26 Xu ly nuoc thai thuoc tru sau Syngenta

Hội thảo “Các giải pháp bảo vệ Môi trường Công nghiệp và ðô thị tại Việt Nam”

XỬ LÝ NƯỚC THẢI THUỐC TRỪ SÂU – CÔNG TY SYNGENTA
Nguyễn Văn Phước, Nguyễn Thị Thanh Phượng, Lê Ngọc Hân, Nguyễn Phước Ngọc Hà
Khoa Môi trường, Trường ðại học Bách Khoa TP.HCM

TÓM TẮT
Nước thải thuốc trừ sâu công ty Syngenta có tính ñộc hại cao và COD lên ñến 20.000 – 30.000
mg/l; pH cao, hàm lượng cặn lơ lửng cao, mùi dung môi nồng nặc.
Công nghệ xử lý ñược nghiên cứu bao gồm : kiềm hoá nhằm khử ñộc tính của thuốc trừ sâu,
keo tụ khử cặn, lọc sinh học kết hợp kỵ khí, bùn hoạt tính, lọc hiếu khí với giá thể xơ dừa,
phản ứng phenton và cuối cùng là hấp phụ trên than hoạt tính. Nước thải bảo ñảm ñạt tiêu
chuẩn thải loại A.TCVN 5945 – 1995.
Các kết quả nghiên cứu trong ñiều kiện phòng thí nghiệm cho thấy:
-

Phương pháp sinh học kị khí kết hợp hiếu khí cho phép xử lý trên 90% COD

-

Phương pháp Oxy hóa tiếp tục xử lý 50 -70% COD còn lại.

-

Hấp phụ ở giai ñoạn cuối nhằm xử lý triệt ñể dư lượng thuốc trừ sâu , COD sau xử lý
<50 mg/l.

ABSTRACT
The pesticide wastewater of Syngenta Co is highly toxic which the COD about 20,000mg/l –
30,000mg/l, high pH, high suspended solid concentration, a very strong smell of sloven.
This waste water treatment process include: alkalization to remove toxicity of pesticide,

coagulation to reduce suspended solid concentration, biofilter cobining anaerobic, activated
sludge, aerobic filter with coconut fiber as filter material, fenton reaction and absorption by
active coal to ensure the effluence achieving waste water discharge Vietnamese standard
5945 – 1995_level A.
Laboratory results show:
-

Combining Anaerobic with Aerobic treatment process can reduce 90% COD.

-

Oxidation can reduce 70 – 80% COD.

-

Absorption can fully reduce COD. The effluent has 50mg/l of COD.

1. ðẶT VẤN ðỀ
Thuốc trừ sâu là loại hoá chất chuyên biệt dùng trong nông nghiệp ñể diệt sâu bệnh,
côn trùng, chuột, cỏ dại…bảo vệ cây trồng. Thuốc trừ sâu có ý nghĩa quan trọng trong
canh tác nông nghiệp. Tuy nhiên, ngoài công hiệu của thuốc trừ sâu, tác hại do ñộc tính
của chúng ñến môi trường cũng cần ñặc biệt quan tâm.
Công ty Syngenta làmột trong những công ty lớn liên doanh giữa Việt Nam và Thụy
Sỹ trong lĩnh vực sản xuất thuốc trừ sâu. Trong quy trình sản xuất, mỗi ngày công ty
thải ra khoảng 1m3 nước thải với nồng ñộ COD cao dao ñộng trong khoảng 20.000 ÷
35.000 mg/l do thành phần nước thải có chứa dung môi, các hợp chất hữu cơ mạch
vòng như paraquat dichloride, hoặc profenfos, methidathion, cypermethrin... ðây là
Khoa Môi trường – Trường ðHBK – ðHQG TP.HCM
-229-

Hội thảo “Các giải pháp bảo vệ Môi trường Công nghiệp và ðô thị tại Việt Nam”

các hợp chất cực ñộc gây ảnh hưởng ñáng kể ñến mối trường, con người, hệ ñộng thực
vật. Loại nước thải ô nhiễm trên cần có phương án hữu hiệu ñể xử lý.
2. CƠ SỞ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN NGHIÊN CỨU
Hầu hết các phương pháp nghiên cứu ñã ñược xem xét ñể lựa chọn. Phương pháp
nghiên cứu liên quan ñến tính chất nguồn nước. Kết quả khảo sát chất lượng nước thải
sau 3 ñợt lấy mẫu tại công ty Syngen ta ñược trình bày ở bảng 1.
Bảng 1. Kết quả phân tích chất lượng nước thải thuốc trừ sâu

Chỉ tiêu
pH
COD, mg/l
BOD, mg/l
SS, mg/l
N tổng,mg/l
P tổng,mg/l

Mẫu TB1
8,87
20516
3200
228
92,5
158

Mẫu TB2
8,02
21144

2100
193
78
162

Mẫu TB3
8,17
20044
2424
321
106
150

xét:
Nhận
Nguồn nước thải bị ô nhiễm hữu cơ nặng. COD lên ñến 20.000 mg/l, tỉ lệ BOD/COD
rất thấp < 0,2 ñồng thời hàm lượng N, P cũng vượt chuẩn.
Do tính chất ñặc biệt ñộc hại của nước thải thuốc trừ sâu nên công nghệ xử lý phải kết
hợp hoá lý, hoá học và sinh học. Trong ñó ưu tiên lựa chọn sinh học, kế tiếp là hoá học
bởi vì phương án sinh học rẻ tiền, dễ vận hành và không thải sản phẩm phụ. Tuy nhiên
thuốc trừ sâu có thể tiêu diệt khi liều lượng gây ñộc cao. Do ñó trước khi áp dụng
phương pháp sinh học cần phải khử ñộc. Phương pháp khử ñộc ñối với thuốc trừ sâu
ñược chọn là phương pháp phân hủy trong môi trường kiềm.
Phương án keo tụ áp dụng thích hợp ñối với nước thải có hàm lượng căn lơ lững cao.
Riêng với nước thải thuốc trừ sâu, keo tụ có khả năng loại bỏ 40 –50% hàm lượng
hữu cơ nên thường ñược áp dụng trước khi xử lý hoá học (oxy hoá hoặc hấp phụ)
nhằm giảm chi phí hóa chất.
Phương pháp oxy hoá cho phép xử lý triệt ñể hầu hết các chất hữu cơ và vô cơ trong
nước, chuyển các chất hữu cơ khó phân hủy sinh học thành dễ phân hủy sinh học (giảm
COD, nâng tỷ lệ BOD/COD), xử lý các chất vô cơ ñộc hại như Cyanide, Ammonia,

một số kim loại Fe, Mn, Se, Cr,… Sản phẩm cuối của quá trình là CO2 và nước không
gây ñộc hại ñến môi trường. không ñể lại sản phẩm phụ. Tuy nhiên, phương pháp này
khá tốn kém mặc dầu hiệu quả xử lý có thể ñạt 47,9 – 54,7%.
Phương pháp hấp phụ áp dụng trong trường hợp xử lý bậc cao ñối với nước. Phương
pháp này hiệu quả nhưng tốn kém và ñược ứng dụng ở giai ñoạn cuối cùng của quá
trình xử lý nhằm khử triệt ñể các chất hữu cơ và dư lượng thuốc trừ sâu.
3. MÔ HÌNH VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Các phương án công nghệ ñịnh hướng như sau:
Nước thải ngâm, cắt mạch keo tụ oxy hóa
Khoa Môi trường – Trường ðHBK – ðHQG TP.HCM
-230-


Hội thảo “Các giải pháp bảo vệ Mơi trường Cơng nghiệp và ðơ thị tại Việt Nam”

Nước thải
ngâm, cắt mạch
lọc SH kị khí
bùn hoatï tính
oxy hố hoặc hấp
phụ
Nước thải
ngâm, cắt mạch lọc SH kị khí
bùn hoạ tính --> lọc SH hiếu khí
oxy hố hoặc hấp phụ
Mơ hình keo tụï: tiến hành keo tụ lần lượt các mẫu nước thải theo tỉ lệ pha lỗng 0, 2,
4, 6, 8 và 10 lần. Bằng thí nghiệm Jartest, xác định pH tối ưu và lượng phèn tối ưu
tương ứng với từng mẫu.
Q trình oxi hố: dùng hệ chất Fenton để oxi hố mẫu nước thải sau keo tụ, xác định
lượng FeSO4 và H2O2 thích hợp

Q trình hấp phụ: tiến hành thí nghiệm xác định lượng than hoạt tính tối ưu cho q
trình hấp phụ
Mơ hình sinh học:
Bể kiềm hoá
Bể kò khí
Nước thải

Máy thổ i khí
Má y thổi khí

Xơ dừa
Xơ dừa
Than hoạt tính

Bể Arotank
Bể lọ c sinh họ c hiế u khí

Nướ c sau
xử lý

Hình1. Mơ hình sinh học xử lý nước thải thuốc trừ sâu

Mơ hình lọc sinh học kị khí: Mơ hình là bể mica dung tích 20 lít, dung tích làm việc
15 lít. Vật liệu đệm được sử dụng là sơ dừa, khối lượng 380 g Khối lượng riệng 34,6
kg/m3. Thể tích sơ dừa chiếm chỗ 11 lít. Chiều cao tầng lọc 21 cm.
Vận hành mơ hình với COD tăng dần từ thấp lên cao 3200mg/l. Mỗi ngày theo dõi các
chỉ tiêu COD, pH.
Mơ hình bùn hoạt tính: Mơ hình được thực hiện trong xơ nhựa, dung tích 10 lít.
Bùn hoạt tính đưa vào bể lấy từ nhà máy xử lý nước thải Lê Minh Xn. Hàm lượng
bùn trong bể: MLVSS = 3000 – 5000 mg/l.

ðối tượng nghiên cứu: nước thải sau lọc sinh học kị khí.
Thơng số theo dõi COD, pH.
Mơ hình lọc sinh học hiếu khí: Mơ hình lọc sinh học hiếu khí được thực hiện trong bể
mica có thể tích 15lít, dung tích làm việc 10 lít. Vật liệu lọc sơ dừa khối lượng 150 g.
Khối lượng riệng 34,6 kg/m3. Chiều cao lớp vật liệu lọc 17cm. Các thơng số theo dõi là
pH, COD, pH.
4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
4.1 Kết quả q trình kiềm hóa
Mục đích: Cắt mạch, tách các nhóm chức, tăng hiệu quả xử lý ở các cơng đọan kế tiếp.
Khoa Mơi trường – Trường ðHBK – ðHQG TP.HCM
-231-


Hi tho Cỏc gii phỏp bo v Mụi trng Cụng nghip v ụ th ti Vit Nam

Hiu qu ca quỏ trỡnh kim húa ph thuc vo pH v thi gian kim húa . Kt qu
Nghiờn cu ủc trỡnh by ủ th 4,1 v 4,2.

NaOH, mg/l

9000
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0

8.5

9

9.5

10

10.5

11 pH 11.5

Hỡnh 2. Liu lng hoỏ cht s dng ủ kim húa ủn cỏc pH khỏc nhau

t 1: (pH kim hoỏ: 9; 9,5; 10; 10,5)
pH=9

COD, mg/l

25000

pH=9,5

pH=10

pH=10,5

t 2: (pH kim hoỏ =10)
35000
30000

20000

COD, mg/l

25000
20000

15000

15000
10000

10000
5000

5000

0

0

0

10Thụứi gian, ngaứ15
y

5

0

5

10

Thụứi gian, ngaứy

15

Hỡnh 3. S thay ủi COD theo thi gian cỏc pH kim hoỏ khỏc nhau
Nhn xột:

Lng NaOH kim húa lứ 300 500 mg/l.
pH ti u 9,5 10
Thi gian kim hoỏ: > 10 ngy.
Nc thi sau quỏ trỡnh kim hoỏ (ngõm ct mch) khong 10 ngy cú hin tng to
ta. Cn lng nhiu ủỏy b. Tng ng COD gim 30 50%. Mu nc t xanh
trong chuyn sang nõu, ủc.
4.2 Kt qu quỏ trỡnh keo t, oxy húa, hp ph
4.2.1 Quỏ trỡnh keo t
14000

60

12000

50

COD, mg/l

E% (COD)

10000
8000
6000
4000

40
30
20
10

2000

0

0
0 lan

2 lan

4 lan

6 lan

lan
10
lan
Soỏ8 la
n pha loừ

ang

0

2

4

Hỡnh 4. Hiu qu kh COD TN keo t
Khoa Mụi trng Trng HBK HQG TP.HCM
-232-

6

soỏ 8la n pha10
loừ ang


Hội thảo “Các giải pháp bảo vệ Mơi trường Cơng nghiệp và ðơ thị tại Việt Nam”

Hiệu quả khử COD ở TN keo tụ đạt 21 – 52%. Hiệu quả thấp nhất đối với nước
ngun thủy, khơng pha lỗng. Nước trong nhưng vẫn còn mùi đặc trưng.
Hàm lượng phèn keo tụ vào khoảng 1000 – 7500 mg/l. Nước thải càng đậm đặc,
lượng phèn sử dụng càng nhiều.
4.2.2 Q trình oxy hóa
Sau keo tụ

Sau oxy hóa

Hình 5. COD sau q trình oxy hóa,

keo tụ và hấp phụ

Sau hấp phụ

14000

Hiệu quả xử lý COD của q
trình oxy hóa: 47,9 – 64.7%
Hiệu quả xử lý COD của q
trình hấp phụ: 43 – 73,3%
p dụng oxy hóa kết hợp hấp
phụ có thể xử lý nước thải đạt
tiêu chuẩn B nhưng chi phí xử lý
rất lớn, tiêu tốn hóa chất là: H2O2
2%; than họat tính 10 g/l.

12000
COD, mg/l

10000
8000
6000
4000
2000
0
0

2

6 ố lầ n pha

8 lõ ang 10

4

4.3 Q trình sinh học
4.3.1 Q trình lọc sinh học kỵ khí
Nhận xét:
Mơ hình lọc kị khí với thời gian lưu nước 3 ngày – 4 ngày có thể xử lý 63% COD. Kết
quả này chứng tỏ trong điều kiện thích hợp (dưới mức nguy hại), các vi sinh kị khí
tham gia xử lý COD và chuyển hố các chất hữu cơ mạch vòng, các chất khó phân hũy
sinh học thành các chất dễ phân hũy, acid …tạo thuận lợi cho xử lý sinh học hiếu khí
nối tiếp.
GĐ 1

GĐ 2

GĐ 3

2500
2000
1500
1000

pH

COD, m g/l

3500
3000

500
0
0

2

4

Thờ6i gian, ngà y 8

GĐ 1

8.2
8
7.8
7.6
7.4
7.2
7
6.8
6.6
0

GĐ 2

2

GĐ 3

4

Hình 6. Sự thay đổi COD, pH theo thời gian vận hành

4.3.2 Q trình bùn họat tính
Kết quả xử lý trên mơ hình bùn họat tính được trình bày ở hình sau

Khoa Mơi trường – Trường ðHBK – ðHQG TP.HCM
-233-

6 i gian, ngà8y
Thờ


Hi tho Cỏc gii phỏp bo v Mụi trng Cụng nghip v ụ th ti Vit Nam

Gẹ 1

1400

Gẹ 2

Gẹ 3

1000
800

pH

COD, mg/l

1200

600
400
200
0
0

4 ngaứ y
Thụứ i gian,

2

6

Gẹ 1

7.9
7.8
7.7
7.6
7.5
7.4
7.3
7.2
7.1
0

8

2

Gẹ 2

Gẹ 3

4
Thụứ i gian, ngaứ y

6

8

Hỡnh 7. S bin ủi COD v pH theo thi gian

COD, mg.l

Nhn xột:
Mụ hỡnh bựn hat tớnh hat ủng rt hiu qu. Sau 2 ngy lu nc, COD t 1164 mg/l
gim cũn 224 mg/l, tng ng hiu qu x lý ủt 80,75%; pH tng t 7,2 lờn 7,7.
Lu nc di hn, COD hu nh n ủnh nhng pH cú chiu hng gim nh.
Bựn hat tớnh mu vng nõu, lng tt.
4.3.3 Quỏ trỡnh lc sinh hc hiu khớ
Vn hnh mụ hỡnh lc sinh hc ni tip mụ hỡnh bựn hat tớnh vi mc tiờu l ỏp dng
x lý sinh hc trit ủ trc khi x lý húa hc. Kt qu nghiờn cu ủc th hin
hỡnh sau.
Quỏ trỡnh lc sinh hc hiu khớ x lý 22%
Gẹ 1
Gẹ 2
250

COD vi thi gian lu nc: 1 ngy.
200
Nhỡn chung h thng sinh hc bao gm lc
150
k khớ kt hp bựn hat tớnh v lc hiu
100
khớ hat ủng rt tt, hiu qu x lý COD
50
lờn ủn 94,8%. iu ny cng chng minh
0
cụng ngh x lý sinh hc tuy ủn gin, chi
0
1
2
3 ngaứ y 4
Thụứ i gian,
phớ thp nhng tht s hiu qu.
Hỡnh 8. S bin ủi COD theo thi gian

4.4 Mụ hỡnh hp ph bng than hot tớnh (ủi vi nc thi sau x lý sinh hc)
Aựp dng sau sinh hc nhm x lý trit ủ cỏc cht ụ nhim cũn li ủc bit l x lý d
lng thuc tr sõu. Kt qu thớ nghim ủc trỡnh by hỡnh 4.8
Sau loùc sinh hoùc

250

Sau buứn hoùat tớnh

Sau buứn hoùat tớnh

80
E(%) COD

200
COD, mg/l

Sau loùc sinh hoùc

100

150
100
50

60
40
20

0

0
0

0.2

0.4

0.6

0.8

1
1.2
C than,
mg/l

0

0.2

0.4

Khoa Mụi trng Trng HBK HQG TP.HCM
-234-

0.6

0.8

1
1.2
C than,
mg/l


Hội thảo “Các giải pháp bảo vệ Môi trường Công nghiệp và ðô thị tại Việt Nam”

Hình 9. Kết quả hấp phụ bằng than họat tính ñối với nước thải sau xử lý sinh học

Nghiên cứu quá trình hấp phụ trên nước thải sau bùn họat tính (COD: 224 mg/l) và

nước thải sau lọc sinh học (COD = 165 mg/l) cho thấy: ðể ñạt tiêu chuẩn thải lọai A,
lượng than họat tính cần sử dụng là: 0,5 g/l ñối với nước thải sau lọc sinh học và 0,75
g/l ñối với nước thải sau bùn họat tính. Hiệu quả hấp phụ ñạt khỏang 70 – 80%.
4.5 Kết quả oxi hoá sau xử lý sinh học
Nhận xét:
Oxy hóa có khả năng khử 82 – 84% COD.
ðể ñạt tiêu chuẩn thải lọai A, lượng H2O2 cần thiết ñể oxy hóa là 1 – 2 lít/m3
nước thải.

Khoa Môi trường – Trường ðHBK – ðHQG TP.HCM
-235-


Hi tho Cỏc gii phỏp bo v Mụi trng Cụng nghip v ụ th ti Vit Nam

Sau buứn hoùa tớnh

Sau loùc sinh hoùc

250
200

E(%) COD

COD, mg/l

300

150
100

50
0
0

1

2

H2O2,
3 ml/l

Sau buứn hoùat tớnh

90
80
70
60
50
40
30
20
10
0

0

1

H2O2,2 mg/l

Sau loùc sinh hoùc

3

4

Hỡnh 10. S thay ủi COD theo liu lng húa cht oxy húa

5. KT LUN
X lý nc thi thuc tr sõu, ỏp dng cụng ngh húa lý kt hp húa hc cú th x lý
ủt tiờu chun thi vo ngun tip nhn nhng tiờu hao nhiu húa cht do ủú khụng phự
hp.
Cụng ngh x lý bao gn kim húa sau ủú ỏp dng phng phỏp sinh hc kt hp húa
hc giai ủan cui l kh thi vỡ chi phớ vn hnh thp, khụng ủ li sn phm ph ủc
hi ủn mụi trng.
Quỏ trỡnh kim húa gim 30-50% COD.
Quỏ trỡnh sinh hc x lý 94,8% COD cũn li.
Quỏ trỡnh húa hc x lý trit ủ cỏc cht ụ nhim, ủm bo nc sau x lý ủt
tiờu chun thi.
TI LIU THAM KHO
1. GS.TS Trn Hiu Nhu, Thoỏt nc v x lý nc thi Cụng nghip, NXB Xõy dng, 2000.
2. Nguyn Vn Phc, Qỳa trỡnh v thit b trong cụng nghip húa hc, Tp 13, Trng H Bỏch
Khoa Tp.HCM.
3. PGS.TS Hong Hu, X lý nc thi, Nh xut bn Xõy dng, 2000 .
4. PGS.TS Lng c Phm, Cụng ngh x lý nc thi bng bin phỏp sinh hc, NXB Giỏo
Dc, 2002.
5. S tay x lý nc (T1&T2), NXB Xõy dng, 1999.
6. Davis Cornwell, Environmental Engineering, Third Edition, McGRAWHILL. INC, 1998.
7. George Tchobanoglous Franklin L. Burton - H.David Stensel, Wastewater Engineering
Fourth Edition, McGRAWHILL. INC, 1991.

8. Metcalf Eddy, Wastewater Engineering Treatment and Reuse, Fourth Edition,
McGRAWHILL. INC, 2003.
9. Metcalf&Eddy, Watsewater Engineering-Third Edition, McGraw-Hill Publishers.
10. N.F.Voznaya, Chemistry of Water & Microbiology, Mir Publishers Moscow.
11. Tom D. Reynolds, Unit Operations and Processes in Environmental Engineering, Brooks/Cole
Engineering Division, 1982.

Khoa Mụi trng Trng HBK HQG TP.HCM
-236-