1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM
---------------------------
NGUYỄN VĂN THỨC
NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG NƯỚC NHIỄM DẦU
TẠI CÁC CÔNG TY SẢN XUẤT, PHÂN PHỐI XĂNG
DẦU TẠI TP.HCM VÀ KHẢ NĂNG XỬ LÝ BẰNG
PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ. NGHIÊN CỨU CỤ THỂ
TẠI CÔNG TY DẦU NHỜN AP SÀI GÒN PETRO
LUẬN VĂN THẠC SỸ
Chuyên ngành : KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
Mã số : 60520320
TP. HỒ CHÍ MINH, 04/2013

2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM
---------------------------
NGUYỄN VĂN THỨC
NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG NƯỚC NHIỄM DẦU
TẠI CÁC CÔNG TY SẢN XUẤT, PHÂN PHỐI XĂNG
DẦU TẠI TP.HCM VÀ KHẢ NĂNG XỬ LÝ BẰNG
PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ. NGHIÊN CỨU CỤ THỂ
TẠI CÔNG TY DẦU NHỜN AP SÀI GÒN PETRO
LUẬN VĂN THẠC SỸ
Chuyên ngành : KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
Mã số : 60520320
HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS. VÕ ĐÌNH LONG

3. CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM
Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS. VÕ ĐÌNH LONG
Luận văn Thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Kỹ thuật Công nghệ
TP. HCM ngày 20 tháng 04 năm 2013
Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm:
1. GS.TSKH. Nguyễn Trọng Cẩn
2. GS. TS Hoàng Hưng
3. TS Nguyễn Thị Kim Loan
4. TS Trịnh Hoàng Ngạn
5. TS Nguyễn Hoài Hương
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau khi Luận văn đã được
sửa chữa (nếu có).
Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV

4. TRƯỜNG ĐẠI HỌC CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
PHÒNG QLKH – ĐTSĐH
TP. HCM, ngày 28 tháng 03 năm 2013
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: Nguyễn Văn Thức Giới tính: Nam
Ngày, tháng, năm sinh: 20/03/1980 Nơi sinh: Bình
Định
Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường MSHV: 60520320
I- Tên đề tài:
Nghiên cứu hiện trạng nước nhiễm dầu tại các công ty sản xuất, phân phối xăng dầu
tại Tp.HCM và khả năng xử lý bằng phương pháp keo tụ. Nghiên cứu cụ thể tại
công ty dầu nhờn AP Sài Gòn Petro
II- Nhiệm vụ và nội dung: Nghiên cứu
- Nghiên cứu hiện trạng nước nhiễm dầu tại các kho xăng dầu, các nhà máy sản xuất
dầu nhờn tại Tp.HCM.
- Nghiên cứu khả năng xử lý nước nhiễm dầu bằng phương pháp keo tụ.
- Nghiên cứu cụ thể nước thải tại nhà máy dầu nhờn AP Sai Gon Petro.
- Đề xuất những giải pháp xử lý nước thải nhiễm dầu.
- Đề xuất những thông số xử lý nước thải nhiễm dầu ở các hàm lượng dầu trong
nước khác nhau.
III- Ngày giao nhiệm vụ: 21/06/2012
IV- Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 28/03/2013
V- Cán bộ hướng dẫn: TS. Võ Đình Long
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH
(Họ tên và chữ ký) (Họ tên và chữ ký)
TS. VÕ ĐÌNH LONG

5. i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả
nêu trong Luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công
trình nào khác.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận văn này đã được
cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong Luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc.
Học viên thực hiện Luận văn
(Ký và ghi rõ họ tên)
Nguyễn Văn Thức

6. ii
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên tôi xin chân thành quý thầy cô trong khoa Công nghệ môi trường
trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghệ Tp.HCM đã tận tình truyền đạt kiến thức và
kinh nghiệm quý báu cho tôi trong suốt thời gian học tại trường.
Tôi vô cùng biết ơn thầy TS. Võ Đình Long và TS. Thái Văn Nam là giáo viên
hướng dẫn khoa học tôi thực hiện luận văn, các thầy đã tận tụy giúp đỡ và góp ý cho
tôi trong quá trình thực hiện đề tài này.
Tôi xin cám ơn Ban Giám Đốc Công ty TNHH Xăng Dầu Vĩnh Phú, Chị Mai
Trưởng phòng hóa nghiệm Công ty Dầu Nhờn AP Sài Gòn Petro và các anh chị
đang công tác tại các phòng thí nghiệm các công ty dầu nhờn Shell, BP -Castrol,
Petrolimex, Solube, Vilube… đã hỗ trợ và tạo điều kiện tốt để tôi thực hiện đề tài
một cách thuận lợi nhất.
Xin chân thành cám ơn.
Tp.HCM, ngày 28 tháng 03 năm 2013
Học viên thực hiện Luận văn
(Ký và ghi rõ họ tên)
Nguyễn Văn Thức

7. iii
TÓM TẮT
Nước thải nhiễm dầu là một trong những nguồn liên quan tới ô nhiễm độc hại lâu
dài. Nó có nguồn gốc từ sản xuất dầu thô, nhà máy lọc dầu, ngành công nghiệp hóa
dầu, chế biến kim loại, các nhà máy sản xuất dầu bôi trơn, kho chứa xăng dầu và
các cơ sở rửa xe. Về cơ bản dầu trong nước thải được phân ra làm ba dạng: dầu tự
do, nhũ tương, dung dịch. Thường nước thải nhiễm dầu ở dạng nhũ tương thường
do quá trình sử dụng dầu làm sạch. Trong khi dầu tồn tại ở dạng tự do có thể loại bỏ
đi bằng phương pháp lắng trọng lực. Còn dầu tồn tại ở dạng nhũ tương, dạng dung
dịch không thể loại bỏ bằng phương pháp lắng trọng lực. Trong nghiên cứu này
nước thải của các kho xăng dầu, các nhà máy sản xuất dầu nhờn tại Tp.HCM sẽ đại
diện cho nước thải nhiễm dầu. Nước thải nhiễm dầu trong nghiên cứu này được loại
bỏ dầu bằng phương pháp keo tụ. Nước thải nhiễm dầu có hàm lượng dầu tồn tại
trong nước ở dạng nhũ tương từ 10 – 500 mg/l. Quá trình keo tụ được thực nghiệm
với thời gian khuấy từ 30 -120 giây, tốc độ khuấy 200-1000 vòng/phút. Kết quả cho
thấy rằng hiệu suất loại bỏ dầu mỡ trên 85,5%. Trong quá trình keo tụ chất keo tụ
phèn nhôm có bổ sung PAM cho hiệu suất loại bỏ dầu mỡ cao hơn so với chỉ sử
dụng phèn nhôm.

8. iv
ABSTRACT
Oily wastewater is one of the most concerned pollution sources due to its toxic and
refractory characteristics. This kind of wastewater originates from a variety of
sources such as crude oil production, oil refinery, petrochemical industry, metal
processing, lubricants factory, petroleum storage and cooling agent and car
washing. Basically, the oil in the oily wastewater can be classified into three
fractions: free oil, oil/water emulsifier and solution components. The oily
wastewater is normally accompanied with emulsifier which is used in oil cleaning
processes. While the free oil can be removed mostly by gravity oil separator, the
other components of the oily wastewater can not be removed simply by gravity
separation. In this study, petroleum storage’s wastewater and lubricants factory’s
wastewater in HCM city will be studied as a representative for oily wastewater. The
oily wastewater was evaluated by flocculation process.. The feed wastewater has oil
and grease concentration from 10-500 mg/l. The flocculation process were
experimented at stirring time of 30- 120 seconds and stirring speed of 200 – 1000
rpm/min. The results showed that the removed efficiency of the flocculation process
reached over 85,5% for O&G. In the flocculation process, aluminium sunfate and
PAM was added into the reactor showed that removed efficiency for O&G was
almost higher than without PAM.

9. v
MỤC LỤC
Trang
Lời cam đoan ..........................................................................................................i
Lời cảm ơn..............................................................................................................ii
Tóm tắt-------------------------------------------------------------------------------------- iii
Abstract ------------------------------------------------------------------------------------- iv
Mục lục ...................................................................................................................v
Danh mục viết tắt....................................................................................................vii
Danh mục các bảng.................................................................................................ix
Danh mục các biểu đồ, đồ thị .................................................................................xi
Mở đầu....................................................................................................................1
1.Đặt vấn đề ...........................................................................................................1
2.Tính cấp thiết của đề tài ......................................................................................2
3. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước.........................................................2
4. Mục tiêu ..............................................................................................................3
5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ......................................................................3
Chương 1: Tổng quan tài liệu .................................................................................7
1.1 Thành phần và tính chất của dầu mỏ ................................................................7
1.1.1 Thành phần của dầu mỏ.................................................................................7
1.1.2 Thành phần và tính chất của xăng, dầu..........................................................8
1.2 Thành phần của dầu nhờn.................................................................................8
1.2.1 Dầu gốc..........................................................................................................9
1.2.2 Phụ gia ------------------------------------------------------------------------------ 10
1.3 Nguồn gốc nước thải nhiễm dầu --------------------------------------------------- 11
1.3.1 Nguồn gốc từ các nhà máy lọc dầu---------------------------------------------- 11
1.3.2 Nguồn gốc nước nhiễm dầu từ các kho xăng dầu ----------------------------- 12
1.3.3 Nguồn nước thải nhiễm dầu từ các nhà máy tái chế dầu nhờn -------------- 15
1.3.4 Nguồn gốc nước thải nhiễm dầu từ nước rửa xe ------------------------------ 16
1.4 Hiện trạng phát thải nước thải nhiễm dầu tại các công ty sản xuất, phân
phối xăng dầu tại Tp.HCM-------------------------------------------------------------- 18
1.4.1 Hiện trạng phát thải nước thải nhiễm dầu tại các tổng kho xăng dầu

10. vi
Tp.HCM ----------------------------------------------------------------------------------- 18
1.4.2 Thực trạng phát thải ô nhiễm tại các công ty sản xuất dầu nhờn------------ 19
1.5 Các tác động môi trường khi xả nước thải nhiễm dầu vào môi trường------- 21
1.5.1 Ảnh hưởng đến hệ sinh thái sông hồ -------------------------------------------- 21
1.5.2 Ảnh hưởng đến hệ sinh thái môi trường biển ---------------------------------- 22
1.5.3 Ảnh hưởng đến con người-------------------------------------------------------- 25
1.5.4 Ảnh hưởng đến kinh tế Việt Nam ----------------------------------------------- 25
1.6 Trạng thái của dầu trong nước thải ------------------------------------------------ 25
1.7 Nhũ tương dầu-nước và các yếu tố ảnh hưởng ---------------------------------- 26
1.7.1 Khái niệm nhũ tương dầu/nước-------------------------------------------------- 26
1.7.2 Kích thước và phân bố giọt nhũ tương------------------------------------------ 29
1.7.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự ổn định của nhũ tương------------------------ 32
1.8 Phương pháp keo tụ và xử lý dầu trong nước ------------------------------------ 36
1.8.1 Khái niệm keo tụ------------------------------------------------------------------- 36
1.8.2 Các phương pháp keo tụ ---------------------------------------------------------- 36
1.8.3 Các cơ chế của quá trình keo tụ tạo bông -------------------------------------- 39
1.8.4 Động học của quá trình keo tụ --------------------------------------------------- 41
1.9 Một số công nghệ xử lý nước thải nhiễm dầu------------------------------------ 43
1.9.1 Xử lý bằng phương pháp keo tụ ------------------------------------------------- 43
1. 9.2 Xử lý bằng vải lọc dầu SOS ----------------------------------------------------- 46
1.9.3 Xử lý nước thải nhiễm dầu bằng công nghệ tuyển nổi ----------------------- 47
1.9.4 Xử lý nước thải nhiễm dầu bằng phương pháp sinh học --------------------- 48
Chương 2: Phương pháp nghiên cứu và vật liệu nghiên cứu ----------------------- 50
2.1 Phương pháp nghiên cứu------------------------------------------------------------ 50
2.1.1 Phương pháp lấy mẫu ------------------------------------------------------------- 50
2.1.2 Phương pháp khảo sát thăm dò-------------------------------------------------- 50
2.1.3 Phương pháp phân tích dầu tại phòng thí nghiệm ---------------------------- 51
2.1.4 Phương pháp bố trí thí nghiệm-------------------------------------------------- 51
2.1.5 Phương pháp kế hoạch hóa thực nghiệm -------------------------------------- 54
2.1.5.1 Kế hoạch hai mức tối ưu bậc một --------------------------------------------- 54
2.1.5.2 Kế hoạch hóa bậc hai ----------------------------------------------------------- 60

11. vii
2.2 Vật liệu nghiên cứu ------------------------------------------------------------------ 63
2.2.1 Dụng cụ thí nghiệm---------------------------------------------------------------- 63
2.2.2 Hóa chất----------------------------------------------------------------------------- 63
Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận------------------------------------------ 64
3.1 Kết quả thực nghiệm----------------------------------------------------------------- 64
3.2 Thảo luận------------------------------------------------------------------------------ 74
3.2 Kết luận và kiến nghị---------------------------------------------------------------- 80
Tài liệu tham khảo------------------------------------------------------------------------ 82
Phụ lục

12. viii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Từ viết tắt Cụm từ tiếng việt Cụm từ tiếng anh
BOD Nhu cầu oxy sinh hóa Biochemical oxygen demand
COD Nhu cầu oxy hóa học Chemical oxygen demand
CTNH Chất thải nguy hại
CHXD Cửa hàng xăng dầu
HST Hệ sinh thái
KCN Khu công nghiệp
O&G Dầu mỡ Oil & grease
PAM Polyarylamide
PPM Phần triệu Part per million
QCVN Quy chuẩn Việt Nam
RHp Hydrocacbon no
RHn Hydrocacbon mạch vòng
RHA Hydrocacbon vòng thơm
TBN Chỉ số kiềm tổng Total base number
Tp.HCM Thành phố Hồ Chí Minh
VI Chỉ số độ nhớt Viscosity index

13. ix
DANH MỤC CÁC BẢNG
STT Tên bảng Trang
Bảng 1.1 Phân loại các loại dầu gốc thương phẩm 9
Bảng 1.2 Phân loại theo ứng dụng của các loại dầu gốc tổng hợp 10
Bảng 1.3 Chỉ tiêu cơ bản của nước thải nhiễm dầu tại tổng kho A
Petrolimex khu vực 2
15
Bảng 1.4 Nước thải nhiễm dầu của các trạm xăng dầu và rửa xe ở
Bangkok, Thailan
17
Bảng 1.5 Thông số cơ bản của nước thải nhiễm dầu của tổng kho B
xăng dầu Petrolimex khu vực 2
43
Bảng 1.6 Kết quả phân tích mẫu nước thải nhiễm dầu xử lý bằng vải
lọc SOS-1
47
Bảng 2.1 Hàm lượng dầu trong mẫu pha với các thể tích khác nhau 50
Bảng 2.2 Bảng mã hóa khi hàm lượng dầu trong nước nằm trong
khoảng 10 -200 mg/l
53
Bảng 2.3 Bảng mã hóa khi hàm lượng dầu nằm trong khoảng 200 -500
mg/l
53
Bảng 2.4 Kế hoạch hóa thí nghiệm 56
Bảng 2.5 Ma trận kế hoạch hóa của kế hoạch 23
56
Bảng 2.6 Bảng ma trận kế hoạch mở rộng 57
Bảng 2.7 Bảng kế hoạch hóa bậc hai 61
Bảng 2.8 Các giá trị α đối với số khác nhau của các yếu tố 61
Bảng 2.9 Bảng ma trận trực giao của kế hoạch trực giao bậc hai k=2 62
Bảng 3.1 Hàm lượng dầu tồn tại trong nước dưới dạng nhũ tương của
các tổng kho chứa xăng dầu tại Tp.HCM
64
Bảng 3.2 Hàm lượng dầu tồn tại trong nước dưới dạng nhũ tương của
các nhà máy dầu nhờn tại Tp.HCM
65
Bảng 3.3 Kết quả thực nghiêm phá nhũ tương dầu /nước của mẫu 1 có
hàm lượng dầu ban dầu là 20,4 mg/l
66
Bảng 3.4 ,Kết quả thực nghiêm phá nhũ tương dầu /nước của mẫu 2 có 67

14. x
DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH
STT Tên đồ thị, sơ đồ, hình ảnh Trang
Hình 1 Sơ đồ nghiên cứu của quá trình keo tụ xử lý dầu 5
Hình 1.1 Biểu đồ sản lượng các kho chứa xăng dầu tại Tp.HCM
trong năm 2011
18
Hình 1.2 Biểu đồ lượng nước thải nhiễm dầu tại các tổng kho
xăng dầu Tp.HCM năm 2009
19
Hình 1.3 Biểu đồ sản lượng sản xuất dầu mỡ nhờn thành phẩm
của các công ty dầu nhờn tại Tp.HCM trong năm 2009
20
Hình 1.4 Biểu đồ lượng nước thải nhiễm dầu tại các công ty sản
xuất dầu mỡ nhờn tại Tp.HCM trong năm 2009
20
Hình 1.5 Nhũ tương nước/dầu 27
hàm lượng dầu ban dầu là 78,3 mg/l
Bảng 3.5 ,Kết quả thực nghiêm phá nhũ tương dầu /nước của mẫu 3 có
hàm lượng dầu ban dầu là 158,8 mg/l
68
Bảng 3.6 ,Kết quả thực nghiêm phá nhũ tương dầu /nước của mẫu 4 có
hàm lượng dầu ban dầu là 265,5 mg/l
69
Bảng 3.7 ,Kết quả thực nghiêm phá nhũ tương dầu /nước của mẫu 5 có
hàm lượng dầu ban dầu là 356,9 mg/l
70
Bảng 3.8 ,Kết quả thực nghiêm phá nhũ tương dầu /nước của mẫu 6 có
hàm lượng dầu ban dầu là 451,2 mg/l
71
Bảng 3.9 Giá trị tối ưu nồng độ, thời gian khuấy, tốc độ khuấy để
lượng dầu sau xử lý nhỏ nhất
73
Bảng 3.10 Hiệu suất xử lý khi không sử dụng PAM làm chất keo tụ 75
Bảng 3.11 Hiệu suất xử lý khi sử dụng PAM/ phèn nhôm =1/2 76
Bảng 3.12 Ảnh hưởng thời gian khuấy đến hiệu suất xử lý 77
Bảng 3.13 Ảnh hưởng tốc độ khuấy đến hiệu suất loại bỏ dầu 78
Bảng 3.14 Bảng ứng với mỗi hàm lượng dầu chọn các công nghệ tối ưu
để xử lý
81

15. xi
Hình 1.6 Nhũ tương dầu/nước 27
Hình 1.7A Nhũ tương đơn phân tán 28
Hình 1.7B Nhũ tương đa phân tán 28
Hình 1.7C Nhũ tương đậm đặc, các hạt bị biến dạng 28
Hình 1.8 Nhũ tương dầu/nước nồng độ 0,01% của nước thải xí
nghiệp toa xe Hà Nội
30
Hình 1.9
Mô tả sự phụ thuộc giữa điện thế bề mặt hạt keo và
lượng ion trái dấu đưa vào. 40
Hình 1.10 Sơ đồ quy trình xử lý nước thải nhiễm dầu 44
Hình 3.1
Đồ thị so sánh hiệu xuất xử lý khi sử dụng PAC& phèn
nhôm và không sử dụng PAC
76
Hình 3.2
Đồ thị ảnh hưởng thời gian khuấy đến hiệu suất loại bỏ
dầu
78
Hình 3.3
Đồ thị ảnh hưởng tốc độ khuấy đến hiệu suất loại bỏ
dầu
79

16. 1
MỞ ĐẦU
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Công nghiệp dầu khí Việt Nam đã phát triển với tốc độ nhanh từ tìm kiếm thăm dò
khai thác đến vận chuyển, tàng trữ làm dịch vụ, chế biến và phân phối sản phẩm.
Hoạt động dầu khí mang lại nguồn lợi cho nền kinh tế quốc dân song cũng tiềm ẩn
nhiều rủi ro đến môi trường dẫn đến thiệt hại những nguồn tài nguyên khác ở biển
và môi trường sống. Do đó cần áp dụng những biện pháp ngăn chặn nguy cơ ô
nhiễm môi trường sống do hoạt động dầu khí có thể xảy ra.
Cho đến nay đã có trên 180 giếng khoan thăm dò với 71 phát hiện và một loạt dầu
khí quan trọng đã được đưa vào khai thác như: Bạch Hổ, Rồng Rạng Đông, Ruby,
Đại Hùng,…
Do đó sự ô nhiễm mặt nước do khai thác và sử dụng là không thể tránh khỏi. Ngoài
ra trong quá trình hoạt động còn có thể xảy ra các sự cố tràn dầu ra biển như rò rỉ
dầu trong bơm tải tiếp dầu vỡ nứt đường ống, va chạm tàu chở dầu.
Theo số liệu thống kê của cục môi trường Bộ Khoa Học Công Nghệ Môi Trường
trong những năm gần đây có các sự cố như : vụ tai nạn tàu chở dầu Neptune Aries
của Singapore đâm vào cầu cảng Saigon petro ngày 03/10/1994 trong khi cập bến
để chuyển dầu vào kho chứa đã làm 1.865 tấn dầu DO tràn ra sông làm ô nhiễm
nặng trên diện tích 300 km2
gây tổn thất nặng nề cho ngành khai thác và nuôi trồng
thủy sản sông Nhà Bè và sản xuất nông nghiệp các vùng lân cận. Vào lúc 21 giờ
ngày 16/04/1999 tại khúc sông Nhà Bè Nhật Thuần một tàu chở 520.000 lít dầu FO
đã va vào xà lan Hiệp Hòa 2 chở 438.000 lít dầu DO làm cho 114.000 lít dầu tràn ra
sông gây ô nhiễm cả một vùng rộng.
Ngoài những vấn đề ô nhiễm do khai thác và vận chuyển dầu thì còn có vấn
đề ô nhiễm dầu do chất thải của nhà máy, xí nghiệp sản xuất, phân phối xăng dầu,
dầu nhờn cũng là một vấn đề hết sức nan giải, ảnh hưởng đến sức khỏe con người
và sinh vật, khi bị nhiễm bẩn giữa mặt nước và không khí có lớp ngăn cách, lớp
mỏng dầu làm suy thoái các quá trình trao đổi năng lượng, độ ẩm, không khí. Một
lượng nhỏ dầu trong nước biển, nước sông cũng giết hàng loạt các loài cá, thực vật

17. 2
ở dưới nước. Do đó một vấn đề cấp thiết đặt ra là nghiên cứu hiện trạng nước nhiễm
dầu tại các công ty sản xuất, phân phối xăng dầu tại TP.HCM và khả năng xử lý
bằng phương pháp keo tụ. Nghiên cứu cụ thể tại công ty dầu nhờn AP Sài Gòn
Petro là rất cấp bách hiện nay không những đối với ngành dầu khí mà còn đối với
các công ty xí nghiệp kinh doanh, tồn trữ sản xuất xăng dầu,…
2. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Công nghiệp chế biến dầu khí, các sản phẩm hóa dầu, tồn trữ kinh doanh các
sản phẩm dầu khí góp phần đóng góp cho tăng trưởng của đất nước cũng như đảm
bảo an ninh năng lượng cho đất nước. Cùng với sự phát triển của ngành chế biến
dầu, một trong những vấn đề đáng quan tâm hiện nay là tình trạng ô nhiễm môi
trường của các chất thải có nhiễm dầu.
Tp.HCM có 6 tổng kho tồn trữ xăng dầu và 6 nhà máy chế biến dầu nhờn. Nên vấn
đề ô nhiễm do tồn chứa, sản xuất dầu nhờn, xăng dầu đối với nguồn nước là đáng
báo động. Do đa số nước thải nhiễm dầu của các nhà máy, xí nghiệp phân phối
Xăng Dầu không qua xử lý hoặc chỉ xử lý sơ bộ, thải thẳng ra hệ thống sông ven
nhà máy.
3. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC
Tình hình nghiên cứu trong nước:
Đề tài nghiên cứu cấu trúc tập hợp giọt nhũ tương dầu/nước và phương pháp
phân chia của tác giả Hoàng Tuấn Bằng. Tác giả đã nghiên cứu được kích thước hạt
dầu trong nước thải, nghiên cứu hạt dầu trong hệ nhũ tương dầu/nước là hạt keo
mang điện tích âm. Tác giả cũng làm thực nghiệm xử lý hệ nhũ tương dầu nước
bằng cách keo tụ tạo bông với phèn nhôm.
Đề tài nghiên cứu khả năng hấp phụ dầu trong nước thải bằng các vật liệu tự
nhiên như thân bèo, lõi ngô, rơm và sơ dừa của tác giả Phạm Thị Dương, Bùi Đình
Hoàn, Nguyễn Văn Tám. Các tác giả đã nghiên cứu khả năng hấp phụ dầu của vật
liệu tự nhiên.
Tình hình nghiên cứu tại nước ngoài
Đề tài nghiên cứu xử lý nước thải nhiễm dầu bằng màng phản ứng sinh học kết
hợp với than hoạt tính của tác giả Phan Thanh Trí của viện công nghệ và môi

18. 3
trường AIT Thailand. Tác giả nghiên cứu sự hấp phụ dầu của than hoạt tính, hiệu
quả xử lý nước nhiễm dầu bằng phương pháp sử dụng bùn hoạt tính và than hoạt
tính.
4. MỤC TIÊU
Mục tiêu tổng quát:
Đánh giá hiện trạng, thực trạng ô nhiễm môi trường nước do các tổng kho chứa
xăng dầu, các nhà máy lọc hóa dầu, đặc biệt là các nhà máy chế biến dầu nhờn trên
thế giới, Việt Nam đặc biệt là Tp.HCM.
Mục tiêu cụ thể:
- Nghiên cứu hiện trạng nước nhiễm dầu tại các kho xăng dầu, các nhà máy sản xuất
dầu nhờn tại Tp.HCM.
- Nghiên cứu khả năng xử lý nước nhiễm dầu bằng phương pháp keo tụ.
- Nghiên cứu cụ thể nước thải tại nhà máy dầu nhờn AP Sai Gon Petro.
- Đề xuất những giải pháp xử lý nước thải nhiễm dầu.
- Đề xuất những thông số xử lý nước thải nhiễm dầu ở các hàm lượng dầu trong
nước khác nhau.
5. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU:
Đối tượng nghiên cứu
- Nước thải của các tổng kho chứa xăng dầu.
- Nước thải của các nhà máy sản xuất dầu nhờn.
- Phương pháp keo tụ.
Giới hạn phạm vi và nội dung nghiên cứu
Giới hạn phạm vi nghiên cứu.
Đề tài nghiên cứu ô nhiễm nguồn nước của các nhà máy lọc hóa dầu, các tổng kho
chứa xăng dầu, các nhà máy dầu nhờn, các cơ sở nhà máy có sử dụng xăng dầu, dầu
nhờn một lượng lớn. Chủ yếu nghiên cứu ô nhiễm tại Tp.HCM.

19. 4
Tp.HCM là nơi tập trung các tổng kho chứa xăng dầu của phía Nam. Là nơi trung
chuyển xăng dầu đi khắp các tỉnh phía Nam. Là nơi có số lượng lớn các nhà máy
sản xuất dầu nhờn, các sản phẩm hóa dầu.
Giới hạn nội dung nghiên cứu.
Do điều kiện hạn chế về thời gian nghiên cứu cũng như các nguồn lực phục vụ cho
nghiên cứu, đề tài luận văn chỉ tập trung nghiên cứu về các khía cạnh sau:
- Thành phần và tính chất của dầu.
- Nguồn gốc của sự ô nhiễm dầu trong nước thải.
- Trạng thái của dầu tồn tại trong nước thải.
- Các tác hại của dầu đối với môi trường và con người.
- Nghiên cứu hệ nhũ tương dầu/nước.
- Nghiên cứu kích thước hạt dầu trong nước thải nhiễm dầu.
- Nghiên cứu thực nghiệm xử lý dầu trong nước của nước thải nhiễm dầu của nhà
máy dầu nhờn AP Sài Gòn Petro.
6. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Nội dung nghiên cứu
Nghiên cứu các số liệu về ô nhiễm môi trường nước của nước thải các nhà máy lọc
hóa dầu, các kho chứa xăng dầu, các nhà máy sản xuất dầu nhờn,..
Nguồn gốc của sự ô nhiễm dầu trong nước
Nghiên cứu hệ nhũ tương dầu/nước
Nghiên cứu các phương pháp xử lý dầu trong nước thải
Nghiên cứu kích thước hạt dầu trong nước thải
Nghiên cứu thực nghiệm xử lý nước thải nhiễm dầu của Công Ty Dầu Nhờn AP Sài
Gòn Petro
Đề xuất các các phương pháp để xử lý nước thải trong các hệ thống tổng kho phân
phối sản xuất dầu, dầu nhờn.

20. 5
Phương pháp nghiên cứu
Sơ đồ nghiên cứu:
Hình 1: Sơ đồ nghiên cứu của quá trình keo tụ xử lý dầu trong nước
Xác định hàm lượng dầu
trong nước
Pha mẫu nhũ tương dầu/nước bằng dầu nhờn Shell
Helix HX5 15W40 ở các nồng độ khác nhau
uu
Keo tụ
Mẫu nước thải của nhà máy
dầu nhờn AP Sài Gòn Petro
Mẫu nước thải của các nhà
máy dầu nhờn, kho xăng dầu
Pha ở các hàm lượng dầu
trong nước khác nhau
Xác định hàm lượng dầu
trong nước
So sánh hàm lượng dầu trong
nước của tiêu chuẩn xả thải
Đưa ra chế độ công nghệ tối ưu cho từng loại
nồng độ khác nhau
Các thông số công
nghệ tối ưu ở các
nồng độ khác nhau

21. 6
Giải thích sơ đồ:
Lấy mẫu nước thải ở các kho xăng dầu, các nhà máy sản xuất dầu nhờn tại
Tp.HCM. Xác định khoảng hàm lượng dầu tồn tại trong nước thải nhiễm dầu tại
phòng thí nghiệm.
Do quá trình lấy mẫu phân tích ở các kho xăng dầu, các nhà máy dầu nhờn gặp
nhiều khó khăn nên tác giả pha nhũ tương dầu nước bằng dầu nhờn Shell Helix
15W40 tại phòng thí nghiệm với các nồng độ khác nhau. Tiến hành keo tụ để tìm
các thông số tối ưu của từng nồng độ khác nhau.
Lấy mẫu nước thải nhiễm dầu của nhà máy dầu nhờn AP Sài Gòn Petro pha ở các
nồng độ khác nhau. Thực hiện quá trình keo tụ ở các hàm lượng dầu khác nhau ứng
với các thông số tối ưu của mẫu pha. So sánh hàm lượng dầu trong nước thải xử lý
bằng keo tụ tại nhà máy dầu nhờn AP Sài Gòn Petro. Đưa ra chế độ công nghệ cho
từng loại nước thải nhiễm dầu khác nhau.
Phương pháp cụ thể
Tổng hợp các số liệu. Xử lý, phân tích, tổng hợp các tài liệu, thu thập theo mục tiêu
đề ra.
Phương pháp thực nghiệm
Tiến hành thực nghiệm lấy mẫu, thí nghiệm
Phương pháp kế hoạch hóa thực nghiệm
Được trình bày cụ thể trong chương 2 của luận văn
Phương pháp phân tích lý, hóa của nước
Tiến hành phân tích hàm lượng dầu trong nước. Được trình bày cụ thể trong chương
2 của luận văn

22. 7
Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1 THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT CỦA DẦU MỎ [4]
Trong thiên nhiên dầu mỏ nằm ở dạng chất lỏng nhờn, dễ bắt cháy. Khi khai thác ở
nhiệt độ thường nó có thể ở dạng lỏng hoặc đông đặc có màu từ vàng đến đen. Dầu
mỏ không phải là một đơn chất mà là một hỗn hợp rất phức tạp của nhiều chất.
1.1.1 Thành phần hóa học của dầu mỏ
Các hợp chất có trong dầu mỏ chủ yếu là các hợp chất hữu cơ, đó là những
hydrocacbon. Bên cạnh các hợp chất chính này còn có các hợp chất không thuộc
hydrocacbon.
1.1.1.1 Hydrocacbon parafin RHp
Các hydrocacbon parafin có công thức tổng quát là CnH2n+2. Trong đó n là số
nguyên tử cacbon có trong mạch. Các hydrocacbon này là loại hydrocacbon no. Về
cấu trúc hydrocacbon parafin có hai loại:
Cấu trúc mạch thẳng gọi là n- parafin
Cấu trúc mạch nhánh gọi là iso-parafin
Ở nhiệt độ bình thường các parafin mạch thẳng chứa từ 1 đến 4 nguyên tử cacbon
trong phân tử đều nằm ở thể khí. Các n-parafin mà phân tử chứa tới 17 nguyên tử
cacbon nằm ở thể lỏng. Còn các n-parafin chứa từ 18 nguyên tử cacbon trở lên nằm
ở dạng tinh thể rắn.
1.1.1.2 Hydrocacbon naphtenic RHn
Loại hợp chất này có công thức phân tử tổng quát là CnH2n. Những hydrocacbon
loại này thường gặp là mạch vòng. Hydrocacbon một vòng là thành phần quan trọng
trong nhiên liệu động cơ.
1.1.1.3 Hydrocacbon thơm RHA
Hydrocacbon thơm có công thức tổng quát là CnH2n-6, nó có cấu trúc sáu cạnh, đặt
trưng là benzen và các dẫn xuất có mạch alkyl đính bên. Những hydrocacbon thơm
nhiều vòng ngưng tụ cũng gặp trong dầu mỏ nhưng hàm lượng thấp hơn.

23. 8
Ngoài ra trong dầu mỏ còn có những hợp chất phi hydrocacbon thường gặp trong
dầu mỏ như là : CO2, H2S, N2, He, Ar và các hợp chất của lưu huỳnh, nitơ, oxy, các
chất nhựa, asphanten và kim loại trong dầu mỏ.
1.1.2 Thành phần và tính chất của xăng, dầu
Phân đoạn xăng có khoảng nhiệt độ sôi dưới 1800
C . Phân đoạn xăng bao gồm các
hydrocacbon có số phân tử cacbon trong phân tử từ C5 đến C10. Ba loại
hydrocacbon: parafin, naphten và aromatic đều có trong phân đoạn xăng. Hầu như
các chất đại diện . Hầu như tất cả các chất đại diện và một số đồng phân của các
parafin, cycloparafin (cyclopentan và cyclohexan) và aromatic có nhiệt độ sôi đến
180o
C đều tìm thấy trong phân đoạn này. Tuy nhiên, thành phần cũng như số
lượng của các hydrocacbon trên thay đổi rất nhiều theo từng loại dầu. Đối với dầu
họ parafin, phân đoạn xăng chứa rất nhiều hydrocacbon parafin, trong đó các
parafin mạch thẳng thường chiếm tỷ lệ cao hơn các parafin mạch nhánh. Các
parafin mạch nhánh này lại thường có cấu trúc mạch chính dài, nhánh phụ rất ngắn
(chủ yếu là nhóm metyl) và số lượng nhánh rất ít (chủ yếu là một nhánh, còn hai và
ba nhánh thì ít hơn, bốn nhánh thì rất hiếm hoặc không có).
Ngoài hydrocacbon, trong số các hợp chất không thuộc họ hydrocacbon nằm trong
phân đoạn xăng thường có các hợp chất của S, N2 và O2. Các chất nhựa và
asphalten không có trong phân đoạn này. Trong số các hợp chất lưu huỳnh của dầu
mỏ như đã khảo sát ở phần trước, thì lưu huỳnh mercaptan là dạng chủ yếu của
phân đoạn xăng, những dạng khác cũng có nhưng ít hơn. Các hợp chất của nitơ
trong phân đoạn xăng nói chung rất ít, thường dưới dạng vết, nếu có thường chỉ có
các hợp chất chứa một nguyên tử N mang tính bazơ như Pyridin. Những hợp chất
của oxy trong phân đoạn xăng cũng rất ít, dạng thường gặp là một số axit béo và
đồng đẳng của phenol.
1.2 THÀNH PHẦN CỦA DẦU NHỜN [2]
Dầu nhờn được tạo thành từ dầu gốc + phụ gia. Dầu nhờn thương phẩm có đến 90 –
98% là dầu gốc, dầu gốc có thể là dầu gốc khoáng hoặc dầu gốc tổng hợp. Phụ gia
chiếm trong dầu nhờn từ 2% đến 10% tùy vào từng loại dầu nhờn khác nhau. Về cơ

24. 9
bản dầu gốc sử dụng để pha chế dầu nhờn thường là dầu khoáng hoặc dầu tổng hợp
thậm chí dầu thực vật cho những ứng dụng đặc biệt
1.2.1 Dầu gốc
Dầu gốc có hai loại dầu gốc khoáng và dầu gốc tổng hợp. Dầu gốc tổng hợp có độ
đồng nhất của các phân tử dầu, có hàm lượng lưu huỳnh rất thấp, chỉ số độ nhớt của
dầu rất cao do đó dầu có khả năng ổn định cao, ít oxy hóa.
1.2.1.1 Dầu khoáng
Dầu khoáng được làm từ quá trình chưng cất chân không có chọn lọc cặn của quá
trình chưng cất ở áp suất khí quyển. Do đó lý do chọn dầu thô là rất quan trọng. Dầu
thô phổ biến nhất là dầu paraffinic cho chỉ số độ nhớt cao nhưng nó có nhược điểm
là hàm lượng sáp lớn. Cho những ứng dụng thông thường dầu thô gốc naphthenic
thường thích hợp hơn cho chất lượng chỉ số độ nhớt trung bình với hàm lượng sáp
ít, nên nó có thể chịu được nhiệt độ đông đặc cao.
Độ nhớt của dầu thương phẩm phụ thuộc vào khoảng nhiệt độ sôi của các thành
phần của chúng. Thường người ta pha chế từ 2 hoặc 3 loại dầu gốc với nhau thành
dầu thương phẩm.
Bảng 1.1: Phân loại các loại dầu gốc thương phẩm [2]
Tên
dầu
gốc
Tỷ
trọng ở
(60 0
F)
Hàm
lượng S
(% kl)
Chỉ số
độ
nhớt
(VI)
Độ nhớt
động
học ở
400
C
(cSt)
Độ nhớt
động học
ở
1000
C(cSt)
Nhiệt
độ
đông
đặc
(0
C)
Nhiệt
độ
chớp
cháy
(0
C)
SN 90 0,860 0,005 92 17,40 3,68 -15 190
SN 100 0,860 0,065 101 20,39 4,11 -13 192
SN 200 0,872 0,096 99 40,74 6,23 -20 226
SN 350 0,877 0,126 97 65,59 8,39 -18 252

25. 10
SN 650 0,882 0,155 96 117,90 12,43 -18 272
BS 150 0,895 0,263 95 438,00 29,46 -18 302
1.2.1.2 Dầu gốc tổng hợp
Được tổng hợp từ các phân tử có cấu trúc giống nhau. Các loại dầu gốc tổng hợp
chính để pha chế dầu nhờn bao gồm:
Bảng 1.2: Phân loại theo ứng dụng của các loại dầu gốc tổng hợp [2]
Kiểu dầu gốc tổng hợp Ứng dụng
Olefin Oligomers (PAOs) Truyền động và công nghiệp
Dibasic Acid Esters Truyền động
Polyol Esters Truyền động
Alkylated Aromatics Truyền động và công nghiệp
Polyalkylene Glycols Công nghiệp
Phosphate Esters Công nghiệp
1.2.2 Phụ gia
Hầu hết các loại dầu nhờn thương mại có hàm lượng phụ gia nằm trong khoảng từ
1% đến 25%. Một lượng lớn các loại phụ gia được pha chế trong dầu nhờn của các
loại dầu nhờn động cơ ô tô, xe tải, xe bus và các ứng dụng công nghiệp... Chức
năng của các loại phụ gia này như sau: bảo vệ bề mặt kim loại, tăng độ nhờn của
dầu, chống oxy hóa, giảm ma sát, kéo dài thời gian thay dầu nhờn, chống tạo bọt,
phân tán,..
Phụ gia: giúp tăng cường tính chất vốn có của dầu gốc và bổ sung thêm một số đặc
tính mới như tăng độ nhớt, ổn định oxi hóa của dầu, chống tạo bọt, tẩy rửa, chống
mài mòn,...

26. 11
1.3 NGUỒN GỐC NƯỚC THẢI NHIỄM DẦU [3,20]
Dầu tồn tại trong nước thải gây ô nhiễm môi trường. Đây là nước thải, thải ra từ
nhiều nguồn gốc như là từ dầu thô, nhà máy lọc dầu, công nghiệp hóa dầu, quá trình
gia công kim loại, nén khí, dầu nhờn, làm lạnh, rửa xe. Nước thải chứa dầu là một
trong những chất thải nguy hại bởi vì nó chứa các hợp chất độc như là phenol,
hydrocacbon dầu mỏ, các hydrocacbon thơm mạch vòng mà nó ức chế cây và động
vật phát triển và cũng gây ung thư cho con người. Về cơ bản dầu tồn tại trong nước
dưới 3 dạng chính như sau: dầu ở dạng tự do, dầu ở trong nước ở dạng nhũ tương và
ở dạng hòa tan. Trong khi dầu ở trạng thái tự do có thể tách ra khỏi nước một cách
dễ dàng bởi sự phân tách dầu bằng trọng lực, những dạng khác khó có thể tách ra dễ
dàng bởi phương pháp tách dầu bằng trọng lực. Trong nghiên cứu này, nghiên cứu
nước thải của nhà máy dầu nhờn AP Sài Gòn Petro sẽ đại diện cho nước thải ô
nhiễm dầu.
1.3.1 Nguồn gốc từ các nhà máy lọc dầu
Các nhà máy lọc dầu thải ra một lượng lớn nước nhiễm dầu, nếu không được xử lý
sẽ ảnh hưởng đến môi trường sinh thái, ảnh hưởng đến môi trường biển. Đặc biệt ở
Việt Nam, sự xuất hiện của nhà máy lọc dầu Dung Quất với sản lượng 7 triệu tấn/
năm sẽ tác động đáng kể đến môi trường ở vịnh Việt Thanh. Sự gia tăng hàm lượng
dầu và các kim loại nặng trong trầm tích dưới biển xung quanh các khu vực mỏ cho
thấy đã có những ảnh hưởng nhất định của việc thải mùn khoan, dung dịch khoan và
nước thải vào môi trường biển. Chúng ta cần quan tâm đến các biện pháp giảm
thiểu việc thải đổ trực tiếp mùn khoan, dung dịch khoan và nước thải xuống biển;
cần áp dụng các công nghệ tiên tiến về khoan, dung dịch khoan, xử lý chất thải
khoan, nước khai thác, các chất lỏng, rắn…thay thế cho các công nghệ cũ; áp dụng
các giải pháp kĩ thuật để quản lý và kiểm soát các loại chất thải dầu khí.
Nước thải nhiễm dầu xuất hiện do:
Nước trong quá trình làm sạch hoặc mục đích khác
Nước trong quá trình xúc rửa đường ống xuất nhập dầu thô và xăng, dầu thành
phẩm.

27. 12
Nước xuất hiện do trong một số quá trình công nghệ lọc, hóa dầu. Nước dạng này
tiếp xúc trực tiếp với dầu thô.
Đặc biệt một số lượng nước dùng để làm lạnh trong các thiết bị làm lạnh
Nước được phân loại là nước thải nếu nó có lẫn các hydrocacbon hoặc các thành
phần khác.
Thành phần nước thải của các nhà máy lọc, hóa dầu
Hydrocacbon
Kim loại nặng
Hợp chất phenol
NH3
1.3.2 Nguồn nước nhiễm dầu từ các kho xăng dầu
Nước thải nhiễm dầu từ hoạt động của kho xăng dầu, nhà máy sản xuất dầu nhớt.
Hoạt động kinh doanh của các kho xăng dầu thường bao gồm các công đoạn: nhập
khẩu, tồn trữ trong kho xăng dầu, vận chuyển, phân phối tới người tiêu dùng thông
qua mạng lưới của cửa hàng xăng dầu. Với đặc thù như vậy, hoạt động kinh doanh
xăng dầu khác biệt với các ngành công nghiệp khác, do là không sử dụng nước làm
nguyên liệu đầu vào cho quá trình sản xuất kinh doanh, vì vậy xét về nguyên tắc thì
không có nước thải phát sinh trong hoạt động kinh doanh xăng dầu.
Tuy nhiên trong thực tế quá trình vận hành khai thác các công trình xăng dầu có phát
sinh nước thải nhiễm dầu (NTND) cần phải xử lý do những nguyên nhân sau:
Xúc rửa bể định kỳ tại các kho xăng dầu nhằm đảm bảo chất lượng nhiên liệu.
Xả nước đáy bể sau khi kết thúc quá trình nhập dầu vào bể chứa trong kho.
Sử dụng nước sạch để vệ sinh định kỳ và sau khi kết thúc sửa chữa công nghệ, thiết
bị trong kho xăng dầu.
Nước mưa rơi trên khu vực nền bãi có khả năng nhiễm dầu tại kho và CHXD.
Nước trong quá trình xả đáy bồn chứa dầu gốc trong quá trình sản xuất dầu nhờn,
nước trong quá trình vệ sinh bồn chứa dầu gốc.

28. 13
Trên cơ sở phân tích nguồn và nguyên nhân phát sinh NTND cho thấy NTND trong
hoạt động kinh doanh xăng dầu, sản xuất dầu nhờn không thường xuyên và đều đặn,
phụ thuộc vào các quy định liên quan đến xúc rửa bồn bể, tần xuất nhập hàng, vệ
sinh công nghiệp, chất lượng dầu gốc,… các thông số ô nhiễm đặc trưng trong nước
thải tại kho xăng dầu gồm: COD, chất rắn lơ lửng, dầu mỡ khoáng,..
Theo tiêu chuẩn TCVN 5307:2002 kho dầu mỏ và các sản phẩm dầu mỏ, yêu cầu
thiết kế và trên thực tế, các kho chứa xăng dầu đều có hai hệ thống rãnh thoát nước
thải, trong đó:
Hệ thống thoát nước quy ước sạch: nước sinh hoạt, nước mưa rơi trên các khu vực
nền bãi không liên quan đến việc tồn chứa, xuất nhập, bơm rót xăng dầu và không
có nguy cơ nhiễm xăng dầu. Hệ thống thoát nước quy ước sạch được phép xả thẳng
ra môi trường bên ngoài.
Hệ thống thoát nước thải nhiễm dầu là hệ thống thoát nước cho các nguồn sau: nước
rửa nền nhà xuất nhập, nước thải của phòng hoá nghiệm, nước xả đáy và xúc rửa bể,
nước mưa rơi trên khu vực nền bãi có nguy cơ ô nhiễm bẩn xăng dầu. Hệ thống này
thường được dẫn đến bể lắng gạn dầu trước khi đưa vào hệ thống xử lý nước thải.
Các công đoạn phát sinh nước thải nhiễm dầu cần được xem xét là:
1.3.2.1 Xúc rửa bể chứa:
Bể chứa thường được xúc rửa khi đưa bể mới vào chứa xăng dầu hoặc thay đổi
chuẩn loại mặt hàng chứa trong bể, hoặc trước khi đưa bể vào sửa chữa, bảo dưỡng
hoặc xúc rửa định kỳ theo quy định để đảm bảo chất lượng hàng hoá…Lượng nước
thải phải tuỳ thuộc vào dung tích từng bể, loại hàng tồn chứa và phương pháp xúc
rửa. Nước thải loại này thường có hàm lượng dầu cao và phát sinh bùn cặn dầu (
Chất thải nguy hại – CTNH ) [5]
1.3.2.2 Xả nước đáy bể khi xuất nhập:
Các trường hợp cần xả nước đáy bể là khi nước lẫn vào hàng bơm từ tàu và bể hoặc
theo đặc điểm công nghệ và quy định giao nhận của từng kho, sẽ bơm nước đẩy hết
hàng trong đường ống vào bể để đo tính. Trường hợp nước lẫn hàng bơm từ tàu vào
bể thì nước thải loại này thường có số lượng ít. Trường hợp đuổi nước trong ống thì
lượng nước thải sẽ tuỳ thuộc kích thước, độ dài đường ống xuất nhập. Về đặc tính

29. 14
nước thải: nước xả đáy luôn bao gồm xả cặn lắng đáy bể, do đó phát sinh CTNH,
tuy nhiên hàm lượng dầu trong nước thải loại này thường thấp.
1.3.2.3 Nước vệ sinh công nghiệp lẫn dầu:
Phát sinh trong quá trình vệ sinh nền bến xuất, bãi van, nước vệ sinh thiết bị và các
phương tiện, nước rửa nền bãi tại các cửa hàng xăng dầu. Lượng nước thải tuỳ
thuộc diện tích, lượng chất thải phát sinh tại các vị trí nêu trên.
1.3.2.4 Nước mưa lẫn dầu:
Lượng nước mưa lẫn dầu cần xử lý được dự báo căn cứ vào số liệu khí tượng thuỷ
văn của từng khu vực. Nước mưa lẫn dầu chỉ phát sinh tại những vị trí rò rỉ, rơi vãi
xăng dầu, như vị trí xả đáy hở trong khu bể, trong trường hợp sau khi xúc rửa bể,
tách nước đáy bể mà không vệ sinh kịp thời, bến xuất bị tràn vãi xăng dầu, bãi van
bị rò rỉ mà không sửa chữa vệ sinh kịp thời, mặt cầu cảng,..
Một vấn đề cũng được đặt ra đối với nhiều thành phố lớn hiện nay là ô nhiễm dầu
nhờn thải từ các phương tiện giao thông cơ giới. Riêng tại Tp.HCM hiện có khoảng
4 triệu phương tiện xe cơ giới, trong đó có 2,5 triệu xe máy các loại. Ước tính tổng
lượng dầu thải của các phương tiện đường bộ lên tới 37.000 lít/ngày. Ngoài ra theo
số liệu báo cáo của các công ty tái chế dầu, lượng dầu thải có thể nhập về trong
ngày lên tới 90 đến 150 tấn/ngày từ các nguồn thải của các tàu chở dầu, bồn chứa
xăng dầu và các trạm biến thế,…
Trước những nguy cơ ô nhiễm môi trường do dầu thải, Tp.HCM thời gian qua triển
khai liên kết với nhiều đơn vị xử lý, tái chế dầu thải nước ngoài, đồng thời đầu tư
công nghệ cho các nhà máy xử lý chất thải độc hại. Tính đến nay Tp.HCM có 5 nhà
máy tái chế dầu thải có công suất bình quân 50 tấn/ngày với công nghệ chưng cất và
lọc. Tuy nhiên thực chất chỉ có 2 công ty thực hiện theo cam kết. Các cơ sở còn lại
hoạt động trong các khu dân cư không có giấy phép chưa thể thống kê được. Ngoài
ra các thiết bị chưng cất đều chế tạo thô sơ, công suất lớn nhưng chất lượng sản
phẩm kém.
Về quản lý nhà nước, hiện các cơ sở sản suất phát sinh dầu thải và các nhà máy tái
chế, xử lý chất thải nhiễm dầu được quản lý bằng hệ thống chứng từ quản lý chất
thải và phải báo cáo định kỳ hai năm một lần với số lần kiểm tra tương ứng. Tuy

30. 15
nhiên hiện số lượng cán bộ và trang thiết bị kiểm tra rất hạn chế, việc quản lý các cơ
sở sản xuất chui là khó khăn khi các cơ sở này di chuyển liên tục.
Ô nhiễm dầu thải đặc biệt là những phát sinh từ khu vực dân cư đang là những vấn
đề lớn tại nhiều đô thị lớn tại nước ta. Nước nhiễm dầu từ các kho xăng dầu ngoài
thành phần ô nhiễm chính là dầu còn có cả rác, cặn lắng, cát sét,…Vì vậy để đánh
giá chất lượng nước nhiễm dầu từ các kho xăng dầu ta phải căn cứ vào các chỉ tiêu
cơ:
Bảng 1.3: Các chỉ tiêu cơ bản của nước thải nhiễm dầu tại tổng kho A Petrolimex
khu vực 2
Các chỉ số Giá trị Đơn vị
Nước mưa lẫn
dầu
Nước dằn tàu
pH 5,5-9 - 5-9 8,4
BOD5 50 mg/l 100
COD 100 mg/l 200
SS 25 mg/l 500 20
Tổng Nito 60 mg/l 0
Dầu 1 mg/l 200 250
Amoniac 1 mg/l 0
Sulfua 0,5 mg/l 5
(Nguồn Trung tâm công nghệ MT_ECO, tháng 8/1999)
1.3.3 Nguồn nước thải nhiễm dầu từ các nhà máy tái chế dầu nhờn
Theo số liệu thống kê của công ty Shell năm 2011 số lượng dầu nhờn tiêu thụ tại thị
trường Việt Nam khoảng 330 triệu lít. Lượng thất thoát trong quá trình sử dụng là
5%. Số lượng dầu nhờn thải ra hàng năm là 313,5 triệu lít.

31. 16
Con số trên cho thấy lượng dầu nhờn thải ra rất lớn. Hiện tại khu vực phía nam chỉ
có 2 nhà máy xử lý dầu nhờn thải được cấp phép công suất rất thấp 200.000 lít/ năm
nhưng chưa bao giờ chạy hết công suất. Nguyên nhân nguồn nguyên liệu dầu nhờn
thải đầu vào không ổn định.
Hầu hết lượng dầu nhờn thải hiện nay được các cơ sở nhỏ lẻ mua về pha axit và
chưng cất để sản xuất ra dầu nhờn kém chất lượng. Các cơ sở này gây ô nhiễm vào
nguồn đất, nguồn nước.
1.3.4 Nguồn gốc nước thải nhiễm dầu từ nước rửa xe
Nước thải từ các cơ sở rửa xe, bảo dưỡng, bảo hành xe có lẫn dầu, mỡ nhờn .
Theo số liệu thống kê của công ty dầu nhờn Shell hiện tại trên địa bàn Tp.HCM có
hơn 5.000 cơ sở rửa xe, thay dầu nhớt bảo dưỡng xe. Nên một số lượng rất lớn nước
thải có nhiễm dầu thải ra môi trường mà không qua bất cứ hệ thống xử lý nào cả.
Hoạt động rửa xe bao gồm 4 bước liền kề nhau:
Bước 1: Rửa bụi
Dùng nước áp lực cao rửa trên thân xe và động cơ nước thải loại này chứa một lượng
bùn, đất và dầu tự do. Hơn nữa dưới áp lực nước lớn nước thải nhiễm dầu dạng này
tạo thành nhũ tương dầu/nước.
Bước 2: Phun bọt
Tác nhân tạo bọt là bình xịt lên thân xe và động cơ. Nước thải loại này tồn tại tác
nhân tạo nhũ cao. Cuối cùng nước thải dạng này kết hợp nước thải từ bước 1 hình
thành nhũ tương dầu/ nước có độ ổn định cao.
Bước 3: Giai đoạn làm sạch
Đây là bước dùng nước sạch trong bình áp lực cao để di chuyển tác nhân tạo nhũ.
Nước loại này chứa ít tác nhân tạo nhũ vì nó được pha loãng bởi nước sạch.
Bước 4: Giai đoạn lau khô và đánh bóng xe
Nước làm bóng được thoa lên thân xe và cuối cùng làm khô bằng khí nóng. Nước
sạch mà thành phần cứng cao, hữu cơ không nên sử dụng trong bước này vì nó có
thể làm cho bề mặt xe không được bóng.

32. 17
Các kiểu nước thải từ các trạm xăng dầu và rửa xe ở Bangkok, Thailan được cho
trong bảng 1.4
Bảng 1.4: Nước thải nhiễm dầu của các trạm xăng dầu và rửa xe ở Bangkok,
Thailan [ 21]
Trạm xăng dầu & rửa xe
Dầu mỡ
(mg/l)
BOD
(mg/l)
Chất rắn lơ
lững
(mg/l)
pH
Caltex, Bangkaen 31,6 42 113 7,60
PTT, Bangkaen 25,9 39 86 7,02
Shell, Bangkaen 21,5 23 92 7,85
PTT, Vipavaolee 280,5 180 346 7,51
Shell, Kaseat 63,6 200 346 7,06
Caltex, Nakhornpathum 57,0 500 4724 6,44
Shell, Nakhornpathum 23,3 10 310 7,05
Esso, Nakhornpathum 161,2 1220 952 6,32
PTT, Nonthaburi 7,8 11 696 7,16
Shell, Nonthaburi 14,4 28 121 7,24
Esso, Nonthaburi 16,1 21 682 6,69
Khoảng 7,8 -280,5 10 - 1220 86 - 4724 6,32 – 7,86
Giá trị trung bình 63,9 206,72 760 7,08

33. 18
1.4 HIỆN TRẠNG PHÁT THẢI NƯỚC THẢI NHIỄM DẦU TẠI CÁC
CÔNG TY SẢN XUẤT, PHÂN PHỐI XĂNG DẦU TẠI Tp.HCM
1.4.1 Hiện trạng phát thải nước thải nhiễm dầu tại các tổng kho xăng dầu
Tp.HCM
Theo số liệu thống kê năm 2011 cả nước nhập khẩu 10 triệu tấn xăng dầu các loại
riêng khu vực phía nam tiêu thụ xăng dầu chiếm 70% sản lượng nhập khẩu.
Tp.HCM có các tổng kho chứa xăng dầu rất lớn của cả nước phân phối xăng dầu
cho cả miền đông, miền tây, miền trung. Theo số liệu Công ty xăng dầu khu vực 2,
tổng khối lượng xăng dầu chứa ở các kho tại TpHCM hàng năm khoảng 7 triệu tấn.
Nên một lượng lớn nước nhiễm dầu được thải ra rất lớn. Số liệu sản lượng xăng dầu
chứa trong các kho tại Tp.HCM được thể hiện trên hình 1.1
Hình 1.1: Biểu đồ sản lượng các kho chứa xăng dầu tại Tp.HCM trong năm 2011
(Nguồn Tổng công ty xăng dầu Petrolimex, tháng 2/2012)
Nước thải ô nhiễm dầu của các Tổng kho chủ yếu là nước thải trong quá trình vệ
sinh bồn bể, một lượng nước lớn xuất hiện trong quá trình nhập xăng dầu khi đẩy
sạch đường ống trong quá trình làm sạch đường ống nhập xăng dầu. Và một lượng
nước xuất hiện trong quá trình vệ sinh máy móc thiết bị, nước mưa rơi trên khu vực
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
Các kho chứa xăng dầu tại Tp.HCM
Lượng
xăng
dầu
(triệu
tấn)
Kho Nhà Bè Petrolimex
Kho Nhà Bè Petec
Kho Nhà Bè Mipec
Kho Cần Giờ Mipec
Kho Cát Lái Petec
Kho Cát Lái Saigonpetro
Kho Nhà Bè Vinapco

34. 19
nền bãi có khả năng nhiễm dầu tại kho. Nước thải nhiễm dầu của các kho xăng dầu
tại Tp.HCM năm 2009 được thể hiện trên hình 1.2 như sau:
Hình 1.2 : Biểu đồ lượng nước thải nhiễm dầu tại các tổng kho xăng dầu Tp.HCM
năm 2009 (Nguồn Xí nghiệp xử lý chất thải Công Ty Xăng Dầu khu vực 2, tháng
03/2012)
Hầu hết các Tổng Kho chứa có hệ thống xử lý ô nhiễm dầu nhưng chủ yếu xử lý
bằng quá trình lắng tách pha. Đa số không xử lý dầu tồn tại trong nước dưới dạng
nhũ tương trừ kho A, B Nhà Bè của Petrolimex.
1.4.2 Thực trạng phát thải nước nhiễm dầu tại các công ty sản xuất dầu nhờn
Ngành sản xuất dầu mỡ nhờn đóng góp một phần quan trọng trong nền kinh tế của
Việt Nam nói chung và Tp.HCM nói riêng. Hiện tại theo kết quả nghiên cứu thị
trường của công ty Shell Việt Nam năm 2011 Việt Nam tiêu thụ 330 triệu lít dầu
mỡ nhờn các loại. Đặc biệt Tp.HCM có các nhà máy dầu nhờn lớn như BP-Castrol,
Petrolimex, Vilube, Solube, AP Sài Gòn Petro, PV Oil, Nikko,… Sản lượng dầu
nhờn của các Công ty sản xuất dầu nhờn tại Tp.HCM được thể hiện trên biểu đồ
hình 1.3
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
Các kho chứa xăng dầu tại Tp.HCM
Nước
thải
nhiễm
dầu
(m
3
)
Kho Nhà Bè Petrolimex
Kho Nhà Bè Petec
Kho Nhà Bè Mipec
Kho Nhà bè Vinapco
Kho Cần Giờ Mipec
Kho Cát Lái Petec
Kho Cát Lái Saigonpetro

35. 20
Hình 1.3: Biểu đồ sản lượng sản xuất dầu mỡ nhờn thành phẩm của các công ty dầu
nhờn tại Tp.HCM trong năm 2009 ( Nguồn Business Monitor International,
Vietnam Oil & Gas Report tháng 10/2010)
Các nhà máy sản xuất dầu nhờn đóng góp một phần ngân sách của Tp.HCM rất đáng
kể, nhưng nó cũng gây ô nhiễm môi trường khu vực nhà máy và những khu vực
quanh. Đặc biệt là ô nhiễm nguồn nước, do nước thải có nhiễm dầu ở dạng nhũ
tương không được xử lý triệt để thải ra môi trường. Lượng nước thải nhiễm dầu của
các nhà máy sản xuất dầu nhờn được thể hiện trên đồ thị hình 1.4
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
Nhà máy dầu nhờn tại Tp.HCM
Lượng
nước
thải
(m
3
)
BP-Castrol
Petrolimex
Vilube
Solube
AP Saigonpetro
Nikko
PV Oil
0
5
10
15
20
25
30
Nhà máy dầu nhờn tại Tp.HCM
Sản
lượng
(triệu
lít/năm)
BP-Castrol
Petrolimex
Vilube
Solube
AP Saigonpetro
Nikko
PV Oil

36. 21
Hình 1.4: Biểu đồ lượng nước thải nhiễm dầu tại các công ty sản xuất dầu mỡ nhờn
tại Tp.HCM trong năm 2009 (Nguồn xí nghiệp xử lý chất thải Công Ty Xăng Dầu
khu vực 2, tháng 03/2012)
1.5 CÁC TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG KHI XẢ NƯỚC THẢI NHIỄM DẦU
VÀO MÔI TRƯỜNG [16,26]
Theo nghiên cứu trong dầu mỏ có chứa 6% lượng các hợp chất hydrocacbon
thơm. Tuy có tỉ lệ ít nhưng hydrocacbon thơm rất độc là thành phần chính gây ung
thư. Hydrocacbon thơm tích luỹ trong thuỷ sinh vật có thể gây ra nhiều hậu quả
nghiêm trọng.
Kinh nghiệm nhiều nước trên thế giới cho thấy ô nhiễm nguồn nước do dầu và các
sản phẩm phân huỷ của dầu có thể gây tổn thất lớn cho ngành cấp nước, thuỷ sản,
nông nghiệp, du lịch và các ngành kinh tế quốc dân khác.
1.5.1 Ảnh hưởng đến hệ sinh thái sông hồ
Các tác động đối với môi trường nước khi xả nước thải nhiễm dầu vào sông, hồ
được biểu hiện thông qua các hiện tượng sau:
Một phần các sản phẩm dầu lắng xuống và phân hủy ở tầng đáy nguồn nước làm
ô nhiễm nước bởi các sản phẩm phân giải hòa tan, một phần khác lại nổi lên trên
mặt nước cùng với các bọt khí tách ra từ đáy nguồn nước. Cặn chứa dầu tích lũy ở
đáy sông, hồ là nguồn gây ô nhiễm cố định đối với sông đó, gây độc hại cho hệ sinh
vật đáy, thức ăn của cá.
Khi nguồn nước bị ô nhiễm dầu, các sản phẩm dầu hòa tan và phân giải làm giảm
khả năng tự làm sạch của nguồn nước, bởi các sinh vật phiêu sinh, sinh vật đáy
tham gia vào các quá trình đó bị chết đi hoặc giảm về số lượng hoặc tham gia yếu
ớt.
Khi nước thải nhiễm dầu thải vào nguồn nước, lượng dự trữ oxy hòa tan trong
nước nguồn sẽ giảm đi do oxy được tiêu thụ cho quá trình oxy hóa các sản phẩm
dầu, làm cản trở quá trình làm thoáng mặt nước.
Khi hàm lượng dầu trong nước cao hơn 0,2 mg/l, nước có mùi hôi không dùng
được vào mục đích sinh hoạt.

37. 22
Ô nhiễm dầu giàu lưu huỳnh còn có thể gây chết cá nếu hàm lượng Na2S trong nước
đạt từ 3 đến 4 mg/l. Một số loài cá nhạy cảm có thể bị chết khi hàm lượng Na2S nhỏ
hơn 1mg/l.
Ngoài ra dầu trong nước còn có khả năng chuyển hoá thành các hoá chất độc loại
khác đối với con người và thuỷ sinh như phenol, các dẫn xuất clo của phenol. Tiêu
chuẩn phenol cho nguồn nước cấp sinh hoạt là 0,001 mg/l, ngưỡng chịu đựng của cá
là 10-4
mg/l.
Kinh nghiệm nhiều nước trên thế giới cho thấy ô nhiễm nguồn nước do dầu và các
sản phẩm phân hủy của dầu có thể gây tổn thất lớn cho ngành cấp nước, thủy sản,
nông nghiệp, du lịch và các ngành kinh tế quốc dân khác. Ngoài các tác động tiêu
cực đến môi trường nước mặt như đã nêu, dầu tràn hoặc dầu rơi vãi từ kho xăng,
cảng sẽ có khả năng ngấm vào đất hoặc bị cuốn theo nước mưa vào các tầng nước
ngầm và từ đó gây ảnh hưởng đến chất lượng nước ngầm có sự hiện diện của dầu,
nước sẽ có mùi hôi không thể dùng cho mục đính ăn uống sinh hoạt.
1.5.2 Ảnh hưởng đến hệ sinh thái môi trường biển [20]
Suy giảm diện tích phân bố HST và biến dạng cảnh quan sinh thái.
Suy giảm và mất nơi cư trú của các loài sinh vật.
Giảm khả năng quang hợp và hô hấp của hệ.
Gây chết và làm suy giảm đa dạng sinh học.
Thay đổi cấu trúc quần xã và tương quan giữa các nhóm: vi sinh vật, thực vật, sinh
vật phù du, động vật đáy.
Xuất hiện các loài gây hại.
Mất hoặc suy giảm các chức năng tự nhiên duy trì sinh thái của hệ.
Thay đổi hướng diễn thế tự nhiên và mất cân bằng sinh thái.
Ô nhiễm dầu và tác động trực tiếp hoặc gián tiếp lên các hệ sinh thái biển và ven
biển ở các khía cạnh sau:

38. 23
1.5.2.1 Làm biến đổi cân bằng oxy của hệ sinh thái
Dầu có tỷ trọng nhỏ hơn nước, khi chảy loang trên mặt nước, dầu tạo thành váng và
bị biến đổi về thành phần và tính chất. Khi tràn dầu, hàm lượng dầu trong nước tăng
cao, các màng dầu làm giảm khả năng trao đổi oxy của hệ, như vậy cán cân điều
hoà oxy trong hệ bị đảo lộn.
1.5.2.2 Làm nhiễu loạn các hoạt động sống trong hệ
Đầu tiên phải kể đến các nhiễu loạn áp suất thẩm thấu giữa màng tế bào, sẽ làm mất
khả năng điều tiết áp suất trong cơ thể sinh vật, sẽ là nguyên nhân làm chết hàng
loạt sinh vật bậc thấp, các con non, ấu trùng. Dầu bám vào cơ thể sinh vật, sẽ ngăn
cản quá trình hô hấp, trao đổi chất và sự di chuyển của sinh vật trong môi trường
nước.
1.5.2.3 Dầu gây ra độc tính tiềm tàn trong hệ sinh thái
Ảnh hưởng gián tiếp của dầu loang đến sinh vật thông qua quá trình ngăn cản trao
đổi oxy giữa nước với khí quyển tạo điều kiện tích tụ các khí độc hại như H2S và
CH4 làm tăng pH trong môi trường sinh thái. Dưới ảnh hưởng của các hoạt động
sinh-hoá, dần dần bị phân huỷ, lắng đọng và tích luỹ trong các trầm tích của hệ sinh
thái làm tăng cao hàm lượng dầu trong trầm tích gây độc cho các loài sinh vật sống
trong nền đáy và sát đáy biển.
1.5.2.4 Ảnh hưởng của dầu tới loài cá
Cá là nguồn lợi lớn nhất của biển được đánh giá là loài chịu tác động tiêu cực mạnh
mẽ nhất khi sự cố tràn dầu xảy ra. Dầu gây ô nhiễm môi trường, làm cá chết hàng
loạt do thiếu oxy hoà tan trong nước và làm tăng nồng độ dầu trong nước gây ô
nhiễm nghiêm trọng tới môi trường nước.
Dầu bám vào cá làm giảm giá trị sử dụng do gây mùi khó chịu khi nồng độ dầu
trong nước cao có thể làm trứng mất khả năng phát triển, trứng có thể bị ung, thối
dẫn đến sự phát triển của cá.
1.5.2.5 Ảnh hưởng dầu tràn tới các rặng san hô biển
Dầu tràn có thể gây phá huỷ rặng san hô, khi tràn dầu xảy ra dầu thô loang ra bao
phủ một diện tích lớn của biển làm cản trở việc trao đổi khí oxy và cacbonic của san

39. 24
hô, mặt khác khi dầu tràn bao phủ diện tích biển gây ô nhiễm và làm giảm lượng
ánh sáng cung cấp cho san hô hoạt động quang hợp sẽ gây phá huỷ san hô.
1.5.2.6 Ảnh hưởng của dầu tràn tới chim biển
Chim biển bị ảnh hưởng mạnh bởi dầu tràn, chim biển có thể bị bao phủ trong dầu,
dầu bao phủ và thấm vào lông chim làm cho chúng không thể bay. Để chúng có thể
bay được thì chim biển cố gắng làm sạch, chúng làm sạch lông bằng cách ăn dầu
dẫn đến chúng bị nhiễm độc dầu làm chim có thể bị chết. Đối với chim biển, dầu
thấm ướt lông chim làm mất tác dụng bảo vệ thân nhiệt và chức năng nổi trên mặt
nước.
Nhiễm dầu làm chim di chuyển khó khăn, phải di chuyển chổ ở thậm chí chết. Dầu
còn ảnh hưởng đến khả năng nở của trứng chim.
1.5.2.7 Ảnh hưởng của dầu tràn đến rái cá
Rái cá cũng là loài sinh vật bị ảnh hưởng to lớn bởi dầu theo nhiều cách. Cơ thể rái
cá có thể bao phủ trong dầu, chính điều này tạo ra các lớp bọt khí. Khí này trong các
lớp lông mao và giúp chúng sống lâu trong biển lạnh. Chúng giống như một lớp bao
phủ cơ thể và giúp rái cá nổi, khi dầu xâm nhập vào lớp bong bong khí, rái cá có thể
chết vì nhiệt cơ thể thấp.
1.5.2.8 Ảnh hưởng tràn dầu tới cá heo
Dầu tràn là một trong những nguyên nhân làm cho cá heo chết. Khi nồng độ dầu
trong biển quá cao, chúng sẽ xâm nhập vào lỗ phun khí của cá heo gây ngạt thở. Khi
cá heo sẽ lên mặt nước lấy không khí nếu lỗ thở bị bịt kín bởi dầu, cá heo sẽ không
thể thở làm cá chết. Một trong những lý do cá heo chết là khi cá heo bơi qua vùng
bị nhiễm dầu khi kiếm ăn, cá heo sẽ ăn phải và làm cho cá heo nhiễm độc và nó sẽ
chết.
Ảnh hưởng tràn dầu tới các loài sinh vật phù du
Sinh vật phù du, sinh vật cư trú đáy biển bị ảnh hưởng nhiều các sinh vật như tảo,
trai có thể bị ảnh hưởng bởi dầu tràn. Khi dầu tràn xảy ra, dầu làm che phủ diện tích
mặt nước, giảm lượng oxy, giảm ánh sáng ,…

40. 25
Gây chết các loài sinh vật này. Khi các sinh vật phù du chết vì tràn dầu, các loài
động vật có thể dẫn đến tuyệt chủng vì nguồn thức ăn không đáp ứng cho sự tồn tại
của chúng.
1.5.3 Ảnh hưởng đến con người
Khi dầu tràn ngấm vào nước ngầm nó sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe con
người. Ảnh hưởng lâu dài khó đánh giá hết được: Ô nhiễm môi trường đất, nước và
khí làm nhiễm độc các loài thực vật, động vật và cũng là nguồn thức ăn cho con
người, làm cạn kiệt nguồn nước sạch.
Như vậy, hậu quả sau những vụ tràn dầu là vô cùng lớn. Nó không chỉ ảnh hưởng
nghiêm trọng đến môi trường, huỷ diệt các hệ sinh thái, tổn thất về kinh tề và sức
khoẻ con người… mà nghiêm trọng hơn nó còn gây những ảnh hưởng dai dẳng về
sau
1.5.4 Ảnh hưởng đến kinh tế Việt Nam
Khi sự cố dầu tràn xảy ra, hàng triệu tấn dầu tràn ra ngoài biển, dưới tác động của
điều kiện nhiệt độ khí hậu sẽ làm bay hơi các thành phần nhẹ. Mặt khác khi dầu tràn
ra biển làm cho khả năng thu lại lượng dầu tràn là rất khó khăn gây tổn thất nặng nề
đối với nền kinh tế, không những thế khi tràn dầu xảy ra thì cần có công nghệ xử lý
hợp lý thường rất tốn kém
Dầu tràn ảnh hưởng đến các hoạt động kinh tế ven biển, dầu tràn nổi trên mặt nước
theo dòng chảy mặt, song gió triều trôi dạt vào vùng biển ven bờ, bám vào đất đá,
bám lên các kè đá, gây ra mùi khó chịu đối với các du khách tham quan, du lịch.
Mặt khác dầu tràn làm cho nguồn tôm cá bị ảnh hưởng thậm chí chết, làm giảm
năng suất nuôi trồng và đánh bắt thủy sản ven biển.
1.6 TRẠNG THÁI CỦA DẦU TRONG NƯỚC THẢI [23, 26]
Xử lý nước thải nhiễm dầu cần chú ý đến các dạng dầu trong nước thải. Bản chất
dầu là chất lỏng sánh, thường có mùi đặc trưng, nhẹ hơn nước và không tan trong
nước. Chúng bị oxi hóa rất chậm, có thể tồn tại đến 50 năm.
Trong thực tế dầu hiện diện ở nhiều trạng thái khác nhau và khó xác định chính xác
các thành phần này bằng thí nghiệm. Phổ biến tồn tại ở 4 trạng thái sau:

41. 26
1.6.1 Dạng tự do
Ở dạng này dầu sẽ nổi lên thành các màng dầu. Dầu hiện diện dưới dạng các hạt dầu
tự do hoặc lẫn với một ít nước, dầu tự do sẽ nổi lên bề mặt do trọng lượng riêng của
dầu thấp hơn so với trọng lượng riêng của nước.
1.6.2 Dạng nhũ tương cơ học
Có 2 dạng nhũ tương cơ học tùy theo đường kính của giọt dầu:
Vài chục micromet: độ ổn định thấp. Loại nhỏ hơn: có độ ổn định cao, tương tự như
các hạt keo.
1.6.3 Dạng nhũ tương hóa học
Là dạng tạo thành do các tác nhân hóa học (xà phòng, xút ăn da, chất tẩy rửa, Na,..)
hoặc các hóa học asphalten làm thay đổi sức căng bề mặt và làm ổn định hóa học
dầu phân tán.
1.6.4 Dạng hòa tan:
Phân tử hòa tan như các chất thơm. Ngoài ra dầu không hòa tan tạo thành một lớp
màng mỏng bọc quanh các chất rắn lơ lửng, chúng ảnh hưởng đến khả năng lắng
hoặc nổi của các chất rắn lơ lửng khi tạo thành các hợp chất kết hợp không lắng
được.
1.7 NHŨ TƯƠNG DẦU – NƯỚC VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG
1.7.1 Khái niệm nhũ tương dầu nước [7,23]
Nhũ tương là hỗn hợp của ít nhất hai chất lỏng không tan lẫn với sự có mặt của
chất làm bền gọi là chất nhũ hóa [7].
Trong hệ nhũ tương kích thước các giọt biến đổi trong phạm vi rất rộng, kích thước
các giọt phụ thuộc vào phương pháp chế tạo nhũ tương và nồng độ chất nhũ hóa.
Nhũ tương là hệ không bền nhiệt động
1.7.1.1 Phân loại nhũ tương
Phân loại dựa vào pha phân tán và môi trường phân tán [7]

42. 27
Căn cứ vào độ phân cực của pha phân tán và môi trường phân tán các nhũ tương
được chia thành nhũ tương loại 1 và nhũ tương loại 2.
Nhũ tương loại 1: là nhũ tương của chất lỏng không phân cực hay phân cực yếu
trong chất lỏng phân cực, ký hiệu là dầu/nước : dầu trong nước.
Nhũ tương loại 2: là nhũ tương của chất lỏng phân cực trong chất lỏng không phân
cực, ký hiệu là nước/dầu.
Hình 1.5: Nhũ tương nước/dầu Hình 1.6: Nhũ tương dầu/nước
Phân loại nhũ tương theo nồng độ thể tích của pha phân tán
Theo nồng độ của pha phân tán người ta chia các nhũ tương thành: nhũ tương loãng,
nhũ tương đặc và nhũ tương rất đậm đặc.
Nhũ tương loãng:
Nhũ tương loãng có hàm lượng pha phân tán không vượt quá 0,1% về thể tích hệ,
tùy thuộc vào bản chất của hai pha mà nhũ tương có thể tồn tại ở dạng giọt có
đường kính khoảng 0,1 µm.
Nhũ tương loãng có tính chất của một hệ keo điển hình, hệ có điện tích ‫כֿ‬ và cũng
tuân theo quy tắc keo tụ. Điện tích xuất hiện trên các giọt của pha phân tán là do sự
hấp phụ các ion của các chất điện ly có mặt trong môi trường . Do nồng độ nhỏ nên
nhũ tương này có độ bền tập hợp lớn.
Nhũ tương đặc:
Khi pha phân tán chiếm 0,1% đến 74% thể tích hệ, đường kính giọt trong nhũ tương
đặc vào khoảng 0,1 µm đến 1 µm có thể nhìn thấy bằng kính hiển vi thường. Nhũ

43. 28
tương đặc kém bền, trong hệ thường phải có chất nhũ hóa để bảo vệ. Nhũ tương đặc
dễ xa lắng hoặc nổi lên trên. Nếu pha phân tán có khối lượng riêng lớn hơn khối
lượng riêng môi trường phân tán thì các giọt sẽ xa lắng và ngược lại các giọt sẽ nổi
lên trên.
Nhũ tương đậm đặc:
Khi pha phân tán chiếm 74% đến 99% thể tích hệ nhũ tương loại này tồn tại khi có
chất nhũ hóa tốt. Dung dịch chất nhũ hóa nằm giữa các giọt của pha phân tán dưới
dạng những màng rất mỏng, độ dày màng trong các nhũ tương này mỏng tới 100A0
hoặc bé hơn. Các giọt cầu biến dạng thành các hình đa diện và được ngăn cách bằng
các màng mỏng của chất nhũ hóa.
Hình 1.7A Hình 1.7B Hình 1.7C
Hình 1.7A: Nhũ tương đơn phân tán
Hình 1.7B: Nhũ tương đa phân tán
Hình 1.7C: Nhũ tương đậm đặc, các hạt bị biến dạng
1.7.1.2 Sự đảo pha của nhũ tương [7,12]
Một đặc điểm của nhũ tương mà các hệ phân tán loại khác không có là nhũ tương có
thể đảo pha:
Dầu/nước <---> nước/dầu

44. 29
Nhũ tương loại 1 và nhũ tương loại hai có thể biến đổi tương hỗ. Khi thêm vào nhũ
tương một lượng lớn chất nhũ hóa và khuấy mạnh thì xảy ra hiện tượng đảo pha, đó
là pha phân tán của nhũ tương ban đầu trở thành môi trường phân tán, còn môi
trường ban đầu trở thành pha phân tán của nhũ tương mới. Sự đảo pha là một tính
chất đặc trưng của các nhũ tương.
Hiện tượng đảo pha gặp khi nhũ tương dầu/nước được làm bền bởi natri oleat khi
thêm vào hệ một lượng muối CaCl2. Muối này tác dụng với natri oleat tạo thành
canxi oleat là chất làm bền cho nhũ tương loại nước/dầu. Sự đảo pha cũng có thể
xảy ra khi khuấy trộn cơ học lâu dài hệ.
Phân biệt nhũ tương dầu/nước và nhũ tương nước/dầu.
Có thể nhận biết hai loại nhũ tương bằng cách cho một ít chất màu chỉ có khả năng
tan vào một trong hai pha (pha phân tán hoặc pha liên tục) mà qua kính hiển vi
thường ta có thể dễ dàng phân biệt được.
1.7.2 Kích thước và phân bố giọt nhũ tương [3,6]
1.7.2.1 Kích thước giọt
Việc xác định phân bố về kích thước của nhiều tập hợp giọt có nhiều phương
pháp nghiên cứu. Các phương pháp này đều có cơ sở ban đầu là xác định thành
phần của giọt. Đối với hệ nhũ tương dầu /nước với nồng độ dầu là 0,1%; 0,01%;
0,001% đã tạo nên kích thước giọt nhũ rất nhỏ. Do đó sử dụng phương pháp phân
tích tinh vi bằng cách đo kích thước ảnh giọt dưới kính hiển vi thường hay kính hiển
vi điện tử để nghiên cứu sự phân bố tập hợp giọt.
Qua kính hiển vi thường với độ phóng đại 630 lần đã xác định được kích thước
ảnh giọt với nồng độ 0,01% của mẫu dầu thải tuốc bin, dầu thải động cơ và mẫu
nước thải của xí nghiệp toa xe đường sắt Hà Nội.

45. 30
Hình 1.8: Nhũ tương dầu/nước nồng độ 0,01% của nước thải xí nghiệp toa xe Hà
Nội [3]
Trong các khái niệm về nhũ tương thì người ta bắt đầu bằng khái niệm về pha nội
của nhũ tương được phân tán dưới dạng giọt, các giọt thường có kích thước lớn hơn
0,1µm và đường kính lớn nhất tìm được gấp hơn 100 lần. Thực tế sẽ cho thấy giới
hạn kích thước riêng của giọt được nghiên cứu và đưa ra đối với nhũ tương đơn các
đường kính thể hiện cho trạng thái ổn định của nhũ tương còn sự phân bố rộng hơn
và độ giới hạn trên về độ lớn của đường kính thể hiện sự không ổn định của nhũ
tương.
Mặc dù giới hạn dưới của bán kính nhũ tương là dưới 0,1µm, nhưng Bowott và
Shuiman đã thấy rằng đối với nhũ tương trong ( kể cả nhũ tương hệ dầu/ nước,
nước/ dầu) được ổn định bằng xà phòng hay rượu béo mạch thẳng thì đường kính
giọt của chúng có thể được khống chế trong khoảng 100 đến 500A0
.
Sử dụng kính hiển vi
Cách đơn giản nhất để xác định phân bố kích thước giọt là sử dụng kính hiển vi, các
mẫu được nghiên cứu theo một trong hai cách sau:
Cách thứ nhất:
Nhũ tương được pha loãng 20÷30 lần một giọt nhỏ nhũ tương được đặt xuống một
miếng kính có lõm ở giữa. Khoảng kích thước của giọt được xác định bằng cách so
sánh chúng với ( Gradicule) đã xác định kích thước gắn trên thị kính của một kính

46. 31
hiển vi có độ phóng đại không nhỏ hơn 700÷800 lần. Độ phóng đại càng lớn càng
quan trọng khi giọt có kích thước nhỏ người ta kiểm tra các giọt nhũ tương bằng
cách này cho đến khi ít nhất 500 giọt được phân lập ( tốt nhất là khoảng 2.000 giọt
). Họ có thể chụp ảnh để nghiên cứu kỹ hơn. Nếu một lăng kính được gắn với thị
kính thì hình ảnh có thể được chiếu lên một màn ảnh, đó là một phương tiện thay
thế cho độ phóng đại lớn hơn.
Cách thứ hai:
Nhũ tương được pha loãng hơn nhiều, thường vào khoảng 100 lần. Một giọt của
mẫu pha loãng được đưa vào dụng cụ xác định kích thước tế bào máu và số lượng
giọt được xác định, tổng số giọt không vượt quá 60÷70
Từ công thức
(1.1)
Trong đó
φ: Là phân tử phân tán
N: Là số giọt/cm3
Dm: Là đường kính trung bình của giọt
Có thể đạt kết quả tương đối chính xác nếu kết hợp hai phương pháp, tuy nhiên
trong phương pháp thứ hai việc tính toán tất cả các giọt là tương đối khó. Khi độ
nhớt của pha phân tán thấp, chuyển động Brown của các giọt có thể giảm bớt bằng
cách pha mẫu với Gryceryl hoặc một số polyacol nhớt.
Nhiều phương pháp cơ học đã được thử nghiệm để giảm bớt việc đếm bằng mắt.
Một trong những nguyên tắc này là dựa trên nguyên tắc sử dụng kính hiển vi nhân
đôi hình ảnh. Kính hiển vi được ghép với một dụng cụ tách tia giữa thị kính và tiêu
điểm để cho hai hình ảnh riêng của mỗi giọt được hiển thị. Một số bàn số quay đo
các hình ảnh riêng được tách riêng hoặc dịch chuyển. Ban đầu hai hình ảnh được
trùng khít nhau. Nếu có sự dịch chuyển nhỏ ta thấy các hình ảnh có màu xám trừ
phần chồng lên nhau có màu tối hơn. Mỗi giọt được xếp vào khoảng kích thước
thích hợp khi phần chồng lên nhau của hình ảnh nhân đôi trở thành riêng biệt. Bản
ghi được sắp xếp này được đưa vào một trong 10 máy điện tử. Phương pháp này có

47. 32
thể đếm 600 giọt trong vòng một phút. Mặc dù phạm vi sử dụng của kỹ thuật này bị
hạn chế bởi độ phóng đại của kính hiển vi thông thường.
1.7.2.2 Phân bố kích thước giọt
Hầu hết các quá trình nghiên cứu về nhũ tương đều yêu cầu đánh giá về kích
thước giọt nhũ tương là đơn phân tán ( trường hợp này ít khi xảy ra ) hoặc đánh giá
về phân bố kích thước giọt nếu nhũ tương là đa phân tán.
1.7.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự ổn định nhũ tương
1.7.3.1Ảnh hưởng của chất điện ly [12]
Trong các yếu tố ảnh hưởng tới điện thế ξ thì ảnh hưởng của sự có mặt của chất
điện ly là lớn hơn cả có thể phân biệt hai trường hợp.
Chất điện ly không bị hấp phụ vào bề mặt pha các ion của lớp khuyếch tán đi vào
lớp Helmholtz, kết quả đó càng tăng thì ξ càng giảm, nồng độ chất điện ly càng tăng
thì ξ càng giảm, điện tích ion điện ly càng lớn thì ξ càng giảm
Chất điện ly có ion bị bề mặt pha hấp phụ điện thế ξ biến đổi phức tạp, lúc đầu giảm
tới điểm đẳng điện ( ξ=0) sau đó đổi dấu. Điện tích ion hấp phụ càng lớn thì ảnh
hưởng trên càng rõ rệt
1.7.3.2 Ảnh hưởng của các yếu tố bề mặt [8,12]
Theo quan điểm nhiệt động thì nhũ tương là một hệ mà pha phân tán gồm những
giọt có kích thước 0,1 𝜇m đến 100 𝜇m. Sự phân tán này không phải là tuyệt đối bởi
vì bề mặt phân chia pha phụ thuộc vào năng lượng tự do bề mặt, khi hai giọt tiếp
xúc nhau có thể kết hợp lại với nhau làm giảm vùng phân chia pha. Như vậy việc
liên kết các giọt nhũ tương có thể xem như một quá trình nhiệt động tự phát. Quá
trình ngược lại cần phải tiêu tốn một năng lượng. Vì vậy nó không xảy ra một cách
tự nhiên.
Nếu nói về tính không bền vững của nhũ tương thì dựa vào đặc điểm để phân biệt
có thể phân chia ra các trường hợp sau:
- Sự phá vỡ nhũ
- Sự tạo lớp váng giọt

48. 33
- Sự kết tụ
- Tất các các trường hợp này đều có thể xảy ra sau khi nhũ tương được hình
thành
Để có được một nhũ tương ổn định và nồng độ của pha phân tán không đổi thì nhất
thiết phải thêm một cấu tử thứ ba làm chất tham gia để tăng tính ổn định của nhũ
tương. Tạm thời có thể chia ra bốn nhóm các chất làm tác nhân tạo nhũ sau:
Nhóm thứ nhất
Đây là chất điện ly vô cơ đơn giản. Sự ổn định có được là do hình thành lớp điện
kép trên bề mặt phân chia pha. Tuy nhiên tác nhân tạo nhũ dạng này cho kết quả
không cao về thời gian tồn tại của nhũ tương và nộng độ của nhũ tương.
Nhóm thứ hai
Là các chất hoạt động bề mặt của xà phòng và các chất tẩy rửa. Nói chung các
nhóm dạng này có chứa một hoặc nhiều hơn các nhóm kỵ nước và có chứa một
hoặc nhiều nhóm ưa nước trong cùng một phân tử. Do phân tử lưỡng tính như vậy
nên có sự bám dính và định hướng khá mạnh ở bề mặt phân chia pha hệ nhũ tương
dầu/nước, với sự trợ giúp của tác nhân này nhũ tương tồn tại khá ổn định.
Nhóm thứ ba
Nhóm này giúp nhũ tương ổn định tốt hơn, đây là các tác nhân tạo nhũ có phân tử
lượng cao. Ví dụ: Protein, tinh bột, keo,….. ngoài ra cũng có thể là các polime tổng
hợp như Polyvinyl,.. Các chất này cũng bám dính ở bề mặt phân chia pha dầu/nước
[8].
Do tính đa bội của các nhóm ưa nước mỗi phân tử gắn với nhiều điểm theo chiều
dài phân tử của nó. Các chất này giữ cho sự đông tụ của các giọt diễn ra lâu hơn.
Nhóm thứ tư
Các tác nhân tạo nhũ thuộc nhóm này là các chất rắn không tan có độ phân tán cao,
có khả năng thấm ướt chọn lọc đối với chất lỏng phân cực hoặc chất lỏng không
phân cực đã tạo nên nhũ tương. Có thể nhìn thấy bằng kính hiển vi thấy được các
phân tử hình thành từ những đơn lớp của chúng bằng cách phủ lên bề mặt giọt.

49. 34
Chất nhũ hóa rắn cần có kích thước thích hợp. Trước hết kích thước phải nhỏ hơn
kích thước giọt nhũ tương nhưng nếu kích thước bột rắn quá nhỏ sẽ tạo ra hạt keo
chuyển động Brown mạnh nên không đủ tạo ra lớp vỏ bảo vệ [7].
Quá trình phá nhũ ở đây liên quan đến sự va chạm của các giọt bằng chuyển động
Brown hoặc do sự đối lưu, sau đó sinh ra những giọt có kích thước lớn hơn do sự
kết dính và phá vỡ màng. Quá trình được thúc đẩy nhanh hơn do sự đối lưu bởi vì
các hạt huyền phù ban đầu và các giọt đã kết hợp có kích thước khác nhau. Vì thế
sự va chạm sẽ lớn hơn.
Sự ổn định của nhũ tương có thể được ghi nhận khi ta không thấy sự phá nhũ trong
vài giờ, vài ngày hoặc vài tháng.
Sự cân bằng giữa mặt phân cách và dung dịch chất có hoạt tính bề mặt. Đường đẳng
nhiệt hấp phụ của Gibbs đưa ra mức độ của sức căng mặt phân chia dγ do việc tăng
thêm chất tan i [8]
= .R. T. (1.2)
Phương trình Gibbs thường được áp dụng để tính cho các mặt phân cách các thể
nhũ tương nước/dầu, bởi vì vùng xen giữa đáng kể của chúng tạo ra phương pháp
thuận tiện để xác định sự hấp phụ bằng cách đo sự sụt giảm nồng độ của chất nhũ
tương hóa.
Tính co dãn bề mặt xuất hiện do độ không đồng đều của bề mặt hoặc lực căng của
mặt phân cách. Điều này không thể xảy ra với chất lỏng nguyên chất, mà chỉ xảy ra
với dung dịch tùy thuộc vào sự hấp phụ. Sự thay đổi của lực căng bề mặt có thể
xuất hiện theo hai cách sau:
Nếu bề mặt nguyên chất được tạo ra hoặc bề mặt hiện có được kéo dãn có xu hướng
cho quá trình hấp phụ đến sự chậm lại sau việc tăng diện tích bề mặt. Do đó giá trị
trung bình cục bộ của Γi giảm xuống thấp hơn giá trị cân bằng và lực căng bề mặt
tăng lên về phía dung môi nguyên chất. Ngược lại nếu bề mặt bị giảm diện tích, lực
căng cục bộ giảm xuống thấp hơn giá trị cân bằng bởi vì thời gian xác định cần thiết
cho chất có hoạt tính bề mặt dễ tan vỡ và khuếch tán. Sự khác nhau giữa lực căng
động và lực căng tĩnh đã được biết đến trong hiệu ứng Marangoni.

50. 35
Tính co dãn bề mặt là hiệu ứng Gibbs. Điều này áp dụng cho màng dãn nở của chất
lỏng như trong màng dầu hay màng chắn chất lỏng giữa hai giọt dầu va chạm nhau.
Do sự chậm lại trong hấp phụ, bề dày màng không thể mỏng đến vô hạn mà không
bị tan trong chất có hoạt tính bề mặt do đó dẫn đến sự tăng lực căng bề mặt.
Trong các hệ nhũ tương, cả hiệu ứng Marangoni lẫn hiệu ứng Gibbs đều góp phần
vào sự ổn định tạm thời của màng chất lỏng vì bất kỳ điểm nào nơi mà các ngoại
lực đang có xu hướng làm mỏng dần màng phân cách, việc tăng cục bộ của lực căng
bề mặt nảy sinh chống lại sự mỏng đi đó.
Tóm lại:
Khi các giọt thể nhũ tương tiến đến gần nhau dưới tác động của các lực hấp dẫn lẫn
nhau chuyển động Brown hoặc thông qua tác động của các lực thủy động học, sự
phá vỡ màng chất lỏng xen giữa bị chống lại bởi hiệu ứng Marangoni – Gibbs,
chúng làm giảm sự bóp méo cục bộ và dẫn đến làm mỏng lớp bề mặt, các giọt nhũ
tương trong hệ nếu bị chuyển động cưỡng bức có thể va chạm, có thể kết dính, phá
vỡ màng tùy theo chế độ thủy động và sự tham gia của các chất có hoạt tính bề mặt.
1.7.3.3 Ảnh hưởng của các tác nhân tạo nhũ
Các nhũ tương kém bền tập hợp do các giọt có dư năng lượng tự do bề mặt. Độ bền
của nhũ tương phụ thuộc vào bản chất và hàm lượng chất nhũ hóa. Chất nhũ hóa
hấp phụ lên bề mặt phân chia pha làm giảm sức căng bề mặt giữa các pha, đồng thời
làm xuất hiện lực đẩy giữa các hạt đó tạo độ bền cho hệ. Sự tăng nồng độ chất nhũ
hóa trong một chừng mực nhất định nào đó sẽ làm tăng độ bền cho hệ [12].
Giải thích cơ chế tác dụng của chất nhũ hóa làm giảm sức căng bề mặt nhũ tương
dầu/nước [8].
Khi một chất hoạt động bề mặt được hấp phụ ở bề mặt dầu/nước, các phân tử
dầu/nước không tiếp xúc trực tiếp với nhau mà qua phân tử chất hoạt động bề mặt.
Các nhóm kỵ nước hướng vào dầu và các nhóm ưu nước hướng vào nước. Lực liên
kết giữa dầu và nước cũng như lực liên kết giữa nhóm ưa nước và nước thường lớn.
Do đó chất hoạt động bề mặt làm giảm sức căng bề mặt giữa dầu và nước.
Phân loại chất nhũ hóa theo tính chất của chất hoạt động bề mặt [6,8]

51. 36
Chất hoạt động bề mặt anion
Chất hoạt động bề mặt không ion
Các chất hoạt động bề mặt mang cả hai dấu điện
Lựa chọn chất phá nhũ tương dầu/nước [6]
Lớp điện tích kép xung quanh giọt nhũ tương tạo nên một hàng rào năng lượng
ngăn cản không cho các giọt tiếp cận và liên kết với nhau dưới tác dụng của lực hút
phân tử, ở nồng độ vừa đủ các ion có thể nén lớp điện tích kép đến lúc không còn
hàng rào năng lượng nữa. Tất cả các chất điện ly đều gây keo tụ. Tuy nhiên sự keo
tụ chỉ ở ion nào mang điện tích cùng dấu với điện tích của ion nghịch của lớp điện
kép. Như vậy đối với nhũ tương anion thì cation là ion keo tụ. Hóa trị của ion keo tụ
càng lớn, lực keo tụ càng lớn. Do đó chọn phèn nhôm Al2(SO4)3.18H2O và
Polyacrylamide (C-300).
Khi phèn nhôm tạo ra ion Al3+
làm chất phá nhũ. Phèn nhôm là hợp chất vô cơ, khi
tan trong nước dung dịch của chúng trong suốt, ở đây phèn nhôm có tác dụng gom
tụ các giọt dầu thành đám giọt sau đó ta sử dụng C-300 với hàm lượng nhỏ có phân
tử lượng lớn mạch dài mang điện tích dương để kết những đám giọt tạo thành
nhũng đám lớn và tách ra khỏi nước.
1.8 PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ XỬ LÝ DẦU TRONG NƯỚC [14,15]
1.8.1 Khái niệm về keo tụ
Keo tụ là một phương pháp xử lý nước thải có sử dụng hóa chất, trong đó các hạt
keo lơ lửng trong nước nhờ tác dụng của chất keo tụ mà liên kết với nhau tạo thành
bông keo có kích thước lớn hơn và người ta có thể tách chúng ra khỏi nước dễ dàng
bằng các biện pháp lắng lọc hay tuyển nổi. Các chất keo tụ thường dùng là phèn
nhôm, phèn sắt dưới dạng dung dịch hòa tan, chất điện ly hoặc chất cao phân tử.
1.8.2 Các phương pháp keo tụ
Trong công nghệ xử lý nước bằng phương pháp keo tụ, người ta thường sử dụng
các phương pháp sau:
+ Phương pháp keo tụ dùng chất điện ly đơn giản.

52. 37
+ Phương pháp keo tụ dùng hệ keo ngược dấu như các muối nhôm hoặc sắt.
+ Phương pháp keo tụ dùng các chất polyme, phương pháp này còn sử dụng cả khi
cần tăng cường quá trình keo tụ cho phương pháp khác.
1.8.2.1 Keo tụ bằng hệ keo ngược dấu
Trong quá trình này người ta sử dụng muối nhôm hoặc sắt hóa trị 3 còn gọi là
phèn nhôm hoặc sắt làm chất keo tụ, đây là hai loại hóa chất thông dụng trong xử
lý nước. Các muối này được đưa vào nước dưới dạng dung dịch hòa tan, trong dung
dịch chúng phân ly thành cation và anion theo phản ứng sau:
Al2(SO4)3 2Al3+
+ 3
FeCl3 Fe3+
+ 3Cl-
Nhờ hóa trị cao của ion kim loại chúng có khả năng ngậm nước. Tùy thuộc môi
trường mà chúng có khả năng tồn tại ở các điều kiện khác nhau. Với nhôm khi pH
bắt đầu từ 6 trở lên và với sắt khi pH bắt đầu từ 5 trở lên, các phản ứng dừng lại ở
trạng thái hydroxit Me(OH)3 kết tủa trắng.
Các sản phẩm hydroxit tan tạo thành trong phạm vi pH từ 3 đến 6 đó là các sản
phẩm mang nhiều nguyên tử kim loại. Các hợp chất này mang điện tích dương
mạnh và có khả năng kết hợp với các hạt keo tự nhiên mang điện tích dương mạnh
và có khả năng kết hợp với các hạt keo tự nhiên mang điện tích âm tạo thành bông
cặn. Các hydroxit nhôm hoặc sắt tạo thành khác nhau tùy thuộc và pH và các điều
kiện của quá trình, song chúng đều là những hợp chất mang điện dương và có hoạt
tính tạo bông keo tụ cao nhờ hoạt tính bề mặt lớn, các bông này khi lắng xuống sẽ
hấp phụ, cuốn theo các hạt keo, cặn bẩn chất hữu cơ…. tồn tại ở trạng thái lơ lửng
trong nước.
Keo tụ hoặc tăng cường quá trình keo tụ bằng các hợp chất cao phân tử
Quá trình này sử dụng các chất cao phân tử tan trong nước, chúng có cấu tạo mạch
dài, với phân tử lượng từ 103
đến 107
g/mol và đường kính phân tử trong dung dịch
vào khoảng 0,1 µm đến 1 µm. Chúng cũng còn được sử dụng làm chất trợ keo tụ,
tức là sử dụng cùng với phèn nhôm hoặc sắt là những chất keo tụ chính.

53. 38
Dựa vào hóa trị người ta phân chia các loại cao phân tử dùng trong keo tụ ra làm 3
loại: loại anion, loại cation và loại không ion.
C- Cation: tan trong nước phân tử polyme tích điện dương.
A-Anionic: tan trong nước phân tử polyme tích điện âm.
N-Nonionic: tan trong nước phân tử polyme không mang điện hoặc lưỡng điện phân
cực.
Các cơ chế của quá trình kết tách là sự trung hòa điện tích của các hạt lơ lửng nhờ
điện tích trái dấu của polyme trong dung dịch. Khác với phèn nhôm sulfat và
polynhôm clorua ( PAC) do không có sự thủy phân tạo ra axit nên polyme không
làm biến đổi pH của nước.
Trong mỗi nhóm polyme điện tích (C,N,A) các polyme còn khác nhau chủ yếu ở
các chỉ số:
Phân tử lượng hay độ trùng hợp
Độ nhớt của dung dịch copolime
Tỷ lệ monome trong phân tử copolime
Sự khác nhau về điện tích và chỉ số này tạo ra cho Polyacrylamit có tính kết tách
chọn lọc, hiệu quả rất cao, các mặt hàng của nó phong phú về chủng loại và do đó
có thể làm trong và làm sạch rất nhiều loại nước.
1.8.2.2 Keo tụ bằng chất điện ly
Bản chất của phương pháp này là cho vào nước các chất điện ly ở dạng ion đơn giản
ngược dấu. Khi nồng độ các ion ngược dấu tăng lên thì càng có nhiều ion được
chuyển từ lớp khuếch tán vào lớp điện ly kép, dẫn đến việc giảm điện thế zeta, đồng
thời lực đẩy tĩnh điện cũng giảm đi. Nhờ chuyển động Brown, các hạt keo với điện
tích nhỏ khi va chạm dễ kết dính bằng lực hút phân tử Van Der Walls, tạo nên các
bông cặn lớn hơn. Khi kích thước của bông cặn đạt 1µm thì chuyển động Brown hết
tác dụng. Nếu muốn tăng kích thước bông cặn lên nữa thì cần phải khuấy trộn.
Quá trình keo tụ bằng chất điện ly đơn giản được xem như một cơ chế keo tụ tối ưu
vì nó giải thích qua sự nén trong lớp khuếch tán vào lớp điện tích kép để phá vỡ