Thiết kế hệ thống xử lý nước thải xưởng dệt thuỷ lực Weaving II công ty Hualon Corporation Việt Nam công suất 2000 m3/ngđ

Cùng với sự phát triển của các ngành kinh tế trong nước, ngành công nghiệp dệt nhuộm cũng không ngừng được củng cố và ngày càng đáp ứng tốt nhu cầu của người tiêu dùng trong thời đại mới

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Thiết kế hệ thống xử lý nước thải xưởng dệt

thuỷ lực Weaving II công ty Hualon

MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Việt Nam là nước đang phát triển có tốc độ tăng trưởng kinh tế cao với việc trở thành thành viên thứ 150 của tổ chức thương mại thế giới WTO được xem là con hổ trẻ

đầy năng động của châu Á khiến làn sóng đầu tư vào Việt Nam ngày càng mạnh mẽ

Công nghiệp hóa - hiện đại hóa là chìa khóa quan trọng cho sự phát triển kinh tế, hiện

với hơn 800.000 cơ sở sản xuất công nghiệp và gần 70 khu chế xuất - khu công nghiệp

tập trung đã đóng góp một phần rất lớn vào GDP của đất nước

Cùng với sự phát triển của các ngành kinh tế trong nước, ngành công nghiệp dệt nhuộm cũng không ngừng được củng cố và ngày càng đáp ứng tốt nhu cầu của người

tiêu dùng trong thời đại mới nhờ những ưu điểm: bền đẹp, tiện dụng, hợp túi tiền vv…

song bên cạnh đó nó cũng mang lại nhiều những hệ lụy về môi trường đáng kể Nguyên

nhân chính của vấn đề này là do lượng nước thải của các nhà máy thải ra quá lớn với tải

lượng ô nhiễm cao, tuy nhiên hệ thống xử lý hiện tại thường không hoàn thiện lại phải

hoạt động trong tình trạng quá tải cần được nâng cấp cải tao mở rộng

Với đề tài “Thiết kế hệ thống xử lý nước thải xưởng dệt thuỷ lực Weaving II

công ty Hualon Corporation Việt Nam công suất 2000 m 3 /ngđ” Tôi hy vọng sẽ đóng

góp một phần nhỏ vào việc làm giảm thiểu sự ô nhiễm do nước thải ngành dệt nhuộm

gây ra trong thời gian gần đây

2 Mục tiêu đồ án

Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho xưởng dệt thuỷ lực weaving II công

suất 2000 m3/ngđ trong giai đoạn mở rộng, nhằm làm giảm ô nhiễm môi trườg nhà

máy

3 Nội dung đồ án

- Tổng quan về ngành dệt và ô nhiễm nước thải ngành dệt nhuộm

- Tổng quan về các phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm

- Lựa chọn sơ đồ công nghệ cho hệ thống xử lý

- Tính toán thiết kế các công trình đơn vị

4 Phương pháp thực hiện

Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

Xử lý nước thải đặc biệt là nước thải ngành dệt nhuộm là biện pháp cần thiết để ngăn ngừa sự ô nhiễm, các tài liệu khoa học đều cho thấy phần lớn nước thải dệt nhuộm

đều có mức độ ô nhiễm rất cao và chứa nhiều hóa chất độc hại Có rất nhiều hệ thống

xử lý nước thải đã được xây dựng và vận hành cả ở trong lẫn ngoài nước và mỗi hệ

thống xử lý đều mang những đặc trưng riêng và có những tiêu chuẩn quy cách nhất

định Như hệ thống xử lý nước thải ở nước ta khi thiết kế xây dựng phải dựa trên bộ

tiêu chuẩn Việt Nam để phù hợp với điều kiện thời tiết, khí hậu trong nước, ngoài ra hệ

thống thiết kế phải có giá thành phù hợp với điều kiện sản xuất cũng như các chi phí

vận hành hệ thống Tính chất nước thải trước khi thải vào môi trường phải đạt mức độ

cho phép nhằm đảm bảo nguồn tiếp nhận có khả năng pha loãng nồng độ ô nhiễm đến

mức cao nhất và có khả năng nâng cấp cải tạo tới mức cao nhất trong những điều kiện

cụ thể

Phương pháp thực tiễn

- Nghiên cứu tổng hợp các nguồn tài liệu, các sơ đồ công nghệ về hệ thống xử lý

nước thải ngành dệt nhuộm hiện có từ đó tìm ra một sơ đồ công nghệ tối ưu nhất cho

nhà máy

- Thu thập và phân tích các số liệu, các thông số về mức độ ô nhiễm nước thải của

xưởng dệt thông qua biên bản tổng hợp báo cáo đánh giá tác động môi trường dự án

- Phân tích các đặc trưng mức độ ô nhiễm của dòng thải, dự án xây dựng nhà máy

từ đó thiết kế hệ thống xử lý theo yêu cầu đặt ra

5 Giới hạn đồ án

Đồ án thực hiện trên cơ sở dự án đầu tư xây dựng xưởng dệt thủy lực weaving II

công suất 60.000.000 m /năm với lưu lượng nước thải là 2000 m3/ngđ Hệ thống xử lý

nước thải tập trung của nhà máy xây dựng theo quy hoạch có công suất 9000 m3/ngđ

hiện đang vận hành với công suất 2500 m3/ngđ đạt chất lượng nước thải theo TCVV

5945: 1995 cột B để tiếp nhận xử lý nước thải từ phân xưởng I và một số hệ thống xả

thải khác có khả năng tiếp nhận thêm lưu lượng thải của xưởng dệt II, tuy nhiên trong

giai đoạn mở rộng sản xuất sau này xưởng dệt cần phải có hệ thống xử lý nước thải

riêng để đảm bảo xử lý tốt hơn nữa lưu lượng cũng như chất lượng dòng thải

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÁC NHÀ MÁY DỆT NHUỘM VÀ CÁC

PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM

1.1 Tổng quan về các nhà máy dệt nhuộm

1.1.1 Giới thiệu chung

Ngành công nghiệp dệt nhuộm là một trong các ngành công nghiệp lâu đời, có

bề dày truyền thống ở Việt Nam và khu vực cũng như trên thế giới Trong thời kỳ kinh

tế thị trường hiện nay ngành dệt nhuộm chiếm một vị trí hết sức quan trọng đáp ứng

được một trong những nhu cầu cơ bản của cuộc sống khi dân số đang ngày càng tăng

lên, nó đóng góp một phần đáng kể cho ngân sách nhà nước và là nguồn giải quyết

công ăn việc làm cho nhiều lao động đặc biệt hơn nữa nó đã phát triển được lợi thế về

nguồn nguyên liệu trong nước phong phú Dự báo đến năm 2010 ngành dệt nhuộm cả

nước sẽ sản xuất 2 tỷ mét vải, xuất khẩu từ 3 ÷ 4 tỷ USD tạo ra 1.8 triệu việc làm với

mức tăng trưởng hàng năm là 14 % Do có một tầm quan trọng to lớn như vậy nhiều

mục tiêu kinh tế - xã hội quan trọng đã được đặt ra đối với ngành công nghiệp dệt

nhuộm Vì vậy sự tăng trưởng bền vững lành mạnh và sự phát triển liên tục của ngành

công nghiệp dệt nhuộm chiếm vị trí hết sức quan trọng đối với sự phát triển kinh tế đất

nước

Dệt nhuộm là loại hình công nghiệp đa dạng về chủng loại sản phẩm và có sự thay đổi lớn về nguyên liệu đặc biệt là thuốc nhuộm Một cách tổng quát ngành công

nghiệp dệt nhuộm ở nước ta được chia thành các loại sau:

- Dệt và nhuộm vải cotton: với loại vải này thuốc nhuộm hoạt tính hoặc thuốc nhuộm hoàn nguyên hoặc thuốc nhuộm trực tiếp được sử dụng ở hầu hết các nhà máy

dệt (Công ty dệt may Gia Định, Công ty dệt Sài Gòn…)

- Dệt và nhuộm sợi tổng hợp (polyester): thuốc nhuộm phân tán (Công ty dệt Thành Công, Công ty dệt Sài Gòn,…)

- Dệt và nhuộm vải peco: thuốc nhuộm hoàn nguyên và phân tán (Công ty dệt Sài Gòn)

- Ươm tơ và dệt lụa: đây là dạng công nghiệp mới được phát triển ở nước ta thời

gian sau này, với nguyên liệu chủ yếu lấy ở trong nước

1.1.2 Nguyên liệu dệt nhuộm

a Nguyên liệu dệt

Nguyên liệu chung cho các nhà máy dệt hiện nay là các loại sợi thuộc 3 nhóm sợi cơ bản sau:

- Sợi cotton: được kéo từ sợi bông vải, có đặc tính hút ẩm cao, xốp, bền trong

môi trường kiềm, phân hủy trong môi trường axit Mặt hàng này thích hợp với mùa hè

nóng Tuy nhiên sợi còn lẫn nhiều tạp chất như sáp, mài bông và dễ nhàu Do vậy cần

xử lý kỹ trước khi nhuộm để loại bỏ tạp chất

- Sợi polyeste: là sợi hóa học dạng cao phân tử được tạo thành từ quá trình tổng

hợp hữu cơ, cứng bền ở trạng thái ướt xơ… Tuy nhiên kém bền với ma sát nên loại vải

này thường được trộn chung với các loại xơ khác Sợi này bền với axit nhưng kém bền

với kiềm

- Sợi pha PECO (polyeste và cotton): sợi polyeste là sợi hóa học dạng cao phân

tử được tạo thành từ quá trình tổng hợp hữu cơ, hút ẩm kém, cứng bền ở trạng thái ướt

xơ Tuy nhiên kém bền với ma sát nên loại vải này thường được trộn chung với các loại

xơ khác Sợi này bền với axit nhưng kém bền với kiềm Sợi pha PECO được pha chế để

khắc phục các nhược điểm của sợi polyeste và cotton kể trên

b Nguyên liệu nhuộm và in hoa

Các loại sản phẩm nhuộm thường được sử dụng bao gồm:

- Phẩm nhuộm phân tán: là loại phẩm không tan trong nước nhưng ở trạng thái

phân tán và huyền phù trong dung dịch, có thể phân tán trên sợi và mạch phân tử

thường nhỏ Nhóm phẩm nhuộm này có cấu tạo phân tử từ các gốc azo, antraquinon và

nhóm amin (NH2, NHR, NR2, NR - OH), dùng chủ yếu để nhuộm các loại sợi tổng hợp

(sợi axetet, sợi polyester…)

- Phẩm nhuộm trực tiếp: đây là nhóm phẩm nhuộm bắt màu trực tiếp với xơ sợi

không qua giai đoạn xử lý trung gian, thường sử dụng để nhuộm sợi 100 % cotton, sợi

protein (tơ tằm) và sợi poliamid Phần lớn phẩm nhuộm trực tiếp có chứa azo (mono, di

and poliazo) và một số là dẫn xuất của dioxazin Ngoài ra, trong phẩm nhuộm trực tiếp

còn chứa các nhóm làm tăng độ bắt mầu như triazin và salicilic axit có thể tạo phức với

các kim loại để tăng độ bền màu

- Phẩm nhuộm axit: là các muối sunfonat của các hợp chất hữu cơ khác nhau có

công thức là R - SO3Na khi tan trong nước phân ly thành nhóm R - SO3 mang màu Các

phẩm nhuộm này thuộc nhóm mono, diazo và các dẫn suất của antraquinon, triaryl

metan…

- Phẩm nhuộm lưu huỳnh: là nhóm phẩm nhuộm chứa mạch dị hình như tiazol, tiazin, zin,… trong đó có cầu nối - S - S - dùng để nhuộm các loại sợi cotton và visco

- Phẩm nhuộm hoạt tính: loại phẩm nhuộm này khi thải vào môi trường có khả

năng tạo thành các amin thơm được xem là tác nhân gây ung thư Các loại phẩm nhuộm

thuộc nhóm này có công thức cấu tạo tổng quát là S - F - T - X Trong đó:

 S là nhóm làm cho thuốc nhuộm có tính tan;

 F là phần mang màu, thường là các hợp chất azo (- N = N -), antraquinon, axit chứa kim loại hoặc ftaloxiamin;

 T là gốc mang nhóm phản ứng;

 X là nhóm phản ứng

- Phẩm hoàn nguyên: gồm 2 nhóm chính là nhóm đa vòng có chứa nhân

antraquinon và nhóm indigoit có chứa nhân indigo, dùng để nhuộm chỉ, sợi bông, visco,

sợi tổng hợp

- Phẩm in, nhuộm pigment: có chứa nhóm azo, hoàn nguyên đa vòng, ftaoxianin,

dẫn suất của antraquinon,…

Ngoài ra, để có được mặt hàng vải đẹp, bền màu và đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng, bên cạnh phẩm nhuộm còn dùng các chất trợ khác như: chất làm đều màu, chất

thấm ướt, chất tải (nhuộm phân tán), chất giặt, chất điện ly (Na2SO4), chất điều chỉnh

pH (NaOH, Na2CO3,…), chất hồ chống nước, chất chống loang màu,…

1.1.3 Công nghệ dệt nhuộm

Với mọi loại xơ nguyên liệu thì quy trình sản xuất vải đều có thể tóm tắt thành

ba bước chính sau:

- Sản xuất sợi

- Dệt vải

- Xử lý hồn tất vải

Sau khi đã xử lý hồn tất vải ta chuyển sang bước tiếp theo là nhuộm vải

Sơ đồ tổng quát quá trình nhuộm vải

Vải

Nước

Kiềm, chất trợ

Hơi

Dịch nấu đã sử dụng Nước thải

Dịch nhuộm đã sử dụng Nước thải

Nước thải Khí thải

Khí thải

Vải thành phẩm

Nước, chất trợ

Thuốc nhuộm

Dịch in Nước

Hoá chất Khí thiên nhiên

Nấu và giảm trọng

Nhuộm

In hoa

Hoàn thiện

a Sản xuất sợi

Các nguyên tắc chung của sản xuất sợi đều như nhau cho mọi loại xơ, trước tiên

xơ sẽ được làm sạch các tạp chất như bụi và các tạp chất khác từ cây cối Sau đĩ xơ

được pha trộn và kéo ra thành màng xơ sao cho chúng song song với nhau mà khơng bị

xoắn Tiếp theo là quá trình xe mảnh xơ và tiếp tục trộn bằng cuộn cúi rồi lại được xe

tiếp Sau đó những xơ rất ngắn sẽ bị loại bỏ và đảm bảo các xơ sẽ được sắp xếp theo

dạng của con cúi đạt được độ dài giới hạn của tấm vải Quá trình này gọi là chải thô quá

trình tiếp theo các xơ này sẽ được chải kỹ và kéo duỗi kỹ để các xơ song song với nhau

Khi kéo duỗi sẽ đạt tới một giai đoạn mà xơ không thể dính vào nhau được nữa trừ phi

phải xoắn chúng lại Khi đó con cúi được xem như máy kéo sợi thô Sợi sẽ được xoắn

lại để sợi thô đạt được độ bền đủ để tránh đứt gẫy khi kéo sợi Cuối cùng xơ đồng nhất

ở dạng sợi thô sẽ được kéo duỗi và xoắn để tạo thành sợi thành phẩm

b Dệt vải

Các loại sợi vừa đề cập ở trên sau đó sẽ được đưa đi dệt vải, các kiểu vải được sản xuất và quá trình dệt như sau:

- Vải dệt thoi : được làm từ hai lớp sợi: sợi dọc và sợi ngang, sợi kéo đến hết

chiều dài của tấm vải là sợi dọc, sợi vắt ngang qua sợi dọc gọi là sợi ngang Nói chung

các sợi dọc phải đủ bền để chịu được sức căng trong khi dệt Nếu như sợi dọc đủ bền thì

có thể dùng một số sợi thứ cấp để làm sợi ngang vì chúng sẽ được kết lại với nhau bởi

các sợi dọc trên mảnh vải Để tránh bị đứt sợi trong khi dệt, sợi dọc được tăng độ bền

bằng cách trước tiên phủ một lớp hồ và sau đó làm khô Các loại hồ tinh bột thường

được sử dụng chủ yếu cho sợi cotton, trong khi các loại hồ khác có chứa các polymer

tổng hợp thường được sử dụng cho các loại sợi tổng hợp Để vải bền chắc và có tính co

dãn tương đối, các sợi dọc và sợi ngang cần được đan chéo lại với nhau trên tấm vải Sự

đan chéo hay dệt này được hoàn thành trên một chiếc máy dệt như khung cửi

- Vải dệt kim: dệt kim được thực hiện bằng thủ công hoặc bằng máy, các hàng

vòng sợi được tạo thành sao cho mỗi hàng đều dựa vào một hàng ngay phía sau nó

Trong máy dệt kim có một loạt các kim được đặt đều nhau với khoảng cách tương xứng

với kích thước của vòng sợi được dệt Xung quanh mỗi kim là một mắt sợi để trong quá

trình dệt sẽ trở thành một vòng sợi Sợi được mắc vào từng kim và sau đó chuyển động

của kim và sợi sẽ được diễn ra theo phương thức mà một vòng sợi được tạo thành từ

mắt sợi và tạo thành quanh mỗi kim một mắt sợi mới, sau đó quy trình được lặp đi lặp

lại Các kim được đặt cạnh nhau và chuyển động như thế diễn ra đối với từng kim Một

hàng vòng sợi từ đó được tạo thành với từng vòng hoàn chỉnh và cuối cùng tạo thành

một chiều dài liên tục của tấm vải dệt kim

- Vải không dệt: so với các loại vải đã được sản xuất thì vải không dệt là một loại

vải hoàn toàn mới, chúng có sức hấp dẫn mạnh mẽ đối với cả nhà sản xuất lẫn người

tiêu dùng, có thể được sản xuất nhanh và chi phí không đắt, bên cạnh đó đem lại sự hài

lòng cho khách hàng Để sản xuất vải không dệt, cần có một hỗn hợp các loại xơ khác

nhau, một trong các loại xơ này thường được phân bố đều trong các hỗn hợp là một loại

xơ đặc biệt mà ở bất kỳ giai đoạn nào trong quá trình dệt đều có thể trở thành sợi dính

cho phép nó đóng vai trò là chất kết dinh Hỗn hợp xơ sau đó được tạo thành một lớp

hay một màng dày mà khổ của nó phù hợp với khổ của tấm vải sẽ được dệt sau này Ở

giai đoạn cuối cùng, lớp xơ này sẽ được nén ở nhiệt độ cao, để cho loại xơ đặc biệt chảy

ra một phần và tạo thành lớp liên kết vững chắc các loại xơ với nhau Khi bỏ áp lực đi,

các loại xơ của tấm vải không dệt sẽ dính lại với nhau bằng những liên kết này

c Xử lý hoàn tất vải

Vải sau khi dệt thường ở dạng thô và thường được gọi là vải mộc, chạm vào vải này có cảm giác thô và vải chứa các tạp chất do bản chất của xơ hoặc do các chất được

đưa thêm vào để hỗ trợ quá trình sản xuất vải Quá trình hoàn tất được thực hiện nhằm

cải thiện hình thức và tăng độ tiện dụng, độ bền cho tấm vải Quá trình này chủ yếu bao

gồm các công đoạn:

Tiền xử lý (làm sạch hóa học)

 Giũ hồ Các chất hồ sợi được sử dụng trong dây chuyền sản xuất nhằm tăng độ bền và tính năng uốn của sợi trong quá trình dệt vải Các loại chất hồ sợi bao gồm hồ thiên

nhiên, hồ tổng hợp và hồ hỗn hợp Đối với vải tổng hợp, vải mộc thường có chứa chất

hồ tổng hợp hòa tan trong nước và đất như: polyvinyl alcohol (PVA), cacboxyl metyl

xenlulo (CMC) và polyacrylite Quá trình giũ hồ chính là nhằm loại bỏ các tạp hồ còn

bám trong tấm vải mộc bằng cách hòa tan Điều này là cần thiết vì sự có mặt của các