánh đông (cho
axit)
Nước thải
Cán -Vắt-Ép Nước thải
Cán tạo tờ Nước thải
Băm cám
Nước thải
Sàn rung Nước thải
Sấy khô
cân
Ép kiện
Đóng gói
Toàn kho
Khí thải
10
Đồ án QT & TB GVHD: PHẠM NGỌC HÒA
* Dây chuyền chế biến mủ nước :
Nước thải phát sinh từ khâu đánh đông, từ quá trình cán băm, cán tạo tờ, băm cốm.
Ngoài ra nước thải còn phát sinh do quá trình rửa máy móc thiết bị và vệ sinh nhà
xưởng.

* Dây chuyền chế biến mủ tạp :
Đây là dây chuyền sản xuất tiêu hao nước nhiều nhất trong các dây chuyền chế biến
mủ. Nước thải phát sinh từ quá trình ngâm, rửa mủ tạp, từ quá trình cán băm, cán tạo tờ,
băm cốm, rửa máy móc thiết bị và vệ sinh nhà xưởng,
Ngoài ra nước thải còn phát sinh do rửa xe chở mủ và sinh hoạt.
Trong chế biến cao su khô, nước thải sinh ra ở các công đoạn khuấy trộn, làm đông
và gia công cơ học. Thải ra từ bồn khuất trộn là nước rửa bồn và dụng cụ, nước này chứa
một ít mủ cao su. Nước thải từ các mương đông tụ là quan trọng nhất vì nó chứa phần
lớn là serum được tách ra khỏi mủ trong quá trình đông tụ. Nước thải từ công đoạn gia
công cũng có bản chất tương tự nhưng loãng hơn, đây là nước rửa được phun vào các
khối cao su trong quá trình gia công cơ để tiếp tục loại bỏ serum cũng như các chất bẩn.
Trong sản xuất mủ cao su ly tâm, mủ cao su sau khi khuấy trộn được đưa vào các
nồi ly tâm quay với tốc độ chừng 7000 vòng/ phút. Với tốc độ này, lực ly tâm đủ lớn để
tách các hạt cao su ra khỏi serum, dựa vào sự khác biệt về trọng lượng riêng của chúng.
Sau khi mủ cao su được cô đặc đã được tách ra, chất lỏng còn lại là serum, vẫn còn chứa
khoảng 5% cao su, sẽ được làm đông bằng sulphuric acid để chế biến thành cao su khối
với một quá trình tương tự như cao su thông thường. Chế biến mủ ly tâm cũng tạo nên 3
nguồn nước thai. Nước rửa máy móc và các bồn chứa, serum từ mương đông tụ skim, và
nước rửa từ các máy gia công cơ. Trong số này serum của mủ skim là có hàm lượng chất
ô nhiễm cao nhất.
Sản xuất một tấn thành phẩm ( quy theo trọng lượng khô) cao su khối, cao su tờ
và mủ ly tâm thải ra tương ứng khoảng 30, 25, 18 m
3
nước thải.
SVTH: NGUYỄN ĐỨC HẠNH Trang
11
Đồ án QT & TB GVHD: PHẠM NGỌC HÒA
1.2.2 Tính chất nước thải cao su:
Nước thải đánh đông có nồng độ chất bẩn cao nhất, chủ yếu là các serum còn lại
trong nước thải sau khi vớt mủ bao gồm một số hóa chất đặc trưng như acid axetic

CH
3
COOH, protein, đường, cao su thừa; lượng mủ chưa đông tụ nhiều do đó còn thừa
một lượng lớn cao su ở dạng keo; pH thấp khoảng 5 – 5,5. Nước thải ở các công đoạn
khác (cán, băm,… ) có hàm lượng chất hữu cơ thấp, hàm lượng cao su chưa đông tụ hầu
như không đáng kể.
Đặc trưng cơ bản của các nhà máy chế biến cao su đó là sự phát sinh mùi. Mùi hôi
thối sinh ra do men phân hủy protein trong môi trường acid. Chúng tạo thành nhiều chất
khí khác nhau: NH
3
, CH
3
COOH, H
2
S, CO
2
, CH
4
, … Vì vậy việc xử lý nước thải nhà máy
cao su là một vấn đề quan trọng cần phải được giải quyết.
Bảng1.1: Thành phần, tính chất công nghệ sơ chế mủ cao su
Chỉ tiêu NT mủ ly
tâm
NT mủ nước NT mủ tạp NT cống
chung
Lưu lượng
(m
3
/tấnDRC)
15 - 20 25 - 30 35 – 40 -

pH 9 – 11 5 – 6 5 – 6 5 - 6
BOD ( mg/l) 1.500 –
12.000
1.500 – 5.500 400 – 500 2.500 – 4.000
COD ( mg/l) 3.500 –
35.000
2.500 – 6.000 520 – 650 3.500 – 5.000
SS ( mg/l) 400 – 6.000 200 – 6.000 4.000 – 8.000 500 – 5.000
NH
3
– N 75,5 40,6 110 426
Tổng nỉtơ
(JKN)
95 48 150 565
PO
4
– P 26,6 12,3 38 48
Nguồn : Thống kê từ Trung tâm công nghệ môi trường –ECO
- Tính chất nước thải:
* Dây chuyền sản xuất mủ ly tâm :
SVTH: NGUYỄN ĐỨC HẠNH Trang
12
Đồ án QT & TB GVHD: PHẠM NGỌC HÒA
Dây chuyền sản xuất này không thực hiện quy trình đánh đông cho nên hoàn toàn
không sử dụng acid mà chỉ sử dụng amoniac, lượng amoniac đưa vào khá lớn khoảng
20kgNH
3
/tấn DRC nguyên liệu. Do đó đặc điểm chính của loại nước thải này là :
- Độ pH khá cao, pH 9-11
- Nồng độ BOD, COD, N rất cao.

Dây chuyền chế biến mủ nước :
Đặc điểm của quy trình công nghệ này là sử dụng từ mủ nước vườn cây có bổ
sung amoniac làm chất chống đông. Sau đó, đưa về nhà máy dùng acid để đánh đông, do
đó, ngoài tính chất chung là nồng độ BOD, COD và SS rất cao, nước thải từ dây chuyền
này còn có độ pH thấp và nồng độ N cao.
* Dây chuyền chế biến mủ tạp
Mủ tạp lẫn khá nhiều đất cát và các loại chất lơ lửng khác. Do đó, trong quá trình
ngâm, rửa mủ, nước thải chứa rất nhiều đất, cát, màu nước thải thường có màu nâu, đỏ.
- pH từ 5,0 - 6,0
- Nồng độ chất rắn lơ lửng rất cao
- Nồng độ BOD, COD thấp hơn nước thải từ dây chuyền chế biến mủ nước
1.3 Các Vấn Đề Môi Trường
Nước thải từ nhà máy chế biến mủ cao su có độ nhiễm bẩn rất cao, ảnh hưởng lớn
đến điều kiện vệ sinh môi trường. Nước thải ra từ nhà máy với khối lượng lớn gây ô
nhiễm trầm trọng đến khu vực dân cư, ảnh hưởng đến sức khỏe, đời sống của nhân dân
trong khu vực. Các mùi hôi thối độc hại (khí H
2
S, khí thải từ bùn sấy, CO
x
, NO
x
, SO
x
)
hóa chất sử dụng cho công nghệ chế biến cũng ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống nhân
dân và sự phát triển của động thực vật xung quanh nhà máy.
Chất thải rắn:
+ Rác sinh hoạt do hoạt đông của công nhân trong nhà máy gồm: rau củ quả, thực
phẩm thừa, bọc nilon, chai lọ.
+ CTR sinh ra do quá trình sản xuất bao gồm các loại mủ cao su phế thải, các loại

bao bì chứa hóa chất, phụ gia. Ngoài ra còn có các chất thải rắn khác là cắn bùn đất vị cô
động lại các hố ga và từ hệ thống xử lý nước.
SVTH: NGUYỄN ĐỨC HẠNH Trang
13
Đồ án QT & TB GVHD: PHẠM NGỌC HÒA
Nếu không xử lí triệt để mà xả trực tiếp lượng nước thải vào các nguồn tiếp nhận như
sông suối ao, hồ và các tầng nước ngầm thì nó sẽ gây ảnh hưởng nặng đến môi trường
xung quanh như :
a. Chất rắn lơ lửng có thể gây nên hiện tượng bùn lắng và nảy sinh điều kiện
kỵ khí.
b. Các hợp chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học chủ yếu là proein,
cacbonhydrat,… được tính toán thông qua các chỉ tiêu BOD5 và COD.
Các hợp chất này có thể gây ra sự suy giảm nguồn oxy tự nhiên trong
nguồn nước và phát sinh điều kiện thối rửa. Chính điều này dẫn đến sự
phát hoại và tiêu diệt các sinh vật nước và hình thành mùi hôi khó chịu.
c. Gây ô nhiễm tầng nước ngầm khi ngấm xuống đất, làm tăng nồng độ NO2
trong nước ngầm, rất nguy hại cho sức khoẻ con người khi sử dụng nguồn
nước bị ô nhiễm.
d. Gây hiện tượng phú dưỡng cho nguồn tiếp nhận do nước thải có hàm
lượng N, P rất cao.
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP
2.1. Các phương pháp xử lý nước thải cao su
SVTH: NGUYỄN ĐỨC HẠNH Trang
14
Đồ án QT & TB GVHD: PHẠM NGỌC HÒA
Việc xử lý nước thải cao su nhằm giảm nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải đến
một nồng độ cho phép có thể xả vào nguồn tiếp nhận. Việc lựa chọn phương pháp làm
sạch và lựa chọn quy trình xử lý nước phụ thuộc vào các yếu tố như.
- Các yêu cầu về công nghệ và vệ sinh nước.
- Lưu lượng nước thải.

- Các điều kiện của nhà máy mía đường.
- Hiệu quả xử lý.
Đối với nước thải mía đường, có thể áp dụng các phương pháp sau.
- Phương pháp cơ học.
- Phương pháp hóa lý.
- Phương pháp sinh học.
Trong các phương pháp trên ta chọn xử lý sinh học là phương pháp chính. Công
trình xử lý sinh học thường được đặt sau các công trình xử lý cơ học, hóa lý.
2.1.1. Phương pháp xử lý cơ học.
Mục đích là tách chất rắn, cặn, phân ra khỏi hỗn hợp nước thải bằng cách thu gom,
phân riêng. Có thể dùng song chắn rác, bể lắng sơ bộ để loại bỏ cặn thô, dễ lắng tạo điều
kiện thuận lợi và giảm khối tích của các công trình xử lý tiếp theo. Ngoài ra có thể dùng
phương pháp ly tâm hoặc lọc. Hàm lượng cặn lơ lửng trong nước thải cao su khá lớn
(khoảng vài ngàn mg/l) và dễ lắng nên có thể lắng sơ bộ trước rồi đưa sang các công trình
xử lý phía sau.
Sau khi tách, nước thải được đưa sang các công trình phía sau, còn phần chất rắn
được đem đi chôn lấp.
- Song chắn rác hay lưới chắn
Tại song chắn hay lưới chắn các tạp chất thô như : gỗ, giẻ, rác thực phẩm,… và
các vật thể thô khác bị giữ lại. Song chắn rác hầu như công trình nào cũng phải có nằm ở
SVTH: NGUYỄN ĐỨC HẠNH Trang
15
Đồ án QT & TB GVHD: PHẠM NGỌC HÒA
trước cửa vào hố thu nước thải, tùy theo các công trình mà có thể lắp đặt thêm lưới chắn
rác.
- Quá trình lắng.
Lắng là quá trình quan trọng trong công nghệ xử lý nước thải, thường được ứng dụng
để tách các chất lơ lửng ra khỏi nước thải dựa trên sự khác nhau về trọng lượng của
các hạt lơ lửng và nước. Đây là quá trình xử lý ban đầu hay sau quá trình xử lý sinh
học.

Quá trình lắng có thể chia làm hai dạng cơ bản phụ thuộc vào trạng thái các hạt cặn lơ
lửng trong nước .
• Lắng độc lập.
• Lắng keo tụ.
- Quá trình lọc.
Lọc là quá trình được thực hiện để phân riêng các hỗn hợp nhờ 1 vật ngăn xốp. Vật
ngăn xốp có khả năng cho 1 pha đi qua còn giữ pha kia lại (vật đó gọi là vách ngăn lọc).
Lọc qua vách ngăn được phân ra: lọc thông dụng, vi lọc và lọc phân tử (siêu lọc và
lọc thẩm thấu ngược).
- Quá trình điều hòa.
Lưu lượng nước thải và hàm lượng chất bẩn trong nước thường dao động không đều
theo ngày đêm, làm ảnh hưởng xấu về chế độ công tác của mạng lưới và các công
trình xử lý sau, do đó bể điều hòa có chức năng.
• Điều hòa lưu lượng và nồng độ các chất bẩn trong nước thải.
• Oxi hóa một phần nồng độ ô nhiễm nước thải.
• Tham gia làm thoáng sơ bộ.
• Tránh lắng cặn.
• Tăng hiệu suất lắng ở bể lắng đợt một.
SVTH: NGUYỄN ĐỨC HẠNH Trang
16
Đồ án QT & TB GVHD: PHẠM NGỌC HÒA
2.1.2. Xử lý nước thải bằng các phương pháp hoá học.
Cơ sở của phương pháp này là các phản ứng hoá học diễn ra giữa các chất ô nhiễm và
chất thêm vào. Những phản ứng diễn ra có thể là.
• Phản ứng oxi hoá khử.
• Phản ứng trung hoà tạp chất kết tủa.
• Các phản ứng thuỷ phân chất độc hại.
Các phương pháp hoá học thường dùng nhiều là : Oxi hóa và trung hòa. Thông
thường đi đôi với trung hoà còn kèm theo các quá trình kết tủa và hiện tượng vật lý
khác.

- Trung hoà.
Nước thải công nghiệp thường có giá trị pH quá thấp hay quá cao (độ kiềm hay độ
axit cao). Các công trình đơn vị xử lý nước thải công nghiệp như: Trao đổi ion, các
phương pháp sinh học…Thì trước nó phải tiến hành giai đoạn trung hoà. Quá trình
trung hoà được thực hiện trong các bể trung hoà làm việc liên tục hay gián đoạn theo
chu kì. Về cấu tạo, các bể này có thể kết hợp với các bể lắng phải dựa trên cơ sở so
sánh các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật để chọn phương pháp lắng.
Lựa chọn biện pháp trung hòa phụ thuộc vào lượng thải, chế độ thải cũng như
nồng độ các chất trong nước thải. Việc trung hoà nước thải bằng hoá chất gặp nhiều
khó khăn, vì thành phần và lưu lượng nước thải không ổn định làm phức tạp các hệ
thống, thiết bị tự động châm hoá chất.
Phương pháp này dùng khi nồng độ và pH nước thải quá thấp hay quá cao.
Phương pháp trung hoà thường kết hợp với các phương pháp khác để xử lý nước thải.
Các hoá chất trung hoà thường dùng: HCl, H
2
SO
4
, NaOH, Ca(OH)
2
…
Các phương pháp trung hoà thường dùng.
• Trung hoà bằng cách trộn hai dòng nước thải axit và bazơ. Đây là biện pháp
đơn giản, dễ thực hiện và ít tốn chi phí.
SVTH: NGUYỄN ĐỨC HẠNH Trang
17
Đồ án QT & TB GVHD: PHẠM NGỌC HÒA
+ Trung hòa nước thải bằng cách thêm hóa chất (Bổ sung các tác nhân hóa chất).
+ Trung hòa nước thải chứa axít bằng cách cho qua lớp vật liệu trung hòa, thường vật liệu
lọc là đá vôi.
+ Trung hòa bằng các khí axit.

2.1.3. Phương pháp xử lý hóa lý
Nước thải mía đường còn chứa nhiều chất hữu cơ, chất vô cơ dạng hạt có kích thước
nhỏ, khó lắng, khó có thể tách ra bằng các phương pháp cơ học thông thường vì tốn nhiều
thời gian và hiệu quả không cao. Ta có thể áp dụng phương pháp keo tụ để loại bỏ chúng.
Các chất keo tụ thường sử dụng là phèn nhôm, phèn sắt, phèn bùn,… kết hợp với
polymer trợ keo tụ để tăng quá trình keo tụ.
Nguyên tắc của phương pháp này là : cho vào trong nước thải các hạt keo mang điện
tích trái dấu với các hạt lơ lửng có trong nước thải (các hạt có nguồn gốc silic và chất hữu
cơ có trong nước thải mang điện tích âm, còn các hạt nhôm hidroxid và sắt hidroxit được
đưa vào mang điện tích dương). Khi thế điện động của nước bị phá vỡ, các hạt mang điện
trái dấu này sẽ liên kết lại thành các bông cặn có kích thước lớn hơn và dễ lắng hơn.
Các phương pháp hoá lý (đông tụ và keo tụ, tuyển nổi, hấp phụ, trao đổi ion, các quá
trình tách bằng màng, các phương pháp điện hoá).
- Tuyển nổi.
Phương pháp tuyển nổi thường được sử dụng để tách các tạp chất (ở dạng
rắn hay lỏng) phân tán không tan, tự lắng kém ra khỏi pha lỏng. Trong 1 số trường
hợp quá trình này cũng được dùng để tách các chất hoà tan như các chất hoạt động
bề mặt. Quá trình như vậy được gọi là quá trình tách bọt hay làm đặc bọt.
SVTH: NGUYỄN ĐỨC HẠNH Trang
18
Đồ án QT & TB GVHD: PHẠM NGỌC HÒA
Trong xử lý nước thải, về nguyên tắc, tuyển nổi thường được để khử các
chất lơ lửng và làm đặc bùn sinh học. Ưu điểm cơ bản của phương pháp này so với
phương pháp lắng là có thể khử được hoàn toàn các hạt nhỏ hay nhẹ, lắng chậm
trong một thời gian ngắn. Khi các hạt đã nổi lên bề mặt, chúng có thể được thu
gom bằng bộ phận vớt bọt.
Quá trình tuyển nổi được thực hiện bằng cách sụt các bọt khí nhỏ (thường
là không khí) vào trong pha lỏng. Các khí đó kết dính với các hạt và khi lực nổi
của tập hợp các bóng khí và đủ lớn sẽ kéo theo hạt cùng nổi lên bề mặt, sau đó
chúng tập hợp lại với nhau thành các lớp bọt chứa hàm lượng các hạt cao hơn

trong chất lỏng ban đầu.
+ Các phương pháp tuyển nổi như sau.
• Tuyển nổi bằng việc tách không khí từ dung dịch.
• Tuyển nổi phân tán không khí bằng phương pháp cơ học.
• Tuyển nổi bằng cấp không khí qua đầu khuyếch tán không bằng vật liệu xốp.
• Tuyển nổi điện và tuyển nổi hóa học.
- Hấp phụ.
Phương pháp hấp phụ được dùng rộng rãi để làm sạch triệt để nước thải
khỏi các chất hữu cơ hoà tan sau khi xử lý sinh học cũng như xử lý cục bộ khi
trong nước thải có chứa 1 hàm lượng rất nhỏ các chất đó. Những chất không phân
hủy được bằng con đường sinh học và thường có độc tính cao. Nếu các chất khử bị
hấp phụ tốt và khi chi phí riêng lượng chất hấp phụ không lớn thì việc ứng dụng
phương pháp này là hợp lý hơn cả (than hoạt tính, các chất tổng hợp hay 1 số chất
SVTH: NGUYỄN ĐỨC HẠNH Trang
19
Đồ án QT & TB GVHD: PHẠM NGỌC HÒA
thải của sản xuất như xỉ tro, mạt sắt, xỉ và các chất hấp phụ bằng khoáng chất như
đất sét, silicagen, keo nhôm). Than hoạt tính là chất hấp phụ thông thường.
- Trao đổi ion.
Phương pháp trao đổi ion được ứng dụng để làm sạch nước hoặc nước thải
khỏi các kim loại như Zn, Cu, Cr, Ni, Pb, Cd, V, Mn… cũng như các hợp chất của
asen, photpho, xyanua và chất phóng xạ.
Phương pháp này cho phép thu hồi các chất có giá trị và đạt được mức độ
làm sạch cao. Vì vậy nó là 1 phương pháp được ứng dụng rộng rãi để tách muối
trong xử lý nước và nước thải.
2.1.4. Phương pháp xử lý sinh học
Phương pháp này dựa trên sự hoạt động của các vi sinh vật có khả năng phân hủy các
chất hữu cơ. Các vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn
dinh dưỡng và tạo năng lượng. Tùy theo nhóm vi khuẩn sử dụng là hiếu khí hay kỵ khí
mà người ta thiết kế các công trình khác nhau. Và tùy theo khả năng về tài chính, diện

tích đất mà người ta có thể dùng hồ sinh học hoặc xây dựng các bể nhân tạo để xử lý.
2.1.4.1. Phương pháp xử lý hiếu khí
Sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí, hoạt động trong điều kiện có oxy. Quá trình xử
lý nước thải bằng phương pháp hiếu khí gồm 3 giai đoạn :
Oxy hóa các chất hữu cơ :
C
x
H
y
O
z
+ O
2

 →
Enzyme
CO
2
+ H
2
O + H
Tổng hợp tế bào mới :
C
x
H
y
O
z
+ O
2

+ NH
3
 →
Enzyme
Tế bào vi khuẩn (C
5
H
7
O
2
N) + CO
2
+ H
2
O - H
Phân hủy nội bào :
SVTH: NGUYỄN ĐỨC HẠNH Trang
20
Đồ án QT & TB GVHD: PHẠM NGỌC HÒA
C
5
H
7
O
2
N + O
2

 →
Enzyme

5CO
2
+ 2H
2
O + NH
3
 H
2.1.4.2. Phương pháp xử lý kỵ khí.
Sử dụng vi sinh vật kỵ khí, hoạt động trong điều kiện yếm khí không hoặc có lượng
O
2
hòa tan trong môi trường rất thấp, để phân hủy các chất hữu cơ.
Bốn giai đoạn xảy ra đồng thời trong quá trình phân hủy kỵ khí.
a. Thủy phân : Trong giai đoạn này, dưới tác dụng của enzyme do vi khuẩn tiết ra, các
phức chất và các chất không tan (như polysaccharide, protein, lipid) chuyển hóa thành
các phức chất đơn giản hơn hoặc chất hòa tan (như đường, các acid amin, acid béo).
b. Acid hóa : Trong giai đoạn này, vi khuẩn lên men chuyển hóa các chất hòa tan thành
chất đơn giản như acid béo dễ bay hơi, rượu, acid lactic, methanol, CO
2
, H
2
, NH
3
, H
2
S và
sinh khối mới.
c. Acetic hóa : Vi khuẩn acetic chuyển hóa các sản phẩm của giai đoạn acid hóa thành
acetat, H
2

, CO
2
và sinh khối mới.
d. Methane hóa : Đây là giai đoạn cuối của quá trình phân hủy kỵ khí. Acid acetic, H
2
,
CO
2
, acid formic và methanol chuyển hóa thành methane, CO
2
và sinh khối mới.
2.1.4.3. Các hệ thống xử lý nhân tạo bằng phương pháp sinh học.
a. Xử lý theo phương pháp hiếu khí.
Xử lý nước thải theo phương pháp hiếu khí nhân tạo dựa trên nhu cầu oxy cần cung
cấp cho vi sinh vật hiếu khí có trong nước thải hoạt động và phát triển. Các vi sinh vật
hiếu khí sử dụng các chất hữu cơ, các nguồn N và P cùng với một số nguyên tố vi lượng
khác làm nguồn dinh dưỡng để xây dựng tế bào mới, phát triển tăng sinh khối. Bên cạnh
đó quá trình hô hấp nội bào cũng diễn ra song song, giải phóng CO
2
và nước. Cả hai quá
trình dinh dưỡng và hô hấp của vi sinh vật đều cần oxy. Để đáp ứng nhu cầu oxy hòa tan
trong nước, người ta thường sử dụng hệ thống sục khí bề mặt bằng cách khuấy đảo hoặc
bằng hệ thống khí nén.
SVTH: NGUYỄN ĐỨC HẠNH Trang
21
Đồ án QT & TB GVHD: PHẠM NGỌC HÒA
- Quá trình xử lý hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng lơ lửng (bùn hoạt
tính)
Quá trình này sử dụng bùn hoạt tính dạng lơ lửng để xử lý các chất hữu cơ hòa tan
hoặc các chất hữu cơ dạng lơ lửng. Sau một thời gian thích nghi, các tế bào vi khuẩn bắt

đầu tăng trưởng và phát triển. Các hạt lơ lửng trong nước thải được các tế bào vi sinh vật
bám lên và phát triển thành các bông cặn có hoạt tính phân hủy các chất hữu cơ. Các hạt
bông cặn dần dần lớn lên do được cung cấp oxy và hấp thụ các chất hữu cơ làm chất dinh
dưỡng để sinh trưởng và phát triển.
Bùn hoạt tính là tập hợp các vi sinh vật khác nhau, chủ yếu là vi khuẩn, bên cạnh đó
còn có nấm men, nấm mốc, xạ khuẩn, nguyên sinh động vật, giun, sán,… kết thành dạng
bông với trung tâm là các hạt lơ lửng trong nước. Trong bùn hoạt tính ta thấy có loài
Zoogelea trong khối nhầy. Chúng có khả năng sinh ra một bao nhầy xung quanh tế bào,
bao nhầy này là một polymer sinh học với thành phần là polysaccharide có tác dụng kết
các tế bào vi khuẩn lại tạo thành bông.
Một số công trình hiếu khí phổ biến xây dựng trên cơ sở xử lý sinh học bằng bùn
hoạt tính
+Bể aeroten thông thường
Đòi hỏi chế độ dòng chảy nút (plug-flow), khi đó chiều dài bể rất lớn so với chiều
rộng. Trong bể, nước thải vào có thể phân bố ở nhiều điểm theo chiều dài, bùn hoạt
tính tuần hoàn đưa vào đầu bể. Tốc độ sục khí giảm dần theo chiều dài bể. Quá trình
phân hủy nội bào xảy ra ở cuối bể.
+Bể aeroten xáo trộn hoàn toàn
Đòi hỏi chọn hình dạng bể, trang thiết bị sục khí thích hợp. Thiết bị sục khí cơ khí
(motour và cánh khuấy) hoặc thiết bị khuếch tán khí thường được sử dụng. Bể này
thường có dạng tròn hoặc vuông, hàm lượng bùn hoạt tính và nhu cầu oxy đồng nhất
trong toàn bộ thể tích bể.
SVTH: NGUYỄN ĐỨC HẠNH Trang
22
Đồ án QT & TB GVHD: PHẠM NGỌC HÒA
+Bể aeroten mở rộng
Hạn chế lượng bùn dư sinh ra, khi đó tốc độ sinh trưởng thấp, sản lượng bùn thấp và
chất lượng nước ra cao hơn. Thời gian lưu bùn cao hơn so với các bể khác (20-30
ngày).
+Mương oxy hóa

Là mương dẫn dạng vòng có sục khí để tạo dòng chảy trong mương có vận tốc đủ xáo
trộn bùn hoạt tính. Vận tốc trong mương thường được thiết kế lớn hơn 3m/s để tránh
lắng cặn. Mương oxy hóa có thể kết hợp quá trình xử lý N.
+Bể hoạt động gián đoạn (SBR)
Bể hoạt động gián đoạn là hệ thống xử lý nước thải với bùn hoạt tính theo kiểu làm
đầy và xả cặn. Quá trình xảy ra trong bể SBR tương tự như trong bể bùn hoạt tính
hoạt động liên tục, chỉ có điều tất cả quá trình xảy ra trong cùng một bể và được thực
hiện lần lượt theo các bước: (1) làm đầy, (2) phản ứng, (3) lắng, (4) xả cặn, (5) ngưng.
- Quá trình xử lý hiếu khí với vi sinh vật sinh trưởng dạng dính bám
Khi dòng nước thải đi qua những lớp vật liệu rắn làm giá đỡ, các vi sinh vật sẽ bám
dính lên bề mặt. Trong số các vi sinh vật này có loài sinh ra các polysaccaride có tính
chất như là một polymer sinh học có khả năng kết dính tạo thành màng. Màng này cứ dày
thêm với sinh khối của vi sinh vật dính bám hay cố định trên màng. Màng được tạo thành
từ hàng triệu đến hàng tỉ tế bào vi khuẩn, với mật độ vi sinh vật rất cao. Màng có khả
năng oxy hóa các hợp chất hữu cơ, trong do ít tiếp xúc với cơ chất và ít nhận được O
2
sẽ
chuyển sang phân hủy kỵ khí, sản phẩm của biến đổi kỵ khí là các acid hữu cơ, các alcol,
…Các chất này chưa kịp khuếch tán ra ngoài đã bị các vi sinh vật khác sử dụng. Kết quả
là lớp sinh khối ngoài phát triển liên tục nhưng lớp bên trong lại bị phân hủy hấp thụ các
chất bẩn lơ lửng có trong nước khi chảy qua hoặc tiếp xúc với màng.
SVTH: NGUYỄN ĐỨC HẠNH Trang
23