Luận văn thạc sĩ nghiên cứu hiện trạng và đề xuất giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả hệ thống xử lý nước thải tẩy nhuộm tại làng nghề phương la, xã thái phương, huyện hưng hà, tỉnh thái bình

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN -& - Nguyễn Thu Hiền NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI TẨY NHUỘM TẠI LÀNG NGHỀ PHƢƠNG LA, XÃ THÁI PHƢƠNG, HUYỆN HƢNG HÀ, TỈNH THÁI BÌNH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2011 z ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN -& - Nguyễn Thu Hiền NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI TẨY NHUỘM TẠI LÀNG NGHỀ PHƢƠNG LA, XÃ THÁI PHƢƠNG, HUYỆN HƢNG HÀ, TỈNH THÁI BÌNH MÃ SỐ: 60 85 02 CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN: PGS.TS TRẦN THỊ HỒNG Hà Nội - 2011 z MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chƣơng 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan làng nghề dệt nhuộm Việt Nam 1.2 Tổng quan ô nhiễm nước thải tẩy nhuộm 1.2.1 Nhu cầu sử dụng nước công nghệ tẩy nhuộm 1.2.2 Các nguồn gây nhiễm đặc tính nước thải tẩy nhuộm 1.2.3 Các phương pháp sử dụng xử lý nước thải tẩy nhuộm 14 1.2.3.1 Xử lý nước thải phương pháp keo tụ 14 1.2.3.2 Xử lý nước thải phương pháp sinh học 16 1.3 Các nghiên cứu xử lý nước thải tẩy nhuộm 17 1.3.1 Các nghiên cứu giới 17 1.3.2 Các nghiên cứu nước 23 Chƣơng 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24 2.1 Đối tượng nghiên cứu 24 2.1.1 Làng nghề Phương La, xã Thái Phương 24 2.1.2 Các loại nước thải nghiên cứu 26 2.2 Phương pháp nghiên cứu 26 2.2.1 Hóa chất, vật liệu thiết bị sử dụng nghiên cứu 26 2.2.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 27 2.2.3 Nghiên cứu cải tiến hệ thống xử lý Xí nghiệp dệt may Nam Thành 27 Chƣơng 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 30 3.1 Kết điều tra hoạt động sản xuất làng nghề Phương La 30 3.1.1 Nguyên liệu, nhiên liệu hóa chất sử dụng công nghệ sản xuất 30 3.1.2 Quy trình sản xuất làng nghề Phương La 31 3.2 Kết điều tra trạng môi trường làng nghề 35 3.2.1 Môi trường nước 35 3.2.2 Mơi trường khơng khí 38 z 3.3 Kết vận hành hệ thống mơ hình thí nghiệm 39 3.3.1 Kết xử lý nước thải phương pháp keo tụ 39 3.3.2 Kết xử lý nước thải phương pháp aeroten 43 3.4 Kết đề xuất giải pháp cải tiến hệ thống xử lý nước thải tẩy nhuộm Xí nghiệp dệt may Nam Thành, làng nghề Phương La 44 3.4.1 Phương án cải tạo hệ thống xử lý nước thải xí nghiệp 44 3.4.2 Tính tốn cải tạo hệ thống xử lý nước thải 47 3.5 Đánh giá chi phí hiệu đầu tư 55 3.5.1 Đánh giá chi phí đầu tư 55 3.5.2 Đánh giá hiệu đầu tư 58 Kết luận kiến nghị 59 Kết luận 59 Kiến nghị 60 Tài liệu tham khảo 61 Phụ lục z DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BOD5: Biochemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxy sinh hóa BVMT: Bảo vệ Mơi trường CN – TTCN: Công nghiệp – Tiểu thủ công nghiệp COD: Chemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxy hóa học DN: Doanh nghiệp PA: Polyacrylamit Copolimer PAC: Poly Aluminum Clorua SS: Suspended solid – Rắn lơ lửng TNHH: Trách nhiệm hữu hạn TW: Trung ương QCVN: Quy chuẩn Việt Nam z DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Các chất gây ô nhiễm đặc tính nước thải tẩy nhuộm Bảng 1.2 Đặc tính nước thải số xí nghiệp tẩy nhuộm Việt Nam Bảng 1.3 Thuốc nhuộm chất thải q trình hồn thiện vải Bảng 1.4 Lưu lượng dòng nước công đoạn nhà máy tẩy nhuộm điển hình Istanbul, Thổ Nhĩ Kì Bảng 1.5 Các thơng số nhiễm công đoạn lựa chọn nghiên cứu nhà máy tẩy nhuộm điển hình Istanbul, Thổ Nhĩ Kì 10 Bảng 1.6 Thơng số nhiễm dịng thải nhà máy tẩy nhuộm gây nhiễm điển hình Istanbul, Thổ Nhĩ Kì 13 Bảng 1.7 So sánh chất lượng nước sau q trình xử lý ozon hóa kết hợp với keo tụ trình trao đổi ion, nghiên cứu Lin Chen Đài Loan 19 Bảng 1.8 Hiệu sử dụng chất keo tụ để xử lý loại nước thải khác 20 Bảng 3.1 Lượng nước thải phát sinh làng nghề Phương La 35 Bảng 3.2 Kết phân tích nước thải sau hệ thống xử lý số doanh nghiệp làng nghề Phương La 37 Bảng 3.3 Kết phân tích chất lượng mơi trường khơng khí xung quanh Xí nghiệp dệt may Nam Thành 39 Bảng 3.4 Điều kiện tối ưu trình keo tụ nước thải mẫu A1 40 Bảng 3.5 Điều kiện tối ưu trình keo tụ nước thải mẫu A2 41 Bảng 3.6 Điệu kiện tối ưu trình keo tụ nước thải mẫu A3 42 Bảng 3.7 Sự phát triển vi sinh vật theo thời gian 43 Bảng 3.8 Kết xử lý bể Aeroten 44 Bảng 3.9 Chi phí vận hành cho khối nước thải 55 z DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Sự phân bố làng nghề Việt Nam theo khu vực Hình 1.2 Sự hình thành keo 15 Hình 2.1 Mơ hình xử lý nước thải tẩy nhuộm Xí nghiệp dệt may Nam Thành 28 Hình 3.1 Sơ đồ cơng nghệ sản xuất làng nghề 33 Hình 3.2 Hiện trạng hệ thống xử lý nước thải doanh nghiệp làng nghề Phương La .37 Hình 3.3 Ảnh hưởng nồng độ chất keo tụ đến hiệu xử lý màu COD mẫu A1 40 Hình 3.4 Ảnh hưởng nồng độ chất keo tụ đến hiệu xử lý màu COD mẫu A2 41 Hình 3.5 Ảnh hưởng nồng độ chất keo tụ đến hiệu xử lý màu COD mẫu A3 42 Hình 3.6 Sơ đồ dây chuyền hệ thống xử lý nước thải cải tạo 56 z MỞ ĐẦU Phát triển mở rộng hoạt động sản xuất công nghiệp liền với vấn đề tăng khả ô nhiễm môi trường Vì vậy, sách Đảng Nhà nước ta quan tâm đến cơng tác kiểm sốt xử lý ô nhiễm môi trường đặc biệt công tác xử lý nước thải đô thị, nhà máy khu công nghiệp Luật Bảo vệ Môi trường ban hành ảnh hưởng tích cực đến tư người dân vấn đề Bảo vệ Môi trường Nhờ vậy, vấn đề ô nhiễm môi trường nước thải gây cải thiện cách đáng kể Tuy nhiên, vấn đề phức tạp, khó quản lý chưa xử lý triệt để, nhiều sở sản xuất có nguồn thải nhiễm nặng gây ảnh hưởng xấu đến môi trường nên vấn đề xử lý nước thải nhiều bất cập vấn đề gây xúc tồn xã hội Có nhiều đơn vị sản xuất chí chưa có hệ thống xử lý nước thải có xuống cấp khơng hoạt động hay khơng cịn phù hợp với cơng suất cơng nghệ dẫn đến ô nhiễm môi trường nghiêm trọng Làng nghề Phương La, xã Thái Phương, huyện Hưng Hà, tỉnh Thái Bình làng nghề sản xuất kinh doanh chuyên ngành may mặc Sự hoạt động làng nghề tạo công ăn việc làm cho lượng lớn cán công nhân địa bàn tỉnh, bên cạnh thực đầy đủ nghĩa vụ thuế đóng góp khác nhằm góp phần xây dựng tỉnh Thái Bình ngày phát triển Tuy nhiên, phát triển tự phát, khơng có quy hoạch cụ thể hạng mục bảo vệ mơi trường xuống cấp khơng cịn phù hợp với công suất công nghệ sản xuất Do đó, chất lượng nước thải sau xử lý khơng đạt quy chuẩn cho phép nên làm ô nhiễm môi trường ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe đời sống người dân z Từ yếu tố nêu trên, đề tài: “Nghiên cứu trạng đề xuất giải pháp nhằm nâng cao hiệu hệ thống xử lý nước thải tẩy nhuộm làng nghề Phương La, xã Thái Phương, huyện Hưng Hà, tỉnh Thái Bình” lựa chọn để nghiên cứu làm sở cho việc triển khai áp dụng thực tế z Chƣơng 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan làng nghề dệt nhuộm Việt Nam Tính đến nay, nước có khoảng 2017 làng nghề, thuộc 11 nhóm ngành nghề khác nhau, gồm 1,4 triệu hộ tham gia sản xuất, thu hút 11 triệu lao động Nhiều tỉnh có số lượng làng nghề lớn Hà Tây (cũ) 280 làng nghề, Bắc Ninh 187 làng nghề, Hải Dương 65 làng nghề, Hưng Yên 48 làng nghề với hàng trăm ngành nghề khác nhau, phương thức sản xuất đa dạng Tuy nhiên, phân bố phát triển làng nghề lại không đồng nước Các làng nghề miền Bắc phát triển miền Trung miền Nam, chiếm gần 70% số lượng làng nghề nước (1594 làng nghề), tập trung nhiều mạnh vùng đồng sông Hồng Miền Trung có khoảng 111 làng nghề, cịn lại miền Nam 300 làng nghề [Hiệp Hội làng nghề Việt Nam, 2009] 15.5 5.5 Miền Bắc 79 Miền Trung Miền Nam Hình 1.1 Sự phân bố làng nghề Việt Nam theo khu vực Các làng nghề dệt nhuộm có truyền thống hàng trăm năm, gắn liền với sắc văn hóa dân tộc góp phần vào tăng trưởng kinh tế xã hội đất nước Các mặt hàng dệt nhuộm Việt Nam có mặt xuất sang thị trường Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài Loan, EU khách hàng ưa chuộng với mặt hàng chủ yếu loại khăn tắm, khăn mặt, vải thổ cẩm, gấm, lụa, đũi z hóa chất Điện bơm kW 0,055 Số lượng bơm Cái Số bơm hoạt động Cái Số hoạt động Giờ II Chi phí hóa chất định lƣợng 190.000 Hóa chất khử màu 90.000 Hóa chất keo tụ 90.000 Hóa chất trợ keo tụ 10.000 III Chi phí nhân cơng Số ca làm việc IV 181.818 Ca Số nhân công ca Người Lương nhân công đ/tháng 2.000.000 181.818 181.818 Chi phí tổng (đ/ngày) IV = I + II + III 570.502 Chi phí tổng (đ/m3) IV/200(m3/ngày) 2.854 Vậy chi phí vận hành khối nước hệ thống sau cải tạo là: 2.850đ/m3 3.5.2 Đánh giá hiệu đầu tư Khi hệ thống xử lý nước thải cải tạo đưa vào hoạt động giải vấn đề nhiễm mơi trường Xí nghiệp dệt may Nam Thành mơ hình điển hình cho doanh nghiệp khác làng nghề Phương La áp dụng để xử lý nước thải doanh nghiệp 63 z KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Từ kết nghiên cứu, nhằm đánh giá trạng môi trường làng nghề Phương La, xã Thái Phương, huyện Hưng Hà, tỉnh Thái Bình qua nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu xử lý nước thải doanh nghiệp khu vực làng nghề Phương La, rút kết luận: - Hệ thống xử lý nước thải doanh nghiệp làng nghề Phương La, xã Thái Phương, huyện Hưng Hà, tỉnh Thái Bình hoạt động khơng hiệu Nước thải sau hệ thống xử lý doanh nghiệp làng nghề thải không đạt quy chuẩn QCVN 13:2008/BTNMT cột B - Đã cải tiến mơ hình xử lý nhằm nâng cao hiệu xử lý nước thải làng nghề Phương La, xã Thái Phương, huyện Hưng Hà, tỉnh Thái Bình Xí nghiệp dệt may Nam Thành + Nghiên cứu sử dụng chất keo tụ PAC chất trợ lắng PA giai đoạn xử lý keo tụ nước thải để loại bỏ chất lơ lửng, độ màu COD nước thải tạo điều kiện thuận lợi cho giai đoạn xử lý vi sinh + Hàm lượng COD giảm từ 980 xuống 467mg/l đạt hiệu xử lý 52,3% + Độ màu giảm từ 1135 xuống 486 (Pt-Co) đạt hiệu xử lý 57,2% - Bên cạnh đó, đề tài nghiên cứu trình phát triển vi sinh vật bùn hoạt tính xử lý nước thải bể Aeroten kết hợp với trình keo tụ cho hiệu xử lý nước thải cao Nước sau xử lý thiết bị keo tụ lắng kết hợp với Aeroten đạt quy chuẩn cho phép ngành dệt may - Đề xuất phương án cải tạo hệ thống xử lý nước thải Xí nghiệp dệt may Nam Thành làng nghề Phương La, xã Thái Phương, huyện Hưng Hà, tỉnh Thái Bình đảm bảo nước thải đạt Quy chuẩn QCVN 13:2008/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải công nghiệp dệt may 64 z Kiến nghị Qua kết điều tra trạng, khảo sát đánh giá hiệu sản xuất trạng môi trường làng nghề dệt nhuộm Phương La, Thái Bình cho thấy vấn đề mơi trường, đặc biệt môi trường nước bị ô nhiễm, cần quan tâm tìm biện pháp giải phù hợp khả thi Mặc dù mô hình hệ thống xử lý nước thải Xí nghiệp dệt may Nam Thành hoạt động tốt, nhiên cần tiếp tục thực nghiên cứu thử nghiệm để hồn chỉnh cơng nghệ xử lý nước thải tẩy nhuộm phương pháp kết hợp hóa, lý, sinh Từ nhân rộng doanh nghiệp khác làng nghề Phương La, xã Thái Phương, huyện Hưng Hà, tỉnh Thái Bình 65 z TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Lê Văn Cát (1999), Cơ sở hóa học kỹ thuật xử lý nước, Nhà xuất Thanh Niên, Hà Nội Phạm Thị Thu Hương (2003), Xây dựng quy trình xử lý nước thải làng nghề dệt nhuộm Tương Giang tỉnh Bắc Ninh, Luận văn thạc sĩ, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Hà Nội Trịnh Xuân Lai (2008), Xử lý nước cấp cho sinh hoạt công nghiệp, Nhà xuất Xây Dựng, Hà Nội Trịnh Xn Lai (2003), Tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Trần Văn Nhân, Ngơ Thị Nga (1999), Giáo trình cơng nghệ xử lý nước thải, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Lương Đức Phẩm (2002), Công nghệ xử lý nước thải phương pháp sinh học, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội Lê Ngọc Thắng (2001), Nghiên cứu mức độ ô nhiễm xây dựng mô hình xử lý nước thải làng nghề dệt nhuộm thơn Nha Xá, xã Mộc Nam, Duy Tiên, Hà Nam, Khóa luận tốt nghiệp, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Hà Nội Hoàng Trung Thành (2005), Nghiên cứu hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm Dương Nội, Hoài Đức, Hà Tây, Luận văn thạc sĩ, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Hà Nội Cao Hữu Trượng, Hồng Thị Lĩnh (1995), Hóa học thuốc nhuộm, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội 10 UBND xã Thái Phương (2010), Báo cáo trạng kinh tế xã hội xã Thái Phương, huyện Hưng Hà, tỉnh Thái Bình 66 z 11 Xí nghiệp dệt may Nam Thành (2010), Hồ sơ kinh tế kỹ thuật dự án: Xây dựng hệ thống xử lý nước thải tẩy nhuộm xí nghiệp dệt may Nam Thành” Tiếng Anh 12 Boulding, K.E (2002), “The effect of pre-ozonation on the H2O2/UV-C treatment of raw and biologically pre-treatment textile industry wastewater”, Publishing Water Science and Technology, 45 (12), pp 297-304 13 EPAQ (US Environmental Protection Agency) (December 1998), Handbook on advanced photochemical oxidation processes, Office of research and development, Washington, DC 20460 14 Jan Perkowshi, Lech Kos (2003), “Decolouration of real textile wastewater with advanced oxidation processes”, Fibers and Textile in Eastern Europe, 11 (3), pp 67-71 15 Lin S.H and Chen M.L (1997), Combined ozonation and ion exchange treatments of textile wastewater effluents, Engineering Yuan Ze, Instetule of Technology Neiliu Taoyuan 320, Taiwan, ROC 16 Miyoshi, Y (2000), Treatment technology for colored wastewater, Basic Research Division, the Tokyo Metropolitan rearch, Institute for Environmental Protection 17 Robert J Stephenson R.J and Sheldong J.B.D (1995), Coagulation and precipitation of a mechanical pulping effluent – I Removal of carbon, colour and turbidity, Canada 18 Sevimli M.F and Kinaci C (2002), Decolorization of textile wastewater by ozonation and Fenton’s process, Selcuk University, Engineer and Architectual Faculty, Department of Civil Engineering Campus, Konya 67 z PHỤ LỤC I MÁY MÓC THIẾT BỊ SẢN XUẤT VÀ SẢN PHẨM CỦA XÍ NGHIỆP 68 z Ảnh 1.1 Khăn mộc trước nấu, tẩy xí nghiệp Ảnh 1.2 Nồi 69 z Ảnh 1.3 Nồi nấu Ảnh 1.4 Hóa chất sử dụng giặt, tẩy 70 z Ảnh 1.5 Các máy ngâm Javen, giặt xí nghiệp Ảnh 1.6 Thiết bị sấy xí nghiệp 71 z Ảnh 1.7 Sản phẩm sau sấy Ảnh 1.8 Sản phẩm hồn thành đóng kiện 72 z PHỤ LỤC II ẢNH CHỤP TRONG QUÁ TRÌNH NGHIÊN CỨU 73 z Ảnh 2.1 Tác giả lấy mẫu thực địa 74 z Ảnh 2.2 Bể lọc Ảnh 2.3 Bể lắng 75 z Ảnh 2.4 Nguồn tiếp nhận nước sau xử lý 76 z PHỤ LỤC III BẢN VẼ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI HIỆN TẠI VÀ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI CẢI TIẾN 77 z ... tài: ? ?Nghiên cứu trạng đề xuất giải pháp nhằm nâng cao hiệu hệ thống xử lý nước thải tẩy nhuộm làng nghề Phương La, xã Thái Phương, huyện Hưng Hà, tỉnh Thái Bình? ?? lựa chọn để nghiên cứu làm sở... Nguyễn Thu Hiền NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI TẨY NHUỘM TẠI LÀNG NGHỀ PHƢƠNG LA, XÃ THÁI PHƢƠNG, HUYỆN HƢNG HÀ, TỈNH THÁI BÌNH MÃ SỐ:... đạt hiệu xử lý nên nước thải sau xử lý không đạt đảm bảo QCVN 13:2008/BTNMT, cột B Do đó, nhằm nâng cao hiệu hệ thống xử lý nước thải luận văn nghiên cứu theo phương án: xử lý nước thải keo tụ