(Đồ án hcmute) thiết kế công trình xử lí nước thải nhà máy dệt tân tiến, thành phố nha trang, tỉnh khánh hoà, công suất 1200m3 ngày đêm

Do được đầu tư thêm vào sản xuất, lượng chất thải rắn, nước thải và khí thải của các nhà máy và công ty cũng tăng theo nên việc đầu tư vào các công nghệ xử lí chất thải cũng rất quan trọ

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH XỬ LÍ NƯỚC THẢI

NHÀ MÁY DỆT TÂN TIẾN, THÀNH PHỐ NHA TRANG, TỈNH KHÁNH HÒA, CÔNG SUẤT 1200m /NGÀY ĐÊM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH

- -

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH XỬ LÍ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY DỆT TÂN TIẾN, THÀNH PHỐ NHA TRANG, TỈNH KHÁNH HÒA,

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Thiệp SVTH:

Nguyễn Lê Anh Tiến

18150119

TP.Hồ Chí Minh, 2023

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô của trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh và đặc biệt là các thầy cô Khoa Công nghệ Hóa học và Thực phẩm, ngành Công nghệ Kỹ thuật Môi trường đã tận tình giảng dạy, truyền đạt các kiến thức đại cương lẫn kiến thức chuyên ngành cũng như các phương pháp học tập, các kỹ năng cần thiết để học tập trong môi trường đại học Từ đó giúp tôi tích lũy cho bản thân có nền kiến thức vững chãi, kỹ năng vững vàng và tạo nhiều điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và thực hiện đề tài này

Tôi đặt biệt cảm ơn và biết ơn thầy – Thạc sĩ Nguyễn Ngọc Thiệp đã giúp đỡ tận tình, trực tiếp chỉ bảo, hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp Trong quá trình làm việc với thầy, tôi không những tiếp thu được những kiến thức mới, bổ ích mà còn học hỏi được tinh thần, thái độ làm việc nghiêm túc từ thầy

Và sau cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn tới các anh chị, bạn bè đang học và làm việc tại trường đã giúp đỡ, động viên , tạo điều kiện và giúp đỡ tôi hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp

Tôi xin chân thành cảm ơn!

LỜI CAM ĐOAN

Tôi tên là Nguyễn Lê Anh Tiến, là sinh viên khóa 2018 chuyên ngành Công Nghệ Môi Trường, mã số sinh viên: 18150119 Tôi xin cam đoan: đồ án tốt nghiệp này là công trình nghiên cứu khoa học thực sự của bản thân tôi, được thực hiện dưới sự hướng dẫn của thầy – Th.S Nguyễn Ngọc Thiệp Các thông tin tham khảo trong đề tài này được thu thập từ những nguồn đáng tin cậy, đã được kiểm chứng, được công

bố rộng rãi và được tôi trích dẫn nguồn gốc rõ ràng ở phần Danh mục tài liệu tham khảo Các kết quả nghiên cứu trong đồ án này là do chính tôi thực hiện một cách nghiêm túc, trung thực và không trùng lặp với các đề tài khác Tôi xin được lấy danh

dự và uy tín của bản thân để đảm bảo cho lời cam đoan này

TP Hồ Chí Minh, ngày 5 tháng 12 năm 2022

Sinh viên thực hiện

TÓM TẮT

Đề tài: Thiết kế trạm xử lý nước thải cho Nhà máy Dệt Tân Tiến, công suất 1200m 3 /ngày đêm

 Phần lý thuyết:

o Tổng quan về nhà máy dệt và các nguồn gây tác động đến môi trường

o Tổng quan về đặc trưng nước thải và các phương pháp xử lý

 Đề xuất 2 phương án thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho Nhà máy Dệt

Tân Tiến, công suất 1200m 3 /ngày đêm, nước thải đầu ra đạt cột A – QCVN13:2015/BTNMT và đạt cột A quy chuẩn mới

- Phương án 1: Nước thải thải từ nhà máy → Song chắn rác → Mương

dẫn→ Bể thu gom → Lọc rác tinh →Bể điều hòa → Tháp giải nhiệt → Bể keo tụ - tạo bông → Bể lắng bùn hóa lý 1 → Bể Aerotank→ Bể lắng II →

Bể trung gian → Bể keo tụ - tạo bông → Bể lắng bùn hóa lý 2 → Bể trung gian → Bồn lọc áp lực → Bể khử trùng → Nguồn tiếp nhận

Xử lý bùn: Bơm bùn (Bể lắng bùn hóa lý 1 và 2, Bể lắng II) → Bể nén bùn

→ Máy ép bùn → Thu gom xử lý

- Phương án 1: Nước thải thải từ nhà máy → Song chắn rác → Mương

dẫn→ Bể thu gom → Lọc rác tinh →Bể điều hòa → Tháp giải nhiệt → Bể keo tụ - tạo bông → Bể lắng bùn hóa lý 1 → Mương Oxy hóa → Bể lắng II

→ Bể trung gian → Bể keo tụ - tạo bông → Bể lắng bùn hóa lý 2 → Bể trung gian → Bồn lọc áp lực → Bể khử trùng → Nguồn tiếp nhận

Xử lý bùn: Bơm bùn (Bể lắng bùn hóa lý 1 và 2, Bể lắng II) → Bể nén bùn

→ Máy ép bùn → Thu gom xử lý

 Tính toán công trình đơn vị của 2 phương án

 Tính toán chi phí của 2 phương án

 Thực hiện các bản vẽ kỹ thuật

 Kết luận và kiến nghị

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

2 MỤC TIÊU THIẾT KẾ 1

3 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 1

4 PHẠM VI VÀ GIỚI HẠN THỰC HIỆN THIẾT KẾ 2

5 NỘI DUNG THỰC HIỆN 2

6 PHƯƠNG PHÁP TỔ CHỨC THỰC HIỆN 2

7 Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA LUẬN VĂN 2

8 CẤU TRÚC LUẬN VĂN 3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH DỆT NHUỘM 4

1.1 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH DỆT NHUỘM 4

1.1.1 Tổng quan về dệt nhuộm 4

1.1.2 Tổng quan về qui trình công nghệ của các nhà máy dệt nhuộm 4

1.1.3 Các loại nguyên liệu dùng cho ngành dệt nhuộm 7

1.1.4 Tổng quan về thuốc nhuộm 7

1.1.5 Phân loại 8

1.1.6 Phạm vi sử dụng thuốc nhuộm 10

1.1.7 Mức độ gắn màu của các loại thuốc nhuộm 10

1.1.8 Công đoạn in hoa 11

1.1.9 Các công đoạn sau in hoa 12

1.2 NGUỒN GỐC CỦA NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM 12

1.2.1 Khả năng gây ô nhiễm 12

1.2.2 Các chất thải phát sinh trong quá trình sản xuất của ngành dệt nhuộm 13

1.2.3 Thành phần và đặc tính của nước thải dệt nhuộm 14

1.2.4 Ảnh hưởng của các chất gây ô nhiễm trong nước thải dệt nhuộm đến nguồn tiếp nhận 15 1.2.5 Các biện pháp ngăn ngừa, giảm thiểu ô nhiễm nước thải ngành dệt nhuộm 16

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM 17

2.1 TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY 17

2.1.1 Một số thông tin về nhà máy 17

2.1.2 Quy trình công nghệ sản xuất 19

2.2 CÁC THÀNH PHẦN GÂY Ô NHIỄM NGUỒN NƯỚC TỪ QUÁ TRÌNH DỆT NHUỘM 21 2.2.1 Nước thải từ công đoạn giặt 21

2.2.2 Nước thải từ công đoạn nhuộm 21

2.2.3 Nước thải vệ sinh máy móc thiết bị 22

2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM 22

2.3.1 Xử lí sơ bộ 23

2.3.2 Xử lí nhiệt độ trong nước thải dệt nhuộm 25

2.3.3 Xử lí COD, BOD trong nước thải dệt nhuộm 27

2.3.4 Xử lí chất rắn lơ lửng trong nước thải dệt nhuộm 32

2.3.5 Xử lí độ màu trong nước thải dệt nhuộm 32

2.3.6 Một số sơ đồ công nghệ xử lí nước thải dệt nhuộm đang được áp dụng tại Việt Nam 33

2.3.7 Lựa chọn công nghệ xử lý 37

CHƯƠNG 3 PHÂN TÍCH VÀ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÍ 39

3.1 CƠ SỞ ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÍ 39

3.1.1 Nguyên tắc lựa chọn công nghệ xử lí 39

3.1.2 Nguồn gốc phát sinh nước thải 39

3.1.3 Thành phần nước thải 39

3.2 ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ 41

3.2.1 Đề xuất phương án xử lí cho Nhà máy Dệt Tân tiến 41

3.2.2 Triển khai chi tiết công nghệ 43

3.3 TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ PHƯƠNG ÁN 1 50

3.3.1 Lưu lượng tính toán 50

3.3.2 Đường ống dẫn nước thải từ nhà máy 50

3.3.3 Lọc rác thô (chọn song chắn rác) 51

3.3.4 Bể thu gom 55

3.3.5 Lọc rác tinh 57

3.3.6 Bể điều hòa 58

3.3.7 Tháp giải nhiệt 64

3.3.8 Bể trộn (keo tụ) 66

3.3.9 Bể phản ứng (tạo bông) 69

3.3.10 Bể lắng bùn hóa lý (lắng đứng) 73

3.3.11 AEROTANK 77

3.3.12 Bể lắng bùn sinh học 86

3.3.13 Bể trung gian 89

3.3.14 Bồn lọc áp lực 90

3.3.15 Bể khử trùng 105

3.3.16 Bể chứa bùn 108

3.3.17 Máy ép bùn 109

3.4 TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ PHƯƠNG ÁN 2 111

3.4.1 Sơ đồ công nghệ 111

3.4.2 Các công nghệ được sử dụng lại từ phương án 1 112

3.4.3 Tính toán các công nghệ phương án 2 115

CHƯƠNG 4 DỰ TÍNH CÁC LOẠI CHI PHÍ 127

4.1 CHI PHÍ XÂY DỰNG VÀ VẬN HÀNH PHƯƠNG ÁN 1 127

4.2 CHI PHÍ XÂY DỰNG VÀ VẬN HÀNH PHƯƠNG ÁN 2 132

CHƯƠNG 5 VẬN HÀNH HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI 137

5.1 Giai đoạn khởi động 137

5.2 Quy trình vận hành thử nghiệm 139

5.3 Sự cố và biện pháp khắc phục 140

5.4 Những sự cố hư hỏng thường gặp 141

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1 1 Một số loại thuốc nhuộm thường gặp 10

Bảng 1 2 Tỉ lệ màu không gắn vào sợi 11

Bảng 1 3 Các loại hồ in 11

Bảng 1 4 Sự phân phối nước trong nhà máy dệt nhuộm 12

Bảng 1 5 Lượng nước thải tính cho một đơn vị sản phẩm của một số mặt hàng 13

Bảng 1 6 Dòng thải và chất ô nhiễm cần quan tâm trong nước thải ngành dệt 14

Bảng 1 7 Chất gây ô nhiễm và đặc tính của nước thải ngành dệt nhuộm 15

Bảng 1 8 Nồng độ của một số chất ô nhiễm trong nước thải dệt nhuộm 15

Bảng 2 1 Thành phần tính chất nước thải từ quá trình giặt 21

Bảng 2 2 Thành phần tính chất nước thải nhuộm 22

Bảng 3 1 Thành phần và tính chất nước thải đầu vào và yêu cầu đầu ra của Nhà máy Dệt Tân Tiến 40

Bảng 3 2 Dự toán xử lí qua từng công trình đơn vị phương án 1 46

Bảng 3 3 Dự toán xử lí qua từng công trình đơn vị phương án 2 49

Bảng 3 4 Cấu tạo và chức năng song chắn rác 52

Bảng 3 5 Thông số tính toán song chắn rác 55

Bảng 3 6 Bảng cấu tạo và chức năng bể thu gom 56

Bảng 3 7 Thông số tính toán hố thu gom 57

Bảng 3 8 Cấu tạo và chức năng của Bể điều hòa 59

Bảng 3 9 Các dạng khuấy trộn ở bể điều hòa 60

Bảng 3 10 Thông số thiết kế bể điều hòa 64

Bảng 3 11 Các thông số thiết kế bể keo tụ 69

Bảng 3 12 Bảng năng lượng và công suất của ngăn 2 và 3 71

Bảng 3 13 Các thông số thiết kế bể tạo bông 72

Bảng 3 14 Bảng thông số thiết kế bể lắng 1 77

Bảng 3 15 Các thông số thiết kế sử dụng tính bể Aerotank 78

Bảng 3 16 Thông số thiết kế bể Aerotank 85

Bảng 3 17 Thông số thiết kế bể lắng sinh học 88

Bảng 3 18 Thông số thiết kế bể trung gian 90

Bảng 3 19 Cỡ hạt và chiều dày lớp đỡ 91

Bảng 3 20 Độ nở tương đối của vật liệu lọc và cường độ rửa lọc( theo bảng 6.13 TCVN 33:2006) 92

Bảng 3 21 Độ đặc của cặn (nguồn Đặng Xuân Lai, Cấp thoát nước tập 2) 94

Bảng 3 22 Thể tích cặn chiếm chỗ trong lỗ rộng vật liệu lọc (nguồn cấp nước, Trịnh Xuân Lai, tập 2) 95

Bảng 3 23 Lượng nước rửa lọc 96

Bảng 3 24 Bảng thông số phụ thuộc vào kích thước hạt 98

Bảng 3 25 Bảng hệ số tổn thất áp lực qua cút 90°, T, khóa 98

Bảng 3 26 Các thông số của thép 100

Bảng 3 27 Thông số chân đỡ 105

Bảng 3 28 Thông số thiết kế bồn lọc áp lực 105

Bảng 3 29 Liều lượng hóa chất chất khử trùng 106

Bảng 3 30 Thông số thiết kế bể khử trùng 108

Bảng 3 31 Thông số thiết kế bể chứa bùn 108

Bảng 3 32 Thông số tính toán song chắn rác 112

Bảng 3 33 Thông số tính toán hố thu gom 112

Bảng 3 34 Thông số của máy lọc rác tinh 112

Bảng 3 35 Thông số thiết kế bể điều hòa 112

Bảng 3 36 Thông số của tháp giải nhiệt 113

Bảng 3 37 Các thông số thiết kế bể keo tụ 113

Bảng 3 38 Các thông số thiết kế bể tạo bông 113

Bảng 3 39 Bảng thông số thiết kế bể lắng 1 114

Bảng 3 40 Thông số thiết kế bồn lọc áp lực 114

Bảng 3 41 Thông số thiết kế bể khử trùng 114

Bảng 3 42 Thông số đầu vào mương oxy hóa 115

Bảng 3 43 Thông số động học cho vi khuẩn Nitrat hóa 115

Bảng 3 44 Thông số động học cho vi khuẩn tự dưỡng 116

Bảng 3 45 Các thông số động học cho vi khuẩn khử Nitrat 117

Bảng 3 46 Thông số thiết kế mương oxy hóa 121

Bảng 3 47 Thông số thiết kế bể lắng sinh học 124

Bảng 3 48 Thông số thiết kế bể chứa bùn 125

Bảng 4 1 Số khối BTCT cần để xây dựng các bể phương án 1 127

Bảng 4 2 Bảng chi phí thiết bị phương án 1 127

Bảng 4 3 Chi phí hệ thống điều khiển phương án 1 129

Bảng 4 4 Chi phí nuôi cấy vi sinh và vận hành thử nghiệm phương án 1 130

Bảng 4 5 Các chi phí xây dựng khác phương án 1 130

Bảng 4 6 Chi phí vận hành hàng tháng phương án 1 131

Bảng 4 7 Số khối BTCT cần để xây dựng phương án 2 132

Bảng 4 8 Chi phí thiết bị phương án 2 132

Bảng 4 9 Chi phí hệ thống điều khiển phương án 2 134

Bảng 4 10 Chi phí nuôi cấy vi sinh và vận hành thử nghiệm phương án 2 135

Bảng 4 11 Các chi phí xây dựng khác phương án 2 135

Bảng 4 12 Chi phí vận hành hàng tháng phương án 2 136

DANH MỤC HÌNH

Hình 1 1 Quy trình công nghệ của nhà máy 5

Hình 2 1 Nhà máy Dệt Tân Tiến 18

Hình 2 2 Vị trí Nhà Máy Dệt Tân Tiến 18

Hình 2 3 Quy trình công nghệ sản xuất của Nhà máy Dệt Tân Tiến 19

Hình 2 4 Ảnh minh họa song chắn rác 23

Hình 2 5 Lược rác tinh 24

Hình 2 6 Tháp giải nhiệt 26

Hình 2 7 Ảnh minh họa bể Aerotank 31

Hình 2 8 Cụm bể keo tụ tạo bông kết hợp lắng 32

Hình 2 9 Sơ đồ công nghệ xử lí nước thải dệt nhuộm Công ty Vioner - Nha Trang 34

Hình 2 10 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm Công ty Vĩnh Phương 35

Hình 2 11 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm Hòa Bình Xanh 36

Hình 2 12 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải dệt Sigma – Long An 37

Hình 3 1 Sơ đồ công nghệ tổng quát 2 phương án xử lí nước thải 42

Hình 3 2 Sơ đồ công nghệ chi tiết phương án 1 cho Nhà máy Dệt Tân Tiến 43

Hình 3 3 Sơ đồ công nghệ chi tiết phương án 2 cho Nhà máy Dệt Tân Tiến 47

Hình 3 4 Hệ thống xử lý sơ bộ 50

Hình 3 5 Cấu tạo song chắn rác 52

Hình 3 6 Máy lọc rác tinh Slittech 58

Hình 3 7 Cấu tạo bể điều hòa 58

Hình 3 8 Tháp giải nhiệt Vista 65

Hình 3 9 Bùn tuần hoàn của bể 80

Hình 3 10 Sơ đồ công nghệ chi tiết phương án 2 cho Nhà máy Dệt Tân Tiến 111

Hình 3 11 Thông số của các loại Brush Rotor 119

Hình 3 12 Cấu tạo của một Brush Rotor 119

MỞ ĐẦU

1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Ngành công nghệ dệt may hiểu đơn giản là ngành liên quan đến lĩnh vực thiết kế nhằm đáp những ứng nhu cầu về thời trang, may mặc của con người Ngành dệt may được coi là một trong những ngành đóng vai trò chủ đạo trong sản xuất hàng tiêu dùng, thông qua những công đoạn liên quan đến việc làm vải và thiết kế sản phẩm

và may hoàn thiện để đưa đến người tiêu dùng Có thể nói, ngành dệt may có một tầm quan trọng rất lớn trong việc đảm bảo các nhu cầu đời thường của con người, còn là ngành đem lại thặng dư xuất khẩu cho nền kinh tế, tăng phúc lợi xã hội và góp phần giải quyết tình trạng thất nghiệp nói chung

Hiện tại ở nước ta có rất nhiều nhà máy chuyên về ngành dệt may, một trong số đó

có Nhà máy Dệt Tân Tiến thuộc tập đoàn KHATOCO, thành phố Nha Trang, tỉnh Khánh Hòa Đây là đơn vị có hơn 25 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực sản xuất hàng may mặc với 4 chuyền may

Song song với việc phát triển sản xuất, môi trường cũng là một vấn đề rất đáng quan tâm Do được đầu tư thêm vào sản xuất, lượng chất thải rắn, nước thải và khí thải của các nhà máy và công ty cũng tăng theo nên việc đầu tư vào các công nghệ xử lí chất thải cũng rất quan trọng

Chính vì những yêu cầu hết sức cấp thiết đó nên trong đồ án này sẽ đề xuất thực hiện

đề tài “Thiết kế công trình xử lí nước thải cho Nhà máy Dệt Tân Tiến công suất 1200

3 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

o Thành phần và tính chất nước thải ngành dệt nhuộm

o Công nghệ xử lí nước thải ngành dệt nhuộm

o Đối tượng xả thải (Nhà máy Dệt Tân Tiến)

4 PHẠM VI VÀ GIỚI HẠN THỰC HIỆN THIẾT KẾ

Đề tài được giới hạn trong việc tính toán và thiết kế công trình xử lí nước thải cho Nhà máy Dệt Tân Tiến với công suất nước thải là 1200m3/ngày đêm

5 NỘI DUNG THỰC HIỆN

o Thu thập thông tin về ngành dệt may và Nhà máy Dệt Tân Tiến

o Tìm hiểu thành phần, đặc điểm nước thải và QCVN ngành dệt may

o Tìm hiểu công nghệ xử lí nước thải ngành dệt may

o Đề xuất các phương án công nghệ xử lí cho Nhà máy Dệt Tân Tiến

o Tính toán thiết kế công nghệ và khái toán chi phí

o Vẽ công nghệ đề xuất áp dụng

6 PHƯƠNG PHÁP TỔ CHỨC THỰC HIỆN

o Thu thập thông tin, số liệu: Về thành phần tính chất nước thải; quy định, tiêu chuẩn về nước thải sau xử lí; công nghệ xử lí nước thải y tế đang được áp dụng hiện nay

o So sánh: Thành phần tính chất nước thải với QCVN do BTNMT đề ra

o Hồi cứu: Chuẩn đoán các vần đề cần giải quyết thông qua kinh nghiệm, tư liệu, dấu hiệu, kết quả xét nghiệm và thăm dò…

o Toán học: Tính toán các công trình xử lí dựa trên kiến thức đã có, trên các nguồn tài liệu chính thống

o Kinh tế: Thống kê, tính toán chi phí cần thiết để xây dựng các công trình xử lí trên

o Đồ họa: Dựng mô hình công nghệ xử lí thông qua các phần mềm chuyên dụng như AutoCAD và REVIT

7 Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA LUẬN VĂN

Ý nghĩa khoa học: Tìm hiểu, vận dụng kiến thức đã học về chuyên ngành môi

trường để thiết kế hệ thống xử lí nước thải dệt nhuộm vừa đảm bảo bảo vệ môi trường vừa đảm bảo tính kinh tế

Ý nghĩa thực tiễn:

o Trạm xử lí nước thải góp phần xử lí và loại bỏ những thành phần độc hại trong nước thải xuống dưới mức giới hạn cho phép đạt QCVN 13:2015/BTNMT cột A khi thải ra nguồn tiếp nhận

o Hạn chế ô nhiễm, góp phần bảo vệ môi trường

o Từ quá trình thiết kế, bản thân người thiết kế sẽ học hỏi được nhiều kiến thức

và kinh nghiệm

8 CẤU TRÚC LUẬN VĂN

o Mở đầu

o Chương 1: Tổng quan về ngành dệt nhuộm

o Chương 2: Tổng quan về nhà máy và phương pháp xử lí nước thải

o Chương 3: Đề xuất và thiết kế công nghệ xử lí

o Chương 4: Tính toán chi phí

o Chương 5: Vận hành và bảo dưỡng

o Kết luận và kiến nghị

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH DỆT NHUỘM

1.1 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH DỆT NHUỘM

1.1.1 Tổng quan về dệt nhuộm

Ngành dệt là ngành công nghiệp có dây chuyền công nghệ phức tạp, áp dụng nhiều loại hình công nghệ khác nhau Đồng thời trong quá trình sản xuất sử dụng các nguồn nguyên liệu, hoá chất khác nhau và cũng sản xuất ra nhiều mặt hàng có mẫu

mã, màu sắc, chủng loại khác nhau Nguyên liệu chủ yếu là sơ bông, sơ nhân tạo để sản xuất các loại vải cotton và vải pha Ngoài ra còn sử dụng các nguyên liệu như lông thú, đay gai, tơ tằm để sản xuất các mặt hàng tương ứng

Bên cạnh những đóng góp to lớn vào sự phát triển kinh tế của đất nước thì hoạt động sản xuất của ngành dệt may cũng mang lại không ít những tác động tiêu cực đến môi trường sinh thái

Hoạt động sản xuất của ngành dệt may bao gồm nhiều công đoạn, từ phát triển nguồn nguyên liệu (trồng cây nguyên liệu, sản xuất bông xơ) cho tới kéo sợi, dệt vải, nhuộm hoàn tất, may và tiêu thụ sản phẩm Tùy thuộc vào đặc thù của từng công đoạn sản xuất mà phát sinh ra nhiều dạng ô nhiễm như: bụi, tiếng ổn, nhiệt dư, chất thải rắn, khí thải và nước thải… Những đặc trưng của loại nước thải này có pH, nhiệt

độ, COD cao và độ màu tương đối cao Vấn đề môi trường mà ngành dệt may Việt Nam đang gặp nhiều khó khăn đó chính là nước thải

1.1.2 Tổng quan về qui trình công nghệ của các nhà máy dệt nhuộm

Thuyết minh quy trình công nghệ dệt nhuộm:

o Chuẩn bị nguyên liệu: Đánh tung, trộn đều để loại bỏ các tạp chất tự nhiên

như bụi, đất, cỏ rác Sau đó nguyên liệu sẽ được là sạch và thu được dưới dạng các tậm bông phẳng

o Kéo sợi, chải, ghép, đánh: Các sợi bông sẽ được chải thành các sợi song song

sau đó được kéo thành các sợi thô xoắn để giảm kích thước và tăng độ bền

o Hồ sợi: Đối với sợi bông sử dụng hồ tinh bột và tinh bột biến tính, đối sợi

nhân tạo sử dụng PVA (Polyvinylancol), Polyacrylat Mục đích của quá trình này là tạo màng hồ bao quanh sợi, tăng độ bền, độ bôi trơn và độ bông của sợi

để tiến hành dệt

o Dệt vải: Kết hợp các sợi ngang và sợi dọc để hình thành các tấm vải

o Giũ hồ: Sử dụng axit (dung dịch axit sunfuric 0,5%) hoặc enzyme amilaza

(1% enzyme, muối và các chất ngấm) để tách phần hồ còn lại trên tấm vải Vải sau khi giũ hồ được giặt bằng nước, xà phòng, xút, chất ngấm rồi đưa sang nấu tẩy

o Nấu vải: Loại trừ thành phần hồ còn lại và các tạp chất thiên nhiên còn bám

vào sợi và tách dầu mỡ Sau khi nấu, vải có độ mao dẫn, khả năng thấm nước, hấp thụ hóa chất, thuốc nhuộm cao hơn, vải mềm mại và đẹp hơn Vải được nấu trong dung dịch kiềm và các chất giặt tẩy ở áp suất cao (2-3at) và ở nhiệt

độ cao (120oC – 130oC) Sau đó vải được giặt nhiều lần

o Tẩy trắng: Làm cho vải sạch màu, sạch các vết dầu mỡ và làm cho vải đạt độ

trắng đúng theo tiêu chuẩn đặt ra Chất tẩy trắng thường dùng NaClO, NaClO2, H2O2 cùng các hóa chất phụ trợ khác để tạo môi trường Nếu sử dụng H2O2 tuy giá thành sản phẩm cao hơn nhưng không ảnh hưởng tới môi trường sinh thái Nước thải chủ yếu chứa kiềm dư và các chất hoạt động bề mặt Nếu sử dụng các chất tẩy chứa Clo giá thành thấp hơn nhưng tạo ra hàm lượng AOX (hợp chất halogen hữu cơ dễ hấp phụ) trong nước thải Các chất này có khả năng gây ung thư và ảnh hường tới môi trường sinh thái

o Làm bóng vải: Mục đích làm cho sợi cotton trương nở, làm tăng kích thước

các mao quản giữa các phần tử làm cho xơ sợi trở nên xốp hơn, dễ thấm nước hơn, bóng hơn, tăng khả năng bắt màu thuốc nhuộm Làm bóng vải thông thường bằng dung dịch kiềm dung dịch NaOH có nồng độ từ 280 đến 300g /l,

ở nhiệt độ thấp 10 - 20oC Sau đó vải được giặt nhiều lần Đối với vải nhân tạo không cần làm bóng

o Nhuộm vải: Đây là công đoạn phức tạp, sử dụng nhiều loại thuốc nhuộm và

hóa chất để tạo màu sắc khác nhau cho cvair Thuốc nhuộm có nhiều loại như: trực tiếp, hoàn nguyên, lưu huỳnh, hoạt tính… tồn tại ở dạng tan hay phân tán trong dung dịch

o In hoa: là tạo ra các vân hoa có một hoặc nhiều màu trên nền vải trắng hoặc

vải màu, hồ in là một hỗn hợp gồm các loại thuốc nhuộm ở dạng hòa tan hay pigment dung môi Các lớp thuốc nhuộm cùng cho in như pigment, hoạt tính,

hoàn nguyên, azo không tan và indigozol Hồ in có nhiều loại như hồ tinh bột, dextrin, hồ alginat natri, hồ nhũ tương hay hồ nhũ hóa tổng hợp Sau nhuộm

và in, vải được giặt lạnh nhiều lần Phần thuốc nhuộm không gắn vào vải và các hóa chất sẽ đi vào nước thải

o Hoàn tất, văng khô, cán láng: mục đích ổn định kích thước của vải và ổn định

nhiệt Trong đó sử dụng một số hóa chất chống nhàu, chất làm mềm và các hóa chất như metyic, axitaxetic, focmandehit

1.1.3 Các loại nguyên liệu dùng cho ngành dệt nhuộm

Nguyên liệu cho các nhà máy dệt nhuộm chủ yếu là các loại sợi tự nhiên (sợi Cotton, sợi tổng hợp (sợi Polyester), và sợi pha, trong đó:

o Sợi Cotton (Co): được kéo từ sợi bông vải có đặt tính hút ẩm cao, xốp, bền

trong môi trường kiềm, phân huỷ trong môi trường axit Vải dệt từ loại sợi này thích hợp cho khí hậu nóng mùa hè Tuy nhiên sợi còn lẫn nhiều loại tạp chất như sáp, mày lông và dễ nhăn

o Sợi tổng hợp (PE): là sợi hoá học dạng cao phân tử được tạo thành từ quá

trình tổng hợp các chất hữu cơ Nó có đặt tính là hút ẩm kém, cứng, bền ở trạng thái ướt

o Sợi pha (sợi Polyester kết hợp với sợi cotton): sợi pha này khi tạo thành sẽ

khắc phục được những nhược điểm của sợi tổng hợp và sợi tự nhiên

1.1.4 Tổng quan về thuốc nhuộm

Tùy theo cấu tạo, tính chất và phạm vi sử dụng của thuốc nhuộm mà người ta chia chúng thành các nhóm, họ, loại và lớp khác nhau Thuốc nhuộm được dùng chủ yếu

để nhuộm vật liệu dệt từ thiên nhiên (bông, len, tơ tằm ) sợi nhân tạo và sợi tổng hợp Ngoài ra chúng còn được dùng để nhuộm cao su, chất dẻo, chất béo, sáp, xà phòng, chế tạo mực in, vật liệu làm ảnh màu, chất tăng và làm giảm độ nhạy với ánh sáng

Để nhuộm các loại vật liệu dệt ưa nước người ta thường dùng những lớp thuốc nhuộm hoà tan trong nước, chúng khuếch tán và gắn màu vào xơ sợi nhờ các lực liên kết hoá lý, liên kết ion hoặc liên kết đồng hoá trị Để nhuộm các loại vật liệu ghét nước và nhiệt dẻo người ta dùng các loại thuốc nhuộm không tan trong nước, sản xuất ở dạng bột mịn phân tán cao gọi là thuốc nhuộm phân tán, nó bắt màu vào xơ sợi theo cơ chế hoà tan hoặc phân bố sâu trong mao quản của xơ

1.1.5 Phân loại

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

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

Thuốc nhuộm thiazon: có vòng thiazon thường được tạo thành từ hai nhóm phenylbenzo 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

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

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 Van der Waals

Thuốc nhuộm hoạt tính: Trong nguyên tử của chúng có chứa các nhóm nguyên tử có

thể thực hiện mối liên kết hoá trị với vật liệu trong quá trình nhuộm nhờ vậy chúng

có độ bền màu cao trong quá trình xử lí ướt, ma sát, nhiệt và ánh sáng mặt trời Thuốc nhuộm hoạt tính sử dụng khá phổ biến cho các vật liệu xenlulo, tơ tằm, len,

xơ polyamit

Thuốc nhuộm phân tán: Chúng có độ hoà tan rất thấp trong nước và phải sử dụng ở

dạng huyền phù hay phân tán với kích thước hạt trong khoảng 0,2 – 2 m dùng cho các xơ polyamit, polyeste, polyacrylonitrin, polyvinylic và các xơ tổng hợp khác

Thuốc nhuộm trực tiếp: Là thuốc nhuộm có khả năng tự bắt màu vào một số vật liệu

như xơ xenlulô, giấy, tơ tằm, da một cách trực tiếp nhờ các lực hấp phụ trong môi trường trung tính hoặc kiềm

Thuốc nhuộm axit: Chúng bắt màu vào xơ trong môi trường axit

Thuốc nhuộm bazơ – cation:các muối clorua, ôxalat hoặc muối kép của bazơ hữu cơ Thuốc nhuộm hoàn nguyên: hợp chất hữu cơ không hoà tan trong nước, một số dung

môi hữu cơ chứa nhóm xeton trong phân tử và có dạng tổng quát là R-C=O

Thuốc nhuộm lưu huỳnh: hợp chất màu không tan trong nước, một số dung môi hữu

cơ nhưng tan trong dung dịch kiềm

Thuốc nhuộm pigment: không tan trong nước, có độ bền màu cao với ánh sáng và

nhiệt độ cao, màu thuần sắc, tươi

Bảng 1 1 Một số loại thuốc nhuộm thường gặp

Tên gọi loại thuốc nhuộm

Tên gọi thông phẩm thường gặp

Thuốc nhuộm

(tiếng Việt)

Dyes (tiếng Anh)

Hoàn nguyên không tan

Hoàn nguyên tan

Direct Acid Basic Reactive Sulphur Disperse Pitment Vat dyes Indigosol

Dipheryl, sirius, pirazol, chloramin… Eriosin, irganol, carbolan, …

Malachite, auramine, rhodamine, … Procion, cibaron, …

Thionol, pyrogene, immedia, … Foron, easman, synten, … Oritex, poloprint, acronym, … Indanthrene, caledon, durindone, … Solazol, cubosol, anthrasol, …

Nguồn: Giáo trình “Mực màu hoá chất – kỹ thuật in lưới”

1.1.6 Phạm vi sử dụng thuốc nhuộm

Thuốc nhuộm trong dịch nhuộm có thể ở dạng hòa tan hay phân tán; và mỗi loại thuốc nhuộm khác nhau sẽ thích hợp cho từng loại vải khác nhau Để nhuộm vải từ những nguyên liệu ưa nước, người ta dùng thuốc nhuộm hòa tan trong nước Các loại thuốc nhuộm này sẽ khuếch tán và gắn màng vào xơ sợi nhờ các lực liên kết hoá lí (thuốc nhuộm trực tiếp), liên kết ion (thuốc nhuộm axit, bazơ), liên kết đồng hoá trị (thuốc nhuộm hoạt tính) Còn để nhuộm vải từ những nguyên liệu sợi kị nước như sợi tổng hợp thì người ta thường dùng thuốc nhuộm không tan trong nước (thuốc nhuộm phân tán) Đối với các loại vải dệt từ sợi pha thì có thể chia làm hai lần, mỗi lần nhuộm một thành phần hay nhuộm một lần cho cả hai thành phần

1.1.7 Mức độ gắn màu của các loại thuốc nhuộm

Khi nhuộm vải thì quá trình nhuộm vải xảy ra theo bốn bước:

o Bước 1: Di chuyển các phân tử thuốc nhuộm đến bề mặt sợi

o Bước 2: Gắn màu vào bề mặt sợi

o Bước 3: Khuếch tán màu vào trong sợi, quá trình này xảy ra chậm hơn so với quá trình trên

o Bước 4: Cố định màu vào sợi

Tỷ lệ gắn màu vào sợi nằm trong khoảng 50 – 98%, phần còn lại sẽ đi vào nước thải

Bảng 1 2 Tỉ lệ màu không gắn vào sợi

STT Thuốc nhuộm Phần màu không gắn vào sợi (%)

1.1.8 Công đoạn in hoa

In hoa là tạo ra các vân hoa có một hoặc nhiều màu trên nền vải trắng hoặc vải màu bằng hồ in

Hồ in là một loại hỗn hợp các loại thuốc nhuộm ở dạng hoà tan hay pigment dung môi Các loại thuốc nhuộm dùng cho in hoa như pigment, hoạt tính, hoàn nuyên, azo không tan và indigozol Hồ in có nhiều loại như hồ tinh bột, dextrin, hồ liganit natri,

hồ nhũ tương hay hồ nhũ hoá tổng hợp

1.1.9 Các công đoạn sau in hoa

Cạo ôn

Sau khi in, vải được cạo ôn để cầm màu:

Thuốc hoạt tính: 150oC trong 5 phút

Thuốc pigment: 140oC – 150oC trong 3 phút

Thuốc nhuộm phân tán: 215oC

Giặt

Sau khi nhuộm và in vải được giặt nóng và lạnh nhiều lần để loại bỏ tạp chất hay thuốc nhuộm, in dư trên vải

Đối với thuốc nhuộm hoạt tính: 4 lần

Đối với thuốc nhuộm pigment: 2 lần

Đối với thuốc nhuộm phân tán: 2 lần

1.2 NGUỒN GỐC CỦA NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM

1.2.1 Khả năng gây ô nhiễm

Công nghệ dệt nhuộm là sử dụng nước khá lớn: từ 12 đến 65 lít nước cho 1m vải thải

ra từ 10 – 40 lít nước thải

Bảng 1 4 Sự phân phối nước trong nhà máy dệt nhuộm

3 Nước làm mát và xử lí bụi trong thiết bị dệt nhuộm 7,8%

4 Nước cho các quá trình chính trong xí nghiệp dệt nhuộm 72,3%

Qua đó cho thấy lượng nước phát sinh từ các nhà máy dệt nhuộm là rất lớn và ứng với mỗi công đoạn khác nhau trong quá trình dệt nhuộm sẽ có lưu lượng nước thải và nồng độ các chất ô nhiễm khác nhau Lượng nước thải tính cho một đơn vị sản phẩm của một số mặt hàng như sau:

Bảng 1 5 Lượng nước thải tính cho một đơn vị sản phẩm của một số mặt hàng

Lượng nước thải tính cho một đơn vị sản

phẩm, ( m 3 /1 tấn vải)

4 Hàng vải bông in hoa dệt thoi (65 – 280

1.2.2 Các chất thải phát sinh trong quá trình sản xuất của ngành dệt nhuộm

Nguồn nước thải phát sinh trong công nghệ dệt nhuộm là từ các công đoạn hồ sợi, giũ hồ, nấu tẩy, nhuộm và hoàn tất

Các tạp chất tách ra từ vải sợi như: dầu mỡ, các tạp chất chứa Nitơ, các chất bụi bẩn dính vào sợi (chiếm 6% khối lượng xơ)

Hóa chất sử dụng: hồ tinh bột, H2SO4, CH3COOH, NaOH, NaOCl, H2O2, Na2CO3 ,

Na2SO3,…các loại thuốc nhuộm, các chất trơ, chất ngấm, chất cầm màu, chất tẩy giặt

Bảng 1 6 Dòng thải và chất ô nhiễm cần quan tâm trong nước thải ngành dệt Công đoạn Hóa chất sử dụng Chất ô nhiễm cần quan tâm

Giũ hồ

Nước dùng để tách chất hồ sợi khỏi

Hồ in, chất khử bọt có trong vải Dầu khoáng

Nấu tẩy

Nước dùng để nấu Lượng nước thải lớn, có BOD, COD,

nhiệt độ cao, kiềm tính

Tác nhân chelat hóa (chất tạo phức) chất ổn định, chất điều chỉnh pH, chất mang

Photpho, kim loại nặng

Tác nhân tẩy trắng hypoclorit AOX

Nhuộm

Nước dùng để nhuộm, giặt Lượng nước thải lớn có màu, BOD,

COD, nhiệt độ cao Nhuộm với các thuốc nhuộm hoạt

tính, hoàn nguyên và sunfua, kiềm bóng, nấu, tẩy trắng

pH kiềm tính

Nhuộm với thuốc nhuộm bazo, phân

Thuốc nhuộm, chất mang, tẩy trắng bằng Clo, chất bảo quản, chất chống mối mọt, Clo hóa len

AOX

Các thuốc nhuộm phức chất kim loại

Các chất giặt, tẩy dầu mỡ, chất mang, tẩy trắng bằng Clo Hydrocarbon chứa Halogen Các thuốc nhuộm hoạt tính và sunfua Màu

In hoa Dòng thải từ công đoạn in hoa BOD, COD, TSS, đồng, nhiệt độ, pH,

thể tích nước

Hoàn tất

Dòng thải từ các công đoạn xử lí nhằm tạo ra các tính năng mong muốn cho thành phẩm

BOD, COD, TSS

Nguồn: Tài liệu sản xuất sạch hơn ngành dệt nhuộm, Bộ Công Thương

1.2.3 Thành phần và đặc tính của nước thải dệt nhuộm

Ô nhiễm chất hữu cơ được đặc trưng chủ yếu bởi trị số COD và BOD Tỷ lệ COD/BOD một mặt thể hiện đặc trưng ô nhiễm hữu cơ của nước thải dệt nhuộm, đồng thời thể hiện tính khả thi của công nghệ vi sinh trong giai đoạn xử lí sau này Đặc trưng thứ hai là ô nhiễm kim loại nặng chủ yếu do sử dụng hoá chất tẩy và thuốc nhuộm dưới dạng các hợp chất kim loại Một trong những nguồn ô nhiễm kim loại là

pigment, mà hiện nay sử dụng phổ biến các pigment hầu hết có gốc là các hợp chất

cơ kim dạng halogen hoá

Độ dẫn điện cao hay tổng chất rắn hoà tan cao (TDS) cũng là đặc trưng nước thải dệt nhuộm do sử dụng các muối tan khá lớn, ví dụ Na2SO4, NaCl Đặc trưng nhất là nhuộm và in là độ màu Ô nhiễm màu phụ thuộc vào mức độ gắn màu giữa thuốc nhuộm và sợi

Bảng 1 7 Chất gây ô nhiễm và đặc tính của nước thải ngành dệt nhuộm

STT Công đoạn Chất ô nhiễm trong nước thải Đặt tính của nước thải

3 Tẩy trắng Hypoclorit, các hợp chất chứa: Clo,

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

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

1% BOD tổng)

5 Nhuộm Các loại thuốc nhuộm, axit axetic,

các muối kim loại,…

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

6 In Chất màu, tinh bột, dầu muối, kim

7 Hoàn tất Vết tinh bột, mỡ động vật, muối,… Kiềm nhẹ, BOD thấp…

Nguồn: Nguyễn Đức Lượng, công nghệ xử lí nước thải, NXB Đại Học Quốc Gia

Muối trung tính làm tăng hàm lượng tổng rắn Lượng thải lớn gây tác hại lên đời sống thủy sinh do làm tăng áp suất thẩm thấu, ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất của tế bào

Hồ tinh bột biến tính làm tăng BOD, COD của nguồn nước, gây tác hại đối với đời sống thủy sinh do làm giảm oxy hòa tan trong nước

Độ màu cao do lượng thuốc nhuộm đi vào nước thải gây màu cho dòng tiếp nhận, ảnh hưởng tới quá trình quang hợp của các loài thủy sinh, ảnh hưởng tới cảnh quan Các chất độc nặng như sunfit, kim loại nặng, các hợp chất halogen (AOX) có khả năng tích tụ trong cơ thể sinh vật với hàm lượng tăng dần theo chuỗi thức ăn trong hệ thống sinh thái nguồn nước, gây ra một số bệnh mãn tính đối với người và động vật Hàm lượng ô nhiêm các chất hữu cơ cao sẽ làm giảm oxy hòa tan trong nước ảnh hưởng tới sự sống của các loài thủy sinh

1.2.5 Các biện pháp ngăn ngừa, giảm thiểu ô nhiễm nước thải ngành dệt

nhuộm

Thường xuyên kiểm tra hệ thống cấp nước, tránh rò rỉ nước Sử dụng module tẩy, nhuộm giặt hợp lý Tuần hoàn, sử dụng lại các dòng nước giặt ít ô nhiễm và nước làm nguội Hạn chế sử dụng các hóa chất trợ, thuốc nhuộm ở dạng độc hay khó phân hủy sinh học

Giảm các chất gây ô nhiễm nước thải trong quá trình tẩy: để giảm lượng chất tẩy chứa Clo mà vẫn đảm bảo độ trắng của vải có thể kết hợp tẩy hai cấp: cấp 1 tẩy bằng NaOCl có bổ sung thêm NaOH, sau 10 đến 15 phút bổ sung thêm H2O2 và đun nóng

để thực hiện tẩy cấp 2 Bằng phương pháp này có thể giảm được 800/0 lượng Halogen hữu cơ Hay có thể thay thế NaOCl, NaOCl2 bằng peraxitaxêtic (CH3OOHCO) ít ô nhiễm hơn

Giảm ô nhiễm trong nước thải từ công đoạn làm bóng Thu hồi và sử dụng lại dung dịch hồ từ công đoạn hồ sợi và rủ hồ: trong quá trình hồ sợi, các loại hồ thường được dùng là tinh bột và tinh bột biến tính carboxymetyl cellulose (CMC), polyvinylalcol (PVA), polyacrylat galactomannan Các loại hồ này làm tăng COD của nước thải, trong đó có các loại CMC, PVA, polyacrylat là những chất khó phân hủy sinh học

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY VÀ CÁC PHƯƠNG

PHÁP XỬ LÍ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM

2.1 TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY

2.1.1 Một số thông tin về nhà máy

Nhà máy Dệt Tân Tiến được thành lập vào ngày 24 tháng 12 năm 1998 thuộc quyền

sở hữu của Tập đoàn KHATOCO Với nền tảng kinh doanh đa dạng bao gồm xử lí nước thải, phát triển cơ sở hạ tầng, xây dựng nhà máy và văn phòng, cho thuê nhà xưởng và phát triển khu dân cư

Đứng vững trên thị trường nội địa, KHATOCO từng bước vươn ra thị trường quốc tế

và đã có những quan hệ thượng mại, là bạn hàng đáng tin cậy của nhiều tập đoàn, công ty lớn thuộc các quốc gia: Singapore, Indonesia, Nhật Bản, Hà Lan, CHLB Đức, Hàn Quốc, Trung Quốc, Đài Loan,…

Xuất phát từ mục tiêu giải quyết việc làm cho số lao động trong quá trình cơ giới hóa, hiện đại hóa, ngành dệt may được đầu tư từ những năm 90 Ngày nay, Xí nghiệp May của tập đoàn KHATOCO ngoài sản xuất tại chỗ còn quản lý hệ thống vệ tinh trong và ngoài tỉnh Khánh Hòa được KHATOCO đầu tư, với năng lực sản xuất hàng năm khoảng 2 triệu sản phẩm hàng may mặc sẵn, đảm bảo thỏa mãn nhu cầu tiêu dùng đa dạng trên cả nước và tham gia xuất khẩu

Xí nghiệp May KHATOCO là đơn vị có hơn 25 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực sản xuất hàng may mặc Nhà máy đặt tại Cụm Công nghiệp KHATOCO với 4 chuyền may và hơn 1000 công nhân

Hình 2 1 Nhà máy Dệt Tân Tiến

Ngành nghề kinh doanh của nhà máy:

o Nhuộm quần áo, Nhuộm (vải, sợi, xơ,…)

Thông tin liên hệ của nhà máy:

o Địa chỉ nhà máy: Đường Lê Hồng Phong, Phước Long, thành phố Nha Trang

Hình 2 2 Vị trí Nhà Máy Dệt Tân Tiến

o Số điện thoại: (0258) 3730330 – 3882228 – 3882229

o Website: tantien.phinvest.com.vn

2.1.2 Quy trình công nghệ sản xuất

Quy trình công nghệ sản xuất của nhà máy được thể hiện trong hình sau:

Thuyết minh quy trình công nghệ:

Xử lí trước khi nhuộm: gia đoạn xử lí trước khi nhuộm bao gồm các công đoạn trình

Mục đích của quá trình xử lí trước khi nhuộm là:

Làm cho hàng sạch tạp chất, bóng đẹp

Tăng độ bền kéo đứt, tăng khả năng chống nhàu

Làm cho hàng đạt độ mao dẫn cần thiết để nhuộm

Đạt độ trắng nhất định để nhuộm màu tươi, đẹp

Nhuộm: Sau xử lí, vải mộc được đưa vào nhuộm Các hóa chất sử dụng là thuốc

nhuộm, chất bảo vệ sợi được hòa phối thành những màu đậm nhạt rồi mới đưa sợi

nhúng vào bồn nhuộm

Thuốc nhuộm được sử dụng tại công ty là thuốc nhuộm Indigo (là loại thuốc nhuộm màu chàm) Ngoài ra trong quá trình nhuộm còn sử dụng lưu huỳnh có khả năng phân phối các màu đen, xanh, vàng, tím, xám và đỏ, … Sau khi nhuộm sợi vải được chuyển qua khâu sấy, nhằm làm khô sợi rồi tiếp tục đưa sang sáp hồ (hồ sáp được sử dụng từ chất PVA, thuốc sáp tổng hợp và chất dầu, ba thứ hòa lẫn với nhau, phối lên sợi rồi đem sấy khô lại một lần nữa, dùng sáp đánh lên bề mặt làm cho sợi bóng Khi tiến hành dệt, sợi được kéo một cách dễ dàng không bị đứt)

Khâu dệt vải: căn cứ theo bản kế hoạch sản xuất, đối chiếu mã số trục và mã số máy,

chuẩn bị sáp cuộn sợi lên máy, lên dàn đầu máy dệt và siết chặt theo như thứ tự đặt sợi lên giàn sợi trên sợi dưới thích hợp… Điều chỉnh và kiểm tra lại các bộ phận có tính chính xác chưa, điều chỉnh vị trí WF1 và WF2 cho chính xác và siết chặt toàn

bộ, kiểm tra kỹ rồi mới cho công nhân vận hành

Giặt vải: trước khi tiến hành gia công định hình, phải giặt vải để loại bỏ các chất hồ,

sáp còn dính trong vải, nếu không khi thêm chất gia công vào sẽ không hấp phụ đều đặn hoặc vải không thấm

Kiểm tra: theo đơn đặt hàng của khách mà phân ra đẳng cấp, phân màu, phân độ

rộng, dài, dày, mỏng của vải để kiểm tra ghi chú sản phẩm đạt tiêu chuẩn và phế phẩm

Đóng gói: sau khi kiểm tra và đã phân biệt các loại vải, thì cuộn thành cây và ghi chú

loại vải, độ dài vải Sau đó dùng bao nhựa đóng gói

Thành phẩm: sản phẩm sau khi đóng gói dựa vào đơn đặt hàng mà phân loại nhập

vào kho để quản lý, sau đó mới xuất hàng giao cho khách

2.2 CÁC THÀNH PHẦN GÂY Ô NHIỄM NGUỒN NƯỚC TỪ QUÁ TRÌNH DỆT NHUỘM

2.2.1 Nước thải từ công đoạn giặt

Thành phần của nước thải này chủ yếu là cặn lơ lửng, chất hoà tan, chất hoạt động bề mặt, chất tẩy rửa Chất hoạt động bề mặt là những hợp chất hữu cơ mà trong phân tử

có sự phân cực, khi tan vào trong nước có thể phân ly điện ly (do chất hoạt động bề mặt ion hoá) hoặc không phân ly (do chất hoạt động bề mặt không ion hoá) Về cấu trúc phân tử, một số chất hoạt động bề mặt có nhân vòng thơm là dẫn suất của Benzene, khó phân huỷ trong môi tường tự nhiên, một số chất là dẫn suất Parafine mạch thẳng dễ phân huỷ trong môi trường tự nhiên hơn là Lauryl Sulfate Thành phần của nước thải này chủ yếu là cặn lơ lửng, chất hoà tan, chất hoạt động bề mặt, chất tẩy rửa

Bảng 2 1 Thành phần tính chất nước thải từ quá trình giặt

Bảng 2 2 Thành phần tính chất nước thải nhuộm

STT Chỉ tiêu Đơn vị

Kết quả Nước thải hoạt

tính

Nước thải Sunfua

Nước thải tẩy

2.2.3 Nước thải vệ sinh máy móc thiết bị

Trong quá trình vận hành máy móc thiết bị, định kỳ nhà máy sẽ tiến hành bảo trì, bảo dưỡng, bôi trơn dầu mỡ và vệ sinh máy móc thiết bị nhằm đảm bảo đạt năng suất hoạt động Lượng nước thải phát sinh từ công đoạn này rất ít, không diễn ra thường xuyên Thành phần tính chất nước thải chứa chủ yếu là các tạp chất lơ lửng, các chất hoạt động bề mặt, dầu mỡ khoáng… thể hiện qua các thông số SS, COD, dầu mỡ với hàm lượng cao Khu vực vệ sinh máy móc thiết bị được thiết kế hệ thống thu gom và thoát nước riêng, tách biệt với hệ thống thoát nước thải từ 2 công đoạn giặt và nhuộm, đưa về bể tiếp nhận của hệ thống xử lí nước thải nhà máy

2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM

Cơ sở lý thuyết của quá trình xử lí nước thải dệt nhuộm: Phụ thuộc vào mức độ xử lí

có thể áp dụng riêng rẽ hoặc kết hợp nhiều công đoạn xử lí khác nhau 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

2.3.1 Xử lí sơ bộ

2.3.1.1 Song chắn rác

Hình 2 4 Ảnh minh họa song chắn rác

Song chắn rác, lưới chắn dùng để chắn giữ các cặn bẩn có kích thước lớn hoặc ở dạng sợi như: giấy, rau, rác… được gọi chung là rác Rác thường được chuyển tới máy nghiền rác, sau khi được nghiền nhỏ, cho đổ trở lại song chắn rác hoặc chuyển tới bể phân huỷ cặn

Song chắn rác hoặc lưới chắn rác đặt trước trạm bơm trên đường tập trung nước thải chảy vào trạm bơm Song chắn rác thường đặt vuông góc với dòng chảy, song chắn gồm các thanh kim loại (thép không rỉ) tiết diện 5x20mm đặt cách nhau 20-50mm trong một khung thép hàn hình chữ nhật, dễ dàng trượt lên xuống dọc theo hai khe ở thành mương dẫn, vận tốc nước qua song chắn Vmax ≤ 1 m/s ứng với Qmax

Lưới chắn rác thường đặt nghiêng 45-600 so với phương thẳng đứng, vận tốc qua lưới Vmax ≤ 0,6 m/s Khe rộng của mắc lưới thường từ 10-20mm Làm sạch song chắn và lưới chắn bằng thủ công hay bằng các thiết bị cơ khí tự động hoặc bán tự động Ở trên hoặc bên cạnh mương đặt song, lưới chắn rác phải bố trí sàn thao tác đủ chỗ để thùng rác và đường vận chuyển Hiệu quả khử SS của lưới chắn rác khoảng 20%

2.3.1.2 Thiết bị lọc rác tinh

Hình 2 5 Lược rác tinh

Loại bỏ các vật chất có kích thước trên 1mm lẫn trong nước thải trước khi nước thải

đi vào hệ thống xử lí sinh học Hạn chế tối đa tải lượng ô nhiễm của nước thải Hiệu quả xử lí có thể đạt được từ 10-40% TSS và nhằm giúp giảm COD có trong nước thải trước khi vào hệ thống

Lược rác quay (sàng rác quay)

Hạn chế đến mức tối đa tải lượng rác, cặn lớn của nước trước khi vào hệ thống xử lí với chi phí thấp

Tính năng kỹ thuật:

Cấu trúc cứng vững, bền bỉ, không bị ăn mòn, tuổi thọ cao

Khi được lọc tốt và độ mở khe lọc đủ nhỏ sẽ giúp các thiết bị như bơm không

bị tắc bởi các chất rắn

Kết quả lọc tốt, áp dụng cho nhiều ngành thuộc các lĩnh vực sàng, lọc, tách các chất rắn/lỏng

Ứng dụng:

Dùng để tách lọc sản phẩm trong chế biến sản xuất

Dùng để loại bỏ cặn và các chất rắn có kích thước lớn trong hệ thống nước thải, nước cấp đô thị, nước thải giấy, thực phẩm, hóa chất,…

Lược rác tĩnh (sàng rác tĩnh)

Lược rác tĩnh là sản phầm ứng dụng rộng rải trong tách lọc rác và đươc chế tạo hoàn toàn bằng thép không gỉ SUS304 chịu được sự ăn mòn hóa chất, lưới được sản xuất theo tiêu chuẩn Châu Âu, nhập nguyên tấm

Khi nước đi qua lưới, tất cả các chất rắn được giữ lại và không thể cuốn theo nước

mà tự rơi xuống dưới theo độ dốc của khung lưới

Là loại lược chắn rác kiểu mới có thể lọc rác có kích cỡ khác nhau tuỳ theo khe hở của lưới lọc (1mm, 3mm, 5mm, )

Lược rác tự động (lược rác xích)

Lược rác tự động được chế tạo hoàn toàn bằng thép không gỉ chịu được sự ăn mòn hóa chất Khi nước đi qua lưới, tất cả các chất rắn được giữ lại và chuyển đi bằng các chiếc lược đặc biệt ở phần phía trên

Là loại song chắn rác kiểu mới có thể lọc rác có kích cỡ khác nhau tuỳ theo khe hở của lưới lọc (1mm, 3mm, 5mm, )

Tính năng kỹ thuật:

Lắp đặt dễ dàng và nhanh chóng

Lược chải được phủ lớp chống acid, chịu mài mòn cao Dễ thu và vận chuyển rác

Dễ vận hành, an toàn cao, chi phí thấp và bảo dưỡng đơn giản

Công suất xử lí ổn định, vận hành hoàn toàn tự động

Ứng dụng: Song chắn rác tự động có ứng dụng rộng rãi, phù hợp với nhiều loại nước thải như: nước thải công nghiệp, dân dụng, nông trại, nhà máy giấy, nhà máy chế biến thủy sản, nhà máy thực phẩm,

2.3.2 Xử lí nhiệt độ trong nước thải dệt nhuộm

Tháp giải nhiệt là thiết bị được dùng để làm giảm nhiệt độ của dòng nước bằng cách trích nhiệt từ nước và thải ra khí quyển Tháp hạ nhiệt hoạt động dựa trên sự chuyển đổi năng lượng nhiệt dư thừa thông qua sự bay hơi của nước vào trong không khí nhờ vậy mà khối lượng nước còn lại trong tháp được làm mát đáng kể

Tháp giải nhiệt bao gồm hai loại chính: Tháp giải nhiệt đối lưu tự nhiên và tháp giải nhiệt đối lưu cơ học

Hình 2 6 Tháp giải nhiệt

Tháp giải nhiệt đối lưu tự nhiên

Tháp hạ nhiệt này hoạt động nhờ vào sự chênh lệch nhiệt độ giữa không khí môi trường xung quanh, và không khí nóng hơn trong tháp Khi không khí nóng chuyển dịch lên phía trên bên trong tháp do không khí nóng tăng lên thì không khí mát sẽ đi vào tháp qua bộ phận khí vào ở đáy tháp Không cần sử dụng quạt và không có sự luân chuyển của khí nóng có thể gây ảnh hưởng đến hiệu suất nhờ có sơ đồ bố trí của tháp

Tháp giải nhiệt đối lưu cơ học

Có các quạt lớn để hút không khí cưỡng bức để làm mát nước Nước chảy xuống dưới bề mặt các khối đệm, làm tăng thời gian, diện tích tiếp xúc giữa nước và không khí giúp tối đa hoá hiệu suất quá trình truyền nhiệt giữa nước và không khí Tỷ lệ làm mát của tháp phụ thuộc vào rất nhiều vào các thông số khác nhau như đường kính quạt và tốc độ vòng quay, khối đệm trở lực của hệ thống

Có ba loại tháp đối lưu cơ học:

Tháp giải nhiệt đối lưu cưỡng bức:

Không khí được hút vào tháp nhờ một quạt đặt ở phần khí vào

Ưu điểm: Thích hợp với trở lực khí cao nhờ quạt thổi ly tâm Các quạt tương đối ít

ồn

Nhược điểm: Lưu thông không khí nhờ vận tốc khí vào cao và vận tốc khí ra thấp, có thể giải quyết bằng cách đặt các tháp trong buồng của dây chuyền cùng với các ống thải

Tháp giải nhiệt thông khí dòng ngang:

Nước đi vào ở trên và đi qua các khối đệm Không khí đi vào từ một phía (tháp một dòng) hoặc từ các phía đối diện nhau (tháp hai dòng) Một quạt hút không khí vào qua khối đệm đi lên lối ra ở phía trên cùng của tháp

Ưu điểm: Lưu thông kém hơn tháp đối lưu cưỡng bức vì tốc độ khí ra cao hơn khí vào khoảng 3 - 4 lần

Nhược điểm: Quạt và bộ điều khiển của động cơ cần có độ bền cao để chống lại các điều kiện của thời tiết, độ ẩm và ăn mòn vì chúng đặt trong đường khí ẩm ra

Tháp giải nhiệt thông khí ngược dòng:

Nước nóng đi vào phần trên Không khí đi vào từ đáy tháp và ra ở phần trên Sử dụng 2 quạt là quạt hút và quạt đẩy

2.3.3 Xử lí COD, BOD trong nước thải dệt nhuộm

2.3.3.1 Phương pháp keo tụ

Hầu hết COD có nguồn gốc từ TSS hoặc chất rắn không hòa tan, ta có thể dùng hóa chất keo tụ (PAC hoặc phèn nhôm, sắt) cho các chất rắn này kết tủa liên kết lại với nhau tạo thành một khối bùn lớn Do sức nặng và trong lúc nên khỏi bàn này sẽ lắng

xuống trong bể lắng sơ cấp Quy trình làm này ảnh hưởng lớn đến nồng độ COD 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 Kết quả là hình thành các hạt lớn

và lắng xuống

Các loại hoá chất keo tụ: Phèn nhôm Al2( SO4)3, Phèn sắt (Fe2SO4) Ferrous sulfate, Phèn sắt Ferric chloride – FeCl3

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

2.3.3.2 Hấp phụ với than hoạt tính

Phương pháp này làm sạch triệt để chất hữu cơ hòa tan, khử mùi và vị, đặc biệt nước thải công nghiệp chứa các phân tử hữu cơ độc hại hoặc các phân tử có độ bền vững

bề mặt cao ngăn cản các quá trình xử lí sinh học

Trong quá trình lọc than hoạt tính chứa và nuôi dưỡng các loại vi khuẩn có khả năng phân hủy các chất hữu cơ dính bám để tạo ra bề mặt tự do, cho phép giữ lại các phân

tử hữu cơ mới

Quá trình hấp phụ phụ thuộc vào các yếu tố sau: tính chất vật lý của than hoạt tính (diện tích bề mặt và phân bố kích thước lỗ lọc), tính chất hóa học của nguồn carbon hoặc số lượng oxy và hydro liên kết với nó, thành phần hóa chất và nồng độ các chất gây ô nhiễm, nhiệt độ và pH của nước, tốc độ dòng chảy và thời gian tiếp xúc của nước với thành hoạt tính, …

2.3.3.3 Dùng hóa chất oxy hóa mạnh

Phương pháp này phù hợp với nước thải ít hữu cơ và giàu chất không phân hủy sinh học như phenol, chất hoạt động bề mặt, …

Một số hóa chất làm giảm COD của nước thải: Kali dicromat, Clo, Hydrogen peroxide và Ozone

Tuy nhiên, cần giới hạn liều lượng bởi vì chúng có thể có hại cho các vi sinh xử lí nước thải

Oxy hóa bằng Clo

Clo và các chất có chứa clo hoạt tính là chất oxy hóa thông dụng nhất Người ta sử dụng chúng để tách H2S, hydrosunfit, các hợp chất chứa metylsunfit, phenol, xyanua

ra khỏi nước thải

Khi clo tác dụng với nước thải xảy ra phản ứng:

Cl2 + H2O ↔ HOCI + HCI HOCI ↔ H+

+ OClTổng clo, HOCl và OCl- được gọi là clo tự do hay clo hoạt tính

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

Ca(OH)2 + Cl2 ↔ CaCl2 + H2O Lượng cho 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

Phương pháp Ozon hóa

Ozon tác động mạnh mẽ với các chất khoáng và chất hữu cơ, oxy hóa bằng ozon cho phép đồng thời khử màu, khử mùi, tiệt trùng của nước Sau quá trình ozon hóa số lượng vi khuẩn bị tiêu diệt đến hơn 99%, Ozon còn oxy hóa các hợp chất Nito, Photpho

2.3.3.4 Sử dụng phản ứng Fenton – Công nghệ AOP

Công nghệ AOP (Advanced Oxidation Processes) được tạo ra từ sự tinh luyện phản ứng Fenton khi có Ozone

Nó được ứng dụng để xử lí triệt để chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy trong nước thải dựa vào các quá trình oxy hóa nâng cao

Các quá trình oxy hóa nâng cao là những quá trình phân hủy oxy hóa dựa vào gốc hydroxyl (OH) hoạt động tự do, được tạo ra tại chỗ ngay trong quá trình xử lí Gốc hydroxyl là một trong những tác nhân oxy hóa mạnh nhất được biết từ trước đến nay, gốc này có khả năng phân hủy không chọn lựa mọi hợp chất hữu cơ, dù là hợp chất khó phân hủy nhất, biến chúng thành các hợp chất vô cơ (còn gọi là khoáng hóa) không độc hại như CO2, H2O, các acid vô cơ, …

2.3.3.5 Xử lí kỵ khí

Ở môi trường không có oxy, sinh vật kỵ khí phân giải các chất thải thành CH4, CO2,

N2, H2, … Trong đó khí mêtan chiếm tới 80-90% Quá trình kỵ khí được áp dụng xử

lí chất thải công nghiệp có hàm lượng BOD, COD cao

Ưu điểm:

o Vi sinh vật kỵ khí khi xử lí ít tạo ra bùn hơn

o Chịu tải COD, BOD cao

o Ít tốn chi phí năng lượng và ít nhạy cảm với kim loại nặng

o Hệ thống hoạt động ổn định

Nhược điểm:

o Chỉ phù hợp với nước thải chứa COD, BOD cao

o Quá trình vận hành phức tạp đòi hỏi phải có kỹ năng vững

o Thời gian nuôi cấy vi sinh thích nghi lâu (trung bình 30 - 45 ngày)

o Chi phí xây dựng cao

o Không có khả năng loại bỏ amoni và photphat