6.1. Hóa chất thải sau nhuộm
6.1.1. Nguồn gốc nước thải
Nước thải ra từ ngành công nghiệp dệt nhuộm rất đa dạng bao gồm các chất thải hữu cơ, chất màu, chất trợ và các chất độc hại khác...Nước được sửử̉ dụng rất nhiều trong q trình xửử̉ lý vải ướt. Có khoảng 88% nước sửử̉ dụng được thải ra dưới dạng nước thải và 12% thoát ra dưới dạng bay hơi. Hầu như tất cả các công đoạn nhuộm đều sửử̉ dụng nước và đặc biệt là thuôố́c nhuộm, chất hoạt động bề mặt, các chất hồ gây ô nhiễm môi trường rất lớn nếu không xửử̉ lý đúng cách.
Bảng 6.9 Dịng thải và chất ơ nhiễm cần quan tâm trong nước thải ngành dệt
Công đoạn
Giũ hồ
Nhuộm
In hoa
Hồn tất
Ngồi nước thải thì các tạp chất và hóa chất sửử̉ dụng trong q trình xửử̉ lí vải như các kim loại, hydrocacbon sửử̉ dụng trong q trình hồn tất kéo sợi thường được tách ra khỏi vải trước khâu xửử̉ lí cố́i cùng do đó gây nên sự ơ nhiễm trong nước thải.
6.1.2. Thành phần nước thải
Các tạp chất tách ra từ sợi như dầu mỡ, ligin, sáp, tạp chất chứa nito, bụi bẩử̉n bám trên sợi...chiếm khoảng 6% khơố́i lượng của xơ. Bên cạnh đó các hóa chất sửử̉ dụng cho quá trình nhuộm như: hồ tinh bột, xút, các loại axit, H2O2, Soda, Na2SO4...Các loại chất trợ, chất đều màu, thố́c nhuộm, chất ngấm, chất màu....Tuy nhiên lượng hóa chất sửử̉ dụng cho từng vật liệu nhuộm sẽẽ̃ khác nhau và phần dư thừa sẽẽ̃ đi vào nước thải tương ứng. Trong quá trình sản xuất lượng nước thải ra 12-300 m3/tấn vải đa phần là từ giai đoạn nhuộm và nấu tẩử̉y. Đáng quan tâm nhất là các loại thố́c nhuộm vì nó là nguồn gơố́c sinh ra kim loại, mố́i và màu trong nước thải.
Bảng 6.10 Chất gây ơ nhiễm và đặc tính của nước thải ngành dệt nhuộm
Cơng đoạn
Hồ sợi, giũ hồ
Nấu tẩử̉y Tẩử̉y trắố́ng Làm bóng Nhuộm In Hồn thiện
6.1.3. Ảnh hưởng của chất thải dệt nhuộm
Chất thải có độ kiềm cao sẽẽ̃ làm tăng pH của nước, độ kiềm cao đồng nghĩa với việc các thiết bị xửử̉ lý nước thải bị ăn mòị̀n. Lượng thải rắố́n lớn từ mố́i trung tính làm hại đến các loài thủy sinh do tăng áp suất thẩử̉m thấu, kiềm hãm quá trình trao đổi chất của tế bào thủy sinh. Hàm lượng tinh bột biến tính chứa BOD và COD làm giảm lượng oxi hòị̀a tan trong nước. Đồng thời chất màu dư trong quá trình nhuộm làm ảnh hưởng tới quá trình quang hợp của thủy sinh, tác động xấu tới cảnh quan môi trường. Như vậy thành phần các chất trong nước thải dệt nhuộm ảnh hưởng rất lớn đến sự sôố́ng của thủy sinh và là môố́i nguy hại đặc biệt cho mơi trường.
6.2. Thiết bị chính trong xử lý nước thải dệt nhuộm
Máy thổi khí - Máy khuấy chìm - Bể sinh học MBBR:
Hình 6.26 Máy thơi khí – máy khuấy chìm – bể sinh họọ̣c MBBR
Hình 6.27 Tháp giải nhiệt – bể điều hoá – bể phản ứng sinh họọ̣c
Bể lắố́ng hóa lý – Bể lọc áp lực – Máy ép bùn
Hình 6.28 Bể lắng hố lýý́ – bể lọọ̣c áp lực – máy ép bùn
6.3. Quy trình xử lý chất thải
Hệ thôố́ng xửử̉ lý nước thải áp dụng nhiều phương pháp khác nhau, mỗi phương pháp sẽẽ̃ phù hợp với một chất thải riêng và đạt một hiểu quả nhất định. Tuy nhiên công nghệ xửử̉ lý nước thải phải đáp ứng được điều kiện loại bỏ các yếu tôố́ thành phần như: độ màu, nhiệt độ, BOD, COD, chất rắố́n lơ lửử̉ng SS và kim loại nặng. Một sôố́ phương pháp phổ biến hiện nay như:
Phương pháp cơ học: thực hiện bằng cách chắố́n rác thô, tinh lọc cát để loại bỏ các vật chất có khơố́i lượng lớn, tách các hợp chất khơng hòị̀a tan.
Phương pháp hóa học: phương pháp này sửử̉ dụng các tác nhân hóa học để oxy hóa và trung hòị̀a các chất độc hại bằng quá trình khửử̉ trùng, keo tụ, tạo bơng hoặc oxy hóa khửử̉ bậc cao.
Phương pháp hóa – lý: kết hợp các q trình keo tụ hoặc tạo bông, lắố́ng, tuyển nổi, lọc bằng cát và than hoạt tính sẽẽ̃ tùy thuộc vào tính chất của nước thải để loại bỏ một phần chất hữu cơ tan, độ màu, SS cũng như kim loại nặng.
Phương pháp sinh học: dùng vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ có trong chất thải để loại bỏ BOD, COD. Đặc biệt phương pháp này còị̀n có thể kết hợp với q trình xửử̉ lý kỵ khí và hiếu khí.
Tháp giải nhiệt Bể chứa bùn Máy thổi khí Hóa chất Hóa chất Máy thổi khí Bể điều hịa Bể phản ứng Bể keo tụ tạo bơng
Bể lắng hóa lí Bể sinh học MBBR Bể lắng sinh học Bể chứa bùn hóa Bể metan
Hóa chất Trung gian + Khử màu
Bể lọc áp lực Nguồn tiếp nhận QCVN 13:2015/BTNMT Máy ép bùn Xử lí định kì Thuyết minh :
Hình 6.29 Quy trình xử lýý́ nước thải
Nước thải của nhà máy đi theo hệ thôố́ng thu nhận nước thải vào hôố́ thu của trạm xửử̉ lý. Trước hơố́ thu có đặt bẫy cát để loại bỏ cát và các vật thể nặng để nhằm bảo vệ thiết bị và cơng nghệ đường ơố́ng phía sau. Bên cạnh đó bẫy cát còị̀n ngăn chặn rác thô để loại tạp chất ra khỏi nước thải. Tiếp theo sau đó nước thải sẽẽ̃ được bơm lên tháp giải nhiệt.
Tháp giải nhiệt có các tấm tản nhiệt dùng để phân luồng nước nóng xả đều trên bề mặt tấm tản nhiệt, thông qua luồng khơng khí và hơi nước nóng ln chuyển tiếp xúc với
nhau, tại đây khơng khí và hơi nóng sẽẽ̃ trao đổi nhiệt với nhau. Sau đó nước nóng bị bơố́c hơi, hòị̀a vào trong khơng khí và được giải nhiệt để chảy xố́ng bể điều hòị̀a.
Tại bể điều hòò̀a lắố́p ráp các máy trộn chìm nhằm khuấy trộn đồng đều chất thải trong tồn diện tích bể, tránh hiện tượng cặn lắố́ng dưới đáy bể sinh mùi khó chịu. Điều đáng quan tâm là sự dao động của lưu lượng nên cần có phương pháp điều hòị̀a lưu lượng để khắố́c phục tình trạng này, cải thiện hiệu quả của các quá trình xửử̉ lý tiếp theo. Nước được đưa lên các hệ thơố́ng phía sau bằng bơm điều hòò̀a.
Thành phần nước thải chứa thố́c nhuộm, cặn bẩử̉n, các kim loại nặng,...có kích thước khá nhỏ nên chúng sẽẽ̃ chuyển động cùng các phân tửử̉ nước tạo nên hệ keo phân tán. Nhưng hệ keo này lại có độ bền nhỏ hơn độ bền của phân tửử̉ nước nên dễ bị phèn phá hủy. Tại bể phản ứng, hợp chất keo tụ gồm PVA và phèn sắố́t được đưa vào bể với một lượng nhất định và được kiểm soát bằng thiết bị điện tửử̉. Tại đây diễn ra các quá trình: khuấy trộn phèn với nước thải, thủy phân của phèn, phá hủy độ bền của hệ keo, dính kết hấp thụ và keo tụ do chuyển động nhiệt cũng như khuấy trộn. Dưới tác dụng của hệ thơố́ng khuấy, các hóa chất được trộn đều với nước thải và tiếp xúc với nhau, hình thành các bơng cặn nhỏ li ti trong bể và hỗn hợp nước thải sẽẽ̃ tự động chảy qua bể keo tụ bông.
Chất trợ keo tụ polymer mang điện tích âm. Còị̀n chất keo tụ cho vào nước thải mang điện tích dương (bao gồm phèn nhơm, phèn sắố́t, các polymer cao phân tửử̉). Chất trợ keo tụ và chất keo tụ kết hợp với nhau làm cho q trình lắố́ng bơng bùn diễn ra nhanh hơn. Tại bể keo tụ tạo bơng, hóa chất trợ keo tụ được cho vào bể với một lượng nhất định cùng với sự hỗ trợ của cánh khuấy, các bông cặn li ti từ bể phản ứng chuyển động va chạm, kết dính và hình thành nên các bơng cặn có kích thước lớn hơn nhiều lần so với ban đầu. Sau đó hỗn hợp nước và bơng cặn chảy sang bể lắố́ng hóa lý.
Nước và bông cặn chuyển động qua vùng phân phôố́i nước vào vùng lắố́ng của bể lắố́ng hóa lý bằng phương pháp lắố́ng trọng lực. Khi vào bể, các bông bùn này lại va chạm với nhau và tạo thành bơng bùn có kích thước lớn hơn. Vì các bơng bùn có khơố́i lượng riêng lớn hơn nước nên nó sẽẽ̃ lắố́ng xố́ng vùng chứa cặn của bể lắố́ng. Còị̀n nước sạch thu được ở phía trên máng răng cưa của bể lắố́ng và di chuyển vào bể sinh học MBBR.
Tại bể sinh học MBBR, sửử̉ dụng phương pháp sinh học hiếu khí từ nhóm vi sinh vật hiếu khí. Các vi sinh vật hiếu khí sẽẽ̃ phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải và thu nhận năng lượng để chuyển hóa tế bào, chỉ một phần chất hữu cơ bị oxy hóa hồn tồn thành CO2, H2O, NO3-, SO42-. Vi sinh vật tồn tại trong bùn hoạt tính của bể sinh học gồm Pseudomonas, Zoogloea, Achromobacter, Flacobacterium,... và hai loại vi khuẩử̉n
nitrat hóa Nitrosomonas, Nitrobacter. Để thực hiện q trình oxy hóa sinh hóa các chất hữu cơ hòò̀a tan, chất keo tụ, chất phân tán nhỏ trong nước thải cần di chuyển vào bên trong tế bào vi sinh vật. Tơố́c độ q trình oxy hóa phụ thuộc vào nồng độ chất hữu cơ, hàm lượng tạp chất, mật độ vi sinh vật, mức độ ổn định lưu lượng của nước thải ở trạm xửử̉ lý. Tải trọng chất hữu cơ của bể sinh học hiếu khí thường dao động từ 0,32 – 0,64kg BOD/m3.ngày đêm. Các phản ứng sinh hóa trong q trình phân hủy chất hữu cơ trong nước thải:
Oxy hóa các chất hữu cơ: CxHyOz + O2 → CO2 + H2O + y/2H
Tổng hợp tế bào mới: CxHyOz + O2 + NH3 → CO2 + H2O + C5H7NO2 + H2 + tế bào vi khuẩử̉n
Phân hủy nội bào: C5H7NO2 + O2 → 5CO2 + 2H2O + NH3 + H
Nước thải sau khi được xửử̉ lý ở bể sinh học MBBR sẽẽ̃ được đưa vào vùng phân bôố́ của bể lắố́ng sinh học. Phần nước sạch sẽẽ̃ được thu đều trên bề mặt bể lắố́ng bằng máng tràn răng cưa. Lúc này nước thải tự động chảy qua bể trung gian kết hợp cùng với chất khửử̉ trùng và khửử̉ màu.
Bể trung gian được sủi bọt khí để trộn đều hóa chất khửử̉ màu với nước thải. Hóa chất khửử̉ màu Super decolor khửử̉ tất cả các màu, ngay cả những chất quang sắố́c. Nước trong bể trung gian sau khi khửử̉ màu sẽẽ̃ được bơm qua bể lọc áp lực.
Bể lọc áp lực đa lớp vật liệu bao gồm: sỏi đỡ, cát thạch anh, than hoạt tính nhằm mục đích loại bỏ các chất rắố́n khơng hòị̀a tan, các chất lơ lửử̉ng, các halogen hữu cơ...nước sau khi lọc áp lực đạt tiêu chuẩử̉n sẽẽ̃ được thải ra môi trường.
Cuôố́i cùng bùn từ hôố́ thu, bể lắố́ng hóa lý và phần bùn dư trong bể lắố́ng sinh học được lưu trữ trong bể chứa bùn. Ngồi ra khơng khí được cấp vào bể chứa bùn để tránh mùi hôi do sự phân hủy của các chất hữu cơ. Bùn được loại bỏ nước bằng máy ép bùn khung bản. Phần bùn khơ sẽẽ̃ được lưu trữ và xửử̉ lí thu gom theo quy định. Phần nước sau khi ép sẽẽ̃ được ôố́ng vận chuyển về hôố́ thu của trạm xửử̉ lý.
6.4. Tiêu chuẩn quốc gia về nước thải công nghiệp dệt nhuộm
6.4.1. Giá trị tối đa cho phép các thông số ô nhiễm trong nước thảả̉i công nghiệp dệt
nhuộm khi xảả̉ ra nguồn tiếp nhận nước thảả̉i
Giá trị tôố́i đa cho phép các thông sôố́ ô nhiễm trong nước thải công nghiệp dệt nhuộm khi xả ra nguồn tiếp nhận nước thải được tính theo cơng thức:
Trong đó:
- Cmax là giá trị tôố́i đa cho phép của thông sôố́ ô nhiễm trong nước thải công nghiệp dệt nhuộm khi xả ra nguồn tiếp nhận nước thải.
- C là giá trị của thông sôố́ ô nhiễm trong nước thải dệt nhuộm.
- Kq là hệ sôố́ nguồn tiếp nhận nước thải ứng với lưu lượng dòị̀ng chảy của sơng, số́i, khe, rạch; kênh, mương; dung tích của hồ, ao, đầm; mục đích sửử̉ dụng của vùng nước biển ven bờ.
- Kf là hệ sôố́ lưu lượng nguồn thải ứng với tổng lưu lượng nước thải dệt nhuộm khi xả ra nguồn tiếp nhận nước thải.
Áp dụng giá trị tôố́i đa cho phép Cmax = C (không áp dụng hệ sôố́ Kq và Kf) đôố́i với các thông sôố́: nhiệt độ, pH.
Nước thải công nghiệp dệt nhuộm xả ra hệ thơố́ng thốt nước đơ thị, khu dân cư chưa có nhà máy xửử̉ lý nước thải tập trung thì áp dụng giá trị Cmax = C tại cột B của bảng dưới đây.
6.4.2. Giá trị C làm cơ sở tính tốn giá trị tối đa cho phép các thơng số ô nhiễm trong nước thải công nghiệp dệt nhuộm
Bảng 6.11 Giá trị C để làm cơ sở tính giá trị tối đa cho phép của các thơng số ô nhiễm trong nước thải công nghệ dệt nhuộm
TT 1 Nhiệt độ 2 pH 3 Độ màu (pH = 7) 4 BOD5 ở 20 ℃ 5 COD
6 Tổng chất rắố́n lơ lửử̉ng
(TSS)
7 Xyanua
9 Crôm VI (Cr6+)
10 Tổng các chất hoạt động bề mặt
Cột A quy định giá trị C của các thông sôố́ ô nhiễm trong nước thải công nghiệp dệt nhuộm khi xả ra nguồn nước được dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt.
Cột B quy định giá trị C của các thông sôố́ ô nhiễm trong nước thải công nghiệp dệt nhuộm khi xả ra nguồn nước khơng được dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt.
6.4.3. Hệ số nguồn tiếp nhận nước thải Kq
Bảng 6.12 Hệ số Kq ứng với lưu lượng dòng chảy của nguồn tiếp nhận nước thải
Lưu lượng dòò̀ng chảy của nguồn tiếp nhận nước thải (Q) Đơn vị tính: m3/s
Q≤50 50¿Q≤200 200¿Q≤500 Q¿500
Bảng 6.13 Hệ số Kq ứng với dung tích của nguồn tiếp nhận nước thải
Dung tích nguồn tiếp nhận nước thải (V) Đơn vị tính: m3
V≤10×106
10×106¿V≤100×106
Q¿100×106
Khi nguồn tiếp nhận nước thải khơng có sơố́ liệu về lưu lượng dòị̀ng chảy của sơng, số́i, khe, rạch, kênh, mương thì áp dụng hệ sơố́ Kq = 0,9; nguồn tiếp nhận nước thải là hồ, ao, đầm khơng có sơố́ liệu về dung tích thì áp dụng hệ sơố́ Kq = 0,6.
Vùng nước biển ven bờ dùng cho mục đích bảo vệ thủy sinh, thể thao và giải trí dưới nước, đầm phá nước mặn và nước lợ ven biển thì áp dụng hệ sơố́ Kq = 1.
Vùng nước biển ven bờ khơng dùng cho mục đích bảo vệ thủy sinh, thể thảo hoặc giải trí dưới nước thì áp dụng hệ sơố́ Kq = 1,3.
6.4.4. Hệ số lưu lượng nguồn thải Kf
Bảng 6.14 Hệ số lưu lượng nguồn thải Kf
Lưu lượng nguồn thải (F) Đơn vị tính: m3/24h
7. KẾẾ́T LUẬN
Trong thời gian thực tập, kết hợp kiến thức được trang bị trong nhà trường với tình hình thực tế tại cơng ty, chúng em đã đi sâu tìm hiểu, nghiên cứu “Tìm hiểu quy trình
cơng nghê ̣sản xuất Nhuôṃ-Hoàn tất của Công ty TNHH dệt nhuộm vảả̉i sợi
Hoàà̀ng Long ”.Từ thực tế của công ty đã bổ sung cho chúng em thêm nhiều kiến thức
thực tiễn mà trong nhà trường chúng em chưa được học. Tuy là thời gian thực tập chỉ vỏn vẹc̣n tuần nhưng nhóm em nhận thấy bản thân các thành viên đã học hỏi được rất nhiều điều từ bộ phận nhà máy nhuộm và toàn bộ tập thể anh chị em xưởng nhuộm đã nhiệt tình chỉ dẫn giúp đỡ nhóm em. Chúng em vô cùng trân trọng và biết ơn công ty đã tạo điều kiện cho chúng em được thực tập tại bộ phận nhà máy nhuộm. Nhờ có đợt thực tập này mà nhóm em có thể nhận ra được điểm mạnh và điểm yếu của bản thân mình, từ đó mà hồn thiện mình hơn trong tương lai. Do quá trình tìm hiểu thực tế và trình độ bản thân còị̀n nhiều hạn chế nên bài báo cáo này chưa được hoàn thiện như ý. Rất mong nhận được sự góp ý chân thành của Q thầy cơ để nhóm kịp thời sửử̉a chữa và phát huy trong những lần báo cáo sau.
Một lần nữa nhóm em chân thành cảm ơn tồn thể CB-CNV của cơng ty TNHH dệt nhuộm Hoàng Long đã cho chúng em có cơ hội được học tập. Nhóm em chân thành cảm ơn thầy TS.Nguyễn Văn Sơn đã nhiệt tình chỉ bảo, động viên giúp đỡ chúng em