Nghiên cứu ứng dụng công nghệ Ozon kết hợp xúc tác đồng thể Fe2(SO4)3 để xử lý nước thải dệt nhuộm

Trang 1

Luận Văn Tốt Nghiệp

Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ Ozon Kết Hợp Xúc Tác Đông Thể Fez(SO4); bé Xử Lý Nước Thải Dệt Nhuộm

MỤC LỤC

CHƯƠNG l1 : GIỚI THIỆU CHUNG . -:-5:-5s2nnnhhhhthttttrertte \

1 GiGi thiU CHUNG .scccccsssesscceserensassssaressenscesnccerersscenearssnssscnsensesnonasessrsceee 1 1.1 Lý do chọn để tài - cc+rrietrhehhrhrHte1n1nrnrrre 2 1.2 Giới hạn để tài s-7scc+ St 1tr2

2 Mục đích và nội dung đồ án tốt nghiệp 2

„010i 011100 .ố.a an 2

2.2 Nội dung .- ¿5S Ă + nghi HH Hi HH th hư h 3 3 Phương pháp nghiên CỨUu .‹.«‹‹-«<<55<-<<<5°° seseeees CỔ

CHƯƠNG 2 : TỔNG QUAN VỀ KHẢ NĂNG GÂY Ô NHIỄM CỦA NƯỚC THÁI DỆT NHUỘM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ ĐÃ 3i 0m .11 4 2.1 Thuốc nhuộm và quy trình nhuộm 4 2.1.1 Thuốc 110.0 ˆ 4

2.1.2 Quy trình sắn xuất vải .-. ccenhhhhhrrhrrrrrrrrrtree 9 2.1.2.1 Quy trình tiền xử lý .-. ccheeneerreh 11

80eni0 0 12

b/ NAUOM oo 14 C/ ĨTN c G Ă118129101388911 1 91 E143 10 0111180030 k1 000 tr 19

A/ Hoan Tat 10117 24 2.2 Khả năng gây ô nhiễm của nước thải dệt nhuộm . . 26 2.3 Các phương pháp xử lý nước thải đệt nhuộm đã biết 31 2.3.1 Các công đoạn xử lý . -senhheHerrrie 31

2.3.1.1 Điểu hòa lưu lượng và nông độ nước thải 32

2.3.1.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học 33

2.3.1.3 Phương pháp hóa học . -~+nseeeiereire 34

2.3.1.4 Phương pháp hoá lý -22222cccccccccrrrrtrrrrriee 35

2.3.1.5 Phương pháp sinh học .ccccsằằeehhhihhrrrrrre 38 2.4 Giới thiệu một số công trình xử lý nước thải dệt nhuộm đã thực hiện ở

8 Ô.,.ỎỒỎ 44

2.4.1 Trạm Xử lý nước thải Công ty dệt luạ tơ tằm Vicotex 44

2.4.2 Trạm Xử lý nước thải Công Ty dệt Đông Nam 46

Trang 2

Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ Ozon Kết Hợp Xúc Tác Đông Thể Fez(SOu)› Để Xử Lý Nước Thải Dệt Nhuộm

2.4.3 Trạm xử lý nước thải Công ty lién doanh Dona Bonchang 47

2.5 Kết luận .-.-os- «55-55 se ExES038231100.1100004030020000000000000000100 48

CHƯƠNG 3 : OZON HÓA KẾT HỢP XÚC TÁC ĐỒNG THỂ Fe*” 49

3.1 Giới thiệu về Oz0n ese-sssstseeessrseesetsrretsrririiresrsrerirrer 49

3.1.1 Xu hướng tự phân hủy .-. -+eeneerrrrrrrrrrrre 51

3.1.2 Khả năng tẩy màu và tẩy mùi của Ozon . - 51

3.1.3 Độc tính của Ozon - sen th 51 3.1.4 Khả năng diệt khuẩn . -+5c+c+ssnenehhrerrrrrrrrrrrrire 52

3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình oxy hóa bằng Ozon 52

1) Ẽốé 53

3.2.2 Liều lượng Ozon và sự truyền khối trong nước thải 53

3.2.3 Ảnh hưởng của các nhóm chỨC - -‹ - ++>++esetsstetreteerrrre 53

3.3 Công nghệ Ozon 53

3.3.1 Ứng dụng Ozon trên Thế Giới . -c+rertrerreereee 54

3.3.2 Ứng dụng Ozon trong nưỚc . -+-cererererrrrrrrrrree 59 3.4 Ưu và nhược điểm của công nghệ Oz0n . -«-s<eese-eesesersrsrrrreee 60

c0 0 60

3.4.2 Nhược điểm: + s- Shin 60

3.5 Quá trình oxy hóa nâng cao bằng Ozon 60 3.5.1 Ozon và quá trình oxy hóa nâng cao bằng tác nhân khác nhau 60 3.5.1.1Nâng cao tác dụng oxy hóa của HạO; trong môi trường

đồng thể nhờ tác nhân Fenton (Fe€ŸT) cccccesreerrree 61

3.5.1.2 Nang cao tác dụng oxy hóa của HO; bằng tác nhân di

I0 c1 64

3.6 Kết luận 65

CHƯƠNG 4 : MƠ HÌNH VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - 66

4.1 Mô hình 66

4.1.1 Mô hình xử lý hóa học bằng Ozon -c-c+c+eeeeeeee 66 4.1.2 Mô hình xử lý bằng sinh học hiếu khí . - 67

Trang 3

Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ Ozon Kết Hợp Xúc Tác Đông Thể Fez(SO¿); Dé Xử Lý Nước Thải Dệt Nhuộm

CHƯƠNG 5 : KẾT QUÁ VÀ THẢO LUẬN . -es+sesee 78

5.1 Kết quả xử lý hóa học bằng Ozon . -eeeeserrereerrtrrirrre 78

5.1.1 Xác định hàm lượng phèn tối ưu eccnhhenhhree 7Ñ

5.1.2 Xác định nỗng độ Ozon tối ưu . -. -c+ccceeeeeertre 86 5.1.3 Xác định pH tối ưu .-‹-‹ -c-cc>eeeerertrterreetrrtrrrrrre 92

5,2 Kết quả xử lý sinh học hiếu khí 104

5.2.1 Giai đoạn thích nghỉ . -55-SSS‡énnhhnhhrnhrtrrrrrrrre 104

5.2.2 Giai đoạn tăng tải trọng - -c‡nhhhhrehrrrrrree 105 5.3 Công nghệ thích hợp xử lý nước thải dệt nhuộm . - 108

CHƯƠNG 6 : TÍNH TỐN KINH TẾ -e-.ccecec««««s-«sssetessrtre 109

6.1 Chỉ phí điện năng 109

6.2 Chỉ phí hóa chất 109

6.3 Chi phí nhân công 109

CHƯƠNG 7 : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

7.1 Kết Luận -< s5 s0 33399 991 19134131138010110100001410110001001901 999 I10 7.2 Kiến Nghị - «sen 1010111111100 111

TAI LIEU THAM KHAO

PHỤ LỤC : Tiêu Chuẩn Nước Thải Công Nghiệp

Trang 4

Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ Ozon Kết Hợp Xúc Tác Đồng Thể Fez(SO,); Để Xử

DANH MỤC VIẾT TẮT

1.PAN : Polyacrylonitrin 2.PVA : Polyvinyl alcohol

3 CMC : Cacboxyl metyl cellulose 4 EDTA : Ethylene diamine tetra acetic 5.NaOCI : Hypoclorit

6.CaOC]; : Hypoclorit canxi 7 HạO; : Hydro peroxIt 8 Cl, : Clo

9 FWA : Chất tẩy trắng quang học

10 PES : Polyester

11.NTA : Nitrilotriacetate

12 BOD : Biochemical Oxygen Demand - Nhu cau Oxy sinh héa, mgO,/l 13 COD : Chemical Oxygen Demand - Nhu cau oxy héa héa hoc, mgO>/l

14 SS : Suspended Solid - Ham lugng chat rắn lơ lững trong hỗn hợp

15 RBC : Rotating Biologycal Contactor - Thiét bi tiếp xúc sinh hoc dang xoay

16 O3 : Ozon

17 DO : Dissolved Oxygen — Oxy hda tan, mgO2/L

18 AOP : Advanced Oxidation Processes - Quá trình oxy hóa nâng cao

Trang 5

Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ Ozon Kết Hợp Xúc Tác Đông Thể Fez(SO4); Để Xử 19 CWAO 20 21 22 23 24 25 26 21 28 VSS MLSS F/M Pt - Co SVI NT

: Catalytic Wet Air Oxidation - Oxy héa bang không khí trong môi

trường nước được nâng cao nhờ xúc tác,

: Rắn bay hơi

:Nồng độ bùn lơ lửng trong dung dịch

: Food/ Micro - organism - Tỷ số giữa lượng thức ăn và lượng vi sinh vật,

: Platin - Coban - Don vi do d6 mau

: Chỉ tiêu đùng để đáng giá tính axit hay bazơ

: Sludge Volume Index - Chỉ số thể tích lắng của bùn : Nước thải

CKPHSH : Chất khó phân hủy sinh học

Trang 6

Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ Ozon Kết Hợp Xúc Tác Đông Thể Fez(SO¿)› Để Xử Lý Nước Thải Dệt Nhuộm DANH SÁCH BẢNG [15]

Bảng 2.1L | Phân loại thuốc nhuộm

2 Bang 2.2 | Phạm vi sử dụng trong công nghiệp dệt 9 [15]

nhuộm

3 Bảng 2.3 | Phần trăm màu không gắn vào sợi 10 [15]

4 Bang 2.4 | Các thông số cơ bản của quá trình nhuộm | 17 [15] vải tổng hợp

5 Bảng2.5 | Thành phần và nổng độ các chất trong| 27 [16]

nước thải dệt nhuộm

6 Bang 2.6 | Kết quả phân tích nước thải tổng hợp của | 28 [16]

một số nhà máy dệt

7 Bảng2.7 | Các loại thuốc nhuộm gây dị ứng da 31 [15]

Bang 2.8 | Két qua xi ly nuéc thai tai cong ty détlua| 46 [4] td tam Vicotex

9 Bang 2.9 | Kết quả xử lý nước thải tại công ty liên| 48 [4]

doanh Dona Bochang

10 Bảng 3.1 | Kết quả so sánh quá trình nuôi tôm có và| 56 [3]

khéng 4p dung Ozon

11 Bảng 3.2 | Thí nghiệm thực hiện của Dexue Tian 57 [9] 12 Bang 3.3 | Nghién ctfu céng nghé Ozon kết hợp| 59 [9]

phương pháp sinh học xử lý một số loại chất hữu cơ khó phân hủy sinh học

16 | Bang5.1 | Kết quả khử COD va d6 mau véi ham| 78

lượng Fe”” là 0,1 mg/1, cố định Ozon là

0,4 g/l va pH = 6

Trang 7

Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ Ozon Kết Hợp Xúc Tác Đông Thể Fe(SO,) Để

Xử Lý Nước Thải Dệt Nhuộm

17 Bảng 5.2 Kết quả khử COD và độ màu với hàm

lượng Fe”" là 0,2 mg/1, cố định Ozon là

0,4 g/l va pH = 6

80

18 Bang 5.3 Kết quả khử COD và độ màu với hàm

lượng Fe”” là 0,3 mg/1, cố định Ozon là 0,4

g/l va pH= 6

82

19 Bang 5.4 Kết quả khử COD và độ màu với hàm

lượng Fe” là 0,4 mg/1, cố định Ozon là 0,4 g/ và pH=6 84 20 Bang 5.5 Kết quả khử COD và độ màu với nồng độ Ozon 1a 0,2 g/l, Fe** = 0,3 mg/1, pH =6 86 21 Bang 5.6 Kết quả khử COD và độ màu với nồng độ Ozon là 0,4g/1, Fe? = 0,3 mg/l, pH = 6 88 22 Bang 5.7 Kết quả khử COD và độ màu với nồng độ Ozon là 0,6 g/l, Fe** = 0,3 mg/l, pH = 6 90 23 Bang 5.8 Kết quả khử COD và độ màu ở pH = 4;

nông độ Ozon là 0,4 g/1 ; Fe** = 0,3 mg/1

92

24 Bảng 5.9 Kết quả khử COD và độ màu ở pH = 5 ;

nồng độ Ozon là 0,4 g/I ; Fe?” = 0,3 mg/l 95

néng d6 Ozon 1a 0,4 g/l; Fe** = 0,3 mg/l 97

26 Bang 5.11 Kết quả khử COD và độ màu 6 pH = 8 ;

nông độ Ozon là 0,4 g/l; Fe** = 0,3 mg/l 99

nỗng độ Ozon là 0,4 g/1 ; Fe**= 0,3 mg/l 101

28 Bảng 5.13 Khả năng phân hủy sinh học của nước

Trang 8

Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ Ozon Kết Hợp Xúc Tác Đồng Thể Fez(SO¿); Để Xử

DANH SÁCH HÌNH

Hình 2.1 | Sơ đồ công nghệ trạm xử lý nước

thải Công ty dệt lụa tơ tằm

Vicotex

2 | Hình2.2 | Sơ đồ công nghệ trạm xử lý nước | 45 [4]

thải Công ty dệt Đông Nam

3 | Hình2.3 | Sơ đồ công nghệ trạm xử lý nuéc| 47 [4]

| thải công ty liên doanh Dona

Bochang

4 | Hình3.1 | Cấu trúc hóa học của Ozon 49 [3]

5 | Hinh3.2 |Hai kiéu phan ứng của Ozon| 50 [17]

trong dung dịch nước

Trang 9

Trang 10

Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ Ozon Kết Hợp Xúc Tác Đông Thể Fe;(SO,); Để Xử

mgO,/1

Trang 11

TOM TAT

Dé tai nay được thực hiện nhằm nêu lên khả năng ô nhiễm môi trường gây nên bởi

ngành công nghiệp dt nhuộm và đưa #a một hướng xử lý mới Đối tượng nghiên

cuu cu thé la Co SS Nhudm Ngoc Hai, Quén Tan Pha, Tp.H1CM

Chương 1 của laận văn khảo sát về quy trình sản xuất, khả năng gây ô nhiễm và

sự phát triển của ngành dật nhuộm, †ừ đó nêu bật ý nghĩa của sự cần thiết phải xử lý nhằm bảo vệ môi trường

Phần tiếp theo cáa chương 2 trình bày tóm tắt các phương pháp xử lý nước thải

dật nhuộm đã biết

Chương 3 giới thiệu sơ lược về d&ctinh cia Ozon va cdc qua trinh Ozon hóa

Chương 4# trình bày mô hình và phương pháp nghiên cứu thực hiện trong đề tài Sử dụng hai mô hình nghiên cứu là mô hình xẻ lý sinh học hiếu khí dạng bàn hoạt tính

lơ lửng GXerotank) và mô hình xử ly hda hoc (Ozon) nhằm mục đích xem xét kha năng kết hợp công nghệ Ozon cd sy hiện điện cáo muối Fe;(GS/); với quá trình xử lý sinh học để xử lý nước thải dật nhuộm có ham luong COD < 2000 mg/l

Trang 12

CHƯƠNG 1

GIỚI THIẾU CHUNG

Trang 13

Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ Ozon Kết Hợp Xúc Tác Đồng Thể Fez(SO;¿) Để Xử

Lý Nước Thải Dệt Nhuộm

CHƯƠNG 1

GIGI THIEU

1 Giới thiệu chung [6]

Thành Phố Hồ Chí Minh là một trung tâm kinh tế, khoa học và kỹ thuật lớn nhất của

cả nước Trong thời mở cửa của đất nước ta hiện nay ngành dệt nhuộm chiếm một vị trí quan trọng trong nên kinh tế quốc dân, đóng góp đáng kể cho ngân sách nhà nước và là nguồn giải quyết công ăn việc làm cho khá nhiều lao động Tuy vậy ngành công nghiệp dệt với khâu nhuộm hoàn tất vải đã và đang là nguồn gây ra Ơ nhiễm mơi trường khá mạnh cả về lượng cũng như về chất, mà nguồn gây ra ô nhiễm chính

là nước thải các loại từ phân xưởng dệt nhuộm - hoàn tất vải thải ra

Nước thải công nghiệp dệt nhuộm rất đa dạng và phức tạp Với các loại hóa chất sử

dụng như : phẩm nhuộm, chất hoạt động bể mặt, chất điện ly, chất ngậm, chất tạo môi trường, tinh bột, men, chất ôxy hóa đã có hàng trăm loại hóa chất đặc trưng và các loại hoá chất này hòa tan dưới dạng ion và kim loại nặng đã làm tăng thêm tính

độc hại không những thời gian trước mắt mà còn về lâu dài sau này đến môi trường

sống Vì có chứa các thành phần độc hại nước thải nhuộm có khả năng gây ra Ơ nhiễm mạnh đến mơi trường và sức khoẻ con người Một đặc điểm nữa là thành phần

nước thải hầu như không ổn định thay đổi theo công nghệ và mặt hàng, vì vậy VIỆC

xác định chính xác thành phần và tính chất nước thải không dé dàng

Trong những năm gần đây, để thực hiện giảm thiểu ô nhiễm môi trường, nhiều nhà

máy đã xây dựng hệ thống xử lý nước thải Các phương pháp lý học, hóa học, sinh học hoặc kết hợp được sử dụng trong công nghệ xử lý nước thải Trong các phương pháp này, xử lý sinh học thường được lựa chọn để xử lý nước thải chứa chất hữu cơ

do hiệu quả xử lý cao, không tạo ra sản phẩm phụ gây độc hại đến môi trường xung

quanh, đặc biệt là giá thành xử lý thấp Tuy nhiên, phương pháp xử lý sinh học cũng có mặt hạn chế, nhất là đối với các chất hữu cơ không bị phân hủy sinh học Đối với nước thải chứa các chất hữu cơ khó phân hủy, công nghệ xử lý trở nên phức tạp và

đời hỏi chỉ phi xử lý cao Do đó hâu hết chất hữu cơ khó phân hủy đều bị thải bỏ trực tiếp vào môi trường trong hệ thống sông rạch sẽ ảnh hưởng đến hệ sinh thái và con người qua chuỗi thực phẩm

Từ những năm 70 của thế kỷ 20, sự phát triển của khoa học kỹ thuật đã đạt được

những thành tựu to lớn, đặc biệt với các thành công trong công nghệ xử lý nước Trong lĩnh vực này, Ozon - một trong những chất ôxy hóa mạnh với nhiều ưu điểm đang được ứng dụng rộng rãi Ozon được dùng để làm sạch môi trường không khí, khử mùi, diệt khuẩn như các vi khuẩn hiếu khí, ky khí, Ecoli, các loại nấm, tảo,

khử màu và Oxy hóa kim loại (Fe, Mn,CN, As ) các chất hữu cơ (axit humic) gay

Trang 14

Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ Ozon Kết Hợp Xúc Tác Đồng Thể Fez(SO„) Để Xử

vàng nước riêng ở nước ta thì Ozon chỉ được ứng dụng trong xử lý nước đóng chai, nó ít được quan tâm và vẫn chưa có nghiên cứu cụ thể nào về ứng dụng Ozon trong

xử lý nước thải Trên thế giới nhiều nghiên cứu xử lý nước thải bậc cao sử dụng Ozon kết hợp với sóng siêu âm (Lund et al.,1977), cacbon hoạt tính, trao đổi ion (Lin and

Cheng, 2000),tia UV (Prengle et al,.1997; Lund et al., 1997; Hung - Yen and Ching - Rong, 1995); Hewes và Davinson đã chứng minh hoạt hóa Ozon kim loại trong dung

dịch đồng thể trong quá trình xử lý nước thải có tác dụng loại bổ chất ô nhiễm cao

hơn so với khi sử dụng Ozone đơn thuần hoặc Hydrogen peroxide (Collivignarelli and Bertanza, 1996) đã được nghiên cứu và ứng dụng thực tế Dựa vào hiệu quả đã

được công nhận và đánh giá cao của việc sử dụng Ozon trong xử lý nước trên thế giới, chúng ta có thể tin tưởng rằng việc sử dung Ozon để tăng cường hiệu quả xử lý sinh học đối với nước thải dệt nhuộm là một trong những loại nước thải chứa các chất

hữu cơ khó phân hủy

Do đó, để tài “ Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ Ozon Kết Hợp Xúc Tác Đồng

Thể Fe,(SO,); Dé Xử Lý Nước Thải Dệt Nhuộm” được thực hiện nhằm nghiên cứu tính khả thi về mặt kỹ thuật trong việc tăng cường khá năng xử lý sinh học bằng chất xúc tác kết hợp với Ozon đối với nước thải dệt nhuộm Với tác nhân xúc tác và một chất oxy hóa mạnh được sử dụng cho phép phân huỷ triệt để các chất ô nhiễm hữu cơ

mà các phương pháp phân hủy dựa vào hoạt động của vi sinh vật không thể nào đạt

được Nghiên cứu vận hành mô hình xử lý hóa học (Ozon) và mô hình xử lý sinh học (Aerotank) đối với nước thải dệt nhuộm nhằm đạt hiệu quả xử lý cao nhất, giảm chỉ phí hóa chất so với các phương pháp khác Đây là tính cần thiết của đề tài

1.1 Lý do chọn đề tài :

Dệt nhuộm là một trong những ngành sản xuất có nhiều nước thải và tải lượng ô

nhiễm cao Nhiều hợp chất có trong nước thải dệt nhuộm thuộc loại khó hoặc không

thể phân hủy bằng phương pháp xử lý sinh học thông thường, nên cần tìm ra một

Trang 15

Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ Ozon Kết Hợp Xúc Tác Đồng Thể Fe;(SO,) Để Xử Lý Nước Thải Dệt Nhuộm

- Giúp làm quen với cách vận hành mô hình thí nghiệm xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học kết hợp phương pháp sinh học Phân tích đánh giá số liệu thu được để có thể trình bày thành một báo cáo nghiên cứu ứng dụng hoàn chỉnh

- Ứng dụng công nghệ ôxy hoá nâng cao bằng Ozon có sự tham gia của xúc

tác đồng thể Fez(SO¿)s để xử lý nước thải dệt nhuộm Khảo sát ảnh hưởng tiếp xúc

ban đầu của Fe”” và Ozon lên hiệu suất phản ứng 2.2 Nội dung:

- Thu thập các số liệu hiện có về hiện trạng ngành dệt nhuộm và các thông số ô nhiễm

- Tìm hiểu nguồn gốc, tính chất Ozon và việc ứng dụng công nghệ Ozon trong nước và trên thế giới

- Nghiên cứu mô hình xử lý nước thải trong phòng thí nghiệm - - Mô hình Xử lý hóa hoc (Ozon)

- - Mô hình xử lý sinh học hiếu khí (Aerotank)

- Xác định lượng hàm lượng phèn tối ưu Thay đổi hàm lượng Fez(SO¿); là 0,1;

0,2 ; 0,3 ; 0,4 mg/I Với hàm lượng Ozon chọn là 0,4 g/l va pH cố định chọn là pH =6

- Sau khi có hàm lượng Fe” tối ưu thay đổi nồng độ Ozon ở những liều lượng

khác nhau 0,2; 0,4; 0,6 (g/) với hàm lượng Fe”! cố định là 0,3 mg/l và pH =6 để tìm

liều lượng Ozone tối ưu

- Sau khi đã xác định phèn và Ozon tối ưu hiệu chỉnh pH có các giá trị 4,5,6,7,8,9 để tìm pH tối ưu Bước kế tiếp lấy mẫu nước đã được xác định ở trên chuyển sang xử lý sinh học nhằm đánh giá khả năng tăng cường hiệu quả xử lý sinh học

3 Phương pháp luận nghiên cứu :

- Nghiên cứu lý thuyết về quá trình oxy hóa nâng cao

- Xây dựng mô hình thí nghiệm (trong phòng thí nghiệm) với giai đoạn 1 là xử lý Ozon hóa với tác nhân ôxy hóa là Ozon

- Thực nghiệm xử lý nước thải dệt nhuộm bằng ozon có sự tham gia của

Fe(SOx4)3

Trang 16

CHƯƠNG 2

TỔNG QUAN VỀ KHẢ NĂNG GÂY Ô NHIỄM CỦA NƯỚC THÁI DỆT NHUỘM

CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ ĐÃ BIẾT

| ‹» Thuốc nhuộm và quy trình nhuộm

* Khả năng gây ô nhiễm của nước thải dệt nhuộm % Các phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm đã biết % Giới thiệu một số công trình xử lý nước thải dệt nhuộm

Trang 17

Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ Ozon Kết Hợp Xúc Tác Đồng Thể Fez(SO4)› Để Xử

CHƯƠNG 2

TỔNG QUAN VỀ KHẢ NĂNG GÂY Ô NHIỀM CỦA NƯỚC THAI NGANH DET NHUOM VA CAC PHUGNG PHAP XU LY DA BIET

2.1 Thuốc Nhuộm Và Quy Trình Nhuộm 2.1.1 Thuốc nhuộm:/16j

2.1.1.1 Định nghĩa thuốc nhuộm:

Thuốc nhuộm là tên chung của các hợp chất hữu cơ có màu, rất đa dạng vỀ màu sắc và chủng loại Chúng có khả năng nhuộm màu hay gắn màu trực tiếp trên vải

A/ Phân loại thuốc nhuộm:

Bảng 2.1 : Phân loại thuốc nhuộm

Trực tiếp Bazơ | Hoàn nguyên không tan Azo không tan

Acid các loại | Cation | Lưu huỳnh Anilinden

Hoat tinh Phan tan

Hoan nguyén Pigmenit

tan

A.1) Thuốc nhuộm trực tiếp:

Hầu hết là muối natri của acid sunfonic, diazo và đa số là poliazo Một số có gốc là các hợp chất ftaloxianin và các hợp chất khác nữa Tất cả các thuốc nhuộm trực tiếp

đều có khả năng nhuộm trực tiếp cho xơ cellulose, tơ tằm, và xơ polyamit mà không cần xử lý gì thêm trước khi nhuộm

Độ bển màu của thuốc nhuộm trực tiếp sau quá trình giặt và với ánh sáng không cao, nhưng có đủ gam màu và giá thành rẻ

Trang 18

Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ Ozon Kết Hợp Xúc Tác Đông Thể Fe;(SO„): Để Xử Lý Nước Thải Dệt Nhuộm

Tất cả các thuốc nhuộm trực tiếp có đặc điểm chung là trong phân tử của chúng có chứa một mối liên kết đôi nối cách và một nhóm trợ màu (- OH, NH;) Phân tử của chúng có cấu tạo thẳng và phẳng

Dạng tổng quát của thuốc nhuộm trực tiép 14 R-SO3Na, trong đó R là gốc hữu cơ phức tạp, - SOzNa tượng trưng cho một trong những nhóm tạo ra tính tan của thuốc nhuộm Tất cả các thuốc nhuộm trực tiếp đều hòa tan trong nước Khi tan trong nước chúng phân ly thành ion âm mang màu và ion dương không mang màu

R—- SO3Na = RSO; | + Na*

A.2) Thuốc nhuộm acid:

Được dùng để nhuộm len, tơ tầm và xơ polyamid, là những xơ mà trong phân tử của

chúng có chứa nhóm amin (- NH;) tự do

Độ bền màu gắn với gia công ướt và ánh sáng của đa số thuốc nhuộm acid chiếm vị

trí trung bình

Cũng giống như thuốc nhuộm trực tiếp, thuốc nhuộm acid là các muối sunfonat natri của các hợp chất hữu cơ khác nhau Chúng chỉ khác thuốc nhuộm trực tiếp ở chỗ có phân tử nhỏ và không có cấu tạo phẳng, thẳng Công thức tổng quát của thuốc nhuộm acid cũng là R - SO¿Na và được xem như muối của acid hữu cơ mạnh và một bazơ mạnh, nên khi hòa tan trong nước chúng có phản ứng trung tính và phân ly triệt để thành các anion mang màu (RSO;_ ) và cation không mang màu

Trong môi trường acid, thuốc nhuộm được hấp thụ nhiều nhất, còn trong môi trường

trung hòa hay bazơ chúng được hấp thụ kém

A.3) Thuốc nhuộm hoạt tính:

Các mặt hàng của thuốc nhuộm hoạt tính rất đa dạng: thuốc nhuộm hoạt tính để nhuộm xơ cellulose, hoạt tính phân tán để nhuộm xơ poliamid và hoạt tính chứa kim

loại để nhuộm len, tơ tim

Ưu điểm của thuốc nhuộm hoạt tính: Có độ bển màu cao với gia công ướt

Có màu tươi không kém thuốc nhuộm acid và bazơ Giá thành rẻ

Kỹ thuật nhuộm đơn giản

Dạng tổng quát thuốc nhuộm hoạt tính là: S— F-T-X

Trang 19

Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ Ozon Kết Hợp Xúc Tác Đông Thể Fe;(SO,); Để Xử Lý Nước Thải Dệt Nhuộm

Trong đó:

S là nhóm cho thuốc nhuộm tính tan, thường là nhóm SO¿Na

F là phần mang màu của phân tử thuốc nhuộm, quyết định màu của thuốc nhuộm

T là gốc mang nhóm phản ứng X là nhóm phản ứng

Nhuộm vải bằng loại thuốc nhuộm này cần phải tiến hành trong môi trường kiểm với trị số pH = 10,5 - 11 Độ kiểm cao hơn sẽ làm tăng lượng thuốc nhuộm bị thủy phân

(phản ứng thủy phân sẽ làm giảm hiệu suất sử dụng thuốc nhuộm nên cần phải hạn chế ở mức tối đa)

A.4) Thuốc nhuộm hoàn nguyên:

Thuốc nhuộm hoàn nguyên được dùng để nhuộm chỉ, sợi bông, lụa visco; ít khi được

dùng để nhuộm vải sợi protein và vải sợi tổng hợp

Thuốc nhuộm hoàn nguyên là loại thuốc nhuộm có đủ màu sắc, bên với tác dụng của

ánh sáng, khí quyển và gia công ướt Riêng độ bền với ma sát không cao lắm Công thức tổng quát của thuốc nhuộm hoàn nguyên là:

R=C=O

Tất cả các thuốc nhuộm hoàn nguyên đều không tan trong nước hoặc trong kiểm A.5) Thuốc nhuộm lưu huỳnh:

Thuốc nhuộm lưu huỳnh được sử dụng chủ yếu để nhuộm xơ và vải bông Vì dung dịch của thuốc nhuộm lưu huỳnh có độ kiểm mạnh nên nó không được dùng để

nhuộm len, xơ tổng hợp và tơ tằm

Thuốc nhuộm lưu huỳnh có ưu điểm là:

- Dễ sản xuất - - Giá thành rẻ - - Có nhiều màu

Cho đến nay, công thức chính xác của thuốc nhuộm lưu huỳnh vẫn chưa được xác định, nhưng người ta khẳng định rằng trong phân tử của chúng có chứa cầu disunfua

(-S-S-) nên nó thưống được biểu diễn dưới dạng tổng quát:

Trang 20

Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ Ozon Kết Hợp Xúc Tác Đông Thể Fez(SO¿)› Để Xử

Lý Nước Thai Dệt Nhuộm

A.6) Thuốc nhuộm bazơ và thuốc nhuộm cation:

Thuốc nhuộm bazơ là một trong những lớp thuốc nhuộm được tổng hợp đầu tiên, có đủ gam màu, màu tươi và đẹp; nhưng vì độ bển màu của thuốc nhuộm bazơ không cao đối với giặt giữ và ánh sáng nên ít được dùng để nhuộm vật liệu dệt mà chủ yếu

để nhuộm giấy, da, để pha chế mực Để nhuộm vải bông bằng thuốc nhuộm bazơ

cần phải cầm màu bằng tanin

Sau khi tổng hợp được xơ polyacrylonitrin (PAN), người ta nhận thấy xơ này được nhuộm màu bởi thuốc nhuộm bazơ Nhưng vì thuốc nhuộm bazơ cũ kém bền màu, nên người ta sản xuất ra loại thuốc nhuộm riêng dùng cho xd PAN gọi là thuốc nhuộm cation Sở đĩ có tên gọi như vậy là vì khi phân ly trong nước, ion mang mau

của thuốc nhuộm sẽ tích điện đương A.7) Thuốc nhuộm azo không tan:

Vì trong phân tử không chứa các nhóm có tính tan nên thuốc nhuộm azo không tan không hòa tan trong nước Thuốc nhuộm azo được tổng hợp trực tiếp trên vải bằng

phản ứng kết hợp azo và cũng nhờ đó mà thuốc nhuộm có độ bền màu cao với gia công ướt

Để tạo màu azo không tan trên vải, thoạt tiên vải được ngấm bằng dung dịch azo còn gọi là dung dịch nhuộm nền Sau khi sấy khô trung gian, vải được ngấm tiếp bằng dung dịch điazo Khi này trên vải sẽ xảy ra phản ứng kết hợp azo và vải sẽ có màu, nên quá trình này gọi là quá trình hiện màu Vì quá trình hiện màu phải tiến hành ở nhiệt độ thấp (0 - 5°C) nên phương pháp này gọi là “nhuộm lạnh hay nhuộm đá ” Ưu điểm của thuốc nhuộm azo là quá trình nhuộm đơn giản và rẻ, độ bến màu với

giặt giũ và gia công ướt tương đối cao, màu tươi

Việc sử dụng thuốc nhuộm azo bị hạn chế vì độ bển màu với ánh sáng không cao, lại không được dùng để nhuộm cho len, tơ tầm và xơ tổng hợp mà được dùng chủ yếu chỉ để nhuộm vải bông

A.8) Thuốc nhuộm phân tán:

Trong công nghiệp dệt có một số loại xơ nhân tạo và xơ tổng hợp rất ít hút ẩm, rất khó thấm nước Người ta gọi chúng là xơ ghét nước như: xơ acetat, triacetat,

Trang 21

Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ Ozon Kết Hợp Xúc Tác Đông Thể Fez(SO,); Để Xử

polyamid, polyester, polyacrylonitrin, Những xơ này hầu như không bắt màu bằng

những loại thuốc nhuộm hòa tan trong nước vẫn được dùng để nhuộm xơ cellulose và

các chất xơ ưa nước khác

Để nhuộm những xơ ghét nước này, người ta phải dùng một loại thuốc nhuộm riêng gọi là thuốc nhuộm phân tán

Thuốc nhuộm phân tán có đặc điểm chung là độ hòa tan trong nước rất nhỏ (không quá 0,1 mg/I) Chúng được nghiền đến độ mịn rất cao (0,1 — 0,2um) và được hòa vào dung dịch ở dạng huyền phù phân tán cao Ở dạng này khi nhuộm chúng sẽ bắt vào

xơ

Đặc điểm thứ hai của thuốc nhuộm phân tán là chúng có phân tử nhỏ Chính vì thế

mà chúng có khả năng khuếch tán vào những xơ ghét nước và có cấu trúc chặt chẽ Bên cạnh những thuốc nhuộm phân tán không tan trong nước, người ta còn sản xuất

thuốc nhuộm phân tán tan tạm thời trong nước Khi nhuộm ở nhiệt độ cao, nhóm cho tính tan của thuốc nhuộm này sẽ tự tách ra và giải phóng phân tử thuốc nhuộm không

tan trong nước ở dạng phân tán cao để nó bắt vào xơ

Thuốc nhuộm phân tán được sử dụng phổ biến để nhuộm vải, sợi polyacrylonitrin

Cường độ màu không cao nhưng độ bền màu cao

SVTH : LE THI KIM SANG | Trang 8

Trang 22

Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ Ozon Kết Hợp Xúc Tác Đông Thể Fea(SO„); Để Xử

Trang 23

Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ Ozon Kết Hợp Xúc Tác Đông Thể Fe(SO)› Để Xử

Bảng 2.3 : Phần trăm màu không gắn vào sợi Trực tiếp 5-30 Hoàn nguyên 5-20 Luu huynh 30-40 Hoat tinh 5-50 Naphthol 5-10 Phan tan 8-20 Pigment 1 Acid 7-20 Phifc kim loai 2-5 Cation (kiém) 2-3 Crom 1-2

2.1.2 Quy trình sản xuất vải:

Trang 24

Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ Ozon Kết Hợp Xúc Tác Đông Thể Fez(SO4)› Để Xử

2.1.2.1 Quá trình tiền xử lý:

a) Giũ hồ:

Các chất hô sợi được sử dụng nhằm tăng độ bền và tính năng uốn của sợi trong quá trình đệt vái Các chất hổ sợi bao gồm hồ thiên nhiên, hồ tổng hợp và hồ hỗn hợp Đối với vải tổng hợp, vải mộc thường sử dụng chất hồ tổng hợp hòa tan trong nước

nhu: polyvinyl alcohol (PVA), cacboxyl metyl cellulose (CMC) va polyacrylite Qua

trình giũ hồ chính là nhằm tách bỏ các chất đó Cùng với các chất hồ, các tạp chất có

trên vải cũng được loại bỏ trong quá trình giữ hồ Những chất không tan trong nước

vốn có trong vải và chất hồ còn sót lại một phần được phá hủy nhờ thủy phân và một phần nhờ oxy hóa, rồi sau đó được tách ra Quá trình giũ hồ được tiến hành triệt để trong các công đoạn nấu kiểm và tẩy trắng tiếp theo Trong quá trình giũ hồ đơn giản, người ta thường sử dụng cách giặt lạnh tĩnh hoặc động để tách các tạp chất dễ

hòa tan trong nước

a.1) Nấu kiểm:

Quá trình này được áp dụng để tách một cách hiệu quả các tạp chất mà phần nào đã

được loại bỏ ở khâu giũ hổ Quá trình nấu bao gồm ngấm, thấm, hấp theo mẻ hoặc

liên tục, hoặc xử lý nhiệt kéo dài ở nhiệt độ và áp suất cao, và bao gồm các bước: - — Ngấm ép dung dịch giặt vào bên trong sợi vải (khử khí, làm ướt và ngấm, thấm)

- _ Tách các khoáng chất (hòa tan hay tạo phức chất)

-_ Giải phóng và tách các ngoại tạp chất và tạp chất đã bị phá hủy (phát tán, tạo nhũ tương, )

Trong quá trình nấu kiểm, sợi vải bị trương lên làm tăng khả năng hấp thụ thuốc nhuộm (bắt màu) của vải trong các công đoạn tiếp sau Tạp chất dầu mỡ các loại bị

thủy phân bởi kiểm Mức độ xà phòng hóa phụ thuộc vào nhiệt độ và thời gian phản ứng

a.2) Tẩy trắng:

Quá trình tẩy kiểm khơng hồn tồn tách hết các ngoại tạp chất khỏi vải Thực ra, các loại tạp chất đó mới chỉ được phân hủy hóa học, do vậy phải được phân hủy tiếp

bằng sự oxy hóa và thủy phân rồi sau đó mới được tách hoàn toàn trong quá trình tẩy

trắng tiếp theo Độ trắng của vải được cải thiện nhờ quá trình phân hủy oxy hóa hoặc khử các tạp chất Khả năng hấp thụ hóa chất xử lý cũng được nâng cao nhờ quá trình

tẩy trắng Đối với quá trình nhuộm vải màu trung bình và màu đậm có thể không

nhất thiết phải tiến hành tẩy trắng

Trang 25

Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ Ozon Kết Hợp Xúc Tác Đông Thể Fez(SO¿)› Để Xử Lý Nước Thải Dệt Nhuộm

Nói chung, khó có thể đạt được độ trắng tuyệt đối cho vải tổng hợp bởi tẩy trắng chỉ có hiệu quả nhất định đối với loại vải này Hơn nữa, có một số loại sợi tổng hợp đặc biệt là những sợi thuộc nhóm polyacrilonitrite vốn có màu đặc trưng hơi vàng, nâu

hoặc không trắng

a.3) Các chất trợ cho quá trình tiền xử lý: a.3.1) Giã hồ:

Do quá trình giữ hồ vải tổng hợp có thể thực hiện nhờ giặt lạnh tĩnh hoặc động nên có thể không cần sử dụng chất trợ tại công đoạn này

a.3.2) Xử lý kiểm:

Có rất nhiều loại hóa chất khác nhau được dùng cho quá trình nấu tẩy, bao gồm: e Các chất ngấm/ chất tẩy rửa:

Được sử dụng để tăng sự thẩm thấu của dung dịch và nhờ đó tăng khả năng ngấm

dung dịch kiểm và nhũ tương hóa các tạp chất ưa dầu mỡ Các chất tẩy rửa có khả năng nhũ hóa tốt cùng với khả năng thấm ướt cao Những chất này cho hiệu quả cao

hơn so với xà phòng trong việc tách tạp chất, hơn nữa có thể dùng được trong môi trường acid mà không giảm hiệu quả hoặc tạo thành váng bọt

e Kiểm (hydroxyt natri):

Được dùng để xà phòng hóa các chất dầu mỡ

e Chất đệm:

Các hóa chất như ethylene diamine tetra acetic (EDTA) được dùng để tạo phức chất

với các chất làm cứng nước và ion kim loại nặng e Các chất phân tán:

Các hóa chất như polyacrilat và phosphat được sử dụng để phân tán các sản phẩm

phân hủy không tan, đất và các chất đã bị xà phòng hóa

e Các tác nhân khử:

Các loại hóa chất như dithionite được dùng để khử tạp chất a.3.3) Tẩy trắng:

e Hóa chất tẩy trắng:

Clo (C1¿), hypoclorit natri (NaOC]) và hypoclorit canxi (CaOC];) là ba chất được sử

dụng làm tác nhân tẩy trắng lâu đời nhất Tuy nhiên gần đây, hydro peroxit (HạO;) được sử dụng rộng rãi hơn

Trang 26

Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ Ozon Kết Hợp Xúc Tác Đông Thể Fez(SO,) Để Xử

Hypoclorit naưi là một trong những chất tẩy trắng mạnh nhất được sử dụng trong

ngành dệt Hypoclorit natri và hydro peroxit chỉ có hiệu quả nhất định đối với vải

tống hợp trong khi đó axit peracetic lại là chất tẩy trắng thích hợp nhất đối với loại vải này Việc tẩy trắng dùng hypoclorit natri được tiến hành bằng quá trình hấp

Hydro peroxit có thể dùng được trong cả quá trình tẩy trắng lạnh và nóng và chứng tỏ được lợi thế của nó so vdi hypoclorit natri Hydro peroxit co thể được sử dụng rộng

rãi trong nhiễu quá trình tẩy trắng như tẩy trắng cuộn ủ nguội theo mẻ, tẩy theo

phương pháp gián đoạn hoặc liên tục

e_ Các chất Ổn định tẩy trắng:

Được sử dụng để ngăn chặn sự phân hủy của các anion perhydroxy hoạt hóa hình thành trong quá trình tẩy trắng và đảm bảo khả năng oxy hóa cao trong suốt thời gian

tẩy trắng Các chất ổn định có chứa silicat gồm có silicat natri và silicat natri kim

loại Nhược điểm của các chất ổn định chứa silicat là sự đóng cặn silic trong thiết bị

tẩy trắng, rất khó làm sạch và dễ gây hại cho bể mặt vải Trong các thiết bị hấp vải hiện đại, quá trình tẩy trắng không dùng silicat mà dùng các chất ổn định hữu cơ Có thể kể vài tác nhân ổn định hữu cơ như: EDTA, DTPA_, acid gluconic, acid

photphoric

e_ Các chất hoạt động bề mặt:

Các chất hoạt động bể mặt được dùng trong tẩy trắng cần có tính nhũ hóa, tính phân tán và thấm ướt nhằm tăng cường hiệu quả tách loại các tạp chất ky nước, đất và

ngăn cẩn sự bám trở lại của các sản phẩm phẩm ứng phân hủy trong quá trình tẩy

trắng Để đáp ứng các yêu cầu này, các chất hoạt động bể mặt thường là hỗn hợp của

các hợp chất hoạt động bể mặt anion như alkyl sulphate và alkylaryl sulfonate với các hợp chất hoạt động không ion như alkylphenol ethoxylate hoặc alcohol ethoxylate béo có thể phân hủy sinh học

e Các chất tẩy trắng quang học:

Nếu quá trình xử lý tẩy trắng quá dài hoặc tẩy trắng quá mức, chắc chắn vải sẽ bị tác

động mạnh làm giảm chất lượng của vải Nhằm trách tác động tiêu cực này, ngày

nay người ta sử dụng ngày càng nhiều một phương pháp mới để tẩy trắng cho vật liệu vải mà không phải sử dụng những hóa chất tẩy trắng nguy hiểm Hoàn toàn có thể đạt được độ trắng của vải rất cao nhờ sử dụng các chất tẩy trắng quang học (FWA)

mà tẩy trắng thông thường không thể đạt tới cho dù được thực hiện rất tốt Việc áp dụng chúng để tẩy trắng vải không những có thể được tiến hành không có các hóa

chất tẩy trắng thông thường mà còn có thể tránh được việc tác động có hại do tẩy trắng quá mức Hiện tại có ít nhất 1.000 chất tẩy trắng quang học có mặt trên thị

trường, bao gồm các tác nhân được tạo ra từ các dẫn xuất của coumarin, stilbene,

Trang 27

Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ Ozon Kết Hợp Xúc Tác Đông Thể Fez(SO¿)› Để Xử Lý Nước Thải Dệt Nhuộm

pyrazolin, napthimide và benzoazole Sẽ thuận lợi hơn cho việc hoàn tất sản phẩm

dệt khi sử dụng các chất FWA trong dung dịch cho các loại xơ dễ hấp thụ chúng Đối

với vải tổng hợp thông thường các chất trên được đưa vào ngay từ quá trình sản xuất

XƠ SỢI b) Nhuộm:

Công đoạn nhuộm nhằm tạo cho vải sợi có màu sắc Quá trình này liên quan đến sự khuếch tán của phân tử thuốc nhuộm vào trong vải, nhờ đó tạo cho vải màu sắc mong muốn Trong quá trình nhuộm, các phân tử thuốc nhuộm nhanh chóng tiếp xúc với bể

mặt của sợi vải, tạo thành một màng mỏng và dần dần đi từ lớp màng này vào sâu

trong lõi xơ sợi Đây có thể coi là trường hợp hòa tan một chất rắn vào trong một chất rắn khác Trong suốt quá trình nhuộm, thuốc nhuộm phải đi qua một số giai đoạn từ

hạt rắn chuyển thành phân tử độc lập tương tác với nhau Các giai đoạn này bao

gồm:

e_ Hòa tan vào pha lỏng/ dịch nhuộm

e Hấp thụ các chất phân tán e Kết hợp với các chất phân tán e Hoda với hỗn hợp chất phân tán

e _ Khuếch tán qua lớp biên chất lỏng trên bể mặt sợi vải e_ Đông tụ, kết hợp lại, phát triển tinh thể

e_ Tác động đồng thời của nhiều thuốc nhuộm

e_ Biến đối hóa học (ví dụ: phân hủy do phản ứng) b.1) Các phương pháp nhuộm:

Có hai phương pháp cơ bản quan trọng trong nhuộm vải b.1.1) Phương pháp gián đoạn (theo mẻ):

Dịch nhuộm và vật liệu vải được đưa vào trong cùng một thiết bị và thêm vào một lượng thuốc nhuộm cần thiết

b.1.2) Phương pháp liên tục:

Thuốc nhuộm được hòa tan và phân tán trong dịch nhuộm Một lượng nhất định dịch

nhuộm được ngấm ép trên vật liệu vải

Trang 28

Trong cả hai trường hợp, thuốc nhuộm dân dần khuếch tán vào bên trong sợi vải Các

phương pháp nhuộm có thể được phân biệt được với nhau dựa trên cách thức đưa thuốc nhuộm vào bên trong hay lên trên mặt sợi vải

e Nhuộm tận trích: quá trình khuếch tán dung dịch thuốc nhuộm vào bên trong sợi vải

Quá trình nhuộm tận trích có thể chia làm 3 giai đoạn:

- Giai đoạn nhuộm (tận trích và hấp phụ): trong giai đoạn này, sự khuếch tán của thuốc nhuộm vào sợi vải xảy ra Hầu hết mọi trường hợp đều sử dụng nước mềm để pha dung dịch nhuộm Tốc độ khuếch tán của thuốc nhuộm tỷ lệ thuận với chênh

lệch nồng độ trong dung dịch nhuộm và trong sợi vải Trong suốt quá trình tận trích,

nồng độ của thuốc nhuộm trong dung dịch giảm liên tục, do đó chênh lệch nồng độ cũng giảm theo Tốc độ nhuộm do đó cũng giảm liên tục và đạt đến một giá trị cân bằng

- Giai đoạn cân bằng: khi này, nổng độ thuốc nhuộm trên sợi vải đạt đến gần hiệu suất thuốc nhuộm Trong giai đoạn này, sự đồng nhất và thẩm thấu thuốc nhuộm xảy ra Trong thực tế giai đoạn này đạt tới khi nổng độ thuốc nhuộm trong

dung dịch không còn biến đổi đáng kể nữa

- Giai đoạn gắn màu thuốc nhuộm: khi quá trình nhuộm đạt tới trạng thái cân bằng, thuốc nhuộm thường đứng yên ở vùng ngoài sợi vải và có thể chuyển động ra ngoài bất cứ lúc nào Thuốc nhuộm phải được cố định, có hai cách gắn màu thuốc

nhuộm:

* Gắn màu bằng phản ứng hóa học

* Gắn màu bằng sự phân bố thuốc nhuộm trong lõi sợi vải

e Nhuộm bề mặt

e Nhuém khối: kết hợp nhuộm trong quá trình sản xuất sợi tổng hợp (nhuộm

khối lỏng trước khi thành sợi)

b.2) Quy trình nhuộm:

Về số lượng, sợi polyester (PES) là loại sợi tổng hợp quan trọng nhất và được sử

dụng rộng rãi trên khắp thế giới

PES không thấm nước, do đó không sử dụng các loại thuốc nhuộm tan để nhuộm, trong khi đó có thể nhuộm được dễ dàng bằng các loại thuốc nhuộm phân tử nhỏ

không tan trong nước mà trước đây được sử dụng để nhuộm sợi acetat Sợi PES bắt

Trang 29

Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ Ozon Kết Hợp Xúc Tác Đông Thể Fe;(SO,); Để Xử màu đặc biệt tốt với thuốc nhuộm phân tán Thuốc nhuộm phân tán là những sản

phẩm được phân tán rất mịn có độ hòa tan khoảng 1g/1

Hầu hết vải PES được nhuộm bằng quá trình nhuộm tận trích Quá trình nhuộm này

được tiến hành ở 125 — 135°C dưới áp suất vì sự khuếch tán chậm của thuốc nhuộm phân tán Chất phân tán được thêm vào và pH được điều chỉnh bằng dung dịch acid acetic Quá trình bắt đâu với nguyên liệu ở nhiệt độ khoảng 40°C và sau 5 phút được bổ sung thuốc nhuộm Sau đó, toàn bộ hệ thống được gia nhiệt khoảng 30 phút và

quá trình nhuộm kết thúc trong vòng 60 phút

Trong công đoạn xử lý sau, đối với trường hợp nhuộm PES màu nhạt và trung bình,

vải phải được giặt kỹ Trường hợp màu tối, phần thuốc nhuộm không gắn màu được giữ chắc lại trên bể mặt vải và làm giảm độ bền màu Chúng cần được làm sạch bằng

phản ứng kiểm sau khi nhuộm Để tiến hành, người ta sử dụng hydro sulphit natri

cùng với chất tạo nhũ tương

Tốc độ nhuộm và theo đó là thời gian nhuộm có thể được khống chế trong giới hạn rộng Tốc độ nhuộm tăng lên khi nhiệt độ nhuộm tăng và tỉ lệ nghịch với nông độ

thuốc nhuộm, kích thước phân tử thuốc nhuộm, nồng độ tác nhân làm chậm nhuộm

và nhất là dung tỉ nhuộm b.2.1) Tỉ lệ thuốc nhuộm:

Tỉ lệ gắn màu trong quá trình nhuộm khác nhau giữa các loại thuốc nhuộm và loại

vải được nhuộm, do đó nó quyết định nông độ thuốc nhuộm trong chất thải Tỉ lệ gắn

màu của nhiều loại thuốc nhuộm đã được trình bày trong bảng 2.3 b.2.2) Tốc độ nhuộm:

Trong quá trình nhuộm vải PES, tốc độ nhuộm có thể được nâng cao bằng cách tăng

nhiệt độ nhuộm Nhiệt độ tăng lên 10°C sẽ làm tốc độ nhuộm tăng gấp đôi

b.2.3) Các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản trong quá trình nhuộm:

Những số liệu chung về nhuộm vải tổng hợp được trình bày trong bảng 2.4

Trang 30

Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ Ozon Kết Hợp Xúc Tác Đông Thể Fez(SO¿); Để Xử Lý Nước Thải Dệt Nhuộm

Bảng 2.4 : Các thông số cơ bản của quá trình nhuộm vải tổng hợp

Tỷ lệ thuốc nhuộm (2% tương đương với 20 gr thuốc nhuộm/kg vật liệu)

Nồng độ thuốc nhuộm Dung tỉ nhuộm 4:1 - 25:1 0.5 - 5 g/1 0.4:1 - 1.2:1 17-50 g/l

Thời gian nhuộm 20 - 200 phút 0.6 - 2 phú b.3) Các hóa chất phụ trợ cho quá trình nhuộm vải tổng hợp:

Các quy trình nhuộm vải đòi hỏi phải sử dụng không chỉ thuốc nhuộm mà còn phải

dùng nhiều sản phẩm đặc biệt khác, đó là những chất phụ trợ Việc sử dụng những chất phụ trợ trong một quy trình nhuộm có thể được thiết kế ngay từ đầu hoặc có thể do nhu cầu nâng cao kỹ thuật như nhuộm đều màu, bền màu hơn Lượng hóa chất

phụ trợ cho quá trình nhuộm vải ước đoán bằng khoảng 60 - 70% lượng thuốc nhuộm

b.3.1) Các chất phân tán:

Mục đích chính của việc sử dụng các chất phân tán là nhằm phá vỡ các phần tử thuốc nhuộm kích thước lớn thành những hạt rất nhỏ, tạo điểu kiện cho chúng xâm nhập

vào bên trong vải và bị hấp phụ Độ hòa tan vào nước của thuốc nhuộm phân tán

tăng mạnh theo nhiệt độ Độ hòa tan càng tăng mạnh hơn nhiễu lần khi thêm các tác

nhân phân tán Các chất này tạo nên một dung dịch thuốc nhuộm bão hòa, từ đó thuốc nhuộm chuyển động khuếch tán phân tử và được sợi vải hấp thụ Chúng ngăn chặn được hiện tượng màu nhuộm không đổng đều, sự hình thành các chấm màu, năng suất nhuộm thấp và độ bén mau kém Thuốc nhuộm dạng bột chứa một lượng

lớn chất phân tán nhất định, trong khi đó thuốc nhuộm dạng lỏng thường chứa một

lượng ít hơn nhiều Mặc dù ngay trong thuốc nhuộm đã có sắn các chất phân tán, người ta vẫn thường đưa thêm khoảng 0.5 - 2g/1 chất khuếch tán vào dịch nhuộm nếu

ứng suất cơ và nhiệt lớn xảy ra trong quá trình nhuộm

Các sản phẩm chứa formaldehyde và các hợp chất tương tự, các chất hoạt động bể

mặt có thể được sử dụng làm chất phân tán Các chất trợ cho quá trình nhuộm vải

PES thường là chế phẩm hỗn hợp của nhiều hợp chất khác nhau, có cả tác nhân phân tán và đều màu

Trang 31

Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ Ozon Kết Hợp Xúc Tác Đông Thể Fez(SO¿); Để Xử Lý Nước Thải Dệt Nhuộm

b.3.2) Các chất làm đều màu:

Các chất làm đều màu cho phép phân bổ đều thuốc nhuộm trong sợi vải, nhờ đó quá trình nhuộm đạt được độ đồng đều với cùng độ màu đậm nhạt và độ sâu Khi tiến

hành nhuộm vải PES ở nhiệt độ sôi, không cần đến các chất làm đều màu do trong điểu kiện này quá trình nhuộm diễn ra chậm và đồng nhất Chất làm đều màu cần thiết với quá trình nhuộm ở nhiệt độ cao Có ba nhóm chất làm đều màu điển hình dùng cho quá trình nhuộm ở nhiệt độ cao:

e_ Nhóm chất tăng cường quá trình nhuộm (chất tải): làm tăng tốc độ khuếch tán của thuốc nhuộm Các chất này hổ trợ cho sự thẩm thấu thuốc nhuộm

vào sợi vải thông qua sự trương nở của sợi hoặc thông qua sự phân tán

thuốc nhuộm thành những phần tử nhỏ Chúng có thể làm tăng tốc độ hút thuốc nhuộm đến mức dễ gây ra sự không đồng đều màu Vì vậy các chất

này chỉ được thêm vào ở nhiệt độ cao Nhóm chất tăng cường quá trình nhuộm bao gồm sản phẩm clo hóa của benzen và toluen, 2-phenylphenol, diphenyl ete, metylnapthalen, Tuy vậy, những hợp chất trên vẫn có những hạn chế như làm giảm độ bền màu với ánh sáng, gây ô nhiễm môi trường, gây trương nở vải quá mức và có mùi nặng

e Các sản phẩm chứa ethoxylat: có ảnh hưởng hạn chế đối với thuốc nhuộm

trong giai đoạn hấp thụ, do đó được sử dụng trong quy trình nhuộm nhanh hoặc nhuộm sẫm màu ở nhiệt độ cao Các chất thuộc nhóm này gồm: dầu

thâu dâu ethoxylat hóa, acid stearic, cdc este chifa sulphuric hoac

photphoric, alcohol béo có chứa ethoxylat hoặc alkylphenol

e Các chất làm đều màu đặc biệt: dùng điều chỉnh đồng đều tốc độ hấp thụ của hỗn hợp thuốc nhuộm trong suốt giai đoạn gia nhiệt và tăng cường sự

di chuyển của thuốc nhuộm ở giai đoạn nhiệt độ cao Các chất này là sự

kết hợp giữa alcohol, este hoặc ceton, và có độ dài mắc xích trung bình

b.3.3) Các chất thấm ướt:

Quá trình nhuộm vải tổng hợp không cần các chất tạo thêm sự thấm ướt b.3.4) Các chất càng hóa:

Trang 32

Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ Ozon Kết Hợp Xúc Tác Đông Thể Fe;(SO,); Để Xử

e© Sự tạo thành các hợp chất muối khó hòa tan dẫn đến những vấn để màu không đồng đều và giảm độ bền của vải khi cọ sát và giặt giữ

EDTA, NTA (nitrilotriacetate) và những dẫn xuất của acid photphoric là những chất tạo phức rất mạnh Đối với thuốc nhuộm kim loại, việc sử dụng những chất tạo phức yếu với kim loại có lợi hơn vì kim loại sẽ không bị tách ra khỏi thuốc nhuộm Chất

tạo phức trung bình như polyphotphat và các loại acid poly-carboxylic khác nhau có thể được sử dụng cho trường hợp này

b.3.5) Chất điều chỉnh pH:

Quá trình nhuộm với thuốc nhuộm phân tán được tiến hành ở pH bằng 4,5 Trong điểu kiện này, thuốc nhuộm phân tán có độ ổn định nhất Các chất tạo acid gồm có

các muối của acid halocarboxylic, là những muối bị phân giải ở nhiệt độ cao Photphat cũng được sử dụng làm dung dịch đệm, nhưng thích hợp nhất cho việc điều chỉnh pH là acid acetic

b.3.6) Các chất tải nhuộm:

Các chất tải được dùng trong nhuộm vải tổng hợp bằng quy trình nhuộm tận trích để làm tăng tốc độ hấp thụ thuốc nhuộm phân tán lên sợi vải, giúp khuếch tán thuốc nhuộm nhanh hơn vào bên trong sợi vải và tăng năng suất nhuộm Việc sử dụng các

chất tải có thể cho phép sợi PES được nhuộm tới màu mong muốn, thậm chí ngay cả

ở nhiệt độ 100°C Những chất quan trọng nhất được dùng làm chất tải bao gồm 1,2- dichlorobenzene, 1,2,4-trichlorobenzene, methyl naphthalene, acid phtalic, N-

butylimide và chlorophenoxyethanol

Thành phần của một chất tải nhuộm thật sự là một sự dung hòa Chlorobenzene chỉ

được dùng hạn chế trong các thiết bị kín do dễ bay hơi và độc hại Trong khi đó việc xử lý giảm độ bển màu với ánh sáng lại dùng dẫn xuất naphthalene, diphenyl 2-

phenylphenol và đòi hỏi phải có quá trình gắn màu ở nhiệt độ lớn hơn 180°C

b.3.7) Các chất khử:

Được sử dụng trong quá trình xử lý sau để nâng cao độ bển màu của sản phẩm

nhuộm và in bằng thuốc nhuộm phân tán nhờ quá trình khử phân hủy những thuốc nhuộm còn dư trên mặt vải Các tác nhân khử có thể chia thành ba nhóm sau:

e_ Các hợp chất có chứa sulphua: được tạo thành từ acid dithionous (H;Š2O¿),

acid sulphuric (H;SO¿), hidrosunfit natri (Na2S204)

e Các hợp chất hữu cơ: bao gồm các chất có cấu trúc hydroxy carboxyl —

gluco va hydroxy aceton

e Phitc chat hydrit: borohydrit natri (NaBH¿)

Trang 33

Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ Ozon Kết Hợp Xúc Tác Đồng Thể Fe;(SO,); Để Xử Lý Nước Thải Dệt Nhuộm c)In: In là quá trình tạo hoa văn trên vải c.1) Quy trình in: Toàn bộ quá trình in bao gồm toàn bộ các công đoạn sau: e Xử lý trướcin e In e Say khô e Gắn màu e Giặt c.1.1) Xử lý trước in:

Xử lý vải trước khi in là khâu hết sức quan trọng đối với một quá trình in có chất lượng Để tiến hành in, cần phải ổn định hình dạng của vải Việc ổn định kích thước

và chống nhăn cho vải đòi hỏi vải phải được định hình trên thiết bị căng định hình Vải phải được sấy khô hoàn toàn trước khi đi vào bộ phận định hình Thông thường điểu kiện của quá trình định hình là 20-30 giây ở 190 - 210 °C Quá trình định hình

cần được tiến hành ở nhiệt độ cao hơn từ 10-20°C so với nhiệt độ cao nhất mà vải tiếp xúc trong quá trình gắn màu hoặc xử lý khác Khi vải ra khỏi vùng tiếp xúc với

khí nóng, nó cần được làm nguội hoàn toàn Những đặc tính hấp phụ màu của vải

được nâng cao nhờ quá trình xử lý này

Để tăng tính đàn hồi của vải cần phải xử lý vải trong dung dịch cacbonat natri 2 - 3%

trong thời gian 15 - 20 phút ở nhiệt độ sôi Việc xử lý như vậy có tác dụng làm sạch và làm giảm đi một phần khối lượng Khối lượng vải mất đi khoảng 3 - 6%, nhờ đó làm giãn cấu trúc và tạo ra cảm giác mềm mại cho vải Sau khi xử lý kiểm, vải được trung hòa bằng acid acetic, giặt và sấy khô

c.1.2) In:

Có hai kiểu in:

e In bằng thuốc nhuộm: sử dụng các loại thuốc nhuộm khác nhau e In pigment: st dung chat mau pigment

Về nguyên tắc, sự khác biệt chính giữa in thuốc nhuộm và in pigment là các chất

màu pigment không có ái lực với sợi vải trong khi đó thuốc nhuộm lại có Quá trình

in pigment cần có các phụ gia để chất màu pigment bám dính được vào sợi vải lâu

Trang 34

Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ Ozon Kết Hợp Xúc Tác Đông Thể Fea(SO„); Để Xử Lý Nước Thải Dệt Nhuộm

đài; các phụ gia lưu lại trên vải tạo ra độ bến màu Đối với kiểu in thuốc nhuộm, các

chất phụ gia được dùng sẽ bị tách ra hết trong khâu giặt cuối cùng c.1.3) Sấy:

Công đoạn sấy được tiến hành nhằm ngăn chặn mực in bị nhòe bẩn khi vải đi qua các trục dẫn hướng Nhiều phương pháp sấy khác nhau đang được ứng dụng trong đó

có các phương pháp dùng không khí nóng hoặc khí lò đốt tiếp xúc trực tiếp với lưới vải (sấy thùng) và bức xạ Cần cẩn thận trong khi dùng khí lò đốt để sấy bởi nhiều loại thuốc nhuộm rất dễ bị tác động của dioxit lưu huỳnh và các acid có trong khí lò

đốt

c.1.4) Gan mau in:

Gắn màu in là quá trình làm cho thuốc nhuộm khuếch tán sâu vào bên trong sợi vải Do sợi tổng hợp rất ky nước và hầu như không trương nở nên đòi hỏi phải có nhiều tác động cho quá trình gắn màu Gắn màu có thể được tiến hành bằng các quy trình sau:

e Gắn màu bằng hơi nước bảo hòa (30 phút — 120 “C): được dùng cho các màu

từ nhạt đến trung bình

e Gắn màu bằng hơi nước bảo hòa ở áp suất cao (30 phút - 2,5 bar): khả năng

gắn màu thuốc nhuộm được tăng cường đáng kể nhờ quá trình gắn màu trong nổi áp lực Ở áp suất 2.5 bar, lượng thuốc nhuộm gắn lên vải đạt 60-90% Hiệu suất này tăng theo áp suất và có thể đạt tới 100% ở áp suất 3.6-4,0 bar e Gắn màu bằng hơi nước có nhiệt độ cao: được tiến hành liên tục bằng nổi hấp

tuần hoàn kín có nhiệt độ cao và quá nhiệt ở 170-180°C trong suốt quá trình

Vải được tiếp xúc với hơi ở nhiệt độ cao trong vòng 5-10 phút Lớp hồ đặc mở

ra khi bắt đầu giai đoạn nâng nhiệt độ (20-100°C) và sau đó là sự bốc hơi nước khi gia nhiệt tới 170-180°C Nhờ vậy, màng hồ còn lại ít nhất và làm cho vải mềm hơn và tác nhân khuếch tán dễ dàng vào sâu trong xơ sợi

e_ Quy trình thermosol (gia nhiệt khô, 1 phút, 200”C): trong quy trình này, vải in

được đưa qua bộ phận gia nhiệt Ở nhiệt độ 200°C hiệu suất thuốc nhuộm trung bình không sử dụng chất tải đạt tới 50-70%

c.1.5) Giặt:

Giặt vải sau khi in được thực hiện nhằm hoàn toàn loại bỏ các màng hồ, thuốc nhuộm không gắn màu và các phụ gia Thuốc nhuộm không gắn màu được có thể ở dạng

Trang 35

Lý Nước Thải Dệt Nhuộm - -

Trong dây chuyển giặt, vải được giũ sạch hoàn toàn (giã nóng hoặc lạnh), sau đó

được xử lý bằng tác nhân kiểm khử Ở nhiệt độ máy giặt 40 - 50°C, hầu hết lượng chất hô đặc và thuốc nhuộm không gắn màu hoặc bị hòa tan hoặc bị phân hủy do phản ứng khử Do được tiến hành ở nhiệt độ thấp nên cả thuốc nhuộm và các sản phẩm phân hủy đều không bám được lên vải Sau khi giặt lần đầu và đôi khi sau

bước giũ trung gian, giặt lần hai và lần ba được tiến hành ở nhiệt độ 70 - 80°C với

nông độ hóa chất thấp hơn Tiếp đó vải được giũ trong môi trường acid Trước khi đưa di sấy khô, vải đã giặt được tách nước bằng ly tâm hoặc vắt kiệt, sau đó được sấy ở nhiệt độ 110 - 130°C với độ căng nhỏ

c.2) Các chất phụ trợ trong quá trình in:

Các chất phụ trợ là những hợp chất không màu và không thể thiếu được trong in

pigment vào sợi vải Các chất phụ trợ lưu lại trên vải tạo ra tính bén mau

c.2.1) Các chất phụ trợ cho ỉn bằng thuốc nhuộm:

Nhiều loại chất phụ trợ khác nhau được sử dụng cho quá trình in bằng thuốc nhuộm, bao gồm những chất dùng để chuẩn bị hổ in, các chất dùng sau xử lý và chất kết

dính

e Hồ nguyên:

Hồ nguyên là các chất ở dạng bột hoặc hạt có đặc tính trương nở đặc biệt trong nước và tạo cho dung dịch độ nhão ổn định và có thể in được Hồ in thường chứa dung dich

có 40 - 70% chất hổ nguyên Thực tế thường sử dụng chất hồ từ 2,5 đến 10% (cao

nhất là 16%)

Các chất hồ nguyên được phân loại theo các nguyên liệu tạo ra chúng Những nhóm

tiêu chuẩn gồm có: alginate, các chất làm từ hạt cây, sản phẩm phân hủy của hé tinh bột và các loại hồ nguyên tự nhiên, bán tổng hợp và tổng hợp Các chất hồ tự nhiên, bao gồm cả loại được biến tính lẫn loại không biến tính, trong thời gian gần đây được

sử dụng nhiều hơn trong quy trình in thuốc nhuộm và đang thay thế nhanh chóng các

hồ nhũ tương nhờ có nhiều ưu điểm hơn Đối với quy trình in thuốc nhuộm phân tán,

người ta thường dùng các loại tính bột được ete hóa hoặc có chứa carboxyl methylate

e_ Các chất gắn màu (ưa nước):

Mục đính của việc đưa thêm các phụ gia gắn màu là để tăng cường tính hòa tan của

thuốc nhuộm trong quá trình gắn màu Trong nhiều trường hợp chúng còn có tác dụng làm sợi trương nở Ure là chất có đặc tính rất háo nước nên được sử dụng rộng rãi trong quá trình in vải bằng thuốc nhuộm hoạt tính Đặc tính háo nước có tác dụng nâng cao đáng kể tốc độ gắn màu của thuốc nhuộm, một yếu tố đặc biệt quan trọng

Trang 36

Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ Ozon Kết Hợp Xúc Tác Đồng Thể Fe;(SO¿)› Để Xử

đối với các sợi cellulose Các phụ gia gắn màu dùng trong in vải acetat và polyester chủ yếu là các dẫn xuất của acid béo Những chất phụ gia loại này không những nâng cao được tỷ lệ gắn màu mà còn làm quá trình gắn màu thuốc nhuộm diễn ra dễ đàng hơn

e Chất phân tán:

Mục đích sử dụng các chất này là nhằm tăng cường tính tan các thuốc nhuộm hòa tan

trong quá trình chuẩn bị hồ in Rat nhiều dung môi hữu cơ phân cực được sử dụng cho mục đích này, ví dụ như: ethanol, ethylene diglycol, glycerine Trong các loại thuốc nhuộm thường đã có sẵn các chất phân tán, do đó không nhất thiết phải đưa thêm vào

trong hé in

e Chất chống tạo bọt:

Dùng để ngăn ngừa sự tạo bọt trong quá trình pha chế hồ in và trong chính quá trình

in Các sản phẩm sử dụng cho mục đích này bao gồm các loai dau silicon, este hitu cơ và vô cơ, và nhiều hydrocacbon béo

e Các acid:

Những acid như acid citric hoặc sulphat amon được dùng để tạo ra môi trường acid

vừa đủ trong hồ in khi in bằng các loại thuốc nhuộm phân tán và thuốc nhuộm cation

e_ Các tác nhân oxy hóa:

Chúng được đưa vào nhằm ngăn chặn những hiệu ứng có hại gây ra do phản ứng hóa

học của thuốc nhuộm với các chất hồ đặc tự nhiên và với chính vật liệu vải, nhờ đó

thúc đẩy quá trình in ổn định hơn và không xẩy ra sự cố M-nitrobenzene sulphonate Natri được sử dụng kết hợp với các chất hồ đặc tự nhiên trong quá trình in trực tiếp

tác nhân phán tán lên vải polyester Clorat natri được dùng trong trường hợp ngăn chặn sự khử thuốc nhuộm trong quá trình in thuốc nhuộm phân tán

e Các chất kết dính trong in màu:

Những chất này được dùng để gắn lên tấm lót nhằm không cho vải bị xô lệch trong suốt quá trình in Các chất kết dính hòa tan là loại được sử dụng phổ biến nhất trong đó có những chất lấy từ tự nhiên như hồ tinh bột đã phân hủy, các dẫn xuất của tỉnh

bột, các loại keo thực vật; và nhiều loại hồ tổng hợp như polyvinyl alcohol, polyvinyl caprolactum Các chất kết dính không tan gồm có các chất nhựa dẻo, chúng là những polymer hòa tan có chứa acrylate và nhiệt độ mềm từ 50 - 80°C Các chất kết dính

này được hòa tan trong dung môi hữu cơ bay hơi để phủ lên tấm lót Trong quá trình

in tấm lót đã phủ keo dính được làm nóng bằng thiết bị gia nhiệt đặc biệt, vải được đặc dính lên trên tấm lót này

Trang 37

Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ Oson Kết Hợp Xúc Tác Đông Thể Fe;(SO,); Để Xử Lý Nước Thải Dệt Nhuộm

e_ Các chất dùng trong xử lý sau In:

e© Sau khâu in màu vải, cần phải được giặt để loại bỏ thuốc nhuộm không được gắn màu, chất hồ và các chất trợ, tạo cho vải màu sắc sáng đẹp nhất và tính bền màu cần thiết Các chất khác nhau dùng trong khâu xử lý hoàn chỉnh bao gồm:

- Các chất tẩy rửa: các chất tẩy rửa với tính năng hòa tan thuốc nhuộm được dùng để giặt hàng vải in bằng thuốc nhuộm phân tán

- Các chất khử: được sử dụng để làm sạch vải và tăng cường hiệu quả sử dụng của chất tẩy rửa Hydrosunphite Natri (Na;SạO¿), được dùng cho hàng PES in

bằng thuốc nhuộm phân tán Đây là chất khử mạnh, dễ phản ứng với oxy trong

không khí

- Chất bảo vệ: ngăn chặn sự tái hấp thụ thuốc nhuộm, nhờ đó tránh được sự xuất hiện vết bẩn lên nền vải trắng khi giặt Ngoài ra, chúng còn tăng cường

độ bén màu ướt của vân màu Người ta sử dụng polyvinyl pyrolidone trong các

bể giặt cho hàng in bằng thuốc nhuộm hoạt tính và thuốc nhuộm trực tiếp Trong xử lý hoàn tất vải polyamide in bằng thuốc nhuộm acid và thuốc nhuộm

acid chứa kim loại, người ta hay dùng các sản phẩm đa tụ của acid sulforic thơm với formaldehyde

d) Hoan tat:

Hoàn tất là tên đặt cho quá trình tác động cuối cùng lên vải trước khi vải được đưa đi bán hoặc làm ra những sản phẩm như quần áo hay đổ đạc Quá trình này nhằm mục dich nâng cao những đặc tính về mặt cảm giác, giá trị và độ mềm của vải Việc xử lý được thực hiện trong bể giặt cuối hoặc ngấm ép trước khi căng Hoàn tất bao gồm cả quá trình xử lý hóa học lẫn xử lý cơ học

d.1) Quy trình hoàn tất:

Trong quy trình hoàn tất, vải được đưa qua một bể chứa các thành phần có tác dụng

hoàn tất vải Sau đó vải được đưa qua các trục ép để vắt kiệt càng nhiều dung dịch càng tốt trước khi được đưa vào các thiết bị sấy khô Sau bộ phận sấy thường có lắp đặt thêm thiết bị sấy ở nhiệt độ cao nếu cần thiết

d.2) Các chất hoàn tất:

Các chất phụ trợ được dùng trong quá trình hoàn tất bao gồm: e_ Các tác nhân tạo liên kết ngang:

Trang 38

Được sử dụng cho vải có chứa cellulose nhằm hạn chế hiện tượng nhàu trong điều

kiện khô và ướt, đồng thời ổn định chống lại hiện tượng co vải khi giặt là Tính năng của chúng có được là nhờ các liên kết ngang giữa các phân tử cellulose trong bông hay trong tơ nhân tạo, cũng nhờ đó mà hạn chế được giãn và trương nở của sợi vải đồng thời tăng độ bền của chúng Liên kết ngang tạo cho vải “khả năng hồi phục”, giúp nó trở lại trạng thái cũ nhờ có tác dụng của các liên kết ngang

Các dẫn xuất methyl đa nhóm chức của urê, hoặc melamine tạo ra từ phản ứng giữa formaldehyde với các hợp chất này đã được sử dụng chủ yếu làm các chất tạo liên kết ngang trong các sản phẩm thương mại

e Các chất xúc tác:

Các chất tạo acid đóng vai trò làm xúc tác trong việc phục hồi nhựa dẻo, những chất tạo acid được chia thành các nhóm:

- Cac acid tu do (vi du: acid hffu co tartaric, acid lactic, acid glycolic)

- Các muối amon (clorit, sulphat, hydro photphat và dihydro photphat)

- Các muối bazơ hữu cơ (alkanolamine, chlorohydrate)

- Các muối kim loại (clorit magiê, clorit kẽm, nitrat kẽm, chlorohydrate nhôm) Clorua magiê là xúc tác được sử dụng rộng rãi nhất Nó có thể được dùng riêng rẽ

hoặc kết hợp với các acid hữu cơ như acid citric hay với các muối acid như clorua nhôm để tạo thành những chất xúc tác mạnh hơn, có khả năng khôi phục các chất tạo liên kết ngang ở nhiệt độ thấp hơn hoặc trong thời gian ngắn hơn so với clorua magiÊ nguyên chất Ngày nay, quá trình sấy khơ và hồn tất thường được tiến hành đồng

thời, trong đó sử dụng một hỗn hợp nhiều chức năng gồm các muối kim loại và acid

Tetrahydroborate natri thường được sử dụng cùng với clorua magiê cho mục đích này

Các chất hồ cứng cho vải tạo cho vải một cảm giác bển và đây đặn hơn Tất cả các chất này đều là những hợp chất polymer Các chất này có thể hòa tan và tạo huyền

phù, được sử dụng cho các loại sợi có chứa cellulose Loại hòa tan tạo cho vải giống như giấy, thành phần loại hổ này gồm có polyvinyl alcohol và các dẫn xuất hồ tinh bột Các chất polymer dạng huyền phù có xu hướng tạo ra cảm giác dày, day dặn

như da Những hợp chất polymer không bị mất màu khi tiếp xúc với ánh sáng, nhiệt

và không khí như polyvinyl acetate, các sản phẩm trùng hợp của acrylate và

methacrylate là những chất hồ dạng huyền phù được dùng phổ

e Cadac chat làm mềm vải:

Trang 39

Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ Ozon Kết Hợp Xúc Tác Đồng Thể Fe;z(SO,); Để Xử

Lý Nước Thải Dệt Nhuộm -

Được dùng để nâng cao cảm giác của vải dệt thoi, tăng độ trơn của sợi và vải Trên

thị trường, các chất làm mềm loại anion chiếm khoảng 10%, phần còn lại chia đều cho hai loai cation và loại không ion Hầu hết các chất làm mềm đều có thành phần

cơ bắn của acid béo và có chiểu dài chuỗi carbon khoảng 18 nguyên tố carbon Loại chất làm mềm không ion đặc biệt hữu hiệu trong trường hợp màu sản phẩm không có ánh vàng, hoặc đòi hỏi độ sáng quang học Các chất làm mềm loại cation có tác dụng

hiệu quả hơn trong việc nâng cao khả năng tạo nếp và chảy mềm của vải có chứa

cellulose so với loại không ion Các hỗn hợp huyền phù chứa dimethyl silicon có khả

năng làm mềm vải và rất hiệu quả đối với vải tổng hợp Chúng tạo nên sự mềm mại đồng đều cho bể mặt vải mà không một hợp chất nào khác có thể làm được Còn các chất làm mềm loại anion được dùng cho vải thô như vải bò (jean) nhằm tăng cường sự chống co cho vải Các chất này còn có tác dụng như chất làm trơn và chất làm thấm ướt

22 KHẢ NĂNG GÂY Ô NHIEM CUA NUGC THAI NGÀNH DỆT NHUỘM [17]

Những vấn để môi trường nước của quá trình nhuộm rất được quan tâm bởi vì: e_ Nhuộm là quá trình sản xuất sử dụng rất nhiều nước

e Muối thường được sử dụng với số lượng lớn để tăng cường sự gắn màu thuốc nhuộm lên vật liệu vải

e_ Nhiều loại thuốc nhuộm có chứa kim loại nặng trong thành phần

e Những phần thuốc nhuộm không gắn được vào sợi vải sẽ đi vào dòng nước

thải và làm nước thải mang màu Một lượng lớn muối và kim loại nặng cũng đi vào dòng nước thải

Thuốc nhuộm là loại nguyên liệu đắc tiền, nên vấn để luôn được quan tâm ở các xí nghiệp nhuộm là làm thế nào để lượng thuốc nhuộm được nhuộm vào vải đạt tối đa

hơn là phải xả vào nước thải

Tính chất ô nhiễm của nước thải tại xí nghiệp dệt nhuộm được thể hiện qua các chỉ

tiêu ô nhiễm của nước thải

Theo các số liệu do các cơ quan chuyên ngành khảo sát được đối với các xí nghiệp dệt nhuộm ở các tỉnh phía Nam cho thấy:

Trang 40

Định dạng
Số trang	133
Dung lượng	7,45 MB