Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy chế biến mủ cao su Long Hà, huyện Bù Gia Mập, tỉnh Bình Phước công suất 1500m3/ngày đêm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ CÔNG NGHỆ SINH HỌC ------------o0o----------- KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO NHÀ MÁY CHẾ BIẾN MỦ CAO SU LONG HÀ – HUYỆN BÙ GIA MẬP – TỈNH BÌNH PHƯỚC. CÔNG SUẤT 1500 M3/NGÀY.ĐÊM CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Mà NGÀNH : C72 GVHD : Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH : NGUYỄN HỮU ÁNH MSSV : 207108001 LỚP : 07CMT TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 7 - 2010 1. Ñaàu ñeà Khoaù luaän toát nghieäp: Thieát keá heä thoáng xöû lyù nöôùc thaûi cho nhaø maùy cheá bieán muû cao su Long Haø – Huyeän Buø Gia Maäp – Tænh Bình Phöôùc. Coâng suaát 1500 m3/ngaøy.ñeâm. 2. Nhieäm vuï (yeâu caàu veà noäi dung vaø soá lieäu ban ñaàu): - Tìm hieåu nguoàn goác, tính chaát ñaëc tröng, khaû naêng gaây oâ nhieãm cuûa nöôùc thaûi cheá bieán muû cao su Nhaø maùy cheá bieán muû cao su Long Haø. - Toång quan veà caùc phöông phaùp xöû lyù nöôùc thaûi coâng nghieäp cheá bieán cao su. - Löïa choïn coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi phuø hôïp cho nhaø maùy cheá bieán muû cao su Long Haø. - Tính toaùn thieát keá caùc coâng trình xöû lyù. 3. Ngaøy Khoaù luaän toát nghieäp : 5/4/2010 4. Ngaøy hoaøn thaønh nhieäm vuï: 14/7/2010 5. Hoï teân ngöôøi höôùng daãn Phaàn höôùng daãn TH.S NGUYEÃN CHÍ HIEÁU Toàn bộ Noäi dung vaø yeâu caàu KLTN ñaõ ñöôïc thoâng qua Boä moân. Ngaøy thaùng naêm 20 CHUÛ NHIEÄM BOÄ MOÂN NGÖÔØI HÖÔÙNG DAÃN CHÍNH (Kyù vaø ghi roõ hoï teân) (Kyù vaø ghi roõ hoï teân) BOÄ GIAÙO DUÏC VAØ ÑAØO TAÏO TRÖÔØNG ÑH KTCN TPHCM COÄNG HOAØ XAÕ HOÄI CHUÛ NGHÓA VIEÄT NAM ÑOÄC LAÄP - TÖÏ DO – HAÏNH PHUÙC ------------------------ KHOA: MOÂI TRÖÔØNG VAØ COÂNG NGHEÄ SINH HOÏC BOÄ MOÂN: MOÂI TRÖÔØNG NHIEÄM VUÏ KHOÙA LUẬN TOÁT NGHIEÄP HOÏ VAØ TEÂN : NGUYEÃN HÖÕU AÙNH MSSV : 207108001 NGAØNH : KYÕ THUAÄT MOÂI TRÖÔØNG LÔÙP : 07CMT PHAÀN DAØNH CHO KHOA, BOÄ MOÂN Ngöôøi duyeät (chaám sô boä): ............................ ........................................................................ Ñôn vò: ............................................................ Ngaøy baûo veä: .................................................. Ñieåm toång keát ................................................. Nôi löu tröõ Khoaù luaän toát nghieäp: .................. ........................................................................ LỜI CẢM ƠN Khóa luận tốt nghiệp cuối khóa học là một trong những điều kiện quyết định của quá trình học tập, đó là khoảng thời gian không dài nhưng cũng đủ để tổng hợp những kiến thức đã học cũng như những kiến thức chuyên ngành trước khi tốt nghiệp. Để Khóa luận tốt nghiệp đạt kết quả tốt, ngoài sự cố gắng của bản thân còn có sự ủng hộ nhiệt tình của thầy cô, bạn bè, gia đình và người thân. Lời đầu tiên trước khi trình bày nôi dung Khóa luận tốt nghiệp, em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới tất cả Thầy Cô trong khoa Môi Trường và Công Nghệ Sinh Học – những người đã cung cấp và truyền đạt những kiến thức quý báu cho em trong suốt quá trình học tập ở trường. Lời biết ơn sâu sắc tới Cô Th.S Nguyễn Chí Hiếu đã nhiệt tình hướng dẫn, giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện Khóa Luận tốt nghiệp, những kiến thức mà cô đã cung cấp cho em là hành trang quý báu cho em bước vào đời sau này. Lòng biết ơn sâu sắc tới Bố Mẹ, anh em và người thân trong gia đình đã tạo điều kiện, quan tâm lo lắng cho em trong suốt quá trình học tập. Em cũng xin chân thành cảm ơn các chú, các anh ở Nhà máy chế biến mủ cao su Long Hà – Công ty cao su Phú Riềng – Huyện Bù Gia Mập – Tỉnh Bình Phước đã giúp đỡ, cung cấp cho em những tài liệu, những số liệu có ích giúp em hoàn thành Khóa luận tốt nghiệp. Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn tới bạn bè, các anh chị đi trước cũng đã giúp đỡ em rất nhiều. Em xin chân thành cảm ơn! TP.HCM ngày 10 tháng 7 năm 2010 Sinh viên thực hiện Nguyễn Hữu Ánh DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: So sánh đặc tính của cao su thiên nhiên và cao su nhân tạo ......................... 6 Bảng 1.2: Thành phần hoá học trong Latex................................................................... 11 Bảng 1.3: Bảng các nguyên tố khoáng chất có trong latex ........................................... 12 Bảng 1.4: Mức tiêu thụ cao su thiên nhiên theo công dụng .......................................... 18 Bảng 2.1: Các chỉ tiêu hóa lý của cao su SVR(theo TCVN 3769:2004) ...................... 23 Bảng 2.2: Nồng độ NH3, H2S trong không khí ở một số nhà máy chế biến cao su ...... 35 Bảng 3.1: Các giai đoạn keo tụ tạo bông ....................................................................... 50 Bảng 3.2: Hệ thống xử lý nước thải ở một số nước Đông Nam Á ................................ 54 Bảng 3.3: Công nghệ xử lý nước thải hiên có tại các nhà máy chế biến cao su thuộc tập đoàn cao su Việt Nam .................................................................................... 57 Bảng 4.1: Thông số nước thải nhà máy chế biến mủ cao su Long Hà .......................... 59 Bảng 4.2: Đánh giá ưu nhược điểm của từng phương án .............................................. 61 Bảng 5.1: Các thông số thiết kế bể gạn mủ ................................................................... 66 Bảng 5.2: Các thông số thiết kế bể điều hòa ................................................................. 70 Bảng 5.3: Số liệu thiết kế bể keo tụ tạo bông ................................................................ 75 Bảng 6.1: Chi phí diện tích mặt bằng xây dựng ............................................................ 88 Bảng 6.2: Chi phí xây dựng các công trình ................................................................... 89 Bảng 6.3: Chi phí mua và lắp đặt thiết bị sản xuất tại Việt nam ................................... 90 Bảng 6.4: Chi phí mua và lắp đặt thiết bị nhập của nước ngoài .................................... 92 Bảng 7.1: Một số sự cố thường gặp khi vận hành hệ thống và cách khắc phục............ 98 Bảng 7.2: Các sự cố thường gặp ở thiết bị và cách khắc phục ...................................... 101 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Sơ đồ công nghệ sản xuất cao su ly tâm ........................................................ 15 Hình 1.2: Sơ đồ công nghệ chế biến cao su cốm ........................................................... 16 Hình 1.3:Sơ đồ công nghệ chế biến mủ tờ .................................................................... 17 Hình 2.1: Sơ đồ quy trình chế biến cao su cốm từ mủ nước ......................................... 24 Hình 2.2: Sơ đồ quy trình chế biến cao su cốm từ mủ tạp ............................................ 25 Hình 3.1: Cấu tạo song chắn rác .................................................................................... 43 Hình 3.2: Bể điều hòa .................................................................................................... 44 Hình 3.3: Cấu tạo bể lắng ngang ................................................................................... 45 Hình 3.4: Sơ đồ cấu tạo bể lắng đứng ........................................................................... 46 Hình 3.5: Bể lọc nhanh .................................................................................................. 47 Hình 3.6: Quá trình tạo bông cặn của các hạt keo ......................................................... 49 Hình 3.7: Bể lọc sinh học nhỏ giọt ................................................................................ 52 Hình 3.8: Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải chế biến cao su tại Malaysia .................... 55 Hình 4.1: Sơ đồ xử lý nước thải được đề xuất theo phương án 1 .................................. 60 Hình 4.2: Sơ đồ xử lý nước thải được đề xuất theo phương án 2 .................................. 60 Hình 4.3: Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cao su Long Hà..... 63 Hình 5.1: Sơ đồ làm việc của bể Aerotank và lắng 2 .................................................... 77 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT - BOD : Biochemical Oxygen Demand – Nhu cầu ôxy sinh hoá, mgO2/l - COD : Chemical Oxygen Demand – Nhu cầu o6xy hoá học, mgO2/l - DO : Dissolved Oxygen – Oxy hoà tan, mgO2/l - SS : Suspended Solid – Hàm lượng chất rắn lơ lửng - TSS : Total Suspended Solid – tổng chất rắn lơ lửng MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề ...................................................................................................................1 2. Mục tiêu đề tài ............................................................................................................1 3. Nội dung đề tài.............................................................................................................2 4. Giới hạn của đề tài ......................................................................................................2 5. Phương pháp thực hiện ...............................................................................................2 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP CHẾ BIẾN CAO SU 1.1. TỔNG QUAN VỀ CAO SU .....................................................................................3 1.1.1. Lịch sử hình thành và phát triển ngành công nghiệp cao su ở Việt nam .......3 1.1.2. Triển vọng sử dụng và phát triển cao su thiên nhiên ở Việt Nam và trên thế giới ............................................................................................................................4 1.2. THÀNH PHẦN TÍNH CHẤT CỦA MỦ NƯỚC. ...................................................7 1.2.1. Thành phần của mủ nước ................................................................................7 1.2.2. Cấu trúc thể giao trạng .....................................................................................7 1.2.3. Phân tử cao su ..................................................................................................8 1.2.4. Tính chất vật lý của mủ nước ...........................................................................9 1.2.5. Tính chất sinh hoá ..........................................................................................10 1.2.6. Thành phần hoá học .......................................................................................11 1.3. KỸ THUẬT KHAI THÁC CAO SU ....................................................................13 1.3.1. Kỹ thuật khai thác mủ cao su .........................................................................13 1.3.2. Bảo quản mủ ..................................................................................................13 1.3.3. Thu gom mủ ...................................................................................................14 1.3.4. Tiếp nhận mủ ở nhà máy ................................................................................14 1.4. CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN MỦ CAO SU ..............................................................14 1.4.1. Công nghệ chế biến cao su ly tâm..................................................................15 1.4.2. Chế biến cao su cốm ......................................................................................16 1.4.3. Công nghệ sơ chế mủ tờ .................................................................................17 1.4.4. Chế biến, sản xuất các sản phẩm từ cao su thiên nhiên .................................17 1.4.5. Một số chủng loại cao su đặc biệt ..................................................................19 1.4.5.1. Cao su MG .............................................................................................19 1.4.5.2. Cao su SP ...............................................................................................19 1.4.5.3. Cao su DPNR ........................................................................................19 1.4.5.4. Cao su ERN ...........................................................................................20 1.4.5.5. Cao su SUMAR .....................................................................................20 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY CHẾ BIẾN MỦ CAO SU LONG HÀ - BÌNH PHƯỚC 2.1. GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY CHẾ BIẾN MỦ CAO SU LONG HÀ ...................21 2.1.1. Giới thiệu về công ty cao su Phú Riềng .........................................................21 2.1.2. Giới thiệu về nhà máy chế biến mủ cao su Long Hà .....................................21 2.1.3. Tình hình phát triển kinh doanh .....................................................................22 2.1.4. Chủng loại sản phẩm ......................................................................................22 2.1.5. Thị trường tiêu thụ sản phẩm .........................................................................23 2.2. QUY TRÌNH CHẾ BIẾN MỦ TẠI NHÀ MÁY CHẾ BIẾN MỦ CAO SU LONG HÀ ....................................................................................................................23 2.2.1. Tiếp nhận mủ ở nhà máy ................................................................................26 2.2.1.1. Đối với mủ nước ....................................................................................26 2.2.1.2. Đối với mủ tạp .......................................................................................26 2.2.2. Xử lý và làm đông đặc mủ nước ....................................................................26 2.2.3. Cán ủ nguyên liệu mủ tạp ..............................................................................28 2.2.4. Công đọan gia công cơ học ............................................................................29 2.2.4.1. Đối với mủ nước ....................................................................................29 2.2.4.2. Đối với mủ tạp .......................................................................................30 2.2.5. Công đọan gia công nhiệt ...............................................................................31 2.2.6. Công đoạn hoàn tất sản phẩm ........................................................................32 2.3. CÁC VẤN ĐỀ VỀ MÔI TRƯỜNG CỦA NHÀ MÁY CHẾ BIẾN MỦ CAO SU LONG HÀ ..............................................................................................................34 2.3.1. Các vấn đề về ô nhiễm không khí ..................................................................34 2.3.1.1. Ô nhiễm bụi ...........................................................................................34 2.3.1.2. Ô nhiễm mùi ..........................................................................................35 2.3.1.3. Ô nhiễm tiếng ồn ...................................................................................36 2.3.1.4. Ô nhiễm nhiệt ........................................................................................36 2.3.2. Các vấn đề về chất thải rắn ............................................................................36 2.3.2.1. Rác thải sinh hoạt ..................................................................................36 2.3.2.2. Chất thải rắn công nghiệp và chất thải nguy hại ...................................36 2.3.3. Chất thải rắn công nghiệp và chất thải nguy hại ............................................37 2.3.3.1. Nước thải sinh hoạt ................................................................................37 2.3.3.2. Nước mưa chảy tràn ..............................................................................37 2.3.3.3. Nước thải sản xuất .................................................................................37 CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN MỦ CAO SU 3.1. CÁC CÔNG ĐOẠN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN MỦ CAO SU ................42 3.1.1. Phương pháp xử lý cơ học .............................................................................42 3.1.1.1. Song chắn rác ........................................................................................42 3.1.1.2. Hầm tiếp nhận ........................................................................................43 3.1.1.3. Bể điều hòa ............................................................................................43 3.1.1.4. Bể lắng ...................................................................................................44 3.1.1.5. Lọc .........................................................................................................47 3.1.2. Phương pháp xử lý hóa học ............................................................................47 3.1.2.1. Phương pháp keo tụ ...............................................................................48 3.1.2.2. Phương pháp tạo bông ...........................................................................48 3.1.3. Phương pháp xử lý sinh học ...........................................................................50 3.1.3.1. Bể Aerotank ...........................................................................................51 3.1.3.2. Bể lọc sinh học ......................................................................................52 3.2. MỘT SỐ SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ ÁP DỤNG TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CAO SU HIỆN NAY ...................................................................................................53 3.2.1. Các công nghệ xử lý nước thải chế biến cao su ở nước ngoài .......................53 3.2.2. Công nghệ xử lý nước thải cao su trong nước ...............................................56 CHƯƠNG 4: LỰA CHỌN SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO NHÀ MÁY CHẾ BIẾN MỦ CAO SU LONG HÀ 4.1. KẾT QUẢ PHÂN TÍCH ........................................................................................59 4.2. ĐỂ XUẤT PHƯƠNG ÁN VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ CHO NHÀ MÁY CHẾ BIẾN CAO SU LONG HÀ .................................................................................60 4.3. THUYẾT MINH SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ ..............................................................63 CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 5.1. CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ ................................................................................64 5.2. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC HẠNG MỤC ........................................................64 5.2.1. Song chắn rác .................................................................................................64 5.2.2. Bể gạn mủ ......................................................................................................64 5.2.3. Bể điều hòa .....................................................................................................67 5.2.3.1. Kích thước của bể điều hoà ...................................................................67 5.2.3.2. Tính toán hệ thống cấp khí cho bể điều hoà ..........................................67 5.2.3.3. Tính máy thổi khí cấp cho bể điều hoà .................................................69 5.2.3.4. Tính bơm nhúng chìm trong bể điều hòa ..............................................70 5.2.3.5. Hiệu quả xử lý của bể điều hòa .............................................................71 5.2.4. Bể keo tụ - tạo bông .......................................................................................71 5.2.5. Bể lắng 1 ........................................................................................................72 5.2.6. Bể Aeroten .....................................................................................................76 5.2.7. Bể lắng 2 ........................................................................................................83 5.2.8. Bể khử trùng ...................................................................................................86 CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN KINH TẾ 6.1. TÍNH TOÁN CHI PHÍ XÂY DỰNG .....................................................................88 6.1.1. Chi phí san lấp, dọn mặt bằng xây dựng ........................................................88 6.1.2. Chi phí xây dựng ............................................................................................89 6.2.3. Chi phí mua, lắp đặt thiết bị ...........................................................................90 6.2. CHI PHÍ KHẤU HAO ...........................................................................................96 6.3. CHI PHÍ QUẢN LÝ VÀ VẬN HÀNH ..................................................................96 6.3.1. Thiết bị ...........................................................................................................96 6.3.2. Bảo hành.........................................................................................................96 6.3.3. Nhân công vận hành .......................................................................................96 6.3.4. Tiêu thụ điện ..................................................................................................97 6.3.5. Chi phí hóa chất .............................................................................................97 6.3.6. Tổng chi phí giá thành xử lý cho 1m3 nước thải ............................................97 CHƯƠNG 7: CÁC SỰ CỐ THƯỜNG GẶP, NGUYÊN NHÂN VÀ CÁCH KHẮC PHỤC 7.1. SỰ CỐ VỀ HỆ THỐNG VÀ CÁCH KHẮC PHỤC .............................................98 7.2. SỰ CỐ VỀ THIẾT BỊ VÀ CÁCH KHẮC PHỤC ................................................99 CHƯƠNG 8: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 8.1. KẾT LUẬN ........................................................................................................ 103 8.2. KIẾN NGHỊ ........................................................................................................ 104 TÀI LIỆU THAM KHẢO KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH: NGUYỄN HỮU ÁNH 1 MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề v Cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp khác, ngành công nghiệp cao su ngày càng chiếm vị trí quan trọng trong ngành kinh tế nước ta. Vì nhu cầu tiêu thụ ngày càng lớn đã thúc đẩy ngành sơ chế cao su thiên nhiên nhanh chóng phát triển; vì cao su thiên nhiên có những tính chất đặc thù mà cao su nhân tạo không thể có được như dễ sơ luyện, độ dãn và độ đàn hồi cao, chống đứt, chống lạnh tốt … v Ở nước ta hiện nay sản lượng cao su thiên nhiên đạt khoảng 700,000 tấn/năm, trong nghành sơ chế cao su có 132 nhà máy chế biến trên 700,000 tấn, các doanh nghiệp chuyên doanh cao su tập chung chủ yếu tại miền Đông Nam Bộ và Tây Nguyên (chiếm khoảng 95% trên tổng sản lượng). v Tuy nhiên trong quá trình chế biến cao su thiên nhiên luôn thải một lượng nước thải rất lớn, với nồng độc các chất ô nhiễm cao, đây là một trong số những loại nước thải khó xử lý nhất hiện nay. Nếu nước thải này không được xử lý đạt tiêu chuẩn trước khi thải ra môi trường thì nó gây tác hại rất nghiêm trọng đến môi trường thiên nhiên và con người. v Với đề tài nghiên cứu, tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Nhà máy chế biến mủ cao su Long Hà, huyện Bù Gia Mập, tỉnh Bình Phước – công suất 1,500 m3/ngày đêm là hết sức cần thiết, nhằm tuân thủ theo những quy định của Nhà nước và góp phần không nhỏ vào công tác bảo vệ sức khỏe của con người và môi trường thiên nhiên trong giai đoạn hiện nay. 2. Mục tiêu đề tài Thiết kế hệ thống xử lý nước thải đạt TCVN 5945-2005 cột B cho nhà máy chế biến mủ cao su Long Hà – Bình Phước để giải quyết vấn đề ô nhiễm của nhà máy. 3. Nội dung đề tài v Tìm hiểu dây chuyền sản xuất, chế biến mủ cao su tại nhà máy chế biến mủ cao su Long Hà - Huyện Bù Gia Mập – Tỉnh Bình Phước để xác định: · Các nguồn phát sinh nước thải trong dây chuyền sản xuất, xác định lưu lượng, thành phần, tính chất của nước thải. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH: NGUYỄN HỮU ÁNH 2 v Thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Nhà máy chế biến mủ cao su Long Hà, huyện Bù Gia Mập, tỉnh Bình Phước, công suất 1500m3/ ngày đêm. 4. Giới hạn của đề tài Trong quá trình chế biến mủ cao su, thì tùy công đọan sản xuất và loại hình sản phẩm mà thành phần và tính chất nước thải khác nhau. Đề tài chỉ tập trung vào việc khảo sát và thiết kế hệ thống xử lý nước thải tập trung cho dây chuyền chế biến mủ Latex. Loại nước thải: Nước thải chế biến mủ Latex · Giới hạn về không gian: Nhà máy chế biến mủ cao su Long Hà, Huyện Bù Gia Mập, Tỉnh Bình Phước. · Giới hạn về thời gian: 5/4/2010 đến 15/7/2010 5. Phương pháp thực hiện Phương pháp khảo sát thực địa: khảo sát thực tế tại Nhà máy chế biến mủ cao su Long Hà, Huyện Bù Gia Mập, Tỉnh Bình Phước để tìm hiểu dây chuyền chế biến mủ Latex nhằm xác định các công đọan sinh ra nước thải. Phương pháp thu thập và tổng hợp tài liệu: tiến hành thu thập thông tin, các số liệu có liên quan từ nhà máy, các đề tài đã được nghiên cứu, trên mạng internet… Phương pháp tính toán: tính toán thiết kế chi tiết từng công trình đơn vị xử lý nước thải. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH: NGUYỄN HỮU ÁNH 3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP CHẾ BIẾN CAO SU 1.1. TỔNG QUAN VỀ CAO SU 1.1.1. Lịch sử hình thành và phát triển ngành công nghiệp cao su ở Việt nam Ÿ Cây cao su lần đầu tiên được du nhập vào Đông Dương là do nhà thực vật Pháp - ông J.B.Louis Piere đem trồng tại Thảo Cầm Viên Sài Gòn năm 1877. Tiếp đến, năm 1897, dược sĩ Raoul lấy những hạt giống ở Java đem về gieo trồng tại ông Yệm (Bến Cát) và rồi nhiều đồn điền khác mọc lên sau này. Ÿ Năm 1907, đồn điền Sutannah ở Bàu Cát, vốn là đồn điền trồng cây bông vải bị thất bại nên đã chuyển sang trồng cây cao su. Ÿ Năm 1912, tại Lộc Ninh cũng lập đồn điền cao su khi đốn bỏ hơn ngàn ha rừng chồi, rừng tre hoang hóa. Ÿ Năm 1922, đồn điền cao su Xuân Lộc ra đời và kế tiếp là các đồn điền cao su khác nhau ở: Đồng Nai, Tây Ninh, Dầu Tiếng, Thủ Dầu Một ... ra đời. Ÿ Tính đến nay cây cao su đã có mặt ở nước ta trên 100 năm, diện tích chủ yếu tập trung ở miền Đông Nam Bộ. Theo tập đoàn công nghiệp cao su Việt nam, dự kiến đến năm 2010, diện tích có thể đạt mức 700,000 ha, mở rộng lên các tỉnh Tây Nguyên và trồng ở các tỉnh phía Bắc. Ÿ Cây cao su phát triển mạnh mẽ trong cả nước từ sau năm 1975, nhất là từ năm 1982 nhà nước có chiến lược đẩy mạnh tốc độ phát triển ngành cao su và diện tích trồng mới đã tăng từ 5,000 ha/năm lên 20,000 ha/năm. Trong những năm 1990, cao su tiểu điền lại được khuyến khích phát triển trong những dự án của nhà nước, mà phần lớn do dân tự đầu tư. Ÿ Theo thống kê năm 1976, tổng diện tích cao su chỉ có 76,600 ha (riêng các tỉnh phía Bắc có khoảng 5,000 ha), với sản lượng trên 40,000 tấn. Năm 2005, cả nước có 480,000 ha đạt sản lượng lớn hơn 468,000 tấn mủ. Riêng khối quốc doanh có khoảng 287,000 ha (chiếm 72.7%) và 380,500 tấn (81.2%) với năng suất khá cao, do áp dụng các tiến bộ kỹ thuật và gống cao sản. Diện tích cao su tiểu điền ước KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH: NGUYỄN HỮU ÁNH 4 khoảng 194,370 ha (chiếm 40.5%/tổng diện tích) và sản lượng khoảng 88,000 tấn (chiếm 19%). Ÿ Vị thế của ngành cao su Việt Nam trên thế giới ngày càng được khẳng định. Trước năm 2005, Việt Nam là nước xuất khẩu cao su đứng thứ 6 trên thế giới (sau Thái Lan, Indonesia, Ấn Độ và Trung Quốc). Năm 2005 nhờ sản lượng cao su tăng nhanh hơn Trung quốc, Việt Nam đã vươn lên đứng hàng thứ 5, riêng về xuất khẩu từ nhiều năm qua Việt Nam đứng thứ 4. Ÿ Theo tính toán năm 2008, bình quân mỗi ha cao su đạt tổng thu khoảng 60 triệu đồng (đối với khối quốc doanh), 50 triệu đồng (đối với cao su tiểu điền), riêng tổng Công ty cao su Việt Nam đạt bình quân hơn 70 triệu đồng/ha. Ÿ Những năm gần đây, do thị trường và giá cả thuận lợi, năng suất lại gia tăng, nên thu nhập của người trồng cao su có nhiều cải thiện đáng kể, nhiều địa phương đã sử dụng cây cao su như một giải pháp xóa đói giảm nghèo. Ÿ Thực tế tại các vùng trồng cao su, hệ thống giao thông vận chuyển được đầu tư mới và nâng cấp nhiều, góp phần thay đổi bộ mặt nông thôn, nhất là các vùng sâu, vùng xa, vùng biên giới phát triển cây cao su trong những năm gần đây. Hiện nay với diên tích cây cao su được mở rộng và được coi là cây công nghiệp, cây cao su được các chuyên gia đánh giá là đã góp phần đáng kể vào việc che phủ và chống xói mòn đất, nhất là tại các vùng đồi núi khu vực Tây Nguyên và Duyên hải Miền Trung. Ÿ Về sơ chế cao su thiên nhiên: năm 2007 các nhà máy chế biến được thành lập có xu hướng công suất vượt sản lượng hiện có, với 132 nhà máy chế biến có công suất trên 700,000 tấn/năm, tập trung nhiều ở Bình Phước, Bình Dương, Tây Ninh, Đồng Nai. Khối doanh nghiệp Quốc doanh có 56 nhà máy với công suất chiếm 60%, tương đương 422,000 tấn; khối tư nhân có số lượng nhà máy nhiều hơn nhưng công suất thấp hơn, gồm 76 nhà máy với công suất chiếm 40%, tương đương 181,000tấn. 1.1.2. Triển vọng sử dụng và phát triển cao su thiên nhiên ở Việt Nam và trên thế giới Ÿ Trong thế kỷ XIX, nhu cầu về cao su bắt đầu phát triển nhưng mối có một sản lượng nhỏ cao su rừng (cao su thiên nhiên). Để chuẩn bị cho chiến tranh thế giới lần thứ nhất năm 1912, người Đức sản xuất được 2,500 tấn cao su nhân tạo. Sau đó cao su thiên nhiên, nhất là cao su trồng phát triển rất nhanh ở vùng Đông Nam Á. Chiến KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH: NGUYỄN HỮU ÁNH 5 tranh thế giới lần thứ hai bùng nổ, Nhật Bản chiếm cứ hầu hết các nước sản xuất cao su ở Đông Nam Á. Ÿ Về mặt lợi thế, khi cây cao su già (khoảng 25-30 tuổi), người ta khai thác thanh lý lấy gỗ. Trước kia loại gỗ cao su chỉ dùng làm chất đốt, nhưng nếu biết cách ngâm tẩm để chống nấm mốc, mối, mọt thì có thể dùng làm đồ mộc nội thất trong nhà, trong kỹ nghệ làm ván ép, làm bìa, làm giấy… Ngày nay, các doanh nghiệp đang chiếm thị trường thế giới bằng gỗ cao su, người ta nhận thấy gỗ cao su có nhiều ưu điểm: cứng vừa, dễ cưa, dễ bào, đóng đinh không nứt nẻ, màu trắng có vân đánh vecni rất đẹp. Ÿ Ở các vùng đất thuận lợi, cây cao su sẽ được thâm canh tăng năng suất, khai thác mủ là chính và tận dụng nguồn gỗ khi thanh lý vườn cây. Ở những vùng đất xấu, đất dốc cây cao su được trồng chủ yếu lấy gỗ và khai thác mủ. Ÿ Theo các chuyên gia kinh tế, đối với việc ._.sản xuất lốp theo thiết kế mới (Radial) nếu cao su tổng hợp làm tăng độ bền cơ thì cao su thiên nhiên lại truyền nhiệt tốt hơn hẳn. Ÿ Hơn nữa, phát triển cây cao su là một phương hướng đúng vì xét về mặt kinh tế, cây cao su là một cây kinh doanh tổng hợp trên cả 3 mặt: Mủ cao su, dầu cao su và gỗ. Thực tế cho thấy trồng cây cao su chưa bao giờ bị mất mùa, cao su thô luôn có giá trị xuất khẩu vững chắc hơn các loại nông sản, thực phẩm như chè, cà phê… Ÿ Hiện có nhiều phát minh mới trong việc cải tiến kỹ thuật trồng trọt khai thác cũng như trong việc sơ chế, những cao su kỹ thuật có đặc tính không thua các loại cao su nhân tạo chuyên biệt (bằng cách áp dụng kỹ thuật tách phân tử cao su lớn thành nhiều phân tử nhỏ, rồi kết hợp chúng lại với nhau và ghép thêm với những nguyên tố khác hoặc hợp chất khác một cách phù hợp). Chẳng những người ta sản xuất những dạng cao su thường thấy như cao su mủ khô (cao su tờ, cao su creep, cao su bún, cốm…), cao su mủ nước cô đặc (mủ ly tâm, mủ kem) mà còn sản xuất cao su dạng bột, dạng lỏng, cao su nhiệt dẻo, cao su đa hợp, cao su Clo, cao su Brom, cao su Epoxy,… mỗi thứ có những đặc tính riêng biệt thích nghi cho một nền công nghiệp nhất định. Ÿ Hy vọng trong tương lai, Việt Nam sẽ xuất khẩu được nhiều cao su thành phẩm để thu được nhiều ngoại tệ hơn là xuất khẩu cao su nguyên liệu. Lợi nhuận KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH: NGUYỄN HỮU ÁNH 6 trong công nghiệp sản xuất mủ cao su được xem là “vàng trắng”, lợi ích do “vàng trắng” mang lại trong tương lai sẽ là một hứa hẹn đầy triển vọng. Bảng 1.1: So sánh đặc tính của cao su thiên nhiên và cao su nhân tạo Loại C.su T V R/R (kg/c m2) A% RD (kg/cm) Mod (kg/cm) Dy Ab F AE PE S A CL IF NR a a 300 800 140 100 a c a c a + + a A SBR c c 200 500 90 100 c + c c b + + c + BR + + 220 500 90 100 a a a a c + + + + IR c c 250 800 120 120 a d a c b + + b + CR c a 250 500 100 100 c c + d + c a NBR c c 200 400 80 70-120 - c c c c + C IIR c + 200 700 80 80 + c + c b + + EP c c 180 600 80 80 c c + c + + C (Nguồn: Tổng công ty cao su Việt Nam) Chú thích: NR: cao su tự nhiên V: Khả năng lưu hoá SBR: cao su Struren Butadien R/R: Chống đứt BR: cao su Polybutadien A%: Độ giãn bách phân IR: cao su Polyisopren RD: Chống rách CR: cao su Cloropren Mod: Modul chịu xoắn NBR: cao su Butadien Nitrilacrylic Dy: Tính năng động IIR: cao su iso Butadien-isopren Ab: Chống mài mòn EP: cao su etylen-propylen F: Chống lạnh T: Tính sơ luyện AE: Xuất hiện dấu vết cắt PE:Lan truyền vết cắt S:Chống dung môi A:Chống acid Cl:Dễ dính vào bố vải IF:Dễ cháy d:Khá a:Rất tốt +:Kém yếu b:Tốt - :Tạm được c:Khá KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH : NGUYỄN HỮU ÁNH 7 1.2. THÀNH PHẦN TÍNH CHẤT CỦA MỦ NƯỚC 1.2.1. Thành phần của mủ nước - Cao su thiên nhiên là một hợp chất cao phân tử (Polyme), có khả năng đàn hồi rất cao. Trong thành phần của mủ nước bao gồm: v Nước: 52 ÷ 60 % v Cao su (C5H8)n: 37 ÷ 54 % v Protid: 2 ÷ 2.7 % v Glycerin: 1.6 ÷ 3.6 % v Glucid: 1.5 ÷ 4.2 % v Lipid: 0.2 ÷ 0.7 % v Ngoài ra còn có các chất oxyt P2O5, K2O, Mg… v Độ pH của mủ: 6.5 ÷ 7 - Thành phần các chất trên thay đổi tùy theo giống, tình trạng chăm sóc, sinh trưởng của cây, thời tiết lúc cạo mủ,… mặt khác các thành phần cũng là cơ sở cho môi trường, cho các vi sinh vật hoạt động. 1.2.2. Cấu trúc thể giao trạng - Trong cấu trúc của mủ nước có 2 phần cơ bản: v Phần lỏng bao gồm có nước, một số hóa chất hòa tan trong nước được gọi là serum (tùy theo độ tuổi của cây, chế độ cạo, vùng đất trồng mà hàm lượng serum trong mủ có thay đổi). v Phần rắn của mủ gồm có cao su và các hóa chất không tan trong nước cấu tạo thành huyền phù lơ lửng trong serum. Tổng hàm lượng chất rắn trong mủ gọi là TSC, TSC này tỷ lệ nghịch với serum: Hàm lượng chất rắn cao thì serum thấp và ngược lại, tùy theo các điều kiện nêu trên mà hàm lượng chất khô TSC có từ 37 ÷ 54 %. Chuyển động brown cũng có thể bị giảm rất nhiều, cả đến mức có thể bị triệt tiêu, bởi sự gia tăng độ nhớt latex (chẳng hạn như thêm vào gelatin hay glycerin). - Về khả năng tích điện của các hạt tử cao su, ta biết các phần tử cao su được bao bọc một lớp protid nhưng bản chất của lớp protid này thì còn chưa rõ lắm.chính lớp này xác định tính ổn định và sự kết hợp thể giao trạng của latex và để nghiên cứu sự kết hợp này, chúng ta khảo sát tính chất của protid. Để cho rõ hơn, ta phác hoạ phân KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH : NGUYỄN HỮU ÁNH 8 tử protid qua công thức tổng quát: (NH2 -R-COOH), với NH2 là một gốc amine; COOH là gốc acid; R là một chuỗi protid. - Theo thuyết hiện nay, người ta trình bày phân tử ở điểm đặng điện qua ion hỗn hợp (+NH3-R-COO-), và ta thừa nhận có một sự cân bằng giữa hai trạng thái: NH2 -R-COOH (+NH3-R-COO-) - Trong cùng những điều kiện này, với dung dịch acid ta sẽ có: (+NH3-R-COO-) + H+ (+ NH3-R-COOH) - Và với dung dịch kiềm ta có: (=NH3-R-COO-) + OH- (NH2-R-COO-) + H2O - Điểm đẳng điện của protid latex là tương đương pH = 4.7, với các trị số pH > 4.7 công thức (NH2-R-COO-) chiếm ưu thế và các hạt tử mang điện tích âm, ngược lại trị số pH < 4.7 công thức (=NH3-R-COOH) chiếm ưu thế và hạt tử cao su mang điện tích dương. - Ảnh hưởng của pH tới điện tích của hạt tử latex: pH 4.7 Dương điện Trung hoà Âm điện - Các hạt tử cao su latex tươi mà pH tương đương 7 đều mang điện âm như trường hợp của đa số thể nhũ tương thiên nhiên. Chính điện tích này đều mang điên tích âm hoặc cùng dương tạo ra lực đẩy giữa các hạt cao su với nhau, đảm bảo sự phân tán của nhau trong serum. 1.2.3. Phân tử cao su - Nếu ta khảo sát một giọt latex loãng qua kính hiền vi, ta nhận thấy hạt cao su có hình cầu, đường kính nhỏ hơn 0.5µm. Chúng chuyển động vô trật tự và không ngừng gọi là chuyển động brown. - Người ta đã xác định được trong 1g latex 40% chứa khoảng 7.4x1012 hạt cao su, trong đó 90% hạt tử cao su latex có đường kính dưới 0.5 µm. 1.2.4. Tính chất vật lý của mủ nước KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH : NGUYỄN HỮU ÁNH 9 - Tính dẫn điện: cao su là chất cách điện tốt, các phân tử cao su trong mủ nước mang điện tích âm với hiệu điện thế –0.035V, nếu thêm acid vào mủ nước đến pH = 3.5 thì mang điện tích dương. - Trọng lượng riêng của mủ nước nguyên chất: 0.97 ÷ 0.98, các hạt cao su có trọng lượng từ 0.914÷ 0.901, phần serum: 1.016 ÷ 1.025. - Tính dẫn nhiệt: cao su dẫn nhiệt kém, nó là chất cách nhiệt rất tốt, hệ số dẫn nhiệt là: 0.0032 ÷ 0.0044 calo/cm.giây 00C, khi làm biến dạng thì tỏa nhiệt. - Độ tan: cao su tan hoàn toàn trong các dung môi hữu cơ (ban đầu là nở ra sau đó mới tan vào dung môi), độ nở phụ thuộc vào mặt tiếp xúc giữa cao su và dung môi. - Độ dính: dung dịch cao su có độ dính rất cao, độ dính giữa dung dịch cao su với các vật khác phụ thuộc vào mặt tiếp xúc nhiệt độ và mức độ làm sạch các đồ vật. - Độ nhớt: ta khó mà xác định được trị số tuyệt đối của độ nhớt, độ nhớt latex thuộc các giống khác nhau có cùng hàm lượng cao su khô nhưng lại có thể có độ nhớt khác nhau. Những nguyên nhân thay đổi như sự kết hợp với ammoniac, kích thước trung bình của các phần tử cao su, hàm lượng các khoáng tố cũng đều có thể ảnh hưởng tới sự tương quan giữa độ nhớt và hàm lượng cao su. Tổng quát, độ nhớt latex tươi có 35% cao su là từ 12-15 centipoises, của latex đã đậm đặc hoá là từ 40cp đến 120cp (độ nhớt của nước là 1cp). - Sức căng mặt ngoài: Sức căng mặt ngoài của một latex là từ 30% đến 40% cao su là vào khoảng 38 dyn/cm2 đến 40 dyn/cm2, trong lúc sức căng mặt ngoài của nước nguyên chất là 73 dyn/cm2. Chính lipid và dẫn xuất lypid là tác nhân ảnh hưởng tới sức căng mặt ngoài latex, nhất là các savon latex. - pH: trị số pH của latex có ảnh hưởng quan trọng tới độ ổn định latex. Latex tươi vừa chảy khỏi cây cao su có pH bằng hoặc hơi thấp hơn 7, để trong vài giờ pH sẽ hạ xuống gần 6 do hoạt tính của vi khuẩn và latex sẽ bị đông lại. Sự đông đặc latex một phần do sự xuất hiện của khí carbonic làm hạ thấp pH trong vài giờ tốn trữ đầu tiên. Tuy nhiên, ta không thể quy sự hạ thấp pH vào sự đông đặc ngẫu nhiên latex sinh ra vào những giờ cạo mủ. Vangils đã chứng minh magnesium từ latex tạo với savon có ở các hạt tử cao su thành một savon không tan và savon này có ảnh hưởng một phần lên sự đông đặc latex ngẫu sinh. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH : NGUYỄN HỮU ÁNH 10 - Ở các công ty cao su hiện nay người ta thường nâng cao pH latex bằng cách cho thêm amoniac vào để tránh latex bị đông đặc trước khi đưa về nhà máy. Amoniac là chất được dùng phổ biến nhất, chủ yếu nó có tác dụng như chất sát trùng và như chất kiềm làm cho latex không bị ảnh hưởng tới điểm đẳng điện của nó. 1.2.5. Tính chất sinh hoá - Enzyme: trong latex tươi có các enzyme như catalese, tynosinase, oxydase và peroxydase. Ngoài trừ catales ra, các enxyme khác đều có chất kiềm hãm đi kèm. Hệ thống oxy hoá khử của latex tươi hay latex đã ly tâm chịu sự lệ thuộc của các enzyme có nhóm (-SH). Latex tươi ngay từ lúc chảy ra khỏi cây cao là đã có một thế oxy hoá khử dương vào khoảng +150mV và sau vài giờ thu hoạch nó trở thành âm - 100mV. Theo tài liệu của viện khảo cứu cao su Đông Dương trước đây công bố thì những chất được xem như là chất kiềm hàm hệ thống enzyme cho vào latex trong lúc những chất khử khác như Chlorine Hydrate Hydroxylamine và Pyrogallol thì kìm hãm biến thiên của độ ổn định cơ lý và có xu hướng nâng chỉ số Kali lên cao. v Ảnh hưởng của không khí trong sự biến đổi của latex đã ly tâm, sự tồn trữ latex ở nơi có không khí sẽ có xu hướng phụ trở sự xuất hiện của các acid béo có phân tử khối lớn, trực tiếp về việc cải thiện độ ổn định cơ lý, trong lúc sự tiến hoá ở nơi yếm khí đưa tới xuất hiện chủ yếu là các acid béo có phân tử khối nhỏ làm cho chỉ số potassium nâng cao và làm cho chỉ số của độ ổn định cơ lý thấp đi. v Các enzyme oxydase và peroxydase hiện diện trong latex dưới tác dụng của oxygen và peroxide tới những chất cấu tạo latex; hậu quả là sau khi latex đông đặc, cao su có màu hơi xám hoặc hơi nâu, bởi thế người ta thường cho bisulfite vào latex trong việc chế tạo crepe nhạt trắng; ta cũng cần biết tốc độ hấp thụ oxygen của latex tuỳ thuộc khá nhiều vào pH của nó; các latex được bảo quản với chất kiềm mà pH gần mười đều khá nhạy với oxygen khí trời. v Các enxyme proteolytic có thể sẵn có ở cây cao su nhưng cũng có thể do từ vi khuẩn xâm nhập trong lúc cạo mủ hoặc sau khi cạo mủ; sự hư thối protid bởi các enzyme này cũng có thể là nguồn gốc đông đặc latex ngẫu sinh. v Latex tươi để ngoài trời, trong vài giờ nó sẽ bị đông đặc tự nhiên, đó là do các enzyme sẵn có trong latex, trước khi chảy tiết khỏi cây mà ta thường gọi là enzyme coagulase. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH : NGUYỄN HỮU ÁNH 11 - Vi khuẩn: có chức năng trong sự đông đặc latex ngẫu sinh, do các enzyme mà chúng tiết ra hoặc do chúng trực tiếp tác dụng làm hạ thấp pH của latex. v Trong latex, người ta tìm thấy rất nhiều loại vi khuẩn (ít nhất là 27 loại), có loại tác dụng vào Glucid, loại thì tác dụng gây hư thối Protid. Ở nơi yếm khí, loại vi khuẩn tác dụng vào Glucid sẽ gây lên men thành acid acetic, acid lactic, acid butyric và acid carbonic gây đông đặc latex, quebrachitol cũng có thể lên men do loại vi khuẩn này. Ở nơi có không khí trời, các vi khuẩn tác dụng vào protid (vi khuẩn proteolytic), hoạt động và tạo ra một chất phân tiết màu vàng trên mặt latex. v Để chống lại tác dụng đông đặc hoá latex của vi khuẩn và enzyme, ta cho vào latex chất sát khuẩn mà ta sẽ đề cập ở phần tới. 1.2.6. Thành phần hoá học Bảng 1.2: Thành phần hoá học trong Latex Thành phần Hàm lượng Hydro carbon Cao su (C5H8)n 90% Protid 1 – 1.5% Lipid 2% Glucid 2% -3% Khoáng Tính theo %/tổng số tro (Nguồn: Viện nghiên cứu cao su Việt Nam) - Vào những năm 1938, C.P.Flint đã cho bảng nguyên tố có trong một lít latex chưa đậm đặc hoá nhưng đã được tác dụng với amoniac như sau: Bảng 1.3: Bảng các nguyên tố khoáng chất có trong latex (%/tổng số tro) Na K Rb Mg Ca Mn Fe Cu 0,96 96 0,72 0,36 0,43 0,02 1,7 0,07 (Nguồn : C.P.Flint năm 1938 ) - E.R. Baufils là người đã nghiên cứu toàn bộ ảnh hưởng của kim loại trong latex. Kết quả về các nguyên tố K, Mg, P, Ca, Cu, Fe, Mn, Rb như sau: v Kali (K): Kali (potassium) là nguyên tố quan trọng nhất của latex, nó có mặt đến 58% tổng số nguyên tố được nghiên cứu tới. Một lít latex chứa vào KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH : NGUYỄN HỮU ÁNH 12 khoảng 1.7g K, tỷ lệ K với pha serum luôn là hằng số(0.28 mg cho mỗi 100 g serum), trừ trường hợp cây cao su thiếu chất dinh dưỡng. v Magie (Mg): Magie là nguyên tố chiếm tới 24% tổng số nguyên tố được nghiên cứu, một lít latex trung bình chứa vào khoảng 700 mg, hàm lượng magnesium của latex cây cao su có thể thay đổi dưới ảnh hưởng của phân kali. Magie ảnh hưởng trực tiếp lên tính ổn định của latex tươi kể cả latex ly tâm. v Phospho (P): Phospho là nguyên tố chiếm tỷ lệ gần bằng magie, trung bình chiếm khoảng 17% tổng lượng chất khoáng, một lít latex trung bình chứa vào khoảng 500mg phosphor, hàm lượng phospho có thể tăng lên đáng chú ý dưới hiệu quả của sự kích thích sản xuất latex hay bởi tác dụng của phân lân. Điều ta cần lưu ý là tỷ số Mg/P của một latex phải là bằng 1 thì latex này mới có độ ổn định tốt. v Calcium (Ca): Trong latex, calcium chỉ hiện diện với nồng độ thấp, chiếm khoảng 1% tổng số các khoáng chất được xác định, một lít latex trung bình chứa khoảng 30 mg, như vậy ta không cần nói tới chức năng đông đặc latex của nó. v Đồng (Cu): Do chức năng sinh lý của nó, đồng là một nguyên tố quan trọng nhất của latex. Một lít latex trung bình chứa khoảng 1.7mg, nó liên kết trực tiếp với pha serum. v Sắt (Fe): tỷ lệ sắt trong latex thường không nhất định, nhưng trong mọi trường hợp, nó không bao giờ có quá 1 mg trong mỗi lít latex. v Mangan (Mn): cũng như đồng, mangan cũng có ái lực với oxygen mạnh gây lão hoá cho cao su, lượng mangan không bao giờ có quá 0.1mg cho mỗi gram chất trích khô. 1.3. KỸ THUẬT KHAI THÁC CAO SU 1.3.1. Kỹ thuật khai thác mủ cao su - Cắt vỏ cây cao su, làm cho đứt mạch mủ để mủ chảy ra, hứng lấy và đem về đến nhà máy sơ chế, là những động tác cạo, thu gom mủ. - Trước kia người ta khai thác mủ bằng cách rạch, chém hoặc băm lên vỏ cây cao su hoặc cạo theo kiểu xương cá, chữ V… - Hiện nay trong kỹ thuật cạo mủ người ta dùng dao chuyên dùng cạo theo vòng xoắn quanh thân, mỗi lần cạo lấy đi một lát vỏ mỏng và lớp cao su nút kín miệng các mạch mủ. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH : NGUYỄN HỮU ÁNH 13 - Kỹ thuật cạo phải tuân theo các tiêu chuẩn rất nghiêm khắc về độ nghiêng, độ sâu, độ dài, độ dày, hình dạng lát cạo, nhịp độ, thời gian cạo… - Lát cạo phải sâu vừa đủ cắt được các ống mủ họat động mạnh, chỉ chừa lại từ 1 – 1.2 mm gần thượng tầng, nếu nông hơn thì sẽ cho ít mủ, nếu sâu hơn sẽ phạm vào gỗ (cạo phạm) gây nên những vết thương cho vỏ làm rối loạn hoạt động của nó, tạo nên những u bướu làm hư hỏng lớp vỏ tái sinh. - Mỗi lát cạo dày từ 1..2 – 1.5 mm, nếu dày hơn sẽ mau hết lớp vỏ cạo, nếu mỏng hơn sẽ không cắt hết các nút cao su đông dặc sẽ cho ít mủ. - Thường cạo theo hình chữ S, tức là theo vòng xoắn từ trái sang phải. Toàn vòng là S/1, nửa vòng là S/2, 1/3 vòng là S/3, 1/4 vòng là S/4. - Tùy theo mùa cạo, giống cây, tuổi cây, mức độ tăng trưởng của cây mà người ta áp dụng các hình dạng cạo cho thích hợp sao cho hiệu quả kinh tế cao nhất. - Mủ chảy nhiều nhất vào lúc 5 - 6 giờ khi mới hừng sáng, lúc đó trời còn mát và sự bốc hơi còn ít, vì vậy cần cạo sớm và trút mủ lúc 10 - 11h. 1.3.2. Bảo quản mủ - Mủ nước từ Nông trường đem về nhà máy phải hoàn toàn lỏng ở trạng thái ổn định. Để bảo vệ cho mủ nước không bị đông đặc trước khi đến nhà máy, người ta cho thêm vào mủ những chất kháng đông, thường là amoniac ở nồng độ 3% và formol ở nồng độ 5% và đã được trung hoà với phenolphtalein hoặc một hỗn hợp amoniac và acid boric. 13.3. Thu gom mủ - Mủ nước được trút vào thùng sắt mạ kẽm dung tích 20 - 30 lít. Thùng được gom lại rồi chuyển vào bồn có dung tích 1.500 hoặc 2.000 lít đặt trên xe tải. - Mủ tạp được chọn riêng theo phẩm chất và được đựng trong túi nhựa, các loại mủ thường được để riêng không cho lẫn lộn với nhau. Mủ chén cũng được chia làm 2 - 3 hạng khác nhau tuỳ theo kích thước, màu sắc (càng trắng càng tốt, có màu sậm là bị ôxy hoá nhiều). Điều quan trọng là mủ chén có thể cho ta loại cao su rất tốt (có đặc tính cơ lý và năng động cao) với điều kiện là chế biến thật cẩn thận, đặc biệt là phải sạch sẽ ngay khi lấy mủ, khi chuyên chở và tồn trữ ở nhà máy. 1.3.4. Tiếp nhận mủ ở nhà máy KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH : NGUYỄN HỮU ÁNH 14 v Mủ nước: tới nhà máy mủ nước được cân, đo, xác định hàm lượng, đánh giá chất lượng, phân lọai mủ cho từng nguồn nguyên liệu và từng xe nhập mủ để làm cơ sở cho các công đọan chế biến tiếp theo. v Mủ tạp: mủ khi tới Nhà máy cũng được tiếp nhận số lượng, chất lượng, phân lọai theo từng chủng lọai khác nhau. Mủ tạp bị ô xy hoá rất mau nếu để ngoài trời và phơi ra ánh nắng, nên chất lượng của nó giảm sút nhanh. Vì vậy khi tiếp nhận mủ ở nhà máy, người ta ngâm chúng vào ngay trong bể chứa, hoặc để trên nền có mái che để chúng khỏi bị ôxy tác động và bị hư hỏng, đồng thời để rửa sạch chúng. Mỗi hạng mủ tiếp nhận phải được để riêng biệt, không lẫn lộn. 1.4. CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN MỦ CAO SU Ở Việt Nam hiện nay có 3 công nghệ chính đang áp dụng trong thực tế: công nghệ chế biến cao su ly tâm, công nghệ chế biến cao su mủ cốm và công nghệ chế biến cao su mủ tờ. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH : NGUYỄN HỮU ÁNH 15 1.4.1. Công nghệ chế biến cao su ly tâm Hình 1.1. Sơ đồ công nghệ sản xuất cao su ly tâm MÁY LI TÂM CÁN CREP CAO SU SKIM SERUM SKIM ĐÁNH ĐÔNG MỦ SKIM Amoniac Nước để rửa các phương Tiện tiếp nhận, bồn chứa nước rửa máy, sàn Acid Sunfuaric Nước rửa röûa Nước thải Nước thải Nước thải chung MỦ LY TÂM Nước thải MỦ NƯỚC VƯỜN CÂY BỒN CHỨA NH3 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH : NGUYỄN HỮU ÁNH 16 1.4.2. Chế biến cao su cốm BOÀN NGAÂM RÖÛA Nöôùc Nöôùc Nöôùc Nöôùc MUÛ NÖÔÙC VÖÔØN CAÂY HOÀ NHAÄN MUÛ CAÙN CREP SOÁ 2 CAÙN CREP SOÁ 3 CAÙN CREP SOÁ 1 MAÙY CAÙN CAÉT LOØ SAÁY EÙP BAØNH / ÑOÙNG GOÙI MÖÔNG ÑAÙNH ÑOÂNG HEÄ THOÁNG MAÙY CAÙN, BAÊM, QUAÄY Nöôùc Nöôùc pha loaõng Axit acetic MUÛ TAÏP VÖÔØN CAÂY Nöôùc thaûi Röûa Serum/Röûa Nöôùc thaûi Nöôùc thaûi Nöôùc thaûi Nöôùc thaûi hoãn hôïp cuûa nhaø maùy Hình 1.2. Sô ñoà coâng ngheä cheá bieán cao su coám NH3 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH : NGUYỄN HỮU ÁNH 17 1.4.3. Công nghệ sơ chế mủ tờ Hình 1.3. Sơ đồ công nghệ chế biến mủ tờ 1.4.4. Chế biến, sản xuất các sản phẩm từ cao su thiên nhiên Cao su là một trong những nguyên liệu chủ chốt của nền công nghiệp hiện đại, xếp vào hàng thứ tư sau dầu mỏ, than đá và gang thép. Có hàng vạn mặt hàng làm từ cao su, nhưng người ta thường chia làm 5 nhóm chính theo công dụng của cao su như sau : Nước rửa ÑAÙNH ÑOÂNG Acid NHAÄN MUÛ CAÙN SAÁY ÑOÙNG GOÙI Nước thải Serum Nước thải Nước thải Khí thaûi Nöôùc pha loaõng Nöôùc röûa Nöôùc thaûi sau cuøng SẢN PHẨM MỦ TỜ MỦ NƯỚC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH : NGUYỄN HỮU ÁNH 18 a) Cao su làm vỏ ruột xe: xe đạp, xe gắn máy, xe hơi du lịch, xe tải, máy kéo, máy nông nghiệp, máy bay…Nhóm này quan trọng nhất và chiếm khoảng 70% lượng cao su tiêu thụ trên thế giới. b) Cao su công nghiệp dùng làm các ống dẫn, các băng truyền, băng tải, cao su thắng, cao su chà gạo, đệm giảm xóc, khớp nối, đế đàn hồi, sản phẩm chống mài mòn. Nhóm này chiếm thành phần khoảng 7%. c) Quần áo, giày dép, áo mưa, vải che nắng, áo tắm, mủ, ủng, đế và gót giày, vải không thấm nước, phao bơi lội, ca nô cứu nạn…Nhóm này chiếm thành phần khoảng 8%. d) Cao su xốp dùng làm gối, đệm, thảm trải sàn nhà…Nhóm này chiếm khoảng 5%. e) Một số nhóm khác như: dụng cụ y tế, dụng cụ giải phẫu, dụng cụ thể dục thể thao, dây thun, chất cách điện, dụng cụ nhà bếp, tiện nghi gia đình, nhiều loại keo và nhựa dán…Nhóm này chiếm khoảng 10%. Bảng 1.4: Mức tiêu thụ cao su thiên nhiên theo công dụng Công dụng Tỷ lệ (%) Lốp và săm xe Sản phẩm latex Giày dép Sản phẩm kỹ thuật trong kỹ nghệ xe hơi và nhiều kỹ nghệ khác Vải cao su, vỏ bọc dây điện, sản phẩm chống mài mòn, chống động đất Dụng cụ y khoa (công cụ y tế, giải phẫu, găng tay, ống truyền máu…) Cao su xốp (nệm mút, gối…) Keo, nhựa, hồ dán 68 8 5 5.8 5.9 2 2.1 3.2 Tổng cộng 100 (Nguồn: Tổng công ty cao su Việt Nam) 1.4.5. Một số chủng loại cao su đặc biệt Ngoài các sản phẩm cao su truyền thống, hiện nay trên thị trường có một số chủng loại cao su đặc biệt sử dụng cho một số ngành công nghiệp đang ngày càng phát triển và đang trở thành một thị trường đầy hứa hẹn trong một tương lai gần. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH : NGUYỄN HỮU ÁNH 19 1.4.5.1. Cao su MG Tên tiếng Anh: Methyl Methacrylate Graft Rubber. Thành phần: gồm Methyl Methacrylate/cao su thiên nhiên phối trộn với Polymer. Tính chất cao su: · Có cả hai đặc tính, vừa có tính chất của cao su thiên nhiên vừa có tính chất của chất dẻo (Methyl Methacrylate). · Làm cho hạt cao su cứng, chịu được lực va đập lớn và có độ giản dày tốt. Lĩnh vực ứng dụng: sản xuất các loại keo, linh kiện ô tô, keo dán cao su với PVC, công nghiệp giày, sơn chống gỉ, nhựa gia cường, sơn UV. 1.4.5.2. Cao su SP Tên tiếng Anh: Superrior Processing Rubber. Thành phần: được sản xuất từ sự pha trộn giữa mủ nước vườn cây thông thường với mủ đã được lưu hoá trước khi đánh đông. Tính chất cao su: · Sản phẩm cao su có độ ổn định cao về kích thước. · Cao su ít bị phồng dộp và có bề mặt láng sau khi ép. Lĩnh vực ứng dụng: các sản phẩm cao su được cán tráng hoặc ép đùn, các loại ống, ống mềm, vòng đệm, cao su xốp, sản phẩm y tế, nguyên liệu tạo khuôn, tấm phủ cao su... 1.4.5.3. Cao su DPNR Tên tiếng Anh: Deproteinised Natural Rubber. Thành phần: gồm phần lớn là tro và Protein được loại bỏ, đây là dạng tinh luyện của cao su thiên nhiên. Tính chất cao su: độ dão thấp, độ trùng vi ứng dụng thấp, ít hút và thấm nước, hàm lượng Protein và hàm lượng chất bẩn thấp, có màu sáng. Lĩnh vực ứng dụng: các khớp nối chịu nước, đệm làm kín, khớp nối trong xây doing và vòng đệm, chất cách điện, khớp nối chống rung, bộ giảm xóc, các ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm và y tế, các sản phẩm cao su đổ khuôn hoặc đùn ép. 1.4.5.4. Cao su ERN Tên tiếng Anh: Expoxidized Natural Rubber. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH : NGUYỄN HỮU ÁNH 20 Thành phần: là chủng loại cao su thiên nhiên được Expoxit hoá trong giai đoạn mủ nước bằng cách cho tác dụng với Acid Fromic và Hydro Peroxyt. Tính chất cao su: chống lại sự kết tinh ở nhiệt độ thấp, tăng cường khả năng kháng dầu mỡ và khả năng chống thấm. Lĩnh vực ứng dụng: công nghiệp sản xuất đế giày, giảm âm, giảm chấn, sản xuất keo gián. 1.4.5.5. Cao su SUMAR Tên tiếng Anh: Non Smelly Rubber Thành phần: là chùng loại cao su thiên nhiên mà trong quá trình sản xuất có thực hiện xử lý hoá chất đối với mủ đông tự nhiên. Tính chất cao su: cao su không có mùi và có hàm lượng chất bẩn rất thấp. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH : NGUYỄN HỮU ÁNH 21 CHƯƠNG 2 : TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY CHẾ BIẾN MỦ CAO SU LONG HÀ - BÌNH PHƯỚC 2.1. GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY CHẾ BIẾN MỦ CAO SU LONG HÀ 2.1.1. Giới thiệu về công ty cao su Phú Riềng - Công ty cao su Phú Riềng được thành lập ngày 06 tháng 09 năn 1978 theo quyết định số 318/QĐ – NN của Bộ Nông Nghiệp, trụ sở của công ty nằm trên mảnh đất đồn điền Phú Riềng lịch sử, thuộc xã Phú Riềng, huyện Phước Long, tỉnh Bình Phước (tỉnh Sông Bé cũ), hiện nay là xã Phú Riềng, huyện Bù Gia Mập, tỉnh Bình Phước. - Với diện tích canh tác là 18,229 ha cao su kinh doanh và kiến thiết cơ bản, hơn 6,500 công nhân, sản lượng bình quân 30,000 tấn cao su khô/năm, năng suất bình quân đạt trên 2 tấn/ha. Hiện nay công ty gồm có 12 nông trường trồng và khai thác cao su, 2 nhà máy chế biến mủ cao su là Nhà máy chế biến mủ cao su Long Hà và Nhà máy chế biến mủ cao su trung tâm. - Bộ máy quản lý của Công ty đến các nông trường, nhà máy và các đơn vị trực thuộc tổ chức theo hướng tinh gọn, năng động, hiệu quả. Áp dụng hệ thống quản lý chất lượng được xây dựng và thực hiện theo tiêu chuẩn ISO 9001:2008. 2.1.2. Giới thiệu về nhà máy chế biến mủ cao su Long Hà - Nhà máy chế biến mủ cao su Long Hà tiền thân là nhà máy chế biến mủ cao su Phước Bình trực thuộc công ty cao su Phú Riềng. Nhà máy được xây dựng và đưa vào hoạt động từ cuối tháng 4 năm 2009 với công suất thiết kế 9,000 tấn mủ cao su thành phẩm trên 1 năm, thay thế cho nhà máy chế biến mủ cao su Phước Bình để tránh ảnh hưởng đến môi trường của Thị xã Phước Long. - Nhà máy chế biến mủ cao su Long Hà đặt tại xã Long Hà, huyện Bù Gia Mập, tỉnh Bình Phước. - Nhà máy mới được đầu tư xây dựng nên hệ thống dây truyền máy móc sản xuất khá hiên đại, tiết kiệm nhiều công sức lao động của người công nhân và tiết kiệm được nhiên liệu, ít gây ảnh hưởng tới môi trường xung quanh, góp phần vào việc bảo vệ môi trường. 2.1.3. Tình hình phát triển kinh doanh KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH : NGUYỄN HỮU ÁNH 22 Với diện tích khoảng 7,000 ha vùng nguyên liệu cung cấp cho Nhà máy, sản lượng hơn 14,000 tấn/năm, thời gian cao điểm nhà máy chế biến trên 60 tấn mủ nước, 15 tấn mủ tạp/ngày. Đây chính là nguồn nguyên liệu dồi dào cho công tác sản xuất chế biến, sản phẩm làm ra của nhà máy được thực hiện theo các hợp đồng bán hàng do công ty trực tiếp ký kết, mua bán với khách hàng do vậy từ nguồn nguyên liệu đầu vào đến việc tiêu thụ sản phẩm làm ra của nhà máy có rất nhiều thuận lợi và đạt hiệu quả cao trong công tác sản xuất kinh doanh của nhà máy. 2.1.4. Chủng loại sản phẩm - Để đáp ứng theo các yêu cầu của khách hàng và tăng tính cạnh tranh trên thị trường tiêu thụ sản phẩm, vấn đề về chất lượng, mẫu mã, chủng loại… luôn được Nhà máy và Công ty thường xuyên chú trọng cải tiến và nâng cao - Hiện nay các dạng sản phẩm chế biến ra của Nhà máy từ nguyên liệu mủ nước gồm: SVRCV 50, SVRCV 60, SVR L, SVR 3L, SVR 5; mủ tạp: SVR 10, SVR 20. Với trọng lượng/1 bành mủ cũng rất đa dạng: 20 kg, 33.3 kg, 35 kg. Bành mủ thành phẩm được ép thành dạng hình khối chữ nhật, có kích thước danh nghĩa: 670 mm x 330 mm, chiều cao nhỏ hơn 175 mm (đối với bành mủ 33.3 kg) hoặc có chiều cao khác khi khối lượng bành mủ thay đổi. - Sản phẩm mủ SVR nói chung sau khi chế biến được đánh giá và kiểm phẩm theo 1 số các chỉ tiêu hóa lý cơ bản sau: Bảng 2.1: Các chỉ tiêu hóa lý của cao su SVR(theo TCVN 3769:2004) STT Các chỉ tiêu SVR CV50 SVR CV60 SVR 3L SVR 5 SVR 10 SVR 20 1 Hàm lượng chất bẩn (%) £ 0.03 0.03 0.03 0.05 0.08 0.16 2 Hàm lượng chất bay hơi (%) £ 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 3 Hàm lượng tro (%) £ 0.5 0.5 0.5 0.5 0.6 0.8 4 Hàm lượng Nitơ (%) £ 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 5 Độ dẻo dầu (Po) £ 35 30 30 30 6 Độ dẻo còn lại (PRI) £ 60 60 60 60 50 40 7 Độ nhớt 45-55 55-65 8 Chỉ số màu £ 6.0 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH : NGUYỄN HỮU ÁNH 23 (Nguồn: Công ty cao su Phú Riềng) 2.1.5. Thị trường tiêu thụ sản phẩm Với quy trình công nghệ và máy móc trang thiết bị luôn được đầu tư và nâng cấp, chất lượng sản phẩm luôn được chú trọng quan tâm và ngày càng nâng cao, đảm bảo được các yêu cầu khắt khe của khách hàng cũng như thị trường tiêu thụ sản phẩm. Tính đến nay, sản phẩm của Nhà máy kuôn được đánh giá cao và được thị trường chấp nhận với bằng chứng là: Ngoài những sản phẩm tiêu thụ trong nước, đến thời điểm này sản phẩm cao su sơ chế của Nhà máy đã được Công ty ký kết, đưa đi xuất khẩu tới hơn 43 Quốc gia và vùng lãnh thổ trên Thế giới. 2.2. QUY TRÌNH CHẾ BIẾN MỦ TẠI NHÀ MÁY CHẾ BIẾN MỦ CAO SU LONG HÀ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH : NGUYỄN HỮU ÁNH 24 TIẾP NHẬN, XỬ LÝ MỦ NƯỚC CÁN TỜ 1,2,3 BĂM CỐM, XẾP HỘC ĐÁNH ĐÔNG CÁN KÉO NH3 (0.1 kg/tấn) Axít axetic (4kg/tấn) XÔNG, SẤY CÂN PHÂN LÔ, CẮT MẪU BAO GÓI ÉP BÁNH ĐÓNG KIỆN Dầu DO T0 = 1050 – 1150 SẢN PHẨM Phân loại, cân khối lượng Khuấy trộn, lắng KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH : NGUYỄN HỮU ÁNH 25 Hình 2.1. Sơ đồ quy trình chế biến cao su cốm từ mủ nước Hình 2.2. Sơ đồ quy trình chế biến cao su cốm từ mủ tạp 2.2.1. Tiếp nhận mủ ở nhà máy CÂN PHÂN LÔ, CẮT MẪU BAO GÓI ÉP BÁNH ĐÓNG KIỆN SẢN PHẨM BĂM CỐM, XẾP HỘP XÔNG, SẤY Dầu DO T 0 = 1000 - 1100 CÁN TỜ 1,2,3 BĂM TINH, CÁN TẠO TỜ Cán 3 trục BĂM THÔ, QUẬY RỬA Cắt miếng thô Lựa tạp chất TIẾP NHẬN, XỬ LÝ Phân loại, cân khối lượng Cán, ủ MỦ TẠP KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH : NGUYỄN HỮU ÁNH 26 2.2.1.1. Đối với mủ nước - Khi mủ nước về nhà máy được bộ phận KCS tiếp nhận đầy đủ số lượng và chất lượng mủ nguyên liệu từ các nguồn nhập về nhà máy, phân lọai chất lượng nguyên liệu dựa trên các chỉ tiêu: tạp chất nhìn thấy, trạng thái mủ, hàm lượng, nồng độ pH. - Từ căn cứ phân lọai nguyên liệu, nguồn gốc nguyên liệu chọn nguồn nguyên liệu phù hợp, đủ tiêu chuẩn để sản xuất các cấp hạng mủ SVR CV50, SVR CV60, SVR L, SVR 3L. 2.2.1.2. Đối với mủ tạp - Khi mủ tạp về ._. Beå la éng II Hình 5.1: Sơ đồ làm việc của bể Aerotank và lắng 2 Tỷ số giữa lượng chất rắn lơ lửng bay hơi với lượng chất rắn lơ lửng có trong nước thải là 0.8 Nồng độ bùn hoạt tính trong dòng tuần hoàn G = 10000 mgSS/l Hệ số chuyển đổi giữa BOD5 và BOD20: 0.7 Loại và chức năng bể: Bể aeroten khuấy trộn hoàn chỉnh Giả sử nước thải nhà máy có chứa đầy đủ lượng chất dinh dưỡng Nitơ, Photpho, và các vi lượng khác đủ cho sinh trưởng tế bào. Hệ số sinh trưởng cực đại: 0.5 Hệ số phân hủy nội bộ Kd = 0.06(ngày-1) Nồng độ BOD5 hòa tan sau lắng II trong nước thải đầu ra: Phương trình cân bằng vật chất: BOD5 ở đầu ra = BOD5 hòa tan đi ra từ bể aeroten + BOD5 của cặn lơ lửng ở đầu ra. Trong đó : Lượng cặn có thể phân hủy sinh học có trong cặn lơ lửng ở đầu ra: 0.65 ´ 50 mg/l = 32.5 mg/l Lượng oxy cần cung cấp để oxy hóa hết lượng cặn có thể phân hủy sinh học của nước thải sau bể lắng II là: KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH : NGUYỄN HỮU ÁNH 77 32.5 ´ (1.42 mg O2 tiêu thụ/ mg tế bào bị oxy hóa) = 46.15 mg/l Lượng oxi này chính là giá trị BOD20 của phản ứng. Vậy lượng BOD5 của cặn lơ lửng trong nước thải sau bể lắng II: BOD5 = BOD20 ´ 0.68 = 46.15 ´ 0.68 = 31.382 mg/l BOD5 hòa tan của nước thải sau bể lắng II là: 50 = S + 31.38 => S = 18.62 mg/l Hiệu quả làm sạch: Hiệu quả làm sạch theo BOD5 hòa tan: %9.98%100 1730 62.181730%100 0 0 =´ - =´ - = S SS E Hiệu quả làm sạch cho toàn hệ thống: %97%100 1730 501730%100 0 0 =´ - =´ - = S SS E ra Thể tích bể aeroten: ( ) ( ) ( )1006.013000 38.17115.0150010 1 0 ´+´ ´´´ = ´+´ -´´´ = tKX SSYQt V d = 2674 (m3) Trong đó: § Q: lưu lượng đầu vào m3/ ngày.đêm § Y: Hệ số sản lượng cực đại § t: Thời gian lưu bùn (ngày) § X: Nồng độ bùn hoạt tính trong bể § Kd: Hệ số phân hủy nội bộ (ngày-1) Thời gian lưu nước: T1 = V/Q = 2624/1500 = 1.75 ngày = 42 h Lượng bùn dư phải xả mỗi ngày: KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH : NGUYỄN HỮU ÁNH 78 Hệ số tạo bùn từ BOD5: obs d Y 0,5Y 0,3125 1 K t 1 0, 06 10 = = = + + ´ Lượng bùn dư sinh ra mỗi ngày do khử BOD5: Px = Yobs Q(S- S0) = 0.3125 ´ 1500 ´1679.38 ´10-3 = 793.5 kg/ ngày Tổng cặn lơ lửng sinh ra mỗi ngày: P = Px /0.8 = 991.8 kg SS/ ngày Lượng bùn dư cần xử lý mỗi ngày = Tổng lượng cặn lơ lửng - Lượng SS trôi ra khỏi bể lắng 2 M = 991.8 - 1500 ´50´10-3 = 916.8 kg SS/ ngày Lượng bùn dư có khả năng phân hủy sinh học cần xử lý: Mdư = 916.8 ´ 0.8 = 733.44 kg/ ngày Lượng bùn dư xả ra hàng ngày từ đáy bể lắng 2 theo đường bùn tuần hoàn: Thời gian lưu bùn trong hệ thống: c w w r c r VX QX tVXt Q Q X QX X t - = ® = + (4.8) Trong đó: § Nồng độ chất rắn bay hơi có trong bùn hoạt tính tuần hoàn: Xr = 10000 mgSS/l ´ 0.8 = 8000 mg/l § Nồng độ chất rắn bay hơi có trong dòng ra từ bể lắng 2: Xc = 50 mgSS/l ´ 0.8 = 40 mg/l Lượng bùn dư thải ra từ bể lắng 2: w 2624 3000 1500 40 10Q 90,9 8000 10 ´ - ´ ´ = = ´ m3/ngày = 3.79 m3/h Hệ số tuần hồn bùn và lưu lượng bùn tuần hoàn: KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH : NGUYỄN HỮU ÁNH 79 Hệ số tuần hoàn bùn: r X 3000 0,6 X X 8000 3000 a = = = - - Lượng bùn tuần hoàn: rQ Q 0,6 1500 900= a = ´ = m 3/ngày Kiểm tra chỉ tiêu làm việc của bể aeroten: Tải trọng thể tích: ngàymkgBOD V SQ LBOD //97.0102674 17301500 330 =´´= ´ = - Gi trị nằm trong khoảng cho phép khi thiết kế bể (0,8-1,9) Tỉ số F/M: mgVSSngàymgBOD XT S M F /33.0 300075.1 1730 5 1 0 = ´ = ´ = Gi trị này nằm trong khoảng cho phép khi thiết kế bể (0.2 - 1) Giá trị của tốc độ sử dụng chất nền(BOD5) của 1g bùn hoạt tính trong 1 ngày: 32.0 300075.1 62.181730 1 0 = ´ - = ´ - = XT SS r Lượng oxi cần cung cấp cho bể aeroten dựa trên BOD5: Lượng oxi cần thiết trong điều kiện tiêu chuẩn của phản ứng ở 200C: ( ) ( ) ngàykgOP f SSQ OC x /5.25405.79342.17.01000 62.181730150042.1 1000 2 0 0 =´-´ -´ =´- ´ -´ = Với f là hệ số chuyển đổi giữa BOD5 và BOD20, f= 0.7 Lượng oxi thực tế cần sử dụng cho bể trong điều kiện thực tế ở 250C: ngàykgO CC C OCOC T L t /5.4089024.1 1 201.7 08.95.2540 024.1 1 2202520 25 20 0 =´- ´=´ - ´= -- Trong đó: KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH : NGUYỄN HỮU ÁNH 80 § C20: Nồng độ oxi hoà trong nước ở 200C § C25: Nồng độ oxi hoà trong nước ở 250C § CL: Lượng oxi hòa tan cần duy trì trong bể Lượng không khí cần thiết để cung cấp vào bể : ( )ngàymf OU OC Q tkk /3.523,1685.1104.36 5.4089 3 3 =´´ =´= - Trong đó: § OU: Công suất hòa tan oxy vào nước thải của thiết bị phân phối Chọn dạng ống phân phối khí ở 2 đầu, đường kính 90 mm, mang PTFE Cường độ thổi khí 500-800 l/phút,đĩa Độ sâu ngập nước của thiết bị phân phối h = 4,5 m, chiều sâu bể 5 m Ou : tra bảng 7.1 - trang 112 “Tính toán thiết kế các cônng trình xử lý nước thải”- Trịnh Xuân Lai. Ou = 7 gO2/m3 OU = Ou h = 7 ´5 = 35 gO2/m3 Kiểm tra lượng khí cấp vào bể: C = Qkk / Q = 168,523.3/1500 = 112.4 m3 khí/m3nước thải Lượng khí cần để khử 1kg BOD5: ( ) ( ) 65.651062.1817301500 3.523,168 10 330 = ´-´ = ´-´ = --SSQ Q q kk m3khí/kgBOD5 Số đĩa cần phân phối trong bể: N = Qkk /800 = 168,523.3/800 = 211 đĩa Kích thước bể aeroten: Chọn chiều cao hữu ích của bể Hh.ích = 4,5 m Chiều cao bảo vệ là hbv = 0,5 m Chiều cao xây dựng : H = Hh.ich + hbv = 5 m KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH : NGUYỄN HỮU ÁNH 81 Diện tích mặt bằng bể aeroten: F = V/h = 2674/4.5 = 595 m2 Chọn chiều rộng bể: B = 20 m, chiều di bể L = 30 m Tổng thể tích xây dựng bể: Vxd = 5 ´20 ´ 30 = 3000 m3 Tính toán đường ống: Ống dẫn nước thải vào bể: Vận tốc trong ống dẫn khoảng 0,6 - 0,9 m/s . Chọn 0,75 m/s. Đường kính ống dẫn nước thải: ong 4 Q 4 0,174D 0, 29 v 0,75 ´ ´ = = = p ´ p m Chọn ống dẫn có đường kính 220 mm Tổng lượng bùn đi ra khỏi bể lắng 2 trong mỗi ngày: Qr + Qw = 900 + 90.9 = 990.9 m3/ngày Bùn từ bể lắng 2 được bơm tuần hoàn trở lại bể aeroten nên vận tốc trong ống dẫn bùn tuần hoàn thường lấy V > 1m/s. Chọn vận tốc trong ống dẫn bùn Vb = 1.5 m/s Chọn ống nhựa PVC có đường kính 220 mm 5.2.7. Bể lắng 2 Diện tích phần lắng của bể lắng : )(2,107 35,010000 3750)6,01(5,62)1( 20 m VC CQ S lt lang =´ ´+´ = ´ ´+´ = a Trong đó: § Q: lưu lượng nước thải xử lý Q = 1500 m3/ngày = 62.5 m3/h § C0: nồng độ bùn hoạt tính = 3000/0.8 = 3750 mgSS/l KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH : NGUYỄN HỮU ÁNH 82 § Ct: nồng độ bùn trong dòng tuần hòan § a : Hệ số tuần hoàn § Vl: vận tốc lắng của bề mặt § Diện tích bể nếu thêm buồng phân phối trung tâm: S = 1.1´107.2 = 117.2 m2 Đường kính bể lắng: 4 S 4 117,92D 12, 25m´ ´= = = p p Chọn D = 12.5 m Diện tích bề mặt lắng: 2 212,5S 122,6m 4 p´ = = Đường kính ống trung tâm: dtt = 0.2 ´ D = 2.5 m Diện tích buồng phân phối trung tâm: ( )2 22 9.4 4 5.214.3 4 m d F tt =´== p Tính lại diện tích vùng lắng của bể: SL = S - F = 122.6 – 4.9 = 117.7 m2 Tải trọng bề mặt: ( )ngàymm S QQ a L r 23 /4.20 7.117 9001500 = + = + = Giá trị này nằm trong khoảng cho phép (16.4 – 32.8) Vận tốc của dòng nước trong bể: V = 20.4/24 = 0.85 m/h KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH : NGUYỄN HỮU ÁNH 83 Chiều cao bể lắng: Chọn chiều sâu hữu ích của bể lắng Hh.ích = 3,5 m Chiều cao bảo vệ hbv = 0.3 m Chiều cao phần chóp đáy bể h = 0.5 m Chiều cao lớp bùn lắng trong bể là hb = 0.7 m. H = Hh.ích + hbv + h + hb = 3.5 + 0.3 + 0.5 + 0.7 = 5 m Thể tích xây dựng bể lắng: V = S ´H = 122.6 ´ 5 = 613 m3 Chiều cao ống trung tâm: H1 = 0,6 hi = 2,1 m Thể tích phần lắng: VL = SL hL = 117.7 ´ 2.1 = 247.17 (m3) Thời gian lưu nước: )(48.2 5.375.62 17.247 h QQ V t L L = + = + = Thể tích phần chứa bùn: Vb = Shb = 122.6´ 0.7 = 85.82 m3 Máng thu nước sau lắng được bố trí vòng quanh thành bể Dmáng = 0,8 ´ Dbể = 9,8 m Chiều dài máng thu nước: Lmng = p ´ Dmáng = 30,78 m ≈ 31 m Tải trọng thu nước trên 1m chiều dài của máng tràn: m3/ m.máng.ngày = 21.5 ´10-3 m3/s Số răng cưa trên máng tràn của bể lắng 2: KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH : NGUYỄN HỮU ÁNH 84 Máng răng cưa được neo chặt vào thành trong bể nhằm điều hòa dòng chảy từ bể vào máng thu nhờ khe dịch chuyển, đồng thời máng răng cưa có tác dụng cân bằng mực nước trên bề mặt bể khi công trình bị lún hoặc nghiêng. Chọn tấm răng cưa hình chữ V bằng nhưa compusit dày 3 mm, cao h = 200 mm, dài L = 31 m. Chiều cao hình chữ V là 50 mm, chiều dai đáy chữ V là 100 mm, khoảng cách giữa 2 đỉnh là 150 mm 5.2.8. Bể khử trùng Lượng clo cần thiết để khử trùng 188.0 1000 5.623 1000 = ´ = ´ = QaY (kg/h) Trong đó: Q: lưu lượng cần xử lý (m3/h) a: lượng clo diệt khuẩn (chọn a = 3 g/cm3) Thể tích bể khử trùng ( )325.315.05.62 mtQV htb =´=´= Chọn thời gian lưu nước trong bể là 30 phút Chọn chiều sâu hữu ích là 2m Chiều cao bảo vệ là 0.5m Chiều cao xây dựng là : H = 2 + 0.5 = 2.5 m Diện tích bể khử trùng : F=V/Hh.ích = 31,25/2=16 m2 Chọn khích thước bể là : L ´ B = 8 ´ 2 Kích thước xây dựng bể L ´B ´H = 8 ´2 ´2 Chọn bể khử trùng chảy zích zắc. Chia bể thành 4 ngăn, mỗi ngăn 2m Số vách ngăn là : 4 -1 = 3 (vách) KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH : NGUYỄN HỮU ÁNH 85 Chiều dài mỗi vách ngăn chọn 1.55 m Đường kính ống dẫn nước vào và ra bể : nước tự chảy với vận tốc 0.8 m/s. Suy ra đường kính ống là 170 mm KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH : NGUYỄN HỮU ÁNH 86 CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN KINH TẾ 6.1. TÍNH TOÁN CHI PHÍ XÂY DỰNG 6.1.1. Chi phí san lấp, dọn mặt bằng xây dựng Bảng 6.1 : Chi phí diện tích mặt bằng xây dựng STT Các công trình Số lượng (cái) Diện tích mặt bằng(m2) Đơn giá VNĐ Thành tiền VNĐ 1 Bể gạn mủ 1 300 100,000 30,000,000 2 Bể điều hòa 1 63 100,000 6,300,000 3 Bể keo tụ 1 2 100,000 200,000 4 Bể tạo bông 1 3 100,000 300,000 5 Bể lắng 1 1 50 100,000 5,000,000 6 Bể Aerotank 1 583 100,000 58,300,000 7 Bể lắng 2 1 123 100,000 12,300,000 8 Bể khử trùng 1 16 100,000 1,600,000 9 Trạm khí nén 1 20 100,000 2,000,000 10 Nhà đặt máy ép bùn 1 20 100,000 2,000,000 11 Sân phơi bùn, sân vớt mủ 2 600 100,000 60,000,000 12 Nhà hóa chất 1 60 100,000 6,000,000 13 Phòng thí nghiệm và nhà điều hành 1 20 100,000 2,000,000 14 Đường nội bộ, diện tích trồng cây xanh 1 1907 100,000 190,700,000 Tổng diện tích mặt bằng 5000 100,000 500,000,000 6.1.2. Chi phí xây dựng Kinh phí xây dựng bao gồm toàn bộ kinh phí xây dựng hệ thống các bể xử lý, khu nhà điều hành, nhà hoá chất, phòng thí nghiệm, hệ thống thoát nước... KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH : NGUYỄN HỮU ÁNH 87 Bảng 6.2: Chi phí xây dựng các công trình. STT Tên hạng muc công trình Số lượng Đơn giá VNĐ Thành tiền VNĐ 1 Bể gạn mủ 1 290,000,000 290,000,000 2 Bể điều hòa 1 240,000,000 240,000,000 3 Bể keo tụ 1 40,000,000 40,000,000 4 Bể tạo bông 1 40,000,000 40,000,000 5 Bể lắng 1 1 230,000,000 230,000,000 6 Bể Aerotank 1 1,200,000,000 1,200,000,000 7 Bể lắng 2 1 360,000,000 360,000,000 8 Bể khử trùng 1 70,000,000 70,000,000 9 Máng phân phối 1 50,000,000 50,000,000 10 Bể chứa nước 1 70,000,000 70,000,000 11 Sân phơi bùn 1 32,000,000 32,000,000 12 Nhà chứa hóa chất, thiết bị 1 180,000,000 180,000,000 13 Phòng thí nghiệm và nhà điều hành 1 90,000,000 90,000,000 14 Bể tách amoniac mủ tinh 1 120,000,000 120,000,000 15 Sân phơi mủ tinh 1 90,000,000 90,000,000 16 Bể mẫu 1 120,000,000 120,000,000 17 Đường nội bộ 1 180,000,000 180,000,000 18 Cây xanh, quang cảnh 1 128,000,000 128,000,000 Tổng 3,530,000,000 6.1.3. Chi phí mua, lắp đặt thiết bị Bao gồm toàn bộ chi phí mua sắm(trong và ngoài nước) thiết bị, gia công chế tạo thiết bị, hệ thống điện điều khiển, van, đường ống… KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH : NGUYỄN HỮU ÁNH 88 Bảng 6.3: Chi phí mua và lắp đặt thiết bị sản xuất tại Việt nam. STT TÊN THIẾT BỊ SỐ LƯỢNG ĐƠN GIÁ VNĐ/CÁI THÀNH TIỀN VNĐ 1 Song chắn rác tự động Khe lược 5mm Vật liệu Inox SUS 304 Động cơ: 0.75kW-380V-50Hz Samyang – Korea Nhà sản xuất : Envitech – VN. 1 70,000,000 70,000,000 2 Máng đo lưu lượng Vật liệu : Inox 2 18,000,000 36,000,000 3 Bồn chứa hoá chất Dung tích 500L Vật liệu Composite 6 10,000,000 60,000,000 4 Bồn chứ hoá chất Dung tích 500L Vật liệu Inox 1 15,000,000 15,000,000 5 Giàn quay gạt bùn bể lắng 1 và 2 Vận tốc 3 – 5 vòng/phút Cánh gạt Inox Động cơ 0.75kW-380V-50Hz 2 140,000,000 280,000,000 6 Bồn chứa a xít Dung tích 6000L Vật liệu Inox 1 230,000,000 230,000,000 7 Bồn chứa xút Dung tích 1000L Vật liệu Inox 1 80,000,000 80,000,000 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH : NGUYỄN HỮU ÁNH 89 8 Bồn chứa hoá chất PVC, Polymer, Chlodine Dung tích 5000L Vật liệu Composite 4 45,000,000 180,000,000 9 Phụ kiện cho bể lắng 1 và 2 Van, ống xả bùn đáy, bọt nổi : PVC. Vách ngăn phân phối dòng, vách chắn bọt: FRP. Ống phân phối trung tâm : FRP. Bơm khi nâng : PVC. 2 42,000,000 84,000,000 10 Hệ máy ép bùn Động cơ, máy khuấy 1 650,000,000 650,000,000 11 Van, ống trong hệ thống xử lý Vật liệu PVC 1 400,000,000 400,000,000 12 Hệ điện điều khiển, cáp 1 450,000,000 450,000,000 13 Hệ điện chiếu sáng 1 120,000,000 120,000,000 14 Hệ điện động lực Trạm hạ áp, dây 1 530,000,000 530,000,000 15 Hoá chất chạy chế độ 1 150,000,000 150,000,000 16 Thiết kế công trình 1 270,000,000 270,000,000 17 Vận chuyển, lắp đặt 1 446,000,000 446,000,000 18 Hướng dẫn vận hành, chuyển giao công nghệ 1 101,000,000 101,000,000 TỔNG 4,152,000,000 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH : NGUYỄN HỮU ÁNH 90 Bảng 6.4: Chi phí mua và lắp đặt thiết bị nhập của nước ngoài. STT TÊN THIẾT BỊ SỐ LƯỢNG ĐƠN GIÁ VNĐ/CÁI THÀNH TIỀN VNĐ 1 Bơm nước Công suất: 1.5 kw – 3 pha, 380 V Model: 80B2.15 Phụ kiện: khớp nối tự động, thanh dẫn hướng, xích treo Nhà sản xuất: Tsurumi – Japan 6 17,000,000 102,000,000 2 Bơm nước Công suất : 2.2kw–380V–50 Hz Phụ kiện: khớp nối tự động, thanh dẫn hướng, xích treo Nhà sản xuất: Tsurumi – Japan 6 25,000,000 150,000,000 3 Bơm lọc Loại : trục ngang. Công suất : 2.3kw–380V–50 Hz Nhà sản xuất : Grundfos-Italia 2 17,000,000 34,000,000 4 Bơm bùn Công suất: 1.5 kw – 3 pha, 380 V Model: 80B2.15 Phụ kiện: khớp nối tự động, thanh dẫn hướng, xích treo Nhà sản xuất: Tsurumi – Japan 1 17,000,000 17,000,000 5 Bơm định lượng Loại : bơm màng. 10 23,000,000 230,000,000 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH : NGUYỄN HỮU ÁNH 91 Lưu lượng : 90 L/h Áp lực : 7 bar Model : GM 0090 Nhà sản xuất : Milton Roy 6 Bơm định lượng Loại bơm: bơm màng Lưu lượng 120 l/h Áp lực 7 bar Model GM 0240 Nhà sản xuất : Milton Roy 2 25,000,000 50,000,000 7 Bơm định lượng a xít Loại : bơm màng Lưu lượng : 25 L/h Áp lực : 12 bar Model : GM 0025 Nhà sản xuất : Milton Roy 2 30,000,000 60,000,000 8 Bơm cấp PAC, Chlodine, xút Loại bơm: bơm màng vận hành bằng khí nén. Lưu lượng 2000 l/h Vật liệu PP Model PT-05 Nhà sản xuất Allflo - USA 3 30,000,000 90,000,000 9 Bơm cấp Polymer Loại bơm: bơm màng vận hành bằng khí nén. Lưu lượng 2000 l/h Công suất : 2.2kw–380V–50 Hz Nhà sản xuất: Tsurumi – Japan 2 25,000,000 50,000,000 10 Bơm tiếp nhận xút Loại bơm: bơm màng vận hành 1 30,000,000 30,000,000 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH : NGUYỄN HỮU ÁNH 92 bằng khí nén. Lưu lượng 2000 l/h Vật liệu PP Model PT-05 Nhà sản xuất Allflo - USA 11 Bồn lọc Nhà sản xuất USA 1 68,000,000 68,000,000 12 Đầu phân phối khí thô Lưu lượng : 60 – 120 L/phút Nhà sản xuất : SSI-USA Model : AFC75 87 230,000 20,010,000 13 Đầu phân phối khí tinh Nhà sản xuất : SSI-USA Lưu lượng : 60 – 120 L/phút Vật liệu : EPDM phủ PTFE Model : AFD270 140 600,000 84,000,000 14 Máy thổi khí Công suất 3.7kW-380V-3 pha Nhà sản xuất Korea 4 31,000,000 124,000,000 15 Máy thổi khí Công suất 37kW-380V-3 pha Nhà sản xuất Korea 5 235,000,000 1,175,000,000 16 Máy thổi khí Công suất 5.5kW-380V-3 pha Nhà sản xuất Korea 2 55,000,000 110,000,000 17 Máy khuấy phản ứng Công suất 2.2kW-380V-3 pha Nhà sản xuất Korea 4 45,000,000 180,000,000 18 Máy khuấy phản ứng Công suất 1.5kW-380V-3 pha 3 40,000,000 120,000,000 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH : NGUYỄN HỮU ÁNH 93 Nhà sản xuất Korea 19 pH controller. Khoảng đo : 0 – 14. Model : + Monitor : PH500211- 2. + Sensor : Hl6100805. Nhà sản xuất : Hanna – Rumania 2 20,000,000 40,000,000 20 Thiết bị phòng thí nghiệm Nhà sản xuất Hanna 1 90,000,000 90,000,000 21 Van điện, phao báo nước Nhà sản xuất Korea 6 7,000,000 42,000,000 22 Máy ép bùn Nhà sản xuất Taiwan 1 700,000,000 700,000,000 TỔNG 3,566,010,000 Tổng cộng chi phí đầu tư cho thiết bị: 7,718,010,000 đồng. Tổng chi phí đầu tư: - Phần san lấp, dọn mặt bằng : 500,000,000 vnđ - Phần xây dựng: 3,530,000,000 vnđ - Phần công nghệ - thiết bị: 7,718,010,000 vnđ Tổng: 11,748,010,000 vnđ - Thuế GTGT 10% 1,174,800,000 vnđ - Cộng: 12,922,810,000 vnđ (Mười hai tỉ, chín trăm hai hai triệu tám trăm mười ngàn đồng) 6.2. CHI PHÍ KHẤU HAO Phần đầu tư xây dựng tính khấu hao trong 20 năm là: 000,500,176 20 000,000,530,3 20 === XDKHXD T T (VNĐ/năm) Phần đầu tư cho thiết bị khấu hao trong 10 năm KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH : NGUYỄN HỮU ÁNH 94 000,800,771 10 000,010,718,7 10 === TBTBKH TT (VNĐ/năm) Tổng chi phí khấu hao 000,300,948000,800,771000,500,176 =+=+= TBKH XD KHKH TTT (VNĐ/năm) Chi phí đầu tư xây dựng cho 1m3 nước thải 323 150036520 000,000,530,3 3651 = ´´ = ´´ = Qn T T XD (đồng/ngày) 6.3. CHI PHÍ QUẢN LÝ VÀ VẬN HÀNH 6.3.1. Thiết bị Các thiết bị chính sử dụng cho công trình là các thiết bị chế tạo tại nước ngoài, chuyên dụng cho xử lý nước thải, mới 100%. 6.3.2. Bảo hành Sau khi nghiệm thu hệ thống được bảo hành như sau: - Năm 1: Miễn phí 100 %. Không bao gồm hóa chất tiêu hao - Năm 2: Miễn phí 50 %. Không bao gồm hóa chất tiêu hao 6.3.3. Nhân công vận hành Toàn bộ hệ thống xử lý được lắp đặt ở 2 chế độ: điều khiển tự động và điều khiển tay. Nhân công: Phụ trách vận hành: 01 người/ca Công nhân thu hồi mủ, pha hoa chất, chuyển bùn: 3 người Tnc = 6 ´ 150,000= 900,000 (đồng/ngày) Chi phí nhân công cho 1m3 nước thải 600 1500 000,900 15002 === nc T T (đồng/m3) 6.3.4. Tiêu thụ điện - Chi phí điện năng cho 1 m3 nước xử lý: T3 = (160 KWh ´1,500đ/KW)/(62.5 m3/h) = 3,840 (đồng/m3) 6.3.5. Chi phí hóa chất - Acid: 4,000 đ/kg ´ 0.05 kg/m3 = 200 đ/m3 - NaOH: 8,000 đ/kg ´ 0.04 kg/m3 = 320 đ/m3 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH : NGUYỄN HỮU ÁNH 95 - PAC: 7,500 đ/kg ´ 0.1 kg/m3 = 750 đ/m3 - Polymer Anion: 80,000 đ/kg ´0.003 kg/m3 = 240 đ/m3 - Polymer Cation: 100,000 đ/kg ´0.003 kg/m3 = 300 đ/m3 - Hóa chất khử Amoniac: 20,000 đ/kg ´ 0.02kg/m3 = 400 đ/m3 - Clorin: 30,000 đ/kg ´0.005kg/m3 = 150 đ/m3 Tổng chi phí hoá chất cho 1m3 nước thải là T4 = 2,360 đ/m3 6.3.6. Tổng chi phí giá thành xử lý cho 1m3 nước thải T = T1 + T2 + T3 + T4 = 323 + 600 + 3,840 + 2,360 = 7,123 (đồng/m3) KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH : NGUYỄN HỮU ÁNH 96 CHƯƠNG 7: CÁC SỰ CỐ THƯỜNG GẶP, NGUYÊN NHÂN VÀ CÁCH KHẮC PHỤC 7.1. SỰ CỐ VỀ HỆ THỐNG VÀ CÁCH KHẮC PHỤC Bảng 7.1. Một số sự cố thường gặp khi vận hành hệ thống và cách khắc phục SƯ CỐ NGUYÊN NHÂN CÁCH ĐIỀU CHỈNH Cặn lơ lửng chưa tách triệt để ở bể lắng Khả năng tạo bông chưa tốt Kiểm tra chế độ trích hóa chất cho phù hợp. Bọt trắng nổi trên bề mặt bể hiếu khí Thể tích bùn thấp Dừng xả bùn dư Nhiễm độc tính (thể tích bùn bình thường) Tìm nguồn gốc phát sinh để xử lý. Có rất nhiều bọt hoặc một số vùng trong bể sục khí bọt bị kết thành khối Một số đầu phun phối khí bị tắc hoặc bị vỡ Kiểm tra các đầu phân phối khí Rửa sạch hoặc thay thế các đầu phân phối khí; kiểm tra lại khí cấp; vệ sinh bộ lọc khí để giảm việc tắc từ khí bẩn pH trong bể sục khí <6,7 Nước thải có tính acid cao đi vào hệ thống Kiểm tra pH dòng vào Sự nitrat hoá xảy ra Kiểm tra pH dòng vào, dòng ra Bổ sung kiềm nước thải đầu vào Bùn có màu đen Có lượng oxy hòa tan (DO) qúa thấp (yếm khí) Tăng cường sục khí. Kiểm tra sự phân bổ khí Kiểm tra hệ thống ống khí Có bọt khí lớn ở một số chỗ trong bể Thiết bị phân phối khí bị nứt Thay thế thiết bị phân phối khí Bùn đen mặt bể lắng Thời gian lưu bùn quá lâu Loại bỏ bùn thường xuyên Đệm bùn quá dày trong bể lắng thứ cấp và có thể trôi theo dòng ra Tốc độ hồi lưu bùn không đủ Kiểm tra lại công suất bơm bùn hồi lưu Tăng lưu lượng bùn hồi lưu và giám sát độ sâu đệm bùn Xúc rửa đường bùn hồi lưu KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH : NGUYỄN HỮU ÁNH 97 Có nhiều bông nổi ở dòng thải bể lắng Nước thải quá tải Kiểm tra nguồn gốc gây qúa tải. Nước thải sau lắng không trong Khả năng lắng của bùn kém Tăng hàm lượng bùn trong bể hiếu khí Bùn tích tụ ở đáy bể lắng Bơm hồi lưu bùn hoặc bơm ép Mùi khó chịu từ bể sinh học hiếu khí Nồng độ chất hữu cơ đầu vào qúa cao Tăng lượng bùn họat tính hồi lưu Lưu lượng thổi khí kém Tăng cường lưu lượng khí bằng cách điều chỉnh van 7.2. SỰ CỐ VỀ THIẾT BỊ VÀ CÁCH KHẮC PHỤC - Máy ép bùn: v Điều chỉnh tấm lọc Máy sẽ ngừng khi băng bị lệch và đụng vào nút giới hạn. Trong thời gian này, chỉnh hệ thống ở chế độ MANUAL. Kiểm tra và đảm bảo đủ lượng khí. Nhấn nút RESET để buộc máy chạy, băng tải sẽ được điều chỉnh đến vị trí ban đầu, sau đó nhấn lại nút RESET. v Thay thế tấm lọc mới v Khi thay thế tấm lọc mới, tấm lọc mới đặt chạy cùng chiều với tấm lọc cũ, mối nối tấm lọc mới đặt tại nơi bùn vào. Tấm lọc cũ quay, tấm lọc mới cũng quay theo. Khi 2 mối nối gặp nhau tại nơi vào của bùn, nối chúng lại. v Sau khi tấm lọc mới được lắp, kiểm tra những thứ sau : Kiểm tra các điểm nối Kiểm tra các mối nối Mối nối của tấm trên và tấm dưới được cắt gọn gàng. v Tấm lọc bị tắc Kiểm tra bơm rửa xem có hoạt động bình thường? Kiểm tra thiết bị rửa Kiểm tra thùng trộn. Kiểm tra độ căng băng và khả năng lọc của tấm lọc. Sự bong, tróc các bánh bùn xấu KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH : NGUYỄN HỮU ÁNH 98 Kiểm tra tấm lọc có bị tắc không. Kiểm tra lượng hóa chất châm vào Điều chỉnh tốc độ chuyển động của tấm lọc. + Bùn bị rớt ra 2 bên Xem bùn cấp vào có qúa nhiều không Tấm lọc bị tắc Kiểm tra qúa trình châm hóa chất, nồng độ và độ đặc của bùn Điều chỉnh độ căng băng của tấm lọc Điều chỉnh tốc độ chuyển động của tấm lọc. + Xylanh khí Có thể điều chỉnh nút xả áp trên xy lanh khí để cho trục đẩy di chuyển tới hoặc lùi. Xylanh khí có nhiệm vụ cân chỉnh băng bằng cách tăng giảm trục quay + Thiết bị điều chỉnh khí Xoay núm điều chỉnh theo chiều kim đồng hồ để tăng áp suất và ngược lại - PH controller: Giá trị pH hiển thị quá cao, hoặc thấp: Vệ sinh lại đầu dị hoặc điều chỉnh lại lưu lượng nước đi qua đầu dò pH pH hiển thị giá trị không ổn định: Kiểm tra lại đầu dò cấp tín hiệu Thiết bị Bơm hóa chất nối với bộ điều khiển không hoạt động: Kiểm tra bộ điều khiển, giá trị đo hiển thị trên màn hình có vượt quá ngưỡng cài đặt hay không - Các thiết bị khác: Bảng 7.2. Các sự cố thường gặp ở thiết bị và cách khắc phục THIẾT BỊ SỰ CỐ NGUYÊN NHÂN CÁCH SỬA CHỮA, KHẮC PHỤC Bơm nước thải, bơm Không hoạt động( động cơ không hoạt động) Không có điện Phích cắm hư Động cơ bị lỗi Hư vòng bi(ồn) Kiểm tra contactor Kiểm tra nguồn điện nối vào Liên hệ nhà cung cấp gần nhất Liên hệ nhà cung cấp gần nhất KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH : NGUYỄN HỮU ÁNH 99 bùn Không hoạt động(động cơ hoạt động) Đường ống hút bị nghẽn Van bị nghẽn áp lực qúa thấp Vệ sinh đường ống hút Vệ sinh van và kiểm tra hoạt động của van Kiểm tra van điều tiết lưu lượng Hoạt động nhưng lưu lượng thấp Van bị nghẽn Nguồn điện cấp vào không đúng Rò rỉ đường ống Áp lực qúa cao Vệ sinh van và kiểm tra hoạt động của van cấp nguồn điện đúng như hiệu điện thế đã nêu trong bơm kiểm tra các chỗ nối kiểm tra lại hệ thống Bơm ngừng bơm thời gian ngắn(rơle nhiệt độ báo) Nhiệt độ của nước cao Hỏng bên trong bơm Nhiệt độ vượt quá các giới hạn kỹ thuật cho phép của bơm Liên hệ nhà cung cấp gần nhất Bơm không hoạt động Ap lực tối đa quá cao Chỉnh lại áp lực tối đa ở giá trị thấp hơn Bơm rung hoặc gây ồn nhiều trong lúc hoạt động Lưu lượng quá cao Đường ống không hợp ly Có vật lạ cản cánh bơm Giảm lưu lượng Sửa lại đường ống Loại bỏ vật cản Bơm định lượng Ap lực bơm không cao Hỏng đường ống hút hoặc miếng đệm Kiểm tra và thay mới Vật rắn bên trong thùng chứa hoá chất Loại bỏ vật rắn, khi pha hoá chất phải khuấy cho tan hết Hư hỏng màng bơm hoặc viên bi Kiểm tra và thay mới Nóng và gây ồn qúa mức Hỏng bánh răng Hỏi ý kiến nhà cung cấp Máy khuấy Nóng và gây ồn qúa mức Hỏng vòng bi Hỏi ý kiến nhà cung cấp Thiếu mỡ Thêm mỡ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH : NGUYỄN HỮU ÁNH 100 Bị cong trục khuấy Thay mới Máy nén khí Hoạt động nhưng lưu lượng ít hoặc không có Bị nghẽn đầu thổi Dy cu-roa bị chùng Vệ sinh đầu thổi Tăng độ căng của dây curoa Máy hoạt động, mô tơ hoặc đầu thổi khí gây ồn, hú Thiếu dầu Áp lực đầu thổi cao Đầu thổi khí bị cọ Thêm dầu Vệ sinh đầu thổi Chỉnh lại đầu thổi KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH : NGUYỄN HỮU ÁNH 101 CHƯƠNG 8: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 8.1. KẾT LUẬN v Ngành công nghiệp sản xuất và chế biến cao su là một trong những ngành góp phần không nhỏ vào sự phát triển của đất nước. Tuy nhiên, bên cạnh đó ngành công nghiệp sản xuất và chế biến cao su cũng gây ảnh hưởng xấu tới các vấn đề môi trường, đặc biệt là môi trường nước và không khí. v Xét trên đặc tính ô nhiễm của nước thải, ngành công nghiệp chế biến cao su thiên nhiên là một ngành công nghiệp có tính đặc thù. Tính đặc thù này thể hiện chủ yếu ở hàm lượng amoniac quá cao trong nước thải do đặc điểm của công nghệ sản xuất và nguyên liệu cao su thiên nhiên. TCVN 5945: 2005 là tiêu chuẩn thải áp dụng chung cho nhiều ngành công nghiệp. Do vậy cần điều chỉnh mức amoniac cho phép trong nước thải sau xử lý phù hợp hơn với chi phí xử lý, công nghệ sản xuất cũng như khả năng của công nghệ xử lý hiện có. Theo Mục 2.2 của TCVN 5945:2005 quy định sau: “Đối với nước thải của một số ngành công nghiệp đặc thù, giá trị các thông số và nồng độ các chất thành phần được quy định trong các tiêu chuẩn riêng”. Vì thế, việc nghiên cứu xây dựng tiêu chuẩn thải đặc thù cho ngành công nghiệp chế biến cao su thiên nhiên là cần thiết v Đặc tính của nước thải chế biến mủ cao su là nồng độ chất ô nhiễm hữu cơ tương đối cao, vì vậy luận văn nêu ra các cách xử lí nước thải và lựa chọn công nghệ xử lí phù hợp: hóa lý và cơ học ( keo tụ tạo bông kết hợp bể lắng I nhằm loại bỏ các hạt lơ lửng) - sinh học (bể Aerotank kết hợp bể lắng 2 loại bỏ thành phần hữu cơ hòa tan có trong nước) và khử trùng (vi trùng gây bệnh bị tiêu diệt khi khử trùng bằng Clo). Phương pháp xử lý này phù hợp với đặc tính của nước thải Cụm công nghiệp, mục tiêu là chi phí thấp, hiệu quả xử lý cao và dễ vận hành. v Do nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sản xuất và chế biến cao su nên chi phí xử lý cho 1m3 nước thải cao. v Vấn đề về mùi hôi tại các cơ sở sản xuất và chế biến cao su vẫn chưa được giải quyết. 8.2. KIẾN NGHỊ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH : NGUYỄN HỮU ÁNH 102 v Nước thải do nhà máy sơ chế cao su thải ra sẽ có mùi rất khó chịu, khi xây dựng hệ thống xử lý nước thải cao su cần kết hợp với việc xử lý mùi hôi. Tại hệ thống cần có những biện pháp chống phát tán mùi ra xung quanh như: che đậy những khu vực cần thiết, vệ sinh khu vực sạch sẽ hàng ngày... Xung quanh hệ thống cần có những hành lang để trồng cây xanh. v Nước thải của mỗi Nhà máy, dây chuyền chế biến khác nhau thì có lưu lượng và nồng độ nước thải khác nhau. Cho nên trong thực tế, khi áp dụng công nghệ xử lý nước thải cho từng nhà máy thì cần căn cứ vào lưu lượng, nồng độ thực tế của từng Nhà máy mà có sự lựa chọn công nghệ và điều chỉnh cho phù hợp. v Tuỳ vào điều kiện thực tế của từng Nhà máy như: địa điểm, quỹ đất, tài chính mà lựa chọn công nghệ xử lý vừa thích hợp vừa đảm bảo không ảnh hưởng cho môi trường xung quanh. KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S NGUYỄN CHÍ HIẾU SVTH : NGUYỄN HỮU ÁNH 103 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Hoàng Huệ - 1996 – Xử lý nước thải – NXB Xây dựng Hà Nội 2. Hoàng Văn Huệ - 2002 – Thoát nước và xử lý nước thải (Tập 2) – NXB Khoa học kỹ thuật. 3. Lâm Minh Triết – Nguyễn Thanh Hùng – Nguyễn Phước Dân. Xử lý nước thải đô thị và công nghiệp – Tính toán thiết kế công trình. NXB Đại học Quốc gia TPHCM – 2006. 4. Lương Đức Phẩm -1999 - Công nghệ xử lí nước thải bằng biện pháp sinh học, NXB Giáo dục. 5. Trịnh Xuân Lai – 2000 - Tính toán thiết kế các công trình xử lí nước thải. NXB Xây dựng Hà Nội, 1999. 6. Viện nghiên cứu cao su Việt Nam – 2001 – 2003 –Báo cáo đánh giá hiện trang kỹ thuật công tác xử lý nước thải Tổng công ty cao su Việt Nam. 7. Công ty cao su Phú Riềng 8. Nhà máy chế biến mủ cao su Long Hà. 9. TCVN 5945:2005 ._.