Tính toán thiết kế hệ thống xử lý nước thải Dệt Nhuộm công suất 1500M3 ngày đêm

Trường ĐHSP Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG VÀ HÌNH CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHIỆP DỆT NHUỘM 1.1 Vai trò phát triển ngành dệt nhuộm 1.2 Quy trình công nghệ .4 1.3 Vấn đề môi trƣờng ngành dệt CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT LỰA CHỌN THIẾT KẾ .11 HỆ THỐNG NƢỚC THẢI 11 2.1 Đặc tính nƣớc thải yêu cầu nƣớc thải sau xử lý 11 2.2 Các phƣơng pháp áp dụng để xử lý nƣớc thải dệt nhuộm… 12 2.3 Lựa chọn hệ thống xử lý nƣớc thải 15 CHƢƠNG TÍNH TỐN CÁC THIẾT BỊ CHÍNH TRONG HỆ THỐNG.20 3.1 Các thiết bị xử lý sơ cấp 20 3.1.1 Song chắn rác 20 3.1.2 Tính tốn bể lắng cát 22 3.1.3 Tính tốn bể điều hòa 23 3.2 Các thiết bị xử lý cấp I 25 3.2.1 Bể đông keo tụ .25 3.2.1.1 Ngăn phản ứng .25 3.2.1.2 Ngăn tạo 27 3.2.1.3 .3 Tính tốn lượng hóa chất cần thiết cho vào bể đơng keo tụ 28 3.2.2 Bể lắng cấp I 32 3.3 Các thiết bị xử lý cấp II 33 Nguyễn Thị Hồng Hạnh K32A – Hóa Học 3.3.1 Bể trung hòa 33 3.3.2 Bể Aeroten 36 3.3.3 Bể lắng cấp II 39 3.3.4 Sân phơi bùn 40 3.3.5 Hệ thống khử trùng 41 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .43 TÀI LIỆU THAM KHẢO .45 PHỤ LỤC 46 CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHIỆP DỆT NHUỘM 1.1 Vai trò phát triển ngành dệt nhuộm Sản phẩm dệt may gắn liền với nhu cầu thiết thực chúng ta, nhu cầu cần thiết nhƣ cơm ăn nƣớc uống hàng ngày Xã hội phát triển, nhu cầu cao hơn, khơng dừng lại “mặc ấm” mà nâng lên thành mặc đẹp Đứng trƣớc hội nhƣ thách thức sống, ngành dệt nhuộm bƣớc vƣơn để ngày hoàn thiện hơn, đáp ứng tối đa tốt nhu cầu sống Dệt nhuộm đã, ngành công nghiệp mũi nhọn phát triển kinh tế - xã hội tồn cầu Dệt nhuộm Việt Nam khơng nằm xu Ở nƣớc ta, năm gần đây, dệt nhuộm trở thành ngành công nghiệp mũi nhọn sau ngành công nghiệp dầu mỏ Cùng với q trình cơng nghiệp hố, đại hố đất nƣớc, sản lƣợng ngành dệt nƣớc ta tăng trƣởng ngày nhanh số lƣợng, chất lƣợng, phong phú chủng loại màu sắc Sản phẩm dệt may không đáp ứng nhu cầu may mặc nƣớc mà có vai trò to lớn, đóng góp tích cực cho lĩnh vực xuất nƣớc ta Quy mơ tính chất cơng nghiệp dệt nhuộm ngày đƣợc quan tâm phát triển Bên cạnh nhữnh thành tựu đạt đƣợc, dệt may Việt Nam tồn số vấn đề Đó chƣa ổn định tốc độ phát triển chậm so với nƣớc khác Có nhiều nguyên nhân khác nhau, vấn đề công nghệ nguyên nhân Công nghệ lạc hậu dẫn đến tình trạng phát triển đặc biệt gây ô nhiễm môi trƣờng Nƣớc thải cơng nghiệp dệt nhuộm cần phải có quan tâm cần thiết Với mục tiêu đó, nhiệm vụ đề tài là: tính tốn thiết kế hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm công suất 1500m ngày đêm Để thực đƣợc nhiệm vụ trên, trƣớc hết phải tìm hiểu qua quy trình cơng nghệ dệt nhuộm 1.2 Quy trình cơng nghệ Ngành dệt ngành cơng nghiệp có quy trình sản xuất bao gồm nhiều công đoạn áp dụng nhiều loại hình cơng nghệ khác Đồng thời q trình sản xuất sử dụng nguồn nguyên liệu, hoá chất khác sản xuất nhiều mặt hàng có mẫu mã, màu sắc, chủng loại khác Nguyên liệu chủ yếu xơ bông, xơ nhân tạo để sản xuất loại vải cotton vải pha Ngoài ra, sử dụng ngun liệu nhƣ: lơng thú, đay, gai, tơ tằm để sản xuất mặt hàng tƣơng ứng Thông thƣờng, công nghệ dệt nhuộm gồm trình là: + Kéo sợi + Dệt vải xử lý (nấu tẩy) + Nhuộm, in hồn thiện vải Trên thực tế có nhiều sơ đồ cơng nghệ dệt nhuộm khác Quy trình sản xuất điển hình đƣợc mơ tả hình 1.1 Nguyên liệu đầu vào H2O, tinh bột, phụ gia Hơi nƣớc Kéo sợi, chải, ghép, đánh ống Hồ sợi Dệt vải Enzym NaOH Giũ hồ NaOH, hóa chất Hơi nƣớc Nấu H2SO4 H2O Chất giặt tẩy Xử lý axit, giặt H2O2, NaClO, hóa chất H2SO4 H2O2, chất tẩy giặt NaOH, hóa chất Dung dịch nhuộm H2SO4 H2O2, chất tẩy giặt Hơi nƣớc Hồ, hóa chất Nƣớc thải chứa hồ tinh bột, hóa chất Nƣớc thải chứa hồ tinh bột bị thủy phân, NaOH Nƣớc thải Nƣớc thải Tẩy trắng Nƣớc thải Giặt Làm bóng Nhuộm, in hoa Giặt Hồn tất, văng khổ Nƣớc thải Nƣớc thải Dịch nhuộm thải Nƣớc thải Nƣớc thải Sản phẩm Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý công nghệ dệt – nhuộm hàng sợi nguồn nước thải [1] * Xử lý sơ bộ: Chính q trình làm ngun liệu Ngun liệu thô đƣợc đánh tung, làm trộn Sau q trình làm sạch, bơng thu đƣợc dƣới dạng phẳng * Chải: Các sợi đƣợc chải song song tạo thành sợi thô * Kéo sợi, đánh ống, mắc sợi: Nhằm giảm kích thƣớc sợi, sợi ống nhỏ đƣợc đánh ống thành to để chuẩn bị dệt vải Tiếp tục mắc sợi, tức dồn ống để chuẩn bị cho công đoạn hồ sợi * Hồ sợi: Bằng hồ tinh bột tinh bột biến tính để tạo màng hồ bao quanh sợi, tăng độ bền, độ trơn độ bóng sợi để tiến hành dệt vải Cũng dùng loại hồ nhân tạo nhƣ polyvinylancol (PVA) * Dệt vải: Kết hợp sợi ngang với sợi dọc để hình thành vải mộc * Giũ hồ: Tách thành phần hồ bám vải mộc Vải sau đƣợc giặt nƣớc, xà phòng, xút, chất ngấm đem sang tẩy * Nấu vải: Loại trừ phần hồ lại tạp chất thiên nhiên sợi nhƣ dầu mỡ, sáp…nhằm tăng khả hấp phụ thuốc nhuộm vải, tăng độ mềm đẹp vải * Tẩy trắng: Để tẩy màu tự nhiên vải, làm vết bẩn Khi vải có độ trắng yêu cầu Sau tẩy tiếp tục giặt để loại hoá chất sử dụng * Làm bóng vải: Tăng độ bóng vải, xơ sợi xốp làm tăng khả bắt màu thuốc nhuộm * Nhuộm vải, in hoa: Nhuộm vải để tạo màu sắc khác vải Đây công đoạn gây ô nhiễm lớn nhà máy dệt nhuộm Nƣớc thải từ công đoạn bao gồm phần thuốc nhuộm dƣ không gắn vào vải tạp chất chứa vải Trong số trƣờng hợp muốn có vải in hoa ngƣời ta tiến hành tạo vân hoa vải Sau đó, vải đƣợc giặt nóng giặt lạnh nhiều lần, phần thuốc nhuộm phần hố chất khơng gắn vào vải vào nƣớc thải * Hồn tất, văng khổ: Tạo kích thƣớc theo yêu cầu cho vải, chống nhàu ổn định nhiệt 1.3 Vấn đề môi trƣờng ngành dệt Đi đơi với tăng trƣởng sản lƣợng vấn đề ô nhiễm môi trƣờng ngành dệt gây mức độ báo động; nguồn chất thải bao gồm nhiều loại: Khí thải, chất thải rắn, nƣớc thải, tiếng ồn…trong nƣớc thải mối quan tâm hàng đầu ngành sử dụng lƣợng lớn nƣớc, hoá chất, thuốc nhuộm chất trợ Tuy nhiên, mức độ ô nhiễm phụ thuộc vào mặt hàng sản phẩm công nghệ sản xuất Lƣợng nƣớc thải không xử lý trƣớc thải nguồn tiếp nhận gây ảnh hƣởng tới nguồn tiếp nhận, môi trƣờng sống lồi thuỷ sinh từ gián tiếp gây ảnh hƣởng tới sức khoẻ cộng đồng Do đó, sở dệt nhuộm, việc đề xuất phƣơng pháp giảm thiểu xây dựng hệ thống xử lý nƣớc thải cần thiết nhằm thực tốt quy định Nhà nƣớc mặt môi trƣờng đồng thời nhiệm vụ bảo vệ mơi trƣờng Để thực đƣợc điều đó, trƣớc hết phải xác định đƣợc đặc tính nƣớc thải Nói chung, nƣớc thải ngành dệt nhuộm gây nhiễm cao q trình sản xuất sử dụng hoá chất nhƣ: NaOH, H2SO4, Enzim, NaClO, loại thuốc nhuộm, chất trợ…Chính lƣợng thành phần hoá chất làm cho nƣớc thải ngành dệt nhuộm có BOD, COD, SS, độ kiềm cao, độ màu lớn (Bảng 1.1) Công Chất ô nhiễm nƣớc thải Đặc tính nƣớc thải Hồ sợi, Tinh bột, glucozơ, nhựa, sáp, chất BOD cao (34-50% tổng giũ hồ béo, PVA, cacboxylmetyl xellulo BOD) đoạn Nấu tẩy NaOH, chất sáp, dầu mỡ, tro, sôđa, Độ kiềm cao, màu tối, silicatnatri, xơ sợi, vụn BOD cao (30% BOD tổng) Tẩy trắng Hợp chất chứa clo, NaOH, axit Làm bóng NaOH, tạp chất Nhuộm In hoa Hồn thiện Các loại thuốc nhuộm, muối kim loại, CH3COOH Độ kiềm cao, BOD chiếm 5% BOD tổng Độ kiềm cao, BOD thấp (< 1%) Độ màu cao, BOD cao (6% BOD tổng), TS cao Chất màu, tinh bột, dầu, đất sét, muối Độ màu cao, BOD cao, dầu kim loại, axit Vết tinh bột, mỡ động vật, muối mỡ Kiềm nhẹ, BOD thấp, lƣợng thải nhỏ Bảng 1.1 Các chất nhiễm cơng đoạn q trình dệt nhuộm đặc tính dòng thải [1] Trong cơng đoạn nhuộm, mức độ gắn màu thuốc nhuộm vào vải khơng hồn tồn, lƣợng lại vào nƣớc thải gây ô nhiễm nƣớc Đồng thời công nghiệp dệt nhuộm có nhiều cơng đoạn giặt sau hồ sợi, tẩy trắng, nấu, làm bóng Lƣợng nƣớc sử dụng để giặt lớn nƣớc sau giặt chứa nhiều tạp chất Có thể nói, nƣớc thải ngành dệt đặc trƣng quan trọng dao động lớn lƣu lƣợng tải lƣợng chất nhiễm nƣớc thải, biến động theo mùa thời gian, tuỳ thuộc vào công nghệ sản xuất (Bảng 1.2) Thông số ô nhiễm pH Khoảng giá trị -14 COD (mg/l) 60 – 5000 BOD (mg/l) 20 -3000 SS (mg/l) 10 – 18000 3- PO4 (mg/l)