Nghiên cứu và đề xuất giải pháp cải thiện quy trình xử lý nước thải cho một số nhà máy chế biến mủ cao su trên địa bàn tỉnh Tây Ninh

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

TRƯƠNG VĂN TƯƠI
NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CẢI
THIỆN QUY TRÌNH XỬ LÝ N
Ư
ỚC THẢI CHO
MỘT SỐ NHÀ MÁY CHẾ BIẾN MỦ CAO SU
TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH TÂY NINH
LUẬN VĂN THẠC SĨ
Chuyên ngành:Kỹ thuật môi trường
Mã số ngành: 60 52 03 20
TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 08 năm 2013
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM

TRƯƠNG VĂN TƯƠI
NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CẢI
THIỆN QUY TRÌNH XỬ LÝ N
Ư
ỚC THẢI CHO
MỘT SỐ NHÀ MÁY CHẾ BIẾN MỦ CAO SU
TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH TÂY NINH
LUẬN VĂN THẠC S
Ĩ
Chuyên ngành:Kỹ thuật môi trường
Mã số ngành: 60 52 03 20
HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. THÁI VĂN NAM
TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 08 năm 2013
CÔNG TRÌNH

ĐƯ
ỢC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM
Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS. Thái Văn Nam
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)
Luận văn Thạc s
ĩ đ
ư
ợc bảo vệ tại Trường Đại học Công nghệ TP. HCM,
ngày 18 tháng 01 năm 2014
Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm:
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn Thạc s
ĩ)
1. GS.TSKH. Nguyễn Công Hào - Chủ tịch
2. GS.TS. Hoàng Hưng - Phản biện 1
3. TS. Huỳnh Phú - Phản biện 2
4. TS. Nguyễn Xuân Trường - Uỷ viên
5. TS. Nguyễn Thị Hai - Thư k
ý
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận văn sau khi Luận văn đ
ã
được sửa chữa (nếu có).
Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC S
Ĩ
Họ và tên học viên: Trương Văn Tươi Giới tính: Nam
Ngày, tháng, năm sinh: 02/02/1984 Nơi sinh: Tây Ninh
Chuyên ngành: Kỹthuật Môi trường MSHV: 1241810035
I- Tên đề tài:
Nghiên cứu đề xuất giải pháp cải thiện quy trình xử lý n

ư
ớc thải cho một số nhà
máy chế biến mủ cao su trên địa bàn tỉnh Tây Ninh
II- Nhiệm vụ và nội dung:
- Tổng hợp các số liệu, biên hội và kế thừa các nghiên cứu, tài liệu liên quan;
- Điều tra tình hình xử lý n
ư
ớc thải của một số nhà máy chế biến mủ cao su trên địa
bàn tỉnh Tây Ninh; phân loại các hệ thống xử lý n
ư
ớc thải đang được sử dụng;
- Đánh giá t
ình hình x
ử lý n
ư
ớc thải của các nhà máy chế biến mủ cao su về ba khía
cạnh: công nghệ, kinh tế, môi trường;
- Đề xuất các biện pháp cải thiện quy trình xử lý n
ư
ớc thải cho các nhà máy để chất
lượng nước thải đạt loại A theo QCVN 01:20008/BTNMT; tính toán giá thành
xây dựng các công trình theo quy trình
đ
ề xuất và chạy mô hình thử nghiệm.
III-Ngày giao nhiệm vụ: 07/08/2013.
IV-Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 15/12/2013.
V-Cán bộ hướng dẫn: TS. Thái Văn Nam
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH
(Họ tên và chữ ký) (Họ tên và chữ ký)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC

CÔNG NGHỆ TP. HCM
PHÒNG QLKH - ĐTSĐH
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGH
ĨA VI
ỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
TP. HCM, ngày……tháng……năm 20…
i
L
ỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công tr
ình nghiên c
ứu của riêng tôi.Các số liệu, kết
quả nên 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 đ
ã đư
ợc cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong Luận văn đ
ã đư
ợc chỉ rõ
nguồn gốc.
Học viên thực hiện Luận văn
(Ký và ghi rõ họ tên)
Trương Văn Tươi
ii
L
ỜI CẢM ƠN
Trân trọng cảm ơn Ban Giám Hiệu Nhà trường, Phòng Quản lý khoa học và
Đào tạo Sau đại học, quý Thầy cô giảng dạy cao học ngành Công nghệ Môi trường
tại trường Đại học Công nghệ TP.HCM. Qua quá trình học tập tại Trường, bản thân

đ
ã ti
ếp thu được những kiến thức quý báu về chuyên ngành mà các thầy cô là Giáo
sư, Phó giáo sư, Tiến s
ĩ đ
ã t
ận tình giảng dạy, truyền đạt. Từ đó, bản thân đ
ã tích
cực tìm tòi, nghiên cứu về l
ĩnh v
ực môi trường và nâng cao năng lực, trình
đ
ộ
chuyên môn, khả năng tư duy độc lập trong nghiên cứu khoa học.
Trân trọng cảm ơn Tiến s
ĩ Thái Văn Nam
– Thầy đ
ã t
ận tình h
ư
ớng dẫn, chỉ
bảo trong suốt quá trình thực hiện đề tài giúp tác giả hoàn thành tốt luận văn.
Trân trọng cảm ơn Cục cảnh sát môi trường C49, Viện kỹ thuật nhiệt đới và
Bảo vệ môi trường TP.HCM, Ban Giám đốc Sở Tài Nguyên Môi Trường tỉnh Tây
Ninh, Chi cục Bảo vệ môi trường Tây Ninh, Ban Giám đốc cùng tập thể nhân viên
tại các nhà máy chế biến mủ cao su trên địa bàn tỉnh Tây Ninh đ
ã t
ạo điều kiện cho
việc điều tra thực tế, cung cấp số liệu của đơn vị.
Trân trọng cảm ơn Ban Giám đốc, tập thể nhân viên công ty Nệm Vạn

Thành, Công ty môi trường Ngọc Lân, công ty Cơ khí Quang Trung đ
ã t
ạo điều
kiện cho tác giả nghiên cứu thêm các công nghệ mới về xử lý n
ư
ớc thải cao su.
Cảm ơn sự dìu dắt, giúp đỡ của quý đồng nghiệp, gia đ
ình và b
ạn bè đ
ã giúp
tác giả có điều kiện về vật chất, tinh thần để phấn đấu, học hỏi và tiến bộ.
Mặc dù đ
ã r
ất cố gắng nhưng do kiến thức và thời gian thực hiện đề tài có
hạn nên luận văn khó tránh khỏi những sai sót. Tác giả xin cảm ơn và rất mong
nhận được những ý kiến góp ý của các nhà khoa học, quý thầy cô, quý c
ơ quan,
đồng nghiệp và độc giả để luận văn được hoàn thiện hơn.
Họ và tên tác giả
Trương Văn Tươi
iii
TÓM T
ẮT LUẬN VĂN
Tây Ninh là vùng trọng điểm về sản xuất cao su trong cả nước với năng suất
cao nhất Việt Nam, đạt 2,1 tấn/ha. Ngành cao su Tây Ninh chiếm 8,9% về diện tích
gieo trồng, chiếm 13,2% diện tích cao su cho mủ, chiếm 15,6% sản lượng mủ thu
hoạch hằng năm so với cả nước. Tuy nhiên, cao su là ngành đang gây ô nhiễm trầm
trọng, chủ yếu là ô nhiễm nước thải, hiện chỉ có 70% các nhà máy cao su tại Tây
Ninh có hệ thống xử lý n
ư

ớc thải và 30% các nhà máy xử lý đạt yêu cầu nhưng
không ổn định. Các nhà máy đều nghiên cứu riêng từng đơn vị và có 60% các nhà
máy cao su đập hệ thống xử lý n
ư
ớc thải ít nhất 4 lần mà vẫn chưa xử lý đạt. Việc
nghiên cứu tổng thể, toàn diện tình hình xử lý n
ư
ớc thải ngành cao su cả tỉnh Tây
Ninh để từ đó đánh giá ưu nhược điểm của từng công nghệ, đề xuất quy trình xử lý
nước thải là một vấn đề cấp bách. Do đó, đề tài “nghiên cứu và đề xuất gải pháp cải
thiện quy trình xử lý n
ư
ớc thải tại Tây Ninh được thực hiện”.
Tác giả tiến hành điều tra tại 21 nhà máy trong tổng số 26 nhà máy cao su tại
Tây Ninh. Trong quá trình
đi
ều tra, tác giả phát phiếu điều tra và phỏng vấn cho cán
bộ, nhân viên nhà máy, phỏng vấn nhân dân trong khu vực. Tác giả tham quan tìm
hiểu công nghệ và thu thập các báo cáo giám sát môi trường tại các nhà máy. Tiếp
theo, tác giả lấy mẫu nước thải từ các nhà máy về xét nghiệm để đánh giá kết quả
xử lý n
ư
ớc thải đầu ra.
Qua việc lấy mẫu nước thải đầu vào, ra của các nhà máy đi xét nghiệm, kết
quả cho thấy tình hình chung về chất lượng nước thải sau xử lý tại các nhà máy là
chưa xử lý tốt BOD, COD, Nitơ, phốt pho, Amoni. Tác giả phân chia quy trình xử
lý nước thải tại các nhà máy làm ba nhóm: nhóm hiếu khí kết hợp hoá lý (có 04 nhà
máy sử dụng, chiếm 22,7%), nhóm hiếu khí kết hợp kỵ khí (có 11 nhà máy sử dụng,
chiếm 50%) và nhóm AAO kết hợp hoá lý (có 06 nhà máy sử dụng, chiếm 27,3%).
Trong các loại công nghệ được đánh giá th

ì tác gi
ả đánh giá công nghệ loại
AAO kết hợp hoá lý là tốt nhất nên được tác giả cải thiện thành quy trình AAO +
DAF và đưa vào đề xuất quy trình công nghệ thứ nhất. Dựa vào nghiên cứu của
Viện nghiên cứu cao su Việt Nam và Viện nghiên cứu cao su thế giới đánh giá công
nghệ SBR là tiên tiến và khuyến khích sử dụng, tác giả đề xuất công nghệ SBR là
iv
công nghệ thứ hai. Dựa vào công nghệ tốt nhất Việt Nam hiện nay là A
2
OD, tác giả
đề xuất công nghệ thứ ba.
Tác giả đánh giá r
õ ba công ngh
ệ được đề xuất theo ba khía cạnh: công nghệ,
kinh tế, môi trường để các nhà máy chọn lựa phù hợp. Tác giả tính toán chi phí xây
dựng theo từng công nghệ được đề xuất ở mức công suất 1000 m
3
/ngày.đêm, tính
toán chi phí xử lý 1m
3
nước thải cho từng công nghệ được đề xuất.
Trên cơ sở đánh giá ba công nghệ được đề xuất như trên, tác giả phân tích
khả năng chọn lựa từng công nghệ và chọn được một phương án tốt nhất là công
nghệ A
2
OD, đảm bảo nước thải đầu ra đạt loại A (theo QCVN 01:2008/BTNMT)
một cách dễ dàng.Hai công nghệ còn lại được đề xuất là SBR và AAO + DAF c
ũng
cho kết quả tốt.
Tác giả tính toán kỹ từng thông số trong quy trình của phương án A

2
OD ở
mức công suất 1000 m
3
/ngày.đêm sau đó xây dựng và chạy mô hình thử nghiệm.
Mô hình chạy ở công suất 10 lít nước thải/ngày.đêm. Kết quả xét nghiệm nước thải
đầu ra của mô hình
đ
ạt loại A theo QCVN 01:2008/BTNMT.Trên cơ sở các kết quả
chạy mô hình, tác giả so sánh hiệu suất xử lý của các bộ phận trong mô hình cho
các thông số BOD, COD, TSS, N tổng, P tổng, N-NH
3
, kết quả cho thấy mô hình
cho kết quả tốt so với các nghiên cứu trước đây.
Cuối cùng, tác giả đề xuất đối các nhà máy tại Tây Ninh nên ưu tiên lựa chọn
phương án công nghệ A
2
OD, và kiến nghị cơ quan chức năng nên đưa chỉ tiêu
phospho vào quy chuẩn nước thải ngành cao su. Tác giả đề xuất các nghiên cứu sau
đi sâu vào mô h
ình nghiên c
ứu cho xử lý phospho để các nhà máy so sánh, lựa chọn
và nên nghiên cứu tổng thể nhiều nhà máy để đề xuất công nghệ xử lý nước thải
không chỉ ngành cao su mà còn nhiều ngành khác tại Tây Ninh và Việt Nam.
v
ABSTRACT
Tay Ninh is the main region for rubber production of the country that has
the highest yield of rubber in Vietnam, reaching 2.1 tons per hecta. Tay Ninh
Rubber industry accounted for 8.9 per cents of the cultivated areas, accounting for
13.2 per cents of latex rubber, latex rubber accounted for 15.6 per cents of the

annual harvest of the whole country. However, the rubber industry is causing
serious pollution, mainly sewage pollution. Currently, only 70 per cents of the
rubber factory in Tay Ninh having wastewater treatment system and 30 per cents of
the factories having satisfied treatment but the systems are not stable. All the
factories study individually and 60 per cents of the rubber factories resolved
wastewater treatment system at least 4 times but still had not achieved the
satisfactory. In the overall research, comprehensive wastewater treatment situation
of rubber industry in Tay Ninh province to evaluate the advantages and
disadvantages of each technology, from there to propose the wastewater treatment
processes is an urgent issue in Tay Ninh. Therefore, the topic "researching and
proposing the improvement of wastewater treatment processes at Tay Ninh were
done”
The author conducted 21 investigations in 26 rubber factories in Tay Ninh.
During the investigation, the authors delivered survey forms and interviewed the
staff and factory workers, and also interviewed people in the area. After that, the
author visited and learnt technologies to collect environmental monitoring reports at
the factory. Then, the author collected samples from the factory to test the results
output wastewater treatment and made the evaluation.
By collecting wastewater sampling input , output of the factories to be
tested , the results showed that the overall situation of the quality of treated
wastewater at the factories were not well handled BOD , COD , nitrogen ,
phosphorus , Amoni. The processes in wastewater treatment of the factories were
classified into three groups: aerobic combination physical chemical ( there are 04
factories using , accounting for 22.7 % ) , the combined anaerobic and anaerobic
(with 11 factories using , account for 50 % ) and the combined group of AAO and
physical chemical ( 06 factories using , accounting for 27.3 % ) .
vi
In the evaluation of these types of technologies, the author evaluated AAO
technology that combined physical chemical are the best, therefore the author
improve to the AAO + DAF process and put into the first proposal of technology

process. Based on studies of Vietnam Rubber Research Institute and World Rubber
Research Institute evaluated SBR technology is advanced and encouraged to use,
therefore, the author proposed the SBR technology is the second technology.
Moreover, based on the best technology in Vietnam now is A
2
OD, the author
proposed this technology to be the third technology.The author analyzed clearly the
three suggested technologies based on three targets:: technology, economy, and
environment for each factory to have the best selection. The author also calculated
the construction costs for each technology proposing at a capacity of 1000m
3
/day,
calculating the cost at 1m
3
wastewater handling for each proposed technology.On
the basis of an assessment of three proposed technology as above, the author
analyzed the ability of each technology selection and chose the best plan is A
2
OD
technology, to ensure the output waste water reach Class A successfully.
The author calculated each parameter in the process of the A
2
OD plan at a
capacity of 1,000m
3
/day and then build up and run the test model. The model that
run at a capacity of 10 liters of waste water/day and night gave the result of model’s
output waste water test is Class A. On the result of running the model, the author
compared the performance of each part in the processor of the model system for
parameters of BOD, COD, TSS, Total N, Total P, N-NH

3
, the results show that the
model system gave better results than previous studies.
In the final, the author proposed the factories in Tay Ninh province should
use in priority the A
2
OD technology selection. In addition, the author recommended
authorized agencies should put the target of phosphorus into waste water standards
in Rubber Department. The author proposed the following research going into
research model deeply for processing phosphorus to each factories to compare and
select. In addition, there should be more investigation in general of factories to
suggest the technology of waste water treatment not only rubber industry but also
many other industries in Tay Ninh and Vietnam.
vii
M
ỤC LỤC
L
ỜI CAM ĐOAN
i
L
ỜI CẢM ƠN
ii
TÓM TẮT LUẬN VĂN iii
ABSTRACT v
M
ỤC LỤC
vii
DANH M
ỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
xi

DANH M
ỤC CÁC BẢNG
xiii
M
Ở ĐẦU
1
1. TÍNH C
ẤP THIẾT CỦA ĐỀ T
ÀI
1
2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 3
3. N
ỘI DUNG NGHI
ÊN CỨU
4
4. Đ
ỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
5
5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C
ỨU
5
5.1. Phương pháp lu
ận
5
5.2. Phương pháp c
ụ thể
7
6. GI
ỚI HẠN ĐỀ TÀI
11

7. Ý NGH
ĨA ĐỀ TÀI
11
7.1. Ý ngh
ĩa khoa học
11
7.2. Ý nghĩa thực tiễn 11
7.3. Tính m
ới của đề tài
12
CHƯƠNG 1 -T
ỔNG QUAN VỀ CAO SU THIÊN NHIÊN VÀTÌNH HÌNH SẢN
XUẤT CAO SU TẠI TÂY NINH 13
1.1. CAO SU THIÊN NHIÊN 13
1.2. CÔNG NGH
Ệ CHẾ BIẾN CAO SU
15
1.3. TÌNH HÌNH S
ẢN XUẤT CAO SU TẠI TÂY NINH
19
1.3.3. Các nhà máy đư
ợc điều tra
20
CHƯƠNG 2 - CÁC PHƯƠNG PHÁP X
Ử LÝ NƯỚC THẢI CAO SU
26
2.1. NGU
ỒN GỐC, TH
ÀNH PHẦN HOÁ HỌC VÀ ĐẶC TÍNH NƯỚC THẢI
26

2.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI CAO SU 28
2.2.1. Phương pháp cơ h
ọc
28
viii
2.2.2. Phương pháp hóa h
ọc và hóa lý
29
2.2.3. Phương pháp sinh h
ọc
30
2.2.3.1. Phương pháp x
ử lý sinh học kỵ khí
30
2.2.3.2. Phương pháp x
ử lý sinh học hiếu khí
30
2.2.3.3. Phương pháp hồ sinh học 31
CHƯƠNG 3 - ĐÁNH GIÁ QUY TR
ÌNH CÔNG NGH
Ệ XỬ LÝ NƯỚC
TH
ẢI TẠI
CÁC NHÀ MÁY CAO SU ĐƯ
ỢC ĐIỀU TRA
35
3.1. PHÂN LO
ẠI QUY TR
ÌNH CÔNG NGHỆ
35

3.1.1. Gi
ải thích quy trình công nghệ
35
3.1.2. Phân nhóm nhà máy theo lo
ại công nghệ
37
3.2. ĐÁNH GIÁ LƯU LƯ
ỢNG NƯỚC THẢI VÀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC THẢI
37
3.2.1. Đánh giá lưu lư
ợng nước thải
37
3.2.2. Đánh giá ch
ất lượng nước thải
38
3.3. ĐÁNH GIÁ DI
ỆN TÍCH MẶT BẰNG CỦA HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC
TH
ẢI
40
3.4. ĐÁNH GIÁ CÁC NHÓM QUY TR
ÌNH CÔNG NGHỆ
41
3.4.1. Lo
ại I
- H
ệ thống hiếu khí kết hợp hoá lý
42
3.4.2. Lo
ại II

– H
ệ thống kỵ khí kết hợp hiếu khí
42
3.4.3. Lo
ại III
– Công ngh
ệ ti
ên tiến AAO kết hợp hoá lý
44
3.5. ĐÁNH GIÁ KH
Ả NĂNG LỰA CHỌN QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
45
3.5.1. Cơ s
ở đánh giá lựa chọn quy tr
ình công nghệ
45
3.5.1.1. Kh
ảo sát ý kiến chuyên gia và dùng phương pháp cho điểm trọng số.
45
3.5.1.2. D
ựa v
ào khuyến cáo của Viện nghiên cứu cao su Việt Nam
48
3.5.1.3. K
ết luận chung về lựa chọn công nghệ sau khi đánh giá hiện trạng công
ngh
ệ xử lý n
ước thải ngành cao su tại Tây Ninh
48
CHƯƠNG 4 - Đ

Ề XUẤT CÁC QUY TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI PHÙ HỢP
CHO NGÀNH CAO SU T
ỈNH TÂY NINH
50
4.1. CƠ S
Ở ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH
50
4.2. Đ
Ề XUẤT CÁC QUY TR
ÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI CAO SU
51
4.2.1. Sơ đ
ồ từng dây chuyền công nghệ
52
4.2.2. Thuy
ết minh các bộ phận trong các hệ thống quy tr
ình đề xuất
55
4.3. ĐÁNH GIÁ ƯU, NHƯ
ỢC ĐIỂM CỦA CÁC PHƯƠNG ÁN ĐỀ XU
ẤT 57
ix
4.4. TÍNH TOÁN KINH T
Ế SƠ BỘ CHO CÁC QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
ĐƯ
ỢC ĐỀ XUẤT VỚI MỨC CÔNG SUẤT 1000m
3
/NGÀY.ĐÊM CHO T
ỪNG
PHƯƠNG ÁN 59

4.5. ĐÁNH GIÁ KH
Ả NĂNG LỰA CHỌN CÁC PH
ƯƠNG ÁN
61
4.5.1. Đánh giá tổng thể 61
4.5.1.1. Đánh giá v
ề mặt kỹ thuật
61
4.5.1.2. Đánh giá v
ề mặt kinh tế
61
4.5.1.3. Đánh giá v
ề môi tr
ường
62
4.5.2. Đánh giá qua phương pháp cho đi
ểm trọng số
62
4.6. TÍNH TOÁN CÁC THÔNG S
Ố CẦN THIẾT CHO PH
ƯƠNG ÁN TỐT
NH
ẤT
64
4.6.1. Tính toán thông s
ố các bộ phận trong hệ thống
64
4.6.2. Tính toán b
ố trí hệ thống
69

4.6.2.1. Phương án AAO + DAF 69
4.6.2.2. Phương án SBR 69
4.6.2.3. Phương án A
2
OD 69
CHƯƠNG 5 -NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM XỬ LÝ NƯỚC NƯỚC
TH
ẢI NGÀNH CAO SU
71
5.1. CHU
ẨN BỊ CÁC THIẾT BỊ, VẬT LIỆU
71
5.2. CÁC THÍ NGHI
ỆM TRONG MÔ HÌNH
73
5.2.1. Thí nghi
ệm 1: Xác định các thông số b
ùn đầu vào
73
5.2.2. Thí nghi
ệm 2: Chạy giai đoạn thích nghi
74
5.2.3. Thí nghi
ệm 3: Chạy mô h
ình thử nghiệm
75
5.2.3.1. Ch
ạy mô hình xét hiệu suất xử lý của mô hình đối với COD:
75
5.2.3.2. Ch

ạy mô h
ình xét hiệu suất xử lý của mô hình đối với BOD
76
5.2.3.3. Ch
ạy mô hình xét hiệu suất xử lý của mô hình đối với TSS
77
5.2.3.4. Ch
ạy mô h
ình xét hi
ệu suất xử lý của mô h
ình
đối với Tổng Nitơ
78
5.2.3.5. Ch
ạy mô hình xét hiệu suất xử lý của mô hình đối với N
– NH
3
78
5.2.3.6. Ch
ạy mô h
ình xét hiệu suất xử lý của mô hình đối với Phốt pho
79
5.2.3.7. Trung bình các thông s
ố tại các bộ phận trong mô hình
80
5.2.3.8. Trung bình hi
ệu suất các bộ phận của mô h
ình
81
5.2.3.9. Nh

ận xét chung về kết quả chạy mô hình thực nghiệm
82
x
K
ẾT LUẬN
– KI
ẾN NGHỊ
83
TÀI LI
ỆU THAM KHẢO
86
PH
Ụ LỤC
90
xi
DANH M
ỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
STT
CHỮVIẾTTẮT
TIẾNG ANH
NGH
ĨA TI
ẾNG VIỆT
1
AAO
Anaerobic-Anoxic-Oxic
Công nghệ kỵ khí – thiếu khí –
hiếu khí
2
A

2
OD
Anaerobic-Anoxic-
Oxidation Ditch
Công nghệ kỵ khí – thiếu khí –
Mương oxy hoá
3
AGROINFO
Agricultural Information
Center
Trung tâm thông tin phát triển
Nông nghiệp nông thôn Việt Nam
4
ANRPC
The Association Of
Natural Rubber
Producing Countries
Hiệp hội các nước xuất khẩu cao
su
5
BOD
Biochemical Oxygen
Demand
Nhu cầu oxy sinh hoá
6
Cao su
Natural Rubber
Cao su thiên nhiên
7
COD

Chemical Oxygen
Demand
Nhu cầu oxy hoá học
8
DAF
Dissolved Air Flotation
Công nghệ tuyển nổi khí hoà tan
9
DO
Dissolve Oxygen
Oxy hoà tan
10
HRT
Hydraulic Retention
Time
Thời gian lưu nước
11
IRSG
International Rubber
Study Group
Tập đoàn nghiên cứu cao su quốc
tế
12
MLSS
Mixed Liquid
Suspended Solid
Cặn lơ lững của hỗn hợp bùn hoạt
tính
13
QCVN

Regulations Vietnam
Quy chuẩn Việt Nam
14
OLR
Organic Loading Rate
Tải lượng hữu cơ
15
SBR
Sequencing batch
reactor
Bể phản ứng theo mẻ
16
TKN
Total Kjedahl nitrogen
Tổng nitơ Kjeldahl
17
TCVN
Vietnam Standards
Tiêu chuẩn Việt Nam
xii
18
TP
Total Phosphorus
Tổng phosphor
19
TSS
Total susplendid solid
Tổng chất rắn lơ lững
20
VITEP

Ho Chi Minh city
Tropical technical
institutes and
environmentalprotection
Viện kỹ thuật nhiệt đới và Bảo vệ
môi trường Thành phố Hồ Chí
Minh
21
SD
Standard Deviation
Độ lệch chuẩn
xiii
DANH M
ỤC CÁC BẢNG
Bảng 0.1: Hàm lượng các chất ô nhiễm giữa nước thải chế biến cao su và nước thải
đô thị 2
B
ảng 1.1: Th
ành phần hóa học của mủ cao su
14
B
ảng
1.2: Th
ống kê diện tích, sản lượng, năng suất cao su tại Việt Nam
15
B
ảng 1.3: Danh sách các nhà máy chế biến cao su tại tỉnh Tây
Ninh 19
B
ảng 1.4: Lượng nước thải cao su của tỉnh Tây Ninh

20
B
ảng 1.5: Danh sách các nhà máy được điều tra
21
B
ảng 2.1: Thành phần hóa học
c
ủa nước thải ngành chế biến cao su
27
Bảng 2.2: Một số chất gây mùi hôi thường gặp trong nước thải cao su 27
Bảng 2.3: Kết quả phân tích các thành phần hóa học của nước thải chế biến cao su
theo các chủng lọai sản phẩm khác nhau. 28
B
ảng 2.4: L
ưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải chế biến mủ cao
su theo t
ừng dây chuyền sản xuất
33
B
ảng 2.5: Hiệu suất xử lý của các công nghệ xử lý n
ước thải cao su được ứng dụng
t
ại Việt Nam
33
B
ảng 3.1: Công nghệ xử lý n
ước thải cao su tại Tây Ninh
35
B
ảng 3.2:

Trung bình l
ưu lượng nước thải qua hệ thống xử lý của các nhóm
38
B
ảng 3.3: Số nh
à máy được lấy mẫu nước thải đi xét nghiệm
38
B
ảng 3.4: Kết quả kiểm nghiệm mẫu nước thải các nhà máy được điều tra
39
B
ảng 3.5: Diện tích mặt bằng chung tại các nh
à máy tính theo từng nhóm
40
B
ảng 3.6: Tổng hợp ý kiến khảo sát chuyên gia
45
B
ảng 3.7: Cho điểm các loại công nghệ theo ph
ương pháp cho điểm trọng số
47
B
ảng 4.1: Đánh giá ưu, nhược điểm công nghệ AAO + DAF
58
B
ảng 4.2: Đánh giá
ưu, nhược điểm công nghệ SBR
58
B
ảng 4.3: Đánh giá ưu, như

ợc điểm công nghệ A
2
OD 59
B
ảng 4.4: Chi phí thực hiện quy trình công nghệ AAO + DAF
60
B
ảng 4.5: Chi phí thực hiện quy trình công nghệ SBR
60
B
ảng 4.6: Chi phí thực hiện quy trình công nghệ A
2
OD 61
B
ảng 4.7: Đánh giá cho điểm các phương án theo
phương pháp tr
ọng số
62
xiv
Bảng 4.8: Giá trị giới hạn các thông số và nồng độ các chất ô nhiễm đặc thù trong
nước thải của nhà máy chế biến cao su thiên nhiên. 65
B
ảng 4.9: Tóm tắt thông số thiết kế hố thu
65
Bảng 4.10: Tóm tắt thông số thiết kế bể gạn mủ 65
Bảng 4.11: Tóm tắt thông số thiết kế bể trung hòa 66
Bảng 4.12: Kết quả tóm tắt thông số thiết kế bể điều hoà 66
Bảng 4.13: Kết quả tính toán thông số thiết kế bể UASB. 66
B
ảng 4.14: Kết quả tính toán bể

tuy
ển
nổi 67
Bảng 4.15: Kết quả tính toán thiết kế mương oxy hóa 67
Bảng 4.16:Kết quả tính toán bể Aerotank 67
Bảng 4.17: Kết quả tính toán bể lắng 2 68
B
ảng 4.18: Kết quả tính toán bể tiếp xúc
68
B
ảng 4.19:Thông số thiết kế bể lọc nhanh
68
B
ảng 5.1: Kết quả khử COD theo thời gian ở giai đoạn thích nghi
74
B
ảng 5.2: Bảng số liệu kết quả khử COD
76
B
ảng 5.3: Bảng số liệu kết quả khử BOD qua mô hình thí nghiệm
76
B
ảng 5.4: Bảng số liệu kết quả khử SS qua mô hình thí nghiệm
77
B
ảng 5.5: Bảng số liệu kết quả khử N t
ổng qua mô h
ình thí nghiệm
78
B

ảng 5.6: Bảng số liệu kết quả khử N
-NH
3
qua mô hình thí nghi
ệm
78
B
ảng 5.7: Bảng số liệu kết quả khử Phospho qua mô hình thí nghiệm
79
B
ảng 5.8:Trung b
ình các thông số tại các bể sau 10 ngày thí nghiệm
80
B
ảng 5.9:Trung bình hiệu suất xử lý của các bể trong mô hình thí nghiệm
81
xv
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 0.1: S
ơ đ
ồ nghiên cứu của luận văn
7
Hình 1.1: Sản lượng cao su thiên nhiên tại 9 nước sản xuất c ao su lớn nhất thế giới
t
ừ năm 2007 đến năm 2012 v
à dự báo sản lượng năm 2013
14
Hình 1.2: S
ơ đồ công nghệ chế biến cao su thiên
nhiên 16

Hình 1.3. Quy trình s
ản xuất mủ cao su
17
Hình 1.4: Quy trình chung v
ề chế biến mủ cao su tại các nhà máy được điều tra
22
Hình 1.5: Mương đánh đông 23
Hình 1.6: Máy cán, máy ép 24
Hình 1.7: Lò s
ấy
24
Hình 2.1: Ngu
ồn
g
ốc phát sinh nước thải tại các nhà máy cao su tỉnh Tây Ninh
26
Hình 4.1: Quy trình công ngh
ệ xử lý nước thải cao su AAO + DAF
52
Hình 4.2: Quy trình công ngh
ệ xử lý nước thải cao su SBR
53
Hình 4.3: Quy trình công ngh
ệ xử lý nước thải cao su A
2
OD 54
Hình 5.1: Dây chuyền công nghệ trong mô hình thí nghiệm 71
Hình 5.2: Mô hình thí nghiệm hệ thống xử lý nước thải cao su 72
Hình 5.3: S
ơ đ

ồ mô tả đường đi của nướ
c th
ải trong mô h
ình thử nghiệm
73
Hình 5.4:
Đồ thị biểu diễn hiệu quả khử COD trong giai đoạn thích nghi
75
1
M
Ở ĐẦU
1. TÍNH C
ẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Ngành công nghiệp cao su đóng vai tr
ò quan tr
ọng trong nền kinh tế Việt
Nam với tốc độ tăng trưởng khá cao trong những năm vừa qua (từ năm 1996 đến
năm 2010, mỗi năm sản lượng trung bình t
ăng 13,3%/năm) (Báo Cáo Thư
ờng niên
ngành cao su Việt Nam năm 2010 và triển vọng năm 2011,AGROINFO 2010). Với
kết quả này, Việt Nam hiện đang đứng thứ 4 thế giới về sản lượng cao su (sau Thái
Lan, Indonesia, Malaysia và Ấn Độ).Mặc dù ngày càng có nhiều vật liệu mới được
sử dụng trên thế giới nhưng vật liệu cao su vẫn là sản phẩm chưa thể thay thế ở bất
kỳ quốc gia nào. Hiện nay, cao su là sản phẩm cần thiết và không thể thay thế đối
với ngành nệm, phụ tùng xe các loại, phụ tùng máy bay, trang thiết bị y tế,…
Tuy nhiên, công nghiệp cao su là một trong những ngành có mức độ ô nhiễm
trầm trọng và dễ gây tác động đến con người và môi trường xung quan do tính độc
của nước thải. Độc tính của nước thải từ các nhà máy chế biến mủ cao su chủ yếu là
do tính đặc thù của vật liệu và công nghệ chế biến, nên nước thải của ngành công

nghiệp Chế biến cao su thường có pH thấp, Nitơ Amôni, Nitơ hữu cơ và hàm lượng
chất ô nhiễm hữu cơ cao.
Chất ô nhiễm hữu cơ trong nước thải chủ yếu ở dạng dễ phân hủy sinh học.
Do đó khi thải ra môi trường dưới tác dụng của vi sinh vật có sẵn trong tự nhiên,
chúng sẽ bị phân hủy sinh học gây ra mùi hôi thối, làm cạn kiệt ôxy của nguồn nước
tiếp nhận, làm cho thủy sinh sống trong nguồn nước bị thiếu oxy mà chết. Đồng
thời, chúng c
ũng gây hi
ện tượng phú dưỡng hóa của nguồn nước tiếp nhận do chúng
có chứa một lượng Nitơ lớn, gây mất cân bằng sinh thái.
2
Bảng 0.1: Hàm lượng các chất ô nhiễm giữa nước thải chế biến cao su và nước thải
đô thị
Chỉ tiêu
Nước thải đô thị điển hình
Nước thải chế
biến cao su
Ô nhiễm nhẹ
Ô nhiễm vừa
Ô nhiễm nặng
COD
250
500
1000
7084
BOD
110
220
400
3315

TSS
100
220
350
658
Tổng N
20
40
85
253
N – NH
3
12
25
50
78
(Nguồn: Viện Nghiên cứu cao su Việt Nam, 2012)
Ngoài ra, nước thải cao su còn chứa một lượng các hạt cao su chưa kịp đông
tụ trong quá trình đánh đông nên khi xả trực tiếp nguồn thải ra kênh rạch sẽ hình
thành những mảng cao su bẩn nổi trên mặt nước, làm nước có độ màu cao, hàm
lượng DO trong nước rất thấp (Phan Thanh Bình, 2010). Điều này không những ảnh
hưởng trực tiếp đến môi trường sống của sinh vật nước, đến đời sống thủy sinh, mà
còn ảnh hưởng gián tiếp đến sức khỏe của người dân trong khu vực.Ngoài ra, nước
thải ngành công nghiệp cao su có pH thấp, trung bình khoảng 3,5 – 5,5, các chỉ số
BOD, COD cao (BOD khoảng 3000 mg/l, COD khoảng 7000mg/l). Ngoài ra, nước
thải còn có cả các kim loại nặng, xút, chất rắn lơ lửng,…(Nguyễn Ngọc Bích,
2010). Tất cả các chất này đều độc hại đối với sức khỏe con người, sinh vật và môi
trường.
Ngành công nghiệp cao su có lượng nước thải rất đáng kể.Bên cạnh đó, chất
lượng nước thải của ngành đang là vấn đề hết sức cấp bách vì mức độ ô nhiễm cao.

Việc xử lý n
ư
ớc thải ngành cao su đang là mối quan tâm của tất cả các doanh
nghiệp sản xuất, chế biến vật liệu cao su trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói
riêng. Hiện nay nước ta có khoảng 500 doanh nghiệp chế biến mủ cao su trên tổng
số hơn 1000 doanh nghiệp sản xuất các vật liệu từ cao su trong cả nước nhưng hiện
chỉ có khoảng 10% số doanh nghiệp xử lý n
ư
ớc thải đạt tiêu chuẩn môi trường, số
doanh nghiệp còn lại chưa có hệ thống xử lý hoặc hệ thống xử lý n
ư
ớc thải không
đạt chuẩn cho phép (Báo cáo môi trường Việt Nam năm 2010 – Bộ Tài nguyên &
Môi trường; số liệu thống kê của Tổng cục Thống kê, 2011). Vì vậy, phải xử lý
nguồn nước thải từ các nhà máy cao su hiện nay là vấn đề rất được quan tâm.Đặc
3
biệt, cần tập trung tìm hiểu nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nước thải từ đó cải
thiện quy trình xử lý n
ư
ớc thải cho ngành cao su là yêu cầu cấp thiết và thiết thực
cho việc phát triển ngành và giảm thiểu ô nhiễm.
Tỉnh Tây Ninh thuộc khu vực miền đông Nam bộ, là một trong những khu
vực trọng điểm về trồng và chế biến cao su trong cả nước. Tỉnh có tốc độ sản xuất
công nghiệp tăng nhanh trong các năm qua (từ năm 2005 đến 2011, giá trị sản xuất
công nghiệp tăng b
ình quân 11,2%/năm (T
ổng Cục Thống Kê, 2012)). Đi kèm với
tốc độ phát triển đó là những tiêu cực về môi trường do nước thải gây ra, trong đó
đáng lưu tâm là nước thải của ngành công nghiệp chế biến mủ cao su. Việc đưa ra
những giải pháp hợp lý nhằm giảm thiểu ô nhiểm do nước thải của ngành cao su là

vấn đề đáng quan tâm của tỉnh Tây Ninh hiện nay.
Chính vì những lý do nh
ư v
ậy mà đề tài luận văn “Nghiên cứu và đề xuất
giải pháp cải thiện quy trình xử lý n
ư
ớc thải cho một số nhà máy chế biển mủ
cao su trên địa bàn tỉnh Tây Ninh” được thực hiện nhằm đánh giá hiện trạng xử lý
nước thải tại một số nhà máy, qua đó đề xuất quy trình xử lý n
ư
ớc thải phù hợp giúp
các nhà máy, giúp nhà máy tăng tính cạnh tranh và đảm bảo cho sự phát triển bền
vững về kinh tế lẫn môi trường.
2. M
ỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Mục tiêu chung:
Đánh giá hiện trạng, mức độ ô nhiễm nước thải của một số nhà máy chế biến mủ
cao su trên địa bàn tỉnh Tây Ninh.Từ đó đề xuất các giải pháp cải thiện quy trình xử
lý n
ư
ớc thải cho các nhà máy trên.
Mục tiêu cụ thể:
Như phần tính cấp thiết của đề tài là đề xuất giải pháp cải thiện quy trình xử lý n
ư
ớc
thải cho các nhà máy chế biến mủ cao su như đ
ã nêu trên, m
ục tiêu của đề tài là:.
Để đạt được các mục tiêu trên cần giải quyết các vấn đề sau:
- Khảo sát và đánh giá quá tr

ình s
ản xuất, thành phần nước thải và các giải pháp
quản lý và xử lý n
ư
ớc thải của các nhà máy chế biến mủ cao su trên địa bàn
tỉnh Tây Ninh;
- Đề xuất các giải pháp để cải thiện quy trình xử lý n
ư
ớc thải tại các nhà máy chế
biến mủ cao su ở Tây Ninh. Kiểm chứng qui trinh công nghệ đề xuất bằng mô
hình xử lý.
4
3. N
ỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Để đạt được các mục tiêu đề ra, các nội dung nghiên cứu mà đề tài cần thực hiện
bao gồm:
Nội dung 1: Khảo sát và đánh giá quá tr
ình s
ản xuất, thành phần nước thải và
các giải pháp quản lý và xử lý nước thải của các nhà máy chế biến mủ cao su
trên địa bàn tỉnh Tây Ninh.
 Khảo sát và điều tra (bằng phiếu điều tra, xem phụ lục) về quá trình sản xuất,
nguyên vật liệu, hiện trạng quản lý và xử lý n
ư
ớc thải tại các nhà máy chế
biến mủ cao su trên địa bàn.
 Đánh giátheo báo cáo giám sát môi trường tại các nhà máy.
 Lấy mẫu nước thải vàđánh giá nước thải đầu vào, đầu ra tại các nhà máy.
Nội dung 2: Đánh giá hiện trạng công nghệ xử lý n
ư

ớc thải cao su.
 Đánh giá ưu, nhược điểm của từng công nghệ tại các nhà máy (thiết bị, công
nghệ; chi phí đầu tư, vận hành; môi trường).
 Phân loại quy trình xử lý nước thải của các nhà máy theo từng nhóm.
 Đánh giá tổng thể tình hình xử lý nước thải cao su tại các nhà máy ở Tây
Ninh.
Nội dung 3: Đề xuất giải pháp cải thiện quy trình.
 Tiến hành khảo sát quy trình xử lý nước thải của nhà máy tốt nhất Việt Nam
vàđánh giáưu, nhược điểm của từng giai đoạn xử lý.
 Đề xuất ba quy trình xử lý phù hợp đối với các nhà máy tại Tây Ninh.Tính
toán các thông số về kỹ thuật, chi phí đầu tư, vận hành, ưu nhược điểm về
môi trường, kỹ thuật, kinh tế cho ba quy trình
đư
ợc đề xuất.
 Chọn một quy trình tốt nhất trong ba quy trình trên và tiến hành phân tích,
tính toán các thông số kỹ thuật của các hệ thống trong quy trình.
Nội dung 4: Chạy mô hình thử nghiệm với quy trình
đ
ề xuất
 Tiến hành xây dựng và chạy mô hình thử nghiệm cho quy trình tốt nhất được
đề xuất ở nội dung 3.
 Phân tích các giai đoạn xử lý trong quy trình (nồng độ BOD, COD giảm bao
nhiêu qua từng giai đoạn?, các loại hoá chất nào cần dùng cho xử lý,…).
 Đánh giá kết quả xử lý qua mô hình thử nghiệm.
5
4. Đ
ỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
 Quy trình sản xuất và các nguồn gây ô nhiễm nước thải ngành cao su;
 Quy trình xử lý n
ư

ớc thải tại các nhà máy.
5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Phương pháp lu
ận
Để chuẩn bị tốt cho quá trình hội nhập, phát triển và ổn định sản xuất, các
doanh nghiệp chế biến cao su đều xây dựng cho mình chiến lược phát triển lâu dài,
trong đó vấn đề môi trường và xử lý n
ư
ớc thải là điều kiện quan trọng nhằm đảm
bảo mức chi phí vừa phải, đảm bảo uy tín cho doanh nghiệp. Xã hội càng phát triển,
nhận thức của con người về môi trường càng cao, đồng thời các quy chuẩn, quy
định, luật về môi trường càng cao và chặt chẽ . Do đó, đ
òi h
ỏi các doanh nghiệp
không ngừng cải thiện quy trình xử lý n
ư
ớc thải để đạt chất lượng xử lý tốt hơn.
Tuy nhiên, việc lựa chọn lựa quy trình chế biến mủ cao su nào là tốt và cách cải
thiện quy trình nh
ư th
ế nào để đạt yêu cầu là vấn đề mà các doanh nghiệp đang
quan tâm.Lựa chọn quy trình chế biến mủ cao su tại Tây Ninh để nghiên cứu nhằm
cải thiện tốt hơn bởi các lý do sau:
- Thị trường tiêu thụ cao su trên thế giới và ở Việt Nam ngày càng tăng cùng với
các quy định khắt khe về môi trường, các doanh nghiệp phải đạt các yêu cầu về chất
lượng sản phẩm và thường xuyên nghiên cứu cải thiện quy trình xử lý n
ư
ớc thải để
phù hợp các tiêu chuẩn môi trường.
- Trong quy trình xử lý môi tr

ư
ờng ngành cao su Tây Ninh hiện nay, nguồn gây ô
nhiễm chủ yếu là nước thải. Do đó, việc chọn lựa quy trình phù hợp cho từng nhà
máy thông qua tham khảo, nghiên cứu từ nhiều nhà máy sẽ giúp cho các doanh
nghiệp rút ngắn thời gian tìm hiểu và dễ dàng hơn trong việc chọn quy trình tốt
nhất.
Đề xuất giải pháp cải thiện quy trình xử lý n
ư
ớc thải cho ngành cao su Tây
Ninh dựa trên việc điều tra, khảo sát tình hình sản xuất tại nhà máy và nghiên cứu
các quy trình hiện nay trên thế giới và ở Việt Nam sẽ giúp đề xuất quy trình phù
hợp cho từng nhóm nhà máy chế biến mủ cao su.
Tiến hành xác định khả năng phù hợp của từng nhà máy với từng nhóm quy
trình xử lý n
ư
ớc thải thông qua việc điều tra tình hình sản xuất của nhà máy bằng
phiếu điều tra, phân tích quy trình sản xuất, phỏng vấn các cá nhân liên quan, thu
6
thập các tài liệu tại nhà máy và tài liệu từ bên ngoài từ đó nghiên cứu xây dựng quy
trình xử lý n
ư
ớc thải phù hợp nhất. Sau đó, tiến hành xây dựng mô hình và chạy mô
hình thử nghiệm về quy trình
đư
ợc đề xuất trong phòng thí nghiệm để đánh giá tính
khả thi của quy trình thông qua
đánh giá ch
ất lượng nước thải đầu vào, đầu ra và
thời gian xử lý nước thải.
Sơ đồ tổng quát qui trình nghiên cứu của đề tài được trình bày ở hình 0.1: