phân tích và đề xuất công nghệ xử lý nước thải cao su thiên nhiên

Đồ án mơn học

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cao su thiên nhiên 1200 m
3
/ngày


28
GVHD: TS. LÊ HỒNG NGHIÊM
SVTH: NGUYỄN NGỌC TIẾN



CHƯƠNG 4


PHÂN TÍCH VÀ ĐỀ XUẤT
CÔNG NGHỆ










Đồ án mơn học

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cao su thiên nhiên 1200 m

3
/ngày


29
GVHD: TS. LÊ HỒNG NGHIÊM
SVTH: NGUYỄN NGỌC TIẾN
Chương 4: PHÂN TÍCH VÀ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ

4.1. Cơ sỡ lựa chọn dây chuyền công nghệ cho hệ thống xử lý nước thải
Quy trình công nghệ xử lý nứơc thải bao gồm 3 giai đoạn :
- Giai đoạn 1: xử lý sơ bộ hay xử lý cấp 1.Các thiết bò thường dùng trong giai
đoạn này là: song, lưới chắn rác; lắng cát; bể điều hòa; bể trung hòa; tuyển nổi và
lắng 1.Chất lượng nước đầu ra đáp ứng gần loại C.
- Giai đoạn 2: xử lý cơ bản hay xử lý cấp 2.Là giai đoạn ứng dụng các quá trình
sinh học( đôi khi là hóa học hoặc cơ học hoặc kết hợp). Các thiết bò thường dùng trong
giai đoạn này là: bể Aerotank, lọc sinh học, mương oxi hóa, ao hồ hiếu khí, lắng 2.
Nước sau khi lắng có thể đạt loại B hoặc A.
- Giai đoạn 3:xử lý bổ sung hoặc xử lý cấp 3. Các phương pháp thường dùng là
clo hóa nứơc, ozon, tia cực tím.
Lựa chọn dây chuyền công nghệ là một bước hết sức quan trọng quyết đònh sự
thành công hay thất bại, sự kinh tế, hợp lý cua việc xử lý nước thải.
Để lựa chọn dây chuyền công nghệ có thể dựa vào các điều kiện sau :
- Dựa vào lưu lượng, thành phần, tính chất nước thải.
- Yêu cầu mức độ xử lý đạt tiêu chuẩn Viêt Nam. Đối nước thải cao su theo
QCVN01:2008/BTNMT
- Các điều kiện tự nhiên, khí tượng và thuỷ văn tại khu vực.
- Tình hình thực tế và khả năng tài chính.
- Qui mô và xu hướng phát triển
- Khả năng đáp ứng thiết bò cho hệ thống xử lý.

- Chi phí đầu tư xây dựng, quản lý, vận hành và bảo trì.
- Tận dụng tối đa các công trình sẵn có.
- Quỷ đất, hồ tự nhiên và diện tích mặt bằng sẵn có của các nhà máy.
Khả năng phân hủy sinh học của nước thải cao su:
- Trong thành phần nước thải cao su đa số là các hợp chất hữu cơ, bao gồm :
Proteins :2-2,7%, đường glucose 1,5-2%. Cả hai loại này đều phân hủy sinh học tốt.
Các sản phẩm quá trình lên men phần lớn là acetate và propionate. Ngoài ra còn có 1
lượng fomate và butyrate nhưng rất nhỏ. Đường, protein và lipit chứa trong nước thải
cao su được chuyển hóa thành CH
4
. Khả năng phân hủy sinh học của nước thải cao su
hơn 95%.
- Kết quả phân tích nước thải tổng hợp của nhà máy cho thấy, tỷ lệ BOD/COD
bằng 0,7, nên công nghệ xử lý phù hợp là công nghệ xử lý sinh học. Do nồng độ chất
hữu cơ trong nước thải khá lớn nồng độ COD là 3500mg/l, nên công nghệ xử lý sinh
học kết hợp hai quá trình kò khí và hiếu khí.
Đồ án mơn học

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cao su thiên nhiên 1200 m
3
/ngày


30
GVHD: TS. LÊ HỒNG NGHIÊM
SVTH: NGUYỄN NGỌC TIẾN
- Xử lý sinh học kò khí gồm có quá trình sinh học xử lý nhân tạo và sinh học tự
nhiên.
- Quá trình xử lý sinh học tự nhiên sử dụng các loại hồ yếm khí, công nghệ được
áp dụng phổ biến tại Malayxia. Ưu điểm của hệ thống hồ này là chi phí không cao,

không đòi hỏi bảo trì thường xuyên. Tuy nhiên lại có nhược điểm yêu cầu diện tích
lớn, gây mùi thối rất khó chòu cho khu vực xung quanh, không thu hồi được khí. Ví trí
nhà máy cách khu dân cư khá gần khoảng 300m. Do vậy công nghệ xử lý nước thải
theo dạng hồ tự nhiên kò khí là không khả thi.
- Quá trình xử lý sinh học nhân tạo có rất nhiều dạng công trình khác nhau bao
gồm ví dụ như bể kò khí xáo trộn hoàn toàn, bể tiếp xúc kò khí, bể UASB, lọc sinh học
kò khí, bể biogas….
- Đối với công trình kò khí xáo trộn hoàn toàn có các ưu điểm vận hành không
phức tạp, chòu được nước thải có SS cao, nhưng lại có nhược điểm tải trọng thấp, thể
tích thiết bò phản ứng lớn để đạt SRT cần thiết.
- Công trình xử lý dạng tiếp xúc kò khí chỉ thích hợp đối loại nước thải có nồng
độ SS cao, khả năng chòu tải của bể xử lý nhỏ, vận hành đòi hỏi kỹ thuật cao, nên
công trình này không khả thi để áp dụng cho nhà máy cao su .
- Công trình xử lý dạng lọc sinh học kò khí chỉ thích hợp nươc thải có nồng độ
COD tương đối nhỏ. Không phù hợp với nước thải cao su vì mủ cao su trong nước thải
rất dễ bòt kín các vật liệu lọc.
- Công trình xử lý bể kò khí UASB là phù hợp so với các yêu cầu xử lý của nhà
máy, nhờ vào các ưu điểm của công trình như vận hành đơn giản, chòu được tải trọng
cao, lượng bùn sinh ra ít (5-20% so với xử lý hiếu khí), có thể điều chỉnh tải trọng theo
từng thời kỳ sản xuất của nhà máy. Ngoài ra bùn có khả năng tách nước tốt, nhu cầu
chất dinh dưỡng thấp, năng lượng tiêu thụ ít, thiết bò đơn giản công trình ít tốn diện
tích và không phát tán mùi hôi.
- Nước thải sau khí qua bể UASB có nồng độ COD khoảng 400-800mg/l chưa
đạt tiêu chuẩn xả thải do đó cần phải tiếp tục xử lý bằng quá trình xử lý sinh học hiếu
khí. Trong công nghệ xử lý hiếu khí, cũng có rất nhiều đơn vò công trình khác nhau
như : các dạng hồ xử lý tự nhiên, hồ làm thoáng cơ học, mương oxi hóa, bể
AEROTANK, bể lọc sinh học, bể tiếp xúc, …
4.2. Các công nghệ xử lý nước thải cao su đã được triển khai trên thực tế
4.2.1. Quy trình cơng nghệ truyền thống xử lý nước thải chế biến mủ cao su
Thông số: pH = 4,2 ÷ 5,2, CDO có thể lớn hơn 15.000 mg/l, tỉ lệ BOD/COD = 0,6 ÷

0,88 rất thích hợp cho quá trình xử lý sinh học.
Dựa vào thành phần tính chất nước thải nêu trên, cơng nghệ xử lý nước thải cao su
được đề xuất như sau:

Đồ án mơn học

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cao su thiên nhiên 1200 m
3
/ngày


31
GVHD: TS. LÊ HỒNG NGHIÊM
SVTH: NGUYỄN NGỌC TIẾN

Hình 4.1 Quy trình cơng nghệ truyền thống xử lý nước thải chế biến mủ cao su

4.2.2. Nhà máy cao su Tân Biên
Bảng 4.1 Thành phần nước thải

Chỉ tiêu Đơn vị Giá trò
pH

6,1
Cl
-

mg/l
1.147
N-NH

4

mg/l
94,7
P-PO
4

mg/l
20,6
COD
mg/l
3.466
BOD
5
mg/l
2.050
TDS
mg/l
850
N tổng
mg/l
132
Coliform
VK/100ml
2,4x10
8

SS
mg/l
1.500

Đồ án mơn học

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cao su thiên nhiên 1200 m
3
/ngày


32
GVHD: TS. LÊ HỒNG NGHIÊM
SVTH: NGUYỄN NGỌC TIẾN

Hình 4.2 Dây chuyền công nghệ hệ thống xử lý nước thải của nhà máy cao su Tân Biên

Ưu điểm của hệ thống: dễ vận hành, không tốn nhiều công sức để theo dõi hàng
ngày vì xử lí bằng phương pháp hoá lí là chủ yếu.
Nhược điểm của hệ thống: dùng biện pháp hoá học và hóa lí, rất tốn kém. Giả sử
hiệu quả khử SS của quá trình keo tụ tạo bông và tuyển nổi đạt cao nhất bằng 80%,
hiệu quả khử COD là 50% thì khi đó nồng độ COD của nước thải đầu vào bể làm
thoáng tăng cường là
v
COD= 3466 × 0,5 = 1733mg/l
ngay cả bể aerotank có sục khí và
nuôi cấy bùn, cũng chỉ xử lí tốt ở nồng độ COD < 500 mg/l. Vì vậy, bể làm thoáng
tăng cường không thể nào hoạt động ở nồng độ ô nhiễm hữu cơ cao như vậy nên kết

quả là nước đầu ra không đạt tiêu chuẩn. Dẫn đến hệ thống này đã ngưng hoạt động.

4.2.3. Sơ đồ dây chuyền công nghệ hệ thống xử lý nước thải của nhà máy cao su Phú
Riềng