Tổng quan các công nghệ đang được áp dụng để xử lý nước thải ngành dệt nhuộm và đề xuất hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm

Đặt vấn đề: Phân tích vấn đề: I. Tổng quan ngành dệt nhuộm: 1. Sơ đồ công nghệ ngành dệt nhuộm 2. Nguồn gốc phát sinh ô nhiễm của ngành dệt nhuộm. 3. Đặc trưng về tính chất của nước thải dệt nhuộm. 4. Ảnh hưởng của nước thải dệt nhuộm đến môi trường. II. Các phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm: 1. Phương pháp cơ học. 2. Phương pháp hóa học. 3. Phương pháp hóa lý. 4. Phương pháp sinh học. III. Công nghệ xử lý nước thải đang được áp dụng: 1. Trên thế giới. 2. Tại Việt Nam IV. Tính toán thiết kế cho một nhà máy cụ thể( Qtb= 1500m3ngđ). V. Đề xuất công nghệ: C. Kết luận:

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

KHOA MÔI TRƯỜNG

TIỂU LUẬN:

Đề tài: “Tổng quan các công nghệ đang được áp dụng để xử lý nước thải ngành dệt

nhuộm và đề xuất hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm”

GVHD: THS Nguyễn Ngọc Tú

Nhóm: 04

DANH SÁCH THÀNH VIÊN NHÓM 04:

NỘI DUNG CHÍNH:

A. Đặt vấn đề:

B. Phân tích vấn đề:

I Tổng quan ngành dệt nhuộm:

1 Sơ đồ công nghệ ngành dệt nhuộm

2 Nguồn gốc phát sinh ô nhiễm của ngành dệt nhuộm

3 Đặc trưng về tính chất của nước thải dệt nhuộm

4 Ảnh hưởng của nước thải dệt nhuộm đến môi trường

II Các phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm:

2 Tại Việt Nam

IV Tính toán thiết kế cho một nhà máy cụ thể( Qtb= 1500 m3/ngđ).

V Đề xuất công nghệ:

C Kết luận:

A ĐẶT VẤN ĐỀ:

Ngành công nghệ dệt nhuộm có lịch sử lâu đời, góp phần thúc đẩy kinh tế

Tuy nhiên, đây cũng là một trong những ngành công nghiệp có đặc trưng gây ô nhiễm môi trường cao, gây tác động xấu cho môi trường xunh quanh và con người

Bên cạnh việc đầu tư thúc đẩy sự phát triển ngành dệt nhuộm cần có chiến lược phát triển bền vững, để giảm tác động xấu của nước thải đến môi trường

Nhưng trong thực tế, vấn đề này vẫn còn là khó khăn của doanh nghiệp, hoạt động nhằm bảo vệ môi trường chưa đạt hiệu quả cao

Xuất phát từ những bất cập đó, nhóm chúng em thực hiện đề tài: “Tổng quan các công nghệ đang được áp dụng

để xử lý nước thải ngành dệt nhuộm và đề xuất hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm”

B PHÂN TÍCH VẤN ĐỀ:

I. TỔNG QUAN NGÀNH DỆT NHUỘM:

1. Sơ đồ công nghệ ngành dệt nhuộm:

Thông thường, công nghệ dệt nhuộm thường gồm các quá trình cơ bản: kéo sợi, dệt vải và xử lý (nấu tẩy),

nhuộm và hoàn thiện vải Trong đó được chia thành các công đoạn:

- Làm sạch nguyên liệu;

- Chải, kéo sợi, đánh ống, mắc sợi;

- Công đoạn hồ, dệt vải;

1. Sơ đồ công nghệ ngành dệt nhuộm:

Sơ đồ 1: Công nghệ ngành dệt nhuộm.

2 Nguồn gốc phát sinh ô nhiễm của ngành 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 hoạt tính, các chất vô cơ (như Na2SO4) hoặc Na2S2O3, natrisulfua (Na2S), dung môi hữu cơ clo hoá, Crom VI, kim loại nặng, các polyme tổng hợp, sơ sợi, các muối trung tính, chất hoạt động bề mặt, độ màu,

pH, TS, COD, nhiệt độ cao.

  2 Nước mưa chảy qua các bãi vật liệu, rác của nhà máy Hàm lượng cặn lơ lửng lớn, BOD, COD rất cao

  3 Nước thải sinh hoạt phân ly cặn và sản phẩm Chứa nhiều đất cát, BOD, COD cao

Bảng1: nguồn gốc phát sinh ô nhiễm của ngành dệt nhuộm.

3 Đặc trưng về tính chất của nước thải dệt nhuộm:

- Nước thải dệt nhuộm nhìn chung rất phức tạp và đa dạng, đã có hàng trăm loại hóa chất đặc trưng như phẩm nhuộm, chất hoạt động bề mặt, chất điện ly, chất tạo môi trường, tinh bột men,chất oxy hóa…

- Đặc trưng quan trọng nhất của nước thải của nước thải từ các cơ sở dệt nhuộm là sự dao động lớn cả về lưu lượng

và tải lượng các chất ô nhiễm, nó thay đổi theo mùa, theo mặt hàng xuất và chất lượng sản phẩm

- Nước thải từ các cơ sở dệt - nhuộm có độ kị nước khá cao, có độ màu, nhiệt độ và hàm lượng các chất hữu cơ, tổng chất rắn cao

- Nước thải dệt nhuộm ô nhiễm nặng trong môi trường sống như độ màu, pH, chất lơ lửng, BOD, COD, nhiệt độ

đều vượt quá tiêu chuẩn cho phép xả vào nguồn tiếp nhận

3 Đặc trưng về tính chất của nước thải dệt nhuộm:

Công đoạn Chất ô nhiễm trong nước thải Đặc tính của nước thải

Hồ sợi, rũ hồ Tinh bột, glucose , polyvinyl, alcol, nhựa … BOD cao (34 – 50 tổng lượng BOD)

Nấu tẩy NaOH, chất sáp , soda , silicat và sợi vải vụn Độ kiềm cao màu tối , BOD cao

Tẩy trắng Hypoclorit, các hợp chất chứa Clo, axít, tạp

chất…

Độ kiềm cao , chiếm 5% BOD tổng

Làm bóng NaOH, tạp chất … Độ kiềm cao , BOD thấp (dưới 1% BOD tổng )

Nhuộm Các loại thuốc nhuộm, axít axetic, các muối

kim loại

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

In Chất màu, tinh bột, dầu muối , kim loại, axít… Độ màu cao , BOD cao

Hoàn tất Chất màu, tinh bột, dầu muối , kim loại, axít Kiềm nhẹ , BOD thấp …

Bảng 2: Đặc tính của nước thải dệt nhuộm (Nguồn: Khoa môi trường- Đại học Bách Khoa TPHCM)

4 Ảnh hưởng của nước thải dệt nhuộm đến môi trường:

- Không chỉ làm ô nhiễm nước mặt ở những ao, hồ, sông và nước ngầm trong khu vực mà còn có thể làm gia tăng dòng chảy mặt của nguồn tiếp nhận gây nên hiện tượng xói lở, tích tụ…

- Làm cho BOD5, COD cao, gây tác hại đến đời sống thủy sinh

- Gây ăn mòn các công trình thoát nước và xử lý nước thải

- Tạo ra mùi hôi và các chất khí như CH4, CO2, NH3, H2S, ô nhiễm hữu cơ

- Gây tắc nghẽn hệ thống xử lí và làm bẩn dòng chảy

- Gây ra sự thiếu hụt oxy hòa tan trong nước

- Làm cho các loại thủy sinh chết dần, làm biến đổi hệ sinh thái

4 Ảnh hưởng của nước thải dệt nhuộm đến môi trường:

Hình 1: Ô nhiễm môi trường nước

Hình 2: Làm chết cá

II, CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM:

1. Phương pháp cơ học:

1. Phương pháp xử lý cơ học:

* Hiệu quả của phương pháp xử lý cơ học:

- Có thể loại bỏ được đến 60% tạp chất không tan trong nước thải và giảm BOD đến 30% Để tăng hiệu suất công tác của các công trình xử lý cơ học có thể dùng biện pháp làm thoáng sơ bộ, hiệu quả xử lý có thể đạt 75% theo hàm lượng chất lơ lửng và 40 – 50 % theo BOD

2 Phương pháp xử lý hóa học:

* Ưu điểm nổi bật của các phương pháp hóa học so với các phương pháp hóa lý là biến đổi, phân hủy chất ô nhiễm (chất màu) thành các chất dễ phân hủy sinh học hoặc không ô nhiễm chứ không phải chuyển chúng từ pha này sang pha khác So với phương pháp vi sinh thì tốc độ xử lý chất thải bằng phương pháp hóa học nhanh hơn nhiều

* Bao gồm: + Khử hóa học

+ Oxy hóa hóa học

+ Oxy hóa tiên tiến

+ Ozon hóa

+ Oxy hóa pha lỏng

2 Phương pháp xử lý hóa học:

Hình 5: dây truyền xử lý nước thải dệt nhuộm bằng quá trình

oxy hóa tiên tiến AOPs

3 Phương pháp hóa- lý:

Cơ chế của phương pháp hóa – lý là đưa vào nước thải chất phản ứng nào đó, chất này phản ứng với các

tạp chất bẩn trong nước thải và có khả năng loại chúng ra khỏi nước thải dưới dạng cặn lắng hoặc dạng hòa tan không độc hại

Các phương pháp hóa lý thường sử dụng để khử nước thải là quá trình keo tụ, hấp phụ, trích ly, tuyển nổi

Sơ đồ 2: Bể tuyển nổi kết hợp với cô đặc bùn

4 Phương pháp xử lý sinh học:

Cơ sở: sử dụng các vi sinh vật để phân hủy các hợp chất hữu cơ trong nước thải

Đạt hiệu quả cao trong xử lý nước thải chứa các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học với pH, nhiệt độ, chủng vi sinh thích hợp và không chứa các chất độc làm ức chế vi sinh

Cần qua hai bước: tiền xử lý chất hữu cơ khó phân giải sinh học chuyển chúng thành những chất có thể phân hủy sinh học, tiếp theo là dùng phương pháp vi sinh

Xử lý vi sinh hiếu khí hoặc yếm khí

Quá trình yếm khí xảy ra sự khử còn quá trình hiếu khí xảy ra sự oxy hóa các chất hữu cơ

Có thể sử dụng kết hợp hai quá trình: yếm khí làm giảm độ màu và xử lý hữu cơ nồng độ cao, tiếp theo là hiếu khí để oxy hóa các amin sinh ra bởi các quá trình trước

III, CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM

ĐANG ĐƯỢC ÁP DỤNG:

1. Công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm trên thế giới:

Sơ đồ 3: Công nghệ tuyển nổi áp lực (Dissolved air flotation - DAF)

1 Công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm trên thế giới:

- Hệ thống DAF lần thứ hai được giới thiệu vào năm 1960 và được sử dụng rộng rãi đến ngày nay

- Thiết kế của hệ thống DAF với tốc độ tải trọng bề mặt dưới 5-7 m/giờ và thời gian keo tụ kéo dài gần 45 phút

- Công nghệ tuyển nổi áp lực có thể hình thành các bọt khí bám vào các hạt Nhiều chất ô nhiễm kích thước nhỏ, có trạng thái hợp thể trong nước ổn định, không thể lắng được trong các bể keo tụ - lắng thông thường, nhưng lại có thể dễ dàng loại bỏ bằng cách dính bám vào các bọt khí kích thước nhỏ (cỡ vài chục micromét) và nổi trên mặt nước dưới dạng bọt sau đó được tách ra khỏi nước

1. Công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm trên thế giới:

- Hiệu suất cao, diện tích chiếm đất ít

- Đầu tư thấp, chi phí vận hành giảm

- Khả năng kiểm soát quá trình và tự động hóa cao

* Nhược điểm:

- Các hạt bám dính không chắc chắn dễ bị rơi trở lại

2 Công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm tại Việt Nam:

2.1 Phương pháp hóa lý kết hợp sinh học:

Sơ đồ 4: Công nghệ xử lý bằng phương pháp hóa- lý kết hợp sinh học

2.1 Phương pháp hóa lý kết hợp sinh học:

* Ưu điểm:

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

- Hiệu quả xử lý cao

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

- Quy trình công nghệ đơn giản, dễ vận hành

- Chi phí thấp

* Nhược điểm:

- Nước thải ra chỉ đạt tiêu chuẩn loại B

- Bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ

2.1 Phương pháp hóa lý kết hợp sinh học:

Qua công nghệ xử lý trên, nước sau xử lý đạt loại B, chất lượng nước được thể hiện qua hình dưới

Hình 6 : Chất lượng nước thải dệt nhuộm sau xử lý

Nước sau xử lý độ màu không còn, đạt tiêu chuẩn xả thải và an toàn đối với môi trường tự nhiên Đây là công nghệ xử lý đạt QCVN 40:2011/BTNMT/cột B

2.2 Phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm bằng quy trình phức hợp:

- Ưu điểm:

+ Xử lý nước thải bằng phương pháp phức hợp đảm bảo kết quả ổn định vững chắc+ Sử dụng phèn làm chất keo tụ là sản phẩm rẻ tiền dễ kiếm

+ Tuyển nổi bằng không khí hòa tan làm giảm hàm lượng chất rắn hòa tan

+ Xử lý vi sinh tải trọng thấp nên hạn chế sản sinh bùn dư , không gây mùi

+ Tiêu thụ năng lượng tương đối thấp nhờ hệ thống cấp khí hiệu quả cao

IV TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHO MỘT NHÀ MÁY CỤ THỂ:

( Công suất Qtb= 1500m3 / ngày đêm)

2 Tính toán hệ thống:

2.1 Mương dẫn nước thải:

Gọi v là vận tốc nước chảy trong mương

Chọn v = 0,7 m/s

Chọn mương có tiết diện hình chữ nhật, có kích thước bề rộng mương Bk= 2h với h là độ sâu mương dẫn

ta có tiết diện mương :

F = Qmax/v= 0.043/ 0.7= 0.061 m2

Chọn Bk= 0,3 => h = 0,15m

2 Tính toán hệ thống:

2.2 Song chắn rác:

Sơ đồ 5: Sơ đồ cấu tạo song chắn rác có tiết diện hỗn hợp giữa hình trong và hình chữ nhật

2.2 Song chắn rác:

α= 600

Kết quả:

STT Tên thông số Đơn vị Số lượng

Trong đó hi: chiều cao hữu ích của bể, hi=2.5m

h: chiều cao mực nước, h=1m

hbv: chiều cao bảo vệ, hbv= 0.5m

- Chọn bể tiếp nhận có tiết diện ngang là hình vuông, tiết diện bể tiếp nhận:

F = V/hi= 39.06/2.5= 15.624m2

- Kích thước của bể: a≈ 3.95m

Chọn a= 4m

2.3 Bể tiếp nhận:

- Thể tích thực của bể:

Vt = a2*H= 42* 4 = 64 m3

- Kết quả:

2.4 Bể điều hòa:

Chiều cao bể xây dựng:

Trong đó: H: chiều cao hữu ích của bể, m

hbv: chiều cao bảo vệ hbv=0.5m

Kích thước của bể điều hoà LxBxH = 11,7m x 8m x 3,5m

Thể tích thực của bể :

 

2.4 Bể điều hòa:

- Kết quả:

1 Lưu lượng giờ lớn nhất, Qmaxh m3/h 156.25

2 Thời gian lưu nước, t h 2

2.5 Bể phản ứng:

Dung tích bể: V = Q x t = 62,5 (m3/h) x 30 (phút/60 phút/h) = 31,25 (m3)

Trong đó:

Q : Lưu lương nước thải trung bình giờ, (m3/h)

t : Thời gian lưu nước trong bể, chọn t = 30 phút (t = 20 ÷ 30 phút) [Nguồn: TCVN 7957 – 2008]

Theo chiều dài của bể ta chia làm 2 buồng bằng 1 vách ngăn hướng dòng dày 100mm theo phương thẳng đứng, kích thước chiều rộng và chiều cao của mỗi buồng là: 2,5m x 2m

Tiết diện ngang của ngăn phản ứng: f = B x H = 2,5 x 2 = 5(m2)

2.5 Bể phản ứng:

Chiều dài bể:

Chiều dài mỗi buồng: l = 3,13 (m)

Dung tích mỗi buồng: 3,13m x 2,5m x 2m = 15,65 (m3)

Tổng chiều cao bể ứng với chiều cao bảo vệ bằng 0,5m:

2.5 Bể phản ứng:

- Kết quả:

Kích thước bể tạo bông Chiều dài L m 6,55

Bảng 6: Tóm tắt thông số thiết kế bể phản ứng.

2.6 Bể lắng 1:

Áp dụng các công thức:+

+

+

+ Tải trọng máng tràn: + Hiệu quả lắng cặn lơ lửng: + Công suất bơm:

 

2.6 Bể lắng 1:

- Kết quả:

Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị Đường kính bể lắng D m 7,7

Chiều cao xây dựng bể lắng Hxd m 3,7

Đường kính ống trung tâm D m 1,5

Chiều cao ống trung tâm h m 1,5

Thể tích bể lắng I Vt m3 165,7

Bảng 7: Tóm tắt thông số thiết kế bể lắng 1.

2.7 Bể aerotank:

Hàm lượng BOD5 trong nước thải dẫn vào Aerotank = 573,62 (mgBOD5/l) và SS = 241,92 (mg/l) tỷ số

BOD5/COD = 0,7 nằm trong khoảng cho phép (0,5 – 0,7) phù hợp với phương pháp xử lý hiếu khí [Theo Trịnh

Xuân Lai].

2.7 Bể aerotank:

- Kết quả:

Thông số Kí hiệu Đơn vị Giá trị

Thời gian lưu nước t ngày 0,66

2.8 Bể lắng 2:

Bảng 9: Tóm tắt thông số thiết kế bẻ lắng 2

C ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ:

Nhận xét về công nghệ đề xuất:

Công nghệ được đề xuất là công nghệ tối ưu đảm bảo xử lý nước đầu ra đạt chuẩn QCVN

Kết hợp được cả phương pháp hóa lý và sinh học

Áp dụng phương pháp xử lý hóa lý giúp xử lý được kim loại nặng có trong nước thải Sử dụng phương pháp sinh học giúp xử lý Tổng Nito và Tổng Phopho, SS, BOD, COD hiệu quả cao Xây dựng ít tốn diện tích Công nghệ này điều khiển vận hành đơn giản và chi phí phù hợp

Đòi hỏi người vận hành phải hiểu rõ về quá trình keo tụ, tạo bông trong xử lý hóa lý

D KẾT LUẬN:

Ngành công nghệ dệt nhuộm là ngành đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân

Tuy nhiên hậu quả của nước thải khi tác động đến môi trường là không hề nhỏ, đòi hỏi phải có phương

pháp xử lý kịp thời

Tùy theo đặc trưng nước thải khi sản xuất các loại mẫu mã sản phẩm khác nhau để lựa chọn công nghệ

cho phù hợp, đạt hiệu quả tốt nhất

Áp dụng công nghệ và tính toán chính xác, cụ thể khi thiết kế hệ thống xử lý

CẢM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ CHÚ Ý LẮNG NGHE!!!