Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật cơ sở hạ tầng: Nghiên cứu ứng dụng phương pháp fenton để nâng cao hiệu quả trong hiệu quả trong xử lý nước thải dệt nhuộm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIEN NÔNG THÔN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

TẠ QUANG THỌ

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP FENTON

DE NÂNG CAO HIỆU QUA TRONG XỬ LÝ NƯỚC THAI DET NHUỘM

LUẬN VĂN THẠC SĨ

HÀ NOI - 2016

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNTTRUO

TA QUANG THỌ

NGHIÊN CỨU UNG DUNG PHƯƠNG PHAP FENTONDE NÂNG CAO HIỆU QUA TRONG XU LÝ NƯỚC THAI

LỜI CÁM ƠN

Trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu luận văn này, tác giả đã nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ qúy báu của các Thầy, Cô và các bạn Với lòng

kính trong và biết ơn sâu sắc, tác giả xin được bay tỏ lòng cảm ơn chân thànhnhất tới Ban giám hiệu, Phòng đảo tạo đại học và sau đại học, Khoa Kỹ thuật tài

nguyên nước - Trường Đại học Thúy lợi đã tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ

tác giả trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn.

n~ PGS.TS ĐoànĐặc biệt tác giả xin trân trọng cảm ơn cô giáo hướng,

‘Thu Hà đã hết lòng giúp đỡ, ủng hộ và hướng dẫn cho tác giả trong suốt quá trình nghiên cứu để hoàn thảnh luận văn tốt nghiệp.

Xin chân thành cảm ơn cá luận văn đã chohay, Cô trong hội đồng chắt

tác giả những đóng góp qui báu để hoàn chỉnh luận văn này.

Do hạn chế về thời gian vả khả năng hiểu biết, luận văn của tác giả khó.

tránh khỏi những thiểu sót, tác giả mong nhận được sự chỉ bảo của các TIsiáo, Cô giáo, các bạn học viên dé có thé hoàn thiện hơn giá trị luận văn này.

Xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội ngày thing nim 2016Tác giả

‘Ta Quang Thọ

BAN CAM KET

“Tên tác giả: Tạ Quang Tho Mã số học viên: 1482580210008

Học viên cao học: 22CTN21

“Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ sở hạ ting

Khóa học: 22 đợt 2

Tôi xin cam đoan luận văn nay hoàn toàn do tôi thực hic, đưới sự hướng

dẫn của PGS.TS Đoàn Thu Hà Các số liệu có nguồn gốc rõ rằng tuân thủ theo đúng quy định Kết quả nêu trong luận văn chưa từng được ai công bố trong bắt

kỳ công trình nào.

Hà Nội, ngày — tháng nam 2016"Tác giả

Ta Quang Tho

MỤC LỤC

PHAN MO BAU

1 Tinh cấp thiết của đi

2 Mục tiêu nghiên cứu 23 Phương pháp nghiên cứu của đề tải 3

4 Kết quả dự kiến đạt được 3

'CHƯƠNG 1 TONG QUAN VE NGÀNH DET NHUỘM VÀ QUY TRINH

CONG NGHE SAN XUAT CUA CONG TY DET NHUQM XUAN HƯƠNG seed 1.1, TONG QUAN VE NGÀNH DET NHUỘM - «n4

1.1.1 Các quá trình cơ bản trong công nghệ đột nhuộm 4

1.1.2 Các loại thuốc nhuộm thường dùng trong ngảnh dệt nhuộm 8 1.1.3 Nhu cầu về nước và nước thai trong xí nghiệp dệt nhudm 10 1.14, Các chất gây 6 nhiễm chính trong nước thải đột nhuộm "

1.15 Ảnh hưởng của các chất gây 6 nhiễm trong nước thải ngành dét nhuộm

đến nguồn tiếp nhận „14 1.2,QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SAN XUẤT CUA CÔNG TY DET NHUỘM XUAN HƯƠNG 14 1.2.1 Quy trình sản xuất

"-1⁄22, Hiện trang môi trường tại công ty seo 20

1.2.3 Kết qua quan trắc chất lượng nược thải của hệ thống xử lý nước thải hiện

hành 20

1.3 MỘT SỐ SƠ ĐÔ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THAI DET NHUỘM 21 1.3.1 Qui trình công nghệ tổng quát xử lý nước thải đệt nhuộm 21

1.3.2 Các phương pháp xử lý nước thải đệt nhuộm đang được áp dụng 23

1.3.3, Phương án xử lý nước thải dệt nhuộm trong nước và trên thé giới 29 CHƯƠNG 2: CÁC QUÁ TRÌNH OXY HÓA NÂNG CAO, CƠ SỞ LÝ THUYÉT CUA QUÁ TRÌNH FENTON VÀ NGHIÊN CỨU KET QUA

2.1 CÁC QUÁ TRINH OXY HÓA NÂNG CAO 34

2.1.1 Định nghĩa „342.12 Phnloại _ „" ` 352.1.3 Tình hình nghiên cứu và áp dụng các quá trình oxy hóa nâng cao hiện

nay 36

2.2 CƠ SỞ LY THUYET CUA QUA TRINH FENTON sae 36 2.2.1 Quá trình Fenton đồng thể 5-s5sss<sscse-ce ST

2.2.2 Quá trình Fenton dj thé oA223 Các quá trình Fenton cải tiến 4

2.3 NHỮNG NHÂN TO ANH HƯỚNG ĐỀN QUÁ TRINH FENTON 47

23.1 Ảnh hưởng của độ pH: 472.3.2 Ảnh hưởng của ti lệ Fe2+/H202 va loại ion Fe (Fe2+ hay Fe3+) 482.3.3 Ảnh hưởng của các anion vô 60% : : 49

23.4 Ứng dụng phương pháp Fenton trong xử lý nước thải 50 2.4 KET QUA CAC THÍ NGHIEM ĐÃ NGHIÊN CUU 52 2.4.1 Xác định các thông số đầu vào ban đầu SD

3⁄42 Khảo sit sơ bộ ảnh hưởng của pH 5

243 Khảo sắt gid tr pH tối ưu 5s 2.44 Khảo sắt sơ bộ ảnh hưởng của lượng Fe** đến quá trình Fenton 56 2.4.5 Khảo sát lượng Fe” tối ưu cho quá trình Fenton.

24.6 Khảo sit lượng H;O; sơ bộ cho quả trình Fenton

24.7 Khảo sit lượng H,O; tối ưu cho quá trinh Fenton.

24.8 Khảo sắt ảnh hưởng của xúc tác dị thé MnSO,.

2.4.9 Khảo sắt ảnh hưởng xúc tác đồng thể axit oxalic 682.4.10 Khảo sắt hiệu qua xử lý của quá trình Fenton 6“

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KE VÀ KHÁI TOÁN KINH PHÍ HỆ THONG XỬ LÝ NƯỚC THÁI NHÀ MAY DET NHUỘM „66 3.1, CƠ SỞ LỰA CHỌN CÔNG NGHE 66

3.1.1 Việc lựa chọn sơ đỗ công nghệ dựa vào các yếu tổ cơ bản sau 66,

3.1.2, Các chỉ tikinh tế kỹ thuật khác.

3.1.3 Các phương án được đề xuất

3.2 TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRINH DON VỊ

3.4 Khái toán chỉ phí của hệ thống.

3.4.1 Khái toán chi phí xây dựng

3.42, Khái toán chỉ phí quản lý

3.5 Đánh giá hiệu quả môi trường của hệ thống

KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ Kết luận:

Kiến nghị:

TÀI LIỆU THAM KHẢO

3.3.2 Chất trợ lắng polymer dang bột sử dụng ở bẻ điều hòa.

9393

DANH MỤC HÌNH VE

Hình 1.1 Sơ đồ tổng quát quy trình đệt nhuộm 7 Hình 1.2 Giản đỗ nhuộm Cellulose bằng thuốc nhuộm hoạt tính 16 Hình 1.3: So dé quy trình nhuộm tại công ty 18 Hình 1.4: Sơ dé qui trình công nghệ tổng quát xử lý nước thải nhuộm vai 22 Hình 1.5: Sơ dé hệ thống xử lý nước thải theo quá trình tăng trưởng lơ lửng 27

Hình 1.6: Sơ đồ ệ thống xứ lý nước thải theo quá trình vi sinh đính bám 28

Hình 2.1: Quá trình Fenton điện hóa

Hình 2.3: Ảnh hưởng của nỗng độ HA ban dau đến sự phân huỷ benzen trong hệ

2.2: Ảnh hưởng của pH đến sự phân huỷ benzen trong hệ thống Fenton 46

thống Fenton cải tiến tại pH = 5 ¬ ¬ esses đ7 Hình 2.4: Ảnh hưởng của pH đến sự phân huỷ benzen trong hệ thống Fenton 48

Hình 2.5: Phương trình đường chuẩn độ màu 53

Hình 2.6 Đồ thi quả in mối tương quan giữa xử lý COD và pH 54

Hình 2.7: Đồ thị thể hiện mỗi tương quan giữa hiệu quả xử lý COD, độ màu và

Hình 2.12: Đồ thị thể hiện mỗi tương quan giữa hiệu quả xử lý COD, độ màu valượng xúc tác MnSO, sir dung “

DANH MỤC BANG BIEU

Bang] 1: Pham vi sử dung các loại thuốc nhuộm trong công nghiệp dệt 8

Bang] 2: Các chất gây ô nhiễm và đặc tính nước thai ngành dột - nhuộm 12

Bang].3: Đặc tính nước thai của một số xí nghiệp Dét nhuộm ở Việt Nam 12

Bảng! 4: Nông độ của một số chất ô nhiễm trong nước thải Dệt nhuộm l3 Bảng! 5: Tinh chất nước thải của các nhà máy Dệt nhuộm ở TP Hé Chí Minh 13 Bảng] 6: Tinh chất nước thai của các nhà máy Dệt nhuộm ở Hà Nội 13

Bang 1.7: Mô tả quy trình công nghệ nhuộm vải 19

Bảng 1.8: Thành phần nước thải Công ty dét nhuộm Xuân Hương, 20 Bang 1.9: Thành phần tính chất nước thải nhuộm 21

Bảng 2.1 Thể oxy hóa của một số tác nhân oxy hóa thưởng gặp 35Bảng 2.2 Phân loại các quả trình oxy hóa nâng cao

_-Bảng 2.3 Những hợp chit hữu cơ bị oxy hoá bởi gốc *OH đã nghiên cứu 40 Bảng 2.4: Bảng so sánh thông số nước thải đầu vào 52

Bảng 2.5, Hiệu qua xử lý của phương pháp Fenton 64

Bảng 3.1 Các thông số nước thải đầu vào công ty dét nhuộm Xuân Huong 66 Bảng 3.2: Kết quả tính toán lưới chắn rác 72 Bảng 3.3: Kết qua tính toán bé thu gom 73 Bảng 3.4: Kết quả tính toán bề điều hòa

Bang 3.5: Thông số thiết kế bể oxi hóa Fenton Bảng 3.6: Thông số thiết kế bể trung gian Bang 3.7: Thông số thiết kế bé lắng

Bảng 3.8: Thông số thiết kế bé khử tring 90

Bảng 4.1: Khái toán chỉ phí cácông trình phải xây dựng 94

ĐANH MỤC CHỮ VIET TAT

Biological Oxygen Demand

Bộ Tai nguyên và Môi trườngcop ‘Chemical Oxygen DemandDO Dissolved oxygen

HA Axit Humic

QCVN ‘Quy chuân Việt Nam

TCVN “Tiêu chuân Việt Nam TSS Total Suspended Solid

SBR Requencing Batch Reactor

PHAN MỞ DAU 1 Tính cấp thiết của đề tài

Trong những năm gin đây phát triển kinh tế gắn với bảo vệ môi trường là chủ 48 tập trung sự quan tâm của nhiều nước trên thé giới Một trong những vấn để đặt ra cho các nước đang phát triển trong đó có Việt Nam là cải thiện môi trường ô nhiễm do các chất độc hại do nền công nghiệp tạo ra Điển hình như các ngành công nghiệp cao su, hóa chat, công nghiệp thực phẩm, thuốc bảo vệ

thực vật, y được, luyện kim, xi mạ, giấy đặc biệt là ngành dệt nhuộm dang

phat triển mạnh mẽ và chiếm kim ngạch xuất khẩu lớn của Việt Nam.

Ngành đột nhuộm đã phát triển từ rất lâu trên thể giới nhưng nó chỉ mới

hình thành va phát triển hơn 100 năm nay ở nước ta Ngành dệt nhuộm thu hút

nhiều lao động góp phan giải quyết việc làm và phi hợp với những nước đang phát triển không có nén công nghiệp nặng phát triển mạnh như nước ta Hầu hết

các nhà máy, xí nghiệp dét nhuộm ở nước ta đã có hệ thống xử lý nước thải tuy

nhiên nước thải đầu ra chưa đạt QCVN 13-MT: 2015/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp dệt may.

Trong quá trình sản xuất ngành đệt nhuộm sử dụng một lượng nước rất lớn ‘va nguồn phát sinh ra nước thải ở nhiều công đoạn khác nhau, thay đồi theo từng loại sản phẩm Nhưng đặc trưng của loại nước thải nay là có chứa các chất hữu cơ có độ pH cao khó phân hủy và nhiều tạp chat độc hại khác như các chat tạo mau vải, chất ngâm tẩy Các chất này thường có chứa các ion kim loại hòa tan, hay kim loại nặng rất khó phân hủy trong môi trường, có thé gây 6 nhiễm môi trường trim trong trong thời gian dải Ngoài ra, nước thải dét nhuộm thường có độ màu rất lớn, thay đổi thường xuyên tủy loại thuốc nhuộm và có nhiệt độ cao Nếu chưa được xử lý hoặc xử lý chưa đạt tiêu chuẩn mà thai ra ngoài thì các hóa chat này có thé giết chết vi sinh vật xung quanh, làm chết cá, các loại động vật sống dưới nước, các chất độc này côn có thé thắm vào dat, tổn tại lâu dài và ảnh hưởng tới nguồn nước ngầm, bên cạnh đó còn ảnh hưởng đến đời sống của con

Hiện nay, các nhà máy dệt nhuộm tại Việt Nam chủ yếu áp dụng công nghệ sinh học để xử lý nước thải như công nghệ Acroten bin hoạt tính truyền thống,

Aeroten theo mẻ, công nghệ vật liệu đệm vi sinh Tại một số nhà máy có kết hop

xử lý bằng công nghệ sinh học và công nghệ hóa học, tuy nhiên việc ứng dụng công nghệ hóa học bằng phương pháp oxy hóa Fenton chưa được áp dụng ở

nước ta

Việc nghiên cứu, đánh giá hiệu quả phương pháp oxy hóa Fenton trong xử.lý nước thải ngành đệt nhuộm là một hướng mới dé đưa công nghệ hóa học đượcáp dụng rộng rãi hơn, hiệu quả xử lý đòi hỏi đảm bảo tiêu chuẩn cho phép, sản

phẩm thứ phát hạn chế ảnh hưởng đến môi trường xung quanh.

Vi vậy em đã lựa chọn đề tài luận văn “Nghiên cứu ứng dụng phương

pháp FENTON để nâng cao hiệu quả trong xử lý nước thải dệt nhuộm” dé

, ứng dụng kết

nghiên cứu kết quả thực nghiệm, đánh giá được hiệu quả xử

n để thiết kế hệ thống xử lý nước thải tại Công ty dệt

- Hiện trang ô nhiễm nước thải tại Công ty dệt nhuộm Xuân Hương.

- Nghiên cứu tìm hiểu công nghệ xử lý nước thải trên thé giới, phân tích ưu

nhược điểm.

~ Nghiên cứu về các phương pháp Oxy hóa nâng cao và quá trình Fenton

- Ap dung kết quả thí nghiệm theo phương pháp Fenton vào công nghệ xử

lý nước thải dệt nhuộm.

- Khái toán được kinh phí, giá thành xử lý và hiệu quả môi trường của dây

chuyển lựa chọn.

3 Phương pháp nghiên cứu của dé tài

Trong quá trình nghiên cứu, hoàn thiện, luận văn dựa trên cơ sở vận dụngphép duy vật biện chứng kết hợp với các phương pháp sau: Phương pháp thu

thập tài ố liệu; Phương pháp phân tích, xử lý, đánh giá số liệu; Phương pháp kế thừa kết quả mô hình xử lý trong phòng thí nghiệm; Phương pháp hệ thống hóa,

Đề tài thực hiện do hướng dẫn của giảng viên có chuyên môn nhằm đánh giá về mặt khoa học đề tài.

4 Kết quả dự kiến đạt được

- Đánh giá được hiện trạng của tình hình xử lý nước thải dét nhuộm tại khuvực nghiên cứu;

- Đánh giá được kết quả thực nghiệm của phương pháp Fenton để để xuất

giải pháp nâng cắp hệ thống xử lý nước thải phủ hợp cho xí nghiệp đệt nhuộm;

- Đánh giá hiệu quả môi trường của trạm xử lý nước thai cho xi nghiệp dệtnhuộm.

- Đánh giá được hiệu quả đầu tư của công nghệ xử lý nước thải

TONG QUAN VỀ NGÀNH DET NHUỘM VA QUY TRINH CÔNG NGHỆ SAN XUẤT CỦA CÔNG TY DẸT NHUỘM XUÂN HƯƠNG

1.1 TONG QUAN VE NGÀNH DET NHUỘM

Nghanh dệt là nghành công nghiệp có day chuyển công nghệ phức tap, áp dụng nhiều loại hình công nghệ khác nhau Đồng thời trong qué trình sản xuất sử dụng các nguồn nguyên liệu, hóa chất và cũng sản xuất ra nhiều mặt hàng có mẫu mã, mau sắc, chủng loại khác nhau Tùy theo quy mô của cơ sở đệt nhuộm, tính chất của nguyên liệu, tính chất của sản phẩm, trình độ công nghệ mà các công đoạn dệt nhuộm tai các cơ sở khác nhau nhiều hay ít

Nguyên liệu chủ yếu là xơ bông, xơ nhân tạo để sản xuất các loại vải

cotton, vải pha và len Ngoài ra côn sử dụng các nguyên liệu như lông thú, daygai, tơ tim để sản xuất các mặt hang tương ứng.

1.1.1 Các quá trình eo bản trong công nghệ đột nhuộm

Thông thường công nghệ dệt - nhuộm gồm ba quá trình cơ bản: kéo sợi, dét

vải và xử lý (nấu tay), nhuộm và hoàn thiện vải Trong đó được chia thành các

công đoạn sau:

Lam sạch nguyễn liệu: Nguyên liệu thường được đồng dưới các dạng kiện

bông thô chứa các sợi bông có kích thước khác nhau cùng với các tạp chất tự

nhiên như bụi, đất, hạt, cỏ rac Nguyên liệu bông thô được đánh tung, làm sạch

và trộn đều Sau quá trình làm sạch, bông được thu dưới dạng các tắm phẳng đều.

Chai: Cúc sợi bông được chai song song và tạo thành các sợi thô,

Kéo sợi, đảnh ống, mắc soi: Tiếp tục kéo thô tại các máy sợi con dé giảm kích thước sợi, tăng độ bền và quấn sợi vào các ống sợi thích hợp cho việc đệt vải Sợi con trong các ống nhỏ được đánh dng thành các quả to dé chuẩn bị dét vải Tiếp tục mắc sợi là dồn qua các quả ông để chuẩn bị cho công đoạn hỗ sợi.

Hỗ sợi doc: Hồ sợi bằng hồ tinh bột và tinh bột biến tinh để tạo mang hồ ‘bao quanh sợi, tăng độ bền, độ trơn và độ bóng của sợi để có thé tiến hành dệt

vải Ngoài ra còn dùng các loại hồ nhân tạo như polyvinylalcol PVA,polyacrylat

Đột vải: Kết hợp soi ngang với sợi dọc đã mắc thành hình tim vải mộc Giữ hỏ: Tach các thành phần của hồ bám trên vai mộc bằng phương pháp enzym (1% enzym, muối và các chất ngắm) hoặc axit (dung dich axit sunfuric 0.5%) Vải sau khi giữ hồ được giặc bằng nước, xà phòng, xút, chất ngắm rồi đưa sang nấu tây.

Nau vải: Loại trừ phần hỗ còn lại và các tạp chất thiên nhiên như dầu mỡ, sắp Sau khi nấu vai có độ mao din và khả năng thắm nước cao, hip thụ hóa chất, thuốc nhuộm cao hơn, vải mềm mại và đẹp hơn Vải được nấu trong dung dich kiềm và các chất tay giặt ở áp suất cao (2 3 at) và ở nhiệt độ cao (120

-130°C), Sau đó, vải được giặt nh

Lam bóng vái: Mục đích làm cho sợi cotton trương nở, làm tăng kích thước

các mao quản giữa các phần tử làm cho xơ sợi trở nên xốp hơn, di nước hơn, bóng hơn, tăng khả năng bắt màu thuốc nhuộm Lim bóng vải thông thường bing dung dich kiềm dung dich NaOH có nồng độ từ 280 đến 300g/, ở nhiệt độ thấp 10 - 20°C sau đó vải được giặt nhiều lần

không cần lam bóng.

với vải nhân tạo

Tây trắng: Mục đích tây miu tự nhiên của vai, làm sạch các vết ban, làm cho vải có độ trắng đúng yêu cầu chất lượng Các chat tay thường dùng là natri

clorit NaClO›, natri hypoclorit NaOCI hoặc hyrdo peroxyte H:02 cùng với các

chất phụ trợ Trong đó đối với vải bông có thé dùng các loại chất tay H;O;

NaOCI hay NaCIO,

Nhuộm vải hoàn thiện: mục dich tạo màu sắc khác nhau của vải Thườngtrợ nhuộm.

sử dung các loại thnhuộm tổng hợp cùng với c c hợp cl lạo

sự gắn mầu của vải Phin thuốc nhuộm dư không gắn vào vải, di vào nước thải phy thuộc vào nhị tố như công nghệ nhuộm, loại vai cần nhuộm, độ màu yêu cầu

Thuốc nhuộm trong địch nhuộm có thể ở dạng tan hay dang phân tán Quá

trình nhuộm xây ra theo 4 bước:

- Di chuyển các phân tử thuốc nhuộm đến bé mặt sợi~ Gắn màu vào bề mặt sợi.

- Khuyế tin mau vào trong sợi, quá trình xảy ra chậm hon quá trình trên.

= Cổ định màu và sợi.

In hoa là tạo ra các vân hoa có một hoặc nhiều mau trên nền vải trắng hoặc vải màu, hỗ in là một hỗn hợp gồm các loại thuốc nhuộm ở dang hòa tan hay pigment dung môi Các lớp thuốc nhuộm cùng cho in như pigment, hoạt tính, hoàn nguyên, azo không tan và indigozol Hồ in có nhiều loại như hồ tỉnh bột, dextrin, hồ alginat natri, hồ nhũ tương hay hồ nhũ hóa tổng hợp.

Sau nhuộm và in, vải được giặt lạnh nhỉ lần Phần thuốc nhuộm không gắn vào vai và các hóa chất sẽ đi vào nước thái Vang khổ, hoàn tất vai với mye dich ổn định kích thước vải, chống nhau va ôn định nhi trong đó sử dụng một

số hóa chất chống mau, chất làm mềm và hóa chất như metylic, axit axetic,

formaldehit.

cày Réo so, đã, Natal div ship, i ng

Nc nb bt, pu gi Beat Nước th, dứa hd Ba nước bội hóa dế:

1.1.2 Các loại thuốc nhuộm thường dùng trong ngành đột nhuộm

Mức độ gây 6 nhiễm của nước thải dét nhuộm phụ thuộc vào chủng loại và số lượng thuốc nhuộm và công nghệ áp dụng Hóa chất sử dụng: hồ tỉnh bột,

12, NayCO;, Na;SO, các loại thud

H;SO¿, CH;COOH, NaOH, NaOCl,

nhuộm, các chat tro, chất ngắm, chất cằm màu, chất tây giặt.

Các loại thuốc nhuộm được đặc biệt quan tâm vì chúng thưởng là nguồ sinh ra các kim loại, mudi và mau trong nước thải Các chất hồ vải với lượng BOD, COD cao và các chất hoạt động bé mặt là nguyên nhân chính gây ra tính

độc cho thuỷ sinh của nước thải dét nhuộm

Béngl.1: Phạm vi sie dung các loại thuốc nhuộm trang công nghiệp đột

Thuốc nhuộm hoạt tinh

Các loại thuốc nhuộm thuộc nhóm này có công thức cấu tạo tổng quát là S-F-T-X trong đó: S là nhóm làm cho thuốc nhuộm có tinh tan; F là phần mang

at Azo (1

màu, thường là các hợp ct -), antraquinon, axit chứa kim loại hoặc

fialoxiamin; T là gốc mang nhóm phản ứng; X là nhóm phan ứng Loại thud

nhuộm này khi thai vào môi trường có khả năng tạo (hành các amin thơm được

xem là tác nhân gây ung thư.

Thuốc nhuộm trực tiếp

Đây là thuốc nhuộm bắt màu trực tiếp với xơ sợi không qua giai đoạn xử ly trung gian, thường sử dụng để nhuộm sợi 100% cotton, sợi protein (to tim) và sợi poliamid, phần lớn thuốc nhuộm trực tiếp có chứa azo (môn, di and poliazo)

và một s xicủa đioxazin Ngoài ra, trong thuốc nhuộm còn có chứacác nh6m Lim tăng độ bắt màu như triazin va salicylic axit có thể tạo phức với

các kim loại dé tăng độ bền màu Thuốc nhuộm hoàn nguyên

Thuốc nhuộm hoàn nguyên gồm 2 nhóm chính: nhóm đa vòng có chứa.

nhân antraquinon và nhóm indigoit có chứa nhân indigo Công thức tổng quát là

R C-O; trong đó R là hợp chất hữu cơ nhân thơm, đa vòng Các nhân thơm da vòng trong loại thuốc nhuộm nảy cũng là tác nhân gây ung thư, vậy khi không

được xử lý, thải ra môi trường, có thé ảnh hưởng đền sức khỏe con người, Thuốc nhuộm phân tin

Nhóm thuốc nhuộm này có cấu tạo phân tử tư gốc azo và antraquinon và nhóm amin (NH›, NHR, NR2, NR-OH), dùng chủ yếu để nhuộm các loại sợi

tổng hợp (sợi axetat, sợi polieste ) không wa nước,

Thuắc nhuộm lưu huỳnh

Là nhóm thuốc nhuộm chứa mạch dị hình như tiazol, tiazin, zin trong đó

có cầu nỗi ~§-S- dùng để nhuộm các loại sợi cotton va viscose.

Thuốc nhuộm axit

Là các muối sunfonat của các hợp chất hữu cơ khác nhau có công thức là R-SO,Na khi tan trong nước phân ly thành nhóm R-SO; mang màu Các thuốc nhuộm này thuộc nhóm mono, diazo và các dẫn xuất của antraquinon, triaryl

Thuốc in, nhuộm pigmen

Có chứa nhóm azo, hoàn nguyên đa vòng, flaoxianin, dẫn suất của

1.1.3, Nhu cầu về nước va nước thải trong xí nghiệp dét nhuộm

Trong công nghệ đệt nhuộm dùng rất nhiều nước phục vụ cho các công đoạn sản xuất bình quân 50-300m*/tin sản phẩm Sự dao động về lưu lượng và tính chất nước thải quyết định tai trọng thiết kế cho các công trình đơn vi, van hành hệ thông xử lý và quản lý chất lượng môi trường.

Nước dùng trong nhà máy dệt phân bồ nhw sau:

Sản xuất hơi nước 5.3%Lim mắt thiết bị 64%Phun mù và khử bụi trong các phân xưởng 78%Nude dùng trong các công đoạn công nghệ 12.3%Nude vệ sinh và sinh hoạt

Phong hỏa và cho các việc khác 0.6%

'Nước thải từ công nghiệp đệt cũng rất đa dang và phức tap, nhu cầu nước

cho công nghiệp dét cingit Kim, Từ đó lượng nước thai tir những công nghệ

này cũng rất nhiều,

Hang len nhuộm, dệt thoi là: 100 - 240 mein

Hang vai bông, nhuộm, dét thoi: 50 - 240 m` tắn, bao gồm:

1.1.4, Các chất gây ô nhiễm chính trong nước thải đệt nhuộm.

Nước thải từ các xí nghiệp dét nhuộm rit phức tap, nó bao gồm cả các chất hữu cơ, các chất màu và các chất độc hại cho môi trường Các chất gây ô nhiễm môi trường chính có trong nước thải của xí nghiệp đột, nhuộm bao gồm:

~ Tạp chat tách ra từ xơ sợi, như đầu mi chứa nitơ, các chất, các hợp clbban đính vào soi (trung bình là 6% khới lượng xơ sợi).

~ Các hóa chất dùng trong quá trình công nghệ: hỗ tỉnh bột, tinh bột biến.

tính, dextrin, aginat, các loại axit, xút, NaOCl, H;O›, Soda, Sunfit Các loại

thuốc nhuộm, các chất phụ trợ, chất màu, chất cằm màu, hóa chất tẩy giặt Lượng hóa chất sử dụng đối với từng loại vải, từng loại mau là rit khác nhau và phần dư thừa đi vào nước th tương ứng,

~ Đối với mặt hàng len từ lông cừu, nguyên liệu là len thô mang rat nhiều tạp chất (250-600 kg/tắn) được chia thành:

+ 25-30% mỡ (axit béo và sản phẩmit mỡ, lông cửu)+ 10-15% đất và cát

+ 40-60% mudi hữu cơ và các sản phẩm cắt mỡ, lông cừu.

Mỗi công đoạn của công nghệ có các dạng nước thải và đặc tính của chúng

Biingl.2: Cúc chất gây ö nhiễn và đặc tỉnh nước thải ngành đột nhuộm Công đoạn | Chắtônhiếmtrongnvớethải | ĐặcHnhcianvớeu

Hỗ sợi, _ | Tinh bột glucozo, carboxy metyl

> bal Y MEN" | BOD cao (34-50% tổng sản lượng

ín hồ — | xelulozo, polyvinyl aleol, nhựa,

8 payyml BOD).

chất béo và sáp.

NaOH, chất sip và dẫu mỡ, iro, | Độ kiểm cao, màu tối, BOD cao,

Niu, ti

Hipoclorit, hợp chất chứa clo,

NaOH, AOX, axit. Độ kiềm cao, chiém 5%BOD DG kik cao, BOD thấp (đưới 1% Lam bon NÓI], tạp chất ,° “ tổng BOD).

Nho Gi loại thude nhuộm, axitavetie | ˆ Độ màu rắtcao, BOD khá cao

và các mudi kim lại (6% tổng BOD), TS cao.

“Chất miu, tinh bột, dẫu, đất sét,

lb , Độ miu cao, BOD cao và đầu ma

subi kim log ait

Hoan thign | Vettinh bột mỡ động vật mudi, | Kim nhg, BOD tha, lượng nhỏ

Bang! 3: Đặc tinh nước thải của một số xí nghiệp Đột nhuận ở Việt Nam

Đặc tính sân Hing bông | Hàng phaon ¥ Đậtlen | Sựi BOD; mig | T0-I35 S230 | 1206130 | 90-130CoD mag | 150380230500 | SOAS | 210230

Độ màu PrCo | 350-600 250-500 | 260-300

Baingl.d: Nông độ của một số chất nhiễm trong nước thi Dật nhưệm

Bảng! 5: Tink chất mốc thải của các nhà miy Dệt nhuim ở TP Hỗ Chỉ Minh

Tênnhà [ @ Độ màu | COD | BOD | SS |S0,"] PO,

Bangl.6: Tinh chất nước thải của các nhà máy Dét nhuộm ở Hà Nội

BOD | COD Độmàu j Q

“Nước thải dt nhuộm nhìn chung rất phức tạp và da dang, đã có hing tram

loại hóa chat đặc trưng như phâm nhuộm, chất hoạt động bề mặt, chất điện ly, chất tạo môi trường, tinh bột men,chất oxy hóa được đưa vào sử dụng Trong, vải, chủ yếu từ công đoạn quá trình sản xuấ

nhuộm vàtẩy Nước thai đột nhuộm 6 nh nặng trong môi trường sống như độ đực, độ màu, pH, chat lơ lửng, chất hữu cơ, BOD, COD, nhiệt độ đều vượt quá tiêu chuẩn cho phép xa vào nguồn tiếp nhận

1.1.5 Ảnh hưởng của các chất gây ô nhiễm trong nước thải ngành dệt nhuộm đến nguồn tiếp nhận

~ Độ kiểm cao làm tăng pH của nước Nếu pH > 9 sẽ gây độc hại đối với thủy tinh, gây ăn mòn các công trình thoát nước và hệ thống xử lý nước thải.

~ Muối trung tính làm tăng hàm lượng tổng rắn Lượng thải lớn gây tác hại đối với đời sống thủy sinh do làm tăng áp suất thẳm thấu, ảnh hưởng đến quá

trình trao déi của tế bảo.

- Hồ tỉnh bột biển tính làm tăng BOD, COD của nguồn nước, gây tác hại

đối với đời sông thủy sinh do Lam giảm oxy hòa tan trong nguồn nước.

- Đô màu cao do lượng thuốc nhuộm dư đi vào nước thải gây mau cho dong tiếp nhận, ảnh hưởng tới quá trình quang hợp của các loài thủy sinh, ảnh hưởng xấu tới cảnh quan.

~ Hàm lượng ô nhiễm các chất hữu cơ cao sẽ làm giảm oxy hòa tan trong

nước ảnh hưởng tới sự sống của

1.2.QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SAN XUẤT CUA CÔNG TY DET NHUỘM XUÂN HƯƠNG

Công ty dệt nhuộm Xuân Hương tọa lạc phía Tây Nam Tp.HCM, thuộc.

khu công nghiệp Tân Tạo, xã Tân Tạo, huyện Bình Chánh Ngành nghề kinh doanh: sản xuất, mua bán các sản phẩm hang dét may, nhuộm và hoàn tắt vải

Toàn bộ diện tích công ty khoảng 10.000 m’ Nơi đây là đầu mỗi quan trọng cho việc phát triển kinh tế và giao thông của các tỉnh miễn Tây Đồng thời

có một vị trí giao thông rit thuận lợi:

+ Cách trung tâm Tp.HCM khoảng 12 km.ác loài thủy sinh.

+ Cách sân bay Tân Sơn Nhất khoảng 12 km.+ Cách cảng Sài Gòn khoảng 15 km,

1.2.1 Quy trình sản xuất

1.2.1.1 Nguyên liệu và phẩm nhuộm

* Nguyên liệu: là vải mộc đã được dét sẵn, nhìn chung các loại vải đều

được dét từ các loại sợi sau

~ Sợi cotton: được kéo từ sợi bông vải, có đặc tính là hút ẩm cao, xốp bền

trong môi trường kiểm, phân hủy trong môi trường axit, Mat hing thích hợp với

khí hậu nóng mùa hé, tuy nhiên sợi cỏn lẫn nhiễu tạp chat như sáp, mai bông và thàu Do vậy cần xử lý kỹ trước khi nhuộm để loại bỏ tạp chat.

~ Soi polyester: là sợi hóa học dang cao phân tử được tao thành từ quá trình.

tổng hợp hữu cơ, hút ẩm kém, cứng, bền ở trang thái ướt tuy nhiên kém bên

với ma sát nên loại sợi này thường được trộn chung với các sợi khác Sợi này.với axit nhưng kém bên với kiểm.

- Soi pha PECO (polyester và cotton): Soi pha PECO được pha để khắc

phục các nhược điểm của 2 loại sợi kể trên.

** Phẩm nhuộm: Tuy tùng giai đoạn sản xuất mà tại công ty sử dụng

những loại thuốc nhuộm khác nhau, trong giai đoạn tham gia lấy mẫu tại công ty

loại thuốc nhuộm ma nhà máy dang sử dụng la thuốc nhuộm hoại tính.

Đây là loại thuốc nhuộm tan trong nước, có chứa một hoặc vài nguyên tử hoạt tỉnh (khi nhuộm có thể tách ra khỏi thuốc nhuộm để thuốc nhuộm liên kết với xo, trong điều kiện nhuộm có liên kết với xơ bằng liên kết hoá trị), độ bén giặt và bền ánh sáng kém Mặt khác do có đủ gam màu, mau tươi thuần sắc,

công nghệ nhuộm đa dạng nhưng không quá phức tạp nên nó được nhiều hàngtrên thể giới áp dụng với nhiều thương phẩm khác nhau.

thai bo

Hình 1.2 Giản dé nhuộm Cellulose bằng thuốc nhuộm hoạt tính Thuốc nhuộm hoạt tính chủ yếu dùng để nhuộm cellulose, len, tơ tằm.

Dang công thức tổng quit:

Trong đó S — là phần làm cho thuốc nhuộm có tính tan thường là nhóm

R - phần mang màu của thuốc nhuộm, không ảnh hưởng đến mối liên kết giữa thuốc nhuộm và xơ Nó quyết định màu sắc độ bền mẫu với ánh sáng và vai

chỉ tiêu khác

'T- nhóm mang nguyên tử hay nhóm phản ứng Nó làm nhiệm vụ liên kết ết này, ết định thud 6i liênnhuộm với xơ, và có ảnh hưởng quyết định đến độ bền

trước hết là bền mau với gia công ướt Trong một số trường hợp nó qu) tốc độ phản ứng.

X- nguyên tử hay nhóm phản img Trong điều kiện nhuộm nó tích khỏi

phân tử thuốc nhuộm, tạo khả năng cho thuốc nhuộm phản ứng hoá học với xơ

“Thuốc nhuộm hoại tính tạo liên kết với xơ theo hai cơ chế phản ứng sau:

phản ứng thé ái nhân và phản ứng công hợp ái điện tử.

Phan ứng thé ái nhân: trường hợp thuốc nhuộm thuộc họ triazin, pymirazin

S-R-T-X+CelO > §~R~T~0~ Cái + X- (2.1)6 pH 8-9 và nhiệt độ cao.

Để phản ứng dịch chuyển theo chiều thuận phải tiến hành loại X- vừa tạothành Ngoài phản ứng trên trong quá trình nhuộm cỏn xảy ra phản ứng thuỷ phân:

S-R-T-X +OH>S-R-T-OH+X (22)

Khi nhiệt độ và pH tăng thì tốc độ phản ứng thuỷ phân nhanh hơn tốc độ gắn màu, làm thuốc nhuộm bị thuỷ phân dẫn đến độ tận trích giảm Nhiệt độ và pH là hai yếu tổ quan trọng trong kỹ thuật nhuộm,

nhuộm họ

Phản ứng công hợp ái điện tứ: thường xảy ra với thuốc

$~R - SO;~CH; ~CH; ~ OSO;H + NaOH > S—R - SO; -CH=CH;S~R -SO; - CH=CH: + Cell ~ O- > S ~ R - SO; ~CH; ~ CH; ~ Cell

Nếu tăng pH thi thud nhuộm bị thuỷ phân.

Đối với vai cotton nhuộm bằng thuốc nhuộm hoạt tính gồm hai giai đoạn: Giai đoạn 1: Hap thu thuốc nhuộm, thời gian 30 phút trong môi trường.

trung tính có thêm muối ăn.

Dung dich nhuộm gồm chất trợ, chất hoạt động bỀ mặt, chit điệ ly lúc

này thuốc nhuộm gắn đều trên xơ nhưng chưa gắn ma

Giai đoạn 2: ắn thuốc nhuộm lên xơ bằng các chất kiểm, còn gọi là giai đoạn nhuộm kiểm tính, lúc này đưa thêm tác nhân kiểm vào Tuy loại thuốc nhuộm ma ta đưa tác nhân kiềm phù hop Phải chia làm hai giai đoạn vì thuốc.

nhuộm hoạt tính có ái lực với cellulose không cao Do đó phải thuốc nhuộm nàocó ái lực lớn mới nhuộm gián đoạn (tận trích).

Muối ăn và các chất tương tự đưa vào giai đoạn đầu dé tăng hàm lượng các chat bám vào xơ, tăng hiệu suất sử dụng thuốc nhuộm (đưa NaCl vào một thời gian nhất định sẽ nâng cao độ bền màu), sử dụng triệt để thuốc nhuộm đạt độ sâu màu cao Khi có mặt kiềm thì thuốc nhuộm mới liên kết hoá học với xơ Tay từng loại thuốc nhuộm do các hãng chế tạo khác nhau ma thuốc nhuộm hắp phụ vào xơ đạt 75-95% Nhưng thực tế chỉ dat 65-75% phần còn lại bị thuỷ phân

1.2.1.2 Quy trình nhuộm.

Ha chất Nước TT ——_# Dịch dy — Khí thải

it By ting Hoi hóa chất

Hóa chất - Nước ‡ Hơi hóa chất

H Nhuộm ” Nước thải chứa

"Thuốc nhuộm.

lò ¬ `

hơi Hồ văng Ì — Nude thi

Dầu FO bên Nước thi

Nhiệt M Hơi nước—— Siy —>

Nhigt ———> "n no nie

Hình 1.3: Sơ dé quy trình nhuộm tại công ty

Bang 1.7: Mô tả quy trình công nghệ nhuộm vaiSản

(Quá trình | Mụcđích _ | Nguyên liệu đầu vào mm Chất thải Tiy mắng | Phin hủy các | -Vai mộc Vai trắng | Nước chứa hóa

chất mẫu và làm | -Nước chất dự.

trắng vii Ha chấp HạO;,

NaOH, chất trợ,.

Nhuậm | “Tao môi tưởng | Nước Vai |Nước thải chứa

cho màu được | -Vải nhuộm thuốc nhuộm

phân tín déu | -Chit thim im cing các hóa

-Ôm định màu | -Thuốc nhuộm chất

trên vải -Muối

Git | Làm sach thuốc Vai [Nước thải chứa

nhuậm dư “Vai thuốc nhuộm và

-Hoa chất giất hỏa chất dư Cm màu | Bảo vệ màu trên | Nude Vải — | Nước that chứa

vải Vai thuốc nhuộm và

“Ha ch hỏa chất dư

Hồ vũng | Làm mm vai |-Vải Vải — | Nước thải

“Hóa chit: axit béo,

lyiêm - |Làmkhôvi | Vai Vai | Nude thi

‘Shy Làm khô vải | Vai vii | Hoi nude

nhuộm -Nhiệt dư.Khô

Hoàn dt | Đinhhình | Vai Vai thành | -Vai vụn

phẩm — | -Nhiệtdư

1.2.2 Hiện trạng môi trường tại công ty

'Nguồn gây ảnh hưởng chính đến môi trường của công ty là nước thải phát

sinh từ qué trình nhuộm, Nước thai này có nhiều cặn lơ lửng, các loại hóa chat, thuốc nhuộm Ngoài ra còn một khối lượng nhỏ nước thải sinh hoạt của công nhân phát sinh trong quá trình sản xuất Lưu lượng nước thải phát sinh trong quá trình sản xuất từ ước tinh khoảng 500 m`/ngày.đêm Nguồn tiếp nhận nước thải

là hệ thống thoát nước trong khu công nghiệp Tân Tạo Nhưng hiện nay hệ

thống chưa vận hành nên toàn bộ nước thải trong qua trình sản xuất của công ty xả trực tiếp ra ngoài môi trưởng.

Nguồn phát sinh khí thải gây ô nhiễm chủ yếu từ việc đốt nhiên liệu từ

máy cán vải trong khâu hoàn tắt của quá trình nhuộm và quá trình vận hành lòhơi của công ty.

Lượng chất thải rắn phat sinh hằng ngày trong hoạt động sản xuất như

các mảnh vải vụn, các nguyên liệu làm cổ, tắm lót, băng keo thừa và phát sinhtừ hoạt động của cán bộ, công nhân trong công ty.

1.2.3 Kết quả quan trắc chất lượng nươc thải của hệ thống xử lý nước thải

1.3 MOT SO SO DO CÔNG NGHỆ XU LÝ NƯỚC THÁI DET NHUỘM.

1.3.1 Qui trình công nghệ tổng quát xử lý nước thải dệt nhuộm.

Trong ngành công nghiệp dét nhuộm, nước thải nhuộm gồm ba loại chính:> Nước thải phẩm nhuộm hoạt tinh

> Nude thai phẩm nhuộm sunfua.

> Nước thải ty.

Bảng 1.9: Thành phầu tink chất nước thải nhiệm Kết quả

Chỉ tiêu Nước thải hoạt Rvi Nước thai sunfua — | Nước thải tẩy

Do mỗi loại nước thái có thành phần và tính dt đặc trưng riêng nên công

nghệ xử lý trong ứng cũng khác nhau Trước tiên, ta phải tách riêng và xử lý sơ

bộ loại trừ các tác nhân gây hại đối với vi sinh vật rồi nhập chung xử lý bing sinh học Nước thải nhuộm vải có nồng độ chất hữu cơ cao, thành phần phức tạp và chứa nhiều hợp chất vòng khó phân hủy sinh học đồng thời các hóa chất phụ

trợ trong quá trình nhuộm có khả năng gây ức chế vi sinh vật Hơn nữa nhiệt độ

nước thải rit cao, không thích hợp đưa trực tiếp vào hệ thống xử lý sinh học Vi

vậy, la phảitiến hành xử lý hóa lý trước khi đưa vào các công trình sinh học.nhằm loại trừ các yêu t6 gây hai va tăng khả năng xử lý của vi sinh,

BE tao bông

“Hình 1.4: Sơ dé qui tình công nghệ ting quảt xứ lý nước thải nhuộm vải

Trong công nghệ nảy, nước thải nhuộm ở các công đoạn sẽ được thu gomvà xử lý sơ bộ riêng

~ Nước thải hoạt tính được tiến hành keo tụ bằng phén sắt với pH là

10-10.5, hiệu quả khử COD là 60-85%.

= Nước thải sunfua keo tụ ở pH khoảng 3, hiệu qua khử COD khoảng 70%.

~ Nước thải tay được tiến hành trung hòa nhằm dua pH về 6.5 Khi đó H;O;

sẽ bị phân hủy thành O; bay lên gây ra bọt đồng thời hỗ sẽ được tách ra khỏi

Sau đó, nước tẩy sẽ được đưa vào bể trộn cùng với nước sau lắng của nước

thải hoạt tính và nước thải sunfua Bé trộn đóng vai trò điều hỏa chất lượng nước thải, vừa là noi hiệu chỉnh pH cho quá trình lọc sinh học ky khí tiếp theo.

G bể lọc ky khí, chất hữu cơ một phần sẽ bị phân hủy thành khí biogas hoặc chuyển hóa thành những hợp chất dễ phân hủy hơn va sẽ được tiếp tục oxy hóa sinh học trong bể aerotank Nước thải sau xử lý sinh học vẫn chưa đạt tiêu chuẩn nên phải tiến hành xử lý bậc cao bằng phương pháp keo tụ Phần bùn thải ra từ các bể lắng được đưa vào máy ép bùn, nước tách từ bùn được đưa trở lại bể trộn, bùn sau ép được đưa đi chôn lấp.

1.3.2 Các phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm đang được áp dung

"Nước thai cũa các cơ sở dệt nhuộm thường là nước thải độc hại đổi với môitrường sống Do đó, việc làm giảm khối lượng và tinh chat độc hai là điều ednthiết phải tinh toán ngay từ giai đoạn thiết kế nhà máy Để giảm lượng nước thải

và làm giảm tính chất độc hại của chúng có thể thực hiện các biện pháp sau: u thấy

- Tái sử dụng nước sau khi xử lý sơ bộ ở một số giai đoạn sản xuấtcó thể được.

kiệm sử dụng hóa chất trong sản xuất hoặc thay thể những hóa chất độc hại bằng những hóa chất it độc hại Vi dụ, sử dụng enzym trong giai đoạn

giữ hỒ ở vải

Phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm phổ biến nhất là ding phương

pháp xử lý hóa lý, phương pháp sinh học Tủy theo tiêu chuẩn xa thải có thểdùng một trong hai phương pháp hoặc kết hợp cả hai.

1.3.2.1 Phương pháphóa lý

Ban chat của quá trình xử lý nước thai bằng phương pháp hóa lý là áp dụng các quá trình vật lý và hoá học để loại bỏ các chất ô nhiễm ra khỏi nước thải ‘Cha yếu để xử lý nước thải công nghiệp Giai đoạn xử lý hóa lý là giai đoạn xử: lý độc lập hoặc kết hợp cùng với các phương pháp cơ học, hoá học, sinh học

trong công nghệ xử lý nước thải hoàn chỉnh Các phương pháp được áp dụngnhư sau:

* Phương pháp keo tự tạo bông.

Qué trình keo tụ, tạo bông được áp dung để loại bỏ các chất lơ lửng và các hạt keo có kích thước rất nhỏ (107 + 10% em) Các chất này tổn tại ở dang

khuếch tán và không thé được loại bỏ bằng quá trình lắng vi tốn rất nhiễu thời gian Khi chất keo tụ cho vào nước và nước thải, các hạt keo bản thân trong nước bi mit tính én định, tương tác với nhau, kết cum lại hình thành các bông,

ễ lắng Quá trình mắt

cặn lớn, tính én định hạt keo là quá trình hóa lý phúc tap,có thể dựa trên các cơ chế sau:

~ Giảm điện thé zeta tới giá trị mà tại đó đưới tác dụng lực hấp Vander Waals cùng với năng lượng khuấy trộn cung cấp thêm, các hạt keo trung hoa điện kết cụm và tạo thành bông cặn.

~ Các hạt kết cụm do sự hình thành cầu nổi giữa các nhóm hoạt tính trên

hạt keo,

~ Các bông cặn đã hình thành khi lắng xuống.

quỹ đạo lắng,

Cong nghệ xử lý nước thải đệt nhuộm sử dụng qua trình keo tụ tao bông,

và lắng để xử lý các chất lơ lửng, độ đục, độ màu Độ đục, độ màu gây ra bởi các hạt keo có kích thước bé (10° + 10” jum), Các chat này không thé lắng hoặc xử lý bằng phương pháp lọc mà phải sử dụng các chất keo tụ và trợ keo tụ để liên kết các hạt keo tụ lại thành các bông cặn có kích thước lớn để dễ dàng loại

bỏ ở bể lắng

Các chất keo thường sử dụng là phèn nhôm, phèn sắt, các polyme, Trong đó, được dùng rộng rãi nhất là phèn nhôm va phèn sắt vì nó hoa tan tốt

trong nước, giả rẻ, hoạt động trong khoảng pH lớn.

Để tăng cường quá trình keo tụ, tăng tốc độ lắng người ta thường cho

thêm vào nước thải các hợp chất cao phân tir gọi là chất trey keo tụ Thông

thường liều lượng chất trợ keo tụ khoảng 1 + 5 mgil

"Để phản ứng diễn ra hoàn toàn và tiêt kiệm năng lượng, phải khuấy trộn đều hóa chất với nước thải Thời gian lưu lại trong bể trộn khoảng 5 phút Tiếp đồ thời gian cần thiết để nước thả tiếp xúc với hóa chất cho đến khỉ bắt đầu lắng

đao động hkoảng 30 + 60 phút Trong khoảng thời gian này các bông cặn được

tạo thành và lắng xuống nhờ vào trọng lực Mặc khác, để tăng cường quá trình

khuấy trộn nước thải với hóa chất va tạo được bông cặn người ta ding các thiết bị khuấy trộn khác nhau như: khuấy trộn thủy lực hay khuấy trộn cơ khi.

~ Khuấy trộn bằng thủy lực: trong bể trộn có thiết kế các vách ngăn dé

tăng chiều dài quảng đường mi nước thải phải đi nhằm tăng khả năng hòa trộn.

nước thải với các hóa chất.

~ Khuay trộn bằng cơ khí: trong bề trộn lắp đặt các thiết bị có cánh khuấy có thể quay ở các góc độ khác nhau nhằm tăng khả năng xúc giữa nước thải

và hồa chất

** Phương pháp tuyển nỗi

Tuyển nỗi để loại bỏ ra khỏi nước thải các tạp chất không tan và khó lắng Có nhiều phương pháp tuyển nổi dé xử lý nước thải:

nỗi với sự tách không khí từ dung dịch.

với việc cho không khí qua vt liệu xốp,

hóa học,nỗi điện.

~ Tuyển nỗi với sự phân tách không khí bằng cơ khí.

13.2.2 Phuong pháp sinh học

Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học là dựa vào khả năng s

hoạt động của vi sinh vật có tác dụng phân hóa những chất hữu cơ Do kết quả của quá trình phân hóa phức tạp mà những chất bản hữu cơ được khoáng hóa và trở thành nước, những chất vô cơ và những chất khí don giản.

"Nhiệm vụ của công trình kỹ thuật xử lý bằng phương pháp sinh học là tạo điều kiện sống và hoạt động của các vi sinh hay nói cách khác là đảm bảo điều kiện để các chất hữu cơ phân hóa được nhanh chóng.

phương pháp xử lý sh học có thé phân loại trên cơ sở khác nhau,

dựa vào quá trình hô hấp của sinh vật có thé chia ra làm 2 loại: quá trình hiểu

khí và ky khí Phuong pháp xử lý sinh học trong môi trưởng hiểu khí được sửtrong xử lý nước thải đệt nhuộm.

Qué trình hóêu ki

các chất hữu cơ trong điều kiện có oxy hỏa tan theo phương trình sau:

Vi khuẩn

lựa trên nguyên tắc là vỉ sinh vật hiểu khí

Chất hữu cơ + O; CO; +H20 + NH; + C;H;NO; +

(té bào mới)

Ngoài việc phân hủy các chất hữu cơ đề tạo ra tế bào mới, vi sinh vật còn thực hiện quá trình hô hấp nội sinh để tạo ra năng lượng theo phương trình:

‘Vi khuẩn

CsHsNO: + 507 5CO, + 2H;O + NH + nănglượng

“Các vi sinh vật ở trên được gọi là bùn hoạt tính Chúng tự sinh ra khi ta

thổi không khí vào nước thải Về khối lượng, bin hoạt tính được tính bằng khối lượng chat bay hơi có trong tong ham lượng bùn (cặn khô) đôi khi còn gọi la

Ta có thể áp dụng nhiều quá trình khác nhau khi xử lý nước 1i bằng

phương pháp sinh học trong môi trường hiểu khi.

4) Quá trình tăng trưởng hiểu khí lơ lửng (aerobic suspended-growth

Day là quá trình vi sinh vật phát triển và tang trưởng trong các bông cặbùn hoạt tinh ở trạng thái lơ lửng trong nước ở các bể xử lý sinh học BE sinh

học này luôn cần phải được làm thoáng để cung cấp day đủ oxy cho vi sinh vật

hành quá trình phân hủy chất hữu cơ và phát triển Ngoài bể sinh học ta

cũng cần phải bố trí thêm bể lắng để tách các bông bùn hoạt tính ra khỏi nước, tuần hoàn một phần bùn trở lại bẻ sinh học nhằm duy trì nồng độ bùn cần thiết

trong bể sinh học và xả bỏ bớt lượng bùn thừa sinh ra trong quá trình phát triển

Trong một số trường hợp, ta cũng có thể gộp chung hai bể sinh học và lắng thành một công trình duy nhất Khi đó, ta không can phải tuần hoàn bùn mà chỉ

phải xa bùn.

Nước viol 5; filing Nese

Bin tin hoàn

Bin xả

Hình 1.5: Sơ do hệ ing xử lị' nước thải theo quá trình tăng trưởng lơ lửng ‘Theo hình 1.5, bùn được xả từ trên đường tuần hoàn bùn vẻ bể sinh học.

tuy nhiên, ta cũng có thể xả bùn trực tiếp từ bể sinh học.

%) Quá trình tăng trưởng hiểu khí dính bám (aerobic attached-growth

'Quá trình tang trưởng hiếu khí đính bám là quá trình xử lý sinh học trong,

đó quần thể vi sinh vật hoạt động để chuyển hóa các chất hữu cơ và các thnàh phần khác trong nước thải thành khí va vỏ tế bào được dính bám vào một vai giá thé dang tấm hoặc hạt có tính tro như: hạt nhựa, sỏi, sành đôi khi còn gọi là các ming vi sinh vật được bố tr trong bé sinh học.

Sơ đồ hệ ứ ống xử lý nước thải theo quá trình vi sinh dính bám cũng gần

giống như sơ đồ xử lý theo quá trình tăng trưởng lơ lửng, chỉ khác là thay vì tuần hoàn bùn như hình 1.5 thì sơ dé xử lý này sẽ tuần hoàn lại một phần nước đã qua xử lý nhằm giảm bớt mức độ ô nhiém của nước thải đầu vào, tránh hiện tượng

cquá tải xây ra và giúp giữ cho lớp mảng vi sinh luôn trong điểu kiện ẩm ướt.Cấp

Nước vào Í Bê lọc sinh học —— Béting —_ Nhốcra

Nước tuần hoàn

Bun xả

Hình 1.6: Sơ đồ hệ thống xứ

“Các dạng bể lọc sinh học thường hay sử dung như:

ý nước thải theo qué trình vi sinh dinh bám.

~ Bể lọc sinh học nhỏ giọt (Trickling filter).~ Bể lọc sinh học thô.

lọc sinh học tiếp xúc quay (RBC)

‘quan trọng nhất trong quá trình Ta phải cấp đầy đủ lượng oxy vào trong bể sinh

học để vi khuẩn thực hiện quá trình phân hủy chất hữu cơ, đồng thời duy trì mot

lượng oxy hòa tan trong,Trong thực tế, lượng oxy hòin duy trì rongbể sinh học dao động 1.5 + 4 mg/l tại mọi vị trí của bể, trong đó giá trị 2 mg/l làgiá tri thường được sử dụng Khi tăng ham lượng oxy hòa trong nước thải lớnhơn 4mg/l thi hiệu quả xử lý không tăng lên nhiều nhưng ta lại phải tồn chỉ phíđiện năng cho các máy cung cắp khí.

~ Ning độ cho phép của các chất bản hữu co: Vi sinh vật chỉ hoạt động,

hiệu quả với một tải lượng hữu cơ nhất định nào đó Muốn xác định trị số nay, ta phải qua quá trình làm thí nghiệm Khi tải lượng ô nhiễm ting qua lmức sẽ phá hủy chế độ hoạt động bình thường của vi sinh vật ma cụ thé là chất hữu cơ đó sẽ hủy hoại thành phần cầu tạo tế bào.

~ Đô pH của nước thải: giá tri pH ảnh hưởng đến đến quá trình tạo men trong tế bảo va quá trình hấp thụ các chất dinh dưỡng vào tế bảo Đối với đa số vi sinh vật, khoảng giá trị pH tối ưu là 6.5 + 8.5.

- Chất dinh dưỡng trong nước thai: Nito và Photpho là các nguyên tổ dinh

đưỡng quan trọng nhất cho sự phát triển của sinh khối Cần phải duy trì hàm lượng Nito, Photpho trong nước thải ở một giá trị thích hợp nhằm duy tr trạng

thái ôn định của hệ vi sinh vat, Thông thường tỷ lệ BOD : N : P thích hợp cho hệ

vi sinh vật là 100 : 5 : 1 Ngoài Nito, Photpho thi các nguyên tố dinh dưỡng khác cũng nên có trong nước thải như K, Mg, Ca, S, Fe, Các nguyên tố này cũng góp phần hình thành nên cấu trúc của tế bao vi sinh vật nhưng với một nồng độ vừa phải nếu không sẽ có tác dụng tiêu cực đối với quá trình phát triển.

Nhi thải: Nhiệt độ nước thai ảnh hưởng rất lớn đến chức năng

hoạt động của vỉ sinh vật Đổi với da số vi sinh vật, nhiệt độ nước thái thích hợp

trong khoảng từ 5 + 30 °C Khi nhiệt độ tăng cao sẽ gây ảnh hưởng đếnhiệu suất xử lý vì khi đó độ hòa tan của oxy trong nước sẽ giảm Còn khí nhiệt

độ quá thấp sẽ làm mắt hoạt tính của các vi sinh vật.

~ Néng độ bùn hoạt tính (vi sinh vat) trong nước thai: Nồng độ vi sinh vật

trong nước thai (g/l hay mg/l) là lượng chất rắn lơ lửng có trong bể sinh học(Mixed Liquor Suspended Solids - MLSS) Đây cũng là thông số quan trọng,

phải được kiểm soát để đảm bảo hiệu suất xử lý như mong muốn Khi nông độ

bùn trong bé quá cao thi lượng oxy tiêu thụ sẽ nhkhi

hơn và việc tách bùn rakhỏi nước thải sẽ khó hơn Ngược k 12 độ bùn quá thấp, hiệu quả xử lý

sẽ giảm xuống và một số quá trình diễn ra trong bể như quá trình nitrat hóa sẽ không tồn tại Nông độ bùn hoạt tính thích hợp trong bể sinh học nên duy trì

trong khoảng từ 2 + 5 gi

nêu trên, ta cũng cần phải lưu ý đến một số yêu tố khác như việc không chế nồng độ mui võ cơ, đặc biệt là các mudi kim loại nặng

trong nước thai, các chất độc, các chất gây ức chế cho quá trình tăng trường của

vỉ sinh vật.

1.3.3, Phương án xử lý nước thải đệt nhuậm trong nước và trên thé giới

1.3.3.1 Phuong án xử lý nước thải đột nhuộm của một số công ty trong,

* Sau đây là sơ dd công nghệ xử lý nước thải của Công ty đệt len Bình Lợi

- Tp.HCM, với công suất xử lý là 200 m`/ngày đêm

Hình 1.7: Sơ dé công nghệ xử lý nước thải của C¿ ig ty dét len Bình Lợi -* Hiện nay trong nước một số đơn vị như xí nghiệp Vicotex Bảo Lộc, Công ty

đột may 7 - Tp.HCM, cơ sở đột nhuộm Thuận Thiên - Tp.HCM và một số nhà máy do nước ngoài đầu tư có xây dựng hệ thông xử lý nước thai,

Công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm tơ tằm của nha máy Vicotex Bao

Lộc (sau khi đã sửa chữa và vận hành tháng 5/1996) Vicotex Bảo Lộc đầu tư

xây dựng hệ thống xử lý nước thải công suất 500 mã/ng đêm hệ thống này có

thể xử lý nước thai COD đầu vào là S16 mg/l, BOD = 340 mg/l và dòng ra có

BOD < 50 mg/l, COD = 80 mg/l, nước không màu, chất rắn lơ lửng thấp