5.7. Máy sấy 1. Cấu tạo
6.1.2. Nguồn phát sinh nước thải
Thường tại các cơ sở sản xuất lớn mới có đầy đủ các công đoạn sản xuất, đặc biệt là ở công đoạn nhuộm mới có các nguồn thải lớn và nguy hiểm. Với các cơ sở nhỏ, chỉ đơn thuần công đoạn dệt vải thì phần thải gần như không đáng kể
Nguồn nước thải sản xuất ở mức ô nhiễm nặng từ các công đoạn hồ sợi, giũ hồ, làm bóng, nấu, tẩy nhuộm hoàn tất và in hoa. Những chỉ tiêu cần xem xét để đánh giá mức độ ô nhiễm nước thải của các cơ sở sản xuất bao gồm:
- Lượng nước thải sinh ra (vì nó liên quan đến tải trọng của hệ thống xử lý).
- Tổng lượng các chất rắn trong dòng thải (TSS). Đây là một thông số quan trọng đánh giá mức độ ô nhiễm của nước thải sản xuất đồng thời nó cũng dễ
dàng xác định được bằng các phương pháp không tốn kém lắm.
- Nhu cầu ôxy hoá học (COD). Trong tất cả các loại hình công nghiệp kể trên, hầu hết nước thải đều chứa một lượng lớn các chất hữu cơ và trong lĩnh vực môi trường, người ta hay sử dụng thông số BOD5. Tuy vậy, thông số này khó xác định hơn trong khi COD vừa dễ xác định, vừa có thể phần nào dự đoán được mức độ ô nhiễm hữu cơ cũng như khả năng xử lý nước thải bằng con đường sinh hoá (phương pháp xử lý rẻ tiền nếu có thể thực hiện được).
Theo đặc thù của từng loại hình công nghiệp, có thể đưa thêm các chỉ tiêu ô nhiễm khác như kim loại nặng đối với ngành cơ khí, các độc tố trong ngành công nghiệp dệt, giấy, da, hoá chất hoặc các dạng chất hữu cơ khó phân huỷ sinh học.
Nước thải công nghiệp dệt nhuộm rất đa dạng và phức tạp. Theo tính toán từ các loại hoá chất sử dụng như: phẩm nhuộm, chất hoạt động bề mặt, chất điện ly, chất ngậm, chất tạo môi trường, tinh bột, men, chất ôxy hoá... đã có hàng trăm loại hoá chất đặc trưng, các loại này hoà tan dưới dạng ion và các chất kim loại nặng đã làm tăng thêm tính độc hại không những trong thời gian trước mắt mà còn ảnh hưởng lâu dài đến môi trường sống.
- Nước thải ở các khâu hồ sợi chứa hàm lượng chất hữu cơ cao, pH vượt tiêu chuẩn xả thải. Tuy nhiên, công đoạn hồ sợi, lượng nước được sử dụng rất nhỏ, hầu như toàn bộ phẩm hồ được bám trên vải, nước thải chỉ xả ra khi làm vệ sinh thiết bị nên không đáng kể.
- Nước thải giặt tẩy: có pH dao động khá lớn từ 9 - 12, hàm lượng chất hữu cơ cao (COD = 1000 - 3000 mg/l) do thành phần các chất tẩy gây nên. Độ màu của nước thải khá lớn ở những giai đoạn tẩy ban đầu và có thể lên đến 10.000 Pt
- Co, hàm lượng căn lơ lửng SS có thể đạt đến trị số 2000 mg/l, nồng độ này giảm dần ở cuối chu kỳ xả và giặt. Thành phần chủ yếu của nước thải bao gồm:
thuốc nhuộm thừa, chất hoạt động bề mặt, các chất ôxy hoá, xenlulô, xáp, xút, chất điện ly...
- Công nghệ nhuộm sử dụng một lượng nước lớn phục vụ cho các công đoạn sản xuất và xả ra một lượng nước thải tương ứng, bình quân khoảng 50 - 300 m3/tấn vải. Trong đó hai nguồn ô nhiễm chính cần phải giải quyết là từ công đoạn dệt nhuộm và nấu tẩy.
Nước thải nhuộm thành phần thường không ổn định và đa dạng, thay đổi ngay trong từng nhà máy khi nhuộm các loại vải khác nhau, thậm chí ngay cả khi cùng một loại vải với loại thuốc nhuộm khác nhau. Môi trường nhuộm có thể là axit hoặc kiềm, hoặc trung tính. Cho đến nay, hiệu quả hấp thụ thuốc nhuộm của vải chỉ đạt 70 - 80%, 20- 30% các phẩm nhuộm thừa còn lại ở dạng nguyên thuỷ hoặc một số đã bị phân huỷ ở dạng khác, ngoài ra một số các chất điện ly, chất hoạt động bề mặt, chất tạo môi trường... cũng tồn tại trong thành phần loại nước thải này. Đó là nguyên nhân gây ra độ màu rất cao của nước thải dệt nhuộm.
Tuỳ theo từng loại phẩm nhuộm (phân tán hay trực tiếp, hoạt tính,...) mà ảnh hưởng đến tính chất nước thải, riêng trường hợp sử dụng phẩm phân tán, đối với một số mẫu nhất định, nước thải sau khi thử nghiệm có hàm lượng cặn lơ lửng thấp, nước trong suốt, độ màu không đáng kể, đa số cặn không tan lắng được. Trong số các loại hoá chất sử dụng cho giai đoạn nhuộm, các phẩm nhuộm hoạt tính, hoàn nguyên, trực tiếp thường thải ra ngoài môi trường với lượng phẩm nhuộm thừa lớn dẫn đến gia tăng hàm lượng chất hữu cơ và độ màu.
Thành phần và tính chất nước thải thay đổi liên tục trong ngày. Nhất là tại các nhà máy sản xuất theo qui trình gián đoạn, các công đoạn như giặt, nấu tẩy,
nhuộm đều thực hiện trên cùng một máy, do vậy theo từng giai đoạn, nước thải cũng biến đổi, dẫn đến độ màu, hàm lượng chất hữu cơ, độ pH, hàm lượng cặn đều không ổn định. Ngoài ra nước thải từ phân xưởng nhuộm còn được pha loãng một phần với nước thải sinh hoạt hoặc nước thải từ các công đoạn khác như dệt, lò hơi.
Nước thải công nghiệp dệt nhuộm gây ô nhiễm nghiêm trọng đối với môi trường sống, độ màu, pH, TS, COD, nhiệt độ vượt quá tiêu chuẩn cho phép xả vào nguồn. Hàm lượng chất hoạt động bề mặt đôi khi khá cao, lên đến 10 - 12 mg/l, khi thải vào nguồn nước như sông, kênh, mương tạo màng nổi trên bề mặt, ngăn cản sự khuếch tán của ôxy vào môi trường, gây nguy hại cho hoạt động của thuỷ sinh vật, mặt khác một số hoá chất chứa kim loại nặng như crôm, nhân thơm benzen, các phần chứa độc tố không những có thể tiêu diệt thuỷ sinh vật mà còn gây hại trực tiếp đến dân cư khu vực lân cận. Một số các bệnh nguy hiểm có thể gặp như bệnh ngoài da, ung thư...
Bên cạnh đó, độ màu của nước thải quá cao, việc xả liên tục vào nguồn nước đã làm cho độ màu tăng dần, dẫn đến hiện tượng nguồn nước bị vẩn đục, chính các thuốc nhuộm thừa có khả năng hấp thụ ánh sáng, ngăn cản sự hấp thụ của ánh sáng vào nước, do vậy thực vật dần bị huỷ diệt, sinh thái nguồn nước có thể bị ảnh hưởng.
Công nghệ dệt nhuộm gây ô nhiễm nặng đến môi trường một mặt do lượng chất rắn hoà tan rất lớn. Mặt khác, khối lượng nước thải cũng lớn, bình quân các nhà máy mỗi ngày thải từ 1000 - 3000 m3 vào cống thải, kênh mương.
Với lưu lượng lớn, nước thải tích luỹ, tồn đọng gia tăng mức độ ô nhiễm. Hơn nữa, chất lượng nước thường không ổn định, pH thay đổi liên tục gây khó khăn cho sự thích nghi, sinh trưởng của thuỷ sinh vật. Một số kim loại nặng tồn tại dưới dạng phẩm nhuộm, các hoá chất phụ trợ cũng rất nguy hại, là độc tố tiêu
diệt thuỷ sinh vật và ảnh hưởng trực tiếp đến sức khoẻ con người.
6.2. Phương pháp xử lý
Về nguyên lý, khi dùng phèn nhôm hay sắt sẽ tạo thành các bông hydroxyt nhôm hay hydroxyt sắt III. Các chất màu và các chất khó phân hủy sinh học bị hấp phụ vào các bông cặn này và lắng xuống tạo bùn của quá trình đông keo tụ.
Phương pháp này được ứng dụng để khử màu của nước thải và hiệu suất khử màu cao đối với thuốc nhuộm phân tán. Để tăng cường quá trình tạo bông và trợ lắng, người ta thường bổ sung chất tạo bông như polymer hữu cơ. Phương pháp này sinh ra lượng bùn lớn từ 0,5 – 2,5 kgTS/m3 nước thải xử lý. Bùn này cần được tách nước và chôn lấp đặc biệt. Ngoài khử màu, phương pháp này còn làm giảm COD đáng kể (60 – 70 %).
Phương pháp hấp phụ được dùng để khử màu nước thải chứa thuốc nhuộm hòa tan và thuốc nhuộm hoạt tính. Cơ sở của quá trình là hấp phụ chất tan lên bề mặt chất rắn (chất hấp phụ). Các chất hấp phụ thường dùng là than hoạt tính, than nâu, đất sét, cacbonat, magie, trong đó than hoạt tính là chất hấp phụ có bề mặt riêng lớn 400 – 1500 m2/g. Nhu cầu lượng than hoạt tính để xử lý nước thải có màu rất khác nhau, cần phải kiểm tra lượng sử dụng sao cho kinh tế nhất, trong đó cần phải tính đến sự tổn thất cho quá trình hoạt hóa nhiệt cho than từ 5 đến 10%.