1
Nghiên cứu hiện trạng và đề xuất giải pháp
nhằm nâng cao hiệu quả của hệ thống xử lý
nước thải tẩy nhuộm tại làng nghề Phương La
Xã Thái Phương, Huyện Hưng Hà,
Tỉnh Thái Bình
Nguyễn Thu Hiền
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
Chuyên ngành: Khoa học môi trường; Mã số: 60 85 02
Người hướng dẫn: PGS.TS Trần Thị Hồng
Năm bảo vệ: 2011
Abstract.
Tổng quan về làng nghề dệt nhuộm ở Việt Nam. Tổng quan về ô nhiễm nước thải
tẩy nhuộm: Nhu cầu sử dụng nước trong công nghệ tẩy nhuộm, các nguồn gây ô
nhiễm và đặc tính của nước thải tẩy nhuộm, các phương pháp sử dụng trong xử lý
nước thải tẩy nhuộm (Xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ, sinh học). Các
nghiên cứu trong xử lý nước thải tẩy nhuộm trên thế giới và ở Việt Nam. Trình bày
đối tượng nghiên cứu: Làng nghề Phương La, xã Thái Phương; Các loại nước thải
nghiên cứu. Giới thiệu các phương pháp nghiên cứu: Hóa chất, vật liệu và thiết bị sử
dụng trong nghiên cứu; Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm; Nghiên cứu cải tiến hệ
thống xử lý tại Xí nghiệp dệt may Nam Thành. Kết quả điều tra về hoạt động sản xuất
tại làng nghề Phương La: Nguyên liệu, nhiên liệu và hóa chất sử dụng trong công
nghệ sản xuất; Quy trình sản xuất tại làng nghề. Phương La. Kết quả điều tra hiện
trạng môi trường làng nghề: Môi trường nước, Môi trường không khí. Kết quả vận
hành hệ thống mô hình thí nghiệm: Kết quả xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ,
kết quả xử lý nước thải bằng phương pháp aeroten. Kết quả đề xuất giải pháp cải tiến
hệ thống xử lý nước thải tẩy nhuộm tại Xí nghiệp dệt may Nam Thành, làng nghề
Phương La.
Keywords. Thuốc tẩy nhuộn; Bảo vệ môi trường; Xử lý nước thải; Thái Bình
2
Content.
I. Mở đầu
Làng nghề Phương La, xã Thái Phương, huyện Hưng Hà, tỉnh Thái Bình
là làng nghề sản xuất kinh doanh chuyên ngành may mặc. Sự hoạt động của
làng nghề đã tạo công ăn việc làm cho một lượng lớn cán bộ công nhân trên địa
bàn tỉnh, bên cạnh đó cũng thực hiện đầy đủ các nghĩa vụ thuế và các đóng góp
khác nhằm góp phần xây dựng tỉnh Thái Bình ngày càng phát triển. Tuy nhiên,
do sự phát triển tự phát, không có quy hoạch cụ thể các hạng mục bảo vệ môi
trường đã xuống cấp không còn phù hợp với công suất và công nghệ sản xuất.
Do đó, chất lượng nước thải sau xử lý không đạt quy chuẩn cho phép nên đã
làm ô nhiễm môi trường ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe cũng như đời sống
của người dân.
Từ các yếu tố nêu trên, đề tài: “Nghiên cứu hiện trạng và đề xuất giải
pháp nhằm nâng cao hiệu quả hệ thống xử lý nước thải tẩy nhuộm tại làng
nghề Phương La, xã Thái Phương, huyện Hưng Hà, tỉnh Thái Bình” được
lựa chọn để nghiên cứu làm cơ sở cho việc triển khai áp dụng thực tế.
II. Tổng quan về các làng nghề dệt nhuộm ở Việt Nam
2.1. Tổng quan về các làng nghề dệt nhuộm ở Việt Nam
Tính đến nay, cả nước có khoảng 2017 làng nghề, thuộc 11 nhóm ngành
nghề khác nhau, trong đó gồm 1,4 triệu hộ tham gia sản xuất, thu hút hơn 11
triệu lao động. Nhiều tỉnh có số lượng các làng nghề lớn như Hà Tây (cũ) 280
làng nghề, Bắc Ninh 187 làng nghề, Hải Dương 65 làng nghề, Hưng Yên 48
làng nghề với hàng trăm ngành nghề khác nhau, phương thức sản xuất đa
dạng. Tuy nhiên, sự phân bố và phát triển các làng nghề lại không đồng đều
trong cả nước. Các làng nghề ở miền Bắc phát triển hơn ở miền Trung và miền
Nam, chiếm gần 70% số lượng các làng nghề trong cả nước (1594 làng nghề),
3
trong đó tập trung nhiều nhất và mạnh nhất là ở vùng đồng bằng sông Hồng.
Miền Trung có khoảng 111 làng nghề, còn lại ở miền Nam hơn 300 làng nghề
[Hiệp Hội làng nghề Việt Nam, 2009].
79
5.5
15.5
Miền Bắc
Miền Trung
Miền Nam
Các làng nghề dệt nhuộm có truyền thống hàng trăm năm, gắn liền với
bản sắc văn hóa dân tộc và góp phần vào sự tăng trưởng kinh tế xã hội của đất
nước. Các mặt hàng dệt nhuộm ở Việt Nam đã có mặt và xuất khẩu sang các thị
trường Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài Loan, EU được khách hàng ưa chuộng với
các mặt hàng chủ yếu là các loại khăn tắm, khăn mặt, vải thổ cẩm, gấm, lụa,
đũi
Bên cạnh đó còn rất nhiều làng nghề sản xuất dệt nhuộm cấp tỉnh. Tính
riêng tỉnh Thái Bình, hiện nay có đến 53 làng nghề tiểu thủ công nghiệp, trong
đó có 15 làng nghề Sở Khoa học và công nghệ công nhận.
2.2. Tổng quan về hoạt động sản xuất tại làng nghề Phương La [11]
Phương La là làng nghề hoạt động chủ yếu trong lĩnh vực sản xuất hàng
may mặc. Hiện tại sản phẩm chính của làng nghề là các loại khăn mặt, khăn ăn
có nguồn gốc 100% cotton. Công suất hoạt động khoảng 25 – 30 tấn khăn/ngày.
Sản phẩm cuối cùng của làng nghề được xuất sang thị trường Nhật Bản (chiếm
tới 90% sản lượng), khoảng 10% sản lượng còn lại được xuất sang thị trường
Hàn Quốc và Đài Loan.
Hình 1.1. Sự phân bố các làng nghề Việt Nam theo khu vực
4
III. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
3.1. Đối tượng nghiên cứu
3.1.1. Làng nghề Phương La, xã Thái Phương
Xã Thái Phương có diện tích tự nhiên 3,2km
2
, cách thành phố Thái Bình
khoảng 40km về phía Nam; phía Đông giáp thị trấn Hưng Hà, phía tây giáp xã
Thái Hưng, phía Nam giáp xã Minh Tân, phía Bắc giáp xã Phúc Khánh.
3.1.2. Các loại nước thải nghiên cứu
Đối tượng lựa chọn nghiên cứu trong luận văn này là nước thải của Xí
nghiệp dệt may Nam Thành bao gồm: Nước thải nấu, tẩy, giặt, nhuộm, nước
thải sinh hoạt.
3.2. Phương pháp nghiên cứu
3.2.1. Hóa chất và vật liệu sử dụng trong nghiên cứu
3.2.2. Các phương pháp thực hiện
3.2.2.1. Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu
3.2.2.3. Xác định chất rắn lơ lửng
3.2.2.4. Phương pháp so màu trên thiết bị của hãng Hatch
3.2.2.5. Xác định phospho tổng số
IV. Kết quả và thảo luận
4.1. Hiện trạng môi trường làng nghề
4.1.1. Môi trường nước
Lượng nước thải phát sinh tại các cơ sở sản xuất kinh doanh tại làng
nghề Phương La, xã Thái Phương như sau:
Bảng 3.1. Lượng nước thải phát sinh tại làng nghề Phương La
Stt
Tên công ty sản xuất
tẩy nhuộm
Số lượng
công nhân
Lưu lượng nước
thải (m
3
/ngày)
Hiện trạng xử lý nước thải
tẩy nhuộm
1
Công ty TNHH Minh
Tâm
50
120
Nước thải trước khi ra môi
trường được qua bể lắng, lọc
5
2
Công ty TNHH Tân
Phương
50
120
Nước thải trước khi ra môi
trường được qua bể lắng, lọc
3
Xí nghiệp dệt may
Nam Thành
80
200
Nước thải trước khi ra môi
trường được qua bể lắng, lọc
4
Công ty dệt nhuộm
XK Hoàn Hợp
50
120
Nước thải trước khi ra môi
trường được qua bể lắng, lọc
5
Công ty TNHH
C.B.A
50
120
Nước thải trước khi ra môi
trường được qua bể lắng, lọc
6
DN tư nhân dệt may
Đại Thành
55
120
Nước thải trước khi ra môi
trường được qua bể lắng, lọc
7
Công ty dệt may XK
Thành Công
50
120
Nước thải trước khi ra môi
trường được qua bể lắng, lọc
8
Công ty TNHH dệt
tẩy nhuộm Tiến Đạt
47
120
Nước thải trước khi ra môi
trường được qua bể lắng, lọc
9
Công ty TNHH Xuân
Lộc
40
100
Nước thải trước khi ra môi
trường được qua bể lắng, lọc
10
Xí nghiệp dệt Minh
Ngọc
40
100
Nước thải trước khi ra môi
trường được qua bể lắng, lọc
11
Công ty TNHH
Phương Tiến
50
120
Nước thải trước khi ra môi
trường được qua bể lắng, lọc
12
Công ty Nam Long
40
100
Nước thải trước khi ra môi
trường được qua bể lắng, lọc
13
Công ty Phúc Cường
40
100
Nước thải trước khi ra môi
trường được qua bể lắng, lọc
14
Hộ Đào Văn Thịnh
10
30
Nước thải trước khi ra môi
trường được qua bể lắng, lọc
15
Hộ Đào Đình Viễn
11
20
Nước thải trước khi ra môi
6
trường được qua bể lắng, lọc
16
Hộ Trần Văn Tuynh
10
20
Nước thải trước khi ra môi
trường được qua bể lắng, lọc
17
Hộ Đinh Xuân Chiến
8
20
Nước thải trước khi ra môi
trường được qua bể lắng, lọc
18
Hộ Trần Thị Sử
8
20
Nước thải trước khi ra môi
trường được qua bể lắng, lọc
19
Hộ Từ Thúy Chung
9
15
Nước thải trước khi ra môi
trường được qua bể lắng, lọc
20
Hộ Trần Văn Dũng
8
15
Nước thải trước khi ra môi
trường được qua bể lắng, lọc
21
Tổ hợp Trần Văn
Tuấn
20
60
Nước thải trước khi ra môi
trường được qua bể lắng, lọc
22
Hộ Trần Thu Hà
10
15
Nước thải trước khi ra môi
trường được qua bể lắng, lọc
23
Hộ Đinh Thị Cúc
10
15
Nước thải trước khi ra môi
trường được qua bể lắng, lọc
Tổng
746
1790
Hiện nay, nước thải tại các doanh nghiệp cũng như các hộ gia đình trong
làng nghề Phương La đều chỉ được xử lý sơ bộ qua hệ thống bể lắng, lọc.
4.2. Nghiên cứu giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả hệ thống xử lý tại Xí
nghiệp dệt may Nam Thành
Hệ thống xử lý nước thải hiện có của xí nghiệp không đạt hiệu quả xử lý
nên nước thải sau xử lý không đạt đảm bảo QCVN 13:2008/BTNMT, cột B. Do
đó, nhằm nâng cao hiệu quả hệ thống xử lý nước thải luận văn nghiên cứu theo
phương án: xử lý nước thải bằng keo tụ kết hợp với xử lý sinh học trên cơ sở
sinh trưởng lơ lửng của vi sinh vật.
7
4.2.1. Phương pháp tiến hành
Xây dựng mô hình xử lý nước thải tẩy nhuộm của xí nghiệp nhằm mục
đích xác định và kiểm nghiệm thông số, giá trị thích hợp cho việc áp dụng, cải
tạo hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm tại Xí nghiệp dệt may Nam Thành. Hệ
thống mô hình thí nghiệm được lắp đặt và vận hành theo hình 3.2.
Vận hành mô hình xử lý nước thải
Mô hình xử lý nước thải được lắp ghép bởi các bình nhựa 60 lít và 120 lít
và thực hiện theo nguyên tắc dòng tự chảy, vận tốc nước thải dòng vào ổn định
0,5m/s.
Nước thải được bơm vào bình 1, từ bình 1 nước tự chảy vào bình 2. Tại
bình 2, pH trong nước thải được điều chỉnh đến giá trị thích hợp, đồng thời chất
keo tụ và chất trợ lắng được cho vào để tạo kết tủa. Nước thải sau khi kết tủa
chảy về bình aeroten 3, tại đây sục khí và bổ sung chất dinh dưỡng tạo điều
kiện cho vi sinh vật phát triển. Nước thải từ bình 3 chảy sang bình lắng 4 và
chảy ra ngoài.
4.2.2. Kết quả vận hành hệ thống
Xây dựng, vận hành hệ thống mô hình thí nghiệm nhằm mục đích xác
định các thông số sau:
- Xác định hiệu quả xử lý chất ô nhiễm của hệ thống.
- Xác định thời gian hoạt động ổn định của Aeroten.
Kết luận.
Từ kết quả nghiên cứu bước đầu tại 3 thời điểm lấy mẫu khác nhau tại Xí
nghiệp dệt may Nam Thành và qua tham khảo một số công trình nghiên cứu
trước đây nhận thấy:
- Phần lớn nước thải tẩy nhuộm có pH kiềm tính, phù hợp với khoảng pH
thích hợp PAC (pH = 8 – 9).
8
- Độ ổn định của pH cao, dễ điều chỉnh pH khi xử lý.
- Liều lượng chất keo tụ thấp, bông cặn to, dễ lắng.
- Tăng độ trong của nước, kéo dài chu kỳ lọc, tăng chất lượng nước sau lọc.
Trên cơ sở đó, chúng tôi lựa chọn chất keo tụ (PAC) [Al
2
(OH)nCl
6-n
]
m
5% để làm hóa chất keo tụ cho nước thải dệt nhuộm của Xí nghiệp dệt may
Nam Thành.
Qua kết quả vận hành hệ thống xử lý qua 3 đợt cho thấy hiệu quả xử lý
các chất ô nhiễm rất cao; hiệu quả xử lý COD là 87,2 – 87,8%; hiệu quả xử lý
màu đạt 87,8 – 87,9%. Như vậy, mô hình xử lý nước thải bằng phương pháp lý
hóa sinh là hoàn toàn phù hợp với nước thải tẩy nhuộm tại Xí nghiệp dệt may
Nam Thành nói riêng và đối với các doanh nghiệp thuộc làng nghề Phương La
nói chung.
4.2.3. Nghiên cứu đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả hệ thống xử lý nước
thải tẩy nhuộm Xí nghiệp dệt may Nam Thành, làng nghề Phương La
4.2.3.1. Phương án công nghệ
Do đặc thù của công nghệ, nước thải ngành dệt nhuộm chứa tổng hàm
lượng chất rắn lơ lửng, độ màu, BOD
5
, COD cao. Chọn phương án thích hợp
phải dựa vào nhiều yếu tố như lượng nước thải, đặc tính nước thải, tiêu chuẩn
thải, xử lý tập trung hay cục bộ. Để đạt hiệu quả kinh tế cũng như hiệu suất xử
lý, cần có hệ thống phân luồng dòng thải, đặc biệt đối với những cơ sở có năng
suất sản xuất hàng dệt nhuộm lớn.
Qua nghiên cứu thành phần nước thải, quy mô công suất xử lý, vốn đầu
tư của Xí nghiệp dệt may Nam Thành, ứng dụng thực tế thì phương án xử lý tối
ưu nhất như sau:
9
Hình 3.6. Sơ đồ dây chuyền hệ thống xử lý nước thải cải tạo
Ghi chú:
Hệ thống xử lý nước thải cải tạo
Hệ thống xử lý nước thải hiện tại
Nước thải
Bể điều hòa
Thiết bị keo tụ
và lắng
Bể lắng
Bể Aeroten
Nước sau xử lý
Chất keo tụ
Chất trợ keo tụ
Không khí
Sân
phơi
bùn
Bùn
Bùn
Bùn
Nước
ép
bùn
Thải ra nguồn tiếp nhận đó là mương
thuộc nhánh sông Tân Việt
QCVN 13:2008/BTNMT cột B
Bùn ép
10
4.3. Tính giá thành sản phẩm và hiệu quả đầu tư
4.3.1. Đánh giá về kinh tế, kỹ thuật
Vậy chi phí vận hành 1 khối nước của hệ thống sau khi cải tạo là: 2.850đ/m
3
4.3.2. Hiệu quả đầu tư
Khi hệ thống xử lý nước thải được cải tạo và đưa vào hoạt động nó sẽ
giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường tại Xí nghiệp dệt may Nam Thành và là
mô hình điển hình cho các doanh nghiệp khác trong làng nghề Phương La áp
dụng để xử lý nước thải tại doanh nghiệp mình.
V. Kết luận và kiến nghị
5.1. Kết luận
Từ kết quả nghiên cứu, nhằm đánh giá hiện trạng môi trường tại làng
nghề Phương La, xã Thái Phương, huyện Hưng Hà, tỉnh Thái Bình và qua đó
nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu quả xử lý nước thải hiện tại của các doanh
nghiệp trong khu vực làng nghề Phương La, rút ra kết luận:
- Hệ thống xử lý nước thải hiện tại của các doanh nghiệp trong làng nghề
Phương La, xã Thái Phương, huyện Hưng Hà, tỉnh Thái Bình hoạt động không
hiệu quả. Nước thải sau hệ thống xử lý của các doanh nghiệp trong làng nghề
thải ra không đạt quy chuẩn QCVN 13:2008/BTNMT cột B.
- Đã đưa ra mô hình xử lý nhằm nâng cao hiệu quả xử lý nước thải của
làng nghề Phương La, xã Thái Phương, huyện Hưng Hà, tỉnh Thái Bình tại Xí
nghiệp dệt may Nam Thành.
+ Nghiên cứu sử dụng chất keo tụ PAC và chất trợ lắng PA trong giai đoạn xử
lý keo tụ nước thải để loại bỏ chất lơ lửng, độ màu và COD trong nước thải tạo
điều kiện thuận lợi cho giai đoạn xử lý bằng vi sinh.
+ Hàm lượng COD giảm từ 980mg/l xuống 467mg/l đạt hiệu quả xử lý 52,3%.
+ Độ màu giảm từ 1135 (Pt-Co) xuống 486 (Pt-Co) đạt hiệu quả xử lý 57,2%.
11
- Bên cạnh đó, đề tài cũng nghiên cứu quá trình phát triển của vi sinh vật
trong bùn hoạt tính xử lý nước thải trong bể Aeroten kết hợp với quá trình keo
tụ cho hiệu quả xử lý nước thải cao. Nước sau khi xử lý bằng thiết bị keo tụ và
lắng kết hợp với Aeroten đạt quy chuẩn cho phép của ngành dệt may.
- Đề xuất phương án cải tạo hệ thống xử lý nước thải của Xí nghiệp dệt
may Nam Thành làng nghề Phương La, xã Thái Phương, huyện Hưng Hà, tỉnh
Thái Bình đảm bảo nước thải ra đạt Quy chuẩn môi trường.
5.2. Kiến nghị
Qua kết quả điều tra hiện trạng, khảo sát và đánh giá hiệu quả sản xuất
cũng như hiện trạng môi trường làng nghề dệt nhuộm Phương La, Thái Bình
cho thấy vấn đề môi trường, đặc biệt là môi trường nước đang bị ô nhiễm, cần
được quan tâm và tìm những biện pháp giải quyết phù hợp và khả thi.
Mặc dù mô hình hệ thống xử lý nước thải tại Xí nghiệp dệt may Nam
Thành hoạt động tốt, tuy nhiên cần tiếp tục thực hiện các nghiên cứu thử nghiệm
để hoàn chỉnh công nghệ xử lý nước thải tẩy nhuộm bằng phương pháp kết hợp
hóa, lý, sinh. Từ đó có thể nhân rộng đối với các doanh nghiệp khác trong làng
nghề Phương La, xã Thái Phương, huyện Hưng Hà, tỉnh Thái Bình.
References .
Tiếng Việt
1. Lê Văn Cát (1999), Cơ sở hóa học và kỹ thuật xử lý nước, Nhà xuất bản
Thanh Niên, Hà Nội.
2. Phạm Thị Thu Hương (2003), Xây dựng quy trình xử lý nước thải làng nghề
dệt nhuộm Tương Giang tỉnh Bắc Ninh, Luận văn thạc sĩ, Trường Đại học
Khoa học Tự nhiên, Hà Nội.
3. Trịnh Xuân Lai (2008), Xử lý nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp, Nhà
xuất bản Xây Dựng, Hà Nội.
12
4. Trịnh Xuân Lai (2003), Tính toán thiết kế các công trình xử lý nước thải,
Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật, Hà Nội.
5. Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga (1999), Giáo trình công nghệ xử lý nước thải,
Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội.
6. Lương Đức Phẩm (2002), Công nghệ xử lý nước thải bằng phương pháp
sinh học, Nhà xuất bản Giáo dục, Hà Nội.
7. Lê Ngọc Thắng (2001), Nghiên cứu mức độ ô nhiễm và xây dựng mô hình xử
lý nước thải làng nghề dệt nhuộm thôn Nha Xá, xã Mộc Nam, Duy Tiên, Hà
Nam, Khóa luận tốt nghiệp, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Hà Nội.
8. Hoàng Trung Thành (2005), Nghiên cứu hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm
tại Dương Nội, Hoài Đức, Hà Tây, Luận văn thạc sĩ, Trường Đại học Khoa
học Tự nhiên, Hà Nội
9. Cao Hữu Trượng, Hoàng Thị Lĩnh (1995), Hóa học thuốc nhuộm, Nhà xuất
bản khoa học kỹ thuật, Hà Nội.
10. UBND xã Thái Phương (2010), Báo cáo hiện trạng kinh tế xã hội xã Thái
Phương, huyện Hưng Hà, tỉnh Thái Bình
11. Xí nghiệp dệt may Nam Thành (2010), Hồ sơ kinh tế kỹ thuật dự án: Xây dựng
hệ thống xử lý nước thải tẩy nhuộm xí nghiệp dệt may Nam Thành”.
Tiếng Anh
12. Boulding, K.E. (2002), “The effect of pre-ozonation on the H
2
O
2
/UV-C
treatment of raw and biologically pre-treatment textile industry wastewater”,
Publishing Water Science and Technology, 45 (12), pp. 297-304.
13. EPAQ (US. Environmental Protection Agency) (December 1998),
Handbook on advanced photochemical oxidation processes, Office of
research and development, Washington, DC 20460.
13
14. Jan Perkowshi, Lech Kos (2003), “Decolouration of real textile wastewater
with advanced oxidation processes”, Fibers and Textile in Eastern Europe,
11 (3), pp. 67-71.
15. Lin S.H. and Chen M.L. (1997), Combined ozonation and ion exchange
treatments of textile wastewater effluents, Engineering Yuan Ze, Instetule of
Technology Neiliu Taoyuan 320, Taiwan, ROC.
16. Miyoshi, Y. (2000), Treatment technology for colored wastewater, Basic
Research Division, the Tokyo Metropolitan rearch, Institute for
Environmental Protection.
17. Robert J. Stephenson R.J. and Sheldong J.B.D. (1995), Coagulation and
precipitation of a mechanical pulping effluent – I. Removal of carbon,
colour and turbidity, Canada.
18. Sevimli M.F. and Kinaci C. (2002), Decolorization of textile wastewater by
ozonation and Fenton’s process, Selcuk University, Engineer and
Architectual Faculty, Department of Civil Engineering Campus, Konya.