NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ
Ô NHIỄM NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM DO THUỐC NHUỘM V À TÁC HẠI CỦA NÓ
1.1.1 Ô nhiễm nước thải dệt nhuộm do thuốc nhuộm
1.1.2 Tác hại của việc ô nhiễm thuốc nhuôm
1.3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH PEROXON
1.3.1 Cơ chế của quá trình Peroxon
1.3.2 Ưu điểm của quá trình Peroxon
1.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình Peroxon
1.3.4 Cácứng dụng quá trình Peroxon trong xử lý một số loại nước thải tại Việt Nam
CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY VÀ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA CÔNG TY CỔ PHẦN DỆT MAY – ĐẦU TƯ – THƯƠNG MẠI THÀNH CÔNG
2.1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN DỆT MAY – ĐẦU TƯ – THƯƠNG MẠI THÀNH CÔNG
2.1.2 Cơ cấu tổ chức và ngành nghề kinh doanh
2.2 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA CÔNG TY
2.2.1 Đặc điểm và tính chất nước thải của công ty
2.2.2 Khảo sát quy trình công nghệ xử lý nước thải của công ty
CHƯƠNG 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1.2 Xác định điểm tối ưu của quá trình
3.2.PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM
3.2.1 Phương pháp phân tích đầu vào
3.2.5 Phương pháp xử lý số liệu
3.2.6 Ứng dụng phần mềm Statgraphics
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1 HIỆU SUẤT XỬ LÝ COD VÀ ĐỘ MÀU TẠI CÁC ĐIỀU KIỆN KHÁC NHAU
4.2 XÁC ĐỊNH HIỆU SUẤT TỐI ƯU DỰA TRÊN CÁC THÔNG SỐ THÍ NGHIỆM
4.3 KẾT QUẢ XỬ LÝ SỐ LIỆU BẰNG PHẦN MỀM STATGRAPHICS
4.3.1 Phân tích phương sai nhiều yếu tố đối với COD và độ màu
4.3.2 Phân tích mối tương quan hồi quy giữa hiệu suất COD và độ màu
4.4ĐỀ XUẤT VÀ DỰ ĐOÁN KINH PHÍ VẬN HÀNH
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kế hoạch thực hiện đồ án tốt nghiệp trong tuần: Ý kiến giảng viên hướng dẫn
(Ký và ghi rõ họ tên)
TP HCM, ngày … tháng … năm ……….
Tôi xin cam kết rằng tất cả các số liệu trích dẫn và kết quả nghiên cứu trong đồ án tốt nghiệp đều là trung thực và chính xác Nếu có bất kỳ sự gian lận nào, tôi sẽ hoàn toàn chịu trách nhiệm trước nhà trường về lời cam đoan này.
Lâm Văn Hợi xin gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô trong Khoa Môi Trường - Công Nghệ Sinh Học và các Khoa khác, những người đã truyền đạt và bồi dưỡng cho em kiến thức, phương pháp học tập và nghiên cứu chuyên môn Sự tận tụy và lòng nhiệt huyết của quý thầy cô đã trở thành nguồn động lực giúp em không ngừng cố gắng trau dồi kiến thức và vượt qua những khó khăn trong học tập.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô trong Khoa Môi Trường - Công Nghệ Sinh Học cùng các Khoa khác đã tận tâm dạy dỗ, chia sẻ kiến thức và tạo điều kiện thuận lợi giúp em hoàn thành khóa học.
Em xin kính gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy TS Thái Văn Nam, đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡem hoàn thành tốt Đồán tốt nghiệp này.
Xin chân thành cảm ơn gia đình đã hỗ trợ cả về vật chất lẫn tinh thần trong suốt quá trình học tập Bên cạnh đó, tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến tất cả các bạn bè đã cùng tôi đồng hành và giúp đỡ trong thời gian qua, đặc biệt là trong quá trình thực hiện Đồ án tốt nghiệp này.
Xin chân thành cám ơn !
TP HCM, ngày 10 tháng 08năm 2012
1 TÍNH CẤP THIẾT ĐỀ TÀI 1
6 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 5
7 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN 6
8 CẤU TRÚC CỦA ĐỒ ÁN 6
CHƯƠNG 1 NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ 7
1.1 Ô NHIỄM NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM DO THUỐC NHUỘM VÀ TÁC HẠI CỦA NÓ 7
1.1.1 Ô nhiễm nước thải dệt nhuộm do thuốc nhuộm 7
1.1.2 Tác hại của việc ô nhiễm thuốc nhuôm 9
1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ THUỐC NHUỘM HOẠT TÍNH
TRONG NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM 9
1.3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH PEROXON 23
1.3.1 Cơchế của quá trình Peroxon 23
1.3.2 Ưu điểmcủa quá trình Peroxon 23
1.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đếnquá trình Peroxon 24
THẢI CỦA CÔNG TY CỔ PHẦN DỆT MAY – ĐẦU TƯ – THƯƠNG MẠI
2.1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN DỆT MAY – ĐẦU TƯ – THƯƠNG MẠI THÀNH CÔNG 31
2.1.2Cơ cấu tổ chức và ngành nghề kinh doanh 32
2.2 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA CÔNG TY 37
2.2.1 Đặc điểm và tính chất nước thải của công ty 37
2.2.2 Khảo sát quy trình công nghệ xử lý nước thải của công ty 38
CHƯƠNG 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 42
3.1.2 Xác định điểm tối ưu của quá trình 42
3.2.PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 42
3.2.1 Phương pháp phân tích đầu vào 42
3.2.4 Phương pháp phân tíchtại phòng thí nghiệm 52
3.2.5Phương pháp xử lý số liệu 52
3.2.6Ứng dụng phần mềm Statgraphics 52
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 53
4.1 HIỆU SUẤT XỬ LÝ COD VÀ ĐỘ MÀU TẠI CÁC ĐIỀU KIỆN KHÁC NHAU 54
4.2 XÁC ĐỊNH HIỆU SUẤT TỐI ƯU DỰA TRÊN CÁC THÔNG SỐ THÍ
4.4ĐỀ XUẤT VÀ DỰ ĐOÁN KINH PHÍ VẬN HÀNH 66 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 69
Advanced Non- Photochemical Oxidation Processes
Các quá trình oxy hóa bậc cao không nhờtác nhân ánh sáng
Processes Các quá trình oxy hóa bậc cao
Các quá trình oxy hóa bậc cao nhờ tác nhân ánh sáng
Nhu cầu oxy sinh hoá
5 COD Chemical Oxygen Demand Nhu cầu oxy hoá học
6 CWO Catalysis Wet Oxidation Oxy hóa pha lỏng có xúc tác
7 LD50 Lethal dose, 50% Liều tối thiểu gây chết 50% động vật thí nghiệm.
8 QCVN Quy chuẩn Việt Nam
9 SCWO Supercritical Wet Oxidation Oxy hóa pha lỏng siê u tới hạn
Cacbon hữu cơ toàn phần hay tổng cacbon hữu cơ
Cơ quan bảo vệ môi trưởng Mỹ
12 WAO Wet Air Oxidation Oxi hóa không khí
13 WO Wet Oxidation Oxy hóa pha lỏng
14 WPO Wet Peroxide Oxidation Oxy hóa H 2 O 2
2 Bảng 1.2 Nồng độ thuốc nhuộm trong nướcsông 8
3 Bảng 1.3 Đặc điểm chính của các quá trình oxy hóa pha lỏng 18
4 Bảng 1.4 Xúc tác cho quá trình CWO 19
5 Bảng 1.5 Thếoxy hóa của một cặp oxy hóa khử 20
6 Bảng 1.6 Khả năng oxy hóa của một số tác nhân oxy hóa 21
7 Bảng 1.7 Các quá trình oxy hóa bậccao không nhờ tác nhân ánh sang 22
Các quá trình oxy hóa bậccao nhờ tác nhân ánh sáng 22
Kết quả phân tích các giai đoạn xử lý của hệ thống xử lý nước thải công ty cổ phần dệt may – đầu tư – thương mại Thành Công
10 Bảng 3.2 Danh mục các thiết bị sử dụng trong mô hình thí nghiệm 44
11 Bảng 3.3 Các thông số khảo sát trong mô hình thí nghiệm 47
12 Bảng 4.1 Kết quả phân tích COD và độ màu của mô hình thí nghiệm 53
13 Bảng 4.2 Hiệu suất xử lý COD và độ màuở pH = 7 54
14 Bảng 4.3 Hiệu suất xử lý COD và độ màuở pH = 8 56
15 Bảng 4.4 Hiệu suất xử lý COD và độ màuở pH = 9 57
16 Bảng 4.5 So sánh kết quả phân tích nước thải dệt nhuộm thí nghiệm tối ưu (mẫu C2) với QCVN:13/2008 60
17 Bảng 4.6 Phân tích phương sai ANOVA đối với hiệu suất
20 Bảng 4.9 Phân tích phương sai với Lack-of-fit 64
Dự toán kinh phí vận hành cho phương pháp oxy hóa bậc cao công suất 5000 m 3 /ngày đêm 67
22 Bảng 4.11 Chi phí vận hành trung bình trong một ngày tại
Công ty dệt may Thành Công 67
23 Bảng 4.12 So sánh chi phí vận hành giữa hai phương án 67
2 Hình 1.2 Sự thay đổi thế ξ theo khoảng cách từ bề mặt hạt keo 10
3 Hình 2.1 Logo của Công ty Dệt mayThành Công 31
4 Hình 2.2 Sơ đồ tổ chức của Công ty dệt mayThành Công 34
5 Hình 2.3 Quy trình sản xuất của CT dệt may Thành Công 35
6 Hình 2.4 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải tại của Công ty dệt may Thành Công 39
7 Hình 3.1 Mô hình thí nghiệm 43
8 Hình 3.2 Quá trình tạo Ozone 45
9 Hình 3.3 Mẫu nước thải sau xử lý hóa lý 46
10 Hình 3.4 Hóa chất và dụng cụ thí nghiệm 47
11 Hình 3.5 Cho nước thải vào thùng chứa 49
12 Hình 3.6 Điềuchỉnh nồng độ H 2 O 2 và pH 49
13 Hình 3.7 Mẫu sau xử lý ở thời gian lưu 20 phút 50
14 Hình 3.8 Mẫu sau xử lý ở thời gian lưu 40 phút 50
15 Hình 3.9 Mẫu sau xử lý ở thời gian lưu 60 phút 50
16 Hình 4.1 Đồ thị biễu diễn hiệu suất xử lý COD và độ màuở pH =7 55
17 Hình 4.2 Đồ thị biễu diễn hiệu suất xử lý COD và độ màuở pH =8 56
18 Hình 4.3 Đồ thị biễu diễn hiệu suất xử lý COD và độ màuở pH =9 58
Biểu đồ tìmđiểm tối ưu của hiệu suất COD và đ ộ màu 60
1 Tính cấp thiết của đề tài
Ô nhiễm môi trường do sản xuất công nghiệp và nông nghiệp đang ở mức báo động, với nhiều nhà máy sử dụng công nghệ lạc hậu, gây lãng phí năng lượng và nguyên vật liệu Các loại phế liệu thải ra làm ô nhiễm đất, nước và không khí, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe cộng đồng Đặc biệt, nước thải chứa chất ô nhiễm nguy hiểm, độc hại, khó phân hủy, đã khiến chất lượng môi trường ngày càng nghiêm trọng, đặc biệt từ các doanh nghiệp dệt nhuộm thải nước không đạt tiêu chuẩn.
Nước thải đậm màu từ Công Ty cổ phần Dệt may- Đầu tư - Thương mại Thành Công đang xả thẳng ra kênh Tham Lương, gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng Cụ thể, nồng độ chất BOD 5 trong nước thải vượt tiêu chuẩn loại B tới 2,24 lần, trong khi độ màu vượt 26,13 lần, làm tình trạng ô nhiễm nước ngày càng trầm trọng hơn.
Việc xử lý các chất ô nhiễm trong nước thải đang trở thành một thách thức lớn, vì các phương pháp truyền thống như cơ học, sinh học và hóa lý không thể xử lý triệt để Sự tồn đọng của các chất ô nhiễm này theo thời gian có thể gây ra những tác động nghiêm trọng đến sức khỏe của con người và động vật, ngay cả khi chúng chỉ hiện diện với hàm lượng nhỏ.
Hiện nay, bên cạnh các phương pháp truyền thống như hóa lý, sinh học và cơ học, các phương pháp hiện đại như quá trình oxy hóa bậc cao đã được áp dụng trong xử lý nước và nước thải Những phương pháp này hiệu quả trong việc xử lý nhiều loại nước thải, bao gồm nước thải dệt nhuộm, nước thải rỉ rác từ bãi chôn lấp, nước thải từ thuốc trừ sâu và nước thải chế biến gỗ.
Quá trình oxyhóa nâng cao trên cơ sở Ozone (Peroxon và Catazon)
Quá trình oxy hóađiện hóa
Quá trình xúc tác bán dẫn
Nghiên cứu cho thấy các phương pháp xử lý nước thải hiện tại có hiệu suất cao, nhưng chưa được áp dụng rộng rãi Để kiểm chứng hiệu quả của phương pháp oxy hóa bậc cao, Công ty dệt may Thành Công đã được chọn làm thí nghiệm, nhằm xác định khả năng xử lý của phương pháp này.
Nghiên cứu ứng dụng phương pháp Peroxon nhằm xử lý độ màu hữu cơ và COD trong nước thải dệt nhuộm tại Công ty dệt may Thành Công, TP.Hồ Chí Minh, đã cho thấy hiệu quả cao trong việc cải thiện chất lượng nước thải Phương pháp này không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm mà còn đáp ứng các tiêu chuẩn môi trường, góp phần bảo vệ hệ sinh thái và sức khỏe cộng đồng.
Công nghệ oxy hóa bậc cao sử dụng Ozone kết hợp với hydrogen peroxit (H2O2) được gọi là quá trình Peroxon hoặc Perozon Quá trình này diễn ra khi Ozone tương tác với H2O2, tạo ra hiệu ứng oxy hóa mạnh mẽ.
Mặc dù phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm bằng oxy hóa bậc cao đang được áp dụng rộng rãi tại Việt Nam, nhưng tài liệu tổng quan và báo cáo khoa học về phương pháp này vẫn còn hạn chế Do đó, nghiên cứu này được thực hiện nhằm bổ sung và hoàn thiện cơ sở lý thuyết liên quan đến các phương pháp oxy hóa bậc cao trong xử lý nước thải.
Công nghệ oxy hóa nâng cao sử dụng gốc tự do *HO nổi bật trong việc loại bỏ chất ô nhiễm hữu cơ, đặc biệt là các chất khó phân hủy sinh học Điều này làm cho nó trở thành “chìa khóa vàng” giải quyết các thách thức trong xử lý nước và nước thải hiện nay.
Các nghiên cứu, ứng dụng quá trình Peroxon trên thế giới
Hoigné et al (1977) đã chỉ ra rằng trong môi trường axit, ozone là phương pháp oxy hóa chính, trong khi ở pH cao hoặc với các tác nhân như H2O2, UV, và chất xúc tác, quá trình tạo gốc hydroxyl (*OH) trở nên chủ yếu và hiệu quả oxy hóa được cải thiện Do đó, nhiều nghiên cứu đã tập trung vào việc kết hợp ozone với các tác nhân khác hoặc chất xúc tác để tạo ra gốc *OH, nhằm nâng cao hiệu quả oxy hóa của ozone trong việc xử lý các hợp chất bền vững và khó phân hủy trong nước và nước thải Quá trình này được gọi là oxy hóa nâng cao dựa trên ozone, với H2O2 là tác nhân phối hợp phổ biến nhất, được biết đến với tên gọi Peroxon (O3/H2O2).
Nghiên cứu của Zappi et al (1992) về xử lý clorofooc trong nước ngầm tại Commerce City, Colorado, USA cho thấy hiệu quả cao khi sử dụng hệ O3/H2O2 Với nồng độ clorofooc là 33,4 mg/l, việc cung cấp ozon liên tục ở nồng độ 3 mg/l trong thiết bị phản ứng 1 lít đã giúp loại bỏ khoảng 90% clorofooc chỉ sau 20 phút.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT QUÁ TR ÌNH PEROXON
1.3.1 Cơ chế của quá trình Peroxon
1.3.2 Ưu điểm của quá trình Peroxon
1.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình Peroxon
1.3.4 Cácứng dụng quá trình Peroxon trong xử lý một số loại nước thải tại Việt Nam
CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY VÀ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢICỦA CÔNG TY CỔ PHẦN DỆT MAY – ĐẦU TƯ – THƯƠNG MẠI THÀNHCÔNG
TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN DỆT MAY – ĐẦU TƯ – THƯƠNG MẠI THÀNH CÔNG
2.1.2 Cơ cấu tổ chức và ngành nghề kinh doanh
GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA CÔNG TY
2.2.1 Đặc điểm và tính chất nước thải của công ty
2.2.2 Khảo sát quy trình công nghệ xử lý nước thải của công ty
NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
NỘI DUNG NGHI ÊN CỨU
3.1.2 Xác định điểm tối ưu của quá trình
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM
3.2.1 Phương pháp phân tích đầu vào
3.2.5 Phương pháp xử lý số liệu
3.2.6 Ứng dụng phần mềm Statgraphics