Thiết kế hệ thống xử lý nước thải nhà máy dệt nhuộm bằng PLC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TỰ ĐỘNG HĨA CHU TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY
DỆT - NHUỘM VỚI NĂNG SUẤT 3000M3/NGÀY
Ngành KT Điều khiển & Tự động hóa

Nhận file chạy liên hệ gmail:


HÀ NỘI, 8/2022


BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA HÀ NỘI

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên: Hồ Minh Trọng
Khóa: K62

Trường: Điện- Điện tử

Ngành: KT ĐK &TĐH

1. Tên đề tài:
Tự động hóa chu trình xử lý nước thải nhà máy dệt - nhuộm năng suất
3000m3/ngày

2. Nội dung đề tài:
+ Tìm hiểu cơng nghệ xử lý nước thải cơng nghiệp, trong đó có cơng nghệ xử lý
nước thải các nhà máy dệt nhuộm
+ Đề xuất phương án tự động hóa chu trình xử lý nước thải cho nhà máy dệt nhuộm
với năng suất 3000m3/ngày, theo tiêu chuẩn QCVN13:2008/BTNMT
+ Đề xuất lựa chọn các thiết bị cần thiết cho nhiệm vụ tự động hóa
+ Thực hiện mơ phỏng quy trình tự động hóa xử lý nước thải trên phần mềm Tia
portal 15.1 của Siemens

3. Thời gian giao đề tài: 4/2022
4. Thời gian hoàn thành: 8/2022
Ngày ...... tháng ...... năm 2022

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN


Lời cảm ơn
Nhờ có sự giúp đỡ của gia đình, thầy giáo, em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp
này. Đầu tiên em xin bày tỏ sự biết ơn sâu sắc đến - Giảng viên bộ môn Kỹ thuật
đo và Tin học cơng nghiệp, thầy đã nhiệt tình hướng dẫn em trong q trình làm
đồ án.
Ngồi ra, em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô trong Viện
Điện đã tạo những điều kiện tốt nhất để em hoàn thành đề tài. Dù đã rất cố gắng
nhưng khơng thể tránh khỏi nhiều thiếu sót, rất mong nhận được sự góp ý và sửa
chữa của thầy cơ và các bạn về đồ án tốt nghiệp này
Em xin chân thành cảm ơn!
Tóm tắt nội dung đồ án
Dệt nhuộm là ngành có truyền thống lâu đời và đóng vai trị quan trọng trong
đời sống người dân. Ngày xưa, người dân dùng các sản phẩm từ thiên nhiên tạo
nên các sản phẩm may mặc có màu sắc tươi tắn bền lâu thì ngày nay với kỹ thuật

hiện đại và hóa chất công nghiệp sản phẩm tạo ra nhiều hơn, màu sắc đẹp và phong
phú hơn. Tuy nhiên, việc sử dụng phổ biến hóa chất cơng nghiệp trong ngành dệt
- nhuộm dẫn đến hệ quả là ô nhiễm môi trường nặng nề hơn.
Đề tài “Tự động hóa xử lý nước thải nhà máy dệt-nhuộm năng suất
3000m3/ngày” nhằm đưa ra giải pháp tự động hóa chu trình xử lý nước thải cho
các nhà máy dệt – nhuộm với năng suất tới 3000m3/ngày.
Nội dung đồ án đề xuất phương án tự động hóa với công nghệ tham khảo từ
các hệ thống xử lý nước thải đang vận hành bao gồm các phần chính sau:
- Chương 1: Tìm hiểu về các nhà máy dệt nhuộm và công nghệ xử lý nước
thải
- Chương 2: Lựa chọn thiết bị, lên phương án thiết kế hệ thống tự động hóa
quy trình xử lý nước thải.
- Chương 3: Mơ phỏng quy trình vận hành hệ thống tự động xử lý nước thải.

Sinh viên thực hiện
Ký và ghi rõ họ tên


MỤC LỤC
CHƯƠNG 1. XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP SỢI VÀ DỆT NHUỘM
................................................................................................................................ 1
1.1

Đặt vấn đề .................................................................................................. 1

1.2

Phân loại nước thải .................................................................................... 1
1.2.1

Nước thải sinh hoạt ..................................................................... 1

1.2.2

Nước thải công nghiệp (nước thải sản xuất) ............................... 2

1.3

Phương pháp tiếp cận giải quyết vấn đề nước thải công nghiệp ............... 4

1.4

Các công đoạn xử lý nước thải .................................................................. 5

1.5

Tổng quan về ngành dệt nhuộm ................................................................. 7

1.6

Công nghệ sản xuất và nguồn phát sinh nước thải .................................... 9

1.7
Các nguồn gây ô nhiễm, đặc tính nước thải ngành dệt nhuộm và các tác
động tới môi trường ............................................................................................. 10

1.8

1.7.1

Nguồn gây ô nhiễm ................................................................... 10

1.7.2

Đặc tính nước thải ngành dệt nhuộm ........................................ 11

1.7.3

Ảnh hưởng của nước thải tới môi trường ................................. 12

Các phương pháp xử lý nước thải ngành dệt nhuộm ............................... 13
1.8.1

Phương pháp trung hịa, điều chỉnh pH .................................... 13

1.8.2

Phương pháp đơng keo tụ ......................................................... 13

1.8.3

Hấp phụ ..................................................................................... 14

1.8.4

Phương pháp oxy hóa ............................................................... 14

1.8.5

Phương pháp màng ................................................................... 14

1.8.6

Phương pháp sinh học ............................................................... 14

CHƯƠNG 2. TỰ ĐỘNG HĨA QUY TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI Ở NHÀ
MÁY DỆT NHUỘM NĂNG SUẤT 3000M3/NGÀY ...................................... 15
2.1

2.2

Yêu cầu công nghệ của hệ thống xử lý nước thải .................................... 15
2.1.1

Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học............................... 15

2.1.2

Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý ............................... 15

2.1.3

Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học. ............................ 16

2.1.4

Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học ............................ 17

Phương án tự động hóa chu trình xử lý nước thải của nhà máy .............. 19
2.2.1

Cơ sở thiêt kế hệ thống xử lý nước thải .................................... 19

2.2.2

Một số công nghệ xử lý nước thải dệt-nhuộm ở Việt Nam ...... 19

2.2.3

Đề xuất quy trình xử lý nước thải trong đồ án.......................... 22


2.3

2.4

Lựa chọn loại cảm biến cần sử dụng ........................................................ 25
2.3.1

Lựa chọn phao mức nước.......................................................... 25

2.3.2

Cảm biến đo TSS/độ đục .......................................................... 27

2.3.3

Cảm biến đo nồng độ oxy hòa tan ............................................ 28

Các tín hiệu vào - ra của hệ thống điều khiển .......................................... 28

2.4.1

Tín hiệu đầu vào ........................................................................ 28

2.4.2

Tín hiệu đầu ra .......................................................................... 30

2.4.3

Lựa chọn PLC và các module mở rộng .................................... 31

2.5

Các thiết bị chấp hành .............................................................................. 32

2.6

Sự cố và xử lý sự cố ................................................................................. 42

CHƯƠNG 3. MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TỰ ĐƠNG HĨA XỬ LÝ NƯỚC
THẢI .................................................................................................................... 46
3.1

Giới thiệu phần mềm TIA PORTAL 15.1 ............................................... 46
3.1.1

Tổng quan TIA Portal ............................................................... 46

3.1.2

Cấu trúc lập trình....................................................................... 47

3.1.3

Ngơn ngữ lập trình .................................................................... 48

3.2

Các thuật toán điều khiển của hệ thống điều khiển tự động .................... 48

3.3

Xây dựng các trang giao diện điều khiển - giám sát ................................ 54

3.4

Phân tích kết quả mơ phỏng các kịch bản vận hành hệ thống ................. 58

KẾT LUẬN ......................................................................................................... 61
Kết luận ................................................................................................................ 61
Hướng phát tiền đề tài trong tương lai ................................................................. 61
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. 62
PHỤ LỤC ............................................................................................................ 63


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Minh họa các nguồn nước thải sinh hoạt trọng một hộ gia đình ............ 2
Hình 1.2 Minh họa một dạng nước thải công nghiệp đang trong quá trình xử lý . 2
Hình 1.3 Minh họa nước thải nhà máy dệt-nhuộm .............................................. 10

Hình 1.4 Minh họa ảnh hưởng của nước thải tới mơi trường .............................. 12
Hình 2.1 Song chắn rác ........................................................................................ 15
Hình 2.2 Thiết bị tuyến nổi .................................................................................. 16
Hình 2.3 Xử lý sinh học ....................................................................................... 18
Hình 2.4 Quy trình xử lý nước thải của KCN Dệt – may Phố Nối ...................... 20
Hình 2.5 Quy trình xử lý nước thải của công ty Dệt Choong Nam Viet Nam Co.ltd
.............................................................................................................................. 21
Hình 2.6 Quy trình xử lý nước thải đề xuất ......................................................... 22
Hình 2.7 Hình dáng phao mức nước OMRON 61F-G-AP .................................. 25
Hình 2.8 Cấu tạo của cảm biến đo mức nước ...................................................... 26
Hình 2.9 Nguyên lý hoạt động của OMRON 61F-G-AP .................................... 26
Hình 2.10 Sơ đồ đấu dây của cảm biến OMRON 61F-G-AP.............................. 27
Hình 2.11 Cảm biến đo độ đục TSS .................................................................... 27
Hình 2.12 Cảm biến đo nơng độ Oxy hịa tan DO ............................................... 28
Hình 2.13 PLC S7-1200 1214 DC/DC/DC và các module mở rộng ................... 31
Hình 2.14 Thiết bị tuyển nổi DFA ....................................................................... 39
Hình 2.15 Bồn trộn hóa chất ................................................................................ 39
Hình 2.16 Động cơ khấy nổi bể điều hịa ............................................................ 40
Hình 2.17 Máy ép bùn khung bản SM01 ............................................................. 40
Hình 2.18 Máy bơm bùn ...................................................................................... 40
Hình 2.19 Hệ thống máy thổi khí ........................................................................ 41
Hình 2.20 Bể hiếu khí máy khuấy chìm .............................................................. 41
Hình 2.21 Động cơ bơm hóa chất ........................................................................ 41
Hình 2.22 Chụp tồn cảnh bể xử lý nước thải ..................................................... 42
Hình 3.1 Chương trình khởi động mơ phỏng....................................................... 49
Hình 3.2 Chương trình dừng cơng nghệ .............................................................. 49
Hình 3.3 Chương trình xử lý sự cố hệ thống ....................................................... 50
Hình 3.4 Chương trình ép bùn ............................................................................. 50
Hình 3.5 Chương trình điều khiển máy thổi khí .................................................. 51
Hình 3.6 Chương trình khởi động ........................................................................ 52

Hình 3.7 Chương trình khởi động cơm và van các bể ......................................... 53
Hình 3.8 Các chương trình ................................................................................... 54
Hình 3.9 Tạo new project..................................................................................... 54


Hình 3.10 Chọn Wincc ......................................................................................... 54
Hình 3.11 Thêm Card mạng ................................................................................. 55
Hình 3.12 Kết nối PLC và PC system .................................................................. 55
Hình 3.13 Kết nối nút bấm ................................................................................... 55
Hình 3.14 Kết nối Symbol ................................................................................... 56
Hình 3.15 Kết nối đồ thị Trend ............................................................................ 56
Hình 3.16 Tạo Pop-up Screens............................................................................. 56
Hình 3.17 màn hình đăng nhập ............................................................................ 57
Hình 3.18 Đăng nhập vào hệ thống ...................................................................... 57
Hình 3.19 Phần quyền .......................................................................................... 57
Hình 3.20 Giao diện điều khiển chính ................................................................. 58
Hình 3.21 Giao diện đồ thị trend .......................................................................... 58
Hình 3.22 Mơ phỏng chu trình tự động hóa ......................................................... 58
Hình 3.23 Mơ phỏng pop-up screens ................................................................... 59
Hình 3.24 Mơ phỏng đồ thị trend ......................................................................... 59
Hình 3.25 Mơ phỏng lỗi ....................................................................................... 60
Hình 3.26 Màn hình các thiết bị gặp lỗi ............................................................... 60


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1 Lưu lượng nước thải trọng một số ngành cơng nghiệp .......................... 3
Bảng 1.2 Tính chất đặc trưng của nước thải một số ngành công nghiệp............... 3
Bảng 1.3 Các cơng trình trong hệ thống xử lý bậc một, hai, ba ............................ 6
Bảng 1.4 Chiến lược phát triển ngành Dệt May Việt Nam từ năm 2010 đến năm
2020........................................................................................................................ 8

Bảng 1.5 Sự phân phối nước trong nhà máy dệt-nhuộm ....................................... 9
Bảng 1.6 Các chất gây ô nhiễm và đặc tính nước thải ngành dệt-nhuộm ........... 11
Bảng 1.7 Đặc tính nước thải sản xuất .................................................................. 11
Bảng 1.8 Đặc tính nước thải sản xuất tại một số xí nghiệp ở Việt Nam ............. 12
Bảng 2.1 Thành phần và tính chất nước thải và QCVN13:2008/BTNMT .......... 19
Bảng 2.2 So sánh ưu nhược điểm của hai hệ thống ............................................. 21
Bảng 2.3 Tín hiệu đầu vào ................................................................................... 28
Bảng 2.4 Tín hiệu đầu ra ...................................................................................... 30
Bảng 2.5 Danh sách các thiết nị chấp hành ......................................................... 32
Bảng 2.6 Những sự cố thường gặp và cách khắc phục ........................................ 42


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
XLNT

Xử lý nước thải

SH

Sinh học

TG

Thu gom

DH

Điều hịa

HK

Hiếu khí

CB

Chứa bùn



CHƯƠNG 1. XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP SỢI VÀ DỆT NHUỘM
1.1 Đặt vấn đề
Hiện nay, cùng với sự phát triển của xã hội và nhu cầu trang phục ngày càng
tăng và đa dạng của con người, ngành công nghiệp dệt nhuộm, may mặc ở Việt
Nam đã và đang trên đà phát triển mạnh, trở thành ngành công nghiệp mũi nhọn
của đất nước, là một trong những ngành có kim ngạch xuất khẩu lớn nhất của nước
ta.Trong những nằm gần đây, nhờ chính sách đổi mới mở cửa ở Việt Nam, đã có
72 doanh nghiệp nhà nước, 40 doanh nghiệp tư nhân, 40 dự án liên doanh và 100%
vốn đầu tư nước ngoài cùng rất nhiều các tổ hợp đang hoạt động trong lĩnh vực
sợi, dệt , nhuộm. Ngành công nghiệp dệt nhuộm phát triển cũng đã giải quyết việc
làm cho một lực lượng lớn lao động trong nước, nâng cao đời sống của người dân.
Tuy nhiên, ngành công nghiệp dệt nhuộm cũng đã thải ra một lượng lớn chất thải
gây ô nhiễm môi trường, đặc biệt là nước thải. Nước thải dệt nhuộm với lưu lượng
lớn, chứa nhiều chất hữu cơ khó phân huỷ sinh học, có chứa kim loại nặng, độ màu
cao... Mặt khác, các nhà máy, xí nghiệp dệt nhuộm chưa quan tâm hoặc chưa đầu
tư thích đáng cho công tác xử lý nước thải dệt nhuộm. Bên cạnh đó, cũng có một
số nhà máy quan tâm đầu tư đến vấn đề xử lý nước thải, nhưng do tính chất phức
tạp và khơng ổn định của dịng nước thải cùng với sự chuyển giao cơng nghệ khơng
hồn chỉnh đối với các nhân viên vận hành hệ thống xử lý nước thải nên các hệ
thống này đã hoạt động khơng hiệu quả. Bên cạnh đó, rào cản thương mại xanh
được áp dụng đối với hàng may mặc là đòi hỏi các sản phẩm phải đáp ứng được

các tiêu chuẩn sinh thái quy định, an toàn về sức khỏe đối với người sử dụng,
không gây ô nhiễm môi trường trong sản xuất, bắt buộc các nhà xuất khẩu phải
tuân thủ. Như vậy là, trong cuộc cạnh tranh quyết liệt sau khi hạn ngạch dệt may
được gỡ bỏ và một số tiêu chuẩn được các thị trường EU, Mỹ, Nhật... được áp
dụng, thì rào cản thương mại “xanh” là một thách thức, trở ngại lớn đối với tất cả
các nước xuất khẩu hàng dệt may.
Xuất phát từ những vấn đề trên cùng với mục tiêu củng cố những kiến thức đã
học trên ghế nhà trường, trang bị cho mình những hiểu biết cần thiết nhất cho công
việc sau này, em thực hiện đề tài tốt nghiệp: “Tự động hóa xử lý nước thải nhà
máy dệt - nhuộm với công suất 3000m3/ngày”.
1.2 Phân loại nước thải
Để hiểu và lựa chọn công nghệ xừ lý nước thải cần phải phân biệt các loại
nước thải khác nhau. Có nhiều cách hiểu về các loại nước thải, nhưng trong tài liệu
này tác giả đưa ra 2 loại nước thải dựa trên mục đích sử dụng và cách xả thải như
sau [1].
1.2.1 Nước thải sinh hoạt
Nước thải sinh họat là nước được thải bỏ sau khi sử dụng cho các mục đích
sinh hoạt của cộng đồng: tắm, giặt giũ, tẩy rữa, vệ sinh cá nhân, … chúng thường
được thải ra từ các các căn hộ, cơ quan, trường học, bệnh viện, chợ, và các công
1


trình cơng cộng khác. Lượng nước thải sinh họat của khu dân cư phụ thuộc vào
dân số, vào tiêu chuẩn cấp nước và đặc điểm của hệ thống thốt nước.

Hình 1.1 Minh họa các nguồn nước thải sinh hoạt trọng một hộ gia đình

Thành phần của nước thải sinh họat gồm 2 lọai:
- Nước thải nhiễm bẩn do chất bài tiết của con người từ các phòng vệ sinh
- Nước thải nhiễm bẫn do các chất thải sinh họat: cặn bã từ nhà bếp, các chất

rửa trôi, kể cả làm vệ sinh sàn nhà. Nước thải sinh họat chứa nhiều chất hữu cơ dễ
bị phân hủy sinh học, ngòai ra cịn có các thành phần vơ cơ, vi sinh vật và vi trùng
gây bệnh rất nguy hiểm.
1.2.2

Nước thải công nghiệp (nước thải sản xuất)

Là lọai nước thải sau quá trình sản xuất, phục thuộc loại hình cơng nghiệp.
Đặc tính ơ nhiễm và nồng độ của nước thải công nghiệp rất khác nhau phụ thuộc
vào lọai hình cơng nghiệp và chế độ cơng nghệ lựa chọn.

Hình 1.2 Minh họa một dạng nước thải cơng nghiệp đang trong q trình xử lý

2


Trong công nghiệp, nước được sử dụng như là 1 loại nguyên liệu thô hay
phương tiện sản xuất (nước cho các q trình) và phục vụ cho các mục đích truyền
nhiệt. Nước cấp cho sản xuất có thể lấy mạng cấp nước sinh hoạt chung hoặc lấy
trực tiếp từ nguồn nước ngầm hay nước mặt nếu xí nghiệp có hệ thống xử lý riêng.
Nhu cầu về cấp nước và lưu lượng nước thải trong sản xuất phụ thuộc vào nhiều
yếu tố. Lưu lượng nước thải của các xí nghiệp cơng nghiệp được xác định chủ yếu
bởi đặc tính sản phẩm được sản xuất.
Bảng 1.1 Lưu lượng nước thải trọng một số ngành công nghiệp

Ngành công nghiệp
1. Sản xuất bia
2. Tinh chế đường
3. Sản xuất bơ sữa
4. Nhà máy đồ hộp rau quả

5. Dệt sợi nhân tạo
6. Xí nghiệp tẩy trắng

Lưu lượng nước
thải
1 lít bia
5,65 (l)
1 tấn củ cải đường 10 - 20 (m3)
1 tấn sữa
5-6 (l)
1 tấn sản phẩm
4,5 - 1,5 (m3)
1 tấn sản phẩm
100 (m3)
1 tấn sợi
1000 - 4000 (m3)
Tính cho

Ngồi ra, trình độ cơng nghệ sản xuất và năng suất của xí nghiệp cũng có ý
nghĩa quan trọng. Lưu lượng tính cho 1 đơn vị sản phẩm có thể rất khác nhau. Lưu
lượng nước thải sản xuất lại dao động rất lớn. Bởi vậy số liệu trên thường khơng
ổn định và ở nhiều xí nghiệp lại có khả năng tiết kiệm lượng nước cấp do sử dụng
hệ thống tuần hoàn trong sản xuất.
Thành phần nước thải sản xuất rất đa dạng, thậm chí ngay trong 1 ngành cơng
nghiệp, số liệu cũng có thể thay đổi đáng kể do mức độ hồn thiện của cơng nghệ
sản xuất hoặc điều kiện môi trường.
Căn cứ vào thành phần và khối lượng nước thải mà lựa chọn công nghệ và các
kỹ thuật xử lý. Bảng 1.2 liệt kê một số số liệu về thành phần nước thải của một số
ngành công nghiệp.
Bảng 1.2 Tính chất đặc trưng của nước thải một số ngành công nghiệp

Các chỉ tiêu

Chế biến Sản xuất thịt Dệt sợi tổng Sản
xuất
sữa
hộp
hợp
clorophenol
- BOD5 (mg/l)
1000
1400
1500
4300
- COD (mg/l)
1900
2100
3300
5400
- Tổng chất rắn (mg/l) 1600
3300
8000
53000
- Chất rắn lơ lửng 300
1000
2000
1200
(mg/l)
50
150

30
0
- Nitơ (mgN/l)
12
16
0
0
- Photpho (mgP/l)
7
7
5
7
- pH - Nhiệt độ (0 C)
29
28
17
- Dầu mỡ (mg/l)
500
- Clorua (mg/l)
27000
- Phenol (mg/l)
140
3


Nói chung, nước thải từ các nhà máy chế biến thực phẩm có hàm lượng nitơ
và photpho đủ cho quá trình xử lý sinh học, trong khi đó hàm lượng các chất dinh
dưỡng này trong nước thải của các ngành sản xuất khác lại quá thấp so với nhu cầu
phát triển của vi sinh vật. Ngoài ra, nước thải ở các nhà máy hóa chất thường chứa
một số chất độc cần được xử lý sơ bộ để khử các độc tố trước khi thải vào hệ thống

nước thải khu vực.
Có hai loại nước thải công nghiệp:
- Nước thải công nghiệp qui ước sạch: là lọai nước thải sau khi sử dụng để
làm nguội sản phẩm, làm mát thiết bị, làm vệ sinh sàn nhà.
- Nước thải công nghiệp nhiễm bẫn: đặc trưng của cơng nghiệp đó và cần xử
lý cục bộ trước khi xả vào mạng lưới thoát nước chung hoặc vào nguồn
nước tùy theo mức độ xử lý
1.3 Phương pháp tiếp cận giải quyết vấn đề nước thải công nghiệp
Hướng chính để giảm lượng nước thải và sự ơ nhiễm đối với các nguồn nước
là thiết lập các hệ thống khép kín trong quản lý nước. Ở đây hệ thống khép kín cần
hiểu đó là hệ thống cho một nhà máy hay cho cả khu vực. Có như vậy mới đảm
bảo việc sử dụng hợp lý nước trong quá trình cơng nghệ, thu hồi tới mức tối đa các
phần tử có giá trị trong nước thải, giảm chi phí đầu tư xây dựng và vận hành, cải
thiện điều kiện vệ sinh và tránh sự ô nhiễm môi trường.
Một hướng tích cực khác để giảm lượng nước thải và ơ nhiễm môi trường nước
là thiết lập sản xuất không nước thải với các nội chính sau:
- Chế biến liên hợp nguyên liệu và vật liệu ban đầu.
- Thiết lập các q trình cơng nghệ mới để sản xuất và chế biến các sản phẩm
khơng có sự tham gia của nước
- Giảm lượng nước thải và mức ơ nhiễm bằng hồn thiện các q trình cơng nghệ
và thiết bị, sử dụng ngun liệu khơng có nước.
- Ứng dụng các máy làm sạch khơng khí.
- Làm sạch tồn diện nước thải của các cơ sở công nghiệp cũng như nước thải sinh
hoạt ở các trạm xử lý cục bộ hay của thành phố để được thu được nước có thể sử
dụng trong các q trình cơng nghệ và các hệ thống cấp nước tuần hoàn.
- Ứng dụng các phương pháp và thiết bị tiên tiến để làm sạch nước thải
- Sử dụng dụng tất cả nước thải sau khi đã làm sạch và làm nguội trong các q
trình cơng nghệ trong các hệ thống tuần hồn nước.
- Duy trì thành phần muối cố định của nước trong hệ thống cấp nước tuần hồn
bằng cách lấy ra một phần nước mới mục đích loại muối một phần hay hồn tồn

phần nước đó và tuần hồn nước khơng có muối vào hệ thống cấp nước tuần hồn.
Phương pháp tiếp cận để phịng ngừa, giảm lượng nước thải và các chất gây ô
nhiễm nước là phương pháp tích cực và mang tính chủ động. Phương pháp này đi
vào bản chất của q trình cơng nghệ, kiểm tra quá trình sản xuất, nguồn nguyên
liệu, tìm nguyên nhân, nguồn phát sinh nước thải, từ đó có các biện pháp giải quyết
tận gốc như thay đổi công nghệ, tuần hoàn sử dụng lại nước, tái sử dụng lại các

4


chất gây ơ nhiễm nước, phân luồng các dịng nước thải gây ô nhiễm và khi cần
thiết sử dụng cục bộ các dòng này với một lượng nhỏ.
Phương pháp này có ưu điểm:
- Giảm lượng nước sử dụng.
- Giảm lượng nước thải cần xử lý.
- Giảm tải lượng các chất gây ô nhiễm.
- Hiệu quả kinh tế cao do giảm chi phí xử lý nước thải.
Phương pháp giảm lượng nước thải và các chất gây ơ nhiễm nước có thể thực
hiện bằng các biện pháp sau:
- Thay thế các công đoạn ướt (có sử dụng nước và hóa chất) bằng các cơng đoạn
khơ (khơng dùng nước). Biện pháp này địi hỏi phải có sự cải tiến, thay đổi cơng
nghệ, đặc biệt đối với nhưng dây chuyền sản xuất liên tục. Do đó đối với những
cơ sở mới xây dựng hoặc có kế hoạch mở rộng, người ta cần quan tâm lưu ý xem
có những cơng đoạn ướt nào có thể thay thế băng cơng đoạn khơ. Ví dụ: Trong
cơng đoạn xử lý bề mặt kim loại của công cụ, tấm, hay ống băng kim loại có thể
thay biện pháp xử lý ướt với axit bằng phương pháp cơ học, quang học nhưng đánh
gỉ bằng bàn chải hay chiếu sáng. Hoặc trong cơng nghiệp chế biến rau, hoa quả
người ta có thế thay thế phương pháp ướt để tách vỏ bằng máy tách vỏ khô sẽ giảm
được 1/3 lượng nước thải.
- Tiết kiệm sử dụng nước, phân dòng nước thải sạch để tuần hoàn sử dụng

lại, thường xuyên kiểm tra đường ông dẫn nước để tránh thất thoát nước.
- Phân luồng các dịng thải có nồng độ các chất ơ nhiễm cao để xử lýriêng,
hạn chế pha lỗng những dịng thải này để giảm tải lượng ô nhiễm cho hệ thống
xử lý chung. Thí dụ dịch thuốc nhuộm trong cơng nghiệp dệt, sau đinh kì thải nên
thu hồi xử lý riêng. Vì trong dịch này có chưa lượng thuốc nhuộm khơng bám vào
vải, và một lượng lớn các hóa chất phụ trợ cho q trình nhuộm. Một thí dụ khác
như trong công nghiệp chế biến thực phẩm, ở các cơ sở giết mổ nên thu hồi các
dịch, máu, mỡ riêng, hạn chế thải pha loãng vào nước rửa để khỏi dẫn đến phải xử
lý một lượng nước thải lớn với nồng độ các chất ô nhiễm hữu cơ do các thành phần
đó gây nên.
1.4 Các cơng đoạn xử lý nước thải
Theo mức độ xử lý và tập hợp các loại công trình đơn vị hoạt động nối tiếp
trong một hệ thống xử lý nước thải, có thể chia ra thành ba công đoạn xử lý như
sau: Xử lý sơ bộ hay tiền xử lý, xử lý bậc hai, xử lý bậc ba (hay xử lý tăng cường).
Các cơng trình trong cơng đoạn xử lý sơ bộ là các cơng trình hoạt động dựa trên
lực cơ học và vật lý là chủ yếu, như là: Song chắn, lưới chắn, bể điều hoà, bể lắng,
lọc.
Các cơng trình trong cơng đoạn xử lý bậc hai gồm các cơng trình xử lý bằng
hố chất và sinh học. Các cơng trình xử lý nước thải bằng hố chất là các cơng
trình dùng hố chất trộn vào nước thải để chuyển đổi các hợp chất hoặc các chất
hồ tan trong rước thải thành các chất có tính trơ vể mặt hoá học hoặc thành các
hợp chất kết tủa dễ lắng và lọc để loại chúng ra khỏi nước thải. Các cơng trình xử
5


lý sinh học được áp dụng để khử các chất hữu cơ ở dạng keo và dạng hoà tan trong
nước thải nhờ q trình đồng hố của vi sinh đê biến các chất hữu cơ này thành
khí hoặc thành vỏ tế bào của vi sinh dễ keo tụ và lắng rồi loại chúng ra khỏi nước
thải. Quá trình xử lý sinh học còn được áp dụng để khử nitrogen và phốtpho.
Các cơng trình trong cơng đoạn xử lý bậc ba được áp dụng để khử tiếp các

chất hố học có tính độc hại hoặc khó khử bằng các cơng trình xử lý sinh học thơng
thường. Các cơng trình trong cơng đoạn xử lý bậc ba thường là: Bể lọc hấp thu
tầng than hoạt tính, bể lọc trao đổi ion và lọc qua màng thẩm thấu ngược, lọc qua
màng bán thấm bằng điện phân v.v... Nước thải sau khi qua công đoạn xử lý bậc
ba thường dược tuần hoàn lại cho các q trình sản xuất cơng nghiệp hoặc dùng
để tưới đường, tưới cây, và cấp cho các hồ tạo cảnh quan và giải trí.
Sau các quy trình xử lý, cịn lại cặn trong các cơng trình, cần phải tập trung
các loại cặn để xử lý bằng các biện pháp: Khử nước, làm khô hoặc đốt trước khi
đưa đến nơi chôn lấp để đảm bảo an tồn cho mơi trường. Các cơng trình trong hệ
thống xử lý nước thải được liệt kê ở bảng 1.3 dưới đây.
Bảng 1.3 Các cơng trình trong hệ thống xử lý bậc một, hai, ba

Chất cần xử lý

Xừ lý bậc một
(xử lý sơ bộ)
2

Xử lý bậc hai

Xử lý bậc ba

3
Trung hòa
Keo tụ, lắng lọc

4

Bể xử lý bằng bùn
hoạt tính

Bể lọc sinh học
Hồ sinh học

Hấp thụ bằng than
hoạt tính
Lọc qua màng
thẩm thấu ngược

Nhu cầu oxy hóa Lắng, lên men Các cơng trình xử
học
metan trong các lý bằng bùn hoạt
bể tự hoại
tính, lọc sinh học
Hồ sinh học

Hấp thụ bằng than
hoạt tính
Lọc qua màng
thẩm thấu ngược
Oxy hóa băng Cl.
H2O2, O3, KMnO4

1
pH
Vật lơ lửng và cặn Song lưới chắn,
lắng sơ bộ
BOD
Lắng, lên men
metan trong các
bể tự hoại

Dầu mỡ
Phenol
Cyanua

Crom

Các bể tách dầu Keo tụ và tuyến
bằng trọng lực
nổi
Bùn hoạt tính
Hấp thụ băng than
hoạt tính
Phân hủy băng Điện phân
các chất oxy hóa, Lọc qua màng
xử lý bằng bùn thẩm thấu ngược
hoạt tính
Khử Cr+6 thành Lọc trao đổi ion
Cr+3
Điện phân
6


Keo tụ và lắng
Sắt. Mangan

Kim loại nặng

Clo và các hợp
chất Clo

Suphlid

Mùi

Màu

Lọc qua màng
thẩm thấu
Làm thoáng để Lọc trao đổi ion
oxy hóa
Điện phân
Oxy hóa và lắng
lọc
Tụ keo, lắng, lọc Trao đổi ion
và oxy hóa khử
Điện phân
Lọc qua màng
thẩm thấu
Trung hịa bằng Hấp thụ bằng than
kiềm
hoạt tính
Bùn hoạt tính
Lọc thẩm thấu
Oxy hóa bằng hóa ngược
chất
Bùn hoạt tính
Hấp thị băng than
Oxy hóa băng hóa hoạt tính
chất
Oxy hóa khử keo Hấp thụ bằng than

tụ và lắng
hoạt tính
Lọc qua màng
thẩm thấu ngược

Hiệu quả xử lý cần đạt sau các công đoạn là:
- Xử lý sơ bộ < 5 0 %.
- Xử lý bậc hai ~ 90%.
- Xử lý bậc ba 98-99. [1]
1.5 Tổng quan về ngành dệt nhuộm
Dệt nhuộm là một trong những hoạt động có từ xa xưa của con người. Sau thời
kỳ ăn lông ở lỗ, lấy da thú che thân, từ khi biết canh tác, con người đã bắt chước
thiên nhiên, đan lát các thứ cỏ cây làm thành nguyên liệu. Theo khảo cổ học thì sợi
lanh (flax) là nguyên liệu dệt may đầu tiên của con người, sau đó sợi len xuất hiện
ở vùng Lưỡng Hà (Mésopotamia) và sợi bông (cotton) ở ven sông Indus (Ấn Độ).
Sự phát triển của ngành dệt tuỳ thuộc vào điều kiện thổ nhưỡng và sinh hoạt
của các vùng. Sau cuộc cách mạng trong may mặc, ngành dệt phát triển ngày càng
nhanh, cùng với đà phát triển của kinh tế và thương mại.
Ngày nay, kỹ thuật dệt-nhuộm đã mau chóng đạt mức độ tinh vi tạo ra các sản
phẩm đa dạng về chủng loại và chất lượng. Sản phẩm của ngành dệt không chỉ là
quần áo, vải vóc và các vật dụng quen thuộc như khăn bàn, khăn tắm, chăn mền,
nệm, rèm, thảm, đệm ghế, ô dù, mũ nón ... mà cịn cần thiết cho hầu hết các ngành
nghề và sinh hoạt: lều, buồm, lưới cá, cần câu, các loại dây nhợ, dây thừng, dây
chão, các thiết bị bên trong xe hơi, xe lửa, máy bay, tàu bè, vòng đai cua-roa, vỏ
7


săm lốp, ống dẫn, bao bì, và nói chung mọi vật liệu dùng để đóng gói, bao bọc, để
lót, để lọc, để cách nhiệt, cách âm, cách điện, cách thuỷ, và cả những dụng cụ y
khoa như chỉ khâu và bơng băng.

Ngành cơng nghiệp dệt có truyền thống lâu đời tại Việt Nam phục vụ phần lớn
nhu cầu của cộng đồng trong và ngoài nước. Trong những năm gần đây ngành Dệt
Việt Nam là ngành có tốc độ tăng trưởng cao. Năm 2000, giá trị kinh doanh xuất
khẩu các sản phẩm dệt may chỉ đạt gần 1,9 tỉ USD thì năm 2008 đã tăng lên 9,1 tỉ
USD tăng 17,5% so với năm 2007. Năm 2009, kim ngạch xuất khẩu toàn ngành
đạt 9,1 tỷ USD, trở thành ngành xuất khẩu dẫn đầu cả nước, trong đó Vinatex đạt
1,7 tỷ USD, tăng 3% so cùng kỳ năm 2008. Hai tháng đầu năm 2010, ngành Dệt
May Việt Nam đã mang về 1 tỷ 510 triệu USD kim ngạch xuất khẩu, tăng 16,8%
so với cùng kỳ năm 2009, trong đó kim ngạch xuất khẩu trong tháng 2 ước tính
700 triệu USD. Ðây là thành tích lớn góp phần quan trọng vào việc giảm nhập siêu,
tăng kim ngạch xuất khẩu. Với mục tiêu kim ngạch xuất khẩu đạt 10,5 tỷ USD và
năm 2010 ngành dệt may phấn đấu vào top 5 của những nước xuất khẩu dệt may
lớn nhất trên thế giới, hiệp hội Dệt may Việt Nam đã tập trung thực hiện các giải
pháp: Đẩy mạnh đầu tư sản xuất vải, tăng tính thời trang hóa ngành dệt may; di
dời các doanh nghiệp ra ngoài thành phố để thu hút người lao động và xây dựng
các trung tâm dệt nhuộm, cải thiện môi trường.
Hiệp hội và Tập đoàn Dệt May Việt Nam đang xây dựng, tính tốn trên quy
hoạch đảm bảo mục tiêu tới năm 2015 đạt kim ngạch xuất khẩu 18 tỷ USD và
tập trung vào nhóm giải pháp sản xuất, tiêu thụ, khai thác triệt để cơng suất máy
móc hiện có, thực hiện tái cơ cấu ngành dệt may, đầu tư và thúc đẩy xúc tiến
thương mại.
Chiến lược phát triển ngành công nghiệp dệt may Việt Nam đến năm 2015,
định hướng 2020 được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt ngày 10/3/2008 tại quyết
định số 36/2008/QĐ-TTg (Bảng 1.4) nêu rõ mục tiêu định hướng phát triển ngành,
phấn đấu đạt mức tăng trưởng hàng năm từ 16-18%, xuất khẩu tăng 20%/năm (giai
đoạn 2008-2010) và tăng sản lượng từ 12-14%, xuất khẩu tăng 15% (giai đoạn
2011-2020) với tổng kim ngạch xuất khẩu ngành dệt may sẽ tăng gấp đôi so với
năm 2005, đạt khoảng 10-12 tỷ USD và đến năm 2020 con số này sẽ đạt 25 tỷ
USD. Doanh thu toàn ngành đạt khoảng 14,8 tỷ USD vào năm 2010; 22,5 tỷ USD
năm 2015 và 31 tỷ USD vào năm 2020.

Bảng 1.4 Chiến lược phát triển ngành Dệt May Việt Nam từ năm 2010 đến năm 2020

Chỉ tiêu

Đơn
tính

vị Thực
hiện

Mục tiêu tồn ngành đến
2010

2015

2020

Doanh thu

Triệu
USD

7.800

14.800

22.500

31.000

Xuất khẩu

Triệu
USD

5.834

12.000

18.000

25.000

8


Sử động lao Nghìn
động
người

2.150

2.500

2.750

3.000

Tỷ lệ nội địa %
hóa

32

50

60

70

8
265
575
1.212

20

40

60

120

210

300

350

500

650

1.000

1.500

2.000

1.800

2.850

4.000

Sản
chính:

phẩn
1000 tấn
1000 tấn
1000 tấn
Triệu m2
Triệu SP

Bông, xơ
Sợi tổng hợp
Sợi các loại
Vải
Sản phẩm may

1.6 Công nghệ sản xuất và nguồn phát sinh nước thải
Ngành dệt là ngành cơng nghiệp có dây chuyền cơng nghệ phức tạp, áp dụng
nhiều loại hình cơng 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 lại vải cotton và
vải pha. Ngồi ra cịn sử dụng các ngun liệu như lơng thú, đay gai, tơ tầm để sản
xuất các mặt hàng tương ứng.
Thông thường công nghệ dệt - nhuộm gồm ba quá trình cơ bản: kéo sợi, dệt
vải và xử lý (nấu tẩy), nhuộm và hoàn thiện vải
Nguồn nước thải phát sinh trong công nghệ dệt nhuộm là từ các công đoạn hồ
sợi, giũ hồ, nấu, tẩy, nhuộm và hoàn tất, trong đó lượng nước thải chủ yếu do q
trình giặt sau mỗi công đoạn. Nhu cầu sử dụng nước trong nhà máy dệt nhuộm rất
lớn và thay đổi theo các mặt hàng khác nhau. Nhu cầu sử dụng nước cho 1 mét vải
nằm trong phạm vi từ 12 đến 65 lít và thải ra từ 10 đến 40 lít. Nhìn chung sự phân
phối nước trong nhà máy dệt như thống kê trong bảng 1.5
Bảng 1.5 Sự phân phối nước trong nhà máy dệt-nhuộm

Sản suất hơi
50%
Nước làm lạnh thiết bị
6,4%
Nước làm mát và xử lý bụi trong xí nghiệp sợi, dệt.
7,8%
Nước cho các quy trình chính trong xí nghiệp dệt – nhuộm 7,23%
Nước vệ sinh
7,6%
Nước cho việc chống cháy và các vấn đề khác
20,97%
Tổng

100%
Lượng nước thải tính cho 1 đơn vị sản phẩm của một số mặt hàng như sau:
- Hàng len nhuộm, dệt thoi (bao gồm xử lý sơ bộ và nhuộm) là 100 đến 250 m3/1
tấn vải.
- Hàng vải bỏng, nhuộm, dệt thoi là 80 đến 240 m3 /1 tấn vải, bao gồm:
• Hồ sợi: 0,02 m3 /1 tấn
9


Nấu, giũ hồ, tẩy: 30 đến 120 m3 /1 tấn
• Nhuộm: 50 đến 120 m3 /1 tấn
• Hàng vải bịng nhuộm, dệt kim là 70 đến 180 m3 /1 tấn vải
- Hàng vải bóng in hoa, dệt thoi là 65 đến 280 m3 /1 tấn vải, bao gồm:
• Hồ sợi: 0,02 m3 /1 tấn
• Giũ hồ, nấu, tẩy: 30 đến 120 m3 /1 tấn
• In, sấy: 5 đến 20 m3 /1 tấn
• Giặt: 30 đến 140 m3 /1 tấn
- Chăn len màu từ sợi polyacrylonitrit là 40 đến 140 m3 /1 tấn, bao gồm:
• Nhuộm sợi: 30 đến 80 m3 /1 tấn
• Giặt sau dệt: 10 đến 70 m3 /1 tấn
• Vải trắng từ polyacrylonitril là 20 đến 60 m3 /1 tần (cho tẩy giặt). [1]
•

Hình 1.3 Minh họa nước thải nhà máy dệt-nhuộm

1.7 Các nguồn gây ô nhiễm, đặc tính nước thải ngành dệt nhuộm và các tác
động tới môi trường
1.7.1 Nguồn gây ô nhiễm
Các chất gây ô nhiễm chính trong nước thải của cơng nghiệp dệt nhuộm bao
gồm:

- Các tạp chất tách ra từ vải sợi như đầu mở, 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 cơng nghệ như hồ tinh bột, H2SO4,
CH3COOH, NaOH, NaOCI, H2O2, Na2CO3, Na2SO4, ... các loại thuốc nhuộm, các
chất trợ, chất ngấm, chất cầm màu, chất tẩy giật. Lượng hóa chất sử dụng đối với
từng loại vải, từng loại màu thường khác nhau và chủ yếu đi vào nước thải của
từng công đoạn tương ứng.
Đặc trưng quan trọng nhất của nước thải từ các cơ sở dệt - nhuộm là sự dao
động rất lớn cả về lưu lượng và tái lượng các chất ơ nhiễm. Nó thay đổi theo mùa,
theo mặt hàng sản xuất và chất lượng của sản phẩm. Nhìn chung nước thải từ các
cơ sở dệt -nhuộm có độ kiêm khá cao, có độ màu và hàm lượng các chất hữu cơ,
tổng chất rấn cao. Đặc tính nước thải và các chất gây ở nhiễm trong nước thải
ngành dệt - nhuộm được thể hiện trong bảng 1.6

10


Bảng 1.6 Các chất gây ơ nhiễm và đặc tính nước thải ngành dệt-nhuộm

Cơng đoạn
Hồ sợi, giũ
hồ
Nấu tẩy
Tẩy trắng
Làm bóng
Nhuộm
In
Hồn thiện

Chất ô nhiễm trong nước thải

Tinh bột, glucozo, cacboxy metyl
xelulo, nhựa, chất béo và sáp
NaOH, chất sáp và dầu mỡ, tro,
soda, silicat natri và xơ sợi vụn
Hypoclorit, hợp chất chứa clo,
NaOH, AOX, axit, …
NAOH, tạp chất

Đặc tính của nước thải
BOD cao (34 dến 50% tổng
sản lượng BOD)
Độ kiềm cao, màu tối, BOD
cao (30% tổng BOD)
Độ kiềm cao chiếm 5% BOD

Độ kiềm cao, BOD thấp (dưới
1% tổng BOD)
Các loại thuốc nhuộm, axit axetic Độ màu rất cao, BOD khá cao
và các muối kim loại
(6% tổng BOD), TS cao
Chất màu, tinh bột, dầu, đất sét, Độ màu cao, BOD cao và dầu
muối kim loại, axit, …
mỡ
Vết tinh bột, mỡ động vật, muối Kiềm nhẹ, BOD thấp, lượng
nhỏ

1.7.2 Đặc tính nước thải ngành dệt nhuộm
Đặc tính nước thải sản xuất của xí nghiệp dệt- nhuộm thể hiện trọng bảng 1.7
Bảng 1.7 Đặc tính nước thải sản xuất

Các thông số Đơn vị Giá trị nhỏ nhất Giá trị trung bình Giá trị cực đại
pH
8,5
10,3
0
Nhiệt độ
C
25
27
38
COD
mg O2/l 420
650
1400
BOD5
mg O2/l 80
180
500
TOC
mg/l
100
202
350
Tổng photpho mg/l
26
50
80
2SO4
mg/l
750

810
1050
S2mg/l
<0,1
<0,1
0,18
Cl
mg/l
400
800
1650
AOX
mg/l
0,5
0,8
1,2
Crom
mg/l
<0,01
0,015
0,034
Nikel
mg/l
<0,1
<0,1
0,4
Hàm lượng các chất gây ơ nhiễm trong nước thải của từng loại hình công nghệ
và từng loại sản phẩm thường khác nhau và thay đổi từ cơ sở này sang cơ sở khác,
cũng như thay đổi lớn trong ngày tại một cơ sở sản xuất. Các giá trị này phải được
đo và lấy mẫu phân tích cho từng cơ sở cũng như ở các thời điểm khác nhau đối

với một cơ sở. Thí dụ về đặc tính nước thải của một xí nghiệp dệt nhuộm mặt hàng
bóng dệt kim với lượng nước thải 70 - 180 m3 /1 tấn sản phẩm như ở bảng 1.8.
Nghiên cứu một số xí nghiệp dệt nhuộm ở Việt Nam chỉ ra kết quả trong bảng 1.8

11


Bảng 1.8 Đặc tính nước thải sản xuất tại một số xí nghiệp ở Việt Nam

Xí nghiệp

Đơn vị

Các
thơng số
Đặc
tính
sản phẩm
Nước thải
m3/1 tấn
pH
TS
mg/l

1

2

3

4

5

Hàng bông
dệt thoi
394
8-11
400-1000

Hàng pha
dệt kim
264
9-10
950-1380

Hàng pha
dệt kim
280
9-10
800-1100

Dệt len

Sợi

114
9
420

236
9-11
8001300
BOD5
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
Thành phần nước thải công nghiệp dệt rất đa dạng, bao gồm các chất ô nhiễm
dạng hữu cơ (thuốc nhuộm, tinh bột, tạp chất) và dạng vô cơ (các muối trung tính,
các chất trợ nhuộm), v.v...
1.7.3 Ảnh hưởng của nước thải tới môi trường
Ảnh hưởng của các chất gây ô nhiễm trong nước thải ngành dệt nhuộm tới
nguồn tiếp nhân có thể tóm tắt như sau:
- Độ kiềm cao làm tăng độ pH của nước. Nếu pH > 9 sẽ gây độc hại với các
loài thủy sinh, gây ăn mịn các cơng trình thốt nước và hệ thống xử lý nước thải.
- Muối trung tính làm tăng hàm lượng tổng chất rắn TS. Lượng thải lớn gây
tác hại đối với các loài thủy sinh do làm tăng áp suất thẩm thấu, ảnh hưởng tới quá
trình trao đổi chất của tế bào.

- Hồ tinh bột biến tính làm tăng BOD, COD của nguồn nước, gây tác hại đối
với đời sống thủy sinh do làm giảm oxy hòa tan trong nguồn nước.
- Độ màu cao do lượng thuốc nhuộm dư đi vào nước thải gây màu cho dòng
tiếp nhận, ảnh hưởng tới q trình quang hợp của các lồi thủy sinh, ảnh hưởng
xấu tới cảnh quan.
- Hàm lượng ô nhiễm các chất hữu cơ cao sẽ làm giảm oxy hòa tan trong nước,
ảnh hưởng tới sự sống của các lồi thủy sinh.

Hình 1.4 Minh họa ảnh hưởng của nước thải tới môi trường

12


1.8 Các phương pháp xử lý nước thải ngành dệt nhuộm
Do đặc thù của công nghệ, nước thải ngành dệt nhuộm chứa tổng hàm lượng
chất rắn TS, chất rắn lơ lửng, độ màu, BOD, COD cao. Chọn phương án xử lý
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 với những cơ sở có
năng suất sản xuất hàng dệt nhuộm lớn. Cần phân luồng các dịng thải theo các
loại:
- Dịng ơ nhiễm nặng như dịch nhuộm thải, dịch hồ, nước giặt đầu của mỗi
cơng đoạn.
- Dịng ơ nhiễm vừa như nước giặt ở các giai đoạn trung gian.
- Dịng ơ nhiễm nhẹ như nước làm nguội, nước giặt cuối. Dòng thải ô nhiễm
nhẹ có thể xử lý sơ bộ hay trực tiếp tuần hoàn sử dụng lại cho sản xuất.
Về nguyên lý xử lý, nước thải loại này có thể ứng dụng các phương pháp:
- Cơ học như sàng, lọc, lắng để tách các tạp chất thô như cặn bẩn, xơ sợi, rác,
v.v... - Hóa lý như trung hịa các dịng thải có tính kiềm, axit cao; đồng keo tụ để
khử màu, các tạp chất lơ lửng và các chất khó phân hủy sinh học; phương pháp

oxy hóa, hấp phụ, Hiện hóa để khử màu thuốc nhuộm.
- Sinh học để xử lý các chất ơ nhiễm hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học
như một số loại thuốc nhuộm, một phần hồ tinh bột hay các tạp chất tách từ sợi.
- Phương pháp màng có thể dùng để thu hồi các loại hồ tổng hợp, khử màu,
tách muối vô cơ....
1.8.1

Phương pháp trung hòa, điều chỉnh pH

Giá trị pH của các dịng thải từ cơng đoạn nhuộm, tẩy, làm bóng có thể dao
động trong khoảng rộng, mặt khác các quá trình xử lý hóa lý và sinh học đều địi
hỏi một giá trị pH nhất định để đạt được hiệu suất xử lý tối ưu. Do đó trước khi
đưa sang thiết bị xử lý, dòng thải cần được điều chỉnh pH tới giá trị thích hợp.
Trung hịa có thể thực hiện bằng trộn dịng thải có tính axit với dịng thải có tính
kiềm hoặc sử dụng các hóa chất như H2SO4, HCI, NaOH, CO2. Điều chỉnh pH
thường kết hợp thực hiện ở bể điều hòa hay bể chứa nước thải.
1.8.2 Phương pháp đông keo tụ
Đây là phương pháp thông dụng để xử lý nước dệt nhuộm. Trong phương pháp
này người ta dùng các loại phèn nhôm hay phèn sắt cùng với sữa với như sunfat
sắt, sunfat nhôm hay hỗn hợp của hai loại phèn này và hydroxyt canxi Ca(OH)2
với mục đích khử màu và một phần COD. Nếu dùng sunfat sắt II thì hiệu quả đạt
tốt nhất ở độ pH = 10, người ta có thể dùng Ca(OH)2, để điều chỉnh pH. Phương
pháp này được ứng dụng để khử màu của nước thải và hiệu suất khử màu cao đối
với thuốc nhuộm phân tán. Để tăng q trình tạo bơng và trợ lắng, người ta thường
bổ sung chất trợ tạo bóng như polyme hữu cơ.
Bên cạnh phương pháp keo tụ hóa học, phương pháp keo tụ điện hóa đã được
ứng dụng để khử màu ở quy mô công nghiệp. Nguyên lý của phương pháp này là
13

trong thiết bị keo tụ có các điện cực, giữa các điện cực có dịng điện một chiều để
làm tăng q trình kết bám tạo các bơng cặn dễ lắng. Một số nghiên cứu đã chỉ ra
điều kiện làm việc tối ưu của hệ thống này như sau: cường độ dòng điện 1800 mA;
điện thế 8 V; pH 5,5 đến 6,5.
Đối với phương pháp này, người ta có thể sử dụng kết hợp cả phèn nhôm và
phèn sắt để khử màu của thuốc nhuộm hồn ngun, hoạt tính, phân tán. [2]
1.8.3

Hấp phụ

Phương pháp hấp phụ có khả năng dùng để xử lý các chất khơng có khả năng
phân hủy sinh học và các chất hữu cơ khơng hoặc khó xử lý bằng phương pháp
sinh học. Phương pháp này được dùng để khử màu nước thải chứa thuốc nhuộm
hòa tan và thuốc nhuộm hoạt tính.
1.8.4

Phương pháp oxy hóa

Do cấu trúc hóa học của thuốc nhuộm bền trong khơng khí nên trong khử màu
nước thải của dệt nhuộm bằng phương pháp oxy hóa phải dùng các chất oxy hóa
mạnh. Có nhiều kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng, khi dùng duon hoặc khơng khí
có chứa hàm lượng ozon nhất định có khả năng khử màu rất tốt, đặc biệt cho nước
thải chứa màu thuốc nhuộm hoạt tính.
1.8.5 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.
1.8.6

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, formaldehit, 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. [2]

14


CHƯƠNG 2. TỰ ĐỘNG HĨA QUY TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI Ở NHÀ
MÁY DỆT NHUỘM NĂNG SUẤT 3000M3/NGÀY
2.1 Yêu cầu công nghệ của hệ thống xử lý nước thải
Các phương pháp xử lý loại bỏ các chất gây ô nhiễm từ nước thải công nghiệp
bao gồm:
2.1.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học
Xử lý cơ học thường áp dụng ở giai đoạn đầu của quá trình xử lý, dùng để loại
các tạp chất khơng tan có trong nước. Ví dụ: Song chắn rác – Lưới chắn rác.
Song chắn rác thường đặt trước hệ thống xử lý nước thải hoặc có thể đặt tại
các miệng xả trong phân xưởng sản xuất nhằm giữ lại các tạp chất có kích thước
lớn: nhánh cây, gỗ, lá, nilông, vải vụn và các loại rác khác. Lưới chắn rác thường
được dùng để thu hồi các thành phần rắn không tan hoặc khi cần phải loại bỏ rác
có kích thước nhỏ trong các ngành cơng nghiệp như dệt, giấy, da…

Hình 2.1 Song chắn rác

2.1.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý
a. Keo tụ tạo bông
Đây là phương pháp thông dụng để xử lý dệt nhuộm. Trong phương pháp này
người ta dùng các loại phèn nhôm hay phèn sắt cùng với sữa vôi như sunfat sắt,
sunfat nhôm hay hỗn hợp của hai loại phèn này và hydroxyt canxi Ca(OH)2 với
mục đích khử màu và một phần COD. Nếu dùng sunfat sắt II thì hiệu quả đạt tốt
nhất ở độ pH = 10, người ta có thể dùng Ca(OH)2 để điều chỉnh pH. Hàm lượng
muối sunfat sắt II đưa vào từ 50 đến 100g/l m3 nước và 250g Ca(OH)2 cho 1m3
nước thải cần xử lý. Cịn nếu dùng sunfat nhơm thì khống chế mơi trường có tính
axit yếu ở pH = 5 ÷ 6 [3]. Về nguyên lý, khi dùng phèn nhôm hay sắt sẽ tạo thành
các bông hydroxit sắt III. Các chất màu và các chất khó phân hủy sinh học bị hấp
phụ vào các bông cặn này và lắng xuống tạo bùn của q trình keo tụ tạo bơng.
Phương pháp này được ứng dụng để khử màu của nước thải và hiệu suất khử màu
cao đối với thuốc nhuộm phân tán. Để tăng q trình tạo bơng và trợ lắng, người
ta thường bổ sung chấ trợ tạo bông như polyme hữu cơ. Phương pháp này sinh ra
lượng bùn lớn từ 0,5 đến 2,5kg TS/1m3 nước thải xử lý. Bùn này cần được tách
15