Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy dệt, nhuộm, hoàn tất vải và may mặc trung quy, công suất 300m3ngày đêm

Tuy nhiên hầu hết các nhà máy xí nghiệp dệt nhuộm ở ta đều có hệ thống xử lý nước thải nhưng hoạt động không hiệu quả và có xu hướng thải trực tiếp ra sông suối ao hồ loại nước thải này

KHOA MÔI TRƯỜNG

KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY DỆT, NHUỘM, HOÀN

TẤT VẢI VÀ MAY MẶC TRUNG QUY,

SVTH: PHAN THANH TÀU MSSV: 0250020122

GVHD: ThS LÊ THỊ NGỌC DIỄM

TP HỒ CHÍ MINH 12, 2017

KHOA MÔI TRƯỜNG

KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY DỆT, NHUỘM, HOÀN

TẤT VẢI VÀ MAY MẶC TRUNG QUY,

HỌ VÀ TÊN SV: PHAN THANH TÀU

(Ký và ghi rõ họ tên)

ThS Lê Thị Ngọc Diễm

TP HỒ CHÍ MINH 12, 2017

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ

MÔI TRƯỜNG TPHCM

-

KHOA MÔI TRƯỜNG

BỘ MÔN KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

-

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

1 Tên Đồ án: Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải Nhà máy dệt, nhuộm, hoàn

tất vải và may mặc Trung Quy, công suất 300m3/ngày.đêm

2 Nhiệm vụ Đồ án:

Lập bản thuyết minh tính toán bao gồm:

✓ Tổng quan về nước thải dệt nhuộm và tổng quan về Nhà máy dệt, nhuộm, hoàn tất vải và may mặc Trung Quy

✓ Tổng quan về phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm

✓ Đề xuất 02 phương án công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm của Nhà máy dệt, nhuộm, hoàn tất vải và may mặc Trung Quy phù hợp với yêu cầu

✓ Tính toán các công trình đơn vị của phương án đã chọn

✓ Tính toán và lựa chọn thiết bị (bơm nước thải, máy thổi khí,…) cho các công trình đơn vị tính toán trên

✓ Khai toán sơ bộ chi phí xây dựng công trình và tính giá thành xử lý 1 m3 nước thải

3 Ngày giao nhiệm vụ: 21 - 08 - 2017

4 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 28 - 12 - 2017

5 Họ và tên người hướng dẫn: ThS Lê Thị Ngọc Diễm

6 Phần hướng dẫn: ThS Lê Thị Ngọc Diễm hướng dẫn chính thực hiện toàn bộ đồ án

tốt nghiệp

7 Ngày bảo vệ Đồ án: 05/01/2018

8 Kết quả bảo vệ Đồ án:  Xuất sắc;  Giỏi;

Nội dung Đồ án tốt nghiệp đã được thông qua bộ môn

STT Thông số Đơn vị Giá trị

MỤC LỤC iii

DANH MỤC HÌNH viii

DANH MỤC BẢNG ix

DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT ixii

LỜI CẢM ƠN 1

MỞ ĐẦU 2

1 ĐẶT VẤN ĐỀ 2

2 TÍNH CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 2

3 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 3

4 NỘI DUNG ĐỀ TÀI 3

5 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI 4

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 5

1.1 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM 5

1.1.1 Giới thiệu về ngành dệt nhuộm 5

1.1.2 Quy trình sản xuất của ngành dệt - nhuộm 7

1.1.3 Các loại thuốc nhuộm 11

1.1.3.1 Định nghĩa 11

1.1.3.2 Phân loại 11

1.1.3.3 Phạm vi sử dụng thuốc nhuộm: 15

1.1.4 Các nguồn gây ô nhiễm chính trong ngành dệt – nhuộm 16

1.1.4.1 Ô nhiễm môi trường không khí 17

1.1.4.2 Chất thải rắn 17

1.1.4.3 Nước thải 17

1.1.5 Tiêu chuẩn kiểm soát nước thải ô nhiễm 25

1.2 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY TNHH DỆT MAY TRUNG QUY 26

1.2.1 Giới thiệu chung về công ty 26

1.2.1.1 Giới thiệu chung 26

1.2.1.2 Thông tin chung về doanh nghiệp 26

1.2.2 Quy trình công nghệ sản xuất 27

1.2.2.1 Quy trình dệt kim 27

1.2.2.2 Quy trình nhuộm và hoàn tất 28

1.2.3 Các nguồn phát sinh ô nhiễm tại công ty 31

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT

NHUỘM 34

2.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM 34

2.1.1 Phương pháp xử lý cơ học 34

2.1.1.1 Song chắn rác 34

2.1.1.2 Lưới chắn rác 36

2.1.1.3 Bể điều hòa 37

2.1.1.4 Bể tách dầu mỡ 38

2.1.1.5 Bể lắng 38

2.1.1.6 Lọc 40

2.1.2 Phương pháp xử lý hóa lý 40

2.1.2.1 Keo tụ - Tạo bông 41

2.1.2.2 Phương pháp tuyển nổi 42

2.1.2.3 Phương pháp hấp thụ 42

2.1.2.4 Phương pháp hấp phụ 43

2.1.2.5 Phương pháp trao đổi ion 44

2.1.2.6 Phương pháp trích ly 45

2.1.3 Phương pháp xử lý hóa học 45

2.1.3.1 Phương pháp trung hòa 46

2.1.3.2 Oxy hóa – khử 46

2.1.3.3 Phương pháp điện hóa 47

2.1.4 Phương pháp xử lý sinh học 47

2.1.4.1 Xử lý sinh học trong điều kiện tự nhiên 48

2.1.4.2 Xử lý sinh học trong điều kiện nhân tạo 50

2.1.5 Phương pháp khử trùng 58

2.1.5.1 Clo hóa sơ bộ 58

2.1.5.2 Khử trùng nước bằng clo và các hợp chất của nó 58

2.1.6 Phương pháp xử lý cặn 59

2.1.6.1 Cô đặc bùn cặn bằng trọng lực 59

2.1.6.2 Cô đặc bùn cặn bằng tuyển nổi 59

2.1.6.3 Ổn định bùn cặn 60

2.1.6.4 Làm khô bùn cặn 60

GIỚI 60

2.2.1 Ở Việt Nam 60

2.2.2 Thế giới 63

CHƯƠNG 3: 71

ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 71

3.1 TIÊU CHÍ, CƠ SỞ LỰA CHỌN QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 71

3.2 ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 71

3.3 SO SÁNH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN: 82

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ VÀ DỰ TOÁN KINH TẾ 84

4.1 TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 84

4.1.1 Các thông số tính toán 84

4.1.2 Lưu lượng tính toán 84

4.1.3 Hầm tiếp nhận 85

4.1.3.1 Chức năng 85

4.1.3.2 Tính toán kích thước bể 85

4.1.3.3 Đường kính ống dẫn 86

4.1.3.4 Bơm nước sang máy tách rác tinh 86

4.1.4 Máy tách rác tinh 88

4.1.5 Bể trung gian 88

4.1.5.1 Chức năng 88

4.1.5.2 Tính toán kích thước bể 88

4.1.5.3 Bơm nước lên tháp giải nhiệt 89

4.1.6 Tháp giải nhiệt 91

4.1.7 Bể lắng sơ bộ (Bể lắng đứng) 91

4.1.7.1 Chức năng 91

4.1.7.2 Tính toán kích thước bể 92

4.1.7.3 Tính toán máng thu nước, máng răng cưa 94

4.1.7.4 Tính toán lượng bùn sinh ra 96

4.1.8 Bể điều hòa 97

4.1.8.1 Chức năng 97

4.1.8.2 Tính toán bể điều hòa 97

4.1.8.3 Tính toán ống dẫn khí và ống dẫn nước 98

4.1.9 Bể keo tụ - tạo bông 103

4.1.9.1 Chức năng 103

4.1.9.2 Bể trộn 103

4.1.9.3 Bể tạo bông 106

4.1.10 Bể lắng hóa lý (Bể lắng đứng) 110

4.1.10.1 Chức năng 110

4.1.10.2 Tính toán kích thước bể 111

4.1.10.3 Tính toán máng thu nước, máng răng cưa 113

4.1.10.4 Tính toán lượng bùn sinh ra 115

4.1.10.5 Tính bơm bùn cho bể lắng hóa lý 115

4.1.11 Bể Aerotank 117

4.1.11.1 Chức năng 117

4.1.11.2 Hiệu quả xử lý BOD5 của bể Aerotank cần đạt được 118

4.1.11.3 Kích thước bể aerotank 118

4.1.11.4 Lượng bùn thải toàn bộ bể 119

4.1.11.5 Lượng oxy cần cung cấp 121

4.1.11.6 Tính toán máy thổi khí 122

4.1.11.7 Đường ống dẫn 124

4.1.11.8 Lượng chất dinh dưỡng cần bổ sung vào bể aerotank 125

4.1.12 Bể lắng sinh học 126

4.1.12.1 Chức năng 126

4.1.12.2 Tính toán kích thước bể 126

4.1.12.3 Tính toán máng thu nước 129

4.1.12.4 Tính toán máng răng cưa 129

4.1.12.5 Tính toán đường ống dẫn bùn 130

4.1.12.6 Tính toán máy bơm bùn tuần hoàn và bơm bùn dư 130

4.1.13 Bể khử trùng 131

4.1.13.1 Chức năng 131

4.1.13.2 Tính toán bể khử trùng 131

4.1.13.3 Tính toán bể tiếp xúc 133

4.1.13.4 Đường ống dẫn nước thước ra khỏi bể: 134

4.1.14 Bể chứa bùn 134

4.1.14.1 Kích thước bể 134

4.1.14.2 Bơm bùn cho bể chứa bùn 135

4.1.15 Bể nén bùn 136

4.1.15.1 Chức năng 136

4.1.16 Máy ép bùn 140

4.2 DỰ TOÁN KINH TẾ 140

4.2.1 Chi phí đầu tư 140

4.2.1.1 Chi phí xây dựng 140

4.2.1.2 Chi phí đầu tư trang thiết bị 141

4.2.1.3 Hệ thống nhà chức năng 143

4.2.2 Chi phí quản lý và vận hành 144

4.2.2.1 Chi phí điện năng 144

4.2.2.2 Chi phí hóa chất 144

4.2.2.3 Chi phí nhân công 144

4.2.2.4 Chi phí bảo dưỡng 145

4.2.2.5 Tổng chi phí quản lý và vận hành 145

4.2.3 Tổng chi phí cho hệ thống hoạt động 145

CHƯƠNG 5: 146

TỔ CHỨC QUẢN LÝ, VẬN HÀNH VÀ KHẮC PHỤC SỰ CỐ HỆ THỐNG 146

5.1 GIAI ĐOẠN KHỞI ĐỘNG 146

5.2 GIAI ĐOẠN VẬN HÀNH 146

5.3 NGUYÊN NHÂN, BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC SỰ CỐ TRONG VẬN HÀNH HỆ THỐNG XỬ LÝ 148

5.4 TỔ CHỨC QUẢN LÝ VÀ KỸ THUẬT AN TÒA 149

5.4.1 Tổ chức quản lý 149

5.4.2 Kỹ thuật an toàn 149

5.4.3 Bảo trì 149

KẾT LUẬN 151

TÀI LIỆU THAM KHẢO 153

Hình 1.1 Quy trình sản xuất của ngành dệt nhuộm 8

Hình 1.2 Quy trình dệt vải 27

Hình 1.3 Quy trình nhuộm và hoàn tất 28

Hình 2.1 Song chắn rác (Nguồn: camix.com.vn) 35

Hình 2.2 Lưới chắn rác (Nguồn: songchanrac.vn) 37

Hình 2.3 Sơ đồ bể tách dầu mỡ lớp mỏng 38

Hình 2.4 Cơ chế của quá trình keo tụ - tạo bông (Nguồn:www.tailieumoitruong.org) 41

Hình 2.5 Sơ đồ hoạt động của hệ thống SBR 57

Hình 2.6 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm truyền thống 60

Hình 2.7 Sơ đồ công nghệ XLNT xí nghiệp Dệt quân đội - công ty 28 62

Hình 2.8 Hệ thống x lý nước thải công ty Stork Aqua (Hà Lan) 64

Hình 2.9 Xử lý nước thải ngành dệt nhuộm của công ty Schiesser Sachen 65

Hình 2.10 Sơ đồ Công nghệ XLNT bằng pp keo tụ - hiếu khí – hồ nhân tạo 66

Hình 2.11 Sơ đồ nguyên lí HTXLNT ngành dệt của cty Schiessen Sachen 67

Hình 2.12 Sơ đồ công nghệ XLNT bằng pp điện hóa – keo tụ - lắng – lọc 69

Hình 3.1 Sơ đồ công nghệ phương án 1 72

Hình 3.2 Sơ đồ công nghệ phương án 2 77

Hình 4.1 Sơ đồ làm việc của hệ thống 117

Bảng 1.1 Phân loại thuốc nhuộm theo cấu tạo hóa học 11

Bảng 1.2 Phân loại thuốc nhuộm theo phân lớp kỹ thuật 14

Bảng 1.3 Một số loại thuốc nhuộm thường gặp 14

Bảng 1.4 Tỉ lệ gắn màu của các loại thuốc nhuộm khác nhau 15

Bảng 1.5 Phạm vi sử dụng các loại thuốc nhuộm trong ngành dệt nhuộm 16

Bảng 1.6 Nguồn gốc chất thải và tác động của ngành dệt nhuộm 16

Bảng 1.7 Các chất gây ô nhiễm và đặc tính của nước thải dệt nhuộm 19

Bảng 1.8 Đặc điểm nước thải của một số cơ sở dệt nhuộm 21

Bảng 1.9 Nồng độ của một số chất ô nhiễm trong nước thải ngành dệt nhuộm 22

Bảng 1.10 Số lượng hóa chất, thuốc nhuộm sử dụng của các xí nghiệp 23

Bảng 1.11 Thành phần, tính chất nước thải dệt nhuộm ở nước ngoài 23

Bảng 1.12 Tính chất nước thải dệt nhuộm mặt hàng bông ở Ấn Độ 24

Bảng 1.13 Thành phần và tính chất nước thải công ty dệt Thành Công 24

Bảng 1.14 Tính chất nước thải các nhà máy dệt nhuộm ở TpHCM 24

Bảng 1.15 Tiêu chuẩn kiểm soát nước thải ô nhiễm ngành dệt may 25

Bảng 3.1: Chất lượng nước thải đầu vào hệ thống xử lý 71

Bảng 3.2 Hiệu suất xử lý của các công trình đơn vị phương án 1: 76

Bảng 3.3 Hiệu suất xử lý của các công trình đơn vị phương án 2: 81

Bảng 3.4 So sánh hai phương án đã đề xuất 82

Bảng 4.1 Thành phần nước thải của Công ty Dệt nhuộm Trung Quy 84

Bảng 4.2 Hệ số không điều hòa chung 85

Bảng 4.3 Thông số thiết kế hầm tiếp nhận 88

Bảng 4.4 Thông số thiết kế bể trung gian 1 91

Bảng 4.5 Thông số thiết kế bể lắng sơ bộ 97

Bảng 4.6 Thông số thiết kế bể điều hòa 102

Bảng 4.7 Thông số thiết bể trộn 106

Bảng 4.8 Thông số ô nhiễm sau bể keo tụ tạo bông 110

Bảng 4.9 Thông số thiết kế bể tạo bông 110

Bảng 4.10 Thông số thiết kế bể lắng hóa lý: 116

Bảng 4.11 Thông số thiết kế bể aerotank và nồng độ chất ô nhiễm sau bể aerotank 126

Bảng 4.12 Thông số thiết kế bể lắng sinh học 131

Bảng 4.13 Đặc tính kỹ thuật của thùng chứa Clo 132

Bảng 4.14 Tóm tắt thông số thiết kế bể khử trùng 134

Bảng 4.16 Thông số thiết kế bể nén bùn 139

Bảng 4.17 Chi phí dự kiến xây dựng hệ thống xử nước thải 140

Bảng 4.18 Chi phí đầu tư trang thiết bị 141

Bảng 4.19 Hệ thống nhà chức năng 143

Bảng 4.20 Dự tính chi phí hóa chất 144

BOD: Biochemical Oxygen Demand

BTCT: Bê tông cốt thép

BTNMT: Bộ Tài nguyên và môi trường

COD: Chemical Oxygen Demand

DO: Dissolved Oxygen

GDP: Gross Domestric Product

HTXLNT: Hệ thống xử lý nước thải

KCN: Khu công nghiệp

KCS: Kiểm tra chất lượng sản phẩm

MBBR: Moving Bed Biofilm Reacter

MBR: Membrane Bio Reactor

MLSS: Mixed Liquor Volatile Suspended Solid

MLVSS: Mixed Liquor Volatile Suspended Solid

MT: Môi trường

PAC: Poly Aluminium Chleride

PVC: PolyVinyl Chlorua

QCVN: Quy chuẩn Việt Nam

SBR: Sequencing Batch Reactor

TCXD: Tiêu chuẩn xây dựng

TNHH: Trách nhiệm hữu hạng

TSS: Total Suspended Solid

VNĐ: Việt Nam Đồng

Đồ án tốt nghiệp này với nội dung. “Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải Nhà máy

dệt, nhuộm, hoàn tất vải và may mặc Trung Quy, công suất 300 m 3 /ngàyđêm”. Với các chỉ tiêu ô nhiễm chính là BOD (730 mg/L), COD (1350 mg/L), SS (715 mg/L), độ màu (750 Pt-Co) Yêu cầu nước thải sau xử lý phải đạt quy chuẩn QCVN 13-MT:2015/BTNMT, loại B trước khi thải vào hệ thống xử lý nước thải công nghiệp thuộc khu công nghiệp Hải Sơn Công nghệ được đề xuất thiết kế trong đồ án này là bể bùn hoạt tính đóng vai trò chủ yếu Nước thải

sẽ được tiền xử lý qua song chắn rác tinh để loại bỏ rác thô, sau đó qua bể điều hòa để điều tiết lưu lượng và cân bằng nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải trước khi được đưa vào các công trình phía sau Nước sau đó được đưa vào cụm bể keo tụ tạo bông để tăng kích thước hạt cặn cho quá trình lắng diễn ra tốt hơn cũng như loại bỏ các chất gây cản trở quá trình sinh học phía sau Hiệu suất mong muốn của công nghệ đề xuất đối với các chỉ tiêu ô nhiễm trong nước thải là 93,6% đối với COD, 95,5% đối với BOD, 96,2% đối với SS, 91,5% đối với Độ màu và bảo đảm nước thải đầu ra đạt yêu cầu cần phải xử lý QCVN 13-MT:2015/BTNMT, loại B

The content design of wastewater treatment plant Weaving, dyeing, finishing and garment factories of TRUNG QUY Company with capacity of 300 m 3 / day With the

main pollution indicators BOD (730 mg/L), COD (1350 mg/L), SS (715 mg/L), Color (730 Pt-Co) Requirements treated waste water to reach QCVN 13-MT:2015/BTNMT, Class B before being discharged into the Industrial waste water treatment system Technology design proposed in this project is an activated sludge Arotank contribute a major role Waste water will be pretreated through trash but refined to remove coarse, then through an air conditioning to regulate the flow and balance the concentration of pollutants in the effluent before it is put into the works behind Then the wastewater is put into clusters flocculation flocculation tank to increase particle size for deposition process residues better place as well as the removal of obstructing biological processes behind Aerotank contribute an important role in the removal of contaminants remaining activated sludge decrease COD, BOD Desired performance of the proposed technologies for pollution indicators in waste rwater is 93,6% for COD, BOD 95,5 % for, 96,2% for SS, 91,7% for color and ensure effluent satisfactory need to handle QCVN 13:MT:2015/BTNMT, Class B

LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu nhà trường cùng toàn thể thầy

cô bộ môn đã tạo điều kiện cho em được thực hiện bài luận văn Nhờ đó mà em có thêm kinh nghiệm và kiến thức về môn chuyên ngành của mình, giúp em có thêm tự tin để chuẩn bị ra ngoài làm việc một cách dễ dàng hơn

Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn Cô ThS Lê Thị Ngọc Diễm người đã hướng dẫn em thực hiện bài đồ án Cô đã tận tình giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện bài luận văn Cô đã giúp đỡ em rất nhiều khi gặp vấn đề khó khăn trong vấn đề chuyên ngành của em, cô đã truyền đạt rất nhiều kinh nghiệm và kiến thức giúp em hoàn thành tốt đồ án

Bài đồ án đã thực hiện còn nhiều thiếu sót do em chưa có nhiều kinh nghiệm và kiến thức thực tế Kính mong các thầy cô giúp đỡ và hướng dẫn tận tình trong bài luận văn

Đây như một tiền đề giúp em từng bước cận với chuyên ngành của mình

Cuối cùng em xin cảm ơn các thầy cô trong khoa cũng như trong nhà trường đã truyền đạt cho em những kiến thức phục vụ trong quá trình làm đồ án

Em xin chân thành cảm ơn :

 Trường Đại học Tài Nguyên và Môi Trường thành phố Hồ Chí Minh

 Ban Chủ nhiệm Khoa Môi Trường

 Nhà máy dệt, nhuộm, hoàn tất vải và may mặc Trung Quy

 Quý Thầy Cô

 Cô hướng dân ThS Lê Thị Ngọc Diễm

Đã tạo điều kiện cho em hoàn thành tốt khóa luận tốt nghiệp này!

Để phát triển bền vững chúng ta cần có giải pháp, trong đó có giải pháp kỹ thuật nhằm hạn chế, loại bỏ các chất ô nhiễm do hoạt động sản xuất thải ra môi trường Một trong những giải pháp tích cực trong công tác bảo vệ môi trường chống ô nhiễm nguồn nước là tổ chức thoát nước và xử lý nước trước hi xả vào nguồn tiếp nhận

Ngành dệt may thu hút nhiều lao động góp phần giải quyết việc làm và phù hợp với những nước đang phát triển không có nền công nghiệp nặng phát triển mạnh như nước ta Tuy nhiên hầu hết các nhà máy xí nghiệp dệt nhuộm ở ta đều có hệ thống xử

lý nước thải nhưng hoạt động không hiệu quả và có xu hướng thải trực tiếp ra sông suối

ao hồ loại nước thải này có độ kiềm cao, độ màu lớn, nhiều hóa chất độc hại đối với loài thủy sinh

Để có thể chủ động và giảm nhẹ chi phí trong việc khắc phục ô nhiễm, các cơ sở cần nắm được những vấn đề chính của công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm Đề tài này

sẽ trình bày các giải pháp xử lý ô nhiễm phù hợp với điều kiện hiện nay của các cơ sở dệt nhuộm trong nước

2 TÍNH CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Môi trường là một trong những vấn đề mà hiện nay ai cũng quân tâm và bức xúc Vấn đề không phải tự nó phát sinh ra mà nguyên nhân chính do nhu cầu cuộc sống hiện nay

Ngành công nghiệp dệt nhuộm là một trong những ngành công nghiệp truyền thống ở nước ta Hiện nay ngành cũng chiếm một vị trí quan trọng trong nền kinh tế, đóng góp rất lớn vào ngân sách và giải quyết công ăn việc làm cho nhiều lao động Tuy nhiên đặc trưng của nước thải dệt nhuộm là nước thải thay đổi (thay đổi về COD, pH,

độ màu) liên tục do việc sử dụng nhiều loại phẩm màu và hóa chất khác nhau, thậm chí việc thay đổi màu sắc trong cùng một loại phẩm màu cũng làm cho tính chất nước thải thay đổi Việc tính chất nước thải thay đổi sẽ làm ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý của các công trình trong hệ thống xử lý nước thải Có nhiều phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm đã được nghiên cứu và ứng dụng nhưng chưa đạt hiệu quả cao do công nghệ phức tạp hoặc chi phí đầu tư, vận hành lớn Hiện nay, ở Việt Nam đa số các nhà máy, xí nghiệp dệt nhuộm hoặc không có hệ thống xử lý nước thải hoặc xử lý chưa đạt yêu cầu

xả thải Điều dễ nhận biết là độ màu cao của dòng nước thải từ các xí nghiệp này Do tính chất trên nếu không xử lí triệt để thì về lâu dài nước thải này sẽ tích tụ, gây ô nhiễm đến các nguồn nước xung quanh

Bên cạnh đó, hiện nay công ty TNHH dệt may Trung Quy đang mở rộng quy mô sản xuất vì vậy nên cần xây dựng thêm một hệ thống xử lý cho khu sản xuất mới nhằm đáp ứng nhu cầu xả thải sau khi mở rộng quy mô Nắm bắt được nhu cầu đó, tôi đã vận dụng kiến thức đã tiếp thu ở trường để thiết kế 1 hệ thống xử lí, đạt hiệu quả về xử lý và hiệu quả kinh tế để đề xuất cho công ty, nhằm góp 1 phần kiến thức nhỏ bé của mình vào sự phát triển cũng như mục tiêu bảo vệ môi trường của công ty

Khóa luận tốt nghiệp “Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải Nhà máy dệt,

nhuộm, hoàn tất vải và may mặc Trung Quy, công suất 300m 3 /ngày.đêm” nhằm đề xuất

ra phương án xử lý hiệu quả cho nước thải của Nhà máy dệt, nhuộm, hoàn tất vải và may mặc Trung Quy nói riêng và nước thải ngành công nghiệp Dệt Nhuộm nói chung

3 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

− Tính toán thiết kế và đề xuất phương án thiết kế hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm Nhà máy dệt, nhuộm, hoàn tất vải và may mặc Trung Quy đạt QCVN 13:2015/ BTNMT cột B Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp dệt nhuộm

− Thiết lập các bản vẽ chi tiết các công trình đơn vị, sơ đồ bố trí các công trình có tính khả thi theo điều kiện thực tế nhà máy

4 NỘI DUNG ĐỀ TÀI

− Tổng quan và đánh giá hiện trạng môi trường của ngành dệt nhuộm Việt Nam

− Tổng quan về đặc tính và các công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm

− Tổng quan về Công Ty TNHH dệt may Trung Quy

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

− Lấy mẫu nước thải thực hiện thí nghiệm sơ bộ nhằm xác định độ pH, nồng độ chất khử màu và polymer tối ưu cho quá trình khử màu

− Tính toán thiết kế các công trình đơn vị và tính toán kinh tế

− Lập bản vẽ thiết kế hệ thống xử lý nước thải

5 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI

Về mặt môi trường: Xử lý đạt tiêu chuẩn xả thải, tránh tình trạng gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng tới môi trường xung quanh và hệ sinh vật thủy sinh

Về mặt kinh tế: Tiết kiệm tài chính cho công ty, nâng cao chất lượng nước thải của công ty

Nội dung trong luận văn không chỉ áp dụng cho xử lý nước thải dệt nhuộm của Nhà máy dệt, nhuộm, hoàn tất vải và may mặc Trung Quy mà còn góp phần định hướng,

đề ra phương pháp xử lý hiệu quả cho nước thải dệt nhuộm Từ đó, góp phần làm tăng hiệu quả xử lý và tiết kiệm về mặt kinh tế trong việc xử lý nước thải của ngành Dệt Nhuộm

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM

1.1.1 Giới thiệu về ngành dệt nhuộm [6]

Dệt may là một trong những ngành đang phát triển mạnh trong nền công nghiệp của nước ta Ngành công nghiệp này chiếm vị trí quan trong trong nền kinh tế quốc dân, đóng góp đáng kể cho ngân sách nhà nước và giải quyết công ăn việc làm cho nhiều lao động

Ngành Dệt may Việt Nam sau hơn 20 năm liên tục phát triển với tỷ lệ tăng trưởng bình quân 15%/năm,đến nay đã vươn lên trở thành ngành kinh tế hàng đầu cả nước, với kim ngạch xuất khẩu đóng góp từ 10%15% GDP hàng năm.Việt Nam hiện là một trong

5 nhà xuất khẩu dệt may hàng đầu thế giới với thị phần 4%-5% Thị trường xuất khẩu chính của Việt Nam là Hoa Kỳ, EU và Nhật (chiếm trên 75% kim ngạch xuất khẩu hàng năm) với các sản phẩm may mặc chủ yếu là các sản phẩm từ bông và sợi tổng hợp cho phân khúc thị trường cấp trung và thấp

Bên cạnh đó, phải kể đến sự đóng góp cao và ngày càng tăng của các doanh nghiệp FDI trong giá trị xuất khẩu Theo số liệu thống kê trong năm 2013 cũng như 2 tháng đầu năm 2014 đều cho thấy tỷ trọng xuất khẩu nghiêng hẳn về phía các doanh nghiệp FDI với hơn 60% tổng kim ngạch xuất khẩu.Với lợi thế ổn định chính trị-xã hội

và nguồn lao động

Dệt may Việt Nam đang có nhiều cơ hội để tăng trưởng kim ngạch xuất khẩu, đặc biệt khi các hiệp định thương mại Đối tác xuyên Chấu Á - Thái Bình Dương(TTP), Hiệp đinh thương mại tự do song phương Việt Nam - EU (FTA) được kí kết trong thời gian tới Theo đó, mục tiêu tăng trưởng xuất khẩu và tăng trưởng thị trường nội địa theo Quy hoạch phát triển ngành công nghiệp Dệt May đến năm 2020,tầm nhìn 2030 của Bộ Công Thương sẽ đạt khoảng 10%-12%/năm

Ngoài ra sự phát triển của ngành dệt may Việt Nam phụ thuộc vào một số nhân

tố sau

➢ Tình hình kinh tế

Ngành dệt may chịu sự tác động của tình hình biến động kinh tế toàn cầu Các hoạt động xuất nhập khẩu đóng vai trò quan trọng trong ngành với kim ngạch xuất khẩu

chiếm 80% tổng doanh thu toàn ngành, đồng thời nguyên phụ liệu dệt may cũng phụ thuộc tới 70% hàng nhập khẩu Tình hình lạm phát, biến động lãi suất, tỷ giá hối đoái

sẽ ảnh hưởng đến giá cả đầu vào, đồng thời cũng đặc biệt ảnh hưởng đến việc tiếp cận vốn của các doanh nghiệp Đối với đầu ra sản phẩm, kinh tế càng phát triển, đời sống và thu nhập càng cao thì con người càng chú trọng đến các sản phẩm phục vụ tiêu dùng, trong đó có sản phẩm của

ngành hàng dệt may

➢ Nguyên liệu đầu vào

Việc phát triển ngành dệt may cần thiết phải có thị trường cung cấp nguyên liệu, nếu không sản xuất sẽ phụ thuộc rất lớn vào nguồn nguyên liệu nhập khẩu Trên thực

tế, Dệt may Việt Nam hiện đang phụ thuộc tới 70% vào nguyên liệu nhập khẩu Khi đó các doanh nghiệp sẽ rất khó khăn trong khai thác những lợi thế từ TPP và FTA với những yêu cầu cao về về quy tắc xuất xứ

➢ Xu hướng tiêu dùng sản phẩm

Sự lên ngôi của ngành thời trang tác động mạnh đến xu hướng tiêu dùng của thị trường, từ đó quyết định quá trình phát triển của ngành dệt may toàn cầu Việc rút ngắn vòng đời sản phẩm của ngành thời trang đã tạo ra sự thay đổi căn bản trong chuỗi cung ứng, chuỗi giá trị cũng như thời gian đáp ứng đơn hàng và dệt may Việt Nam không nằm ngoài xu hướng này

➢ Thiết bị công nghệ

Công nghệ là yếu tố cơ bản đảm bảo cho quá trình sản xuất đạt hiệu quả cao Máy móc thiết bị làm tăng năng suất, chất lượng sản phẩm; giảm chi phí sản xuất từ đó làm giảm giá thành sản phẩm…Nếu máy móc thiết bị hiện đại phù hợp với trình độ của người sử dụng thì máy được sử dụng hết công suất, sản phẩm làm ra vừa có chất lương cao, mẫu mã phong phú, dễ dàng được thị trường chấp nhận hơn

➢ Nguồn nhân lực

Đây là một trong những yếu tố chính của hoạt động sản xuất kinh doanh, đặc biệt trong ngành dệt may Nó được biểu hiện ở hai mặt là số lượng và chất lượng Về mặt số lượng là những người trong độ tuổi lao động và thời gian của họ có thể huy động vào làm việc Về mặt chất lượng thể hiện ở trình độ khéo léo của công nhân, trình độ quản

thủ công Chính vì thế đào tạo nguồn nhân lực có tính quyết định đến sự phát triển bền vững của ngành dệt may Việt Nam

➢ Chính trị và cơ chế chính sách

Tình hình chính trị ổn định trong nước sẽ tạo sự tin tưởng vững chắc cho việc đầu tư vào ngành, giúp thu hút nhiều vốn đầu tư Các cơ chế chính sách ngày càng thông thoáng và hoàn thiện hơn, giúp các doanh nghiệp rất nhiều trong hoạt động kinh doanh của mình Bên cạnh đó, tình hình chính trị, môi trường kinh doanh của các thị trường xuất khẩu cũng tác động trực tiếp đến đầu ra sản phẩm

1.1.2 Quy trình sản xuất của ngành dệt - nhuộm

Hình 1.1 Quy trình sản xuất của ngành dệt nhuộm [6]

Xử lý axit, giặt Nấu Dệt vải

Làm sạch nguyên liệu: Nguyên liệu thường được đóng dưới các dạng bông thô

chứa các sợi bông có kích thước khác nhau cùng với các tạp chất tự nhiên như bụi, đất, hạt cỏ, rác… Nguyên liệu bông thô được đánh tung, làm sạch và trộn đều Sau quá trình

là sợi bông sạch, bông được thu dưới dạng các tấm phẳng đều

Nguyên liệu của ngành dệt nhuộm bao gồm

▪ 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 acid Mặc hàng này thích hợp với khí hậu 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 polyester: 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 sơ… Tuy nhiên kém bền với ma sát nên loại vải này thường được trộn chung với các loại vải khác Sợi này bền với acid nhưng kém bền với kiềm

▪ Sợi pha PECO: sợi pha peco được pha chế để khắc phục các nhược điểm của sợi PE và cotton kể trên

Chải: Các sợi bông được chải song song và tạo thành các sợi thô

Kéo sợi, đánh ống: Tiếp tục kéo thô tại các máy sợi con để giảm kích thước sợi,

tăng độ bên và quấn sợi vào các ống sợi thích hợp cho việc dệt vải Sợi con trong các ống nhỏ được đánh ống thành các quả to để chuẩn bị dệt vải Tiếp tục mắc sợi và dồn qua các quả ống đê chuẩn bị cho công đoạn hồ sợi

Hồ sợi : Hồ sợi bằng hồ tinh bột và tinh bột biến tính để tạo màng hồ bao quanh

sợi, tăng độ bền, độ trơn và độ bóng của sợi để tiến hành dệt vải Ngoài ra còn dùng các loại hồ nhân tạo như PolyViniAlcol PVA, Polycrylat…

Dệt vải: Kết hợp sợi ngang với sợi dọc đã mắc thành hình tấm vải mộc

Giũ hồ: Tách các thành phần của hồ bám trên vải mộc bằng phương pháp enzim

(1% enzim, muối và các chất ngấm) hoặc axit (dung dịch axit sunfuric 0.5%) Vải sau khi giũ hồ được giặt bằng nước, xà phòng, xút, chất ngấm rồi đưa sang nấu tẩy

Nấu vải và giặt : Loại trừ phần hồ còn lại và các hợp chất thiên nhiên như dầu

mỡ, sáp… Sau khi nấu vải có độ mao dẫn và khả năng thấm nước cao, hấp thụ hóa chất, thuốc nhuộm cao hơn, vải mềm mại và đẹp hơn Vải được nấu trong dung dịch kiềm và

các chất tẩy giặt ở áp suất cao (2-3 atm) và nhiệt độ cao (120-1300C) Sau đó vải được giặt nhiều lần

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

mao quản giữa các phần tử làm cho xơ sợi trở nên xốp hơn, dễ thấm nước hơn, bóng hơn, tăng khả năng bắt màu thuốc nhuộm Làm bóng vải thông thường bằng dung dịch kiềm NaOH có nồng độ từ 280-300g/l, ở nhiệt độ thấp 10-200C Sau đó vải được giặt nhiều lần, đối với vải nhân tạo thì không cần làm bóng

Tẩy trắng: Mục đích nhằm tẩy màu tự nhiên của vải, làm sạch các vết bẩn, làm

cho vải có độ trắng đúng yêu cầu chất lượng Các chất thường dùng là Natri Clorit NaClO2, Natri hipoclorit NaOCl hoặc Hydro peroxyte H2O2 cùng với chất phụ trợ Trong đó, đối với vải bông có thể dùng các loại chất tẩy H2O2, NaOCl, NaClO2

Nhuộm vải hoàn thiện: Mục đích tạo nhiều màu sắc khác nhau của vải Thường

sử dụng các loại thuốc nhuộm tổng hợp, cùng với hợp chất trợ nhuộm để tạo sự gắn màu của vải Phần thuốc nhuộm dư không gắn vào vải đi vào nước thải phụ thuộc vào nhiều yếu tố như công nghệ nhuộm, loại vải cần nhuộm, độ màu yêu cầu,….Thuốc nhuộm trong dệt nhuộm có thể ở dạng tan hay dạng phân tán Quá trình nhuộm xảy ra theo 4 bước:

- Di chuyển các phân tử thuốc nhuộm đến bề mặt sợi

- Gắn màu vào bề mặt sợi

- Khuếch tán màu vào trong sợi, quá trình xảy ra chậm hơn quá trình trên

- Cố định màu và sợi

In hoa: Là tạo ra các vân hoa có 1 hoặc nhiều màu trên nền vải trắng hoắc vải

màu, hồ in là 1 hỗn hợp các loại thuốc nhuộm ở dạng hòa tan hay pigment dung môi Các lớp cùng cho in như pigment, hoạt tính, hoàn nguyên, azo không tan và indigozol

Hồ in có nhiều lọa như hồ tinh bột, dextrin, hồ Alginate natri, hồ nhũ tương hay hồ nhũ hóa tổng hợp

Sau nhuộm và in, vải được giặt lại nhiều lần, phần thuốc nhuộm không gắn vào vải và các hóa chất sẽ đi vào nước thải Văng khô hoàn tất vải với mục đích ổn định kích thước vải, chống nhàu và ổn định nhiệt trong đó sử dung 1 số hóa chất chống nhàu, chất làm mềm và hóa chất như metylic, axit acetic và fomaldehit

1.1.3 Các loại thuốc nhuộm [4]

1.1.3.1 Định nghĩa

Thuốc nhuộm một tên chỉ chung những hợp chất hữu cơ có màu (gốc thiên nhiên

và tổng hợp) rất đa dạng về màu sắc và chủng loại, chúng có khả năng nhuộm màu cho các vật liệu khác

Tùy theo cấu tạo, tính chất và phạm vi sử dụng của thuốc nhuộm mà người ta chia chúng thành các nhóm, họ, loại và lớp khác nhau Thuốc nhuộm được dùng chủ yếu để nhuộm vật liệu dệt từ thiên nhiên (bông, len, tơ tằm ) sợi nhân tạo v sợi tổng hợp Ngồi ra chng cịn được dùng để nhuộm cao su, chất dẻo, chất béo, sáp, xà phòng, chế tạo mực in, vật liệu lm ảnh mu, chất tăng và làm giảm độ nhạy với ánh sáng

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

1.1.3.2 Phân loại

➢ Phân loại thuốc nhuộm theo chỉ số màu

Việc phân loại bằng chỉ số màu được thực hiện đầu tiên bởi Hiệp hội những người sản xuất thuốc nhuộm và màu vào năm 1921, trong đó giới thiệu hơn 1.200 loại thuốc nhuộm hữu cơ tổng hợp và một số thuốc nhuộm thiên nhiên cùng pigment Trong phiên bản thứ

ba của chỉ số màu (color under) xuất bản năm 1971 liệt kê được được 7.900 tên xuất xứ

và 36.000 tên màu thương mại

➢ Phân loại thuốc nhuộm theo cấu tạo hóa học

Bảng 1.1 Phân loại thuốc nhuộm theo cấu tạo hóa học

1 Thuốc nhuộm azoic

Trong phân tử có một hoặc nhiều nhóm azoic (-N=N-) Monoazo Ar-N = N-Ar’

Điazo Ar – N = N – Ar’ –N =N – Ar’

Tri vs polyazơ: Ar – N = N – Ar’- N = N-Ar’ – N = N – Ar’’

Ar, Ar’, Ar’’ là những gốc hữu cơ nhân thơm có cấu tạo đa vòng, dị vòng

5 Thuốc nhuộm nitro Trong phân tử có từ hai hoặc nhiều nhân thơm, có ít nhất

một nhóm nitro và một nhóm cho điện tử (NH2, OH)

6 Thuốc nhuộm nitroso Trong phân tử có nhóm nitroso (NO)

polymethyl

Công thức tổng quát Ar-(CH=CH)n-CH-Ar’ (Ar, Ar’: nhóm cho và nhóm nhận điện tử)

8 Thuốc nhuộm lưu huỳnh Phân tử có nhiều nguyên tử lưu huỳnh Gốc mang màu của

thuốc nhuộm là các nhóm tiazin, tiazol, tiatren

9 Thuốc nhuộm arylamine Công thức tổng quát Ar-N=Ar’ (Ar, Ar’: gốc thơm chứa

➢ Phận loại thuốc nhuộm theo phân lớp kĩ thuật

Thuốc nhuộm được liên kết với vật liệu bằng liên kết ion, liên kết hydro, liên kết đồng hoá trị và liên kết Van der Waals

Pigmen: là tên một số thuốc nhuộm hữu cơ không hòa tan trong nước và một số

chất vô cơ có màu như các oxit và muối kim loại Pigmen thường đề nhuộm in hoa Do

Thuốc nhuộm Azo: là loại thuốc nhuộm được sản xuất nhiều chất, trên 50% tổng

thuốc nhuộm Hệ thống mang màu có chứa một hoặc nhiều nhóm Azo – N=N – Theo phân lớp kĩ thuật có các loại thuốc nhuộm như sau:

Thuốc nhuộm trực tiếp: còn gọi là thuốc nhuộm tự bắt màu, là những hợp chất

màu hòa tan trong nước có khả năng bắt màu vào xenllulose nhờ các lực hấp thụ trong môi trường trung tính hoặc kiềm Nhiệt độ nhuộm tối đa ưu từ 75oC đến 950C trong thời gian 60 – 90 phút

Thuốc nhuộm axit: hòa tan trong nước, bắt màu vào xơ môi trường axit, thường

dùng để nhuộm len, tơ tằm Các ion mang màunhuộm tích điện âmsẽ gắn vào tích điện dương của xơ bằng lực liên kết ion hay liên kết muối

Thuốc nhuộm hoạt tính: là những hộp chất màu mà trong phân tử chứa các nhóm

nguyên tử có thể thực hiện mối liên kết hóa trị với xơ Trị số pH để gắn màu là 10 – 11

Thuốc nhộm bazơ: là những hợp chất màu có cấu tạo khác nhau, hầu hết các muối

clorua, oxalat hoặc các muối của bazo hữu cơ Thuốc nhuộm bazotan trong nước ô nhiễm, khi hòa tan chúng phân ly thành cationmang màu với anion không mang màu Như vậy theo tính chất điện hóa thì thuốc nhuộm bazo đối cựcvới thuốc nhuộm axit

Thuốc nhuộm hòa nguyên:là những hợp chất hữu cơ khônghòa tan trong nước,

có dạng R=C=O Khi bị khửsẽ tan trong kiềm và hấp thụ mạnh vài xơ, loại thuốc nhuộm này cũng dễ bị thủy phân và oxy hóa về dạng không tan ban đầu Nhờ có điểm này nên

nó có tên gọi là hoàn nguyên Thuốc nhuộm hoàn nguyên được dùng để nhuộm xơ xenlullo hoặc thành phần xenlulo trong vải pha Chúng không được dùng để nhuộm len

và tơ tằm vì quá trình nhuộm được tiến hành trong môi trường kiềm (ở pH cao những loại xơ này sẽ bị phân hủy Khi thuốc nhuộm hòa nguyên không tan, việc chuẩn bị dung dịch nhuộm rất phức tạp nên người ta đã sản xuất ra loại thuốc nhuộm hòa nguyên tan Qúa trình nhuộm thuốc hòa nguyên tan được thực hiện trong môi trường trung tính, hiện màu trong môi trườn có chất oxy hóa nên thường dùng để nhuộm len, tơ tằm

Thuốc nhuộm phân tán:là những hộp chất màu không tan trong nước, thường cho

loại xơ tổng hợp ghét nước

Thuốc nhuộm lưu huỳnh: là những hợp chất màu không tan trong nước nhưng tan

trong dung dịch kiềm của Na2S giống như thuốc nhuộm hoàn nguyên, thuốc nhuộm lưu

huỳnh có ái lựcvới xơ xenlulo, đồng thời dễ bị thủy phânvà oxy hóa về dạng không tan ban đầu Sau khi nhuộm, thuốc nằm trên vải ở dạng không tan nên ở dạng mềm cao

Bảng 1.2 Phân loại thuốc nhuộm theo phân lớp kỹ thuật Loại hòa tan

Loại không hòa tan trong nước

Loại tạo màu trực tiếp lên vải

-Thuốc nhuộm hoạt tính

- Thuốc nhuộm trực tiếp

- Thuốc nhuộm axit

- Thuốc nhuộm cầm màu

axit crom

- Thuốc nhuộm cation bazo

- Thuốc nhuộm hoàn nguyên

- Thuốc nhuộm lưu huỳnh

- Thuốc nhuộm khuếch tán

- Pigment

- Thuốc nhuộm aniline đen

- Thuốc nhuộm azo không tan

Bảng 1.3 Một số loại thuốc nhuộm thường gặp

Tên gọi loại thuốc nhuộm

Tên gọi thông phẩm thường gặp Thuốc nhuộm

(tiếng Việt)

Dyes (tiếng Anh)

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

Malachite, auramine, rhodamine,…

Procion, cibaron,…

Thionol, pyrogene, immedia,…

Foron, easman, synten,…

Oritex, poloprint, acronym,…

Indanthrene, caledon, durindone,…

Solazol, cubosol, anthrasol,…

Tỉ lệ gắn màu trong quá trình nhuộm khác nhau giữa các loại thuốc nhuộm và loại vải được nhuộm, do đó nó quyết định nồng độ thuốc nhuộm trong nước thải

Bảng 1.4 Tỉ lệ gắn màu của các loại thuốc nhuộm khác nhau

Nhóm thuốc nhuộm Loại vải Tỉ lệ trong vải Tỉ lệ trong nước thải

Thuốc nhuộm hoạt tính Bông, visco 60-90% 5-40%

Thuốc nhuộm phân tán Polyester,

nilon, acetat Gần 90% Gần 10%

Thuốc nhuộm hoàn

Thuốc nhuộm chứa phức

Thuốc nhuộm trực tiếp Bông, visco Gần 80% Gần 20%

Thuốc nhuộm lưu huỳnh Bông, visco Gần 60% Gần 40%

(Nguồn: Công nghệ xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học - PGS.TS Lương Đức

Phẩm)

Trong các thuốc nhuộm trên, thuốc nhuộm phân tán, thuốc nhuộm hoạt tính và thuốc nhuộm hoàn nguyên là được sử dụng phổ biến nhất trong ngành Dệt May Việt Nam, trong thành phần của chúng thường có nhiều chất oxy hóa và pH thường cao (tính kiềm)

1.1.3.3 Phạm vi sử dụng thuốc nhuộm:

Thuốc nhuộm trong dịch nhuộm có thể ở dạng hòa tan hay phân tán vì mỗi loại thuốc nhuộm khác nhau sẽ thích hợp cho từng loại vải khc nhau Để nhuộm vải từ những nguyên liệu ưa nước, người ta dùng thuốc nhuộm hòa tan trong nước Các loại thuốc nhuộm này sẽ khuếch tán và gắn màng vào xơ sợi nhờ các lực liên kết hoá lí (thuốc nhuộm trực tiếp), liên kết ion (thuốc nhuộm axit, bazơ), liên kết đồng hố trị (thuốc nhuộm hoạt tính) Còn để nhuộm vải từ những nguyên liệu sợi kị nước như sợi tổng hợp thì người ta thường dùng thuốc nhuộm không tan trong nước (thuốc nhuộm phân tán) Phạm vi sử dụng các loại thuốc nhuộm cho các loại sợi khác nhau được thể hiện trong bảng

Bảng 1.5 Phạm vi sử dụng các loại thuốc nhuộm trong ngành dệt nhuộm

Sợi bông

Sợi từ thực vật

1.1.4 Các nguồn gây ô nhiễm chính trong ngành dệt – nhuộm [6]

Tổng quan chung về các tác động môi trường của ngành Dệt Nhuộm được trình bày trong bảng sau:

Bảng 1.6 Nguồn gốc chất thải và tác động của ngành dệt nhuộm

1 Hoạt động của nhà

máy sợi

-Bụi -Tiếng ồn

Ô nhiễm môi trường không khí khu vực sản xuất và sức khỏe người lao động

2 Hoạt động của nhà

máy dệt

-Bụi -Tiếng ồn -Nước thải

Ô nhiễm môi trường không khí khu vực sản xuất và sức khỏe người lao động

3 Hoạt động của nhà

máy nhuộm hoàn tất

-Nước thải ô nhiễm nặng (BOD, COD, SS

và độ màu cao,…) -Hóa chất, nhiệt

dư

Ô nhiễm môi trường nước, không khí khu vực sản xuất và sức khỏe người lao động

4 Hoạt động của lò

hơi, lò gia nhiệt

-Khí thải giàu

SO2 (khí đốt dầu), bụi (đốt than) -Nhiệt dư

Ô nhiễm môi trường không khí xung quanh do phát tán khí thải qua ống khói Ảnh hưởng tới sức khỏe người lao động

5 Hoạt động của máy

nén

-Tiếng ồn -Nhiệt dư

Ô nhiễm môi trường không khí và khu vực sản xuất

1.1.4.1 Ô nhiễm môi trường không khí

Các chất gây ô nhiễm môi trường không khí chủ yếu gồm các khí ô nhiễm, bụi, nhiệt và tiếng ồn có nguồn gốc chủ yếu từ các lò hơi, phân xưởng kéo sợi dệt, bộ phận chuẩn bị hóa chất,…

1.1.4.2 Chất thải rắn

Chất thải rắn gồm có:

- Bụi và xỉ than lò hơi

- Bụi, bông xơ trong giai đoạn kéo sợi dệt

- Hóa chất và thuốc nhuộm kém phẩm chất, hết thời hạn sử dụng

- Thùng can nhựa đựng hóa chất

- Các loại phế liệu và cặn bùn sinh ra từ quá trình xử lý nước thải

1.1.4.3 Nước thải

Theo mô tả quá trình sản xuất ngành công nghiệp dệt nhuộm như trên, hai quy trình đầu tiên của ngành dệt nhuộm là sản xuất sợi và dệt vải, bao gồm chủ yếu là các công đoạn khô sử dụng rất ít nước và hóa chất Quy trình thứ ba là xử lý hoàn tất vải,

bao gồm các công đoạn ướt, lượng chất thải phát sinh trong quy trình này là tương đối cao

Nước được sử dụng rất nhiều trong toàn bộ quá trình sản xuất vải, trong đó xử lý hoàn tất vải là một trong những công đoạn tiêu thụ nhiều nước nhất Trong tổng lượng nước sử dụng thì 88,4 % được thải ra ngoài thành nước thải và phần còn lại 11,6 % là lượng nước thất thoát do bay hơi

Bên cạnh nước, các tạp chất bẩn có trong xơ cũng gây ra các chất ô nhiễm trong nước thải ngành dệt Hầu hết các tạp chật có mặt trong xơ sợi như các kim loại và hydrocacbon được đưa vào có mục đích trong quá trình kéo sợi nhằm tăng cường những đặc tính vật lý và vận hành của sợi Các chất này thường được tách ra trước khi tiến hành khâu xử lý cuối cùng, do đó sẽ sinh ra một lượng chất ô nhiễm trong dòng thải

Thành phần của nước thải phụ thuộc nhiều vào đặc tính của vật liệu nhuộm, bản chất thuốc nhuộm, các chất phụ trợ và hóa chất khác được sử dụng Nói chung, nước thải dệt nhuộm có tính kiềm, nhiệt độ cao, độ dẫn điện lớn và tỷ lệ BOD : COD thấp (có nghĩa là khả năng phân hủy sinh học thấp) Tải lượng các chất hữu cơ trong nước thải chủ yếu sinh ra từ quá trình tiền xử lý bằng hóa chất, trong trường hợp nấu kiềm vải BOD có thể lên tới 210 kg/tấn

Nguồn nước thải bao gồm nước thải từ các công đoạn chuẩn bị sợi, chuẩn bị vải,nhuộm và hoàn tất Các loại thuốc nhuộm được đặc biệt quan tâm vì chúng thường

là nguồn sinh ra các kim loại, muối và màu trong nước thải, chất hồ vải với hàm lượng BOD, COD cao và các chất hoạt động bề mặt là nguyên nhân chính gây nên tính độc thủy sinh của nước thải dệt nhuộm Các chất phụ trợ cho quá trình dệt nhuộm được chia thành những loại khác nhau theo mối nguy hiểm mà chúng gây ra

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

và thải ra 10 đến 40 lít nước Nước dùng trong các công đoạn công nghệ chiếm 72.3% Nước thải từ các xí nghiệp dệt nhuộm rất phức tạp, nó bao gồm cả các chất hữu cơ, các chất màu và các chất độc hại cho môi trường Các chất gây ô nhiễm chính có trong nước thải của xí nghiệp dệt nhuộm bao gồm:

• Tạp chất tách ra từ xơ sợi như dầu mỡ, các hợp chất chứa nito, các chất bẩn dính vào sợi (trung bình là 6% khối lượng xơ, sợi)

• Các hóa chất dùng trong quá trình sản xuất: hồ tinh bột, tinh bột biến tính, dextrin, aginat, các loại axit, xút, NaOCl, H2O2, sunfit, soda,… các loại thuốc nhuộm, các chất phụ trợ, chất màu, chất cầm màu, hóa chất tẩy giặt Lượng hóa chất sử dụng đối với từng loại vải và từng loại màu là khác nhau và phần dư thừa đưa vào nước thải tương ứng

Đặc điểm quan trọng nhất của nước thải từ các cơ sở dệt - nhuộm là sự dao động rất lớn cả về lưu lượng và tải lượng chất ô nhiễm, nó thay đổi theo mùa, theo mặt bằng sản xuất

và theo chất lượng sản phẩm Nhìn chung nước thải từ các cơ sở dệt – nhuộm có độ kiềm khá cao, có độ màu và hàm lượng chất hữu cơ, tổng chất rắn cao Đặc tính nước thải và các chất ô nhiễm trong nước thải ngành dệt – nhuộm được thể hiện trong bảng 2.7:

Bảng 1.7 Các chất gây ô nhiễm và đặc tính của nước thải dệt nhuộm

Hồ sợi, giũ hồ

Tinh bột, glucozo, cacboxyl, metyl cenlulozo, polyvinyl ancol, nhựa, chất béo và sáp

BOD cao (34 đến 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)

Tẩy trắng Hypoclorit, hợp chất chứa clo, NaOH,

1% tổng BOD)

Nhuộm Các loại thuốc nhuộm, acid axetic và

các muối kim loại

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

In Chất màu, tinh bột, dầu, đất sét, muối

kim loại, acid,…

Độ màu cao, BOD cao và dầu

Do đặc điểm của ngành công nghiệp dệt nhuộm là công nghệ sản xuất gồm nhiều công đọan, thay đổi theo mặt hàng, nên khó xác định chính xác thành phần và tính chất nước thải Trong nước thải dệt nhuộm có chứa nhiều chất xơ, sợi, dầu mỡ, chất hoạt tính

bề mặt, axit, kiềm, tạp chất, thuốc nhuộm, chất điện ly, chất tạo môi trường, tinh bột, men, chất ôxy hóa, kim loại nặng,…Có thể tóm tắt chất lượng nước thải trong các công đoạn xử lý như sau:

Nấu: lượng nước thải 60m3/tấn vải

Tẩy trắng, nhuộm, in và hoàn tất: Lượng nước thải tùy thuộc vào loại sợi:

- Sợi Acrylic: = 35m3nướcthải/tấn vải

- Len (PE): = 70m3 nước thải/ tấn vải

- Cotton (CO): = 100 m3 nước thải/tấn vải

- Vải thấm: = 200 m3 nước thải/tấn vải

Thông thường, trong các công trình xử lý nước thải nhà máy dệt nhuộm, lượng nước thải được tính là 100 m3 nước thải/tấn vải Ngoài ra có thể tính khối lượng nước thải dựa trên lượng nước cấp sử dụng trong nhà máy, vì hầu như trong các nhà máy không có hệ thống nước hoàn lưu

Công nghiệp dệt nhuộm sử dụng rất nhiều nước và nhiều hóa chất, chất trợ và thuốc nhuộm Mức độ gây ô nhiễm độc hại phù thuộc vào chủng loại, số lượng sử dụng chúng và cả công nghệ áp dụng Có thể chia ra các chất thông thường sử dụng thành 3 nhóm chính:

➢ Các chất độc hại với vi sinh và cá

- Xút (NaOH) và natri cacbonat (Na2CO3) được sử dụng với số lượng lớn để nấu vải sợi bông và xử lý trước khi pha (chủ yếu là polyester/bông)

- Axit vô cơ (H2SO4) dùng để giặt, trung hòa xút và hiện màu thuốc nhuộm hoàn nguyên (tan indigosol)

- Các chất khử vô cơ như natri hydrosulfit (Na2S2O4) dùng trong nhuộm hoàn nguyên (vat dyeing)

- Natri sulfur Na2S dùng khử thuốc nhuộm lưu hóa (sulfur dyes)

- Formandehyt có trong thành phần các chất cầm màu và các chất xử lý hoàn tất

- Crom IV (K2Cr2O7) trong nhuộm len bằng thuốc nhuộm axit Crom

- Dầu hỏa dùng để chế tạo hồ in pigment

- Một hàm lượng nhất định kim loại nặng đi vào nước thải

- Hàm lượng halogen hữu cơ AOX độc hại (Organo - halogen content) đưa vào nước thải từ một số thuốc nhuộm hoàn nguyên, một số thuốc nhuộm phân tán (disperse dyes), một vài thuốc nhuộm hoạt tính (reactive dyes),…

➢ Các chất khó phân giải vi sinh

- Các polymer tổng hợp bao gồm các chất hồ hoàn tất, các chất hồ sợi dọc (sợi tổng hợp hay sợi pha) như polyacrylat, …

- Các chất làm mềm, các chất tạo phức trong xử lý hóa học

- Tạp chất dầu khoáng, silicon từ dầu do kéo sợi tách ra

➢ Các chất ít độc và có thể phân giải vi sinh

- Xơ sợi và các tạp chất thiên nhiên có trong xơ sợi bị loại bỏ trong các công đoạn xử lý trước

- Các chất dùng hồ sợi dọc trên cơ sở tinh bột biến tính

- Axit acetic (CH3COOH), axit formic (HCOOH) để điều chỉnh pH

- Các chất giặt với ankyl mạch thẳng dùng để giặt tẩy, làm mềm

Qua khảo sát một số cơ sở dệt- nhuộm của Việt Nam, nước thải của các cơ sở này sơ bộ phân tích thu được ở bảng sau

Bảng 1.8 Đặc điểm nước thải của một số cơ sở dệt nhuộm

Xí nghiệp

Các thông số

Đặc tính sản

phẩm

Hàng bông, dệt thoi

Hàng pha dệt kim

Hàng pha dệt kim Dệt len

(Nguồn :Theo Giáo trình công nghệ XLNT của Trần Văn Nhân và Ngô Thị Nga- 1999)

Bảng 1.9 Nồng độ của một số chất ô nhiễm trong nước thải ngành dệt nhuộm

(Nguồn :Theo Giáo trình công nghệ XLNT của Trần Văn Nhân và Ngô Thị Nga- 1999)

Trong công nghệ dệt- nhuộm, lượng thuốc nhuộm, hóa chất, chất trợ sử dụng là rất lớn:

- Thuốc nhuộm: bình quân khoảng 2.5% khối lượng vải

- Hóa chất, chất tẩy, chất trợ: bình quân khoảng 28% khối lượng vải

- Các loại hồ: khoảng 45% trọng lượng vải

Bảng 1.10 Số lượng hóa chất, thuốc nhuộm sử dụng của các xí nghiệp [8]

Hóa chất thuốc nhuộm

5 Dệt Thành Công Tp HCM 1500 2000

Thuốc nhuộm: 90 Hóa chất cơ bản:

2000 Chất trợ: 600

6 Dệt Thắng Lợi Tp HCM 2200 5000

7 Dệt Việt Thắng Tp HCM 2400 1200

8 Dệt Phước Long Tp HCM 1200

Bảng 1.11 Thành phần, tính chất nước thải dệt nhuộm ở nước ngoài

1 Làm sạch len

2 Hoàn tất len

3.Quá trình làm khô

4 Hoàn tất vải dệt thoi

5 Hoàn tất vải dệt kim

14

53 _ _

1,5 0,5 _ 0,04 0,24 0,13 0,12

0,05 4,00 0,01 0,04 0,24 0,13 0,12

0,2 0,1 8,0 3,0 0,2 0,14 0,09

(Nguồn : The texile Industry and The Enviroment, Technical Report N 16, UNEP,1993)

Khảo sát một số xí nghiệp dệt nhuộm hàng bông ở Ấn Độ cho thấy các kết quả

về lượng nước thải và đặc tính nước thải khác nhau

Bảng 1.12 Tính chất nước thải dệt nhuộm mặt hàng bông ở Ấn Độ

(Nguồn: Giáo trình công nghệ xử lý nước thải – Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật)

Trong khi đó, thành phần, tính chất và lưu lượng nước thải ngành dệt nhuộm nước ta như sau:

Bảng 1.13 Thành phần và tính chất nước thải công ty dệt Thành Công

(Nguồn: Kết quả khảo sát của ENCO tại công ty dệt Thành Công.)

Bảng 1.14 Tính chất nước thải các nhà máy dệt nhuộm ở TpHCM

Thành Công 6500 9.2 1160 280 651 98 298 0.25

(Nguồn: Phòng Quản Lý Môi Trường – Sở Khoa Học Công Nghệ Môi Trường TpHCM)

1.1.5 Tiêu chuẩn kiểm soát nước thải ô nhiễm

QCVN 13-MT:2015/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp dệt nhuộm

Bảng 1.15 Tiêu chuẩn kiểm soát nước thải ô nhiễm ngành dệt may