Nghiên cứu hiện trạng nước nhiễm dầu tại các công ty sản xuất, phân phối xăng dầu tại tp.Hồ Chí Minh và khả năng xử lý bằng phương pháp keo tụ nghiên cứu cụ thể tại công ty dầu nhờn AP Sài gòn Petro

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM

NGUYỄN VĂN THỨC
NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG NƯỚC NHIỄM DẦU
TẠI CÁC CÔNG TY SẢN XUẤT, PHÂN PHỐI XĂNG
DẦU TẠI TP.HCM VÀ KHẢ NĂNG XỬ LÝ BẰNG
PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ. NGHIÊN CỨU CỤ THỂ
TẠI CÔNG TY DẦU NHỜN AP SÀI GÒN PETRO
LUẬN VĂN THẠC SỸ
Chuyên ngành : KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
Mã số : 60520320
TP. HỒ CHÍ MINH, 04/2013
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM

NGUYỄN VĂN THỨC
NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG NƯỚC NHIỄM DẦU
TẠI CÁC CÔNG TY SẢN XUẤT, PHÂN PHỐI XĂNG
DẦU TẠI TP.HCM VÀ KHẢ NĂNG XỬ LÝ BẰNG
PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ. NGHIÊN CỨU CỤ THỂ
TẠI CÔNG TY DẦU NHỜN AP SÀI GÒN PETRO
LUẬN VĂN THẠC SỸ
Chuyên ngành : KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
Mã số : 60520320
HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS. VÕ ĐÌNH LONG
CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM
Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS. VÕ ĐÌNH LONG

Luận văn Thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Kỹ thuật Công nghệ

TP. HCM ngày 20 tháng 04 năm 2013
Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm:
1. GS.TSKH. Nguyễn Trọng Cẩn
2. GS. TS Hoàng Hưng
3. TS Nguyễn Thị Kim Loan
4. TS Trịnh Hoàng Ngạn
5. TS Nguyễn Hoài Hương
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau khi Luận văn đã được
sửa chữa (nếu có).
Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
PHÒNG QLKH – ĐTSĐH
TP. HCM, ngày 28 tháng 03 năm 2013
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: Nguyễn Văn Thức Giới tính: Nam
Ngày, tháng, năm sinh: 20/03/1980 Nơi sinh: Bình
Định
Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường MSHV: 60520320
I- Tên đề tài:
Nghiên cứu hiện trạng nước nhiễm dầu tại các công ty sản xuất, phân phối xăng dầu
tại Tp.HCM và khả năng xử lý bằng phương pháp keo tụ. Nghiên cứu cụ thể tại
công ty dầu nhờn AP Sài Gòn Petro
II- Nhiệm vụ và nội dung: Nghiên cứu
- Nghiên cứu hiện trạng nước nhiễm dầu tại các kho xăng dầu, các nhà máy sản xuất
dầu nhờn tại Tp.HCM.
- Nghiên cứu khả năng xử lý nước nhiễm dầu bằng phương pháp keo tụ.
- Nghiên cứu cụ thể nước thải tại nhà máy dầu nhờn AP Sai Gon Petro.
- Đề xuất những giải pháp xử lý nước thải nhiễm dầu.
- Đề xuất những thông số xử lý nước thải nhiễm dầu ở các hàm lượng dầu trong

nước khác nhau.
III- Ngày giao nhiệm vụ: 21/06/2012
IV- Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 28/03/2013
V- Cán bộ hướng dẫn: TS. Võ Đình Long
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH
(Họ tên và chữ ký) (Họ tên và chữ ký)
TS. VÕ ĐÌNH LONG
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả
nêu trong Luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công
trình nào khác.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận văn này đã được
cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong Luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc.
Học viên thực hiện Luận văn
(Ký và ghi rõ họ tên)
Nguyễn Văn Thức
ii
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên tôi xin chân thành quý thầy cô trong khoa Công nghệ môi trường
trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghệ Tp.HCM đã tận tình truyền đạt kiến thức và
kinh nghiệm quý báu cho tôi trong suốt thời gian học tại trường.
Tôi vô cùng biết ơn thầy TS. Võ Đình Long và TS. Thái Văn Nam là giáo viên
hướng dẫn khoa học tôi thực hiện luận văn, các thầy đã tận tụy giúp đỡ và góp ý
cho tôi trong quá trình thực hiện đề tài này.
Tôi xin cám ơn Ban Giám Đốc Công ty TNHH Xăng Dầu Vĩnh Phú, Chị Mai
Trưởng phòng hóa nghiệm Công ty Dầu Nhờn AP Sài Gòn Petro và các anh chị
đang công tác tại các phòng thí nghiệm các công ty dầu nhờn Shell, BP -Castrol,
Petrolimex, Solube, Vilube… đã hỗ trợ và tạo điều kiện tốt để tôi thực hiện đề tài
một cách thuận lợi nhất.

Xin chân thành cám ơn.
Tp.HCM, ngày 28 tháng 03 năm 2013
Học viên thực hiện Luận văn
(Ký và ghi rõ họ tên)
Nguyễn Văn Thức
iii
TÓM TẮT
Nước thải nhiễm dầu là một trong những nguồn liên quan tới ô nhiễm độc hại lâu
dài. Nó có nguồn gốc từ sản xuất dầu thô, nhà máy lọc dầu, ngành công nghiệp hóa
dầu, chế biến kim loại, các nhà máy sản xuất dầu bôi trơn, kho chứa xăng dầu và
các cơ sở rửa xe. Về cơ bản dầu trong nước thải được phân ra làm ba dạng: dầu tự
do, nhũ tương, dung dịch. Thường nước thải nhiễm dầu ở dạng nhũ tương thường
do quá trình sử dụng dầu làm sạch. Trong khi dầu tồn tại ở dạng tự do có thể loại bỏ
đi bằng phương pháp lắng trọng lực. Còn dầu tồn tại ở dạng nhũ tương, dạng dung
dịch không thể loại bỏ bằng phương pháp lắng trọng lực. Trong nghiên cứu này
nước thải của các kho xăng dầu, các nhà máy sản xuất dầu nhờn tại Tp.HCM sẽ đại
diện cho nước thải nhiễm dầu. Nước thải nhiễm dầu trong nghiên cứu này được loại
bỏ dầu bằng phương pháp keo tụ. Nước thải nhiễm dầu có hàm lượng dầu tồn tại
trong nước ở dạng nhũ tương từ 10 – 500 mg/l. Quá trình keo tụ được thực nghiệm
với thời gian khuấy từ 30 -120 giây, tốc độ khuấy 200-1000 vòng/phút. Kết quả cho
thấy rằng hiệu suất loại bỏ dầu mỡ trên 85,5%. Trong quá trình keo tụ chất keo tụ
phèn nhôm có bổ sung PAM cho hiệu suất loại bỏ dầu mỡ cao hơn so với chỉ sử
dụng phèn nhôm.
iv
ABSTRACT
Oily wastewater is one of the most concerned pollution sources due to its toxic and
refractory characteristics. This kind of wastewater originates from a variety of
sources such as crude oil production, oil refinery, petrochemical industry, metal
processing, lubricants factory, petroleum storage and cooling agent and car
washing. Basically, the oil in the oily wastewater can be classified into three

fractions: free oil, oil/water emulsifier and solution components. The oily
wastewater is normally accompanied with emulsifier which is used in oil cleaning
processes. While the free oil can be removed mostly by gravity oil separator, the
other components of the oily wastewater can not be removed simply by gravity
separation. In this study, petroleum storage’s wastewater and lubricants factory’s
wastewater in HCM city will be studied as a representative for oily wastewater. The
oily wastewater was evaluated by flocculation process The feed wastewater has oil
and grease concentration from 10-500 mg/l. The flocculation process were
experimented at stirring time of 30- 120 seconds and stirring speed of 200 – 1000
rpm/min. The results showed that the removed efficiency of the flocculation process
reached over 85,5% for O&G. In the flocculation process, aluminium sunfate and
PAM was added into the reactor showed that removed efficiency for O&G was
almost higher than without PAM.
v
MỤC LỤC
Trang
Lời cam đoan

i
Lời cảm ơn

ii
Tóm tắt
Abstract
Mục lục

v
Danh mục viết tắt

vii

Danh mục các bảng

ix
Danh mục các biểu đồ, đồ thị

xi
Mở đầu

1
1.Đặt vấn đề
1
2.Tính cấp thiết của đề tài
2
3. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

2
4. Mục tiêu
vi

3
5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3
Chương 1: Tổng quan tài liệu

7
1.1 Thành phần và tính chất của dầu mỏ

7
1.1.1 Thành phần của dầu mỏ

7
1.1.2 Thành phần và tính chất của xăng, dầu

8
1.2 Thành phần của dầu nhờn

8
1.2.1 Dầu gốc

9
1.2.2 Phụ gia
1.3 Nguồn gốc nước thải nhiễm dầu 11
1.3.1 Nguồn gốc từ các nhà máy lọc dầu 11
1.3.2 Nguồn gốc nước nhiễm dầu từ các kho xăng dầu 12
1.3.3 Nguồn nước thải nhiễm dầu từ các nhà máy tái chế dầu nhờn 15
1.3.4 Nguồn gốc nước thải nhiễm dầu từ nước rửa xe 16
1.4 Hiện trạng phát thải nước thải nhiễm dầu tại các công ty sản xuất, phân
phối xăng dầu tại Tp.HCM
1.4.1 Hiện trạng phát thải nước thải nhiễm dầu tại các tổng kho xăng dầu
Tp.HCM
1.4.2 Thực trạng phát thải ô nhiễm tại các công ty sản xuất dầu nhờn 19
vii
1.5 Các tác động môi trường khi xả nước thải nhiễm dầu vào môi trường 21
1.5.1 Ảnh hưởng đến hệ sinh thái sông hồ 21
1.5.2 Ảnh hưởng đến hệ sinh thái môi trường biển 22
1.5.3 Ảnh hưởng đến con người 25
1.5.4 Ảnh hưởng đến kinh tế Việt Nam 25
1.6 Trạng thái của dầu trong nước thải 25
1.7 Nhũ tương dầu-nước và các yếu tố ảnh hưởng 26

1.7.1 Khái niệm nhũ tương dầu/nước 26
1.7.2 Kích thước và phân bố giọt nhũ tương 29
1.7.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự ổn định của nhũ tương 32
1.8 Phương pháp keo tụ và xử lý dầu trong nước 36
1.8.1 Khái niệm keo tụ 36
1.8.2 Các phương pháp keo tụ 36
1.8.3 Các cơ chế của quá trình keo tụ tạo bông 39
1.8.4 Động học của quá trình keo tụ 41
1.9 Một số công nghệ xử lý nước thải nhiễm dầu 43
1.9.1 Xử lý bằng phương pháp keo tụ 43
1. 9.2 Xử lý bằng vải lọc dầu SOS 46
1.9.3 Xử lý nước thải nhiễm dầu bằng công nghệ tuyển nổi 47
1.9.4 Xử lý nước thải nhiễm dầu bằng phương pháp sinh học 48
Chương 2: Phương pháp nghiên cứu và vật liệu nghiên cứu 50
2.1 Phương pháp nghiên cứu 50
2.1.1 Phương pháp lấy mẫu 50
2.1.2 Phương pháp khảo sát thăm dò 50
2.1.3 Phương pháp phân tích dầu tại phòng thí nghiệm 51
2.1.4 Phương pháp bố trí thí nghiệm 51
2.1.5 Phương pháp kế hoạch hóa thực nghiệm 54
2.1.5.1 Kế hoạch hai mức tối ưu bậc một 54
2.1.5.2 Kế hoạch hóa bậc hai 60
2.2 Vật liệu nghiên cứu 63
2.2.1 Dụng cụ thí nghiệm 63
viii
2.2.2 Hóa chất 63
Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận 64
3.1 Kết quả thực nghiệm 64
3.2 Thảo luận 74
3.2 Kết luận và kiến nghị 80

Tài liệu tham khảo 82
Phụ lục
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
ix
Từ viết tắt Cụm từ tiếng việt Cụm từ tiếng anh
BOD Nhu cầu oxy sinh hóa Biochemical oxygen demand
COD Nhu cầu oxy hóa học Chemical oxygen demand
CTNH Chất thải nguy hại
CHXD Cửa hàng xăng dầu
HST Hệ sinh thái
KCN Khu công nghiệp
O&G Dầu mỡ Oil & grease
PAM Polyarylamide
PPM Phần triệu Part per million
QCVN Quy chuẩn Việt Nam
RH
p
Hydrocacbon no
RH
n
Hydrocacbon mạch vòng
RH
A
Hydrocacbon vòng thơm
TBN Chỉ số kiềm tổng Total base number
Tp.HCM Thành phố Hồ Chí Minh
VI Chỉ số độ nhớt Viscosity index
DANH MỤC CÁC BẢNG
STT Tên bảng Trang
Bảng 1.1 Phân loại các loại dầu gốc thương phẩm 9

Bảng 1.2 Phân loại theo ứng dụng của các loại dầu gốc tổng hợp 10
Bảng 1.3 Chỉ tiêu cơ bản của nước thải nhiễm dầu tại tổng kho A
Petrolimex khu vực 2
15
Bảng 1.4 Nước thải nhiễm dầu của các trạm xăng dầu và rửa xe ở
Bangkok, Thailan
17
Bảng 1.5 Thông số cơ bản của nước thải nhiễm dầu của tổng kho B
xăng dầu Petrolimex khu vực 2
43
x
Bảng 1.6 Kết quả phân tích mẫu nước thải nhiễm dầu xử lý bằng vải
lọc SOS-1
47
Bảng 2.1 Hàm lượng dầu trong mẫu pha với các thể tích khác nhau 50
Bảng 2.2 Bảng mã hóa khi hàm lượng dầu trong nước nằm trong
khoảng 10 -200 mg/l
53
Bảng 2.3 Bảng mã hóa khi hàm lượng dầu nằm trong khoảng 200 -500
mg/l
53
Bảng 2.4 Kế hoạch hóa thí nghiệm 56
Bảng 2.5 Ma trận kế hoạch hóa của kế hoạch 2
3
56
Bảng 2.6 Bảng ma trận kế hoạch mở rộng 57
Bảng 2.7 Bảng kế hoạch hóa bậc hai 61
Bảng 2.8 Các giá trị α đối với số khác nhau của các yếu tố 61
Bảng 2.9 Bảng ma trận trực giao của kế hoạch trực giao bậc hai k=2 62
Bảng 3.1 Hàm lượng dầu tồn tại trong nước dưới dạng nhũ tương của

các tổng kho chứa xăng dầu tại Tp.HCM
64
Bảng 3.2 Hàm lượng dầu tồn tại trong nước dưới dạng nhũ tương của
các nhà máy dầu nhờn tại Tp.HCM
65
Bảng 3.3 Kết quả thực nghiêm phá nhũ tương dầu /nước của mẫu 1 có
hàm lượng dầu ban dầu là 20,4 mg/l
66
Bảng 3.4 ,Kết quả thực nghiêm phá nhũ tương dầu /nước của mẫu 2 có
hàm lượng dầu ban dầu là 78,3 mg/l
67
Bảng 3.5 ,Kết quả thực nghiêm phá nhũ tương dầu /nước của mẫu 3 có
hàm lượng dầu ban dầu là 158,8 mg/l
68
Bảng 3.6 ,Kết quả thực nghiêm phá nhũ tương dầu /nước của mẫu 4 có
hàm lượng dầu ban dầu là 265,5 mg/l
69
Bảng 3.7 ,Kết quả thực nghiêm phá nhũ tương dầu /nước của mẫu 5 có
hàm lượng dầu ban dầu là 356,9 mg/l
70
Bảng 3.8 ,Kết quả thực nghiêm phá nhũ tương dầu /nước của mẫu 6 có
hàm lượng dầu ban dầu là 451,2 mg/l
71
Bảng 3.9 Giá trị tối ưu nồng độ, thời gian khuấy, tốc độ khuấy để
lượng dầu sau xử lý nhỏ nhất
73
Bảng 3.10 Hiệu suất xử lý khi không sử dụng PAM làm chất keo tụ 75
Bảng 3.11 Hiệu suất xử lý khi sử dụng PAM/ phèn nhôm =1/2 76
Bảng 3.12 Ảnh hưởng thời gian khuấy đến hiệu suất xử lý 77
Bảng 3.13 Ảnh hưởng tốc độ khuấy đến hiệu suất loại bỏ dầu 78

Bảng 3.14 Bảng ứng với mỗi hàm lượng dầu chọn các công nghệ tối ưu
để xử lý
81
DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH
xi
STT Tên đồ thị, sơ đồ, hình ảnh Trang
Hình 1 Sơ đồ nghiên cứu của quá trình keo tụ xử lý dầu 5
Hình 1.1 Biểu đồ sản lượng các kho chứa xăng dầu tại Tp.HCM
trong năm 2011
18
Hình 1.2 Biểu đồ lượng nước thải nhiễm dầu tại các tổng kho
xăng dầu Tp.HCM năm 2009
19
Hình 1.3 Biểu đồ sản lượng sản xuất dầu mỡ nhờn thành phẩm
của các công ty dầu nhờn tại Tp.HCM trong năm 2009
20
Hình 1.4 Biểu đồ lượng nước thải nhiễm dầu tại các công ty sản
xuất dầu mỡ nhờn tại Tp.HCM trong năm 2009
20
Hình 1.5 Nhũ tương nước/dầu 27
Hình 1.6 Nhũ tương dầu/nước 27
Hình 1.7A Nhũ tương đơn phân tán 28
Hình 1.7B Nhũ tương đa phân tán 28
Hình 1.7C Nhũ tương đậm đặc, các hạt bị biến dạng 28
Hình 1.8 Nhũ tương dầu/nước nồng độ 0,01% của nước thải xí
nghiệp toa xe Hà Nội
30
Hình 1.9
Mô tả sự phụ thuộc giữa điện thế bề mặt hạt keo và
lượng ion trái dấu đưa vào. 40

Hình 1.10 Sơ đồ quy trình xử lý nước thải nhiễm dầu 44
Hình 3.1
Đồ thị so sánh hiệu xuất xử lý khi sử dụng PAC& phèn
nhôm và không sử dụng PAC
76
Hình 3.2
Đồ thị ảnh hưởng thời gian khuấy đến hiệu suất loại bỏ
dầu
78
Hình 3.3
Đồ thị ảnh hưởng tốc độ khuấy đến hiệu suất loại bỏ
dầu
79
xii
1
MỞ ĐẦU
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Công nghiệp dầu khí Việt Nam đã phát triển với tốc độ nhanh từ tìm kiếm thăm dò
khai thác đến vận chuyển, tàng trữ làm dịch vụ, chế biến và phân phối sản phẩm.
Hoạt động dầu khí mang lại nguồn lợi cho nền kinh tế quốc dân song cũng tiềm ẩn
nhiều rủi ro đến môi trường dẫn đến thiệt hại những nguồn tài nguyên khác ở biển
và môi trường sống. Do đó cần áp dụng những biện pháp ngăn chặn nguy cơ ô
nhiễm môi trường sống do hoạt động dầu khí có thể xảy ra.
Cho đến nay đã có trên 180 giếng khoan thăm dò với 71 phát hiện và một loạt dầu
khí quan trọng đã được đưa vào khai thác như: Bạch Hổ, Rồng Rạng Đông, Ruby,
Đại Hùng,…
Do đó sự ô nhiễm mặt nước do khai thác và sử dụng là không thể tránh khỏi. Ngoài
ra trong quá trình hoạt động còn có thể xảy ra các sự cố tràn dầu ra biển như rò rỉ
dầu trong bơm tải tiếp dầu vỡ nứt đường ống, va chạm tàu chở dầu.
Theo số liệu thống kê của cục môi trường Bộ Khoa Học Công Nghệ Môi Trường

trong những năm gần đây có các sự cố như : vụ tai nạn tàu chở dầu Neptune Aries
của Singapore đâm vào cầu cảng Saigon petro ngày 03/10/1994 trong khi cập bến
để chuyển dầu vào kho chứa đã làm 1.865 tấn dầu DO tràn ra sông làm ô nhiễm
nặng trên diện tích 300 km
2
gây tổn thất nặng nề cho ngành khai thác và nuôi trồng
thủy sản sông Nhà Bè và sản xuất nông nghiệp các vùng lân cận. Vào lúc 21 giờ
ngày 16/04/1999 tại khúc sông Nhà Bè Nhật Thuần một tàu chở 520.000 lít dầu FO
đã va vào xà lan Hiệp Hòa 2 chở 438.000 lít dầu DO làm cho 114.000 lít dầu tràn ra
sông gây ô nhiễm cả một vùng rộng.
Ngoài những vấn đề ô nhiễm do khai thác và vận chuyển dầu thì còn có vấn
đề ô nhiễm dầu do chất thải của nhà máy, xí nghiệp sản xuất, phân phối xăng dầu,
dầu nhờn cũng là một vấn đề hết sức nan giải, ảnh hưởng đến sức khỏe con người
và sinh vật, khi bị nhiễm bẩn giữa mặt nước và không khí có lớp ngăn cách, lớp
mỏng dầu làm suy thoái các quá trình trao đổi năng lượng, độ ẩm, không khí. Một
lượng nhỏ dầu trong nước biển, nước sông cũng giết hàng loạt các loài cá, thực vật
2
ở dưới nước. Do đó một vấn đề cấp thiết đặt ra là nghiên cứu hiện trạng nước nhiễm
dầu tại các công ty sản xuất, phân phối xăng dầu tại TP.HCM và khả năng xử lý
bằng phương pháp keo tụ. Nghiên cứu cụ thể tại công ty dầu nhờn AP Sài Gòn
Petro là rất cấp bách hiện nay không những đối với ngành dầu khí mà còn đối với
các công ty xí nghiệp kinh doanh, tồn trữ sản xuất xăng dầu,…
2. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Công nghiệp chế biến dầu khí, các sản phẩm hóa dầu, tồn trữ kinh doanh các
sản phẩm dầu khí góp phần đóng góp cho tăng trưởng của đất nước cũng như đảm
bảo an ninh năng lượng cho đất nước. Cùng với sự phát triển của ngành chế biến
dầu, một trong những vấn đề đáng quan tâm hiện nay là tình trạng ô nhiễm môi
trường của các chất thải có nhiễm dầu.
Tp.HCM có 6 tổng kho tồn trữ xăng dầu và 6 nhà máy chế biến dầu nhờn. Nên vấn
đề ô nhiễm do tồn chứa, sản xuất dầu nhờn, xăng dầu đối với nguồn nước là đáng

báo động. Do đa số nước thải nhiễm dầu của các nhà máy, xí nghiệp phân phối
Xăng Dầu không qua xử lý hoặc chỉ xử lý sơ bộ, thải thẳng ra hệ thống sông ven
nhà máy.
3. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC
Tình hình nghiên cứu trong nước:
Đề tài nghiên cứu cấu trúc tập hợp giọt nhũ tương dầu/nước và phương pháp
phân chia của tác giả Hoàng Tuấn Bằng. Tác giả đã nghiên cứu được kích thước hạt
dầu trong nước thải, nghiên cứu hạt dầu trong hệ nhũ tương dầu/nước là hạt keo
mang điện tích âm. Tác giả cũng làm thực nghiệm xử lý hệ nhũ tương dầu nước
bằng cách keo tụ tạo bông với phèn nhôm.
Đề tài nghiên cứu khả năng hấp phụ dầu trong nước thải bằng các vật liệu tự
nhiên như thân bèo, lõi ngô, rơm và sơ dừa của tác giả Phạm Thị Dương, Bùi Đình
Hoàn, Nguyễn Văn Tám. Các tác giả đã nghiên cứu khả năng hấp phụ dầu của vật
liệu tự nhiên.
Tình hình nghiên cứu tại nước ngoài
Đề tài nghiên cứu xử lý nước thải nhiễm dầu bằng màng phản ứng sinh học kết
hợp với than hoạt tính của tác giả Phan Thanh Trí của viện công nghệ và môi
trường AIT Thailand. Tác giả nghiên cứu sự hấp phụ dầu của than hoạt tính, hiệu
3
quả xử lý nước nhiễm dầu bằng phương pháp sử dụng bùn hoạt tính và than hoạt
tính.
4. MỤC TIÊU
Mục tiêu tổng quát:
Đánh giá hiện trạng, thực trạng ô nhiễm môi trường nước do các tổng kho chứa
xăng dầu, các nhà máy lọc hóa dầu, đặc biệt là các nhà máy chế biến dầu nhờn trên
thế giới, Việt Nam đặc biệt là Tp.HCM.
Mục tiêu cụ thể:
- Nghiên cứu hiện trạng nước nhiễm dầu tại các kho xăng dầu, các nhà máy sản xuất
dầu nhờn tại Tp.HCM.
- Nghiên cứu khả năng xử lý nước nhiễm dầu bằng phương pháp keo tụ.

- Nghiên cứu cụ thể nước thải tại nhà máy dầu nhờn AP Sai Gon Petro.
- Đề xuất những giải pháp xử lý nước thải nhiễm dầu.
- Đề xuất những thông số xử lý nước thải nhiễm dầu ở các hàm lượng dầu trong
nước khác nhau.
5. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU:
Đối tượng nghiên cứu
- Nước thải của các tổng kho chứa xăng dầu.
- Nước thải của các nhà máy sản xuất dầu nhờn.
- Phương pháp keo tụ.
Giới hạn phạm vi và nội dung nghiên cứu
Giới hạn phạm vi nghiên cứu.
Đề tài nghiên cứu ô nhiễm nguồn nước của các nhà máy lọc hóa dầu, các tổng kho
chứa xăng dầu, các nhà máy dầu nhờn, các cơ sở nhà máy có sử dụng xăng dầu, dầu
nhờn một lượng lớn. Chủ yếu nghiên cứu ô nhiễm tại Tp.HCM.
4
Tp.HCM là nơi tập trung các tổng kho chứa xăng dầu của phía Nam. Là nơi trung
chuyển xăng dầu đi khắp các tỉnh phía Nam. Là nơi có số lượng lớn các nhà máy
sản xuất dầu nhờn, các sản phẩm hóa dầu.
Giới hạn nội dung nghiên cứu.
Do điều kiện hạn chế về thời gian nghiên cứu cũng như các nguồn lực phục vụ cho
nghiên cứu, đề tài luận văn chỉ tập trung nghiên cứu về các khía cạnh sau:
- Thành phần và tính chất của dầu.
- Nguồn gốc của sự ô nhiễm dầu trong nước thải.
- Trạng thái của dầu tồn tại trong nước thải.
- Các tác hại của dầu đối với môi trường và con người.
- Nghiên cứu hệ nhũ tương dầu/nước.
- Nghiên cứu kích thước hạt dầu trong nước thải nhiễm dầu.
- Nghiên cứu thực nghiệm xử lý dầu trong nước của nước thải nhiễm dầu của nhà
máy dầu nhờn AP Sài Gòn Petro.
6. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Nội dung nghiên cứu
Nghiên cứu các số liệu về ô nhiễm môi trường nước của nước thải các nhà máy lọc
hóa dầu, các kho chứa xăng dầu, các nhà máy sản xuất dầu nhờn,
Nguồn gốc của sự ô nhiễm dầu trong nước
Nghiên cứu hệ nhũ tương dầu/nước
Nghiên cứu các phương pháp xử lý dầu trong nước thải
Nghiên cứu kích thước hạt dầu trong nước thải
Nghiên cứu thực nghiệm xử lý nước thải nhiễm dầu của Công Ty Dầu Nhờn AP Sài
Gòn Petro
Đề xuất các các phương pháp để xử lý nước thải trong các hệ thống tổng kho phân
phối sản xuất dầu, dầu nhờn.
Phương pháp nghiên cứu
5
Sơ đồ nghiên cứu:
Hình 1: Sơ đồ nghiên cứu của quá trình keo tụ xử lý dầu trong nước
Giải thích sơ đồ:
Xác định hàm lượng dầu
trong nước
Pha mẫu nhũ tương dầu/nước bằng dầu nhờn Shell
Helix HX5 15W40 ở các nồng độ khác nhau
uu
Keo tụ
Mẫu nước thải của nhà máy
dầu nhờn AP Sài Gòn Petro
Mẫu nước thải của nhà máy
dầu nhờn AP Sài Gòn Petro
Mẫu nước thải của các nhà
máy dầu nhờn, kho xăng dầu
Mẫu nước thải của các nhà
máy dầu nhờn, kho xăng dầu

Pha ở các hàm lượng dầu
trong nước khác nhau
Xác định hàm lượng dầu
trong nước
So sánh hàm lượng dầu trong
nước của tiêu chuẩn xả thải
Đưa ra chế độ công nghệ tối ưu cho từng loại
nồng độ khác nhau
Các thông số công
nghệ tối ưu ở các
nồng độ khác nhau
6
Lấy mẫu nước thải ở các kho xăng dầu, các nhà máy sản xuất dầu nhờn tại
Tp.HCM. Xác định khoảng hàm lượng dầu tồn tại trong nước thải nhiễm dầu tại
phòng thí nghiệm.
Do quá trình lấy mẫu phân tích ở các kho xăng dầu, các nhà máy dầu nhờn gặp
nhiều khó khăn nên tác giả pha nhũ tương dầu nước bằng dầu nhờn Shell Helix
15W40 tại phòng thí nghiệm với các nồng độ khác nhau. Tiến hành keo tụ để tìm
các thông số tối ưu của từng nồng độ khác nhau.
Lấy mẫu nước thải nhiễm dầu của nhà máy dầu nhờn AP Sài Gòn Petro pha ở các
nồng độ khác nhau. Thực hiện quá trình keo tụ ở các hàm lượng dầu khác nhau ứng
với các thông số tối ưu của mẫu pha. So sánh hàm lượng dầu trong nước thải xử lý
bằng keo tụ tại nhà máy dầu nhờn AP Sài Gòn Petro. Đưa ra chế độ công nghệ cho
từng loại nước thải nhiễm dầu khác nhau.
Phương pháp cụ thể
Tổng hợp các số liệu. Xử lý, phân tích, tổng hợp các tài liệu, thu thập theo mục tiêu
đề ra.
Phương pháp thực nghiệm
Tiến hành thực nghiệm lấy mẫu, thí nghiệm
Phương pháp kế hoạch hóa thực nghiệm

Được trình bày cụ thể trong chương 2 của luận văn
Phương pháp phân tích lý, hóa của nước
Tiến hành phân tích hàm lượng dầu trong nước. Được trình bày cụ thể trong chương
2 của luận văn
Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
7
1.1 THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT CỦA DẦU MỎ [4]
Trong thiên nhiên dầu mỏ nằm ở dạng chất lỏng nhờn, dễ bắt cháy. Khi khai thác ở
nhiệt độ thường nó có thể ở dạng lỏng hoặc đông đặc có màu từ vàng đến đen. Dầu
mỏ không phải là một đơn chất mà là một hỗn hợp rất phức tạp của nhiều chất.
1.1.1 Thành phần hóa học của dầu mỏ
Các hợp chất có trong dầu mỏ chủ yếu là các hợp chất hữu cơ, đó là những
hydrocacbon. Bên cạnh các hợp chất chính này còn có các hợp chất không thuộc
hydrocacbon.
1.1.1.1 Hydrocacbon parafin RH
p
Các hydrocacbon parafin có công thức tổng quát là C
n
H
2n+2
. Trong đó n là số
nguyên tử cacbon có trong mạch. Các hydrocacbon này là loại hydrocacbon no. Về
cấu trúc hydrocacbon parafin có hai loại:
Cấu trúc mạch thẳng gọi là n- parafin
Cấu trúc mạch nhánh gọi là iso-parafin
Ở nhiệt độ bình thường các parafin mạch thẳng chứa từ 1 đến 4 nguyên tử cacbon
trong phân tử đều nằm ở thể khí. Các n-parafin mà phân tử chứa tới 17 nguyên tử
cacbon nằm ở thể lỏng. Còn các n-parafin chứa từ 18 nguyên tử cacbon trở lên nằm
ở dạng tinh thể rắn.
1.1.1.2 Hydrocacbon naphtenic RH

n
Loại hợp chất này có công thức phân tử tổng quát là C
n
H
2n
. Những hydrocacbon
loại này thường gặp là mạch vòng. Hydrocacbon một vòng là thành phần quan trọng
trong nhiên liệu động cơ.
1.1.1.3 Hydrocacbon thơm RH
A
Hydrocacbon thơm có công thức tổng quát là C
n
H
2n-6
, nó có cấu trúc sáu cạnh, đặt
trưng là benzen và các dẫn xuất có mạch alkyl đính bên. Những hydrocacbon thơm
nhiều vòng ngưng tụ cũng gặp trong dầu mỏ nhưng hàm lượng thấp hơn.
8
Ngoài ra trong dầu mỏ còn có những hợp chất phi hydrocacbon thường gặp trong
dầu mỏ như là : CO
2
, H
2
S, N
2
, He, Ar và các hợp chất của lưu huỳnh, nitơ, oxy, các
chất nhựa, asphanten và kim loại trong dầu mỏ.
1.1.2 Thành phần và tính chất của xăng, dầu
Phân đoạn xăng có khoảng nhiệt độ sôi dưới 180
0

C . Phân đoạn xăng bao gồm các
hydrocacbon có số phân tử cacbon trong phân tử từ C
5
đến C
10
. Ba loại
hydrocacbon: parafin, naphten và aromatic đều có trong phân đoạn xăng. Hầu như
các chất đại diện . Hầu như tất cả các chất đại diện và một số đồng phân của các
parafin, cycloparafin (cyclopentan và cyclohexan) và aromatic có nhiệt độ sôi đến
180
o
C đều tìm thấy trong phân đoạn này. Tuy nhiên, thành phần cũng như số
lượng của các hydrocacbon trên thay đổi rất nhiều theo từng loại dầu. Đối với dầu
họ parafin, phân đoạn xăng chứa rất nhiều hydrocacbon parafin, trong đó các
parafin mạch thẳng thường chiếm tỷ lệ cao hơn các parafin mạch nhánh. Các
parafin mạch nhánh này lại thường có cấu trúc mạch chính dài, nhánh phụ rất ngắn
(chủ yếu là nhóm metyl) và số lượng nhánh rất ít (chủ yếu là một nhánh, còn hai và
ba nhánh thì ít hơn, bốn nhánh thì rất hiếm hoặc không có).
Ngoài hydrocacbon, trong số các hợp chất không thuộc họ hydrocacbon nằm trong
phân đoạn xăng thường có các hợp chất của S, N
2
và O
2
. Các chất nhựa và asphalten
không có trong phân đoạn này. Trong số các hợp chất lưu huỳnh của dầu mỏ như đã
khảo sát ở phần trước, thì lưu huỳnh mercaptan là dạng chủ yếu của phân đoạn
xăng, những dạng khác cũng có nhưng ít hơn. Các hợp chất của nitơ trong phân
đoạn xăng nói chung rất ít, thường dưới dạng vết, nếu có thường chỉ có các hợp chất
chứa một nguyên tử N mang tính bazơ như Pyridin. Những hợp chất của oxy trong
phân đoạn xăng cũng rất ít, dạng thường gặp là một số axit béo và đồng đẳng của

phenol.
1.2 THÀNH PHẦN CỦA DẦU NHỜN [2]
Dầu nhờn được tạo thành từ dầu gốc + phụ gia. Dầu nhờn thương phẩm có đến 90 –
98% là dầu gốc, dầu gốc có thể là dầu gốc khoáng hoặc dầu gốc tổng hợp. Phụ gia
chiếm trong dầu nhờn từ 2% đến 10% tùy vào từng loại dầu nhờn khác nhau. Về cơ
9
bản dầu gốc sử dụng để pha chế dầu nhờn thường là dầu khoáng hoặc dầu tổng hợp
thậm chí dầu thực vật cho những ứng dụng đặc biệt
1.2.1 Dầu gốc
Dầu gốc có hai loại dầu gốc khoáng và dầu gốc tổng hợp. Dầu gốc tổng hợp có độ
đồng nhất của các phân tử dầu, có hàm lượng lưu huỳnh rất thấp, chỉ số độ nhớt của
dầu rất cao do đó dầu có khả năng ổn định cao, ít oxy hóa.
1.2.1.1 Dầu khoáng
Dầu khoáng được làm từ quá trình chưng cất chân không có chọn lọc cặn của quá
trình chưng cất ở áp suất khí quyển. Do đó lý do chọn dầu thô là rất quan trọng. Dầu
thô phổ biến nhất là dầu paraffinic cho chỉ số độ nhớt cao nhưng nó có nhược điểm
là hàm lượng sáp lớn. Cho những ứng dụng thông thường dầu thô gốc naphthenic
thường thích hợp hơn cho chất lượng chỉ số độ nhớt trung bình với hàm lượng sáp
ít, nên nó có thể chịu được nhiệt độ đông đặc cao.
Độ nhớt của dầu thương phẩm phụ thuộc vào khoảng nhiệt độ sôi của các thành
phần của chúng. Thường người ta pha chế từ 2 hoặc 3 loại dầu gốc với nhau thành
dầu thương phẩm.
Bảng 1.1: Phân loại các loại dầu gốc thương phẩm [2]
Tên
dầu
gốc
Tỷ
trọng ở
(60
0

F)
Hàm
lượng S
(% kl)
Chỉ số
độ
nhớt
(VI)
Độ nhớt
động
học ở
40
0
C
(cSt)
Độ nhớt
động học
ở
100
0
C(cSt)
Nhiệt
độ
đông
đặc
(
0
C)
Nhiệt
độ

chớp
cháy
(
0
C)
SN 90 0,860 0,005 92 17,40 3,68 -15 190
SN 100 0,860 0,065 101 20,39 4,11 -13 192
SN 200 0,872 0,096 99 40,74 6,23 -20 226
SN 350 0,877 0,126 97 65,59 8,39 -18 252
SN 650 0,882 0,155 96 117,90 12,43 -18 272
BS 150 0,895 0,263 95 438,00 29,46 -18 302