ĐỒ ÁN Thiết kế bể aerotank xử lý nước thải cao su

Thiết kế bể Aerotank xử lý nước thải cao su GVHD: ĐẶNG VIẾT HÙNG
SVTH: Hồ Hồng Quy - 1 -





A. TỔNG QUAN :
I. GIỚI THIỆU:
Công nghiệp cao su ngày nay là một trong những nghành công nghiệp hàng đầu
có tiềm năng phát triển vô cùng to lớn. Cao su được dùng hầu hết trong các lónh vực
phục vụ cho nhu cầu nhiên liệu công nghiệp và xuất khẩu.
Theo xu hướng phát triển chung của thế giới, nhu cầu tiêu thụ cao su ngày càng
tăng. Ngoài tiềm năng công nghiệp, cây cao su còn có tác dụng phủ xanh đất, đồi trọc,
bảo vệ đất tránh rửa trôi, xói mòn, tránh ô nhiễm cải thiện môi trường …
Ngành công nghiệp sơ chế mủ cao su đã trải qua nhiều giai đoạn phát triển từ
giai đoạn sơ chế thủ công tại các nông trại nhỏ, phát triển đến ngày nay với các dây
chuyền công nghệ ngày càng hoàn thiện cho ra sản phẩm đồng nhất, chất lượng cao, đạt
tiêu chuẩn quốc tế.
Nước ta là một trong những nước có tiềm năng phát triển cao su rất lớn. Ngành
cao su cũng đã được nhà nước và các đối tác nước ngoài quan tâm đầu tư bằng vốn tự có
và vốn nước ngoài. Đến năm 1997, diện tích trồng cây cao su ở nước ta đạt gần 300.000
ha, với sản lượng khoảng 185.000 tấn. Theo qui hoạch tổng thể, với nguồn vốn vay của
ngân hàng thế giơi, đến năm 2010 diện tích cây cao su sẽ đạt tới 700.000 ha và sản
lượng cao su khoảng 300.000 tấn. Hiện nay để chế biến hết số mủ cao su thu hoạch
được, hơn 24 nhà máy chế biến mủ cao su với công suất từ 500 đến 12.000 tấn/năm đã
được nâng cấp và xây dựng mới tại nhiều tỉnh phía Nam, chủ yếu là tại trung các tỉnh
miền Đông Nam Bộ như Đồng Nai, Bình Dương, Bình Phước. Bên cạnh đó, một số nhà
TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO
MOITRUONGXANH.INFO
Thiết kế bể Aerotank xử lý nước thải cao su GVHD: ĐẶNG VIẾT HÙNG

SVTH: Hồ Hồng Quy - 2 -
máy chế biến mủ cao su cũng đã và đang hình thành bằng nguồn vốn ngân hàng thế
giới. Những năm gần đây, cao su trở thành một trong những mặt hàng xuất khẩu chiến
lược mang lại hàng triệu USD cho đất nước, giải quyết công ăn việc làm cho hàng ngàn
công nhân làm việc cho nhà máy và hàng ngàn công nhân làm việc trong các nông
trường cao su.
Tuy nhiên công nghiệp sơ chế cao su lại gây một số tác động xấu đến môi trường
sống. Trong quá trình chế biến mủ cao su, nhất là khâu đánh đông mủ (đối với qui trình
chế biến mủ nước) và khâu ly tâm mủ (đối với qui trình sản xuất mủ ly tâm) các nhà
máy chế biến mủ cao su đã thải ra hàng ngày một lượng lớn nước thải khoảng từ 600 –
1.800 m
3
cho mỗi nhà máy với tiêu chuẩn sử dụng nước 20 -30 m
3
/tấn DRC. Lượng
nước thải này có nồng độ các chất hữu cơ dễ bò phân huỷ rất cao như acid acetic, đường,
protein, chất béo… Hàm lượng COD đạt đến 2.500 – 35.000 mg/L, BOD từ 1.500 –
12.000 mg/L đã làm ô nhiễm hầu hết các nguồn nước trong khu vực. Bên cạnh việc gây
ô nhiễm các nguồn nước ( nước ngầm, nươc mặt), các chất hữu cơ trong nước thải bò
phân huỷ kỵ khí tạo thành H
2
S và mercaptan là những hợp chất không những gây độc
và ô nhiễm môi trường mà chúng còn là nguyên nhân gây mùi hôi thối ảnh hưởng đến
môi trường và dân cư trong khu vực.

II. THÀNH PHẦN CẤU TẠO CỦA MỦ CAO SU:

Mủ cao su là hỗn hợp keo gồm các cấu tử cao su nằm lơ lửng trong dung dòch gọi
là nhũ thanh. Hạt cao su hình cầu có đường kính d< 0,5
µ

m, chúng chuyển động hỗn
loạn trong dung dòch. 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 đònh.

Thành phần hóa học của mủ cao su:
TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO
MOITRUONGXANH.INFO
Thiết kế bể Aerotank xử lý nước thải cao su GVHD: ĐẶNG VIẾT HÙNG
SVTH: Hồ Hồng Quy - 3 -

+ Caosu : 35 – 40%
+ Protein : 2%
+ Quebrachilol : 1%
+Xà phòng, acid beo : 1%
+ Chất vô cơ : 0,5%
+ Nước : 50 – 60%

III. QUI TRÌNH SƠ CHẾ MỦ:
III.1. 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 đònh. Để mủ không bò 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
bò sẫm màu do oxi hóa, mủ nay cho cao su có chất lượng tốt (tính năng cơ lý cao); với
điều kiện được chế biến cẩn thận, sạch sẽ ngay khi lấy mủ, chuyên chở, tồn trữ ở xí
nghiệp.
III.2. Bảo quản mủ:
TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO
MOITRUONGXANH.INFO
Thiết kế bể Aerotank xử lý nước thải cao su GVHD: ĐẶNG VIẾT HÙNG
SVTH: Hồ Hồng Quy - 4 -
- 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 bò oxi hóa nếu để ngoài trời, nhất là phơi dưới ánh nắng, chất lượng
mủ sẽ bò giảm. Khi đem về phân xưởng, mủ tạp được phân loại, ngâm rửa trong các hồ
riêng biệt, để tránh bò 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 dòch 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 dòch hóa học, thích hợp để tẩy các chất dơ, loại bỏ
tạp chất.

III.3. 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.
a. 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 đònh tối thiểu từ 20 đến 25 ngày
trước khi xuất.
TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO
MOITRUONGXANH.INFO
Thiết kế bể Aerotank xử lý nước thải cao su GVHD: ĐẶNG VIẾT HÙNG
SVTH: Hồ Hồng Quy - 5 -
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.

b. Công nghệ chế biến cao su cốm:
Trong công nghệ này, mủ nước từ vườn cây sau khi được đánh đông bằng acid 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 3 mm trước khi đưa vào lò sấy. Cao su sau khi sấy
được đóng thành bành có trọng lượng 33,3 kg hay 35 kg tuỳ theo yêu cầu của khách
hàng. Phương pháp này cũng được sử dụng để chế biến cao su cốm từ mủ đông phát
sinh từ mủ skim.

c. Công nghệ sơ chế mủ tờ:
Mủ nước từ vườn cây được lọc tự nhiên để loại bớt tạp chất, các mảnh vụn, rác…
Mủ sau đó được đổ vào khay đánh đông và được pha loãng để DRC còn khoảng 10%,

pH của mủ nước được giảm xuống còn 4,5 bằng cách sử dụng acid fomic hay acid acetic
và mủ nươc thường được để đông đặc qua đêm. Sau khi hoàn toàn đông đặc, tấm mủ
đông nổi lên trên sẻum và được đưa qua giàn mủ cán tờ. Cặp trục cuối của giàn cán có
cắt rãnh để tạo lớp nhăn trên tờ mủ. Tờ mủ sau đó được phơi cho khô và được đưa vào
lò xông để sản xuất mủ tờ xông khói (RSS). Sản phẩm này được phân loại từ RSS1 đến
RSS6.
Mủ tờ hong khói (ADS) là dạng mủ tờ không xông khói có màu vàng lợt. Việc
chế biến mủ ADS hoàn toàn giống như chế biến RSS ngoại trừ được sấy không khói.
Người ta thêm vào 0,04% muối metabíulphit vào mủ nước để giữ màu cao su. Nhiệt độ
sấy là yêu cầu quan trọng để đạt được màu sáng.
TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO
MOITRUONGXANH.INFO
Thiết kế bể Aerotank xử lý nước thải cao su GVHD: ĐẶNG VIẾT HÙNG
SVTH: Hồ Hồng Quy - 6 -

Sơ đồ công nghệ sản xuất cao su ly tâm

Nước thải

MỦ NƯỚC VƯỜN CÂY

MÁY LY TÂM

MỦ
LY TÂM

CÁN CREP

CAO SU SKIM

SERUM SKIM

ĐÁNH ĐÔNG

MỦ SKIM

Amoniac

Nước để rửa các phương

tiện tiếp nhận,bồn chứa,sàn

Rửa từ chén,sàn

Acid

sunf
ua
ric

Nước rửa

Nước

thải
Nước thải

Nước thải chung

TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO

MOITRUONGXANH.INFO
Thiết kế bể Aerotank xử lý nước thải cao su GVHD: ĐẶNG VIẾT HÙNG
SVTH: Hồ Hồng Quy - 7 -


























BỒN

NGÂM RỬA

Nước rủa

Nước rủa

Nước rủa

Nước rủa

MỦ NƯỚC VƯỜN CÂY

BỒN NHẬN MỦ

CÁN CREP SỐ 2


CÁN CREP SỐ 3


CÁN CREP SỐ 1

MÁY CÁN CẮT

LÒ SẤY

ĐÓNG BÀNH / ĐÓNG GÓI

CAO SU CỐM
MƯƠNG ĐÁNH ĐÔNG

MÁY BĂM BÚA

N
ước rửa

Nước pha loãng

Axit foocmic / Axit acetic


MỦ ĐÔNG
VƯỜN CÂY

/ MỦ TỜ

Nước thải

Rửa

Serum/Rửa

Nước thải

Nước thải

Nước thải

Nước thải hỗn hợp
của nhà máy

TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO
MOITRUONGXANH.INFO
Thiết kế bể Aerotank xử lý nước thải cao su GVHD: ĐẶNG VIẾT HÙNG
SVTH: Hồ Hồng Quy - 8 -


Sơ đồ chế biến mủ tờ






ĐÁNH ĐÔNG

Acid

MỦ NƯỚC VƯỜN CÂY

NHẬN MỦ




CÁN

SẤY

ĐÓNG GÓI

Rửa

Serum+ rửa

Rửa

Khí thải

Nước pha loãng

Nước rửa

Nước thải sau cùng

TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO
MOITRUONGXANH.INFO
Thiết kế bể Aerotank xử lý nước thải cao su GVHD: ĐẶNG VIẾT HÙNG
SVTH: Hồ Hồng Quy - 9 -
d. Mô tả qui trình:
+ Mủ đông:
Sau khi đánh đông mủ được đưa qua dàn máy cán để cán mỏng, loại bỏ acid,
serum trong mủ. Do yêu cầu và nhiệm vụ của từng loại máy nên mỗi máy có chiều sâu
và số rãnh của trục khác nhau, khe hở giữa hai trục giảm dần theo thứ tự, số lần cán tùy
theo từng loại mủ, để cuối cùng cho ra tờ mủ mòn, đồng đều có độ dày 3 -4 mm. Mỗi
máy có hệ thống phun nước ngay trên trục cán để làm sạch tờ mủ trong khi cán. Sau
cùng tờ mủ được chuyển qua máy cán bơm liên hợp tạo hạt.
Để xác đònh lượng acid đánh đông: tính dựa vào hàm lượng cao su khô.

+ Cán băm:
Qua máy cán băm liên hợp, máy được cán nhỏ thành hạt có đường kính khoảng
6mm, rồi cho vào hồ rửa, sau đó bơm sẽ hút các hạt cốm sang xe chứa các hộc sấy.
+ Sấy:
Để ráo mủ trong 30 phút, sau đó đẩy xe vào lò xông, sấy ở nhiệt độ 110 – 120
0
C,
thời gian sấy 2 giờ. Điều chỉnh quạt nguội 15 phút trước khi cho ra lò sấy.
+ Cán ép:
Ra khỏi lò sấy, cân khối mủ và ép thành từng bánh ở nhiệt độ 40
0
C, thời gian ép
1 phút. Sau đó, chuyển qua máy kiểm tra kim loại. Giai đoạn cuối cùng là lấy mẫu kiểm
phẩm.
+ Đóng kiện:
Bao bánh mủ bằng bao PE, xếp thành kiện, đóng palet, tồn kho.

IV. THÀNH PHẦN, TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI CAO SU:
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
TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO
MOITRUONGXANH.INFO
Thiết kế bể Aerotank xử lý nước thải cao su GVHD: ĐẶNG VIẾT HÙNG
SVTH: Hồ Hồng Quy - 10 -
trong khu vực. Các mùi hôi thối độc hại, 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.
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 :
 Chất rắn lơ lửng có thể gây nên hiện tượng bùn lắng và nảy sinh điều kiện
kỵ khí.
 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 BOD
5
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 chòu.
 Gây ô nhiễm tầng nước ngầm khi ngấm xuống đất, làm tăng nồng độ NO
2

trong nước ngầm, rất nguy hại cho sức khoẻ con người khi sử dụng nguồn
nước bò ô nhiễm.
 Gây hiện tượng phú dưỡng cho nguồn tiếp nhận do nước thải có hàm
lượng N, P rất cao.

Ở một số nước công nghiệp cao su phát triển mạnh, việc nguyên cứu các phương
pháp xử lý nước thải ở nhà máy chế biến mủ cao su đã được ứng dụng với qui mô lớn và
đạt hiệu quả cao. Trong điều kiện nước ta hiện nay, việc đầu tư và xây dựng khu xử lí
nước thải nhà máy cao su co ý nghóa quan trọng, nhằm bảo vệ môi trường, cải thiện đời
sống con người, động thực vật trong khu vực, đồng thời sử dụng được nguồn nước thải ra
phục vụ cho nông nghiệp là việc làm cần thiết.
Thành phần, tính chất của nước thải:
TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO
MOITRUONGXANH.INFO
Thiết kế bể Aerotank xử lý nước thải cao su GVHD: ĐẶNG VIẾT HÙNG
SVTH: Hồ Hồng Quy - 11 -
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.
Bảng: 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
chun
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

Nguồn : Thống kê từ Trung tâm công nghệ môi trường -ECO

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.


TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO
MOITRUONGXANH.INFO
Thiết kế bể Aerotank xử lý nước thải cao su GVHD: ĐẶNG VIẾT HÙNG
SVTH: Hồ Hồng Quy - 12 -
B. TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH XỬ LÝ:
I. LỰA CHỌN DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ :
I.1. Cơ sở lựa chọn dây chuyền công nghệ:
Lựa chọn dây chuyền công nghệ là một bước hết sức quan trọng quyết đònh sự
thành công hay thất bại, sự kinh tế, hợp lý cua việc xử lý nước thải.
Để lựa chọn dây chuyền công nghệ có thể dựa vào các điều kiện sau :
- Dựa vào lưu lượng, thành phần, tính chất nước thải.
- Yêu cầu mức độ xử lý đạt tiêu chuẩn Viêt Nam TCVN 5945 - 1995.
- Các điều kiện tự nhiên, khí tượng và thuỷ văn tại khu vực.

- Tình hình thực tế và khả năng tài chính.
- Qui mô và xu hướng phát triển
- Khả năng đáp ứng thiết bò cho hệ thống xử lý.
- Chi phí đầu tư xây dựng, quản lý, vận hành và bảo trì.
- Tận dụng tối đa các công trình sẵn có.
- Quỷ đất, hồ tự nhiên và diện tích mặt bằng sẵn có của các nhà máy.

II.2. Đề xuất dây chuyền công nghệ:









TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO
MOITRUONGXANH.INFO
Thiết kế bể Aerotank xử lý nước thải cao su GVHD: ĐẶNG VIẾT HÙNG
SVTH: Hồ Hồng Quy - 13 -

SONG CHẮN RÁC

BỂ TUYỂN NỔI

BỂ ĐIỀU HOÀ

BỂ AEROTANK

HỒ HOÀN THIỆN

BỂ UASB

BỂ LẮNG

MÔI TRƯỜNG

Bùn
tuần
hoàn
TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO
MOITRUONGXANH.INFO
Thiết kế bể Aerotank xử lý nước thải cao su GVHD: ĐẶNG VIẾT HÙNG
SVTH: Hồ Hồng Quy - 14 -



1. Song chắn rác:
Nhiệm vụ: Nước thải đưa tới công trình làm sạch trước hết phải qua song chắn
rác. Tại song chắn rác, các tạp vật thô có kích thước lớn được giữ lại. Các tạp vật này có
thể gây ra sự cố trong quá trình vận hành hệ thống xử lý nước thải như làm tắc bơm
đường ống hoặc kênh dẫn. Ngoài ra, các hợp chất cơ học trong nước còn có tác hại khác
như bào mòn đường ống vận chuyển, làm tăng trở lực dòng chảy nên tăng tiêu hao năng
lượng của bơm. Đây là bước quan trọng đảm bảo an toàn và điều kiện thuận lợi cho cả
hệ thống.
Ưu điểm:
+ Đơn giản, rẻ tiền, dễ lắp đặt.
+ Giữ lại tất cả các tạp vật lớn.
Nhược điểm:
+ Không xử lý, chỉ giữ lại tạm thời các tạp vật lớn.
+ Làm tăng trở lực hệ thống theo thời gian.
+ Phải xử lý rác thứ cấp.
2. Hố thu gom:
Nhiệm vụ: Thu gom nước thải từ các dây chuyền sản xuất và nước thải sinh hoạt

của nhà máy. Giúp cho hệ thống xử lý nước hoạt động ổn đònh và hiệu quả.
3. Bể điều hoà:
Trước khi nước thải vào bể điều hoà, cần cho qua lưới lọc để giữ lại những mủ
cao su nhỏ, cao su chưa đông nhờ đó có thể tận dụng triêït để mủ cao su. Trong quá trình
sơ chế mủ cao su, lượng cao su vụn thải ra theo nước thải chiếm một phần rất lớn vì vậy
giai đoạn gạn “cao su rác” không chỉ là giai đoạn bắt buộc trong công nghệ xử lý nhằm
TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO
MOITRUONGXANH.INFO
Thiết kế bể Aerotank xử lý nước thải cao su GVHD: ĐẶNG VIẾT HÙNG
SVTH: Hồ Hồng Quy - 15 -
giảm hàm lượng chất bẩn, để tránh phức tạp gây tốn kém cho khâu xử lý tiếp theo, mà
còn có thể tận dụng lại lượng cao su này cho quá trình tái sản xuất.
Bể điều hoà có nhiệm vụ điều hoà lưu lượng và nồng độ nước thải nhằm đảm bảo
cho các quá trình xử lý tiếp theo.
4. Bể tuyển nổi:
Tuyển nổi nhằm tách riêng các hạt rắn – lỏng hay lỏng – lỏng bằng cách tác
động lên các hạt có tỉ trọng nhỏ hơn tỉ trọng trong dung dòch chứa nó. Quá trình này
được thực hiện bằng cách đưa các bọt khí mòn vào pha lỏng. Bọt khí mòn dính bám vào
các hạt và lực đẩy nổi đủ lớn đẩy các hạt dính bọt khí lên bề mặt.
Quá trình tuyển nổi được sử dụng khi các hạt lơ lửng có vận tốc lắng rất nhỏ,
chúng không thể lắng được trong bể lắng.
Trong xử lý nước thải, người ta phân biệt các phương pháp tuyển nổi sau:
+ Tuyển nổi bằng cách tách không khí từ dung dòch.
+ Tuyển nổi phân tán không khí bằng phương pháp cơ học.
+ Tuyển nổi bằng cấp không khí qua đầu khuếch tán bằng vật liệu xốp.
+ Tuyển nổi điện và tuyển nổi hóa học.
Tác nhân thông dụng nhất trong các phương pháp tuyển nổi xử lý nước thải là
không khí. Không khí được cấp vào nước và tạo bọt theo các phương pháp sau:
+ Sục khí vào nước ở áp suất cao, sau đó giảm áp – gọi là tuyển nổi bằng
không khí hòa tan.

+ Sục khí ở áp suất khí quyển gọi là tuyển nổi bằng không khí.
+ Bão hòa không khí ở áp suất khí quyển sau đó thoát ra khỏi nước ở áp
suất chân không gọi là tuyển nổi chân không.
Phương pháp tuyển nổi có nhiều ưu điểm nổi bậc sau:
+ Quá trình thực hiện liên tục và có phạm vi ứng dụng rộng rãi.
+ Vốn đầu tư và chi phí vận hành không lớn.
TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO
MOITRUONGXANH.INFO
Thiết kế bể Aerotank xử lý nước thải cao su GVHD: ĐẶNG VIẾT HÙNG
SVTH: Hồ Hồng Quy - 16 -
+ Thiết bò đơn giản.
+ Có độ lựa chọn tách các tạp chất.
+ Tốc độ quá trình tuyển nổi cao hơn quá trình lắng và có khả năng cho
bùn cặn có độ ẩm thấp (90 – 95%).
Phương pháp tuyển nổi được sử dụng rộng rãi trong xử lý nước thải của nhiều
nghành công nghiệp.
5. Bể UASB:
- UASB là bể xử lý sinh học kò khí dòng chảy ngược qua lớp bùn, phát triển mạnh
ở Hà Lan. Xử lý bằng phương pháp kò khí là phương pháp được ứng dụng để xử lý các
loại chất thải có hàm lượng hữu cơ tương đối cao, khả năng phân hủy sinh học tốt, nhu
cầu năng lượng thấp và sản sinh năng lượng mới.
- Vì quá trình phân hủy kò khí dưới tác dụng của bùn hoạt tính là quá trình sinh
học phức tạp trong môi trường không có oxi, nên bùn nuôi cấy ban đầu phải có độ hoạt
tính methane. Độ hoạt tính methane càng cao thì thời gian khởi động (thời gian vận
hành ban đầu đạt đến tải trọng thiết kế) càng ngắn. Bùn hoạt tính dùng cho bể UASB
nên lấy bùn hạt hoặc bùn lấy từ một bể xử lý kò khí là tốt nhất, có thể sử dụng bùn chứa
nhiều chất hữu cơ như bùn từ bể tự hoại, phân gia súc hoặc phân chuồng.
- Nồng độ bùn nuôi cấy ban đầu cho bể UASB tối thiểu là 10Kg VSS/ m
3
. Lượng

bùn cho vào bể không nên nhiều hơn 60% thể tích bể.
- Trước khi vận hành bể UASB cần phải xem xét thành phần tính chất nước thải
cần xử lý cụ thể như hàm lượng chất hữu cơ, khả năng phân hủy sinh học của nước thải,
tính đệm, hàm lượng chất dinh dưỡng, hàm lượng cặn lơ lửng, các hợp chất độc, nhiệt độ
nước thải …
- Khi COD nhỏ hơn 100 mg/L, xử lý nước thải bằng UASB không thích hợp. Khi
COD lớn hơn 50.000 mg/L, cần pha loãng nước thải hoặc tuần hoàn nước đầu ra.
TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO
MOITRUONGXANH.INFO
Thiết kế bể Aerotank xử lý nước thải cao su GVHD: ĐẶNG VIẾT HÙNG
SVTH: Hồ Hồng Quy - 17 -
- UASB không thích hợp đối với nước thải có hàm lượng SS lớn. Khi nồng độ cặn
lơ lửng lớn hơn 3000 mg/L, cặn này khó có thể phân hủy sinh học được trong thời gian
lưu nước ngắn và sẽ tích lũy dần trong bể, gây trở ngại cho quá trình phân hủy nước
thải. Tuy nhiên, nếu lượng cặn này bò cuốn trôi ra khỏi bể thì không có trở ngại gì. Cặn
lơ lửng sẽ lưu lại trong bể hay không tùy thuộc vào kích thước hạt cặn và hạt bùn nuôi
cấy. Khi kích thước của hai loại cặn này gần như nhau, cặn lơ lửng sẽ tích lại trong bể.
Khi sử dụng bùn hạt, cặn lơ lửng sẽ dễ dàng bò cuốn trôi ra khỏi bể. Đôi khi, lượng cặn
lơ lửng này có thể bò phân hủy trong bể. Lúc đó, cần biết tốc độ phân hủy của chúng để
tính thời gian lưu cặn trong bể.
- UASB không thích hợp với nước thải có hàm lượng amonia lớn hơn 2.000 mg/L
hoặc nước thải có hàm lượng sunphate vượt quá 500 mg/L ( tỉ số COD/SO
4
2-
< = 5). Bản
thân sunphate không gây độc nhưng do vi khuẩn khử sunphate dễ dàng chuyển hóa
SO
4
2-
thành H

2
S. Khi hàm lượng SO
4
2-
không quá cao (hoặc tỉ số COD/SO
4
2-
không vượt
quá 10), sẽ không ảnh hưởng đến quá trình phân hủy kò khí.
- Dựa vào các yếu tố trên có thể khẳng đònh sử dụng UASB cho công nghệ sử lý
nước thải cao su là hợp lý.
- Thời gian lưu nước trong bể thường kéo dài từ 30 - 40 giờ, pH trong khoảng từ 7
- 7,2; nhiệt độ ổn đònh là 33 - 35
0
C; tải trọng hữu cơ đạt từ 10 - 15 kg/m
3
/ngày; nồng độ
MLSS cần duy trì trong khoảng từ 20 đến 30g/l.
6. Bể Aerotank :
Quá trình oxy hoá chất hữu cơ trong bể Aerotank là nhờ các vi sinh vật phân huỷ
hiếu khí. Để đảm bảo oxy cho các quá trình oxy hoá chất hữu cơ và giữ cho bùn hoạt
tính ở trạng thái lơ lửng thì phải luôn luôn duy trì việc cung cấp khí. Trong bể Aerotank
cần có sự kiểm soát BOD, COD để giữ cho tải trọng bể ổn đònh và đạt hiệu suất tối ưu.
Tính quan trọng của bùn là khả năng tạo bông. Khi bông hình thành thì một số vi
khuẩn bên trong bò tiêu diệt và phân huỷ. Do đó, thời gian lưu nước trong bể aerotank
TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO
MOITRUONGXANH.INFO
Thiết kế bể Aerotank xử lý nước thải cao su GVHD: ĐẶNG VIẾT HÙNG
SVTH: Hồ Hồng Quy - 18 -
không lâu quá 12 giờ. Bùn hoạt tính có chứa nhiều sinh vật có khả năng oxy hoá các

chất hữu cơ có nhiều trong nước thải. Số lượng quần thể vi sinh vật trong bùn hoạt tính
phụ thuộc vào nhiều yếu tố như thành phần chất thải, hàm lượng các chất thải, lượng
oxy hoà tan, chế độ thuỷ động học của bể. Mật độ vi khuẩn trong bùn hoạt tính dao
động trong khoảng từ 10
8
– 10
12
khuẩn lạc/mg MLSS.
Trong bể phản ứng, vi sinh vật thực hiện các biến đổi theo các phương trình sau:
Sự oxy hoá tổng hợp:
COHNS + O
2
+ dinh dưỡng
VK
CO
2
+ NH
3
+ C
5
H
7
NO
2
+ các sản phẩm khác
(Chất hữu cơ) (Tế bào vi khuẩn)

Hô hấp nội sinh:
C
5

H
7
NO
2
+ 5O
2
VK

5CO
2
+ NH
3
+ H
2
O + năng lượng

Quá trình phân huỷ của vi sinh vật phụ thuộc vào các điều kiện sau: pH, nhiệt độ,
các chất dinh dưỡng, nồng độ bùn và tính đồng nhất của nước thải. Do đó cần phải theo
dõi các thông số này trong bể aerotank. Hiệu quả xử lý BOD của bể aerotank đạt từ 85
– 95%.
7. Bể lắng:
Có nhiệm vụ lắng, làm trong nước và cô đặc bùn hoạt tính đến nồng độ nhất
đònh. Nước thải được dẫn sang hồ hoàn thiện, bùn được tuần hoàn trở lại bể aerotank để
ổn đònh nồng độ MLSS. Lượng bùn dư đưa sang bể nén bùn làm phân bón. Tốc độ lắng
của các bông cặn phụ thuộc vào nồng độ và tính chất của cặn.
8. Hồ hoàn thiện:
Nước thải sau khi qua bể lắng nồng độ chất hữu cơ vẫn còn cao được tiếp tục
phân huỷ ở hồ hoàn thiện. Oxy cung cấp cho quá trình oxy hoá chủ yếu do sự khếch tán
không khí qua mặt nước và quá trình quang hợp của tảo, rêu … Thời gian lưu nước trong
TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO

MOITRUONGXANH.INFO
Thiết kế bể Aerotank xử lý nước thải cao su GVHD: ĐẶNG VIẾT HÙNG
SVTH: Hồ Hồng Quy - 19 -
hồ từ 3 – 6 ngày. Hồ hoàn thiện có thể kết hợp xử lý nước thải với thả bèo nuôi cá.
Nước thải sau hồ hoàn thiện đạt tiêu chuẩn xả ra môi trường.
9. Ngăn chứa bùn:
Bùn từ bể lắng được dẫn sang ngăn chứa bùn, tại đây một phần bùn hoạt tính sẽ
được tuần hoàn trở lại bể aerotank. Phần còn lại được nén lại và dẫn sang bể ép bùn.
10. Bể nén bùn:
Có nhiệm vụ ép bùn làm giảm thể tích của bùn, tạo điều kiện cho viêïc phơi bùn.
11. Sân phơi bùn:
Bùn sau khi được nén trong bể nén bùn sẽ chảy sang sân phơi bùn nhờ áp lực
thủy tónh. Sân phơi tận dụng điều kòên tự nhiên để giảm thể tích và khối lượng cặn. Tại
sân phơi độ ẩm của cặn giảm xuống là do một phần nước bốc hơi và phần khác ngấm
xuống đất. Sau một thời gian lưu tại sân phơi bùn được chở đến bãi chôn lấp hợp vệ
sinh.

B. TÍNH TOÁN BỂ AEROTANK:
1. Tính toán bể Aerotank:
 Các thông số thiết kế

Lưu lượng nước thải Q= 500m
3
/ngày
Hàm lượng BOD
5
ở đầu vào 250 mg/L
Hàm lượng COD ở đầu vào 300 mg/L
Nhiệt độ duy trì trong bể 20
0

C
Nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn nguồn loại B:
 BOD ở đầu ra < 25 mg/L (thấp hơn tiêu chuẩn nguồn loại B)
 Cặn lơ lửng ở đầu ra SS
ra
= 20 mg/L (thấp hơn tiêu chuẩn nguồn loại B)
gồm có 65% là cặn có thể phân huỷ sinh học
TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO
MOITRUONGXANH.INFO
Thiết kế bể Aerotank xử lý nước thải cao su GVHD: ĐẶNG VIẾT HÙNG
SVTH: Hồ Hồng Quy - 20 -
Nước thải khi vào bể Aerotank có hàm lượng chất rắn lơ lửng bay hơi ( nồng độ
vi sinh vật ban đầu) X
0
= 0
Nước thải được điều chỉnh sao cho BOD
5
: N : P = 100 : 5 : 1
Tỷ số giữa lượng chất rắn lơ lửng bay hơi (MLVSS) với lượng chất rắn lơ lửng
(MLSS) có trong nước thải là 0,7

MLSS
MLVSS
= 0,7 ( độ tro của bùn hoạt tính Z = 0,3)

Nồng độ bùn hoạt tính tuần hoàn ( tính theo chất rắn lơ lửng ) X
r
= 7.000 mg/L
Nồng độ chất rắn lơ lửng bay hơi hay bùn hoạt tính (MLVSS) được duy trì trong
bể Aerotank là : X = 3.000 mg/L

Thời gian lưu bùn trong hệ thống,
c
= 10 ngày
Hệ số chuyển đổi giữa BOD
5
và BOD
20
( BOD hoàn toàn) là 0,68
Hệ số phân huỷ nội bào, k
d
= 0,06 ngày
-1

Hệ số sản lượng tối đa ( tỷ số giữa tế bào được tạo thành với lượng chất nền được
tiêu thụ ), Y = 0,5 Kg VSS/Kg BOD
5

Loại và chức năng bể : Bể Aerotank khuấy trộn hoàn chỉnh . Ưu điểm: không
xảy ra hiện tượng quá tải cục bộ ở bất cứ phần nào của bể, áp dụng thích hợp cho
xử lý mủ cao su với các cặn khó lắng.

 Tính toán bể Aerotank


 Xác đònh nồng độ BOD
5
hoà tan trong nước thải ở đầu ra
- Sơ đồ làm việc của hệ thống:

TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO
MOITRUONGXANH.INFO
Thiết kế bể Aerotank xử lý nước thải cao su GVHD: ĐẶNG VIẾT HÙNG
SVTH: Hồ Hồng Quy - 21 -
Q,X
0
, S
0
Q
e
, S,X
e



Q
r
, X
r
, S

Q
w
, X
r


Trong đó:

Q , Q

r
, Q
w
, Q
e
: lưu lượng nước đầu vào , lưu lượng bùn tuần hoàn , lưu lượng bùn
xã và lưu lượng nước đầu ra , m
3
/ngày
S
0
, S : nồng độ chất nền (tính theo BOD
5
) ở đầu vào và nồng độ chất nền sau khi
qua bể Aerotank và bể lắng , mg/L
X , X
r
, X
c
: nồng độ chất rắn bay hơi trong bể Aerotank , nồng độ bùn tuần hoàn
và nồng độ bùn sau khi qua bể lắng II , mg/L

- Phương trình cân bằng vật chất:

BOD
5
ở đầu ra = BOD
5
hoà tan đi ra từ bể Aerotank + BOD
5

chứa trong lượng cặn lơ
lửng ở đầu ra
Trong đó :


BOD
5
ở đầu ra : 25 mg/L
BOD
5 hoà
tan đi ra từ bể Aerotank là S, mg/L
BOD
5
chứa trong cặn lơ lửng ở đầu ra được xác đònh như sau :
o Lượng cặn có thể phân huỷ sinh học có trong cặn lơ lửng ở đầu ra : 0,65

25 = 16,25 mg/L
TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO
MOITRUONGXANH.INFO
Thiết kế bể Aerotank xử lý nước thải cao su GVHD: ĐẶNG VIẾT HÙNG
SVTH: Hồ Hồng Quy - 22 -
o Lượng oxy cần cung cấp để oxy hoá hết lượng cặn có thể phân huỷ sinh
học là : 16,25
1,42 (mgO
2
/mg tế bào) = 23,075 mg/L . Lượng oxy cần
cung cấp này chính là giá trò BOD
20
của phản ứng . Quá trình tính toán dựa
theo phương trình phản ứng:

o
o C
5
H
7
O
2
N + 5O
2

5CO
2
+ 2H
2
O + NH
3
+ Năng lượng
113 mg/L 160 mg/L
1 mg/L 1,42 mg/L

o Chuyển đổi từ giá trò BOD
20
sang BOD
5

BOD
5
= BOD
20

0,68 = 23,075 0,68 = 15,691 mg/L
Vậy :
25 (mg/L) = S + 15,691 (mg/L)
S = 9,309 mg/L


 Tính hiệu quả xử lý
- Tính hiệu quả xử lý tính theo BOD
5
hoà tan:

E =
0
0
S
SS −
100 =
250
309,9250
−
100 = 96,3%
- Hiệu quả xử lý của toàn bộ sơ đồ

E
0
=
250
25250
−
100 = 90%

TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO
MOITRUONGXANH.INFO
Thiết kế bể Aerotank xử lý nước thải cao su GVHD: ĐẶNG VIẾT HÙNG
SVTH: Hồ Hồng Quy - 23 -
- Thể tích bể Aerotank

V =
)1(
)(
0
cd
c
kX
SSQY
θ
θ
−

Trong đó :

V: Thể tích bể Aerotank , m
3

Q: Lưu lượng nước đầu vào Q = 500 m
3
/ngày
Y: Hệ số sản lượng cực đại Y= 0,5
S
0

– S = 250 – 9,309 = 240,691 mg/L
X: Nồng độ chất rắn bay hơi được duy trì trong bể Aerotank , X= 3.000 mg/L
k
d
: Hệ số phân huỷ nội bào, k
d
= 0,06 ngày
-1

θc: Thời gian lưu bùn trong hệ thống, θ
c
= 10 ngày

V =
)1006,01(3000
691,240105,0500
= 125,4 m
3


Chọn V = 125 m
3
 Thời gian lưu nước trong bể

θ =
Q
V
=
500
125

= 0,25 ngày
6 giờ

 Lượng bùn phải xã ra mỗi ngày

- Tính hệ số tạo bùn từ BOD
5


Y
obs
=
dc
K
Y
θ
1
=
06,0101
5,0
= 0,3125
TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO
MOITRUONGXANH.INFO
Thiết kế bể Aerotank xử lý nước thải cao su GVHD: ĐẶNG VIẾT HÙNG
SVTH: Hồ Hồng Quy - 24 -
Trong đó:
+ Y : hệ số sản lượng, Y= 0,5 kg VSS/ kg BOD
5

+ k

d
: hệ số phân huỷ nội bào, k
d
= 0,06 ngày
-1

+
θ
c
: thời gian lưu bùn,
θ
c
= 10 ngày.

- Lượng bùn hoạt tính sinh ra do khử BOD
5
(tính theo MLVSS)
P
x
(VSS) = Y
obs

Q (S
0
– S )
= 0,3125
500 240,691 10
-3
= 37,61 kgVSS/ngày

- Tổng cặn lơ lửng sinh ra trong 1 ngày

Ta biết
MLSS
MLVSS
= 0,7
MLSS =
7,0
MLVSS

P
x
(SS) =
(
)
7,0
VSSP
x
=
7,0
61,37
= 53,72 kgSS/ngày

- Lượng cặn dư hằng ngày phải xã đi
P
xả
= P
xl
– Q
25 10

-3
= 53,72 kgSS/ngày - 500 m
3
/ngày 25
g/m
3
10
-3
kg/g = 41,22 kg/ngày

- Tính lượng bùn xả ra hằng ngày (Q
w
) từ đáy bể lắng theo đường tuần
hoàn bùn
θ
c
=
eew
XQXQ
VX


Q
w
=
c
ee
X
XQVX
θ

θ
−


TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO
MOITRUONGXANH.INFO
Thiết kế bể Aerotank xử lý nước thải cao su GVHD: ĐẶNG VIẾT HÙNG
SVTH: Hồ Hồng Quy - 25 -

Trong đó

V: Thể tích bể Aerotank V= 125 m
3
X: Nồng độ chất rắn bay hơi trong bể Aerotank X = 3.000 mg/L

θ
c
: Thời gian lưu bùn θ
c
= 10 ngày
Q
e
: Lưu lượng nước đưa ra ngoài từ bể lắng đợt II ( lượng nước thải ra khỏi hệ
thống ). Xem như lượng nước thất thoát do tuần hoàn bùn là không đáng kể nên
Q
e
= Q = 500 m
3
/ngày
X

e
: Nồng độ chất rắn bay hơi ở đầu ra của hệ thống X
e
=0,7 SS
ra
= 0,7 20 = 14
mg/L

Q
w
=
10
000
.
3
1014500000.3125
−
= 10,2 m
3
/ngày

 Tính hệ số tuần hoàn ( ) từ phương trình cân bằng vật chất viết cho bể lắng II ( xem
như lượng chất hữu cơ bay hơi ở đầu ra của hệ thống là không đáng kể)

Ta có:
X(Q+Q
r
) = X
0
Q + X

r
Q
r

Trong đó:
+ Q: Lưu lượng nước thải, Q = 500 m
3
/ngày
+ X: Nồng độ VSS trong bể Aeroten, X = 3.000
+ Q
r
: Lưu lượng bùn hoạt tính tuần hoàn
+ X
0
: Nồng độ VSS trong nước thải dẫn vào bể Aeroten, X = 0
+ X
r
: Nồng độ VSS trong bùn tuần hoàn, X
r
= 7.000 mg/L
TAI LIEU CHI MANG TINH CHAT THAM KHAO
MOITRUONGXANH.INFO