Nước thải dệt nhuộm và công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm

Ngày đăng: 21 - 10 - 2020

Tổng quan về nước thải dệt nhuộm

Trong những năm gần đây, phát triển kinh tế gắn với bảo vệ môi trường là chủ đề tập trung sự quan tâm của nhiều nước trên thế giới. Một trong những vấn đề đặt ra cho các nước đang phát triển, trong đó, có Việt Nam là cải thiện môi trường ô nhiễm từ các chất độc hại do nền công nghiệp tạo ra. Điển hình như các ngành công nghiệp cao su, hóa chất, công nghiệp thực phẩm, thuốc bảo vệ thực vật, luyện kim,…đặc biệt là ngành dệt nhuộm đang phát triển mạnh mẽ và chiếm kim ngạch xuất khẩu cao của Việt Nam.
Ngành dệt nhuộm thu hút nhiều lao động góp phần giải quyết việc làm và phù hợp với những nước đang phát triển như nước ta. Tuy nhiên, hầu hết các nhà máy, xí nghiệp dệt nhuộm ở nước ta đều chưa có hệ thống xử lý nước thải mà đang có xu hướng thải trực tiếp ra sông, suối, ao, hồ,…loại nước thải này có độ kiềm cao, độ màu lớn, nhiều hóa chất độc hại đối với loài thủy sinh.

Nguồn gốc phát sinh nước thải

Các tạp chất tách ra từ vải sợi như: dầu mỡ, các tạp chất chứa Nitơ, các chất bụi bẩn dính vào sợi (chiếm 6% khối lượng xơ).
Hóa chất sử dụng: hồ tinh bột, H2SO4, CH3COOH, NaOH, NaOCl, H2O2, Na2CO3, Na2SO3,…các loại thuốc nhuộm, các chất trơ, chất ngấm, chất cầm màu, chất tẩy giặt.
Thành phần nước thải phụ thuộc vào: đặc tính của vật liệu nhuộm, bản chất của thuốc nhuộm, các chất phụ trợ và các hóa chất khác được sử dụng. Nguồn nước thải bao gồm từ các công đoạn chuẩn bị sợi, chuẩn bị vải, nhuộm và hoàn tất.

xử lý nước thải dệt nhuộm

Các loại thuốc nhuộm được đặc biệt quan tâm vì chúng thường là nguồn sinh ra các kim loại, muối và màu trong nước thải. Các chất hồ vải với lượng BOD, COD cao và các chất hoạt động bề mặt là nguyên nhân chính gây ra tính độc cho thuỷ sinh của nước thải dệt nhuộm.

Thành phần nước thải dệt nhuộm

Trong quá trình sản xuất, nguồn phát sinh nước thải dệt nhuộm chủ yếu ở các khâu giặt, làm mềm vải hay nhuộm. Thành phần các chất thải có trong nước thải dệt nhuộm có thể chia thành các nhóm sau.
• Các hoá chất, chất trợ (textile auxiliavies), các chất xử lý hoàn tất (finishing agents), phẩm nhuộm (dyestuffs), sử dụng các công đoạn khác nhau và hồ (siling agent) được tách ra.
• Các tạp chất thiên nhiên (naturelly occring dirt) muối, dầu mỡ trong sợi bông (cotton), sợi len (wool) .
• Sợi (fibers) bị tách ra do tác động hóa học và cơ học trong quá trình gia công xử lý.

Thành phần nước thải dệt nhuộm

Thành phần và tính chất đặc trưng của nước thải dệt nhuộm:
Nước thải tẩy giặt có pH dao động khá lớn từ 9 – 12. Hàm lượng chất hữu cơ cao (COD – 1.000 – 3.000 mg/l) do thành phần các chất tẩy gây nên. Hàm lượng cặn lơ lửng (SS) có thể đạt tới trị số 2.000 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 hóa, xenlulô, sáp, xút, chất điện ly…
Nước thải nhuộm có thành phần không ổn định. Thay đổi ngay trong từng nhà máy khi nhuộm các loại vải khác nhau. Thậm chí ngay cả khi cùng một loại vải với các loại thuốc nhuộm. Môi trường thuốc nhuộm có thể là axit, bazơ hay trung tính. Độ màu của nước thải khá lớn. Giai đoạn tẩy ban đầu có thể lên tới 10.000 Pt-Co.
Cho đến nay, hiệu quả hấp phụ thuốc nhuộm của vải chỉ đạt 60 – 70%. Còn 30 – 40% phẩm nhuộm ở dạng nguyên thủy hay một số đã bị phân hủy ở các dạng khác. Ngoài ra, một số chất điện ly, chất hoạt động bề mặt, chất tạo môi trường … cũng tồn tại trong thành phần nước thải này. Đó là nguyên nhân gây ra độ màu rất cao của nước thải dệt nhuộm.
Qua khảo sát thành phần nước thải chứa các nhóm hòa tan như: axit axetic, axit formic, chất oxy hóa (NaClO, H2O2), phẩm nhuộm trực tiếp, hoạt tính, axit, chất tẩy giặt, chất khử. Các nhóm không tan như: phẩm nhuộm azô, aline black, naphatine, tinh bột.
Mặt khác, thành phần và tính chất nước thải thay đổi liên tục trong ngày: các công đoạn như giặt, tẩy, nhuộm đều thực hiện trên cùng một thiết bị. 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.

Ảnh hưởng của nước thải dệt nhuộm đến con người và môi trường sống

Đối với con người:

Với những đặc trưng của nước thải dệt nhuộm thì những người sống gần khu vực có nước thải dệt nhuộm, hay những người tiếp xúc nhiều với loại nước thải nguy hiểm này thường mắc các bệnh về da, không khí bị ô nhiễm gây ra các bệnh về đường hô hấp như viêm mũi, viêm họng, tiêu hóa và suy nhược thần kinh là rất cao. Dần về sau những chất độc hại từ nước thải dệt nhuộm tích tụ ngày một nhiều trong cơ thể gây ra các bệnh mạn tính, sau đó là đột biến gen rồi hình thành các tế bào ung thư và di căn, cuối cùng là tử vong.

Đối với môi trường:

Nước thải chứa tinh bột xả từ khâu hồ sợi làm giảm nồng độ oxy hòa tan trong nước, ảnh hưởng đến quá trình hô hấp của các loài động thực vật thủy sinh. Ngoài ra, nước thải chứa tinh bột còn dễ xảy ra quá trình phân hủy yếm khí, phát sinh ra CH4, CO2, NH3, H2S gây mùi hôi thối ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng và gây ô nhiễm nguồn nước tự nhiên.

Ảnh hưởng của nước thải dệt nhuộm đến con người và môi trường sống

Các chất H2SO4, NaOCl, Na2SO4, NaCl, Na2S, Na2S2O4, chất tẩy rửa không ion, các hợp chất vòng thơm, tạo chất dầu,… xả ra từ khâu giặt sau nhuộm. Các chất formaldehyde, K2Cr2O7, tạp chất chứa kim loại nặng, NaCl, halogen hữu cơ, Na2SO4, thuốc nhuộm, Na2S2O4, hơi H2SO4, CH3COOH thải ra từ khâu nấu. Dầu hỏa, các chất hồ sợi dọc, chất nhũ hóa, chất làm mềm, chất tạo phức, NO2, thải ra từ khâu hoàn tất. Tất cả các chất ô nhiễm này gây ảnh hưởng rất lớn đến quá trình phân hủy của các vi sinh vật làm sạch nước. Ảnh hưởng đến quá trình quang hợp của thực vật thủy sinh gây sự thiếu hụt oxy hòa tan trong nước. Gốc hữu cơ kết hợp với các ion kim loại tạo thành các phức chất bền, khó phân hủy, gây tác hại nghiệm trọng đến môi trường. Các ion kim loại còn tham gia vào chuỗi thức ăn, từ đó dây ảnh hưởng cho sức khỏe con người. Đặc biệt nguy hại hơn nữa là sự có mặt của chất Clo hoạt tính trong nước thải sẽ kết hợp với các chất hữu cơ vòng thơm tạo thành những chất gây tiền ung thư. Xơ sợi và các tạp chất thiên nhiên có trong xơ sợi bị loại bỏ trong các công đoạn xử lý nước, gây tắc nghẽn dòng chảy.

Công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm

Sơ đồ công nghệ

Sơ đồ công nghệ

Hố thu

Nước thải từ các nguồn phát sinh theo mạng lưới thu gom chảy vào hố thu của trạm xử lý. Bẫy cát được đặt trước hố thu nhằm loại bỏ cát và các vật thể nặng để bảo vệ thiết bị và hệ thống đường ống công nghệ phía sau, song chắn rác thô để loại bỏ các tạp chất có kích thước lớn ra khỏi nước thải. Sau đó, nước thải sẽ được bơm lên tháp giải nhiệt.

Thiết bị lọc rác tinh đặt sau hố thu trước khi bơm lên tháp giải nhiệt để loại bỏ rác có kích thước nhỏ như: sợi vải, vải vụn,…làm giảm hàm lượng chất rắn trong nước thải.
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.

Bể điều hòa

Tại bể điều hòa, bố trí máy khuấy trộn chìm nhằm mục đích hòa trộn đồng đều nước thải trên toàn diện tích bể, ngăn ngừa hiện tượng lắng cặn ở bể, sinh ra mùi khó chịu. Điều hòa lưu lượng là phương pháp được áp dụng để khác phục vấn đề sinh ra sự dao động của lưu lượng, cải thiện hiệu quả hoạt động của các quá trình xử lý tiếp theo. Bơm được lắp đặt trong bể điều hòa để đưa nước lên các công trình phía sau.

Bể phản ứng

Trong nước thải có cặn bẩn, thuốc nhuộm, các sản phẩm vô cơ, chất ô nhiễm,…có kích thước nhỏ nên chúng tham gia chuyển động nhiệt cùng với phân tử nước tạo nên một hệ keo phân tán trong toàn bộ thể tích nước. Chúng có độ bền nhỏ hơn độ bền phân tử nên dễ phá hủy bằng phèn. Phèn cho vào nước thải nhằm làm mất độ keo thiên nhiên trong nước thải, đồng thời tạo ra hệ keo mới có khả năng kết hợp chất ô nhiễm thành những bông cặn, có hoạt tính bề mặt cao, dễ lắng. Các quá trình phản ứng diễn ra như sau:
– Khuấy trộn phèn với nước thải;
– Thủy phân của phèn;
– Phá hủy độ bền của keo (làm mất ổn định của hệ keo);
– Dính kết hấp thụ và keo tụ do chuyển động nhiệt và do khuấy trộn;
Tại bể phản ứng, hóa chất keo tụ (PAC và phèn sắt) được châm vào bể với liều lượng nhất định và được kiểm soát chặt chẽ bằng các thiết bị điện tử. Dưới tác dụng của hệ thống cánh khuấy với tốc độ lớn được lắp đặt trong bể, các hóa chất được hòa trộn nhanh và đều vào trong nước thải. 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. Hỗn hợp nước thải này tự chảy qua bể keo tụ tạo bông.

Bể keo tụ tạo bông

Chất keo tụ được cho vào trong nước thải mang điện tích dương, bao gồm phèn nhôm, phèn sắt và các loại Polymer cao phân tử khác tạo nên hệ keo mang điện tích dương. Chất trọ keo tụ là các Polymer âm phối hợp với hệ keo mang ion dương giúp cho quá trình lắng các bông bùn xảy ra nhanh hơn.
Tại bể keo tụ tạo bông, hóa chất trợ keo tụ (Polymer) được châm vào bể với liều lượng nhất định. Dưới tác dụng của hóa chất này và hệ thống motor cánh khuấy với tốc độ chậm, các bông cặn li ti từ bể phản ứng sẽ chuyển động, va chạm, dính kết và hình thành nên những bông cặn tại bể keo tụ tạo bông có kích thước và khối lượng lớn gấp nhiều lần các bông cặn ban đầu, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lắng ở bể lắng. Hỗn hợp nước và bông cặn hữu dụng từ chảy sang bể lắng hóa lý.

Bể lắng hóa lý

Nước thải từ bể keo tụ tạo bông được phân phối vào vùng phân phối nước của bể lắng.
Nước và bông cặn chuyển động qua vùng phân phối nước đi vào vùng lắng của bể lắng theo phương pháp lắng trọng lực. Khi hỗn hợp nước và bông cặn đi vào bể, các bông bùn va chạm với nhau, tạo thành những bông bùn có kích thước và khối lượng lớn gấp nhiều lần các bông bùn ban đầu. Các bông bùn này, sẽ 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 răng cưa bể lắng và chảy vào bể sinh học giá thể lưu động MBBR.

Bể sinh học MBBR

Bể sinh học MBBR là phương pháp sinh học hiếu khí sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí, hoạt động trong điều kiện cung cấp oxy liên tục. Quá trình phân hủy các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là quá trình oxy hóa sinh hóa. 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, chỉ một phần chất hữu cơ bị oxy hóa hoàn toàn thành CO2, H2O, NO3-, SO42-Vi sinh tồn tại trong bùn hoạt tính của bể sinh học bao gồm Pseudomonas, Zoogloea, Achromobacter, Flacobacterium, …và hai loại vi khuẩn nitrat hóa Nitrosomonas và Nitrobacter. Thêm vào đó, nhiều loại vi khuẩn dạng sợi như Sphaerotilus, Beggiatoa,…
Để thực hiện quá trình oxy hóa sinh hóa các chất hữu cơ hòa tan, chất keo và các chất phân tán nhỏ trong nước thải cần di chuyển vào bên trong tế bào vi sinh vật theo ba giai đoạn chính như sau:
– Chuyển các chất ô nhiễm từ pha lỏng tới bề mặt tế bào vi sinh vật;
– Khuếch tán từ bề mặt tế bào qua màng bán thấm do sự chênh lệch nồng độ bên trong và bên ngoài tế bào;
– Chuyển các chất trong tế bào vi sinh vật, sản sinh năng lượng và tổng hợp tế bào mới.
Tốc độ quá trình oxy hóa sinh hóa phụ thuộc vào nồng độ các chất hữu cơ, hàm lượng các tạp chất, mật độ vi sinh vật và mức độ ổn định lưu lượng của nước thải ở trạm xử lý. Ở mỗi điều kiện xử lý nhất định, các yếu tố chính ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng oxy hóa sinh hóa là chế độ thủy động, hàm lượng oxy trong nước thải, nhiệt độ, pH, dinh dưỡng và các nguyên tố vi lượng,…Tải trọng chất hữu cơ của bể sinh học hiếu khí truyền thống thường dao động từ 0,32 – 0,64 kg BOD/m3.ngày đêm. Nồng độ oxy hòa tan trong nước thải ở bể sinh học hiếu khí cần luôn luôn duy trì ở giá trị lớn hơn 2,5 mg/l.
Tốc độ sử dụng oxy hòa tan trong bể sinh học hiếu khí phụ thuộc vào:
– Tỷ số giữa lượng thức ăn (chất hữu cơ có trong nước thải) và lượng vi sinh vật (Tỷ lệ F/M);
– Nhiệt độ;
– Tốc độ sinh trưởng và hoạt độ sinh lý của vi sinh vật (bùn hoạt tính);
– Nồng độ sản phẩm độc tích tụ trong quá trình trao đổi chất;
– Lượng các chất cấu tạo tế bào;
– Hàm lượng oxy hòa tan;

Bể lắng sinh học

Nước thải sau khi qua bể MBBR được phân phối vào vùng phân phối nước của bể lắng sinh học. Cấu tạo và chức năng của bể lắng sinh học tương tụ như bể lắng hóa lý. Nước sạch được thu đều trên bề mặt bể lắng thông qua máng tràn răng cưa. Nước thải sau bể lắng sẽ tự động chảy sang bể trung gian chứa nước kêt hợp khử màu, khử trùng.

Bể trung gian kết hợp khử màu

Với thời gian lưu thích hợp, bể được sục khí để hòa trộn đều hóa chất khử màu với nước thải. Hiện nay, trên thị trường có nhiều loại hóa chất khử màu rất hiệu quả, đặc biệt là hóa chất khử màu có tên SUPER DECOLOR. Đây là hóa chất đặc biệt, khử được tất cả các màu , kể cả màu khó như chất quang sắc, đặc biệt hơn là SUPER DECOLOR hoạt động tốt mà không phụ thuộc vào các yếu tố nhiệt độ, pH, độ oxi hóa,…Nước sau khi qua bể trung gian kết hợp khử màu sẽ được bơm qua cụm lọc áp lực.

Cụm lọc áp lực

Bể lọc áp lực được sử dụng trong công nghệ này là bể lọc áp lực đa lớp vật liệu: sỏi đỡ, cát thạch anh và than hoạt tính để loại bỏ các chất lơ lửng, các chất rắn không hòa tan, các nguyên tố dạng vết, halogen hữu cơ nhằm đảm bảo độ trong của nước.
Nước sau khi qua cụm lọc áp lực đạt tiêu chuẩn xả thải ra môi trường theo QCVN 18:2015/BTNMT – Cột B.

Bể chứa bùn

Bùn từ hố thu, bể lắng hóa lý và phần bùn dư trong bể lắng sinh học được đưa tới bể chứa bùn để lưu trữ trong khoảng thời gian nhất định. Tại bể chứng bùn, không khí được cấp vào bể để tránh mùi hôi do sự phân hủy sinh học các chất hữu cơ.
Sau đó, bùn được bơm qua máy ép bùn khung bản để loại bỏ nước. Bùn khô được lưu trữ tại nhà chứa bùn trong khoảng thời gian nhất định. Sau đó, bùn được các cơ quan chức năng thu gom và xử lý theo quy định.
Nước từ bể nén bùn và máy ép bùn theo đường ống chảy trở lại hố thu của trạm để tái xử lý. Hố thu.

Công ty môi trường Nam Nhật– Đơn vị xử lý nước thải nhuộm hiệu quả, chất lượng, uy tín.

Trên đây là quy trình xử lý nước thải dệt nhuộm cơ bản. Còn nếu để đưa ra một quy trình xử lý nước thải dệt nhuộm chi tiết, hiệu quả xử lý cao, đạt chuẩn theo quy định nhà nước và phù hợp với tài chính của Quý khách hàng, Quý khách hãy liên hệ với Công ty Môi Trường Nam Nhật. Với đội ngũ nhân viên giàu kinh nghiệm, từng thực hiện rất nhiều dự án lớn nhỏ, Môi Trường Nam Nhật sẽ tư vấn, khảo sát trực tiếp, dựa theo mẫu nước thải của cơ sở cùng với mức đầu tư chi phí, diện tích sử dụng… sẽ đưa ra quy trình và dự toán thực hiện và báo giá hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm phù hợp nhất.

CÔNG TY TNHH XÂY DỰNG & CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG NAM NHẬT

Địa chỉ: 35/12 Nguyễn Tư Giản, Phường 12, Quận Gò Vấp, TP.HCM
Phone: 0376372014 – 0366936999
Email: moitruongnamnhat@gmail.com
Website: https://moitruongnamnhat.com/

0376372014