Thiết kế hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm

TẠI SAO PHẢI THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM

a. Giới thiệu ngành dệt nhuộm ở Việt Nam

Trong những năm gần đây, vấn đề bảo vệ môi trường là chủ đề nhận được sự quan tâm của nhiều nước trên thế giới. Trong đó, vấn đề đặt ra tại các nước đang phát triển trong đó có Việt Nam là bên cạnh việc phát triển kinh tế thì phải gắn với bảo vệ môi trường thông qua việc xử lý các chất độc hại thải ra qua quá trình công nghiệp. Đặc biệt là ngành công nghiệp dệt nhuộm đang phát triển mạnh mẽ và chiếm kim ngạch xuất khẩu cao của Việt Nam. Ngành dệt nhuộm có nguồn gốc từ các làng nghề truyền thống, sản xuất thủ công từ rất lâu đời sau đó đã phát triển nhanh chóng và thu hút nhiều nguồn đầu tư do vậy nhiều nhà máy dệt nhuộm đã ra đời. Ngành công nghiệp này góp phần nâng cao đời sống, đáp ứng những nhu cầu cuộc sống của con người và còn thu hút nhiều nguồn lao động góp phần giải quyết được nhu cầu việc làm cho người dân và Việt Nam có hơn 1.300 doanh nghiệp đang hoạt động. Hiện nay, ngành công nghiệp này đã được đề xuất ưu tiên phát triển theo xu hướng công nghệ sạch, thân thiện môi trường: sử dụng các loại thuốc nhuộm và chất trợ thân thiện môi trường, kỹ thuật nhuộm đúng màu ngay lần đầu tiên, ứng dụng công nghệ sinh học trong sản xuất dệt nhuộm bền vững.

b. Quy trình sản xuất của ngành dệt nhuộm

Dệt nhuộm bao gồm nhiều công đoạn sản xuất phức tạp, tùy vào từng loại sản phẩm mà quy trình sản xuất có thể khác nhau. Sau đây là sơ đồ tổng quát về dệt nhuộm trong nhà máy:

Quy trình công nghệ sản xuất tổng quát của nhà máy dệt nhuộm

Sơ và sợi là nguyên liệu đầu vào dùng để sản xuất vải, vải sau khi được dệt thoi hoặc dệt kim đang ở dạng khô thì được gọi là vải mộc. Tiếp theo là giũ hồ nhằm loại bỏ các chất hồ, sự có mặt của các chất hồ sẽ cản trở khả năng thấm của các hóa chất trong các công đoạn phía sau. Quá trình nấu để tách triệt để các tạp chất ngoại lais au khi chúng được loại bỏ sơ bộ khi giũ hồ. Độ trắng của vải được cải thiện nhờ phản ứng oxy hóa khử và khử các tạo chất. Làm bóng sẽ làm tăng độ bền căng, độ láng bóng, tăng ái lực của thuốc nhuộm với vải. Nhuộm được thực hiện để phân bố đều ánh sắc trên mặc vải, các phân tử nhuộm sẽ gắn chặt và trong hoặc lên trên bề mặt vải. In hoa tạo ra các hoa văn trên vải, giặt vải để loại bỏ các chất hồ in, phần thuốc nhuộm chưa gắn màu. Hoàn tất là thao tác cuối cùng làm cho vải đẹp và hấp dẫn.

c. Hiện trạng nước thải của ngành dệt nhuộm

Bên cạnh sự đóng góp to lớn của ngành dệt nhuộm đem lại cho nên kinh tế nước nhà bên cạnh đó tình hình ô nhiễm môi trường từ ngành dệt nhuộm, đặc biệt là nước thải từ quá trình sản xuất phát sinh, ở nhiều khu vực vẫn chưa được kiểm soát chặt chẽ. Để tránh hiện trạng ô nhiễm môi trường hầu hết các nhà máy dệt nhuộm đã di dời sang những khu tập trung có hệ thống xử lý nước thải, tuy nhiên nhà máy nằm trong khu vực này chưa nhiều. Hầu hết các doanh nghiệp còn lại chỉ áp dụng những biện pháp xử lý thô sơ, nước thải sau xử lý vẫn chứa nhiều chất độc hại gây ô nhiễm môi trường đặc biệt là các làng dệt nhuộm truyền thống. Hiện nay, cũng đã có nhiều nhà máy bên cạnh việc xây dựng hệ thống xử lý nước thải tập trung thì còn áp dụng các giải pháp sản xuất sạch hơn thân thiện với môi trường.

Hình. Nước thải dệt nhuộm

THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM

Trong sản xuất vải, nước được sử dụng rất nhiều, lượng nước sử dụng sẽ thay đổi tùy theo công đoạn và mặt hàng sản xuất. Nước thải chủ yếu phát sinh từ các công đoạn sản xuất sợi, dệt vải, nhuộm, hoán tất,…Thành phần của nước thải phụ thuộc nhiều vào đặc tính vật liệu được nhuộm, thuốc nhuộm, phụ gia và các hóa chất khác. Nước thải dệt nhuộm nhìn chung rất phức tạp và đa dạng do sử dụng rất nhiều các hóa chất, nước thải gây ô nhiễm cho nguồn xả chủ yếu do độ đục, độ màu, lượng chất hữu cơ.

Bảng. Thông số ô nhiễm trong nước thải dệt nhuộm

STT Thông số ô nhiễm Đơn vị Giá trị
1 Nhiệt độ 0C 70
2 pH 5.6
3 Độ màu Pt-Co 1250
4 COD Mg/L 506
5 BOD Mg/L 300
6 Chất rắn lơ lửng (SS) Mg/L 95
7 Đục MgSiO2/L 145
8 PO43- Mg/L 1.31
9 SO42- Mg/L 76
10 Kim lọai nặng Mg/L Cr=0.3
  • Tiêu chuẩn xả thải của nước thải dệt nhuộm

Khi nhà máy dệt nhuộm đạt trong khu công nghiệp thì quy chuẩn xả thải sẽ tuân theo QCVN 40:2011 BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp.

Khi nhà máy nằm riêng biệt thì tiêu chuẩn xả thải được quy định theo QCVN 13:2015/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp dệt nhuộm.

Bảng. Giá trị C để làm cơ sở tính giá trị tối đa cho phép các thông số ô nhiễm trong nước thải công nghiệp dệt nhuộm.

STT Thông số Đơn vị Giá trị C
A B
1 Nhiệt độ oC 40 40
2 pH 6-9 5.5-9
3 Độ màu (pH=7) Pt-Co 50 150
4 BOD5 ở 20oC Pt-Co 30 50
5 COD mg/L 75 150
6 Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) mg/L 50 100
7 Xyanua mg/L 0.07 0.1
8 Clo dư mg/L 1 2
9 Crom VI (Cr6+) mg/L 0.05 0.10
10 Tổng các chất hoạt động bề mặt mg/L 5 10

 

Cột A quy định giá trị C của các thông số ô nhiễm trong nước thải công nghiệp dệt nhuộm khi xả vào nguồn nước được dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt.

Cột B quy định giá trị C của các thông số ô nhiễm trong nước thải công nghiệp dệt nhuộm khi xả vào nguồn nước không dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt.

TÁC ĐỘNG CỦA NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM GÂY RA

Với những tính chất của nước thải dệt nhuộm thì những người sống gần các nhà máy hoặc tiếp xúc với các loại nước thải thì có nguy cơ mắc bệnh rất cao. Nước thải dệt nhuộm làm giảm nồng độ oxy hòa tan trong nước (ảnh hưởng đến quá trình quang hợp của thực vật thủy sinh gây sự thiếu hụt oxy hòa tan trong nước), ảnh hưởng đến quá trình hô hấp của các loài động thực vật thủy sinh, mất vẽ đẹp mỹ quan, hủy diệt các động vật thủy sinh.

Các chất hóa chất sử dụng trong quá trình sản xuất gây ảnh hưởng rất lớn đến quá trình phân hủy của các vi sinh vật làm sạch nước. Các ion kim loại còn tham gia vào chuỗi thức ăn, từ đó gây ảnh hưởng cho sức khỏe con người.

Xơ sợi và các tạp chất thiên nhiên có trong xơ sợi bị loại bỏ trong công đoạn xử lý nước, gây tắc nghẽn dòng chảy. Các chất dinh dưỡng (N, P) sẽ gây ra hiện tượng phú dưỡng, ảnh hưởng đến chất lượng nước, sự sống thủy sinh. Các kim loại nặng, các hợp chất halogen hữu cơ có khả năng tích tụ trong cơ thể sinh vật với hàm lượng tăng dần theo chuỗi thức ăn trong hệ sinh thái nguồn nước, gây một số bệnh mãn tính đối với người và động vật.

HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM

a. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm

Tính chất nước thải giữ vai trò quan trọng trong việc thiết kế vận hành hệ thống xử lý cũng như quản lý chất lượng nguồn nước. Có rất nhiều phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm, tùy vào từng công nghệ xử lý mà hiệu suất xử lý sẽ khác nhau.

Hình. Hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm

Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm

Hình. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm

b. Thuyết minh sơ đồ công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm

Với những đặc trưng của nước thải dệt nhuộm như độ màu cao, COD và BOD cao công trình chính dùng để xử lý đó là cụm keo tụ tạo bông để xử lý độ màu và kim loại nặng, bể hiếu khí dùng để xử lý COD, BOD và Module MBR tiếp tục xử lý COD, BOD và lọc qua màng, một số công trình phụ để xử lý các thông số còn lại.

Nước thải từ các nguồn phát sinh theo mạng lưới thu gom chảy vào hố thu. Song chắn rác thô đặt trước hố thu nhằm loại bỏ các tạp chất có kích thước lớn ra khỏi nước thải. Sau đó nước thải sẽ được bơm lên tháp giải nhiệt;

Tháp giải nhiệt có chức năng luồng nước nóng xả đều trên bề mặt tấm tản nhiệt, thông qua luồng không khí và hơi nước nóng luân chuyển tiếp xúc với nhau, nước nóng và luồng không khí sản sinh trao đổi nhiệt với nhau, đồng thời bộ phận nước nóng bị bốc hơi, hơi nước nóng được hòa vào trong không khí, sau đó nước nóng được giải nhiệt chảy xuống bể điều hòa;

Tại bể điều hòa, có chức năng điều chỉnh lưu lượng và ổn định nước thải với thiết kế hệ thống thổi khí để hòa trộn nước thải trên toàn diện tích bể, ngăn ngừa hiện tượng lắng cặn ở bể, sinh ra mùi khó chịu. Bơm được lắp đặt trong bể điều hòa để đưa nước lên các công trình phía sau;

Bể keo tụ tạo bông, hóa chất điều chỉnh pH (NaOH) được châm vào để điều chỉnh pH tới giá trị tối ưu, song song đó cho hoá chất keo tụ vào nước thải mang điện tích dương (+) bao gồm PAC và phèn Nhôm được châm vào bể với liều lượng nhất định và được kiểm soát chặt chẽ bằng các thiết bị điện tử. Chất trợ keo tụ là các Polymer âm (-) kết hợp với hệ keo mang ion dương giúp cho quá trình lắng các bông bùn xảy ra nhanh hơn. Trong điều kiện môi trường thuận lợi cho quá trình keo tụ, hóa chất keo tụ và các chất ô nhiễm trong nước thải tiếp xúc, tương tác với nhau, hình thành các bông cặn nhỏ li ti trên khắp thể tích bể, va chạm, dính kết và hình thành nên những bông cặn tại bể keo tụ tạo bông. Hỗn hợp nước và bông cặn hữu dụng tự chảy sang bể lắng hóa lý;

Nước thải từ bể keo tụ tạo bông được phân phối vào vùng phân phối nước của bể lắng hóa lý, các bông cặn được lắng theo phương pháp lắng trọng lực. Các bông bùn này có khối lượng riêng lớn hơn nước nên tự lắng xuống tại vùng chứa cặn của bể lắng. Nước sạch được thu ở phía trên máng thu của bể lắng và chảy vào bể Aerotank.

Bể Aerotank hoạt động trong điều kiện cung cấp oxy liên tục nhờ hệ thống sục khí. Các vi sinh vật hiếu khí sẽ phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải và thu năng lượng để chuyển hóa thành tế bào mới, một phần chất hữu cơ bị oxy hóa hoàn toàn thành CO2, H2O, NO3 , SO42- ,… làm giảm nồng độ các chất gây ô nhiễm. Sau đó nước thải sẽ được bơm qua module MBR.

Module MBR:

  • Cung cấp một lượng vi sinh vật cần thiết để để khử BOD, COD, N, P… có trong nước. Các vi sinh vật hiếu khí sẽ sử dụng các chất hữu cơ có trong nước thải để làm dinh dưỡng đồng thời các chất hữu cơ đó sẽ được phân giải thành hợp chất đơn giản hơn.
  • Màng MBR: Nước thải sau đó sẽ được bơm qua màng lọc MBR, tại đây vi sinh vật, chất ô nhiễm, bùn hoàn toàn được giữ lại trên bề mặt màng chỉ có nước sạch mới qua được màng phần nước trong được bơm hút ra ngoài và phần bùn sẽ nằm lại trong bể và hút bỏ định kỳ. Vì kích thước lỗ màng MBR rất nhỏ (0.01 ~ 0.4 µm) nên bùn sinh học sẽ được giữ lại trong bể, mật độ vi sinh cao và hiệu suất xử lý tăng. Điều này tạo nên ưu điểm vượt trội giúp giảm thể tích bể và diện tích sử dụng. Nước sạch sẽ bơm hút ra ngoài mà không cần qua bể lắng, lọc và khử trùng. Máy thổi khí ngoài cung cấp khí cho vi sinh hoạt động còn làm nhiệm vụ thổi bung các màng này để hạn chế bị nghẹt màng. Để màn hoạt động hiệu quả thì ta nên vệ sinh màng MBR theo chu kì bằng cách bơm hóa chất và nước cất vào ngược lại màng MBR để vệ sinh bên trong màng lọc.

Bùn từ hố thu, bể lắng hóa lý được đưa tới bể chứa bùn để lưu trữ trong khoảng thời gian nhất định. Sau đó bùn được bơm qua máy ép bùn khuôn bản để loại bỏ nước. Bùn khô được lưu trữ tại kho trữ bùn trong thời gian nhất định. Bùn được các cơ quan chức năng thu gom và xử lý theo quy định. Nước từ bể chứa bùn và máy ép bùn theo đường ống chảy lại bể điều hòa của trạm để tái xử lý.

Như vậy ta có thể thấy rằng nước thải dệt nhuộm là loại nước thải có độ màu cao, nồng độ COD và BOD cao, các thông số này đều gây hại đến con người và môi trường do vậy việc xử lý nước thải này là điều bắt buộc trước khi thải ra môi trường, tránh gây ô nhiễm môi trường. Để nhận được tư vấn vui lòng liên hệ với chuyên viên WeMe để được hổ trợ và có thêm thông tin chi tiết hơn

weme.com.vn

WEME – ĐƠN GIẢN HƠN – Ý NGHĨA HƠN

CÔNG TY CỔ PHẦN NĂNG LƯỢNG WEME

Trụ sở chính: 124/1 Lý Thường Kiệt, Gò Vấp, Tp.HCM

Điện thoại: 0847.653.007

Email: wemecompany@gmail.com

Website: www.weme.com.vn

0906653007