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 cân bằng sinh thái bị đe dọa nếu tiếp nhận các nguồn ô nhiễm như thế. Vì vậy, xử lý nước thải cao su cũng được sự quan tâm tương đương với việc tập trung phát triển ngành công nghiệp này
I. Đặc điểm và thành phần của nước thải cao su
Cao su thuộc dạng anken, có cấu trúc cao phân tử với một lượng lớn các nối đôi. Phân tử cơ bản là isoprene polymer, thành phần chủ yếu là cao su và nước,…
Bảng thành phần hóa học của mủ cao su:
Thành phần | Phần trăm (%) |
Cao su | 35 – 40 |
Protein | 2 |
Quebrachilol | 1 |
Xà phòng, Acid béo | 1 |
Chất vô cơ | 0.5 |
Nước | 50 – 60 |
(Nguồn: Viện nghiên cứu cao su Việt Nam, 2002)
Để chế biến 1 tấn sản phẩm cao su khối thì phải thải ra môi trường khoảng 18 m3 nước thải. Phần lớn nước thải phát sinh từ công đoạn sản xuất mủ nước (chiếm 70%). Đặc tính ô nhiễm trong xử lý nước thải cao su được thể hiện trong bảng sau:
Bảng thành phần chất ô nhiễm trong nước thải chế biến mủ cao su:
STT
|
Thành phần
|
Đơn vị
|
Công đoạn |
Cống chung
|
||
Sản xuất mủ cốm |
Sản xuất mủ ly tâm
|
|||||
Đánh đông | Cán cắt cốm | |||||
1 | pH | – | 4.7 – 5.49 | 5.27 – 5.59 | 4.5 – 4.81 | 5.9 – 7.5 |
2 | COD | mg O2/l | 4358 – 13127 | 1986 – 5793 | 3560 – 28450 | 3790 – 13000 |
3 | BOD5 | mg O2/l | 3859 – 9780 | 1529 – 4880 | 1890 – 17500 | 3200 – 8960 |
4 | TSS | mg/l | 360 – 5700 | 249 – 1070 | 130 – 1200 | 286 – 1260 |
5 | N – NH3 | mg/l | 649 – 890 | 152 – 214 | 123 – 158 | 138 – 320 |
(Nguồn: Giáo trình xử lý nước thải PGS. TS Nguyễn Văn Phước, 2010)
Đặc điểm của nước thải cao su như sau:
Nước thải cao su thường có pH thấp, trong khoảng 4.2 đến 5.2 do việc sử dụng acid để làm đông tụ mủ cao su. Các hạt cao su tồn tại ở nhiều dạng khác nhau như dạng huyền phù phát sinh trong giai đoạn đánh đông và cán crep, trong quá trình rửa bồn chứa, nước tách từ mủ ly tâm,… thì các hạt cao su tồn tại ở dạng nhủ tương và keo.
Trong nước thải còn chứa lượng lớn protein hòa tan, acid foocmic (dùng trong đánh đông) và N-NH3 (dùng trong kháng đông). Hàm lượng COD trong nước thải có thể lên đến 15.000 mg/l. (Nguyễn Văn Phước, 2010).
Các chất hữu cơ trong nước thải dễ phân hủy sinh học. Trong nước thải còn chứa một lượng lớn các hạt cao su chưa kịp đông tụ trong quá trình đánh đông và nó sẽ xuất hiện trong hệ thống xử lý nước thải cao su và gây cản trở quá trình xử lý.
Thành phần hóa học của nước thải cao su sẽ khác nhau giữa các chủng loại sản phẩm được thể hiện qua bảng sau:
Bảng thành phần hóa học của nước thải chế biến cao su:
Chỉ tiêu
|
Chủng loại sản phẩm (ĐVT: mg/l) | |||
Khối từ mủ tươi | Khối từ mủ đông | Cao su tờ | Mủ ly tâm | |
N hữu cơ | 20.2 | 8.1 | 40.4 | 139 |
NH3 – N | 75.5 | 40.6 | 110 | 426 |
PO4 – P | 26.6 | 12.3 | 38 | 48 |
SO42- | 22.1 | 10.3 | 21.2 | 35 |
Ca | 2.7 | 4.1 | 4.7 | 7.1 |
Cu | Vết | Vết | Vết | 3.2 |
Fe | 2.3 | 2.3 | 2.6 | 3.6 |
K | 42.5 | 48 | 45 | 61 |
Mg | 11.7 | 8.8 | 15.1 | 25.9 |
(Nguồn: Viện nghiên cứu cao su Việt Nam, 2012)
II. Ảnh hưởng của nước thải sản xuất cao su thiên nhiên với môi trường
Đối với những doanh nghiệp không có hệ thống xử lý nước thải, thì lượng nước thải cao su được lưu lại khoảng 2 đến 3 ngày sẽ xảy ra quá trình phân hủy protein trong môi trường. Tình trạng này làm phát sinh mùi hôi, ảnh hưởng tới môi trường sống của người dân xung quanh cũng như chính bản thân công nhân làm việc tại các doanh nghiệp và nhà máy này. Ngoài ra nó còn ảnh hưởng tới chất lượng nước sử dụng trong sinh hoạt và sản xuất nếu nước thải cao so không được xử lý mà xả ra nguồn tiếp nhận.
Nước thải cao su khi chưa qua xử lý thường có lượng lớn nồng độ ô nhiễm rất cao sẽ làm chết hoặc làm chậm quá trình phát triển của động vật dưới nước, ảnh hưởng nghiêm trọng tới hệ thực vật trong nước. Thành phần trong nước thải chứa nồng độ Nito và photpho thường rất cao bao gồm: Nito là 1000, photpho vào khoảng 400mg/lit nên nó có thể dễ dẫn đến hiện tượng phú dưỡng hóa. Khi đó ảnh hưởng tới sự sống của rong rêu, tảo có trong nước nếu như kéo dài sẽ dẫn đến tình trạng mất cân bằng sinh học.
III. Xử lý nước thải cao su
Cũng như các ngành công nghiệp khác thì xử lý nước thải cao su cũng có các phương pháp khác nhau từ cơ học đến hóa học – hóa lý và sinh học. Mỗi phương pháp xử lý sẽ có đặc thù riêng và nó sẽ giải quyết một hoặc một số vấn đề trong xử lý nước thải cao su.
Phương pháp cơ học: thì có các thiết bị và công trình như: song chắn rác, lưới lọc, bể lắng, tuyển nổi,…
Phương pháp hóa học và hóa lý: thì có trung hòa và keo tụ.
Phương pháp sinh học: sinh học kỵ khí, sinh học hiếu khí (aerotank, mương oxy hóa tuần hoàn, hoặc hồ sinh học (hồ sinh học hiếu khí, hồ sinh học kỵ khí, hồ sinh học tùy nghi).
Hầu hết các phương pháp nêu trên các bạn đã biết được công nghệ, nguyên tắc hoạt động cũng như quá trình thiết kế thi công thế nào. Tuy nhiên việc vận dụng vào thực tế như thế nào thì còn tùy thuộc vào bản lĩnh của người thiết kế biết cách sử dụng hợp lý các công trình và linh động trong quá trình thiết kế để đáp ứng được yêu cầu về xử lý nước thải cao su đạt chuẩn đồng thời tiết kiệm chi phí đầu tư.