nghiên cứu khảo sát hiệu quả của chế phẩm bio - b111 hv trong xử lý nước thải ngành dệt nhuộm bằng phượng pháp hiếu khí.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM










ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP





NGHIÊN CỨU KHẢO SÁT HIỆU QUẢ CỦA CHẾ PHẨM
BIO – B111 HV TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NGÀNH
DỆT NHUỘM BẰNG PHƯƠNG PHÁP HIẾU KHÍ




Ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC
Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Giảng viên hướng dẫn : Th.S Lâm Vĩnh Sơn
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Thị Hồng Vân
MSSV: 0951110126 Lớp: 09DSH2




TP. Hồ Chí Minh, 2013



KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ CÔNG NGHỆ SINH HỌC









NGHIÊN CỨU KHẢO SÁT HIỆU
QUẢ CỦA CHẾ PHẨM BIO – B111
TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI
NGÀNH DỆT NHUỘM BẰNG
PHƯƠNG PHÁP HIẾU KHÍ
TÊN SINH VIÊN:
NGUYỄN THỊ HỒNG VÂN
LỚP: 09DSH2

MSSV: 0951110126

GVHD:
Th.S LÂM VĨNH SƠN
NGÀNH:
CÔNG NGHỆ SINH HỌC



LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan: Đồ án tốt nghiệp này là kết quả lao động của tôi dưới sự hướng
dẫn của Thạc sĩ Lâm Vĩnh Sơn, không sao chép từ bất cứ tài liệu nào. Các số liệu được sử
dụng trong đồ án là để phục vụ cho việc nhận xét, đề xuất là số liệu nghiên cứu thực tế
của tôi. Ngoài ra tôi cũng có sử dụng một số nhận xét, nhận định của các tác giả từ các
nguồn khác nhau và được ghi trong phần tài liệu tham khảo.
Nếu phát hiện có bất kì sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước
Hội đồng cũng như kết quả đồ án của mình.
Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 16 tháng 7 năm 2013
SVTH


Nguyễn Thị Hồng Vân


LỜI CÁM ƠN

Lời đầu tiên em xin cảm ơn sâu sắc đến quý thầy cô khoa Môi trường và Công
nghệ Sinh học – trường Đại học Kỹ thuật Công nghệ Thành phố Hồ Chí Minh. Thầy cô là
những người đã truyền đạt, chỉ dạy những kiến thức chuyên môn bổ ích, những bài học

quý báu là hành trang vô giá để em bước vào đời. Thầy cô là những người luôn kề vai sát
cánh, sẵn sàng giúp đỡ em trong thời gian qua.
Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn thầy Thạc sĩ Lâm Vĩnh Sơn đã tận tình hướng
dẫn em trong thời gian học tập tại trường cũng như trong quá trình thực hiện đồ án này.
Thầy đã cung cấp cho em nhiều kiến thức khoa học lý thú và quý giá giúp em hoàn thành
tốt nội dung của đồ án. Em xin cảm ơn thầy Thạc sĩ Nguyễn Trung Dũng đã giúp đỡ, tạo
điều kiện cho em được tiến hành nghiên cứu tại phòng thí nghiệm khoa Môi trường và
Công nghệ Sinh học.
Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, người thân và bạn bè đã luôn ủng hộ,
động viên, giúp đỡ em trong trong thời gian học tập cũng như trong quá trình thực hiện
đồ án tốt nghiệp.
Mặc dù em đã cố gắng hoàn thiện đồ án bằng tất cả sự nhiệt tình và năng lực của
mình, tuy nhiên không thể tránh được những thiếu sót, rất mong nhận được sự đóng góp
quý báu của quý thầy cô và các bạn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 16 tháng 7 năm 2013
SVTH


Nguyễn Thị Hồng Vân


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


i

MỤC LỤC
CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 1
1.1. Đặt vấn đề 1

1.2. Nội dung nghiên cứu 2
1.3. Mục tiêu nghiên cứu 2
1.4. Đối tượng nghiên cứu 3
1.5. Phương pháp nghiên cứu 3
1.6. Giới hạn đề tài 3
CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN 4
A – NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM 4
2.1. Công nghệ sản xuất và nguồn phát sinh nước thải 4
2.2. Các nguồn gây ô nhiễm, đặc tính nước thải ngành dệt nhuộm và các tác động đến
môi trường 8
2.2.1. Các chất gây ô nhiễm chính trong nước thải của công nghiệp dệt nhuộm 8
2.2.2. Ảnh hưởng của các chất gây ô nhiễm trong nước thải ngành dệt nhuộm 9
2.3. Các phương pháp ngăn ngừa, giảm thiểu ô nhiễm và xử lý nước thải ngành dệt
nhuộm 10
2.3.1. Phương pháp trung hòa, điều chỉnh pH 10
2.3.2. Phương pháp đông keo tụ 10
2.3.3. Hấp phụ 10
2.3.4. Phương pháp oxy hóa 11
2.3.5. Phương pháp màng 11
2.3.6. Phương pháp sinh học 11
2.4. Một số sơ đồ nguyên lý hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm 12
2.5. Công nghệ sản xuất chế phẩm sinh học trong xử lý chất thải 14
2.5.1. Chế phẩm sinh học 14
2.5.2. Chế phẩm sinh học xử lý nước thải dệt nhuộm 16
2.5.2.1. Vi sinh xử lý màu 16
2.5.2.2. Quy trình sản xuất chế phẩm sinh học xử lý nước thải dệt nhuộm 16
2.5.3. Chế phẩm BIO – B111 HV 18
B - QUÁ TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP HIẾU KHÍ 21
2.6. Khái niệm 21
2.6.1. Nguyên tắc 21

2.6.2. Các điều kiện, yêu cầu và các yếu tố ảnh hưởng tối quá trình xử lý 23
2.7. Cấu trúc của các chất bẩn và bùn hoạt tính 24
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


ii

2.7.1. Những đặc tính của vi sinh vật 24
2.7.2. Sự phân giải các chất hữu cơ ở quá trình xử lý sinh học hiếu khí 25
2.7.3. Những nhân tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý sinh học hiếu khí 26
2.7.4. Ưu và nhược điểm 27
CHƯƠNG 3 - VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28
3.1. Thời gian và địa điểm tiến hành nghiên cứu 28
3.1.1. Thời gian nghiên cứu 28
3.1.2. Địa điểm đặt mô hình và tiến hành phân tích mẫu 28
3.2. Vật liệu thí nghiệm 28
3.2.1. Đối tượng nghiên cứu 28
3.2.2. Mô hình nghiên cứu 28
3.3. Các thí nghiệm được tiến hành 29
3.4. Phương pháp vận hành mô hình, thu mẫu và phân tích mẫu 30
3.4.1. Phương pháp thu mẫu 30
3.4.2. Phương pháp phân tích mẫu 31
3.4.2.1. Phương pháp đo độ màu 31
3.4.2.2. Phương pháp phân tích SS 31
3.4.2.3. Phương pháp phân tích BOD
5
32
3.4.2.4. Phương pháp phân tích COD 33
3.4.2.5. Phương pháp phân tích phospho tổng 35
3.4.2.6. Phương pháp phân tích Nitơ tổng 36

CHƯƠNG IV KẾT QUẢ - THẢO LUẬN 39
4.1. Giai đọan chạy thích nghi 39
4.1.1. Bể đối chứng 39
4.1.2. Bể bổ sung nồng độ A c hế phẩm 40
4.2. Giai đọan chạy mô hình 42
4.2.1. Chạy tải trọng với thời gian lưu nước 12 giờ 42
4.2.1.1. Bể đối chứng 42
4.2.1.2. Bể chứa nồng độ A chế phẩm 44
4.2.1.3. Bể chứa nồng độ B chế phẩm 45
4.2.1.4. Bể chứa nồng độ C chế phẩm 46
4.2.2. Chạy tải trọng với thời gian lưu nước 8 giờ 47
4.2.2.1. Bể đối chứng 47
4.2.2.2. Nồng độ A chế phẩm 48
4.2.2.3. Nồng độ B chế phẩm 49
4.2.2.4. Nồng độ C chế phẩm 50
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


iii

4.3. So sánh hiệu quả khử COD giữa các nồng độ chế phẩm khác nhau 51
4.4. So sánh hiệu quả khử màu giữa các nồng độ chế phẩm khác nhau 52
CHƯƠNG 5 – KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 54
5.1. Kết luận 54
5.2. Kiến nghị 54

TÀI LIỆU THAM KHẢO 56

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

iv

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
BOD: Nhu cầu oxy sinh hóa, mg/l (Biochemical Oxygen Demand)
COD: Nhu cầu oxy hóa học, mg/l (Chemical Oxygen Demand)
CFU: Đơn vị hình thành khuẩn lạc (Colony Forming Unit)
DO: Nồng độ oxy hòa tan, mg/l (Dissolves Oxygen)
QCVN: Quy chuẩn Việt Nam
SS: Chất rắn lơ lửng, mg/l (Suspended Solid)


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


v

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1: Các chất gây ô nhiễm và đặc tính của nước thải ngành dệt - nhuộm 8
Bảng 2.2: Đặc tính nước thải của một số xí nghiệp dệt nhuộm ở Việt Nam 9
Bảng 4.1: Diễn biến COD theo thời gian nghiên cứu giai đoạn thích nghi ở bể đối chứng
39
Bảng 4.2: Diễn biến COD theo thời gian nghiên cứu giai đoạn thích nghi ở bể bổ sung
chế phẩm nồng độ A 40

Bảng 4.3: Diễn biến COD theo thời gian nghiên cứu với thời gian lưu nước 12 giờ ở bể
đối chứng
42
Bảng 4.4: Diễn biến COD theo thời gian nghiên cứu với thời gian lưu nước 12 giờ ở bể
chứa nồng độ A chế phẩm 44

Bảng 4.5: Diễn biến COD theo thời gian nghiên cứu với thời gian lưu nước 12 giờ ở bể
chứa nồng độ B chế phẩm 45
Bảng 4.6: Diễn biến COD theo thời gian nghiên cứu với thời gian lưu nước 12 giờ ở bể
chứa nồng độ C chế phẩm 46

Bảng 4.7: Diễn biến COD theo thời gian nghiên cứu với thời gian lưu nước 8 giờ ở bể đối
chứng 47
Bảng 4.8: Diễn biến COD theo thời gian nghiên cứu với thời gian lưu nước 8giờ ở bể
chứa nồng độ A chế phẩm 48
Bảng 4.9: Diễn biến COD theo thời gian nghiên cứu với thời gian lưu nước 8 giờ ở bể
chứa nồng độ B chế phẩm 49
Bảng 4.10: Diễn biến COD theo thời gian nghiên cứu với thời gian lưu nước 8 giờ ở bể
chứa nồng độ C chế phẩm 50
Bảng 4.11: So sánh hiệu quả khử màu ở các nồng độ chế phẩm khác nhau 52

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


vi

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý công nghệ dệt nhuộm và các dòng nước thải 7
Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý hệ thống xử lý nước thải ngành dệt của công ty Schiessen
Sachen (CHLB Đức) 12
Hình 2.3: Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm tại công ty Cổ phần ĐT-TM
Thành Công 13
Hình 2.4: Chế phẩm Bio – systems B111 18

Hình 3.1: Mô hình nghiên cứu 29
Hình 3.2: Máy đo độ màu 31

Hình 4.1: Đồ thị biểu diễn hiệu quả khử COD theo thời gian ở bể đối chứng 39
Hình 4.2: Đồ thị biểu diễn hiệu quả khử COD theo thời gian ở bể bổ sung chế phẩm nồng
độ A 40
Hình 4.3: Đồ thị biểu diễn hiệu quả khử COD theo thời gian trong giai đoạn thích nghi
giữa bể đối chứng và bể chứa nồng độ A c hế phẩm 41
Hình 4.4: Đồ thị biểu diễn hiệu quả khử COD theo thời gian nghiên cứu với thời gian lưu
nước 12 giờ ở bể đối chứng 43
Hình 4.5: Đồ thị biểu diễn hiệu quả khử COD theo thời gian nghiên cứu tải trọng 12 giờ ở
bể chứa nồng độ A chế phẩm 44
Hình 4.6: Đồ thị biểu diễn hiệu quả khử COD theo thời gian nghiên c
ứu với thời gian lưu
nước 12 giờ ở bể chứa nồng độ B chế phẩm 45
Hình 4.7: Đồ thị biểu diễn hiệu quả khử COD theo thời gian nghiên cứu với thời gian lưu
nước 12 giờ ở bể chứa nồng độ C chế phẩm 46
Hình 4.8: Đồ thị biểu diễn hiệu quả khử COD theo thời gian nghiên cứu với thời gian lưu
nước 8 giờ ở bể đối chứng 47
Hình 4.9: Đồ thị biểu diễn hiệu quả khử COD theo thời gian nghiên cứu với thời gian lưu
nước 8 giờ ở bể chứa nồng độ A chế phẩm 48
Hình 4.10: Đồ thị biểu diễn hiệu quả khử COD theo thời gian nghiên cứu với thời gian
lưu nước 8 giờ ở bể chứa nồng độ B chế phẩm 49
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


vii

Hình 4.11: Đồ thị biểu diễn hiệu quả khử COD theo thời gian nghiên cứu với thời gian
lưu nước 8 giờ ở bể chứa nồng độ C chế phẩm 50
Hình 4.12: So sánh hiệu quả khử COD ở các nồng độ khác nhau với thời gian lưu nước
12 giờ 51

Hình 4.13: So sánh hiệu quả khử COD ở các nồng độ khác nhau với thời gian lưu nước 8
giờ 51
Hình 4.14: Sơ đồ biểu diễn hiệu quả khử màu ở các nồng độ chế phẩm khác nhau 52



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


1

CHƯƠNG 1 - MỞ ĐẦU

1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Ngành dệt nhuộm là một trong những ngành quan trọng và có từ lâu đời vì nó
gắn liền với nhu cầu cơ bản của con người là ăn mặc. Sản lượng dệt thế giới ngày càng
tăng cùng với gia tăng về chất lượng sản phẩm, đa dạng về màu sắc, mẫu mã sản phẩm.
Chẳng hạn như Ần Độ, hàng năm sản xuất khoảng 4000 triệu mét vải với lực lượng lao
động của ngành xấp xỉ 95 vạn người trong 670 xí nghiệp. Ở Việt Nam, ngành công
nghiệp dệt may đang trở thành một trong những ngành mũi nhọn trong các ngành công
nghiệp. Năm 1996, toàn ngành có 210 xí nghiệp với sản lượng 450 triệu mét vải/năm
và đến năm 2000 sản xuất 2000 triệu mét vải [5].
Và để có được những tấm vải rực rỡ, đa dạng với nhiều họa tiết thì nhuộm màu
là một công đoạn không thể thiếu. Thuốc nhuộm tổng hợp được sử dụng rộng rãi trong
ngành dệt nhuộm, cùng các ngành công nghiệp khác như giấy, in ấn, màu sắc, nhiếp
ảnh, dược phẩm, mỹ phẩm… Trong số này, thuốc nhuộm azo đại diện cho các lớp lớn
nhất và linh hoạt nhất của thuốc nhuộm tổng hợp. Thuốc nhuộm azo được sử dụng
rộng rãi trong các ngành công nghiệp dệt may với đặc điểm thuận lợi về màu sắc, kỹ
thuật ứng dụng nước nhanh chóng và đơn giản với khả năng tiêu thụ năng lượng thấp

[10]. Nhiều chất gây ô nhiễm có trong nước thải, chẳng hạn như axit, bazơ, độc hữu cơ
và chất rắn vô cơ hòa tan, và màu sắc. Trong số đó, màu sắc được coi là không mong
muốn nhất và chủ yếu gây ra bởi thuốc nhuộm. Nó ảnh hưởng đến chất lượng nước và
có thể trở thành một mối đe dọa cho sức khỏe cộng đồng, vì một số thuốc nhuộm azo
hoặc họ chất chuyển hóa (amin thơm) có độc tính cao và có khả năng gây ung thư. Các
chất ô nhiễm hóa chất lớn hiện diện trong nước thải dệt nhuộm là thuốc nhuộm có chứa
chất gâ
, pentachlorophenol, clo tẩy trắng, họ
halogen, formaldehyde, chất diệt sinh vật, chất chống cháy và chất làm mềm [9]. Hiện
có hơn 10.000 loại thuốc nhuộm thương mại với sản lượng hơn 7 × 10
5
tấn mỗi năm.
Thuốc nhuộm azo, chiếm gần 60 đến 70% của tất cả các thuốc nhuộm tổng hợp sản
xuất trên toàn cầu, và khoảng 10-15% thuốc nhuộm được thải vào môi trường trong
quá trình sản xuất và sử dụng (Tripathi và Srivastava, 2012). Thuốc nhuộm azo được
đặc trưng bởi sự hiện diện của một hoặc nhiều nhóm azo (- N = N-), màu sắc được tạo
nên nhờ liên kết này, do đó khi liên kết bị phá vỡ, tức là hợp chất cũng bị phá vỡ theo,
dẫn đến hiện tượng mất màu. Chúng là những lớp lớn nhất và linh hoạt nhất của thuốc
nhuộm, nhưng có cấu trúc không phải là dễ dàng phân hủy trong điều kiện tự nhiên và
thường ra khỏi nước bằng hệ thống nước thải thông thường. Thuốc nhuộm azo được
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


2

thiết kế để chống lại hoá chất, vi sinh vật đồng thời cũng ổn định dưới tác động của ánh
sáng và giặt rửa [6].
Phương pháp hóa lý khác nhau, chẳng hạn như hấp phụ trên than hoạt tính, điện
keo tụ, tạo bông, bọt nổi, trao đổi ion, màng lọc, ozon hóa và thẩm thấu ngược đã được
sử dụng làm mất màu thuốc nhuộm trong nước thải. Tuy nhiên, các phương pháp trên

không hiệu quả, tốn kém, khả năng áp dụng hạn chế và tạo nhiều chất thải rất khó để
xử lý [7]. Sự suy thoái của thuốc nhuộm azo là tạo ra các amin thơm gây ung thư và
gây đột biến. Một số báo cáo cho thấy các vi sinh vật có khả năng không chỉ có thể khử
màu mà còn có thể khử độc. Khả năng làm mất màu và suy thoái của vi khuẩn là một
biệp pháp thân thiện với môi trường với chi phí cạnh tranh so với quá trình phân hủy
hóa học [10].
Chính vì những lý do trên, đề tài “Nghiên cứu khảo sát hiệu quả của chế
phẩm BIO – B111 HV trong xử lý nước thải ngành dệt nhuộm bằng phương pháp
hiếu khí” được thực hiện với mong muốn vừa giảm thiểu ô nhiễm môi trường vừa tìm
hiểu hiệu quả xử lý của chế phẩm sinh học BIO – B111 HV.

1.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Nội dung nghiên cứu của đề tài được thực hiện qua các vấn đề sau:
- Tổng hợp các tài liệu liên quan về nước thải dệt nhuộm, chế phẩm vi sinh môi
trường, quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp xử lý hiếu khí.
- Thiết lập mô hình thực nghiệm và chạy mô hình.
- Phân tích các thông số liên quan để đánh giá hiệu quả xử lý nước thải dệt
nhuộm của chế phẩm vi sinh BIO - B111 HV.

1.3. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Môi trường ô nhiễm – một vấn nạn của nhân loại – đang đi đôi với sự phát triển
kinh tế. Khả năng tự làm sạch của các dòng sông, kênh rạch đã thuộc về quá khứ. Do
đó, việc xử lý nước thải là rất cần thiết cho “hành tinh xanh”. Mỗi loại nước thải sẽ có
những đặc thù khác nhau nên cần có những thay đổi trong phương pháp xử lý để đạt
hiệu quả tốt nhất. Từ đó góp phần cải thiện chất lượng môi trường và sức khỏe cộng
đồng.
Đề tài nhằm xác định khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm bằng chế phẩm BIO
– B111 HV trên mô hình hiếu khí để bổ sung thêm một phương pháp xử lý cho loại
nước thải dệt nhuộm nói riêng và bảo vệ môi trường nói chung.

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


3

1.4. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
- Chế phẩm BIO – B111 HV của Mỹ.
- Nước thải dệt nhuộm của công ty Cổ phần ĐT-TM Thành Công.
- Mô hình hiếu khí lơ lửng.

1.5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Đề tài được thực hiện dựa trên các phương pháp sau:
 Phương pháp luận:
Thành phần chính, khó xử lý của nước thải dệt nhuộm đó là thuốc nhuộm với nhiều
dạng khác nhau, nhiều màu sắc khác nhau, bên cạnh đó cũng có các hợp chất hữu cơ,
vô cơ phức tạp khác làm cho nước thải từ các cơ sở dệt nhuộm có độ kiềm khá cao, có
độ màu và hàm lượng các chất hữu cơ, tổng chất rắn cao. Nếu không xử lý trước khi xả
thải ra môi trường thì gây ô nhiễm môi trường rất cao.
Quy chuẩn QCVN 13:2008/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải
công nghiệp dệt may ban hành ngày 31 tháng 12 năm 2008 quy định giá trị tối đa cho
phép của các thông số ô nhiễm trong nước thải công nghiệp dệt may trước khi xả thải
vào nguồn tiếp nhận.
Chính vì thế, việc khảo sát mức độ xử lý của chế phẩm BIO – B111 HV đối với
nước thải dệt nhuộm là cần thiết.
 Phương pháp cụ thể:
- Phương pháp tổng quan tài liệu.
- Phương pháp thực nghiệm: lập kế hoạch thực nghiệm, xây dựng và vận hành
mô hình quy mô phòng thí nghiệm.
- Phương pháp phân tích mẫu: phân tích các thông số trước, trong và sau xử lý
như độ màu, pH, COD, BOD

5
, SS, N
tổng
, P
tổng
.
- Phương pháp phân tích, xử lý, tổng hợp kết quả bằng phần mềm Excel.

1.6. GIỚI HẠN ĐỀ TÀI

- Thời gian tiến hành nghiên cứu: từ ngày 01/04/2013 đến ngày 17/07/2013.
- Nước thải dệt nhuộm có nhiều chỉ tiêu để đánh giá nhưng với điều kiện khách
quan nên đề tài chỉ phân tích các chỉ tiêu: độ màu, COD, SS.

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


4

CHƯƠNG 2 - TỔNG QUAN

A – NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM
2.1. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÀ NGUỒN PHÁT SINH
Ngành dệt là ngành có dây chuyền công nghệ phức tạp, áp dụng nhiều loại hình
công nghệ khác nhau. Đồng thời trong quá trình sản xuất sử dụng các nguồn nguyên
liệu, hóa chất khác nhau và cũng sản xuất ra nhiều mặt hàng có mẫu mã, màu sắc,
chủng loại khác nhau.
Nguyên liệu chủ yếu là xơ bông, xơ nhân tạo để sản xuất các loại vải cotton và
vải pha. Ngoài ra còn sử dụng các nguyên liệu như lông thú, đay gai, tơ tằm để sản
xuất các mặt hàng vải tương ứng.

Thông thường công nghệ dệt – nhuộm gồm 3 quá trình cơ bản: kéo sợi, dệt vải
và xử lý, nhuộm và hoàn thiện vải. Trong đó được chia thành các công đoạn sau:

• Làm sạch nguyên liệu: nguyên liệu thường được đóng gói dưới dạng bông thô
chứa các sợi bông có kích thước khác nhau cùng các tạp chất tự nhiên như bụi,
đất, hạt, cỏ rác,… Nguyên liệu bông thô được đánh tung, làm sạch và trộn đều.
Sau quá trình làm sạch bông thu dưới dạng các tấm bông phẳng đều.

• Chải: Các sợi bông được chải song song và tạo thành sợi thô.

• Kéo sợi, đánh ống, mắc sợi: Tiếp tục kéo sợi thô tại các máy sợi con để giảm
kích thước sợi, tăng độ bền và quấn sợi vào các ống sợi thích hợp cho việc dệt
vải. Sợi con trong các ống nhỏ được đánh ống thành các quả to để chuẩn bị dệt
vải. Tiếp tục mắc sợi là dồn các quả ống để chuẩn bị cho công đoạn hồ sợi.

• Hồ sợi dọc: hồ sợi bằng hồ tinh bột và tinh bột biến tính để tạo màng hồ bao
quanh sợi, tăng độ bền, độ trơn và độ bóng của sợi để tiến hành dệt vải. Ngoài ra
còn dùng các loại hồ nhân tạo như poly vinyl alcol PVA, polyacrylat, v.v…

• Dệt vải: Kết hợp sợi ngang với sợi dọc đã mắc để hình thành vải mộc.

• Giũ hồ: Tách các thành phần của hồ bám trên vải mộc bằng phương pháp
enzyme (1% enzyme, muối và các chất ngấm) hoặc acid (dung dịch acid
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


5

sunfuric 0.5%). Vải sau khi giũ hồ được giặt bằng nước, xà phòng, xút, chất
ngấm rồi đưa sang nấu tẩy.

• Nấu vải: Loại trừ phần hồ còn lại và các tạp chất thiên nhiên của xơ sợi như dầu
mỡ, sáp,… Sau khi nấu, vải có độ mao dẫn và khả năng thấm ướt cao, hấp thụ
hóa chất, thuốc nhuộm cao hơn, vải mềm mại và đẹp hơn. Vải được nấu trong
dung dịch kiềm và các chất tẩy giặt ở áp suất cao (2 – 3 atm) và ở nhiệt độ cao
(120 – 130
0
C). Sau đó vải được giặt nhiều lần.

• Làm bóng vải: Mục đích làm cho sợi cotton trương nở, làm tăng kích thước các
mao quản giữa các mạch phân tử làm cho xơ sợi trở nên xốp hơn, dễ thấm nước,
sợi bóng hơn, tăng khả năng bắt màu thuốc nhuộm. Làm bóng vải bông thường
bằng dung dịch kiềm NaOH có nồng độ từ 280 – 300 g/l, ở nhiệt độ thấp 10 –
20
0
C, sau đó vải được giắt nhiều lần. Đối với vải nhân tạo không cần làm bóng.

• Tẩy trắng: Mục đích tẩy màu tự nhiên của vải, làm sạch các vết bẩn, làm vải có
yêu cầu độ trắng đúng chất lượng. Các chất tẩy thường dùng là Natri clorit
NaClO
2
, natri hypoclorit NaOCl, hoặc hydro peroxit H
2
O
2
cùng với các chất
phụ trợ.

• Nhuộm vải và hoàn thiện: Mục đích tạo màu sắc khác nhau của vải. Để nhuộm
vải người ta chủ yếu sử dụng các loại thuốc nhuộm tổng hợp cùng với các hóa

chất trợ nhuộm để gắn màu của vải. Phần thuốc nhuộm dư không gắn vào vải, đi
vào nước thải phụ thuộc nhiều yếu tố như công nghệ nhuộm, loại vải cần
nhuộm, độ màu yêu cầu,…

Thuốc nhuộm trong dịch nhuộm có thể ở dạng tan hay dạng phân tán. Quá trình
nhuộm xảy ra theo 4 bước:
- Di chuyển các phân tử thuốc nhuộm đến bề mặt sợi.
- Gắn màu vào bề mặt sợi
- Khuếch tán màu vào trong sợi, quá trình xảy ra chậm hơn so với quá trình trên
- Cố định màu vào sợi.
Các loại thuốc nhuộm thường dùng như: thuốc nhuộm trực tiếp, hoàn nguyên,
lưu huỳnh, hoạt tính, naphthol, thuốc nhuộm phân tán, acid, phức kim loại, Tùy vào
loại sợi khác nhau mà sử dụng loại thuốc nhuộm phù hợp vì độ gắn màu của các loại
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


6

thuốc nhuộm vào sợi rất khác nhau. Tỷ lệ màu gắn vào sợi nằm trong khoảng 50 đến
98%, phần còn lại sẽ đi vào nước thải.
Do đó, để tăng hiệu quả quá trình nhuộm, các hóa chất được sử dụng như các
loại acid H
2
SO
4
, CH
3
COOH, các muối natri sulfat, muối amon, các chất cầm màu như
syntephix, tinofix.
In hoa là tạo ra các vân hoa có một hoặc nhiều màu trên nền vải trắng hoặc vải

màu. Hồ in là một hỗn hợp gồm các loại thuốc nhuộm dạng hòa tan. Các lớp thuốc
nhuộm dùng cho in như hoạt tính, hoàn nguyên, azo không tan và indigozol. Hồ in có
nhiều loại như hồ tinh bột, dextrin, hồ alginate natri, hồ nhũ tương hay hồ nhũ hóa tổng
hợp. Sau nhuộm và in, vải được giặt nóng, giặt lạnh nhiều lần. Phần thuốc nhuộm
không gắn vào vải và các hóa chất sẽ đi vào nước thải.
Văng khổ, hoàn tất vải với mục đích ổn định kích thước vải, chống nhàu và ổn
định nhiệt, trong đó sử dụng một số hóa chất chống nhàu, chất làm mềm và hóa chất
như metylic, acid acetic, formaldehyde.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


7

Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý công nghệ dệt nhuộm và các dòng nước thải

Nhuộm, in hoa
Giặt
Hoàn tất, văng khổ
Dung dịch
nhuộm
Acid,
chất tẩy giặt
Hóa chất,
hồ hoàn tất
Nước thải
Nước thải
Dung dịch
nhuộm thải
Kéo sợi, chải,

ghép, đánh ống
Hồ sợi
Dệt vải
Giũ hồ
Nấu
Xử lý, giặt
Tẩy trắng
Trung hòa / Giặt
Làm bóng
Nguyên liệu đầu vào
Nước, tinh bột,
phụ gia, hơi nước
Enzym, Na
2
CO
3
(NaOH)
NaOH, hóa chất,
hơi nước
Acid, H
2
O,
chất tẩy, ngấm,

Hóa chất (H
2
O
2
,
NaOCl)

Hóa chất, acid,
chất giặt
NaOH, hóa chất
Nước thải
Nước thải
Nước thải
Nước thải
Nước thải
Nước thải
Nước thải
Nước thải
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


8

2.2. CÁC NGUỒN GÂY Ô NHIỄM, ĐẶC TÍNH NƯỚC THẢI NG ÀNH
DỆT NHUỘM VÀ CÁC TÁC ĐỘNG ĐẾN MÔI TRƯỜNG

2.2.1. Các chất gây ô nhiễm chính trong nước thải của công nghiệp dệt nhuộm
Các chất gây ô nhiễm chính trong nước thải của công nghiệp dệt nhuộm gồm:
- Các tạp chất tách ra từ vải sợi như dầu mỡ, các hợp chất chứa nitơ, pectin, các
chất bụi bẩn dính vào sợi (trung bình chiếm 6% khối lượng xơ sợi).
- Các hóa chất sử dụng trong quy trình công nghệ như hồ tinh bột, H
2
SO
4
,
CH
3

COOH, NaOH, NaOCl, H
2
O
2
, Na
2
CO
3
, Na
2
SO
3
,… các loại thuốc nhuộm,
các chất trợ, chất ngấm, chất cầm màu, chất tẩy giặt. Lượng hóa chất sử dụng
với từng loại vải, từng loại màu thường khác nhau và chủ yếu đi vào nước thải
của từng công đoạn tương ứng.

Bảng 2.1 Các chất gây ô nhiễm và đặc tính của nước thải ngành dệt - nhuộm [2]

Công đoạn
Chất gây ô nhiễm trong
nước thải
Đặc tính của nước thải
Hồ sợi, giũ hồ
Tinh bột, glucose, carboxy
metyl xelulo, polyvinyl
alcol, nhựa, chất béo và sáp
BOD cao (34 – 50% tổng
sản lượng BOD)
Nấu tẩy

NaOH: chất sáp và dầu mỡ,
tro, soda, silicat natri và xơ
sợi vụn
Độ kiềm cao, màu tố
i, BOD
cao (30% tổng BOD)
Tẩy trắng
Hypoclorit, hợp chất chứa
clo, NaOH, AOX, axit,…
Độ kiềm cao, chiế
m 5%
tổng BOD
Làm bóng NaOH, tạp chất
Độ kiềm cao, BOD thấp
(dưới 1% tổng BOD)
Nhuộm
Các loại thuốc nhuộm, axit
acetic và các muối kim loại
Độ màu rất cao, BOD khá
cao (6% tổng BOD), TS cao
In
Chất màu, tinh bột, đất sét,
dầu, muối kim loại, axit,
Độ màu cao, BOD cao và
dầu mỡ
Hoàn thiện
Vết tinh bột, mỡ động vật,
muối
Kiềm nhẹ, BOD thấp, lượng
nhỏ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


9

Bảng 2.2 Đặc tính nước thải của một số xí nghiệp dệt nhuộm ở Việt Nam [5]

Các
thông số
Đơn vị 1 2 3 4 5
Đặc tính
sản phẩm

Hàng bông
dệt thoi
Hàng pha
dệt kim
Hàng pha
dệt kim
Dệt len Sợi
Nước thải m
3
/1 tấn vải 394 264 280 114 236
Ph 8 - 11 9 - 10 9 -10 9 9 – 11
TS mg/l 400-1000 950-1380 800-110 420 800-1300
BOD
5
mg/l 70-135 90-220 120-400 120-130 90-130

COD mg/l 150-380 230-500 570-1200 400-450 210-230
Độ màu Pt-Co 350-600 250-500 1000-1600 260-300

2.2.2. Ảnh hưởng của các chất gây ô nhiễm trong nước thải ngành dệt nhuộm
Ảnh hưởng của các chất gây ô nhiễm trong nước thải ngành dệt nhuộm tới
nguồn tiếp nhận có thể tóm tắt như sau:
- Độ kiềm cao làm tăng độ pH của nước. Nếu pH > 9 sẽ gây độc hại với các loải
thủy sinh, gây ăn mòn các công trình thoát nước và hệ thống xử lý nước thải.
- Muối trung tính làm tăng hàm lượng TS. Lượng thải lớn gây tác hại với các loài
thủy sinh, ảnh hưởng quá trình trao đổi chất của tế bào.
- Hồ tinh bột biến tính làm tăng BOD, COD của nguồn nước, gây tác hại tới đời
sống thủy sinh.
- Độ màu cao do lượng thuốc nhuộm dư đi vào nước thải gây màu cho dòng tiếp
nhận, ảnh hưởng quá trình quang hợp của các loài thủy sinh, ảnh hưởng xấu tới
cảnh quan. Các chất độc như sulfit, kim loại nặng, AOX 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 hay ung thư đối với người và động
vật.
- Hàm lượng ô nhiễm các chất hữu cơ cao sẽ làm giảm oxy hòa tan trong nước,
ảnh hưởng tới sự sống của các loài thủy sinh.

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


10

2.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGĂN NGỪA, GIẢM THIỂU Ô NHIỄM VÀ
XỬ LÝ NƯỚC THẢI NG ÀNH DỆT NHUỘM
Nước thải là loại chất thải gây ô nhiễm hàng đầu trong các loại chất thải của
ngành dệt nhuộm.

Vì kông có số liệu về tải lượng ô nhiễm cũng như các đặc tính ô nhiễm nước
thải mang tính tổng quan cho ngành nên khi chọn lựa phương án ngăn ngừa giảm thiểu
và xử lý nước thải cần có khảo sát nghiên cứu cụ thể cho từng trường hợp.
Các phương pháp ngăn ngừa, giảm thiểu ô nhiễm nước thải ngành dệt nhuộm có
thể được thực hiện trong quá trình sản xuất như:
- Giảm nhu cầu sử dụng nước.
- Hạn chế sử dụng các chất trợ, thuốc nhuộm ở dạng độc hay khó phân hủy sinh
học.
- Sử dụng nhiều lần dịch nhuộm.
- Giảm các chất gây ô nhiễm nước thải trong quá trình tẩy.
- Giảm ô nhiễm kiềm trong nước thải từ công đoạn làm bóng.
- Thu hồi và sử dụng lại dung dịch hồ từ công đoạn hồ sợi và giũ hồ.

Các phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm:
2.3.1. Phương pháp trung hòa, điều chỉnh pH
Tr ước khi đưa sang thiết bị xử lý, dòng thải cần được điều chỉnh tới pH thích
hợp. Trung hòa có thể thực hiện bằng trộn dòng thải có tính axit với dòng thải có tính
kiềm hoặc sử dụng hóa chất.

2.3.2. Phương pháp đông keo tụ
Đây là phương pháp thông dụng để xử lý nước thải dệt nhuộm.
Về nguyên lý khi dùng phèn nhôm hay sắt sẽ tạo các bông hydroxyt nhôm hay
hydroxyt sắt III. Các chất màu và 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. Bùn này cần được tách nước
và chôn lấp đặc biệt. Phương pháp này được ứng dụng để khử màu của nước thải và
hiệu suất khử màu cao đối với thuốc nhuộm phân tán.

2.3.3. Hấp phụ
Phương pháp hấp phụ có khả năng xử lý các chất không có khả năng phân hủy
sinh học và các chất hữu cơ không hoặc khó xử lý bằng phương pháp sinh học. Phương

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


11

pháp này dùng để khử màu nước thải chứa thuốc nhuộm hòa tan và thuốc nhuộm hoạt
tính. Các chất hấp phụ thường dùng là than hoạt tính, than nâu, đất sét, cacbonat,
magie.

2.3.4. Phương pháp oxy hóa
Do cấu trúc của thuốc nhuộm bền trong không khí nên trong khử màu của nước
thải dệt nhuộm bằng phương pháp oxy hóa phải dùng các chất oxy hóa mạnh.

2.3.5. Phương pháp màng
Phương pháp màng được ứng dụng trong xử lý nước thải ngành dệt nhuộm với
mục đích thu hồi hóa chất để tái sử dụng lại như thu hồi tinh bột PVA, thuốc nhuộm
indigo bằng siêu lọc hoặc đồng thời thu hồi muối và thuốc nhuộm bằng kết hợp giữa
thẩm thấu ngược và màng bán thấm. Động lực quá trình lọc màng là sự chênh lệch áp
suất giữa hai phía của màng. Phương pháp màng có ưu điểm tách được các chất có độ
tinh khiết cao, tuy nhiên do giá thành thiết bị, chi phí vận hành cao nên phạm vi ứng
dụng chưa được rộng rãi.

2.3.6. Phương pháp sinh học
Phần lớn các chất có trong nước thải dệt nhuộm là những chất có khả năng phân
hủy sinh học. Trong một số trường hợp, nước thải dệt nhuộm có thể chứa các chất có
tính độc đối với vi sinh vật như các chất khử vô cơ, formaldehyte, kim loại nặng, clo,
v.v… và các chất khó phân hủy sinh học như các chất tẩy, giặt, hồ PVA, các loại dầu
khoáng,… Do đó trước khi đưa vào xử lý sinh học, nước thải cần được khử các chất
gây độc và giảm tỷ lệ các chất khó phân hủy sinh học bằng phương pháp xử lý cục bộ.
Trong xử lý nước thải bằng phương pháp hiếu khí, cần kiểm tra tỷ lệ chất dinh

dưỡng cho quá trình phân hủy, cụ thể tỷ lệ BOD
5
: N : P = 100: 5 : 1. Thường trong
nước thải dệt nhuộm thiếu hàm lượng nitơ và photspho, do đó biện pháp khả thi nhất là
trộn với nước thải sinh hoạt để đưa vào xửa lý sinh học. Các phương pháp sinh học
thông dụng được sử dụng cho xử lý nước thải công nghiệp dệt là phương pháp bùn
hoạt tính, lọc sinh học, hồ oxy hóa, hoặc kết hợp xử lý sinh học nhiều bậc.

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


12

2.4. MỘT SỐ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI
DỆT NHUỘM

Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý hệ thống xử lý nước thải ngành dệt của
công ty Schiessen Sachen (CHLB Đức)


Nước thải vào
nguồn tiếp nhận
Bể trung

Bể chứa nước
để sử dụng lại
Làm

Lọc
H
2

O
Khử trùng bằng ozon
Bể sinh học
có khuấy

Bột than nâu
Axit axetit
Hấp phụ tầng sôi
có khuấy trộn
Bột than

Keo tụ, kết tủa
Phèn nhôm
Chất trợ keo

Bể điều hòa
Nước thải
Lắng
Hoạt hóa nhiệt
Bùn
Bùn
Lắng
Xử lý bùn
Lắng
Bùn
chôn lấp
Thẩm thấu ngược
Muối sử dụng lại
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

13

Hình 2.3 Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm tại
công ty Cổ phần ĐT-TM Thành Công

Giao cho đơn vị
khác chuyên xử lý

Nước


Bể lắng
Bể sau lắng
Bể phân hủy

Bể cô đặc

Máy ép bùn
Bồn lọc
Bể khuấy lần 2
KM,P
AA,C1

Vô bao hoặc phơi

Nước thải
Bể khuấy 2
Bể khuấy 1
Kênh đo lưu lượng

Hệ thống giải nhiệt
Bể điều hòa
Máy tách

Bể gom
Bể Semultech
Bể Aerotank

Bể Aerotank

Bể lắng thứ cấp

Song chắn

Rác
Rác
H
2
SO
4
60%,
khử màu, P AC
PAA ,C1501
Máy thổi khí
Dinh dưỡng
Phèn sắt
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


14

Hệ thống xử lý ở hình 2.2 được ứng dụng để xử lý nước thải của xí nghiệp tẩy
nhuộm Niederfrohna hãng Schiesser với lưu lượng nước thải 2500 m
3
/ngày. Xí nghiệp
tẩy nhuộm hàng bông và thuốc nhuộm chủ yếu là thuốc nhuộm hoạt tính. Nguyên lý cơ
bản của hệ thống bao gồm: xử lý sinh học, hấp phụ và keo tụ. Trong xử lý sinh học có
dùng chất mang là bột than nâu và trong hấp phụ cũng dùng bột than nâu. Sinh khối và
bột than từ bể sinh học, tháp hấp phụ được hoạt hóa bằng phương pháp nhiệt để tuần
hoàn sử dụng lại một phần và thải một phần.
Hệ thống xử lý ở hình 2.3 được ứng dụng để xử lý nước thải dệt nhuộm tại công
ty Cổ phần ĐT-TM Thành Công với với lưu lượng nước thải 5000 m
3
/ngày đêm.
Nguyên lý cơ bản của hệ thống là: hóa lý và sinh học.

2.5. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CHẾ PHẨM SINH HỌC TRONG XỬ LÝ
CHẤT THẢI

2.5.1. Chế phẩm sinh học:
Chế phẩm sinh học trong xử lý chất thải là sản phẩm có nguồn gốc sinh học
được dùng để xử lý chất thải gồm: vi sinh vật, enzyme và các chất chiết xuất từ động
vật, thực vật và vi sinh vật, không bao gồm các sinh vật biến đổi gene. Tập hợp nhiều
vi sinh hữu hiệu đã được nghiên cứu và tuyển chọn thuộc các chi Bacillus,
Lactobacillus, Streptomyces, Saccharosemyces, Aspergillus,…: vi sinh vật phân hủy
mạnh chất hữu cơ, vi sinh vật sinh chất kháng sinh, chất ức chế tiêu diệt và chất ức chế
vi sinh vật có hại,…
Tất cả các chủng vi sinh vật tuyển chọn dùng để sản xuất các chế phẩm vi sinh
đều đã được nghiên cứu kĩ các đặc điểm sinh học (phân loại đến loài bằng các phương
pháp phân loại truyền thống và kỹ thuật sinh học phân tử 16S-ADN) để khẳng định

chúng không độc hại cho con người, vật nuôi và môi trường.
Trong lĩnh vực bảo vệ môi trường, ngành Công nghệ sinh học có vai trò rất
quan trọng. Nhiều quy trình công nghệ xử lý ô nhiễm môi trường hiện tại được xây
dựng trên cơ sở tham gia tích cực của vi sinh vật, bao gồm: xử lý rác thải, nước thải,
phân hủy các chất độc hại, cải tạo và phục hồi môi trường. Tuy vậy các công nghệ áp
dụng các chủng vi sinh vật sẵn có trong tự nhiên vẫn chưa giải quyết triệt để được các
chất gây ô nhiễm môi trường như thời gian phân hủy lâu, phân hủy không triệt để, tạo
ra các sản phẩm thứ cấp.
Các nghiên cứu trong lĩnh vực vi sinh vật môi trường tập trung vào việc phân
lập vi sinh vật từ tự nhiên hay tạo ra các chủng, giống vi sinh vật mới có khả năng nuôi
dưỡng tạo thành các chế phẩm sinh học nhằm giải quyết triệt để vấn đề chất ô nhiễm