Đối với con người, cao su có vai trò đặc biệt quan trong, chúng được ứng dụng phổ biến trong việc sản xuất các đồ dùng cho gia đình, bệnh viện, ngành công nghiệp, xây dựng, thủy lợi, thủy điện, …
Tại Việt Nam, ngành công nghiệp cao su đang phát triển mạnh mẽ và có xu hướng phát triển hơn nữa trong tương lai bởi điều kiện khí hậu cũng như nguồn nhân lực ở nước ta đều thuận lợi. Việt Nam sở hữu 80% tổng diện tích trồng sao su trên thế giới. Theo thống kê của Tập đoàn cao su Việt Nam (VRG), cao su Việt Nam đã xuất khẩu sang 45 quốc gia và vùng lãnh thổ thế giới trong đó Trung Quốc là thị trường số 1. Trong giai đoạn 2019 -2024, VRG cũng có những kế hoạch nhất định để phát triển bền vững ngành công nghiệp này.
Trồng và chế biến cao su là ngành công nghiệp đang phát triển và và tiếp tục phát triển trong tương lai ở Việt Nam
Song song với các lợi ích kể trên, ngành công nghiệp cao su để lại hậu quả khôn lường cho môi trường đó là việc sản sinh nước thải gây ô nhiễm. Trước thực trạng đó, Nhà nước đã ban hành quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sơ chế cao su thiên nhiên, yêu cầu các doanh nghiệp khai thác, chế biến và sản xuất cao su cần tuân thủ nghiêm ngặt.
Vì sao cần xử lý nước thải cao su?
Trên thực tế, trong nước thải công nghiệp cao su có chứa nhiều chất độc hại, ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường nước và con người. Cụ thể như sau:
-
Nồng độ BOD, CO và SS cao
Trong quá trình làm đông tụ, mủ đông cao su, một lượng lớn BOD (nhu cầu oxy sinh học), COD (nhu cầu oxy hóa học) và SS (chất rắn lơ lửng) hình thành, tích tụ dần trong nước thải. Nếu xả trực tiếp các chất này ra môi trường, chúng sẽ sinh ra quá trình phân hủy sinh học, làm tiêu hao một lượng oxy lớn.
Theo số liệu thống kê của PGS.TS Nguyễn Văn Phúc trong cuốn “Giáo trình xử lý nước thải“, 2010, nồng độ BOD của nước thải cao su trong giai đoạn đánh đông sản xuất mủ cốm (sản phẩm được sản xuất từ mủ nước) dao động từ 3859 đến 9780, trong giai đoạn sản xuất mủ ly tâm (mủ cô đặc bằng phương pháp ly tâm) là từ 1890 đến 17500. Với COD, nồng độ của chúng trong các giai đoạn trên nằm trong khoảng từ 4358 đến 13127 và 3560 đến 28450.
Song song với việc mang lại lợi ích kinh tế, ngành chế biến cao su sản sinh lượng nước thải lớn, gây ô nhiễm môi trường
-
Tính axit
Không chỉ chứa hàm lượng BOD và COD, SS cao, nước thải cao su còn có nồng độ axit lớn. Nguyên nhân chính là do axit được sử dụng trong quá trình đông tụ latex (Latex cao su là một trạng thái nhũ tương (thể sữa trắng đục) của các hạt tử cao su trong môi trường phân tán lỏng), lượng dư thừa tồn tại trong nước.
-
Amonia và Nito
Trong nước thải công nghiệp cao su còn có lượng lớn chất amonia và nito. Các chất này nếu không được xử lý triệt để sẽ dẫn đến tình trạng gây hại, có thể chuyển hóa thành các chất gây ung thư. Ngoài ra, amonia còn kết hợp với các chất vi lượng trong nước như: Hợp chất hữu cơ, photpho, sắt, mangan, … tạo điều kiện cho sự phát triển của các loài vi khuẩn.
-
Chất Sunfat
Sunfat là một loại ion có công thức hóa học là SO4 (2-). Trong quá trình sản xuất cao su, sunfat sinh ra do việc sử dụng axit sunfuirc trong quá trình đông tụ mủ cao su. Khi làm lượng sunfat trong nước tăng cao, chúng khiến quá trình xử lý kỵ khí sinh học phát sinh khí H2S. H2S sinh ra gây mùi khó chịu, ức chế quá trình xử lý các chất hữu cơ.
Trong nhiều giai đoạn khác nhau, nước thải chế biến cao su gây mùi khó chịu, ảnh hưởng trực tiếp đến con người
-
Mùi hôi
Một vấn đề khác tồn tại trong nước thải cao su đó là mùi hôi. Loại mùi này hình thành do nhiều yếu tố khác nhau như: Khí Hydro Sunfua, Amoniac, Amin, … Dù tồn tại ở nồng độ thấp nhưng những loại mùi này vẫn dễ nhận biết, chúng có thể phát tán trong môi trường rộng lớn và ảnh hưởng đến sức khỏe của con người.
Theo kết quả phân tích, đánh giá của các nhà khoa học, nồng độ các chất có trong nước thải cao su như sau:
Thành phần chất ô nhiễm trong nước thải chế biến mủ cao su. Nguồn: Giáo trình xử lý nước thải PGS. TS Nguyễn Văn Phước, 2010
Thành phần hóa học của nước thải chế biến cao su. Nguồn: Viện nghiên cứu cao su Việt Nam, 2012
Các phương pháp xử lý nước thải cao su phổ biến
Trước những ảnh hưởng không nhỏ mà nước thải cao su gây ra cho con người cũng như môi trường, tất cả các doanh nghiệp khai thác, chế biến và sản xuất cao su đều được yêu cầu xử lý nước thải trước khi xả ra môi trường. Hiện nay, có 3 phương pháp xử lý nước thải cao su phổ biến gồm: Phương pháp cơ học, phương pháp hóa học và phương pháp sinh học.
-
Phương pháp xử lý cơ học (vật lý)
Phương pháp vật lý là một trong những cách xử lý nước thải công nghiệp, nước thải sinh hoạt phổ biến nhất. Chúng phù hợp với nước thải có chứa chất tan và không tan tồn tại ở dạng lơ lửng kết hợp với nước tạo thành dung dịch huyền phù. (Tìm hiểu thêm tại: https://nuocthaicongnghiep.com/3-phuong-phap-xu-ly-nuoc-thai-hieu-qua/)
Khi sử dụng phương pháp cơ học để xử lý nước thải cao su, doanh nghiệp áp dụng các quy tình: Lọc qua song chắn rắc, lọc qua lưới chắn rác, lắng trong bể điều hòa ổn định lưu lượng, lắng đợt 1, lắng đợt 2 để tách cặn.
Phương pháp cơ học giúp loại bỏ các chất tan và không tan tồn tại ở dạng lơ lửng
-
Phương pháp xử lý sinh học
Mục đích của phương pháp xử lý sinh học là làm giảm hàm lượng COD, BOD, SS và các chất rắn khác. Ngoài ra, phương pháp còn cải thiện hiệu suất, tăng cường quá trình oxy hóa, phục hồi vi sinh vật, và kiểm soát mùi hôi.
Nguyên lý làm việc của phương pháp sinh học là dựa trên hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các chất. Phương pháp được chia thành 2 loại gồm: Phương pháp kỵ khí (Sử dụng sinh vật kỵ khí, hoạt động trong điều kiện không có oxy) và phương pháp hiếu khí (Sử dụng vi sinh vật hiếu khí, hoạt động trong điều kiện oxy được cung cấp liên tục).
Tốc độ xử lý sinh học phụ thuộc vào các yếu tố như: Nồng độ chất hữu cơ, hàm lượng các tạp chất và độ ổn định của lưu lượng nước thải. Ngoài ra, các yếu tố như: Chế độ thủy động, hàm lượng oxy, độ pH, nhiệt độ, dinh dưỡng, nguyên tố vi lượng cũng có ảnh hưởng nhất định.
Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học
-
Phương pháp hóa học và hóa lý
Đối với phương pháp hóa học và hóa lý, chúng được tiến hành theo 2 giai đoạn đó là trung hòa nước về độ pH (6.5 đến 8.5) và keo tụ. Về lí thuyết, việc cân bằng độ pH là cần thiết bởi trong nước thải cao su có chứa nhiều loại axit hữu cơ. Với việc xử lý nước thải cao su bằng công nghệ kep tụ tạo bông, , chúng giúp loại bỏ các hạt kích thước 0.001m mà phương pháp xử lý cơ học thông thường không thể thực hiện.
Các phương pháp xử có thể kết hợp đồng thời để nâng cao hiệu quả làm sạch nước thải cao su
