Thiết Kế Hệ Thống Xử Lý Nước Thải Nhà Máy Dệt Nhuộm Công Suất 3000m3 ngày Đêm

Đồ án thiết kế hệ thống xử lí nước thải cho nhà máy dệt nhuộm công suất3000m3/ngày đêm, có thể sử dụng các phương án đã lựa chọn và tính toán trong đồ án này để áp dụng cho các nhà máy c

Trang 1

Họ và tên: Phạm Thị Lan Hương Số hiệu sinh viên: 09370021

Lớp: Công Nghệ môi trường Khoá: 50_QN

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường

Ngành: Công nghệ môi trườnfg

1 Đầu đề thiết kế:

Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy Dệt – nhuộm công suất 3000

m3/ngày đêm

2 Các số liệu ban đầu:

Với các số liệu đầu vào:

+ Lưu lượng : 3000m3/ngày

Và yêu cầu đầu ra theo QCVN 13 : 2008/BTNMT (loại B)

3 Nội dung các phần thuyết minh và tính toán

- Tổng quan về ngành Dệt - nhuộm và các vấn đề môi trường liên quan

- Tính toán thiết kế trạm xử lý nước thải dệt – nhuộm công suất 3000m3/ngày

Trang 2

Phạm Thị Lan Hương_Lớp CNMT K50_QN

Ngày tháng năm 2010

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

(Ký, ghi rõ họ tên) ( Ký, ghi rõ họ tên)

Trang 3

MỤC LỤC Trang

Lời cảm ơn 1

Danh mục các bảng 6

Danh mục các hình 7

Danh mục các từ viết tắt 9

Lời mở đầu 10

Phần I: TỔNG QUAN Chương 1 Tổng quan vể ngành dệt- nhuộm và những vấn đề môi trường của ngành dệt 12

I.1.Tổng quan về ngành dệt -nhuộm 12

I.1.1 Sự phát triển ngành dệt trên thế giới và ở Việt Nam 12

I.1.2 Các loại hình sản xuất 14

I.1.3 Nhu cầu về nguyên nhiên liệu 21

I.2.Ô nhiễm môi trường trong ngành Dệt Nhuộm và các biện pháp kiểm soát ô nhiễm 28

I.2.1.Ô nhiễm môi trường trong ngành Dệt -Nhuộm 28

I.2.2 Các biện pháp kiểm soát ô nhiễm môi trường 33

Chương II Cơ sở lý thuyết công nghệ xử lý nước thải ngành Dệt -Nhuộm, thực trạng ở Việt Nam và lựa chọn phương án xử lý nước thải cho nhà máy Dệt-Nhuộm 36

II.1.Cơ sở lý thuyết công nghệ xử lý nước thải ngành Dệt -Nhuộm 36

II.2.Một số công nghệ xử lý nước thải Dệt-Nhuộm đã áp dụng ở Việt Nam 52

II.3 Đề xuất lựa chọn phương án xử lý nước thải cho nhà máy Dệt-Nhuộm 55

Phần II THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO NHÀ MÁY DỆT -NHUỘM CÔNG SUẤT 3000m3/NGÀY ĐÊM Chương III Tính toán cân bằng vật chất cho hệ thống xử lý nước thải

66

Trang 4

V.1 Tính toán kinh tế 153 V.2 Vận hành hệ thống 158

4

Trang 5

DANH MỤC CÁC BẢNG

1 Bảng 1.1: Các chỉ tiêu chủ yếu trong Chiến lược phát triển ngành Dệt

May Việt Nam đến năm 2015, định hướng đến năm 2020

13

2 Bảng 1.2: Chiến lược phát triển ngành Dệt – may Việt Nam 22

4 Bảng 1.4 Phân loại thuốc nhuộm theo phân lớp kĩ thuật 24

5 Bảng 1.5 Tổng kết việc sử dụng thuốc nhuộm phù hợp với từng loại

nguyên liệu

25

6

Bảng 1.6 Các loại chất trợ dùng trong quá trình dệt nhuộm 26

7 Bảng 1.7 Các hóa chất cơ bản dùng trong quá trình dệt nhuộm 27

8 Bảng 1.8 Nhu cầu thuốc nhuộm hóa chất, cho ngành dệt Việt Nam 27

9 Bảng 1.9: Nhu cầu về nước cấp cho các quá trình dệt nhuộm 28

10 Bảng 1.10 Lượng nước thải tính cho 1 đơn vị sản phẩm của một số

13 Bảng 2.3 Giá trị đầu vào một số thông số nước thải nhà máy dệt

nhuộm công suất 3000m3/ngày đêm

56

14 Bảng 3.1 Bảng tóm tắt cân bằng vật chất trong hệ thống xử lý

18 Bảng4.3 tóm tắt các thông số thiết kế các công trình trong hệ thống

keo tụ

85

19 Bảng 4.4: Tóm tắt các chỉ tiêu thiết kế bể lắng sơ cấp 95

20 Bảng4.5 : Bảng tóm tắt các thông số tính toán của Aeroten 96

Trang 6

30 Bảng 5.6 Thống kê về các sự cố có thể trong hệ thống xử lý, nguyên

nhân và biện pháp khắc phục

159

DANH MỤC CÁC HÌNH

1 Bảng 1.1 Quy trình công nghệ cho các mặt hàng vải len 15

2 Hình 1.2: Quy trình công nghệ cho các mặt hàng vải cotton dệt

thoi

16

3 Hình 1.3: Quy trình công nghệ cho các mặt hàng vải PES 17

4 Hình 1.4: Quy trình công nghệ cho các mặt hàng vải– lụa tơ tằm 18

5 Hình 1.5 Sơ đồ nguyên lý công nghệ Dệt nhuộm hàng sợi bông

7 Hình 2.2: Sơ đồ hệ thống xử lý nươc thải Công ty Dệt Choong

Nam Vietnam Co.Ltd (Nhơn Trạch, Đồng Nai

54

8 Hình 2.3: Sơ đồ công nghệ hệ thống XLNT nhà máy Dệt –

nhuộm công suất 3000 m3/ngày

57

6

Trang 7

10 Hình 4.2: Sơ đồ bố trí các công trình chuẩn bị dung dịch phèn 86

13 Hình4.5 : Mô hình bể aeroten khuấy trộn có tuần hoàn bùn 96

15 Hình 4.7: Cấu tạo phễu phân phối nước của ống trung tâm 104

16 Hình 4.8: Cách bố trí hệ thống phân phối khí trong bể điều hòa 114

BOD : Biochemical Oxygen Demand - Nhu cầu oxy sinh hoá

COD : Chemical Oxygen Demand - Nhu cầu oxy hoá học

DO : Dissolved Oxygen – Oxy hoà tan

SS : Suspendid solids - Chất rắn lơ lửng

F/M : Food/microoganism

XLNT : Xử lý nước thải

QCVN : Qui chuẩn Việt Nam

BTNMT : Bộ tài nguyên Môi trường

PAA : Polyacrilamic

Trang 8

Hiện nay, ngành Dệt - nhuộm ở nước ta đang phát triển mạnh mẽ, đa dạngvới những quy mô khác nhau là một trong những ngành công nghiệp đặc trưng có

8

Trang 9

Bởi vậy, bên cạnh việc đầu tư để thúc đẩy sự phát triển ngành dệt-nhuộm thìcác cơ sở dệt-nhuộm cần có chiến lược phát triển bền vững, để giảm tốc độ gia tăng

ô nhiễm, giảm tác động của nước thải đến môi trường và sức khỏe cộng đồng, nângcao chất lượng môi trường sống Tuy nhiên, vấn đề này đang gây ra những khókhăn đối với các doanh nghiệp khiến cho các hoạt động nhằm bảo vệ và xử lí môitrường chưa đạt được kết quả như mong đợi

Xuất phát từ những vấn đề trên cùng với mục tiêu củng cố những kiến thức

đã học trên ghế nhà trường, trang bị cho mình những hiểu biết cần thiết nhất chocông việc sau này, em được giao đề tài tốt nghiệp : “Thiết kế hệ thống xử lí nướcthải nhà máy dệt - nhuộm với công suất 3000m3/ngày đêm”

II HÌNH THÀNH ĐỀ TÀI

Phát triển ngành công nghiệp Dệt – nhuộm không chỉ đòi hỏi ngày càng cao

về chất lượng sản phẩm mà còn chịu sức ép của cộng đồng về vấn đề môi trườngbắt buộc các nhà sản xuất phải thực hiện các biện pháp cả về quản lý và kỹ thuậtnhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường Trước tình hình đó các doanh nghiệp phải cónhững hướng giải quyết đúng đắn, vừa đạt yêu cầu môi trường đề ra vừa đảm bảosản xuất

Mặt khác, đồ án tốt nghiệp là sự tổng hợp kiến thức cả về mặt lý thuyết vàthực tế của 5 năm đại học, tạo tiền đề tốt cho công việc của một kỹ sư môi trườngtrong tương lai

III MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

Xử lý nước thải sản xuất của nhà máy dệt nhuộm công suất 3000m3/ngàyđêm, giảm thiểu các yếu tố gây ô nhiễm, nước thải đầu ra đạt các tiêu chuẩn về xảthải ngành dệt nhuộm

Dự toán chi tiết chi phí xây dựng hệ thống xử lí nước thải cho nhà máy

IV PHẠM VI VÀ GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI.

Trang 10

Sau hơn ba tháng thực hiện đồ án em đã hoàn thành nhiệm vụ thiết kế củamình Tuy nhiên trong quá trình thực hiện vẫn còn nhiều thiếu sót, em kính mong

có được sự góp ý kiến của thầy cô và bạn bè để đồ án này được hoàn thiện hơn

Đồ án thiết kế hệ thống xử lí nước thải cho nhà máy dệt nhuộm công suất3000m3/ngày đêm, có thể sử dụng các phương án đã lựa chọn và tính toán trong đồ

án này để áp dụng cho các nhà máy có công nghệ tương tự trong phạm vi cả nước.Tuy nhiên cần phải chú ý đến yếu tố khí hậu, đặc điểm địa lí của từng vùng để sửdụng mô hình xử lý này nhằm đạt hiệu quả tốt nhất

Trang 11

Dệt nhuộm là một trong những hoạt động có từ xa xưa của con người Sau thời

kỳ ăn lông ở lỗ, lấy da thú che thân, từ khi biết canh tác, con người đã bắt chước thiên

nhiên, đan lát các thứ cỏ cây làm thành nguyên liệu Theo khảo cổ học thì sợi lanh

(flax) là nguyên liệu dệt may đầu tiên của con người, sau đó sợi len xuất hiện ở vùngLưỡng Hà (Mésopotamia) và sợi bông (cotton) ở ven sông Indus (Ấn Độ)

Sự phát triển của ngành dệt tuỳ thuộc vào điều kiện thổ nhưỡng và sinh hoạt củacác vùng Sau cuộc cách mạng trong may mặc, ngành dệt phát triển ngày càng nhanh,cùng với đà phát triển của kinh tế và thương mại

Ngày nay, kỹ thuật dệt-nhuộm đã mau chóng đạt mức độ tinh vi tạo ra các sảnphẩm đa dạng về chủng loại và chất lượng Sản phẩm của ngành dệt không chỉ là quần

áo, vải vóc và các vật dụng quen thuộc như khăn bàn, khăn tắm, chăn mền, nệm, rèm,thảm, đệm ghế, ô dù, mũ nón mà còn cần thiết cho hầu hết các ngành nghề và sinhhoạt: lều, buồm, lưới cá, cần câu, các loại dây nhợ, dây thừng, dây chão, các thiết bịbên trong xe hơi, xe lửa, máy bay, tàu bè, vòng đai cua-roa, vỏ săm lốp, ống dẫn, bao

bì, và nói chung mọi vật liệu dùng để đóng gói, bao bọc, để lót, để lọc, để cách nhiệt,cách âm, cách điện, cách thuỷ, và cả những dụng cụ y khoa như chỉ khâu và bông băng

Ngành công nghiệp dệt có truyền thống lâu đời tại Việt Nam phục vụ phần lớnnhu cầu của cộng đồng trong và ngoài nước Trong những năm gần đây ngành Dệt ViệtNam là ngành có tốc độ tăng trưởng cao Năm 2000, giá trị kinh doanh xuất khẩu các

sản phẩm dệt may chỉ đạt gần 1,9 tỉ USD[1] thì năm 2008 đã tăng lên 9,1 tỉ USD tăng

17,5% so với năm 2007 [2] Năm 2009, kim ngạch xuất khẩu toàn ngành đạt 9,1 tỷ

USD, trở thành ngành xuất khẩu dẫn đầu cả nước, trong đó Vinatex đạt 1,7 tỷ USD,

tăng 3% so cùng kỳ năm 2008 [3] Hai tháng đầu năm 2010, ngành Dệt May Việt

Nam đã mang về 1 tỷ 510 triệu USD kim ngạch xuất khẩu, tăng 16,8% so với cùng kỳnăm 2009, trong đó kim ngạch xuất khẩu trong tháng 2 ước tính 700 triệu USD Ðây làthành tích lớn góp phần quan trọng vào việc giảm nhập siêu, tăng kim ngạch xuất khẩu

[4] Với mục tiêu kim ngạch xuất khẩu đạt 10,5 tỷ USD và năm 2010 ngành dệt may

phấn đấu vào top 5 của những nước xuất khẩu dệt may lớn nhất trên thế giới, hiệp hộiDệt may Việt Nam đã tập trung thực hiện các giải pháp: Đẩy mạnh đầu tư sản xuất vải,tăng tính thời trang hóa ngành dệt may; di dời các doanh nghiệp ra ngoài thành phố đểthu hút người lao động và xây dựng các trung tâm dệt nhuộm, cải thiện môi trường

Hiệp hội và Tập đoàn Dệt May Việt Nam đang xây dựng, tính toán trên quyhoạch đảm bảo mục tiêu tới năm 2015 đạt kim ngạch xuất khẩu 18 tỷ USD và tập trung

Trang 12

và đến năm 2020 con số này sẽ đạt 25 tỷ USD Doanh thu toàn ngành đạt khoảng 14,8

tỷ USD vào năm 2010; 22,5 tỷ USD năm 2015 và 31 tỷ USD vào năm 2020

Bảng 1.1 Các chỉ tiêu chủ yếu trong Chiến lược phát triển ngành Dệt May Việt

Nam đến năm 2015, định hướng đến năm 2020 như sau:[5]

Chỉ tiêu Đơn vị tính Thực hiện

2006

Mục tiêu toàn ngành đến

1 Doanh thu triệu USD 7.800 14.800 22.500 31.000

2 Xuất khẩu triệu USD 5.834 12.000 18.000 25.000

I.1.2 Các loại hình sản xuất.

12

Trang 13

* Dệt và nhuộm sợi tổng hợp (polymester): thường sử dụng thuốc nhuộm phân tán (Nhà máy dệt Thành Công, Thắng Lợi, Sài Gòn….)

* Dệt và nhuộm vải peco: sử dụng thuốc nhuộm hoàn nguyên hoặc phân tán ( nhàmáy dệt Sài Gòn)

* Ươm tơ và dệt lụa: đây là dạng chủ yếu làm trong nước, điểm khác biệt đối vớicác nhà máy dệt khác là nguyên liệu chủ yếu hầu như là nhập ngoại gần 100% (Xínghiệp Chế Biến Tơ Tằm Bảo Lộc, Bình Minh, Rạng Đông, ….)

Với mỗi loại vật liệu dệt, mỗi dạng nguyên liệu, mục đích sử dụng khác nhau lại cónhững quy trình sản xuất khác nhau Trong thực tế tùy theo yêu cầu của mỗi mặt hàng,

có thể linh hoạt bỏ qua một vài công đoạn hay thay đổi thứ tự các công đoạn Sau đây

là một số quy trình sản xuất cơ bản cho một số vật liệu dệt khác nhau

Hình 1.1 Quy trình công nghệ cho các mặt hàng vải len.[6]

Trang 15

Hình 1.2 Quy trình công nghệ cho các mặt hàng vải cotton dệt thoi.[6]

Trang 17

Hình 1.3 Quy trình công nghệ cho các mặt hàng vải PES.[6]

Vải mộc

GiặtRelaxing (nếu cần)

Tẩy trắng ( nếu cần)

Nhiệt định hình

Xử lí giảm trọng

In / nhuộmHoàn tấtKiếm cuốn

Sản phẩm

Vải PES filament

Vải mộc

Đốt lôngGiũ hồ (cho vải dệt thoi)Tẩy trắng ( nếu cần)Nhiệt định hình

Xử lí giảm trọng

In / nhuộmHoàn tấtKiếm cuốn

Sản phẩm

Vải PES stapen (staple)

Trang 18

Hình 1.4 Quy trình công nghệ cho các mặt hàng vải – lụa tơ tằm.[6]

18

Trang 19

Nhuộm tơ

Trang 20

Nguyên liệu đầu

dệt nhuộm hoàn chỉnh sẽ bao gồm các công đoạn chính như : kéo sợi, dệt vải, nhuộm,hoàn tất

Sau đây là một số quy trình công nghệ dệt hoàn chỉnh kèm theo dòng thải:

Hình 1.5 Sơ đồ nguyên lý công nghệ Dệt nhuộm hàng sợi bông kèm theo dòng thải.[7]

20

H20,tinh bột, phụ gia

NaOH, hóa chất

GiặtChất tẩy giặt

Kéo sợi, chải, ghép, đánh ống

Hồ sợiDệt vảiGĩu hồNấu

Xử lý axit, giặt

Tẩy trắngGiặt

Làm bóngNhuộm và in hoa

Hoàn tất, văng khô

Nước thảiNước thải

Nước thảiSản phẩm

Trang 21

Thuyết minh sơ đồ dây chuyền công nghệ:

Làm sạch nguyên liệu: Nguyên liệu là bông, xơ nhân tạo,len, tơ tằm được đóng

thành kiện chứa các sợi có kích thước khác nhau bị đánh tung, làm sạch và trộn đềunhằm loại bỏ tuyến xơ, cặn bẩn

Chải, kéo sợi, đánh ống, mắc sợi: Các sợi bông được chải song song và tạo thành

các sợi thô và được kéo để giảm kích thước sợi, tăng độ bền và quấn sợi thành các ốngthích hợp cho việc dệt vải Các ống sợi sẽ được máy mắc mắc thành những trục sợi vàđược rẽ thành những sợi với số lượng sợi và chiều dài theo yêu cầu của từng mặt hàng

Công đoạn hồ: Sợi được hồ hoá bằng hồ tinh bột và tinh bột biến tính để tạo

màng hồ xung quanh sợi nhằm tăng thêm cơ tính cho sợi, đảm bảo cho quy trình dệtđược thuận lợi Ngoài ra còn dùng các loại hồ nhân tạo như polyvinylalcol PVA,polyacrylat, keo động vật (casein và zelatin), chất làm mềm, thảo mộc, chất béo, chấtgiữ ẩm CaCl2, glyxerin, chất chống mốc (phenol) Sau khi dệt thành tấm, vải đượcđem tẩy tinh bột rồi mới thực hiện các công đoạn khác (như nấu, nhuộm…)

Dệt vải: Các trục dệt đã tẩm hồ sẽ được đem sang các máy dệt để thực hiện công

đoạn dệt nên sản phẩm, dệt vải là qúa trình kết hợp sợi ngang với sợi dọc đã mắc đểhình thành tấm vải mộc

Giũ hồ: Vải mộc đã kiểm tra được đốt lông và giũ nhằm loại bỏ lông xù và các

thành phần của hồ bám trên vải bằng phương pháp enzim ( 1% enzim, muối và các chấtngấm) hoặc axit ( dung dịch H2SO4 0,5 %)

Nấu vải: Vải sau khi giũ hồ được giặt bằng nước, xà phòng, xút, chất ngấm rồi

đưa sang nấu tẩy để loại trừ phần hồ còn lại và các tạp chất thiên nhiên của xơ xợi nhưdầu mỡ, sáp… Sau khi nấu, vải có khả năng thấm ướt cao, hấp thụ hoá chất, thuốcnhuộm cao hơn, vải mềm mại và trắng đẹp hơn Sau đó vải được giặt lại nhiều lần

Tẩy trắng: Tẩy trắng nhằm 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 natricloxit ( NaClO2), natri hypoclorit (NaOCl) hoặc hyđro peroxide (H2O2) cùng các chấtphụ trợ Sau đó vải được giặt lại nhiều lần

Trang 22

Làm bóng: Vải sau khi tẩy trắng được làm bóng nhằm làm cho sợi cotton trương

nở, làm tăng kích thước các mao quản giữa các mạch phân tử làm cho xơ sợi trở nênxốp hơn, dễ thấm nước, tăng khả năng bắt màu thuốc nhuộm Làm bóng vải bôngthường bằng dung dịch kiềm NaOH Sau đó vải được giặt nhiều lần.( Đối với vải nhântạo không cần làm bóng )

In hoa, nhuộm vải: được tiến hành sau khi hoàn tất các công đoạn chuẩn bị

nhuộm Trong giai đoạn này ta sử dụng các hóa chất như: NaOH hay Axit (chất tạomôi trường kiềm hay axit), phẩm nhuộm, chất hoạt động bề mặt, chất khử, H2O2, chấtđiện ly

Đối với các mặt hàng vải khác nhau đòi hỏi các phẩm nhuộm và môi trường nhuộmkhác nhau Để tăng hiệu quả của quá trình nhuộm, sử dụng các hóa chất như: axit(H2SO4, CH3COOH) , các muối (Na2SO4, muối amon), các chất cầm màu nhưSyntephix, tinofix

Tẩy giặt: Sau nhuộm và in, vải được giặt nóng, giặt lạnh nhiều lần nhằm làm

sạch vải, loại bỏ các tạp chất, màu thuốc nhuộm thừa quy trình tẩy giặt bao gồm xàphòng hay hóa chất giặt tẩy tổng hợp ở nhiệt độ khoảng 80oC, sau đó xả lạnh với cácchất tẩy giặt thông dụng là: xà phòng 1g/l, xô đa 1g/l Phần thuốc nhuộm không gắn

vào vải và các hoá chất sẽ đi vào nước thải

Hoàn tất: là công đoạn cuối cùng tạo ra vải có chất lượng tốt và theo đúng yêu

cầu như: chống mốc, chống cháy, mềm, chống nhàu hoặc trở về trạng thái tự nhiênsau quá trình căng kéo, co rút ở các khâu trước hay thẳng nếp ngay ngắn, sử dụng một

số hoá chất chống nhàu, chất làm mềm và hoá chất như metylic, axit axetic, tomaldehit.Quy trình công nghệ ở giai đoạn này tùy thuộc vào sản phẩm vải nhuộm cụ thể có thểbao gồm các bước khác nhau, nhưng nhìn chung bao gồm hai công đoạn sau:

- Xử lý cơ học: chữa sợi ngang, căng bóng, chỉnh khổ, ủi

- Xử lý hóa học: đưa vào vải một số hóa chất để tăng chất lượng vải hoàn tất.Nhìn chung công nghệ dệt nhuộm cũng tương đối đa dạng và còn phụ thuộc vàoloại sản phẩm, loại vải nguyên liệu, loại thuốc nhuộm

I.1.3 Nhu cầu về nguyên nhiên liệu.

NHU CẦU VỀ NGUYÊN LIỆU HÓA CHẤT

* Nguyên liệu dệt:

Nguyên liệu trực tiếp cho các nhà máy dệt là các loại sợi Tuy nhiên nhìn chungcác loại vải được dệt từ các loại sau:

22

Trang 23

- Xơ sợi gốc thực vật như cotton, linen, viscose

- Xơ sợi gốc động vật như len, tơ tằm

- Xơ sợi tổng hợp

• Nguyên liệu nhuộm, in hoa, hoàn tất

Bao gồm các loại thuốc nhuộm, chất trợ, các hóa chất cơ bản được sử dụngtrong các quá trình xử lí hóa học và nhuộm hoặc là các chất chính trong quá trình giặttẩy và làm bóng

Thuốc nhuộm:

Trước khi thuốc nhuộm tổng hợp đầu tiên xuất hiện vào năm 1885, người ta sửdụng thuốc nhuộm thiên nhiên được sản xuất từ thực vật Các màu thiên nhiên có độbền màu giặt và độ bền màu với ánh sáng rất thấp vì thế ngày nay hầu hết thuốcnhuộm thiên nhiên đã được thay thế bằng thuốc nhuộm tổng hợp

Ta có thể phân loại thuốc nhuộm theo các cách sau:[8-T17]

Bảng 1.2 Phân loại thuốc nhuộm theo cấu tạo hóa học

1 Thuốc nhuộm azoic Trong phân tử có một hoặc nhiều

nhóm azoic (-N=N-)

2 Thuốc nhuộm anthraquynone Trong phân tử có một hoặc nhiều nhân

anthraquynone hoặc các dẫn xuất củanó

có trong lá chàm

4 Thuốc nhuộm arylmethane Là dẫn xuất của methane trong đó

nguyên tử carbon trung tâm sẽ tham giavào mạch liên hợp của hệ mang màu

5 Thuốc nhuộm nitro Trong phân tử có từ hai hoặc nhiều

nhân thơm, có ít nhất một nhóm nitro

Trang 24

và một nhóm cho điện tử (NH2, OH)

7 Thuốc nhuộm polymethyl Công thức tổng quát Ar-(CH=CH)n

-CH-Ar’ (Ar, Ar’: nhóm cho và nhómnhận điện tử)

Gốc mang màu của thuốc nhuộm là cácnhóm tiazin, tiazol, tiatren

9 Thuốc nhuộm arylamine Công thức tổng quát Ar-N=Ar’ (Ar,

Ar’: gốc thơm chứa nhóm cho và nhậnđiện tử)

10 Thuốc nhuộm azoicmethyl Trong phân tử thuốc nhuộm có chứa hệ

mang màu: Ar-CH=N-Ar’

11 Thuốc nhuộm hoàn nguyên đa vòng Trong phân tử có hệ mang màu là các

hợp chất đa tụ giữa anthraquynone hoặcdẫn xuất với các vòng dị thể khác

12 Thuốc nhuộm phthacyanine Đây là thuốc nhuộm mới, hệ thống

mạng N trong phân tử của thuốc nhuộm

2 Thuốc nhuộm lưu hóa Trong phân tử chứa nhiều nguyên tử lưu huỳnh,

không tan trong nước, khi nhuộm phải khử bằng

Na2S trong môi trường kiềm để chuyển thuốcnhuộm về dạng leuco base tan được trong nước.Sau khi nhuộm vải được giặt bằng nước để khửkiềm và oxy hóa về dạng không tan ban đầu

24

Trang 25

3 Thuốc nhuộm oxy hóa Thuốc nhuộm chỉ có một màu đen, còn có tên

gọi khác là anilin đen, được tổng hợp trực tiếptrên vải bằng cách oxy hóa anilin trong môitrường acid

4 Thuốc nhuộm trực tiếp Được hòa tan trong nước nhuộm thẳng cho xơ,

không cần qua giai đoạn gia công trung gian

5 Thuốc nhuộm hoạt tính Tan trong nước, chứa một vài nguyên tử hoạt

tính (khi nhuộm có thể tách ra khỏi thuốc nhuộm

để thuốc nhuộm liên kết với xơ)

có tính tan nên không được sản xuất ở dạngthành phẩm mà được tạo màu trực tiếp trên vải

từ azo thành phần và diazo thành phần

7 Thuốc nhuộm acid Phân tử nhỏ, dễ tan trong nước, màu tươi, dùng

nhuộm len, tơ tằm, polyamid trong môi trườngacid

8 Thuốc nhuộm cationic-base Chứa các ion mang màu và cation hòa tan trong

nước, ánh màu rất tươi nhưng kém bền màu, mộtnhóm thuốc nhuộm base (cationic) dùng đểnhuộm xơ PAN (polyacrylonitrile) cho màu bền

và tươi

9 Thuốc nhuộm phức kim loại Thuộc nhóm hydroxyl anthraquynone và một số

nhóm khác, tan trong nước nhưng màu khôngbền, để bền màu thì sau khi nhuộm phải gia côngvới các muối kim loại để tạo thành phức bềnvững

10 Thuốc nhuộm phân tán Là loại thuốc nhuộm không tan trong nước (do

không chứa các nhóm -SO3Na, -COONa), phân

tử nhỏ, sản xuất ở dạng bột mịn, độ phân tán cao,dùng nhuộm cho xơ ghet nước như acetate,polyester

11 Thuốc nhuộm pigment Là thuốc nhuộm có gốc thuộc nhóm azoic, hoàn

Trang 26

nguyên đa vòng và có cả bột màu vô cơ, khôngtan trong nước, không có ái lực với xơ sợi, đểgắn thuốc nhuộm lên xơ phải dùng chất gắn màu

là fixer hoặc binder

Bảng 1.4 Tổng kết việc sử dụng thuốc nhuộm phù hợp với từng loại nguyên liệu

Loại nguyên liệu Loại thuốc nhuộm sử dụng

1 Xơ sợi gốc cellulose Azoic, trực tiếp, hoạt tính, lưu hóa, hoàn nguyên,

acid

2 Xơ sợi gốc protein Acid, phức kim loại, hoạt tính

3 Xơ sợi cellulose tái sinh (

rayon, viscose rayon )

Azoic, trực tiếp, hoạt tính, lưu hóa, hoàn nguyên

4 Xơ sợi ester cellulose

( acetate, triacetate )

Azoic, phân tán, hoàn nguyên

5 Xơ sợi polyacrylic, CD Cationic, phân tán

6 Xơ sợi nylon Acid, azoic, phức kim loại, hoạt tính, hoàn nguyên,

Bảng 1.5 Các loại chất trợ dùng trong quá trình dệt nhuộm

26

Trang 27

1 Chất hoạt động bề mặt Là chất có khả năng làm giảm sức căng bề mặt của

dung môi, phân tử có cấu tạo mạch thẳng lưỡng cực vàbất đối xứng ( Một số chất hoạt động bề mặt thườngdùng : chất làm ngấm, chất đều màu, chất phân tán,chất tải, chất tạo nhũ, chất chống bọt)

2 Chất khử và oxy hóa Dùng nhiều trong quá trình tẩy trắng hóa học Bao

gồm chất khử và chất oxy hóa ( Chất khử: thườngdùng là Na2S2O4, Na2SO4 là các hợp chất hóa họctrong quá trình tẩy sẽ thoát ra hydrogen nguyên tử cótác dụng phá vỡ cấu trúc màu của hóa chất làm mấtmàu Chất oxy hóa: thường dùng H2O2, K2Cr2O7,NaClO2, CH3COOH dùng tác dụng oxy hóa của tácnhân mà chủ yếu là oxy nguyên tử và hóa chất có chứa

Cl+ để phá hủy chất màu)

3 Chất tăng trắng Dùng làm tăng độ trắng của các sản phẩm nếu như

sau quá trình giặt tẩy hóa học chưa đạt được độ trắngyêu cầu Các chất này làm tăng trắng quang học nhưthuốc nhuộm nhưng không có màu, có khả năng phát

ra tia huỳnh quang trong miền cực tím, khi ở trên vải

sẽ hấp thụ tia tử ngoại rồi phát ra các tia thấy được,các tia này kết hợp các phớt màu trên vải tạo nên cảmgiác màu trắng

4 Chất cầm màu Bao gồm các chất như : naphthol và muối để cầm màu

cho thuốc nhuộm trực tiếp, chất cầm màu tổng hợpcầm màu cho một số thuốc nhuộm và các chất cầmmàu dùng cho thuốc nhuộm pigment

mềm, hồ chống cháy, chống nhàu

Các hóa chất cơ bản:

Bảng 1.6 : Các hóa chất cơ bản dùng trong quá trình dệt nhuộm

Trang 28

1 Kiềm Thường dùng NaOH, Na2SiO3, NaHCO3 dùng

trong việc tạo môi trường kiềm trong quá trình xử líhóa học và nhuộm hoặc là các chất chính trong quátrình giặt tẩy và làm bóng

và acid vô cơ như: HCl, H2SO4 dùng để tạo môitrường acid cho các quá trình như nhuộm, giũ hồ,xông hơi acid, trung hòa kiềm

dùng nhiều nhất là Na2SO4, ure (NH2CO)2, muối ănNaCl

các phản ứng sinh hóa

Theo số liệu thống kê, nhu cầu thuốc nhuộm hóa chất, cho ngành dệt Việt Nam:

Bảng 1.7 Nhu cầu thuốc nhuộm hóa chất, cho ngành dệt Việt Nam Đơn vị: tấn

STT Loại năm 2010 năm 2015 năm 2020

28

Trang 29

Trong thực tế, lượng thuốc nhuộm sử dụng có hiệu quả ngấm thẩm thẩuvào trong vật liệu dệt chiếm khoảng từ 70 - 90% tổng số thuốc nhuộm đem dùng, cònlại 30 - 10% xả ra ngoài môi trường, lượng hoá chất, chất trợ hiệu dụng chiếm khoảng

5 – 10 % tổng số hoá chất,chất trợ đem dùng, số còn lại từ 90 – 95 %hoá chất, chất trợthải ra môi trường Những loại hoá chất, chất trợ thải ra môi trường cần thiết phải được

xử lý để tránh ô nhiễm

NHU CẦU VỀ NHIÊN LIỆU, ĐIỆN, NƯỚC.

- Điện năng: Hầu hết các máy móc hoạt động được là do sử dụng các động cơ điện và

hệ thống điện Chính vì vậy điện năng là dạng năng lượng chủ yếu được sử dụng

- Nhiệt năng: Ngoài điện năng nhiệt năng cũng được sử dụng ở một số bộ phận như

máy hồ, vùng dệt, nhuộm thông qua việc sử dụng lò hơi và hệ thống điều không

- Nước: Đối với công nghệ dệt nhuộm nước là nguồn nguyên liệu quan trọng, nước

được sử dụng trong các công đoạn như bổ sung vào nồi hơi, công nghệ sản xuất( nhuộm, tẩy rửa, giặt rũ ) Xử lí hoàn tất mặt hàng dệt nhuộm tiêu thụ khá nhiềunước Tiêu chuẩn quốc gia Ấn Độ là 252 lít nước/ kg sản phẩm, còn tiêu chuẩn quốc tếnhư Mỹ là 276,9 lít nước/ kg sản phẩm Thực tế ở Việt Nam cũng từ 250-300 lítnước/kg hàng dệt Trong đó, lượng nước dùng cần thiết cho các quá trình sản xuất

chiếm tới 80% tổng nhu cầu được chia ra như sau: [9]

Bảng 1.8 Nhu cầu về nước cấp cho các quá trình dệt nhuộm :[7-T285]

Nhuộm hoàn tất sợi bông và sợi tổng hợp 100

Mặt khác, trong các nhà máy dệt nhuộm, phần lớn lượng nước đưa vào sử dụng sẽ trởthành nước thải sau các công đoạn xử lí ướt Lượng nước thải tính cho 1 đơn vị sảnphẩm của một số mặt hàng như sau:

Bảng 1.9 Lượng nước thải tính cho 1 đơn vị sản phẩm của một số mặt hàng dệt nhuộm

Hàng vải bông, nhuộm, dệt

thoi ( 80 - 240 m3/1 tấn vải)

Hàng len nhuộm, dệt thoi Xử lí sơ bộ và nhuộm 100-250

Trang 30

I.2 Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG TRONG NGÀNH DỆT NHUỘM VÀ CÁC BIỆN PHÁP KIỂM SOÁT Ô NHIỄM

I.2.1 Ô nhiễm môi trường ngành dệt

I.2.1.1 Nguồn gốc phát sinh ô nhiễm

Ngành công nghiệp dệt nhuộm là một trong những ngành gây ô nhiễm lớn, trong

đó hầu hết các công đoạn của quá trình dệt nhuộm đều phát sinh ra các chất thải vớilượng nhiều ít khác nhau cần phải được xử lí kịp thời và hiệu quả Dưới đây là một sốcác công đoạn trong quy trình dệt nhuộm và các chất thải phát sinh trong các côngđoạn đó

a Công đoạn kéo sợi

Hầu hết các dây chuyền kéo sợi đều có xử lý bụi khá hoàn chỉnh Tuy nhiên, trongbuồng máy vẫn phát sinh bụi bông Gây ô nhiễm môi trường trong xưởng sợi như: bụibông (12 ÷ 16 mg/m3), bông phế liệu, sợi phế liệu, nhiệt độ cao (38 ÷ 410C), ngoài racòn tiếng ồn do thiết bị hoạt động (85 ÷ 95 dB)

b Các công đoạn dệt ( dệt thoi, dệt kim).

Các chất thải gây ô nhiễm trong nhà máy dệt là: bụi bông (12 – 16 mg/ m3), sợi rối,vải vụn, nước thải của công đoạn hồ sợi (BOD: 200 – 300 mg/l; COD: 300 – 400mg/l ), nhiệt độ công đoạn hồ sợi cao (39 – 400 C), tiếng ồn (90 – 95 dB)

c Công đoạn in nhuộm, hoàn tất.

30

Trang 31

Xưởng tẩy nhuộm sử dụng nhiều nước nhất trong các công đoạn và là nơi gây ônhiễm môi trường nhiều nhất Các chất thải gây ô nhiễm có các hoá chất thuốc nhuộm,khí độc hại Xưởng pha màu để in hoa có sử dụng các dung môi hữu cơ để pha chế hồ

in Các dung môi hữu cơ bốc hơi gây độc hại cho sinh vật và con người, nước thải ởcác công đoạn này có BOD5 khoảng 200 – 300 mg/l, COD dao động trong khoảng 350đến 1200 mg/l

d Công đoạn may

Các xí nghiệp may có giặt mài có nước thải chứa hoá chất gây ô nhiễm cho môitrường, các xí nghiệp may không có giặt mài thì không gây ô nhiễm cho môi trườngnước mà chỉ liên quan đến môi trường không khí Nước thải giặt mài có COD: 200 –

300 mg/l, BOD5: 150 – 250 mg/l

Nguồn phát sinh chất thải, hoạt động của Nhà máy Dệt - Nhuộm và tính chất củachúng được trình bày một cách tổng quát tại bảng sau

Bảng 1.10 Nguồn gây ô nhiễm của Nhà máy Dệt - Nhuộm

Chất ô nhiễm Nguồn gây ô nhiễm Mức độ, tính chất ô nhiễm

Nước thải 1 Nước thải công nghiệp:

- Từ công đoạn hồ sợi

- Từ công đoạn nấu

- Từ công đoạn giặt

- Từ công đoạn trung hoà

- Từ công đoạn tẩy

- Từ công đoạn nhuộm

- Từ công đoạn hồ hoàn tất

- Từ công đoạn sấy khô

Nước thải chứa xút (NaOH), Soda(Na2CO3), axit sulfuric, Clo hoạttính, các chất vô cơ (như Na2SO4)hoặc Na2S2O3, natrisulfua (Na2S),dung môi hữu cơ clo hoá, Crom VI,kim loại nặng, các polyme tổnghợp, sơ sợi, các muối trung tính,chất hoạt động bề mặt, độ màu, pH,

TS, COD, nhiệt độ cao

Trang 32

Khí thải 1 Từ khâu tẩy trắng

2 Từ công đoạn hiện màu, in

3 Lò hơi, máy phát điện

- Khí Clo, Khí NO2, hoá chất hữu

cơ, axit (H2SO4, CH3COOH )

- SO2, NOx, CO, aldehyde,hydrocarbon

Chất thải rắn 1 Chất thải rắn công nghiệp

2 Bùn thải từ xử lý nước

3 Chất thải rắn sinh hoạt

- Vải vụn bụi bông, bao nilon, giấy,

gỗ, thùng nhựa, chai, lọ đựng hoáchất

- Kim loại nặng, polyme, chất hoạtđộng bề mặt

- Ðất, cát, mảnh vỡ thuỷ tinh, kimloại, giấy nhãn, bao bì

I.2.1.2 Vấn đề ô nhiễm do nước thải ngành dệt.

Dệt nhuộm là một trong những ngành đòi hỏi sử dụng nhiều đến nước và hóachất Nước thải của Nhà máy Dệt - Nhuộm có mức độ ô nhiễm cao chất hữu cơ, hoáchất, kim loại nặng và đặc biệt là độ mầu

- Nước thải của ngành công nghiệp Dệt - Nhuộm mang các tính chất sau:

+ Lượng nước thải thường lớn chủ yếu từ công đoạn xử lí ướt (dệt nhuộm và nấu tẩy)

+ Nước thải chứa hỗn hợp phức tạp các hoá chất dư thừa (phẩm nhuộm, chất hoạt động

bề mặt, chất điện ly, chất ngậm, chất tạo môi trường, tinh bột, men, chất oxy hoá) dướidạng các ion, các kim loại nặng và các tạp chất tách ra từ xơ sợi

32

Trang 33

+ Mức độ ô nhiễm của nước thải dệt nhuộm phụ thuộc rất lớn vào loại và lượng hoáchất sử dụng, vào kết cấu mặt hàng sản xuất (tẩy trắng, nhuộm, in hoa ), vào tỷ lệ sửdụng sợi tổng hợp, vào loại hình công nghệ sản xuất (gián đoạn, liên tục hay bán liêntục), vào đặc tính máy móc thiết bị sử dụng

- Nước thải tẩy giặt có pH dao động từ 9 đến 12, hàm lượng chất hữu cơ cao(COD có thể lên tới 1000 - 3000 mg/l) Ðộ màu của nước thải khá lớn ở những giaiđoạn tẩy ban đầu và có thể lên tới 10.000 Pt-Co, hàm lượng cặn lơ lửng đạt giá trị 2000mg/l

- Nước thải nhuộm thường không ổn định và đa dạng, hiệu quả hấp thụ thuốcnhuộm của vải chỉ đạt khoảng từ 70 - 90% tổng số thuốc nhuộm đem dùng, các phẩmnhuộm thừa ở dạng nguyên thuỷ hoặc bị phân huỷ ở một dạng khác, do đó nước có độmàu rất cao đôi khi lên đến 50.000 Pt-Co, COD thay đổi từ 80 đến 18.000 mg/l Cácphẩm nhuộm hoạt tính, hoàn nguyên, thường thải trực tiếp ra môi trường, lượng phẩmnhuộm thừa lớn dẫn đến gia tăng chất hữu cơ và độ màu

- Nước xả từ lò hơi thường có độ pH cao và có chứa một lượng nhỏ dầu mỡ, cặn

lò không hoà tan, chất vô cơ

- Nước thải từ các thiết bị lọc bụi và bãi thải xỉ có lưu lượng và hàm lượng cặn lơlửng (bụi than) rất lớn

- Nước thải từ quá trình rửa thiết bị thường có hàm lượng chất hữu cơ cao đồngthời chứa dầu, mỡ, cặn và trong trường hợp rửa lò hơi có thể chứa cả axit, kiềm Dovậy nhìn chung nước thải từ công đoạn này có giá trị pH rất khác nhau (axit hoặc kiềm)

và chứa các chất rắn lơ lửng, một số ion kim loại nặng

Tóm lại, nước thải dệt nhuộm thường có khối lượng tương đối lớn, COD,BOD5, SS,độ màu tương đối cao, nóng, mùi nồng khó chịu, pH thường kiềm hoặc axit

và có tính độc nhất định

I.2.1.3 Các tác động.

Ðặc điểm, tính chất nêu trên của nước thải Nhà máy Dệt - Nhuộm không chỉlàm ô nhiễm nước mặt ở những ao, hồ, sông và nước ngầm trong khu vực mà còn cóthể làm gia tăng dòng chảy mặt của nguồn tiếp nhận gây nên hiện tượng xói lở, tíchtụ Dưới đây là các khái quát về ảnh hưởng của các thông số đặc trưng cho nước thảidệt nhuộm tới nguồn tiếp nhận

Trang 34

* Các thông số ngoại quan, vật lý :[9-T76]

- Nhiệt độ : Nước thải từ xưởng nhuộm thải ra nói chung là nóng, có nhiệt độ tương đốicao, gây chết các loài động thực vật dưới nước không được phép thải trực tiếp ra môitrường

- pH : Nước thải xưởng nhuộm thường không bao giờ trung tính, mà có tính kiềm hayaxit phụ thuộc vào hóa chất, thuốc và nguyên vật liệu gia công xử lý Độ pH quá caohay quá thấp đều ảnh hưởng bất lợi tới các loài thủy sinh, và các vi sinh vật có trongnước

- Màu sắc : Nước thải dệt nhuộm có màu đậm cản trở bức xạ mặt trời vào nước, làmgiảm quá trình quang hợp, ảnh hưởng bất lợi đến khả năng của vi sinh vật phân giải cáchợp chất hữu cơ trong nước Mặc dù có thể là không độc hại, nhưng màu nước thải gây

ấn tượng thẩm mĩ xấu, khó chấp nhận với cộng đồng, vì vậy đây cũng là một thông sốđặc trưng cho nước thải dệt nhuộm Ngoài ra, hàm lượng các phẩm màu, màng dầu vàchất hoạt động bề mặt cao trong nước thải là nguyên nhân gây ra sự thiếu hụt oxy hòatan trong nước do sự ngăn cản tính hấp thụ oxy và bức xạ mặt trời của nguồn nước

- Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) cao có thể gây tắc nghẽn hệ thống xử lí và làm bẩn dòngchảy ( sông ) nếu không được loại bỏ mà thải trực tiếp

- Tổng chất rắn hòa tan (TDS): là những chất rắn hòa tan trong nước, không thể xử líbằng hóa học cũng như cơ học bằng lọc thông thường Ở nồng độ cao, các chất này làđộc với các loài thủy sinh, muối sunfat với nồng độ quá giới hạn cho phép còn ăn mòncác kết cấu bêtông

* Các thông số sinh học, sinh thái, hóa học

- Nhu cầu oxi sinh hóa (BOD), nhu cầu oxi hóa học (COD) cao làm cho nồng

độ oxy hoà tan (DO) trong nước bị giảm, quá trình hô hấp của các loài tôm cá và thủysinh nói chung bị ức chế Tầng đáy của các thủy vực tiếp nhận nước thải do thiếu hụtoxy nên xảy ra hiện tượng phân hủy yếm khí tạo ra mùi hôi và các chất khí như CH4,

CO2, NH3, H2S, ô nhiễm hữu cơ làm cho các loại thủy sinh chết dần, làm biến đổi hệsinh thái

- Nồng độ kim loại nặng cao sẽ gây độc cho các loài tôm cá và vi sinh vật dùnồng độ của chúng trong nước thải khi phân tích vẫn thấp hơn tiêu chuẩn cho phép Dotích tụ theo thời gian nên đến một lúc nào đó khi hàm lượng trong cơ thể cao cá có thể

bị chết hàng loạt

- NaOH : lượng dư nhiều làm cho nước thải có pH>9, gây độc hại với thủy sinh,gây ăn mòn các công trình thoát nước và xử lý nước thải

34

Trang 35

- Muối trung tính: làm cho tổng chất rắn (TS) cao Lượng thải lớn gây tác hại tớithủy sinh do chúng làm tăng áp suất thẩm thấu, dẫn tới (gây) ảnh hưởng đến quá trìnhtrao đổi chất của tế bào

- Các chất trợ: khó phân hủy sinh học, làm cho COD cao Phần lớn chúng là cácchất hoạt động bề mặt hữu cơ chứa nhân thơm, ảnh hưởng tới sức căng bề mặt củanước thải, ảnh hưởng tới đời sống thuỷ sinh và có thể gây tác hại đối với nước ngầm

- Hồ tinh bột biến tính: làm cho COD cao, gây tác hại đối với đời sống thủysinh

- Các tạp chất trong xơ xenlulo bị phân hủy như pecton axit hữu cơ: làm choBOD5, COD tăng cao, ảnh hưởng đến đời sống thủy sinh

I.2.2 Các biện pháp kiểm soát ô nhiễm môi trường nước.:[9-T225]

Biện pháp kiểm soát đầu nguồn

a Giảm tiêu thụ nước.

Để giảm tiêu thụ nước cho 1 kg hàng hay 1 m vải từ kinh nghiệm thế giới và thực tếsản xuất trong nước có thể nêu lên những giải pháp sau đây:

•Tối ưu hóa quy trình giặt

•Thu hồi, lưu giữ nước làm mát ở hệ thống làm mát bay hơi trong nhà máy kéo sợi,

ở các nhà máy nhuộm nhiệt độ cao, máy đốt lông, máy sấy văng, v.v để sử dụng lạinhư nước cấp công nghiệp

•Thu hồi nước ngưng

•Đầu tư máy nhuộm tận trích thế hệ mới nhuộm với dung tỉ thấp, dần dần thay thếcác máy nhuộm dung tỉ cao hiện đang sử dụng phổ biến Như vậy có ý nghĩa tiết kiệm

cả hóa chất và năng lượng, kéo giá thành xuống thấp

•Sử dụng lại nước lưu trong các công nghệ giảm trọng, tăng trắng quang học và cảnhuộm vải sợi ở các máy jet Điều này có giá trị tiết kiệm cả hóa chất, chất trợ

•Sử dụng lại nước vệ sinh băng tải in hoa vì nước này chỉ chứa một lượng nhỏ hồin

•Tuần hoàn, sử dụng lại nước thải đã xử lý triệt để cho các công đoạn thích hợp(chẳng hạn như giặt)

b Lựa chọn sử dụng, thay thế hóa chất, chất trợ và thuốc nhuộm

Lựa chọn các hóa chất công nghệ, các chất trợ và thuốc nhuộm ảnh hưởng rất lớnđến giảm thiểu tác động đến môi trường

- Sử dụng hóa chất, thuốc nhuộm với lượng cần thiết tối ưu, không dư thừa để

an toàn, dự phòng

Trang 36

- Một cách thức hữu hiệu, khả thi để giảm thải lượng BOD trong nước thải là sửdụng thay thế các hóa chất có giá trị BOD thấp cho các chất có giá trị BOD cao Thí dụnhư:

•Thay thế hồ tinh bột như bột sắn (khoai mì) có 50% BOD và gelatin (100%BOD) bằng hồ tổng hợp, chỉ có 1 – 3 % BOD trong công đoạn hồ sợi dọc bông100%hay tơ vixco

•Chất giặt tổng hợp (0 – 22% BOD) thay thế xà phòng (140 % BOD)

•Thay thế amoni sunfat/ clorua hay axit vô cơ (0% BOD) cho axit axetic (33 –62% BOD)

Tuy nhiên thay thế các hóa chất có BOD cao bằng chất có BOD thấp cũng cónhược điểm là thường sản phẩm BOD thấp có giá bán cao hơn và khả năng phân giảisinh học lâu

c Thu hồi và sử dụng lại hóa chất và thuốc nhuộm.

- Thu hồi sử dụng lại hồ

- Thu hồi sử dụng lại xút làm bóng

- Sử dụng lại dung dịch nhuộm hay gọi là nhuộm nước lưu

d Các công nghệ sạch hơn, tiên tiến và thân thiện với môi trường

Áp dụng các qui trình công nghệ mới, tiên tiến và thân thiện với môi trường trên

cơ sở máy móc thiết bị mới, hiện đại có thể đưa ra hiệu quả nhiều mặt cả về kinh tế, kỹthuật (chất lượng) và môi trường

Một số công nghệ tiên tiến và thân thiện với môi trường như:

 Công nghệ thay thế chất tẩy trắng Natri hypoclorit (NaOCl) bằng axit peaxetic

CH3COOOH, để hạ giá thành thì tẩy trắng bằng permanganat KMnO4 vừa oxi hóamạnh vừa thân thiện với môi trường

 Xử lí trước và nhuộm nhanh xử lí nhanh

Phương pháp xử lý cuối nguồn

Nước thải dệt nhuộm chứa hàm lượng chất rắn lơ lửng, độ màu, BOD, COD cao Vìthế, có thể lựa chọn các phương án xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn về chất lượng, phùhợp với sự tồn tại và phát triển của các cơ sở cũng như sự phát triển bền vững của môitrường sinh thái

36

Trang 37

Chương II

CƠ SỞ LÝ THUYẾT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI NGÀNH DỆT NHỘM, THỰC TRẠNG Ở VIỆT NAM VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHO NHÀ MÁY

DỆT NHUỘMII.1.CƠ SỞ LÝ THUYẾT CÔNG NGHỆ XLNT NGÀNH DỆT NHUỘM.

Như đã trình bày ở trên, công nghệ dệt nhuộm tiêu thụ một lượng nước lớntrong các công đoạn gia công xử lý vật liệu dệt nhất là trong xử lý ướt Nước thảingành dệt nhuộm chứa một lượng lớn các chất lơ lửng và xơ xợi, các hợp chất hữu cơhòa tan ở dạng khó và dễ phân hủy sinh học, thuốc nhuộm, chất trợ và các hóa chất dưthừa Vì vậy, để xử lý nước thải ngành dệt nhuộm cần kết hợp xử lý hóa lý và xử lý

Trang 38

sinh học nhằm tách các chất rắn lơ lửng, khử COD, BOD và độ màu Sau đây là cơ

sở lý thuyết của các phương pháp điển hình để xử lý nước thải của ngành dệt nhuộm

II.1.1 Một số phương pháp tách chất rắn lơ lửng và xơ sợi

II.1.1 Phương pháp lắng trọng lực.

Quá trình lắng được sử dụng để loại các tạp chất ở dạng huyền phù thô ra khỏinước

Cơ sở quá trình lắng trọng lực: Sự lắng của các hạt xảy ra dưới tác dụng của

trọng lực Bùn lắng được tách ra khỏi nước ngay sau lắng, có thể bằng phương phápthủ công hay cơ giới

Quá trình lắng chịu ảnh hưởng của các yếu tố sau: lưu lượng nước thải, thời gianlắng (thời gian lưu), khối lượng riêng và tải lượng tính theo chất rắn lơ lửng, sự keo tụcác hạt rắn, nhiệt độ nước thải và kích thước bể lắng Có thể phân bể lắng làm 3 loại:

-Bể lắng ngang: trên mặt bằng có dạng hình chữ nhật, dòng nước chảy vào theophương nằm ngang, quá trình lắng được thực hiện theo phương chuyển động ngang củanước thải Sử dụng khi Q>15000m3/ngày, hiệu suất đạt 60%, vận tốc dòng chảy nước

thải trong bể lắng không lớn hơn 0,01m/s, thời gian lưu từ 1-3h [7-T98]

-Bể lắng đứng: có dạng hình hộp hoặc hình trụ với đáy hình chóp, trên mặt bằngthường có dạng hình tròn hoặc hình vuông Quá trình lắng được thực hiện theo phươngthẳng đứng ngược chiều với chiều chuyển động của nước thải Hiệu suất lắng của bể

lắng đứng thường thấp hơn bể lắng ngang từ 10-20% [7-T100] thời gian lưu nước lại

trong bể 45-120 phút

-Bể lắng ly tâm trên mặt bằng thường có dạng hình tròn Quá trình lắng chất lơlửng tương tự như bể lắng ngang nhưng khác ở chỗ chất lỏng chuyển động từ tâm raxung quanh Thời gian lưu nước lại trong bể khoảng 85-90 phút Hiệu suất lắng đạt60% Bể lắng li tâm được ứng dụng cho các tram xử lý có lưu lượng từ 20000m3/ngày

II.1.2 Phương pháp đông keo tụ kết hợp lắng

Trong nước thải thường chứa các hạt cặn có nguồn gốc thành phần và kíchthước khác nhau Quá trình lắng chỉ tách được các hạt rắn huyền phù thô, không thểtách được các hạt rắn có kích thước bé (hạt có kích thước nhỏ hơn 10-4 mm [11-T17]).

38

Trang 39

Để tách được các hạt rắn đó một cách hiệu quả phải dùng biện pháp cơ học kết hợp vớihóa học làm tăng kích thước và trọng lượng của chúng nhằm làm tăng vận tốc lắng.Việc khử các hạt keo rắn bằng lắng trọng lực đòi hỏi trước hết cần trung hoà điện tíchcủa chúng, tiếp đến là liên kết chúng với nhau Quá trình trung hoà điện tích thườngđược gọi là quá trình đông tụ, còn quá trình tạo thành các bông lớn hơn từ các hạt nhỏgọi là quá trình keo tụ

Cơ sở quá trình đông keo tụ: Khi đưa vào nước thải một số chất đông keo tụ

thường là một số muối kim loại hóa trị 3 (còn gọi là phèn), lập tức xảy ra các phản ứnghóa học hóa lý tạo các ion dương phân tán đều trong nước Các ion dương này sẽ hútcác hạt rắn lơ lửng mang điện tích trái dấu (ion âm) tạo thành các hạt có kích thước lớndần, đến một kích thước nhất định sẽ lắng xuống dưới tác dụng của trọng lực Mặtkhác, khi các hạt rắn mang điện tích âm chuyển động qua lớp chất lỏng thì bị giảm điệntích âm bởi các ion mang điện tích dương ở phía bên trong, nhờ đó mà trạng thái keocủa hạt dần dần bị phá vỡ do trung hòa điện tích

Các phản ứng xảy ra khi cho phèn nhôm vào nước :

Khi cho phèn nhôm Sunfat vào nước nó phân ly theo các giai đoạn:

Mức độ thuỷ phân Al2(SO4)3 tăng lên khi pha loãng dung dịch, khi tăng nhiệt độ

và giảm pH của dung dịch Cụ thể phụ thuộc vào một số yếu tố sau:

+ pH của nước: ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình thủy phân [11-T17]

pH > 4,5: không xảy ra quá trình thủy phân

pH > 7,5: Al(OH)3 tan đi, hiệu quả keo tụ hạn chế

Trang 40

pH tối ưu là 6-7,5 [12]

+ Nhiệt độ: Nhiêt độ nước cao, tốc độ keo tụ tăng, hiệu quả keo tụ đạt được càng

cao, giảm lượng phèn cho vào nước Nhiệt độ của nước thích hợp khi dùng phèn nhômvào khoảng 20-40oC, tốt nhất là 35-40oC [11-T17]

Ngoài ra, có một số các nhân tố khác cũng ảnh hưởng đến quá trình keo tụ nhưthành phần các ion trong nước, các hợp chất hữu cơ, liều lượng phèn, điều kiện khuấytrộn, môi trường phản ứng

Trong điều kiện kiềm hoá xảy ra các phản ứng sau:

2FeCl3 + 3 Ca(OH)2 = 2 Fe(OH)3 + 3 CaCl2

FeSO4 + 3 Ca(OH)2 = 2 Fe(OH)3 + 3 CaSO4

+ pH > 10 thì Fe(OH)3 tan đi, hiệu quả keo tụ hạn chế

pH tối ưu là: 5-10 [12]

Các muối sắt được sử dụng làm chất đông tụ có nhiều ưu điểm hơn so với muối nhômdo:

+ Tác dụng tốt hơn ở nhiệt độ thấp

+ Có khoảng pH tối ưu của môi trường rộng hơn

+ Các bông keo tạo thành có kích thước và độ bền lớn

+ Có thể khử được mùi vị khi có H2S

+ Trọng lượng đơn vị của Al(OH)3 = 2,4 còn của Fe(OH)3 = 3,6 do vậy keo sắt

vẫn lắng được khi trong nước có ít chất huyền phù [11-T17]

Tuy nhiên các muối sắt cũng có nhược điểm là chúng tạo thành các hợp chất có

màu qua phản ứng của các cation sắt với một số hợp chất hữu cơ [7-T121]

Để tăng cường quá trình keo tụ, tăng hiệu suất làm việc của các công trình xử lí,

có thể dùng thêm các chất trợ keo, các chất này có thể là các hợp chất cao phân tử nhưpoliacrilamit (PAA) hoặc axit silic hoạt hóa (SiO2), hàm lượng PAA lấy bằng 0,1-1,5

mg/l còn nếu dùng axit silic hoạt hóa lấy bằng 2-3 mg/l [11-T20]

Các Polyme cấu tạo mạch dài, phân tử lượng cao, khi phân ly trong nước chúnghấp phụ các hạt cặn bẩn trong nước thông qua cơ chế hấp phụ vật lí (dính bám) và hấp

40

Định dạng
Số trang	364
Dung lượng	5,47 MB