NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ ĐỂ THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI IN VẢI CÔNG TY TNHH QUỐC TẾ CHUTEX GIAI ĐOẠN 2

Sau khi khảo sát tính chất nước thải tác giả chọn phương pháp xử lý chính cho hệ thống xử lý là phương pháp keo tụ tạo bông và tiến hành thí nghiệm keo tụ xác định loại phèn cũng như liề

Trang 1

KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN



KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ ĐỂ THIẾT KẾ

HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI IN VẢI CÔNG TY TNHH QUỐC TẾ

CHUTEX GIAI ĐOẠN 2

Sinh viên thực hiện : HUỲNH TẤN NHỰT Ngành : KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Niên khóa : 2006 - 2010

Tp Hồ Chí Minh, Ngày 11 Tháng 07 Năm 2010

Trang 2

HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI IN VẢI CÔNG TY TNHH QUỐC TẾ

CHUTEX GIAI ĐOẠN 2

Trang 3

LỜI CÁM ƠN

Đầu tiên, tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến công ơn sinh thành và dưỡng dục của

ba, mẹ cùng sự giúp đỡ và dìu dắt của chị tôi, tất cả mọi người trong gia đình luôn là chỗ dựa tinh thần và là nguồn động lực để tôi vượt qua khó khăn để hoàn thành tốt nhiệm vụ của mình

Tôi xin chân thành cám ơn đến tất cả các thầy cô trong khoa Môi Trường và Tài Nguyên của trường ĐH Nông Lâm TP.HCM đã quan tâm và giúp đỡ tận tình cho tôi trong suốt thời gian học, thực tập và thực hiện khóa luận

Đồng thời xin cám ơn Th.s Phạm Trung Kiên và Ks Nguyễn Văn Huy đã cung cấp những kiến thức cần thiết trong quá trình học và đã tạo mọi điều kiện thuận lợi trong quá trình thực hiện thí nghiệm để thực hiện khóa luận

Đặc biệt, xin bày tỏ lòng biết ơn đến người thầy đáng kính Th.s Lê Tấn Thanh Lâm

đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn và truyền đạt nhiều kinh nghiệm thực tế cho tôi trong suốt quá trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp

Xin chân thành cám ơn Ban giám đốc công ty TNHH Quốc tế Chutex và các anh phòng kỹ thuật đã nhiệt tình giúp đỡ và tạo mọi điều kiện cho tôi trong thời gian thực tập tốt nghiệp

Chân thành cảm ơn tất cả các bạn DH06MT đã đoàn kết, động viên và giúp đỡ tôi Cảm ơn các bạn đã cho tôi nhiều kĩ niệm đẹp của thời sinh viên Đặc biệt những người bạn đã gắn bó, giúp đỡ tôi trong quá trình thí nghiệm đó là những người bạn tôi không bao giờ quên

Mặc dù rất cố gắng nhưng không thể tránh những sai sót, rất mong nhận được ý kiến đóng góp của thầy cô và bạn bè

Một lần nữa xin chân thành cảm ơn!

Tp.HCM, ngày 20 tháng 06 năm 2010

Sinh viên thực hiện

Huỳnh Tấn Nhựt

Trang 4

TÓM TẮT KHÓA LUẬN

Công ty TNHH Quốc Tế Chutex (Việt Nam) là một trong 6 thành viên của tập đoàn may mặc CHUTEX (Singapore) với hoạt động chủ yếu là may mặc công nghiệp Vấn đề môi trường của công ty ngoài chất thải rắn và khí thải thì nước thải là vấn đề đáng quan tâm hàng đầu Nước thải từ quá trình rửa bản in và các dụng cụ thiết bị có hàm lượng SS, COD, Độ màu cao hơn tiêu chuẩn nhiều lần Đặc biệt nước thải có lượng chất lơ lửng rất khó lắng kèm theo độ màu và mùi khó chịu từ các hợp chất của mực in và dung môi

Trong quá trình hoạt động công ty có xây dựng hệ thống xử lý nước thải với công

suất 100 m3/ngày được xây dựng vào năm 2006 hoạt động tương đối ổn định Nhưng

do nhu cầu mở rộng quy mô sản xuất tăng gấp đôi, công suất hiện tại của hệ thống ở giai đoạn 1 chỉ đáp ứng xử lý được khoảng 50 % tổng lượng nước thải sinh ra Vì thế Công ty quyết định xây dựng thêm giai đoạn 2 để xử lý hoàn toàn lượng nước thải sinh ra tránh tình trạng quá tải cho giai đoạn 1

Sau khi khảo sát tính chất nước thải tác giả chọn phương pháp xử lý chính cho hệ thống xử lý là phương pháp keo tụ tạo bông và tiến hành thí nghiệm keo tụ xác định loại phèn cũng như liều lượng phèn và giá trị pH tối ưu của phản ứng keo tụ

Kết quả thí nghiệm được áp dụng thiết kế hệ thống xử lý với thông số sau:

- Hóa chất dùng cho quá trình keo tụ là phèn PAC loại màu vàng đậm

- pH tối ưu dùng trong xử lý là 8

- Hàm lượng PAC04 tối ưu dùng trong xử lý là 250g/m3

- Hàm lượng polymer (cation) tối ưu dùng trong xử lý là 0,0125 g/m3

- Hiệu quả xử lý COD của quá trình keo tụ sau lắng tĩnh là 93,7%

 Các công trình trong hệ thống xử lý nước thải bao gồm:

(Để phù hợp với thực tế tác giả chọn hiệu suất lắng động 80%)

Song chắn rác Bể thu gom nước thải  Bể điều hòa  Bể trộn  Bể keo tụ tạo bông  Bể lắng đứng  Bể peroxon  Bể trung gian  Bồn lọc áp lực  Nguồn tiếp nhận (nước thải đạt tiêu chuẩn 5945 :2005 loại A)

 Chi phí xử lý cho 1m3 nước thải : 9.184(VND/m3 nước thải)

Trang 5

MỤC LỤC

LỜI CÁM ƠN i

TÓM TẮT KHÓA LUẬN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC BẢNG v

DANH MỤC HÌNH vi

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT vii

Chương 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 2

1.3 Nội dung nghiên cứu 2

1.4 Phương pháp nghiên cứu 2

1.5 Phạm vi nghiên cứu 3

1.6.Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3

Chương 2 TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 4

2.1 Hiện trạng môi trường 4

2.1.1 Giới thiệu chung về công ty TNHH Quốc tế ChuTex 4

2.1.2 Quy trình công nghệ sản xuất 4

2.1.3 Nguyên, vật liệu, thiết bị sản xuất và sản phẩm 5

2.1.4 Các hạng mục công trình của Công ty 5

2.2 Hiện trạng hệ thống xử lý nước thải hiện tại của công ty 6

2.2.1 Nước thải sinh hoạt 6

2.2.2 Nước thải giặt tẩy 7

2.2.3 Nước thải in vải giai đoạn 1 7

2.3 Tổng quan về in vải 9

2.3.1 Lịch sử phát triển ngành in vải trên thế giới 9

2.3.2 In vải ở Việt Nam 10

2.4 Các qui trình công nghệ in Lụa 10

2.4.1 Nguyên lý in lụa và một số phương pháp in 10

2.4.2 Qui trình công nghệ in tại công ty: 12

2.5 Tổng quan về nước thải in vải 13

2.6 Phương pháp xử lý nước thải in vải 14

2.5.1 Phương pháp keo tụ tạo bông 14

2.5.2 Phương pháp oxi hóa bậc cao với hệ peroxon 15

Trang 6

Chương 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19

3.1 Thời gian, địa điểm, đối tượng nghiên cứu 19

3.2 Bố trí thí nghiệm 19

3.3 Thí Nghiệm Jartest 20

3.3.1 Mục đích thí nghiệm 20

3.3.2 Dụng cụ và hóa chất 20

3.3.3 Các bước tiến hành thí nghiệm 21

3.3.4 Số lượng mẫu trong thí nghiệm Jartest 23

3.4 Phương pháp phân tích chỉ tiêu COD 25

3.4.1 Dụng cụ và hóa chất 25

3.4.2 Các bước tiến hành thí nghiệm: 26

3.4.3 Tính toán kết quả 27

Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 28

4.1 Kết quả thí nghiệm keo tụ 28

4.1.1 Thí nghiệm với phèn nhôm Al 2 (SO 4 ) 3 18H 2 O (P1) 28

4.1.2 Thí nghiệm với phèn P2 30

4.1.3 Thí nghiệm với phèn Nhôm P3 32

4.1.4 Thí nghiệm với Phèn sắt FeSO 4 7H 2 0 (P4) 34

4.1.5 Thí nghiệm với PAC 01 36

4.1.11 Tổng hợp kết quả 48

4.1.12 Thí Nghiệm xác định đường chuẩn với PAC 04 50

4.2 Lựa chọn và thiết kế hệ thống xử lý 53

4.2.1 Lựa chọn công nghệ xử lý 53

4.2.2 Phương án thiết kế hệ thống xử lý 53

4.2.3 khái toán kinh phí phương án thiết kế 61

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 63

5.1.Kết Luận 63

5.2.Kiến Nghị 63

TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 PHỤ LỤC

Trang 7

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Các hạng mục công trình trong công ty TNHH quốc tế Chutex 6

Bảng 2.2 Các thông số cơ bản về các chỉ tiêu của nước thải In Vải tại công ty 14

Bảng 3.1 Bảng danh sách dụng cụ và hóa chất sử dụng trong thí nghiệm Jartest 21

Bảng 3.2 Số lượng mẫu thí nghiệm xác định lượng pH phản ứng tối ưu 23

Bảng 3.3 Số lượng mẫu thí nghiệm xác định lượng phèn phản ứng tối ưu 24

Bảng 3.4 Số lượng mẫu thí nghiệm xác định đường chuẩn 25

Bảng 3.5 Bảng phân bố hóa chất trong ống nghiệm 26

Bảng 4.1 Giá trị pH và lượng phèn tối ưu của quá trình keo tụ bằng phèn P1 28

Bảng 4.2 Bảng thông số đầu vào thí nghiệm xác định giá trị pH tối ưu và lượng phèn phản ứng tối ưu của quá trình keo tụ bằng Phèn P2 30

Bảng 4.3 Thông số đầu vào thí nghiệm xác định giá trị pH tối ưu và lượng phèn phản ứng tối ưu của quá trình keo tụ bằng phèn Nhôm P3 32

Bảng 4.4 Thông số đầu vào thí nghiệm xác định giá trị pH tối ưu và lượng phèn phản ứng tối ưu của quá trình keo tụ bằng phèn Sắt P4 34

Bảng 4.5 Thông số đầu vào thí nghiệm xác định giá trị pH tối ưu và lượng phèn phản ứng tối ưu của quá trình keo tụ bằng PAC 01 36

Bảng 4.11 Bảng Thống kê giá thành sử dụng và hiệu suất của 10 loại phèn 48

Bảng 4.12 Xác định liều lượng Polymer phản ứng 49

Bảng 4.13 Xác định lượng phèn phản ứng tối ưu tương ứng với nồng độ COD đầu vào ở 3 thí nghiệm và Thí nghiệm PAC04.2 50

Bảng 4.14 Thông số xác định đường chuẩn 52

Bảng 4.15 Chỉ tiêu nước thải đầu vào hệ thống xử lý nước thải 53

Bảng 4.16 Bảng dự đoán hiệu suất xử lý qua các công trình 55

Bảng 4.17 Bảng thông số thiết kế hệ thống xử lý 57

Bảng 4.18 Chi phí xây dựng và thiết bị cho hệ thống xử lý 62

Trang 8

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1 Sơ đồ qui trình công nghệ sản xuất chung 5

Hình 2.2 Nguyên lý in lụa 10

Hình 2.3 Sơ đồ qui trình in vải của công ty Quốc tế Chutex 12

Hình 3.1 Thiết bị Jartest 21

Hình 4.1 Biểu đồ biểu sự biến thiên về nồng độ và hiệu suất xử lý COD của nước thải theo giá trị pH và lượng phèn phản ứng khi sử dụng phèn P1 29

Hình 4.2 Biểu đồ biểu sự biến thiên về nồng độ và hiệu suất xử lý COD của nước thải theo giá trị pH và lượng phèn phản ứng khi sử dụng phèn P2 31

Hình 4.3 Biểu đồ biểu sự biến thiên Nồng độ và hiệu suất xử lý COD của nước thải theo giá trị pH và hàm lượng phèn khi sử dụng phèn Nhôm P3 33

Hình 4.4 Biểu đồ biểu sự biến thiên COD và hiệu suất xử lý COD của nước thải theo giá trị pH và hàm lượng phèn khi sử dụng phèn Sắt P4 35

Hình 4.5 Biểu đồ biểu sự biến thiên nồng độ và hiệu suất xử lý COD của nước thải theo giá trị pH và hàm lượng phèn khi sử dụng PAC 01 37

Hình 4.8 Biểu đồ biểu sự biến thiên nồng độ và hiệu suất xử lý COD của nước thải theo giá trị pH khi sử dụng PAC 04 43

Hình 4.12 Biểu đồ thể hiện sự biến thiên nồng độ và hiệu suất xử lý COD của nước thải theo hàm lượng phèn ứng với từng nồng độ COD đầu vào 51

Hình 4.13 Đường chuẩn xác định lượng phèn phản ứng tương ứng với nồng độ COD khác nhau 52

Hình 4.14 Sơ đồ công nghệ HTXLNT in vải công ty TNHH Quốc Tế Chutex 54

Trang 9

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

BOD5 Biochemical Oxygen Demand (Nhu cầu oxy sinh học đo ở điều kiện

200C trong thời gian 5 ngày) COD Chemical Oxygen Demand ( Nhu cầu ôxy hóa hóa học)

KCN Khu công nghiệp

SS Suspended Solids (Chất rắn lơ lửng)

PAC Poly Aluminium Chloride

TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam

TNHH Trách nhiệm hữu hạn

XLNT Xử lý nước thải

Trang 10

2009 giảm chỉ còn 8% và từ năm 2010 đến 2011 sẽ phục hồi và tăng trở lại lên 9,3%.Với thông tin tốt lành trên, nhiều doanh nghiệp đã mạnh dạng mở rộng quy mô,

số lượng và chất lượng sản phẩm đáp ứng nhu cầu trong nước và từng bước mở rộng thị phần hàng may mặc Việt nam trên thương trường thế giới

Song song với những đóng góp của mình vào nền kinh tế, ngành may mặc cũng đem lại những vấn đề môi trường không nhỏ, đặc biệt là vấn đề nước thải ở khâu in vải Hiện nay trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh có hàng trăm cơ sở đang hoạt động trong loại hình sản xuất trên Nếu chỉ tính riêng nước thải trong khâu in vải thì lượng nước không quá lớn nhưng trong các doanh nghiệp thường có sự kết hợp của nhiều khâu như nhuộm hoặc giặt tẩy…Vì vậy theo ước tính lượng nước xả thải trên 100.000

m3/ngày đêm Tuy nhiên, có khá ít công ty có hệ thống xử lý nước thải đạt yêu cầu Đa phần hệ thống xử lý nước thải thường chưa phù hợp, hoặc công suất xử lý không đảm bảo Vì vậy nước sau xử lý chưa đạt tiêu chuẩn thải ra nguồn tiếp nhận

Đối với công ty TNHH quốc tế Chutex hiện tại đơn vị có một hệ thống xử lý nước thải in vải với công suất 100m3/ngày được xây dựng vào năm 2006 hoạt động tương đối ổn định nhưng do nhu cầu mở rộng qui mô sản xuất gấp đôi đặc biệt trong khâu in vải thì hệ thống trong giai đoạn 1 không thể đáp ứng Đồng thời để nâng cao hiệu quả cho giai đoạn 2 nên tác giả chọn đề tài “Nghiên cứu, ứng dụng phương pháp keo tụ để Thiết kế hệ thống xử lý nước thải in vải của Công Ty TNHH Quốc Tế Chutex giai đoạn 2 ” cho luận văn tốt nghiệp kỹ sư ngành kĩ thuật môi trường

Trang 11

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

 Thí nghiệm jartest để xác định pH, lượng hoá chất keo tụ tối ưu và loại hoá chất keo tụ xử lý hiệu quả

 Thiết kế hệ thống xử lý nước thải in vải công suất thiết kế 100m3/ngày đạt loại A theo TCVN 5945:2005

1.3 Nội dung nghiên cứu

 Tìm hiểu quy trình và công nghệ sản xuất của công ty

 Khảo sát hiện trạng sản xuất, hiện trạng hệ thống xử lý nước thải hiện hữu

 Thực hiện thí nghiệm Jartest xác định pH, lượng phèn tối ưu và loại phèn thích hợp

 Phân tích, đề xuất phương án xử lý nước thải cho công ty TNHH Quốc tế Chutex giai đoạn 2

 Tổng hợp dữ liệu, phân tích, viết báo cáo

 Tính toán thiết kế các công trình đơn vị

 Tính toán kinh tế xây dựng, Lập bản vẽ thiết kế hệ thống xử lý nước thải

1.4 Phương pháp nghiên cứu

 Điều tra khảo sát thực địa tại công ty

 Thu thập và tổng hợp tài liệu từ thư viện, mạng xã hội, một số đề tài nghiên cứu , lý thuyết liên quan

 Phân tích các chỉ tiêu chất lượng nước thải:

o Đo pH đo bằng máy đo theo TCVN 6492-2000

o Đo SS (Tổng chất rắn lơ lửng) : xác định ở nhiệt độ sấy khô 103-1050C theo TCVN 4560-1998

o Đo COD: phương pháp đun hoàn lưu kín TCVN 6491-1999

 Thí nghiệm Jartest xác định loại phèn, pH và hàm lượng phèn tối ưu

 Thống kê, xử lý số liệu dựa trên kết quả thí nghiệm

 Sử dụng các phần mềm word để viết văn bản Excel tính toán số liệu, vẽ đồ thị và thể hiện bản vẽ thiết kế hệ thống xử lý bằng phần mềm Autocad

Trang 12

1.5 Phạm vi nghiên cứu

 Không gian: Công ty TNHH Quốc Tế Chutex

 Thời gian: 5 tháng từ 01/02/2010 đến 30/06/2010

 Đối tượng: nước thải từ khâu in vải của Công Ty TNHH Quốc Tế Chutex

 Chỉ tiêu phân tích: COD, SS, pH

 Nghiên cứu với 10 loại phèn: Al2(SO4)3.14H2O dạng phiến và dạng hạt mịn, PAC vàng nhạt , PAC cam, PAC trắng, PAC nâu, PAC vàng đậm, PAC vàng nhạt của thụy điển, K.AlSO4.12H2O phèn sắt FeSO4.7H20

1.6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

 Môi trường : Đạt chuẩn xả thải, đảm bảo cho hệ thống xử lý thải tập trung của khu công nghiệp xử lý tốt Tránh tình trạng xử lý không đạt ở trạm xử

lý tập trung gây ô nhiễm môi trường nguồn tiếp nhận

 Kinh tế : Tiết kiệm tài chính cho công ty hơn việc phải nộp phạt về phí môi trường, đồng thời môi trường đảm bảo cũng là một yếu tố cần thiết đối với khách hàng khó tính trong và ngoài nước

 Thực tiễn: Đáp ứng nhu cầu mở rộng sản xuất thì cần phải xây dựng hệ thống xử lý nước thải mới vì hệ thống xử lý nước thải cũ không đủ khả năng đáp ứng

Trang 13

Chương 2

TỔNG QUAN LÝ THUYẾT

2.1 Hiện trạng môi trường

2.1.1 Giới thiệu chung về công ty TNHH Quốc tế ChuTex

 Tên công ty: Công ty TNHH Quốc tế Chutex

 Địa chỉ: Lô C1, khu công nghiệp Sóng Thần II, huyện Dĩ An, tỉnh Bình Dương

 Số điện thoại : 06503.790.780

 Fax: 06503.790.770

 E-mail:hr_vn@chutex.com

 Lĩnh vực hoạt động : Các sản phẩm may mặc cao cấp, hàng thêu, sản xuất sợi

2.1.2 Quy trình công nghệ sản xuất

Nhìn chung qui trình công nghệ áp dụng trong công ty tương đối đơn giản, nguyên liệu chủ yếu là các loại vải, vải lót… được nhập từ nước ngoài Vải sau khi nhập về sẽ được cắt theo các mẫu đã thiết kế, sau đó đem thêu, may, giặt, ủi, kiểm tra chất lượng và hoàn tất sản phẩm Các sản phẩm đạt yêu cầu sẽ được chuyển vào kho hàng Đối với một số loại sản phẩm sau khi may sẽ được đem giặt để làm bạt quần áo hoặc in ấn trang trí cho quần áo trước khi giặt để hoàn thiện sản phẩm Hiện tại Công

ty đang sử dụng 2 phương pháp giặt là giặt thông thường (công nghệ Grament Wash)

và giặt tẩy sử dụng đá bọt (Stone wash) Riêng qui trình Stone wash thì sản phẩm cần giặt sẽ đưa vào máy giặt cùng với hỗn hợp hóa chất, đá bọt, nước Sự di chuyển tự do của đá trong quá trình giặt đảm bảo màu nhuộm không hòa toàn bị lấy đi Nên sau khi giặt sản phầm có màu sáng và mềm hơn, đồng thời tạo ra những vết bạc mờ là do sự mài mòn của đá lên sợi vải nhưng nhìn chung thì chủ yếu là giặt thông thường Còn in vải thì sử dụng phương pháp in lụa tự động với công nghệ hiện đại Qui trình công nghệ chung được trình bày theo hình sau:

Trang 14

Qui trình sản xuất của công ty

Hình 2.1 Sơ đồ qui trình công nghệ sản xuất chung

2.1.3 Nguyên, vật liệu, thiết bị sản xuất và sản phẩm ( xem chi tiết phụ lục 1 ) 2.1.4 Các hạng mục công trình của Công ty

May

Thêu Cắt

Trang 15

Tổng diện tích sử dụng của Công ty TNHH quốc tế Chutex là 70.800 m2, trong

đó diện tích xây dựng nhà xưởng hiện tại là 37.760 m2 Diện tích đất còn lại dùng cho mục đích xây dựng đường giao thông nội bộ, trồng cây xanh, sân bãi, hành lang cách

ly an toàn với khu vực bên ngoài và chuẩn bị xây dựng thêm khu vực xử lý nước thải trong giai đoạn 2

Bảng 2.1 Các hạng mục công trình trong công ty TNHH quốc tế Chutex

KHU VỰC SẢN XUẤT STT Hạng mục công trình lượng số Đơn vị Diện tích

1

Khu sản xuất chính của Công ty gồm: khu giặt tẩy, khu sấy, khu cắt, khu in vải, kho nguyên liệu, kho thành phầm, phòng thí nghiệm, …

Nguồn: Công ty TNHH quốc tế Chutex

2.2 Hiện trạng hệ thống xử lý nước thải hiện tại của công ty

2.2.1 Nước thải sinh hoạt

Trang 16

khối lượng nước thải trong công ty tương đối lớn khoảng 200 m3/ngày, thành phần chủ yếu của nước thải là các chất hữu cơ, chất tẩy rửa, các vi khuẩn gây bệnh Nước thải sẽ được ống thu gom tập trung lại và sẽ được xử lý trong bể Phốt có thể tích

120 m3 trước khi tới hệ thống xử lý nước thải tập trung của khu công nghiệp Sóng Thần II thông qua hệ thống đường ống thoát nước sau khi được xử lý ở khu xử lý tập trung, nước thải đạt tiêu chuẩn loại A (TCVN-5945:2005) thải ra mương thoát nước và

thải ra sông Sài Gòn

2.2.2 Nước thải giặt tẩy

Đối với nước thải giặt tẩy của công ty chưa có hệ thống xử lý nước thải, nước sau công đoạn giặt sẽ được dẫn qua hệ thống thoát nước trong công ty và xả vào trong

hệ thống cống thoát nước chung của khu công nghiệp Công ty cũng đang lên kế hoạch

xây dựng hệ thống xử lý nước thải giặt tẩy vào đầu năm 2011

2.2.3 Nước thải in vải giai đoạn 1

Hiện tại công ty có một hệ thống xử lý nước thải mực in vải giai đoạn 1 với công suất thiết kế 100 m3/ngày đêm, được xây dựng vào năm 2006 đang hoạt động tương đối ổn định Đạt tiêu chuẩn xả thải 5945:2005 loại B, nhưng do nhu cầu mở rộng khu vực và nâng công suất của khâu in vải lên gấp đôi thì hệ thống giai đoạn 1 không thể đáp ứng Vì thế công ty đang tiến hành cho xây dựng thêm một hệ thống ở giai đoạn 2 với công suất 100m3/ngày.đêm và nâng tiêu chuẩn xả thải lên loại A 5945:2005

Qui trình xử lý nước thải hiện hữu của công ty ở giai đoạn 1

Nước thải sản xuất  Song chắn rác Hầm bơm Bể Điều hòa Bể trộn

Bể phản ứng Bể lắng đứng Bể peroxon Bể trung gian Bể lọc áp lực Nguồn tiếp nhận đạt TCVN 5945:2005 loại B

 Thuyết minh qui trình xử lý

Nước thải sản xuất chảy trong mương trong khu vực sản xuất sẽ được dẫn sang

bể thu gom nước thải bằng ống Ø 90mm thông qua một song chắn rác được thiết kế

trong mương với khoảng cách song nhỏ để giữ lại những mảnh vụn của giẻ lau, rác, ni lông, mực in bị khô vón cục

Trang 17

Nước chảy đến bể thu gom thì tại bể được bố trí 2 bơm chìm hoạt động luân phiên để bơm lên bể điều hòa Tại bể điều hòa có hệ thống sục khí để điều hòa lưu lượng cũng như tính chất nước thải, đảm bảo cho hệ thống hoạt động ổn định và giảm kích thước của các công trình đơn vị phía sau

Nước từ bể điều hòa sẽ được bơm lên bể trộn, tại đây có bố trí đầu dò pH tự động điều chỉnh châm thêm xút để đưa pH nước vể khoảng 7,5 là giá trị pH sau phản ứng của quá trình phản ứng khi cho phèn Nhôm (dạng phiến) vào trong nước thải Phèn Nhôm được châm bằng bơm định lượng vào bể Bể trộn có cánh khuấy quay với vận tốc 110 vòng/phút hòa trộn đều hóa chất đã châm vào nước thải Nước sau khi hòa trộn sẽ chảy qua bể keo tụ tạo bông Ở bể này có bố trí cánh khuấy hoạt động với vận tốc khuấy 30 vòng/phút, và được châm thêm Polymer bằng bơm định lượng vào bể, giúp gia tăng khả năng hình thành bông cặn, các bông cặn nhỏ sẽ có điều kiện để hình thành những bông cặn lớn hơn rồi chảy qua bể lắng

Bể lắng đứng có nhiệm vụ lắng các cặn lơ lửng có trong nước thải và các bông cặn hình thành từ quá trình keo tụ Nước thải được đưa vào ống trung tâm, chuyển động từ trên xuống, đến phần loe của ống trung tâm sẽ hướng dòng chảy chuyển động

từ dưới lên trên, dưới tác dụng của trọng lực, các hạt lơ lửng, bông cặn sẽ bị kéo xuống dưới, phần nước trong được thu bằng máng răng cưa ở trên Bông cặn được tập trung ở phần hình nón ở đáy bể lắng và được xả định kỳ 7 ngày/lần vào sân phơi bùn dựa vào

áp lực thủy tĩnh Sau khi xả thì theo thời gian lớp cằn bùn sẽ nằm trên lớp cát sẽ được thu gom thải bỏ còn nước sẽ được hoàn lưu trở lại bể điều hòa

Nước thải ra khỏi bể lắng sẽ được dẫn sang bể peroxon Phía trên thành bể được

bố trí 2 bơm ly tâm trục ngang phía cuối bể gần vị trí thu nước qua bể trung gian điều chỉnh hoạt động luân phiên và trên đường ống được nối với bộ thu khí injector từ máy ozon dẫn ra và H202 cũng được châm vào đường ống nhờ một bơm định lượng Khi bơm thì nước thải sẽ được hòa trộn cùng với hóa chất sẽ được tuần hoàn về phía vị trí đầu vào nước thải sau bể lắng nước sẽ được trộn đều và phản ứng xảy ra nhanh chóng nhằm oxy hóa các chất hữu cơ khó phân hủy, độ màu và khử trùng nước thải với tác nhân là hệ H202/O3 có khoảng pH làm việc hiệu quả phù hợp với nước thải đầu ra từ bể lắng nên không cần phải điều chỉnh

Trang 18

Sau đó nước được chảy qua bể trung gian ở đây được thiết kế 2 bơm ly tâm trục ngang hoạt động luân phiên sẽ bơm sang bồn lọc áp lực Bồn lọc áp lực được thiết kế với 2 lớp vật liệu lọc có tác dụng giữ lại lượng cặn còn lại trong nước thải và nước rửa lọc sẽ được xả vào bể điều hòa , nước sau lọc đảm bảo nước thải đầu ra đạt TCVN 5945:2005 loại B và sẽ được xả vào cống thu gom nước thải về khu xử lý nước tập trung của khu công nghiệp Sóng Thần II sẽ được xử lý đạt tiêu chuẩn 5945:2005 loại

A trước khi xả ra kênh Ba Bò dẫn ra sông Sài Gòn

2.3 Tổng quan về in vải

2.3.1 Lịch sử phát triển ngành in vải trên thế giới

Nói đến in vải là chúng ta cùng một lúc đề cập đến nhiều ngành khác nhau Để tạo được một sản phẩm in trên vải bao gồm ba ngành chính tham gia vào quá trình tạo sản phẩm là mỹ thuật, hóa nhuộm, in ấn

Theo tài liệu nước ngoài thì in hoa trên vải có từ 5000 năm trước ở Ai Cập cổ đại Trong sách cổ Hy Lạp thế kỷ thứ 4 trước công nguyên cũng có đề cập tới từ in, trong khi đó có tài liệu cho rằng nguồn gốc in lại bắt nguồn từ người An Độ ở thế kỷ thứ 5 trước công nguyên Theo tài liệu Trung Quốc thì việc in ấn xuất hiện vào triều đại nhà Tống khoảng từ năm 618 tới 906, đó là phương pháp in bản khắc trên gỗ, nó được sử dụng in vải lụa Cùng với trợ giúp của Grant, Thomas Bell đã phát minh ra cơ cấu in bằng bản gỗ vào năm 1760, in bằng bản đồng năm 1770 và rulô đồng 1797 đến những năm 1920 phương pháp in lưới phẳng được thịnh hành, đến năm 1950 thì in bằng lưới phẳng được tự động hoàn toàn, cũng vào năm này thì phương pháp in trục lưới quay cũng bắt đầu xuất hiện

Với việc cải tiến liên tục của công nghệ in, cho tới ngày nay kỹ thuật in số đã đưa việc in hoa trên vải trở thành một ngành công nghiệp hiện đại và phát triển đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng

Việc thiết kế vải in hoa càng ngày càng trở nên phong phú bởi sự phát triển khoa học kỹ thuật của thiết bị in và màu in Trước đây người thiết kế vải hoa phải thiết

kế ít màu, mảng đơn và nét cho phù hợp với kỹ thuật in màu đơn, nhưng ngày nay với công nghệ in phát triển thì người thiết kế có thể thoải mái sáng tạo ra những tác phẩm

mà mình thích, đồng thời đáp ứng nhanh nhu cầu của khách hàng với nhiều màu sắc phong phú và đa dạng

Trang 19

2.3.2 In vải ở Việt Nam

Trước đây ngành in ở Việt Nam chưa thực sự là một ngành công nghiệp, do vậy việc nghiên cứu về họa tiết in chưa mấy ai quan tâm, có chăng chỉ là những bài viết mang tính khuôn mẫu để giảng dạy trong nhà trường Tính dân tộc và tính hiện đại chưa được đề cập đúng mức, nên hầu hết các sản phẩm in vải hoa của chúng ta là làm theo các mẫu có sẵn của nước ngoài như Trung Quốc, Mỹ, Châu Âu… Chúng ta chưa

có một trường hay một cơ quan chuyên trách cho việc thiết kế vải hoa, chỉ có các bài tập thiết kế rất sơ lược ở một số trường mỹ thuật Việc thiết kế vải hoa đòi hỏi người thiết kế phải là một họa sĩ chuyên nghiệp, có hiểu biết sâu rộng về thời trang, ngành dệt, am tường kỹ thuật in ấn và công nghệ hóa màu

Nhưng ngày nay thì việc giảng dạy trong lĩnh vực này ngày càng được chú trong nhiều hơn kết hợp với sự phát triển của công nghệ thông tin thì việc thiết kế những hình ảnh, họa tiết trên máy tính trở nên dễ dàng hơn nên Riêng phương pháp in lụa (in lưới) ngày càng trở nên phổ biến từ phương pháp thủ công đến tự động áp dụng

từ Công ty lớn đến các đơn vị nhỏ lẻ Đã tạo ra những sản phẩm đáp ứng thị hiếu của người tiêu dùng trong và ngoài nước

2.4 Các qui trình công nghệ in Lụa

2.4.1 Nguyên lý in lụa và một số phương pháp in

In lụa là phương pháp in xuyên, khuôn in có cấu tạo là một tấm lưới (polyester hoặc kim loại) căng trên một khung chữ nhật làm bằng gỗ hoặc hợp kim nhôm Khi in, người ta cho mực vào lòng khung, gạt qua bằng một lưỡi dao cao su Dưới áp lực của dao gạt, mực sẽ xuyên qua các ô lưới và truyền (dính lên) bề mặt vật liệu bên dưới, tạo nên hình ảnh in

Hình 2.2 nguyên lý in lụa

Trang 20

 Một số phương pháp in vải

 In lụa thông thường: mực sau khi phối trộn sẽ được in và sấy khô hoàn thiên

sản phẩm

 In chuyển: còn gọi là in nhiệt, in nhiệt khô, in nhiệt chuyển, in chuyển hay là

in thăng hoa Nguyên tắc chung của phương pháp này là không in trực tiếp lên sản phẩm mà in trung gian qua một lớp giấy nền, sau đó ép nóng để thuốc mực in nhả từ giấy nền bắt vào vật liệu in

 In nổi: Trong mực in, có các chất gây nở để tạo hình nổi Sau khi in và sấy,

sản phẩm được hấp ở 130-150°C bằng hơi nước bão hoà Mực sẽ chuyển thành màng xốp, có hình nổi trên sản phẩm

 In bắn cắm lông: Lông nhiều màu có chiều dài 0,3mm được đựng vào những

hộp riêng Lông được bắn qua những lỗ trên lưới in và dính vào vải đã quét nhựa bán đa tụ, quá trình này được thực hiện trong điện trường 6000V và không dùng dao gạt Kết quả là những tấm vải có nhiều màu bằng lông mịn như tuyết nhung và nổi trên mặt vải

Trang 21

2.4.2 Qui trình công nghệ in tại công ty:

Hình 2.3 Sơ đồ qui trình in vải của công ty Quốc tế Chutex Thuyết minh qui trình: sau khi thống nhất mẫu in trên máy tính thì nó sẽ được

chụp thành những tấm phim bằng polymer, họa tiết có màu sắc như thế nào sẽ có một tấm phim riêng cho họa tiết đó phim sau đó được chuyển tải lên tấm lưới Thao tác đó

Thiết kế mẫu in tạo giấy phim bằng polymer

Kiểm tra cuối cùng

Phối trộn

màu in

Xuất khẩu Đóng gói

Thanh gạt mực in

Giặt

Bàn In May hoàn

thiện

Trang 22

gọi là chụp bản, Công đoạn chụp bản được tiến hành trong buồng tối, Phim đặt lên bản lưới cùng chiều với mẫu in thật, rọi đèn Ánh sáng của đèn sẽ xuyên qua phim và đập lên lưới Vì lưới trước đó đã được quét phủ dung dịch Cảm quang nên chỉ những chỗ không bị cản bởi mực sẽ đóng rắn dưới tác dụng ánh sáng Khi mang bản đi rửa, những chỗ không bị chiếu sáng sẽ bị rửa trôi tạo thành những khoảng trống Sau đó sẽ cho mực vào khuôn in, tiếp đó sản phẩm sao khi may hoàn thiện sẽ được đạt lên bàn in

sẽ được cố định vị trí cần in thật chính xác, hệ thống được trang bị thêm thanh gạt mực, khi gạt mực in sẽ lọt qua những chỗ trống này và bắt vào sản phẩm cần in khâu tiếp theo sản phẩm sẽ được sấy khô mực đảm bảo cho mực bám chặt vào vải Đối với

in nổi thì mực in sẽ được cho thêm chất gây nở để tạo hình nổi thì sau công đoạn sấy thì sản phẩm được hấp ở 130-150°C bằng hơi nước bão hoà Mực sẽ chuyển thành màng xốp, có hình nổi trên sản phẩm

2.5 Tổng quan về nước thải in vải

Mực dùng để in vải là các hợp chất hữu cơ khó phân hủy bao gồm các pigment

là các hợp chất tạo màu không tan trong nước và trong các dung môi thông thường (cồn, dầu khoáng…) bao gồm một số tính chất cơ bản của một số nhóm màu như sau:

 Nhóm màu azo: trong công thức hóa học có chứa một hay nhiều nhóm azo (N=N-)

 Nhóm màu aryl kim loại: là sản phẩm của kim loại, thông thường 3 nguyên tử

H được thay thế bởi các gốc thơm, ở cuối vòng thơm (vị trí para) thường có mặt các nhóm thế, các chất màu thường có mặt các gốc thế như: gốc amino (-NH2), cacboamino (C=NH-) hoặc carbonyl (=C=O)

 Nhóm màu xaten: khác với nhóm màu aryl là 2 trong 3 gốc thơm được nối bằng cầu nối oxy

 Nhóm màu Ptaloxianyl: có cấu tạo phức tạp gồm vòng nhị thể 16 nguyên tử C

và N xen kẽ nhau Ptaloxyanyl pigment thường là có cấu tạo phức ở trung tâm

là nguyên tử kim loại (thường là Cu) liên kết với các nguyên tử N

Khi in còn pha trộn mốt số chất liên kết như nhựa alkit, nhựa polimer phenol aldehyd, hồ (chướng) đảm bảo mực in bám chặt vào bề mặt của vải cần in sau khi in

Trang 23

thì khung in sẽ được tẩy sạch sẽ bằng các chất tẩy rửa như thuốc tím , Cyclohexanone (dầu ông già) và sẽ rửa lại nhiều lần khung in bằng nước sạch

Nguồn gốc phát sinh nước thải trong phân xưởng in vải tập trung chủ yếu trong khâu rửa khung in, lau sàn và rửa dụng cụ

Sau đây là tính chất nước thải của khâu in vải:

Bảng 2.2 Các thông số cơ bản về các chỉ tiêu của nước thải In Vải tại công ty

2.6 Phương pháp xử lý nước thải in vải

2.5.1 Phương pháp keo tụ tạo bông

Là quá trình làm keo tụ các hạt keo hoặc dính các hạt nhỏ thành một tập hợp hạt lớn hơn để lắng bằng cách đưa vào chất lỏng các tác nhân tạo bông

Theo nguyên tắc, các hạt nhỏ có khuynh hướng keo tụ do lực hút VanderWaals giữa các hạt, lực này có thể dẫn đến sự dính kết giữa các hạt ngay khi khoảng cách giữa chúng đủ nhỏ nhờ va chạm Sự va chạm xảy ra do chuyển động Brown và tác động của sự xáo trộn Tuy nhiên, trong trường hợp phân tán keo, các hạt duy trì trạng thái phân tán nhờ lực đẩy tĩnh điện vì bề mặt các hạt mang điện tích, có thể là điện tích

âm hoặc điện tích dương nhờ sự hấp thụ có chọn lọc các ion trong dung dịch hoặc sự ion hóa các nhóm hoạt hóa Trạng thái lơ lửng của các hạt keo được bền hóa nhờ lực đẩy tĩnh điện Do đó để phá tính bền của hạt keo cần trung hòa điện tích bề mặt của chúng, quá trình này gọi là quá trình keo tụ Các hạt keo đã bị trung hòa điện tích có thể liên kết với những hạt keo khác tạo thành bông cặn có kích thước lớn hơn, nặng hơn lắng xuống, quá trình này gọi là quá trình tạo bông

Trang 24

Quá trình thủy phân các chất keo tụ và tạo bông cặn xảy ra theo các giai đoạn sau:

Me HOH Me

H OH Me HOH OH

Me

H OH Me HOH OH

Me

H OH

Me HOH Me

3 ) (

) ( )

(

) ( )

(

) (

3 3

3 2

2 3

Những chất keo tụ thường dùng nhất là muối nhôm và muối sắt như:

Al2(SO4)3.18H2O, NaAlO2, Al2(OH)5Cl, KAl(SO4)2.12H2O, NH4Al(SO4)2.12H2O,

Fe2(SO4)3.2 H2O, Fe2(SO4)3.3 H2O, FeSO4.7H2O, FeCl3

Để tăng hiệu quả của quá trình keo tụ tạo bông, người ta thường sử dụng các chất trợ keo tụ Việc sử dụng chất trợ keo tụ cho phép giảm liều lượng chất keo tụ, giảm thời gian quá trình keo tụ và tăng tốc độ lắng của các bông keo Các chất trợ keo

tụ nguồn gốc thiên nhiên thường dùng là tinh bột, dextrin (C6H5O5)n, các ete, cellulose, dioxit silic hoạt tính (xSiO2.y H2O).Các chất trợ keo tụ tổng hợp thường dùng là polyacrylamit (CH2CHCONH2)n Tùy thuộc các nhóm ion khi phân ly mà các chất trợ keo tụ có điện tích âm hay dương

Mục đích của phương pháp này nhằm loại bỏ các hạt chất rắn khó lắng hay cải

thiện hiệu suất lắng của bể lắng

2.5.2 Phương pháp oxi hóa bậc cao với hệ peroxon

Quá trình Peroxon là quá trình oxy hóa của Ozon với sự có mặt của Hydrogen Peroxit (O3/H2O2) Bản chất của quá trình Peroxon là thực hiện sự oxy hóa chất ô nhiễm thông qua gốc hydroxyl được tạo ra từ Ozon

Sự có mặt của H2O2 phân hủy O3 thông qua ion hydroperoxit HO2- :

Trang 25

kid[*OH][M] thể hiện cơ chế tác dụng của gốc tự do hydroxyl *HO với kid

là hằng số tốc độ phản ứng gián tiếp qua gốc tự do *HO

Nhiều số liệu nghiên cứu cho thấy kid >> kd chứng tỏ phản ứng xảy ra chủ yếu là do gốc tự do *OH

 Các yếu tố ảnh hưởng

 Các ion vô cơ

Một số anion vô cơ thường có trong nước ngầm và nước thải làm giảm hiệu quả của quá trình Peroxone do nó tác dụng với gốc hydroxyl *OH

*OH + CO32-  *CO3 + HO- ( k=4,2 x 108 M-1s-1)

*OH + HCO3-  *HCO3 + OH- ( k=1,5 x 107 M-1s-1)

*OH + Cl-  *ClOH- ( k=4,3 x 109 M-1s-1)

Trang 26

Ngoài ra còn có ion sulfate, phosphate hay nitrate, tuy nhiên ảnh hưởng của các ion này tương đối nhỏ hơn các ion clorua, carbonat và bicarbonat

 pH và độ kiềm

Môi trường pH cao rất thuận lợi cho phản ứng (1) Bản thân H2O2 phản ứng chậm với ozone, nhưng HO2- thì phản ứng rất mạnh với ozone, do đó, pH tăng làm tăng tốc độ phản ứng phân hủy ozone tạo ra gốc *OH

Nếu tăng pH lên 1 đơn vị, tốc độ tạo thành gốc *OH tăng lên 10 lần

Khi trong nước có chứa độ kiềm bicarbonat và carbonat, cần phải loại bỏ chúng trước khi tiến hành phản ứng peorxone vì khi thực hiện trong môi trường pH cao, cân bằng carbonat-bicarbonat sẽ nhanh chóng chuyển sang tạo carbonat tìm diệt gốc *OH Khả năng oxi hóa của Ozone tăng theo pH Những nghiên cứu về động học phản ứng giữa Ozone và H2O2 trong nước cho thấy tốc độ hình thành gốc hydroxyl trong dung dịch acid không đáng kể và trong dung dịch kiềm thì chủ yếu do khả năng của O3oxy hóa Kinh nghiệm và kết quả tính toán chứng minh việc tăng tốc độ phân hủy với

pH trong môi trường kiềm nhanh hơn môi trường acid

Những phản ứng phá hủy H2O2 không đáng kể ở pH<10 nếu tỷ lệ [H2O2]/[O3] gần 1 Kết quả động học cho thấy ảnh hưởng của Peroxide phá hủy gốc hydroxyl tự do

ở pH 11 và 13 Ngoài ra, nếu tỷ lệ [H2O2]/[O3] <1 thì những phản ứng cản trở này không lớn Tuy nhiên, nếu tỷ lệ này nhỏ thì H2O2 sẽ không hiệu quả trong quá trình tạo gốc hydroxyl tự do Do đó, khi xử lý bằng quá trình peroxon tốt nhất là diễn ra trong môi trường pH< 10 và tỷ lệ [H2O2]/[O3] gần 1

Do đó người ta thường làm với pH 7-8

Một số công trình nghiên cứu cho thấy :

- Đối với nước ngầm, pH tối ưu là 6,6 -7,6 (hiệu quả thấp nhất ở pH=10) Những phản ứng cản trở xảy ra khi pH lớn hơn 7

- Đối với quá trình oxy hóa phenol, pH trung tính và nồng độ H2O2 thấp

- Oxy hóa các chất màu tốt ở pH = 7

 Tỷ lệ H 2 O 2 /O 3

Trang 27

Theo phương trình (*) 1 mol H2O2 tác dụng với 2 mol O3 sẽ tạo ra hai gốc tự do

*OH Do đó tỉ lệ H2O2/O3 là 0,5 là tối ưu về mặt lý thuyết Tuy nhiên, tùy thuộc vào thành phần các chất có trong nước xử lý mà nhu cầu H2O2 sẽ khác nhau, có thể dao động tối ưu trong khoảng 0,5-1 Nếu tỷ lệ này thấp thì khả năng tạo thành gốc *OH thấp

Trong nước có nhiều chất phá hủy gốc *OH thì H2O2 phải nhiều hơn Ví dụ, khi trong nước có [HCO3-] thì nhu cầu H2O2 tăng lên tỉ lệ với nồng độ [HCO3-]

Tuy nhiên cần phải lưu ý nếu lượng H2O2 quá dư thì sẽ có tác dụng ngược lại, vì khi đó H2O2 sẽ pha hủy gốc *OH theo phản ứng

*HO + H2O2  H2O + *HO2

 Áp dụng

Quá trình Peroxon oxy hóa được áp dụng rộng rãi trong những năm gần đây để

xử lý những chất hữu cơ khó bị oxy hóa trong nước uống và nước thải

Đối với nước uống, Peroxon được dùng để xử lý các chất gây mùi, vị khó chịu như geosmin, 1-metyliosbocneol (MIB), các hợp chất hữu cơ chứa Clo, ngoài ra còn là chất khử trùng mạnh, tiêu diệt được những loại vi khuẩn và những loại kén bền vững với Clo như Giardia và Crytosporidium

Đối với nước thải, quá trình Peroxon để xử lý các chất mang màu hoặc các chất hữu cơ chứa halogen như trichoetylen (TCE), percloetylen (PCE), diclopropen (DCPE), clopentan (CPA), dicloetan (DCA) , các hợp chất của phenol, các acohol và axit dây ngắn đến mức độ khoáng hóa nhất định

Tuy nhiên, quá trình Peroxon thường chỉ chuyển hóa chất hữu cơ ở dạng khó phân hủy sinh học thành những chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học, làm cải thiện tỷ số BOD/COD trong nước thải theo chiều hướng thuận lợi cho các quá trình xử lý sinh học tiếp theo

Trang 28

Chương 3

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1.Thời gian, địa điểm, đối tượng nghiên cứu

 Thời gian : từ 08 / 03 / 2010 đến 08 / 05 / 2010

 Địa điểm : phòng thí nghiệm khoa môi trường và tài nguyên

 Đối tượng : nước thải in vải của công ty TNHH quốc tế Chutex

3.2 Bố trí thí nghiệm

Thí nghiệm jartest được thực hiện với 10 loại phèn khác nhau, Mẫu nước thải được lấy tại công ty Quốc Tế Chutex qua 3 đợt Mỗi loại phèn chỉ thí nghiệm một lần

 Đợt lấy mẫu thứ nhất sẽ được kiểm tra qua 5 loại phèn sau:

 Phèn Nhôm Al2(SO4)3.18 H2O dạng phiến của Việt Nam ký hiệu (P1)

 PAC (polyaluminium chloride) màu vàng nhạt xuất xứ Trung Quốc ký

hiệu (PAC 01)

 PAC màu cam xuất xứ Trung Quốc ký hiệu (PAC 02)

 PAC màu trắng xuất xứ Ấn Độ ký hiệu (PAC 03)

 KAL(SO4)2..12H2O (Aluminium potasium Sulfate dodecahydrate) xuất

xứ Trung Quốc ký hiệu (P2)

 Đợt lấy mẫu thứ hai sẽ được kiểm tra qua 5 loại phèn sau:

 Phèn Nhôm Al2(SO4)3.18H2O dạng bột mịn xuất xứ Trung Quốc ký hiệu (P3)

 phèn sắt FeSO4.7H20 xuất xứ Trung Quốc (ký hiệu P4)

 PAC bột màu vàng đậm xuất xứ Trung Quốc ký hiệu (PAC 04)

 PAC màu nâu xuất xứ Trung Quốc ký hiệu (PAC 05)

 PAC màu vàng nhạt xuất xứ Thụy Điển ký hiệu (PAC 06)

Polyacrylamit chất trợ keo tụ (cation) giá 106.000/kg VND

Trang 29

Đợt lấy mẫu thứ 3 sẽ được dùng để xây dựng đường chuẩn của loại phèn tối ưu được chọn để ứng dụng cho hệ thống xử lý nhằm đảm bảo cho việc sử dụng phèn phù hợp với từng nồng độ COD đầu vào

3.3 Thí Nghiệm Jartest

3.3.1 Mục đích thí nghiệm

- Xác định pH tối ưu và lượng phèn tối ưu của 10 loại phèn sau:

 Phèn Nhôm Al2(SO4)3.18H2O dạng phiến giá 8.000VND/Kg (ký hiệu P1)

 KAL(SO4)2..12H2O (Aluminium potasium Sulfate dodecahydrate) giá

20.000VND/Kg (ký hiệu P2)

 Phèn Nhôm Al2(SO4)3.18H2O dạng hạt mịn giá 9.000VND/Kg (ký hiệu P3)

 Phèn sắt FeSO4.7H2O giá 7000VND/Kg (ký hiệu P4)

 PAC màu vàng nhạt giá 10.000VND/Kg (ký hiệu PAC 01) PAC màu cam giá

 PAC màu trắng giá 12.000VND/Kg (ký hiệu PAC 03)

 PAC màu vàng đậm giá 10.000VND/Kg (ký hiệu PAC 04) PAC màu nâu giá 10.000VND/Kg (ký hiệu PAC 05)

 PAC màu vàng nhạt giá 12.000VND/Kg (ký hiệu PAC 06)

 So sánh kết quả của 10 loại phèn, lựa chọn loại phèn tối ưu nhất về hiệu quả

và giá thành xử lý, ứng dụng cho hệ thống xử lý nước thải

3.3.2 Dụng cụ và hóa chất

 Mô hình Jartest

Là một thiết bị gồm 6 cánh khuấy quay cùng tốc độ Cánh khuấy có dạng turbine gồm 2 bản phẳng nằm cùng một mặt phẳng thẳng đứng Cánh khuấy đặt trong

6 beaker dung tích 1000 ml chứa cùng một thể tích nước mẫu cho một đợt thí nghiệm

Mô hình thí nghiệm được thể hiện ở hình 3.1

Trang 30

Hình 3.1 Thiết bị Jartest

 Dụng cụ và hóa chất

Bảng 3 1 Bảng danh sách dụng cụ và hóa chất sử dụng trong thí nghiệm Jartest

STT Loại dụng cụ, thiết bị Quy cách Số lượng

3.3.3 Các bước tiến hành thí nghiệm

 Thí nghiệm 1: xác định liều lượng phèn phản ứng

Trang 31

- Bước 1: Lấy 1 beacher cho vào becher 800 ml nước mẫu

- Bước 2: Dùng pipet hút acid hay xút để điều chỉnh pH về khoảng 8  9

- Bước 3: Dùng pipet 10ml, lấy lần lượt 10 ml từng loại phèn châm từ từ vào mẫu

đã chuẩn bị (vừa châm vừa khuấy để lượng phèn được hòa tan đều trong mẫu)

- Bước 4: Dừng châm phèn khi mẫu nước bắt đầu xuất hiện bông cặn, ghi nhận lượng phèn này Đây chính là lượng phèn phản ứng

 Thí nghiệm 2: Xác định pH tối ưu

- Bước 1 : Lấy vào 6 becher mỗi becher 800 ml nước mẫu đặt vào thiết bị Jartest

- Bước 2 : Dùng pipet hút acid hay xút để điều chỉnh pH lần lược ở 6 cốc dao động trong khoảng từ 8 - 12

- Bước 3 : Cho cùng 1 loại phèn với liều lượng đã xác định ở thí nghiệm 1 vào 6 becher

- Bước 4 : Mở cánh khuấy ở tốc độ 100 vòng/phút trong thời gian 1 phút Sau đó quay chậm trong 10 – 15 phút ở tốc độ 15 – 20 vòng/phút

- Bước 5: Tắt máy khuấy để lắng tĩnh 30 phút Lấy mẫu nước trong bên trên sau khi lắng phân tích chỉ tiêu COD

Giá trị pH tối ưu là giá trị pH cho nước sau keo tụ đem đi phân tích có COD còn lại thấp nhất

 Thí nghiệm 2: Xác định liều lượng phèn tối ưu

- Bước 1 : Lấy vào 6 becher mỗi becher 800 ml nước mẫu đặt vào thiết bị Jartest

- Bước 2 : Dùng pipét hút acid hoặc xút điều chỉnh pH tối ưu theo thí nghiệm 2, cho liều lượng phèn dao động (trên cơ sở thí nghiệm 1) ở lần lượt 6 becher khác nhau 0.5ml

- Bước 3 : Mở cánh khuấy ở tốc độ 100 vòng/phút trong thời gian 1 phút Sau đó quay chậm trong 10 – 15 phút ở tốc độ 15 – 20 vòng/phút

- Bước 4: Tắt máy khuấy để lắng tĩnh 30 phút Lấy mẫu nước trong bên trên sau khi lắng phân tích chỉ tiêu COD

Trang 32

Lượng phèn tối ưu là lượng phèn cho nước sau keo tụ đem đi phân tích có COD còn lại thấp nhất

3.3.4 Số lượng mẫu trong thí nghiệm Jartest

Thí nghiệm 1: Điều chỉnh pH nước thải cho phù hợp sau đó cho từ từ phèn vào

khuấy đều Quan sát khi xuất hiện bông cặn thì dừng lại ghi nhận lượng phèn phản ứng

sử dụng cho thí nghiệm 2

Thí nghiệm 2: ở thí nghiệm này mỗi đợt lấy mẫu sẽ được kiểm tra COD đầu

vào để xác định hiệu suất trước và sau quá trình xử lý nước thải và tiến hành thí nghiệm Sau thí nghiệm Jartest thì số lượng mẫu được xác định theo bảng sau

Bảng 3.2 Số lượng mẫu thí nghiệm xác định pH phản ứng tối ưu

Sau quá trình keo tụ ở thí nghiệm 2 chúng ta sẽ kiểm tra nồng độ COD ở 6 cốc của từng loại phèn sử dụng Dùng hàm ANOVA phân tích số liệu từ kết quả thí nghiệm trên để xác định pH tối ưu của quá trình keo tụ ở từng loại phèn sử dụng để xác định lượng phèn phản ứng tối ưu cho thí nghiệm thứ 3

Trang 33

Thí nghiệm 3: Ở thí nghiệm này thì lượng phèn phản ứng thay đổi trong mỗi

cốc từ 0,5 – 4ml với pH cố định theo pH tối ưu ở thí nghiệm 2 Sau thí nghiệm Jartest thì số lượng mẫu được xác định theo bảng sau

Bảng 3.3 Số lượng mẫu thí nghiệm xác định lượng phèn phản ứng tối ưu

Thí nghiệm 3

loại phèn Cốc 1 Cốc 2 Cốc 3 Cốc 4 Cốc 5 Cốc 6 P1 Ptu.1.1 Ptu.1.2 Ptu.1.3 Ptu.1.4 Ptu.1.5 Ptu.1.6

Sau khi xác định được loại phèn chúng ta tiến hành châm thêm polymer nồng

độ 0,01% vào trong cốc nước thải ở pH tối ưu và phèn tối ưu để kiểm tra khả năng lắng của bông cặn

Để đảm bảo cho việc sử dụng phèn phù hợp với từng nồng độ COD đầu vào chúng ta sẽ xây dựng đường chuẩn giữa nồng độ COD và lượng phèn phản ứng tối ưu,

để xây dựng chúng ta sẽ lấy mẫu nước thải bất kỳ xác định 3 nồng độ COD bằng phương pháp pha loãng

Mẫu thứ nhất với 100% mẫu nước thải đầu vào ký hiệu ( ĐV.1 )

Mẫu thứ hai với 75% nước thải: 25% nước cất ký kiệu ( ĐV.2 )

Trang 34

Mẫu thứ ba với 50% nước thải : 50% nước cất ký hiệu ( ĐV.3 )

Bảng 3.4 Số lượng mẫu thí nghiệm xác định đường chuẩn

Thí nghiệm xác định đường chuẩn

(mgO2/L)

Lượng phèn COD

(mgO2/L)

Lượng phèn COD

(mgO2/L) (mg/l) (mg/l) (mg/l)

V2 Ptu.2 V2' Ptu.2’ V2" Ptu.2”

V5 Ptu.4 V5 Ptu.5’ V5" Ptu.5”

Đối với mỗi mẫu COD đầu vào sẽ có một lượng phèn phản ứng tối ưu tương ứng chính là nồng độ COD sau keo tụ thấp nhất sau lắng Sau khi có kết quả từ 3 mẫu đầu vào chúng ta sẽ kết hợp với thí nghiệm xác định lượng phèn phản ứng tối ưu của loại phèn được chọn ở thí nghiệm 3 để xác định đường chuẩn Đường chuẩn được xây dựng thông qua một đồ thị thể hiện mối tương quan giữa 2 thông số COD và lượng phèn tối ưu nhằm tìm ra lượng phèn sử dụng cho thích hợp để sử dụng cho hệ thống

Trang 35

- Bình tam giác 125mL, 50m

- Tủ sấy có điều chỉnh nhiệt độ (150oC)

 Hóa chất thí nghiệm

Dung dịch chuẩn K 2 Cr 2 O 7 0,0167M : Hoà tan 4,913g K2Cr2O7 (đã sấy ở 105oC

trong 2h) trong 500mL nước cất, thêm vào 167mL H2SO4 đậm đặc và 33,3g HgSO4

khuấy tan, để nguội đến nhiệt độ phòng, định mức thành 1L

Acid sulfuric reagent : Cân 5,5g Ag2SO4 trong 1Kg H2SO4 đậm đặc (d = 1,84),

để 12 ngày để hòa tan hoàn toàn

Chỉ thị màu Ferroin : Hoà tan hoàn toàn 1,101,485g pheanthroline

monohydrate và thêm 0,695g FeSO4.7H2O trong nước cất và định mức thành 100mL

(khi hai chất này trộn lẫn vào nhau thì dung dịch chỉ thị sẽ tan hoàn toàn và có màu

đỏ)

Dung dịch FAS 0,1M : Hoà tan 39,2g FAS trong một lít nước cất, thêm vào 20mL

H2SO4 đậm đặc, để nguội và định mức thành 1L

3.4.2 Các bước tiến hành thí nghiệm

- Bước 1: Rửa sạch ống nghiệm có nút vặn kín trước khi sử dụng

- Bước 2: Chọn thể tích mẫu và thể tích hoá chất sử dụng tương ứng như sau:

Bảng 3.5 Bảng phân bố hóa chất trong ống nghiệm

Ống nghiệm

(đường kính x dài)

(mm)

Mẫu (mL)

K 2 Cr 2 O 7 0,0167M (mL)

H 2 SO 4 Reagent (mL)

Tổng thể tích (mL)

Trang 36

- Bước 3 : Cho mẫu vào ống nghiệm, thêm dung dịch K2Cr2O7 0,0167M vào Sau

đó tiếp tục cho H2SO4 reagent vào bằng cách cho acid chảy từ từ dọc theo thành ống Đậy nút vặn ngay, lắc kỹ nhiều lần

- Bước 4 : Đem sấy ở nhiệt độ 150oC trong 2h

- Bước 5 : Lấy ống nghiệm ra, để nguội đến nhiệt độ phòng Sau đó đổ dung dịch trong ống nghiệm vào bình tam giác 100mL, thêm vài giọt chỉ thị ferroin và định phân bằng FAS 0,1M Dứt điểm khi mẫu chuyển từ màu xanh lá sang màu nâu đỏ

3.4.3 Tính toán kết quả

COD (mg O2/L) =

V

M B

V: Thể tích mẫu, mL

Trang 37

Chương 4.

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1 Kết quả thí nghiệm keo tụ

4.1.1 Thí nghiệm với phèn nhôm Al 2 (SO 4 ) 3 18H 2 O ký hiệu (P1)

 Thí nghiệm P1.1: Xác định pH tối ưu của quá trình keo tụ với giá trị đầu vào:

CODđầu vào: 688 mgO2/l

pH đầu vào : 6,87 - Lượng phèn: 150 mg/l

 Thí nghiệm P1.2: xác định giá trị phèn tối ưu với giá trị đầu vào:

Hiệu suất

Lượng phèn COD

(mgO2/L)

Hiệu suất

pH sau phản ứng

Trang 38

Hình 4.1 Biểu đồ biểu sự biến thiên về nồng độ và hiệu suất xử lý COD của nước

thải theo giá trị pH và lượng phèn phản ứng khi sử dụng phèn P1

 Nhận xét

Qua hình 4.1 ở thí nghiệm P1.1 cho thấy pH từ 8,5 – 9 khả năng xử lý tốt, riêng

pH = 9 là tối ưu, COD thấp nhất (134mgO2/l tương ứng lượng phèn sử dụng 150mg/l), đạt hiệu suất cao khoảng 81%

Phân tích sự khác biệt về giá trị COD của khoảng pH từ 8,5 – 9,5 trên bảng tính Anova: Single Factor với độ tin cậy 95% Kết quả P = 0,011864 < 0,05 Vậy khác biệt giữa 2 giá trị trên là có ý nghĩa Nên pH = 9 là giá trị pH tối ưu cho thí nghiệm P1.1

Qua hình 4.1 ở thí nghiệm P1.2 cho thấy khi cố định giá trị pH tối ưu là pH = 9

và thay đổi lượng phèn lần lượt cách nhau 50mg từ 100 – 350mg/L Kết quả COD trong nước thải giảm dần khi tăng lượng phèn từ 100 – 200mg/L, sau đó tăng dần trở lại khi lượng phèn tăng Ở lượng phèn từ 150 – 250mg/l cho hiệu quả keo tụ tốt, hiệu suất khử COD đạt từ 82 – 85 % Riêng lượng phèn 200mg/l cho hiệu suất xử lý đạt cao nhất

Phân tích sự khác biệt giá trị COD của 2 lượng phèn 150, 200mg/l trên bảng tính Anova: Single Factor với độ tin cậy 95% Kết quả P = 0,149355 > 0,05 Vậy khác biệt giữa 2 giá trị trên là không có ý nghĩa Để giảm chi phí ta chọn lượng phèn 150mg/L là lượng phèn tối ưu cho quá trình keo tụ

Biểu đồ biểu sự biến thiên nồng độ và hiệu suất xử

lý COD của nước thải theo giá trị pH khi dùng

Nồng độ COD sau keo tụ Hiệu suất

Biểu đồ thể hiện sự biến thiên nồng độ và hiệu suất

xử lý COD của nước thải theo hàm lượng phèn P1

0 50 100 150 200 250 300

100 150 200 250 300 350 Liều lượng phèn (mg/L)

Trang 39

Lượng phèn Nhôm P1 cần sử dụng để keo tụ 1m3 nước thải là

8 0

1000

Vậy đối với phèn Nhôm P1 điều kiện keo tụ tối ưu là: lượng phèn 188g/m3 và

pH = 9 thì hiệu suất xử lý COD đạt khoảng 82,06% Sau phản ứng pH = 7,6

4.1.2 Thí nghiệm với phèn P2

 Thí nghiệm P2.1: Xác định pH tối ưu của quá trình keo tụ với giá trị đầu vào:

Lượng phèn 150 mg/l

 Thí nghiệm P2.2: xác định giá trị phèn tối ưu với giá trị đầu vào:

Hiệu suất

Lượng phèn COD

(mgO2/L)

Hiệu suất pH sau phản

Trang 40

Hình 4.2 Biểu đồ biểu sự biến thiên về nồng độ và hiệu suất xử lý COD của

nước thải theo giá trị pH và lượng phèn phản ứng khi sử dụng phèn P2

 Nhận xét

Qua hình 4.2 ở thí nghiệm P2.1 cho thấy pH từ 8 – 9 khả năng xử lý tốt, riêng

H = 8,5 là tối ưu, COD thấp nhất (115mgO2/l với lượng phèn sử dụng 150mg/l), đạt hiệu xuất cao khoảng 83%

Phân tích sự khác biệt về giá trị COD của khoảng pH từ 8 – 9 trên bảng tính Anova: Single Factor với độ tin cậy 95% Kết quả P = 0,000328 < 0,05 Vậy khác biệt giữa 2 giá trị trên là có ý nghĩa Nên pH = 8,5 là giá trị pH tối ưu cho thí nghiệm P2.1

Qua hình 4.2 ở thí nghiệm P1.2 cho thấy khi Cố định giá trị pH tối ưu là

pH = 8,5 và thay đổi lượng phèn lần lượt cách nhau 50mg từ 100 – 350mg/L Kết quả COD trong nước thải giảm dần khi tăng lượng phèn từ 150 – 200mg/L, sau đó tăng dần trở lại khi lượng phèn tăng Ở lượng phèn từ 150 – 250mg/l cho hiệu quả keo tụ tốt, hiệu suất khử COD đạt từ 80 – 85% Riêng lượng phèn 200mg/l cho hiệu suất xử

lý đạt cao nhất

Phân tích sự khác biệt giá trị COD của 2 lượng phèn 150, 200mg/l trên bảng tính Anova: Single Factor với độ tin cậy 95% Kết quả P = 0,132005 > 0,05 Vậy khác biệt giữa 2 giá trị trên là không có ý nghĩa Để giảm chi phí ta chọn lượng phèn

150 mg/l là lượng phèn tối ưu cho quá trình keo tụ

Biểu đồ biểu sự biến thiên nồng độ và hiệu suất xử

lý COD của nước thải theo giá trị pH khi dùng P2

Nồng độ COD sau keo tụ Hiệu suất

Biểu đồ thể hiện sự biến thiên nồng độ và hiệu suất

xử lý COD của nước thải theo hàm lượng phèn P2

0 50 100 150 200 250 300

100 150 200 250 300 350 Liều lượng phèn (mg/L)

Định dạng
Số trang	118
Dung lượng	1,58 MB