Nghiên cứu khả năng sinh trưởng, phát triển và xử lý nước thải chế biến cao sư của cỏ vetiver

LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong khóa luận là trung thực và chƣa từng
đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Tác giả

Phan Thị Hà Nhi

i


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành đề tài này tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy
Võ Văn Minh, Thầy Đoạn Chí Cƣờng đã chỉ bảo, hƣớng dẫn tôi hết sức tận
tình trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Đồng thời tôi cũng xin chân thành
cảm ơn các thầy cô khoa Sinh Môi trƣờng, trƣờng Đại học Sƣ phạm, Đại học
Đà Nẵng đã tạo điều kiện thuận lợi hỗ trợ tôi hoàn thành đề tài này.
Cuối cùng tôi cũng xin đƣợc gửi lời cảm ơn đến các nhân viên Công ty
TNHH chế biến cao su Quảng Nam, gia đình anh chị Trần Đình Thăng, Võ
Hồng Nhung và bạn bè đã giúp tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài.
Đà Nẵng, ngày 27 tháng 05 năm 2013
Sinh viên

Phan Thị Hà Nhi

ii


MỤC LỤC
Trang
Trang phụ bìa ............................................................................................................... i

Lời cam đoan ...............................................................................................................ii
Lời cảm ơn ................................................................................................................ iii
Mục lục ....................................................................................................................... iv
Danh mục chữ viết tắt ................................................................................................ vi
Danh mục bảng .........................................................................................................vii
Danh mục hình ..........................................................................................................vii
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... i
1. Tính cấp thiết của đề tài .......................................................................................9
2. Mục tiêu đề tài .....................................................................................................10
3. Nội dung đề tài .....................................................................................................10
CHƢƠNG 1..............................................................................................................11
TỔNG QUAN TÀI LIỆU .......................................................................................11
1.1. Tổng quan về nƣớc thải ngành chế biến cao su ..............................................11
1.1.1. Công nghệ chế biến mủ cao su và sự phát sinh nƣớc thải........................11
a. Công nghệ chế biến mủ cao su ly tâm.........................................................11
b. Công nghệ chế biễn mủ cao su cốm ............................................................12

c. Công nghệ chế biến cao su tờ......................................................................13
1.1.2. Đặc điểm nƣớc thải chế biến cao su .........................................................14
a. Thành phần nƣớc thải chế biến cao su ........................................................14
b. Đặc điểm của nƣớc thải chế biến cao su .....................................................15
1.1.3. Các công nghệ xử lý nƣớc thải chế biến cao su ở nƣớc ta .......................16
1.2. Tổng quan về Công ty TNHH chế biến cao su Đà Nẵng ...............................20
1.2.1. Quy trình công nghệ chế biến mủ cao su .................................................20
a. Sơ đồ quy trình công nghệ ..........................................................................20
iii


b. Thuyết minh quy trình ................................................................................20
1.2.2. Quy trình công nghệ xử lý nƣớc thải........................................................22

a. Sơ đồ quy trình ............................................................................................22
b. Thuyết minh quy trình ................................................................................22
1.3. Tổng quan về cỏ vetiver (Vitiveria zizanioides L.) ........................................23
1.3.1. Giới thiệu chung về cỏ vetiver (Vitiveria zizanioides L.) ........................23
1.3.2. Đặc điểm của cỏ vetiver ...........................................................................23
1.3.3. Những nghiên cứu và ứng dụng cỏ vetiver trong xử lý ô nhiễm nƣớc ....24
a. Trên thế giới ................................................................................................24
b. Ở Việt Nam .................................................................................................26
CHƢƠNG 2..............................................................................................................28
ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..........................................28
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu .....................................................................................28
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu ...............................................................................28
2.2.1. Phƣơng pháp nghiên cứu thực nghiệm .....................................................28
a. Chuẩn bị thí nghiệm ....................................................................................28
b. Bố trí thí nghiệm .........................................................................................29
c. Xác định khả năng sinh trƣởng, phát triển của cỏ vetiver ..........................29
d. Xác định khả năng xử lý nƣớc thải của cỏ vetiver......................................29
2.2.2. Phân tích trong phòng thí nghiệm ...........................................................30
2.2.3. Xử lý số liệu .............................................................................................30
CHƢƠNG 3..............................................................................................................31
KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN...................................................................................31
3.1. Khả năng sinh trƣởng của cỏ vetiver ..............................................................31
3.1.1. Số nhánh cỏ ..............................................................................................31
3.1.2. Khối lƣợng tƣơi của cỏ (g) .......................................................................32

iv


3.1.3. Thể tích rể cỏ (ml) ....................................................................................34
3.2. Khả năng xử lý của cỏ vetiver ........................................................................35

3.2.1. Độ pH .......................................................................................................35
3.2.2. Hàm lƣợng DO .........................................................................................36
3.2.3. Hàm lƣợng BOD5 .....................................................................................38
3.2.4. Hàm lƣợng N tổng ....................................................................................40
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................43
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................45
PHỤ LỤC

v


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
XLNT

: Xử lý nƣớc thải

TNHH

: Trách nhiệm hữu hạn

BOD

: Nhu cầu oxy sinh học

DO

: Oxy hòa tan

TSS

: Chất rắn lơ lửng

DRC

: Cao su khô

vi


DANH MỤC CÁC BẢNG
Số hiệu

Tên bảng

bảng
1.1
1.2.
1.3.

1.4.

1.5.

3.1

Thành phần nƣớc thải của ngành chế biến cao su tự
nhiên (mg/l)
Đặc điểm của nƣớc thải ngành chế biến cao su (mg/l)
Những công nghệ XLNT đang đƣợc áp dụng trong
ngành chế biến cao su

Hiệu suất xử lý của các công nghệ xử lý nƣớc thải chế
biến cao su đang đƣợc áp dụng
Hiệu quả xử lý của giai đoạn quang hợp sử dụng tảo và
bèo tây
Các chỉ tiêu sinh trƣởng của cỏ vetiver ở các công thức
thí nghiệm

Trang

15
16
17

18

19

31

3.2.

Độ pH của các công thức thí nghiệm

35

3.3.

Hàm lƣợng DO qua các giai đoạn nghiên cứu

37

3.4.

Hàm lƣợng BOD5 qua các giai đoạn nghiên cứu

38

3.5.

Hàm lƣợng N tổng ở các công thức thí nghiệm

39

vii


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Số hiệu hình
vẽ
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.

Tên hình
Sơ đồ công nghệ chế biến cao su ly tâm và sự phát sinh
nƣớc thải
Sơ đồ quy trình chế biến mủ cốm và sự phát sinh nƣớc
thải
Sơ đồ quy trình sản xuất mủ tờ và sự phát sinh nƣớc

thải
Sơ đồ quy trình công nghệ chế biến cao su cốm từ mủ
tạp
Sơ đồ quy trình xử lý nƣớc thải của Công ty TNHH chế

Trang
13
14
14
20

1.5.

biến cao su Đà Nẵng

22

3.1.

Số nhánh của cỏ vetiver ở các lô thí nghiệm

32

Khối lƣợng tƣơi của cỏ vetiver ở các công thức thí
3.2.
3.3.

33

nghiệm

Thể tích rể của cỏ vetiver ở các công thức thí nghiệm

34

Độ pH của các lô thí nghiệm qua các giai đoạn nghiên
3.4.

36

cứu

3.5.

Hàm lƣợng DO của các công thức thí nghiệm

37

3.6.

Hàm lƣợng BOD5 của các công thức thí nghiệm

39

3.7.

Hàm lƣợng N tổng của các công thí nghiệm

41

viii

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Ở nƣớc ta, công nghệ chế biến mủ cao su mới chỉ dừng lại ở mức độ chế biến
thô, lƣợng nƣớc thải tạo ra lớn với nồng độ các chất ô nhiễm hữu cơ cao. Thêm vào
đó, các biện pháp xử lý nƣớc thải đang đƣợc sử dụng không mang lại hiệu quả. Ở
phần lớn các cơ sở chế biến, nƣớc thải sau khi đƣợc xử lý vẫn không đạt quy chuẩn
cho phép, gây ô nhiễm nghiêm trọng, ảnh hƣởng tiêu cực đến cuộc sống của ngƣời
dân.
Để khắc phục tình trạng ô nhiễm môi trƣờng do nƣớc thải chế biến cao su
gây nên, nhiều nghiên cứu đã đƣợc thực hiện nhằm tìm ra công nghệ xử lý nƣớc
thải mang lại hiệu quả cao, ít tốn kém. Trong đó, sử dụng thực vật xử lý ô nhiễm
nƣớc thải chế biến cao su đƣợc xem là công nghệ đơn giản, hiệu quả xử lí cao, chi
phí thấp đặc biệt thân thiện với môi trƣờng . Cỏ vetiver (Vetiveria zizanioides L.) là
loài có khả năng tích lũy kim loại nặng, giải quyết tốt các vấn đề môi trƣờng nhƣ
chống soạt lở, chống xói mòn, thích nghi tốt với những điều kiện khí hậu khác nhau.
Đặc biệt, có nhiều nghiên cứu cho thấy rằng cỏ vetiver có khả năng xử lí tốt các
nguồn nƣớc thải ô nhiễm hữu cơ.
Công ty TNHH chế biến cao su Đà Nẵng thuộc cụm công nghiệp Mỹ An,
huyện Đại Lộc, tỉnh Quảng Nam. Công ty chuyên sản xuất cao su cốm từ mủ cao su
đông, từ khi đi vào hoạt động Công ty đã tạo công ăn việc làm cho rất nhiều ngƣời
dân ở địa phƣơng. Tuy nhiên, trong quá trình chế biến cao su lại phát sinh lƣợng
nƣớc rất lớn là nguyên nhân gây ô nhiễm môi trƣờng, đặc biệt là ô nhiễm nguồn
nƣớc và ô nhiễm không khí xung quanh, đến nay Công ty đã đầu tƣ xây dựng hệ
thống xử lý nƣớc thải để khác phục tình trạng ô nhiễm nhƣng vẫn chƣa hoàn thiện.
Xuất phát từ vấn đề thực tiễn trên, tôi tiến hành chọn đề tài: “Nghiên cứu
khả năng sinh trưởng, phát triển và xử lý nước thải chế biến cao su của cỏ
Vetiver (Vetiveria zizanioides L.)”
9

2. Mục tiêu đề tài
Đánh giá khả năng sinh trƣởng và phát triển của cỏ vetiver trong môi trƣờng
nƣớc thải nhà máy chế biến cao su.
Đánh giá khả năng xử lý ô nhiễm của cỏ vetiver đối với nƣớc thải nhà máy
chế biến cao su.
3. Nội dung đề tài
Nghiên cứu khả năng sinh trƣởng của cỏ vetiver trong mô hình thí nghiệm.
và khả năng xử lý ô nhiễm trong nƣớc thải chế biến cao su của cỏ vetiver trong mô
hình thí nghiệm ở các nồng độ nƣớc thải khác nhau.

10


CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Tổng quan về nƣớc thải ngành chế biến cao su
1.1.1. Công nghệ chế biến mủ cao su và sự phát sinh nƣớc thải
Mủ cao su tự nhiên đƣợc thu gom ở hai dạng chính: cao su mủ nƣớc và cao
su tạp (cao su đông). Mủ cao su đƣợc thu gom và bảo quản tại cơ sở chế biến. Tại
đây, tùy thuộc vào dạng cao su thành phẩm mà mỗi loại nguyên liệu mủ đƣợc chế
biến theo các công nghệ khác nhau. Sản phẩm chủ yếu của ngành công nghiệp chế
biến cao su đƣợc chia làm hai loại: cao su khối là các sản phẩm dƣới dạng rắn nhƣ
cao su cốm, cao su tờ, cao su crepe,..; cao su lỏng là các sản phẩm dƣới dạng mủ
cao su cô đặc để có hàm lƣợng cao su khoảng 60%, cao su lỏng thƣờng đƣợc chế
biến theo phƣơng pháp ly tâm nên thƣờng đƣợc gọi là cao su ly tâm.
Trong chế biến cao su, nƣớc thải phát sinh chủ yếu từ các công đoạn nhƣ
khuấy trộn, đánh đông mủ, gia công cơ học và rửa máy móc thiết bị.Trong đó, nƣớc
có nồng độ chất ô nhiễm cao nhất là nƣớc sau khi đông tụ cao su đƣợc thải ra từ các

mƣơng đánh đông (thƣờng đƣợc gọi là serum). Chế biến mỗi tấn cao su khối thải ra
môi trƣờng một lƣợng nƣớc thải khoảng 25 – 30m3 và chế biến cao su ly tâm thải
khoảng 18m3 nƣớc thải.
a. Công nghệ chế biến mủ cao su ly tâm
Mủ nƣớc có hàm lƣợng cao su khô (DRC) chiếm khoảng 30%, nƣớc chiếm
65%, phần còn lại là các chất phi cao su. Các phƣơng pháp đƣợc sử dụng để cô đặc
mủ nƣớc nhƣ: phƣơng pháp ly tâm, phƣơng pháp bay hơi và phƣơng pháp tạo keo.
Trong phƣơng pháp ly tâm, dựa vào sự khác nhau giữa tải trọng của cao su nƣớc,
các hạt cao su dƣới dạng serum đƣợc tách ra nhờ lực ly tâm để sản xuất cao su ly
tâm với tiêu chuẩn 60% DRC. Mủ ly tâm sau đó đƣợc xử lý với các chất bảo quản
phù hợp và đƣa vào bồn lƣu trữ để ổn định tối thiểu từ 20 – 25 ngày trƣớc khi xuất.

11


Một sản phẩm phụ từ công nghệ chế biến này là mủ skim chứa khoảng 6%
DRC. Mủ skim sau khi thu đƣợc từ quá trình ly tâm đƣợc đánh đông bằng axit và sơ
chế thành cao su tờ hay cao su cốm dƣới nhiều dạng khác nhau. Sơ đồ công nghệ
chế biến cao su ly tâm và sự phát sinh nƣớc thải đƣợc trình bày nhƣ hình 1:

NH3

Mủ cao su nƣớc

Nƣớc thải

Nƣớc rửa
Máy ly tâm
Mủ skim

Mủ ly tâm
H2SO4

Serum skim

Nƣớc thải
Đánh đông

Cao su skim
Nƣớc thải
Cán crep

Nƣớc thải chung

Hình 1.1. Sơ đồ công nghệ chế biến cao su ly tâm và sự phát sinh nước thải
b. Công nghệ chế biễn mủ cao su cốm
Mủ nƣớc sau khi thu đƣợc đánh đông bằng axit và mủ tạp đƣợc đƣa vào dây
chuyền máy sơ chế thành các hạt cao su có kích thƣớc trung bình 3mm, sau đó đƣợc
đƣa vào lò sấy và đƣợc đóng thành bánh có trọng lƣợng khoảng 33,33kg. Sơ đồ
công nghệ chế biến cao su cốm và sự phát sinh nƣớc thải đƣợc trình bày nhƣ hình 2

12


NH3

MỦ CAO SU NƢỚC

BỒN NHẬN MỦ

Nƣớc pha
loãng
Axit fomic
Acid acetic
MỦ
TẠP

Nƣớc rửa

MƢƠNG ĐÁNH
ĐÔNG

Nƣớc
rửathải

Nƣớc thải

BỒN NGÂM RỬA

MÁY BĂM BÚA

Nƣớc rửa

CÁN CREPE SỐ 1

Nƣớc thải

Nƣớc rửa

CÁN CREPE SỐ 2

Nƣớc thải

Nƣớc rửa

CÁN CREPE SỐ 3

Nƣớc thải

Nƣớc rửa

MÁY CÁN CĂT

Nƣớc thải

LÒ SẤY
ÉP BÁNH/ĐÓNG
GÓI

Nƣớc thải chung

Hình 1.2. Sơ đồ quy trình chế biến mủ cốm và sự phát sinh nước thả
c. Công nghệ chế biến cao su tờ
Mủ nƣớc khi thu gom đƣợc lọc để loại bỏ tạp chất, sau đó đƣợc đổ vào bồn
khuấy để đánh đông và đƣợc pha loãng để DRC còn khoảng 10%, pH còn 4,5 bằng

13


cách sử dụng axit fomic hay axit acetic, để mủ đông đặc qua đêm. Sau khi hoàn

toàn đông đặc, tấm mủ đông nổi lên trên bề mặt serum và đƣợc đƣa qua giàn cán
mủ tờ, và sau đó đƣợc sấy khô. Sơ đồ công nghệ chế biến cao su tờ và sự phát sinh
nƣớc thải đƣợc trình bày nhƣ hình 3.

MỦ CAO SU
NƢỚC

Nƣớc pha
loãng

axit

Nƣớc rửa

NHẬN MỦ

Nƣớc thải

ĐÁNH ĐÔNG

Nƣớc thải

CÁN

Nƣớc rửa

SẤY

Khí thải

ĐÓNG GÓI
Nƣớc thải chung

Hình 1.3. Sơ đồ quy trình sản xuất mủ tờ và sự phát sinh nước thải
1.1.2. Đặc điểm nƣớc thải chế biến cao su
a. Thành phần nước thải chế biến cao su
Cao su tự nhiên đƣợc chế biến khác nhau tùy thuộc vào nguyên liệu mủ ban
đầu và cao su thành phẩm. Tuy nhiên, nƣớc thải phát sinh từ các quá trình chế biến
cao su không có sự khác biệt về thành phần hóa học mà chỉ khác nhau về hàm
lƣợng các chất ô nhiễm và lƣu lƣợng nƣớc thải phát sinh.

14


Nƣớc thải chứa chủ yếu các chất ô nhiễm hữu cơ, N, P, K cùng với một số
nguyên tố khoáng vi lƣợng. Đáng kể nhất là hàm lƣợng N ở dạng amoni với hàm
lƣợng trong khoảng 40 – 400 mg/l. Thành phần hóa học của nƣớc thải đƣợc trình
bày ở bảng 1 nhƣ sau:
Bảng 1.1. Thành phần nước thải của ngành chế biến cao su tự nhiên (mg/l)

Chỉ tiêu

Chủng loại sản phẩm cao su
Khối từ mủ
Cao su tờ
đông
8,1
40,4

N hữu cơ

Khối từ mủ
nƣớc
20,2

Cao su ly
tâm
139

NH4 – N

75,5

40,6

110

426

NO3 – N

Vết

Vết

Vết

Vết

NO2 – N

KPHĐ

KPHĐ

KPHĐ

KPHĐ

PO4 – P

26,6

12,3

38

48

Al

Vết

Vết

Vết

Vết

SO42-

22,1

10,3

24,2

35

Ca

2,7

4,1

4,7

7,1

Cu

Vết

Vết

Vết

Vết

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

Vết

Vết

Vết

Vết

Zn

KPHĐ

KPHĐ

KPHĐ

KPHĐ

(Nguồn: Bộ môn chế biến, Viện nghiên cứu cao su Việt Nam)
b. Đặc điểm của nước thải chế biến cao su
Do đặc thù của nguyên liệu và công nghệ chế biến, nƣớc thải cao su thƣờng
có pH trong khoảng 4,2 – 5,2 do việc sử dụng axit để làm đông tụ mủ cao su. Đối
với cao su khối đƣợc chế biến từ mủ đông (mủ tạp) thì pH trong nƣớc thải cao hơn
và tính axit của nó chủ yếu do các axit béo bay hơi từ quá trình phân hủy sinh học
các lipid và phospholipid xảy ra trong khi tồn trữ nguyên liệu.
15


Hàm lƣợng N hữu cơ thƣờng không cao và có nguồn gốc chủ yếu từ protein

trong mủ cao su, trong khi hàm lƣợng N ở dạng amoni lại rất cao do việc sử dụng
amoni để chống đông tụ trong quá trình thu hoạch, vận chuyển và tồn trữ mủ cao su.
Chất thải rắn có trong nƣớc thải cao su chủ yếu ở dạng hòa tan, ở dạng lơ
lửng thì chủ yếu là những hạt cao su còn sót lại. Đối với cao su khối chế biến từ mủ
đông thì trong nƣớc thải tồn tại rất nhều tạp chất khác nhƣ: đất cát, lá cây,… phát
sinh do quá trình ngâm rửa nguyên liệu mủ đông.
Nhƣ vậy, nƣớc thải chế biến cao su thuộc loại có tính chất ô nhiễm nặng.
Những chất ô nhiễm có trong nƣớc thải chủ yếu thuộc hai loại là ô nhiễm hữu cơ và
ô nhiễm chất dinh dƣỡng.
Bảng 1.2. Đặc điểm của nước thải ngành chế biến cao su (mg/l)
Chủng loại sản phẩm cao su
Chỉ tiêu
COD

Khối từ mủ
tƣơi
3540

Khối từ mủ
đông
2720

Cao su
tờ
4350

Cao su ly
tâm
6212

BOD

2020

1594

2514

4010

N tổng

95

48

150

565

NH4 – N

75

40

110

426

TSS

114

67

80

122

pH

5,2

5,9

5,1

4,2

(Nguồn: Bộ môn chế biến, Viện nghiên cứu cao su Việt Nam)
1.1.3. Các công nghệ xử lý nƣớc thải chế biến cao su ở nƣớc ta
Hiện nay, hầu hết các nhà máy chế biến cao su ở nƣớc ta đều sử dụng
phƣơng pháp sinh học hoặc kết hợp các biện pháp hóa lý và sinh học để xử lý nƣớc
thải. Những công nghệ XLNT đang đƣợc áp dụng trong ngành chế biến cao su đƣợc
trình bày trong bảng 3:

16

Bảng 1.3. Những công nghệ XLNT đang được áp dụng trong ngành chế biến cao su

Tên công nghệ

Số nhà máy
áp dụng

Bể sục khí (Aerated Lagoon)

11

Hồ ổn định (Stabilisation Pond)

10

Bể tuyển nổi (Dissolved Air Flotation)

7

Bể kỵ khí UASB (Upflow Anaerobic 4
Sludge Blanket)
Bể thổi khí (Aeration Tank)

2

Bể luân phiên (Sequencing Batch Reactor)

2

Bể lọc sinh học (Trickling Filter)

4

Mƣơng oxy hóa (Oxidation Ditch)

4

(Nguồn: Viện Nghiên cứu cao su Việt Nam, 2006)
Các hệ thống xử lý này đều có một bể gạn mủ và một bể điều hòa lƣu lƣợng
nƣớc thải đầu vào. Bể sục khí thƣờng đƣợc lắp đặt từ 2 đến 6 máy sục khí bề mặt.
Các máy này có thể mắc song song hoặc mắc nối tiếp và vận hành luân phiên nhau.
Bể sục khí đƣợc bố trí ngay sau các hồ kỵ khí.
Hồ ổn định gồm có: hồ kỵ khí, hồ tùy nghi và hồ hiếu khí. Chúng đƣợc bố trí
nối tiếp nhau trong một hệ thống xử lý nƣớc thải hoàn chỉnh.
Bể tuy ển nổi: đƣợc đƣa vào hệ thống xử lý nƣớc thải nhằm mục đích loại bỏ
những hạt cao su chƣa đông tụ trong nƣớc thải thô. Bể tuyển nổi thƣờng đƣợc đi sau
một bể gạn mủ sơ bộ, bể tuyển nổi thƣờng đi kèm theo thiết bị sục khí, thiết bị gạn
và pha trộn hóa chất. Hóa chất đƣợc sử dụng trong bể tuyển nổi của các nhà máy
chế biến cao su nhƣ: Ca(OH)2, phèn nhôm Al2(SO4)3.14H2O và các polymer trợ keo
tụ.
Bể UASB đƣợc đặt sau một bể gạn mủ hay một bể tuyển nổi và sau bể
UASB là bể xử lý hiếu khí. Bể này đƣợc chia làm nhiều ngăn, dòng nƣớc đi vào bể

17


từ bên dƣới và đi ra khỏi bể ở bên trên bề mặt để duy trì lớp bùn hạt ở trạng thái lơ
lửng trong bể.
Bể thổi khí thƣờng đi sau bể UASB trong hệ thống xử lý.Theo sau bể thổi
khí thƣờng là bể lắng.

Bể luân phiên là một dạng của công nghệ xử lý bùn hoạt tính hiếu khí.Các
công đoạn xử lý (nạp, sục khí, lắng, xả) đều đƣợc thực hiện luân phiên trong một
bể.
Bể lọc sinh học đƣợc lắp đặt sau một bể thổi khí và bể lắng, nhằm mục đích
làm sạch nƣớc thải lần cuối.
Hiệu suất xử lý nƣớc thải của các công nghệ ứng dụng trong ngành chế biến
cao su đã đƣợc khảo sát và đƣợc trình bày theo bảng 4.
Bảng 1. 4. Hiệu suất xử lý của các công nghệ xử lý nước thải chế biến cao su đang
được áp dụng

Công nghệ
Bể thổi khí
Bể luân
phiên
Bể lọc sinh
học
Bể sục khí
Hồ ổn định
Bể tuyển
nổi
Bể kỵ khí
UASB

Loại nƣớc
thải cao su
đƣợc xử lý

Giá trị trung bình
Thời gian
lƣu nƣớc

Tải trọng
kgCOD/m3/ngày

Hiệu suất xử
lý COD (%)

Thô
Sau xử lý kỵ
khí
Sau xử lý
hiếu khí
Thô hoặc đã
xử lý hiếu khí
Thô

3,2 ngày

2,8

44

Hiệu suất
xử lý N
tổng (%)
45

14 giờ

3,8

33

16

-

3,6

25

22

14 ngày

1,7

54

52

28 ngày

1,2

72

60

Thô

2 giờ

2,6

34

-

Thô

6 giờ

8,4

70

11

(Nguồn: Viện nghiên cứu cao su Việt Nam, 2006)

18


Tuy nhiên, các hệ thống xử lý nƣớc thải hiện hành của các cơ sở chế biến cao
su vẫn chƣa xử lý triệt để các chất ô nhiễm. Nƣớc thải sau khi xử lý vẫn chứa hàm
lƣợng N, P cao và tồn tại nhiều khuyết điểm nhƣ: kích thƣớc công nghệ XLNT lớn,
thời gian lƣu nƣớc lâu và tốn nhiều kinh phí. Đã có nhiều nghiên cứu ứng dụng thực
vật để xử lý nƣớc thải chế biến mủ cao su và mang lại hiệu quả cao. Theo nghiên
cứu của Nguyễn Trung Việt về đánh giá khả năng xử lý trực tiếp của hệ thống ao

thực vật đối với nƣớc thải cao su thô và nƣớc thải cao su đã qua xử lý bởi bể UASB
để đạt tiêu chuẩn xả thải vào nguồn tiếp nhận. Kết quả cho thấy, cây dạ lan hƣơng
thích hợp xử lý ô nhiễm hữu cơ với nồng độ COD đến 2480mg/l và thậm chí lên
đến 2900mg/l.
Một nghiên cứu khác của Nguyễn Ngọc Bích về xây dựng công nghệ xử lý
nƣớc thải thích hợp cho ngành cao su Việt Nam với quy trình: bể điều hòa  bể
gạn mủ  bể kỵ khí sơ dừa  bể tảo cao tải  bể lục bình. Hiệu quả xử lý đƣợc
ghi nhận ở bảng 5:
Bảng 1.5. Hiệu quả xử lý của giai đoạn quang hợp sử dụng tảo và bèo tây
Sau bể xử lý kỵ
Thông số

khí sơ dừa
(mg/l)

Sau bể tảo

Sau bể lục

Hiệu xuất xử

cao tải (mg/l)

bình (mg/l)

lý (%)

pH

7,1

9,15

7,2

-

COD

360

265

65

81,94

BOD

200

61

29

85,50

TKN

191

49,06

9,43

95,06

N-NH3

172

1,68

1,83

98,94

TSS

60

324

37

38,33

Kết quả ở bảng 5 cho thấy, bể lục bình có hiệu quả xử lý chất ô nhiễm hữu
cơ cao và TSS cao: 81,94% đối với COD; 85,5% đối với BOD [8]

19


1.2. Tổng quan về Công ty TNHH chế biến cao su Đà Nẵng
Công ty TNHH chế biến cao su Đà Nẵng thuộc cụm công nghiệp Mỹ An,
huyện Đại Lộc, tỉnh Quảng Nam, đƣợc thành lập từ năm 1996. Công ty gồm 3 nhà
máy chế biến cao su đặt tại 3 tỉnh: Quảng Nam, Quảng Trị và Quảng Bình. Nguyên
liệu đƣợc công ty thu mua để chế biến là mủ tạp và sản phẩm đƣợc sản xuất chủ yếu
là cao su thô nhƣ: SRV10, SRV 20, SRV5.
1.2.1. Quy trình công nghệ chế biến mủ cao su
a. Sơ đồ quy trình công nghệ
Mủ tạp

Máy băm thô
số 1

Hồ rửa số 1

Máy cán 2, 3, 4

Hồ rửa số 2
Máy băm liên
hợp 5, 6, 7
Hồ rửa số 3

Cân

Lò sấy

Ép bánh

Đóng gói

Hình 1.4. Sơ đồ quy trình công nghệ chế biến cao su cốm từ mủ tạp
b. Thuyết minh quy trình
 Gia công cơ học
Mủ tạp đƣợc đƣa vào máy băm thô số 1 để loại bớt phần tạp chất rồi đƣợc
chuyển vào hồ rửa số 1 để rửa sạch nguyên liệu mủ.

20


Nguyên liệu tiếp tục đƣợc cho qua dàn máy cán gồm 3 máy có chiều sâu và
rãnh của trục khác nhau, khe hở giữa hai trục giảm dần theo thứ tự từ máy 2 đến
máy 4, số lần cán tùy theo từng loại mủ để cuối cùng cho ra tờ mủ mịn, đồng đều có
độ dày khoảng 1-2mm. Mỗi máy cán có bố trí hệ thống phun nƣớc ngay trên trục
cán để làm sạch tờ mủ trong khi cán, mủ đƣợc đƣa vào hồ rửa số 2 để rửa sạch tạp
chất một lần nữa, sau cùng tờ mủ đƣợc chuyển qua máy cán băm liên hợp 5, 6, 7.
Tại đây, mủ tiếp tục đƣợc băm nhỏ thành hạt rồi cho vào hồ nƣớc rửa, nguyên liệu
đƣợc rửa và trộn đều, sau đó các hạt cốm tiếp tục đƣợc đƣa qua hồ quậy để loại bỏ
các thành phần tạp chất còn xót lại. Sau khi qua máy băm các hạt cốm đạt đƣợc kích
thƣớc thích hợp sẽ đƣợc các băng chuyền tải chuyển đến thùng chứa.
Tại thùng chứa, bơm hút các hạt cốm sang xe đẩy chứa các hộc sấy.
 Gia công nhiệt
Sau khi mủ đã hoàn tất phần gia công cơ học, tiếp theo là phần gia công
nhiệt. Mủ đƣợc để ráo trong xe 30 phút, sau đó đẩy xe vào lò sấy. Mục đích của quá
trình sấy là làm thoát hơi nƣớc, các thành phần khác dễ bay hơi có chứa trong mủ.
Để cung cấp nhiệt cho quá trình sấy nhà máy dùng nhiệt từ điện, dầu DO.
Tùy theo chất lƣợng của hạt cốm nhà máy có chế độ sấy phù hợp, thông thƣờng
nhiệt độ sấy 100 – 1300C, thời gian sấy khoảng 15 – 20 phút (phụ thuộc vào nhiệt

độ, độ ẩm của môi trƣờng, kích thƣớc hạt cốm và kết cấu của máy sấy), sau khi sấy
điều chỉnh quạt nguội 15 phút trƣớc khi ra khỏi lò sấy.
 Ép kiện và bao bì
Sau khi mủ ra khỏi lò sấy phải đƣợc làm nguội ở nhiệt độ < 400C trƣớc khi
ép bánh, công đoạn này có tác dụng ép mủ cao su thành từng khối có kích thƣớc đã
định sẵn, trọng lƣợng mỗi bánh khoảng 33,33kg, áp lực dùng để ép mủ thƣờng là
35kg/cm3.
Bánh mủ đƣợc bao bằng bao PE màu trắng đục, có độ dày 0,07- 0,1mm và
đƣợc xếp thành kiện, đóng pallet, lƣu kho ở nhiệt độ < 400C trƣớc khi xuất kho.

21


1.2.2. Quy trình công nghệ xử lý nƣớc thải
a. Sơ đồ quy trình
Nƣớc thải
chung

Bể tập trung

Bể lắng (1-6)

Hồ sinh học số
1

Hồ sinh học số
2

Hồ sinh học số
3

Mƣơng dẫn

Hồ đệm

Hồ sinh học số
4

Nguồn tiếp nhận

Hình 1.5. Sơ đồ quy trình xử lý nước thải của Công ty TNHH chế biến cao su Đà
Nẵng
b. Thuyết minh quy trình
Toàn bộ nƣớc thải từ quá trình chế biến cao su đƣợc chảy vào bể tập trung,
tại đây một phần vụn mủ cao su tạp bị loại bỏ trong quá trình chế biến và các tạp
chất có kích thƣớc lớn đƣợc giữ lại nhờ song chắn rác.Nƣớc thải chảy tiếp qua
mƣơng dẫn vào 6 bể lắng, đƣợc bổ sung chế phẩm sinh học Gemmy I để xử lý mùi
hôi và tăng số lƣợng vi sinh vật cho quá trình xử lý trong hồ sinh học.Các tạp chất
có kích thƣớc nhỏ nhƣ đất, cát,… và các vụn mủ cao su đƣợc lắng, gạn bỏ. Nƣớc
thải sau khi qua bể lắng chảy vào 4 hồ bèo tây (hồ sinh học) nối tiếp nhau, tại đây
các chất thải đƣợc loại bỏ nhờ vào khả năng xử lý của bèo tây và quá trình lắng tự
nhiên. Nƣớc thải chảy tiếp vào 1 hồ đệm lớn bao quanh Công ty, đây cũng là bƣớc
xử lý nƣớc thải cuối cùng. Kết thúc quá trình xử lý, nƣớc đƣợc chảy vào mƣơng dẫn

22


và thải ra nguồn tiếp nhận. Tuy nhiên, quy trình xử lý nƣớc thải này vẫn chƣa xây
dựng hoàn chỉnh.
1.3. Tổng quan về cỏ vetiver (Vitiveria zizanioides L.)

1.3.1. Giới thiệu chung về cỏ vetiver (Vitiveria zizanioides L.)
Cỏ vetiver có tên khoa học là Vetiveria zizanioides L., thuộc họ Graminea
(Poaceae). Ở Việt Nam. Cỏ vetiver còn đƣợc goi là cỏ Hƣơng Lau hay Hƣơng Bài
(Viveria zizannioides L.). Chỉ có hai loại cỏ vetiver đƣợc sử dụng trong hệ thống cỏ
vetiver đó là Vetiveria zizanioides và Vetiveria nemoralis, loài Vetiveria zizanioides
phân bố hầu hết ở các vùng nhiệt đới còn loài Vetiveria nemoralis chỉ có mặt ở khu
vực Đông Nam Á [2], [5], [6].
1.3.2. Đặc điểm của cỏ vetiver
Cỏ vetiver có bộ rễ phát triển đồ sộ, phát triễn mạnh, mọc rất nhanh và ăn rất
sâu; trong 12 tháng đã có thể ăn sâu tới 3,6m trên đất tốt, rễ cỏ vetiver thuộc loại rễ
chùm nên phần lớn rễ cỏ rất nhỏ và mịn, đƣờng kính trung bình chỉ khoảng 0,51mm [11], trên hệ rễ có hệ vi khuẩn và nấm phát triễn.Thân cỏ vetiver mọc thẳng
đứng, rất cứng, có thể cao tới 3m. Chồi non của cỏ phát triễn từ phần cổ rễ nằm
dƣới mặt đất nên cỏ có khả năng tái sinh rất cao khi gặp điều kiện bất lợi.
Cỏ Vetiver có thể thích nghi với những điều kiện khí hậu khác nhau, chịu
đƣợc những biến đổi lớn nhƣ hạn hán, ngập úng và khoảng dao động nhiệt rất rộng
từ -220C đến 550C. Khi bị tác hại bởi khô hạn, sƣơng giá, ngập mặn hay những điều
kiện bất lợi khác cỏ Vetiver vẫn có khả năng phục hồi lại [6]. Cỏ Vetiver có thể
sống trong môi trƣờng đất có độ pH dao động từ 3,3 – 12,5 và đặc biệt cỏ có thể
phát triễn mạnh trong điều kiện thủy canh [16]. Cỏ Vetiver có khả năng hấp thụ một
lƣợng lớn các chất hòa tan trong nƣớc nhƣ N, P và các nguyên tố kim loại nặng có
trong nƣớc ô nhiễm nhƣ: As, Cd, Cr, Ni, Hg, Pb, Se,…

23


1.3.3. Những nghiên cứu và ứng dụng cỏ vetiver trong xử lý ô nhiễm nƣớc
Nhờ có những đặc điểm trên mà cỏ vetiver đƣợc nghiên cứu và ứng dụng
rộng rãi trên thế giới cũng nhƣ ở Việt Nam vào bảo vệ môi trƣờng và giảm nhẹ tác
hại của thiên tai, phòng ngừa và xử lý ô nhiễm đất, nƣớc.Trong xử lý nƣớc thải, cỏ
vetiver có khả năng hấp thụ và xử lý tốt nƣớc thải sinh hoạt, nƣớc thải chăn nuôi,

nƣớc thải công nghiệp và nƣớc rỉ rác [6], mang lại hiệu quả cao, tốn ít kinh phí,
dễ dàng thực hiện và thân thiện với môi trƣờng.
a. Trên thế giới
Cỏ vetiver lần đầu tiên đƣợc dùng để xử lý nguồn chất thải từ các nhà vệ
sinh ở Ôxtralia vào năm 1996. Kết quả cho thấy, trồng khoảng 100 khóm cỏ vetiver
trên một diện tích dƣới 50m2 có thể đủ để tiêu giảm hết lƣợng nƣớc thải từ một khu
vệ sinh ở một công viên. Cũng tại Ôxtralia, ngƣời ta tiến hành trồng 5 hàng cỏ
Vetiver và tƣới ngầm cho chúng bằng nƣớc thải lấy từ hố ga nhà vệ sinh. Sau thời
gian 5 tháng, lƣợng Nito và Photpho tổng giảm qua hai hàng cỏ là 83% và 82%, và
sau 5 hàng cỏ là 99% và 85% [18]; cỏ vetiver còn đƣợc đƣa vào áp dụng thực tế tại
một thị trấn nhỏ ở Ôxtralia, ngƣời ta đã tạo nên một vùng đất ngập nƣớc với mục
đích nhằm tiêu giảm 500.000m3nƣớc/ngày thải ra từ thị trấn này, trƣớc khi xả vào
các dòng sông. Kết quả, vùng đất ngập nƣớc trồng cỏ vetiver đã hấp thụ toàn bộ
lƣợng nƣớc thải của thị trấn nhỏ này [10].
Đối với nƣớc thải nông nghiệp, cỏ Vetiver chủ yếu đƣợc nghiên cứu và ứng
dụng vào việc xử lý nƣớc thải chăn nuôi và tồn dƣ thuốc bảo vệ thực vật trên đồng
ruộng. Năm 1998, tại Quảng Đông (Trung Quốc) ngƣời ta tiến hành trồng 11 giống
cỏ khác nhau trên vùng đất ngập nƣớc đƣợc tạo ra từ 100- 150 tấn nƣớc thải của
1600 trại nuôi lợn. Kết quả cho thấy Vetiver là giống cỏ hiệu quả nhất cả về sức
sống lâu dài lẫn khả năng xử lí nƣớc thải từ các trại nuôi lợn [14]; nghiên cứu của
Liao et al., 2003 cho thấy chất dinh dƣỡng và kim loại nặng thải ra từ các trại lợn là
những chất chủ yếu nhất gây ô nhiễm nguồn nƣớc, với nồng độ N, P và cả Cu, Zn
vốn rất cao trong thức ăn tăng trọng. Kết quả thử nghiệm cho thấy, cỏ Vetiver có
khả năng làm sạch nƣớc thải rất cao. Nó có thể hấp thụ và lọc Cu và Zn tới trên

24


90%; As và N tới trên 75%; Pb trong khoảng 30-71% và P trong khoảng 15-58%
[14]. Một số thí nghiệm tại Trung tâm Nghiên cứu - Phát triển Hoàng gia Huai Sai,

tỉnh Phetchaburi, Thái Lan cho thấy, cỏ Vetiver trồng thành nhiều hàng theo đƣờng
đồng mức trên đất dốc có tác dụng nhƣ một đập nƣớc sống. Bộ rễ cỏ tạo thành bức
tƣờng ngầm ngăn không cho thuốc trừ sâu và những chất độc khác thấm xuống bên
dƣới. Thân cỏ trên mặt đất cũng ngăn bùn đất cùng các chất thải khác, không để
chảy theo dòng nƣớc [12].
Đối với nƣớc thải công nghiệp, ở Ôxtralia, ngƣời ta đã xử lý rất hiệu quả
khối lƣợng lớn nƣớc thải công nghiệp bằng cỏ vetiver, tới 1,4 triệu lít nƣớc
thải/ngày tại một nhà máy chế biến lƣơng thực và 1,4 triệu lít nƣớc thải/ngày tại
một lò mổ sản xuất thịt bò [17]. Ở Thái Lan đã triển khai nghiên cứu thử nghiệm
dùng cỏ vetiver xử lý nƣớc thải tại một số khu vực đất ngập nƣớc lƣu trữ nƣớc thải,
bƣớc đầu đạt kết quả rất tốt. Ba dòng cỏ vetiver (Monto, Surat Thani và Songkhla 3)
đƣợc trồng để xử lý nƣớc thải từ một xí nghiệp sản xuất tinh bột sắn, thí nghiệm
tiến hành trên hai mô hình, mô hình thứ nhất giữ nƣớc thải trong thời gian 2 tuần
trên một khu đất ngập nƣớc có trồng cỏ vetiver, sau đó cho tháo hết; mô hình thứ
hai giữ nƣớc thải trong thời gian 1 tuần và tháo từ từ trong thời gian 3 tuần tiếp
theo. Kết quả cho thấy trong cả 2 mô hình, dòng cỏ Monto có khả năng tăng trƣởng
thân lá, rễ và sinh khối lớn nhất, có thể hấp thụ hàm lƣợng cao nhất các nguyên tố
P, K, Mn và Cu trong thân lá và rễ, Mg, Ca và Fe trong rễ và Zn và N trong thân lá.
Dòng Surat Thani có khả năng hấp thụ cao nhất nguyên tố Mg trong thân lá và Zn
trong rễ. Dòng Songkhla có khả năng hấp thụ cao nhất nguyên tố Ca, Fe trong lá và
N trong rễ [12].
Cỏ vetiver còn đƣợc ứng dụng trong việc xử lý nƣớc rỉ rác, một loại nƣớc
thải có nồng độ các chất ô nhiễm cao, đƣợc xem là khó xử lý và là mối lo của tất cả
các thành phố trên thế giới.Tại Ôxtralia và Trung Quốc, ngƣời ta tiến hành trồng cỏ
vetiver ngay trên bãi rác và kết quả thu đƣợc ngoài sự dự đoán. Trồng 3,5ha cỏ
vetiver có thể xử lý 4 triệu lít mỗi tháng trong mùa hè và 2 triệu lít mỗi tháng trong
mùa đông [ 15].

25