Đồ án tốt nghiệp xử lý nước thải

Đồ án cho các bạn tốt nghiệp ngành môi trường công nghệ xử lý nước thải. Kèm bản vẽ cad, vui long liên hệ mail trong tài liệu hoặc có vấn đề về bản vẽ hoặc các cong nghệ cac bạn sinh vien đừng ngại liên hệ với mình. revit môi trường.

CHƯƠNG 1TỔNG QUAN VỀ NGÀNH THUỘC DA VÀ ĐẶC TÍNH NƯỚC THẢI CỦA

NGÀNH

1.1 Tổng quan về ngành thuộc da

Thuộc da là ngành sản xuất lâu đời trên thế giới cũng như ở nước ta Nó luôngắn bó với ngành chăn nuôi gia súc và chế biến thịt, và đặc biệt là ngành da giày.Chính ngành da giày đã thúc đẩy sự phát triển của ngành thuộc da Da giày là mộttrong những ngành hàng chiến lược có tiềm năng lớn và có khả năng cạnh tranhvới nước ngoài trong tiến trình hội nhập

Việt Nam được xếp hạng là một trong 10 nước xuất khẩu hàng đầu trên thị trường quốc tế hiện nay về da giày, riêng ở thị trường EU, Việt Nam xếp thứ hai sau Trung Quốc Kim ngạch xuất khẩu của ngành da giày Việt Nam có mức tăng trưởng trung bình hàng năm 16%, đạt mức 3,96 tỉ USD năm 2007, đứng thứ 3 sau ngành dệt may và dầu khí

Kim ngạch xuất khẩu giày dép các loại trong tháng 4/2008 ước đạt 330 triệu USD, tăng 5,4% so với tháng trước và tăng 17% so với cùng kỳ năm 2007 Tổng kim ngạch xuất khẩu da giày các loại trong 4 tháng năm 2008 ước đạt 1,356 tỉ USD, tăng 15,7% so với cùng kỳ năm 2007 Dự báo đến năm 2010, kim ngạch xuất khẩu các sản phẩm ngành da giày Việt Nam sẽ đạt 6,2 tỉ USD

Từ những thuận lợi trên của ngành Da – Giày dẫn dến sự phát triển khôngngừng của ngành thuộc da để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng và những yêu cầungày càng cao của khách hàng Ngành Thuộc Da của nước ta hiện nay đã khôngcòn lạc hậu như trước với các loại da kém chất lượng mà thay vào đó là nhữngcông nghệ hiện đại để thuộc các loại da cao cấp nhập từ nước ngoài đáp ứng nhucầu dùng hàng “xịn” của các nước

1.1.1 Tình hình phân bố các nhà máy thuộc da

Các xí nghiệp, cơ sở thuộc da ở thành phố Hồ Chí Minh nằm rải rác trong các

quận huyện, trong đó phải kể đến các nhà máy lớn như: công ty Da Sài Gòn, nhàmáy thuộc Da Bình Lợi, công ty liên doanh thuộc Da Tamico, khu tiểu thủ côngnghiệp ngành thuộc da trên đường Âu Cơ thuộc phường 9, quận Tân Bình, quận11…có hai dạng quy mô sản xuất trong ngành thuộc da tại tp Hồ Chí Minh:

Các xí nghiệp trung bình, lớn có công suất từ 2- 4 tấn da/ngày

Các cơ sở tiểu thủ công nghiệp do tư nhân quản lý‎ phần lớn vốn đầu tư nhỏ,máy móc thiết bị lạc hậu, diện tích mặt bằng hẹp, công suất khoảng 150 - 300 kgda/ngày Dạng quy mô nhỏ này chiếm đa số

Một số cơ sở sản xuất da lớn nhỏ được liệt kê trong bảng 1.1

Bảng 1.1: Danh mục một số cơ sở chế biến da được khảo sát tại TP Hồ Chí Minh

09 HTX Da Phước Hưng Tân Bình Da Trâu Bò

(nguồn: Nghiên cứu thực nghiệm, đề xuất công nghệ xử lý nước thải ngành thuộc

da thành phố Hồ Chí Minh - Nguyễn Như Sang internet)

Các nhà máy thuộc da được bố trí rải rác gần khắp trên địa bàn thành phố Tuynhiên, một số quận như quận Tân Bình, Quận 11, Bình Chánh tập trung các cơ sởthuộc da khá nhiều Đây là ngành nghề truyền thống của khu vực

Do đặc thù của một ngành kỹ thuật, thuộc da là ngành nghề phải sử dụngnguồn nguyên liệu sống: da trâu, bò, lợn, dê, cừu…; công nghệ sản xuất trải quanhiều công đoạn, sử dụng một lượng nước lớn, nhiều chủng loại hóa chất nênngành này hằng năm thải ra môi trường một lượng lớn nước thải, hàng ngàn tấnphế liệu và một lượng lớn các khí độc

Da sống được lột mổ từ các động vật như trâu bò, lợn, dê, cừu Bản thân nómang nhiều mầm bệnh sống ký‎ sinh trên cơ thể động vật Mặt khác, điều kiện chănnuôi ở các nước cũng khác nhau, việc giết mổ còn tản mạn không tập trung (trừcác nước có nền công nghiệp tiên tiến), phương pháp bảo quản cũng khác nhau.Hơn thế nữa, các loài vi khuẩn có thể hoạt động làm cho da bị phá hủy nhanhchóng, nhất là không kịp thời đưa vào bảo quản

Qua quá trình khảo sát cho thấy công nghệ thuộc da chủ yếu của khu vựcThành Phố Hồ Chí Minh là thuộc Crôm

1.1.2 Những thuận lợi và khó khăn của ngành thuộc da tại Thành Phố Hồ ChíMinh

1.1.2.1 Thuận lợi

Thuộc da là một ngành nghề truyền thống đã có từ lâu đời, chính vì thế màkinh nghiệm trong sản xuất kinh doanh của các cơ sở, nhà máy đã được tích lũy và

ngày càng tăng thêm.

Thị trường nguyên liệu và tiêu thụ sản phẩm của ngành thuộc da tương đối ổnđịnh, làm cho ngành công nghiệp này không ngừng phát triển cả về chất và vềlượng

Ngành nông nghiệp chăn nuôi phát triển là nguồn cung cấp nguyên liệu dồigiàu và các ngành công nghiệp sản xuất tiêu dùng, may mặc phát triển là một thịtrường tiêu thụ lớn các sản phẩm của ngành thuộc da thành phố

Đội ngũ lao động tại thành phố Hồ Chí Minh lành nghề và dồi dào, với tính cần

cù và óc sáng tạo trong lao động sẽ là một lợi thế không nhỏ cho ngành côngnghiệp thuộc da nói riêng và các ngành nghề khác nói chung

Thuộc da là một trong những ngành đã được nhà nước quan tâm, có chính sáchphát triển định hướng để tăng chất lượng sản phẩm và định hướng thị trường tiêuthụ sang các nước láng giềng và trên thế giới

1.1.2.2 Khó khăn

Do là một ngành nghề đã có từ lâu đời nên trang thiết bị máy móc còn lạc hậu,mức độ tự động hóa chưa cao dẫn đến chất lượng sản phẩm khó cạnh tranh cùngcác sản phẩm ngoại nhập

Ngoại trừ một số công ty liên doanh hoặc đầu tư trực tiếp của nước ngoài,cònlại phần lớn đều là các cơ sở tư nhân nhỏ, thiếu vốn đầu tư cho sản xuất kinhdoanh và trang thiết bị máy móc, cơ sở hạ tầng Vì thế, ngành thuộc da sẽ khó có

sự phát triển vượt bậc trong xu thế hiện đại hóa, công nghiệp hóa đất nước

Thiếu vốn đầu tư cũng dẫn tới tình trạng không thể đầu tư các thiết bị xử lý‎ môitrường và vệ sinh môi trường Vì thế, việc tuân thủ việc bảo vệ môi trường là vấn

đề nan giải cho các cơ sở thuộc da

Các chính sách hỗ trợ cho sản xuất, di dời các cơ sở, nhà máy gây ô nhiễm racác khu quy hoạch công nghiệp tập trung thực hiện chưa được hoàn hảo, dẫn đến

tình trạng không yên tâm trong sản xuất và đầu tư công nghệ hiện đại cho ngànhthuộc da.

Hiện tại, thành phố có các công ty liên doanh và công ty nước ngoài đã đầu tưvốn xây dựng nhà máy mới hiện đại với quy mô lớn, nếu không tổ chức lại các đơn

vị trong nước và các cơ sở tiểu thủ công nghiệp thì ngành thuộc da thành phố sẽgặp rất nhiều khó khăn trong tương lai

1.2 Sơ đồ dây chuyền công nghệ của ngành thuộc da

1.2.1 Đặc tính nguyên liệu:

Nguyên liệu cung cấp chủ yếu là các loại da động vật như: da bò, da trâu, dalợn, da cừu, da dê…

Da động vật gồm 4 lớp:

Lớp lông: là phần ngoài cùng được tẩy bỏ

Lớp biểu bì: là lớp ngoài của da, có đặc tính không thích hợp cho công nghệthuộc da Sau khi thuộc, sản phẩm kém chất lượng hơn so với lớp bì cật, dễ nhàu,rách, độ bền kém khi thời tiết thay đổi

Lớp bì cật: được sử dụng cho thuộc da, lớp này có đặc tính mềm, có độ bềncao, không cứng, dòn khi thời tiết thay đổi, không bị phân hủy dưới điều kiện môitrường; sau khi thuộc xong, không ít bị thối rửa khi ẩm ướt và nóng, độ bền tốt và

ít bị nhàu

Lớp bạc nhạc, mỡ: dễ bị thối rữa, độ bền kém khi thời tiết thay đổi và khi gặpđiều kiện ẩm ướt, lớp này được nạo xén bỏ khi tạo ra sản phẩm da thành phẩm

KHỬ MỠ, TẨY NHỜN

TẨY LÔNG, NGÂM VÔI

XÉN DIỀN, NẠO THỊT VÀ XẺ

TẨY VÔI, LÀM MỀMRỬA - BẢO QUẢN, ƯỚP MUỐI

LÀM XỐP

THUỘC DA

ÉP NƯỚC, TY, BÀO

TRUNG HÒA, THUỘC LẠI,NHỘM ĂN DẦU

HOÀN THIỆN, ÉP SẤY, XÉNMÉP, ĐÁNH BÓNG

DA THÀNH PHẨM

DA NGUYÊN LIỆU

RỬA - NGÂM (HỒI TƯƠI)

Nước thải chứa màu, các chất hữu cơ, protein, chất béoNước thải chứa NaCl màu, SS, DS, các chất hữu cơ dễ phân hủyNước thải chứa NaCl , vôi lông, các chất hữu

cơ, Na2S, khí H2S,

Nước thải kiềm chứa vôi, các hóa chất, protein, chất hữu cơBOD, COD,SS, chất béo

Nước thải có tính axit, chứa NaCl, các axit

Nước thải chứa các hóa chất crôm, dầu, syntan, tính axit, độ màu

Nước thải chứa crôm

và chất thuộc tanin, tính axit

Nước thải chứa crôm

và chất thuộc tannin thực vật…

Nước ép chứa các hóa chất thuộc da, chất phủ

bề mặt, thuốc nhuộm

Nước rửa, muối, chất sát

trùng, Na2SF6

H2O, NaOCl, Na2CO3, chất

hoạt động bề mặt

Na2S, Ca(OH)2, H2O

H2O, (NH4)2SO4 hay

enzyme, NH4Cl

H2O, HCOOH,

NaCl, H2SO4

Muối Crôm, Na2CO3,

syntan (tannin), chất diệt

khuẩn

H2O, NaOH, syntan, thuốc

nhuộm, axit formic, dầu động,

Nhìn chung, nguyên vật liệu sử dụng trong ngành thuộc da có hai loại: da sống

và da muối, cùng với qui trình công nghệ sản xuất của ngành thuộc da có một sốcông đoạn sử dụng hóa chất và thải ra nước thải cụ thể như sau:

1.3.2.1 Bước sơ chế:

Đây là công đoạn tiền xử lý‎ da và quyết định cho công nghệ thuộc da về sau

Da tiền xử lý‎ trước để đảm bảo được độ an toàn của da, tẩy bỏ các bộ phận khôngcần thiết trên da, đảm bảo chất thuộc ngấm vào da, Các công đoạn sơ chế gồm:Rửa da, ngâm da, lóc thịt và mỡ, ngâm da khử lông hoặc lạng thành lớp mỏng

Rửa: các loại da sử dụng cho quá trình thuộc mang nhiều tạp chất dính bámvào từ bên ngoài vào công ty Ngoài ra do dính các hoạt chất không cần thiếttrong quá trình thuộc và nhất là mỡ, lông, màu, muối Do đó, mục đích củacông đoạn rửa là loại đi các chất bẩn này và các hóa chất không cần thiết còndính lại trên da

Ngâm da: Các loại da cần ngâm để lấy lại lượng nước đã mất trong quá trìnhbảo quản, tách lượng hóa chất còn bám trên da, và làm mềm da, cố định da.Mục đích của ngâm da là phá hủy, tẩy bỏ các thành phần không cần thiết cònlại trong da, để thực hiện người ta dùng các thành phần như nước, acid, bazơloãng, các chất tẩy , men vi sinh hay men tổng hợp chống khuẩn

Lóc thịt và mỡ: Tách phần lông còn lại, tách phần thịt và mỡ vụn để thựchiện người ta sử dụng phương pháp cơ học

Ngâm vôi khử lông: Các loại da cần ngâm vôi để tẩy đi phần lông bên ngoài

da Mục đích của quá trình này là thủy phân các protein xung quanh chânlông làm cho chân lông lỏng ra, mềm và dể tách ra khỏi da Để thực hiện việckhử lông, người ta dùng nước, vôi, và các hóa chất phụ trợ như oxi hóa, chấtchống nhăn…

Tóm lại : Bước sơ chế da thông thường ngâm trong nước để rửa sạch cát bụi,muối, phân và màu Sau đó da được ngâm vào bể vôi để tẩy lông, đồng thời cholượng nhỏ sulfide vào bể vôi để tăng cường hiệu quả khử lông

Da tiếp tục được chuyển đến các máy cơ khí để tách lông và thịt mỡ vụn tiếptục da được rửa nước bằng vòi phun nước liên tục để khử vôi dư Để tẩy lượng vôicòn lại và protein hòa tan, da được cho vào trống quay chứa dung dịchamoniumchloride và các hợp chất enzym Sau đó được rửa sạch và đã được sơchế, xử lý‎ xong trước khi đến công đoạn thuộc.

1.3.2.2 Bước thuộc da:

Tùy vào hóa chất sử dụng, sản phẩm được làm ra, có thể áp dụng một trong baquy trình thuộc da như sau: thuộc tanin, thuộc phèn, thuộc crôm

Thuộc tannin: Đây là quy trình dùng các loại hóa chất để cố định trong cấu trúccủa collagen Quá trình này được ưa chuộng và dùng cho các da nặng, mịn vàbóng, dễ tạo hình và các loại da ít bị ảnh hưởng của mồ hôi người sử dụng và thayđổi độ ẩm của không khí và có những tính chất phù hợp với mục tiêu người sửdụng Để tiến hành thuộc, người ta sử dụng nước, tanin, muối, acid formic, acidacetic, chất diệt khuẩn, men vi sinh nước thừa trong công đoạn này không lớnnhưng độ màu, chất rắn, COD cao

Thuộc Crôm: Đây cũng là công đoạn cố định collagen Trong quá trình thuộcCrôm, da được đưa vào trống quay chứa dung dịch acid, muối NaCl, muối crôm,.Quá trình này dùng cho các loại da nhẹ, dai và bền Nước thải mang tính acid, hàmlượng crôm cao

Thuộc phèn: Quá trình thuộc phèn tương tự như thuộc crôm, chỉ khác tác nhânthuộc là phèn nhôm Quy trình này thông thường có giai đoạn thuộc lại Sản phẩm

da thuộc phèn thường sử dụng cho các loại da lót Chất lượng không tốt bằng cácloại da thuộc tanin, phèn

1.3.2.3 Bước hoàn thiện:

Sau công đoạn thuộc, da được chuyển qua bước hoàn thiện, bao gồm các quátrình thuộc lại, nhộm, ăn dầu, sấy khô và đánh bóng, sơn

Thuộc lại là quá trình làm da ổn định tốt hơn

Các quá trình nhuộm ăn dầu, sấy khô, đánh bóng, sơn với mục đích là làm cho

da có những màu sắc khác nhau theo yêu cầu sử dụng, làm cho da ổn định, ít thayđổi khi sử dụng, phủ lên bề mặt da một lớp bảo vệ, giữ cho da bền và che khuấtnhững khuyết điểm

Tóm lại: Nước thải thuộc da chứa hàm lượng các chất lơ lửng, hàm lượng ônhiễm các chất hữu cơ Mặt khác nước thải thuộc da mang tính kiềm phát sinh từcông đoạn hồi tươi, ngâm vôi, khử lông Nước thừa mang tính acid sinh ra từ côngđoạn thuộc Ngoài ra, nước thải thuộc da còn chứa sulfua, crôm, dầu mỡ

1.3 Thành phần và tính chất của nước thải thuộc da

Hàng năm ngành công nghiệp da giày tiêu thụ khoảng 2 triệu tấn da sống vàsản xuất ra 317 triệu m2 da thành phẩm vì vậy lượng chất thải tương ứng cũng rấtnhiều

Các vấn đề môi trường của ngành thuộc da chủ yếu là nước thải, chất thải rắn,

ô nhiễm không khí, đất, nước mặt và các ảnh hưởng xấu đến sức khỏe của conngười thông qua việc tồn trữ, sử dụng và vận chuyển các hóa chất độc hại Cáchóa chất sử dụng trong ngành này hầu hết điều độc, khó bị phân hủy như: chất diệtcôn trùng, chất hoạt động bề mặt, dung môi hữu cơ…

Một tấn da sống sau khi được thuộc xong phát sinh đến 600 kg chất thải rắn,

25 – 80 m3 nước thải chứa khoảng 100 kg BOD và 250 kg COD Chưa kể còn có

500 kg các hóa chất khác thải ra

Nước thải và các đặc tính của nước thải

Hầu hết các công đoạn trong công nghệ thuộc da là quá trình ướt, có nghĩa là

có sử dụng nước Định mức tiêu thụ nước khoảng 25 – 80 m3 cho một tấn danguyên liệu Lượng nước thải thường xấp xỉ lượng nước tiêu thụ Tải lượng thành phầncác chất gây ô nhiễm nước phụ thuộc vào lượng hóa chất sử dụng và lượng

Trong công đoạn bảo quản, muối ăn NaCl được sủ dụng để ướp da sống, lượngmuối sử dụng từ 100 – 300 kg cho một tấn da sống Khi thời tiết ẩm nóng có thể

khi ướp muối, nước loại này chứa tạp chất bẩn, máu mỡ, phân động vật.

Trước khi đưa vào các công đoạn tiền xử lý‎, da muối được rửa để loại bỏ muối,các tạp chất bám vào da, sau đó ngâm trong nước từ 8-12 h để hồi tươi da Trongquá trình hồi tươi có thể bổ xung các chất tẩy NaOCl, Na2CO3 để tẩy mỡ và duy trì

pH = 7,5 – 8,0 cho môi trường ngâm da Nước thải của công đoạn hồi tươi có màuvàng lục chứa các protein tan như albumin, các chất bẩn bán vào da và có hàmlượng muối NaCl cao Do có chứa lượng lớn các chất hữu cơ ở dạng tan và lơlửng, độ pH thích hợp cho sự phát triển của vi khuẩn nên nước thải của công đoạnnày rất nhanh bị thối rửa

Nước thải của công đoạn ngâm vôi và khử lông mang tính kiềm cao do môitrường ngâm da trong vôi để khử lông có độ pH thích hợp từ 11 - 12,5 Nếu pH < 11lớp keratin trong biểu bì và collagen bị phân hủy, còn nếu pH > 13 da bị rộp, lông giòn

sẽ khó tách chân lông Nước thải của công đoạn này chứa muối NaCl, vôi, chất rắn

lơ lững (lông vụn và vôi), chất hữu cơ, sunfua S2-

Công đoạn khử vôi và làm miềm da có sử dụng nước lớn kết hợp với muối(NH4)2SO4 hay NH4Cl để tách lượng vôi còn bám trong da và làm miềm da bằngmen tổng hợp hay men vi sinh Các men này làm tác động đến cấu trúc của da, tạo

độ miềm mại của da Nước thải của công đoạn này mang tính liềm, có chứa hàmlượng các chất hữu cơ cao do protein của da tan vào trong nước và hàm lượng nitơ

ở dạng amon hay amoniac

Trong công đoạn làm xốp, các hóa chất sử dụng là acid acetic, acid sufuric,acid formic Các acid này có tác dụng chấm dức hoạt động của enzyme, tạo môitrường pH = 2,8 - 3,5 thích hợp cho quá trình khuyết tán các chất thuộc da vàotrong da Quá trình làm xốp thường gắn liền với công đoạn thuộc Crôm Nước thảicủa công đoạn này mang tính acid rất cao

Nước thải của công đoạn này mang tính acid và Cr3+ cao (khoảng 100 – 200mg/l) nếu thuộc Crôm và BOD5 rất cao nếu thuộc tannin (khoảng 6000 – 12000mg/l) Nước thải thuộc Crôm có màu xanh, còn nước thải thuộc tannin có màu tối

và mùi khó chịu Nước thải của công đoạn ép nước, nhuộm, trung hòa, ăn dầu,

hoàn thiện thường là nhỏ và gián đoạn.

Nước thải thuộc da nói chung là có độ màu, chứa hàm lượng TS, chất rắn lơlửng SS, hàm lượng ô nhiểm các chất hữu cơ cao Các dòng thải mang tính kiềm lànước thải của công đoạn hồi tươi, ngâm vôi, khử lông Nước thải của công đoạnlàm xốp, thuộc mang tính Acid Ngoài ra nước thải thuộc da còn mang tính sunfua,Crôm và dầu mỡ

Bảng 1.7 – Đặc tính nước thải thuộc da 850 m3 /ngày của đồ án

Thông số Các công đoạn khác Thuộc crômpH

240

Lưu lượng 800 m3/ngày 50 m3/ngày

Tóm lại:

Nước thải ngành công nghiệp thuộc da gây ô nhiễm nghiêm trọng đối vớimôi trường sống như pH, độ kiềm, độ acid, COD, SS, dầu mỡ, hàm lượngBOD rất cao, nếu một khi lượng nước này chưa qua xử lý‎ thải ra môi trường(sông, hồ, kênh mương) sẽ tạo lớp màng nỗi lên bề mặt, ngăn cản sự khuyếttán ôxi vào môi trường nước và quá trình ổn định sinh học của chúng có thểdẫn đến giảm lượng ôxy trong nước gây nguy hại cho thủy sinh vật

Mặt khác, một số hợp chất như Crôm, Sunfat, Clo, Dộ cứng, Nhôm, cùngcác độc tố không thể tiêu huỷ thủy sinh tại khu vực xả thải mà còn lan truyềngây hại đến môi trường xung quanh

Thành phần nước thải rất đa dạng, một số kim loại nặng tồn tại dưới dạngphẩm nhuộm, các chất phụ trợ rất nguy hại, tiêu hủy thủy sinh vật và gâynguy hại đến sức khỏe con người

Nước thải trong quá trình thuộc có hàm lượng SS và nước thải nhuộm có

độ màu Nếu việc xả thải liên tục vào nguồn nước làm cho SS và độ màu tăngdần, dẫn đến nguồn nước bị vẫn đục, độ màu của thuốc nhuộm có khả nẳnghấp thụ được ánh sáng, ngăn cản sự khuyếch tán ánh sáng vào nước Do vậy,dẫn đến hiện tượng thủy sinh vật dần dần bị tiêu diệt, sinh thái nguồn nước bịthay đổi và bị ảnh hưởng nghiêm trọng

Hướng dẫn đồ án và vẻ hộ bản vẽ 2D 3D :

1.4 Khả năng gây ô nhiễm của nước thải

Khả năng gây ô nhiễm của một số công đoạn cụ thể trong quy trình công nghệ và tác hạicủa chúng

Trong công nghệ sản xuất của ngành thuộc da, thành phần và tính chất của nước thảirất khác nhau ở từng công đoạn Nước thải nhiễm bẩn chủ yếu như chất hữu cơ hòa tan,

SS, độ kiềm, vôi, BOD, COD, độ màu, Crôm,… Và chúng gây tác hại đến môi trường vàđược thể hiện sơ lược như sau:

Bảng1.9: Các chỉ tiêu ô nhiễm nước thải qua từng công đoạn và tác động đến môi trườngCông đoạn Các chỉ tiêu ô nhiễm chính Tác động đến môi trường

Rửa ngâm (hồi

tươi)

Nước thải nhiễm BOD, COD, DS

Đối với nguyên liệu là da muối thìnước thải sẽ nhiễm thêm chỉ tiêu

Cl

-Nước thải nhiễm BOD, COD:gây ra sự thiếu hụt ôxy trongnước, phân hủy yếm khí sinh ramùi (khí sunfua hydro H2S,ammoniac NH3) gây độc hại đếnthủy sinh

Ngâm vôi

Nước thải có độ kiềm, BOD,

sulfide, SS cao

- sulfit: khi nồng độ lớnhơn 600 mg/l thì đây là chấttẩy

- SS: gây ra lắng cặn trongđường ống và bồi lấp nguồntiếp nhận Nếu cặn là chất hữu

cơ thì gây ra thiếu hụt oxi, điềukiện yếm khí xảy ra, ảnhhưởng đến sinh vật đáy, thủysinh

- Clorua: nước có vị mặn,hàm lượng TDS tăng ảnhhưởng đến thủy sinh nướcngọt

Tẩy lông, rửa

Nạo bạc nhạc

Rửa vôi

Rửa

Ngâm acid Nước thải nhiễm acid, DS Gây ô nhiễm nguồn nước, khi

tiếp xúc với con người và độngvật thì gây bệnh ngoài da, nặnghơn có thể gây phỏng, có thể

giết chết thủy sinh, ăn mòn côngtrình và kim loại.

Thuộc Nước thải nhiễm acid, Crôm - Acid Crôm gây lở loét da,

viêm phế quản (hơi acid crôm),viêm da, dị ứng da, là tác nhângây ra bệnh ung thư, quái thai

- Nước thải nhiễm dầu: cảntrở quá trình khuếch tán oxyvào nước làm chết thủy sinh

Rửa Nước thải nhiễm acid, Crôm

Nhuộm ăn dầu Nước thải nhiễm Crôm, dầu, màu,BOD, COD, DS

Hãm và rửa Nước thải nhiễm màu, BOD

Gây ra sự thiếu hụt oxy trongnước, phân hủy yếm khí, sinh ramùi, khí H2S, NH3 gây độc hạiđến thủy sinh

(nguồn: sổ tay hướng dẫn xử lý ô nhiễm Môi Trường trong sản xuất tiểu thủ công nghiệp, Tập 3 – Lâm Minh Triết, Nguyễn Phước Dân, Nguyễn Như Sang, internet )

Mặt khác, nước thải của ngành công nghiệp thuộc da trước khi đổ vào nguồn tiếpnhận cần phải giám sát thông qua các chỉ tiêu kiểm soát như sau:

Bảng1.10- Giá thị giới hạn cho phép xả các loại nguồn (QCVN 40-2011)

trị quy định trong cột A có thể đỏ vào các khu vực nước được dùng làm nguồn nướccấp sinh hoạt.

•Nước thải có giá trị các thông số và nồng độ các chất thành phần bằng hoặc nhỏ hơngiá trị quy định trong cột B có thể đổ vào các khu vực nước được dùng cho mụcđích giao thông thủy lợi, tưới tiêu, bơi lội, thủy sản, trồng trọt…

•Nước thải có giá trị các thông số và nồng độ các thành phần lớn hơn có giá trị quyđịnh trong cột B nhưng không vượt quá giá trị quy định trong cột C được đổ vào cácnơi quy định (cống thoát nước của thành phố)

•Nước thải có giá tri các thông số và nồng độ các chất thành phần lớn giá trị quy địnhtrong cột C thì không được phép thải ra môi trường

Chương 2 Các phương pháp xử lý‎ nước thải điển hình

Tổng quan các phương pháp xử lý‎ nước thải

2.2.1 Xử lý‎ cơ học và hoá lý‎

Do nước thải thuộc da có nhiều cặn với kích thước khác nhau, pH thay đổi và chế độ

xả gián đoạn, từng mẻ Mục đích của phương pháp này là loại bỏ các tạp chất nổi, cácchất có kích thước lớn, chất rắn dễ lắng, tái sinh các chất có thể sử dụng lại,… các côngtrình như song chắn rác, bể điều hoà, bể lắng và bể trung hoà là cần thiết

Quá trình xử lý‎ hoá lý‎ là quá trình xử lý‎ đối với loại nước thải có hàm lượng chất lơlửng cao, chứa chất độc hại có độ màu cao Ta có thể sử dụng phương pháp keo tụ, tạobông và kết cợn Lượng này tách ra nhờ bể lắng Quá trình xử lý‎ này giúp cho quá trình

xử lý‎ sinh học phía tốt hơn Người ta sử dụng quá trình xử lý‎ quản lý‎ bởi nó có một số ưuđiểm: áp dụng với nguồn nước thải dao động, hiệu quả xử lý‎ cặn cao, thiết bị gọn nhẹ,…Tuy vậy, nó còn có một số hạn chế: hiệu quả xử lý‎ không cao bằng phương pháp sinhhọc, chi phí hoá chất cao

2.2.1.1 Song chắn rác

Song chắn rác được đặt trước các công trình xử lý‎ nước thải có kích thước khe hởkhoảng 15 mm, nhằm giữ lại các tạp chất thô Rác giữ lại được lấy bằng phương pháp thủcông hoặc bằng thiết bị cào rác cơ khí

Theo kinh nghiệm thực tế, các loại lưới chắn rác cố định hoặc sàn rung có đườngkính bằng 0.25 mm có thể giữ lại lông, mỡ thịt và các mảnh da vụn Tuy nhiên, do mắclưới quá nhỏ nên dễ bị tắc nghẽn, cần phải làm sạch thường xuyên hoặc liên tục bằng áplực vòi phun nước Có thể dùng lưới lớn hơn để giữ lại cặn thô, khi đó, cần có bể lắng đợt

1, các cặn mịn hơn sẽ lắng lại ở bể lắng

2.2.1.2 Quá trình lắng

Quá trình này có nhiệm vụ tách các tạp chất lắng được tách dầu, mỡ và các tạp chấtnổi khác ra khỏi nước thải Có nhiều loại bể lắng phụ thuộc vào số chỉ tiêu ô nhiễm.Với mô hình Jartest, tiến hành thí nghiệm lắng tĩnh, mẫu nước thải chung từ quá trìnhthuộc phèn được điều chỉnh pH ở những giá trị khác nhau bằng vôi hoặc acid sulfuric.Các mẫu được khuấy điều và để lắng 1 giờ Xác định COD, độ đục lớp nước trong bêntrên bề mặt Kết quả pH tối ưu để keo tụ và lắng là 6 - 7 Sau 1 giờ lắng, hiệu quả xử lý‎COD đạt 71%, pH = 6 - 7 và 64% ở pH ban đầu.

Trong quá trình thuộc crôm, nước thải acid và thuộc có chứa crôm, chloride và cácchất ô nhiễm khác Vì vậy, nước thải cần được xử lý‎ trước khi gộp chung với các loạinước thải khác Một phương pháp thông thường để khử crôm dưới dạng hydroxide crôm.Crôm trong nước thải thuộc da crôm tồn tại dưới dạng crôm hoá trị III, có thể khử crômbằng cách điều chỉnh pH để tạo hydroxide crôm sau đó lắng cặn kết tủa

Lưu lượng nước thải của quá trình thuộc tannin không lớn (khoảng 10% lưu lượngtổng cộng), nhưng nước thải lại có nồng độ chất bẩn rất cao COD và độ màu không khửđược bằng phương pháp sinh học vì sự hiện diện của các phần tử tannin và một số độc tố

Do đó, nước thải loại này nên được xử lý‎ riêng để tách keo tannin

Phương pháp khử tannin trong nước thải thuộc da tương tự như khử lignin trong dungdịch đen của nhà máy sản xuất bột giấy

2.2.1.3 Lọc qua lớp vật liệu lọc

Dùng để tách các tạp chất phân tán loại nhỏ mà bể lắng không lắng được Người ta sửdụng các loại vật liệu lọc như: cát thạch anh, than hoạt tính, sỏi nghiền, bên cạnh các bểlọc với các vật liệu lọc, người ta còn dùng các máy vi lọc có lưới và các vật liệu tự hìnhthành khi máy vi lọc làm việc

2.2.1.4 Phương pháp keo tụ

Để tăng nhanh quá trình lắng các chất lơ lửng phân tán nhỏ, keo, nhựa nhũ tươngpolyme và các tạp chất khác, người ta dùng phương pháp keo tụ Các chất đông tụ thường

là Al2(SO4)3, Fe2(SO4)3, FeCl2

Nhôm sulfate khi cho vào nước thì hoà tan tốt trong nước và tạo thành hydroxytnhôm:

Al2(SO4)3 + 3Ca(HCO3)2 = 2Al(OH)3 + 3CaSO4 + 6CO2

Bông Al(OH)3 sẽ hấp phụ và kết dính các chất huyền phù, các chất ở dạng keo trongnước thải, chuyển sang trạng thái hỗn hợp không ổn định, các bông sẽ lắng xuống đáy bể.Khi dùng muối Fe sẽ tạo hydroxyt sắt:

2FeCl3 + 3Ca(OH)2 = 3CaCl2 + 2Fe(OH)3

Hiệu quả đông tụ phụ thuộc vào hoá trị của ion, chất đông tụ, thông thường đạt caonhất ở pH khoảng từ 4 - 8.5 Để tạo thành những bông lớn và dễ lắng, người ta cho thêmvào các chất trợ keo tụ Thông thường, chất trợ keo tụ cho vào khoảng 1 - 5 mg/l Thờigian nước lưu lại trong bể trộn hoá chất và nước thải là 1 - 5 phút, thời gian tiếp xúc 20 -

60 phút Ngoài ra, để xáo trộn nước thải, người ta còn dùng cánh khuấy

Trong nước thải thuộc da, các phần tử mang điện tích khác nhau hoặc ở dạng phân tán

do các phương pháp thuộc khác nhau Vì thế, phải lựa chọn chất keo tụ tùy theo tính chấtnước thải của từng nhà máy

2.2.1.5 Phương pháp hấp phụ

Hiện nay, phương pháp hấp phụ được xử dụng rộng rãi để xử lý‎ nước thải côngnghiệp Phương pháp này dùng để xử lý‎ triệt để nước thải khỏi các chất hữu cơ hoà tansau khi xử lý‎ bằng các phương pháp khác Hiện tượng tăng nồng độ chất tan trên bề mặtphân chia giữa 2 pha gọi là hiện tượng hấp phụ Người ta chia làm 3 loại hấp phụ sau:

Hấp thu: những phân tử của chất bẩn hoà tan không những tập trung trên bề mặt màcòn bị hút sâu vào các lớp bên trong của chất rắn.

Hấp phụ lý‎ học: là quá trình hút (hay tập trung) của một hoặc hỗn hợp chất bẩn hoàtan thể khí hoặc thể lỏng trên bề mặt chất rắn

Hấp phụ hoá học: là quá trình hút các chất tan dạng khí dưới tác dụng hoá học

Những biện pháp làm tăng tốc độ hấp phụ là tăng nhiệt độ, tăng nồng độ chất tan,giảm pH của dung dịch nước thải Khả năng hấp phụ phụ thuộc vào loại và tính chất củacác chất hấp phụ và chất bị hấp phụ, có thể dao động từ 200 – 400 g COD/kg than

2.2.2 Phương pháp hoá học

Phương pháp hoá học dùng để khử các chất hoà tan, xử lý‎ sơ bộ sau khi xử lý‎ sinhhọc Tuỳ thuộc đặc tính của chất bẩn, để làm sạch nước thải, người ta có thể sử dụng cácphương pháp như: trung hoà, oxy hoá khử

2.2.2.1 Phương pháp trung hoà

Acid và bazơ cũng như nước thải có độ acid hoặc độ kiềm cao cần được trung hoàđưa pH về khoảng 6.5 - 8.5 trước khi thải vào nguồn tiếp nhận Trong các nhà máy thuộc

da, độ pH dao động từ 3 - 12, nên cần thiết phải trung hoà nước thải để tạo pH tối ưu choquá trình keo tụ

Để trung hoà nước thải chứa acid có thể dùng dung dịch xút và vôi Khác với vôi, khichâm xút, lượng cặn không tăng lên bao nhiêu Nhược điểm của dung dịch này là đắt tiềnhơn vôi

Trong nhà máy thuộc da, để trung hoà nước thải mang tính acid và kiềm, người ta xâydựng bể điều hoà Thể tích của bể phải đủ để có thể điều hoà cả về lưu lượng nồng độchất bẩn và trung hoà pH

Trong quá trình trung hoà, một lượng bùn cặn được tạo thành Lượng bùn này thường

chứa nhiều nước và có lẫn các độc chất nên không thể sử dụng cho nông nghiệp Có thểchuyển cặn ra ngoài để xử lý‎ (phơi, chôn) hoặc dùng các thiết bị cơ học để tách nước.2.2.2.2 Phương pháp oxy hoá khử

Để làm sạch nước thải, người ta có thể sử dụng các chất oxy hoá ở dạng khí hay hoálỏng để oxy hoá các chất độc hại trong nước thải thành các chất ít độc hơn Nhược điểmcủa phương pháp này là tốn nhiều tác nhân hoá học, chỉ được dùng khi các tạp chất gâynhiễm bẩn trong nước không thể tách bằng những phương pháp khác

Sự khác biệt cơ bản của quá trình xử lý‎ nước thải bằng phương pháp sinh học và quátrình tự làm sạch trong nguồn nước là thời gian xử lý‎ tương đối ngắn với số lượng lớn các

vi sinh vật Người ta có thể phân loại phương pháp sinh học thành 2 loại như sau: phươngpháp hiếu khí và phương pháp kỵ khí Trong xử lý‎ nước thải công nghiệp, phương pháphiếu khí thường được ứng dụng rộng rãi hơn

hoạt tính hiếu khí đạt nhiều kết quả khả quan.

Cần xáo trộn hoàn toàn các bể trong phòng thí nghiệm cũng như trong công trình thực

tế vì xáo trộn hoàn toàn sẽ tạo điều kiện ổn định hơn, hoạt động dễ dàng hơn và khi thayđổi tải trọng hệ thống sinh học không bị sốc Trước khi xử lý‎ sinh học nên xử lý‎ sơ bộnước thải thuộc da

Nhìn chung, phương pháp xử lý‎ sinh học hiếu khí thường có các loại hình xử lý‎ nhưsau:

Bể sục khí (Aerotank):

Bể Aerotank là công trình xây dựng bằng bê tông cốt thép, thường có cấu trúc tạohình chữ nhật hỗn hợp bùn và nước thải cho vào bể Bùn hoạt tính là loại bùn xốp chứanhiều vi sinh có thể oxy hoá các chất hữu cơ có trong nước thải Để đảm bảo cho bùnhoạt tính có thể lơ lửng, đảm bảo oxy cho quá trình oxy hoá các chất hữu cơ cần phảithông gió, cấp khí Thời gian nước thải lưu trong bể không quá 12 giờ (4- 8 giờ) Sốlượng bùn tuần hoàn và số lượng không khí cần cấp phụ thuộc vào độ ẩm và mức độ yêucầu xử lý‎ nước thải Hiệu quả xử lý‎ BOD5 từ 90 - 95%

Bể SBR

SBR ( sequencing batch reactor): Bể phản ứng theo mẻ là dạng công trình xử lí nướcthải dựa trên phương pháp bùn hoạt tính, nhưng hai giai đoạn sục khí và lắng diễn ra giánđoạn trong cùng một kết cấu Hệ thống SBR là hệ thống dùng để xử lí nước thải sinh họcchứa chất hữu cơ và nitơ cao Hệ thống hoạt động liên tục bao gồm quá trình bơm nướcthải - phản ứng - lắng - hút nước thải ra: trong đó quá trình phản ứng hay còn gọi là quátrình tạo hạt (bùn hạt hiếu khí), quá trình này phụ thuộc vào khả năng cấp khí, đặc điểmchất nền trong nước thải đầu vào

Nói chung, công nghệ SBR đã chứng tỏ được là một hệ thống xử lí có hiệu quả dotrong quá trình sử dụng ít tốn năng lượng, dễ dàng kiểm soát các sự cố xảy ra, xử lí vớilưu lượng thấp, ít tốn diện tích rất phù hợp với những trạm có công suất nhỏ, ngoài ra

công nghệ SBR có thể xử lí hàm lượng chất ô nhiễm có nồng độ thấp hơn.

Các giai đoạn xử lý‎ bằng SBR

Quy trình hoạt động gồm 4 giai đoạn cơ bản:

1 Đưa nước vào bể (Filling): Đưa nước vào bể có thể vận hành ở 3 chế độ : làm đầytĩnh, làm đây khuấy trộn, làm đầy sục khí

2 Giai đoạn phản ứng (Reaction): Sục khí để tiến hành quá trình nitrat hóa, nitrat hóa

và phân hủy chất hữu cơ Trong giai đoạn này cần tiến hành thí nghiệm để kiểm soát cácthông số đầu vào như: DO, BOD, COD, N, P, cường độ sục khí, nhiệt độ, pH để có thểtạo bông bùn hoạt tính hiệu quả cho quá trình lắng sau này

3 Trong giai đoạn lắng (Settling): Các thiết bị sục khí ngừng hoạt động, quá trìnhlắng diễn ra trong môi trường tĩnh hoàn toàn, thời gian lắng thường nhỏ hơn 2h

4 Giai đoạn xả nước ra (Discharge): Nước đã lắng sẽ được hệ thống thu nước tháo rađến giai đoạn khử tiếp theo, đồng thời trong quá trình này bùn lắng cũng được tháo ra.Ngoài 4 giai đoạn trên, còn có thêm pha chờ, thật ra là thời gian chờ nạp mẻ tiếp theo(pha này có thể bỏ qua)

Các quá trình sinh học diễn ra trong bể SBR

Quá trình phân hủy hiếu khí cơ chất đầu vào và nitrat hóa

Quá trình được thực hiện bởi nhóm vi khuẩn tự dưỡng và dị dưỡng, khi điều kiện cấpkhí và chất nền được đảm bảo trong bể sẽ diễn ra các quá trình sau:

• Oxy hóa các chất hữu cơ

CxHyOz + (x+ - ) O2 → xCO2 + H2O

• Tổng hợp sinh khối tế bào

n(CxHyOz) + nNH3 + n(x+ - - 5)O2→(C5H7NO2)n + n(x-5)CO2+n H2O

• Tự oxy hóa vật liệu tế bào (phân hủy nội bào)

(C5H7NO2)n + 5nO-2 → 5nCO2 + 2nH2O + nNH3

• Quá trình nitrit hóa

2NH3 + 3O2→ 2NO2- + 2H+ + 2H2O (vi khuẩn nitrosomaonas)

(2NH4+ +3O2 + → 2NO2- + 4H+ + 2H2O)

2NO2- + O2 → 2NO3- (vi khuẩn nitrobacter)

• Tổng phản ứng oxy hóa amoni:

NH4 + 2O2 → NO3- +2H+ + 2H2O

2.2.3.2 Xử lý‎ kỵ khí

Có nhiều nghiên cứu ứng dụng quá trình sinh học kỵ khí để xử lý‎ nước thải thuộc dacho thấy với mô hình lọc kỵ khí xử lý‎ nước thải thuộc da tannin có thể thu được trungbình 0.16 lít CH4/g COD khử được Hiệu quả xử lý‎ COD nước thải thuộc da bằng môhình kỵ khí tiếp xúc có thể đạt 60 % mặc dầu hàm lượng sulfide lên đến 650 mg/l Đốivới quá trình lọc kỵ khí tiếp xúc có thể xử lý‎ nước thải thuộc da tannin đạt hiệu quả khử

80 – 90 % COD, 80 – 97 % BOD ở tải trọng hữu cơ 20 kgCOD/m3.ngày và với 12 giờlưu nước

Người ta đã tiến hành thí nghiệm xử lý‎ nước thải thuộc da crôm ở nhiệt độ 31 ± 3 oCtrên mô hình phân hủy kỵ khí khuấy trộn có thể tích 25 lít Mô hình này tương tự như môhình bể Methane trong xử lý‎ bùn Thí nghiệm được tiến hành với các thời gian lưu nướckhác nhau, tương ứng với các tải trọng 0.177, 0.110 và 0.092 kg vi sinh/m3.ngày

Đặc điểm của nước thải này có tính kiềm, hàm lượng chloride cao và có crôm Chấtrắn tổng cộng cao (24 - 436 mg/l), chủ yếu là thịt bạc nhạc và mảnh vụn da Kết quả thínghiệm ở ba thời gian lưu nước khác nhau và cho thấy hiệu quả xử lý‎ COD đạt từ 36 – 55

%

UASB không thích hợp với nước thải thuộc da có hàm lượng sulfate vượt quá500mg/l (hoặc tỉ số COD/SO42- ≤ 5) Bản thân sulfate không gây độc nhưng do vi khuẩnkhử sulfate dễ dàng chuyển hoá SO42- thành H2S Khi hàm lượng SO42- không quá cao(hoặc tỉ số COD/SO42- không vượt quá 10), sẽ không ảnh hưởng đến quá trình phân huỷ

kỵ khí Trong trường hợp hàm lượng sulfate cao có thể tách riêng quá trình kỵ khí thànhhai giai đoạn riêng biệt: acid và methane Trong bể acid hoá riêng biệt, vi khuẩn khửsulfate chuyển hoá SO42- thành H2S và H2S dễ dàng tách ra khỏi nước thải do pH thấptrong quá trình acid hoá

Nếu áp dụng quá trình sinh học kỵ khí để xử lý‎ nước thải thuộc da có hàm lượngsulfate cao, nên có thiết bị tách khí H2S ra khỏi nước thải trước khi xử lý‎ kỵ khí

Sulfat gây ức chế quá trình kỵ khí bởi:

+ Tính độc trực tiếp của sulfate, tính độc này liên quan đến khí H2S

+ Cạnh tranh cơ chất giữa vi khuẩn khử sulfate và vi khuẩn methane

+ Sulfide kết tủa với các nguyên tố vi lượng

Bể lọc ngược qua tầng bùn kị khí UASB:

Bể UASB không sử dụng vật liệu dính bám mà sử dụng lớp cặn (có chứa rất nhiềuVSV kị khí) luôn luôn tồn tại lơ lửng trong dung dịch lên men nhờ hệ thống nước thảichảy từ dưới lên Sau một thời gian hoạt động, trong hệ thống hình thành 3 lớp; phần bùnđặc ở đáy hệ thống, một lớp thảm bùn ở giữa hệ thống gồm những hạt bùn kết bông vàphần chứa biogas ở trên cùng Nước thải được nạp vào từ dưới đáy hệ thống, đi xuyênqua lớp bùn đặc và thảm bùn rồi đi lên trên và ra ngoài Khi tiếp xúc với những hạt bùnkết bông ở thảm bùn, vi khuẩn sẽ xử lý‎ chất hữu cơ và chất rắn sẽ được giữ lại Khí vàcác chất rắn lơ lửng được tách ra từ nước thải được xử lý‎ bởi thiết bị tách gas và chất rắntrong hệ thống Các hạt bùn sẽ lắng xuống thảm bùn và định kì được xả ra ngoài

Ưu điểm của bể UASB: hiệu quả xử lý‎ cao, thời gian lưu nước trong bể ngắn, thu đượckhí CH4 phục vụ cho nhu cầu về năng lượng, cấu tạo bể đơn giản, dễ vận hành, năng

Bùn từ bể lắng 1, bể lọc sinh học, bùn hoạt tính dư từ bể xử lý‎ Aerotank thông thườngđược nén và tách nước bằng bơm ly tâm, lọc ép hoặc lắng trọng lực Bùn không nén giữlại vì các phản ứng lên men làm cho bùn khó tích nước

Xử lý‎ bùn nhằm tạo điều kiện khử nước và làm khô bùn mhằm làm giảm độ ẩm bùn:phân hủy, ủ, đốt, chủ yếu xử lý‎ chất hữu cơ trong bùn

Bùn hoạt tính thường có hàm lượng chất rắn 0.8% và sau khi nén hàm lượng chất rắn

có thể tăng lên 0.4% trọng lượng

Bùn cần thiết ổn định nhằm giảm hàm lượng vi sinh gây bệnh, khử mùi và khả nănglên men bùn Quá trình ổn định bùn có thể thực hiện bằng các biện pháp như:

 Giảm lượng chất rắn bay hơi bằng sinh học ( bể mêtan, bể phân hủy bùn hiếu khí,ủ, )

 Oxy hóa hóa học các chất hữu cơ

 Châm các hóa chất khử các vi sinh gây bệnh (vôi, chlorine, )

 Gia nhiệt để tiệt trùng

Quá trình tạo điều kiện nhằm tăng cường thêm tính chất khử nước của bùn Hai biệnpháp thường sử dụng là châm hóa chất và xử lý‎ nhiệt Tạo điều kiện bằng hóa chất có thểgiảm độ ẩm từ 90 – 90% xuống 65 – 85% tùy thuộc vào tính chất bùn xử lý‎ Hóa chất tạo

điều kiện có tác dụng làm keo tụ bùn và tách nước bị hấp phụ Hóa chất thường sử dụng

là FeCl2, vôi, phèn nhôm và polyme hữu cơ

Các phương pháp xử lý‎ bùn như sau:

 Phương pháp lắng trọng lực: có thể hòa tan hàm lượng chất rắn trong bùn tù 1 – 2%lên đến 6 – 10% Đối với bùn sinh học hoặc bùn của quá trình keo tụ bằng hóa chất,nồng độ bùn chỉ tăng lên 4 -6% Sau đó, thực hiện quá trình làm khô trong khôngkhí, lọc chân không, ly tâm hay lọc ép để tăng nồng độ bùn, khi nồng độ bùn lớnhơn 25% thì mới dừng

 Phương pháp ly tâm bùn: có thể vừa tách nước vừa tách bùn Bùn sau khi xử lý‎ cóhàm lượng chất rắn 30 – 35% Tuy nhiên, phương pháp này đòi hỏi phải đầu tư vậnhành và bảo dưỡng Công suất tối thiểu của máy ly tâm bùn là 5 m3/h, nên chỉ ứngdụng cho các hệ thống xử lý‎ nước thải có công suất lớn hơn 120 m3/ngày

 Phương pháp lọc chân không: bùn sau khi xử lý‎ có hàm lượng chất rắn lơ lửng từ 20– 25% (tùy theo lớp vật liệu lọc) Do đó, cần phải bổ sung một số hóa chất ổn địnhnhư vôi, FeCl3, Polyme

 Phương pháp ép dây đai: dùng cho phương pháp xử lý‎ bùn thô và bùn đã phân hủy.Sau khi xử lý‎ bùn có hàm lượng chất rắn từ 14 – 44 % Phương pháp này thường bổsung hóa chất ổn định polyme

 Phương pháp lọc ép: bùn sau khi xử lý‎ có hàm lượng chất rắn từ 30 – 52% Phươngpháp này đòi hỏi phải tiêu hao nhiều hóa chất và năng lượng, thiết bị cơ khí phứctạp

Sân phơi bùn: đây là phương pháp có mục đích nhằm tách nước trong bùn đã phânhủy, sân phơi bùn có vốn đầu tư thấp, không đòi hỏi chế độ bảo dưỡng thường xuyên.Sau 10 -15 ngày, hàm lượng chất rắn phát triển lên đến 40%, phương pháp này đòi hỏiphải có diện tích quy hoạch rộng

2.3 Các phương pháp xử lý‎ nước thải thuộc da

Nhìn chung nước thải thuộc da phức tạo do đặc tính của nó là hợp bởi các dòng thải

có tính chất khác nhau (dòng mang tính axit, dòng mang tính kiềm) nên các chất ô nhiễmtrong dòng thải có thể phản ứng với nhau gây khó khăn trong quá trình xử lí

Nước thải thuộc da là nước thải công nghiệp chứa nhiều chất ô nhiễm: các chất hữu

cơ (protein tan, lông thịt …được tách ra từ thành phần của da và hoàn thiện da Vì vậychúng ta cần phân dòng thải trước khi xử lý‎ chung, cụ thể tách riêng dòng thải ngâm vôichứa Sulfide và dòng thải thuộc da chứa Crôm Bên cạnh đó ta còn kết hợp với biện pháp

xử lý‎ hóa - lý‎ (chủ yếu ta dùng phương pháp keo tụ tạo bông) để loại bỏ phần lớn hàmlượng cặn lơ lửng còn khá cao trong nước thải mà chúng có thể sẽ ảnh hưởng đến cáccông trình xử lý‎ sinh học phía sau như bể Aerotank Có như vậy thì hiệu quả xử lý‎ mớicao và nước thải đầu ra đạt tiêu chuẩn cho phép

2.3.1 Xử lý‎ nước thải chứa Sulfide S2+

Oxy hóa S 2- với xúc tác là muối Mn 2+ kết hợp với sục khí

Nước thải chứa Sulfide sẽ được đưa vào bể chứa, sau đó ta thêm vào một lượng muối

Mn2+ thích hợp cùng với việc kết hợp thổi khí S2- sẽ bị oxy hóa thành thiosulfate , sulfite,sulfate (là những chất ít hoạt động hơn sulfide)

Thời gian thổi khí 6 - 12h với tỉ lệ 1m3 không khí/phút.m3 nước thải hay tương đương

20 m3 / giờ.m2 mặt nước trong bể oxy hóa có độ sâu từ 4 - 6m Lượng muối MnSO4khoảng 50 - 100 g/m3 nước thải Ta có thể sử dụng máy thổi khí bề mặt hoặc máy thổikhí

Bể oxy hóa nên lắp đặt hệ thống cào bùn bên dưới bể loại bỏ cặn lắng Ngoài ra trongsuốt quá trình oxy hóa khí H2S, NH3 sẽ thoát ra gây ô nhiễm về mùi Vì vậy phải cần thiếtphủ kín bể oxy hóa và xử lý‎ khí bằng cách sử dụng quạt hút cho qua hệ thống lọc tinh.Lượng khí sinh ra khoảng 1.5m3/h.m2 nước mặt

Chú ý‎: nếu pH < 8 sẽ sinh ra khí H2S có thể gây chết người và động vật ở nồng độ

2000 ppm Nếu pH >10 sẽ sinh ra khí NH3 Vì vậy cách tốt nhất kiểm soát giá trị pHtrong khoảng 9 – 10

Oxy hóa S 2- bằng H2O2

Phương pháp này khử S2- rất hiệu quả với chi phí xây dựng không lớn nhưng chi phídùng cho H2O2 là hơi cao Vì vậy nó chỉ thích hợp cho các cơ sở nhỏ với việc thải bỏnước thải ngâm vôi 1-2 lần trong tuần Với cách này Sulfide được oxy hóa thành sulfur ở

pH < 8 Nếu pH > 8 thì nó chuyển thành sulfate và việc này tốn hóa chất gấp 3 lần Do đócần lưu ý‎ điều chỉnh pH để kinh tế hơn Chúng ta cần khoảng 200 mg/l H2O2 để khử S2-

có nồng độ từ 100 – 300 mg/l

Khử S 2- bằng cách cho kết tủa với muối sắt

Cách này cũng hiệu quả do chi phí hóa chất thấp, nhưng gây mùi và nước thải có độmàu cao Chưa kể nó còn đòi hỏi nhều hóa chất và phát sinh ra một lượng bùn lớn đòi hỏiphải xử lý‎ chứ không thể dùng làm phân bón

2.3.2 Xử lý‎ nước thải chứa Crôm

Phương pháp xử lý‎ đơn giản và thường được sử dụng nhất là kết tủa Cr3+ bằng dungdịch kiềm sau đó đem thải bỏ hoặc tái sử dụng tùy yêu cầu

Ta có thể dùng CaO, Na2CO3, NaOH để xử lý‎ crôm tuy nhiên không nên dùng MgO

do giá thành cao và kết tủa Cr3+ khó có thể tái sử dụng được

Để kết tủa Cr(OH)3 lắng nhanh có thể nâng pH lên 8.5 và cho thêm chất điện phânhoặc FeCl2 Lúc đó hiệu quả lắng do việc xử lý‎ bằng hóa lý‎ có thể lên đến 98% Bùn lắng

có chứa Cr(OH)3 được đem đi xử lý‎ trước khi đổ bỏ

2.3.3 Xử lý‎ hàm lượng cặn lơ lửng bằng phương pháp keo tụ - tạo bông

Phương pháp hiệu quả để loại bỏ cặn lơ lửng và thường được áp dụng trong ngànhthuộc da là phương pháp keo tụ - tạo bông

Khi cho chất keo tụ vào nước thải, các hạt keo trong nước thải bị mất tính ổn định,tương tác với nhau, kết cụm lại thành các bông cặn lớn dễ lắng

Để thực hiện quá trình keo tụ ta cho vào nước các chất keo tụ thích hợp như: phènnhôm và phèn sắt trong đó chủ yếu là sunfat nhôm Al2(SO4)3 và Clrua sắt FeCl3 (chúngthường được đưa vào dung dịch nước thải dưới dạng dung dịch hòa tan) Ưu điểm củaloại phèn kể trên là chúng có khả năng tạo ra hệ keo kỵ nước và khi keo tụ thì tạo ra bôngcặn có bề mặt hoạt tính phát triển cao, có khả năng hấp thụ, dính kết các tạp chất và keolàm bẩn nước.

Để xác định lượng phèn tối ưu và pH tối ưu của quá trình keo tụ tạo bông ta tiến hànhthí nghiệm Jartest

đó, việc xử lý‎ nước thải thuộc da hiện nay là một vấn đề cần phải được thực hiện ngay.3.2 Các thông số đề xuất phương án xử lý‎ nước thải

Bảng 3.1 Thành phần nước thải và quy chuẩn xả loại B(QCVN 40 - 2011)

Stt Thông số Đơn vị Đầu vào Giới hạn cho việc xả thải vào nguồn

Các cơ sở để đưa ra các phương án xử lý‎:

 Thành phần tính chất nước thải

 Yêu cầu mức độ xả thải

 Tình hình thực tế, khả năng tài chính của mỗi công ty

 Điều kiện mặt bằng, diện tích khu vực xây dựng trạm xử lý‎ nước thải

 Chi phí đầu tư

 Chi phí vận hành

 Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật khác

Ngoài ra cần lưu ý‎ các công trình đơn vị xử lý‎ bố trí sao cho nước thải có thể tự chảy

từ công trình này đến công trình tiếp theo để giảm chi phí sử dụng bơm chuyển tiếp.3.3 Đề suất các phương án xử lý‎ nước thải

CỐNG THOÁT NƯỚC (QCVN 40:2011 - LOẠI B)

PHƯƠNG ÁN 1

NƯỚC THẢI TỪ CÁC CÔNG ĐOẠN

Bể trộn Fe2+ keo tụ

Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý‎ nước thải thuộc da Q = 850m3/ngày

Lí do

Phương án 1 xử lý‎ keo tụ tạo bông trước sau đó xử lý‎ sinh học, phương pháp này tốnhóa chất và không tận dụng được hết khả năng xử lý‎ của vi sinh vật ngoài ra dùng bểSBR bể này hoạt động thay thế aerotank và bể lắng, nhưng quá trinh vận hành sẽ khókhăn hơn tốn nhân công, khi gặp vấn đề vi sinh (hoạt động kém , sốc) thì bể này khôngđảm bảo chất lượng lắng của nước đầu ra, thời gian lưu lâu hơn

Phương án 2 phương án đề xuất được chọn do nước thải ngành có nồng độ SS và cácthành phần khác khá cao,phương án này có khả năng xử lý‎ đạt hiệu quả tốt nhờ tác nhânFe2+ đồng thời xử lý‎ bằng bể UASB và Aerotank trước khi keo tụ sẽ tối ưu hóa được khảnăng xử lý‎ của vi sinh vật giảm đáng kể lượng hóa chất, giúp tăng hiệu quả cho côngtrình sau

Thuyết minh công nghệ

Phương án 2

Nước thải gồm hai nguồn : nguồn từ các công đoạn sản xuất được thu gom đến songchắn rác sẽ được loại bỏ những tạp chất thô, sau đó nước thải tự chảy qua bể điều hòa,nguồn còn lại chứa crom sau khi được xử lý‎ qua keo tụ và lắng để loại bỏ kết tủa crom sẽ

tự chảy qua bể điều hòa tại đây nhờ quá trình khuấy trộn thông qua thổi khí sơ bộ, haidòng nước thải được điều hòa về lưu lượng cùng với nồng độ các chất ô nhiễm như:BOD, COD, SS, Ở bể điều hòa nước thải được bơm qua bể trung hòa tại đây pH đượcđiều chỉnh về trung tính bằng cách bơm dung dịch H2SO4, NaOH vào bể theo lượng đãtính toán, đảm bảo điều kiện tốt cho công trình sau Tiếp theo nước thải từ bể trung hòa

đã ổn định pH được bơm chìm bơm lên bể UASB Bể này có khả năng xử lý‎ BOD vàCOD cao, có khả năng giảm BOD xuống dưới 500mg/l Sau khi ra khỏi bể UASB, nướcthải có hàm lượng BOD giảm xuống thích hợp cho quá trình xử lý‎ bằng phương pháp bùnhoạt tính hiếu khí