Đánh giá hiện trạng xử lý nước thải của một số nhà máy chế biến mủ cao su trên địa bàn huyện Phú Giáo tỉnh Bình Dương và đề xuất các biện pháp cải thiện

1
MỞ ĐẦU
1. Sự cần thiết của đề tài
Ngành chế biến mủ cao su là một trong những ngành công nghiệp quan trọng của
phía Nam đã góp phần vào việc thúc đẩy nền kinh tế Việt Nam bước vào thời kỳ hội
nhập kinh tế quốc tế - WTO.
Bình Dương là một trong những tỉnh đi đầu về công nghiệp, chiếm sản lượng lớn
về trồng, khai thác và chế biến mủ cao su, điển hình là huyện Phú Giáo.
Tuy nhiên, song song với sự phát triển nhanh chống về kinh tế thì chất lượng môi
trường do ngành công nghiệp 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 ngành công nghiệp này tiếp tục phát triển một cách bền vững thì các biện pháp
bảo vệ môi trường phải được quan tâm và thực hiện đúng mức. Một trong những biện
pháp này là kết hợp giữa công tác quản lý môi trường và kỹ thuật xử lý nước thải để
giảm bớt lượng chất ô nhiễm thải bỏ vào môi trường.
Chính vì vậy, việc tìm ra các phương án giải quyết tối ưu cho vấn đề nước thải là
nhu cầu cấp thiết hiện nay. Đó cũng là lý do tôi chọn đề tài:
“Đánh giá hiện trạng xử lý nước thải của một số nhà máy chế biến mủ cao su
trên địa bàn huyện Phú Giáo tỉnh Bình Dương và đề xuất các biện pháp cải thiện”.
2. Mục tiêu của đề tài
Đánh giá hiện trạng xử lý nước thải từ các nhà máy chế biến mủ cao su trên địa bàn
huyện Phú Giáo.
Đề xuất các biện pháp tổng hợp trong quản lý môi trường và xử lý nước thải nhằm
cải thiện chất lượng nước thải từ các nhà máy chế biến mủ cao su trên địa bàn huyện
Phú Giáo.
3. Nội dung nghiên cứu
- Thu thập, tổng hợp các tài liệu tổng quan về ngành cao su và nước thải chế biến

2
mủ cao su.
- Điều tra thực trạng tình hình hoạt động của các nhà máy chế biến mủ cao su trên
địa bàn huyện Phú Giáo.
- Đánh giá các công nghệ xử lý nước thải hiện hữu tại các nhà máy chế biến mủ
cao su trên địa bàn, công tác quản lý môi trường, những vấn đề còn tồn động và các tác
động của nước thải chế biến mủ cao su đến môi trường.
- Đề xuất các biện pháp tổng hợp trong công tác quản lý môi trường và kỹ thuật xử
lý nước thải nhằm cải thiện chất lượng nước thải trước khi xả ra môi trường.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Phương pháp thu thập thông tin:
Thu thập các tài liệu từ các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước về ngành
cao su và nước thải chế biến mủ cao su.
Các số liệu được lấy từ sách, tạp chí, báo cáo tổng hợp về ngành cao su.
- Phương pháp điều tra thực địa:
Điều tra, khảo sát thực tế tình hình hoạt động của các nhà máy chế biến mủ cao su
trên địa bàn huyện Phú Giáo gồm:
+ Nhà máy chế biến mủ cao su Bố Lá và Ly Tâm Phước Hòa - Công ty cổ phần cao
su Phước Hòa.
+ Nhà máy chế biến mủ cao su Mai Vĩnh - Công ty TNHH SX - TM & DV Mai
Vĩnh.
+ Nhà máy chế biến mủ cao su Thiện Hưng - Công ty TNHH SX - TM DV Thiện
Hưng.
Tìm hiểu các nguồn phát sinh nước thải từ các quy trình sản xuất, quy trình xử lý
nước thải hiện hữu tại các nhà máy và các điều kiện tư nhiên, kinh tế - xã hội trong khu
vực bị tác động của nước thải chế biến mủ cao su. Ghi nhận những hình ảnh về hiện
trạng của các hoạt động trên.
Đây là phương pháp truyền thống song đem lại hiệu quả và độ tin cậy cao và chính

3
xác. Phương pháp này giúp nhận biết một cách thực tế sinh động về tình hình hoạt
động thực tiễn.
- Phương pháp lấy mẫu và phân tích mẫu:
Lấy mẫu nước thải đầu vào và đầu ra để phân tích các chỉ tiêu: pH, BOD
5
, COD,
SS, N, P, coliform để đánh giá mức độ ô nhiễm của nước thải và đánh giá công nghệ xử
lý nước thải hiện hữu tại các nhà máy.
- Phương pháp so sánh:
Đối chiếu các kết quả phân tích mẫu nước thải với Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về
nước thải công nghiệp chế biến cao su thiên nhiên (QCVN 01:2008/BTNMT).
- Phương pháp thống kê và xử lý số liệu:
Thống kê kết quả phân tích mẫu nước thải sau xử lý trong ba năm gần nhất (2011,
2012, 2013) của các nhà máy từ kết quả thanh kiểm tra của Chi cục bảo vệ môi trường
tỉnh Bình Dương nhằm theo dõi diễn biến và đánh giá mang tính trung thực hơn.
Thống kê kết quả phân tích mẫu nước mặt từ phòng Tài nguyên nước và Khoáng
sản tỉnh Bình Dương từ đó đánh giá tác động của nước thải sau xử lý đến môi trường.
- Phương pháp chuyên gia:
Dựa vào hiểu biết của bản thân, tham khảo các ý kiến của các cơ quan lãnh đạo
xung quanh khu vực các nhà máy, giảng viên hướng dẫn từ đó đề xuất các biện pháp
tổng hợp trong công tác quản lý môi trường và kỹ thuật xử lý nước thải nhằm cải thiện
chất lượng nước thải trước khi xả ra môi trường.
5. Ý nghĩa của đề tài
- Ý nghĩa khoa học:
Tác động của nước thải chế biến mủ cao su đến môi trường là rất lớn. Đây cũng là
mối quan tâm của toàn thế giới trong bối cảnh môi trường đang bị ảnh hưởng nặng nề.
Vì vậy, kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ là cơ sở khoa học cho các nghiên cứu về sau
trong công tác quản lý và xử lý nước thải chế biến mủ cao su.

4
- Ý nghĩa thực tiễn:
Đề tài đã đưa ra các giải pháp kỹ thuật trong xử lý nước thải chế biến mủ cao su và
các giải pháp quản lý môi trường góp phần ứng dụng quản lý và xử lý nước thải chế
biến mủ cao su đạt hiệu quả.
6. Giới hạn của đề tài
- Đối tượng nghiên cứu:
Nước thải của ngành chế biến mủ cao su.
- Phạm vi nghiên cứu:
Nước thải phát sinh từ các nhà máy chế biến mủ cao su trên địa bàn huyện Phú
Giáo, tỉnh Bình Dương.

5
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về ngành cao su
1.1.1. Lịch sử phát triển cây cao su ở nƣớc ta
Cây cao su được đêm trồng thử nghiệm tại nước ta từ năm 1897, do người Pháp tên
là Edouard Raoul đem hột giống cao su từ Indonesia về trồng tại vùng Ông Yệm thuộc
địa phận Bến Cát, Bình Dương và tại Suối Dầu, Nha Trang. Sau đó, Belland lại đem
hột giống từ các nước Trung Mỹ về ươm thử tại Thảo Cầm Viên Sài Gòn.
Đến năm 1907, một vườn cao su với quy mô rộng lớn mới được hình thành tại
vùng ngoại ô Sài Gòn với diện tích 45 mẫu tây và đây được coi là vườn cao su đầu tiên
lớn nhất nước ta.
Năm 1912, tại Lộc Ninh cũng lập đồn điền cao su sau khi đốt bỏ hàng ngàn mẫu
rừng chồi, rừng tre hoang hóa.
Năm 1922, đồn điền cao su Xuân Lập ra đời. Và kế tiếp là nhiều đồn điền cao su
khác tại Biên Hòa, Thủ Dầu Một, Tây Ninh và tất cả đều do người Pháp làm chủ.
Năm 1928, nước ta đã có 77 ngàn ha cao su và tính đến năm 1934, tổng diện tích
trồng cao su nước ta lên đến 130 ngàn ha.
Trước năm 1975, cây cao su được trồng ở Quảng Bình, Quảng Trị, Nghệ An, Phú
Thọ, Thanh Hóa bằng nguồn giống từ Trung Quốc.
Sau năm 1975, cây cao su được tiếp tục phát triển chủ yếu ở Đông Nam Bộ. Từ
năm 1977 Tây Nguyên bắt đầu chương trình trồng mới cao su.
Đến nay, theo thống kê của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, tính đến cuối
năm 2012, tổng diện tích quy hoạch để trồng cao su là 910.500 ha và cũng là cây công
nghiệp có diện tích lớn nhất cả nước. [2], [15]
1.1.2. Đặc điểm tự nhiên của cây cao su
1.1.2.1. Đặc điểm sinh trưởng của cây cao su
Cây cao su thích nghi với khí hậu nóng ẩm hơn là vùng có khí hậu mát lạnh. Cao

su phát triển tốt nhất khi được trồng tại các nước ở gần vùng xích đạo, các nước có khí


6
hậu nhiệt đới.
Tại Việt Nam, vùng đất trồng cao su thích hợp nhất là miền Đông Nam Bộ, vùng
Tây Nguyên và nhiều tỉnh dọc duyên hải miền Trung. Miền Bắc trồng cao su không
thích hợp, vì trong năm có mùa lạnh kéo dài và mưa bảo. Khí hậu lạnh lẽo và gió to
bão lớn là hai yếu tố chính đại kị đối với cây cao su. Tuy vậy, hiện nay Viện Nghiên
cứu Cao su Việt Nam đang nghiên cứu sưu tầm những giống mới có khả năng chịu
được khí hậu mát lạnh và chịu gió tốt để trồng ở các tỉnh từ Thanh Hóa trở ra. Nếu việc
nghiên cứu đó thành công thì tổng diện tích trồng cao su ở nước ta tăng lên rất nhiều.
- Về nhiệt độ:
Cao su chỉ thích hợp với vùng có khí hậu nóng ẩm, nhiệt độ từ 25
o
C đến 28
o
C là tốt
nhất. Vùng có nhiệt độ thấp dưới 15
o
C cây cao su sống yếu ớt.
- Mưa:
Cây cao su không chịu úng thủy, nhưng đất trồng cần có độ ẩm cần thiết để cây
cao su có thể phát triển tốt. Lượng mưa tối thiểu phải đạt được là 1500mm trong năm.
Miền Nam có hai mùa mưa nắng rõ rệt, trong đó 6 tháng mưa trải dài đều đặn nên
trồng cao su rất tốt.
- Ánh sáng:
Cây cao su chịu nắng, nhưng khô hạn lâu ngày không được. Số giờ nắng phải đạt
được tối thiểu trong năm là 1600 giờ. Vùng nắng ít, trời âm u hoặc có sương mù sẽ ảnh
hưởng đến sức sống của cây, năng suất kém và thường gây nhiều bệnh hại.

- Tác hại của gió:
Cây cao su có tuy có thân to, cao nhưng lại giòn nên dễ gãy. Trồng vào vùng có gió
thổi quanh năm suốt tháng rất tốt nhưng phải là gió nhẹ, gió phải dưới 3m/giây.
Những vùng có gió lớn, bão tố không thể trồng cao su được. Vì vậy, những vùng có
gió lớn thổi qua, ta nên trồng vành đai rừng chắn gió để cản bớt sức gió thổi vào lô cao
su.
Đai rừng chắn gió cho lô cao su phải trồng vạt dày năm bảy hàng cây có chiều cao


7
từ mười, mười lăm mét ngay hướng gió và cách hàng cao su sát đai với khoảng cách
sáu bảy thước để tránh ăn phân bón của cao su. [2]
1.1.2.2. Đặc tính của mủ cao su - latex
Latex là mủ cao su ở trạng thái phân tán nằm lơ lửng trong dung dịch chứa nhiều
chất vô cơ và hữu cơ. [9]
- Thành phần latex:
Ngoài hydrocarbon cao su ra, latex còn chứa nhiều chất cấu tạo bao giờ cũng có
trong mọi tế bào sống. Đó là protein, acid béo, dẫn xuất của acid béo, sterol, glucid,
heterosid, enzim, muối khoáng.
Hàm lượng những chất cấu tạo nên latex thay đổi tùy theo các điều kiện về khí hậu,
hoạt tính sinh lý và hiện trạng sống của cây cao su. Các phân tích latex từ nhiều loại
cây cao su khác nhau chỉ đưa ra những con số phỏng chừng về thành phần latex:
Bảng 1.1. Thành phần mủ cao su - latex
Thành phần
Tỉ lệ
Cao su
30 – 40%
Nước
52 – 70%
Protein

2 – 3%
Acid béo và dẫn xuất
1 – 2%
Glucid và heterosid
1%
Khoáng chất
0,3 – 0,7%
(Nguồn: Nguyễn Hữu Trí, Khoa học kỹ thuật công nghệ cao su thiên nhiên, 2004)
Cấu trúc thể giao trạng:
latex được tạo bởi những phần tử cao su nằm lơ lửng trong chất lỏng gọi là
“serum” tương tự như serum của sữa.
Serum cũng có chứa một phần những chất hợp thành thể giao trạng, chủ yếu đó là
protein và phospholipid và một phần là những hợp chất thành dung dịch thật như: muối
khoáng, heterosid với 1-methylinositol và các amino acid, amin với tỉ lệ thấp hơn.


8
- Lutoides:
Latex tươi ở điều kiện không bị pha loãng hay tác dụng với amoniac có chứa các
phần tử khác biệt với các phần tử cao su, hơi nặng hơn nước và qua ly tâm (2000
vòng/phút) thu được dưới dạng khối giống như chất keo màu vàng nhiều hay ít, chiếm
từ 20 - 30% thể tích ban đầu của latex, những phần tử này gọi là lutoides.
Lutoides thể hiện đặc tính qua hàm lượng nước rất cao khoảng 75 - 85%, ngoài ra
còn có muối, protein và phospholipid.
Bảng 1.2. Hàm lượng các chất phi cao su của phần vàng và phần trắng
Thành phần
Trích khô phần vàng
Trích khô phần
trắng
Tro

0,9 – 1,1
4 – 7
Mg (mg MgO/g cao su)
0,5 – 0,7
4 – 12
P (mg P
2
O
5
/g cao su)
2 – 4,2
16 – 28
Đạm
0,4 – 0,5
1,2 – 2
Trích ly với aceton
2,3 – 2,9
4,3 – 7
Chỉ số acid trích ly từ aceton
180 – 250
500 – 850
Trích ly nước
1 – 2
10 – 20
(Nguồn: Nguyễn Hữu Trí, Khoa học kỹ thuật công nghệ cao su thiên nhiên, 2004)
Phần vàng thì không bền lắm, khi phơi ngoài không khí, nó tự nhuộm màu nhanh
chống, sự nhuộm màu này là nhờ vào hoạt tính của các enzyme oxy hóa, các enzyme
này trong phần vàng tích cực hơn trong phần trắng.
Tính không bền của phần vàng giúp latex tươi chịu sự đông đặc hóa từng phần và
như thế trong một thời gian đầu, thải trừ được đa số phần lutoides, kết quả là thải trừ

sắc tố vàng. Phương pháp này được dùng nhiều nhất trong việc chế biến crepe semelle,
sản phẩm từ sự đông đặc latex, trắng nhiều hơn hết.
- Phần tử cao su:
Các phần từ cao su trong latex có dạng hình cầu, đường kính khoảng 5μm. Trong


9
1g latex 40% chứa khoảng 7,4 x 10
12
hạt tử cao su. Kích thước hạt tử cao su phụ thuộc
vào nguồn gốc latex, đối với những cây cao su trẻ, latex chứa các hạt tử cao su nhỏ hơn.
[9]
Thành phần hóa học:
- Hydrocarbon cao su:
Pha phân tán của latex chủ yếu gồm có gần 90% hydrocarbon cao su với công thức
(C
5
H
8
)
n
.
Hydrocarbon cao su lúc nó chảy ra khỏi cây cao su là đã dưới dạng polymer. Ở
điều kiện bình thường, gồm có hàng loạt polymer đồng chủng mà phân tử khối dài từ
5.10
4
- 3.10
6
. Tùy theo nguồn gốc cây, có những biến thiên đáng chú ý về tỉ lệ
hydrocarbon có phân tử khối cao và thấp. Người ta tìm thấy lượng hydrocarbon có

phân tử khối thấp (nhỏ hơn 25.10
4
) của cây cao su tương đối mềm thì lớn hơn lượng
hydrocarbon có phân tử khối thấp của cao su cứng hơn.
- Đạm:
Chủ yếu đó là protein hay những chất dẫn xuất từ quá trình dehydrate hóa enzyme.
Một latex tươi có hàm lượng cao su khô là 40% thì đạm vào khoảng 2%, trong đó
protein chiếm từ 1-1,5%. Tỉ lệ này thay đổi theo thành phần bách phân của cao su trong
latex.
Protein bình thường bám vào các hạt tử cao su, toàn bộ giúp cho việc ổn định thể
giao trạng, một phần bởi đặc tính điện tích của chúng nhờ các nhóm -COOH và nhóm
-NH
2
tự do và một phần bởi tính hydrophilie của chúng.
Hàm protein trung bình của letex có thể thay đổi lớn theo nhiều yếu tố như tuổi của
cây cao su, mùa hay sự chuyển đổi trạng thái sinh lý của cây thiếu nguồn dinh dưỡng
hay do cây bị cao mủ với cường độ mạnh.
- Lipid:
Trong latex, lipid và dẫn xuất của chúng chiếm khoảng 2%, ta có thể trích ly bằng
rượu hay acetone. Latex và dẫn xuất của chúng chứa ở latex dưới ba hình thức khác


10
nhau:
+ Chủ yếu chúng cấu tạo nên các phần tử Frey - Wyssling.
+ Chúng tham gia vào thành phần mặt trong của các phần tử cao su.
+ Những phần có phân tử khối nhỏ hơn như các acid béo bay hơi hay muối của
chúng đều tan hoàn toàn trong serum.
Các hợp chất lipid và dẫn xuất của chúng là một yếu tố ảnh hưởng đến tính chất
của latex. Những chất này là những chất hoạt động bề mặt và chúng tham gia vào tính

ổn định latex tươi hay của latex đã ly tâm.
- Glucid:
Glucid cấu tạo chủ yếu từ những chất tan được, tỉ lệ glucid chiếm từ 2 - 3% trong
latex. Glucid không có quan hệ gì với tính chất của latex.
Những chất tan được trong nước chỉ lẫn trong cao su với một tỉ lệ rất nhỏ (cao su tờ
xông khói hay mủ tờ có thể chứa khoảng từ 0,1 - 0,2%). Tỉ lệ này có thể tăng lên trong
vài trường hợp đặc biệt, nhất là cao su có được từ sự đông đặc serum loại ra từ máy ly
tâm. Như trường hợp này, cao su sẽ có độ hút ẩm rất cao và sẽ bị vi khuẩn và nấm mốc
tấn công rất mạnh.
- Khoáng:
Thanh phần khoáng trong latex gồm các nguyên tố sau: K, Mg, P, Ca, Cu, Fe, Mn,
Rb.
+ Kalium (K):
Kalium là nguyên tố quan trọng nhất của latex, nó có mặt đến 58% tổng số nguyên
tố được nghiên cứu tới. Một lít latex chứa khoảng 1,7g K.
Hàm lương kalium trong latex thay đổi theo chu kỳ thực vật cũng như theo hàm
lượng serum, tức là tỉ lệ nghịch với hàm lượng cao su của latex.
+ Magnesium (Mg):
Magnesium là nguyên tố chiếm tới 24% tổng số các nguyên tố được nghiên cứu.
Một lít latex chứa khoảng 700mg Mg.


11
Hàm lượng magnesium của latex có thể thay đổi dưới ảnh hưởng của phân kali và
phân đồng bón cây.
Magnesium ảnh hưởng trực tiếp lên tính ổn định của latex tươi, kể cả latex đã ly
tâm.
+ Phosphorus (P):
Phosphorus là nguyên tố chiếm tỉ lệ gần bằng tỉ lệ của magnesium, trung bình
chiếm khoảng 17% tổng lượng khoáng. Một lít latex trung bình chứa khoảng 500mg P.

Hàm lượng phosphorus có thể tăng lên bởi tác dụng của phân lân.
+ Calcium (Ca):
Trong latex, calcium chỉ hiện diện với nồng độ thấp, chiếm khoảng 1% tổng số các
khoáng tố được xác định. Một lít latex trung bình chứa khoảng 30mg Ca.
+ Đồng (Cu):
Do chức năng sinh lý của nó, đồng là nguyên tố quan trọng nhất của latex. Một lít
latex trung bình chứa khoảng 1,7mg Cu. Nó liên kết trực tiếp với pha serum.
Chức năng ái oxygen của đồng là ảnh hưởng nhiều tới sự lão hóa của cao su hay
latex đã ly tâm.
+ Sắt (Fe):
Tỉ lệ sắt trong latex thường không nhất định, nhưng trong mọi trường hợp nó
không bao giờ có quá 1mg trong mỗi lít latex.
+ Mangan (Mn):
Cũng như đồng, mangan cũng có ái lực với oxygen mạnh gây nên lão hóa cho cao
su. Lượng mangan không bao giờ có quá 0,1mg cho mỗi gam chất trích khô.
+ Rubidium (Rb):
Trong một lít latex chứa khoảng 70mg. Hiện người ta chưa biết rõ nguyên tố này
có chức năng gì về sinh lý của cây. [9]




12
- Tính chất latex:
Lý tính:
- Tỉ trọng:
Tỉ trọng của latex được ước định là 0,97. Đó là kết quả từ tỉ trọng cao su là 0,92 và
của serum là 1,02. Sở dĩ serum có tỉ trọng hơi cao hơn nước là do nó có những chất hòa
tan.
- Độ nhớt:

Độ nhớt latex tươi có 35% cao su là từ 12 - 15 centipoises, của latex đã đậm đặc
hóa là từ 40 - 120 centipoises (độ nhớt của nước là 1centipoises).
- Sức căng mặt ngoài:
Sức căng mặt ngoài của latex từ 30 - 40% cao su là khoảng 38 - 40 dynes/cm
2
. Sức
căng mặt ngoài của nước nguyên chất là 73 dynes/cm
2
.
Lipid và dẫn xuất lipid là tác nhân ảnh hưởng tới sức căng mặt ngoài latex.
- PH:
Giá trị pH của latex có ảnh hưởng quan trọng tới độ ổn định latex. Latex tươi vừa
chảy khỏi cây cao su có pH bằng hoặc hơi thấp hơn 7. Để trong vài giờ, pH sẽ hạ
xuống dưới 6 do hoạt tính của vi khuẩn và latex sẽ bị đông lại.
- Tính dẫn điện:
Độ dẫn điện của latex biến đổi nghịch theo hàm lượng cao su. Serum là chất ảnh
hưởng trực tiếp đến trị số của độ dẫn điện, đặc biệt do các hợp chất ion hóa mà nó chứa.
[9]
Tính chất sinh hóa:
- Enzim:
Trong latex tươi có các enzyme như: catelase, tyrosinase, oxydase và peroxydase.
Các enzyme oxydase và peroxydase hiện diện trong latex xúc tác tác dụng của oxygen
và peroxide tới những chất cấu tạo latex, hậu quả là sau khi đông đặc, cao su có màu
hơi xám hoặc hơi nâu. Bởi thế người ta cho bisulfite vào latex trong việc chế tạo crepe


13
nhạt trắng.
Tốc độ hấp thụ oxygen của latex tùy thuộc khá nhiều vào pH của nó, các latex
được bảo quản với chất kiềm mà pH gần 10 đều khá nhạy với oxygen khí trời.

- Vi khuẩn:
Trong latex, người ta tìm thấy rất nhiều loại vi khuẩn (ít nhất là 27 loại), có loại tác
dụng vào glucid, loại thì tác dụng gây hư thối protein.
Trong môi trường yếm khí, loại vi khuẩn tác dụng vào glucid sẽ gây lên men thành
acid acetic, acid lactic, acid butyric và carbonic gây đông đặc latex. Trong môi trường
hiếu khí, các vi khuẩn tác dụng vào protein (vi khuẩn proteolytic) hoạt động và tạo ra
một chất phân tiết màu vàng trên mặt latex. [9]
Tính chất thể giao trạng:
- Pha phân tán: serum
Serum của latex có thể tách khỏi cao su hoàn toàn qua máy siêu ly tâm hoặc qua
phép lượt cực mịn. Trong serum, hàm lượng thể khô chiếm từ 8 - 10%. Serum của latex
là một dị chất, nhưng nó ứng với độ phân tán mạnh nhiều hơn độ phân tán của các hạt
tử cao su.
- Pha bị phân tán: hạt tử cao su
Các hạt tử cao su có đường kính nhỏ hơn 0,5μm và có chuyển động brown, đó là
đặc tính của trạng thái lơ lửng thể giao trạng. Các hạt tử cao su được bao bọc bởi một
lớp protein, chúng có tính hút nước mạnh giúp cho các hạt tử cao su được bao bọc
xung quanh một vỏ phân tử nước chống lại sự va chạm giữa các hạt tử cao su, đây cũng
là một yếu tố ổn định của latex.
- Sự đông đặc:
+ Đông đặc tự nhiên:
Latex tươi nếu để ngoài trời sẽ tự nhiên đông đặc lại. Người ta thừa nhận hiện
tượng này là do các enzyme hay vi khuẩn biến đổi hóa học gây ra. Nếu đo pH latex
tươi, ta sẽ thấy pH sẽ giảm xuống cho đến khi latex đông đặc.


14
+ Đông đặc bằng acid:
Đông đặc hóa latex bằng acid là một tác dụng chủ yếu biểu hiện qua điện tích bằng
cách hạ pH xuống tới một trị số sao cho tính ổn định của thể phân tán không còn nữa.

Khi ta cho acid vào latex, sự đông đặc sẽ xảy ra nhanh chống. Việc thêm acid vào
latex đã làm hạ pH và giúp cho latex đạt tới độ đẳng điện, tức là độ mà sức đẩy tỉnh
điện không còn nữa và latex sẽ đông đặc lại.
+ Đông đặc bằng muối hay chất điện giải:
Khi cho một dung dịch muối vào latex với thể tích tăng dần, latex sẽ bị đông đặc
lại khi lượng chất điện giải cho vào vượt trội hơn trị số đông đặc.
Cơ chế đông đặc latex bởi chất điện giải như sau: Phần tử thể giao trạng bị khử
điện tích do sự hấp thu của ion điện tích trái dấu và sự đông kết tự sinh ra sau sự khử
mất điện tích.
Trị số đông kết thay đổi tùy theo latex và bản chất của muối, chủ yếu là bản chất
của muối cation bởi vì điện tích của các hạt tử cao su latex là âm.
Những muối được dùng để đông đặc latex là nitrate calcium, chloride calcium,
chloride magnesium, sulfate manesium và sulfate nhôm.
+ Đông đặc bằng rượu:
Khi cho vào latex một lượng rượu nhất định, nó sẽ làm đông đặc latex. Độ đậm đặc
của cao su trong latex ảnh hưởng rất lớn đến tốc độ đông đặc này, độ đậm đặc của cao
su càng cao thì sự đông đặc diễn ra càng nhanh và ngược lại.
Trong công nghiệp cao su, người ta thường dùng acetone để đông đặc latex hơn là
dùng rượu vì sự đông đặc latex bằng rượu chỉ dùng trong phòng thí nghiệm.
+ Đông đặc bằng cách khuấy trộn:
Khi ta khuấy trộn mạnh và kéo dài, latex sẽ bị đông đặc. Việc khuấy trộn đã làm
cho động năng trung bình của các hạt phân tử cao su tăng lên, khi động năng này đạt
tới một trị số đủ để khống chế được lực đẩy điện tử và vô hiệu hóa lớp protein hút
nước.


15
Hiện nay người ta dùng phương pháp khuấy trộn cơ học như là một thí nghiệm
chứng minh hiện tượng về độ ổn định của latex. Phương pháp này được dùng để gia tốc
sự đông đặc latex trong công nghiệp.

+ Đông đặc bởi nhiệt:
Latex có thể đông đặc nhờ làm lạnh. Khi làm lạnh latex tới -15
o
C và đưa trở về
nhiệt độ bình thường thì nó sẽ đông đặc lại. Thực tế phương pháp này hầu như không
được sử dụng bởi vì việc làm lạnh phải mất 15 ngày thì sự đông đặc latex mới xảy ra.
- Sự bảo quản:
Để bảo quản latex không bị đông đặc trước khi vận chuyển về nhà máy, ta cần cho
vào latex các hợp chất kiềm để nâng pH của nó lên, tránh xa điểm đẳng điện của latex.
Chất được sử dụng thường nhất cho việc bảo quản ngắn hạn này là amoniac, kế đến là
sulfite sodium. [9]
1.1.3. Phƣơng pháp trồng trọt, chăm sóc, thu hoạch mủ cao su
- Đất trồng cao su:
Cây cao su thích hợp với đất đỏ badan, kế đến là đất xám. Đất miền Đông Nam Bộ
và vùng Tây Nguyên có tầng đất mặt khá sâu nên trồng cao su vừa sinh trưởng mạnh
vừa cho năng suất cao. Do cây cao su không chịu được khí hậu gió lạnh nên nếu đem
trồng cao su ở vùng đất quá cao so với mặt nước biển từ 500m trở lên thì kết quả sẽ xấu
đi.
- Giống cao su:
Hiện nay, có nhiều giống được chuộng trồng, trong đó có:
RRIM 600: Cây có thân thẳng, tròn, có chân voi, vỏ dày, dễ cạo và sinh trưởng tốt.
Giống này có xuất xứ từ Malaysia.
PB 235: Thường được gọi tắt là giống 235, có thân thẳng, tròn, vỏ dày trung bình,
dễ cạo, sinh trưởng tốt, khai thác sớm. Giống này có xuất xứ từ Malaysia.
GTL: Cây có thân tròn và thẳng, có chân voi, vỏ dày, sinh trưởng tốt, dễ cạo.
Giống này có xuất xứ tại Indonesia.


16
- Kỹ thuật trồng cao su:

Trồng cao su vào giữa mùa mưa, lúc này khí trời mát mẻ, đất ẩm ướt, cây bén rễ
nhanh, chồi non phát triển mạnh. Cụ thể, nên trồng từ tháng 6 đến tháng 9 dương lịch
hàng năm.
Cây con đem trồng phải cùng lứa tuổi, đồng đều nhau, thu hoạch cùng thời điểm
với nhau, tiện cho việc quản lý và chăm sóc.
Tiêu chuẩn cây tum 10 tháng tuổi:
- Đường kính của gốc đo từ mặt đất lên 10cm phải đạt 16mm trở lên.
- Rễ cái mọc thẳng, độ dài rẽ phải từ 40 - 45cm.
Cây tum bứng ra khỏi mương rãnh chưa thể trồng ngay được mà phải qua giai đoạn
xử lý:
- Cắt hết rễ bàng, nhưng phải tránh làm tổn thương đến rễ cái.
- Nhúng cây tum vào hỗn hợp bùn sền sệt gồm 2/3 đất bùn, 1/3 phân bò tươi và 4%
phân lân.
Kiểu hố trồng tốt nhất là kiểu hố vuông, kích thước là: 60cm x 60cm x 60cm.
Mật độ trồng tốt nhất là cây cách cây 3m, hàng cách hàng 6m.
- Chăm sóc vườn cao su:
Trong một hai năm đầu mới trồng, có một số cây bị chết, do đó phải tiến hành
trồng dặm. Cây trồng dặm phải cùng lứa tuổi với nhau.
Trong ba bốn năm đầu, cây còn nhỏ, tán cây ít, do đó phải trồng cây phủ đất để hạn
chế cỏ dại và giữ độ ẩm cho đất vào những tháng khô hạn. Hiện nay thường trồng cỏ
đậu là thích hợp và tốt cho cây cao su nhất.
- Thu hoạch mủ:
Thường thì vườn cao su hội đủ tiêu chuẩn đưa vào cạo mủ khi xét thấy trên 50% số
cây đạt tiêu chuẩn vành ở mức 50cm, ở vị trí cách chân voi 1m.
Các loại mủ thu được gồm:
- Mủ latex: Là mủ cao su nước do những mạch mủ chứa trong lớp da lụa chảy ra,


17
trong đó chứa khoảng 40% chất cao su, phần còn lại là nước và các chất khác.

- Mủ chén: Là lượng mủ tiếp tục chảy vào chén sau khi đã trút mủ latex.
- Mủ dây: Là mủ đóng thành sợi, đóng trên miệng cạo từ ngày hôm trước.
- Mủ đất: Là mủ chảy rơi rớt ra ngoài và đông đặc ở dưới đất. [2]
1.2. Tổng quan các công nghệ chế biến mủ cao su
1.2.1. Công nghệ chế biến cao su tờ











Hình 1.1. Quy trình chế biến cao su tờ
(Nguồn: Bộ môn chế biến, Nghiên cứu xử lý nước thải nhà máy sơ chế cao su, Đề
tài nghiên cứu khoa học, Viện nghiên cứu cao su Việt Nam, 2001)
- Tiếp nhận mủ nước:
Để giữ cho mủ nước không đông tụ trước khi chế biến người ta cho thêm hóa chất
chống đông là amôni (NH
3
) vào. Amôni được dùng dưới dạng dung dịch khoảng 20%,
nồng độ amôni tùy thuộc vào loại mủ, mùa khai thác, thời gian cần bảo quản và quy
trình chế biến.
Mủ nước từ vườn cây được đưa về nhà máy, sau đó cho mủ qua rây lọc để lọc rác,
lá cây, vỏ cây. Sau khi lọc xong đưa mủ vào hồ, lấy mẫu xác định hàm lượng cao su
Mủ nước
Pha loãng

Gia công nhiệt
Gia công cơ học
Đánh đông
Ép bành, đóng gói


18
khô, xác định pH và tính lượng axit cần thiết để đánh đông.
- Pha loãng mủ:
Tiến hành pha loãng mủ bằng cách thêm nước vào. Mục đích của việc pha loãng
nhằm giảm khả năng tạo bọt của sản phẩm và tạo điều kiện loại bỏ tạp chất. Tùy theo
quy trình sản xuất mà người ta tiến hành pha loãng đến khi DRC còn khoảng 14 - 25%
và pH giảm xuống còn 4,5 - 5,2. Mủ nước sau khi khuấy trộn để khoảng 20 - 30 phút
cho các tạp chất lắng xuống đáy hồ chứa, sau đó xả mủ qua các mương đánh đông.
- Đánh đông mủ:
Hóa chất được dùng để đánh đông là CH
3
COOH với nồng độ 2% và HCOOH với
nồng độ 1%. Sau đó vớt bọt khí và hạ các tấm chắn xuống, để qua đêm cho mủ đông
hoàn toàn.
- Gia công cơ học:
Mủ nước sau khi đã đông tụ hoàn toàn được gia công cơ học để tạo tờ. Tờ mủ sau
khi cán có độ dày khoảng 2,5 - 3mm và được rửa sạch bằng tia nước mạnh hoặc rửa
trong hồ để tránh tạo mốc.
- Gia công nhiệt:
Tờ mủ sau khi cán được đem treo lên những thanh sào tre để ráo nước trong mát ít
nhất là 2 giờ cho đến khi khô ráo nước. Sau đó đem mủ vào lò xông, tờ mủ được sấy
trong khoảng 3 ngày với nhiệt độ tăng dần từ 40 - 65
o
C.

- Ép bành và đóng gói:
Mủ sau khi đã sấy xong được phân loại từ RSS1 - RSS4, sau đó đóng thành bành
33,33kg cho vào bao PE hàn kín lại, nhập kho và bảo quản ở nhiệt độ khoảng 36
o
C.
[11]






19
1.2.2. Công nghệ chế biến cao su khối
1.2.2.1. Quy trình chế biến cao su khối từ mủ nước











Hình 1.2. Quy trình chế biến cao su khối từ mủ nước
(Nguồn: Bộ môn chế biến, Nghiên cứu xử lý nước thải nhà máy sơ chế cao su, Đề
tài nghiên cứu khoa học, Viện nghiên cứu cao su Việt Nam, 2001)
- Tiếp nhận mủ nước và pha loãng:

Mủ nước từ vườn cây đưa về được cho vào bể chứa, trộn đều rồi pha loãng và để
lắng trong một thời gian.
- Đánh đông mủ:
Mủ cao su đã pha loãng sau đó được chuyển sang các mương đánh đông bằng axit
formic hoặc axit acetic để đông lại thành khối.
- Gia công cơ học:
Sau khi đông tụ, khối cao su được đưa vào công đoạn gia công cơ học bằng máy
cán kéo, máy cán crepe và máy cán băm hoặc cắt thành các hạt cốm có kích thước từ 3
- 5mm.

Gia công cơ học
Đánh đông
Gia công nhiệt
Pha loãng
Ép bành, đóng gói
Mủ nước


20
- Gia công nhiệt:
Các hạt cốm cao su được xếp vào hộc và đưa vào các máy sấy với nhiệt độ từ 100 -
115
o
C trong khoảng 2 giờ.
- Ép bành và đóng gói:
Cao su sau khi sấy, được ép bành và đóng gói bằng bao PE và đưa vào nhập kho,
bảo quản ở nhiệt độ thích hợp. [11]
1.2.2.2. Quy trình chế biến cao su khối từ mủ tạp

Hình 1.3. Quy trình chế biến cao su khối từ mủ tạp
(Nguồn: Bộ môn chế biến, Nghiên cứu xử lý nước thải nhà máy sơ chế cao su, Đề
tài nghiên cứu khoa học, Viện nghiên cứu cao su Việt Nam, 2001)
- Tiếp nhận mủ tạp và ngâm rửa:
Mủ tạp từ vườn cây đưa về được phân loại sau đó cho vào hồ ngâm rửa để loại bỏ
các tạp chất. Thời gian ngâm mủ tạp tối thiểu là 5 ngày.
- Gia công cơ học:
+ Băm thô:
Mủ tạp từ hồ ngâm rửa được đưa vào máy băm thô để băm thành miếng nhỏ và loại
bỏ bớt chất bẩn.

Gia công cơ học
Ngâm rửa
Mủ tạp
Gia công nhiệt
Ép bành, đóng gói


21
+ Cán tạo tờ:
Sau khi băm thô, mủ được đưa qua máy cán crepe để cán 4 lần để làm đồng đều tờ
mủ theo các chiều.
+ Băm tinh:

Sau khi cán tạo tờ, mủ được đưa vào máy băm tinh để tạo ra những hạt cốm có
kích thước khoảng 3 x 3mm.
- Gia công nhiệt:
Nhiệt độ sấy là 110
o
C trong thời gian khoảng 2,5 giờ. Dùng quạt làm nguội 10 - 15
phút để khi mủ ra lò có nhiệt độ nhỏ hơn 60
o
C.
- Ép bành và đóng gói:
Mủ được ép thành bành 33,33kg cho vào bao PE hàn kín lại, nhập kho và bảo quản.
[11]
1.2.3. Công nghệ chế biến mủ cao su ly tâm










Hình 1.4. Quy trình chế biến mủ cao su ly tâm
(Nguồn: Bộ môn chế biến, Nghiên cứu xử lý nước thải nhà máy sơ chế cao su, Đề
tài nghiên cứu khoa học, Viện nghiên cứu cao su Việt Nam, 2001)

Tiếp nhận mủ tại
nhà máy
Ly tâm

Xử lý mủ ngoài
vườn cây
Xử lý và bảo quản
mủ sau khi ly tâm


22
- Xử lý mủ ngoài vườn cây:
Mủ nước dùng để sản xuất mủ ly tâm phải được xử lý amôni ngay ngoài vườn cây.
Amôni được dùng ở dạng dung dịch và không nhỏ hơn 10%. Mủ được lọc qua lưới để
loại bỏ tạp chất trước khi cho vào bồn các xe chở mủ.
- Tiếp nhận mủ tại nhà máy:
Bồn chứa mủ tại nhà máy càng lớn thì càng đảm bảo tính đồng đều và chất lượng
của mủ ly tâm. Trên bồn chứa mủ được trang bị máy khuấy đảo với vận tốc khoảng 20
vòng/phút để làm đồng đều mủ và hàm lượng amôni.
Sau khi đã khuấy đảo mủ, tiến hành đo các chỉ tiêu hóa lý như: NH
3
, DRC. Sau đó
thêm cho đủ amôni đến 0,3% tính theo trọng lượng mủ.
- Quá trình ly tâm:
Quá trình ly tâm sẽ tách nước, amôni cùng một số chất khác ra khỏi hỗn hợp latex
để có hàm lượng cao su khô khoảng 60%. Ở phần trên của máy ly tâm có hai dòng
chảy: Một là mủ cô có hàm lượng cao su khô khoảng 60% và một dòng khác là serum
chứa 6 - 7% cao su khô còn gọi là mủ skim.
- Xử lý và bảo quản mủ sau khi ly tâm:
Mủ sau khi ly tâm còn gọi là mủ cream có hàm lượng amôni rất thấp nhỏ hơn 0,1%.
Với hàm lượng amôni trên không thể diệt khuẩn xâm nhập vào mủ ly tâm, do đó ta
thêm gas amôni vào đến khi hàm lượng amôni trong mủ ly tâm đạt khoảng 7 - 7,5%.
Mủ skim được đưa qua tháp khử NH
3

, sau đó được cho vào các mương đánh đông.
Tại đây, thêm H
2
SO
4
với liều lượng khoảng 250kg cho mỗi tấn cao su khô. Sau 2 - 3
ngày mủ đông tụ hoàn toàn và được dùng để chế biến cao su khối với chất lượng thấp.
[11]
1.3. Đặc tính nƣớc thải chế biến mủ cao su
1.3.1. Nguồn gốc chất gây ra ô nhiễm trong nƣớc thải chế biến mủ cao su
1.3.1.1. Chất làm tiêu hao oxi
Chất làm tiêu hao oxi trong nước thải chế biến mủ cao su hầu hết có nguồn gốc từ


23
mủ nước. Trong mủ nước có khoảng 4,3% là các chất hữu cơ không phải là cao su. Các
chất hữu cơ này chủ yếu là các protein, các hydro cacbon và các chất béo. Ngoài ra,
amôni và các axit hữu cơ hoặc vô cơ thêm vào trong quá trình bảo quản và chế biến mủ
cũng góp phần làm tăng khối lượng các chất làm tiêu hao oxi trong nước thải. [1]
1.3.1.2. Chất dinh dưỡng thực vật
Do mủ cao su có chứa protein và do việc sử dụng amôni (NH
3
) để bảo quản mủ
nước trước khi chế biến, chất dinh dưỡng thực vật chủ yếu có mặt trong nước thải chế
biến mủ cao su là nitơ. Hai dạng chủ yếu của nitơ trong nước thải là amôni và nitơ hữu
cơ. [1]

24
1.3.2. Thành phần nƣớc thải chế biến mủ cao su
Bảng 1.3. Thành phần hóa học của nước thải chế biến mủ cao su

Chỉ tiêu
(mg/l)
Chủng loại sản phẩm
Cao su khối từ
mủ nƣớc
Cao su khối từ
mủ tạp
Cao su tờ
Mủ ly tâm
N hữu cơ

20,2
8,1
40,4
139
N-NH
3

75,5
40,6
110
426
N-NO
3

-
-
-
-
N-NO
2

KPH
KPH
KPH
KPH
P-PO
4

26,6
12,3

38
48
Al
-
-
-
-
SO
4
2-

22,1
10,3
24,2
35
Ca
2,7
4,1
4,7
7,1
Cu
-
-
-
3,2
Fe
2,3
2,3
2,6
3,6

K
42,5
48
45
61
Mg
11,7
8,8
15,1
25,9
Mn
-
-
-
-
Zn
KPH
KPH
KPH
KPH
(Nguồn: Nguyễn Ngọc Bích, Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải ngành
chế biến cao su Việt Nam, 2003)
Ngoài chất ô nhiễm hữu cơ, nước thải chế biến mủ cao su còn chứa N, P và K cùng
với một số khoáng vi lượng, trong đó đáng kể nhất là N ở dạng amôni với hàm lượng
khoảng 40 – 400 mg/l. [1]

25
1.3.3. Khả năng gây ô nhiễm của nƣớc thải chế biến mủ cao su
Bảng 1.4. Đặc tính ô nhiễm của nước thải chế biến mủ cao su

Chỉ tiêu
(mg/l)
Chủng loại sản phẩm
Cao su khối từ
mủ nƣớc
Cao su khối từ
mủ tạp
Cao su tờ
Mủ ly tâm
COD
3540
2720
4350
6212
BOD
2020
1594
2514
4010
Tổng N
95
48
150
565
N-NH
3

75
40
110
426
TSS
114
67
80
122
pH
5,2
5,9
5,1
4,2
(Nguồn: Nguyễn Ngọc Bích, Nghiên cứu lựa chọn công nghệ xử lý nước thải ngành
chế biến cao su Việt Nam, 2003)
Nước thải chế biến mủ cao su có pH trong khoảng 4,2 – 5,9 do việc sử dụng axit để
làm đông tụ mủ cao su. Đối với mủ skim đôi khi nước thải có pH thấp hơn nhiều (pH =
1), đối với cao su khối được chế biến từ nguyên liệu đông tụ tự nhiên thì nước thải có
pH cao hơn (pH = 6) và tính axit của nó chủ yếu là do các axit béo bay hơi, kết quả của
sự phân hủy sinh học các lipid và phospholipid xảy ra trong khi tồn trữ nguyên liệu.
Hơn 90% chất rắn trong nước thải chế biến mủ cao su là chất rắn bay hơi. Phần lớn
chất rắn này ở dạng hòa tan, còn ở dạng lơ lửng chủ yếu chỉ có những hạt cao su còn
sót lại.
Hàm lượng nitơ hữu cơ thường không cao lắm và có nguồn gốc từ các protein
trong mủ cao su, trong khi hàm lượng nitơ dạng amôni là rất cao do việc sử dụng
amôni để chống đông tụ trong quá trình thu hoạch, vận chuyển và tồn trữ mủ cao su,
khi có sự phân hủy yếm khí thì gây ra mùi hôi thối, làm tăng độ đục nguồn tiếp nhận.
Tóm lại, nước thải chế biến mủ cao su có tính chất gây ô nhiễm nặng. Những chất

ô nhiễm mà nó chứa thuộc 2 lọai: Chất ô nhiễm hữu cơ và chất dinh dưỡng. [1]