kl ngo phung duong 610169b

 Tình hình nghiên cứu ngoài nước  Công nghệ keo tụ - hiếu khí – hồ nhân tạo Công nghệ này được xử dụng để xử lý nước thải dệt nhuộm tại Greven, Cộng Hòa Liên Bang Đức; phụ lục  Công

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU

1.1 Sơ lược tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 7

1.2 Tính cấp thiết của đề tài 8

1.3 Mục tiêu luận văn 8

1.4 Nội dung luận văn 9

1.5 Phương pháp thực hiện 9

1.6 Ý nghĩa khoa học thực tiễn, kinh tế - xã hội 9

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH DỆT NHUỘM 10

1.1 Qui trình dệt nhuộm 10

1.2 Nhu cầu về nước và nước thải trong xí nghiệp dệt nhuộm 12

1.3 Ô nhiễm môi trường của ngành dệt nhuộm 15

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ CÔNG TY 19

2.1 Tổng quan về công ty 19

2.1.1 Giới thiệu sơ lược về công ty 19

2.1.2 Nhu cầu về lao động của công ty 19

2.2 Công nghệ sản xuất của công ty 19

2.2.1 Nhu cầu sử dụng nguyên, nhiên liệu vật liệu 19

2.2.1.1 Nhiên liệu 19

2.2.1.2 Nguyên liệu 20

2.2.2 Quy trình công nghệ sản xuất 20

2.2.3 Sản phẩm và công suất sản xuất 21

2.2.4 Danh mục máy móc thiết bị phục vụ cho hoạt động sản xuất 21

2.2.5 Nguồn tiếp nhận nước thải 22

2.3 Hiện trạng môi trường công ty 22

2.3.1 Hiện trạng nước thải 22

2.3.2 Hiện trạng khí thải 23

2.3.3 Hiện trạng rác thải 23

2.3.4 Ô nhiễm do nhiệt, tiếng ồn 24

2.3.5 Khả năng gây cháy nổ 24

CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI 25

3.1./ Điều hoà lưu lượng và nồng độ nước thải 25

3.2./ Xử lý bằng phương pháp cơ học 25

3.2.1 Song chắn rác và lưới lọc rác 25

3.2.2 Lắng cát 25

3.2.3 Các loại bể lắng 25

3.2.4 Lọc cơ học 25

3.3./ Xử lý bằng phương pháp hoá lý: 26

3.3.1 Keo tụ 26

3.3.2 Hấp phụ 28

3.4./ Xử lý bằng phương pháp hoá học 28

3.5./ Xử lý bằng phương pháp sinh học 29

3.5.1 Các phương pháp hiếu khí xử lý nước thải trong điều kiện nhân tạo 30 3.5.2 Các phương pháp yếm khí (kị khí) 32

CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH VÀ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ 36

4.1 Nước thải từ nhà máy dệt nhuộm 36

4.1.1 Lưu lượng nước thải sản xuất của nhà máy 36

4.1.2 Thành phần, tính chất nước thải của nhà máy 36

4.1.3 Yêu cầu đối với nước thải đầu ra 36

4.2 Đề suất phương án xử lý 37

4.2.1 Phương án 1 38

4.2.2 Phương án 2 39

4.3 So sánh lựa chọn phương án 40

4.4 Thuyết minh quy trình công nghệ 41

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ VÀ TÍNH TOÁN GIÁ THÀNH HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 43

5.1 TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 43

1 Song chắn rác 43

2 Bể điều hòa 45

3 Bể trung hòa 48

4 Bể aerotank 50

5 Bể lắng II 58

6 Bể khuấy trộn 63

7 Bể tạo bông 65

8 Bể lắng bông cặ phèn 68

9 Bể chứa bùn 73

10 Máy ép bùn dây đai 75

5.2 TÍNH TOÁN GIÁ THÀNH HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 77

5.1 DỰ TOÁN CHI PHÍ 77

5.1.1 Phần xây dựng 77

5.1.2 Phần thiết bị 78

5.1.3 Chi phí vận hành và quản lý 79

5.1.3.1 Chi phí nhân công 79

5.1.3.2 Chi phí điện năng 79

5.1.3.3 Chi phí hóa chất 80

5.2 CHI PHÍ XỬ LÝ 1M3 NƯỚC THẢI 80

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 80

KẾT LUẬN 81

KIẾN NGHỊ 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG

1 Bảng 1.1: Các chất gây ô nhiễm và đặc tính của nước thải dệt nhuộm 12

2 Bảng 1.2: Các phân lớp thuốc nhuộm và phần trăm màu đi vào dòng thải 17

3 Bảng 2.1: Danh mục các loại nguyên liệu, phụ liệu và lượng sử dụng 20

4 Bảng 2.2: Danh mục các máy móc thiết bị phục vụ cho hoạt động sản xuất 21

5 Bảng 4.1: Kết quả phân tích mẫu nước thải sản xuất của nhà máy 36

6 Bảng 5.1:Các thông số tính toán cho song chắn rác 43

7 Bảng 5.2: Kết quả tính toán song chắn rác 44

8 Bảng 5.3: Các dạng xáo trộn trong bể điều hòa 45

9 Bảng 5.4: Các thông số cho thiết bị khuếch tán khí 46

10 Bảng 5.5: Tốc độ khí đặc trưng trong ống dẫn 47

13 Bảng 5.8: Các kích thước điển hình của bể Aerotank xáo trộn hoàn toàn 52

15 Bảng 5.10: Các thông số thiết kế đặc trưng cho bể lắng tròn (ly tâm) 59

17 Bảng 5.12: Giá trị tính toán bể khuấy trộn 65

19 Bảng 5.14: Bảng các thông số thiết kế đặc trưng cho bể lắng tròn (ly tâm) 69

20 Bảng 5.15: Kết quả tính toán bể lắng bông cặn phèn 73

22 Bảng 5.17: Đặc tính kỹ thuật khử nước của thiết bị ép làm kiểu lọc dây đai 76

DANH MỤC CÁC HÌNH

1 Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lí công nghệ dệt – nhuộm bằng sợi bông 11

2 Hình 2.1 Quy trình sản xuất sản phẩm vải của công ty 20

3 Hình 4.1 Sơ đồ công nghệ phương án 1 38

4 Hình 4.2 Sơ đồ công nghệ phương án 2 39

CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

BOD5 Biological Oxyzen Demand

COD Chemical Oxyzen Demand

CBCNV Cán bộ công nhân viên

KL Khối lượng

h Giờ

MLVSS Mixed Liquor Volatile Suspended Solids

MLSS Mixed Liquor Suspended Solids

MỞ ĐẦU 1.1 Sơ lược tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

Dệt nhuộm là ngành có truyền thống lâu đời và đóng vai trò quan trong trong đời sống người dân Ngày xưa người dân dùng các sản phẩm từ thiên nhiên tạo nên các sản phẩm may mặc có màu sắc tươi tắn bền lâu thì ngày nay với kỹ thuật hiên đại và hóa chất công nghiệp sản phẩm tạo ra nhiều hơn, màu sắc tạo ra nhiều hơn, màu sắc đẹp và phong phú hơn

Nhưng bên cạnh đó nước thải của ngành dệt nhuộm gây ra ô nhiễm nghiêm trọng đối với môi trường sống, độ màu, pH, TSS, COD, nhiệt độ vượt quá tiêu chuẩn cho phép thải vào nguồn Hàm lượng chất hoạt động bề mặt đôi khi khá cao lên đến 10 –

12 mg/l, khi thải vào nguồn nước như sông, kênh rạch, tạo màng nổi trên bề mặt, ngăn cản sự khuếch tán oxy vào môi trường gây nguy hại đến hoạt động của thủy sinh vật Mặc khác một số hóa chất chứa kim loại nặng như Crom, nhân thơm benzen, các phần chứa độc tố không những có khả năng tiêu diệt vi sinh vật mà còn gây hại trực tiếp đến dân cư ở khu vực lân cận gây ra một số bệnh nguy hiểm như ung thư…

Trước thực trạng đó đã có nhiều công nghệ nghiên cứu xử lý nước thải ngành dệt nhuộm Sơ lược tình hình nghiên cứu công nghệ xử lý nước thải trong và ngoài nước

 Tình hình nghiên cứu ngoài nước

 Công nghệ keo tụ - hiếu khí – hồ nhân tạo (Công nghệ này được xử dụng để

xử lý nước thải dệt nhuộm tại Greven, Cộng Hòa Liên Bang Đức); (phụ lục)

 Công nghệ sinh học – hấp phụ - keo tụ (Công nghệ này được xử dụng để xử lý nước thải của xí nghiệp dệt nhuộm Niederfrohna hãng Schiesser Sachen –

Cộng Hòa Liên Bang Đức); (phụ lục)

 Công nghệ điện hóa – keo tụ – lắng – lọc (Công nghệ này được triển khai ở kentucky – hoa kỳ, hệ thống có quy mô 3.810 m3/ngày); (phụ lục)

 Công nghệ ozone (Ozone sẽ oxy hóa các chất hữu cơ và chất ô nhiễm trong nước thải);

 Nghiên cứu sử dụng phản ứng Fenton và Fenton quang hóa (Công nghệ này có tiềm năng ứng dụng trong xử lý các loại thuốc nhuộm khó phân hủy sinh học);

 Nghiên cứu sử dụng H2O/UV – C và TiO2/UV – A (Công nghệ này có tiềm năng ứng dụng trong việc xử lý các kim loại nặng và các hợp chất vòng thơm, làm giảm tốc độ của nước thải dệt nhuộm;

 Sơ đồ công nghệ UASB – bùn hoạt tính hiếu khí (Công nghệ này cho hiệu xuất xử lý khá cao nhưng tốc độ xử lý của bể UASB thấp nên cần được cải tiến để gia tăng tố độ xử lý)

 Nhận xét:

Công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm trên thế giới rất hiện đại và ngày càng có nhiều công trình nghiên cứu để xử lý nước thải dệt nhuộm Tuy nhiên, các công nghệ này xử lý nước thải dệt nhuộm với công suất lớn, chiếm diện tích và điều quan trong là giá thành của các công nghệ này rất cao, đòi hỏi sự vận hành cao, do vậy chưa được ứng dụng rộng rãi

 Tình hình nghiên cứu trong nước

 Công nghệ hóa lý – sinh học hiếu khí (Công nghệ này do bộ công nghiệp nghiên cứu và đề suất – đã được triển khai tại nhiều nhà máy tại nước ta như

Dolsovina, Việt Thắng, Thành Công, Phước Long, Thuận Thiên …); (phụ lục)

 Công nghệ keo tụ - lắng – lọc; (phụ lục)

 Công nghệ keo tụ - hiếu khí – hóa lý;

 Công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm dùng ozone kết hợp xúc tác, Luận Văn Tiến Sĩ Lê Thượng Mãn

 Nhận xét:

Công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm ở Việt Nam trong những năm gần đây phát triển rất mạnh, bên cạnh tiếp thu những công nghệ của nước ngoài, các nhà môi trường Việt Nam luôn tìm ra những cái mới như: đề tài nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm của Tiến Sĩ Lê Thượng Mãn, một số công nghệ xử xử lý nước thải dệt nhuộm bằng bentonit hoạt hóa…

Nhìn chung, hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm ở Việt Nam vẫn áp dụng công nghệ truyền thống, vấn đề khó khăn nhất của Việt Nam hiện nay là vấn đề vận hành, chưa có một đội ngũ kỹ thuật đúng chuyên môn để vận hành trạm xử lý nước thải Do

đó việc xử lý chưa đạt tiêu chuẩn môi trường

1.2 Tính cấp thiết của đề tài

Những năm gần đây, đã có nhiều chuyển biến khá mạnh trong ngành công nghiệp dệt nhuộm Cùng với sự ra đời của hàng loạt công ty, xí nghiệp dệt nhuộm có vốn đầu tư của nước ngoài với những máy móc thiết bị và công nghệ tương đối mới Bên cạnh đó là sự đổi mới thiết bị và công nghệ của các doanh nghiệp để tăng sức cạnh tranh trên thị trường

Về phương diện môi trường CÔNG TY TNHH JO MU (VIỆT NAM) tuy có khả năng gây ô nhiễm ít hơn các xí nghiệp cũ, nhưng về cơ bản vẫn chưa giải quyết được tình trạng ô nhiễm môi trường, nhất là ô nhiễm nguồn nước do nước thải

Nước thải dệt nhuộm là loại nước thải khó xử lý, và chịu ảnh hưởng nhiều về thành phần và tính chất thuốc nhuộm Điều này cho thấy tính cấp thiết là phải nghiên cứu và lựa chọn được công nghệ xử lý phù hợp với tính chất và thành phần của ngành dệt nhuộm

Lựa chọn công nghệ thích hợp nhằm giảm thải ô nhiễm môi trường do nước thải gây ra tại công ty JO MU

1.4 Nội dung luận văn

 Tổng quan về ngành dệt nhuộm;

 Giới thiệu sơ lược về công ty;

 Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải;

 Phân tích đề suất công nghệ xử lý;

 Tính toán các công trình đơn vị, tính toán giá thành hệ thống xử lý nước thải

 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: tham quan, học hỏi kinh nghiệm …

1.6 Ý nghĩa khoa học thực tiễn, kinh tế - xã hội

Với sự mở cửa nền kinh tế thị trường, ngành dệt nhuộm đã có sự phát triển vượt bậc, sự ra đời của nhiều nhà máy với nhiều hình thức kinh doanh khác nhau như doanh nghiệp nhà nước, tư nhân, liên doanh hay 100% vốn đầu tư nước ngoài, đã đem về cho

nước nhà một nguồn ngoại tệ không nhỏ

Việc áp dụng các quy trình sản xuất sạch hơn, kết hợp với một quy trình xử lý có

sự nghiên cứu kỹ lưỡng của các nhà khoa học, các kỹ sư…ngành công nghiệp dệt nhuộm sẽ có một tương lai khởi sắc hơn, có thể cạnh tranh với bạn bè trong khu vực

và thị trường thế giới Và một điều hết sức quan trọng là góp phần làm cho môi trường nói chung và cuộc sống của công đồng người dược cải thiện hơn, xanh sạch đẹp hơn

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH DỆT NHUỘM

1.1 Qui trình dệt nhuộm

Dệt nhuộm là ngành công nghiệp có dây chuyền công nghệ phức tạp, sử dụng nhiều nguyên liệu, hóa chất khác nhau và sản xuất ra nhiều mặt hàng đa dạng Thông thường, công nghệ dệt nhuộm bao gồm các quá trình kéo sợi (spinning), dệt vải (weaving), tẩy (bleaching), nhuộm (dyeing), in hoa (printing), và xử lý hoàn tất (finishing)

Các công đoạn của quá trình dệt nhuộm

 Kéo sợi: sợi được làm sạch, chải song song tạo thành các sợi thô Sợi thô được kéo để giảm kích thước, tăng độ bền và được mắc sợi để chuẩn bị cho công đoạn hồ

 Hồ sợi: dùng hồ tinh bột để tạo màng bao quanh sợi để tăng độ bền, độ trơn và

độ bóng của sợi

 Dệt vải: kết hợp sợi ngang và sợi dọc đã mắc tạo thành tấm vải mộc

 Giũ hồ: cộng đoạn này nhằm tách phần hồ bám trên vải mộc và làm sạch vải, sợi Vải sau khi giũ hồ được giặt bằng nước, xà phòng, xút rồi đưa sang nấu tẩy

 Nấu và giặt: vải được nấu trong dung dịch kiềm và các chất tẩy giặt ở áp suất cao (2 – 3 atm) và ở nhiệt độ cao (120 – 1300C) Sau đó vải được giặt nhiều lần

để loại trừ phần hồ còn lại và các tạp chất thiên nhiên của của xơ sợi

Sau khi nấu, vải có khả năng thấm ướt cao, hấp thụ hóa chất và thuốc nhuộm tốt hơn, mềm mại và đẹp hơn

 Làm bóng vải: ngâm vải vào thùng dung dịch NaOH có nồng độ từ 280 – 300g/l, sau đó vải được giặt nhiều lần Sau công đoạn này xơ sợi trở nên xốp hơn, dễ thấm nước, sợi bóng và dễ bắt màu thuốc nhuộm hơn

 Tẩy trắng: dùng các chất tẩy như H2O2, NaClO, NaClO2 để lấy màu tự nhiên của vải, làm sạch các vết bẩn, làm vải có độ trắng đúng yêu cầu

 Nhuộm, in hoa và hoàn tất: dùng các loại thuốc nhuộm tổng hợp và các loại chất trợ để tạo màu sắc khác nhau cho vải Sau khi nhuộm, vải có thể in hoa để tạo ra các vân hoa trên vải Vải được giặt nóng và giặt lạnh nhiều lần và hoàn tất qui trình dệt nhuộm

Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lí công nghệ dệt – nhuộm bằng sợi bông

Xử lý axit, giặt Nấu Dệt vải

1.2 Nhu cầu về nước và nước thải trong xí nghiệp xí nghiệp dệt nhuộm

1.2.1/ Nhu cầu nước dệt nhuộm:

Nhu cầu nước sử dụng cho dệt nhuộm là khá lớn : từ 12 đến 65 lít nước cho 1 m vải và thải ra 10-40l nước

 Nước dùng trong nhà máy được phân bố:

 Sản xuất hơi nước : 5,3%

 Làm mát thiết bị 6,4%

 Phun mù và khói bụi trong các phân xưởng 7,8%

 Nước dùng trong các công đoạn công nghệ 72,3%

 Nước vệ sinh và sinh hoạt 7,6%

 Phòng hoả và cho các việc khác 0,6%

 Nước thải của các mặt hàng dệt được tính như sau:

 Hàng len nhuộm, dệt thoi (bao gồm cả xử lý sơ bộ và nhuộm) là 10 ÷ 250m3/tấn

 Hàng vải bông, nhuộm dệt Thoi 80 ÷240 m3/tấn gồm:

Tinh bột, glucozơ, carboxy metyl

xelulozơ, polyvinyl alcol, nhựa, chất béo

và sáp

BOD cao (34 – 50 % tổng sản lượng BOD)

silicat natri và xơ sợi vụn cao (30% tổng BOD)

Tẩy trắng Hipoclorit, hợp chất chứa Clo, NaOH,

muối kim loại

Độ màu rất cao, BOD khá cao (6% tổng BOD),TS cao

In Chất màu, tinh bột, dầu, đất sét, muối kim

1.2.2/ Khả năng gây độc cho hệ sinh thái của nước thải dệt nhuộm

Các hợp chất phenol làm cho nước có mùi Một số dẫn xuất phenol có khả năng gây ung thư TCVN 5942-1995 cho phép nồng độ tối đa các hợp chất phenol trong nguồn loại A là 0,05mg/l; B là 0,1mg/l

Các chất hoạt động bề mặt có khuynh hướng tạo lớp màng trên bề mặt vực nước, ngăn cản oxy hoà tan vào nứơc do đó gián tiếp làm ảnh hưởng đến hoạt động của các

vi sinh vật nước

TCVN 5942-1995 chỉ cho phép nồng độ của các chất hoạt động loại B là 0,5mg/l

pH < 4 và pH >11 làm chết các loài vi khuẩn sống trong nguồn nước

Các hợp chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học có khả năng gây kiệt oxi trong nước làm chết các loài tôm cá

Nhiệt độ cao làm ức chế hoạt động của các vi sinh vật nước

Trong quá trình sản xuất và sử dụng lượng thuốc nhuộm chiếm khoảng 10-15% được thải vào môi trường Sự hiện diện của thuốc nhuộm trong dòng thải làm giảm thẩm mỹ của nguồn nước tiếp nhận, làm giảm sự khuếch tán của ánh sáng mặt trời trong nước và gây nhiều độc hại với sinh vật Loại thuốc nhuộm có độc tính cao nhất

là thuốc nhuộm azo Trong môi trường kỵ khí thuốc nhuộm azo bị khử tạo ra những amin vòng thơm, đây là những chất độc hại, gây biến dị và ung thư cho người và động vật

1.2.3/ Các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm

Tái sử dụng nước sau khi xử lý sơ bộ ở một số giai đoạn sản xuất nếu thấy có thể được

Tiết kiệm sử dụng hoá chất trong sản xuất hoặc thay thế những hoá chất độc hại bằng những hoá chất ít độc hại

Giảm nhu cầu sử dụng nước bằng cách thường xuyên kiểm tra hệ thống nước cấp, tránh rò rỉ nước Sử dụng mođun tẩy nhuộm hợp lý Tự động và tối ưu hoá quá trình giặt như giặt ngược chiều Tuần hoàn và sử dụng lại các dòng nước giặt ít ô nhiễm và nước làm nguội

Sử dụng nhiều lần dịch nhuộm vừa tiết kiệm hoá chất vừa giảm được ô nhiễm môi trường; ví dụ:

 Thuốc nhuôm axit đối với mặt hàng len và polyamit

 Thuốc nhuộm bazơ đối với mặt hàng polyacrylonitrit

 Thuốc nhuộm trực tiếp đối với mặt hàng bông

 Thuốc nhuộm phân tán cho sợi tổng hợp như polyeste

Giảm các chất gây ô nhiễm nước thải trong quá trình tẩy Trong các tác nhân tẩy thông dụng từ hydroperoxit thì các chất còn lại đều chứa clo( NaOCl; NaClO2 ) Các phản ứng phụ trong quá trình tẩy tạo các chất hữu cơ chứa Clo, làm tăng hàm lượng AOX trong nước thải Để giảm lượng chất tẩy dạng Clo mà vẫn đảm bảo độ trắng của vải bông có thể kết hợp tẩy hai cấp Cấp I tẩy bằng NaOCl có bổ sung NaOH sau 10-

15 phút bổ sung H2O2 và đun nóng để tẩy cấp II Bằng cách này có thể giảm AOX được 80% Cũng có thể dùng peaxitaxetic CH3 – CO - O để thay thế NaOCl và NaClO2

Giảm ô nhiễm kiềm trong nước thải từ công đoạn làm bóng Thay phương pháp làm bóng lạnh bằng làm bóng nóng ở nhiệt độ 60-700C, thời gian lưu 20 giây lượng kiềm tiết kiệm được là 7-10% Phương pháp này tiết kiệm được 15% lượng nước, 15% lượng hơi và 25% lượng axit so với làm bóng lạnh Ngoài ra phương pháp này còn có các ưu điểm khác như tiết kiệm hoá chất để trung hoà khi giặt, giảm ô nhiễm nước, tốc

độ làm bóng cao và thực hiện ở nồng độ xút thấp hơn 226g/l

Thu hồi và sử dụng lại dung dịch hồ từ công đoạn hồ sợi và giũ hồ Trong quá trình hồ sợi các loại hồ được dùng là tinh bột và tinh bột biến tính, cacboxymetyl xenlulo, polivynylalol, polyacrylat và golactomannan Các loại hồ này làm tăng COD của nước thải trong đó có một số là những chất khó phân hủy sinh học Thu hồi và sử dụng lại các loại hồ trong công nghiệp dệt nhuộm là rất phức tạp và nhiều khi không kinh tế Phương pháp hiệu quả để thu hồi polyvinylalcol là phương pháp siêu lọc được

áp dụng từ những năm 1974 ở Mỹ sau đó mới được phổ biến ở nhiều nơi trên thế giới

1.3 Ô nhiễm môi trường của ngành dệt nhuộm

Từ các công đoạn sản xuất, ngành dệt nhuộm tạo ra nước thải, khí thải và chất thải rắn gây ô nhiễm mội trường Đặc biệt ngành này thải ra một lượng chất thải lớn và khó xử lý, nhất là ở công đoạn nhuộm và xử lý hoàn tất

 Nấu tẩy: công đoạn này thường sử dụng các hóa chất như: NaOH, NaCO3, NaOCl,

H2O2, Na2SiO3… có tính kiềm Dư lượng các hợp chất kiềm trong nước thải sẽ làm tăng độ kiềm và pH của nguồn nước Nước thải có pH > 9 sẽ gây hại cho các động vật sống trong nước, gây ăn mòn các công trình thoát nước và xử lý nước thải Ngoài ra, trong bước này các tạp chất bẩn, phân hồ còn sót lại và tơ sợi vụn đi vào nước…làm tăng hàm lượng chất ô nhiễm hữu cơ, chất rắn lơ lửng và giảm nồng độ oxi hòa tan trong nước

 Nhuộm: tùy theo từng loại vải, từng loại màu cần nhuộm mà người ta sử dụng các loại thuốc nhuộm , các chất trợ khác nhau Một phần thuốc nhuộm gắn vào vải, còn một phần khác (chiếm từ 1 – 50%) được thải ra cùng dòng thải Phần thuốc nhuộm

dư đi vào nước thải sẽ làm cho độ màu và COD cao Các chất trợ như các muối

Na2SO4, Na2SiO3, NaCO3 làm tăng hàm lượng tổng chất rắn trong nguồn nước tiếp nhận, gây tác hại đến các loài thủy sinh Số liệu điều tra tại các nhà máy việt nam cho thấy hai phân lớp thuốc nhuộm được sử dụng nhiều nhất là thuốc nhuộm hoạt tính và thuốc nhuộm phân tán Phân lớp thuốc nhuộm và phần trăm màu đi vào dòng thải được trình bày trong (Bảng 1.2)

Phân loại thuốc nhuộm và các chất có nguy cơ gây độc đối với môi trường

 Phân loại bằng chỉ số màu

Việc phân loại bằng chỉ số màu được thực hiện đầu tiên bởi Hiệp hội những người sản xuất thuốc nhuộm và màu vào năm 1921, trong đó giới thiệu hơn 1.200 loại thuốc nhuộm hữu cơ tổng hợp và một số thuốc nhuộm thiên nhiên cùng pigment Trong phiên bản thứ ba của chỉ số màu ( color under ) xuất bản năm 1971 đã liệt kê được 7.900 tên xuất xứ và 36.000 tên màu thương mại

 Phân loại thuốc nhuộm theo cấu tạo hoá học

+ Thuốc nhuộm Azo: Trong phân tử có một hay nhiều nhóm Azo

 Monoazo Ar-N = N-Ar’

 Điazo Ar – N = N – Ar’ –N =N – Ar’

 Tri và polyazô Ar – N = N – Ar’- N = N-Ar’ – N = N – Ar’’

Ar, Ar’, Ar’’ là những gốc hữu cơ nhân thơm có cấu tạo đa vòng, dị vòng v.v Thuốc nhuộm Azơ là thuốc nhuộm quan trọng nhất

+ Thuốc nhuộm antraquinon: trong phân tử có một hay nhiều nhân Antraquinon hay các dẫn xuất của nó

Antraquinon đứng vị trí thứ hai sau AZO

+ Thuốc nhuộm thiazon

Đặc tính của chất mang màu của thuốc nhuộm này là vòng thiazon, thông thường được tạo thành từ hai nhóm phenylben zo thiazon

+ Thuốc nhuộm Indiogit

+ Thuốc nhuộm Arylmetan

Chúng là những dẫn xuất của metan mà trong đó nguyên tử cacbon trung tâm sẽ tham gia vào mạch liên hợp của hệ mang màu

+ Thuốc nhuộm Nitro: Có cấu tạo đơn giản và có ý nghĩa không lớn Loại này chỉ bao gồm một số thuốc nhuộm phân tán

+ Thuốc nhuộm Nitrozo: Trong phân tử có nhóm nitrozo ( NO )

+ Thuốc nhuộm polymetyn

Ar – ( CH=CH)n – CH = Ar’ + Thuốc nhuộm lưu huỳnh: Trong phân tử có nhiều nguyên tử lưu huỳnh

+ Thuốc nhuộm Arylamin Ar – N –A/r

+ Thuốc nhuộm hoàn nguyên đa vòng

+ Thuốc nhuộm Azometyn Ar – CH = N –A/r

+ Thuốc nhuộm phtaloxianin: Chúng là một lớp thuốc nhuộm tương đối mới, hệ thống mang màu trong phân tử của chúng là một hệ liên hợp khép kín

 Phân loại thuốc nhuộm theo phân lớp kỹ thuật

Thuốc nhuộm được liên kết với vật liệu bằng liên kết ion, liên kết hydro, liên kết đồng hoá trị và liên kết Vander waals

 Thuốc nhuộm hoạt tính

Các loại thuốc nhuộm thuộc nhóm này có công thức cấu tạo tổng quát là S-F-T-X trong đó: S là nhóm làm cho thuốc nhuộm có tính tan, F là phần mang màu, thường là các hợp chất Azo(-N=N), antraquynon, axit chứa kim loại hoặc ftaloxiamin, T là gốc mang nhóm phản ứng, X là nhóm phản ứng Loại thuốc nhuộm này khi thải vào môi trường có khả năng tạo thành các amin thơm được xem là tác nhân gây ung thư

 Thuốc nhuộm trực tiếp

Đây là nhóm thuốc nhuộm bắt màu trực tiếp với xơ sợi không qua giai đoạn xử lý trung gian, thường sử dụng để nhuộm sợi 100% cotton, sợi protein (tơ tằm) và sợi poliamid, phần lớn thuốc nhuộm trực tiếp có chứa azo (mono, di and poliazo) và một số là dẫn xuất của dioxazin Ngoài ra, trong thuốc nhuộm còn có chứa các nhóm làm tăng tốc độ bắt màu như triazin và salicilic axit có thể tạo phức với các kim loại để tăng độ bền màu

 Thuốc nhuộm hoàn nguyên

Thuốc nhuộm hoàn nguyên gồm 2 nhóm chính: Nhóm đa vòng có chứa nhân antraquynon và nhóm indigoit có chứa nhân indigo Công thức tổng quát là

R = C- 0; trong đó, R là các hợp chất hữu cơ nhân thơm, đa vòng Các nhân thơm

đa vòng trong loại thuốc nhuộm này cũng là tác nhân gây ung thư, vì vậy khi không được xử lý, thải ra môi trường, có thể ảnh hưởng đến sức khoẻ con người

 Thuốc nhuộm phân tán

Nhóm thuốc nhuộm này có cấu tạo phân tử từ gốc azo và antraquynon và các nhóm amin (NH2, NHR, NR2, NR-OH), dùng chủ yếu để nhuộm các loại sợi

tổng hợp (sợi axetat, sợi polieste _ không ưa nước

 Thuốc nhuộm lưu huỳnh

Là nhóm thuốc nhuộm chứa mạch di hình như tiazol, tiazin, zin trong đó

có cầu nối -S-S- dùng để nhuộm các loại sợi cotton và viscose

 Thuốc nhuộm axit

Là các muối sunfonat của các hợp chất hữu cơ khác nhau có công thức là R-SO3Na khi tan trong nước phân ly thành nhóm R-SO3 mang màu Các thuốc nhuộm này thuộc nhóm mono, diazo và các dẫn suất của antraquynon, triaryl metan

 Thuốc in, nhuộm pigmen

Có chứa nhóm azo, hoàn nguyên đa vòng, ftaoxiamin, dẫn suất của

antraquynon

 Làm bóng vải: Quá trình này sử dụng NaOH có nồng độ từ 280 – 300g/l Để xử lý sợi, làm cho sợi trở nên dễ thấm nước, bóng hơn và tăng khả năng bắt màu thuốc nhuộm Quá trình này thải ra dung dịch kiềm chứa các tạp chất bẩn tách ra từ tơ sợi, hồ tinh bột.v.v

 Các công đoạn khác: như hồ sợi, giặt, xử lý axit, ly tâm…cũng góp phần làm tăng nồng độ của các chất ô nhiễm trong nước thải

Bảng 1.2 Các phân lớp thuốc nhuộm và phần trăm màu đi vào dòng thải

1 Hoạt tính Sợi bông, cellulose, len 5 – 50

2 Phân tán Sợi polyester, polyamide 8 – 20

3 Trực tiếp Sợi bông, cellulose, tơ lụa 5 – 30

4 Hoàn nguyên Sợi bông 5 – 20

5 Lưu huỳnh Sợi bông, celllulose 30 – 40

6 Axit Len, tơ lụa, polyamide 7 – 20

7 Cation Polyacrylonitrile 2 – 3

8 Pigment Sợi bông 1

Nguồn: Công nghệ xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học - PGS.TS Lương Đức Phẩm

1.3.2 Khí thải

Trong các xí nghiệp dệt nhuộm, khí thải sinh ra chủ yếu từ các nguồn sau:

 Các khí sinh ra từ quá trình tẩy trắng như khí Clo, hơi H2O2, các bụi lơ lửng, hơi dung môi (chlorobenzene, hexane, styrene.v.v )

 Khí thải lò hơi: việc sử dụng dầu FO hoặc DO để đốt lò hơi thải ra bụi và các khí như CO, SO2, NOx…là nguồn ô nhiễm chính cho không khí

 Bụi và tiếng ồn do hoạt động của các máy móc thiết bị

1.3.3 Chất thải rắn

Chất thải rắn phát sinh từ bông, tơ sợi, chỉ thừa, chỉ rối…trong quá trình sản xuất Bùn có chứa màu nhuộm từ hệ thống xử lý nước thải là nguồn chất thải rắn nguy hại tại các nhà máy dệt nhuộm Ngoài ra còn một lượng rác sinh hoạt của công nhân

viên trong nhà máy

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ CÔNG TY

2.1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY

2.1.1 Giới thiệu sơ lược về công ty

 Tên công ty: CÔNG TY TNHH JOMU (VIỆT NAM)

 Địa chỉ: lô DII-4, DII-5, DII-6, DII-7, KCN Long Thành, Huyện Long Thành, Tỉnh Đồng Nai

 Diện tích tổng thể khu vực văn phòng và nhà xưởng sản xuất của công ty là 60.000 m2

 Đại diện chủ đầu tư: Ông TSAI CHING HAN – Quốc tịch: Đài Loan

 Tổng vốn đầu tư: 5.000.000 USD

Trong đó:

 Vốn cố định: 3.440.000 USD

 Vốn lưu động: 1.560.000 USD

2.1.2 Nhu cầu về lao động của công ty

Tổng số lao động hiện tại của công ty là 425 người, trong đó:

 Nhân viên kỹ thuật: 25 người

 Công nhân: 325 người

 Quản lý: 25 người

 Hành chánh văn phòng: 50 người

2.2 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CỦA CÔNG TY

2.2.1 Nhu cầu sử dụng nguyên, nhiên liệu vật liệu

2.2.1.1 Nhiên liệu

 Nhu cầu sử dụng nhiên liệu: Công ty sử dụng dầu FO cho hoạt động của lò hơi, nhu cầu tiêu thụ trung bình khoảng 42.000 lít/năm Ngoài ra, công ty có sử dụng dầu DO cho máy phát điện phòng khi có sự cố về điện từ mạng lưới điện của KCN, trong trường hợp mất điện công ty sẽ sử dụng máy phát điện phục vụ cho sản xuất

Do đó, trong công ty thường chứa một lượng dầu khoảng 100-200 lít để chạy máy phát điện dự phòng

 Điện: năng lượng tiêu thụ chính phục vụ cho các hoạt động của dự án là điện năng Điện năng được cung cấp cho các máy móc và sinh hoạt Lượng điện tiêu thụ khoảng 2.000 Kwh/ngày

 Nước: nhu cầu sử dụng nước cho sản xuất và sinh hoạt của công ty ước khoảng 1.000 m3/ngày

2.2.1.2 Nguyên liệu

 Nguyên liệu sử dụng cho hoạt động của công ty được nhập khẩu và mua trên thị trường nội địa danh mục các loại nguyên liệu, phụ liệu và lượng sử dụng trong những năm công ty đi vào hoạt động như sau:

Bảng 2.1 Danh mục các loại nguyên liệu, phụ liệu và lượng sử dụng

STT Tên nguyên liệu Năm 1

(1000 kg)

Năm 2 (1000 kg)

Khi ổn định (1000kg)

Ghi chú: Tính chất nguyên liệu phần lớn nguyên liệu ở trạng thái sợi

2.2.2 Quy trình công nghệ sản xuất

 Quy trình công nghệ sản xuất từ khâu chuẩn bị nguyên liệu đến khâu thành phẩm bao gồm các công đoạn sau:

Hình 2.1 Quy trình sản xuất sản phẩm vải của công ty

 Thuyết minh công nghệ sản xuất vải

 Giăng sợi: là quá trình phủ sợi lên trục cửi, là khâu chuẩn bị nguyên liệu cho

công đoạn tiếp theo

 Nhuộm và hồ: nhuộm sợi là trục cửi với nhiều màu sắc khác nhau, sau đó

đem hồ để bảo vệ sợi đã nhuộm để tránh các tác động trong khi dệt

 Đốt xém mặt ngoài: đốt các sợi vải thừa bên trên bề mặt vải

 Tẩy hồ: nhằm loại bỏ lớp hồ bên trong thớ vải

 Giặt: để loại bỏ các chất liệu không cần thiết và phần thuốc nhuộm dư thừa

trên mặt vải

 Xử lý chống co vải: nhằm chống lại sự co rút của vải trong khi may

2.2.3 Sản phẩm và công suất sản xuất

 Hiện tại sản phẩm của công ty các loại vải Jean dùng trong công nghiệp may mặc

Trong tương lai, căn cứ vào nhu cầu thực tế của thị trường, công ty có thể sản xuất

chỉ cho ngành dệt và ngành may mặc

 Sản lượng sản xuất tính từ năm hoạt động ổn định khoảng 16.800.000 yard

2.2.4 Danh mục máy móc thiết bị phục vụ cho hoạt động sản xuất

 Các máy móc thiết bị chính phục vụ cho sản xuất đa số là các loại máy móc thiết bị

nhập từ nước ngòai Số lượng máy móc thiết bị và phương tiện vận chuyển được

trình bày trong Bảng 2.2

Bảng 2.2 Danh mục các máy móc thiết bị phục vụ cho hoạt động sản xuất

5 Automatic tying machine 1 2004 Thụy Sĩ

9 Set of singeing, desizing, wash, shrink tentering 1 2004 Đài Loan

10 Complete electic piping 1 2004 Đài Loan

12 Thiết bị làm mềm nước cứng 1 2004 Đài Loan

 Máy móc dịch vụ văn phòng bao gồm các loại máy vi tính, máy in, máy

photocopy, điện thoại, máy fax…phục vụ cho công tác quản lý và các công việc

văn phòng

 Tất cả máy móc, thiết bị mua mới, đồng bộ (đồng bộ thiết bị cho dây chuyền sản

xuất và phù hợp với công suất quy mô công ty) và hiện đại Dây chuyền thiết bị

được đặt mua ở thế hệ mới nhất và hiện đại nhất

2.2.5 Nguồn tiếp nhận nước thải

 Nước thải theo hệ thống mương dẫn của công ty và dẫn vào hệ thống thoát nước

chung của Khu Công Nghiệp Long Thành

2.3 HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG CÔNG TY

2.3.1 Hiện trạng nước thải

2.3.1.1 Nước thải sản xuất

 Tổng lưu lượng nước thải của xưởng sản xuất khoảng 300 m3/ngày, bao gồm chủ

yếu từ các nguồn sau:

 Nước thải ngưng tụ có lưu lượng khoảng 30 m3/ngày, loại nước thải này không

chứa các chất ô nhiễm nhưng có nhiệt độ cao nên phải được tách riêng để xử lý

 Nước thải từ quá trình giặt tẩy, nhuộm vải: nước thải loại này chứa các chất ô

nhiễm cao, lưu lượng thải ước khoảng 270 m3/ngày

2.3.1.2 Nước thải sinh hoạt

 Hiện công ty có 425 nhân viên làm việc Nước thải sinh hoạt xuất phát từ nhà vệ

sinh và một phần từ nhà ăn Về đặc điểm và tính chất, nguồn nước này thường

chứa các chất hữu cơ (đặc trưng bởi các thông số BOD, COD), chất rắn lơ lửng

(SS), chất dinh dưỡng (Nitơ, Phospho) và vi sinh Nếu trực tiếp thải ra môi trường

không qua xử lý về lâu dài sẽ gây ảnh hưởng đến nguồn nước mặt và nước ngầm

trong khu vực

 Lượng nước thải sinh hoạt trung bình khoảng 40 - 45 m3/ngày

2.3.1.3 Nước mưa chảy tràn

 Bản thân nước mưa không gây ô nhiễm môi trường nhưng khi chảy tràn qua khu vực mặt bằng phân xưởng sẽ cuốn theo các chất cặn bã, rác, đất cát… Do đó nước mưa sẽ bị ô nhiễm bởi các chất cặn bã, dầu chảy tràn trên bề mặt khuôn viên

2.3.2 Hiện trạng khí thải

2.3.2.1 Bụi, khí thải từ các phương tiện vận chuyển, bốc dỡ nguyên vật liệu

 Quá trình bốc dỡ nguyên vật liệu và hoạt động của các phương tiện vận chuyển phát sinh bụi và khí thải Thành phần khí thải chủ yếu là CO, NOx, SO2 Mặc dù nguồn gây ô nhiễm này mang tính không thường xuyên nhưng công ty phải có kế hoạch bốc dỡ và vận chuyển nguyên vật liệu, sản phẩm hợp lý để tránh gây ô nhiễm môi trường

2.3.2.2 Khí thải lò hơi

 Bụi từ quá trình sản xuất chủ yếu phát sinh từ các công đoạn đan và kết sợi Loại bụi này chủ yếu là bụi lông sợi nguyên liệu sẽ gây ảnh hưởng đến sức khỏe của công nhân lao động trực tiếp tại các công đoạn này

2.3.2.3 Bụi từ quá trình sản xuất

 Do đặc điểm của dự án là sử dụng lò hơi để cung cấp nhiệt, nhiên liệu sử dụng cho hoạt động của lò hơi là dầu F.O Tác nhân gây ô nhiễm không khí từ hoạt động của

lò hơi chủ yếu là do các sản phẩm cháy của quá trình đốt nhiên liệu Thành phần khí thải chủ yếu là CO, NOx, SO2 và một lượng rất nhỏ các khí CxHy và Aldehyde Khí thải từ lò hơi cần phải được xử lý đạt tiêu chuẩn trước khi thải ra môi trường

2.3.3 Hiện trạng rác thải

2.3.3.1 Chất thải rắn sản xuất

 Trong quá trình sản xuất sẽ phát sinh một số mảnh vải vụn, sơ sợi, sản phẩm hư hỏng và các loại bao bì đựng nguyên liệu Khối lượng chất thải rắn này chiếm khoảng 2% khối lượng nguyên liệu sử dụng Toàn bộ các loại sản phẩm hư hỏng và mảnh vải vụn sẽ được thu gom và bán dưới dạng phế liệu

2.3.3.2 Chất thải rắn nguy hại

 Chất thải rắn sinh hoạt gồm thực phẩm, rau quả dư thừa, túi nilon, giấy,… chủ yếu

là các chất hữu cơ dễ lên men từ thức ăn thừa của công nhân Với số lượng 425 công nhân, lượng rác thải sinh hoạt trung bình khoảng 125 kg/ngày

2.3.3.3 Chất thải rắn sinh hoạt

 Chất thải nguy hại của công ty chủ yếu là các loại dẻ lau dầu mỡ các thiết bị, máy móc và các thùng chứa hoá chất dệt nhuộm Lượng rác thải này không nhiều nhưng cần phải được thu gom và xử lý đúng quy định

2.3.4 Ô nhiễm do nhiệt, tiếng ồn

 Nhiệt độ phát sinh chủ yếu từ giai đoạn nấu, giặt tẩy vải Nhiệt độ ảnh hưởng lớn đến độ bốc hơi, phát tán bụi, các khí thải cũng như tác động đến khả năng trao đổi khí của cơ thể con người

 Trong các dây chuyền hoạt động của nhà máy sử dụng một số máy móc thiết bị cơ khí như máy dệt, máy suốt và hoạt động của các khung cửi… Các loại thiết bị này khi hoạt động đều gây ra tiếng ồn và chấn động

 Ngoài ra tiếng ồn còn do các phương tiện giao thông vận tải phát ra từ động cơ, do

sự rung động của các bộ phận

2.3.5 Khả năng gây cháy nổ

 Trong quá trình hoạt động sản xuất của công ty có sử dụng nhiên liệu phục vụ cho việc vận hành lò hơi Ngoài ra các thiết bị máy móc của nhà máy đều vận hành bằng điện nên nguy cơ cháy nổ có thể xảy ra trong quá trình sản xuất do chập điện, tia lửa điện

CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI

Phụ thuộc vào mức độ xử lý có thể áp dụng riêng rẽ hoặc kết hợp nhiều công đoạn xử lý khác nhau Sau đây là những biện pháp tổng quát có thể áp dụng để xử lý nước thải dệt nhuộm

3.1./ Điều hoà lưu lượng và nồng độ nước thải

- Lưu lượng, thành phần, tính chất nước thải dệt nhuộm phụ thuộc vào dây chuyền sản xuất, loại nguyên liệu sử dụng và thành phẩm nên thường thay đổi trong ngày đêm do đó cần thiết phải xây dựng bể điều hoà Ngoài ra khi trộn lẫn các loại nước thải khác nhau, nước thải từ khâu nấu tẩy có thể làm giảm màu của nước thải dệt nhuộm

- Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lắng: lưu lượng nước thải, thời gian lắng ( khối lượng riêng và tải trọng tính theo chất rắn lơ lửng), tải trọng thủy lực, sự keo tụ các chất rắn, vận tốc, dòng chảy trong bể, sự nén bùn đặc, nhiệt độ nước thải và kích thước bể lắng

- Dùng để lọc những hạt phân tán nhỏ mà trước đó không lắng được Các loại phin lọc dùng vật liệu dạng tấm và hạt

- Dạng tấm có thể làm bằng tấm thép có đục lỗ hoặc lưới bằng thép không gỉ, nhôm, niken, đồng thau và các loại vải khác nhau ( thủy tinh, amiăng, bông, len, sợi tổng hợp) Tấm lọc cần có trở lực nhỏ, đủ bền và dẻo cơ học, không bị phá hủy ở điều kiện lọc

- Vật liệu lọc dạng hạt là cát, thạch anh, than gầy, than cốc, sỏi, đá nghiền Đặc tính quan trọng của lớp hạt lọc là độ xốp và bề mặt riêng Quá trình lọc có thể xảy

ra dưới tác dụng của áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng hoặc áp suất cao trước vách vật liệu lọc hoặc chân không sau lớp lọc

- Các loại thiết bị lọc : Lọc chậm, lọc nhanh, lọc kín, lọc hở Ngoài ra còn có lọc ép khung bản, lọc quay chân không, các máy vi lọc hiện đại

3.3./ Xử lý bằng phương pháp hoá lý

- Dùng để xử lý nước thải có nhiều chất lơ lửng, chất độc hại, độ màu cao và là tiền đề cho xử lý sinh học phía sau

 Ưu điểm

 Có thể áp dụng khi nước nguồn dao động;

 Hiệu quả cao hơn lắng sơ bộ;

 Keo háo nước (Hidrophilic): Kết hợp với các phân tử nước tạo thành vỏ bọc hydrat các hạt keo riêng biệt mang điện tích bé và dưới tác dụng của các chất điện phân không bị keo tụ

 Quá trình keo tụ xảy ra theo hai giai đoạn

 Chất keo tụ thủy phân khi cho vào nước, hình thành dung dịch keo và ngưng tụ

 Trung hoà, hấp phụ, lọc, các tạp chất trong nước

 Quá trình nén lớp điện tích kép các ion trái dấu cho vào nhằm làm giảm thế điện động zeta làm cho sức hút mạnh hơn lực đẩy tạo ra sự kết dính giữa các hạt keo

 Quá trình keo tụ do hấp phụ, trung hoà điện tích tạo ra điểm đẳng điện zeta bằng 0 Các hạt keo hấp phụ ion trái dấu lên bề mặt song song với cơ chế nén lớp điện tích kép nhưng cơ chế mạnh hơn

 Quá trình keo tụ do hấp phụ tĩnh điện thành từng lớp các hạt keo đều tích điện, nhờ lực tĩnh điện chúng có xu hướng kết hợp với nhau

 Quá trình keo tụ do hiện tượng bắc cầu: các polyme vô cơ hoặc hữu cơ có thể ion hoá, nhờ cấu trúc mạch dài chúng tạo ra cầu nối giữa các hạt keo nhưng phải tính toán đủ để tránh hiện tượng tái ổn định của hệ keo

 Quá trình keo tụ ngay dưới quá trình lắng hình thành các tinh thể Al(OH)3Fe(OH)3, các muối không tan , các polyelectrolit

 Các loại hoá chất keo tụ

 Phèn nhôm Al2 ( SO4)3

Cần có độ kiềm trong nước để tạo bông hydroride

Al2( SO4)3 14H2O + 3Ca(HCO3)2  2Al(OH)3 +3CaSO4 + 14H2O + 6CO2

Al3+ + 3H2O = Al(OH)3 + 3H+

pH tối ưu từ 4,5 đến 8 Một số thí nghiệm cho thấy từ 5,5 6,5

Nếu nồng độ kiềm trong nước thải quá thấp sẽ không đủ khử H+ sinh ra Có thể dùng NaOH, KOH, Na2CO3 , Ca(OH)2

 Phèn sắt Ferric chloride – FeCl3

2FeCl3 + 3Ca(HCO3)2  2Fe(OH)3 + 3CaSO4 + 6CO2

pH tối ưu từ 4 ÷12 Bông cặn tạo thành dày, ổn định nhanh

 Hoá chất trợ keo tụ

- Dùng để tạo bông căn lớn, ổn định nhanh bảo đảm quá trình keo tụ đạt hiệu quả cao Bản chất trợ keo tụ là liên kết các bông cặn được tạo thành trong quá trình keo tụ

 Các phương pháp keo tụ

 Làm giảm thế năng Zeta của hạt

- Khi nồng độ của ion đối tăng lên càng nhiều ion chuyển từ lớp khuếch tán vào lớp điện tích kép và chiều dày của lớp khuếch tán giảm

- Keo tụ hệ keo bằng cách đưa vào dung dịch một hệ keo mới tích điện ngược dấu với hệ keo muốn keo tụ: lúc đó trong dung dịch xảy ra sự trung hoà lẫn nhau của các hạt keo tích điện trái dấu Muốn dùng phương pháp này phải đảm bảo chính xác sự cân bằng tổng điện tích của hệ keo mới đưa vào dung dịch và tổng điện tích của hệ keo muốn keo tụ

 Keo tụ do chuyển động nhiệt

 Các hạt keo bị mất độ bền và có khả năng dính kết tham gia vào các chuyển động nhiệt va chạm với nhau tạo thành bông cặn

 Keo tụ do khuấy trộn

 Hạt keo ban đầu lớn hay khi hạt bông tạo ra do chuyển động nhiệt đạt tới 1µm thì chúng va chạm do khuấy trộn Do đó cường độ khuấy trộn là một trong những yếu tố có tác dụng quyết định đến quá trình keo tụ

 Keo tụ bằng phèn có tính đến tác dụng phá hoại bông cặn khi khuấy trộn

 Các hạt cặn làm bẩn nước và các hạt keo tạo ra do thủy phân phèn tham gia vào quá trình keo tụ

 Tốc độ tạo ra bông cặn là hàm số của tốc độ phản ứng hoá học và cường

 Chất bẩn lỏng hoặc rắn được giữ lại trên bề mặt chất rắn

 Dùng để hấp phụ: Chất tẩy rửa , thuốc nhuộm, hợp chất chlorinated, dẫn xuất phenol hoặc hydroxyl, hợp chất sinh mùi và vị, chất ô nhiễm vi lượng, kim loại nặng

nước thải dao động từ 4-12 nên cần thiết phải trung hoà để tạo pH tối ưu cho quá trình keo tụ

- Hoá chất dùng để trung hoà nước thải chứa axit là xút hoặc vôi

- Trong nhà máy dệt nhuộm để trung hoà nước thải chứa axit và kiềm người ta thường trộn lẫn các loại nước thải này với nhau

 Phương pháp sinh học chia làm hai nhóm

 Trong điều kiện tự nhiên

 Trong điều kiện nhân tạo

- Trong phần trình bày chỉ chú ý đến xử lý bằng phương pháp sinh học trong điều kiện nhân tạo

Ưu điểm

 Diện tích công trình nhỏ, gọn, kín;

 Có thể kiểm soát được lượng khí thải sinh ra;

 Chất lượng nước sau xử lý đảm bảo tiêu chuẩn ổn định

 Các quá trình sinh học xảy ra trong aerotank

 Quá trình tăng sinh khối vi sinh vật

 Vi sinh vật có trong nước thải do hai nguồn

 Nguồn vi sinh vật có trong nước thải

 Nguồn vi sinh vật được nuôi cấy trong các cơ sở tạo giống và đưa vào

để tăng thêm khả năng chuyển hoá vật chất hữu cơ

 Tốc độ tăng trưởng của vi sinh vật trong bể aerotank sẽ được tính theo

r =µ.x Trong đó:

r: tốc độ tăng trưởng

µ: tốc độ tăng trưởng riêng và bằng

igian o th

1

x: Lượng vi sinh vật có trong aerotank ở một khoảng thời gian xem xét

 Chuyển hoá cơ chất

- Cơ chất chuyển hoá là những chất được vi sinh vật chuyển hoá trong bể aerotank Các chất này vừa là yếu tố tăng sinh vừa là yếu tố giới hạn của tăng sinh

- Cơ chất sẽ giảm tới một giới hạn nào đó phụ thuộc vào khả năng phân giải cơ chất của vi sinh vật theo đó lượng vi sinh vật sẽ giảm rất nhanh khi lượng cơ chất không còn

- Sự chuyển hoá các cơ chất có trong nước thải bởi vi sinh vật đều do enzym của vi sinh vật tham gia Quá trình xảy ra ngoài tế bào vi sinh vật nhờ enzym ngoại tế bào gọi là quá trình thủy phân ngoại bào Quá trình xảy ra trong tế bào nhờ enzym nội bào

 Các yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sự chuyển hoá cơ chất

 Lượng oxy

 Oxy cần cho quá trình làm sạch BOD

 Oxy cần cho quá trình oxy hoá NH4+

 Oxy cần cho quá trình khử NO3-

 Quá trình khử nitơ và photpho trong bể aerotank

 Trong quá trình chuyển hoá hợp chất hữu cơ lượng nitơ giảm 30-40% còn lại khoảng 60% Nitơ sẽ theo dòng thải sau xử lý vào môi trường

 Lượng photpho giảm 30% và 70% photpho sẽ thải ra môi trường

 Quá trình khử nitơ và quá trình nitrat hoá

 Quá trình amon hoá;

 Quá trình nitrit và nitrat hoá

3.5.1 Các phương pháp hiếu khí xử lý nước thải trong điều kiện nhân tạo

- Bể phản ứng sinh học hiếu khí-aerotank: Quá trình chuyển hoá vật chất có trong aerotank khi cho nước ô nhiễm hay nước thải vào hoàn toàn do hoạt động sống của nhiều loài vi sinh vật khác nhau Các vi sinh vật trong bể aerotank tồn tại

ở dạng huyền phù Các vi sinh vật trong bể aerotank có xu hướng lắng đọng xuống đáy, do đó việc khuấy trộn các dung dịch trong aerotank là điều rất cần thiết

 Tác động của hệ thống thổi khí

Không khí được cung cấp nhờ một moteur nén khí dùng cho

 Cung cấp oxy cho tế bào vi sinh vật

 Làm xáo trộn dung dịch, làm tăng khả năng tiếp xúc giữa tế bào vi sinh vật

và vật chất

 Tăng nhanh sự thoát khỏi dung dịch của các chất khí được tạo thành trong quá trình lên men

 Tăng nhanh sự thoát nhiệt

Để cung cấp oxy cho aerotank người ta sử dụng những cách sau

 Thổi khí;

 Nén khí;

 Làm thoáng cơ học;

 Thổi, nén khí với hệ thống cơ học

 Khi cung cấp khí vào aerotank cần lưu ý mấy điểm sau

 Không khí phải được cung cấp đầy đủ và đều khắp aerotak để làm tăng hiệu quả xử lý

 Các lỗ phân phối khí thải được phân phối đều trong các ống dẫn khí ra

 Tác động của cách khuấy

 Làm tăng mức độ hoà tan của oxy

 Làm tăng khả năng tiếp xúc giữa vi sinh vật và chất hữu cơ có trong aerotank

 Làm tăng khả năng tách hai tế bào trong quá trình sinh sản của vi khuẩn do tác động cơ học của dòng chảy

 Một số bể aerotank tiêu biểu

 Aerotank tải trọng thấp;

 Aerotank tải trọng cao bậc một;

 Aerotank tải trọng cao nhiều bậc;

 Aerotank tải trọng cao xen kẽ bể lắng bùn;

 Aerotank khuấy trộn hoàn chỉnh;

 Aerotank với hệ thống nhỏ giọt ( bể sinh học )

- Trong bể lọc sinh học nước thải chảy đều trên bề mặt vật liệu lọc Màng nước bao quanh hạt sẽ hấp thụ oxy từ không khí ở các lỗ hổng giữa các hạt và cho phép vi sinh vật hiếu khí thực hiện quá trình trao đổi Cách tốt nhất để hấp thụ oxy

là tạo dòng chảy rối để cho màng nước bề mặt bão hoà oxy và màng nước bên trong thiếu oxy đổi chỗ cho nhau Sinh khối vi sinh vật dính chặt vào bề mặt vật liệu bằng lực hấp dẫn Van de Waals Màng sinh vật cứ dày lên , vi sinh vật phía trong màng không nhận được thức ăn sẽ thực hiện trao đổi nội bào yếm khí Sản phẩm cuối cùng của trao đổi yếm khí là axit hữu cơ, aldehyd Khi đó lớp màng ngoài sẽ nhận chất hữu cơ từ phía trong ra và từ ngoài vào Các tế bào cứ tiếp tục pha trao đổi nội bào đến lúc chết sẽ tạo ra màng nhầy Những chất nhầy sẽ phá hủy khả năng dính bám của sinh khối vào bề mặt vật liệu Sự sinh trưởng của vi sinh vật vừa giảm xuống thì một chu kỳ lọc mới lại bắt đầu Do vậy hiệu suất lọc thấp

nhất khi vi sinh vật bám trên bề mặt vật liệu và tăng dần theo sự phát triển của màng

 Phân hủy kị khí có thể chia làm 6 quá trình

 Thủy phân polyme:

+ Thủy phân các protein + Thủy phân polysaccorit + Thủy phân chất béo

 Lên men các đường và aminoacid

 Phân hủy kị khí các axit béo mạch dài và rượu

 Phân hủy kị khí các axit béo dễ bay hơi ( ngoại trừ acidacetic)

 Hình thành khí metan và acidacetic

 Hình thành khí methane từ hy drogen và CO2

Các quá trình này có thể hợp thành 4 giai đoạn xảy ra đồng thời

 Thủy phân

- Dưới tác dụng của enzim do vi khuẩn tiết ra các phức chất và chất không tan chuyển hoá thành các phức chất đơn giản hơn hoặc chất hoà tan ( như các aminoacid, acid béo )

- Quá trình này xảy ra chậm Tốc độ thủy phân phụ thuộc vào pH, kích thước hạt và đặc tính dễ phân hủy của cơ chất

- Các vi khuẩn lên men chuyển hoá các chất hoà tan thành chất đơn giản như acid béo dễ bay hơi, alcohols, acid lactic, methanol, CO2 , H2 , NH3 , H2S và sinh khối mới

 Acetic hoá

- Vi khuẩn acetic chuyển hoá các sản phẩm của giai đoạn acid hoá thành acetat,

H2, CO2 và sinh khối mới

 Methanol hoá

- Đây là giai đoạn cuối của quá trình phân hủy kị khí acid acetic, H2 , CO2, acid formic và methanol chuyển hóa thành methane, CO2 và sinh khối mới

- Trong công nghệ xử lý kị khí cần lưu ý những yếu tố quan trọng:

 Duy trì sinh khối vi khuẩn càng nhiều càng tốt

 Tạo tiếp xúc đủ giữa sinh khối vi khuẩn với nước thải

- Khi hai yếu tố trên đáp ứng công trình xử lý kị khí có thể áp dụng tải trọng rất cao

 Các công nghệ xử lý kị khí

 Quá trình phân hủy kị khí xáo trộn hoàn toàn

- Bể xáo trộn liên tục không có tuần hoàn bùn, thích hợp xử lý nước thải có hàm lượng chất hữu cơ hòa tan dễ phân hủy nồng độ cao hoặc xử lý bùn hữu cơ Để xáo trộn dùng cách khuấy hoặc tuần hoàn khí Biogas Thời gian lưu sinh khối là thời gian lưu nước Do thời gian lưu bùn trong phân hủy kị khí thường từ 12 ÷ 30 ngày nên thể tích bể xáo trộn hoàn toàn đòi hỏi lớn hơn nhiều so với các công nghệ xử lý khác Loại

bể này có thể chịu đựng tốt trong trường hợp có độc tố hoặc khi tải trọng tăng đột ngột

 Quá trình tiếp xúc kị khí

- Gồm hai giai đoạn: phân hủy kị khí xáo trộn hoàn toàn và lắng hoặc tách riêng phần cặn sinh học Bùn sau khi tách được tuần hoàn trở lại bể phân hủy kị khí

- Hệ thống tiếp xúc kị khí có thể hoạt động ở tải trọng chất hữu cơ từ 0,5 đến 10

kg COD/m3/ngày với thời gian lưu nước từ 12 giờ đến 5 ngày

 Lọc kị khí( giá thể cố định dòng chảy ngược dòng)

- Bể lọc kị khí là cột chứa đầy vật liệu rắn trơ là giá thể cố định cho vi sinh kị khí sống bám trên bề mặt Giá thể đó có thể là đá, sỏi, than, vòng nhựa tổng hợp, tấm nhựa, vòng sứ dòng nước thải phân bố đều, đi từ dưới lên, tiếp xúc với màng vi sinh bám dính trên bề mặt giá thể Do màng vi sinh bám dính tốt nên dẫn đến lượng sinh khối trong bể tăng lên và thời gian lưu bùn kéo dài Loại bể này cần thêm hệ thống xáo trộn bằng khí Biogas sinh ra thông qua hệ thống phân phối khí đặt dưới lớp vật liệu và máy nén khí biogas

 Quá trình kị khí bám dính xuôi dòng

- Nước thải chảy vào từ trên xuống qua lớp gía thể Modul Giá thể này tạo nên các dòng chảy nhỏ tương đối thẳng theo hướng từ trên xuống thích hợp xử lý nước thải

có hàm lượng SS cao

 Quá trình kị khí tăng giá thể lơ lửng

- Nước thải được bơm từ dưới lên qua lớp vật liệu hạt là giá thể cho vi sinh sống bám Vật liệu này có đường kính nhỏ do đó tỉ lệ diện tích bề mặt/thể tích rất lớn tạo sinh khối bám dính lớn Hàm lượng sinh khối trong bể có thể lên 10.000 -40.000 mg/l

 Phương pháp xử lý bùn cặn

- Rác từ những song chắn rác, lưới chắn rác có thể xử lý bằng hai cách

 Thu gom hằng ngày và vận chuyển đến nơi chôn lấp hoặc của khu xử lý rác của thành phố

 Trong trường hợp xa khu xử lý của thành phố thì xí nghiệp nên có bãi xử

 Phương pháp xử lý hiếu khí bùn cặn

- Bùn từ bể lắng một và bể lắng hai được thu gom về và phân hủy hiếu khí Người ta thổi khí hoặc khuấy trộn trong các bể này và sau khi đã ổn định, bùn sẽ được chuyển qua sân phơi bùn

 Phương pháp cô đặc bùn cặn bằng trọng lực hay tuyển nổi

 Phương pháp trọng lực

Dung dịch bùn được đưa vào tâm bể, cặn sẽ lắng theo trọng lực và người

ta lấy cặn ra từ đáy bê’

Nước được lấy ra bằng máng xung quanh bể và đưa về khu xử lý

 Phương pháp tuyển nổi

Thổi khí vào hỗn hợp bùn cặn ở áp suất cao sau đó giảm áp suất này xuống đến áp suất bình thường của không khí, khí sẽ tạo ra những bọng nhỏ li ti dính bám vào các hạt bông cặn làm tỷ trọng của chúng nhỏ đi và chuyển động lên phía trên, nổi lên mặt nước

 Phương pháp làm ổn định bùn cặn

Dùng clo, vôi hoặc hiếu khí để ổn định bùn

 Phương pháp làm khô bùn cặn

Mục đích

+ Làm giảm khối lượng vận chuyển + Cặn khô dễ đưa đi chôn lấp hoặc đem đi sử dụng + Giảm lượng nước ô nhiiễm có thể gây ô nhiễm nước ngầm

Sử dụng các phương pháp sau

+ Phương pháp phơi bùn;

+ Máy lọc bùn chân không;

+ Máy lọc lọc ép băng tải;

+ Phương pháp ép bùn ly tâm

CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH VÀ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

4.1 Nước thải từ nhà máy dệt nhuộm JOMU

Nước mưa trong khuôn viên nhà máy được thu gom bằng hệ thống riêng Công

ty đã xây dựng hệ thống mương thoát nước mưa xung quanh khuôn viên và dẫn vào hệ thống thoát nước của KCN Hệ thống thoát nước mưa được xây dựng bằng xi măng,

bố trí dọc theo phân xưởng sản xuất, trên các mương thoát nước có bố trí các song chắn rác để tránh gây tắc nghẽn đường ống thoát nước

Nước thải sinh hoạt từ nhà máy thì được qua hầm tự hoại rồi đi vào hệ thống cống chung của nhà máy

Nước thải từ các công đoạn sản xuất được thu gom vào hệ thống đường ống riêng và được đưa đến trạm xử lí, sau khi xử lí nước thải đã đạt được tiêu chuẩn loại B

và đi vào hệ thống cống chung

Nước thải từ hệ thống cống chung của nhà máy được đổ ra nguồn tiếp nhận là

hệ thống thoát nước chung của Khu Công Nghiệp Long Thành

4.1.1 Lưu lượng nước thải sản xuất của nhà máy

m = 8,3 l/s

Trạm xử lí làm việc 3 ca/ ngày, 24/24

Qbơm = QTBh = 12,5 m3/h

4.1.2 Thành phần, tính chất nước thải của nhà máy

Bảng 4.1 Kết quả phân tích mẫu nước thải sản xuất của nhà máy

pH COD ( mg O2/l ) BOD5 ( mgO2/l )

4.1.3 Yêu cầu đối với nước thải đầu ra

Dựa vào

- Lưu lượng thải của nhà máy Q = 300 m3/ngày.đêm

Ta có yêu cầu nước thải đầu ra nguồn loại B, theo TCVN 5945:1995 _Giá trị giới hạn các thông số và nồng độ chất ô nhiễm, như sau:

THÔNG SỐ ĐƠN VỊ Giới hạn cho phép

COD BOD5 (200C)

SS

Độ màu Tổng N Tổng P Nhiệt độ

pH

mg/l mg/l mg/l Pt- Co mg/l mg/l

Máy ép bùn

Polymer

4.2.2 Phương án 2

Hình 4.2 Sơ đồ công nghệ phương án 2

Cống xả Lắng 2(lắng li tâm)

Lắng 1(lắng ly tâm )

Bể lọc sinh học

Hố thu bùn

Bể tạo bông

Dd PAC

4.3 So sánh lựa chọn phương án

 Công nghệ lựa chọn

 Xử lý sinh học đặt trước xử lý hóa lý

 Sau xử lý sinh học độ màu của nước thải dệt nhuộm giảm (do tính hấp phụ màu của bùn hoạt tính), lượng hóa chất sử dụng cho keo tụ sẽ ít;

 Lượng BOD5 sẽ bị khử hoàn toàn ở bể Aerotank, hiệu quả xử lý sinh học cao

 Xử lý hóa lý đặt trước xử lý sinh học

 Hiệu quả xử lý của công nghệ hóa lý – sinh học là khá cao, có thể làm giảm 90% BOD5 và khử màu tương đối tốt

 Việc thiếu cơ chất sau keo tụ sẽ làm giảm hiệu suất xử lý của bùn hoạt tính và

-Cần cung cấp không khí thường xuyên cho vi sinh vật hoạt động

- Chi phí năng lượng cao

Phương án 2

(bể lọc sinh học )

-Quản lý đơn giản -Không cần chế độ hoàn lưu bùn -Không cần hệ thống cấp không khí

-Khó khống chế các thông số vận hành

-Cấu tạo phức tạp -Gây ảnh hưởng đến môi trường và khí hậu xung quanh