Ngành công nghiệp cao su đóng góp một phần không nhỏ vào nền kinh tế, tuy nhiên, quá trình chế biến mủ lại tạo ra một lượng lớn nước thải với mức độ ô nhiễm rất cao. Nếu không có một quy trình xử lý nước thải cao su hiệu quả, những tác động tiêu cực đến môi trường và sức khỏe cộng đồng là điều không thể tránh khỏi. Việc áp dụng các công nghệ và hóa chất phù hợp để xử lý nước thải cao su không chỉ là nghĩa vụ pháp lý mà còn là trách nhiệm cốt lõi của doanh nghiệp.
1. Đặc điểm và thành phần ô nhiễm của nước thải cao su
Đặc điểm và thành phần ô nhiễm của nước thải cao su
Để xây dựng một hệ thống xử lý hiệu quả, trước tiên bạn cần hiểu rõ bản chất của nước thải cao su.
1.1 Nguồn phát sinh và lưu lượng
Nước thải ngành cao su phát sinh từ hầu hết các công đoạn sản xuất, chủ yếu bao gồm:
- Nước rửa mủ tạp, mủ chén để loại bỏ đất, cát và tạp chất.
- Nước serum thải ra từ quá trình đánh đông mủ bằng axit.
- Nước từ công đoạn ngâm ủ, gia công cơ học.
- Nước rửa thiết bị, máy móc và vệ sinh nhà xưởng.
Lưu lượng nước thải này thường rất lớn và biến động liên tục tùy thuộc vào quy mô sản xuất, công nghệ áp dụng và mùa vụ thu hoạch mủ.
1.2 Các chỉ tiêu ô nhiễm đặc trưng
Nước thải cao su nổi bật với các thành phần ô nhiễm phức tạp, đòi hỏi một quy trình xử lý đa giai đoạn.
-
pH thấp: Việc sử dụng axit formic (HCOOH) hoặc các loại axit khác để làm đông tụ mủ khiến nước thải đầu ra có độ pH rất thấp, thường dao động trong khoảng 4.0 - 5.5.
-
Độ đục và TSS cao: Nước thải chứa một lượng lớn cặn mủ không đông tụ, hạt cao su mịn, bùn đất và các chất rắn lơ lửng (TSS) khác, tạo ra độ đục rất cao.
-
Hàm lượng chất hữu cơ cao (BOD, COD): Đây là đặc tính ô nhiễm nghiêm trọng nhất. Mủ cao su chứa protein, đường, axit béo và các hợp chất hữu cơ khác. Khi đi vào nước thải, chúng làm chỉ số COD (Nhu cầu oxy hóa học) và BOD (Nhu cầu oxy sinh học) tăng vọt, có thể lên đến hàng nghìn mg/L.
-
Hàm lượng Nitơ và Photpho cao: Protein trong mủ cao su khi bị phân hủy sẽ giải phóng ra Nitơ ở dạng amoni (NH4+) và các hợp chất khác. Photpho cũng có mặt với nồng độ đáng kể.
-
Mùi hôi: Quá trình phân hủy kỵ khí các chất hữu cơ trong nước thải ngành cao su sinh ra các khí có mùi khó chịu như H2S, amoniac (NH3), và mercaptan.
-
Màu sắc: Nước thải thường có màu trắng đục như sữa do các hạt mủ hoặc chuyển sang màu nâu, đen khi bắt đầu quá trình phân hủy.
Để bạn có cái nhìn trực quan, dưới đây là bảng so sánh các chỉ tiêu ô nhiễm điển hình của nước thải cao su thô so với Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp (QCVN 40:2011/BTNMT - Cột B, áp dụng cho nguồn nước không dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt).
|
Chỉ tiêu
|
Đơn vị
|
Nước thải cao su (chưa xử lý)
|
QCVN 40:2011/BTNMT (Cột B)
|
|
pH
|
-
|
4.0 – 5.5
|
5.5 – 9
|
|
COD
|
mg/L
|
2,000 – 8,000
|
150
|
|
BOD5
|
mg/L
|
1,000 – 4,000
|
50
|
|
TSS
|
mg/L
|
400 – 1,200
|
100
|
|
Tổng Nitơ
|
mg/L
|
150 – 400
|
40
|
|
Tổng Photpho
|
mg/L
|
20 – 50
|
6
|
Bảng so sánh trên cho thấy mức độ ô nhiễm của nước thải cao su vượt xa tiêu chuẩn cho phép hàng chục, thậm chí hàng trăm lần.
Xem thêm: Các phương pháp xử lý nước thải công nghiệp và sinh hoạt
2. Các công đoạn trong quy trình xử lý nước thải cao su
Các công đoạn trong quy trình xử lý nước thải cao su
Một công nghệ xử lý nước thải cao su hoàn chỉnh là sự kết hợp của các phương pháp cơ học, hóa lý và sinh học.
2.1 Xử lý sơ bộ
Đây là bước nền tảng, quyết định sự ổn định của toàn bộ hệ thống phía sau.
-
Mục đích: Loại bỏ rác và cặn bã kích thước lớn, đồng thời điều hòa lưu lượng và nồng độ ô nhiễm, đưa pH về mức trung tính.
-
Các công trình/thiết bị:
-
Song chắn rác/Lưới chắn rác: Giữ lại lá cây, cành cây, bao bì, và các mảnh vụn lớn.
-
Bể thu gom: Tập trung toàn bộ nước thải từ các nguồn phát sinh.
-
Bể điều hòa: Đây là công trình cực kỳ quan trọng. Nó giúp ổn định lưu lượng nước thải 24/7, tránh tình trạng quá tải hoặc "đói" cho hệ thống sinh học. Việc khuấy trộn trong bể cũng giúp đồng nhất nồng độ các chất ô nhiễm.
-
Bể trung hòa pH: Nâng độ pH từ 4.0-5.5 lên khoảng 6.5-8.5.
-
Hóa chất sử dụng:
-
Tầm quan trọng của điều hòa và trung hòa pH: Vi sinh vật trong giai đoạn xử lý sinh học rất nhạy cảm với sự thay đổi đột ngột. Một dòng thải có lưu lượng quá lớn hoặc pH quá thấp có thể gây sốc tải, làm chết vi sinh vật và phá vỡ toàn bộ hệ thống. Do đó, việc điều hòa và trung hòa là bước đệm an toàn không thể thiếu.
2.2 Xử lý hóa lý
Giai đoạn này tập trung vào việc loại bỏ các chất ô nhiễm dạng lơ lửng và dạng keo.
-
Mục đích: Loại bỏ hiệu quả các hạt cặn mủ, chất rắn lơ lửng (TSS) và một phần COD mà xử lý cơ học không thể giải quyết.
-
Các phương pháp:
-
Keo tụ - Tạo bông: Đây là trái tim của quá trình xử lý hóa lý.
-
Cơ chế: Các hạt cặn mủ và chất lơ lửng trong nước thường mang điện tích âm, đẩy nhau và lơ lửng. Hóa chất keo tụ (như chất keo tụ PAC) có điện tích dương sẽ vào trung hòa điện tích, làm các hạt này mất ổn định và kết dính lại với nhau thành các hạt nhỏ li ti. Sau đó, hóa chất trợ keo tụ (Polymer) sẽ liên kết các hạt nhỏ này thành những bông cặn lớn, nặng và dễ dàng tách ra khỏi nước.
-
Hóa chất sử dụng:
-
Chất keo tụ: PAC (Poly Aluminium Chloride) là lựa chọn ưu việt cho nước thải cao su vì hiệu quả ở dải pH rộng và tạo bông cặn lớn. Ngoài ra còn có phèn nhôm (Al2(SO4)3), phèn sắt (FeCl3).
-
Chất trợ keo tụ: Polymer Anion hoặc Cation được sử dụng để tăng kích thước và độ bền của bông cặn.
-
Lắng hoặc Tuyển nổi (DAF): Sau khi tạo bông, cần tách các bông cặn này ra.
-
Lắng trọng lực: Các bông cặn nặng hơn nước sẽ tự lắng xuống đáy bể lắng và được thu gom.
-
Tuyển nổi không khí hòa tan (DAF): Phương pháp này bơm các bọt khí siêu nhỏ vào nước. Các bọt khí này sẽ bám vào bông cặn và kéo chúng nổi lên bề mặt, tạo thành một lớp váng bùn và được gạt bỏ.
- So sánh ưu nhược điểm của lắng và tuyển nổi cho nước thải cao su:
|
Phương pháp
|
Ưu điểm
|
Nhược điểm
|
|
Lắng trọng lực
|
Chi phí đầu tư và vận hành thấp, cấu tạo đơn giản, dễ bảo trì.
|
Hiệu quả kém với các hạt cặn có tỷ trọng gần bằng nước (như hạt mủ mịn). Thời gian lưu nước dài, cần diện tích xây dựng lớn.
|
|
Tuyển nổi (DAF)
|
Hiệu quả rất cao với các hạt nhẹ, khó lắng. Thời gian xử lý nhanh, tiết kiệm diện tích. Bùn nổi có độ ẩm thấp hơn bùn lắng.
|
Chi phí đầu tư và vận hành cao hơn. Cấu tạo phức tạp, đòi hỏi kỹ thuật vận hành cao hơn.
|
Đối với nước thải cao su chứa nhiều hạt mủ nhẹ, DAF thường cho hiệu quả vượt trội hơn.
2.3 Xử lý sinh học
Đây là giai đoạn xử lý chính, phân hủy các chất hữu cơ hòa tan.
-
Mục đích: Loại bỏ phần lớn COD, BOD, Nitơ và Photpho thông qua hoạt động của các chủng vi sinh vật chuyên biệt.
-
Các phương pháp phổ biến:
-
Xử lý sinh học kỵ khí (Anaerobic): Trong môi trường không có oxy, vi sinh vật kỵ khí sẽ "ăn" các chất hữu cơ phức tạp (COD, BOD cao) và chuyển hóa chúng thành khí biogas (chủ yếu là CH4 và CO2). Phương pháp này cực kỳ phù hợp với nước thải cao su có COD đầu vào rất cao, giúp giảm tải đáng kể cho công đoạn hiếu khí phía sau. Công nghệ phổ biến là bể UASB.
-
Xử lý sinh học hiếu khí (Aerobic): Sau khi qua xử lý kỵ khí, nước thải được đưa vào bể hiếu khí. Tại đây, máy sục khí cung cấp oxy liên tục để vi sinh vật hiếu khí phát triển. Chúng tiêu thụ phần COD, BOD còn lại và thực hiện quá trình nitrat hóa (chuyển NH4+ thành NO3-). Các công nghệ thường dùng là Aerotank, SBR, MBR.
-
Xử lý sinh học thiếu khí (Anoxic): Để loại bỏ Nitơ, nước thải từ bể hiếu khí (chứa NO3-) được tuần hoàn về bể thiếu khí. Trong môi trường không có oxy nhưng có nitrat, vi sinh vật thiếu khí sẽ sử dụng nitrat thay cho oxy để phân hủy chất hữu cơ, giải phóng ra khí Nitơ (N2) tự do bay lên, hoàn tất quá trình khử Nitơ.
Việc kết hợp cả ba quá trình kỵ khí - thiếu khí - hiếu khí (ví dụ trong mô hình A2O) tạo thành một công nghệ xử lý nước thải cao su toàn diện, có khả năng xử lý triệt để cả chất hữu cơ và các chất dinh dưỡng như Nitơ, Photpho.
Việc kết hợp cả ba quá trình kỵ khí - thiếu khí - hiếu khí
2.4 Xử lý thứ cấp
Đây là bước cuối cùng để đảm bảo chất lượng nước đầu ra.
-
Mục đích: Loại bỏ triệt để các chất ô nhiễm còn sót lại, đặc biệt là vi sinh vật gây bệnh, trước khi xả ra môi trường.
-
Các công trình/thiết bị:
-
Bể lắng thứ cấp: Tách bùn hoạt tính sinh học ra khỏi dòng nước.
-
Bể khử trùng: Tiêu diệt vi khuẩn, virus. Hóa chất thường dùng là Chlorine, Javen (NaClO), hoặc Chloramin B. Tầm quan trọng của việc khử trùng là để bảo vệ hệ sinh thái nguồn tiếp nhận và sức khỏe cộng đồng khỏi các mầm bệnh có trong nước thải.
-
Bể lọc áp lực/lọc cát: Loại bỏ các cặn lơ lửng mịn còn sót lại sau quá trình lắng.
-
Than hoạt tính (nếu cần): Hấp phụ màu, mùi và các chất hữu cơ khó phân hủy sinh học để nước đầu ra đạt độ trong và an toàn cao nhất.
Xem thêm: 5+ Cách xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học
3. Xử lý bùn thải
Quá trình xử lý nước thải cao su tạo ra một lượng bùn thải đáng kể từ bể lắng hóa lý và bể lắng sinh học
Quá trình xử lý nước thải cao su tạo ra một lượng bùn thải đáng kể từ bể lắng hóa lý và bể lắng sinh học.
-
Mục đích: Giảm thể tích bùn, làm khô và xử lý an toàn.
-
Các công đoạn: Bùn được đưa qua bể nén bùn để cô đặc, sau đó được bơm vào máy ép bùn. Hóa chất Polymer Cation thường được thêm vào để tăng cường khả năng thoát nước, giúp máy ép tạo ra những bánh bùn khô hơn. Bùn sau khi ép sẽ được mang đi phơi khô, sau đó chôn lấp hợp vệ sinh hoặc tái sử dụng nếu đủ tiêu chuẩn.
Như vậy, quy trình xử lý nước thải cao su là một hệ thống phức tạp, đòi hỏi sự kết hợp chặt chẽ và khoa học giữa các công đoạn xử lý cơ học, hóa lý và sinh học. Mỗi giai đoạn đều có vai trò riêng, và hiệu quả của cả hệ thống phụ thuộc rất lớn vào việc lựa chọn và sử dụng đúng các loại hóa chất chuyên dụng, từ chất điều chỉnh pH, chất keo tụ PAC, polymer trợ lắng, cho đến chất khử trùng.
Việc đầu tư vào một hệ thống xử lý nước thải cao su đạt chuẩn không chỉ là tuân thủ pháp luật. Đó còn là hành động thể hiện trách nhiệm của doanh nghiệp với môi trường và xã hội, góp phần xây dựng một ngành công nghiệp cao su phát triển bền vững. Để đảm bảo mỗi giai đoạn trong hệ thống vận hành với hiệu suất cao nhất, việc sử dụng hóa chất chất lượng và ổn định là yếu tố tiên quyết. Tại Hoá Chất Gia Hoàng, chúng tôi cung cấp các giải pháp hóa chất hóa chất xử lý nước toàn diện và chuyên dụng cho xử lý nước thải cao su, cam kết đồng hành cùng bạn trên con đường phát triển bền vững.
THÔNG TIN LIÊN HỆ:
CÔNG TY TNHH THƯƠNG MẠI DỊCH VỤ XUẤT NHẬP KHẨU GIA HOÀNG
Địa chỉ: 33/111 Tô Ký, Phường Trung Mỹ Tây, TP. Hồ Chí Minh, Việt Nam.
VPGD: 33/B4 Tô Ký, Phường Trung Mỹ Tây, TP. Hồ Chí Minh, Việt Nam
Email: hoangkimthangmt@gmail.com
Website: https://ghgroup.com.vn
Hotline: 0916047878
