Xử lý nước thải cao su

Xử lý nước thải cao su là yêu cầu bắt buộc với ngành chế biến cao su. Ngành công nghiệp cao su có tốc độ tăng trưởng khá cao trong những năm vừa qua và đem lại nguồn lợi rất lớn cho nền kinh tế Việt Nam. Thế nhưng nước thải của ngành công nghiệp này thì lại rất khó xử lý, do vậy chi phí bỏ ra để xử lý nước thải cao su cũng không kém các ngành công nghiệp còn lại vì mức độ ô nhiễm cao, chủ yếu là tổng nitơ và các chất hữu cơ.

Hệ thống xử lý nước thải cao su do Nam Việt ETC thiết kế cho Khách hàng

Nguồn gốc phát sinh nước thải của nhà máy chế biến cao su 

• Quá trình vận chuyển, lưu trữ và xử lý cao su thô đầu vào
• Quá trình sản xuất , pha trộn tạo ra các sản phẩm từ nước thải vệ sinh , dọn dẹp , rửa máy …
• Quá trình vệ sinh , dọn dẹp , rửa máy máy móc trang thiết bị ,rửa sàn nhà máy , khu vực sản xuất ….

Hoạt động sinh hoạt của  nhân viện như : ăn uống , vệ sinh , tắm rửa ….

Thành phần tính chất nước thải cao su

• Chất hữu cơ, COD, BOD, độ màu  cao  ….
• Chất dinh dưỡng của ni-tơ (N), phốt-pho (P) rất cao
• Chất rắn lơ lửng
• Các vi trùng, vi khuẩn gây bệnh.
• Các chất hữu cơ, độ màu có trong nước thải (khoảng 55-65%) sẽ làm giảm lượng oxy hòa tan trong nước, ảnh hưởng tới đời sống của động, thực vật thủy sinh.
• Các chất dinh dưỡng của N, P gây ra hiện tượng phú dưỡng nguồn tiếp nhận dòng thải, ảnh hưởng tới sinh vật sống trong môi trường thủy sinh.
• Các chất rắn lơ lửng gây ra độ đục của nước, tạo sự lắng đọng cặn làm tắc nghẽn cống, đường ống và máng dẫn.

Tiêu chuẩn cột A – QCVN 40:2011/BTNMT

Quy trình xử lý nước thải cao su

Phương án xử lý

• Không gây ồn, không gây mùi hôi thối khó chịu cho khu vực xung quanh.
• Đạt tiêu chuẩn xả thải và tái sử dụng nước cho quá trình sản xuất
• Không ảnh hưởng tới mỹ quan và các hoạt động chung của nhà máy
• Quản lý, vận hành đơn giản, chi phí vận hành hợp lý.

Từ các đặc trưng trên và yêu cầu cần đạt được sau xử lý, công nghệ xử lý nước thải bao gồm các bước chính sau:

• Bước 1: Sử dụng phương pháp cơ học loại bỏ chất có kích thước lớn lơ lửng trong nước và trung hòa
• Bước 2: Sử dụng phương pháp hóa lý 2 bậc để xử lý các chất hữu cơ, COD, N, P, độ màu … của nước thải một cách tốt nhất
• Bước 3: Sử dụng phương pháp phân hủy sinh học kỵ khí, thiếu khí kết hợp hiếu khí để loại bỏ các chất hữu cơ có mặt trong nước thải. Nhằm mục đích tiếp tục khử lượng Nito, Photpho và hàm lượng chất hữu cơ ô nhiễm có trong nước (COD; BOD)

–   Bước 4: Sử dụng phương pháp khử trùng để tiêu diệt các vi sinh vật gây hại trong nước,

–    Bước 5: Sử dụng phương pháp lọc áp lực kết hợp với hồ sinh học (nếu có diện tích xử lý) nhằm xử lý triệt để các chất rắn lơ lửng (TSS) và độ màu, sắt, và các chất hữu cơ còn sót lại trong nước thải

–   Bước 6: Bùn thải sinh học và bùn thải hóa lý sẽ được bơm về các bể chứa bùn sinh học và hóa lý sau đó sẽ bơm về máy ép bùn (nếu có) để xử lý

Sơ đồ công nghệ Xử lý nước thải cao su

Thuyết minh hệ thống xử lý nước thải cao su

Nước thải từ các công trình đơn vị (hoạt động sinh hoạt và và từ hoạt động chế biến cao su của nhà máy, …) được thu gom theo hệ thống thoát nước thải và chảy vào hệ thống xử lý nước thải

 Xử lý sơ bộ

Cụm xử lý sơ bộ bao gồm: Bể gom à Thiết bị tách rác à Bể điều hòa

Bể gom

Trước khi vào bể gom, nước thải được loại bỏ rác có kích thước lớn bằng song chắn rác thô để bảo vệ bơm và hệ thống đường ống. Bể gom là nơi tiếp nhận nguồn nước thải sinh hoạt và sản xuất.

Bể điều hòa

Trước khi vào bể điều hòa, nước thải được loại bỏ rác thông qua máy tách rác tinh nhằm bảo vệ bơm và đường ống phía sau. Bể điều hòa có chức năng điều hòa lưu lượng, nồng độ các chất ô nhiễm cho hệ thống tránh tình trạng sốc tải vi sinh.

Xử lý hóa lý – tuyển nổi

Cụm xử lý hóa lý – tuyển nổi bao gồm: Bể trung gian ->Bể phản ứng ->Bể tuyển nổi DAF

Bể trung gian

Nước thải được cân bằng pH thông qua hệ thống châm NaOH để đảm bảo hiệu quả keo tụ cao.

Bể phản ứng

hóa chất keo tụ PAC được châm vào và trộn đều. Chất keo tụ giúp làm mất ổn định các hạt cặn có tính “keo” và kích thích chúng kết lại với các cặn lơ lửng khác để tạo thành các bông cặn.

Hóa chất trợ keo tụ A. Polymer sẽ được châm vào. A. Polymer này có tác dụng liên kết các bông cặn lại với nhau tạo thành các bông cặn có kích thước lớn hơn nhằm nâng cao hiệu quả loại bỏ chất ô nhiễm.

Bể tuyển nổi DAF

Không khí được hòa tan dưới áp lực vào trong nước thải và bơm trực tiếp vào bể tuyển nổi. Sau khi vào bể, áp suất không khí được tạo ra và kết hợp với nước, sẽ bão hòa với các bong bóng khí có kích thước nhỏ hơn 100 micro. Các bong bóng không khí li ti tạo ra một lực hấp dẫn cụ thể bám dính vào các phần tử rắn lơ lững trong nước và nâng các hạt lơ lửng nổi lên bề mặt chất lỏng, tạo thành một lớp bùn nổi được loại bỏ bởi dàn cào ván mặt.

Xử lý sinh học

Cụm xử lý sinh học bao gồm: Bể sinh học kỵ khí à Bể Anoxic  à Bể Aerotankà  Bể lắng sinh học

Bể kỵ khí

Dinh dưỡng được bổ sung vào bể. Nước thải phân phối vào bể và chuyển động qua lớp bùn kỵ khí lơ lửng. Tại đây, diễn ra quá trình phân hủy các chất hữu cơ dưới tác dụng của vi sinh vật trong điều kiện không có oxy. Ngoài ra, quá trình xử lý Photpho cũng diễn ra với sự tham gia của nhóm vi khuẩn AOPs. Sự giải phóng photpho sinh học diễn ra nhờ sự phát triển của AOPs mà phụ thuộc đầu tiên bởi điều kiện kỵ khí rồi đến điều kiện hiếu khí. Dưới điều kiện kỵ khí, vi khuẩn bẻ gãy liên kết năng lượng cao trong chuỗi polyphosphate tích trữ, kết quả giải phóng photphat kèm với sự tiêu thụ các chất hữu cơ phân hủy sinh học.

Khi các vi sinh thuộc nhóm AOPs từ bể sinh học kỵ khí được đưa vào hệ thống sinh học hiếu khí, chúng bắt lấy photphat (PO₄)^3- và hình thành phân tử polyphotphase bên trong tế bào do đó hàm lượng photpho trong hệ thống sẽ giảm dần. Khi vi sinh vật được tiến hành thải bỏ (xả bùn dư) thì lượng photpho tích lũy này cũng được thải bỏ ra ngoài.

Bể Anoxic

Nước thải điều chỉnh pH tối ưu bằng cách châm dung dịch kiềm NaOH trên đường ống trước khi dẫn vào bể Anoxic. Trong điều kiện thiếu khí, hệ vi sinh vật dị dưỡng phát triển xử lý N và P triệt để hơn thông qua quá trình khử Nitrat và khử Photphoril. Để cho vi sinh tiếp xúc tối đa với nguồn cơ chất và tránh quá trình lắng cặn, các máy khuấy sẽ được lắp đặt trong bể để đảm bảo quá trình xáo trộn. Tại bể Anoxic nhờ có đường hồi lưu bùn từ bể chứa bùn trung gian về bằng hệ thống bơm hồi lưu mang theo lượng oxy và giúp duy trì ổn định lượng vi sinh trong bể tạo điều kiện thuận lợi cho hệ vi sinh vật thiếu khí phát triển, đồng thời tăng thời gian lưu dòng chảy, giúp ích cho quá trình khử nitơ, photpho.

Quá trình xử lý BOD diễn ra đồng thời với quá trình khử Nitơ, Photpho theo tỷ lệ BOD:N:P = 100:5:1. Như vậy, khi khử 5 phân tử nitơ và 1 phân tử photpho sẽ tiêu thụ 100 phân tử BOD. Các vi sinh vật thiếu khí sẽ phân hủy và chuyển hóa BOD thành CO₂, nước.

Quá trình khử Nitrat xảy ra như sau:

Hai chủng loại vi khuẩn chính tham gia vào quá trình này là Pseudomonas và Clostridium. Trong môi trường thiếu oxy, các loại vi khuẩn này sẽ khử Nitrat (NO₃^–) và Nitrit (NO₂^–) theo chuỗi chuyển hóa: NO₃^– → NO₂^– → N₂O → N₂↑. Khí nitơ phân tử N₂ tạo thành sẽ thoát khỏi nước và ra ngoài. Như vậy là nitơ đã được xử lý.

Bể Aerotank

Bể Aerotank hoạt động dựa vào quá trình xử lý bùn hoạt tính hiếu khí trong toàn bộ thể tích bể. Không khí được cấp vào trong bể thông qua hệ thống phân phối khí ở đáy tạo điều kiện xáo trộn bùn hoạt tính và nước thải. Vi sinh vật sử dụng oxy được cấp vào để tiêu thụ các chất ô nhiễm hữu cơ có trong nước thải.

Trong bể hiếu khí xảy ra 2 quá trình chính như sau:

Quá trình nitrat hóa:

Quá trình Nitrat hoá từ Nitơ Amoni được chia làm hai bước và có liên quan tới hai loại vi sinh vật, đó là vi khuẩn Nitơsomonas và Vi khuẩn Nitơbacteria. Ở giai đoạn đầu tiên amoni được chuyển thành nitrit và ở bước thứ hai nitrit được chuyển thành nitrat

Bước 1. NH₄^– + 1,5 O₂ –> NO₂^– + 2H⁺ + H₂O

Bước 2. NO₂^– + 0,5 O₂ –> NO₃^–

Các vi khuẩn Nitơsomonas và Vi khuẩn Nitơbacteria sử dụng năng lượng lấy từ các phản ứng trên để tự duy trì hoạt động sống và tổng hợp sinh khối. Có thể tổng hợp quá trình bằng phương trình sau:

NH₄^– + 2 O₂ → NO₃^– + 2H⁺ + H₂O (*)

Quá trình tổng hợp sinh khối mới:

Quá trình Oxy hóa và phân hủy chất hữu cơ:

Chất hữu cơ (BOD) + O₂ → CO₂ + H₂O + năng lượng

Quá trình tổng hợp tế bào mới:

Chất hữu cơ (BOD) + O₂ + NH₃ → Tế bào vi sinh vật + CO₂ + H₂O + năng lượng

Quá trình phân hủy nội sinh:

C₅H₇O₂N + O₂ → CO₂ + H₂O + NH₃ + năng lượng

Toàn bộ quá trình ôxy hoá và phản ứng tổng hợp được thể hiện qua phản ứng sau:

NH₄+ + 1,83O₂ + 1,98 HCO₃– –> 0,021C₅H₇O₂N + 0,98NO₃– + 1,041H₂O + 1,88H₂CO₃

Lượng ôxy cần thiết để ôxy hoá amoni thành nitrat cần 4,3 mg O₂/ 1mg NH₄+. Giá trị này gần bằng với giá trị 4,57 thường được sử dụng trong các công thức tính toán thiết kế.

Ngoài ra để tránh tình trạng hao hụt bùn sinh học và tăng hiệu quả xử lý nitơ, quá trình hồi lưu bùn từ bể hiếu khí về bể thiếu khí được diễn ra nhờ hệ thống bơm tuần hoàn đặt trong bể Aerotank.

Bể lắng sinh học

Nước thải sau quá trình xử lý sinh học chứa nhiều bùn vi sinh. Do vậy cần phải tách chúng ra khỏi nước trước khi qua quá trình xử lý tiếp theo. Bể lắng được thiết kế nhằm mục đích tách loại bông bùn vi sinh ra khỏi nước sau xử lý bằng quá trình lắng trọng lực.

Bể lắng được chia làm 3 phần: Phần nước trong, phần lắng và phần chứa bùn.

Nước đưa vào ống trung tâm rồi từ đó phân phối đều khắp bể. Dưới tác dụng của trọng lực và tấm chắn hướng dòng các bông bùn vi sinh lắng xuống đáy, nước trong di chuyển lên trên. Phần nước trong sẽ được thu gom qua hệ thống máng tràn tiếp tục chảy sang bể trung gian.

Bùn lắng xuống dưới đáy bể, một phần bùn được tuần hoàn lại bể Anoxic bậc 1 và một phần sẽ được bơm vào bể chứa bùn để nén ép.

Ngoài ta, bể lắng được thiết kế góc vát phù hợp, thanh gạt bùn bố trí để gạt bùn về rốn thu ở trung tâm bể, giúp quá trình thu bùn đáy diễn ra triệt để, tránh được tình trạng bùn nổi trên bề mặt, một trường hợp thường xuyên diễn ra tại các hệ thống sinh học.

Nước thải sau bể lắng được dẫn qua cụm hóa lý (sử dụng dự phòng khi nước đầu ra chưa đạt)

 Xử lý hóa lý bậc 2

Bể trung gian  à Bể keo tụ   à Bể tạo bông à  Bể lắng hóa lý

Cụm hóa lý có chức năng dự phòng trường hợp nước thải chứa thành phần chất ô nhiễm cao đồng thời vượt khả năng chịu tải của hệ sinh học phía trước. Khi đó nước thải sẽ được bơm dẫn từ bể trung gian qua cụm hóa lý tiếp tục quá trình phản ứng.

Nhiệm vụ của bể keo tụ – tạo bông là để làm lắng những hạt cặn có kích thước nhỏ hơn 10^-4 mm hoặc những hạt keo bằng cách đưa vào chất lỏng các tác nhân keo tụ tạo bông có tác dụng phá vỡ các hạt keo hoặc hấp phụ các hạt nhỏ lên bề mặt của nó hoặc dính các hạt nhỏ lại với nhau.

 Lắng hóa lý

Bể lắng hóa lý được thiết kế để loại bỏ các hạt cặn có trong nước bằng trọng lực theo dòng chảy lên tục vào bể và ra bể.

Nước trong bể chuyển động từ tâm của bể ra sát máng răng cưa.

Xử lý hoàn thiện

Bể khử trùng->Cột lọc áp lực-> Hồ sinh học

 Bể khử trùng

Có nhiệm vụ chứa nước và khử trùng tiêu diệt các vi sinh vật gây bệnh. Hóa chất được sử dụng để khử trùng nước thải là các hợp chất của Clo.

NaOCl là chất khử trùng được sử dụng phổ biến do hiệu quả diệt khuẩn cao và giá thành tương đối rẻ sẽ được sử dụng cho công trình này. Quá trình khử trùng nước xảy ra qua 2 giai đoạn: đầu tiên chất khử trùng khuếch tán xuyên qua vỏ tế bào vi sinh vật sau đó phản ứng với men bên trong tế bào và phá hoại quá trình trao đổi chất dẫn đến vi sinh vật bị tiêu diệt.

Cột lọc áp lực

Nước thải sau khi qua cột lọc áp lực sẽ được   xử lý triệt để các chất rắn lơ lửng (TSS) còn lại trong nước thải và hấp phụ, xử lý triệt để một phần độ màu còn lại trong nước thải

Nước đầu ra đạt Cột A, QCVN 40-MT : 2011/BTNMT_Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về nước thải công nghiệp trước khi đưa vào hệ thống dẫn nước thải chung của khu vực.

Xử lý bùn

Bùn sinh học

Trong thời gian đầu khi vi sinh chưa ổn định được mật độ hoặc trong quá trình vận hành có cấy lại vi sinh thì lượng bùn lắng ở đáy bể sẽ được tuần hoàn gần như 100% về bể xử lý sinh học thiếu khí. Còn trong những thời điểm đã ổn định thì phần bùn lắng tuần hoàn lại khoảng 90-95% lượng bùn sinh ra, chỉ khoảng 5-10% lượng bùn bơm về bể chứa bùn sinh học

Bùn hóa lý

Sẽ được bơm và chưa tại bể bùn hóa lý theo đúng quy định

Bùn hóa lý và bùn sinh học sẽ được bổ sung chất trợ ép bùn C. Polymer và đưa vào máy ép bùn. Bùn sau ép được các đơn vị xử lý chất thải thu gom xử lý hoặc dùng làm phân bón trong ngành nông nghiệp.

Nam Việt ETC là đơn vị đã có nhiều kinh nghiệm thi công hệ thống xử lý nước đạt tiêu chuẩn và mang lại hiệu quả kinh tế cho Khách hàng. Quý khách hàng cần tư vấn, thiết kế báo giá hãy liên hệ với chúng tôi để được hỗ trợ kỹ hơn. Hotline 0932562177