Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm công suất 1500m3 ngày đêm

Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG VÀ HÌNH CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHIỆP DỆT NHUỘM 1.1 Vai trò phát triển ngành dệt nhuộm 1.2 Quy trình công nghệ .4 1.3 Vấn đề môi trƣờng ngành dệt CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT LỰA CHỌN THIẾT KẾ 11 HỆ THỐNG NƢỚC THẢI 11 2.1 Đặc tính nƣớc thải yêu cầu nƣớc thải sau xử lý 11 2.2 Các phƣơng pháp áp dụng để xử lý nƣớc thải dệt nhuộm… 12 2.3 Lựa chọn hệ thống xử lý nƣớc thải 15 CHƢƠNG TÍNH TOÁN CÁC THIẾT BỊ CHÍNH TRONG HỆ THỐNG.20 3.1 Các thiết bị xử lý sơ cấp 20 3.1.1 Song chắn rác 20 3.1.2 Tính toán bể lắng cát 22 3.1.3 Tính toán bể điều hòa 23 3.2 Các thiết bị xử lý cấp I 25 3.2.1 Bể đông keo tụ 25 3.2.1.1 Ngăn phản ứng 25 3.2.1.2 Ngăn tạo 27 3.2.1.3 Tính toán lượng hóa chất cần thiết cho vào bể đông keo tụ 28 3.2.2 Bể lắng cấp I 32 3.3 Các thiết bị xử lý cấp II 33 Nguyễn Thị Hồng Hạnh K32A – Hóa Học Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp 3.3.1 Bể trung hòa 33 3.3.2 Bể Aeroten 36 3.3.3 Bể lắng cấp II 39 3.3.4 Sân phơi bùn 40 3.3.5 Hệ thống khử trùng 41 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 45 PHỤ LỤC 46 Nguyễn Thị Hồng Hạnh K32A – Hóa Học Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHIỆP DỆT NHUỘM 1.1 Vai trò phát triển ngành dệt nhuộm Sản phẩm dệt may gắn liền với nhu cầu thiết thực chúng ta, nhu cầu cần thiết nhƣ cơm ăn nƣớc uống hàng ngày Xã hội phát triển, nhu cầu cao hơn, không dừng lại “mặc ấm” mà nâng lên thành mặc đẹp Đứng trƣớc hội nhƣ thách thức sống, ngành dệt nhuộm bƣớc vƣơn để ngày hoàn thiện hơn, đáp ứng tối đa tốt nhu cầu sống Dệt nhuộm đã, ngành công nghiệp mũi nhọn phát triển kinh tế - xã hội toàn cầu Dệt nhuộm Việt Nam không nằm xu Ở nƣớc ta, năm gần đây, dệt nhuộm trở thành ngành công nghiệp mũi nhọn sau ngành công nghiệp dầu mỏ Cùng với trình công nghiệp hoá, đại hoá đất nƣớc, sản lƣợng ngành dệt nƣớc ta tăng trƣởng ngày nhanh số lƣợng, chất lƣợng, phong phú chủng loại màu sắc Sản phẩm dệt may không đáp ứng nhu cầu may mặc nƣớc mà có vai trò to lớn, đóng góp tích cực cho lĩnh vực xuất nƣớc ta Quy mô tính chất công nghiệp dệt nhuộm ngày đƣợc quan tâm phát triển Bên cạnh nhữnh thành tựu đạt đƣợc, dệt may Việt Nam tồn số vấn đề Đó chƣa ổn định tốc độ phát triển chậm so với nƣớc khác Có nhiều nguyên nhân khác nhau, vấn đề công nghệ nguyên nhân Công nghệ lạc hậu dẫn đến tình trạng phát triển đặc biệt gây ô nhiễm môi trƣờng Nƣớc thải công nghiệp dệt nhuộm cần phải có quan tâm cần thiết Với mục tiêu đó, nhiệm Nguyễn Thị Hồng Hạnh K32A – Hóa Học Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp vụ đề tài là: tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm công suất 1500m3 ngày đêm Để thực đƣợc nhiệm vụ trên, trƣớc hết phải tìm hiểu qua quy trình công nghệ dệt nhuộm 1.2 Quy trình công nghệ Ngành dệt ngành công nghiệp có quy trình sản xuất bao gồm nhiều công đoạn áp dụng nhiều loại hình công nghệ khác Đồng thời trình sản xuất sử dụng nguồn nguyên liệu, hoá chất khác sản xuất nhiều mặt hàng có mẫu mã, màu sắc, chủng loại khác Nguyên liệu chủ yếu xơ bông, xơ nhân tạo để sản xuất loại vải cotton vải pha Ngoài ra, sử dụng nguyên liệu nhƣ: lông thú, đay, gai, tơ tằm để sản xuất mặt hàng tƣơng ứng Thông thƣờng, công nghệ dệt nhuộm gồm trình là: + Kéo sợi + Dệt vải xử lý (nấu tẩy) + Nhuộm, in hoàn thiện vải Trên thực tế có nhiều sơ đồ công nghệ dệt nhuộm khác Quy trình sản xuất điển hình đƣợc mô tả hình 1.1 Nguyễn Thị Hồng Hạnh K32A – Hóa Học Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Nguyên liệu đầu vào Kéo sợi, chải, ghép, đánh ống H2O, tinh bột, phụ gia Hơi nƣớc Hồ sợi Nƣớc thải chứa hồ tinh bột, hóa chất Dệt vải Nƣớc thải chứa hồ tinh bột bị thủy phân, NaOH Enzym NaOH Giũ hồ NaOH, hóa chất Hơi nƣớc Nấu Nƣớc thải H2SO4 H2O Chất giặt tẩy Xử lý axit, giặt Nƣớc thải Tẩy trắng Nƣớc thải Giặt Nƣớc thải H2O2, NaClO, hóa chất H2SO4 H2O2, chất tẩy giặt NaOH, hóa chất Dung dịch nhuộm H2SO4 H2O2, chất tẩy giặt Hơi nƣớc Hồ, hóa chất Làm bóng Nhuộm, in hoa Nƣớc thải Dịch nhuộm thải Giặt Nƣớc thải Hoàn tất, văng khổ Nƣớc thải Sản phẩm Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý công nghệ dệt – nhuộm hàng sợi nguồn nước thải [1] Nguyễn Thị Hồng Hạnh K32A – Hóa Học Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp * Xử lý sơ bộ: Chính trình làm nguyên liệu Nguyên liệu thô đƣợc đánh tung, làm trộn Sau trình làm sạch, thu đƣợc dƣới dạng phẳng * Chải: Các sợi đƣợc chải song song tạo thành sợi thô * Kéo sợi, đánh ống, mắc sợi: Nhằm giảm kích thƣớc sợi, sợi ống nhỏ đƣợc đánh ống thành to để chuẩn bị dệt vải Tiếp tục mắc sợi, tức dồn ống để chuẩn bị cho công đoạn hồ sợi * Hồ sợi: Bằng hồ tinh bột tinh bột biến tính để tạo màng hồ bao quanh sợi, tăng độ bền, độ trơn độ bóng sợi để tiến hành dệt vải Cũng dùng loại hồ nhân tạo nhƣ polyvinylancol (PVA) * Dệt vải: Kết hợp sợi ngang với sợi dọc để hình thành vải mộc * Giũ hồ: Tách thành phần hồ bám vải mộc Vải sau đƣợc giặt nƣớc, xà phòng, xút, chất ngấm đem sang tẩy * Nấu vải: Loại trừ phần hồ lại tạp chất thiên nhiên sợi nhƣ dầu mỡ, sáp…nhằm tăng khả hấp phụ thuốc nhuộm vải, tăng độ mềm đẹp vải * Tẩy trắng: Để tẩy màu tự nhiên vải, làm vết bẩn Khi vải có độ trắng yêu cầu Sau tẩy tiếp tục giặt để loại hoá chất sử dụng * Làm bóng vải: Tăng độ bóng vải, xơ sợi xốp làm tăng khả bắt màu thuốc nhuộm * Nhuộm vải, in hoa: Nhuộm vải để tạo màu sắc khác vải Đây công đoạn gây ô nhiễm lớn nhà máy dệt nhuộm Nƣớc thải từ công đoạn bao gồm phần thuốc nhuộm dƣ không gắn vào vải tạp chất chứa vải Trong số trƣờng hợp muốn có vải in hoa ngƣời ta tiến hành tạo vân hoa vải Sau đó, vải đƣợc giặt nóng giặt lạnh nhiều lần, phần thuốc nhuộm phần hoá chất không gắn vào vải vào nƣớc thải Nguyễn Thị Hồng Hạnh K32A – Hóa Học Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp * Hoàn tất, văng khổ: Tạo kích thƣớc theo yêu cầu cho vải, chống nhàu ổn định nhiệt 1.3 Vấn đề môi trƣờng ngành dệt Đi đôi với tăng trƣởng sản lƣợng vấn đề ô nhiễm môi trƣờng ngành dệt gây mức độ báo động; nguồn chất thải bao gồm nhiều loại: Khí thải, chất thải rắn, nƣớc thải, tiếng ồn…trong nƣớc thải mối quan tâm hàng đầu ngành sử dụng lƣợng lớn nƣớc, hoá chất, thuốc nhuộm chất trợ Tuy nhiên, mức độ ô nhiễm phụ thuộc vào mặt hàng sản phẩm công nghệ sản xuất Lƣợng nƣớc thải không xử lý trƣớc thải nguồn tiếp nhận gây ảnh hƣởng tới nguồn tiếp nhận, môi trƣờng sống loài thuỷ sinh từ gián tiếp gây ảnh hƣởng tới sức khoẻ cộng đồng Do đó, sở dệt nhuộm, việc đề xuất phƣơng pháp giảm thiểu xây dựng hệ thống xử lý nƣớc thải cần thiết nhằm thực tốt quy định Nhà nƣớc mặt môi trƣờng đồng thời nhiệm vụ bảo vệ môi trƣờng Để thực đƣợc điều đó, trƣớc hết phải xác định đƣợc đặc tính nƣớc thải Nói chung, nƣớc thải ngành dệt nhuộm gây ô nhiễm cao trình sản xuất sử dụng hoá chất nhƣ: NaOH, H2SO4, Enzim, NaClO, loại thuốc nhuộm, chất trợ…Chính lƣợng thành phần hoá chất làm cho nƣớc thải ngành dệt nhuộm có BOD, COD, SS, độ kiềm cao, độ màu lớn (Bảng 1.1) Công Chất ô nhiễm nƣớc thải Đặc tính nƣớc thải Hồ sợi, Tinh bột, glucozơ, nhựa, sáp, chất BOD cao (34-50% tổng giũ hồ béo, PVA, cacboxylmetyl xellulo BOD) đoạn Nguyễn Thị Hồng Hạnh K32A – Hóa Học Trường ĐHSP Hà Nội Nấu tẩy Khóa luận tốt nghiệp NaOH, chất sáp, dầu mỡ, tro, sôđa, Độ kiềm cao, màu tối, silicatnatri, xơ sợi, vụn BOD cao (30% BOD tổng) Tẩy trắng Hợp chất chứa clo, NaOH, axit Làm bóng NaOH, tạp chất Nhuộm In hoa Hoàn thiện Độ kiềm cao, BOD chiếm 5% BOD tổng Độ kiềm cao, BOD thấp (< 1%) Các loại thuốc nhuộm, muối kim loại, CH3COOH Độ màu cao, BOD cao (6% BOD tổng), TS cao Chất màu, tinh bột, dầu, đất sét, muối Độ màu cao, BOD cao, dầu kim loại, axit mỡ Vết tinh bột, mỡ động vật, muối Kiềm nhẹ, BOD thấp, lƣợng thải nhỏ Bảng 1.1 Các chất ô nhiễm công đoạn trình dệt nhuộm đặc tính dòng thải [1] Trong công đoạn nhuộm, mức độ gắn màu thuốc nhuộm vào vải không hoàn toàn, lƣợng lại vào nƣớc thải gây ô nhiễm nƣớc Đồng thời công nghiệp dệt nhuộm có nhiều công đoạn giặt sau hồ sợi, tẩy trắng, nấu, làm bóng Lƣợng nƣớc sử dụng để giặt lớn nƣớc sau giặt chứa nhiều tạp chất Có thể nói, nƣớc thải ngành dệt đặc trƣng quan trọng dao động lớn lƣu lƣợng tải lƣợng chất ô nhiễm nƣớc thải, biến động theo mùa thời gian, tuỳ thuộc vào công nghệ sản xuất (Bảng 1.2) Nguyễn Thị Hồng Hạnh K32A – Hóa Học Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp Thông số ô nhiễm Khoảng giá trị pH -14 COD (mg/l) 60 – 5000 BOD (mg/l) 20 -3000 SS (mg/l) 10 – 18000 PO43- (mg/l) [...]... CHỌN THIẾT KẾ HỆ THỐNG NƢỚC THẢI Do đặc thù công nghệ nƣớc thải dệt nhuộm có độ màu, COD, BOD5 cao Ngoài ra còn có thể có các kim loại nặng và pH cao Nƣớc thải của dệt nhuộm còn có sự dao động cả về lƣu lƣợng lẫn tải lƣợng các chất ô nhiễm Do đó mà có thể có nhiều phƣơng pháp xử lý khác nhau, việc lựa chọn công nghệ xử lý thích hợp phải dựa vào nhiều thông số nhƣ lƣu lƣợng thải, tiêu chuẩn dòng thải cũng... Khóa luận tốt nghiệp Nƣớc thải dệt nhuộm Bùn, nƣớc thải từ mạng lƣới thu gom lên hệ thống xử lý nƣớc thải BỂ GOM NƢỚC THẢI Điều hòa lƣu lƣợng và nồng độ chất ô nhiễm trƣớc khi đƣa vào hệ thống xử lý Đƣợc khuấy trộn bằng hệ thống phân phối khí đáy bể đảm bảo nƣớc thải không lắng cặn và không bị phân hủy yếm khí BỂ ĐIỀU HÕA NƢỚC THẢI Bể đệm cho quá trình xử lý sinh học, nƣớc thải và bùn hồi lƣu đƣợc trộn... Đặc tính của nƣớc thải và yêu cầu nƣớc thải sau xử lý Trong phạm vi của đồ án môn học, nhiệm vụ là thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải của một cơ sở dệt nhuộm với các thông số đặc trƣng nhƣ sau: o Lƣu lƣợng trung bình: 1500 m3 / ngày đêm o Đặc trƣng ô nhiễm chính: pH = 9,3 COD = 664 mg / l BOD5 = 162 mg / l TS = 750 mg / l SS = 154 mg / l Độ màu ( Pt – Co ) = 1520 Yêu cầu đặt ra đối với hệ thống xử lý. .. sinh thiết bị… 2.3 Lựa chọn hệ thống xử lý nƣớc thải Từ việc phân tích so sánh các phƣơng pháp trên ta có thể lựa chọn hệ thống xử lý nƣớc thải có các đặc tính đã nêu ở trong phần 2.1 gồm có các công đoạn: o Xử lý sơ bộ: Song chắn rác, bể lắng cát, bể điều hoà o Xử lý cấp I: Bể đông keo tụ, bể lắng cấp I o Xử lý cấp II: Bể trung hoà, bể Aeroten, bể lắng cấp II o Khử trùng dòng thải Nguyễn Thị Hồng Hạnh... dụng để xử lý nƣớc thải dệt nhuộm Từ đặc tính của nƣớc thải và quan tâm đến yêu cầu xử lý thì các phƣơng pháp xử lý sau đây có thể đƣợc xem xét: * Xử lý sơ bộ + Sàng lọc: Mục đích là để tách các xơ sợi, tạp chất, rác thải sinh ra từ công đoạn chuẩn bị nguyên liệu, vệ sinh nhà xƣởng, máy móc…bằng các thanh chắn rác hoặc lƣới chắn rác Các tạp chất trên sẽ đƣợc định kì cào ra theo phƣơng pháp thủ công hay... muốn áp dụng hệ thống xử lý sinh học thì bắt buộc phải trung hoà dòng thải, khử các chất gây độc, giảm tỉ lệ các chất khó bị phân huỷ sinh học cũng nhƣ bổ sung các chất dinh dƣỡng cần thiết (từ nƣớc thải sinh hoạt) Do đối với nƣớc thải ngành dệt nhuộm thì hàm lƣợng COD, BOD 5 không quá cao do đó bằng phƣơng pháp hiếu khí sẽ có hiệu quả Trong đó bao gồm: Xử lý nƣớc thải nhờ quá trình bùn hoạt tính (bể Aeroten),... các thiết bị thu gom và xả bọt, váng nổi (nếu có) Do các ca sản xuất của cơ sở hoạt động tƣơng tự nhau nên có thể thiết kế bể điều hoà cho một ca sản xuất (hay một chu kỳ biến động của nƣớc thải) mà vẫn đảm bảo hoạt động của hệ thống, không gây quá tải cho hệ thống xử lý Ở đây ta chọn thể tích bể cho một ca làm việc là: V = 62,5 8 = 500 (m3) * Với nguồn nƣớc tiếp nhận nƣớc thải công nghiệp dệt nhuộm. .. vệ sinh Còn bùn thải thu đƣợc từ song chắn, hố lắng cát và bể lắng cấp I sẽ đƣợc đem đi chôn lấp (hoặc tiêu huỷ yếm khí) Trƣớc khi thải vào nguồn tiếp nhận nƣớc thải đƣợc khử trùng để khử các vi khuẩn gây bệnh đảm bảo yêu cầu xử lý Nguyễn Thị Hồng Hạnh 19 K32A – Hóa Học Trường ĐHSP Hà Nội 2 Khóa luận tốt nghiệp CHƢƠNG 3 TÍNH TOÁN CÁC THIẾT BỊ CHÍNH TRONG HỆ THỐNG 3.1 Các thiết bị xử lý sơ cấp Từ sơ... độ nƣớc thải sẽ ảnh hƣởng đến chế độ làm việc của mạng lƣới và các công trình xử lý Để các công trình xử lý nƣớc thải hoạt động ổn định, hiệu suất cao và kinh tế phải xây dựng các bể điều hoà lƣu lƣợng và nồng độ nƣớc thải Bể điều hoà có mục đích điều hoà lƣu lƣợng và nồng độ cho các quá trình xử lý tiếp theo Thể tích bể điều hoà phải đủ lớn để sao cho khi có sự thay đổi đột ngột của dòng thải chảy... luận tốt nghiệp  : Khối lƣợng riêng của nƣớc thải ở nhiệt độ đã cho Công suất tiêu tốn là: N = 704,38 (W) Khi bắt đầu hoạt động thì công suất mở máy của cánh khuấy đƣợc tính nhƣ sau: Nc = Ng + Nm [2] Trong đó: Nc: Công suất tiêu tốn để khắc phục lực ỳ (W) Nm: Công suất tiêu tốn để khắc phục lực ma sát giữa chất lỏng và cánh khuấy (W) Công suất này đã đƣợc tính ở trên N  K  A Ta có: Nc = Ng + Nm = ... hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm công suất 1500m3 ngày đêm Để thực đƣợc nhiệm vụ trên, trƣớc hết phải tìm hiểu qua quy trình công nghệ dệt nhuộm 1.2 Quy trình công nghệ Ngành dệt ngành công. .. Nƣớc thải dệt nhuộm Bùn, nƣớc thải từ mạng lƣới thu gom lên hệ thống xử lý nƣớc thải BỂ GOM NƢỚC THẢI Điều hòa lƣu lƣợng nồng độ chất ô nhiễm trƣớc đƣa vào hệ thống xử lý Đƣợc khuấy trộn hệ thống. .. để xử lý nƣớc thải dệt nhuộm Từ đặc tính nƣớc thải quan tâm đến yêu cầu xử lý phƣơng pháp xử lý sau đƣợc xem xét: * Xử lý sơ + Sàng lọc: Mục đích để tách xơ sợi, tạp chất, rác thải sinh từ công