2.3. Tổng quan về nước thải dệt nhuộm
2.3.2. Các phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm
- Phương pháp trung hòa: nhằm trung hòa nước thải dệt nhuộm có độ kiềm hoặc axit cao, quá trình trung hòa diễn ra liên tục hoặc theo mẻ.
Có nhiều phương pháp trung hòa khác nhau nhưng riêng đối với ngành dệt nhuộm nước thải từ các công đoạn sản xuất có độ chênh pH lớn, do đó phương pháp trộn lẫn dòng nước thải có tính kiềm và dòng nước thải có tính axit là phương pháp đơn giản và rẻ tiền nhất. Quá trình trộn lẫn nước thải có thể liên tục hay gián đoạn, thực hiện trong một ngăn hay nhiều ngăn liên tiếp có khuấy trộn. Tuy nhiên để áp dụng thành công phương pháp này cần 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 tính toán điều hòa dòng thải để phản ứng trung hòa các dòng thải diễn ra thuận lợi. Sau khi trộn lẫn hai dòng thải có pH khác nhau nếu pH của hỗn hợp vẫn chưa phù hợp thì phải tiếp tục điều chỉnh bằng hóa chất.
- Oxi hóa – khử: phản ứng oxi hóa thường được ứng dụng để xử lý độ màu của nước thải công nghiệp dệt nhuộm. Quá trình oxi hóa diễn ra nhằm biến đổi các chất độc hại thành chất ít độc hại hơn hoặc chất không độc hại. Chất màu thành chất không màu hoặc giảm màu ở dạng cặn lắng hay dạng khí dễ bay hơi. Các chất oxi hóa thường dùng là Javen (NaOCl), KMnO4, Ca(ClO)2, O3, Chlorine (Cl2)..
2.3.2.2. Xử lý hóa lý
- Keo tụ: đây là phương pháp rất thích hợp áp dụng cho xử lý nước thải dệt nhuộm. Quá trình đông keo tụ có thể làm giảm đáng kể hàm lượng các chất ô nhiễm như COD, BOD5, kim loại nặng và đặc biệt là độ màu. Trong phương pháp này người ta hay sử dụng các loại phèn nhôm hay phèn sắt, có thể kết hợp thêm sữa vôi. Về nguyên lý thì khi đưa các chất trên vào nước sẽ tạo thành các hydroxit không tan.
Trong quá trình lắng xuống các chất màu và các chất khó phân huỷ sinh học sẽ bị hấp phụ vào các bông keo này và cùng lắng xuống tạo thành bùn. Đôi khi để tăng quá trình tạo bông và trợ lắng người ta bổ sung các chất trợ tạo bông như các polyme hữu cơ.
- Tuyển nổi: thường sử dụng tách tạp chất lơ lửng nhỏ, không tan, nhẹ, lắng chậm, cũng có thể chúng được sử dụng để tách chất hòa tan, hoạt động bề mặt. Quá trình thực hiện bằng cách tạo các bọt khí nhỏ, các bọt khí dính kết với các hạt kéo chúng lên bề mặt và sau đó được thu gom nhờ thiết bị vớt bọt. Ưu điểm của phương pháp này là cấu tạo thiết bị đơn giản, vốn đầu tư và chi phí vận hành thấp, tốc độ cao hơn quá trình lắng.
- Một số các phương pháp khác: hấp phụ, trao đổi ion, phương pháp mang, phương pháp dùng chất oxi hoá mạnh. Đối với nước thải dệt nhuộm phương pháp này có thể khử được thuốc nhuộm hoạt tính, các chất độc ở trạng thái vết, khử muối và các chất hữu cơ không có khả năng phân huỷ sinh học.. thu hồi thuốc nhuộm cũng như các chất có giá trị trong nước thải.
Các phương pháp trên có ưu điểm là hiệu suất xử lý rất cao nhưng giá thành đầu tư rất lớn, không khả thi đối với các cơ sở sản xuất có quy mô vừa và nhỏ.
2.3.2.3. Xử lý sinh học
Sau khi xử lý hóa lý nước thải dệt nhuộm còn nhiều chất hữu cơ hòa tan sẽ được xử lý bằng phương pháp sinh học.
Phương pháp này dựa vào hoạt động của VSV để phân hủy các chất hữu cơ gây nhiễm trong nước thải. VSV sử dụng các chất hữu cơ và một số chất khoáng để làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng. Trong quá trình sống chúng nhận các chất dinh dưỡng để xây dựng tế bào sinh trưởng, sinh sản. Quá trình phân hủy các chất hữu cơ nhờ VSV gọi là quá trình oxi hóa sinh hóa.
Như vậy, khả năng xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học được đặc trưng bởi chỉ tiêu BOD và COD. Để có thể xử lý bằng phương pháp này, nước thải sản xuất cần không chứa chất độc và tạp chất, các muối kim loại nặng hoặc nồng độ của chúng không được vượt quá nồng độ cực đại cho phép và tỉ số BOD/COD ≥ 0,5.
Người ta có thể chia phương pháp sinh học dựa trên cơ sở khác nhau, nhưng nhìn chung có thể chia làm hai loại chính:
- Xử lý hiếu khí: là phương pháp sử dụng VSV hiếu khí. Để đảm bảo hoạt động sống của chúng, oxy được cung cấp liên tục và duy trì nhiệt độ ở khoảng 20 – 40oC.
Trong xử lý nước thải dệt nhuộm phương pháp hiếu khí được sử dụng rộng rãi hơn cả.
Tùy thuộc vào tải lượng ô nhiễm còn lại sau xử lý hóa lý và tiêu chuẩn xả thải có thể áp dụng một trong các quá trình sau:
Bể lọc sinh học: đây là công nghệ đơn giản được sử dụng tại châu Âu để làm sạch nước thải. Sau khi khử các tạp chất thô nước thải sẽ được phân phối trên bề mặt lớp vật liệu lọc như xỉ, đá, nhựa… Tại đây hình thành lớp màng sinh vật chứa số lượng lớn các VSV có khả năng làm sạch nước thải.
Bể bùn hoạt tính: bùn hoạt tính là loại bùn xốp, chứa nhiều vi sinh có khả năng oxy hóa và khoáng hóa chất hữu cơ chứa trong nước thải. Để giữ bùn ở trạng thái lơ lửng và đảm bảo oxy, bể luôn được làm thoáng. Sau đó nước thải được dẫn vào bể lắng đợt hai để tách bùn hoạt tính. Ở đây một phần bùn được tuần hoàn trở lại phần còn lại được đưa đến bể nén bùn.
Việc lựa chọn công trình phải tính đến khối lượng, đặc điểm về thành phần tính chất nước thải cũng như yêu cầu về chất lượng nước sau khi làm sạch.
Tỉ lệ BOD/COD≥ 0,5 thì thích hợp để xử lý sinh học. Nếu COD cao quá so với BOD thì nên chọn bể Aeroten với bùn hoạt tính được tái sinh riêng biệt. Nếu có nhiều chất lơ lửng thì không nên chọn bể lọc sinh học vì dễ gây tắc nghẽn vật liệu lọc.
- Xử lý kỵ khí: là phương pháp sử dụng các vi sinh vật kị khí. Để đảm bảo hoạt động của chúng cần duy trì không có oxy trong bể. Tùy từng trường hợp có thể sử dụng các loại bể sau:
Các loại bể lọc kị khí có vật liệu lọc: các bể lọc kị khí không phải là hệ thống lọc cơ học mà là hệ thống lọc sinh học trong điều kiện kị khí. Trong bể lọc người ta đặt vào đó các loại vật liệu lọc gọi là chất mang. Do đó mà VSV bám vào không bị rửa trôi theo dòng chảy.
Bể UASB: là phương pháp xử lý bằng bể phản ứng đi từ dưới lên qua lớp cặn lơ lửng, không sử dụng vật liệu bám mà sử dụng lớp cặn lơ lửng. Bể UASB được ứng dụng nhiều trong các công trình xử lý nước thải.