Luân văn Môi trường ĐỘC QUYỀN: Nghiên cứu tổng hợp đánh giá các công nghệ phổ biến biến xử lý nước thải chế biến mủ cao su thiên nhiên và đề xuất công nghệ phù hợp

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRẦN DUNG QUỐC

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP ĐÁNH GIÁ CÁC
CƠNG NGHỆ PHỔ BIẾN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ
BIẾN MỦ CAO SU THIÊN NHIÊN VÀ ĐỀ XUẤT
CÔNG NGHỆ PHÙ HỢP

Chuyên ngành: Quản lý Tài nguyên và Môi trường
Mã số: 60850101

LUẬN VĂN THẠC SỸ

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2016


LỜI CẢM ƠN
Tác giả luận văn xin trân trọng bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS.Bùi Thị
Kim Anh về sự hướng dẫn tận tình trong quá trình nghiên cứu và thực hiện luận
văn này.
Xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo giảng dạy tại Trường Đại học
Công nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh đã nhiệt tình truyền đạt kiến thức và kinh
nghiệm trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu để hồn thành chương trình cao
học và thực hiện luận văn tốt nghiệp.
Xin cảm ơn các bạn học viên Cao học Mơi trường, Lớp CHMT3B niên
khố 2013 - 2015, Trường Đại học Công nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh đã
chia sẽ, trao đổi kinh nghiệm và giúp đỡ hết mình trong việc góp ý, hiệu đính,
in ấn và hồn thành cuối cùng.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày

tháng

năm 2016

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Trần Dung Quốc


TÓM TẮT LUẬN VĂN CAO HỌC
“Nghiên cứu tổng hợp đánh giá các công nghệ phổ biến xử lý nước
thải chế biến mủ cao su thiên nhiên và đề xuất công nghệ phù hợp” là vấn đề
cấp thiết trong quản lý môi trường và phục vụ mục tiêu phát triển bền vững của
ngành công nghiệp chế biến mủ cao su thiên nhiên trên địa bàn tỉnh Bình
Dương. Qua nghiên cứu thực tế các quy trình cơng nghệ xử lí nước thải chế biến
cao su thiên nhiên tại 15 nhà máy có cơng suất sản xuất lớn trên địa bàn tỉnh
Bình Dương, đề tài đã đạt được các kết quả sau: Thành phần nước thải của
ngành chế biến mủ cao su thường khơng ổn định, có mức độ ơ nhiễm cao, thay
đổi tùy theo công nghệ sản xuất. Công nghệ xử lý nước thải chế biến mủ cao su
thường ứng dụng các q trình như gạn mủ, keo tụ/tuyển nổi, kị khí – thiếu khí
và hiếu khí kết hợp. Tồn bộ các trạm xử lý đều có bể gạn mủ, tương ứng với xử
lý bậc I nhằm loại bỏ SS và cặn mủ nổi. Tuyển nổi khí hịa tan được áp dụng
nhằm tăng cường hiệu quả loại bỏ cặn và váng nổi còn lại sau bể gạn mủ bằng vi
bọt kết hợp với chất keo tụ. Do nồng độ bCOD (COD phân hủy sinh học) cao,
hầu hết các nhà máy áp dụng cơng nghệ kị khí (hồ kị khí, bể UASB), xử lý sơ bộ
COD, tiếp theo xử lý Nito thông qua bể Anoxic và xử lý sinh học hiếu khí (hồ
thổi khí bùn hoạt tính hay mương oxy hóa) nhằm loại bỏ bCOD cịn lại sau xử lý
kị khí. Các cơng đoạn xử lý quan trọng không thể thiếu được trong quy trình xử
lý nước thải cao su bao gồm: cơng đoạn xử lý cơ học (gạn mủ, lắng cát), công

đoạn xử lý kị khí(hố sâu,Biogas,UASB), cơng đoạn xử lý thiếu khí(Anoxic),
cơng đoạn xử lý hiếu khí bùn hoạt tính hoặc mương ơxy hóa kết hợp lắng. Cơng
đoạn xử lý cơ học (gạn mủ) kết hợp hóa lý keo tụ tạo bông và lắng áp dụng
trong trường hợp không đủ diện tích mặt bằng cho xây dựng bể gạn mủ đủ lớn.
Cơng đoạn xử lý hóa lý keo tụ tạo bơng kết hợp tuyển nổi và xử lý kị khí UASB
rất cần thiết đối với nước thải đầu vào có hàm lượng COD cao > 6000 mg/l. Để
đạt hiệu suất cao ở các cơng đoạn xử lý hóa lý, sinh học thì việc kiểm sốt và
điều chỉnh độ pH nước sao cho phù hợp là hết sức quan trọng.


Qua khảo sát thực tế cho thấy có một doanh nghiệp áp dụng công đoạn
biogas kết hợp UASB để xử lý nước thải và thu hồi khí gas sử dụng cho sấy mủ,
vấn đề này mở ra một hướng mới cho thấy nước thải chế biến mủ cao su là
nguồn tài nguyên cần được nghiên cứu xử lý, thu hồi sản phẩm phát sinh như
khí gas, nước thải sau xử lý có thể tưới tiêu cho cây trồng.


ABSTRACT
"Research, assessment and synthesis about popular wastewater
technologies treatment processing of natural rubber latex and propose
appropriate technologies" is an urgency problem in environmental
management and sustainable development, especially for The natural rubber
latex industry in Binh Duong Province. By studying actual processes of
wastewater treatment technology of natural rubber processing factory in 15
rubber factories in Binh Duong Province, the project has achieved the following
results: The Composition of rubber industry wastewater is often unstable, with
high pollution levels, vary depending on the technology of factory. The
treatment technologies of rubber latex Wastewater latex often uses decanting
pus, flocculation / flotation, anaerobic - anoxic and aerobic combined. All of
factory always has latex decant tank, corresponding to the first level treatment to

remove SS and sludge floating latex. Dissolved air flotation is applied to
increase efficiency and eliminate scum floating residue remaining after
decantation tanks pus with microbubbles combined with flocculants. Because
the concentration of bCOD (biodegradable COD) is high, so most of the
factories applied anaerobic technology (anaerobic tank, an UASB), COD
pretreatment, followed by processing through an anoxic nitrogen and treated
aerobic biological treatment (activated sludge tank aerator or OD) to remove
remaining bCOD after anaerobic treatment. The important processing steps
which can indispensable in the process of rubber wastewater treatment including
mechanical treatment stage (decanting latex, sand deposition), anaerobic
treatment stages (deep holes, Biogas, UASB ), anoxic treatment stage (anoxic),
aerobic treatment stage activated sludge oxidation ditch combined or
sedimentation. The stage of mechanical treatment (decantation pus) combined
physicochemical flocculation and sedimentation flocculation applied in the
absence of sufficient surface area to build large enough pool of pus decanting.
Chemical and physical processing stages combined flocculation flotation
treatment and anaerobic UASB is necessary for rubber wastewater with COD


concentration over 6000 mg / l. To achieve high performance in the processing
stages, physical chemistry, biology treatment, The control and adjustment the
pH in wastewater is very important. The survey shows that some factories
applied Biogas process combined with UASB tank in wastewater treatment and
they can recover gas from this process, which can be used for drying the latex,
this action opens a new way for us, now the latex rubber wastewater is a
resource, and we can studied better treatment methods that can recovery gas
from it, waste water after treated can be used to irrigate plants.


LỜI CAM ĐOAN CỦA TÁC GIẢ

Học viên xin cam đoan kết quả đạt được trong luận văn là sản phẩm
nghiên cứu, tìm hiểu của riêng cá nhân học viên. Trong tồn bộ nội dung của
luận văn, những điều được trình bày hoặc là của cá nhân học viên hoặc là được
tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu. Các tài liệu, số liệu được trích dẫn được chú
thích rõ ràng, đáng tin cậy và kết quả trình bày trong luận văn là trung thực.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày

tháng

năm 2016

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Trần Dung Quốc


i

MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU.................................................................................... 1
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ............................................................................................1
1.2. MỤC TIÊU CỦA LUẬN VĂN..................................................................2
1.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU......................................................................2
1.4.

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU.................................. 2

1.5. Ý NGHĨA CỦA LUẬN VĂN....................................................................4
1.5.1. Ý nghĩa khoa học.................................................................................4
1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn.................................................................................4

1.5.3. Tính mới..............................................................................................4
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU.......................................................... 5
2.1. HIỆN TRẠNG NGÀNH CHẾ BIẾN MỦ CAO SU Ở VIỆT NAM..........5
2.1.1. Giới thiệu.............................................................................................5
2.1.2. Nguyên liệu, hóa chất sử dụng, các loại sản phẩm chế biến và thành
phần tính chất đặc trưng của nước thải......................................................... 5
2.2. HIỆN TRẠNG CHẾ BIẾN MỦ CAO SU TẠI TỈNH BÌNH DƯƠNG...10
2.3. TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI...............11
2.4. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGỒI NƯỚC...................13
2.4.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới....................................................13
2.4.2. Tình hình nghiên cứu trong nước......................................................15
2.5. TỔNG QUAN CÁC VĂN BẢN QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG CỦA
NGÀNH CAO SU...........................................................................................16
CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............................................ 16
3.1. PHƯƠNG PHÁP LUẬN......................................................................17
3.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:.......................................................17
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT..............................23


ii
4.1. KẾT QUẢ KHẢO SÁT QUY TRÌNH SẢN XUẤT CHẾ BIẾN MỦ
CAO SU, ĐÁNH GIÁ LƯU LƯỢNG VÀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC THẢI .. 23
4.1.1. Kết quả khảo sát quy trình sản xuất chế biến mủ cao su...................23
4.1.2. Kết quả đánh giá lưu lượng và chất lượng nước thải........................30
4.2. KẾT QUẢ KHẢO SÁT QUY TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI................32
4.2.1. Kết quả khảo sát quy trình xử lý nước thải ở các nhà máy chế biến
mủ ly tâm, mủ Skimblock, mủ cốm:...........................................................34
4.2.2.Kết quả khảo sát quy trình xử lý nước thải ở các nhà máy chế biến
mủ cốm(mủ nước) và mủ cốm thơ(mủ đơng tạp)......................................66
4.2.3. Kết quả khảo sát quy trình xử lý nước thải nhóm nhà máy chế biến

mủ cốm (mủ nước):.....................................................................................72
4.2.4. Kết quả khảo sát quy trình xử lý nước thải nhóm nhà máy chế biến
mủ cốm thơ (mủ đơng tạp)..........................................................................94
4.2.5.Thảo luận chung...............................................................................106
4.3. SO SÁNH VÀ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ PHÙ HỢP..............107
4.3.1. Đánh giá hiệu quả và chi phí xử lý nước thải của các nhà máy......107
4.3.2. Khả năng thu hồi gas trong xử lý nước thải....................................122
4.3.3. Đề xuất quy trình xử lý phù hợp.....................................................123
4.3.3.4. Quy trình sử dụng gas phát sinh từ bể kị khí Biogas và UASB...132
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................133
5.1. KẾT LUẬN............................................................................................133
5.2. KIẾN NGHỊ...........................................................................................134
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................136
PHỤ LỤC.....................................................................................................138


DANH SÁCH CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
Viết tắt

Thuật ngữ tiếng Việt

BOD

Nhu cầu ơxy sinh hóa

BOD5

Nhu cầu ơxy sinh hóa 5 ngày ở nhiệt độ 200C

COD

Nhu cầu oxy hóa học

DO

Nồng độ oxy hòa tan

TN

Tổng Nito

NH3-N

Amoniac

SS

Chất rắn lơ lửng

pH

Độ pH

TP

Tổng Phospho

TSS

Tổng chất rắn lơ lững

MLSS

Chất rắn lơ lững trong bùn lỏng

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

QCVN

Qui chuẩn Việt Nam

XLNT

Xử lý nước thải

BVMT

Bảo vệ môi trường

BTNMT

Bộ Tài nguyên và Môi trường

DRC

Hàm lượng cao su khô

HNS

Chất ổn định độ nhớt

DAP

Diamoniumphosphat


Viết tắt

Thuật ngữ tiếng Việt

LP 152

Chất hóa dẻo peptizer

UASB

Bể phản ứng có lớp bùn lơ lửng dịng chảy ngược

BIOFOR

Bể (hoặc thiết bị) lọc hiếu khí có dịng và khí dâng
lên

BHT

Bùn hoạt tính

CBOD

Nhu cầu oxy sinh hóa ở pha cacbon

CODb

COD phân hủy sinh học

DAF

Bể keo tụ tạo bông kết hợp tuyển nổi

VAR

Hiệp hội cao su Việt Nam


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Tiêu chí đánh giá.................................................................................2
Bảng 1.2. Tên các nhà máy và công suất trạm xử lý nước thải...........................3
Bảng 2.1. Thành phần mủ cao su (latex).............................................................6
Bảng 2.2. Thành phần tính chất đặc trưng của nước thải chế biến mủ cao su
thiên nhiên...........................................................................................................8
Bảng 2.3. Thành phần, tính chất của nước thải chế biến cao su theo chủng loại
sản phẩm..............................................................................................................9
Bàng 2.4. Thông tin về ngành chế biến mủ cao su từ mủ cao su thiên nhiên
trên địa bàn tỉnh Bình Dương giai đoạn 2010 – 2013.........................................11
Bảng 2.5. Mức độ xử lý nước thải.......................................................................12
Bảng 2.6. Công nghệ XLNT chế biến mủ cao su thiên nhiên ở Việt Nam.........13
Bảng 3.1. Phương pháp lấy mẫu và phân tích.....................................................21
Bảng 4.1. Nhu cầu nguyên liệu sử dụng cho 1 tấn sản phẩm..............................29

Bảng 4.2. Nhu cầu h a chất sử dụng cho 1 tấn sản phẩm...................................29
Bảng 4.3. Lượng nước thải trung bình phát sinh trên tấn sản phẩm qua đo đạc
thực tế..................................................................................................................30
Bảng 4.4. Thành phần tính chất đặc trưng của nước thải chế biến mủ cao su
thiên nhiên...........................................................................................................31
Bảng 4.5. Công nghệ xử lý nước thải ở 10 công ty chế biến mủ cao su thiên
nhiên thuộc tỉnh Bình Dương..............................................................................32
Bảng 4.6. Bảng đánh giá hiệu quả xử lý..............................................................38
Bảng 4.7. Bảng đánh giá hiệu quả xử lý..............................................................43
Bảng 4.8. Bảng đánh giá hiệu quả xử lý..............................................................49
Bảng 4.9. Bảng đánh giá hiệu quả xử lý..............................................................56
Bảng 4.10. Bảng đánh giá hiệu quả xử lý............................................................61
Bảng 4.11. Bảng đánh giá hiệu quả xử lý............................................................65


Bảng 4.12. Bảng đánh giá hiệu quả xử lý............................................................70
Bảng 4.13. Bảng đánh giá hiệu quả xử lý............................................................75
Bảng 4.14. Bảng đánh giá hiệu quả xử lý............................................................79
Bảng 4.15. Bảng đánh giá hiệu quả xử lý............................................................84
Bảng 4.16. Bảng đánh giá hiệu quả xử lý............................................................88
Bảng 4.17. Bảng đánh giá hiệu quả xử lý............................................................92
Bảng 4.18. Bảng đánh giá hiệu quả xử lý............................................................97
Bảng 4.19. Bảng đánh giá hiệu quả xử lý............................................................101
Bảng 4.20. Bảng đánh giá hiệu quả xử lý............................................................105
Bảng 4.21. Tổng hợp đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của công đoạn lắng
cát tại 5 nhà máy..................................................................................................107
Bảng 4.22. Tổng hợp đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của công đoạn gạn
mủ tại 8 nhà máy.................................................................................................108
Bảng 4.23. Tổng hợp đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của cơng đoạn hóa lý
tại 12 nhà máy.....................................................................................................109

Bảng 4.24. Tổng hợp đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của cơng đoạn xử lý
thiếu khí tại 8 nhà máy........................................................................................110
Bảng 4.25. Tổng hợp đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của cơng đoạn xử lý
kỵ khí tại 5 nhà máy............................................................................................111
Bảng 4.26. Tổng hợp đánh giá hiệu quả xử lý nước thải của cơng đoạn xử lý
hiếu khí tại 15 nhà máy.......................................................................................112
Bảng 4.27. Tổng hợp so sánh đánh giá hiệu quả xử lý nước thải tại các nhà
máy......................................................................................................................115


DANH MỤC HÌNH
Hình 3.1. Máng Weir đo lưu lượng nước thải.....................................................18
Hình 3.2. Máng Parshall đo lưu lượng nước thải................................................19
Hình 3.3. Đập tràn đo lưu lượng nước thải.........................................................20
Hình 4.1. Quy trình chế biến mủ ly tâm..............................................................21
Hình 4.2. Quy trình sản xuất mủ skim.................................................................25
Hình 4.3. Quy trình chế biến cao su khối dạng cốm...........................................26
Hình 4.4. Sơ đồ dây chuyền cơng nghệ chế biến mủ tạp....................................28
Hình 4.5. Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải.........................................................35
Hình 4.6. Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải.........................................................40
Hình 4.7. Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải.........................................................46
Hình 4.8. Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải.........................................................53
Hình 4.9. Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải.........................................................58
Hình 4.10. Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải.......................................................63
Hình 4.11. Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải.......................................................68
Hình 4.12. Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải.......................................................73
Hình 4.13. Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải.......................................................78
Hình 4.14. Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải.......................................................82
Hình 4.15. Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải.......................................................87
Hình 4.16. Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải.......................................................91

Hình 4.17. Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải.......................................................95
Hình 4.18. Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải.......................................................99
Hình 4.19. Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải.......................................................103
Hình 4.20. Biểu đồ so sánh hiệu quả xử lý công đoạn lắng cát...........................107
Hình 4.21. Biểu đồ so sánh hiệu quả xử lý cơng đoạn gạn mủ...........................109
Hình 4.22. Biểu đồ so sánh hiệu quả xử lý cơng đoạn hóa lý.............................110
Hình 4.23. Biểu đồ so sánh hiệu quả xử lý cơng đoạn thiếu khí.........................111


Hình 4.24. Biểu đồ so sánh hiệu quả xử lý cơng đoạn kỵ khí.............................112
Hình 4.25. Biểu đồ so sánh hiệu quả xử lý cơng đoạn hiếu khí..........................113
Hình 4.26. Đồ thị so sánh chi phí vận hành hệ thống xử lý nước thải................121
Hình 4.27. Quy trình cơng nghệ xử lý nước thải chế biến mủ cao su có (COD
>6000mg/l, tổng Nito>300 mg/l)........................................................................124
Hình 4.28. Quy trình cơng nghệ xử lý nước thải chế biến mủ cao su.................126
Hình 4.29. Quy trình cơng nghệ xử lý nước thải chế biến mủ cao su có (COD
từ 3000 đến 6000mg/l, tổng Nito từ 150 đến <300 mg/l)...................................128
Hình 4.30. Quy trình cơng nghệ xử lý nước thải chế biến mủ cao su có (COD
từ <3000 mg/l, tổng Nito < 150 mg/l).................................................................130
Hình 4.31. Quy trình thu hồi và sử dụng gas phát sinh từ bể biogas và UASB
vào sấy mủ...........................................................................................................132


9

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
1.1. ĐẶT VẤN
ĐỀ
Với tổng diện tích cây cao su hơn 134.244 ha, trong đ , diện tích cho
khai thác gần 108.515 ha cho thấy Bình Dương là một trong những vùng

trọng điểm về ngành chế biến mủ cao su thiên nhiên với 2 công ty lớn thuộc
Tập đồn Cơng nghiệp Cao su Việt Nam là Phước Hịa và Dầu Tiếng, ngồi
ra, cịn khoảng 228 cơng ty và cơ sở chế biến mủ cao su khác. Ngành công
nghiệp cao su góp phần rất lớn cho tăng trưởng kinh tế của tỉnh Bình Dương
cũng như cả nước. Tuy nhiên, bên cạnh lợi ích kinh tế, cơng nghiệp cao su
cũng tạo ra một lượng nước thải lớn gây ô nhiễm và nguy hại cho môi trường.
Tổng công ty cao su Việt Nam đã báo cáo rằng ngành công nghiệp cao su thải
ra 10 triệu m t khối nước thải hàng năm. Trong đ trung bình hệ số phát thải
của ngành cao su là 25 m 3 nước thải/tấn cao su khối khô hoặc cao su tấm, 35
m3 /tấn sản phẩm từ cao su thải và 18 m 3 /tấn mủ cao su SVR 3L. Nước thải
cao su chứa nồng độ các chất ơ nhiễm cao, COD có thể từ 1.000 – 10.000
mg/l, BOD5 từ 1.700 – 9.000 mg/l và tổng nitơ từ 45 – 1.600 mg/l (Việt,
1999). Nước thải chưa qua xử lý có thể gây ra ơ nhiễm nghiêm trọng đến
nguồn tiếp nhận. Qua khảo sát thực tế cho thấy, các doanh nghiệp chế biến
mủ cao su trên địa bàn tỉnh Bình Dương trong quá trình xây dựng và vận hành
hệ thống xử lý nước thải đều áp dụng các quy trình cơng nghệ khác nhau, hiệu
quả xử lý chưa cao và tốn kém nhiều chi phí. Do đ cần thiết phải có nghiên
cứu mang tính tổng hợp, tiếp cận từ thực tế để có cái nhìn tồn diện hơn về
vấn đề này và đưa ra được quy trình công nghệ xử lý phù hợp với bản chất
của nước thải trong chế biến mủ cao su thiên nhiên.
Từ thực tế trên cho thấy“Nghiên cứu tổng hợp đánh giá các công
nghệ phổ biến xử lý nước thải chế biến mủ cao su thiên nhiên và đề xuất
công nghệ phù hợp” là vấn đề cấp thiết trong quản lý môi trường và phục vụ
mục tiêu phát triển bền vững của ngành công nghiệp chế biến mủ cao su thiên
nhiên trên địa bàn tỉnh Bình Dương.


1.2. MỤC TIÊU CỦA LUẬN VĂN
Nghiên cứu các quy trình cơng nghệ phổ biến xử lí nước thải chế biến
cao su thiên nhiên tại một số nhà máy có cơng suất sản xuất lớn trên địa bàn

tỉnh Bình Dương một cách chi tiết và đề xuất công nghệ xử lý phù hợp.
1.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Để đạt được các mục tiêu nêu trên, các nội dung nghiên cứu mà luận
văn cần thực hiện bao gồm:
1.3.1. Nội dung 1: Khảo sát quy trình sản xuất chế biến mủ cao su,
đo đạc đánh giá lưu lượng và lấy mẫu phân tích chất lượng nước thải
phát sinh trong quá trình chế biến mủ cao su thiên nhiên.
1.3.2. Nội dung 2: Đánh giá công nghệ xử lý nước thải cao su theo
các tiêu chí.
Bảng 1.1. Tiêu chí đánh giá
1. Hiệu quả xử lý nước thải (Đánh giá Chất lượng nước thải đầu ra theo
QCVN 01-MT:2015/BTNMT )
2. C thu hồi lại được lượng mủ thừa trong nước thải hay không ?
3. Hiệu quả xử lý của từng công đoạn đối với từng loại công nghệ
4. Chi phí vận hành hệ thống
5. Tính phức tạp của hệ thống (nhiều hay ít cơng đoạn xử lý + hệ thống dễ
vận hành hay không)
1.3.3. Nội dung 3: So sánh và đề xuất công nghệ xử lý nước thải cao
su phù hợp.
1.4. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
1.4.1. Đối tượng nghiên cứu:
Quy trình cơng nghệ xử lý nước thải cao su.
1.4.2. Phạm vi nghiên cứu:


- Khơng gian: trên địa bàn tỉnh Bình Dương (15 nhà máy chế biến mủ
cao su ở Bình Dương).
- Thời gian nghiên cứu: từ tháng 10/ 2015 đến tháng 1/ 2016.
- Quy mô: 10 công ty (15 nhà máy và trạm xử lý nước thải)
Bảng 1.2. Tên các nhà máy và công suất trạm xử lý nước thải

Stt

Công ty

1

Nhà máy
Bến Súc

Cơng suất trạm xử lý
(m3/ngày.đêm)
2500

Phú Bình 1 (mủ tạp)

1600

Phú Bình 2 (mủ nước)

1000

4

Long Hòa

2000

5

Bố Lá

1000

Cua Paris

2275

2
3

6

TNHH MTV cao su Dầu
Tiếng

Cổ phần cao su Phước Hòa

7

TNHH Mardec Sài Gòn

Mardec Sài Gòn

1500

8

TNHH SX-TM-DV Thiện
Hưng

Thiện Hưng

1500

9

TNHH Mai Thảo

Mai Thảo

900

10

TNHH SX-TM-DV Hiệp
Thành

Hiệp Thành

1000

11

TNHH SX-TM Nhật Nam

Nhật Nam

500

12

Viện nghiên cứu cao suNhà máy chế biến mủ cao
su Visorutex

Visorutex

300

13

Doanh nghiệp tư nhân TMTân Thành
DV-XD Tân Thành

14
15

TNHH giấy An Lộc

1000

An Lộc 1

450

An Lộc 2

500


1.5. Ý NGHĨA CỦA LUẬN VĂN

1.5.1. Ý nghĩa khoa học
Đề tài nghiên cứu đã tổng hợp, phân tích và đánh giá được đầy đủ tính
hiệu quả thực tế của từng loại công nghệ. Với phương pháp tiếp cận nghiên
cứu của đề tài sẽ đưa ra kết quả đánh giá sát với thực tế và đảm bảo các đề
xuất phù hợp với mục tiêu đưa ra. Kết quả nghiên cứu là cơ sở khoa học để
xây dựng quy trình cơng nghệ phù hợp trong xử lý nước thải chế biến mủ cao
su thiên nhiên hiện nay.
1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn
Đề tài sẽ đánh giá được đầy đủ hiện trạng, thực trạng và những tồn tại
hạn chế cũng như tính hiệu quả của các loại công nghệ hoạt động thực tế tại
các nhà máy nghiên cứu. Do vậy, kết quả nghiên cứu của đề tài có thể là tài
liệu tham khảo hữu ích cho các cơ quan quản lý nhà nước về BVMT trong
việc quản lý môi trường đối với hoạt động trạm xử lý nước thải ở các doanh
nghiệp chế biến mủ cao su thiên nhiên trên địa bàn tỉnh Bình Dương.
1.5.3. Tính mới
Đề tài luận văn này nghiên cứu, phân tích và đánh giá thực tế đầy đủ
tính hiệu quả của từng công đoạn của mỗi loại công nghệ được áp dụng ở
từng nhà máy trên cơ sở đ đề xuất quy trình cơng nghệ xử lý phù hợp sao
cho chất lượng nước thải sau xử lý đạt QCVN hiện hành, chi phí vận hành
thấp. Đề xuất sử dụng gas phát sinh từ cơng đoạn xử lý kị khí Biogas và
UASB vào sấy mủ.


CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. HIỆN TRẠNG NGÀNH CHẾ BIẾN MỦ CAO SU Ở VIỆT NAM
2.1.1. Giới thiệu
Cây cao su (Hevea brasiliensis) được trồng đầu tiên ở Việt Nam vào
năm 1887. Đến năm 1920 tổng diện tích cao su khoảng 7 nghìn ha với sản
lượng cao su 3.000 tấn/năm. Cây cao su được trồng nhiều ở miền Đông Nam
Bộ (46,6%), chủ yếu là ở Bình Phước, Bình Dương, Đồng Nai, Tây Ninh và

Bà Rịa – Vũng Tàu (Phát triển cao su ở Bình Dương, 2012). Theo Hiệp hội
cao su Việt Nam (VAR), diện tích cao su năm 2010 tăng lên 700 nghìn ha so
với 400 nghìn ha năm 2008. Mục tiêu phát triển đến năm 2015, tiếp tục trồng
mới 150 nghìn ha, sản lượng mủ đạt 1,1 triệu tấn, kim ngạch suất khẩu đạt 1,8
tỷ USD. Sản lượng và năng suất khai thác trong 10 năm qua luôn tăng, Việt
Nam luôn nằm trong những nước dẫn đầu thế giới về sản lượng và xuất khẩu
cao su. Năm 2011, diện tích cao su đạt gần 850 nghìn ha, sản lượng trên 800
nghìn tấn. Đến năm 2012, Việt Nam chính thức trở thành nước sản xuất cao
su tự nhiên lớn thứ 4 thế giới (STINFO số 3, 2013). Mục tiêu đến năm 2020,
diện tích cao su ổn định 850 nghìn ha, sản lượng mủ đạt 1.2 triệu tấn, kim
ngạch suất khẩu đạt 2 tỷ USD (QĐ số 750/QĐ – TTG, 2009).
2.1.2. Nguyên liệu, hóa chất sử dụng, các loại sản phẩm chế biến và thành
phần tính chất đặc trưng của nước thải
2.1.2.1. Nguyên liệu, hóa chất sử dụng
2.1.2.1.1. Nguyên liệu: Là loại cây cơng nghiệp lâu năm, vịng đời của
cây cao su vào khoảng 30 năm. Khi cây đạt độ tuổi 5 – 6 năm thì người ta bắt
đầu thu hoạch mủ cho đến khi đạt độ tuổi 26 – 30 năm. Độ tuổi cây cho mủ
cao nhất là từ 14 đến 21 tuổi. Trong năm, bắt đầu từ tháng 5 đến hết tháng 1
năm sau là mùa thu hoạch mủ. Vào các tháng nắng hạn là mùa thay lá và nghỉ
dưỡng cho cây.
Mủ (nhựa) của cây cao su hay còn gọi là mủ cao su (latex), là một thể
huyền phù dạng keo, tỷ trọng 0,97 có màu trắng sữa hoặc hơi vàng là nguyên


liệu chính phục vụ cho ngành chế biến mủ cao su. Mủ cao su được chia thành
2 pha:
+ Pha rắn: là phần chính, gồm những hạt cao su nguyên chất và các tạp
chất khơng tan…
Các hạt cao su c kích thước rất nhỏ khoảng 50 - 30.000 A0 (tức
khoảng 0,005 - 3µm), là một hydrocacbon c hàm lượng hữu cơ rất cao, có

cấu tạo hóa học với tên gọi là 1,4 – cis – polyisoprene, tỷ trọng 0,92. Hạt
cao su có cấu tạo gồm 3 lớp: bên trong là lớp cao su nguyên chất
(polyisoprene) chiếm khoảng 96% về khối lượng, bên ngoài kế tiếp là lớp
lipid chiếm khoảng 3% và lớp ngoài cùng protein – lớp bảo vệ chiếm
khoảng 1%.
+ Pha lỏng: chủ yếu là nước và các chất hòa tan trong nước.
Thành phần mủ cao su cụ thể bao gồm:
Bảng 2.1. Thành phần mủ cao su (latex)
Thành phần mủ cao su

% khối lượng

Nước

52 – 70%

Cao su nguyên chất

30 – 40%

Protein

2 – 3%

Lipid

1 – 2%

Glucid

1%

Khoáng chất

0,3 – 0,7%

(Nguồn: Phạm Nguyên Bình, 2008)
2.1.2.1.2. Hóa chất sử dụng trong cơng nghiệp chế biến mủ cao su
thiên nhiên:
- Amonia (NH3)
Trong ngành chế biến cao su thiên nhiên, hóa chất Amoni được sử dụng
phổ biến và rộng rãi như một chất bảo quản mủ cao su nước tránh sự xâm
nhập của vi khuẩn tấn công ngay từ khi khai thác; đồng thời tránh cho việc


mủ bị đông tụ lại trước khi về đến nhà máy chế biến do sản phẩm được sản
xuất từ mủ nước.
Lượng Amoni sử dụng có sự biến thiên theo mùa nắng hoặc mùa mưa,
biến thiên theo khoảng cách từ nhà máy đến vườn cây khai thác và phụ thuộc
vào sản phẩm của nhà máy.
- Axit (axit fomic, axit acetic)
Đây là nh m h a chất được sử dụng trong chế biến cao su thiên nhiên
với mục đích làm giảm pH của latex đến điểm đẳng điện (thường nằm trong
khoảng pH từ 4,7 - 5,2 tùy theo từng giống cao su).
Cơ chế như sau: khi cho axit với nồng độ loãng 1-2% vào dung dịch
latex thì pH của latex hạ xuống đến mức từ 4,7 - 5,2, lập tức các hạt cao su
trong dung dịch latex (chiếm từ 25 - 40%) sẽ bị mất cân bằng điện tích và kết
dính lại với nhau tạo thành lớp màng latex, theo thời gian thì lớp màng sẽ dày
lên và tách ra khỏi dung dịch (được gọi là hiện tượng đông tụ mủ). Latex lúc
này sẽ bị phân chia thành 2 phần là phần cao su và phần dung dịch serum (đây

là phần chứa sự ơ nhiễm nhiều nhất).
- Các loại hóa chất duy trì chỉ số màu và bảo quản chống mốc
(metabisulphit, pepton…)
Đây là những hóa chất mà các nhà máy đưa vào trong q trình đánh
đơng mủ nhằm mục đích chống mốc và duy trì sự ổn định màu của cao su hay
làm tăng độ nhớt của cao su sản phẩm khi khách hàng yêu cầu.
2.1.2.2. Các loại sản phẩm: Trong ngành cơng nghiệp chế biến cao su
thiên nhiên có 3 dạng sản phẩm chính là mủ dạng khối, cao su xơng khói RSS
và mủ latex – ly tâm.
- Cao su dạng khối hay gọi là dạng block, gồm các sản phẩm như:
SVR 3L, SVR 5L, SVR 5, SVR 10, SVR CV 50, SVR CV 60. Các loại cao su
này được chế tạo từ mủ tạp đơng, c đặc tính cứng, tính kháng mòn, độ đàn
hồi cao. Hầu hết các loại sản phẩm này được sử dụng sản xuất lốp xe. Riêng
dòng sản phẩm SVR CV 50 – 60 do độ mềm dẻo cao, thích hợp cho quá


trình cán, luyện nên được sử dụng dùng làm dây thun, keo dán, mặt hông lốp
xe , mặt vợt b ng bàn,… Đây là dịng sản phẩm có giá thành cao và rất được
các nhà sản xuất ưa chuộng hiện nay.
- Cao su xơng khói RSS: RSS có lực kéo dãn cao, ít bị lão hố nên
thích hợp cho các sản phẩm địi hỏi tính kháng đứt cao, kháng mịn, độ cứng
cao. RSS được ứng dụng rộng rãi trong kỹ thuật như làm lốp ô tô, dây chuyền
băng tải,...
- Mủ Latex: Latex là dạng mủ nước, ứng dụng cho ngành sản xuất
nệm mút, gối, găng tay... Nhiều phương pháp được sử dụng để cô đặc
(concentration) mủ latex. Các phương pháp đ là:
+ Ly tâm (centrifugation)
+ Bay hơi (evaporation)
+ Tách kem (creaming)
Q trình chế biến cao su ly tâm cịn cho ra một sản phẩm phụ là mủ

Skim có chứa từ 3- 5% cao su.
2.1.2.3. Thành phần tính chất đặc trưng của nước thải chế biến mủ
cao su thiên nhiên
Quá trình chế biến sử dụng lượng hóa chất tương đối nhiều, nước thải
sinh ra chủ yếu từ các khâu lọc, đánh đơng, cán

p cao su… c hàm lượng

hóa chất cao và tạp chất bẩn nhiều nhất trong các công nghệ chế biến tạo sản
phẩm như cao su cốm, cao su tờ... Ngồi ra, khu vực tiếp nhận mủ từ nơng
trường cũng phát sinh nước thải từ việc vệ sinh hồ chứa sau khi giao mủ,
lượng nước này bẩn và chứa hàm lượng cao su cao.
Bảng 2.2. Thành phần tính chất đặc trưng của nước thải chế biến mủ cao su
thiên nhiên
Chỉ Tiêu

pH

Mủ cốm thô

Mủ cốm tinh

Mủ latex

Nước thải

( mủ tạp)

(mủ nước)

(mủ ly tâm)

hỗn hợp

5,0-6,0

5,0-6,0

9,0-11

5,5 – 6,5


BOD (mg/l)

400-500

1500-5500

1500-5500

3500 – 4500

COD (mg/l)

520-620

2500-6000

3500 – 7000

4500 – 5500

SS (mg/l)

4000-8000

220-6000

150 – 200

4500 – 5500

Tổng Nito
(mg/l)

-

-

-

60 – 300

Tổng Phospho
(mg/l)

-

-

-

10 – 50

(Viện nghiên cứu Cao su Việt Nam, 2003)
Bảng 2.3. Thành phần, tính chất của nước thải chế biến cao su theo chủng loại
sản phẩm
Chủng loại sản phẩm
Chỉ Tiêu

Mủ cốm tinh

Mủ cốm thô

Cao su tờ

Mủ ly tâm

COD (mg/l)

3540

2720

4350

6212

BOD5 ( mg/l)

2020

1594

2514

4010

TKN mg/l

95

48

150

565

N – ammonia, mg/l

75

40

110

426

N – hữu cơ, mg/l

20

8

40

139

TSS, mg/l

114

67

80

122

pH

5,2

5,9

5,1

4,2

P – PO43 – , mg/l

26,6

12,3

38

48

SO42 – , mg/l

22,1

10,3

24,2

35

Ca, mg/l

2,7

4,1

4,7

7,1

Fe, mg/l

2,3

2,3

2,6

3,6

K, mg/l

42,5

48

45

61

Mg, mg/l

11,7

8,8

15,1

25,9

(TCTCSĐN, 2003)

Từ bảng 2.2 và bảng 2.3 có thể thấy nước thải chế biến mủ cao su nhìn
chung có pH thấp, do tính đặc thù của vật liệu và cơng nghệ chế biến (sử dụng
acid làm đông tụ và kết hợp với sự phân hủy sinh học lipids và phospholipids
trong khi tồn trữ nguyên liệu tạo thành các acid b o bay hơi). Ngoài ra hơn
90% chất rắn lơ lửng chủ yếu là latex cịn sót lại nên nồng độ COD, BOD
trong nước thải rất cao. Hàm lượng N –NH 3 cao là do sử dụng ammonia để
chống đông tụ. Chất ô nhiễm hữu cơ trong nước thải chế biến mủ cao su chủ
yếu ở dạng dễ phân hủy sinh học. Vì vậy, khi thải ra mơi trường, dưới tác
dụng của vi sinh vật có sẵn trong tự nhiên, chúng sẽ bị phân hủy sinh học sinh
ra mùi hôi thối, gây cạn kiệt oxy của nguồn nước tiếp nhận. Đồng thời chúng
cũng gây ra hiện tượng phú dưỡng hóa nguồn nước tiếp nhận do chúng có
chứa một lượng nitơ lớn. Đối với các hạt cao su chưa kịp đông tụ trong q
trình đánh đơng (tồn trữ mủ), chúng sẽ xuất hiện trong hệ thống xử lý nước
thải, gây cản trở cho quá trình xử lý.
2.2. HIỆN TRẠNG CHẾ BIẾN MỦ CAO SU TẠI TỈNH BÌNH DƯƠNG
Điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng tại Bình Dương rất phù hợp cho việc
phát triển cây công nghiệp đặc biệt là cây cao su. Hiện nay trên địa bàn tỉnh
cao su là cây lâu năm c diện tích trồng lớn nhất và c xu hướng tăng dần.
Diện tích đất dành cho cao su cũng phân bố khơng đồng đều tại các huyện tại
các khu vực có tốc độ đơ thị hóa – cơng nghiệp hóa cao, diện tích cao su có
xu hướng giảm dần, đặc biệt là tại Thành phố Thủ Dầu Một, Thị xã Dĩ An và
thị xã Thuận An.
Tính đến nay, Bình Dương c

tổng diện tích cây cao su hơn 134.244

ha, trong đ , diện tích cho khai thác gần 108.515 ha (Nguồn: Niên giám thống
kê tỉnh Bình Dương năm 2014).