LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM

LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM

TRƯỜNG CAO ĐẲNG TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TP.HCM

KHOA MÔI TRƯỜNG

BÁO CÁO ĐỒ ÁN MÔN HỌC

NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ

XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM CÔNG

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 3

CHƯƠNG I 4

1.1 KHÁI QUÁT VỀ NG ÀNH DỆT NHUỘM 4

1.1.1 Các quy trình cơ bản trong công nghệ dệt nhuộm .4

1.1.2 Các loại thuốc nhuộm thường dùng trong ngành dệt nhuộm 7

1.2 THÀNH PHẦN VÀ ĐẶC TÍNH CỦA NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM .9

1.3 TÁC ĐỘNG Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG 11

CHƯƠNG II 13

2.1 TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ NƯỚC THẢI 13

13

14

2.1.3 Xử lý bằng phương pháp sinh học 17

2.2 GIỚI THIỆU MỘT SỐ SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÍ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM 18

2.2.1 Công nghệ xử lí nước thải dệt nhuộm trong nước 18

2.2.2 Công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm trên thế giới 21

CHƯƠNG III 24

3.1 24

24

3.1.2 Đề xuất công nghệ 26

3.2 TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 30

3.2.1 Xác định các thông số tính toán 30

3.2.2 Bể aeroten 31

LỜI MỞ ĐẦU

Vấn đề bảo vệ và sử dụng hợp lý tài nguyên nước liên quan mật thiết với các biện pháp tổng hợp về chống ô nhiễm nguồn nước do nước thải công nghiệp dệt nhuộm gây ra Một trong những biện pháp đó là phải xử lý nước thải trước khi chúng được hòa vào nguồn nước mặt tự nhiên

Để lựa chọn được một phương pháp cần phải có những hiểu biết chung về môi trường và những kiến thức về các nguyên lý cơ bản cũng như công nghệ của phương pháp đó Trên cơ sở đó mới có thể đưa ra giải pháp phù hợp Tuy nhiên, xuất phát từ yêu cầu của sự phát triển thân thiện, hài hòa với môi trường và những ưu điểm nổi trội của phương pháp sinh học và sử dụng nó vào công đoạn nào khi đưa ra một phương án cụ thể cho việc xử lý ô nhiễm môi trường nước Đồng nghĩa với việc tạo ra nhiều loại mặt hàng, mẫu mã phong phú cũng chính là thải ra một lượng lớn nước thải có hàm lượng chất ô nhiễm cao vượt quá tiêu chuẩn cho phép, nếu không được xử lý sẽ gây ô nhiễm nghiêm trọng đến môi trường, làm mất cân bằng sinh thái, làm mất cảnh quan môi trường và ảnh hưởng đến sức khỏe của người dân Do đó việc xử lý nước thải là một yêu cầu rất cần thiết đòi hỏi chúng ta phải quan tâm

Đồ án được thực hiện nhằm mục đích đề xuất hệ thống xử lý nước thải công nhiệp dệt nhuộm với lưu lượng là 1000 m3/ngđ đạt tiêu chuẩn xả thải, hạn chế việc tác động đến môi trường Rất mong nhận được những nhận xét, góp ý của thầy cô để kiến thức của em hoàn thiện hơn

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ NGÀNH DỆT NHUỘM

1.1 KHÁI QUÁT VỀ NGÀNH DỆT NHUỘM

Trong những năm gần đây, sự phát triển mạnh mẽ của ngành công nghiệp dệt nhuộm đã góp một phần lớn vào sự phát triển kinh tế chung của nước ta Ngành công nghiệp dệt nhuộm đã đáp ứng nhu cầu lớn trong nước và còn thu được một lượng ngoại tệ lớn nhờ xuất khẩu Mặt khác, ngành dệt nhuộm còn giải quyết việc làm cho một số lượng lớn lao động Hiện nay công nghiệp dệt nhuộm đã trở thành một ngành mũi nhọn trong chiến lược phát triển kinh tế xã hội của nước ta, đã và đang được sự quan tâm mạnh mẽ của Nhà nước

Ở nước ta hiện nay ngoài các cơ sở, nhà máy dệt nhuộm lớn thì các làng nghề truyền thống cũng đang phát triển mạnh mẽ Song cùng với sự phát triển này là những quá trình phát sinh trong sản xuất Đây luôn là vấn đề khiến cho các nhà quản lí và các nhà khoa học quan tâm Hàng năm ngành dệt nhuộm sử dụng một lượng lớn nước để sản xuất sau đó thải ra môi trường khi chưa được xử lí hoặc đã xử lí nhưng chưa đạt tiêu chuẩn môi trường Do vậy việc xử lí nước thải của nhà máy dệt nhuộm ngày càng trở thành vấn đề cấp thiết

1.1.1 Các quy trình cơ bản trong công nghệ dệt nhuộm

Thông thường công nghệ dệt nhuộm gồm 3 quá trình cơ bản: kéo sợi, dệt vải và xử lý (nấu tẩy), nhuộm và hoàn thiện vải Trong đó được chia thành các công đoạn sau:

- Làm sạch nguyên liệu: nguyên liệu bông thô được đánh tung, làm sạch và trộn đều Sau quá trình làm sạch bông được thu dưới dạng các tấm phẳng đều

- Chải: các sợi bông được chải song song và tạo thành các sợi thô

- Kéo sợi, đánh bóng, mắc sợi: tiếp tục kéo thô tại các máy sợi con để giảm kích thước sợi, tăng độ bền và quấn sợi vào các ống sợi thích hợp cho việc dệt vải Tiếp tục mắc sợi là dồn qua các quả ống để chuẩn bị cho công đoạn hồ sợi

- Hồ sợi dọc: hồ sợi bằng hồ tinh bột và tinh bột biến tính để tạo màng hố bao quanh sợi, tăng độ bền, độ trơn và độ bóng của sợi để có thể tiến hành dệt vải

- Dệt vải: kết hợp sợi ngang với sợi dọc đã mắc thành hình tấm vải mộc

- Giũ hồ: tách các thành phần của hồ bám trên vải mộc bằng phương pháp enzym (1% enzym, muối và các chất ngấm) hoặc axit ( dung dịch H SO 0.5%)

Vải sau khi giũ hồ được giặt bằng nước, xà phòng, xút, chất ngấm rồi đưa sang nấu tẩy

- Nấu vải: loại trừ phần hồ còn lại và các tạp chất thiên nhiên như dầu mỡ, sáp Vải được nấu trong dung dịch kiềm và các chất tẩy giặt ở áp suất cao (2 – 3 at) và ở nhiệt độ cao (120 – 1300C Sau đó vải được giặt nhiều lần

- Làm bóng vải: làm cho sợi cotton trương nở, làm tăng kích thước các mao quản làm cho xơ sợi trở nên xốp hơn, dễ thấm nước hơn, tăng khả năng bắt màu thuốc nhuộm

- Tẩy trắng: mục đích tẩy màu tự nhiên của vải, làm sạch các vết bẩn Các chất tẩy thường dùng là natri clorit NaClO2, natri hypoclorit NaOCl hoặc hydro peroxyte H2O2 cùng với các chất phụ trợ

- Nhuộm vải hoàn thiện: mục đích tạo màu sắc khác nhau của vải.Thường

sử dụng các loại thuốc nhuộm tổng hợp cùng với các hợp chất trợ nhuộm để tạo

sự gắn màu của vải

In hoa là tạo ra các vân hoa có một hoặc nhiều màu trên nền vải trắng hoặc vải màu Sau khi nhuộm và in, vải được giặt lạnh nhiều lần Phần thuốc nhuộm

dư không gắn vào vải và các hóa chất sẽ đi vào nước thải Văng khổ, hoàn tất vải với mục đích ổn định kích thước vải, chống nhàu và ổn định nhiệt, trong đó sử dụng một số hóa chất chống màu, chất làm mềm và hóa chất như metylic, axit axetic, formaldehit

Chuẩn bị sợi nguyên liệu Hồ sợi

1.1.2 Các loại thuốc nhuộm thường dùng trong ngành dệt nhuộm

a Thuốc nhuộm hòa tan trong nước:

1) Thuốc nhuộm trực tiếp

Thuốc nhuộm trực tiếp hòa tan trong nước, nhưng ở nhiệt độ nhỏ hơn 250

C khó hòa tan hơn Khi nhuộm hoặc in hoa, thuốc nhuộm trực tiếp bắt màu thẳng vào vật liệu không phải qua khâu xử lí trung gian, thường sử dụng để nhuộm các loại vật liệu từ xenlulo như: vải sợi bông, lụa vixco, đay, gai

2) 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

Thuốc nhuộm axit dùng để nhuộm và in hoa những loại xơ sợi và vật liệu cấu tạo từ protein như: len, lụa tơ tằm, lông thú, da thuộc và xơ tổng hợp họ polyamid

Thuốc nhuộm axit gồm 3 loại:

- Thuốc nhuộm axit thông thường

- Thuốc nhuộm axit cầm màu

- Thuốc nhuộm axit chứa kim loại

3) Thuốc nhuộm hoạt tính

Các loại thuốc nhuộm thuộc nhóm này có công thức cấu tạo tổng quát là Ar-T-X

S-Trong đó: S là nhóm làm cho thuốc nhuộm có tính tan; Ar là gốc thuốc nhuộm, thường là các hợp chất Azo (-N=N-), antraquinon, axit chứa kim loại hoặc ftaloxiamin; T là gốc mang nguyên tử phản ứng; X là nguyên tử phản ứng Loại thuốc nhuộm này khi thải vào môi có khả năng tạo thành các amin thơm được xem là tác nhân gây ung thư

4) Thuốc nhuộm bazơ – cation

Thuốc nhuộm bazơ khi hòa tan trong nước chúng phân ly thành các phần mang màu tích điện dương Tuy được tổng hợp từ các gốc màu khác nhau nhưng tất cả thuốc nhuộm bazơ đều hòa tan tốt trong nước, có cường độ màu và độ tươi rất cao

Thuốc nhuộm cation là một loại thuốc nhuộm bazơ đặc biệt được sản xuất về sau Chúng có đặc điểm như thuốc nhuộm bazơ, chỉ khác là chúng bắt màu mạnh vào xơ polyacrylnitril và chỉ dùng cho thuốc nhuộm in hoa các loại vải, hàng dệt kim từ loại

xơ này Chúng bắt màu tốt ở nhiệt độ 90 – 100oC

b Thuốc nhuộm không tan trong nước

1) Thuốc nhuộm hoàn nguyên

Là những hợp chất màu hữu cơ không tan trong nước, được sử dụng chủ yếu để nhuộm các chế phẩm từ xenlulo

Thuốc nhuộm hoàn nguyên bao gồm 2 loại hợp chất hữu cơ:

- Hợp chất kiểu indigo (xanh chàm)

- Các hợp chất thơm đa vòng gồm nhiều phân nhóm

2) Thuốc nhuộm lưu huỳnh

Là những hợp chất màu không tan trong nước và một số dung môi hữu cơ, dưới tác dụng của các chất khử nó chuyển về dạng axit, tan trong môi trường kiềm tạo dạng bazơ dễ phân bị hủy và oxy hóa về màu

Thuốc nhuộm lưu huỳnh có chứa mạch dị hình như tiazol, tiazin, zin trong

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

3) Thuốc nhuộm phân tán

Nhóm thuốc nhuộm này có cấu tạo phân tử từ gốc azo và antraquinon và nhóm amin (NH2, NHR, NR2, NR-OH), dùng chủ yếu để nhuộm các loại sợi tổng hợp (sợi axetat, sợi polieste ) không ưa nước

4) Thuốc nhuộm Pigment

Là những chất màu không hòa tan trong nước, dung môi hữu cơ, không có

ái lực với xơ sợi và các vật liệu khác

Thuốc in, nhuộm pigment có chứa nhóm azo, hoàn nguyên đa vòng, ftaoxianin, dẫn xuất của antraquinon

5) Thuốc nhuộm azo không tan

Trong phân tử của chúng có chứa nhóm mang màu azo (-N = N-) nhưng không chứa các nhóm có tính tan (- SO3Na, - COONa) nên chúng không tan trong nước Thuốc nhuộm azo đượcdùng nhiều để nhuộm nền và in hoa theo kiểu in phá gắn màu nhưng không bền dưới tác dụng của ánh sáng

1.2 THÀNH PHẦN VÀ ĐẶC TÍNH CỦA NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM

Nước thải công nghiệp dệt nhuộm có rất đa dạng và phức tạp Theo tính toán từ các loại hóa chất sử dụng như: phẩm nhuộm, chất hoạt động bề mặt, chất điện ly, chất ngậm, chất tạo môi trường, tinh bột, men, chất oxy hóa…đã có hàng trăm loại hóa chất đặc trưng như các chất hòa tan và các kim loại nặng

Nước thải tẩy giặt có pH dao động khá lớn từ 9 – 12, hàm lượng chất hữu cơ cao (COD = 1000 – 3000 mg/l) do thành phần các chất tẩy gây nên Độ màu của nước thải khá lớn ở những giai đoạn tẩy ban đầu và có thể lên đến 10.000 Pt-Co, hàm lượng cặn

lơ lửng SS có thể đạt đến trị số 2000 mg/l, nồng độ này giảm dần ở cuối chu kỳ xả và giặt Thành phần chủ yếu của nước thải bao gồm: thuốc nhuộm thừa, chất hoạt động bề mặt, các chất oxy hóa, cellulose, xáp, xút, chất điện ly…

Còn thành phần nước thải nhuộm thường không ổn định và đa dạng, thay đổi ngay trong từng nhà máy khi nhuộm các loại vải khác nhau, thậm chí ngay cả khi cùng một loại vải với loại thuốc nhuộm khác nhau Môi trường nhuộm có thể là acid hoặc kiềm, hoặc trung tính Phần lớn hiệu quả hấp thụ thuốc nhuộm của vải chỉ đạt 60 – 70%, 30 – 40% các phẩm nhuộm thừa còn lại ở dạng nguyên thủy hoặc một số đã bị phân hủy ở dạng khác, ngoài ra một số các chất điện ly, chất hoạt động bề mặt, chất tạo môi trường…cũng tồn tại trong thành phần loại nước thải này Đó là nguyên nhân gây ra độ màu rất cao của nước thải dệt nhuộm

Nhìn chung, thành phần phẩm nhuộm thường chứa các gốc như: SO3Na, SO3H, N-OH, R-NH2, R-Cl… pH nước thải thay đổi từ 2 – 14, độ màu rất cao đôi khi lên đến 50.000 Pt-Co, hàm lượng COD thay đổi từ 80 – 18000 mg/l Tùy theo từng loại phẩm nhuộm (phân tán hay trực tiếp, hoạt tính…) mà ảnh hưởng đến tính chất nước thải, riêng trường hợp sử dụng phẩm nhuộm phân tán, đối với một số mẫu nhất định nước thải có hàm lượng cặn lơ lửng thấp, nước trong suốt, độ màu không đáng

R-kể, đa số cặn không tan lắng được

Ngoài ra, thành phần nước thải chứa các nhóm hòa tan như: acid axetic, formic, chất oxy hóa (NaClO, H2O2), phẩm nhuộm trực tiếp, crom, hoạt tính, acid, bazơ, chất tẩy giặt, chất khử…và các nhóm không tan là: phẩm nhuộm azo, aniline black, naphtine, phẩm nhuộm phân tán, tinh bột…

Mặt khác, thành phần và tính chất nước thải thay đổi liên tục trong ngày dẫn đến

độ màu, hàm lượng chất hữu cơ, độ pH, hàm lượng cặn đều không ổn định

Bảng 1.1 Nồng độ của các thành phần trong nước thải dệt nhuộm:

Thành phần Đặc điểm

COD (mg/l) 60 - 5000 BOD (mg/l) 20 - 3000

PO43-(mg/l) 10 - 1800

SO42- (mg/l) < 5

Độ màu (Pt – Co) 40 – 5000

Q (m3/tấn sp) 4 - 4000

Bảng1.2: Các chất gây ô nhiễm và đặc tính nước thải ngành dệt - nhuộm

Công đoạn Chất ô nhiễm trong nước thải Đặc tính của nước thải

Hồ sợi,

giũ hồ

Tinh bột, glucozo, carboxy metyl xelulozo, polyvinyl alcol, nhựa, chất béo và sáp

BOD cao (34-50% tổng sản

lượng BOD)

Nấu, tẩy NaOH, chất sáp và dầu mỡ, tro,

soda, silicat natri và xo sợi vụn

Độ kiềm cao, màu tối, BOD cao

(30% tổng BOD)

Tẩy trắng Hipoclorit, hợp chất chứa clo,

NaOH, AOX, axit… Độ kiềm cao, chiếm 5%BOD

Làm bóng NaOH, tạp chất Độ kiềm cao, BOD thấp (dưới

1% tổng BOD)

Nhuộm Các loại thuốc nhuộm,

axitaxetic và các muối kim loại

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

In Chất màu, tinh bột, dầu, đất sét, Độ màu cao, BOD cao và dầu

Công đoạn Chất ô nhiễm trong nước thải Đặc tính của nước thải

muối kim loại,axit… mỡ

Hoàn thiện Vệt tinh bột, mỡ động vật,

muối Kiềm nhẹ, BOD thấp, lượng nhỏ

Trong ngành công nghiệp dệt nhuộm, nước thải nhuộm gồm 3 loại chính:

 Nước thải phẩm nhuộm hoạt tính

 Nước thải phẩm nhuộm sunfua

 Nước thải tẩy

Thành phần tính chất nước thải nhuộm được trình bày theo bảng sau:

FAU

10-11 450-1.500 200-800 5-15 0.7-3

- 7.000-50.000 140-1.500

>11 10.000-40.000 2.000-10.000 100-1.000 7-30

- 10.000-50.000 8.000-200.000

>12 9.000-30.000 4.000-17.000 200-1.000 10-30

- 500-2.000 1.000-5.000

1.3 TÁC ĐỘNG Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG

Nước thải công nghiệp dệt nhuộm gây ô nhiễm nghiêm trọng đối với môi

trường sống, độ màu, pH, TS, BOD, COD,

–

– 3000 m3

CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ

NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM

2.1 TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ NƯỚC THẢI

Nước thải dệt nhuộm có đặc điểm là tổng hàm lượng chất rắn lơ lửng, độ màu, BOD, COD cao Do đặc thù của công nghệ, việc lựa chọn các phương pháp xử lí thích hợp phải dựa vào nhiều yếu tố như lưu lượng nước thải, đặc tính nước thải, hàm lượng các chất ô nhiễm, tiêu chuẩn thải Có thể dựa theo các phương pháp sau:

b Lưới chắn rác

Để xử lí sơ bộ, thu hồi các sản phẩm quý ở dạng chất không tan trong nước thải, các chất bị giữ lại như sợi, len, lông động vật Lưới lọc phân biệt thành 2 loại phẳng và loại trụ Theo phương pháp làm sạch thì phân loại thành loại khô và ướt

- Bể điều hòa lưu lượng

- Bể điều hòa nồng độ

- Bể điều hòa cả nồng độ và lưu lượng

 Hiệu quả của phương pháp xử lý cơ học:

Có thể loại bỏ được đến 60% tạp chất không tan trong nước thải và giảm BOD đến 30% Để tăng hiệu suất công tác của các công trình xử lý cơ học có thể dùng biện pháp làm thoáng sơ bộ, hiệu quả xử lý có thể đạt 75% theo hàm lượng chất lơ lửng và

a Phương pháp trung hòa

Trung hòa các loại nước thải có chứa axit hoặc kiềm Các hóa chất dùng để trung hòa nước thải có tính axit (vôi sữa 5 – 8%), NaOH, Na2CO3, NH4OH, Mg(OH)2), nước thải có tính kiềm (H2SO4, HCl) Có thể trung hòa theo mẻ hoặc trung hòa liên tục

b Phương pháp trích ly

Trích ly pha lỏng được ứng dụng để làm sạch nước thải chứa phenol, dầu, axit hữu cơ, các ion kim loại Phương pháp này được ứng dụng khi nồng độ chất thải lớn hơn 3 – 4g/l, vì khi đó giá trị chất thu hồi mới bù đắp chi phí cho quá trình trích ly

Làm sạch nước bằng trích ly gồm 3 giai đoạn

- Trộn mạnh nước thải với chất trích ly (dung môi hữu cơ) trong điều kiện bề mặt tiếp xúc phát triển giữa các chất lỏng hình thành 2 pha lỏng, một pha là chất trích ly với chất được trích ly, một pha là nước thải với chất trích ly

-Phân riêng hai pha lỏng nói trên

- Tái sinh chất trích ly

Để giảm nồng độ chất tan thấp hơn giới hạn cho phép cần phải chọn đúng chất trích ly và vận tốc của nó khi cho vào nước thải

c Tạo bông và keo tụ:

Qúa trình lắng chỉ có thể tách được các hạt rắn huyền phù nhưng không thể tách được các chất gây nhiễm bẩn ở dạng keo và hòa tan vì chúng là những hạt rắn có kích thước quá nhỏ Để tách các hạt rắn đó một cách hiệu quả bằng phương pháp lắng, cần tăng kích thước của chúng nhờ sự tác động tương hỗ giữa các hạt phân tán liên kết thành tập hợp các hạt nhằm tăng vận tốc lắng của chúng Qúa trình trung hòa điện tích gọi là quá trình đông tụ, còn quá trình tạo thành các hạt bông lớn từ các hạt nhỏ gọi là quá trình keo tụ

Phương pháp này loại bỏ một phần hay toàn bộ các chất lơ lửng, một số chất hòa tan Các loại phèn thường dùng như phèn nhôm [ Al2(SO4)3].nH2O hay phèn sắt [Fe2(SO4)3].nH2O cùng với sữa vôi Ca(OH)2, PAC( Poly Aluminum chloiride – [Al2(OH)nCl6…n]m…

Khi dùng phương pháp này cần điều chỉnh pH, vì pH ảnh hưởng lớn đến khả năng keo tụ Các chất keo tụ khác nhau cho hiệu quả ở pH khác nhau Với phèn sắt ở

pH = 10 cho hiệu quả cao nhất, phèn nhôm ở pH = 5 – 6 là tốt nhất nước thải dệt nhuộm thường có pH > 7

Để tăng hiệu quả của quá trình tạo bông keo tụ và tăng tốc độ lắng cũng như tăng

độ nén của các bông keo thì trong quá trình keo tụ, người ta thường bổ sung các chất trợ keo tụ, còn gọi là polyme kết bông Tính hiệu quả cao thể hiện ở chỗ chỉ cần một lượng nhỏ polyme (vài phần triệu) vào nước đục, nó kết các hạt không tan lơ lửng thành khối riêng biệt và nước trở nên trong

Cơ chế của quá trình kết bông là sự trung hòa điện tích của các hạt lơ lửng nhờ tích điện trái dấu của polyme trong dung dịch

Ưu điểm: Phương pháp này ứng dụng để khử màu và làm giảm lượng BOD đáng

kể

Nhược điểm: Phương pháp này sinh ra lượng bùn lớn (0.5 – 2.5 kgTS/m3

nước thải xử lý)

d Oxy hóa khử

 Sử dụng Clo: Dùng khí Clo là phương pháp kinh tế nhất để xử lí nước thải dệt nhuộm Xử lí vi sinh tiếp theo sẽ làm giảm đáng kể tải lượng COD và độ độc Khi clo tác dụng với nước thải xảy ra phản ứng:

Cl2 + H2O = HOCl + HCl

HOCl H+ + OCl-

Tổng clo, HOCl và OCl

được gọi là clo tự do hay clo hoạt tính

Các nguồn cung cấp clo hoạt tính còn có clorat canxi (CaOCl2), hypoclorit, clorat, dioxyt clo, clorat canxi được nhận theo phản ứng:

Ca(OH)2 + Cl2 = CaOCl2 + H2O

Lượng clo hoạt tính cần thiết cho một đơn vị thể tích nước thải là 10 g/m3

đối với nước thải sau xử lí cơ học, 5 g/m3

sau xử lí sinh học hoàn toàn

 Sử dụng Peoxit: Xử lí nước thải dệt nhuộm bằng H2O2 (hydropeoxit) trong môi trường axit với xúc tác muối Fe(II) thì gốc hydroxyl (OH-

) trung gian được tạo ra có thể oxy hóa cao hơn cả ozon Các sản phẩm cuối cùng là nước và oxy vô hại đối với môi trường Để hoàn thành phản ứng, trung hòa nước thải bằng xút hay vôi tôi, kết tủa tạo thành được tách ra trong bể lắng

 Điện phân: Nước thải dệt nhuộm sau khi được đưa vào 1 – 30 g/l muối

NaCl cho chảy vào bình điện phân, sử dụng dòng điện một chiều dẫn đến hình thành các tác nhân oxy hóa như ozon, natrihypoclorit, clodioxit và gốc hydroxyl Những chất này khử màu nước thải và tác động lên các chất trong nước thải, biến chúng thành CO2 và H2O Tuy nhiên, quá trình này cũng tạo

ra các hợp chất clo hữu cơ trong các phản ứng phụ

 Sử dụng Ozon: Sử dụng khí Ozon để xử lý nứơc thải là một trong những

phưong pháp hiện đại nhưng đòi hỏi chi phí kỹ thuật và giá thành cao Hiện tại phương pháp này chưa đựơc sử dụng nhiều như các phương pháp khác Hiệu quả khử màu bằng Ozon cao hơn Clo hay Peoxit Vì Ozon không chỉ oxy hoá thuốc nhuộm mà còn oxy hoá các hợp chất hữu cơ khác, do đó đối với nước thải có tải lượng hữu cơ lớn thì phải dùng một lượng khá lớn Ozon mới đủ để khử màu Như vậy, làmcho giá thành đầu tư, vận hành ca Trong các trưòng hợp xử lý với Ozon, nếu là công đoạn cuối cùng, ví dụ như dùng để tiệt trùng sau xử lý vi sinh thì lại rất cần thiết vì chỉ cần dùng rất ít mà hiệu quả lại cao Tuy nhiên cũng có những trưòng hợp sau khi xử lý Ozon, nứơc trở nên đục và khi đó lại cần phải có thiết bị lắng

để loại bỏ kết tủa trứơc khi nước được đổ ra môi trường

e Phương pháp hấp phụ

Phương pháp hấp phụ thường được dùng để xử lý các chất không có khả năng phân hủy sinh học Trong thuốc nhuộm có rất nhiều vi sinh vật không thể phân hủy ngay được, đặc biệt là các hợp chất hữu cơ có cấu tạo nhân thơm Vì vậy, để khử màu cho thuốc nhuộm, tốt nhất vẫn là dùng chất hấp phụ

Các chất hấp phụ thường dùng như than hoạt tính, bentonit (đất sét biến tính), than nâu Trong đó, than hoạt tính là chất hấp phụ được sử dụng rộng rãi và có hiệu quả, nó có bề mặt riêng lớn (400 – 1500m2/g) Tuy nhiên, thời gian và tốc độ hấp phụ

phụ thuộc vào nồng độ, bản chất, cấu trúc của chất tan, phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất, loại chất hấp phụ và chất cần hấp phụ

Nhược điểm của việc dùng than hoạt tính là giá thành cao và khó lắng nếu là than bột, vì vậy nên dùng kết hợp than với các chất tạo bông và keo tụ Có thể tái sinh để sử dụng lại than hoạt tính bằng cách nung trong điều kiện yếm khí

2.1.3 Xử lý bằng phương pháp sinh học

Bằng phương pháp sinh học yếm khí và hiếu khí đều có thể xử lý được thuốc nhuộm Tuy nhiên quá trình đòi hỏi rất tốn thời gian Tốt nhất là phải loại sơ bộ chất màu bằng các phương pháp hóa học, hóa lý (hấp phụ)

Phương pháp này dựa trên cơ sở hoạt động phân hủy chất hữu cơ có trong nước thải của các vi sinh vật Các vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng Trong quá trình phát triển, chúng nhận các chất dinh dưỡng để xây dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sản Phương pháp này được

sử dụng để xử lý hoàn toàn các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học trong nước thải Công trình xử lý sinh học thường được đặt sau khi nước thải đã qua xử lý sơ bộ qua các công trình xử lý cơ học, hóa học, hóa lý

Quá trình sinh học gồm các bước

- Chuyển các hợp chất có nguồn gốc cacbon ở dạng keo và dạng hòa tan

thành thể khí và các vỏ tế bào vi sinh

- Tạo ra các bông cặn sinh học gồm các tế bào vi sinh vật và các chất keo vô cơ trong nước thải

- Loại các bông cặn ra khỏi nước thải bằng quá trình lắng

Chất nhiễm bẩn trong nước thải dệt nhuộm phần lớn là những chất có khả năng phân hủy sinh học Thường nước thải dệt nhuộm thiếu nguồn N và P dinh dưỡng Khi

xử lý hiếu khí cần cân bằng dinh dưỡng theo tỷ lệ BOD5: N: P = 100: 5: 1 hoặc trộn nước thải dệt nhuộm với nước thải sinh hoạt để các chất dinh dưỡng trong hỗn hợp cân đối hơn Các công trình sinh học như: lọc sinh học, bùn hoạt tính, hồ sinh học hay kết hợp xử lý sinh học nhiều bậc

2.2 GIỚI THIỆU MỘT SỐ SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÍ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM

2.2.1 Công nghệ xử lí nước thải dệt nhuộm trong nước

a Quy trình công nghệ tổng quát xử lí nước thải nhuộm vải

Bể tạo bông Bể lắng Nguồn tiếp

nhận

Bể trộn Bể lọc sinh học

kỵ khí Máy

ép bùn Bồn

Bồn khuấy nhanh

Trong công nghệ này, nước thải nhuộm ở các công đoạn sẽ được thu gom và xử

- Nước thải tẩy được tiến hành trung hòa nhằm đưa pH về 6.5 Khi

đó H2O2 sẽ bị phân hủy thành O2 bay lên gây ra bọt đồng thời hồ sẽ được tách ra khỏi nước

Sau đó, nước tẩy sẽ được đưa vào bể trộn cùng với nước sau lắng của nước thải hoạt tính và nước thải sunfua Bể trộn đóng vai trò điều hòa chất lượng nước thải, vừa

là nơi hiệu chỉnh pH cho quá trình lọc sinh học kỵ khí tiếp theo Ở bể lọc kỵ khí, chất hữu cơ một phần sẽ bị phân hủy thành khí biogas hoặc chuyển hóa thành những hợp chất dễ phân hủy hơn và sẽ được tiếp tục oxy hóa sinh học trong bể aerotank Nước thải sau xử lý sinh học vẫn chưa đạt tiêu chuẩn nên phải tiến hành xử lý bậc cao bằng phương pháp keo tụ Phần bùn thải ra từ các bể lắng được đưa vào máy ép bùn, nước tách từ bùn được đưa trở lại bể trộn, bùn sau ép được đưa đi chôn lấp