Tập 4 - Sổ tay hướng dẫn Xử Lý ô nhiễm môi trường

Bộ sổ tay gồm 10 tập hướng dẫn Xử Lý ô nhiễm môi trường - Sở KH CN & MT TPHCM

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

SỔ TAY HƯỚNG DẪN

XỬ LÝ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG TRONG SẢN XUẤT TIỂU THỦ CÔNG NGHIỆP

Tập 4 :

XỬ LÝ Ô NHIỄM

NGÀNH TẨY NHUỘM

\]\] Thành phố Hồ Chí Minh 1998 \]\]

MỤC LỤC

Mở đầu……… …….… ….2

1 Các vấn đề môi trường của ngành tẩy nhuộm……… 3

1.1 Sơ đồ công nghệ sản xuất……….………… 3

1 2 Bảng tóm tắt các tác nhân ô nhiễm chính ……… …………3

1 3 Tính độc hại của thuốc nhuộm hữu cơ……….5

1 4 Tiêu chuẩn kiểm soát chất thải ô nhiễm………8

2 Các phương pháp xử lý ô nhiễm……… ………… 9

2.1 Các công nghệ xử lý nước thải ngành tẩy nhuộm……….9

2.1.1.Xử lý bậc I……… 9

2.1.2 Xử lý bậc II………11

2.1.3 Xử lý bậc III……….13

2.1.4 Xử lý bùn ……….15

2.2 Xử lý khí thải và biện pháp thực hiện giảm thiểu ô nhiễm không khí ngành tẩy nhuộm ………16

2.2.1 Phương pháp hấp thụ………16

2.2.2 Phương pháp hấp phụ……….17

2.3 Khống chế ô nhiễm chất thải rắn……….18

2.4 Các điều kiện an toàn lao động trong ngành tẩy nhuộm………….18

2.5 Một số biện pháp sơ bộ thực tế nhằm giảm ô nhiễm ngành dệt nhuộm……….19

3 Các giải pháp xử lý ô nhiễm thực tiễn ngành tẩy nhuộm………20

3.1 Giải pháp xử lý………20

3.2 Quá trình vận hành, bảo trì hệ thống xử lý nước thải tẩy nhuộm………22

3.2.1 Chuẩn bị hóa chất……….22

3.2.2 Chuẩn bị điện cho động cơ………22

3.2.3 Vận hành hệ thống ……….22

3.2.4 Bảo trì………23

3.3 Hình ảnh một số hệ thống xử lý nước thải tẩy nhuộm đã xây dựng………24

4 Bảng khái toán kinh phí một số thiết bị chính xử lý nước thải tiểu thủ công nghiệp tẩy nhuộm bằng phương pháp hoá lý với qui mô theo mẻ ………26

5 Danh mục các đơn vị tư vấn……….28

CÁC TỪ VIẾT TẮT

BOD5 (Biochemical Oxygen Demand) : Nhu cầu oxy sinh hóa 5 ngày

LỜI NÓI ĐẦU

Cùng với sự phát triển của xã hội, ngành công nghiệp tẩy ở Việt nam đang gia tăng nhanh chóng Hiện nay chỉ riêng các cơ sở tẩy nhuộm tiểu thủ công nghiệp của thành phố Hồ Chí Minh có khoảng 75 cơ sở tẩy nhuộm Phát triển ngành tẩy nhuộm nhằm giải quyết công ăn việc làm, nâng cao đời sống của nhân dân Tuy nhiên công nghiệp tẩy nhuộm thải ra một lượng lớn chất thải gây ô nhiễm môi trường Các cơ sở tẩy nhuộm chưa có sự đầu tư thích đáng cho công tác xử lý chất thải và chưa quan tâm đúng mức đến vấn đề bảo vệ môi trường Để tiến tới phát triển bền vững, cuốn cẩm nang xử lý ô nhiễm trong ngành tẩy nhuộm là tài liệu cần thiết Nó là tài liệu hướng dẫn tổng hợp cho các cơ quan quản lý môi trường tiến hành các công tác quản lý, quan trắc, kiểm tra Đồng thời cũng là cơ sở để đơn

vị sản xuất phối hợp với các cơ quan nghiên cứu thực hiện triển khai kỹ thuật xử lý ô nhiễm ngành tẩy nhuộm

Để có thể chủ động và giảm nhẹ chi phí trong việc khắc phục ô nhiễm, các cơ sở cần nắm được những vấn đề chính của công nghệ xử lý nước thải thuộc da Trong tài liệu sẽ trình bày các giải pháp xử lý ô nhiễm phù hợp với điều kiện hiện nay của các cơ sở thuộc da tại thành phố Hồ Chí Minh, nó cũng thích hợp cả cho các cơ sở sản xuất trong các khu công nghiệp tập trung

Tài liệu này là một phần của Sổ tay hướng dẫn xử lý ô nhiễm môi trường trong sản xuất tiểu thủ công nghiệp tại Tp.HCM

CHỦ TRÌ : PGS.TS NGUYỄN THIỆN NHÂN

BIÊN SOẠN : ThS TRẦN ỨNG LONG

ThS DƯƠNG THỊ THÀNH

1 CÁC VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG CỦA NGÀNH TẨY NHUỘM

1.1 TÁC NHÂN VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC CHẤT Ô NHIỄM

1.1.1 Nước thải:

1.1.2 Khí thải:

1.1.3 Nhiệt

1.2 TÍNH ĐỘC HẠI CỦA THUỐC NHUỘM HỮU CƠ

Tính độc hại của thuốc nhuộm hữu cơ thường được thử trên các động vật Tính độc cấp được thử trên chuột viết tắt là LD50 nghĩa là liều lượng thuốc nhuộm hữu cơ sử dụng làm chết 50% số lượng chuột làm thí nghiệm, đơn vị tính là mg/kg

LD50 cũng coi như độc thuốc nhuộm đối với người

Phân loại liều lượng gây độc (thông qua đường ăn uống) theo EEC có ba mức như sau:

Nhóm1 Rất độc LD50 < 25mg/kg

Nhóm 2 Độc 25 < LD50<200mg/kg

Nhóm 3 Có hại 200<LD50<500mg/kg

Theo kết qủa nghiên cứu của Ciba Geigy (Thụy sĩ), loại thuốc nhuộm có tên thương mại là F có vòi cấu tạo hóa học khác nhau thì mức độ độc hại cũng khác nhau, cụ thể như sau:

- Loại Cibacro -Black F - 2B LD50 <2800mg/kg

- Cibacron Blu FR LD50 = 3135mg/kg

- Cibacron Navy FG LD50 = 3040mg/kg

- Các màu khác LD50 >5000mg/kg

Như vậy theo cách phân loại của EEC, thuốc nhuộm hữu cơ nói chung xếp vào loại từ rất ít độc đến không độc

Việc thử nghiệm ảnh hưởng của thuốc nhuộm lên da và mắt thỏ được phân cấp như sau :

- Không kích thích

- Kích thích nhẹ

Tóm lại: phần lớn thuốc nhuộm hữu cơ được xếp vào nhóm 1 và 2 Tuy nhiên vẫn

tồn tại một số loại thuốc nhuộm hoạt tính khi tiếp xúc trực tiếp với da gây dị ứng hoặc khi hít vào gây khó thở dẫn đến hen suyễn

Ngoài những thông số về tính độc cấp gần đây người ta còn phát hiện ra độc tính gây ung thư và nghi ngờ ung thư Thuốc nhuộm azo là nhóm lớn nhất dùng trong ngành tẩy, chiếm khoảng 65% trong tổng số các loại thuốc nhuộm dùng để nhuộm và in hoa Cấu tạo có gốc benzidin [H2N- -NH2] có tác dụng gây ung thư Hiện nay ở châu Âu đã có lệnh ngừng sản xuất thuốc nhuộm azo Nhưng người

ta vẫn tìm thấy trên thị trường thế giới vì chúng sản xuất tương đối rẻ và cho hiệu quả cao đặc biệt đối với màu đỏ tươi và đen tuyền Năm 1988 Ủy Ban MAK đã phân loại những thuốc nhuộm azo trong điều kiện khử có thể phân giải ra các arylamin gây ung thư

Dựa và khả năng gây ung thư người ta chia làm hai nhóm :

1 Nhóm MAK III A1 có khả năng gây ung thư cho người

2 Nhóm MAK III A2 gây ung thư cho động vật thí nghiệm

Thuốc nhuộm azo sinh ra các amin thơm trong điều kiện khử đó là các amin sau:

+ 2,4 - Toluenediamine, 2-amino - 4 Nitrotoluene, 4,4’ - diaminodiphenylmethane, 4,4’ - Thiodiaminline, 3,3 - Dimethoxybenzindine, Dichlorobenzidine, O - Aminoazotoluene, O-Anisidine, O-Toluidine, P-Aminoazobenzene, EC directive 76/548 Cat c2, P - Chloroamiline, P - Cresidine, 3,3’Dimethybenzidine thuộc nhóm MAK III A2

+ Benzindine, 4 Chloro - Toluidine thuộc nhóm MAK III A1

Theo Colour Index trong tổng số 132 loại thuốc nhuộm trong đó có tới 81 loại là thuốc nhuộm trực tiếp, còn 51 loại khác bao gồm như sau: Thuốc nhuộm axit:

28, thuốc nhuộm phân tán: 8, thuốc nhuộm bazơ: 7, thuốc cầm màu :2, thành phần diazo của thuốc nhuộm azo không tan: 5, azodiation base:1

Sự khác biệt về độ độc thủy sinh giữa các loại thuốc nhuộm không những

phụ thuộc vào bản chất, cấu tạo hóa học mà còn phụ thuộc vào hợp chất trung gian

và dư lượng các kim loại nặng trong thuốc nhuộm Lượng tạp chất kim loại trên phụ

thuộc vào nguyên liệu, điều kiện tiến hành phản ứng và phương pháp tinh chế Cần

có sự phân biệt giữa kim loại nặng là dư lượng với kim loại nặng là thành phần

“càng hóa” trong phân tử thuốc nhuộm vì loại này thường ảnh hưởng rất ít đến sinh

thái môi trường Do cấu trúc phân tử thuốc nhuộm hoạt tính phức kim loại bền vững

và không giải phóng ra các kim loại nặng, ngay cả khi có sự dao động mạnh về pH

và nhiệt độ Trong quá trình nhuộm, các thuốc nhuộm này được gắn chặt vào xơ sợi

bằng những liên kết bền vững

1.3 TIÊU CHUẨN KIỂM SOÁT CHẤT THẢI Ô NHIỄM:

NH3 mg/m3 300 100

Nước thải : - A Nước thải công nghiệp có các thông số và nồng độ các thành phần

bằng hoặc nhỏ hơn giá trị qui định trong cột A có thể đổ vào các vực nước dùng làm nguồn nước cấp sinh hoạt

- B Nước thải công nghiệp có các thông số và nồng độ các thành phần bằng hoặc nhỏ hơn giá trị qui định trong cột B có thể đổ vào các vực nước dùng cho mục đích giao thông thủy, tưới tiêu, bơi lội, nuôi trồng thủy sản, trồng trọt

- C Nước thải công nghiệp có các thông số và nồng độ các thành phần lớn hơn giá trị qui định trong cột B và không vượt quá giá trị trong cột C chỉ được phép đổ vào nơi qui định

- Nước thải công nghiệp có các thông số và nồng độ các thành phần lớn hơn giá trị qui định trong cột C thì không được phép thải ra môi trường

1.3.2 Khí thải:

Trong đó:

- Giá trị trong cột A áp dụng cho các cơ sở đang hoạt động

- Giá trị trong cột B áp dụng cho tất cả các cơ sở kể từ ngày cơ quan quản lý môi trường qui định

2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ Ô NHIỄM

2.1 CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI NGÀNH TẨY NHUỘM

Nước thải công nghiệp tẩy nhuộm là một trong những loại nước thải mang tính ô nhiễm mạnh và tác động sâu sắc đên môi trường Các chất thải ngành công nghiệp tẩy nhuộm chứa các gốc hữu cơ độc hại nằm dưới dạng ion và một số kim loại nặng Nước thải công nghiệp tẩy nhuộm rất đa dạng, phức tạp và thành phần không ổn định Hai nguồn nước thải gây ô nhiễm chủ yếu là:

- Nước thải từ công đoạn nấu : Trong công đoạn này nước thải có độ pH khá cao 9-12; Hàm lượng COD dao động trong khoảng 1.000 - 3.000mg/l Ở giai đoạn tẩy ban đầu độ màu của nước thải lên tới 1.000 Pùt - Co Hàm lượng các chất rắn lơ lửng 2.000mg/l; chất hoạt động bề mặt 10 -12mg/l Ngoài ra còn chứa thuốc nhuộm thừa, các chất oxy hóa, xenlulo, sáp, xút và các chất điện ly…

- Nước thải trong công đoạn nhuộm : Thành phần của loại nước thải này đa dạng và không ổn định Trong nước thải còn khoảng từ 30 đến 40 % thuốc nhuộm tồn tại ở nhiều dạng khác nhau làm cho độ màu lên đến 10000 Pt - Co Hàm lượng COD thay đổi trong khoảng 80 - 1800mg/l, pH 2 - 14

Xử lý nước thải tẩy nhuộm có nhiều phương pháp khác nhau đã được áp dụng ở Việt nam và các nước trên thế giới Mỗi phương pháp chỉ đạt được một hiệu quả nhất định đối với một vài chất ô nhiễm tương ứng, do vậy phải kết hợp cùng một lúc nhiều phương pháp khác nhau Công nghệ xử lý nước thải ngành tẩy nhuộm thường ứng dụng các quá trình xử lý cơ học, hóa học và sinh học nhằm loại bỏ các chất ô nhiễm như : Chất rắn lơ lửng (SS), Các chất hữu cơ (COD, BOD), độ màu, dầu mỡ, kim loại nặng

Hệ thống xử lý nước thải thông thường chia làm ba công đoạn: Xử lý bậc một, bậc hai và bậc ba Sơ đồ xử lý chung trình bày trong hình 1

2.1.1 Xử lý bậc I

Xử lý bậc một nhằm tách các chất rắn lơ lửng, chất rắn dễ lắng ra khỏi nước thải Rác, cặn có kích thước lớn loại bỏ bằng song chắn rác Cặn vô cơ (cát,

sạn, mảnh kim loại ) được tách ra khi qua bể lắng cát Xử lý bậc một là bước ban đầu cho xử lý sinh học Trong xử lý này thường có các thiết bị sau: Song chắn rác, bể lắng cát, bể điều hòa, bể trung hòa, bể thổi khí sơ bộ, bể lắng đợt một

+ Song chắn rác: thường được đặt trước bơm nước thải để bảo vệ bơm

không bị nghẹt bởi vải, sợi hoặc rác lớn Song chắn rác thường có kích thước khe hở

>15mm có thể giữ loại các tạp chất thô như sợi vải, lá cây, giấy, vải vụn

Rác có thể lấy đi bằng phương pháp cào rác thủ công hoặc cơ giới

Song chắn rác thường được đặt dưới một góc 60o với mặt phẳng ngang theo hướng nước chảy Rác sau khi thu gom có thể xử lý bằng các phương pháp sau: Chuyên chở đến bãi rác, chôn ngay trong khu vực xử lý, đốt cùng với bùn đã nén

+ Bể lắng cát: dùng để tách các tạp chất không tan trong nước thải mà chủ

yếu là cát Trong nước thải bản thân cát không độc hại nhưng nó sẽ ảnh hưởng xấu đến các công đoạn làm sạch nước thải Với các trạm xử lý nước có lưu lượng từ 100

m3 ngày đêm trở lên nhất thiết phải có bể lắng cát

Phân loại theo hướng và đặc tính chuyển động gồm có các loại bể lắng như sau: Bể lắng ngang, bể lắng đứng, bể lắng cát có thổi khí

+ Bể điều hòa: Đối với ngành công nghiệp tẩy nhuộm vấn đề điều hòa lưu

lượng và nồng độ là cần thiết vì :

* Các quá trình nhuộm, tẩy, giặt được thực hiện trong bồn chứa Hoạt động theo mẻ, chế độ xả là gián đoạn

* Thành phần tính chất, nồng độ của các loại nước thải khác nhau Ví dụ nước thải trong công đoạn nhuộm có giá trị pH thấp, độ màu cao, BOD thấp Trong khi đó nước thải công đoạn hồ có pH cao, độ màu thấp, BOD cao Việc điều hòa lưu lượng nước thải công nghiệp tẩy nhuộm có ý nghĩa quan trọng đối với quá trình xử lý hóa học và sinh học

Ổn định nồng độ nước thải giúp cho việc giảm nhẹ kích thước các bể xử lý, đơn giản hóa công nghệ, tăng hiệu quả Đồng thời nó có ý nghĩa rất lớn trong việc điều hòa nhiệt độ từ công đoạn nấu nhuộm trước khi đi vào hệ thống xử lý Để xáo trộn đều thể tích nước thải, chúng ta áp dụng các biện pháp thổi khí hoặc khuấy cơ học

+ Bể trung hòa: có tác dụng trung hòa nước thải tẩy nhuộm có độ kiềm

hoặc axit cao Để đạt được hiệu quả xử lý cao trước khi tiến hành xử lý sinh học cần tiến hành trung hòa nước thải tạo điều kiện thích hợp cho sự phát triển và hoạt động

Tác nhân trung hòa thường được sử dụng để xử lý nước thải axit là đá vôi, đá đôlômit, vôi, các loại xút và soda Tác nhân trung hòa kiềm là CO2, H2SO4 Các yếu tố cơ sở để lựa chọn tác nhân và phương pháp trung hòa thích hợp cho nước thải là :

- Lượng nước thải cần được xử lý

- Loại nước thải chứa axit hoặc kiềm

- Yêu cầu tác nhân trung hòa rẻ tiền, dễ kiếm

- Thiết bị đơn giản, dễ vận hành

Một số phương pháp trung hòa thường được sử dụng như:

- Trộn nước thải chứa axit và kiềm lại với nhau

- Cho qua lớp đệm đá vôi, xử lý bằng vôi trung hòa axit

- Trung hòa bằng NaOH, Na2CO3

- Sục khí CO2

- Trung hòa bằng H2SO4

Cần lưu ý rằng nước thải của ngành tẩy nhuộm thường có sự khác biệt tính chất nước thải ở các công đoạn khác nhau Do đó phương pháp trộn lẫn dòng nước thải có tính axit với dòng mang tính kiềm là phương pháp đơn giản và rẻ tiền nhất Quá trình trộn nước thải có thể là gián đoạn hay liên tục, thực hiện trong một ngăn hay nhiều ngăn liên tiếp có khuấy trộn Tuy nhiên để áp dụng thành công biện pháp này phải có những nghiên cứu chi tiết về chế độ xả các loại nước thải, lưu lượng xả cũng như thành phần của chúng Đồng thời phải có sự tính toán điều hòa dòng thải để phản ứng trung hòa các dòng thải diễn ra một cách thuận lợi Tùy theo chế độ thải biến động của lưu lượng và chất lượng nước thải, dòng nước thải đưa đi cũng phải được điều hòa lưu lượng cũng như nồng độ trong các thiết bị điều hòa để đảm bảo chế độ làm việc ổn định Sau khi trộn lẫn hai dòng thải có pH khác nhau mà độ

pH của dòng thải chưa phù hợp thì phải cho thêm hóa chất

2.1.2 Xử lý bậc II

Xử lý bậc hai là quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ bởi các hoạt động phân hủy của các vi sinh vật Các công trình xử lý sinh học hiếu khí được áp dụng cho ngành công nghiệp tẩy nhuộm là bể bùn hoạt tính, bể lọc sinh học, bể tiếp xúc quay, hồ sinh học Quá trình sinh học diễn ra trong môi trường hiếu khí là các chất hữu cơ hòa tan trong nước thải được các loại vi sinh vật hiếu khí oxy hóa bằng oxy hòa tan trong nước, phản ứng oxy hóa có thể biểu diễn như sau:

a Bể bùn hoạt tính

Phương pháp xử lý này chất thải hữu cơ được oxy hóa bởi các vi sinh vật trong bể aerotank Bùn trong bể là hệ vi sinh vật phức tạp bao gồm vi khuẩn, xạ khuẩn, vi nấm, động vật nguyên sinh, vi tảo Vai trò cơ bản trong quá trình làm sạch nước là các vi sinh vật, cứ 1g bùn hoạt tính có chứa 108 - 1014 tế bào vi sinh

Vi khuẩn có trong bùn hoạt tính thuộc các dạng Alaligenes, Achromobacter, Pseulomonas, Corynebacterium có thể chia vi sinh vật trong bùn hoạt tính làm 8 nhóm :

Nước thải được chảy liên tục vào bể aerotank, khí được đưa vào khuấy trộn cùng với bùn hoạt tính và cung cấp oxy cho vi sinh vật phân hủy các chất hữu cơ Vi sinh vật tăng trưởng và kết thành bông Hỗn hợp bùn này khi ra đến bể lắng II được lắng xuống, khoảng 50% bùn được quay trở lại để giữ ổn định mật độ vi sinh vật phân hủy

Bể aerotank thường đòi hỏi chế độ chảy nút, do đó chiều dài của bể lớn hơn nhiều lần so với chiều rộng Để đạt hiệu quả xử lý cao, cần đảm bảo nhu cầu dinh dưỡng để vi sinh vật phát triển tối ưu trong bể aerotank, hàm lượng BOD, N, P trong nước thải cần đảm bảo tỷ lệ BOD5: N: P bằng 100:5:1 hay COD : N: P bằng 150:5:1 Hoạt động của bể earotank có tải trọng thích hợp vào khoảng 0,3 - 0,6kg BOD5/m3ngày, hàm lượng bùn MLSS 1500 - 3000mg/l, thời gian lưu 4 - 8h, tỷ số F/M = 0,2 - 0,4, thời gian lưu của bùn là 10 - 15 ngày Hiệu quả xử lý loại BOD5 của bể đạt từ 45 đến 50%

Một dạng cải tiến của phương pháp bùn hoạt tính là phương pháp thông khí tăng cường, còn gọi là mương oxy hóa Trong phương pháp này có thể tăng hàm lượng MLSS lên đến khoảng 3000 - 6000 mg/l với thời gian lưu khoảng 8 đến 16h với độ sục khí cao hơn Hiệu quả xử lý loại BOD5 đạt từ 50 - 63% Xử lý nước thải bằng bùn hoạt tính sẽ khử được nhiều BOD nhưng đòi hỏi kích thước công trình lớn, sự giám sát chặt chẽ, thời gian lưu của nước kéo dài hơn

b Bể lọc sinh học

Nguyên tắc hoạt động diễn ra như sau: Nước thải chảy qua giá thể, chất hữu cơ trong đó bị phân hủy bởi hệ vi sinh vật gắn trên giá thể nhờ đó mà nước thải chảy qua được làm sạch Sau một thời gian lớp vi sinh vật bị bong ra và lớp mới hình thành Giá thể có thể bằng đá sỏi hoặc chất dẻo Kích thước của đá có đường kính trung bình là từ 25 đến 100mm chiều cao từ 4 - 12m Nước thải được phân bố đều trên mặt lớp vật liệu bằng hệ thống quay hoặc vòi phun Quần thể vi sinh vật bám dính trên giá thể tạo nên màng nhầy sinh học có khả năng hấp phụ và phân hủy chất hữu cơ trong nước thải

Thứ tự sắp xếp các lớp vi sinh vật trong giá thể như sau: Lớp màng nhầy bên ngoài khoảng 0,1 - 0,2 mm là loại vi sinh vật hiếu khí Lớp giữa là vi sinh vật hiếu khí tùy tiện Lớp trong là vi sinh vật kỵ khí Nguyên tắc của sự sắp xếp này là chiều dày vi sinh vật lớp ngoài hấp thụ hết oxy, do đó nước thải thấm vào lớp bên trong không còn oxy

Sự phát triển của các vi sinh vật làm cho chiều dày ngày càng tăng lên, chất hữu cơ bị phân hủy hoàn toàn ở phía ngoài vi sinh vật sống gần bề mặt giá thể thiếu nguồn chất dinh dưỡng sẽ dẫn đến tình trạng phân hủy nội bào mất khả năng

bám dính và bị tách ra khỏi giá thể Màng vi sinh tách ra khỏi giá thể nhiều hoặc ít phụ thuộc vào tải trọng hữu cơ và tải trọng thủy lực Tải trọng thủy lực ảnh hưởng đến tốc độ rửa trôi và đổi chất của màng nhày

Nước sau xử lý được thu qua hệ thống thu nước đặt bên dưới Hệ thống thu nước này có cấu trúc rỗ để tạo điều kiện cho không khí lưu thông trong bể Sau khi

ra khỏi bể nước thải vào bể lắng đợt II để loại bỏ các màng vi sinh vật tách ra khỏi giá thể

Nước thải sau xử lý có thể tuần hoàn để pha loãng nước thải đi vào bể xử lý sinh học Chất hữu cơ trong nước thải sẽ được phân hủy bởi các vi sinh vật hiếu khí trong môi trường lọc Hiệu quả xử lý của bể đạt từ 50 - 65% Lọc sinh học thường dễ sử dụng vì có tính linh động cao, chi phí vận hành thấp và có khả năng chịu đựng những tải trọng đột biến của nước thải

c Bể sinh học tiếp xúc quay

Thiết bị tiếp xúc sinh học quay là một loạt các đĩa tròn đặt gần nhau làm bằng polistyren hoặc policlovinyl Các đĩa này ngập một phần trong nước thải và có

cơ cấu quay tròn với tốc độ chậm Khi vận hành hệ thống vi sinh vật sẽ bám vào mặt đĩa tạo thành lớp trên mặt ướt của đĩa Đĩa quay tròn giúp cho các vi sinh vật có thể tiếp xúc được với không khí cùng với các chất hữu cơ có trong nước thải, tạo điều kiện để tiêu thụ các chất hữu cơ Đồng thời khi đĩa quay tạo nên lực cắt loại bỏ các màng vi sinh vật không còn khả năng bám dính giữ chúng ở dạng lơ lửng Nước sau khi qua thiếc bị được đưa qua bể lắng đợt II

Các quá trình sinh học đạt hiệu quả tốt khi :

+ Vật liệu trong bể được lựa chọn một cách cẩn thận

+ Hệ thống cung cấp khí đầy đủ

+ Sự kết hợp đồng thời của dòng nước thải và dòng khí thải đi lên

+ Hiệu quả làm sạch của bể

d Hồ sinh học

Có hai loại hồ phổ biến dùng để xử lý nước thải tẩy nhuộm đó là loại hồ tĩnh (không sục khí) và hồ sục khí Hồ tĩnh tồn tại hai chế độ phân hủy yếm khí phần đáy và hiếu khí phần bề mặt Trong hồ sục khí chỉ có quá trình phân hủy hiếu khí Ở hồ tĩnh và hồ sục khí khi có nồng độ chất hữu cơ thấp luôn xảy ra quá trình quang hợp Quá trình phân hủy của vi sinh vật là quá trình chuyển hóa các chất hữu

lại là quá trình tổng hợp của tảo là chuyển các chất vô cơ đơn giản thành những chất dinh dưỡng tích tụ trong cơ thể tảo Phân hủy hiếu khí và quang hợp là hai quá trình bổ trợ cho nhau Oxy cần cho quá trình phân hủy được cung cấp từ sản phẩm quang hợp của tảo Tảo sử dụng CO2 và NH4+ từ sản phẩm phân hủy của vi sinh vật cùng với các chất khoáng và năng lượng mặt trời để quang hợp tạo nên sinh khối tảo Sức tải của hồ có thể đạt 4,5kg BOD5/ha ngày

So với các phương pháp khác hồ sinh học có những ưu điểm sau:

- Xây dựng ít tốn kinh phí

- Công tác vận hành đơn giản

- Nhược điểm của hồ là tốn diện tích xây dựng

2.1.3 Xử lý bậc III

Xử lý nước thải trong công nghiệp tẩy nhuộm thường ứng dụng bậc cao để khử màu, độ đục, một số độc tố kim loại nặng và chất hữu cơ khó phân hủy sinh học Trong công đoạn xử lý này thường ứng dụng các quá trình hóa lý như keo tụ, tạo bông, lắng, lọc hấp phụ than hoạt tính, oxy hóa

a Quá trình oxy hóa

Phản ứng oxy hóa thường được ứng dụng để xử lý độ màu của nước thải công nghiệp tẩy nhuộm Quá trình oxy hóa khử diễn ra nhằm biến đổi các chất độc hại thành chất ít độc hại hơn hoặc không độc hại Chất có màu thành chất không màu hoặc giảm màu ở dạng cặn lắng hay dạng khí dễ bay hơi Các chất oxy hóa thường dùng là nước Javen (NaOCl), permanganat kali (KMnO4), NaHSO3 , Hipochlorin canxi (Ca(ClO)2) oxy (O2), ôzôn (O3), chlorine (Cl2), Hypochloride sodium, Hydrogen peroxyde (H2O2)

Có thể sử dụng chloirine ở dạng sắt sulfat để oxy hóa các chất nhuộm và khử BOD trong thuốc nhuộm Đồng thời Sulfur chlorine có tác dụng như là một chất trợ keo tụ Lượng chlorin cần thiết thường là khoảng 100 - 250mg/l Tác dụng đầu

tiên chlorine là chất oxy hóa chất nhuộm dạng hữu cơ để giảm độ màu

b Keo tụ tạo bông lắng

Trong công nghệ xử lý nước thải tẩy nhuộm quá trình keo tụ, tạo bông và lắng được sử dụng để xử lý các chất rắn lơ lửng, độ đục, độ màu Độ màu cao là một trong những đặc tính quan trọng nhất của nước thải tẩy nhuộm cần quan tâm hàng đầu trong công tác xử lý Độ đục và độ màu gây ra chủ yếu do các hạt keo có kích thước 10-7 - 10-8 cm Các chất này không thể lắng hoặc xử lý bằng phương pháp lọc mà phải sử dụng các chất keo tụ hoặc trợ keo tụ để liên kết các chất bẩn ở dạng lơ

Al2 (SO4)3 18 H2O + 3 Ca(OH)2 = 3 CaSO4 + 2 Al(OH)3 + 18 H2O Khi hydroxit nhôm ở dạng Al2O3 xH2O có thể biểu hiện tính axit hoặc bazơ Điện tích bông nhôm âm khi pH > 8,2 Ở trong khoảng pH < 7,6 hạt keo mang điện dương đó là các ion [Al(H2O)5OH]2+ , [Al(H2O)2(OH)2]+ ; [Al6(OH)12]6+ ; [Al10(OH)22]8+ Các ion dương tạo ra do thủy phân chất keo tụ sẽ kết hợp với các hạt keo có sẵn trong nước thải tạo thành phức không tích điện Chúng rất dễ dính vào nhau hoặc bám vào các chất rắn lơ lửng trong nước và tất cả cùng lắng xuống

Chất keo tụ thường là phèn nhôm, phèn sắt, vôi, Ca(OH)2 , MnO2 dung dịch silicat, MnSiO4 Khả năng kết bông phụ thuộc vào độ pH của môi trường Tính bền vững của các hạt keo là do lực tĩnh điện, với keo ưa nước được ổn định nhờ solvat hóa lớp nước bao quanh hạt keo cản trở sự kết tụ

Chất bổ trợ keo tụ : Silicagel hoạt hóa, - polime mạch ngắn có khả năng

liên kết các hạt hydrat nhôm lại Ở nồng độ quá cao ức chế hình thành bông tủa vì chúng mang điện tích âm Liều dùng thông thường là 5 - 10mg/l

Chất đa điện giải là những polime khối lượng phân tử lớn chúng tạo cầu liên kết giữa các hạt, nồng độ thường dùng là 1 - 5mg/l Có ba loại chất đa điện giải cationic - Hấp phụ lên keo âm, anionic - thay thế nhóm ion trên các hạt keo, không ion hóa - Hấp phụ liên kết hydrogen giữa các bề mặt rắn và nhóm phân cực trong polime, kitozan và alginat là những chất bổ trợ rất tốt

Thiết bị keo tụ : Để khuấy trộn nước thải với hóa chất và tạo bông người ta

dùng một số loại máy khác nhau Đơn giản nhất là máy trộn cánh quạt cơ giới Nhờ khuấy trộn nước thải chuyển động vòng và tạo bông Nhờ kết cấu thích hợp, một phần thể tích không bị xáo trộn, ở đây các bông tủa xuống và được hút ra ngoài Có thể xử lý nước trong các thiết bị tổ hợp chúng đảm bảo ba giai đoạn chính : Xáo trộn, keo tụ và làm trong nước

Sau khi keo tụ nước thải được xử lý tiếp tục bằng quá trình lọc Quá trình lọc thường ứng dụng để loại bỏ cặn lơ lửng trong nước thải Các vật liệu lọc trong bể như là: Cát, thạch anh, với các cấp phối hoặc dùng than emtrasit Vật liệu lọc

Kỹ thuật hấp phụ gồm hai loại: Hấp phụ tĩnh là chất hấp phụ được giữ ở

trạng thái lơ lửng nhờ khuấy trộn Hấp phụ động là lọc qua thiết bị cố định gọi là tháp hấp phụ Để xử lý nước thải chứa các thuốc nhuộm khó oxy hóa sinh hóa hoặc không thể keo tụ bằng chất keo tụ thì biện pháp hấp phụ than hoạt tính là hiệu quả nhất Hiệu quả xử lý giảm độ màu bằng phương pháp này đạt khoảng 90%

Chú ý: Không có biện pháp xử lý nào thỏa mãn hết tất cả các loại thuốc

nhuộm Biện pháp xử lý hiệu quả nhất tùy thuộc vào loại thuốc nhuộm và thành phần hóa học của thuốc nhuộm

Đối với loại thuốc nhuộm sulfur, vat, và khuyếch tán có thể xử lý băøng keo tụ phèn nhôm và không có hiệu quả đối với phương pháp dùng than hoạt tính

Nước thải nhuộm azoic, axit, bazơ,hoạt tính có thể được khử màu bằng than hoạt tính Đặc biệt phương pháp này tỏ ra rất hữu hiệu đối với loại nước thải nhuộm hoạt tính Ozon có thể khử màu hiệu quả đối với thuốc nhuộm hoạt tính nhưng lại rất kém đối với loại thuốc nhuộm khuyếch tán

2.1.4 Xử lý bùn

Bùn sinh ra trong quá trình xử lý nước thải thường ở dạng lỏng hoặc bán rắn có hàm lượng chất rắn khoảng 0,25 - 12% trọng lượng tùy thuộc vào công nghệ xử lý áp dụng Mục đích chính của quá trình xử lý là giảm độ ẩm và hàm lượng các chất hữu cơ trong bùn Tạo điều kiện thuận lợi cho việc thải bỏ hoặc sử dụng lại

Các quá trình nén, khử nước, làm khô bùn nhằm giảm độ ẩm Ủ và đốt dùng để xử lý chất hữu cơ trong bùn Nén bùn thực hiện bằng phương pháp lý học