áp dụng kiểm toán chất thải tại phân xưởng nhuộm công ty dệt may trung thu, thành phố hà nội

Bên cạnh nước thải là nguồn thải chính, ngành nhuộm cũng thải ra môi trường một lượng chất thải rắn bao bì đựng hóa chất, vải vụn, xỉ than,… và khí thải CO, SO2, NO2, NH3, CO2, bụi bô

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS Nguyễn Thị Hà

MỤC LỤC

Trang

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vi

DANH MỤC BẢNG vii

DANH MỤC HÌNH ix

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN 4

1.1 Giới thiệu chung về kiểm toán chất thải 4

1.1.1 Kiểm toán chất thải công nghiệp 4

1.1.2 Áp dụng kiểm toán chất thải trên thế giới và Việt Nam 7

1.2 Thực trạng môi trường ngành công nghiệp nhuộm 11

1.2.1 Đặc điểm chung của chất thải ngành công nghiệp nhuộm 11

1.2.2 Thực trạng công tác xử lý nước thải ngành công nghiệp nhuộm 12

CHƯƠNG 2 - ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24

2.1 Đối tượng nghiên cứu 24

2.2.1 Phương pháp thu thập thông tin thứ cấp 26

2.2.2 Phương pháp khảo sát thực địa 26

2.2.3 Phương pháp đo đạc, lấy mẫu tại hiện trường 27

2.2.4 Phương pháp phân tích mẫu tại phòng thí nghiệm 27

2.2.5 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm các giải pháp công nghệ cho hệ thống xử lý nước thải 31

2.2.6 Phương pháp phân tích, đánh giá, tính toán và xử lý số liệu 34

CHƯƠNG 3 - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 35

3.1 Kết quả điều tra về hiện trạng sản xuất của Công ty Dệt may Trung Thu

35

3.2 Kết quả xác định nguyên liệu, hóa chất, năng lượng, nước đầu vào của quy trình sản xuất 40

3.2.1 Nguyên liệu, hóa chất 40

3.2.2 Nhu cầu năng lượng, nước 41

3.2.3 Trang thiết bị sản xuất 42

3.3 Kết quả xác định các nguồn thải 44

3.3.1 Nước thải 44

3.3.2 Khí thải 51

3.3.3 Chất thải rắn 54

3.3.4 Chất thải nguy hại 55

3.4 Kết quả tính toán cân bằng vật chất 57

3.4.1 Kết quả tính toán cân bằng nước 57

3.4.2 Kết quả tính toán phát thải khí 61

3.4.3 Kết quả tính toán cân bằng vật liệu 63

3.5 Các nguyên nhân gây tổn thất năng lượng, nước và gia tăng chất thải 64

3.5.1 Nguyên nhân tổn thất nước 64

3.5.2 Nguyên nhân tổn thất năng lượng, ô nhiễm không khí và các hạn chế trong quản lý nội vi 64

3.6 Nghiên cứu, đề xuất giảm thiểu lượng chất thải rắn, nước thải và giảm tiêu thụ năng lượng 65

3.6.1 Biện pháp quản lý và xử lý nước thải 66

3.6.2 Biện pháp xử lý ô nhiễm không khí 69

3.6.3 Biện pháp xử lý chất thải rắn 70

3.6.4 Giải pháp nâng cao ý thức bảo vệ môi trường của cán bộ công nhân 72

3.7 Kết quả khảo sát cải tiến hệ thống xử lý nước thải 73

3.7.1 Kết quả khảo sát hiệu quả xử lý nước thải khi cải tiến quá trình keo tụ 73

3.7.2 Kết quả khảo sát hiệu quả xử lý nước thải khi bổ sung than hoạt tính vào vật liệu lọc 79

3.7.3 Kết quả khảo sát hiệu quả xử lý khi bổ sung oxi hóa bằng tác nhân Fenton sau lắng keo tụ 80

3.8 Tính toán chi phí, lợi ích liên quan đến các giải pháp đề xuất 81

3.9 So sánh hiệu quả và chi phí xử lý SS, COD, độ màu của 3 phương án đề xuất 85

KẾT LUẬN 87

KIẾN NGHỊ 89

TÀI LIỆU THAM KHẢO 90

PHỤ LỤC 93

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

AIT Viện Công nghệ Châu Á

(Asian Institute of Technology) BOD Nhu cầu oxi sinh hóa

(Biochemical Oxygen Demand) COD Nhu cầu oxi hóa học

(Chemical Oxygen Demand)

DO Oxi hòa tan (Dissolved Oxygen)

EMAS Quản lý và quy trình kiểm toán

(Management and Audit Scheme) ICC Phòng Thương mại Quốc tế

(International Chamber of Commerce) ISO Tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế

(International Organization for Standardization)

ppm Parts per million

TOC Total organic cacbon

TSS Tổng chất rắn lơ lửng (Total Suspended Solid)

UNEP Tổ chức Môi trường liên hợp quốc

(United National Environment Programme) UNIDO Tổ chức phát triển Công nghiệp Liên hợp quốc

(United National Industrial Development Organization)

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Nguồn thải chất thải rắn trong công nghệ nhuộm 12

Bảng 2.1: Phương pháp phân tích các thông số môi trường của nước thải 27

Bảng 3.1: Mô tả chi tiết quy trình công nghệ nhuộm của Công ty Dệt may Trung Thu 38

Bảng 3.2: Hóa chất sử dụng trong quá trình sản xuất 40

Bảng 3.3: Danh mục máy, thiết bị của Công ty Dệt may Trung Thu 42

Bảng 3.4: Các thiết bị phụ trợ của Công ty Dệt may Trung Thu 44

Bảng 3.5: Kết quả quan trắc chất lượng nước thải tại Công ty Dệt may Trung Thu 47

Bảng 3.6: Kết quả quan trắc chất lượng nước mặt tại khu vực Công ty Dệt may Trung Thu 50

Bảng 3.7: Kết quả quan trắc vi khí hậu và môi trường không khí xung quanh tại Công ty Dệt may Trung Thu 52

Bảng 3.8: Kết quả quan trắc vi khí hậu và môi trường làm việc tại Công ty Dệt may Trung Thu 53

Bảng 3.9: Tổng hợp các vấn đề môi trường theo các công đoạn sản xuất Công ty Dệt may Trung Thu 56

Bảng 3.10: Cân bằng nước sản xuất 58

Bảng 3.11: Định mức tiêu thụ nước của các công đoạn sản xuất chính 59

Bảng 3.12: Cân bằng nước chung cho các hoạt động chính 60

Bảng 3.13: Hệ số ô nhiễm của khí thải khi đốt than 61

Bảng 3.14: Tải lượng các chất ô nhiễm của khí thải khi đốt than 62

Bảng 3.15: Nồng độ các thành phần trong khí thải 62

Bảng 3.16: Cân bằng vật liệu 63

Bảng 3.17 : Các nguyên nhân gây tổn thất nước và gia tăng nước thải 64

Bảng 3.18: Các nguyên nhân gây thất thoát nguyên vật liệu và gia tăng chất thải 65

Bảng 3.19: Tổng hợp các giải pháp đề xuất cho cải thiện môi trường của Công ty Dệt may Trung Thu 71

Bảng 3.20: Kết quả khảo sát khả năng xử lý SS, COD, độ màu của phương pháp keo tụ 3 bậc không cải tiến sử dụng chất keo tụ mới 73

Bảng 3.21: Kết quả khảo sát hàm lượng PAA sử dụng trong keo tụ 75

Bảng 3.22: Kết quả khảo sát hàm lượng PAC sử dụng trong keo tụ 76

Bảng 3.23: Kết quả khảo sát khả năng xử lý (SS, COD, độ màu) bằng phương pháp keo tụ 3 bậc cải tiến sử dụng chất keo tụ mới 78

Bảng 3.24: Kết quả khảo sát khả năng xử lý (SS, COD, độ màu) của giải pháp bổ sung lớp than hoạt tính vào vật liệu lọc 79

Bảng 3.25: Kết quả khảo sát khả năng xử lý (SS, COD, độ màu) của giải pháp bổ sung oxi hóa bằng tác nhân Fenton sau lắng keo tụ 81

Bảng 3.26: Các giải pháp nhằm giảm thiểu ô nhiễm và tiết kiệm nước 82

Bảng 3.27: Ước tính chi phí của giải pháp tiết kiệm nước 83

Bảng 3.28: Bảng chi phí cải tiến hệ thống xử lý nước thải 84

Bảng 3.29: Bảng so sánh hiệu quả và chi phí xử lý nước thải (SS, COD, độ màu) của 3 giải pháp 86

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Sơ đồ quy trình kiểm toán chất thải công nghiệp theo UNEP và

UNIDO 6

Hình 1.2: Cấu tạo hạt keo 14

Hình 1.3: Sự thay đổi thế ξ theo khoảng cách từ bề mặt hạt keo 14

Hình 2.1: Sơ đồ vị trí Công ty Dệt may Trung Thu 24

Hình 2.2: Sơ đồ tổ chức Công ty Dệt may Trung Thu 25

Hình 2.3: Quy trình oxy hóa nước thải bằng tác nhân hệ Fenton 34

Hình 3.1: Sơ đồ công nghệ với vải dệt thoi 35

Hình 3.2: Sơ đồ công nghệ với vải dệt kim 36

Hình 3.3: Sơ đồ quy trình công nghệ nhuộm của Công ty Dệt may Trung Thu 37

Hình 3.4: Nguồn phát sinh chất thải từ các công đoạn sản xuất Công ty Dệt may Trung Thu 45

Hình 3.5: Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải của Công ty 67

Hình 3.6: Sơ đồ xử lý khí thải lò hơi đề xuất áp dụng tại Công ty Dệt may Trung Thu 70

Hình 3.7: Đồ thị hàm lượng SS, COD, độ màu của nước thải sau xử lý bằng phương pháp keo tụ không cải tiến sử dụng chất keo tụ mới 74

Hình 3.8: Đồ thị khảo sát hàm lượng PAA trong xử lý nước thải (SS, COD, độ màu) bằng phương pháp keo tụ 75

Hình 3.9: Đồ thị khảo sát hàm lượng PAC trong xử lý nước thải (SS, COD, độ màu) bằng phương pháp keo tụ 77

Hình 3.10: Đồ thị hàm lượng SS, COD, độ màu của nước thải sau xử lý bằng keo tụ có cải tiến sử dụng chất keo tụ mới 78

Hình 3.11: Đồ thị khảo sát khả năng xử lý nước thải (SS, COD, độ màu) sau

khi bổ sung lớp than hoạt tính vào vật liệu lọc 80 Hình 3.12: Đồ thị khảo sát khả năng xử lý nước thải (SS, COD, độ màu) khi

bổ sung bước oxi hóa bằng tác nhân hệ Fenton 81

MỞ ĐẦU

Hiện nay, ngành công nghiệp dệt may là một trong những ngành công nghiệp phát triển đem lại lợi nhuận lớn cho nền kinh tế nước ta Công nghiệp dệt may phát triển thúc đẩy mạnh mẽ sự phát triển của công nghiệp nhuộm Bên cạnh doanh thu lớn mà ngành đem lại, công nghiệp dệt may nói chung và công nghiệp nhuộm nói riêng đang thải ra môi trường một lượng chất thải khổng lồ làm ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng xấu tới sức khỏe con người Tính đến năm 2012, Việt Nam có hơn 1000 doanh nghiệp dệt nhuộm với các quy mô khác nhau Mỗi năm, ngành sử dụng hàng nghìn tấn thuốc nhuộm khác nhau Với thị hiếu của khách hàng ngày càng cao, đòi hỏi các cơ sở nhuộm phải sử dụng thuốc nhuộm ngày càng đa dạng và có tính bền màu cao Điều này đồng nghĩa với các thành phần hữu cơ trong thuốc nhuộm càng phức tạp và khó phân hủy Đặc biệt, hiệu suất sử dụng của các loại thuốc nhuộm chỉ đạt khoảng 70†80%, cao nhất cũng chỉ đạt 95% nên một lượng lớn các hóa chất, thuốc nhuộm sẽ bị thải ra môi trường Mỗi năm ngành dệt nhuộm thải vào môi trường khoảng 30†40 triệu m3

nước thải Trong đó, chỉ khoảng 10% lượng nước thải được xử lý trước khi thải ra môi trường Ngoài

ra, tỷ lệ lớn các cơ sở xử lý nước nhưng hệ thống xử lý chưa hợp lý nên chất lượng nước đầu ra không thỏa mãn tiêu chuẩn về BOD5, COD, độ màu

Bên cạnh nước thải là nguồn thải chính, ngành nhuộm cũng thải ra môi trường một lượng chất thải rắn (bao bì đựng hóa chất, vải vụn, xỉ than,…) và khí thải (CO, SO2, NO2, NH3, CO2, bụi bông, hơi axit, hơi xút, hơi thuốc nhuộm, …) đáng kể cần được xử lý

Với yêu cầu xử lý chất thải đạt tiêu chuẩn môi trường trước khi thải ra môi trường, một bài toán đặt ra cho các nhà môi trường là sử dụng biện pháp

nào vừa hiệu quả vừa ít tốn kém nhất Đến nay, đã có rất nhiều nhà máy lựa chọn giải pháp xử lý cuối đường ống nhưng chưa hiệu quả với tất cả các nhà máy, đặc biệt chi phí xử lý lại quá cao Do vậy, với chức năng đánh giá, xác định nguồn thải, đặc tính chất thải, kiểm toán chất thải công nghiê ̣p có ý nghĩa quan tro ̣ng trong viê ̣c ta ̣o cơ sở cho viê ̣c xây dựng và vâ ̣n hành hiê ̣u quả các

hê ̣ thống xử lý sau khi đã giảm thiểu tối đa lượng chất thải

Với mu ̣c đích áp du ̣ng kiểm toán cho mô ̣t cơ sở dê ̣t may cu ̣ thể (Công

ty Dệt may Trung Thu) để thấy rõ được những lợi ích mà kiểm toán chất thải công nghiê ̣p mang la ̣i như: giảm thiểu lãng phí nước , nguyên vâ ̣t liê ̣u hóa chất; thay đổi và hoàn thiê ̣n hê ̣ thống xử lý nước thải để thu được hiê ̣u quả xử

lý cao nhất Đồng thời xây dựng một quy trình kiểm toán chất thải hoàn chỉnh cho ngành dệt nhuô ̣m nói chung và c ông ty dê ̣t may nói riêng , tác giả đã thực

hiê ̣n luâ ̣n văn tha ̣c sĩ khoa học với đề tài : "Áp dụng kiểm toán chất thải tại phân xưởng nhuộm Công ty Dệt may Trung Thu, thành phố Hà Nội"

Mục tiêu của luận văn

Xác định và đánh giá được các nguồn thải, khâu lãng phí nước, nguyên nhiên liệu và năng lượng trong dây chuyền nhuộm của Công ty Dệt may Trung Thu Từ đó, đề xuất được biện pháp giảm thiểu tối ưu để công ty áp dụng

Hiểu biết sâu sắc và toàn diện hơn về kiểm toán chất thải nói chung và kiểm toán chất thải ngành công nghiệp nhuộm nói riêng

Nội dung của luận văn

Tìm hiểu dây chuyền công nghệ sản xuất, mức độ tiêu thụ nguyên liệu, hóa chất, năng lượng, nước

Xác định và đánh giá các các nguồn thải: nước thải, khí thải, chất thải rắn, chất thải nguy hại

Xác định các nguyên nhân gây tổn thất năng lượng, nước và gia tăng chất thải

Đề xuất các phương án giảm thiểu lượng chất thải rắn, nước thải và năng lượng

Nghiên cứu áp dụng thử nghiệm các phương án cải tiến hệ thống xử lý nước thải Tính toán chi phí lợi ích cho các phương án Từ đó, tìm ra phương

án tối ưu để Công ty áp dụng

CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung về kiểm toán chất thải

1.1.1 Kiểm toán chất thải công nghiệp [12]

Năm 1998, Viện thương mại Quốc tế ICC (International Chamber of Commerce) đã đưa ra khái niệm ban đầu về kiểm toán môi trường

„‟Kiểm toán môi trường là một công cụ quản lý bao gồm ghi chép một cách khách quan, công khai công tác tổ chức môi trường, sự vận hành của các thiết

bị, cơ sở vật chất với mục đích quản lý môi trường bằng cách trợ giúp quản

lý, kiểm soát các hoạt động và đánh giá sự tuân thủ các chính sách của công

ty, bao gồm sự tuân thủ theo các tiêu chuẩn môi trường‟‟

Theo tiêu chuẩn ISO 14001 (1996), kiểm toán môi trường được định nghĩa như sau:

“Kiểm toán môi trường là một quá trình thẩm tra có hệ thống và được ghi thành văn bản bao gồm thu thập và đánh giá một cách khách quan các bằng chứng nhằm xác định những hoạt động, sự kiện, hệ thống quản lý liên quan đến môi trường hay các thông tin về kết quả của quá trình này cho khách hàng‟‟

Kiểm toán chất thải công nghiệp là quá trình kiểm tra sự tạo ra chất thải nhằm giảm nguồn, lượng chất thải Kiểm toán chất thải công nghiệp là một loại hình của kiểm toán môi trường, là một công cụ quản lý quan trọng có hiệu quả kinh tế đối với nhiều cơ sở sản xuất

 Mục đích của kiểm toán chất thải công nghiệp

- Cung cấp thông tin về công nghệ sản xuất, nguyên liệu sử dụng, sản phẩm và các dạng chất thải

- Xác định các nguồn thải, các loại chất thải phát sinh

- Xác định các bộ phận kém hiệu quả như quản lý kém, hiệu suất sử dụng nguyên liệu, năng lượng thấp, thải nhiều chất gây ô nhiễm môi trường thông qua các tính toán cân bằng vật chất

- Đề ra chiến lược quản lý và giải pháp giảm thiểu chất thải

 Nội dung kiểm toán chất thải công nghiệp

- Tính toán đầu vào và đầu ra trong quá trình sản xuất

- Xác định các đặc tính cơ bản của chất thải (nguồn, loại, lượng, tính chất của chất thải)

- Đánh giá mức độ ô nhiễm của các loại chất thải, nguồn thải

- Đánh giá hiện trạng giảm thiểu ô nhiễm chất thải và lựa chọn giải pháp giảm thiểu ô nhiễm bổ sung mang tính khả thi

- Kiểm toán chất thải công nghiệp được thực hiện ở nhiều quy mô khác nhau: quy mô khu vực, quy mô nhà máy, quy mô các phân xưởng sản xuất

 Quy trình kiểm toán chất thải công nghiệp

Kiểm toán chất thải công nghiệp gồm 3 giai đoạn:

- Giai đoạn tiền đánh giá: đây là giai đoạn chuẩn bị kiểm toán, các vấn

CHUẨN BỊ KIỂM TOÁN Bước 1: Chuẩn bị và xác định trọng tâm kiểm toán Bước 2: Xác định các công đoạn sản xuất

Bước 3: xây dựng sơ đồ quy trình sản xuất

GIAI ĐOẠN 1:

TIỀN KIỂM TOÁN

ĐỀ XUẤT CÁC BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU

Bước 15: Đề ra các biện pháp giảm thiểu trước mắt

Bước 16: Xác định mục tiêu xử lý và đặc tính nguồn thải

Bước 17: Nghiên cứu khả năng phân luồng thải

Bước 18: Đề ra các biện pháp giảm thiểu dài hạn

ĐÁNH GIÁ CÁC BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU Bước 19: Đánh giá các biện pháp giảm thiểu về mặt kinh tế và môi trường

TIẾN HÀNH CÁC HÀNH ĐỘNG GIẢM THIỂU Bước 20: Thiết kế và áp dụng các kế hoạch giảm thiểu nhằm mục đích nâng cao năng lực sản xuất

GIAI ĐOẠN 3:

TỔNG HỢP

TÍNH ĐẦU VÀO Bước 4: Xác định đầu vào Bước 5: Tính lượng nước sử dụng

Bước 6: Tính lượng nước quay vòng

TÍNH ĐẦU RA Bước 7: Tính sản phẩm/sản phẩm phụ

Bước 8: Tính lượng nước thải Bước 9: Tính lượng khí thải Bước 10: Tính lượng chất thải đưa ra ngoài

THIẾT LẬP CÂN BẰNG VẬT CHẤT Bước 11: Tổng hợp các số liệu đầu vào và đầu ra Bước 12: Thành lập cân bằng vật chất sơ bộ Bước 13: Đánh giá cân bằng vật chất

Bước 14 Hoàn thiện cân bằng vật chất

GIAI ĐOẠN 2:

VẬT CHẤT

1.1.2 Áp dụng kiểm toán chất thải trên thế giới và Việt Nam

 Thế giới

Trong những năm 70, các nước Bắc Mỹ đã bắt đầu đầu sử dụng kiểm toán môi trường làm công cụ quản lý môi trường sắc bén Mỹ và Canada là 2

nước tiêu biểu hoạt động hiệu quả trong lĩnh vực này Đến năm 1980, trên thế

giới đã có nhiều nước nghiên cứu và ứng dụng về kiểm toán chất thải Quy trình kiểm toán chất thải đối với từng ngành được lập, nhiều tài liệu, sách về

kiểm toán chất thải được xuất bản [12]

Ở Ôxtrâylia, kiểm toán chất thải trong các ngành công nghiệp được giới thiệu như là một công cụ hỗ trợ cho việc quản lý chất thải bên cạnh các công

cụ khác như sản xuất sạch hơn và đánh giá vòng đời sản phẩm Ôxtrâylia khuyến cáo các doanh nghiệp nên sử dụng kiểm toán chất thải, với các nội dung như: xác định các nguồn thải; số lượng và các loại chất thải được tạo ra; xác định nguyên nhân làm gia tăng chất thải; thiết lập các mục tiêu/giải pháp và thứ tự ưu tiên cho việc giảm phát sinh chất thải [18]

Một số ngành công nghiệp đặc thù gây tổn hại tới môi trường như khai thác mỏ, sản xuất hóa chất được khuyến khích tuân thủ theo các Quy chế về thực hành quản lý môi trường tốt nhất (BPEM) được chính quyền Ôxtrâylia thiết kế riêng cho mỗi ngành Ví dụ, như đối với ngành khai thác mỏ được Cục bảo vệ môi trường Ôxtrâylia ban hành năm 1995, trong đó bao gồm cả quy định về kiểm toán chất thải và nộp báo cáo kiểm toán hàng năm [18]

Bỉ là thành viên của Cộng đồng Châu Âu (EU) nên phải tuân thủ những

quy định về môi trường do EU ban hành, trong đó có Quy trình kiểm toán

quản lý sinh thái (EMAS) Đến năm 2004, Bỉ đã có 150 doanh nghiệp ở các tỉnh thuộc vùng Flanders của Bỉ tham gia thực hiện EMAS và sau đó là 22 doanh nghiệp khác Đặc biệt, nhiều doanh nghiệp tự nguyện áp dụng các quy trình này không chỉ với mục đích để đạt được các chứng chỉ môi trường [19]

Tại Canada, theo quy định Ontario 102/94 của Bộ Môi trường và Năng lượng, các cơ sở sản xuất bắt buộc thực hiện kiểm toán chất thải Quy định này cũng nêu ra các cơ sở giáo dục, bệnh viện, nhà nghỉ khách sạn, cơ sở sản xuất, các tòa nhà công sở, nhà hàng và các cơ sở bán hàng phải thực hiện chương trình giảm thiểu chất thải bao gồm 4 bước trong đó có thực hiện kiểm toán chất thải Thời gian một báo cáo kiểm toán chất thải phải được lưu trữ dưới dạng file ít nhất 5 năm và phải chỉ ra được loại vật liệu hoặc sản phẩm nào được doanh nghiệp sử dụng là vật liệu hoặc sản phẩm tái chế Bên cạnh

đó, Canada rất chú trọng tới việc xem xét quy trình sản xuất của doanh nghiệp như là một thông tin đầu vào để thực hiện kiểm toán, từ đó đề xuất các khâu

có thể giảm thiểu chất thải cũng như nguyên liệu sản xuất [20]

Ở Ấn Độ, khái niệm kiểm toán môi trường trong ngành công nghiệp chính thức được giới thiệu từ tháng 3/1992 với mục đích chung là giảm sự lãng phí tài nguyên và thúc đẩy sử dụng công nghệ sạch nhằm giảm thiểu phát thải Bộ Môi trường và Rừng đã ban hành thông tư số GSR 329(E) vào tháng 3/1992 đưa ra yêu cầu bắt buộc nộp Báo cáo kiểm toán môi trường hàng năm đối với các cơ sở công nghiệp, trong đó phải thể hiện các thông tin về quản lý từng nguồn thải Để thúc đẩy hoạt động kiểm toán môi trường, Ban Kiểm soát

ô nhiễm quốc gia (CPCB) đã tổ chức tập huấn, đào tạo, thực hiện các mô hình trình diễn và xây dựng hướng dẫn kiểm toán môi trường cho các ngành công nghiệp ô nhiễm cao như thuốc bảo vệ thực vật, giấy và bột giấy, đồ uống, dệt nhuộm [30]

Đối với Thái Lan, hoạt động kiểm toán chất thải đã nhận được sự quan tâm của nhiều tổ chức và doanh nghiệp Viện Công nghệ Châu Á (AIT) đã đưa nội dung này vào đào tạo từ những năm đầu thập kỷ 90 Các dự án kiểm toán chất thải cũng đã thực hiện ở nhiều nhà máy công nghiệp thuộc các lĩnh vực khác nhau như sản xuất bánh kẹo, tinh bột, giấy, cao su…[26,33]

Ở Singapore, kiểm toán chất thải được cụ thể hóa như là 1 chiến lược tối thiếu hóa phát sinh chất thải, thường bao gồm 8 bước: cam kết của lãnh đạo; lựa chọn nhóm/bộ phận làm việc về tối thiểu hóa phát sinh chất thải; thực hiện kiểm toán chất thải; xác định chi phí của việc giảm phát sinh chất thải; phát triển, xây dựng các phương án giảm thiểu chất thải; đánh giá khả năng tiết kiệm và sắp xếp ưu tiên các lựa chọn/giải pháp; xây dựng kế hoạch giảm thiểu chất thải; thực thi và cải tiến kế hoạch Hiện nay đã có nhiều doanh nghiệp thực hiện chiến lược tối thiểu hóa chất thải như Baxter Healthcare Pte Ltd, Chevron Oronite Pte Ltd, IMM Singapore Pte Ltd, Kyoei Engineering Singapore Pte Ltd, Sony Display Device Pte Ltd, Tetra Pak Jurong Pte Ltd,…

Ở Trung Quốc, Nhật Bản, Ba Lan và nhiều nước khác, các hoạt động kiểm toán chất thải được lồng ghép trong các công cụ kiểm soát và giảm thiểu

ô nhiễm như sản xuất sạch hơn, kiểm toán môi trường, đánh giá vòng đời sản phẩm Mục tiêu chính của các công cụ này là nhằm hướng đến giảm thiểu phát sinh, kiểm soát ô nhiễm do chất thải gây ra [21, 22]

 Việt Nam

Ở Việt Nam hiện nay, kiểm toán môi trường và kiểm toán chất thải đã được áp dụng thử nghiệm và đưa vào giảng dạy ở một số trường đại học, cao đẳng trong cả nước, song chưa nhiều và mới chỉ dừng ở các vấn đề tổng quát mà chưa đi sâu vào các lĩnh vực cụ thể Việc áp dụng kiểm toán chất thải trong các cơ sở sản xuất cũng chỉ mới dừng ở một số dự án thí điểm như: Dự

án “Kiểm soát ô nhiễm môi trường” của UNDP năm 1995 ở một số nhà máy

ở Việt Trì và Biên Hòa; đề tài “Điều tra, đánh giá đề xuất việc kiểm toán chất thải công nghiệp tại 05 khu công nghiệp, khu chế xuất” của Cục Bảo vệ Môi trường năm 2005; đề tài “Nghiên cứu áp dụng kiểm toán chất thải trong công nghiệp quốc phòng” của Trung tâm khoa học kỹ thuật và công nghệ quân sự (Bộ Quốc phòng) năm 2004; đề tài “kiểm toán chất thải tại các làng nghề tái

chế kim loại và đề xuất một số biện pháp giảm thiểu ô nhiễm” của Viện Khoa học và Công nghệ môi trường - Đại học Bách khoa Hà Nội năm 2005; nghiên cứu và áp dụng thí điểm về kiểm toán chất thải cho nhà máy giầy Thượng Đình, Hà Nội và Công ty trách nhiệm hữu hạn thuộc da Đông Hải do Tổng cục môi trường thực hiện năm 2008

Từ năm 2009 đến năm 2012, Viện chiến lược, chính sách Tài nguyên và Môi trường đã được Bộ Tài nguyên và Môi trường giao tổ chức triển khai thực hiện Dự án “Áp dụng thử nghiệm kiểm toán chất thải trong quản lý môi trường ngành công nghiệp Việt Nam” Dự án nghiên cứu, xây dựng sổ tay kiểm toán chất thải cho ngành công nghiệp nói chung và 10 ngành công nghiệp nói riêng, đồng thời hướng tới chính sách yêu cầu các doanh nghiệp phải triển khai kiểm toán chất thải, sử dụng kiểm toán chất thải như một công

cụ kiểm soát ô nhiễm trong thời gian tới Mười ngành công nghiệp đã được

dự án triển khai thực hiện kiểm toán bao gồm: công nghiệp dệt nhuộm, bia, thuộc da, giấy, chế biến cao su, chế biến thủy sản, sản xuất hóa chất cơ bản,

ắc quy, xi măng, thép

Nguyên nhân của tình trạng số lượng doanh nghiệp áp dụng kiểm toán chất thải cũng như sản xuất sạch hơn (ISO 14000) còn thấp là do Nhà nước chưa có những chính sách cụ thể để trực tiếp hoặc gián tiếp bắt buộc các doanh nghiệp phải thực hiện Ngoài ra, nhận thức và hiểu biết về kiểm toán chất thải và các lợi ích mà nó mang lại cũng chưa cao Các quy trình kiểm toán chất thải chưa được nghiên cứu, xây dựng cho các ngành công nghiệp như một số nước trên thế giới Các sổ tay hướng dẫn kỹ thuật về kiểm toán chất thải chưa được ban hành và phổ biến rộng rãi trong cộng đồng doanh nghiệp Bên cạnh đó, ở nước ta cũng chưa có các nghiên cứu đề xuất chính sách khuyến khích áp dụng kiểm toán chất thải trong quản lý môi trường

1.2 Thực trạng môi trường ngành công nghiệp nhuộm

1.2.1 Đặc điểm chung của chất thải ngành công nghiệp nhuộm [9, 10, 11]

 Nước thải

Nước thải ngành công nghiệp dệt nhuộm rất đa dạng, đặc trưng Mỗi công đoạn của công nghệ có dạng nước thải và đặc tính riêng của chúng Nhìn chung, nước thải từ cơ sở dệt nhuộm có độ kiềm, độ màu, kim loại nặng, chất rắn lơ lửng, hàm lượng chất hữu cơ cao, khả năng phân hủy sinh học thấp (BOD:COD<50%), COD dao động khá lớn (120†10000 mgO2/l), pH = 5†12 Mức độ ô nhiễm và lượng nước thải dao động lớn, thay đổi theo mùa, phụ thuộc vào mặt hàng và chất lượng sản phẩm

Thành phần chính của nước thải nhuộm bao gồm:

- Các chất hữu cơ: thuốc nhuộm (hoạt tính, phân tán, trực tiếp, axit, hoàn nguyên), chất phụ trợ, chất màu, chất cầm màu…

- Các chất vô cơ: các muối kim loại, axit, xút,chất giặt tẩy

- Dầu mỡ bôi trơn máy móc

 Khí thải

Khí thải sinh ra phần lớn từ: đốt than để vận hành lò hơi, sản xuất, thiết

bị làm lạnh, điều hòa và hơi các hóa chất sử dụng

Các khí chủ yếu của ngành công nghiệp nhuộm bao gồm: CO, SO2,

NO2, NH3, CO2, bụi bông, hơi axit, hơi xút, hơi thuốc nhuộm…

 Chất thải rắn

Lượng chất thải rắn sinh ra từ ngành công nghiệp nhuộm không đáng

kể so với các chất thải khác Chất thải chủ yếu là bao bì, vải vụn, xỉ than rác sinh hoạt,…

Các nguồn thải ra chất thải rắn của Công ty Trung Thu được đưa ra ở bảng 1.1

Bảng 1.1: Nguồn thải chất thải rắn trong công nghệ nhuộm

Lò than, xyclon tách bụi Xỉ than, than loại, bụi than

Hệ thống hút bụi Bụi bông

Phế phẩm sản xuất Vải vụn, bao bì, chai lọ, giấy vụn, cặn dầu

Hệ thống xử lý nước thải Bùn thải

 Chất thải nguy hại

Chất thải nguy hại của ngành nhuộm là: các hóa chất, thuốc nhuộm và chất tẩy rửa Vì vậy, các nguồn nước thải nhuộm bị ô nhiễm nặng bởi các loại chất thải nguy hại sau:

- Các chất hữu cơ: halogen hữu cơ, hợp chất vòng thơm,…

- Kim loại nặng độc hại: sắt, kẽm, đồng, chì, thủy ngân, niken, cadimi…

- Các chất độc hại với sinh vật: NaOH, H2SO4, K2Cr2O7,…

- Các chất khó phân hủy sinh học: etylen – oxit, PVA, chất nhũ hóa, chất làm mềm, chất tạo phức, chất tăng trắng quang học…

- Dầu thải khi thay thế và bảo trì các thiết bị

Ngoài ra, một lượng chất thải nguy hại dạng rắn cũng được tạo ra như: các bao bì, thùng chứa hóa chất, rẻ dính dầu,

Đặc biệt, một lượng lớn hơi hóa chất và các khí thải đốt than, lò hơi (CO, SO2,…) cũng gây độc hại với các sinh vật và con người

1.2.2 Thực trạng công tác xử lý nước thải ngành công nghiệp nhuộm [4,

6, 11, 12]

Hiện nay, Việt Nam có trên 1000 doanh nghiệp dệt nhuộm với các quy

mô khác nhau Hàng năm, ngành sử dụng hàng nghìn tấn các loại hóa chất,

thuốc nhuộm Hiệu suất sử dụng của các loại thuốc nhuộm nằm trong khoảng 70†80%, tối đa cũng chỉ được 95% Như vậy, một lượng các loại hóa chất, thuốc nhuộm sẽ bị thải ra môi trường Theo thống kê, hàng năm ngành dệt nhuộm thải vào môi trường khoảng 30†40 triệu m3

nước thải, trong đó chỉ có khoảng 10% lượng nước thải này được xử lý trước khi thải vào môi trường

Hiện nay, trên thế giới và ở Việt Nam có rất nhiều phương pháp để xử

lý nước thải công nghiệp nhuộm Cụ thể là các phương pháp sau:

 Phương pháp hóa lý

Các phương pháp hóa lý đơn thuần có đặc điểm chung là chuyển chất ô nhiễm từ pha này sang pha khác mà không làm biến đổi bản chất, cấu trúc của chất đó Do đó, phương pháp hóa lý có nhược điểm chung là không xử lý triệt

để chất màu để chuyển chúng thành các chất không gây ô nhiễm hoặc các chất dễ phân hủy sinh học hơn

Các phương pháp hóa lý thường được sử dụng để xử lý nước thải nhuộm là: keo tụ, hấp phụ, lọc

Phương pháp keo tụ

Hiện tượng keo tụ là hiện tượng các hạt keo cùng loại có thể hút nhau tạo thành những tập hợp hạt có kích thước và khối lượng đủ lớn để có thể lắng xuống do trọng lực trong một thời gian đủ ngắn

Phương pháp keo tụ để xử lý chất màu dệt nhuộm là phương pháp tách loại chất màu gây ô nhiễm ra khỏi nước dựa trên hiện tượng keo tụ

Về nguyên tắc, do có độ phân tán lớn, diện tích bề mặt riêng lớn nên các hạt keo có xu hướng hút nhau nhờ các lực bề mặt Song, do các hạt keo cùng loại tích điện cùng dấu đặc trưng bằng thế zeta (ξ) nên các hạt keo luôn đẩy nhau bởi lực đẩy tĩnh điện, ngăn chúng hút nhau tạo hạt lớn hơn và lắng xuống Như vậy thế ξ càng lớn hệ keo càng bền (khó kết tủa), thế ξ càng nhỏ hạt keo càng dễ bị keo tụ, trong trường hợp lý tưởng khi ξ bằng 0 thì hạt

không tích điện và dễ dàng hút nhau bởi lực bề mặt tạo hạt lớn hơn có thể lắng được Đó là cơ sở của phương pháp keo tụ

Hình 1.2: Cấu tạo hạt keo

Hình 1.3: Sự thay đổi thế ξ theo khoảng cách từ bề mặt hạt keo

Các chất keo tụ thường dùng: phèn nhôm Al2(SO4)3.nH2O (n=14†18), muối sắt Fe2(SO4)3.nH2O hoặc FeCl3.nH2O (n=1†6), PAC

Các chất trợ keo tụ gồm: chất hiệu chỉnh pH, dung dịch axit silixic hoạt

tính, bột đất sét và polime (PAA- polyacrylamit) Các chất hiệu chỉnh pH có tác dụng ổn định pH tăng hiệu quả keo tụ Axit silixic hoạt tính, bột đất sét và

polime có chung đặc điểm là mang điện tích và hút các hạt keo nhỏ mang điện tích trái dấu với nó để tạo bông cặn lớn

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình keo tụ gồm có: pH, các yếu tố hữu

cơ (tạo phức, hấp phụ) làm bền hạt keo, khuấy trộn …

Phương pháp hấp phụ

Hấp phụ là sự tích lũy chất trên bề mặt phân cách pha Chất có bề mặt trên đó xảy ra sự hấp phụ được gọi là chất hấp phụ, chất được tích lũy trên bề mặt là chất bị hấp phụ

Dựa trên bản chất lực hấp phụ có thể phân loại hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học Trong đó, hấp phụ vật lý gây ra bởi lực Van der Waals còn hấp phụ hóa học gây ra bởi liên kết hóa học

Về các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ thì nói chung chất có diện tích bề mặt riêng càng lớn thì khả năng hấp phụ càng cao Tuy nhiên, diện tích bề mặt riêng mới nói lên tiềm năng hấp phụ, nó là điều kiện cần nhưng chưa đủ Để sự hấp phụ xảy ra tốt, nhất là hấp phụ hóa học, thì còn phải xét đến yếu tố tương thích về kích cỡ chất bị hấp phụ và kích thước mao quản chất hấp phụ (với vật liệu xốp), tương tác, liên kết giữa chất hấp phụ và chất bị hấp phụ

Hấp phụ có thể biểu diễn dưới dạng một cân bằng:

Chất bị hấp phụ + bề mặt ↔ chất bị hấp phụ liên kết với bề mặt

Để biểu diễn lượng chất bị hấp phụ trên một đơn vị chất hấp phụ (khối lượng, bề mặt) người ta dùng đại lượng hấp phụ ký hiệu là a (Г hoặc α) Đại lượng hấp phụ là một hàm của nhiệt độ, nồng độ hoặc áp suất: a = a(T,C) hoặc a = a(T, P), khi cố định nhiệt độ trong phương trình trên ta được đường hấp phụ đẳng nhiệt

Để mô tả sự hấp phụ ở trạng thái cân bằng người ta thường dùng các phương trình đẳng nhiệt hấp phụ, khi đó, đại lượng hấp phụ cân bằng phụ

thuộc vào nồng độ chất bị hấp phụ (pha lỏng) hay áp suất riêng phần của chất

bị hấp phụ (pha khí) khi cân bằng Có nhiều phương trình đẳng nhiệt hấp phụ được thiết lập cho hấp phụ trong những trường hợp khác nhau (đơn lớp, đa lớp, hấp phụ vật lý, hóa học, hấp phụ trên bề mặt phân cách pha rắn- lỏng, lỏng- khí…), nhưng đối với hấp phụ trên bề mặt phân cách pha rắn- lỏng thì quan trọng nhất là phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir và phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich:

a = kC1/n ,(n>1) Trong đó:

a: đại lượng hấp phụ cân bằng (g chất bị hấp phụ/g chất hấp phụ) amax: đại lượng hấp phụ cực đại (g chất bị hấp phụ khi nó che phủ toàn

Hấp phụ là phương pháp được nghĩ đến nhiều trong xử lý thuốc nhuộm hoạt tính Tuy nhiên, nhược điểm của phương pháp này nằm trong chính bản chất của nó là chuyển chất màu từ pha này sang pha khác và đòi hỏi thời gian tiếp xúc, tạo một lượng thải sau hấp phụ, không xử lý triệt để chất ô nhiễm

Phương pháp lọc

Các kỹ thuật lọc thông thường là quá trình tách chất rắn ra khỏi nước khi cho nước đi qua vật liệu lọc có thể giữ cặn và cho nước đi qua Các kỹ thuật lọc thông thường không xử lý được các tạp chất tan nói chung và thuốc nhuộm nói riêng

Các kỹ thuật lọc màng, có thể tách được thuốc nhuộm tan ra khỏi nước thải dệt nhuộm gồm có vi lọc, siêu lọc, thẩm thấu ngược và điện thẩm tích Điểm khác biệt giữa ba kỹ thuật trên là kích thước hạt mà chúng có thể lọc được Quá trình vi lọc có đường kính lỗ màng từ 0,1†10 µm, siêu lọc có kích thước lỗ màng trong khoảng 2 † 100nm, còn trong thẩm thấu ngược lỗ màng

có kích thức từ 0,5 † 2nm Siêu lọc có thể lọc được các phần tử ở kích cỡ nano, cùng với các hiệu ứng hấp phụ, tạo màng thứ cấp, siêu lọc cho phép lọc các phân tử Trong phương pháp thẩm thấu ngược, màng chỉ cho phép nước

đi qua trong khi muối, axit và các phân tử hữu cơ không đi qua do đặt vào dung dịch nước thải cần xử lý một áp suất lớn hơn áp suất thẩm thấu của dung dịch đó Trong các kỹ thuật màng thì kỹ thuật siêu lọc có thể loại bỏ các chất tan với khối lượng phân tử lớn cỡ 1000†100.000 g/mol Tuy nhiên, nó không lọc được các loại thuốc nhuộm tan và có phân tử lượng thấp Việc loại bỏ các loại thuốc nhuộm này được thực hiện bằng phương pháp lọc nano và thẩm thấu ngược Lọc nano đã được chứng minh là có thể tách thuốc nhuộm hoạt tính có khối lượng phân tử khoảng 400g/mol ra khỏi nước thải

Tuy với những ưu điểm trên nhưng giá thành của màng, thiết bị lọc cao và năng suất thấp do thuốc nhuộm lắng xuống làm bẩn màng

 Phương pháp sinh học

Cơ sở của phương pháp sinh học là sử dụng các vi sinh vật để phân hủy các hợp chất hữu cơ trong nước thải Phương pháp sinh học đặt hiệu quả cao trong xử lý nước thải chứa các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học với pH, nhiệt độ, chủng vi sinh thích hợp và không chứa các chất độc làm ức chế vi

sinh Tuy nhiên, nước thải nhuộm chứa thuốc nhuộm rất bền vi sinh hầu như không bị phân hủy sinh học Vì vậy để xử lý nước thải dệt nhuộm cần qua hai bước: tiền xử lý chất hữu cơ khó phân giải sinh học chuyển chúng thành những chất có thể phân hủy sinh học, tiếp theo là dùng phương pháp vi sinh

Xử lý sinh học có thể là xử lý vi sinh hiếu khí hoặc yếm khí tùy thuộc vào sự có mặt hay không có mặt oxy Quá trình yếm khí xảy ra sự khử còn quá trình hiếu khí xảy ra sự oxy hóa các chất hữu cơ Quá trình yếm khí có thể chạy với tải lượng hữu cơ lớn, loại bỏ một lượng lớn các chất hữu cơ đồng thời tạo ra khí sinh học, tiêu tốn ít năng lượng Lượng bùn thải của quá trình yếm khí rất thấp Tuy nhiên, hiệu quả khử màu của quá trình này không cao (đối với thuốc nhuộm axit là 80†90%, thuốc nhuộm trực tiếp là 81%) Ngược lại, quá trình hiếu khí có hiệu suất cao trên 85% nhưng nó lại tiêu tốn năng lượng cho sục khí và tạo lượng bùn thải lớn

Có thể sử dụng quá trình vi sinh yếm khí để khử màu thuốc nhuộm azo và các thuốc nhuộm tan khác để tạo thành amin tương ứng Song các amin tạo

ra có tính độc lớn hơn thuốc nhuộm ban đầu tức là có mức độ ô nhiễm cao hơn

Người ta có thể sử dụng kết hợp hai quá trình trên: yếm khí làm giảm

độ màu và xử lý hữu cơ nồng độ cao, tiếp theo là hiếu khí để oxy hóa các amin sinh ra bởi các quá trình trước

Ngoài ra, người ta có thể khử màu thuốc nhuộm bằng việc sử dụng các

vi khuẩn, nấm, tảo và nấm men Cơ chế của quá trình này thường đi từ hấp phụ thuốc nhuộm lên sinh khối tế bào rồi phân giải chất màu bằng hệ enzim

 Phương pháp điện hóa

Phương pháp này đã được ứng dụng để xử lý nước thải dệt nhuộm Phương pháp này dựa trên cơ sở quá trình oxy hóa/ khử xảy ra trên các điện cực Ở anot, nước và các ion clorua bị oxy hóa dẫn đến sự hình thành O2, O3,

Cl2 và các gốc là tác nhân oxy hóa các chất hữu cơ trong dung dịch Quá trình khử điện hóa các hợp chất hữu cơ như thuốc nhuộm, ở catot, kết hợp với phản ứng oxy hóa điện hóa và quá trình tuyển nổi, keo tụ điện hóa dẫn đến hiệu suất xử lý màu và khoáng hóa cao

Phương pháp điện hóa với điện cực nhôm hoặc sắt là công nghệ xử lý hiệu quả độ màu, COD, BOD, kim loại nặng, chất rắn lơ lửng Nghiên cứu cho thấy hiệu suất xử lý các loại nước thải nhuộm chứa nhiều loại thuốc nhuộm khác nhau có khả năng đạt tới 90% Đây là phương pháp được chứng minh hiệu quả đối với việc xử lý độ màu, COD, BOD, kim loại nặng, chất rắn

lơ lửng của nước thải dệt nhuộm Tuy nhiên, phương pháp điện hóa có giá thành cao do tiêu tốn năng lượng và kim loại làm điện cực

 Phương pháp hóa học

Ưu điểm nổi bật của các phương pháp hóa học so với các phương pháp hóa lý là biến đổi, phân hủy chất ô nhiễm (chất màu) thành các chất dễ phân hủy sinh học hoặc không ô nhiễm chứ không phải chuyển chúng từ pha này sang pha khác

So với phương pháp vi sinh thì tốc độ xử lý chất thải bằng phương pháp hóa học nhanh hơn nhiều

Xử lý nước thải nhuộm bằng phương pháp hóa học gồm 2 phản ứng chính: oxy hóa và khử chất gây ô nhiễm

Khử hóa học

Được ứng dụng trong trường hợp nước thải chứa các chất dễ bị khử Phương pháp khử hóa học hiệu quả với các thuốc nhuộm azo nhờ phân giải liên kết azo tạo thành các amin thơm không màu có khả năng phân giải vi sinh hiếu khí tốt hơn thuốc nhuộm gốc

Khử hóa học trên cơ sở natri bohidrid, xúc tác bisunfit áp dụng với thuốc nhuộm tan trong nước như thuốc nhuộm trực tiếp, axit, hoạt tính chứa

các nhóm azo hoặc các nhóm khử được và thuốc nhuộm phức đồng Quy trình này có thể khử màu trên 90%

Oxy hóa hóa học

Oxy hóa bằng các tác nhân oxy hóa thông thường

Các chất oxy hóa thông thường như: clo, clodioxit, natri hipoclorit, kali permanganate, ozon, dicromat, hidropeoxit… có thể được dùng để oxy hóa các chất ô nhiễm nói chung và thuốc nhuộm nói riêng Quá trình oxy hóa tiêu tốn một lượng lớn tác nhân oxy hóa Do đó, quá trình oxy hóa hóa học chỉ được sử dụng trong trường hợp khi chất ô nhiễm không thể loại bỏ bằng các phương pháp khác Khả năng oxy hóa được xác định bởi thế oxy hóa:

Bảng 1.3: Thế oxy hóa của một số cặp oxy hóa/ khử

Cặp oxy hóa/khử O3/O2- OH•/O2- Cl2/2Cl- H2O2/H2O KMnO4/Mn2+

Oxy hóa tiên tiến (Advanced Oxidation Processes - AOPs)

Các quá trình oxi hóa tiến tiến dựa trên sự tạo thành các gốc tự do hoạt động như OH•, gốc tự do này đóng vai trò một tác nhân oxi hóa không chọn lọc Trong các quá trình này, sự khoáng hóa hoàn toàn thu được ở điều kiện nhiệt độ áp suất bình thường

Các quá trình oxi hóa tiên tiến phân biệt nhau ở cách thức tạo ra gốc tự

do Gốc tự do có thể được tạo ra bằng nhiều cách: chiếu tia UV, sự phân ly của H2O2 (có xúc tác), O3

Các quá trình oxi hóa tiên tiến bao gồm: quang hóa, ozon hóa, các hệ Fenton (H2O2/Fe2+) và hệ kiểu Fenton (H2O2/Fe3+)

Quang hóa

Gốc tự do được tạo thành dưới tác dụng của bức xạ tử ngoại

Quang hóa không xúc tác: bức xạ tử ngoại năng lượng cao được hấp thụ bởi các phân tử, đưa phân tử chất hấp thụ lên trạng thái kích thích Ở trạng thái này khả năng phản ứng của nó là rất lớn, nó phân hủy cho các chất ít độc hơn hoặc khơi mào phản ứng dây chuyền phân hủy các chất hữu cơ trong hệ Phản ứng tạo thành gốc OH* :

*

H O  H

Quá trình xúc tác quang hóa: xúc tác thường là chất bán dẫn như TiO2

dạng anatase Chất bán dẫn hấp thụ năng lượng ánh sáng phù hợp với khoảng cách năng lượng giữa hai vùng dẫn - không dẫn tạo ra cặp e-

- lỗ trống

2

h

TiO   e h, h+ là lỗ trống Cặp e-

- lỗ trống đóng vai trò hệ oxi hóa – khử trên bề mặt chất bán dẫn, thực hiện phản ứng oxi hóa khử phân hủy các chất hữu cơ Thêm vào đó

OH• cũng được sinh ra trong quá trình này, do đó chất hữu cơ không chỉ bị phân hủy bởi phản ứng oxi hóa khử mà còn bởi phản ứng với gốc tự do OH• :

Các quá trình ozon hóa gồm có:

Quá trình UV/O3: quá trình ozon hóa được hỗ trợ bằng việc chiếu ánh sáng tử ngoại để tăng hiệu quả tạo OH• hay tạo 2OH• với nồng độ cao hơn

Quá trình H2O2/O3: phản ứng giữa O3 và H2O2 tăng sự tạo thành gốc

OH• Trong trường hợp này, ngoài gốc OH• còn có gốc HO2

•

(tạo ra từ H2O2)

Vì vậy phản ứng oxi hóa chất hữu cơ đạt hiệu quả cao hơn

Quá trình H2O2/UV/O3: là sự kết hợp của các quá trình UV/O3,

H2O2/O3, UV/H2O2 để thu được hệ bậc 3 Đây là quá trình hiệu quả nhất trong

xử lý nước thải ô nhiễm nặng và cho phép giảm TOC, khoáng hóa hoàn toàn chất ô nhiễm Cơ chế tạo gốc tự do được chỉ ra trong phản ứng:

*

H O O  H  O

Các hệ Fenton (H2O2/Fe2+) và hệ kiểu Fenton (H2O2/Fe3+)

Là các hệ phản ứng trong đó gốc tự do OH• được tạo ra do sự phân ly của H2O2 xúc tác bởi Fe2+, Fe3+ :

F H  F  HO

Hệ Fenton có khả năng xử lý thuốc nhuộm tan (hoạt tính, axit, trực tiếp), thuốc nhuộm không tan (hoàn nguyên, phân tán) ngay cả khi nước thải

có nồng độ màu cao Sự oxi hóa cũng làm giảm COD của nước thải đồng thời tăng khả năng phân hủy sinh học của các sản phẩm sau phản ứng So sánh với các quá trình oxi hóa - khử xử lý thuốc nhuộm như điện hóa, ozon, hypclorit thì Fenton đạt được hiệu quả xử lý tốt nhất Nhược điểm của phương pháp này là sản sinh lượng bùn thải lớn từ quá trình keo tụ của chất phản ứng với thuốc nhuộm Hơn nữa, do hệ Fenton thực hiện ở pH axit cỡ 3†4 nên sau phản ứng tốn hóa chất để trung hòa lại nước thải đã xử lý

Phương pháp oxy hóa pha lỏng

Oxi hóa pha lỏng là quá trình oxi hóa bởi các gốc tự do xảy ra khi một dung dịch chứa các chất hữu cơ (hoặc vô cơ) được khuấy trộn tốt với khí oxy hoặc tác nhân oxi hóa khác ở nhiệt độ khoảng 150oC đến 325oC Áp suất 20†210 at được đặt vào hệ để tăng cường phản ứng và kiểm soát sự bay hơi

Phương pháp này thu được kết quả xử lý tốt nếu như các điều kiện nhiệt độ, áp suất được tối ưu hóa Tuy nhiên đây là phương pháp có chi phí khá cao nếu thực hiện ở nhiệt độ, áp suất cao (chi phí thiết bị, năng lượng,…)

Vì vậy, tùy thuộc vào yêu cầu xử lý mà cân đối giữa mức độ oxi hóa cần thiết và chi phí xử lý

CHƯƠNG 2 - ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là: nước thải, khí thải, chất thải rắn, chất thải nguy hại sinh ra từ dây chuyền nhuộm của Công ty Dệt may Trung Thu Trong đó, trọng tâm kiểm toán là nước thải

Giới thiệu cơ sở sản xuất được kiểm toán

- Tên công ty: Công ty Cổ phần Dệt may Trung Thu

- Điạ chỉ: Cụm công nghiệp Phùng Xá - Phùng Xá - Mỹ Đức - Hà Nội

- Sản phẩm:

+ Vải dệt kim: 10 † 50 tấn/tháng

+ Vải dệt thoi: 50000 † 500000 m/tháng

- Bể chứa nước sạch: 300m3

- Tổng lao động của công ty : 48 người

- Vị trí địa lý của Công ty cổ phần Dệt may Trung Thu xem ở hình 2.1

- Sơ đồ tổ chức Công ty cổ phần Dệt may Trung Thu xem ở hình 2.2

Hình 2.1:Sơ đồ vị trí Công ty Dệt may Trung Thu

Hình 2.2: Sơ đồ tổ chức Công ty Dệt may Trung Thu [16]

thuật

Phòng kinh doanh

Phòng kế hoạch

Phòng quản lý sản xuất

Kho vải mộc và thành phẩm Kho hóa chất

Điều độ

ca 2

Tổ lò hơi + Nước

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Phương pháp thu thập thông tin thứ cấp

Thu thập các tài liệu liên quan đến đề tài từ phòng kỹ thuật và phòng tài chính của Công ty Dệt may Trung Thu Các tài liệu bao gồm: sơ đồ vị trí địa

lý công ty, sơ đồ mặt bằng, hệ thống cấp thoát nước; sơ đồ dây chuyền công nghệ; danh mục trang thiết bị; báo cáo khai thác nước sử dụng cho sản xuất và sinh hoạt

- Thu thập thông tin về: lượng, loại nguyên vật liệu sử dụng; lượng, loại sản phẩm (chính, phụ); lượng, loại phế liệu, chất thải (trong đó đặc biệt quan tâm đến các loại chất thải chính, chất thải nguy hại) Các số liệu này chủ yếu thu thập từ phòng kỹ thuật và phỏng vấn các kỹ thuật viên quản lý kho, vận hành sản xuất

- Kết quả quan trắc môi trường và các nhận xét đánh giá

2.2.2 Phương pháp khảo sát thực địa

Trực tiếp xuống xưởng sản xuất của Công ty Dệt may Trung Thu 3 lần

để thực hiện các công việc sau:

- Khảo sát hệ thống thiết bị sản xuất, hệ thống xử lý nước thải, các nguồn thải, nước cung cấp đầu vào, kho vật liệu và hóa chất…

- Trao đổi với các cán bộ kỹ thuật, công nhân sản xuất những vấn đề liên quan đến sản xuất, môi trường, sức khỏe nhân viên

Trao đổi với công nhân: tình trạng hoạt động của thiết bị sản xuất, lượng nước sử dụng cho mỗi công đoạn, tình trạng rò rỉ nước, rơi vãi hóa chất, môi trường xung quanh, sức khỏe công nhân…

Trao đổi với kỹ thuật viên sản xuất: năm sản xuất của các máy móc, môi trường xung quanh của công ty, các sản phẩm chính phụ của mỗi công

đoạn sản xuất, các sự cố môi trường đã từng xảy ra, các công đoạn hay bị thất thoat nước và biện pháp khắc phục…

Trao đổi với nhân viên vận hành hệ thống xử lý nước thải: lượng PAC, PAA cho vào bể keo tụ, thành phần và tỷ lệ của vật liệu lọc

- Lấy mẫu nước thải tại: bể thu gom, sau bể lắng keo tụ, sau bể lọc

2.2.3 Phương pháp đo đạc, lấy mẫu tại hiện trường

Đo đạc

Tại hiện trường tiến hành đo nhiệt độ và lưu lượng nước thải

- Nhiệt độ nước được đo bằng nhiệt kế

- Lưu lượng dòng thải được đo ở cống thải bằng máy đo lưu tốc kế

2.2.4 Phương pháp phân tích mẫu tại phòng thí nghiệm

Các phương pháp phân tích mẫu được đưa ra ở bảng 2.1

Bảng 2.1: Phương pháp phân tích các thông số môi trường của nước thải

 Phương pháp đo nhiệt độ (theo TCVN 4557 : 1988)

Cách tiến hành: Nước lấy vào chai lấy mẫu, lắc đều, nhúng bầu thủy ngân của nhiệt kế vào nước và giữ yên ở đó 5 phút Sau đó, đọc kết quả

 Phương pháp đo COD (theo TCVN 6491 : 1999)

K2Cr2O7/HgSO4: cho 80g HgSO4 vào 800ml nước, sau đó cho 100ml

H2SO4đ, lắc đều và để nguội Hòa tan 11,768g K2Cr2O7 vào dung dịch và định mức tới 1000ml

Sắt (II) amoni sunfat: hòa tan 47 g sắt (II) amoni sunfat ngậm 6 phân tử nước vào nước Thêm 20ml H2SO4đ Làm lạnh và định mức bằng nước thành 1000ml

Feroin: hòa tan 1g sắt (II) amoni sunfat ngậm 6 phân tử nước vào nước Thêm 1,5g C12H8N2.H2O và lắc đều cho đến khi tan hết Pha loãng bằng nước thành 100ml

- Tiến hành:

Hút 2ml mẫu vào ống nghiệm Thêm 1ml K2Cr2O7/HgSO4 và 3ml

Ag2SO4/H2SO4đ vào Đậy nắp ống nghiệm và lắc đều

Phá mẫu trong lò COD trong 2 giờ ở nhiệt độ 150ºC Để nguội, sau đó chuyển mẫu vào bình tam giác 100ml Tráng ống nghiệm và thêm nước cất đến khoảng 30ml

Thêm 2†3 giọt chỉ thị Feroin Lắc đều, dung dịch có màu xanh lục Tiến hành chuẩn độ bằng dung dịch muối Morh cho đến khi dung dịch chuyển từ màu xanh sang màu nâu đỏ Ghi thể tích muối Morh V1 tiêu tốn

Làm mẫu trắng tương tự như mẫu môi trường Ghi thể tích muối Morh

V0 tiêu tốn

- Tính toán kết quả:

COD = [(Vo – V1) x N x 8000] : V Trong đó:

V: thể tích mẫu trước khi pha loãng (ml)

V0: thể tích muối Morh tiêu tốn để chuẩn độ mẫu trắng (ml)

V1: thể tích muối Morh tiêu tốn để chuẩn độ mẫu môi trường (ml)

N: nồng độ đương lượng của muối sắt (II) amoni sunfat (mol/l)

 Phương pháp đo TSS (theo TCVN 6625 : 2000)

- Nguyên lý:

Mẫu được trộn đều trước khi được lọc qua giấy lọc (giấy lọc đã biết khối lượng), cặn bị giữ lại trên giấy lọc được sấy đến khối lượng không đổi ở nhiệt độ 103†105ºC Khối lượng tăng lên của giấy lọc chính là khối lượng tổng chất rắn lơ lửng

- Cách tiến hành

Chuẩn bị giấy lọc:

Lắp thiết bị chân không và giấy lọc Bật máy hút chân không và rửa giấy lọc 3 lần, mỗi lần 20ml nước cất Sau đó, tiếp tục hút để loại hết vết nước rồi thải phần nước rửa Chuyển giấy lọc sang đĩa nhôm rồi sấy ở 103†105ºC trong thời gian 1 giờ, làm nguội trong bình hút ẩm về nhiệt độ phòng rồi cân Lặp lại quá trình sấy, làm nguội, cân đến khi khối lượng không đổi hoặc thay đổi nhỏ hơn 4% (0,5mg)

Phân tích mẫu:

Lắp thiết bị lọc mẫu Lấy 200ml mẫu, trộn đều rồi chuyển sang phễu lọc Sau khi lọc xong, rửa giấy lọc 3 lần, mỗi lần dùng 10ml nước tinh khiết chuyển giấy lọc sang đĩa nhôm đã biết khối lượng Sấy ở nhiệt độ 103†105ºC

1 giờ, làm nguội trong bình hút ẩm về nhiệt độ phòng rồi cân Lặp lại quá trình sấy, làm nguội, cân đến khi khối lượng không đổi hoặc thay đổi nhỏ hơn 4% (0,5mg)

Tính toán kết quả:

TSS = (A - B)x1000/V Trong đó:

A: khối lượng mẫu + giấy lọc sau khi sấy (mg)

B: khối lượng giấy lọc (mg)

V: thể tích mẫu (ml)

 Phương pháp đo độ màu (theo TCVN 4558 : 2008)

- Nguyên tắc:

Thực tế, nước thường có màu sắc gần với màu của dung dịch hỗn hợp

K2Cr2O7 và CoSO4 nên thường dùng dãy dung dịch của hỗn hợp đó làm dãy chuẩn để so sánh xác định màu của nước

- Hóa chất:

Dung dịch 1: hòa tan 0,0876g K2Cr2O7 cùng với 2g CoSO4 và 1ml

H2SO4đ vào nước cất Định mức 1lit bằng nước cất

Dung dịch 2: pha dung dịch H2SO4đ vào nước cất với tỷ lệ 1:1000

- Cách tiến hành thí nghiệm:

Lập đường chuẩn: chuẩn bị 10 ống đo Nessler, dùng pipet lấy lần lượt vào mỗi ống: 1; 2; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 12; 14ml dung dịch 1 và thêm dung dịch 2 đến thể tích 100ml Đo mật độ quang của dung dịch chuẩn trên máy so màu,

sử dụng cuvet dày 1†10mm