nghiên cứu hiện trạng và đề xuất giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả hệ thống xử lý nước thải tẩy nhuộm tại làng nghề phương la, xã thái phương, huyện hưng hà, tỉnh thái bình

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ---&--- Nguyễn Thu Hiền NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẨY NHUỘM T

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-& -

Nguyễn Thu Hiền

NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẨY NHUỘM TẠI LÀNG NGHỀ PHƯƠNG LA, XÃ THÁI PHƯƠNG,

HUYỆN HƯNG HÀ, TỈNH THÁI BÌNH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-& -

Nguyễn Thu Hiền

NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI

TẨY NHUỘM TẠI LÀNG NGHỀ PHƯƠNG LA, XÃ THÁI PHƯƠNG,

HUYỆN HƯNG HÀ, TỈNH THÁI BÌNH

MÃ SỐ: 60 85 02 CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN: PGS.TS TRẦN THỊ HỒNG

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

Chương 1: TỔNG QUAN 3

1.1 Tổng quan về làng nghề dệt nhuộm ở Việt Nam 3

1.2 Tổng quan về ô nhiễm nước thải tẩy nhuộm 4

1.2.1 Nhu cầu sử dụng nước trong công nghệ tẩy nhuộm 4

1.2.2 Các nguồn gây ô nhiễm và đặc tính của nước thải tẩy nhuộm 5

1.2.3 Các phương pháp sử dụng trong xử lý nước thải tẩy nhuộm 14

1.2.3.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ 14

1.2.3.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học 16

1.3 Các nghiên cứu trong xử lý nước thải tẩy nhuộm 17

1.3.1 Các nghiên cứu trên thế giới 17

1.3.2 Các nghiên cứu ở trong nước 23

Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24

2.1 Đối tượng nghiên cứu 24

2.1.1 Làng nghề Phương La, xã Thái Phương 24

2.1.2 Các loại nước thải nghiên cứu 26

2.2 Phương pháp nghiên cứu 26

2.2.1 Hóa chất, vật liệu và thiết bị sử dụng trong nghiên cứu 26

2.2.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 27

2.2.3 Nghiên cứu cải tiến hệ thống xử lý tại Xí nghiệp dệt may Nam Thành 27

Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 30

3.1 Kết quả điều tra về hoạt động sản xuất tại làng nghề Phương La 30

3.1.1 Nguyên liệu, nhiên liệu và hóa chất sử dụng trong công nghệ sản xuất 30

3.1.2 Quy trình sản xuất tại làng nghề Phương La 31

3.2 Kết quả điều tra hiện trạng môi trường làng nghề 35

3.2.1 Môi trường nước 35

3.2.2 Môi trường không khí 38

3.3 Kết quả vận hành hệ thống mô hình thí nghiệm 39

3.3.1 Kết quả xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ 39

3.3.2 Kết quả xử lý nước thải bằng phương pháp aeroten 43

3.4 Kết quả đề xuất giải pháp cải tiến hệ thống xử lý nước thải tẩy nhuộm tại Xí nghiệp dệt may Nam Thành, làng nghề Phương La 44

3.4.1 Phương án cải tạo hệ thống xử lý nước thải tại xí nghiệp 44

3.4.2 Tính toán cải tạo hệ thống xử lý nước thải 47

3.5 Đánh giá chi phí và hiệu quả đầu tư 55

3.5.1 Đánh giá chi phí đầu tư 55

3.5.2 Đánh giá hiệu quả đầu tư 58

Kết luận và kiến nghị 59

1 Kết luận 59

2 Kiến nghị 60

Tài liệu tham khảo 61 Phụ lục

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

BOD5: Biochemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxy sinh hóa

BVMT: Bảo vệ Môi trường

CN – TTCN: Công nghiệp – Tiểu thủ công nghiệp

COD: Chemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxy hóa học

DN: Doanh nghiệp

PA: Polyacrylamit Copolimer

PAC: Poly Aluminum Clorua

SS: Suspended solid – Rắn lơ lửng

TNHH: Trách nhiệm hữu hạn

TW: Trung ương

QCVN: Quy chuẩn Việt Nam

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Các chất gây ô nhiễm và đặc tính của nước thải tẩy nhuộm 6

Bảng 1.2 Đặc tính nước thải của một số xí nghiệp tẩy nhuộm ở Việt Nam 7

Bảng 1.3 Thuốc nhuộm và chất thải trong quá trình hoàn thiện vải 7

Bảng 1.4 Lưu lượng dòng nước tại các công đoạn của một nhà máy tẩy nhuộm điển hình tại Istanbul, Thổ Nhĩ Kì 8

Bảng 1.5 Các thông số ô nhiễm chính tại các công đoạn được lựa chọn nghiên cứu trong một nhà máy tẩy nhuộm điển hình tại Istanbul, Thổ Nhĩ Kì 10

Bảng 1.6 Thông số ô nhiễm cơ bản của dòng thải trong nhà máy tẩy nhuộm gây ô nhiễm điển hình ở Istanbul, Thổ Nhĩ Kì 13

Bảng 1.7 So sánh chất lượng nước sau quá trình xử lý ozon hóa kết hợp với keo tụ và quá trình trao đổi ion, một nghiên cứu của Lin và Chen tại Đài Loan 19

Bảng 1.8 Hiệu quả sử dụng chất keo tụ để xử lý các loại nước thải khác nhau 20

Bảng 3.1 Lượng nước thải phát sinh tại làng nghề Phương La 35

Bảng 3.2 Kết quả phân tích nước thải sau hệ thống xử lý ở một số doanh nghiệp trong làng nghề Phương La 37

Bảng 3.3 Kết quả phân tích chất lượng môi trường không khí xung quanh tại Xí nghiệp dệt may Nam Thành 39

Bảng 3.4 Điều kiện tối ưu của quá trình keo tụ nước thải mẫu A1 40

Bảng 3.5 Điều kiện tối ưu của quá trình keo tụ nước thải mẫu A2 41

Bảng 3.6 Điệu kiện tối ưu của quá trình keo tụ nước thải mẫu A3 42

Bảng 3.7 Sự phát triển của vi sinh vật theo thời gian 43

Bảng 3.8 Kết quả xử lý của bể Aeroten 44

Bảng 3.9 Chi phí vận hành cho 1 khối nước thải 55

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Sự phân bố các làng nghề Việt Nam theo khu vực 3

Hình 1.2 Sự hình thành các bông keo 15

Hình 2.1 Mô hình xử lý nước thải tẩy nhuộm tại Xí nghiệp dệt may Nam Thành 28

Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ sản xuất của làng nghề 33

Hình 3.2 Hiện trạng hệ thống xử lý nước thải của các doanh nghiệp trong làng nghề Phương La 37

Hình 3.3 Ảnh hưởng của nồng độ chất keo tụ đến hiệu quả xử lý màu và COD mẫu A1 40

Hình 3.4 Ảnh hưởng của nồng độ chất keo tụ đến hiệu quả xử lý màu và COD mẫu A2 41

Hình 3.5 Ảnh hưởng của nồng độ chất keo tụ đến hiệu quả xử lý màu và COD mẫu A3 42

Hình 3.6 Sơ đồ dây chuyền hệ thống xử lý nước thải cải tạo 56

MỞ ĐẦU

Phát triển và mở rộng hoạt động sản xuất công nghiệp luôn đi liền với vấn đề tăng khả năng ô nhiễm môi trường Vì vậy, chính sách của Đảng và Nhà nước ta đang quan tâm đến công tác kiểm soát và xử lý ô nhiễm môi trường đặc biệt là công tác xử lý nước thải đô thị, các nhà máy và các khu công nghiệp Luật Bảo vệ Môi trường được ban hành đã ảnh hưởng tích cực đến tư duy của người dân về vấn đề Bảo vệ Môi trường Nhờ vậy, vấn đề ô nhiễm môi trường do nước thải gây ra cũng đã được cải thiện một cách đáng

kể Tuy nhiên, đây là một vấn đề phức tạp, khó quản lý và chưa được xử lý triệt để, nhiều cơ sở sản xuất có nguồn thải ô nhiễm nặng và gây ảnh hưởng xấu đến môi trường nên vấn đề xử lý nước thải vẫn còn nhiều bất cập và là vấn đề gây bức xúc của toàn xã hội Có nhiều đơn vị sản xuất thậm chí chưa

có hệ thống xử lý nước thải hoặc có nhưng đã xuống cấp không hoạt động hay không còn phù hợp với công suất và công nghệ dẫn đến ô nhiễm môi trường nghiêm trọng

Làng nghề Phương La, xã Thái Phương, huyện Hưng Hà, tỉnh Thái Bình là làng nghề sản xuất kinh doanh chuyên ngành may mặc Sự hoạt động của làng nghề đã tạo công ăn việc làm cho một lượng lớn cán bộ công nhân trên địa bàn tỉnh, bên cạnh đó cũng thực hiện đầy đủ các nghĩa vụ thuế và các đóng góp khác nhằm góp phần xây dựng tỉnh Thái Bình ngày càng phát triển Tuy nhiên, do sự phát triển tự phát, không có quy hoạch cụ thể các hạng mục bảo vệ môi trường đã xuống cấp không còn phù hợp với công suất và công nghệ sản xuất Do đó, chất lượng nước thải sau xử lý không đạt quy chuẩn cho phép nên đã làm ô nhiễm môi trường ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe cũng như đời sống của người dân

Từ các yếu tố nêu trên, đề tài: “Nghiên cứu hiện trạng và đề xuất giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả hệ thống xử lý nước thải tẩy nhuộm tại làng nghề Phương La, xã Thái Phương, huyện Hưng Hà, tỉnh Thái Bình” được

lựa chọn để nghiên cứu làm cơ sở cho việc triển khai áp dụng thực tế

Chương 1: TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về làng nghề dệt nhuộm ở Việt Nam

Tính đến nay, cả nước có khoảng 2017 làng nghề, thuộc 11 nhóm ngành nghề khác nhau, trong đó gồm 1,4 triệu hộ tham gia sản xuất, thu hút hơn 11 triệu lao động Nhiều tỉnh có số lượng các làng nghề lớn như Hà Tây (cũ) 280 làng nghề, Bắc Ninh 187 làng nghề, Hải Dương 65 làng nghề, Hưng Yên 48 làng nghề với hàng trăm ngành nghề khác nhau, phương thức sản xuất đa dạng Tuy nhiên, sự phân bố và phát triển các làng nghề lại không đồng đều trong cả nước Các làng nghề ở miền Bắc phát triển hơn ở miền Trung và miền Nam, chiếm gần 70% số lượng các làng nghề trong cả nước (1594 làng nghề), trong đó tập trung nhiều nhất và mạnh nhất là ở vùng đồng bằng sông Hồng Miền Trung có khoảng 111 làng nghề, còn lại ở miền Nam hơn 300 làng nghề [Hiệp Hội làng nghề Việt Nam, 2009]

79

5.5 15.5

Miền Bắc Miền Trung Miền Nam

Các làng nghề dệt nhuộm có truyền thống hàng trăm năm, gắn liền với bản sắc văn hóa dân tộc và góp phần vào sự tăng trưởng kinh tế xã hội của đất nước Các mặt hàng dệt nhuộm ở Việt Nam đã có mặt và xuất khẩu sang các thị trường Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài Loan, EU được khách hàng ưa chuộng với các mặt hàng chủ yếu là các loại khăn tắm, khăn mặt, vải thổ cẩm, gấm, lụa, đũi

Hình 1.1 Sự phân bố các làng nghề Việt Nam theo khu vực

Bên cạnh đó còn rất nhiều làng nghề sản xuất dệt nhuộm cấp tỉnh Tính riêng tỉnh Thái Bình, hiện nay có đến 53 làng nghề tiểu thủ công nghiệp, trong đó có 15 làng nghề Sở Khoa học và công nghệ công nhận Trong toàn tỉnh Thái Bình có trên 1500 hộ sản xuất mây tre đan xuất khẩu

1.2 Tổng quan về nước thải tẩy nhuộm

Hàng năm, ngành công nghiệp dệt may sử dụng hàng nghìn tấn thuốc nhuộm [16] Hiệu suất sử dụng của các loại thuốc nhuộm vào khoảng 70 – 80% và tối đa là 95% Như vậy, một phần các loại hóa chất, thuốc nhuộm sử dụng sẽ bị thải ra môi trường Theo số liệu thống kê [2] ngành dệt may thải ra môi trường khoảng 20 – 30triệu m3

nước thải/năm Trong đó, chỉ khoảng 10% tổng lượng nước thải đã được xử lý, còn lại đề thải trực tiếp ra môi trường tiếp nhận (cống thoát hoặc mương tiêu thoát)

1.2.1 Nhu cầu sử dụng nước trong công nghệ tẩy nhuộm

Công nghệ tẩy nhuộm sử dụng nước khá lớn: từ 12 đến 65 lít nước cho

1 mét vải và thải ra từ 10 đến 40 lít nước

Nước dùng trong nhà máy dệt phân bố như sau:

Phun mù và khử bụi trong các phân xưởng: 7.8%

Nước dùng trong các công đoạn công nghệ: 72.3%

Phòng hỏa và cho các việc khác: 0.6%

Nước thải từ công nghiệp dệt cũng rất đa dạng và phức tạp, nhu cầu nước cho công nghiệp dệt cũng rất lớn Từ đó lượng nước thải từ những công nghệ này cũng rất nhiều

Hàng len nhuộm, dệt thoi là: 100 - 240m3/tấn

Hàng vải bông, nhuộm, dệt thoi: 50 - 240m3/tấn, bao gồm:

độ màu, hàm lượng các chất hữu cơ, tổng chất rắn cao

1.2.2 Các nguồn gây ô nhiễm và đặc tính của nước thải tẩy nhuộm

Theo kết quả nghiên cứu cho thấy nồng độ các chất ô nhiễm trong công đoạn các công đoạn dệt nhuộm rất khác nhau: pH cũng khá chênh lệch, phụ thuộc vào đặc tính riêng của từng công đoạn Tuy nhiên, hầu hết các công đoạn

có nước thải pH kiềm tính Giá trị COD cao ở công đoạn làm sáng huỳnh quang, công đoạn làm mềm, công đoạn nhuộm và công đoạn tẩy trắng, đều lớn hơn 2000mg/l Đáng chú ý nhất là công đoạn nhuộm vì ở đây sinh ra chủ yếu là chất hữu cơ khó phân hủy, còn những công đoạn khác phần lớn là chất hữu cơ

dễ phân hủy

Bảng 1.1 Các chất gây ô nhiễm và đặc tính của nước thải tẩy nhuộm [6] Công đoạn Chất ô nhiễm trong nước thải Đặc tính của nước thải

Hồ sợi, giũ hồ

Tinh bột, glucozo, carboxy metyl xenlulozo, polivinyl alcol, nhựa, chất béo và sáp

BOD cao (34 – 50% tổng lượng BOD)

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

soda, silicat natri và sơ sợi vụn

Độ kiềm cao, màu tối, BOD cao (30% tổng BOD)

Tẩy trắng Hipoclorit, hợp chất chứa clo,

Nhuộm Các loại thuốc nhuộm, axit acetic

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,

muối kim loại, axit

Độ màu cao, BOD cao và dầu mỡ

Hoàn thiện Vệt tinh bột, mỡ động vật, muối Kiềm nhẹ, BOD thấp

(Nguồn: Lương Đức Phẩm, 2002)

Thực tế ô nhiễm nước thải phụ thuộc vào:

- Loại sợi tự nhiên hay tổng hợp

- Phương pháp nhuộm (bề rộng máy nhuộm, nồi hấp cao áp) và in hoa

- Hóa chất làm phẩm nhuộm, in hoa và làm các chất phụ trợ, các chất dùng để xử lý sơ bộ

Bảng 1.2 Đặc tính nước thải của một số xí nghiệp tẩy nhuộm ở Việt Nam

Đặc điểm sx

Hàng dệt bông thoi

Hàng pha dệt kim

Nước thải sản xuất dệt nhuộm có đặc tính sau đây:

- pH từ 4 – 12, thường là kiềm: pH = 4, 5 cho dệt len và tơ tằm, pH =

11 cho sợi bông

- COD = 250 – 500mg/l (50 – 150kg/tấn)

- BOD = 80 – 500 mg/l với tỉ lệ COD:BOD5 = 3:5

- Màu sắc: 500 – 2000 đơn vị Pt-Co

2 Thuốc

nhuộm

Axit, bazơ Loco-este (chàm), thuốc nhuộm (vải bông), thuốc nhuộm màu kim loại (Ni, Co, Cr)

Bột màu và lưu huỳnh Lưu huỳnh (pH<8.5) NiH, Amiliden

Gôm Tinh bột

(Nguồn: Lương Đức Phẩm, 2002)

Như vậy, tất cả các công đoạn trong quá trình sản xuất của công nghiệp dệt nhuộm đều tạo ra chất thải [16]

Bảng 1.4 Lưu lượng dòng nước tại các công đoạn của một nhà máy dệt

nhuộm điển hình tại Istanbul, Thổ Nhĩ Kỳ [12]

Công đoạn

Đơn vị nước thải ra

Sản lượng trung bình một ngày Dòng nước thải lít/kg kg/ngày m 3 /ngày % Dệt vải cotton

[7] Nhuộm hoạt tính (Procion)

với chuội vải ở 95 o

Dệt trộn sợi cotton và polyester

Dệt sợi polyamide

[19] Nhuộm polyamide 37,7 300 11,32 1,51

Tẩy đường, ngâm kiềm

(Nguồn: Boulding, K.E 2002)

Bảng 1.5 Các thông số ô nhiễm chính tại các công đoạn được chọn lựa nghiên cứu trong một nhà máy dệt nhuộm điển hình ở Istanbul, Thổ Nhĩ Kỳ [12]

[3] Nhuộm hoạt tính ở 95 o C với tẩy trắng

[3].1 Trước khi tẩy trắng

(Nguồn: Boulding, K.E 2002)

** Nước thải tại công đoạn đã thu hồi đã được chọn lựa nghiên cứu

Nhìn chung tất cả các công đoạn của nhà máy dệt nhuộm đều sinh ra những chất thải ô nhiễm, trong đó ô nhiễm nhất là công đoạn hồ vải và công đoạn nhuộm

Bảng 1.6 Thông số ô nhiễm cơ bản của dòng thải trong nhà máy dệt nhuộm gây ô nhiễm điển hình ở Istanbul, Thổ Nhĩ kỳ [12]

độ ô nhiễm của nước thải nhà máy dệt nhuộm

1.2.3 Các phương pháp sử dụng trong xử lý nước thải tẩy nhuộm

1.2.3.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ

Keo tụ là một hiện tượng làm mất sự ổn định của các huyền phù dạng keo “ổn định” để cuối cùng tạo ra các cụm hạt lớn hơn khi có sự tiếp xúc giữa các hạt keo Cũng có thể nói keo tụ là một phương pháp làm biến mất hoặc làm giảm diện tích bề mặt hạt keo [1]

Có 4 biện pháp keo tụ hóa học gồm:

+ Tăng lực ion: Là tăng nồng độ của chất điện ly trong (như NaCl) dẫn đến giảm độ dày của lớp điện kép Do đó làm giảm lực đẩy giữa các hạt Tương tác tổng cộng trở nên gần với 0, sự tổ hợp có thể xảy ra khi các hạt tiếp xúc với nhau Thực ra biện pháp này rất khó ứng dụng vào thực tế việc xử lý nước

+ Phương pháp thay đổi pH: Biến đổi pH của huyền phù có thể dẫn đến làm mất điện tích sơ cấp Do đó, làm giảm hoặc vô hiệu các lực đẩy Tuy nhiên, pH của nhiều loại nước thải thường rất nhỏ nên không thể ứng dụng thường xuyên biện pháp này để keo tụ trong xử lý nước

+ Phương pháp đưa vào hệ thống một muối kim loại hóa trị III: Đưa vào một muối kim loại hóa trị III có thể thủy phân (ví dụ: muối sắt hoặc muối nhôm sunfat) Việc thêm vào một loại muối này trước tiên sẽ làm tăng nhẹ lực ion – làm giảm lớp điện tích kép, nhưng đồng thời cũng làm biến đổi pH vì xảy ra sự axit hóa của môi trường Mặt khác cũng xảy ra sự hình thành các phức monone vì oligone hòa tan, chúng mang điện tích dương và có thể bị hấp phụ ở bề mặt các hạt keo, trung hòa điện tích sơ cấp của các hạt đó nếu hạt keo mang điện tích âm Trong một số điều kiện pH và với liều lượng nhất định chất kết tủa, sự thủy phân hoàn toàn của các ion kim loại sẽ dẫn đến việc kết tủa của các oxo – hydroxyt kim loại, vô định hình và tủa bông Chúng có thể bẫy hoặc bắt các hạt keo để rồi có thể lọc hoặc lắng gạn chúng Đây là một biện pháp hiệu quả và thường được ứng dụng phổ biến trong xử lý nước

+ Phương pháp đưa vào một polyme tự nhiện hoặc polyme tổng hợp: Các polyme hữu cơ và vô cơ có thể làm trung hòa điện tích các hạt keo Polyme tạo ra một cầu nối giữa các hạt với một khoảng cách lớn hơn khoảng cách hiệu dụng của các lực đẩy Các chất polyme được dùng tan trong nước như hồ tinh bột, polysaccarit, polyacrylamit Hình 1.2 chỉ ra 3 quá trình keo tụ

để tách các hạt lơ lửng trong nước

Quá trình thứ nhất (a), các hạt lơ lửng không tan tiếp xúc với các phân

tử polyme tạo thành chùm khối các hạt (hình 1.2.a)

Quá trình thứ hai (b), các hạt lơ lửng không tan tiếp xúc với phân tử polyme tạo thành chuỗi hạt (hình 1.2.b)

Quá trình thứ ba (c), các hạt tiếp xúc với nhau theo một chuỗi hỗn tạp, không có quy tắc (hình 1.2.c)

đa điện ly

Hình 1.2 Sự hình thành các bông keo

Ưu điểm của phương pháp này là loại bỏ được kim loại nặng có trong nước thải, làm giảm độ đục và các thành phần rắn lơ lửng Bên cạnh đó còn làm giảm các chất ô nhiễm khác như dầu mỡ, BOD, COD

1.2.3.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học

Phương pháp xử lý sinh học dựa trên cơ sở sử dụng hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ nhiễm bẩn trong nước thải dạng keo, huyền phù và dung dịch Vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ và một số khoáng chất làm nguồn dinh dưỡng để xây dựng và đổi mới tế bào đồng thời khai thác năng lượng cho quá trình sống Nhờ các hoạt động sống của vi sinh vật, các chất ô nhiễm được chuyển hóa Nước thải được làm sạch

Các chất hữu cơ có trong nước thải tẩy nhuộm ở các làng nghề có thể chia thành 2 phần: phần nước nấu, hồ tinh bột là những chất có khả năng phân hủy sinh học; Phần còn lại là những chất hữu cơ khó phân hủy, đó là dư lượng thuốc nhuộm

Nước thải công đoạn nấu có hàm lượng BOD rất cao, chủ yếu là hồ tinh bột bị tách ra khỏi sợi vải cùng với một số tạp chất khác Do vậy, có thể sử dụng phương pháp sinh học để xử lý nước thải nấu Thuốc nhuộm dư trong nước thải làng nghề được phân loại phần lớn ở công đoạn keo tụ

Các phương pháp xử lý sinh học dựa vào phương thức hô hấp của vi sinh vật trong quá trình phân giải chất hữu cơ mà theo hai phương thức chủ yếu:

- Xử lý sinh học hiếu khí: quá trình xử lý nước thải được dựa trên sự oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước thải nhờ oxy tự do hòa tan được cấp cưỡng bức dựa trên nguyên tắc hoạt động của bùn hoạt tính (aeroten, kênh oxy hóa tuần hoàn ) hoặc màng sinh vật (bể lọc sinh học – biofin, đĩa lọc sinh học ) hoặc được tiến hành trong hồ sinh học thoáng khí, bãi lọc, đầm lầy nhân tạo

- Xử lý sinh học yếm khí: quá trình xử lý được dựa trên cơ sở phân hủy các chất hữu cơ giữ lại trong công trình nhờ sự lên men kị khí Người ta thường dùng các công trình kết hợp giữa việc tách cặn lắng (làm trong nước) với phân hủy các chất hữu cơ trong pha rắn và pha lỏng, được ứng dụng rộng rãi như giếng thấm, bể lắng 2 vỏ, bể lắng trong kết hợp với ngăn lên men

1.3 Các nghiên cứu trong xử lý nước thải tẩy nhuộm

1.3.1 Các nghiên cứu trên thế giới

 Xử lý bằng biện pháp sinh học

Các biện pháp xử lý sinh học đã được nhiều tác giả trên thế giới nghiên cứu Kiyomi Inoue (2000) đã nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm bằng sử dụng bùn hoạt tính, Bell và nnk (2000) đã nghiên cứu xử lý và loại bỏ màu thuốc nhuộm bằng bùn phản ứng kỵ khí Ngoài ra, một số nghiên cứu đã sử dụng kết hợp biện pháp ozon hóa với biện pháp phân hủy sinh học

 Quá trình ozon hóa

Ozon là chất oxy hóa mạnh nhất đã được dùng trong thực tế để xử lý nước uống Tác động của ozon trong nước là kết quả của 2 hiện tượng nối tiếp:

- Hòa tan vào trong nước (chuyển khối từ pha khí sang pha lỏng)

- Tác dụng của ozon hòa tan lên các chất cần được oxy hóa

Phản ứng tạo gốc OH của quá trình ozon hóa:

O3 + OH  O2 + HO2 (1) HO2+ OH  O2 + H2O (2) O2 + O3  O3 + O2 (3) O3 + H+  HO3  HO + O2 (4) Theo tài liệu tham khảo, những nghiên cứu xử lý bằng ozon đã được thực hiện ở những nước phát triển từ những năm 1970 Trong thực tế một vài

cơ sở sản xuất đã đưa vào áp dụng loại hình này, nhưng chỉ xử lý đối với những chất hữu cơ khó phân hủy

Sevimli và nnk (2002) [18] đã so sánh khả năng loại bỏ màu của nước thải dệt nhuộm sử dụng ozon và fenton đối với thuốc nhuộm Axit Red 337 và thuốc nhuộm hoạt tính Reactive Orange 16 Với quy trình sử dụng tác nhân fenton, pH có tác động và ảnh hưởng khá mạnh, loại bỏ màu đạt 99% và COD đạt 82% Trong khi đó với ozon, pH ít có dấu hiệu ảnh hưởng và lượng ozon tiêu thụ tỉ lệ thuận với lượng COD và lượng màu cần loại bỏ Sự khử màu bằng ozon đạt 99% và khử COD đạt 9 – 17% Tác giả cũng đưa ra kết luận: quá trình oxy hóa fenton tốt hơn đạt hiệu quả cao hơn quá trình oxy hóa bằng ozon

Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến sự loại bỏ màu bằng ozon đối với thuốc nhuộm hoạt tính cũng đã được thực hiện trong một công trình khác [Kabdasli và nnk, 2002] Kết quả cho thấy NaCl và Na2CO3 cũng có ảnh hưởng một phần đến khả năng oxy hóa bằng ozon

Gohr và nnk (1994) [14] đã nêu lên một thực trạng ở Đức mà khi bộ luật tiêu chuẩn giảm nồng độ chất ô nhiễm cho phép xuống thì biện pháp xử

lý bằng ozon tỏ ra hữu ích hơn các phương pháp cổ điển Nghiên cứu đã thực hiện ozon hóa với một vài loại thuốc nhuộm như thuốc nhuộm hoạt tính Reactive red 2, thuốc nhuộm Reactive red 23

Sau quá trình xử lý, lượng COD giảm được hơn 60%, giá trị TOC thay đổi rất ít chỉ giảm được 20% (do lượng carbon hữu cơ chuyển thành carbon

vô cơ CO2 không đáng kể), lượng AOX giảm được 40% Giá trị pH cũng thay đổi theo suốt quá trình phản ứng và giảm dần từ giá trị pH ban đầu là 10 đến chỉ còn 5

Lin và Chen, (1997) [15] lại đi vào nghiên cứu kết hợp xử lý ozon hóa

và trao đổi ion đối với nước thải dệt nhuộm Bảng so sánh chất lượng nước sau xử lý của một vài hệ thống xử lý đưa ra như sau:

Bảng 1.7 So sánh chất lượng nước sau quá trình xử lý ozon hóa kết hợp keo tụ

và quá trình trao đổi ion, một nghiên cứu của Lin và Chen tại Đài Loan

Quá trình oxzon hóa kết hợp keo tụ Trao đổi ion

và tủa bông để xử lý nước thải có độ màu, độ dẫn điện và nồng độ chất hữu

cơ cao Bảng dưới đây tổng kết những nghiên cứu sử dụng các chất keo tụ để

xử lý nước thải

Bảng 1.8 Hiệu quả sử dụng một số chất keo tụ để xử lý các loại nước thải

khác nhau Loại nước

thải Chất keo tụ

Lượng sử dụng (mg/l)

Chỉ tiêu nghiên cứu

Hiệu quả loại bỏ (%) Tác giả

(Nguồn: Robert J.Stephenson và nnk, 1995)

Trong nghiên cứu của Minoru Watanabe (2000) đã đưa ra biện pháp và hiệu quả áp dụng hệ thống keo tụ để xử lý nước thải dệt nhuộm vào trong thực tế Trong nghiên cứu này, tác giả đã xây dựng một mô hình keo tụ hoàn

chỉnh Tuy nhiên, để có được chất lượng nước sau quá trình xử lý đạt dưới quy chuẩn cho phép cần phải có quá trình oxy hóa tiếp theo

Trong nghiên cứu J.Sarasa và nnk (1998) về xử lý nước thải dệt nhuộm đưa ra biện pháp sử dụng ozon hóa kết hợp với quá trình keo tụ Quá trình ozon hóa được tiến hành ở bước 1 còn quá trình keo tụ sử dụng Ca(OH)2 được thực hiện ở bước 2 Hàm lượng COD sau xử lý bước 1 giảm 25%, và giảm 50% sau toàn bộ quá trình xử lý Lượng TOC hầu như giữ nguyên sau suốt quá trình xử lý bằng ozon bước 1, nhưng lại giảm 42% sau quá trình keo

tụ Độ màu giảm dần ở bước 1, sau toàn bộ quá trình độ màu giảm được 62%

 Quá trình oxy hóa bằng tác nhân O3/H2O2

Các điều kiện của phản ứng oxy hóa bằng O3/H2O2 cũng tương tự như quá trình ozon hóa Tác nhân O3/H2O2 có khả năng tạo gốc OH so với ozon hóa vì vậy đẩy mạnh quá trình phản ứng Theo tài liệu thu thập thì khi sử dụng tác nhân O3/H2O2 phản ứng sẽ nhanh hơn và mạnh hơn khoảng 2 lần so với chỉ sử dụng ozon, điều kiện tối ưu pH ở khoảng 7,5 – 8, tỉ lệ O3:H2O2 là 2:1 tính theo mol Các phản ứng của quá trình oxy hóa bằng O3/H2O2 được trình bày dưới đây [12]:

O3 + HO2 → HO + O2 + O2 2O3 + H2O2 → 2HO + 3O2Yang và nnk (2001) đã sử dụng O3/H2O2 với các tỉ lệ khác nhau nhằm nâng cao hiệu quả quá trình xử lý đối với các loại Isopropyl alcohol (IPA), Dimetyl sunfoxit (DMSO) và N-metyl pyrolindone (NMP) Kết quả cho thấy với lượng ozon như nhau, trong đó IPA<DMSO<NMP, tức là IPA dễ phân hủy nhất và NMP khó phân hủy hơn Điều này được hiểu là do cấu trúc phân

tử của NMP mạch vòng bền vững hơn DMSO và IPA

Nghiên cứu khả năng xử lý bằng ozon đối với nước thải dệt để tái sử dụng cho thấy trong điều kiện phù hợp thì độ màu sau xử lý giảm rất lớn từ 90

– 95%, nồng độ COD có thể giảm tới 60% trong khoảng nồng độ là 75 – 120mg/l [Cradelli, et al, 2001] Công trình nghiên cứu sử dụng H2O2 kết hợp với ozon đối với nước thải sản xuất nước hoa quả cannery sau xử lý UASB [6] đã đưa ra kết luận mặc dù sau xử lý UASB lượng COD đã giảm xuống còn 315 – 450mg/l, tuy nhiên cần phải áp dụng hệ thống xử lý kết hợp ozon với H2O2 mới đạt được hàm lượng COD giảm xuống nhỏ hơn 75mg/l [Sigge

và nnk, 2001]

 Quá trình xúc tác quang hóa bằng UV/TiO2

Đã có nhiều nghiên cứu về quá trình phân hủy chất hữu cơ bằng xúc tác quang hóa UV/TiO2 thực hiện từ những năm 1980 Bản thân TiO2 là một chất

có khả năng oxy hóa nhưng khi có mặt tác nhân quang hóa là UV (tác nhân có năng lượng) thì nó tạo ra những cặp điện tử (e-

, h+(1)) do sự chuyển dịch electron:

TiO2 + h → TiO2 (e-) + TiO2 (h+) Theo nguyên tắc chung của quá trình AOPs thì sử dụng tác nhân UV/TiO2 cũng tạo ra gốc OH tự do Các phản ứng của quá trình quang hóa tạo ra gốc OH diễn ra theo phương trình dưới đây:

TiO2 (e-) + TiO2 (h+) → TiO2 + tỏa nhiệt TiO2 (h+) + H2Ohấp phụ → TiO2 + OHhấp phụ + H+TiO2 (h+) + OHhấp phụ → TiO2 + OHhấp phụ TiO2 (h+) + RHhấp phụ → TiO2 (h+) + RHTiO2 (e-) + O2 hấp phụ → TiO2 + O2 

Phương pháp oxy hóa hợp chất hữu cơ xử lý bậc hai bằng ozon, UV, TiO2 và sự kết hợp các thành phần này với nhau được nghiên cứu khá đầy đủ trong công trình của Tanaka và nnk (2001) Kết quả cho thấy khả năng loại bỏ chất hữu cơ hiệu quả nhất là bằng phương pháp O3/UV Tuy nhiên, quá trình oxy hóa này lại bị cản trở khi có mặt hợp chất cacbonat

Các phương pháp AOPs đã và đang được nhiều tác giả nghiên cứu trong thời gian gần đây và đã đạt được một số kết quả cụ thể Tuy nhiên, áp dụng hiệu quả vào thực tế thì vẫn cần phải có các nghiên cứu tiếp theo Đối với Việt Nam, việc triển khai nghiên cứu sử dụng ozon trong xử lý nước vẫn còn là giới hạn và đặc biệt trong nghiên cứu xử lý nước thải

1.3.2 Các nghiên cứu trong nước

Nghiên cứu đã xây dựng mô hình và hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm phù hợp với điệu kiện của Việt Nam đã được thực hiện và từng bước áp dụng vào thực tế Một số nghiên cứu cụ thể được trình bày dưới đây:

- Nghiên cứu mức độ ô nhiễm và xây dựng mô hình xử lý nước thải làng nghề dệt nhuộm thôn Nha Xá, xã Mộc Nam, Duy Tiên, Hà Nam [7]

- Nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm của Công ty Dệt Minh Khai bằng AOPs (quá trình oxy hóa tăng cường)

- Xây dựng quy trình xử lý nước thải làng nghề dệt nhuộm Tương Giang, Bắc Ninh

- Nghiên cứu xây dựng hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm tại làng nghề Dương Nội, huyện Hoài Đức, Hà Tây [8]

- Nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm theo phương pháp oxy hóa nâng cao bằng H2O2 có sử dụng một số hệ xúc tác đồng thể oxy hóa khử

- Nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm bằng phương pháp oxi hóa tiên tiến (Hội nghị Hóa học Toàn quốc lần thứ IV, Hà Nội, bài viết)

Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng nghiên cứu

2.1.1 Làng nghề Phương La, xã Thái Phương

Xã Thái Phương có diện tích tự nhiên 3,2km2, cách thành phố Thái Bình khoảng 40km về phía Nam; phía Đông giáp thị trấn Hưng Hà, phía tây giáp xã Thái Hưng, phía Nam giáp xã Minh Tân, phía Bắc giáp xã Phúc Khánh

- Xã có bến xe liên tỉnh, tại đây trong ngày xe chạy đi Hà Nội, Hải Phòng và các tỉnh phía Bắc

- Toàn xã có 3 trạm cấp nước sạch cung cấp cho nhân dân trong xã

* Dân số

- Dân số 8.190 khẩu gồm 2.404 hộ

- Trong đó những người trong độ tuổi lao động 4.996 người trong đó lao động nông nghiệp chiếm khoảng 50%, lao động công nghiệp – tiểu thủ công nghiệp, thương mại - dịch vụ chiếm khoảng 45%, học sinh và sinh viên, các đối tượng khác 5%

* Nông nghiệp

Trong giai đoạn 2005 - 2010, sản xuất nông nghiệp liên tục phát triển với tốc độ phát triển bình quân trong 5 năm, giai đoạn (2005 – 2010) là 7,1% Ngành trồng trọt tốc độ tăng trưởng thấp, tốc độ tăng trưởng bình quân 5 năm là 3,6% Trong đó, ngành chăn nuôi có tốc độ tăng trưởng cao, bình quân 5 năm là 20,5%

Tỉ trọng cây trồng và vật nuôi có giá trị kinh tế cao chiếm tỉ trọng lớn trong tổng giá trị sản xuất nông nghiệp Cơ cấu ngành đã có bước chuyển dịch theo tỉ trọng ngành chăn nuôi từ 18,3% năm 2005 lên 25,8% năm 2010, giảm tỉ trọng ngành trồng trọt từ 89,3% năm 2005 xuống 75,9% năm 2010

Cơ cấu kinh tế chuyển dịch theo hướng giảm dần tỉ trọng nông nghiệp, tăng giá trị công nghiệp và dịch vụ Tỉ trọng nông nghiệp trong cơ cấu kinh tế của xã năm 2009 là 40,1% đến năm 2010 còn 35,8%

* Công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp

Các ngành nghề trong xã được phát triển mạnh chủ yếu là dệt với nhiều mặt hàng phong phú như: dệt lụa, dệt chỉ khâu và hiện nay sản phẩm chủ lực của làng nghề là khăn mặt Các cơ sở sản xuất đã hình thành và đầu tư đổi mới công nghệ, mở rộng sản xuất, nâng cao chất lượng sản phẩm Tổng giá trị sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp năm 2010 ước tính đạt 52 tỷ đồng chiếm 80,2% giá trị sản xuất

Về cơ cấu thành phần kinh tế: Công nghiệp ngoài quốc doanh chiếm 100% giá trị ngành sản xuất công nghiệp Trong đó kinh tế cá thể chiếm 98%, kinh tế tư nhân chiếm 2%

* Thương mại dịch vụ

Năm 2010 có 4.996 lao động tham gia vào ngành thương mại với giá trị sản xuất đạt 52 tỉ đồng Các hoạt động dịch vụ nhằm chủ yếu vào các sản phẩm đầu ra của công nghiệp

* Văn hóa – Giáo dục

 Giáo dục

Xã có trường trung học cơ sở với 18 phòng học, có trường tiểu học với

31 phòng học đạt kiên cố, đáp ứng nhu cầu dậy và học ở địa phương

* Y tế

Xã có 1 trạm y tế nằm ở trung tâm xã với 10 phòng gồm 1 bác sỹ, 3 y

sỹ đáp ứng nhu cầu khám chữa bệnh của nhân dân

Trạm y tế xã đã phối hợp cùng với các ngành chức năng đi kiểm tra môi trường vệ sinh trong khu vực xã về an toàn thực phẩm, chủ động ngăn ngừa phòng chống dịch bệnh và phòng chống cháy nổ trong khu vực sản xuất công nghiệp theo quy định chung

2.1.2 Các loại nước thải nghiên cứu

Đối tượng lựa chọn nghiên cứu trong luận văn này là nước thải của Xí nghiệp dệt may Nam Thành bao gồm: Nước thải nấu, tẩy, giặt, nhuộm và nước thải sinh hoạt

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Hóa chất, vật liệu và thiết bị sử dụng trong nghiên cứu

a Hóa chất

- Chất keo tụ sử dụng trong xử lý nước thải: PAC (Poly aluminum clorua), dung dịch Ca(OH)2 20% và chất trợ lắng PA (Poly acrylamide copolimer) – tên thương mại là aronfloc A – 101

- Hóa chất phân tích COD: Axit sunfuric (H2SO4), Bạc sunfat (Ag2SO4), Kali bicromat (K2Cr2O7); Amoni sunfat [(NH4)2Fe(SO4)2.6H2O], chỉ thị Feroin

- Hóa chất phân tích BOD5: dung dịch đệm phosphat; Magie sunfat heptahidrat (MgSO4.7H2O); Canxi clorua (CaCl2); Sắt (III) clorua hexahidrat (FeCl3.6H2O)

b Hệ thống thí nghiệm và thiết bị phân tích

- Máy đo pH Ω Metrohom 704 pH meter (Thụy Sỹ)

- Bếp nung COD Reator của Hatch (Mỹ)

- Thiết bị đo để phân tích BOD5 YSI 52 Dissolved Oxigen Meter (Mỹ)

2.2.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

a Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu

Mẫu thí nghiệm được đựng trong lọ nhựa 1000ml và bảo quản ở nhiệt

độ 4o

C Mẫu bảo quản trong phòng thí nghiệm không quá 5 ngày sau khi lấy mẫu Trước khi lấy mẫu phân tích cần phải lắc đều mẫu

b Phương pháp phân tích thông số

- BOD5 được xác định theo TCVN 6001/1995

- Nts được xác định theo tiêu chuẩn 6179/1996

- Pts được xác định theo tiêu chuẩn 6202/1996

- COD được xác định theo TCVN số 6491:1999, phương pháp này có thể đạt được sai số ở mức độ 6 – 10mg COD/l, ngưỡng giới hạn tối thiểu là 20mg/l

2.2.3 Nghiên cứu cải tiến hệ thống xử lý tại Xí nghiệp dệt may Nam Thành

Hệ thống xử lý nước thải hiện có của xí nghiệp không đạt hiệu quả xử

lý nên nước thải sau xử lý không đạt đảm bảo QCVN 13:2008/BTNMT, cột B

Do đó, nhằm nâng cao hiệu quả hệ thống xử lý nước thải luận văn nghiên cứu theo phương án: xử lý nước thải bằng keo tụ kết hợp với xử lý sinh học trên

cơ sở sinh trưởng lơ lửng của vi sinh vật

a Phương pháp tiến hành

Xây dựng mô hình xử lý nước thải tẩy nhuộm của xí nghiệp nhằm mục đích xác định và kiểm nghiệm thông số, giá trị thích hợp cho việc áp dụng, cải

tạo hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm tại Xí nghiệp dệt may Nam Thành Hệ thống mô hình thí nghiệm được lắp đặt và vận hành theo hình 2.1

b Vận hành mô hình xử lý nước thải

Mô hình xử lý nước thải được lắp đặt sử dụng các thùng nhựa 60 lít và

120 lít với cao trình phù hợp theo nguyên tắc dòng tự chảy, công suất xử lý của

mô hình 1,2m3/ngđ

Nước thải được bơm vào thùng 1, từ thùng 1 nước tự chảy vào thùng 2 Tại thùng 2, pH trong nước thải được điều chỉnh đến giá trị thích hợp, đồng thời chất keo tụ và chất trợ lắng được cho vào để tạo kết tủa Nước thải sau khi kết tủa chảy về thùng aeroten 3, tại đây sục khí và bổ sung chất dinh dưỡng tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển Nước thải từ thùng 3 chảy sang thùng lắng 4 và chảy ra ngoài

Hình 2.1 Mô hình xử lý nước thải tẩy nhuộm Xí nghiệp

dệt may Nam Thành

Mô tả quá trình thí nghiệm

Nước thải tổng hợp của nước thải nấu, tẩy, giặt, nhuộm và nước thải sinh hoạt được đưa và thùng điều hòa 1 Tại thùng điều hòa 1, điều hòa lưu

lượng và tính chất nước thải, sau khi nước thải được điều hòa, bơm vào thùng keo tụ 2 Tại đây chất keo tụ được hòa tan thành dung dịch 5% trong bình trộn Sau đó, đổ từ từ vào thùng đựng nước thải tổng hợp (điều kiện pH = 8 - 10), vừa đổ vừa khuấy với tốc độ khuấy 200 vòng/phút trong vòng 3 phút, sau đó khuấy với tốc độ 50 vòng/phút trong vòng 5 phút Bổ sung lượng cố định chất trợ lắng là dung dịch poly acrylamid nồng độ 0,2% khuấy với tốc độ 50 vòng/phút trong vòng 3 phút Lúc này, quá trình tạo bông keo tụ được thực hiện Sau đó, để lắng tự nhiên 60 phút rồi nước thải sau keo tụ được cho vào công trình xử lý sinh học là thùng aeroten 3, quá trình sục khí diễn ra liên tục trong bể Nước từ thùng aeroten được đưa sang thùng lắng 4 Tại đây chất thải rắn lơ lửng bị giữ lại hoàn toàn và nước thải ra đảm bảo QCVN 13:2008/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp dệt may

Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1 Kết quả điều tra về hoạt động sản xuất tại làng nghề Phương La

Phương La là làng nghề hoạt động chủ yếu trong lĩnh vực sản xuất hàng may mặc Hiện tại sản phẩm chính của làng nghề là các loại khăn mặt, khăn ăn có nguồn gốc 100% cotton Công suất hoạt động khoảng 25 – 30 tấn khăn/ngày Sản phẩm cuối cùng của làng nghề được xuất sang thị trường Nhật Bản (chiếm tới 90% sản lượng), khoảng 10% sản lượng còn lại được xuất sang thị trường Hàn Quốc và Đài Loan

3.1.1 Nguyên liệu, nhiên liệu và hóa chất sử dụng trong công nghệ sản xuất

a Nguyên liệu

Nguyên liệu chủ yếu của công nghiệp dệt là xơ bông, xơ nhân tạo, xơ tổng hợp và len Ngoài ra, còn dùng các xơ đay, tơ tằm Sản phẩm của ngành này khá phong phú và đa dạng Hiện nay, sản phẩm của làng nghề Phương La chủ yếu là khăn mặt cotton xuất khẩu sang thị trường Nhật Bản, Hàn Quốc và Đài Loan nên nhiên liệu chủ yếu là xơ bông

đa dạng, về cơ bản gồm có: hóa chất nấu tẩy (H2O2, Javen, xút, Na2SiO3, Na2CO3 ), axit dùng để giặt, trung hòa xút (HCl), các chất tẩy giặt, lơ tẩy trắng và các loại thuốc nhuộm

Các loại hóa chất sử dụng trong ngành dệt nhuộm ở giai đoạn tẩy nhuộm có thể phân thành hai loại sau:

- Thuốc nhuộm: là hóa chất chính mang màu đã lựa chọn, không thể thay thế trong quá trình nhuộm

- Các hóa chất khác: là chất trợ dùng như chất trợ giúp cho tất cả các khâu của quy trình dệt nhuộm, bao gồm chất trợ nấu, trợ tẩy, trợ nhuộm

3.1.2 Quy trình sản xuất tại làng nghề Phương La [11]

Quá trình dệt nhuộm tại làng nghề Phương La gồm 3 quá trình chính: kéo sợi, dệt và xử lý tẩy nhuộm Trong mỗi quá trình gồm nhiều công đoạn

- Kéo sợi: Gồm các công đoạn làm sạch nguyên liệu, chải đều, kéo sợi,

hồ sợi Hồ sợi thường dùng hồ tinh bột

- Dệt: Từ các sợi ngang, sợi dọc thành vải tấm Sau đó giũ hồ bằng xút hoặc bằng enzym amilaza, sử dụng axit phụ trợ

- Giặt trắng: Thường dùng H2O2 cùng các hóa chất phụ trợ, việc sử dụng H2O2 có thể làm giảm mức độ độc tính của nước thải do khả năng oxy hóa cao của hydropeoxit

- Nhuộm là quá trình phức tạp, phải sử dụng nhiều hóa chất và đây cũng là nguyên nhân tạo ra các chất ô nhiễm đa dạng trong nước thải

 Làm sạch nguyên liệu, chải, kéo sợi, đánh ống, mắc sợi

Nguyên liệu trong công nghệ dệt nhuộm tại làng nghề Phương La chủ yếu là xơ bông Nguyên liệu bông thô thường lẫn các tạp chất tự nhiên như bụi, đất, cỏ rác Do đó, nguyên liệu bông thô sẽ được đánh tung, làm sạch, trộn đều thành các tấm bông phẳng đều Các sợi bông được chải song song và tạo thành các sợi thô Sau đó, dùng các máy kéo sợi thô để giảm kích thước và tăng độ bền của sợi Máy quấn các ống sợi hoặc đánh thành các quả sợi và chuẩn bị công đoạn hồ sợi dọc [11]

 Hồ sợi dọc

Hồ sợi bằng hồ tinh bột hoặc tinh bột biến tính để tạo màng hồ bao quanh sợi, tăng độ bền, độ bóng, độ trơn của sợi để tiến hành dệt Ngoài ra, còn dùng các loại hồ nhân tạo như poly vinylalcol (PVA), polyacrylat [11]