trình bày về thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy dệt nhuộm Khatoco - Khánh Hòa
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS LÂM VĨNH SƠN CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Trong năm gần phát triển kinh tế gắn với bảo vệ môi trường chủ đề tập trung quan tâm nhiều nước giới Một vấn đề đặt cho nước phát triển có Việt Nam cải thiện môi trường ô nhiễm chất độc hại công nghiệp tạo Điển ngành công nghiệp cao su, hóa chất, công nghiệp thực phẩm, thuốc bảo vệ thực vật, y dược, luyện kim, xi mạ, giấy, đặc biệt ngành dệt nhuộm phát triển mạnh mẽ chiếm kim ngạch xuất cao Việt Nam Để phát triển bền vững cần có giải pháp, có giải pháp kỹ thuật nhằm hạn chế, loại bỏ chất ô nhiễm hoạt động sống sản xuất thải môi trường Một biện pháp tích cực công tác bảo vệ môi trường chống ô nhiễm nguồn nước tổ chức thoát nước xử lý nước thải trước xả vào nguồn tiếp nhận Dệt nhuộm nước ta ngành công nghiệp có mạng lưới sản xuất rộng với nhiều mặt hàng, nhiều chủng loại gần có tốc độ tăng trưởng kinh tế cao Tuy nhiên, tăng trưởng kinh tế ngành điều kiện cần chưa đủ cho phát triển, sản xuất phát triển lượng chất thải lớn Công nghệ dệt nhuộm sử dụng lượng nước lớn phục vụ cho công đoạn sản xuất đồng thời xả lượng nước thải tương ứng bình quân 12-300 m3/tấn vải Trong đó, nguồn ô nhiễm từ nước thải công đoạn dệt nhuộm nấu tẩy Nước tẩy giặt có pH: – 12, hàm lượng chất hữu cao (COD=1000- 3000 mg/l), độ màu (10000 Pt-Co), hàm lượng SS 2000 mg/l SVTH: LÊ NGUYỄN HẠNH NHIÊN Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS LÂM VĨNH SƠN Điều cho thấy ngành Dệt nhuộm đứng trước nguy làm suy thoái môi trường, ảnh hưởng đến sống mà cho hệ tương lai Chính vậy, phạm vi hẹp luận văn em chọn đề tài: “Nghiên cứu mô hình phục vụ tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy dệt nhuộm Khatoco – Khánh Hòa” 1.2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI Nghiên cứu mô hình, tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy dệt Khatoco – Khánh Hòa đạt tiêu chuẩn loại B theo TCVN 6982-2001, đảm bảo điều kiện mặt bằng, kinh tế 1.3 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN ĐỒ ÁN Trong trình thực đồ án có sử dụng số phương pháp sau: Phương pháp điều tra khảo sát Phương pháp tổng hợp tài liệu Phương pháp phân tích tiêu chất lượng nước thải Phương pháp thực nghiệm Lựa chọn phương pháp tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải thích hợp, tính toán kinh tế SVTH: LÊ NGUYỄN HẠNH NHIÊN Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS LÂM VĨNH SƠN CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP DỆT NHUỘM VÀ KHẢ NĂNG GÂY Ô NHIỄM CỦA NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM – CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ 2.1 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH DỆT NHUỘM Ngành dệt nhuộm ngành quan trọng có từ lâu đời gắn liền với nhu cầu loài người may mặc Ngành công nghiệp chiếm vị trí quan trọng kinh tế quốc dân, đóng góp đáng kể cho ngân sách nhà nước giải công ăn việc làm cho nhiều lao động Ở nước ta sản xuất 2000 triệu m3 vải/năm Công nghệ dệt sợi nhuộm, in hoa ngày phát triển đại lượng nước thải lớn Ngành dệt ngành công nghiệp có dây chuyền công nghệ phức tạp, áp dụng nhiều loại hình công nghệ khác Đồng thời trình sản xuất sử dụng nguồn nguyên liệu, hóa chất khác sản xuất nhiều mặt hàng có mẫu mã, màu sắc, chủng loại khác Do đó, nước thải ngành dệt nhuộm đa dạng phức tạp Nước thải nhuộm không ổn định đa dạng thay đổi nhà máy Một cách tổng quát, ngành công nghiêp dệt nhuộm chia làm loại sau: Dệt nhuộm vải cotton: với loại vải thuốc nhuộm hoạt tính thuốc nhuộm hoàn nguyên hoặ thuốc nhuộm trực tiếp sử dụng hầu hết nhà máy dệt (Công ty dệt may Gia Định, Công ty dệt Sài Gòn,…) Dệt nhuộm sợi tổng hợp (polyester): thuốc nhuộm phân tán (Công ty dệt Thành Công, Công ty dệt Sài Gòn,…) Dệt nhuộm vải Peco: thuốc nhuộm hoàn nguyên phân tán (Công ty dệt Sài Goøn) SVTH: LÊ NGUYỄN HẠNH NHIÊN Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS LÂM VĨNH SƠN Ươm tơ dệt lụa: Đây dạng công nghiệp phát triển nước ta với nguyên liệu chủ yếu nước Tuy nhiên, khâu nhuộm hoàn tất chưa đồng với khâu dệt nên chất lượng vải chưa cao Ngoài ra, thiết bị sử dụng thuộc lọai cũ kó, lạc hậu số lượng máy thủ công khí chiếm tỉ lệ lớn; đó, lượng chất thải tạo nhiều gây ảnh hưởng đến môi trường Gần ngành công nghiệp có chuyển biến công nghệ, thiết bị chưa giải tình trạng ô nhiễm môi trường 2.2 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ TỔNG QUÁT 2.2.1 Đặc tính nguyên liệu dệt - nhuộm a Nguyên liệu dệt: Nguyên liệu dệt trực tiếp loại sợi Nhìn chung loại vải dệt từ loại sợi sau: Sợi cotton: kéo từ sợi vải, có đặc tính hút ẩm cao, xốp, bền môi trường kiềm, phân hủy môi trường axit, cần phải xử lí kỹ trước loại bỏ tạp chất Sợi pha PECO (Polyester cotton ) sợi hóa học dạng cao phân tử tạo thành từ trình tổng hợp hữu cơ, hút ẩm kém, cứng, bền trạng thái ướt sơ, sợi bền với axit bền với kiềm Sợi cotton 100%, PE %, sợi pha 65% PE vaø 35% cotton … b Nguyên liệu nhuộm in hoa: Các phẩm nhuộm sử dụng bao gồm: Phẩm nhuộm phân tán: dạng phẩm không tan nước, dạng phân tán dung dịch phân tán sợi, mạch phân tử thường nhỏ, có nhiều họ khác nhau: anthraquinon, nitroanilamin … dùng để nhuộm sơ poliamide, poliester, axêtat … SVTH: LÊ NGUYỄN HẠNH NHIÊN Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS LÂM VĨNH SƠN Phẩm trực tiếp: Dùng để nhuộm vải cotton môi trường kiềm, thường muối sunfonat hợp chất hữu cơ: R – SO3Na, bền với ánh sáng giặt giũ Phẩm nhuộm axit: đa số hợp chất sulfo chứa hay nhiều nhóm SO3H vài dẫn xuất chứa nhóm COOH dùng nhuộm trực tiếp loại tơ sợi chứa nhóm bazơ như: len, tơ, poliamide … Phẩm nhuộm hoạt tính: có công thức tổng quát S – F – T = X, F phân tử mang màu, S nhóm tan nước (SO3Na, COONa), T gốc mang phản ứng (có thể nhóm clo hay vinyl), X nhóm có khả phản ứng … Thuốc phản ứng sơ trực tiếp sản phẩm phụ HCl, nên cần nhuộm môi trường kiềm yếu Phẩm hoàn nguyên: bao gồm họ màu khác indigo, dẫn xuất anthraquinon, phẩm sunfua … dùng để nhuộm chỉ, sợi bông, visco sợi tổng hợp Ngoài để mặt hàng bền đẹp thích hợp với nhu cầu, phẩm nhuộm cón sử dụng chất phụ trợ khác như: chất thấm, chất tải, chất giặt, chất điện ly (Na2SO4), chất điều chỉnh pH (CH3COOH, Na2CO3, NaOH), chất hồ chóng mốc, hồ mềm, hồ láng, chất chống loang màu… SVTH: LÊ NGUYỄN HẠNH NHIÊN Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS LÂM VĨNH SƠN 2.2.2 Quy trình công nghệ tổng quát ngành dệt nhuộm Nguyên Kéo sợi, Nước thải chứa liệu đầu chảy, ghép, hồ tinh bột, hóa Nước tinh bột, đánh ống chất phụ gia, nước Hồ sợi Dệt vải Enzym , Giũ hồ Nước thải chứa NaOH Nấu hồ tinh bột bị thuỷ phân, NaOH NaOH, hóa chất, nước H2SO4 Xử lí axit, Nước giặt Chất tẩy giặt Tẩy trắng H2O, NaOCl, hóa chất Giặt Làm bóng H2SO4, H2O2,chất tẩy giặt NaOH,hóa chất Dung dịch nhuộm Nhuộm , in Dịch hoa nhuộm thải H2SO4, H2O2,chất tẩy giặt giặt Hơi nước, hóa Hoàn tất, văng khổ Nước thải Sản phẩm a Làm nguyên liệu Nguyên liệu thường đóng dạng kiện thô chứa sợi có kích thước khác với tạp chất tự nhiên bụi, đất, hạt … nguyên liệu thô đánh ống, làm sạch, trộn Sau trình làm thu dạng phẳng SVTH: LÊ NGUYỄN HẠNH NHIÊN Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS LÂM VĨNH SƠN b Chải Các sợi chải song song tạo thành sợi thô c Kéo sợi, đánh ống, mắc sợi Tiếp tục kéo sợi thô máy sợi để giảm kích thước sợi, tăng độ bền quấn sợi vào ống sợi thích hợp cho việc dệt vải Sợi ống nhỏ đánh ống thành to để chuẩn bị dệt vải Tiếp tục mắc sợi dồn ống để chuẩn bị cho công đọan hồ sợi d Hồ sợi dọc Hồ sợi hồ tinh bột tinh bột biến tính để tạo màng hồ bao quanh sợi, tăng độ bean, độ trơn độ bóng sợi để tiến hành dệt vải Hóa chất hồ sợi: tinh bột, keo động vật, chất làm mềm, chất béo, PVA… e Dệt vải Kết hợp sợi ngang với sợi dọc mắc để hình thành vải mộc f Giũ hồ Tách thành phần hồ bám lên vải mộc enzym axit Vải sau giũ hồ giặt nước, xà phòng, xút, chất họat động bề mặt đưa sang nấu tẩ g Nấu vải Loạt trừ phần hồ lại tạp chất thiên nhiên xơ sợi dầu mỡ, sáp… sau nấu vải có độ mao dẫn khả thấm ướt cao, hấp thụ hóa chất, thuốc nhuộm cao hơn, vải mềm mại đẹp Vải nấu dung dịch kiềm chất tẩy giặt áp suất nhiệt độ cao Sau vải giặt nhiều lần h Làm bóng vải Mục đích làm cho sợi cotton trương nở làm tăng kích thước mao quản mạch phân tử làm cho sợi trở nên xốp hơn, dễ thấm nước, sợi bóng tăng khả bắt màu thuốc nhuộm SVTH: LÊ NGUYỄN HẠNH NHIÊN Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS LÂM VĨNH SƠN i Tẩy trắng Tẩy màu tự nhiên vải, làm vết bẩn làm cho vải có độ trắng yêu cầu chất lượng Các chất tẩy: NaOCl, H2O2 chất phụ trợ khác Đối với mặt hàng vải khác đòi hỏi phẩm nhuộm môi trường khác j Nhuộm vải hoàn thiện Mục đích tạo màu sắc khác vải Để nhuộm vải người ta thường sử dụng chủ yếu lọai thuốc nhuộm tổng hợp với hóa chất trợ nhuộm để tạo gắn màu vải Phần thuốc nhuộm dư không gắn vào vải vào nước thải phụ thuộc vào nhiều yếu tố công nghệ nhuộm, loại vải cần nhuộm, độ màu yêu cầu… 2.3 NGUỒN GÂY Ô NHIỄM VÀ ĐẶC TÍNH CỦA NƯỚC THẢI NGÀNH DỆT NHUỘM Nước thải công nghiệp dệt nhuộm đa dạng phức tạp Theo tính toán từ loại hóa chất sử dụng như: phẩm nhuộm, chất hoạt động bề mặt, chất điện li, chất ngậm, chất tạo môi trường, tinh bột, men, chất oxy hoá… có hàng trăm loại hoá chất đặc trưng nhiều loại hóa chất hòa tan dạng ion chất kim loại nặng làm tăng thêm môi tính độc hại thời gian trước mắt mà lâu dài sau đến môi trường sống Các nguồn đặc tính Các tạp chất tách từ vải sợi dầu mỡ, hợp chất chứa nitơ, pectin, chất bụi bẩn dính vào sợi Các hóa chất sử dụng qui trình công nghệ hồ tinh bột, axit sunfurit, axit acetic, kiềm…các lọai thuốc nhuộm, chất trợ, chất cầm màu,chất tẩy giặt Lựơng hóa chất sử dụng lọai vải, lọai màu thường khác chủ yếu vào nước thải công đọan tương ứng SVTH: LÊ NGUYỄN HẠNH NHIÊN Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS LÂM VĨNH SƠN Đặc trưng quan trọng nước thải dệt nhuộm dao động lớn lưu lượng tải lượng chất ô nhiễm, thay đổi theo mùa, theo mặt hàng sản xuất chất lượng sản phẩm Tổng quát nước thải dệt nhuộm có độ kiềm , độ màu, hàm lượng chất hữu cơ, tổng chất rắn cao Bảng 2.1: Các chất gây ô nhiễm đặc tính nước thải ngành dệt – nhuộm Công đoạn Chất ô nhiễm nước thải Đặc tính nước thải Tinh bột, glucose, carboxy metyl BOD cao ( 34-50%tổng sản lượng Hồ sợi, giũ hồ xenlulo, polyvinyl alcaol, nhựa, BOD chất béo, sáp Nấu tẩy NaOH, chất sáp dầu mỡ, tro, Độ kiềm cao, màu tối, BOD soda, silicat natri xơ sợi vụn cao( 30% tổng BOD) Tẩy trắng Hypoclorit, hợp chất chứa clo, Độ kiềm cao, chiếm 5%BOD NOH,axit… Làm bóng NaOH, tạp chất Độ kiềm cao, BOD thấp (dưới 1%BOD) Nhuoäm Các loại thuốc nhuộm, axit axetic Độ màu cao, BOD muối kim loại cao(6%toång BOD, TS cao) Chất màu, tinh bột, dầu, đất sét, Độ màu cao, BOD cao dầu mỡ In muối kim loại, axít… Hoàn thiện Vết tinh bột, mỡ động vật, muối Kiềm nhẹ, BOD thấp Nguồn: Trần Văn Nhân – Ngô Thị Nga, Giáo trình Công nghệ Xử ly ùNước thải, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, năm 1999 Bảng 2.2: Tính chất nước thải số nhà máy Dệt nhuộm Hà Nội Tên nhà máy BOD (mg/ COD (mg/ TSS pH Độ màu m3/tấn l) l) 400 – 1000 – 11 (Pt-Co) vải Công ty Dệt 8/3 70 – 135 15 – 380 950 – 1000 – 10 350 – 600 394 Công ty Dệt 90 – 120 230 – 500 250 – 500 264 805 – 1330 – 11 Hà Nội 90 – 180 210 – 320 230 – 310 236 Nhà máy khâu 1599 –1800 – 10 279 – 432 549 – 773 143,5 Hà Nội Công ty Dệt Minh Khai SVTH: LÊ NGUYỄN HẠNH NHIÊN Trang ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS LÂM VĨNH SƠN Coâng ty Deät kim 120 – 400 570–1200 800 – 1100 – 11 1600 280 Đông Xuân Công ty Dệt len – 11 350 – 700 114 115 – 132 400 – 450 420 Mùa đông Công ty Dệt kim 132 443 496 – 12 168 199 Thăng Long Nguồn: Phòng Quản lý Môi trường, Sở Khoa học Công nghệ Môi trường Thành phố Hồ Chí Minh Bảng 2.3: Tính chất nước thải nhà máy Dệt nhuộm lớn TP.Hồ Chí Minh Tên Q pH Độmàu COD BOD SS SO42- PO43- KLN nhà máy m3/ngày Pt-Co mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l Thaønh 6500 9.2 1160 280 651 98 298 0.25 công Thắng lợi 5000 5.6 1250 350 630 95 76 1.31 0.4 Phong 3600 7.5 510 180 480 45 1.68 vết phú Việt thái 4800 10.1 969 250 506 145 0.4 230 32 Gia định 1300 7.2 260 130 Sở Khoa học Công nghệ Môi trường Nguồn: Phòng Quản lý Môi trường, Thành phố Hồ Chí Minh SVTH: LÊ NGUYỄN HẠNH NHIÊN Trang 10 ... toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy dệt nhuộm Khatoco – Khánh Hòa? ?? 1.2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI Nghiên cứu mô hình, tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải cho nhà máy dệt Khatoco. .. phương pháp chủ yếu để xử lý nước thải công nghiệp Giai đoạn xử lý hóa lý giai đoạn xử lý độc lập xử lý kết hợp với phương pháp học, hóa học, sinh học công nghệ xử lý nước thải hoàn chỉnh Các... tự hoại … Sau trình xử lý dùng bùn làm phân bón, chôn lấp nơi hợp lý 2.7 TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM Nước thải công nghiệp dệt nhuộm loại nước thải ô nhiễm nặng tác