Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải ngành dệt nhuộm công suất 500m3/ngày đêm

MỤC LỤC MỞ ĐẦU5 1. Tính cần thiết của đề tài5 2. Mục tiêu của đề tài7 3. Phương pháp nghiên cứu đề tài7 4. Tính mới của đề tài7 5. Giới hạn của đề tài7 CHƯƠNG 17 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH DỆT NHUỘM VÀ CÁC CHẤT Ô NHIỄM TRONG NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM8 1.1 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH DỆT NHUỘM8 1.1.1Các quá trình cơ bản trong công nghệ dệt nhuộm8 1.1.2 Các loại thuốc nhuộm thường dùng trong ngành dệt nhuộm11 1.1.3 Nhu cầu về nước và nước thải trong xí nghiệp dệt nhuộm12 1.2 CÁC CHẤT GÂY Ô NHIỄM CHÍNH TRONG NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM13 1.3 ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC CHẤT GÂY Ô NHIỄM TRONG NƯỚC THẢI NGÀNH DỆT NHUỘM ĐẾN NGUỒN TIẾP NHẬN15 CHƯƠNG 217 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM17 2.1 XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC17 2.1.1 Song chắn rác17 2.1.2 Lưới chắn rác18 2.1.3 Bể điều hòa18 2.2 XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC18 2.2.1 Phương pháp trung hòa18 2.2.2 Phương pháp oxy hóa và khử19 2.3 XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA - LÝ20 2.3.1 Quá trình keo tụ tạo bông20 2.3.2 Phương pháp trích ly20 2.4 XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC21 2.5 MỘT SỐ SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM21 2.5.1 Công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm trong nước21 2.5.1.1 Qui trình công nghệ tổng quát xử lý nước thải nhuộm vải21 2.5.1.2 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm đang được áp dụng24 2.5.2 Công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm trên thế giới25 2.5.2.1 Công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm sợi bông ở Hà Lan25 2.5.2.2 Công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm ở Greven (CHLB Đức)26 CHƯƠNG 327 ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM27 VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ27 3.1 CƠ SỞ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ27 3.1.1 Việc lựa chọn sơ đồ công nghệ dựa vào các yếu tố cơ bản sau:27 3.1.2 Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật khác27 MỞ ĐẦU5 1. Tính cần thiết của đề tài5 2. Mục tiêu của đề tài7 3. Phương pháp nghiên cứu đề tài7 4. Tính mới của đề tài7 5. Giới hạn của đề tài7 CHƯƠNG 17 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH DỆT NHUỘM VÀ CÁC CHẤT Ô NHIỄM TRONG NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM8 1.1 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH DỆT NHUỘM8 1.1.1Các quá trình cơ bản trong công nghệ dệt nhuộm8 1.1.2 Các loại thuốc nhuộm thường dùng trong ngành dệt nhuộm11 1.1.3 Nhu cầu về nước và nước thải trong xí nghiệp dệt nhuộm12 1.2 CÁC CHẤT GÂY Ô NHIỄM CHÍNH TRONG NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM13 1.3 ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC CHẤT GÂY Ô NHIỄM TRONG NƯỚC THẢI NGÀNH DỆT NHUỘM ĐẾN NGUỒN TIẾP NHẬN15 CHƯƠNG 217 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM17 2.1 XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC17 2.1.1 Song chắn rác17 2.1.2 Lưới chắn rác18 2.1.3 Bể điều hòa18 2.2 XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC18 2.2.1 Phương pháp trung hòa18 2.2.2 Phương pháp oxy hóa và khử19 2.3 XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA - LÝ20 2.3.1 Quá trình keo tụ tạo bông20 2.3.2 Phương pháp trích ly20 2.4 XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC21 2.5 MỘT SỐ SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM21 2.5.1 Công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm trong nước21 2.5.1.1 Qui trình công nghệ tổng quát xử lý nước thải nhuộm vải21 2.5.1.2 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm đang được áp dụng:24 2.5.2 Công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm trên thế giới25 2.5.2.1 Công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm sợi bông ở Hà Lan25 2.5.2.2 Công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm ở Greven (CHLB Đức)26 CHƯƠNG 327 ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM27 VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ27 3.1 CƠ SỞ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ27 3.1.1 Việc lựa chọn sơ đồ công nghệ dựa vào các yếu tố cơ bản sau:27 3.1.2 Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật khác27 3.1.3 Các phương án được đề xuất28 3.1.4 Chức năng nhiệm vụ từng công trình đơn vị:32 3.1.5 Thuyết minh quy trình công nghệ34 3.2 TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ35 3.2.1 Xác định mức độ cần thiết xử lý chất thải35 3.2.2 Lưới chắn rác35 3.2.3 Bể điều hòa36 3.2.4 Bể phản ứng42 3.2.5 Bể lắng I45 3.2.6 Bể Aerotank51 3.2.7 Bể lắng II59 3.2.8 Bể nén bùn (kiểu đứng)63 3.2.9 Máy nén bùn65 3.2.10 Bể tiếp xúc66 3.2.11 Bể trộn hóa chất69 3.3 TÍNH TOÁN HÓA CHẤT SỬ DỤNG70 3.3.1 Bể chứa Urê (nồng độ 10%) và van điều chỉnh dung dịch Urê (cho vào bể Aerotank)70 3.3.2 Bể chứa axit photphoric (H3PO4) và van điều chỉnh châm H3PO4 (cho vào bể Aerotank)71 3.3.3 Bể chứa dung dịch axit H2SO4 và bơm châm H2SO4 (cho vào bể điều hòa)71 3.3.4 Chất trợ lắng polymer dạng bột sử dụng ở bể lắng I72 CHƯƠNG 473 KHÁI TOÁN KINH TẾ73 4.1 Phần xây dựng73 4.2 Phần thiết bị73 4.3 Phần quản lý vận hành74 4.4 Chi phí điện năng74 4.5 Chi phí hóa chất75 4.6 Chi phí sửa chữa nhỏ75 4.7 Tính giá thành chi phí xử lý 1m3 nước thải75 Tài liệu tham khảo77

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ

MINH VIỆN KHCN & QLMT

…–&&…

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

TÊN ĐỒ ÁN

SVTH: Nhóm 6 Lớp: ĐHMT 1 Viện: KHCN & QLMT GVHD: ThS Nguyễn Xuân Hoàn

Thành Phố Hồ Chí Minh, ngày 21 tháng 04 năm 2008

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 5

1 Tính cần thiết của đề tài 5

2 Mục tiêu của đề tài 7

3 Phương pháp nghiên cứu đề tài 7

4 Tính mới của đề tài 7

5 Giới hạn của đề tài 7

CHƯƠNG 1 7

TỔNG QUAN VỀ NGÀNH DỆT NHUỘM VÀ CÁC CHẤT Ô NHIỄM TRONG NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM 8

1.1 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH DỆT NHUỘM 8

1.1.1 Các quá trình cơ bản trong công nghệ dệt nhuộm 8

1.1.2 Các loại thuốc nhuộm thường dùng trong ngành dệt nhuộm 11

1.1.3 Nhu cầu về nước và nước thải trong xí nghiệp dệt nhuộm 12

1.2 CÁC CHẤT GÂY Ô NHIỄM CHÍNH TRONG NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM 13

1.3 ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC CHẤT GÂY Ô NHIỄM TRONG NƯỚC THẢI NGÀNH DỆT NHUỘM ĐẾN NGUỒN TIẾP NHẬN 15

CHƯƠNG 2 17

MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM 17

2.1 XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC 17

2.1.1 Song chắn rác 17

2.1.2 Lưới chắn rác 18

2.1.3 Bể điều hòa 18

2.2 XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC 18

2.2.1 Phương pháp trung hòa 18

2.2.2 Phương pháp oxy hóa và khử 19

2.3 XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA - LÝ 20

2.3.1 Quá trình keo tụ tạo bông 20

2.3.2 Phương pháp trích ly 20

2.4 XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC 21

2.5 MỘT SỐ SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM 21

2.5.1 Công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm trong nước 21

2.5.1.1 Qui trình công nghệ tổng quát xử lý nước thải nhuộm vải 21

2.5.1.2 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm đang được áp dụng 24

2.5.2 Công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm trên thế giới 25

2.5.2.1 Công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm sợi bông ở Hà Lan 25

2.5.2.2 Công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm ở Greven (CHLB Đức) 26

CHƯƠNG 3 27

ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM 27

VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ 27

3.1 CƠ SỞ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ 27

3.1.1 Việc lựa chọn sơ đồ công nghệ dựa vào các yếu tố cơ bản sau: 27

3.1.2 Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật khác 27

MỞ ĐẦU 5

1 Tính cần thiết của đề tài 5

2 Mục tiêu của đề tài 7

3 Phương pháp nghiên cứu đề tài 7

4 Tính mới của đề tài 7

5 Giới hạn của đề tài 7

CHƯƠNG 1 7

TỔNG QUAN VỀ NGÀNH DỆT NHUỘM VÀ CÁC CHẤT Ô NHIỄM TRONG NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM 8

1.1 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH DỆT NHUỘM 8

1.1.1 Các quá trình cơ bản trong công nghệ dệt nhuộm 8

1.1.2 Các loại thuốc nhuộm thường dùng trong ngành dệt nhuộm 11

1.1.3 Nhu cầu về nước và nước thải trong xí nghiệp dệt nhuộm 12

1.2 CÁC CHẤT GÂY Ô NHIỄM CHÍNH TRONG NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM 13

1.3 ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC CHẤT GÂY Ô NHIỄM TRONG NƯỚC THẢI NGÀNH DỆT NHUỘM ĐẾN NGUỒN TIẾP NHẬN 15

CHƯƠNG 2 17

MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM 17

2.1 XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC 17

2.1.1 Song chắn rác 17

2.1.2 Lưới chắn rác 18

2.1.3 Bể điều hòa 18

2.2 XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC 18

2.2.1 Phương pháp trung hòa 18

2.2.2 Phương pháp oxy hóa và khử 19

2.3 XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA - LÝ 20

2.3.1 Quá trình keo tụ tạo bông 20

2.3.2 Phương pháp trích ly 20

2.4 XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC 21

2.5 MỘT SỐ SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM 21

2.5.1 Công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm trong nước 21

2.5.1.1 Qui trình công nghệ tổng quát xử lý nước thải nhuộm vải 21

2.5.1.2 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm đang được áp dụng: 24

2.5.2 Công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm trên thế giới 25

2.5.2.1 Công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm sợi bông ở Hà Lan 25

2.5.2.2 Công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm ở Greven (CHLB Đức) 26

CHƯƠNG 3 27

ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM 27

VÀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ 27

3.1 CƠ SỞ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ 27

3.1.1 Việc lựa chọn sơ đồ công nghệ dựa vào các yếu tố cơ bản sau: 27

3.1.2 Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật khác 27

3.1.3 Các phương án được đề xuất 28

3.1.4 Chức năng nhiệm vụ từng công trình đơn vị: 32

3.1.5 Thuyết minh quy trình công nghệ 34

3.2 TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 35

3.2.1 Xác định mức độ cần thiết xử lý chất thải 35

3.2.2 Lưới chắn rác 35

3.2.3 Bể điều hòa 36

3.2.4 Bể phản ứng 42

3.2.5 Bể lắng I 45

3.2.6 Bể Aerotank 51

3.2.7 Bể lắng II 59

3.2.8 Bể nén bùn (kiểu đứng) 63

3.2.9 Máy nén bùn 65

3.2.10 Bể tiếp xúc 66

3.2.11 Bể trộn hóa chất 69

3.3 TÍNH TOÁN HÓA CHẤT SỬ DỤNG 70

3.3.1 Bể chứa Urê (nồng độ 10%) và van điều chỉnh dung dịch Urê (cho vào bể Aerotank) 70

3.3.2 Bể chứa axit photphoric (H3PO4) và van điều chỉnh châm H3PO4 (cho vào bể Aerotank) 71

3.3.3 Bể chứa dung dịch axit H2SO4 và bơm châm H2SO4 (cho vào bể điều hòa) 71

3.3.4 Chất trợ lắng polymer dạng bột sử dụng ở bể lắng I 72

CHƯƠNG 4 73

KHÁI TOÁN KINH TẾ 73

4.1 Phần xây dựng 73

4.2 Phần thiết bị 73

4.3 Phần quản lý vận hành 74

4.4 Chi phí điện năng 74

4.5 Chi phí hóa chất 75

4.6 Chi phí sửa chữa nhỏ 75

4.7 Tính giá thành chi phí xử lý 1m 3 nước thải 75Tài liệu tham khảo .77

MỞ ĐẦU

1 Tính cần thiết của đề tài

Dệt nhuộm ở nước ta là ngành công nghiệp có mạng lưới sản xuất rộng lớnvới nhiều mặt hàng, nhiều chủng loại và gần đây tốc độ tăng trưởng kinh tế rấtcao Trong chiến lược phát triển kinh tế của ngành dệt nhuộm, mục tiêu đặt rađến năm 2010 sản lượng đạt trên 2 tỉ mét vải, kim ngạch xuất khẩu đạt 3,5 – 4

tỉ USD, tạo ra khoảng 1 triệu việc làm Tuy nhiên, đây chỉ là điều kiện cần cho

sự phát triển, để ngành công nghiệp dệt nhuộm phát triển thật sự thì chúng taphải giải quyết vấn đề nước thải và khí thải một cách triệt để Công nghệ dệtnhuộm sử dụng một lượng nước khá lớn phục vụ cho các công đoạn sản xuấtđồng thời xả ra một lượng nước thải bình quân 12 – 300 m3/tấn vải Trong đó,nguồn ô nhiễm chính là từ nước thải công đoạn dệt nhuộm và nấu tẩy Nướcthải giặt có pH: 9 – 12, hàm lượng chất hữu cơ cao (có thể lên đến 3000 mg/l),

độ màu trên dưới 1000 Pt – Co, hàm lượng SS có thể bằng 2000 mg/l

Theo kết quả phân tích nước thải ở làng nghề dệt nhuộm Vạn Phúc (HàTây) thì chỉ số BOD là 67 – 159mg/l; COD là 139 – 423mg/l; SS là 167 –350mg/l, và kim loại nặng trong nước như Fe là 7,68 mg/l; Pb là 2,5 mg/l; Cr6+

là 0.08 mg/l [Trung tâm công nghệ xử lý môi trường, Bộ tư lệnh hoá học, 2003] Theo số liệu của Sở Tài nguyên Môi trường Thái Bình, hàng năm làng

nghề Nam Cao sử dụng khoảng 60 tấn hóa chất các loại như ôxy già, nhớt thủytinh, xà phòng, bồ tạt, Javen, thuốc nhuộm nấu tẩy và in nhuộm Các thông số ônhiễm môi trường ở Nam Cao cho thấy hàm lượng chất rắn lơ lửng trong nướcthải cao hơn tiêu chuẩn cho phép 3,75 lần, hàm lượng BOD cao hơn tiêu chuẩncho phép tới 4,24 lần, hàm lượng COD cao hơn tiêu chuẩn cho phép 3 lần

Thực chất, tiêu chuẩn Greentrade Barrier - tiêu chuẩn thương mại “xanh”,cũng chính là một rào cản thương mại xanh Rào cản thương mại xanh được ápdụng đối với hàng may mặc là đòi hỏi các sản phẩm phải đáp ứng được các tiêuchuẩn sinh thái quy định, an toàn về sức khỏe đối với người sử dụng, khônggây ô nhiễm môi trường trong sản xuất, bắt buộc các nhà xuất khẩu phải tuânthủ Như vậy là, trong cuộc cạnh tranh quyết liệt sau khi hạn ngạch dệt mayđược rỡ bỏ và một số tiêu chuẩn được các thị trường EU, Mỹ, Nhật Áp dụng,thì rào cản thương mại “xanh” là một thách thức, trở ngại lớn đối với tất cả cácnước xuất khẩu hàng dệt may.

Chính vì những yêu cầu hết sức cấp thiết đó nên trong chuyên đề này nhóm

sẽ đề xuất “Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải ngành dệt nhuộm côngsuất 500m3/ngày đêm”

2 Mục tiêu của đề tài

Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm có công suất 500m3/ngày đêm đạt tiêu chuẩn TCVN 5945 – 1995, nước thải loại B.

3 Phương pháp nghiên cứu đề tài

1 Biên hội và tổng hợp tài liệu

2 So sánh đối chiếu và lựa chọn công nghệ

3 Trích dẫn một số tiêu chuẩn trong TCVN 5495 – 1995

4 Tính toán và đề xuất công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm

4 Tính mới của đề tài

Hiện nay các phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm đa số đều sử dụngphương pháp hóa lý, như vậy sẽ tiêu tốn một lượng hóa chất rất lớn và khôngđáp ứng được yêu cầu kinh tế, làm cho giá thành xử lý 1m3 nước thải sẽ rất lớn.Trong chuyên đề này sẽ trình bày phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm bằngphương pháp sinh học kết hợp với hóa lý, nhằm xử lý triệt để nước thải vàmang lại tính kinh tế trong quá trình xử lý Tỉnh Long An hiện nay có nhiềunhà máy dệt nhuộm nhưng vẫn chưa có hệ thống xử lý hoạt động hiệu quả,nhóm chúng tôi hy vọng tập tài liệu này sẽ được áp dụng để xử lý nước thảingành dệt nhuộm trên địa bàn tỉnh

5 Giới hạn của đề tài

Đề tài chỉ trình bày quy trình công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm đạt tiêuchuẩn loại B theo TCVN 5945 – 1995 Với các thông số đầu vào như sau:

NHIỄM TRONG NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM

1.1 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH DỆT NHUỘM

Nguyên liệu chủ yếu của công nghiệp dệt là xơ bông, xơ nhân tạo hoặc tổnghợp và len Ngoài ra còn dùng các xơ đay gai, tơ tằm

1.1.1 Các quá trình cơ bản trong công nghệ dệt nhuộm

Thông thường công nghệ dệt - nhuộm gồm ba quá trình cơ bản: kéo sợi, dệtvải và xử lý (nấu tẩy), nhuộm và hoàn thiện vải Trong đó được chia thành cáccông đoạn sau:

Làm sạch nguyên liệu: nguyên liệu thường được đóng dưới các dạng kiện

bông thô chứa các sợi bong có kích thước khác nhau cùng với các tạp chất tựnhiên như bụi, đất, hạt, cỏ rác… Nguyên liệu bông thô được đánh tung, làmsạch và trộn đều Sau quá trình là, sạch, bông được thu dưới dạng các tấmphẳng đều

Chải: các sợi bông được chải song song và tạo thành các sợi thô.

Kéo sợi, đánh ống, mắc sợi: tiếp tục kéo thô tại các máy sợi con để giảm

kích thước sợi, tăng độ bền và quấn sợi vào các ống sợi thích hợp cho việc dệtvải Sợi con trong các ống nhỏ được đánh ống thành các quả to để chuẩn bị dệtvải Tiếp tục mắc sợi là dồn qua các quả ống để chuẩn bị cho công đoạn hồ sợi

Hồ sợi dọc: hồ sợi bằng hồ tinh bột và tinh bột biến tính để tạo màng hố

bao quanh sợi, tăng độ bền, độ trơn và độ bóng của sợi để có thể tiến hành dệtvải Ngoài ra còn dùng các loại hồ nhân tạo như polyvinylalcol PVA,polyacrylat,…

Dệt vải: kết hợp sợi ngang với sợi dọc đã mắc thành hình tấm vải mộc Giũ hồ: tách các thành phần của hồ bám trên vải mộc bằng phương pháp

enzym (1% enzym, muối và các chất ngấm) hoặc axit (dung dịch axit sunfuric0.5%) Vải sau khi giũ hồ được giặc bằng nước, xà phòng, xút, chất ngấm rồiđưa sang nấu tẩy

Nấu vải: Loại trừ phần hồ còn lại và các tạp chất thiên nhiên như dầu mỡ,

sáp… Sau khi nấu vải có độ mao dẫn và khả năng thấm nước cao, hấp thụ hóachất, thuốc nhuộm cao hơn, vải mềm mại và đẹp hơn Vải được nấu trong dungdịch kiềm và các chất tẩy giặt ở áp suất cao (2 - 3 at) và ở nhiệt độ cao (120 -

130oC) Sau đó, vải được giặt nhiều lần

Làm bóng vải: mục đích làm cho sợi cotton trương nở, làm tăng kích thước

các mao quản giữa các phần tử làm cho xơ sợi trở nên xốp hơn, dễ thấm nướchơn, bóng hơn, tăng khả năng bắt màu thuốc nhuộm Làm bóng vải thôngthường bằng dung dịch kiềm dung dịch NaOH có nồng độ từ 280 đến 300g/l, ởnhiệt độ thấp 10 - 20oC sau đó vải được giặt nhiều lần Đối với vải nhân tạokhông cần làm bóng

Tẩy trắng: mục đích tẩy màu tự nhiên của vải, làm sạch các vết bẩn, làm

cho vải có độ trắng đúng yêu cầu chất lượng Các chất tẩy thường dùng là natriclorit NaClO2, natri hypoclorit NaOCl hoặc hyrdo peroxyte H2O2 cùng với cácchất phụ trợ Trong đó đối với vải bông có thể dùng các loại chất tẩy H2O2,NaOCl hay NaClO2

Nhuộm vải hoàn thiện: mục đích tạo màu sắc khác nhau của vải Thường sử

dụng các loại thuốc nhuộm tổng hợp cùng với các hợp chất trợ nhuộm để tạo sựgắn màu của vải Phần thuốc nhuộm dư không gắn vào vải, đi vào nước thảiphụ thuộc vào nhiều yếu tố như công nghệ nhuộm, loại vải cần nhuộm, độ màuyêu cầu,…

Thuốc nhuộm trong dịch nhuộm có thể ở dạng tan hay dạng phân tán Quátrình nhuộm xảy ra theo 4 bước:

- Di chuyển các phân tử thuốc nhuộm đến bề mặt sợi

- Gắn màu vào bề mặt sợi

- Khuyết tán màu vào trong sợi, quá trình xảy ra chậm hơn quá trình trên

- Cố định màu và sợi

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

Sau nhuộm và in, vải được giặt lạnh nhiều lần Phần thuốc nhuộm khônggắn vào vải và các hóa chất sẽ đi vào nước thải Văng khổ, hoàn tất vải với mụcđích ổn định kích thước vải, chống nhàu và ổn định nhiệt, trong đó sử dụng một

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

Sơ đồ nguyên lý công nghệ dệt nhuộm hàng sợi bông & các nguồn nước thải

1.1.2 Các loại thuốc nhuộm thường dùng trong ngành dệt nhuộm

Thuốc nhuộm hoạt tính

Các loại thuốc nhuộm thuộc nhóm này có công thức cấu tạo tổng quát là F-T-X trong đó: S là nhóm làm cho thuốc nhuộm có tính tan; F là phần mangmàu, thường là các hợp chất Azo (-N=N-), antraquinon, axit chứa kim loạihoặc ftaloxiamin; T là gốc mang nhóm phản ứng; X là nhóm phản ứng Loạithuốc nhuộm này khi thải vào môi trường có khả năng tạo thành các amin thơmđược xem là tác nhân gây ung thư

S-Thuốc nhuộm trực tiếp

Đây là thuốc nhuộm bắt màu trực tiếp với xơ sợi không qua giai đoạn xử lýtrung gian, thường sử dụng để nhuộm sợi 100% cotton, sợi protein (tơ tằm) vàsợi poliamid, phần lớn thuốc nhuộm trực tiếp có chứa azo (môn, di andpoliazo) và một số là dẫn xuất của dioxazin Ngoài ra, trong thuốc nhuộm còn

có chứa các nhóm làm tăng độ bắt màu như triazin và salicylic axit có thể tạophức với các kim loại để tăng độ bền màu

Thuốc nhuộm hoàn nguyên

Thuốc nhuộm hoàn nguyên gồm 2 nhóm chính: nhóm đa vòng có chứanhân antraquinon và nhóm indigoit có chứa nhân indigo Công thức tổng quát

là R=C-O; trong đó R là hợp chất hữu cơ nhân thơm, đa vòng Các nhân thơm

đa vòng trong loại thuốc nhuộm này cũng là tác nhân gây ung thư, vì vậy khikhông được xử lý, thải ra môi trường, có thể ảnh hưởng đến sức khỏe conngười

Thuốc nhuộm phân tán

Nhóm thuốc nhuộm này có cấu tạo phân tử tư gốc azo và antraquinon vànhóm amin (NH2, NHR, NR2, NR-OH), dùng chủ yếu để nhuộm các loại sợitổng hợp (sợi axetat, sợi polieste…) không ưa nước

Thuốc nhuộm lưu huỳnh

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

có cầu nối –S-S- dùng để nhuộm các loại sợi cotton và viscose

Thuốc nhuộm axit

Là các muối sunfonat của các hợp chất hữu cơ khác nhau có công thức làR-SO3Na khi tan trong nước phân ly thành nhóm R-SO3 mang màu Các thuốcnhuộm này thuộc nhóm mono, diazo và các dẫn xuất của antraquinon, triarylmetan…

Thuốc in, nhuộm pigmen

Có chứa nhóm azo, hoàn nguyên đa vòng, ftaoxianin, dẫn suất củaantraquinon…

1.1.3 Nhu cầu về nước và nước thải trong xí nghiệp dệt nhuộm

Công nghệ dệt nhuộm sử dụng nước khá lớn: từ 12 đến 65 lít nước cho 1mét vải và thải ra từ 10 đến 40 lít nước

Nước dùng trong nhà máy dệt phân bố như sau:

Sản xuất hơi nước 5.3%Làm mát thiết bị 6.4%Phun mù và khử bụi trong các phân xưởng 7.8%Nước dùng trong các công đoạn công nghệ 72.3%Nước vệ sinh và sinh hoạt 7.6%Phòng hỏa và cho các việc khác 0.6%Nước thải từ công nghiệp dệt cũng rất đa dạng và phức tạp, nhu cầu nướccho công nghiệp dệt cũng rất lớn Từ đó lượng nước thải từ những công nghệnày cũng rất nhiều

Hàng len nhuộm, dệt thoi là: 100 - 240 m3/tấn

Hàng vải bông, nhuộm, dệt thoi: 50 - 240 m3/tấn, bao gồm:

- Tạp chất tách ra từ xơ sợi, như dầu mỡ, các hợp chất chứa nitơ, các chấtbẩn dính vào sợi (trung bình là 6% khới lượng xơ sợi).

- Các hóa chất dùng trong quá trình công nghệ: hồ tinh bột, tinh bột biếntính, dextrin, aginat, các loại axit, xút, NaOCl, H2O2, soda, sunfit… Các loạithuốc nhuộm, các chất phụ trợ, chất màu, chất cầm màu, hóa chất tẩy giặt.Lượng hóa chất sử dụng đối với từng loại vải, từng loại mầu là rất khác nhau vàphần dư thừa đi vào nước thải tương ứng

- Đối với mặt hàng len từ lông cừu, nguyên liệu là len thô mang rất nhiềutạp chất (250-600 kg/tấn) được chia thành:

+ 25-30% mỡ (axít béo và sản phẩm cất mỡ, lông cừu)

+ 10-15% đất và cát

+ 40-60% mưối hữu cơ và các sản phẩm cất mỡ, lông cừu

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

Bảng1.1: Các chất gây ô nhiễm và đặc tính nước thải ngành dệt - nhuộm

Công đoạn Chất ô nhiễm trong nước

BOD cao (34-50% tổng sảnlượng BOD)

Nấu, tẩy NaOH, chất sáp và dầu mỡ,

tro, soda, silicat natri và xo sợivụn

Độ kiềm cao, màu tối, BODcao (30% tổng BOD)

Tẩy trắng Hipoclorit, hợp chất chứa clo,

NaOH, AOX, axit…

Độ kiềm cao, chiếm 5%BOD

Công đoạn Chất ô nhiễm trong nước

thải

Đặc tính của nước thải

Làm bong NaOH, tạp chất Độ kiềm cao, BOD thấp (dưới

1% tổng BOD)

Nhuộm Các loại thuốc nhuộm,

axitaxetic và các muối kimloại

Độ màu rất cao, BOD khá cao(6% tổng BOD), TS cao

In Chất màu, tinh bột, dầu, đất

sét, muối kim loại,axit…

Độ màu cao, BOD cao và dầumỡ

Hoàn thiện Vệt tinh bột, mỡ động vật,

3 /tấn vải 394 264 114 236

pH Độ màu

(Pt-Co)

COD (mg/l)

BOD (mg/l)

SS (mg/l)

SO4 (mg/l)

2-PO4 (mg/l)

3-KLN

Thành Công 6500 9,2 1160 280 651 98 298 0,25

Thắng lợi 5000 5,6 1250 350 630 95 76 1,31 0,4

Phong Phú 3600 7,5 510 180 480 45 1,68 Vết

Việt Thái 4800 10,1 969 250 506 145 0,4

Gia Định 1300 7,2 260 130 230 32

Bảng1.4: Tính chất nước thải của các nhà máy Dệt nhuộm ở Hà Nội

Tên nhà máy BOD

(mg/l)

COD (mg/l)

TS pH Độ màu (Pt

-Co)

Q (m 3 /t)

Công ty Dệt 8/3 70 – 135 15 – 380 400 – 1000 8 – 11 350 - 600 394

Công ty dệt Hà Nội 90 – 120 230 – 500 950 – 1000 9 – 10 250 – 500 264

Nhà máy chỉ khâu

Hà Nội 90 – 180 210 – 320 805 – 1330 9 – 11 236Công ty dệt Minh

- Muối trung tính làm tăng hàm lượng tổng rắn Lượng thải lớn gây táchại đối với đời sống thủy sinh do làm tăng áp suất thẩm thấu, ảnh hưởngđến quá trình trao đổi của tế bào

- Hồ tinh bột biến tính làm tăng BOD, COD của nguồn nước, gây tác hạiđối với đời sống thủy sinh do làm giảm oxy hòa tan trong nguồn nước

- Độ màu cao do lượng thuốc nhuộm dư đi vạo nước thải gây màu chodòng tiếp nhận, ảnh hưởng tới quá trình quang hợp của các loài thủysinh, ảnh hưởng xấu tới cảnh quan

- Hàm lượng ô nhiễm các chất hữu cơ cao sẽ làm giảm oxy hòa tan trongnước ảnh hưởng tới sự sống của các loài thủy sinh.

CHƯƠNG 2 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM

Do đặc thù của công nghệ, nước thải dệt nhuộm chứa tổng hàm lượng chấtrắn TS, chất rắn lơ lửng, độ màu, BOD, COD cao nên chọn phương pháp xử lýthích hợp phải dựa vào nhiều yếu tố như lượng nước thải, đặc tính nước thải,tiêu chuẩn thải, xử lý tập trung hay cục bộ Về nguyên lý xử lý, nước thải dệtnhuộm có thể áp dụng các phương pháp sau:

- Phương pháp cơ học

- Phương pháp hóa học

- Phương pháp hóa – lý

- Phương pháp sinh học

2.1 XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC

Thường được áp dụng ở giai đoạn đầu của quy trình xử lý, quá trình đượcxem như bước đệm để loại bỏ các tạp chất vô cơ và hữu cơ không tan hiện diệntrong nước nhằm đảm bảo tính an toàn cho các thiết bị và các quá trình xử lýtiếp theo Tùy vào kích thước, tính chất hóa lý, hàm lượng cặn lơ lửng, lưulượng nước thải và mức độ làm sạch mà ta sử dụng một trong các quá trình sau:lọc qua song chắn rác hoặc lưới chắn rác, lắng dưới tác dụng của lực ly tâm,trọng trường, lọc và tuyển nổi

Xử lý cơ học nhằm mục đích

 Tách các chất không hòa tan, những vật chất có kích thước lớn nhưnhánh cây, gỗ, nhựa, lá cây, giẻ rách, dầu mỡ ra khỏi nước thải

 Loại bỏ cặn nặng như sỏi, thủy tinh, cát

 Điều hòa lưu lường và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải

 Nâng cao chất lượng và hiệu quả của các bước xử lý tiếp theo

2.1.1 Song chắn rác

Song chắn rác gồm các thanh kim loại tiết diện chữ nhật hình tròn, hình chữnhật hoặc hình bầu dục Song chắn rác được chia làm 2 loại, loại di động vàloại cố định Song chắn rác được đặt nghiêng một góc 60 – 900 theo hướngdòng chảy Song chắn rác nhằm chắn giữ các cặn bẩn có kích thước lớn ở dạngsợi: giấy, rau cỏ, rác

2.1.2 Lưới chắn rác

Để khử các chất lơ lửng có kích thước nhỏ hoặc các sản phẩm có giá trị,thường sử dụng lưới lọc có kích thước lỗ từ 0,5 – 1mm Khi tang trống quay,thường với vận tốc 0,1 đến 0,5 m/s, nước thải thường lọc qua bề mặt trong hayngoài, tùy thuộc vào sự bố trí đường ống dẫn nước vào Các vật thải được cào

ra khỏi mặt lưới bằng hệ thống cào

2.1.3 Bể điều hòa

Do đặc điểm của công nghệ sản xuất một số ngành công nghiệp, lưu lượng

và nồng độ nước thải thường không đều theo các giờ trong ngày Sự dao độnglớn về lưu lượng này sẽ ảnh hưởng không tốt đến những công trình xử lý phíasau Để duy trì dòng thải và nồng độ vào công trình xử lý ổn định, khắc phụcđược những sự cố vận hành do sự dao động về nồng độ và lưu lượng của nướcthải và nâng cao hiệu suất của các quá trình xử lý sinh học người ta sẽ thiết kế

bể điều hòa Thể tích bể phải tương đương 6 – 12h lưu nước trong bể với lưulượng xử lý trung bình Bể điều hòa được phân loại như sau:

- Bể điều hòa lưu lượng

- Bể điều hòa nồng độ

- Bể điều hòa cả lưu lượng và nồng độ

2.2 XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC

Các phương pháp hóa học xử lý nước thải gồm có: trung hòa, oxy hóa vàkhử Tất cả các phương pháp này đều dùng tác nhân hóa học nên tốn nhiều tiền.Người ta sử dụng các phương pháp hóa học để khử các chất hòa tan và trongcác hệ thống nước khép kín Đôi khi phương pháp này được dùng để xử lý sơ

bộ trước khi xử lý sinh học hay sau công đoạn này như là một phương pháp xử

lý nước thải lần cuối để thải vào nguồn

2.2.1 Phương pháp trung hòa

Trung hòa nước thải được thực hiện bằng nhiều cách khác nhau

- Trộn lẫn nước thải với axit hoặc kiềm

- Bổ sung các tác nhân hóa học

- Lọc nước axit qua vật liệu lọc có tác dụng trung hòa

- Hấp thụ khí axit bằng chất kiềm hoặc hấp thụ amoniăc bằng nước axit

Trong quá trình trung hòa một lượng bùn cặn được tạo thành Lượng bùnnày phụ thuộc vào nồng độ và thành phần của nước thải cũng như loại và lượngcác tác nhân xử dụng cho quá trình.

2.2.2 Phương pháp oxy hóa và khử

Để làm sạch nước thải có thể dùng các chất oxy hóa như Clo ở dạng khí vàhóa lỏng, dioxyt clo, clorat canxi, hypoclorit canxi và natri, pemanganat kali,bicromat kali, oxy không khí, ozon

Trong quá trình oxy hóa, các chất độc hại trong nước thải được chuyểnthành các chất ít độc hơn và tách ra khỏi nước thải Quá trình này tiêu tốn mộtlượng lớn tác nhân hóa học, do đó quá trình oxy hóa học chỉ được dùng trongnhững trường hợp khi các tạp chất gây nhiễm bẩn trong nước thải không thểtách bằng những phương pháp khác

Oxy hóa bằng Clo

Clo và các chất có chứa clo hoạt tính là chất oxy hóa thông dụng nhất.Người ta sử dụng chúng để tách H2S, hydrosunfit, các hợp chất chứametylsunfit, phenol, xyanua ra khỏi nước thải

Khi clo tác dụng với nước thải xảy ra phản ứng

Cl2 + H2O = HOCl + HCl

HOCl ↔ H+ + OCl

-Tổng clo, HOCl và OCl- được gọi là clo tự do hay clo hoạt tính

Các nguồn cung cấp clo hoạt tính còn có clorat canxi (CaOCl2), hypoclorit,clorat, dioxyt clo, clorat canxi được nhận theo phản ứng

Ca(OH)2 + Cl2 = CaOCl2 + H2O

Lượng clo hoạt tính cần thiết cho một đơn vị thể tích nước thải là: 10 g/m3

đối với nước thải sau xử lý cơ học, 5 g/m3 sau xử lý sinh học hoàn toàn

Phương pháp Ozon hóa

Ozo tác động mạnh mẽ với các chất khoáng và chất hữu cơ, oxy hóa bằngozo cho phép đồng thời khử màu, khử mùi, tiệt trùng của nước Sau quá trìnhozo hóa số lượng vi khuẩn bị tiêu diệt đến hơn 99%, ozo còn oxy hóa các hợpchất Nito, Photpho

2.3 XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA - LÝ

Cơ chế của phương pháp hóa lý là đưa vào nước thải chất phản ứng nào đó,chất này phản ứng với các tập chất bẩn trong nước thải và có khả năng loạichúng ra khỏi nước thải dưới dạng cặn lắng hoặc dạng hòa tan không độc hại.Các phượng pháp hóa lý thường sử dụng để khử nước thải là quá trình keo

tụ, hấp phụ, trích ly, tuyển nổi

2.3.1 Quá trình keo tụ tạo bông

Quá trình này thường được áp dụng để khử màu, giảm độ đục, cặn lơ lửng

và vi sinh vật Khi cho chất keo tụ vào nước thô chứa cặn lắng chậm (hoặckhông lắng được), các hạt mịn kết hợp lại với nhau thành các bông cặn lớn hơn

và nặng, các bông cặn này có thể tự tách ra khỏi nước bằng lắng trọng lực.Hầu hết chất keo tụ ở dạng Fe(III), Al(III); Al2(SO4)3.14H2O, FeCl3 Tuynhiên trong thực tế người ta thường sử dụng phèn sắt hơn do chúng có ưu điểmnhiều hơn phèn nhôm Trong quá trình keo tụ người ta còn sử dụng chất trợ keo

tụ để tăng tính chất lắng nhanh và đặc chắc do đó sẽ hình thành bông lắngnhanh và đặc chắc như sét, silicat hoạt tính và polymer

2.3.2 Phương pháp trích ly

Trích ly pha lỏng được ứng dụng để làm sạch nước thải chứa phenol, dầu,axit hữu cơ, các ion kim loại Phương pháp này được ứng dụng khi nồng độchất thải lớn hơn 3 – 4g/l, vì khi đó giá trị chất thu hồi mới bù đắp chi phí choquá trình trích ly

Làm sạch nước bằng trích ly gồm 3 giai đoạn

- Trộn mạnh nước thải với chất trích ly (dung môi hữu cơ) trong điềukiệm bề mặt tiếp xúc phát triển giữa các chất lỏng hình thành 2 phalỏng, một pha là chất trích ly với chất được trích ly, một pha là nướcthải với chất trích ly

- Phân riêng hai pha lỏng nói trên

- Tái sinh chất trích ly

Để giảm nồng độ chất tan thấp hơn giới hạn cho phép cần phải chọn đúngchất trích ly và vận tốc của nó khi cho vào nước thải

2.4 XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC

Phương pháp này dựa trên cơ sở hoạt động phân hủy chất hữu cơ có trongnước thải của các vi sinh vật Các vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ và một sốchất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng Trong quá trình pháttriển, chúng nhận các chất dinh dưỡng để xây dựng tế bào, sinh trưởng và sinhsản Phương pháp này được sử dụng để xử lý hoàn toàn các chất hữu cơ có khảnăng phân hủy sinh học trong nước thải Công trình xử lý sinh học thườngđược đặt sau khi nước thải đã qua xử lý sơ bộ qua các công trình xử lý cơ học,hóa học, hóa lý.

Quá trình sinh học gồm các bước

- Chuyển các hợp chất có nguồn gốc cacbon ở dạng keo và dạng hòatan thành thể khí và các vỏ tế bào vi sinh

- Tạo ra các bông cặn sinh học gồm các tế bào vi sinh vật và các chấtkeo vô cơ trong nước thải

- Loại các bông cặn ra khỏi nước thải bằng quá trình lắng

Chất nhiễm bẩn trong nước thải dệt nhuộm phần lớn là những chất có khảnăng phân hủy sinh học Thường nước thải dệt nhuộm thiếu nguồn N và P dinhdưỡng Khi xử lý hiếu khí cần cân bằng dinh dưỡng theo tỷ lệ BOD:N:P =100:5:1 hoặc trộn nước thải dệt nhuộm với nước thải sinh hoạt để các chất dinhdưỡng trong hỗn hợp cân đối hơn Các công trình sinh học như: lọc sinh học,bùn hoạt tính, hồ sinh học hay kết hợp xử lý sinh học nhiều bậc

2.5 MỘT SỐ SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM

2.5.1 Công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm trong nước

2.5.1.1 Qui trình công nghệ tổng quát xử lý nước thải nhuộm vải

Trong ngành công nghiệp dệt nhuộm, nước thải nhuộm gồm ba loại chính:

 Nước thải phẩm nhuộm hoạt tính

 Nước thải phẩm nhuộm sunfua

 Nước thải tẩy

Thành phần tính chất nước thải nhuộm được trình bày theo bản sau:

Chỉ tiêu Đơn

vị

Kết quả Nước thải hoạt tính Nước thải sunfua Nước thải tẩy

>1110.000-40.0002.000-10.000100-1.0007-30-10.000-50.0008.000-200.000

>129.000-30.0004.000-17.000200-1.00010-30-500-2.0001.000-5.000

Do mỗi loại nước thải có thành phần và tính chất đặc trưng riêng nên côngnghệ xử lý tương ứng cũng khác nhau Trước tiên, ta phải tách riêng và xử lý

sơ bộ loại trừ các tác nhân gây hại đối với vi sinh vật rồi nhập chung xử lý bằngsinh học Nước thải nhuộm vải có nồng độ chất hữu cơ cao, thành phần phứctạp và chứa nhiều hợp chất vòng khó phân hủy sinh học đồng thời các hóa chấtphụ trợ trong quá trình nhuộm có khả năng gây ức chế vi sinh vật Hơn nữanhiệt độ nước thải rất cao, không thích hợp đưa trực tiếp vào hệ thống xử lýsinh học Vì vậy, ta phải tiến hành xử lý hóa lý trước khi đưa vào các côngtrình sinh học nhằm loại trừ các yếu tố gây hại và tăng khả năng xử lý của visinh

Sơ đồ qui trình công nghệ tổng quát xử lý nước thải nhuộm vải

Trong công nghệ này, nước thải nhuộm ở các công đoạn sẽ được thu gom

- Nước thải tẩy được tiến hành trung hòa nhằm đưa pH về 6.5 Khi đó

H2O2 sẽ bị phân hủy thành O2 bay lên gây ra bọt đồng thời hồ sẽđược tách ra khỏi nước

Sau đó, nước tẩy sẽ được đưa vào bể trộn cùng với nước sau lắng của nướcthải hoạt tính và nước thải sunfua Bể trộn đóng vai trò điều hòa chất lượngnước thải, vừa là nơi hiệu chỉnh pH cho quá trình lọc sinh học kỵ khí tiếp theo

Ở bể lọc kỵ khí, chất hữu cơ một phần sẽ bị phân hủy thành khí biogas hoặcchuyển hóa thành những hợp chất dễ phân hủy hơn và sẽ được tiếp tục oxy hóasinh học trong bể aerotank Nước thải sau xử lý sinh học vẫn chưa đạt tiêu

Hóa chấtNước thải chắn rácSong Bể điều hòa Bể tuyển nổi

2.5.1.2 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm đang được áp

dụng:

Mô tả tóm tắt công nghệ thiết bị

Nước thải trước tiên theo cống thu gom, qua song chắn rác chảy vào bểđiều hòa Sau khi tập trung tại bể điều hòa, nước thải được bơm lên bể tuyểnnổi Trên ống dẫn vào bể tuyển nổi có 03 đường hóa chất châm vào là dungdịch trung hòa, dung dịch phản ứng và dung dịch trợ lắng Quá trình xử lýtrong bể tuyển nổi được thực hiện bằng cách hòa tan trong nước những bọt khínhỏ, các bọt khí này bám vào các hạt cặn làm cho tỷ trọng tổ hợp cặn khí giảm,lực đẩy nổi xuất hiện Khi lực đẩy nổi đủ lớn, hỗn hợp cặn - khí nổi lên mặtnước và được gạt ra ngoài bằng tấm gạt cao su gắn phía trên bể Bên cạnh đó

bể tuyển nổi còn thực hiện chức năng lắng Do nước thải vào bể đã được hòatrộn với các chất tạo pH, chất keo tụ nên trong bể tuyển nổi còn xảy ra quátrình keo tụ Trên bể tuyển nổi có sử dụng một môtơ khuấy với tốc độ thích

hợp để kích thích quá trình tạo bông Các hạt bùn keo tụ tạo ra có tỷ trọng lớnlắng xuống đáy bể sẽ được lấy ra ngoài nhờ van xả đáy.

Nước thải từ máng thu nước bể tuyển nổi tràn vào bể lọc sinh học từ dướilên trên qua lớp vật liệu nổi là các hạt polystyren Các vi khuẩn hiện diện trongnước thải dính bám lên lớp sinh khối nổi là những hạt polystyrene hay còn gọi

là Biostyrene và chúng được loại bỏ bằng cách khống chế môi trường hoạtđộng Xác vi sinh vật và chất rắn lơ lửng trong nước thải được loại bỏ bằng quátrình rửa ngược Đây là công nghệ lọc sinh học mới được áp dụng tại ViệtNam, có hiệu quả sử dụng rất cao, chiếm mặt bằng ít, giá thành thấp

Nước thải tiếp tục tự chảy đến bể chứa để từ đó có thể bơm đến thiết bị lọc áplực

Bể lọc áp lực là công trình xử lý cuối cùng trong hệ thống xử lý nước thải.Sau khi qua bể lọc áp lực, nước thải có thể được xả ra cống

Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật khác

- Nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5945:1995, nguồn

xả loại B

- Giá thành xử lý 1m3 nước thải: 1500 - 2000đ/m3

Ưu điểm của CN/TB

- Các thiết bị được chế tạo bằng thép nên có thể tháo ráp dễ dàng khi cần didời

- Mặt trong thiết bị được phủ epoxy chống ăn mòn, tăng thời gian sử dụng

- Hệ thống được điều khiển tự động, tránh cho công nhân có thể tiếp xúctrực tiếp với nước thải độc hại

- Diện tích chiếm dụng mặt bằng giảm 50% so với bể xây bằng xi măng

- Thời gian thi công ngắn

2.5.2 Công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm trên thế giới

2.5.2.1 Công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm sợi bông ở Hà Lan

Trong hệ thống có công đoạn xử lý hóa lý trước công đoạn xử lý sinh học.Với các thông số như:

Ca(OH)2Nước thải 1

Nước thải 2 Bể điều hòa

Hình 3.2:Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt lần nước

thải dệt nhuộm(nước thải dệt nhuộm chiếm 15 đến 20%) ở Greven – CHLB

Đức )

Nước thải có lưu lượng 3.000 - 4.000 m3/h; COD = 400 - 1.000 mg/l; BOD5

= 200 - 400 mg/l

Nước sau xử lý BOD5 < 50 mg/l, COD < 100 mg/l

Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý hệ thống xử lý nước thải của công ty Stork Aqua (HàLan)

1 Sàng chắn rác; 2 Bể điều hòa; 3 Bể keo tụ; 4 thiết bị lắng bùn; 5 Bể sinh học;

6 Thiết bị xử lý bùn

2.5.2.2 Công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm ở Greven (CHLB Đức)

Nước thải ở đây có chứa 15-20% nước thải dệt nhuộm Công suất của hệthống là 6.000 - 7.000 m3/ngày, trong đó có 1100 - 1300m3/ngày nước thải dệtnhuộm

Sơ đồ này theo nguyên lý kết hợp xử lý hóa lý và sinh học nhiều bậc, saulắng 2 là một hồ nhân tạo (có thể là một hồ chứa lớn) Phần bùn lấy ra từ các bểlắng không đưa tuần hoàn sử dụng lại mà đưa vào xử lý kị khí, rồi lọc ép vàđưa đi chôn lấp

Nước thải sau bể điều hòa cần điều chỉnh về pH tới 9.5 bằng vôi sữa Phènsắt được đưa vào làm keo tụ là 170 g/m3

Ưu điểm:

Lượng bùn tạo ra nhỏ (1m3 nước thải tạo ra 0.6 kg bùn khô tuyệt đối)

Kết hợp vừa xử lý nước thải sinh hoạt vừa xử lý nước thải dệt nhuộm

6

Hình 3.2:Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt lần nước

thải dệt nhuộm(nước thải dệt nhuộm chiếm 15 đến 20%) ở Greven – CHLB

3.1 CƠ SỞ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ

3.1.1 Việc lựa chọn sơ đồ công nghệ dựa vào các yếu tố cơ bản sau:

 Công suất trạm xử lý

 Thành phần và đặc tính của nước thải

 Tiêu chuẩn xả nước thải vào các nguồn tiếp nhận tương ứng

 Phương pháp sử dụng cặn

 Khả năng tận dụng các công trình có sẵn

 Điều kiện mặt nằng và đặc điểm địa chất thủy văn khu vực xâydựng

 Khả năng đáp ứng thiết bị cho hệ thống xử lý

 Chi phí đầu tư xây dựng, quản lý, vận hành và bảo trì

3.1.2 Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật khác

Nước thải trước xử lý:

Bùn tuần hoàn

Bùn

Bể lắng sơ bộ + vớt dầu

ChỉnhpH

Hóa chất

Thiết bị lọc chậm

Thiết bị xử lý bùn

Chú thích:

:nước :bùn

Thuyết minh qui trình công nghệ:

Nước thải trước tiên theo cống thu gom, qua song chắn rác chảy vào bểlắng sơ bộ kết hợp vớt dầu trước khi chuyển sang bể điều hòa, tại đây sẽ chothêm hóa chất để điều chỉnh pH Sau khi tập trung tại bể điều hòa, nước thảiđược bơm lên bể keo tụ, tạo bông Trên ống dẫn vào bể keo tụ có 02 đường hóachất châm vào là dung dịch keo tụ và dung dịch trợ lắng để xảy ra quá trình keo

tụ Trong bể keo tụ có sử dụng một môtơ khuấy với tốc độ thích hợp để kíchthích quá trình tạo bông Các hạt bùn keo tụ tạo ra có tỷ trọng lớn lắng xuốngđáy bể lắng 1 sẽ được lấy ra ngoài nhờ van xả đáy

Sau đó nước được tràn vào bể aerotank để xử lý sinh học các hợp chất hữu

cơ Nước thải sau bể aerotank được lắng tại bể lắng 2, một phần bùn hoạt tínhđược tuần hòan lại cho bể aerotank, phần còn lại đem xử lý Nước thải tiếp tụcđến thiết bị lọc chậm để xử lý các vi sinh vật còn lại trong nước Sau bể lọcchậm nước được thải ra nguồn tiếp nhận

Ưu điểm:

- Qui trình công nghệ đơn giản, dễ vận hành

- Chi phí đầu tư, vận hành và bảo dưỡng thấp

Nhược điểm

- Xử lý nước thải với công suất vừa và nhỏ

- Không xử lý triệt để các chất có trong nước thải dệt nhuộm

* Phương án 2

Thuyết minh qui trình công nghệ:

Nước thải trước tiên theo cống thu gom, qua song chắn rác để giữ lại cáclọai rác có kích thước lớn, qua lưới lọc mịn giữ lại các cặn nhỏ hơn, sau đóchảy vào bể điều hòa, tại đây sẽ cho thêm hóa chất để điều chỉnh pH Sau khitập trung tại bể điều hòa, nước thải được bơm lên bể keo tụ, tạo bông Trên ốngdẫn vào bể keo tụ có 02 đường hóa chất châm vào là dung dịch keo tụ và dungdịch trợ lắng Trong bể keo tụ có sử dụng một môtơ khuấy với tốc độ thích hợp

để kích thích quá trình tạo bông Các hạt bùn keo tụ tạo ra có tỷ trọng lớn lắngxuống đáy bể lắng 1 sẽ được lấy ra ngoài nhờ van xả đáy Nước thải tiếp tục tựchảy đến bể chứa để từ đó có thể bơm đến thiết bị lọc áp lực Sau khi qua bểlọc áp lực, một phần nước thải được xả ra nguồn tiếp nhận, một phần đượcnước thải được oxy hóa bằng ozôn nhằm oxy hóa hoàn toàn các chất còn lại.Sau đó, nước được đưa qua tháp hấp phụ để tái sử dụng nước

Xử lí rác

Thiết bị oxy hóa

Song chắn rác thô

Lưới lọc mịn

Ưu điểm:

- Hiệu quả xử lý cao, loại bỏ được các chất độc có trong nước thải dệtnhuộm

- Đảm bảo nước đầu ra đạt tiêu chuẩn

- Diện tích cho công trình nhỏ, thiết bị di chuyển dễ dàng

- Có thể tái sử dụng nước

Nhược điểm:

- Chi phí vận hành cao nên hiệu quả về kinh tế thấp

Nhận xét

Cả hai phương án trên đều không được lựa chọn vì trong phương án 1 tuy

là dễ vận hành nhưng nó chỉ thích hợp cho những quy mô vừa và nhỏ, đồngthời hiệu quả xử lý lại không cao Phương án 2 có hiệu quả xử lý cao nhưngvận hành rất tốn kém và khó khăn Do đó, nhóm xin đề xuất phương án xử lýnước thải dệt nhuộm có kết hợp cả phương pháp hóa lý và phương pháp sinhhọc cụ thể như sau:

* Phương án 3

3.1.4 Chức năng nhiệm vụ từng công trình đơn vị:

1 Song chắn rác

Loại bỏ các vật có kích thước lớn như: lá khô, cành cây nhỏ, mảnh vụn…Ngoài ra, trong nước thải dệt nhuộm chứa nhiều xơ sợi li ti nên sau song chắnrác ta cần bố trí lưới chắn mịn nhằm giữ các xơ sợi có trong nước thải Nướcqua song chắn có vận tốc khoảng 0.6 m/s

Bể nén bùn

Xe chở rác đi xử lýNguồn nước thải

Nước thải sau xử

Nhằm điều hòa lưu lượng và ổn định nồng độ cho công trình xử lý phía sau.Trong bể có thiết bị định lượng hóa chất nhằm ổn định pH về khoảng 6.5-8.5cho quá trình xử lý Bể điều hòa được cấp khí nhờ hệ thống đĩa sục khí đặtdưới đáy bể nhằm tạo dòng khuấy trộn và duy trì tình trạng hiếu khí trong bể.

3 Bể phản ứng

Sử dụng để hòa trộn các chất với nước thải nhằm điều chỉnh độ kiềm củanước thải, tạo ra bông cặn lớn có trọng lượng đáng kể và dễ dàng lắng lại khiqua bể lắng I Ở đây sử dụng phèn nhôm để tạo ra các bông cặn vì phèn nhômhòa tan trong nước tốt, chi phí thấp

4 Bể lắng I

Giữ lại phần cặn lơ lững (SS) có trong nước thải, các bông cặn lớn được tạo

ra từ bể phản ứng sẽ được lắng ở đây, bể lắng I sẽ làm giảm tải lượng chất rắncho công trình xử lý sinh học phía sau

5 Bể Aerotank

Aerotank hay còn gọi là bể bùn hoạt tính với sinh trưởng lơ lửng Trong đóquá trình phân hủy xảy ra khi nước thải tiếp xúc với bùn trong điều kiện sụckhí liên tục Các vi sinh vật dùng chất nền (BOD) và chất dinh dưỡng (N, P)làm thức ăn, chuyển hóa chúng thành chất trơ không tan và tạo ra tế bào mới.Quá trình chuyển hóa đó được thực hiện đan xen và nối tiếp nhau cho đến khikhông còn thức ăn cho hệ vi sinh vật nữa Nước thải sau khi xử lý sinh học hiếukhí được đưa qua bể lắng II

6 Bể lắng II

Bùn sinh ra từ bể Aerotank và các chất lơ lửng sẽ được lắng ở bể lắng II,nước thải sau lắng được dẫn vào bể tiếp xúc Lượng bùn sinh ra từ bể lắng II sẽđược xả vào bể chứa bùn

7 Bể nén bùn

Cặn tươi từ bể lắng I và bùn hoạt tính từ bể lắng II có độ ẩm tương đối cao(99 – 99,2% đối với bùn hoạt tính và 92 – 96% đối với cặn tươi), bể nén bùn cónhiệm vụ làm giảm độ ẩm của bùn, sau đó bùn được đem đi xử lý

8 Máy ép bùn

Sau khi bùn qua bể nén bùn nó sẽ tiếp tục được chuyển vào máy ép bùn, tạiđây thực hiện quá trình làm ráo phần lớn nước trong bùn sau khi đã qua bể thubùn Nồng độ cặn sau khi làm khô trên máy đạt từ 15% – 25%

9 Bể tiếp xúc( khử trùng bằng clorin)

Khử trùng nước bằng clo nhằm tiêu diệt vi sinh trước khi đưa nước đã qua

xử lý ra hệ thống thoát nước chung, lượng vi khuẩn giảm khoảng 99% Hóachất dùng để khử trùng là nước Clo

3.1.5 Thuyết minh quy trình công nghệ

Nước thải thu gom đến song chắn rác sẽ được loại bỏ những tạp chất khô(vải, nilong ), sau đó nước thải tự chảy qua bể điều hòa và nhờ quá trìnhkhuấy trộn kết hợp với thổi khí sơ bộ, nước thải được điều hòa về lưu lượngcùng với nồng độ các chất ô nhiễm như: BOD, COD, SS, Ở ngay trên bể điềuhòa ta dùng bơm định lượng bơm dung dịch H2SO4 để điều chỉnh pH về trungtính, thuận lợi cho các công trình xử lý sau Tiếp theo nước thải từ bể điều hòađược bơm chìm lên bể phản ứng có khuấy trộn để thực hiện quá trình keo tụcác hạt cặn lơ lửng sau đó được bơm qua bể lắng I để loại bỏ các loại cặn thô,nặng có thể gây trở ngại cho các công đoạn xử lý sau Nước thải từ bể lắng I tựchảy tràn qua bể Aerotank có xáo trộn.Tại bể Aerotank quá trình sinh học hiếukhí xảy ra và được duy trì nhờ không khí cấp khí từ máy thổi khí, các vi sinhvật hiếu khí (trên bùn hoạt tính) sẽ phân hủy các chất hữu cơ còn lại trong nướcthải thành các chất vô cơ ở dạng đơn giản Hiệu xuất xử lý của Aerotank đạtkhoảng 90 – 95% Tiếp đến nước thải được dẫn sang bể lắng II và diễn ra lắngcặn hoạt tính, bùn sẽ lắng xuống đáy bể, nước thải phía trên được chảy tràn qua

bể tiếp xúc khử trùng bằng dung dịch Clo, nhằm tiêu diệt vi khuẩn trước khithải ra nguồn tiếp nhận

Bùn từ bể lắng II một phần sẽ được tuần hoàn về bể Aerotank nhằm duy trìlượng vi sinh vật có trong bể Một phần cùng với lượng bùn sinh ra từ bể lắng I

sẽ được chuyển vào bể chứa bùn để tách nước, trong giai đoạn này polymerđược châm vào nhằm tăng hiệu quả tách nước ra khỏi bùn Nước tách bùn sẽ

được tuần hoàn trở lại bể điều hòa Lượng bùn từ bể chứa bùn sẽ được chuyển

sang máy nén bùn sau đó sẽ được chở đi chôn lấp

Ưu điểm:

 Kết hợp được cả phương pháp hóa lý và sinh học

 Hiệu quả xử lý cao

 Ít tốn diện tích thích hợp với công suất thải của nhà máy

 Quy trình công nghệ đơn giản, dễ vận hành

Nhược điểm

 Nước thải ra chỉ đạt tiêu chuẩn loại B

 Chi phí đầu tư ban đầu cao

3.2 TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ

3.2.1 Xác định mức độ cần thiết xử lý chất thải

 Mức độ cần thiết xử lý theo chất rắn lơ lửng

% 14 , 82

% 100 560

C0 : Hàm lượng chất lơ lửng trong hỗn hợp nước thải vào, C0 = 560 mg/l

Cra : Hàm lượng chất lơ lửng của nước thải sau xử lý, Cra = 60 mg/l

 Mức độ cần thiết xử lý theo BOD 5

% 4 , 88

% 100 860

BOD5 : Hàm lượng BOD5 trong hỗn hợp nước thải vào, BOD5 = 860 mg/l

BOD5 : Hàm lượng BOD5 trong nước thải sau xử lý, BOD5-ra = 100 mg/l

 Mức độ cần thiết xử lý theo COD

% 01 , 93

% 100 1430

Từ các kết quả tính toán trên ta nhận thấy nước thải của nhà máy dệt nhuộm

này có mức độ cần thiết để xử lý rất cao tính theo BOD, COD do đó ta phải xử

lý bằng biện pháp sinh học

3.2.2 Lưới chắn rác

a Chức năng

Lưới chắn rác có nhiệm vụ tách các vật thô như giẻ, rác, vỏ đồ hộp, các mẩu

đá, gỗ và các vật khác trước khi đưa vào các công trình xử lý phía sau Lướichắn rác có thể đặt cố định hoặc di động, lưới chắn rác giúp tránh các hiệntượng tắc nghẽn đường ống, mương dẫn và gây tắt nghẽn bơm

b Tính toán

Các thông số thiết kế cho lưới chắn rác được thể hiện trong bảng bên dưới.Chọn lưới cố định dạng lõm có kích thước mắt lưới d = 0,35mm tương ứng vớitải trọng LA = 700l/phut.m2, đạt hiệu quả xử lý cặn lơ lửng E = 15%

Các thông số thiết kế lưới chắn rác (hình nêm)

Thông số Lưới cố định Lưới quay

Hiệu quả khử cặn lơ lửng, % 5 - 25 5 – 25

Tải trọng, L/m2.phút 400 – 1200 600 – 4600

Kích thước mắt lưới, mm 0,2 – 1,2 0,25 – 1,5

Tổn thất áp lực, m 1,2 – 2,1 0,8 – 1,4

Công suất motor, Hp - 0,5 – 3

Chiều dài trống quay, m - 1,2 – 3,7

h m

ph l

h

m L

/ 700

/ 8 ,

m

m H

m ph

l m

l ph

h m

m n

B L

Q

L

h tb th

60 1 3

* 7 , 0

* 3 ,

8 ,

20

*

*

2 3

Lưu lượng và chất lượng nước thải từ hệ thống thu gom chảy về nhà máy

xử lý thường xuyên dao động theo giờ và theo ngày, do đó bể điều hòa có tác

dụng duy trì dòng chảy gần như không đổi, khắc phục những vấn đề vận hành

do dự dao động lưu lượng nước thải gây ra và nâng cao hiệu suất của các quá

trình ở cuối dây chuyền xử lý

Thu gom và điều hòa lưu lượng và thành phần các chất ô nhiễm như: BOD5,

COD, SS, pH… Đồng thời máy nén khí cung cấp Oxy vào nước thải nhằm

tránh sinh mùi thối tại đây và làm giảm khoảng 20 – 30% hàm lượng COD,

BOD có trong nước thải

b Tính toán

Kích thước bể

Thể tích bể điều hòa

V = Qtbh*t = 20,8* 5 = 104 (m3)

Với t là thời gian lưu nước trong bể điều hòa, chọn t = 3h

Thể tích thực tế bể điều hòa = K* Bể điều hòa tính toán

) ( 6 ,

41 3

Chọn mực nước thấp nhất của bể điều hòa để cho bơm hoạt động là 0,5m

→ Thể tích nước bể phải chứa là

V = 0,5*45 + 104 = 126,5 (m2)

→ Mực nước cao nhất của bể là

) ( 77 , 2 45

8 ,

Chọn chiều cao an toàn là 0,5 m

→ Chiều cao của bể là

ngd tb

*

* 3600

* 24

* 4

6 , 102 7

, 0

*

* 3600

*

*

* 3600

* 24

* 4

v

Q D

Công suất bơm nước thải

Công suất bơm

KW

H g

Q

8 , 0

* 1000

10

* 81 , 9

* 00579 ,

0

*

1000

* 1000

 η : Hiệu suất máy bơm η = 80%

Công suất thực máy bơm lấy bằng 120% công suất tính toán

Nthực = 1,2*N = 1,2 * 0,71 = 0,85KW = 1,2 Hp

Cần 2 bơm có công suất 1,5 Hp hoạt động thay phiên nhau để bơm nước

thải sang bể trung hòa (bể phản ứng)

Tính toán hệ thống cấp khí cho bể điều hòa

Lượng khí cần cung cấp cho bể điều hòa

Thiết bị phân phối khí trong bể điều hòa là các ống ngang đục lỗ, bao

gồm 4 đường ống với chiều dài mỗi đường ống là 14m, đặt dọc theo chiều

dài bể, đường ống đặt cách tường 1 m.

Đường kính ống phân phối khí chính

v

Q D

k

kk

*

* 3600