NÂNG cấp, TÍNH TOÁN THIẾT kế hệ THỐNG xử lý nước THẢI NHÀ máy CAO SU tân BIÊN CÔNG SUẤT 2500M3NGÀY đêm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÌNH DƯƠNG
KHOA CƠNG NGHỆ SINH HỌC

TRƯƠNG CHÂU DU

NÂNG CẤP, TÍNH TỐN THIẾT KẾ
HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI
NHÀ MÁY CHẾ BIẾN CAO SU TÂN BIÊN
(CÔNG SUẤT 2500 M3/NGÀY ĐÊM)

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN CNSH

GVHD : Th.S TRẦN MINH ĐẠT

BÌNH DƯƠNG – 2012


LỜI CẢM ƠN
“Công cha như núi Thái Sơn
Nghĩa mẹ như nước trong nguồn chảy ra.”
Đầu tiên, con xin bày tỏ lịng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến Ba Mẹ và những
người thân trong gia đình đã ni dưỡng và dạy dỗ con trưởng thành, người luôn ở bên
cạnh con, ủng hộ và động viên con vượt qua tất cả những khó khăn và thử thách trong
cuộc sống.
Xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Trường ĐH Bình Dương, Ban chủ nhiệm
khoa Cơng Nghệ Sinh Học cùng tồn thể quý thầy cô trong khoa đã giáo dục, truyền
đạt kiến thức và tạo điều kiện tốt cho em học tập cũng như thực hiện đề tài luận văn
tốt nghiệp này.
Xin chân thành cảm ơn Ban giám đốc Chi cục Bảo vệ môi trường - Sở Tài
nguyên và Môi trường Tây Ninh đã cho phép và tạo điều kiện thuận lợi để em thực tập
tại Chi cục. Em xin gửi lời cảm ơn đến anh Lâm Văn Xinh – chuyên viên mơi trường

đã hướng dẫn và giúp đỡ trong q trình thu thập số liệu.
Và đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến thầy Trần Minh Đạt – giảng
viên khoa Công Nghệ Sinh Học – Trường ĐH Bình Dương, người đã tận tình hướng
dẫn và truyền đạt những kinh nghiệm quý báu cho em trong suốt thời gian thực hiện đề
tài.
Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn những người bạn đã luôn chia sẻ và giúp đỡ
tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Trong quá trình thực hiện đề tài đã cố gắng rất nhiều nhưng với kiến thức và năng
lực có hạn nên khơng tránh khỏi thiếu sót. Rất mong được sự đóng góp ý kiến của quý
thầy cô và các bạn để luận văn hoàn chỉnh hơn.

Thủ Dầu Một, ngày 15 tháng 02 năm 2012
Sinh viên Trương Châu Du

i


CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

Bình Dương, ngày…… tháng …… năm 2012

BẢN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
1. Họ và tên giáo viên: Ths. Trần Minh Đạt
2. Học hàm – Học vị: Thạc sĩ
3. Đơn vị công tác: Trường Đại Học Bình Dương
4. Tên đề tài: Nâng cấp, tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến
cao su Tân Biên (công suất 2500m3/ngày đêm)
5. Họ và tên sinh viên thực tập: Trương Châu Du

MSSV: 0707126

6. Lớp:04SH02

Chuyên ngành: Môi Trường

7. Nội dung nhận xét
a. Nhận xét chung về kết quả đề tài: ..........................................................................
....................................................................................................................................
b. Tính khoa học trong cách thức tổ chức, bố trí thực hiện cơng việc:......................
....................................................................................................................................
c. Thái độ, đạo đức, tác phong trong quá trình thực hiện LVTN:..............................
....................................................................................................................................
d. Tính chuyên cần, tỉ mỉ, đam mê công việc : ..........................................................
....................................................................................................................................
e. Tinh thần cầu thị, ham học hỏi trong nghiên cứu: .................................................
....................................................................................................................................
f. Các nhận xét khác:..................................................................................................
8. Điểm đánh giá: …../10 điểm (Điểm chữ: ………….).

Giáo viên hướng dẫn
(ký và ghi rõ họ tên)

iii


CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc
Bình Dương, ngày…… tháng …… năm 2012

BẢN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
1.Họ và tên giáo viên: ..................................................................................................
2. Học hàm – Học vị: ..................................................................................................
3. Đơn vị công tác: .......................................................................................................
4. Tên đề tài: : Nâng cấp, tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy chế biến
cao su Tân Biên (công suất 2500m3/ngày đêm)
5. Họ và tên sinh viên thực tập: Trương Châu Du
6. Lớp:04SH02

MSSV: 0707126
Chuyên ngành: Môi Trường

7. Nội dung nhận xét
a. Hình thức trình bày luận văn: ...............................................................................
...................................................................................................................................
b. Nội dung khoa học và ý nghĩa thực tiễn: ..............................................................
...................................................................................................................................
c. Nội dung và phương pháp nghiên cứu:.................................................................
...................................................................................................................................
d. Tính chính xác, tin cậy của kết quả: .....................................................................
...................................................................................................................................
e. Một số lỗi còn tồn đọng: .......................................................................................
...................................................................................................................................
8. Một số câu hỏi đề nghị sinh viên trả lời
- Câu 1:......................................................................................................................
- Câu 2:......................................................................................................................
- ................................................................................................................................
9. Điểm đánh giá: ……/10 điểm (Điểm chữ: ……….).

Giáo viên phản biện

(ký và ghi rõ họ tên)

iv


MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM ƠN .........................................................................................................i
NHẬN XÉT CỦA CƠ QUAN THỰC TẬP .........................................................ii
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ..................................................iii
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN .....................................................iv
MỤC LỤC............................................................................................................... v
DANH MỤC CÁC BẢNG ..................................................................................... x
DANH MỤC CÁC HÌNH ....................................................................................... xii
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT............................................ xiii
TĨM TẮT ĐỀ TÀI ................................................................................................ xiv
CHƯƠNG 1
MỞ ĐẦU
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ.................................................................................................... 1
1.2. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI .................................................................... 3
1.3. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI ................................................................................ 3
1.4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI...................................................... 4
1.5 GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI .................................................................................. 5
1.6 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI.................................................................................... 5
CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1.TỔNG QUAN VỀ CÂY CAO SU..................................................................... 7
2.1.1. Nguồn gốc cây cao su .........................................................................................7
2.1.2. Thành phần, tính chất mủ cao su.....................................................................8
2.2. TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA SẢN XUẤT MỦ CAO SU... 10

2.2.1. Xử lý bằng phương pháp cơ học (vật lý) ....................................................... 10
2.2.1.1. Lọc qua song chắn rác và lưới chắn rác ...................................................... 11

v


2.2.1.2. Phương pháp lắng........................................................................................ 12
2.2.1.3. Tuyển nổi .................................................................................................... 13
2.2.1.4. Bể điều hịa.................................................................................................. 14
2.2.2. Xử lý bằng phương pháp hố học .................................................................. 14
2.2.2.1. Đông tụ (keo tụ) .......................................................................................... 14
2.2.2.2. Khử trùng .................................................................................................... 16
2.2.2.3. Oxy hóa ....................................................................................................... 16
2.2.2.4. Hấp phụ ....................................................................................................... 17
2.2.3. Xử lý bằng phương pháp sinh học ................................................................. 17
2.2.3.1. Xử lý sinh học trong mơi trường hiếu khí................................................... 18
2.2.3.1.1. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên.... 18
2.2.3.1.2. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện nhân tạo ... 19
2.2.3.2. Xử lý sinh học trong mơi trường kỵ khí (bể UASB - Upflow Anaerobic Sludge
Blanket) .................................................................................................................... 21
2.2.3.3. Xử lý sinh học trong mơi trường hiếu khí – kỵ khí (SBR - Sequencing Batch
Reactor) .................................................................................................................... 21
2.3. TÌNH HÌNH XLNT CHẾ BIẾN MỦ CAO SU TRÊN THẾ GIỚI .................. 22
2.4. TÌNH HÌNH XLNT CHẾ BIẾN MỦ CAO SU Ở VIỆT NAM........................ 24
2.4.1. Tổng quan....................................................................................................... 24
2.4.2. Tình trạng kỹ thuật tại hệ thống xử lý nước thải ngành cao su...................... 25
2.4.3. Hiện trạng các hệ thống xử lý nước thải ........................................................ 26
2.5. TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY CHẾ BIẾN MỦ CAO SU TÂN BIÊN........... 27
2.5.1. Vị trí địa lý ..................................................................................................... 27
.2.5.2. Đặc điểm khí tượng thuỷ văn ........................................................................ 28

2.5.2.1. Địa chất ....................................................................................................... 28
2.5.2.2. Thổ nhưỡng – Địa chất thuỷ văn................................................................. 28
2.5.2.3. Khí tượng .................................................................................................... 29
2.5.2.3.1. Nhiệt độ .................................................................................................... 29

vi


2.5.2.3.2. Độ ẩm và chế độ mưa khu vực................................................................. 30
2.5.2.3.3. Chế độ gió ................................................................................................ 31
2.5.2.3.4. Bức xạ mặt trời......................................................................................... 31
2.5.2.3.5. Độ bốc hơi ................................................................................................ 31
2.5.2.3.6. Độ bền vững khí quyển ............................................................................ 32
2.5.2.3.7. Thuỷ văn................................................................................................... 32
2.5.3. Điều kiện về kinh tế xã hội ............................................................................ 32
2.5.4. Mô tả công nghệ sản xuất............................................................................... 34
2.5.5. Công suất sản xuất ......................................................................................... 37
2.5.6. Nguyên liệu và hoá chất................................................................................. 38
2.5.6.1. Nhu cầu nguyên vật liệu sản xuất ............................................................... 38
2.5.6.2. Nhu cầu tiêu thụ hoá chất............................................................................ 38
CHƯƠNG 3
VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1. VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU .............................................................................. 44
3.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..................................................................... 44
3.2.1. Phương pháp luận........................................................................................... 44
3.2.2. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết ............................................................... 44
3.2.3. Phương pháp khảo sát thực địa ...................................................................... 44
3.2.4. Phương pháp thu thập số liệu ......................................................................... 45
3.2.5. Phương pháp so sánh...................................................................................... 45
3.2.6. Phương pháp xử lý số liệu và tính tốn.......................................................... 45

3.2.7. Phương pháp sử dụng các phần mềm bổ trợ .................................................. 45
3.3. ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI HIỆN HỮU 45
3.4. ĐẶC TÍNH VÀ THÀNH PHẦN CHUNG CỦA NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN CAO
SU…………………................................................................................................. 46
3.5. CÁC CĂN CỨ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ....................................... 47
3.5.1. Cơ sở lựa chọn công nghệ .............................................................................. 47

vii


3.5.2. Lựa chọn quy trình cơng nghệ ....................................................................... 48
3.5.3. Xác định lưu lượng nước thải ........................................................................ 51
3.6. ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN................................................................................. 53
3.6.1. Phương án 1.................................................................................................... 53
3.6.1.1. Qui trình cơng nghệ..................................................................................... 53
3.6.1.2. Thuyết minh qui trình.................................................................................. 53
3.6.2. Phương án 2.................................................................................................... 55
3.6.2.1. Quy trình cơng nghệ.................................................................................... 55
3.6.2.2. Thuyết minh qui trình.................................................................................. 57
CHƯƠNG 4
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1. KẾT QUẢ ......................................................................................................... 58
4.1.1. Tính tốn phương án 1(xây mới hồn tồn)................................................... 58
4.1.1.1. Song chắn rác hiện hữu ............................................................................... 58
4.1.1.2. Hầm bơm tiếp nhận (xây mới hoàn toàn) ................................................... 62
4.1.1.3. Bể gạn mủ (xây mới)................................................................................... 63
4.1.1.4. Bể điều hòa (hiện hữu) ................................................................................ 65
4.1.1.5. Bể tuyển nổi (hiện hữu)............................................................................... 68
4.1.1.6. Bể UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) hiện hữu) ......................... 72
4.1.1.7. Tính tốn hồ làm thống (xây mới)............................................................. 75

4.1.1.8. Hồ tùy nghi (hiện hữu) ................................................................................ 83
4.1.1.9. Hồ hoàn thiện (xây mới) ............................................................................. 85
4.1.1.10. Bể chứa bùn (hiện hữu)............................................................................. 90
4.1.1.11. Máy ép bùn (mua mới).............................................................................. 91
4.1.2. Tính tốn phương án 2 ................................................................................... 92
4.1.2.1. Tính tốn bể Aerotank (hiện hữu) ............................................................... 92
4.1.2.2. Tính tốn bể lắng 2 (xây mới)..................................................................... 98
4.1.2.3. Tính tốn hồ tùy nghi .................................................................................. 102

viii


4.1.2.4. Tính tốn bể khử trùng (xây mới) ............................................................... 103
4.1.2.5. Tính tốn bể phân hủy bùn kỵ khí (xây mới).............................................. 104
4.1.2.6. Tính tốn máy ép bùn.................................................................................. 106
4.2. DỰ TỐN KINH PHÍ ...................................................................................... 107
4.2.1. Dự tốn phương án 1...................................................................................... 107
4.2.2. Dự toán phương án 2...................................................................................... 110
4.3. BIỆN LUẬN ..................................................................................................... 113
4.3.1. So sánh 2 phương án ...................................................................................... 113
4.3.2. Hướng dẫn vận hành ...................................................................................... 114
4.3.2.1. Các bước chuẩn bị (các mục cần kiểm tra trước khi vận hành).................. 114
4.3.2.2. Các hiện tượng và sự cố thường gặp........................................................... 116
4.3.2.3. An toàn lao động ......................................................................................... 118
CHƯƠNG 5
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
5.1. KẾT LUẬN ....................................................................................................... 122
5.2. KIẾN NGHỊ ...................................................................................................... 122

ix

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1 Thành phần hóa học và vật lý của cao su Việt Nam

............................. 8

Bảng 2.2 Một số cơng trình xử lý nước thải cao su ở Malaysia .............................. 23
Bảng 2.3 Hệ thống các công nghệ xử lý nước thải cao su tại một số nhà máy........ 26
Bảng 2.4 Năng lực sản xuất của nhà máy ................................................................ 37
Bảng 2.5 Nhu cầu nguyên liệu mủ cao su dùng cho sản xuất 1 năm....................... 38
Bảng 2.6 Nhu cầu hóa chất sử dụng......................................................................... 38
Bảng 2.7 So sánh nồng độ các chỉ tiêu ô nhiễm với QCVN 01 :2008/BTNMT.... 40
Bảng 4.1 Hệ số khơng điều hịa ............................................................................... 58
Bảng 4.2 Tóm tắt các thông số thiết kế song chắn rác 1 ......................................... 64
Bảng 4.3 Tóm tắt các thơng số thiết kế song chắn rác 2 ......................................... 62
Bảng 4.4 Các thông số thiết kế hầm bơm ................................................................ 63
Bảng 4.5 Tóm tắt các thơng số của bể gạn............................................................... 65
Bảng 4.6 Các dạng khuấy trộn bể điều hịa.............................................................. 66
Bảng 4.7 Thơng số tính tốn bể điếu hịa................................................................. 68
Bảng 4.8 Các thơng số thiết kế bể tuyển nổi............................................................ 72
Bảng 4.9 Thơng số tính tốn bể UASB.................................................................... 75
Bảng 4.10 Thơng số thiết kế hồ làm thống bậc 1................................................... 80
Bảng 4.11 Bảng thông số thiết kế hồ làm thống bậc 2........................................... 83
Bảng 4.12 Thơng số thiết kế hồ tùy nghi ................................................................. 85
Bảng 4.13 Thông số thiết kế hồ hồn thiện.............................................................. 90
Bảng 4.14 Thơng số thiết kế bể chứa bùn............................................................... 91
Bảng 4.15 Các thông số thiết kế bể Aerotank sục khí tuần hồn............................. 98
Bảng 4.16 Thơng số thiết kế bể lắng 2..................................................................... 102
Bảng 4.17 Thông số thiết kế hồ tùy nghi ................................................................. 103

Bảng 4.18 Thông số thiết kế bể khử trùng ............................................................... 104
Bảng 4.19 Tổng hợp số liệu tổng lượng bùn ở các cơng trình phía trước ............... 104

x


Bảng 4.20 Các thông số thiết kế bể phân hủy bùn kỵ khí........................................ 106
Bảng 4.21 Mơ tả cơng trình phương án 1 ................................................................ 108
Bảng 4.22 Bảng mơ tả cơng trình phương án 1 ....................................................... 108
Bảng 4.23 Chi phí lương cơng nhân ........................................................................ 110
Bảng 4.24 Mơ tả cơng trình phương án 2 ................................................................ 110
Bảng 4.25 Bảng mơ tả cơng trình phương án 2 ....................................................... 111
Bảng 4.26 Chi phí lương cơng nhân ........................................................................ 112
Bảng 4.27 Các hiện tượng và sự cố thường gặp ...................................................... 116

xi


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1 Sơ đồ quy trình cơng nghệ sản xuất mủ cốm từ mủ nước ........................ 34
Hình 2.2 Sơ đồ quy trình cơng nghệ sản xuất mủ cốm từ mủ tạp............................ 36
Hình 2.3 Nơi tiếp nhận nước thải của nhà máy.........................................................41
Hình 2.4 Cơng nghệ trạm xử lý nước thải chế biến mủ cao su thiên nhiên............. 42
Hình 3.1 Sơ đồ quy trình cơng nghệ phương án 1………………………………….54
Hình 3.2 Sơ đồ dây chuyền công nghệ phương án 2 ............................................... 56

xii


DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

BOD

Nhu cầu oxy sinh hoá ( Biochemical Oxygen Demand)

BOD5

Nhu cầu oxy sinh hóa 5 ngày (Biological Oxyzen Demand)

COD

Nhu cầu oxy hố học (Chemical Oxygen Demand)

DO

Nồng độ oxy hoà tan (Dissolved Oxygen)

SS

Hàm lượng chất rắn lơ lửng (Suspendid Solids)

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

XLNT

Xử lý nước thải

BTNMT

Bộ tài nguyên môi trường

Ngđ

Ngày đêm

xiii


TĨM TẮT ĐỀ TÀI
Xuất phát từ thực tiễn tìm hiểu và nghiên cứu về tình hình hoạt động của nhà máy
xử lý nước thải Cao Su Tân Biên, để nhằm nâng cao hiệu quả xử lý và chất lượng nước
thải đầu ra của hệ thống, đề tài “Nâng cấp tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước
thải nhà máy chế biến Cao su Tân Biên công suất 2500m3/ngày đêm” được thực
hiện với các nội dung cơ bản sau:
Tìm hiểu sơ lược về các vấn đề mơi trường có liên quan đến quá trình hoạt động
của nhà máy xử lý, khái quát về nội dung của các phương pháp xử lý nước thải.Căn cứ
theo nguồn gốc phát sinh, đặc tính nước thải của nhà máy, và dựa vào quá trình nghiên
cứu đánh giá về hoạt động, cũng như hiệu quả xử lý nước thải hiện tại của nhà máy.
Tác giả đã đề xuất 2 phương án như sau:
- Phương án 1: tính tốn xây mới hồn tồn hệ thống xử lý nước thải nhà máy
Cao su Tân Biên với công suất 2500m3/ngày đêm, nước sau xử lý đạt quy chuẩn loại B
01:2008/BTNMT.
- Phương án 2: nâng cấp cải tạo hệ thống xử lý cũ với công suất 2500m3/ngày
đêm, nước thải sau xử lý đạt quy chuẩn loại B 01:2008/BTNMT.
Sau khi có phương án đề xuất mới cho nhà máy, tiến hành phương pháp tính tốn

thiết kế các cơng trình đơn vị và dự toán giá thành xử lý cho 1m3 nước thải của nhà
máy ở từng phương án.
Cuối cùng tác giả sử dụng phương pháp so sánh và lựa chọn phương án 2 là
phương án tối ưu đưa vào hoạt động. Kết quả cuối cùng đạt được là chất lượng nước
thải sau xử lý của nhà máy đạt quy chuẩn loại B QCVN 01:2009/BTNMT với chi phí
xử lý cho 1m3 nước thải là 6300VNĐ.

xiv


1

CHƯƠNG 1.
MỞ ĐẦU

1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong quá trình phát triển khơng ngừng của xã hội, lồi người đã đạt được
nhiều thành tựu to lớn trong các lĩnh vực kinh tế - xã hội với một trình độ khoa học
kỹ thuật hiện đại. Từ giữa thế kỷ XX, cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật đã giúp
con người giải quyết được nhiều vấn đề trọng đại trong phát triển đời sống, tạo một
lực lượng sản xuất khổng lồ, đưa nhân loại vào thời đại văn minh. Bên cạnh sự tích
cực ấy cũng kèm theo mn vàng khó khăn như là việc phát triển các lĩnh vực kinh
tế - xã hội, khoa học - kỹ thuật càng hiện đại thì hệ luỵ tất yếu sẽ xảy ra nào là mất
cân đối nguồn tài nguyên thiên nhiên, việc sản xuất ra một lượng lớn sản phẩm
đồng thời cũng thải ra một lượng không nhỏ các hoá chất độc hại, rác thải, khối bụi,
phế phẩm … Hiện nay trên thế giới sự ra đời của các dự án phát triển sạch (CDM)
đã và đang là hướng giải quyết mang lại hiệu quả tích cực, thân thiện với mơi
trường, điển hình là một số dự án như: các biện pháp tăng hiệu quả năng lượng nồi
hơi công nghiệp ở Việt Nam, dự án điện nhiệt kết hợp ở Trung Quốc, đun nước
bằng năng lượng mặt trời ở Nam Phi, dự án thuỷ điện 26MW tại Chilê…Chính vì

thế, song song với việc phát triển kinh tế chúng ta phải không ngừng đầu tư nghiên
cứu, phát triển các cơng nghệ đảm bảo điều hồ lợi ích giữa việc phát triển và hạn
chế ô nhiễm môi trường.
Như chúng ta đã biết công nghệ chế biến mủ cao su là một trong những ngành
công nghiệp quan trọng của nước ta, hàng năm đã đem lại nguồn ngoại tệ đáng kể
cho ngân sách nhà nước góp phần to lớn trong sự nghiệp phát triển kinh tế. Diện
tích đất trồng cây cao su ở nước ta cũng khá lớn đại diện gồm các vùng như sau:
Đông Nam Bộ, Tây Nguyên, Trung tâm phía Bắc, Dun Hải miền Trung. Đặc biệt,
Đơng Nam Bộ là nơi có diện tích đất trồng cây cao su nhiều nhất có thể nói đầu tàu


2

của ngành phát triển cây cao su. Bao gồm các tỉnh Bình Dương, Bình Phước, Đồng
Nai, Tây Ninh…
Tỉnh Tây Ninh nằm trong vùng Đông Nam bộ và Vùng Kinh tế trọng điểm
phía Nam, khơng chỉ tiếp giáp với các địa bàn sôi động trong phát triển kinh tế như
thành phố Hồ Chí Minh, Bình Dương, Long An mà Tây Ninh cịn có đường biên
giới với ba tỉnh của Cam-pu-chia dài khoảng 240 km. Bên cạnh thuận lợi về vị trí
Tây Ninh cịn được thiên nhiên ưu đãi cho một khí hậu tương đối ơn hồ, lượng
mưa dồi dào, đất đai thì màu mỡ, khống sản tương đối phong phú thích hợp cho
việc phát triển công - nông nghiệp. Từ lâu nơi đây các loại cây lương thực đã được
đẩy mạnh trồng trọt với các cây chủ đạo như mía, mì, lúa, bắp …tuy nhiên gần đây
các dự án phát triển cây công nghiệp cũng đang được đẩy mạnh đầu tư điển hình là
cao su, hồ tiêu, hạt điều. Ở Tây Ninh, cây cao su và ngành chế biến mủ cao su có
vai trị đặc biệt quan trọng.
Tuy nhiên, bên cạnh sự phát triển của công nghiệp chế biến mủ cao su cũng
dấy lên sự lo ngại sâu sắc về khả năng môi trường sinh thái của tỉnh Tây Ninh bị
thái hố do ngành cơng nghiệp này gây nên. Bởi vì công nghiệp chế biến mủ cao su
là một trong những ngành công nghiệp tạo ra một khối lượng lớn nước thải có nồng

độ ơ nhiễm rất cao. Việc xây dựng một biện pháp xử lý hợp lý là vô cùng quan
trọng, không chỉ riêng đối với quốc gia nào mà đối với tất cả các quốc gia trên toàn
thế giới. Chính sách mở cửa của chính phủ đã khuyến khích các thành phần kinh tế
trong nước, thu hút vốn đầu tư nước ngoài để xây dựng nước ta thành một quốc gia
phát triển. Cùng với sự phát triển chung của đất nước, đặc biệt để phát triển song
hành cùng với tam giác kinh tế trọng điểm phía Nam là thành phố Hồ Chí Minh –
Vũng Tàu – Đồng Nai, tỉnh Tây Ninh đã thực hiện các chính sách thu hút đầu tư từ
nước ngồi, kích cầu nội lực trong tỉnh và đã thu hút được những kết quả đáng kể.
Cuộc sống của nhân dân đã và đang được nâng cao ngày càng tốt hơn.
Nhà máy máy chế biến mủ cao su Tân Biên là một trong những nhà máy trực
thuộc Tổng Công ty cao su Việt Nam được thành lập vào năm 1995. Trước năm
2002, nhà máy chỉ có một dây chuyền sản xuất mủ cốm từ mủ nước và mủ tạp với


3

cơng suất 5.000 tấn sản phẩm/năm. Sau đó nhà máy đã lắp đặt thêm dây chuyền chế
biến mủ latex và đa dạng hoá các sản phẩm mủ cốm. Đến nay nhà máy đã có 01
xưởng sản xuất mủ cốm với cơng suất 11.500 tấn sản phẩm/năm (trong đó: cơng
suất từ mủ tạp sang mủ cốm là 2500 tấn/năm và từ mủ nước sang mủ cốm là 9.000
tấn/năm) với 6 loại sản phẩm là: SVR3L, SVR5, SVR10, SVR20, CV50, CV60.
Một xưởng chế biến mủ latex có cơng suất là 3000 tấn sản phẩm/năm và 01 xưởng
xử lý skim với công suất là 500 tấn/năm. Trong những năm qua, nhà máy hoạt động
khá tốt, không ngừng cải tiến kỹ thuật, chế biến ra nhiều chủng loại sản phẩm nhằm
đáp ứng nhu cầu khách hàng.
1.2. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Nhà máy được xây dựng vào tháng 10 năm 1995, với hệ thống xử lý nước thải
tương đối thô sơ, chỉ xử lý nước thải cho công suất khoảng 2000m3/ngày đêm, mặc
dù đã có một số biện pháp cải thiện nhưng chưa đạt QCVN 01:2008/BTNMT. Bên
cạnh đó, do nhu cầu ngày càng cao của thị trường, nhà máy đã nâng công suất từ

10000 tấn sản phẩm/năm lên 15000 tấn sản phẩm/năm. Vì thế lượng nước thải cũng
tăng từ 2000 m3/ng.đ lên 2500 m3/ng.đ.
Mặc khác, với sự phát triển của khoa học kỹ thuật ngày càng hiện đại, nhiều
công nghệ mới ra đời với nhiều ưu thế vượt trội có thể thay thế cho những công
nghệ đã và đang áp dụng tại nhà máy chế biến mủ cao su Tân Biên, giúp tiết kiệm
chi phí và đem lại hiệu quả xử lý tốt hơn đáp ứng những đòi hỏi ngày càng cao về
chất lượng nguồn nước.
Chính vì vậy đề tài “Cải tạo, tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải cao
su nhà máy chế biến mủ cao su Tân Biên” với công suất 2500m3/ngày đêm là cấp
bách và cần thiết. Do đó đề tài đi theo hướng cải tạo, nếu làm thiết kế mới mà
không sử dụng các hạng mục của hệ thống cũ sẽ gây lãng phí và khơng có tính thực
tế.
1.3. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
 Khảo sát hiện trạng nhà máy chế biến cao su Tân Biên.
 Phân tích thành phần và tính chất nước thải cao su của nhà máy.


4

 Đưa ra phương án nâng cấp cải tạo hệ thống xử lý nước thải của nhà máy.
 Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy với mục tiêu giảm thiểu tác
động môi trường cũng như đảm bảo phát triển bền vững cho nhà máy và khu vực.
 Tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải cao su nhà máy chế biến mủ cao
su Tân Biên công suất 2500m3/ngày đêm đạt QCVN 01:2008/BTNMT .
1.4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI:
 Lược khảo tài liệu thành phần, tính chất nước thải của nhà máy, các chỉ
tiêu cơ bản: chất rắn tổng cộng, nhiệt độ, độ màu, độ mùi. Nhu cầu oxy hoá hoá học
– NOH (COD), nhu cầu oxy hoá sinh học – NOS (BOD) Nitơ, chất hoạt động bề
mặt, độ đục, nồng độ pH, vi khuẩn và vi sinh vật khác trong nước thải.
 Tổng quan các phương pháp xử lý nuớc thải nhà máy chế biến cao su:

- Xử lý bằng phương pháp hố học và lý học: trung hịa, keo tụ, hấp phụ,
tuyển nổi, trao đổi ion…
- Xử lý bằng phương pháp sinh học: hồ hiếu khí, hồ kị khí, hồ tuỳ tiện, cánh
đồng tưới và bãi lọc, bể lọc sinh học…
- Xử lý bằng phương pháp cơ học: song chắn rác, lưới lọc, bể lắng cát, lọc cơ
học, phương pháp xử lý bùn, sân phơi bùn, máy ép băng tải, máy ép cặn ly tâm…
 Tổng quan nhà máy chế biến cao su Tân Biên
- Địa điểm hoạt động, vị trí khu đất, diện tích khn viên.
- Cơ sở hạ tầng nhà máy và khu vực xử lý nước thải.
- Qui mô hoạt động của nhà máy.
- Các nguồn phát sinh gây tác động môi trường: nguồn phát sinh nước thải,
nguồn phát sinh khí thải, nguồn phát sinh rác thải bình thường và nguy hại,…
 Khảo sát lưu lượng, thành phần, tính chất nước thải của nhà máy.
 Lược khảo tài liệu thành phần, tính chất nước thải nhà máy, các chỉ tiêu cơ
bản nước thải đầu ra sau khi qua hệ thống xử lý nước của nhà máy.
 Phân tích các thành phần ô nhiễm, các chỉ tiêu không đạt tiêu chuẩn gây ô
nhiễm môi trường.
 Đề xuất dây chuyền cơng nghệ tính tốn thiết kế nâng cấp cải tạo.


5

- Sơ đồ công nghệ, thuyết minh sơ đồ công nghệ theo phương án 1.
- Sơ đồ công nghệ, thuyết minh sơ đồ cơng nghệ theo phương án 2.
 Tính toán –thiết kế nâng cấp cải tạo hệ thống xử lý phù hợp.
- Phương án 1: Khảo sát, tính tốn – thiết kế hệ thống xử lý mới hoàn toàn với
công suất 2500m3/ngđ đạt loại B theo QCVN 01:2008/BTNMT.
- Phương án 2: đề xuất các phương án nâng cấp cải tạo phù hợp tính chất,
thành phần nước thải nhà máy hiện hữu đạt tiêu chuẩn xả thải theo quy định loại B
theo QCVN 01:2008/BTNMT công suất 2000m3/ngày đêm lên 2500m3/ngày đêm.

- Khai tốn kinh phí đầu tư xây dựng, thiết bị, chi phí hóa chất, nhân cơng …
 Lựa chọn phương án tối ưu nhất cho nhà máy sao cho vừa đạt hiệu quả xử
lý vừa mang hiệu quả kinh tế.
 Vẽ sơ đồ công nghệ, mặt bằng hệ thống xử lý và từng cơng trình đơn vị
bằng phần mền autocard.
1.5. GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI:
 Khảo sát hiện trạng và đề xuất phương án XLNT cho nhà máy chế biến mủ
cao su Tân Biên tỉnh Tây Ninh.
 Đề tài giới hạn trong phạm vi: Cải tạo, tính tốn – thiết kế hệ thống xử lý
nước thải công ty cao su Tân Biên đạt QCVN 01:2008/BTNMT (loại B). Do thời
gian thực hiện còn hạn chế nên đề tài chỉ tập trung vào việc xử lý nước thải mà bỏ
qua các khía cạnh khác của mơi trường. Bên cạnh đó đề tài chỉ mang tính chất xử lý
nước thải “cuối đường ống”, chưa thể áp dụng sản xuất sạch hơn vào để tiết kiệm
nguồn tài nguyên nước.
 Địa điểm thực hiện đề tài: nhà máy chế biến mủ cao su Tân Biên – Cơng ty
Cao su Tân Biên thuộc tập đồn Công Nghiệp cao su Việt Nam (Xã Tân Hiệp –
Huyện Tân Châu – Tỉnh Tây Ninh).
1.6. Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI
 Xây dựng trạm xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn môi trường, giải quyết được
vấn đề ô nhiễm môi trường do nước thải của công nghiệp chế biến mủ cao su thải
ra.


6

 Giảm tác động ô nhiễm môi trường trong khu vực và cộng đồng dân cư
sống gần khu vực nhà máy chế biến mủ cao su.
 Nước thải sau xử lý có thể sử dụng để tưới cây và một số mục đích khác.
 Bảo vệ nguồn tài nguyên nước đang ngày càng ơ nhiễm và cạn kiệt, góp
phần thúc đẩy phát triển kinh tế xã hội của tỉnh Tây Ninh.

7

CHƯƠNG 2.
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. TỔNG QUAN VỀ CÂY CAO SU
2.1.1. Nguồn gốc cây cao su
Cây cao su được tìm thấy ở Mỹ bởi Columbus trong khoảng năm 1493 – 1496.
Brazil là quốc gia xuất khẩu cao su đầu tiên vào thế kỷ thứ XIX (Websre and
Baulkwill, 1989). Cây cao su lần đầu tiên du nhập vào Đông Dương là do ông
J.B.louis Pierre người Pháp đem trồng vào năm 1877 nhưng không thành công. Ở
Việt Nam, cây cao su đầu tiên được trồng tại vườn thực vật Sài Gòn năm 1878. Năm
1897 dược sĩ Raoul lấy những hạt giống ở Java (giống gốc ở Brazil) đem về gieo
trồng tại Ông Yệm (Bến Cát). Cũng trong khoảng thời gian này, bác sĩ Yersin lấy
giống ở Colombo (Sri Lanka) đem gieo trồng tại Suối Dầu, Nha Trang. Từ đó các
vùng khác bắt đầu lấy giống về trồng và hình thành các vùng trồng cao su ngày nay.
Cao su (danh pháp khoa học: Hevea brasiliensis), là một loài cây thân gỗ thuộc
về họ Đại kích (Euphorbiaceae) và là thành viên có tầm quan trọng kinh tế lớn nhất
trong chi Hevea, do chất lỏng chiết ra tựa như nhựa cây của nó (gọi là nhựa mủ latex) có thể được thu thập lại như là nguồn chủ lực trong sản xuất cao su tự nhiên.
Cây cao su có thể cao tới trên 30 m. Nhựa mủ màu trắng hay vàng có trong
các mạch nhựa mủ ở vỏ cây, chủ yếu là bên ngoài libe. Các mạch này tạo thành
xoắn ốc theo thân cây theo hướng tay phải, tạo thành một góc khoảng 300 với mặt
phẳng. Cây cao su phù hợp với thời tiết nóng, ẩm.
Mỗi năm, cây cao su thay lá một lần, thay hoàn toàn hoặc thay dần. Cây cao su
phù hợp với thời tiết nóng, ẩm. Trên 90% sản lượng cao su thiên nhiên thế giới đến
từ Đơng Nam Á, phần cịn lại đến từ Châu Phi, Châu Mỹ. Cây cao su sinh trưởng tự
nhiên thành rừng, tuy nhiên nó thường bị bệnh cháy lá trầm trọng, do đó việc phát
triển thành đồn điền tại Mỹ gặp trở ngại lớn. Bệnh cháy lá hầu như không gặp ở các
nước viễn đông.

8

2.1.2. Thành phần, tính chất mủ cao su
Mủ cao su là hỗn hợp các cấu tử cao su nằm lơ lửng trong dung dịch gọi là
nhũ thanh hoặc serium. Hạt cao su hình cầu có đường kính d < 0,5 μm chuyển động
hỗn loạn (chuyển động Brown) trong dung dịch. Thơng thường 1 gram mủ có
khoảng 7,4.1012 hạt tử cao su, bao quanh các hạt này là các protein giữ cho latex ở
trạng thái ổn định.
- Thành phần hóa học của latex :
Phân tử cơ bản của cao su là isoprene polymer (cis–1,4–polyisoprene [C5H8]n)
có khối lượng phân tử 105 – 107. Nó được tổng hợp từ cây bằng một quá trình phức
tạp của carbohydrate. Cấu trúc hố học của cao su tự nhiên (cis–1,4–polyisoprene):
CH2C = CHCH2 – CH2C = CHCH2 = CH2C = CHCH2
CH3

CH3

CH3

Bảng 2.1 Thành phần hóa học và vật lý của cao su Việt Nam
Thành Phần

Phần Trăm (%)

Hạt cao su

28 – 40

Protein

2,0 – 2,7

Đường

1,0 – 2,0

Muối khoáng

0,5

Lipit

0,2 – 0,5

Nước

55 – 65

Mật độ cao su

0,932 – 0,952

Mật độ serium

1,031 – 1,035

[Nguồn: Viện nghiên cứu cao su Việt Nam, năm 2008]

Tất cả các thông số được biểu diễn bằng tỷ lệ phần trăm trọng lượng ướt.
Trọng lượng riêng tấn/m3.


9

- Cấu trúc, tính chất của thể giao trạng:
Tổng quát, latex được tạo bởi những phân tử phân tán cao su (pha bị phân tán)
nằm lơ lửng trong chất lỏng (pha phân tán) gọi là serum. Tính phân tán ổn định này
có được là do các protein bị những phần tử phân tán cao su trong latex hút lấy, ion
cùng điện tích sẽ phát sinh lực này giữa các hạt tử cao su.
+ Pha phân tán – Serium:
Serium có chứa một phần là những chất hợp thành trong thể giao trạng, chủ
yếu là protein, phospholipit, một phần là những hợp chất tạo thành dung dịch thật
như: muối khoáng, heterosid với methyl – 1 inositol hoặc quebrachitol và các acid
amin với tỉ lệ thấp hơn.
Trong serium hàm lượng thể khô chiếm 8 – 10%. Nó cho hiệu ứng Tyndall
mãnh liệt nhờ chứa nhiều chất hữu cơ hợp thành trong dung dịch thể giao trạng.
Như vậy serium của latex là một di chất nhưng nó có độ phân tán mạnh hơn nhiều
so với độ phân tán của các hạt tử cao su nên có thể coi như một pha phân tán duy
nhất.
+ Pha bị phân tán – hạt tử cao su:
Tỉ lệ pha phân tán hay hàm lượng cao su khô trong latex do cây cao su tiết ra
cao nhất đạt tới 53% và thấp nhất là 18% (phân tích của Viện khảo cứu cao su Đông
Dương trước nay). Hầu hết các hạt tử cao su có hình cầu, kích thước khơng đồng
nhất: Ở giữa đường kính 0,6 micron và số hạt 2x108 cho mỗi cm3 latex, 90% trong
số này có đường kính dưới 0,5 micron.
Hạt tử cao su trong latex khơng chỉ chuyển động Brown mà cịn chuyển động
Crémage (kem hố). Đó là chuyển động của các hạt tử cao su nổi lên trên mặt chất
lỏng do chúng nhẹ hơn. Sự chuyển động này rất chậm theo định luật Stocke :

2 g (d  d ' )r 2
V=
9
Trong đó:
V: Vận tốc kem hóa
μ : Độ nhớt chất lỏng


10

d: Tỉ trọng serum
d’: Tỉ trọng hạt tử cao su
r: Bán kính hạt tử cao su
g : Gia tốc trọng trường
Với các hạt tử có bán kính 1 micron, độ nhớt là 2cP ta sẽ thấy các phần tử cao
su latex phải mất hơn một tháng để tự nổi lên 1 cm. Để tăng vận tốc nổi của các hạt
cao su ta có thể giảm độ nhớt của latex hay tăng độ lớn của các phần tử cao su .
Các hạt tử cao su được bao bọc bởi một lớp protit. Lớp này xác định tính ổn
định và sự kết hợp thể giao trạng của latex. Độ đẳng điện của protit latex là tương
đương pH = 4,7 và các hạt tử không mang điện. Với pH cao hơn 4,7 các hạt tử
mang điện tích âm. Với pH thấp hơn 4,7 các hạt tử mang điện tích dương.
Các hạt tử cao su của latex tươi mà pH tương đương 7 điều mang điện âm.
Chính điện tích này tạo ra lực đẩy giữa các hạt cao su với nhau, đảm bảo sự phân
tán của chúng trong serium. Mặt khác, protit có tính hút nước mạnh giúp cho các
phần tử cao su được bao bọc xung quanh một vỏ phân tử nước chống lại sự va chạm
giữa các hạt tử làm tăng sự ổn định của latex.
2.2. TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA SẢN XUẤT MỦ CAO SU
2.2.1 Xử lý bằng phương pháp cơ học (vật lý)
Bản chất của quá trình xử lý cơ học gồm những quá trình mà nước thải sau khi

nước thải đi qua q trình đó sẽ khơng thay đổi tính chất hóa học và sinh học của
nó. Xử lý cơ học nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả của các bước xử lý tiếp
theo.
Quá trình xử lý cơ học thường áp dụng ở giai đoạn đầu của q trình xử lý hay
cịn gọi là q trình tiền xử lý, quá trình này dùng để loại các hợp chất không tan
gồm các tạp chất vô cơ và hữu cơ trong nước dựa theo nguyên lý của các lực vật lý
như: lực trọng trường, lực ly tâm, được áp dụng để tách các chất khơng hịa tan ra
khỏi nước thải. Nó được coi như là một bước đệm để đảm bảo tính an tồn cho các
thiết bị và quá trình xử lý tiếp theo. Phương pháp xử lý cơ học thường đơn giản, rẻ


11

tiền, hiệu quả xử lý chất lơ lửng cao với các thiết bị cơ khí vận hành thủ cơng hoặc
tự động. Các cơng trình xử lý cơ học được áp dụng rộng rãi trong xử lý nước thải là:
2.2.1.1 Lọc qua song chắn rác và lưới chắn rác
Mục đích của q trình là khử tất cả các tạp chất có thể gây ra sự cố trong quá
trình vận hành hệ thống xử lý nước thải như làm tắc bơm, đường ống hoặc kênh
dẫn. Đây là bước quan trọng đảm bảo an toàn và điều kiện làm việc thuận lợi cho cả
hệ thống. Phương pháp này phải được xác định chính xác vì cả hai đều là cơ học.
 Song chắn rác
Có thể đặt cố định hoặc di động, cũng có thể là tổ hợp cùng với máy nghiền
nhỏ. Thông dụng hơn cả là các song chắn cố định. Các song chắn được làm bằng
kim loại, đặt ở cửa vào của kênh dẫn, nghiêng một góc 45 – 60o so với phương nằm
ngang để dễ nạo vét. Hiệu quả thao tác ít hay nhiều đều phụ thuộc vào kích thước
khe song, ta có thể chia thành:
- Song chắn tinh, khoảng cách nhỏ hơn 10 mm,
- Song chắn trung bình, khoảng cách từ 10 – 40 mm,
- Song chắn sơ bộ, khoảng cách lớn hơn 40 mm.
Song chắn tinh thơng thường phía trước được bảo vệ bằng song chắn rác sơ

bộ. Vớt rác nổi được thực hiện bằng song chắn rửa thủ công hoặc bằng song chắn
làm sạch tự động (phải cơ khí hố đối với lưu lượng lớn hoặc nước có hàm lượng
chất rắn cao). Khoảng cách thông thường của các mắt song chắn là:
- Từ 20 – 40 mm (trước lưới chắn) cho nước mặt nói chung,
- Từ 15 – 30 mm cho nước thải đô thị (nhưng trước mộ ray lọc hoặc bể lắng
lớp mỏng; phải có lưới chắn mịn đối với bùn (nếu cần thiết)  10 mm,
- Đối với một số chất thải công nghiệp, nhất là cơng nghiệp thực phẩm, cần
phải có một song chắn tinh.
Về nguyên tắc tốc độ chảy qua song chắn cần phải đủ lớn để vật trôi tới mặt
song chắn không gây nên tổn thất áp lực quá lớn và cũng không làm tắc nghẽn toàn
bộ chiều sâu song chắn hoặc bắt đầu kéo các chất này theo dòng. Tốc độ chảy qua
song chắn thông thường vào khoảng 0,6 – 1m/s. Với lưu lượng cực đại nó có giá trị