Thiết kế hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm công suất 300 m3 ngày đêm

Các chất tẩy thường dùng là natri cloritNaClO2, natri hypoclorit NaOCl, hoặc hydro peroxyte H2O2 cùng với các chất phụtrợ... Các thuốc in hoa là chất màu, hoạt tính,

Đề tài: Thiết kế hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm công suất 300 m3/ ngày đêm.

Lời mở đầu

Đất nước ta đang trong quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa, do vậy ngành côngnghiệp đóng vai trò vô cùng quan trọng, thúc đẩy sự phát triển kinh tế, là nền móngphát triển vững chắc Hàng năm có hàng chục nghìn nhà máy xí nghiệp được xâydựng thêm, góp phần vào sự phát triển của đất nước Với hàng nghìn nhà máy mọclên và hàng trăm nghìn nhà máy đang hoạt động, hàng năm có tới hàng triệu m3

nước thải chưa qua xử lý thải trực tiếp vào môi trường.Trong đó ngành dệt nhuộmđóng góp vào ngồn nước thải đó một lượng tương đối lớn,với nước thải ở côngđoạn nấu,tẩy và nhuộm Chúng chứa các chất hữu cơ khó phân hủy, các nhómphức mang màu có cấu trúc bền vững Do đó, nguồn nước thải không được xử lýtriệt để sẽ gây ô nhiễm trầm trọng đến môi trường,ảnh hưởng đến thủy sinh, vi sinhvật, động thực vật và là tác nhân gây ung thư cho con người

Để đảm bảo sự phát triển bền vững, nhà nước ta đã ban hành quy chuẩn của nướcthải phù hợp với những tiêu chuẩn quốc tế, siết chặt kiểm tra quản lý các cơ sở sảnxuất Dưới sức ép đó, các cơ sở sản xuất dệt nhuộm cần phải đảm bảo tiêu chuẩnnước thải xả, ra của mình để đảm bảo sự tồn tại và cạnh tranh

Chính từ những yêu cầu cấp thiết của thực tế sản xuất công nghiệp như vậy,em xinđề xuất dây chuyền công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm

Em mong rằng đề tài này sẽ được phát triển và áp dụng rộng rãi trong tương lai.Emxin chân thành cảm ơn cô

Chương I: Tổng quan ngành dệt nhuộm

I.1.Vài nét về ngành công nghệ dệt nhuộm tại Việt Nam.

Ở nước ta, ngành công nghiệp dệt nhuộm đang chiếm một vai trò và vị trí quantrọng trong nền kinh tế Với tốc độ tăng trưởng bình quân 23,8% ngành dệt nhuộmViệt Nam luôn là ngành có sự tăng trưởng ổn định và phát triển vượt bậc để trởthành ngành xuất khẩu dẫn đầu cả nước Với gần 4000 doanh nghiệp và khoảng 2,5triệu lao động, ước tính năm 2013 đã đoạt doanh thu xuất khẩu trên 20 tỷ USDchiếm khoảng 15%GDP cả nước [1]

Hơn nữa đặc điểm của ngành dệt nhuộm cần phải sử dụng nhiều lao động, nêntrước đây thường phân bố ở những khu dân cư đông Ở Việt Nam, ngành dệtnhuộm phân bố và phát triển trên toàn lãnh thổ, nhưng tập trung cao ở các thànhphố lớn như Hà Nội, Hồ Chí Minh, Đà Nẵng,

Ngành dệt nhuộm là một trong những ngành công nghiệp có lịch sử phát triểnlâu nhất nước ta, chính vì vậy mà trang thiết bị và công nghệ của ngành rất đadạng Bên cạnh các thiết bị công nghệ tiên tiến vẫn còn tồn tại rất nhiều các thiết bịlạc hậu, có cả những thiết bị được sản xuất từ những năm 1930-1940

Do đặc điểm của ngành là khâu nhuộm sử dụng lượng lướn và lượng lớn nướcthải chứa thuốc nhuộm lớn nên càng làm tăng thêm phần bức bách sự ô nhiễm môitrường, ảnh hưởng đến mĩ quan và sức khỏe cộng đồng

Dệt nhuộm ở nước ta là ngành công nghiệp có mạng lưới sản xuất rộng lớn vớinhiều mặt hàng, nhiều chủng loại và gần đây tốc độ tăng trưởng kinh tế cao Tuynhiên, công nghệ dệt nhuộm sử dụng một lượng nước khá lớn phục vụ cho cáccông đoạn sản xuất đồng thời xả ra một lượng nước thải bình quân 12-300 m3 /tấnvải Lượng hóa chất sử dụng 200-1000kg/tấn vải, 20-80 kg thuốc nhuộm/tấn vải Trong đó nguồn ô nhiễm chính là từ nước thải công đoạn dệt nhuộm và nấu tẩy.Nước thải giặt có pH:9-12, hàm lượng chất hữu cơ cao (có thể lên tới 500 mg/l ) độmàu trên dưới 800 Pt-Co, hàm lượng SS có thể bằng 1500mg/l Nồng độ các chất ônhiễm được tóm tắt trong bảng dưới đây:

Bảng 1.1: Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải dệt nhuộm

Dệt len Sợi

< Thiết kế hệ thống xử lý nước thải, Trịnh Xuân Lai >

Ngoài ra trong nước thải còn chứa các ion kim loại nặng: Cu,Cr,Ni, Đặc biệt độmàu cao do lượng hóa chất nhuộm không hết,chỉ khoảng 70-80% màu được sửdụng còn 20-30% thải ra môi trường ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng nướccủa các sông hồ, ao Ảnh hưởng lớn đến động vật thủy sinh trong nước

I.2.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ và nước thải kèm theo

Trong quá trình dệt nhuộm gồm rất nhiều công đoạn diễn ra,mỗi công đoạn cầnnhững hóa chất và phụ gia phù hợp.Kèm theo sau là nước thải cùng các chất ônhiễm trong quá trình hoàn tất như tẩy trắng,nhuộm,

Nguyên liệu đầu vào

H2O, tinh bột,phụ gia, hơi

nước Nước thải chứa hồ tinh bột

Enzym, NaOH

H2SO4, H2O, chất tẩy giặt Nước thải

Bị thủy phân, NaOH

H2SO4, H2O2, chất tẩy giặt Nước thải

NaOH, hóa chất

NaOH, hóa chất Nước thải

Dung dịch nhuộm Dịch nhuộm thải

H2SO4, H2O2, chất tẩy giặt Nước thải

Hơi nước ,hồ,hóa chất

Hình 1.1 Sơ đồ dây chuyền công nghệ dệt nhuộm[1]

I.2.2 Các công đoạn điển hình

Kéo sợi, chải, ghép,đánh ống

Hồ sợi Dệt vải Giũ hồ

Nấu Xử lí axit, giặt Tẩy trắng

Giặt

Làm bóng

Nhuộm, in hoa

Giặt Hoàn tất, văng khổ

Sản phẩm

I.2.2.1 Chuẩn bị nguyên liệu

Nguyên liệu dưới dạng bông thô, các sợi bông có kích thước khác nhau chứanhiều tạp chất tự nhiên như bụi, đất

Nguyên liệu thô được đánh tung làm sạch và trộn đều làm thành các tấm bôngphẳng đều Kéo sợi thô để giảm kích thước sợi, tăng độ bền, quấn sợi vào các ốngsợi

I.2.2.2 Hồ sợi

Hồ sợi bằng hồ tinh bột, tinh bột biến tính để tăng độ bền trơn và độ bóng củasợi Sau đó dệt vải: kết hợp các sợi ngang và dọc để tạo thành tấm vải mộc

I.2.2.3 Chuẩn bị nhuộm

- 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 ( H2SO4 0.5%) Vải sau khi giũ đượcgiặt 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 của xơ sợi như dầumỡ, sáp, Sau khi nấu vải có độ mao dẫn và khả năng thấm ướt cao, hấp thụ hóachất, thuốc nhuộm cao hơn,vải mềm mại và đẹp hơn Vải được nấu trong dungdịch kiềm và các chất tẩy giặt ở áp suất cao ( 2 ÷ 3 at) và ở nhiệt độ cao 120-130

⁰C Sau đó vải được giặt nhiều lần

-Làm bóng vải: Mục đích làm cho sợi cotton trương nở, làm tăng kích thước cácmao quản giữa các mạch phân tử làm cho xơ sợi trở nên xốp hơn, dễ thấm nước,sợi bóng hơn, tăng khả năng bắt màu nhuộm Làm bóng vải bông thường bằngdung dịch kiềm NaOH có nồng độ từ 280 đến 300 g/l, ở nhiệt độ 10-20 ⁰C Sau đóvải dược giặt nhiều lần Đối với vải nhân tạo không cần làm bóng

-Tẩy trắng: Mục đích tẩy màu tự nhiên của vải, làm sạch các vết bẩn, làm cho vảicó độ trắng đúng yêu cầu chất lượng Các chất tẩy thường dùng là natri cloritNaClO2, natri hypoclorit NaOCl, hoặc hydro peroxyte H2O2 cùng với các chất phụtrợ

Nếu sử dụng H2O2 giá thành sản phẩm cao hơn nhưng không ảnh hưởng đến 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 lượngAOX (hợp chất halogen hữu cơ dễ hấp phụ) trong nước thải Các chất này khả

I.2.2.4 Nhuộm vải

Đây là công đoạn phức tạp, sử dụng nhiều loại thuốc nhuộm và hóa chất để tạo màu sắc khác nhau cho vải Thuốc nhuộm có nhiều loại như: trực tiếp, hoànnguyên, lưu huỳnh, hoạt tính tồn tại ở dạng tan hay phân tán trong dung dịch Tỉlệ màu của thuốc nhuộm gắn vào sợi từ 50-98%, phần còn lại đi vào trong nướcthải

Quá trình nhuộm xảy ra theo 4 bước :

+Di chuyển các phần tử thuốc nhuộm đến bề mặt sợi

+Gắn màu vào bề mặt sợi

+Khuếch tán màu vào sợi, quá trình này xảy ra chậm

+Cố định màu vào sợi

-In hoa: Để tạo vân hoa, có 1 hay nhiều màu trên vải Các loại thuốc in hoa ở dạnghoà tan hay dung môi chất màu Các thuốc in hoa là chất màu, hoạt tính, hoànnguyên azo không tan và Indigozol Hồ in hoa là hồ tinh bột dextrin, natria

lginat, hồ nhũ tương tổng hợp

-Văng khô, hoàn tất: Mục đích ổn định kích thước của vải chống màu và ổn địnhnhiệt Trong đó sử dụng một số hoá chất chống nhàu, chất làm mềm và hoá chấtnhư metylic

Bảng 1.2: Phần màu không gắn vào sợi vải [1]

Thuốc nhuộm Phần màu không gắn vào sợi,%

Để sản xuất các mặt hàng vải màu và in hoa trong công nghiệp dệt nhuộm người

ta phải sử dụng nhiều loại thuốc nhuộm khác nhau Thuốc nhuộm chủ yếu làcáchợp chất hữu cơ có màu, khi tiếp xúc với các vật liệu khác nhau thì khả năngbắt màu và giữ màu trên vật liệu khác nhau bằng các lực liên kết vật lý và hoá học.Hầu hết thuốc nhuộm là những hợp chất màu hữu cơ trừ thuốc nhuộm pigment cómột số màu từ hợp chất vô cơ.Các loại thuốc nhuộm thường gặp, gồm:

+Thuốc nhuộm trực tiếp:

Thuốc nhuộm trực tiếp hay còn gọi là thuốc nhuộm tự bắt màu là những hợp chấtmàu hoà tan trong nước, có khả năng bắt màu vào một số vật liệu như các sợixenlulo, giấy, tơ tằm và sợi polyamit một các trực tiếp nhờ các lực hấp phụ trongmôi trường trung tính hoặc kiềm.Hầu hết thuốc nhuộm trực tiếp có nhóm azo,mộtsố ít là dẫn xuất dioazin và flatoxianim,tất cả được sản xuất dưới dạng muối natricủa axit sunforic hoặc cacbonyl hữu cơ,một vài trường hợp được sản xuất dướidạng muối amoni va kali nên được viết dưới dạng tổng quát là:

Ar-SO3-Na(Ar:gốc hữu cơ mang màu thuốc nhuộm)

Khi hoà tan vào nước thuốc nhuộm phân ly như sau:

Ar-SO3-Na → Ar-SO3 +Na+

Ar-SO3: là ion mang màu có điện tích âm

Thuốc nhuộm trực tiếp chỉ có hiệu suất bắt màu cao 90% khi nhuộm màu nhạt ởnồng độ thấp, còn đối với những màu đậm, lượng thuốc nhuộm bị thải ra tương đốilớn

Do có khả năng tự bắt màu, đơn giản trong sử dụng và rẻ tiền nên thuốc nhuộmtrực tiếp được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như ngành dệtvải,sợi bông, hàng dệt kim từ bông, một số sản phẩm dệt từ polyamit trong ngànhthuộc da cũng sử dụng thuốc nhuộm trực tiếp nhất là màu nâu, đen và một số màuxanh

Gần đây phát hiện thấy một trong những nguyên nhân gây ung thư là do aminthơm thoát ra từ các thuốc nhuộm có chứa gốc azo, nên các nước EU đã cấmkhông sử dụng loại thuốc nhuộm này, vì vậy phạm vi sử dụng loại thuốc nhuộmnày thu hẹp dần

+Thuốc nhuộm hoạt tính:

Là loại thuốc nhuộm anion, có phần mang màu thường là từ thuốc azo,antraquinon, axit chứa kim loại hoặc ftaloxianin nhưng chứa một vài nguyên tử

hoạt tính có độ hòa tan trong nước cao và khả năng chịu ẩm tốt Công thức tổngquát của thuốc nhuộm hoạt tính là: S -F -T -X, trong đó:

S: Là nhóm cho thuốc nhuộm có tính tan

F: là phần mang màu của phân tử thuốc nhuộm, nó quyết định màu

của thuốc nhuộm

T: là gốc mang nhóm phản ứng

X: là nhóm mang phản ứng và nhóm này rất khác nhau, có thể là nhómhalogen hữu cơ hoặc nhóm nguyên tử chưa no như CH2= CH2

và trong mỗi phân tử thuốc nhuộm có thể chứa một hoặc nhiều nhóm phản ứng Mức độ không gắn màu của thuốc nhuộm hoạt tính tương đối cao khoảng 30%và nó có chứa gốc Halogen hữu cơ nên làm tăng lượng độc hại (AOX)

trong nước thải Mặt khác quá trình nhuộm phải sử dụng chất điện li khá lớn(NaCl, Na2SO4) và chúng bị thải hoàn toàn sau khi nhuộm và giặt Vì vậy, nướcthải có hàm lượng muối cao có hại cho thủy sinh và cản trở xử lí nước thải bằngphương pháp vi sinh

+Thuốc nhuộm hoàn nguyên:

Thuốc nhuộm hoàn nguyên được dùng chủ yếu để nhuộm chỉ, sợi vải bông, lụa vixco.Thuốc nhuộm hoàn nguyên bao gồm 2 nhóm chính:nhóm indigoit (có chứa nhân indigovà dẫn xuất của nó)và nhóm hoàn nguyên đa vòng (có chứa nhân Antraguinon và các dẫn xuất).Tuy có cấu tạo và màu sắc khác nhau nhưng tất cả đều có nhóm axeton(C=O) trong phân tử nên công thức tổng quát là R=C=O Tất cả các thuốc nhuộm hoàn nguyên đều không tan trong nước và trong kiềm.Để nhuộm và in hoa, người ta khử nó trong môi trường kiềm bằng chất khửmạnh như NaHSO3, H2O2, hay dùng nhất là dung dịch Na2SO4+ NaOH ởnhiệt độ 50 -60 ⁰C.Tùy thuộc vào công nghệ nhuộm khác nhau mà tỷ lệ bắt màucủa thuốc nhuộm hoàn nguyên khác nhau, dao động trong khoảng 70 -80% Phầnkhông bắt màu đi vào nước thải, có cấu trúc bền vững và đang là một vấn đề đángquan tâm trong xử lý nước thải dệt nhuộm

+Thuốc nhuộm phân tán:

Là những chất màu không tan trong nước, được sản xuất dưới dạng hạt phân táncao thể keo nên có thể phân bố đều trong nước kiểu dung dịch huyền phù, đồngthời có khả năng chịu ẩm cao, có cấu tạo phân tử từ các gốc azo (-N=N-) vàantraquinon, có chứa nhóm amin tự do hoặc đã bị thế (-NH2, -NHR, -NR2,

-NH-CH2=CH2-OH) nên thuốc nhuộm dễ dàng phân tán trong nước.Mức độ gắn màu của thuốc nhuộm phân tán đạt tỉ lệ cao 90 -95%, nên mức độ thải ra

môi trường không cao Môi trường thuốc nhuộm có tính axit và có nhiều chất hoạtđộng bề mặt có thể kết hợp trung hòa với dòng thải kiềm tính.

+Thuốc nhuộm lưu huỳnh:

Trong phân tử có chứa disunfua (-S-S) và nhiều nguyên tử lưu huỳnh.Là hợp chấtkhông màu tan trong nước và một số dung môi hữu cơ Dùng để nhuộm sợi

coton thuốc nhuộm này tương đối đủ màu trừ màu tím và màu đỏ chưa tổng hợpđược.Môi trường nhuộm mang tính kiềm và độ hấp phụ các loại thuốc này khoảng

60 -70%, phần còn lại đi vào nước thải làm cho nước thải có chứa các hợp chất củalưu huỳnh và các chất điện ly

Ngoài ra còn một số loại thuốc nhuộm khác như thuốc nhuộm pigment.thuốcnhuộm phân tán Tỷ lệ các loại thuốc nhuộm không gắn kết vào sợi vải

và tồn tại trong nước thải

Các loại hoá chất khác sử dụng trong sản xuất dệt nhuộm:

Trong sản xuất dệt nhuộm ngoài các loại thuốc nhuộm thường dùng, người ta cònsử dụng các loại hoá chất sau:-NaOH và Na2CO3 dùng trong nấu tẩy, làm bóngvới số lượng lớn.-H2SO4 dùng để giặt trung hoà và hiện màu thuốc nhuộm.-H2O2,NaOCl dùng để tẩy trắng vật liệu.-Các chất khử vô cơ như: Na2S2O3 dùng trongnhuộm hoàn nguyên, Na2S dùng để khử thuốc nhuộm lưu huỳnh

-Các chất cầm màu thường là nhựa cao phân tử như syntephix, tinofic

-Những chất này khó tan trong nước nhưng lại dễ tan trong dung dịch axit axetic,chúng tạo thành phức khó tan giữa cation chất cầm màu và anion của thuốc nhuộm.Nó được sử dụng để nâng cao độ bền màu cho vảI khi nhuộm bằng thuốc nhuộmtrực tiếp, thuốc nhuộm hoàn nguyên

-Các chất hoạt động bề mặt (như chất ngấm, chất đều màu, chất chống bọt, chấtchống nhăn ), xà phòng hoặc các chất tẩy giặt tổng hợp được sử dụng trong tất cảcác công đoạn là các nhóm anion, cation Các chất này làm giảm sức căng bề mặtnước thải và ảnh hưởng tới đời sống thuỷ sinh, đôi khi có những sản phẩm khóphân giải vi sinh

-Các polyme tổng hợp dùng trong hồ sợi và hồ vải như PAC, polycrylat Khi đi vàotrong nước thải là những chất khó phân huỷ sinh học

-Các chất làm mềm vải dùng trong khâu hoàn tất phần lớn là hợp chất cao phân tử có gốc silion như : polisiloxan, silicon biến tính Các chất này có khả năng tạo thành lớp màng mỏng trên vải làm cho vải mềm và mịn.

I.3 Hiện trạng ô nhiễm và các chất ô nhiễm

Sự gia tăng đáng kể của ngành dệt may là nhờ sự đóng góp rất lớn của ngành dệtnhuộm

Chất lượng vải, màu sắc và kiểu dáng ưu chuộng là những yếu tố không thể thiếutrong lĩnh vực thời trang Tuy nhiên, với nhu cầu ngày càng cao về màu sắc và độbền của thuốc nhuộm, dưới góc độ môi trường thì sự đa dạng về màu sắc và độ bềnmàu ngày một tăng cao của thuốc nhuộm lại là sự ô nhiễm môi trường mức độngày càng trầm trọng hơn và càng khó khăn hơn trong nghiên cứu cơ chế và côngnghệ xử lý nước thải

Hàng năm, ngành công nghiệp dệt may sử dụng hàng nghìn tấn các loại hoá chất nhuộm

Hiệu suất sử dụng các loại thuốc nhuộm nằm trong khoảng từ 70 -80% và đối đachỉ đạt 95% Như vậy, một lượng lớn hoá chất, thuốc nhuộm sẽ bị thải ra môitrường Theo số liệu thống kê,ngành dệt may thải ra môi trường khoảng 24 -30triệu m3 nước thải/năm Trong đó mới chỉ có khoảng 10% tổng lượng nước thải đãđược qua xử lý, số còn lại đều thải trực tiếp ra môi trường tiếp nhận

Ở một số nước, tiêu chuẩn cho phép đối với các thông số ô nhiễm của công đoạnnhuộm đã ngày càng giảm xuống, như vậy cũng cho thấy sự tiến bộ trong côngnghệ sản xuất của các nước để có thể tuân thủ được theo tiêu chuẩn này Các cơ sởsản xuất buộc phải thay đổi quy trình công nghệ, thay đổi những hóa chất sử dụngtrong đó và các hệ thống xử lý phù hợp cũng phải thay đổi theo Ví dụ, các thôngsố tiêu chuẩn đối với nước thải dệt ở Tây Ban Nha hiện nay đã giảm xuống, đối vớiCOD chỉ còn là 160mg/l (vì đây là loại chất hữu cơ khó phân hủy nên ở nước TâyBan Nha có quy định riêng) Đối với Việt Nam, mặc dù COD cho phép thải ra là80mg/l (TCVN 5945-2005 loại B),nhưng lại là quy định cho tất cả các loại nướcthải của sản xuất, không phân biệt các ngành khác nhau

Tiêu chuẩn ngày càng cao cũng đồng nghĩa với việc cần các phương pháp côngnghệ xử lý tiên tiến hơn, hiệu quả hơn

Một trong những phương pháp xử lý hiệu quả đối với nước thải nhuộm là kết hợpphương pháp cổ điển như keo tụ với những biện pháp xử lý tiên tiến như sử dụngO3, TiO2

Đặc tính nước thải của sản xuất dệt nhuộm:

Công nghệ nhuộm cần sử dụng 20 -100m3 nước/tấn sản phẩm, tương ứng vớilượng nước thải từ vài trăm đến hơn 1000 m3/ngày Do vậy, nhu cầu về số lượngcũng như chất lượng nước sử dụng là một vấn đề rất lớn đặt ra đối với từng cơ sởsản xuất Sử dụng hợp lý nước là một vấn đề kinh tế quan trọng, đòi hỏi phải có sựquản lý nghiêm ngặt và phải làm giảm tối thiểu lượng nước sử dụng cũng như táisử dụng nguồn nước thải Theo nghiên cứu của D.Orhon, F.Germirii Babuna vànnk (2001) cho thấy nồng độ các chất ô nhiễm từ công đoạn nhuộm rất khác nhau:độ pH của các quá trình khá chênh lêch, phụ thuộc vào đặc tính riêng của từngcông đoạn Nhưng phần lớn nước thải của các công đoạn chủ yếu có tính kiềm Giátrị COD cao ở các công đoạn làm sánh huỳnh quang, công đoạn làm mềm, côngđoạn nhuộm và công đoạn tẩy trắng, đều lớn hơn 2000mg/l

Đặc biệt là công đoạn nhuộm thải ra lượng nước thải lớn có chứa hàm lượng chấthữu cơ khó phân hủy cao, còn những công đoạn khác phần lớn là chất hữu cơ dễphân hủy Công đoạn nhuộm có độ màu cao nhất, lên đến 25.000 theo thang độmàu Pt -Co Còn các thông số TDS và tổng Photpho của nước thải dệt nhuộmkhông cao Hàm lượng chất lơ lửng trong công đoạn nhuộm,công đoạn chuội vải làcao nhất Như vậy, các chất thải có trong nước thải công nghiệp dệt nhuộm có thểđược chia thành hai loại:

-Chất thải của các loại hóa chất và chất phụ gia trong nước thải do sử dụng dưthừa, chủ yếu là các loại chất vô cơ và chất hữu cơ dễ phân hủy

-Chất thải từ thuốc nhuộm dư thừa, đây là chất hữu cơ khó phân hủy

Do tính chất khác nhau của hai loại chất thải này, cần lưu ý tách dòng riêng biệtkhi đưa vào xử lý trong nhà máy

Đặc trưng quan trọng nhất của nguồn nước thải từ các cơ sở dệt nhuộm là sự daođộng rất lớn về cả số lượng và tải lượng ô nhiễm Thay đổi theo mùa, theo mặthàng sản xuất và theo chất lượng sản phẩm Nhìn chung nước thải từ các cơ sở dệtnhuộm có độ kiềm cao, độ màu và hàm lượng chất hữu cơ cao Hiệu quả hấp phụcủa vải chỉ đạt 60-70% Ngoài ra một số chất điện ly, chất hoạt động bề mặt, chấttạo môi trường cũng tồn tại trong thành phần nước thải tạo ra độ màu cao của nướcthải.Nước thải của ngành dệt nhuộm nếu không được xử lý, khi thải vào môitrường sẽ làm mất cân bằng sinh thái của nguồn tiếp nhận gây ô nhiễm môi trườngvà ảnh hưởng lớn đến sức khoẻ con người

Bảng 1.3 :Các chất gây ô nhiễm và đặc tính của nước thải ngành dệt nhuộm [I]

Công đoạn Chất ô nhiễm trong nước

thải

Đặc tính của nước thảiHồ sợi,giũ hồ

Tinh bột,glucose,carboxy metyl xelulo,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 xơ sợi vụn

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

(dưới 1% tổng BOD )

axetic và các muối kim loại

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

sét,muối kim loại,axit,

Độ màu cao,BOD cao và dầu mỡ

Hoàn thiện Vết tinh bột,mỡ động vật Kiềm nhẹ,BOD

thấp,lượng nhỏ

Chương II: Các phương pháp xử lý.

Để xử lý nước thải chứa các hợp chất hữu cơ nói chung người ta thường sử dụng

2 biện pháp chính là biện pháp phân huỷ bằng sinh học và các biện pháp hoá học.Nước thải nhuộm là nước thải khó phân huỷ sinh học nên biện pháp xử lý chủ yếulà biện pháp hoá học

Các biện pháp hoá học xử lý chất thải hữu cơ khó phân huỷ bao gồm các biệnpháp xử lý bằng keo tụ, xử lý bằng hấp phụ, xử lý bằng oxi hoá hoá học Các biệnpháp này thường đạt hiệu quả cao trong xử lý nước thải mà không phương phápnào thay thế được, thời gian xử lý ngắn, diện tích mặt bằng cho hệ thống xử lýkhông lớn Tuy nhiên, nếu xử lý triệt để thì giá thành xử lý tương đối cao và đôikhi sinh ra các sản phẩm phụ không mong muốn trong quá trình xử lý

II.1.Phương pháp cơ học

-Song chắn rác, lưới chắn rác để loại bỏ các tạp chất thô đi vào các công trình phíasau

-Bể điều hòa : Duy trì nồng độ và lưu lượng nước thải đầu vào

II.2.Phương pháp hóa học

II.2.1 Phương pháp trung hòa

Phương pháp trung hòa được thực hiện bằng trộn dòng thải có tính axit vớidòng thải có tính kiềm hoặc sử dụng các hóa chất như H2SO4, HCl, NaOH, CO2.Điều chỉnh pH thường kết hợp thực hiện ở bể điều hòa hay bể thu gom

II.2.2 Xử lý bằng phương pháp oxy hóa

Ngày nay người ta thường nói đến phương pháp xử lý nước thải bằng AOPs (Advanced Oxidation Processes)

–Quá trình oxi hóa tiên tiến Phương pháp này là nhằm sử dụng những tác nhân hóa học có khả năng oxi hoá mạnh như TiO2, O3, H2O2 hoặc kết hợp

chúng với nhau để xử lý nước thải Đặc điểm của những chất oxi hoá mạnh này là trong điều kiện phản ứng cụ thể, sẽ sinh ra gốc tự do hydroxyl ,có khả năng oxi hóa rất mạnh, tốc độ phản ứng oxi hóa rất nhanh và không lựa chọn khi phản ứng với các hợp chất khác nhau

Các gốc hydroxyl tự do này có thể tấn công vào các phân tử chất hữu cơ nhờ vàolực hút của nguyên tử hydro Các gốc hydroxyl tự do khoáng hóa toàn bộ chất hữu

cơ để tạo thành các hợp chất không độc như CO2 và H2O

Vì vậy, trong mấy thập kỷ qua nhiều công trình nghiên cứu đã được thực hiện đểtìm ra quá trình tạo gốc HO trên cơ sở các tác nhân oxy hóa thông thường như O3,H2O2 thông qua các phản ứng hóa học (H2O2/Fe2+ O3/H2O2), hoặc nhờ năng lượngbức xạ tia cực tím UV (O/UV, H2O2/UV, O3+ H2O2/UV, TiO2/UV)

và các nguồn năng lượng cao (siêu âm, tia Gamma, tia X, chùm electron)

Theo Cơ quan Bảo vệ môi trường Mỹ, dựa theo đặc tính của quá trình có sử dụngnguồn năng lượng bức xạ tử ngoại UV hay không, phân loại các quá trình oxi hóatiên tiến thành hai nhóm, như sau:

-Nhóm các quá trình oxi hóa tiên tiến không sử dụng tác nhân ánh sáng:quá trình Fenton

-Nhóm các quá trình oxi hóa tiên tiến nhờ tác nhân ánh sáng: quá trìnhUV/H2O2, UV/O3, UV/H2O2/O3, quá trình quang Fenton:

+ Quá trình Fenton:

Hệ Fenton cổ điển là sử dụng ion sắt hóa trị 2 và H2O2 để phản ứng tạo gốc HO:

Vella et al (1993) đã tiến hành nghiên cứu phân hủy tricloetylen (TCE) trongnước với nồng độ pha chế 10mg/l bằng quá trình Fenton Phản ứng thực hiện ở pHgiữa 3,9 và 4,2 với tỷ lệ mol FeII: H2O2 bằng 0,2 và sử dụng liều lượng H2O2là 53 và 75mg/l Kết quả cho thấy khi thí nghiệm với H2O2 53mg/l hoặc cao hơnthì hiệu quả loại bỏ TCE đạt trên 80% sau 2 phút xử lý.Hunter (1996) đã nghiêncứu xử lý 1,2,3 -triclopropan với nồng độ ban đầu 150mg/l và

cho thấy điều kiện xảy ra tốt nhất khi pH từ 2 -3,3 Khi tăng nồng độ FeII có khảnăng làm tăng tốc độ phân hủy 1,2,3 -triclopropan

-Nhược điểm quan trọng nhất của quá trình Fenton là phải thực hiện ở pH thấp, saukhi phản ứng phải nâng pH >7 lên để tách các ion Fe3+ ra khỏi nước thải sau xử lýbằng nước vôi hoặc dung dịch kiềm nhằm chuyển sang dạng keo Fe(OH)3

kết tủa, sau đó phải qua các thiết bị lắng hoặc lọc để tách kết tủa, tạo ra một lượng bùn kết tủa chứa rất nhiều sắt.

+ Quá trình oxi hóa sử dụng UV

a. Quá trình quang phân trực tiếp:

Dưới tác dụng của bức xạ UV, các chất ô nhiễm trong nước có thể hấp thu trực tiếp quang năng này, chuyển sang trạng thái bị kích thích có năng lượng lượng cao và sau đó bị phân hủy

Quá trình này được gọi là quá trình quang phân trực tiếp các chất ô nhiễm

Quá trình quang phân trực tiếp các chất hữu cơ bằng bức xạ UV cũng có thể phânhủy các chất hữu cơ theo cơ chế như đã khảo sát trên với khởi đầu bằng giai đoạnhấp thu năng lượng bức xạ UV và trở thành trạng thái bị kích thích Tuy nhiên,hiệu suất lượng tử của quá trình quang phân trực tiếp thấp và hệ số

hấp thu bức xạ UV không cao nên đã hạn chế việc sử dụng phương pháp này vàoxử lý các chất ô nhiễm có trong nước và nước thải

Chẳng hạn các dẫn xuất halogen của metan bão hòa không thể nào phân hủy bằngquá trình quang phân trực tiếp bằng bức xạ UV Tuy nhiên, nếu thực hiện quá trìnhquang phân với sự có mặt H2O2, sự phân hủy các hợp chất nói trên đã xảy ra vớihiệu suất cao

Đối với các hợp chất acromatic, là những hợp chất phổ biến trong các chất ônhiễm hữu cơ, tốc độ quá trình phân hủy bằng quang phân khi có mặt H2O2 hoặcO3 tăng gấp 7 đến 8 lần so với quang phân trực tiếp chất ô nhiễm mà không có mặtcác chất trên [Beltran, 1996]

Đối với các hợp chất clobenzen nhƣ hexaclobenzen khi quang phân trực tiếp, sau

70 phút phản ứng chỉ có 20% bị phân hủy Trong khi đó, nếu quang phân có mặtH2O2 thì 80% hexaclobenzen bị khoáng hóa chỉ trong vòng 4 -6 phút đặtdưới tia UV Hợp chất pentaclorophenol (PCP) bị phân hủy rất nhanh khi có mặtH2O2 so với khi tiến hành quá trình quang phân trực tiếp [Ho and Bolton, 1998]

b Quá trình quang phân gián tiếp:

Dưới tác dụng của bức xạ UV, quá trình quang phân trực tiếp sẽ xảy ra với cáchợp chấtH2O2 và O3 đưa thêm vào vì hệ số hấp thụ bức xạ UV của chúng rất cao,dẫn đến sự hình thành các gốc HO linh động, lấn át quá trình quang phân trực tiếpcác chất ô nhiễm Chính nhờ vào khả năng oxi hóa cao của các gốc HO

nên quá trình oxi hóa các chất ô nhiễm được xảy ra với tốc độ cao, mức độ khoánghóa gần như hoàn toàn

Các công trình nghiên cứu đã được tiến hành bằng cách đưa thêm một số tác nhânkhác như H2O2 và O3 vào hệ phản ứng sử dụng UV

Những kết quả cho thấy, hiệu quả của quá trình quang phân sử dụng các tác nhân H2O2và O3 kết hợp với UV rất tốt so với quá trình quang phân không có mặt các hợp chất này.Quá trình quang phân H2O dưới tác dụng bức xạ UV tạo ra gốc HO xảy ra theo phương trình dưới đây H2O2+ h(200-280nm)

Hấp thu của H2O2 đạt được cực đại đối với bức xạ UV có tần số 220nm, vì vậysử dụng đèn hơi thủy ngân trung áp là thích hợp Tuy nhiên, trong thực tế người tathường sử dụng nguồn UV của đèn hơi thủy ngân thấp áp với bước sóng đặc trưnglà 253,7nm

Khi sử dụng đèn hơi thủy ngân thấp áp thì hệ số hấp thu phân tử của H2O2 chỉđạt 19,6 l.M-1.cm-1 Vì vậy, khi sử dụng đèn hơi thủy ngân thấp áp với bước sóng253,7nm, phải tăng lượng H2O2 đưa vào để tạo ra lượng gốc HO đủ cho quá trình.Khi tăng lượng dư H2O2 sẽ xảy ra hiện tượng bị mất một số gốc HO, giảm hiệuquả của quá trình do các phản ứng sau:

HO*+ H2O2 - *HO2+ H2O

*HO2+ H2O2 - HO*+ H2O + O2

* HO2+* HO2 - H2O2+ O2

Ngoài con đường tạo gốc HO* trực tiếp từ H2O2 còn một con đường khác tạo ra gốc HO từ H2O2 thông qua giai đoạn trung gian, như sau [Munter, 2001]:

H2O2 HO2-+ H+

HO2-+ hv - HO*+*

O-Anion HO2- lại có hệ số hấp thu bức xạ UV cao ở bước sóng 253,7nm Vì vậy, trong thực tế cũng có thể sử dụng đèn UV hơi thủy ngân thấp áp để tạo gốc HO từ H2O2

.Gốc HO* được tạo thành từ phản ứng trên sẽ tham gia vào quá trình phân huỷ chất

ô nhiễm hữu cơ qua các giai đoạn oxi hoá:

HO*+ CH2Cl2  H2O + *CHCl2

*CHCl2+ HO2 - CO2+ 2HCl

Các phản ứng trên cho thấy các chất ô nhiễm hữu cơ khi tác dụng với gốc HO*sẽ bị oxi hoá hoàn toàn thành CO2 hoặc H2O và muối

Quá trình oxi hóa sử dụng UV kết hợp H2O2 đã được nghiên cứu để xử lý vớinhiều đối tượng chất ô nhiễm khác nhau trong nước cấp và nước thải côngnghiệp.Các nghiên cứu chỉ ra rằng, sử dụng H2O2 kết hợp với UV trong quá trìnhAOPs đem lại hiệu quả cao trong xử lý độ màu của nước thải Sự quang phânH2O2 đã được nhiều nghiên cứu chứng minh [10, 17] Các công trình nghiên cứunày đã chỉ ra rằng quá trình sử dụng UV/H2O2 có thể oxi hóa hoàn toàn chất hữu

cơ trong nước thải do sinh ra gốc HO•

Sử dụng thêm UV làm tăng tốc độ phân hủy H2O2, làm tăng tốc độ hình thànhgốc HO•

II.3 Phương pháp hóa ly

II.3.1 Xử lý bằng phương pháp hấp phụ.

Quá trình hấp phụ là quá trình thuận nghịch, nghĩa là sau khi chất bẩn đã bị hấp phụ rồi, có thể di chuyển ngược lại từ bề mặt chất hấp phụ vào dung dịch, hiện tượng này gọi là giải hấp phụ

Với điều kiện như nhau, tốc độ của quá trình thuận nghịch tương ứng tỷ lệ vớinồng độ chất bẩn trong dung dịch và trên bề mặt chất hấp phụ Khi nồng độ chấtbẩn trong dung dịch ở giá trị cao nhất thì tốc độ hấp phụ cũng lớn nhất Khi nồngđộ chất hấp phụ trên bề mặt tăng lên thì số phân tử (đã bị hấp phụ) sẽ di chuyển trởlại dung dịch cũng ngày càng nhiều hơn

Trong một đơn vị thời gian, số phân tử bị hấp phụ từ dung dịch lên bề mặt hấpphụ cũng bằng số phân tử di chuyển ngược lại từ bề mặt chất hấp phụ vào dungdịch thì nồng độ chất ô nhiễm hoà tan trong dung dịch sẽ là một đại lượng khôngđổi, và đạt nồng độ cân bằng

Trong quá trình hấp phụ, thường dùng than hoạt tính, xỉ, tro và một số khoángchất như đất sét, silicagen Phương pháp hấp phụ thường dùng để tách các hợp chấthữu cơ hoà tan và khử màu của nước thải Các chất hữu cơ khi được đưa qua cộttrao đổi và cột chất hấp phụ sẽ được giữ lại trên bề mặt Phương pháp này cho hiệuquả cao, chi phí thấp, nguyên vật liệu đơn giản nhưng chưa được áp dụng rộng rãiở Việt Nam do điều kiện còn khó khăn

II.3.2 Phương pháp keo tụ-tạo bông

Muối kim loại thủy phân như muối nhuôm hoặc muối sắt được sử dụng rộng rãilàm chất keo tụ trong xử lý nước từ đầu thế kỷ 20 và đóng vai trò quan trọng trongviệc loại bỏ chất ô nhiễm trong nước Các chất ô nhiễm bao gồm các chất vô cơ vàcác chất hữu cơ tan trong nước Phương pháp keo tụ được định nghĩa là một hiệntương làm mất sự ổn định của các hạt 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 keotụ là một phương pháp làm biến mất hoặc làm giảm điện tích bề mặt hạt keo.

Có 4 biện pháp keo tụ hoá học gồm:

-Tăng lực ion

-Thay đổi pH

-Đưa vào hệ một muối kim loại hoá trị III

-Đưa vào một polyme tự nhiên hoặc polyme tổng hợp

Trong quá trình keo tụ, người ta sử dụng muối nhôm hoặc muối sắt hoá trị 3 còngọi là phèn nhôm hoặc phèn sắt làm chất keo tụ Việc đưa các muối kim loại đahoá trị này vào nước làm cho các hạt keo tập hợp thành chùm xung quanh ion kim Các chất phân tán trong nước có thể tác động với nhau theo nhiều cách, sự tácđộng đó ảnh hưởng đến sự ổn định hoặc bất ổn định của các hạt vật chất Sự ổnđịnh của các hạt là kết quả của sự tương tác giữa lực hấp dẫn Vander Wall và lựcđẩy tĩnh điện (do các hạt vật chất luôn luôn tích điện) Khi lực hấp dẫn VanderWall và lực đẩy tĩnh điện cân bằng thì các hạt keo tồn tại trong nước được ổn định.Lực đẩy có thể bị ảnh hưởng khi thay đổi nồng độ ion hoặc điện tích bề mặt củacác hạt keo Khi nồng độ ion tăng sẽ làm cản trở lực đẩy tĩnh điện và lực hấp dẫnchiếm ưu thế, làm các hạt keo tiến đến gần nhau Vì vậy, khi thêm muối nhôm vàmuối sắt (điện tích trái dấu với các hạt keo) vào dung dịch, điện tích bề mặt keo cóthể bị giảm xuống hoặc được trung hòa, làm cho lực đẩy giữa các hạt keo giảmxuống

Sự thủy phân các ion thường được thể hiện qua một loạt các phản ứng thay thếcác phân tử nước bằng các ion hydroxyl Khi hàm lượng cation kim loại có mặttrong dung dịch rất nhỏ, các chùm hạt hình thành cũng đã có khả năng lắng nhanhhơn Tuy nhiên, kích thước hạt vẫn còn nhỏ nên tốc độ lắng chưa đáng kể Khi hàmlượng cation kim loại tăng lên đủ lớn thì xảy ra hiện tượng keo tụ, các hạt keo tậphợp thành cụm Ngoài ra, để giúp quá trình keo tụ nhanh hơn và có hiệu quả hơnngười ta thường sử dụng hợp chất cao phân tử Các chất trợ lắng thường dùng làpolyacrylamit (CH2CHCONH2)n, polyacrylic(CH2CHOOH)n

Tuy nhiên, quá trình làm sạch nước chỉ xảy ra khi sử dụng lượng polyme tối ưu,còn khi sử dụng quá dư, hạt keo lơ lửng lại tái bền và làm cho nước có độ đục Phương pháp keo tụ có thể loại bỏ được kim loại nặng trong nước thải, làm giảmđộ đục và các thành phần rắn lơ lửng Bên cạnh đó còn làm giảm chất ô nhiễmkhác nhau như dầu mỡ, COD, BOD Smith et.al.(1975) đã sử dụng chất keo tụAl2(SO4)3 để xử lý nước thải công đoạn trước tẩy của quá trình dệt nhuộm Lượngphèn sử dụng là 70-100mg/l, hiệu quả xử lý đạt được đối với SS là 95% vàBOD5là 38%.Knocke et.al.(1986) đã xử lý màu nước thải công đoạn tẩy của quátrình dệt nhuộm bằng phèn sắt FeCl3và FeSO4 Khi sử dụng 300mg/lFeCl3 thì

hiệu quả xử lý màu là 95-99% Khi sử dụng 500mg/l FeSO4 thì hiệu quả xử lý màulà 100%.

Trong nghiên cứu của Duk Jong Joo, Won Sik Shin và Jeong Hak Choi đã tiếnhành xử lý nước thải chứa thuốc nhuộm hoạt tính bằng phèn nhôm, phèn sắt và chất trợ lắng polime tổng hợp Kết quả cho thấy, khi sử dụng lượng phèn 1g/l thìhiệu quả loại bỏ màu đạt được nhỏ hơn 20%, khi kết hợp phèn và chất trợ lắng thìmàu của nước thải được loại hầu như hoàn toàn Hiệu quả xử lý tăng khi tănglượng chất trợ lắng

Ngoài ra, hiệu quả keo tụ còn phụ thuộc vào điều kiện pH và loại chất keo tụ sửdụng [Duk Jong Joo et.al., 2005]

II.4.Phương pháp sinh học

Các quá trình sinh học hiệu quả loại bỏ phụ thuộc vào tỷ lệ giữa chất hữu cơ vàkhối lượng mặt sinh học trong bể quá trình oxy hóa, nhiệt độ của nó, và nồng độoxy Nồng độ sinh khối có thể tăng lên, bằng cách sục khí hiệu ứng treo nhưngđiều quan trọng không phải để đạt tới năng lượng pha trộn có thể phá hủy các bầy,bởi vì nó có thể ức chế sau

giải quyết Thông thường, nồng độ sinh khối khoảng từ 2500-4500 mg/l, oxykhoảng 2 mg/l Với thời gian sục khí cho đến 24 giờ nhu cầu oxy có thể được giảmđến 99% Theo nhu cầu ôxy khác nhau, phương pháp xử lý sinh học có thể đượcchia thành xử lý hiếu khí và kỵ khí Do hiệu quả cao và ứng dụng rộng rãi trongđiều trị sinh học hiếu khí, nó tự nhiên trở thành dòng chính của xử lý sinh học

Chương III Tính toán thiết kế

III.1 Các sơ đồ công nghệ xử lý

Dựa vào đặc tính nước thải dệt nhuộm của nhà máy với hàm lượng các chất hữu cơkhó phân Các dây chuyền công nghệ của các nhà máy đã thực hiện:

Nước thải Bãi chôn lấp

Phèn nhôm

Song chắn rác thô

Hầm tiếp nhậnBể điều hòaBể trộn cơ khí

Bể tạo bông

Bể chứabùnBể lắng 1

Bể Aerotank

Bể lắng 2

Bể lọc hấp phụ

Bể chứa nước

Bể tiếp xúc

Hình 3.1.Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm công ty Khánh Phong-LongAn.

Hình 3.2.Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm công ty môi trường Viettech

Phèn Al,Fe

Hình 3.3.Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm công ty Đoàn Gia Phát

Hố thu Nước thải

Bể lọc áp lực

Bể tiếp nhậnBể khử trùng

III.2.Lựa chọn công nghệ

a.Sơ đồ công nghệ:

Máy thổi khí

Hóa chất

Máy thổi khí

Hóa chất Bùn khô

Hình 3.4.Sơ đồ công nghệ xử lý được lựa chọn

Nước thải

Song chắn rác

Hố thu

Bể điều hòa

Keo tụ tạo bông

Bể khử trùng

Bể tiếp nhận(QCVN 24:2009/BTNMT)

b.Thuyết minh dây chuyền công nghệ :

-Song chắn rác: Tách các tạp chất thô trước khi vào bể thu gom, giúp tăng hiệu quảxử lý ở các thiết bị phía sau

-Hố thu: Chứa nước thải sau đó bơm vào bể điều hòa,tiếp tục cho các quá trình tiếptheo

-Bể điều hòa: Do tính chất nước thải thay đổi theo từng giờ sản xuất và nó phụthuộc vào loại nước thải theo từng công đoạn.Vì vậy nhất thiết phải có bể điều hòa,bể có nhiệm vụ điều hòa lưu lượng nước, khuếch tán nồng độ, làm giảm kíchthước, tạo chế độ làm việc ổn định cho các công trình phía sau, tránh hiện tượngquá tải của hệ tống xử lý Lượng BOD cũng giảm đáng kể do bể có mặt bằng lớnnên Oxy hóa diễn ra,VSV phát triển, sục thêm khí để khử BOD tốt hơn

-Bể trộn-bể phản ứng (tạo bông): Do tính chất nước thải dệt nhuộm có cặn lơ lửngkhá cao, pH cao, độ màu cao nên để loại bỏ chúng ta dùng quá trình keo tụ –tạobông Quá trình được thực hiện trong 2 bể là bể trộn cơ khí và bể phản ứng cơ khí.Khi nước thải được bơm từ bể điều hòa qua bể trộn cơ khí, dùng năng lượng cánhkhuấy tạo dòng chảy rối để hòa trộn đều nước thải với phèn Al để tiến hành keo tụ.Quá trình xảy ra trong 60s và vận tốc quay lớn.Từ bể trọn sẽ làm việc theo chế độtự chảy qua bể phản ứng.Tại đây quá trình keo tụ được hoàn thành, tạo điều kiệnthuận lợi cho quá trình tiếp xúc và kết dính giữa các hạt keo với cặn bẩn, lúc nàycó châm thêm polyme ở bể phản ứng xảy ra trong 30 phút Qua tình keo tụ –tạobông hoàn thành sẽ tự chảy qua bể lắng ly tâm tiến hành tách rời bông cặn ra khỏinước thải

-Bể lắng : Có nhiệm vụ loại bỏ hàm lượng cặn lơ lửng trong nước thải Hiệu quảlắng của bể đạt 90% và BOD giảm 60% [4]

Quá trình lắng: Các bông keo sau khi hình thành sẽ lắng xuống khiến làm giảm

COD, màu, mùi trong nước thải Sau quá trình lắng các chất hữu cơ còn lại (nếucó) trong nước thải chủ yếu là các hợp chất hữu cơ có khối lượng phân tử thấp sẽđược xử lý bổ sung bằng phương pháp sinh học hoặc bằng các phương phápkhác Nước thải sẽ theo ống dẫn nước thải đi qua song chắn rác để loại bỏ nhữngtạp chất có kích thước lớn nhằm tạo hiệu quả cho các quy trình xử lý tiếp theo Sau đó nước thải sẽ được bơm lên bể điều hòa, tại đây có lắp đặt hệ thống bơmtuần hoàn kết hợp với hệ thống cánh khuấy để làm giảm nhiệt độ trong nước thảiđồng thời tránh hiện tượng lắng cặn Qua đó cũng làm giảm đi một phần lượng

COD, SS cũng như điều hòa lưu lượng trước khi đưa qua công trình xử lý tiếp

theo Nước thải từ bể điều hòa sẽ được bơm qua bể keo tụ – tạo bông , tại bể sẽ

được bổ sung hóa chất để tăng hiệu suất của quá trình keo tụ, tạo bông thôngthường thì sẽ bổ sung hóa chất như phèn nhôm PAC, polymer… Tiếp đó nước thảisẽ được bơm sang bể lắng I để loại bỏ phần cặn lơ lững (SS) có trong nước thải,các bông cặn đã được tạo ra ở qui trình trước cũng sẽ được lắng tại đây

-Bể Aerotank: Nước thải từ bể lắng theo chế độ tự chảy.Tại đây bể cung cấp oxyđảm bảo VSV phát triển tốt, các chất hữu cơ hòa tan và dạng keo trong nước thảidưới sự tham gia của VSV hiếu khí VSV phát triển tạo thành bông bùn (bùn hoạttính)

-Bể khử trùng: Diệt các VSV gây bệnh trong nước thải bằng cách cho Clo vào saukhi đưa ra nguồn tiếp nhận

III.3.Tính toán thiết bị

Bảng 3.1: Thông số thiết kế hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm nhàmáy với công suất 300m3/ngày đêm

III.3.1 Song chắn rác

a) Nhiệm vụ : Đặt trước hố thu gom nước thải từ các đường ống nhằm loại bỏ các

rác thô: cây, lá, giấy, cỏ

b)Tính toán

- SCR đặt vuông góc so với phương nằm ngang hoặc nghiêng 45-60⁰ so vớiphương thẳng đứng Cấu tạo bằng thép, kích thước khe hở chọn 5-10 mm

- Kích thước mương đặt SCR :

+Vận tốc nước trong mương: chọn v= 0,5 (m/s)

+Chọn kích thước mương: BxH = 0,5 x 0,5 m

+Chiều cao lớp nước trong mương:

h= = = 0,0139 (m)

-Kích thước SCR:

+Kích thước thanh: Rộng x dày = bxd=0,01x0,05 m

+Kích thước khe hở giữa các thanh: w= 0,05 m

+Giả sử SCR có n khe hở: m=n-1 thanh

B= nxw + (n-1).b  500=nx50 + (n-1).15  n= 7,9

Chọn số thanh m=8  số khe hở n= 9

Khoảng cách giữa các khe có thể điều chỉnh 500=(10xw) +(8x10) w= 42 (mm)-Tổng tiết diện các khe: A=(B- bm) h= (600- 8.10) 14= 5,9 mm2= 0,059 m2

-Vận tốc dòng chảy qua SCR:

v= = 0,5 (m/s)

-Tổn thất áp lực qua song chắn:

h= = = 0,0126 (m) V: Vận tốc dòng chảy qua SCR

v: vận tốc nước thải trong mươngLượng SS qua SCR giảm 10%

 SScòn lại = 560.(1- 0,1 ) = 504 (mg/l)

Bảng 3.2: Thông số thiết kế song chắn rác

III.3.2 Bể thu gom

a)Nhiệm vụ: Sau khi qua SCR chảy vào bể thu gom.Tùy lưu lượng nước vào hố thu

gom có kích thước khác nhau.Sau một định kì nhất định được vệ sinh

b)Tính toán

Chọn thời gian lưu nước trong bể : HRT= 30 phút

V= Qmax.HRT = 12,5 = 6,25 (m3)

Chọn chiều sâu hữu ích: h= 2,5 m,chiều cao an toàn:ha = 0,5 m

+Kích thước bể: LxB= 2,5x1 m