Nghiên cứu Lựa chọn công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm công suất 1000 m3 trên ngày

Đồ án môn học
Xử lý nước thải ngành dệt nhuộm

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG
TRƢỜNG CAO ĐẲNG TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG TP.HCM
KHOA MÔI TRƢỜNG


BÁO CÁO ĐỒ ÁN MÔN HỌC


NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ
XỬ LÝ NƢỚC THẢI DỆT NHUỘM CÔNG
SUẤT 1000 M
3
/NGÀY



GVHD : NGUYỄN ĐINH TUẤN
SVTH : NGUYỄN THỊ ANH





TP.HCM, 1/2011


SVTH: Nguyễn Thị Anh
GVHD: Nguyễn Đinh Tuấn

2
MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 3
CHƢƠNG I 4
1.1. KHÁI QUÁT VỀ NGÀNH DỆT NHUỘM 4
1.1.1. Các quy trình cơ bản trong công nghệ dệt nhuộm 4
1.1.2. Các loại thuốc nhuộm thƣờng dùng trong ngành dệt nhuộm 7
1.2. THÀNH PHẦN VÀ ĐẶC TÍNH CỦA NƢỚC THẢI DỆT NHUỘM 9
1.3. TÁC ĐỘNG Ô NHIỄM MÔI TRƢỜNG 11
CHƢƠNG II 13
2.1. TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÍ NƢỚC THẢI 13
13
14
2.1.3. Xử lý bằng phƣơng pháp sinh học 17
2.2. GIỚI THIỆU MỘT SỐ SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÍ NƢỚC THẢI DỆT
NHUỘM 18
2.2.1. Công nghệ xử lí nƣớc thải dệt nhuộm trong nƣớc 18
2.2.2. Công nghệ xử lý nƣớc thải dệt nhuộm trên thế giới 21
CHƢƠNG III 24
3.1. 24
24
3.1.2. Đề xuất công nghệ 26
3.2. TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ 30
3.2.1. Xác định các thông số tính toán 30
3.2.2. Bể aeroten 31



SVTH: Nguyễn Thị Anh

GVHD: Nguyễn Đinh Tuấn
3
LỜI MỞ ĐẦU

Vấn đề bảo vệ và sử dụng hợp lý tài nguyên nước liên quan mật thiết với
các biện pháp tổng hợp về chống ô nhiễm nguồn nước do nước thải công nghiệp
dệt nhuộm gây ra. Một trong những biện pháp đó là phải xử lý nước thải trước
khi chúng được hòa vào nguồn nước mặt tự nhiên.
Để lựa chọn được một phương pháp cần phải có những hiểu biết chung về
môi trường và những kiến thức về các nguyên lý cơ bản cũng như công nghệ của
phương pháp đó. Trên cơ sở đó mới có thể đưa ra giải pháp phù hợp. Tuy nhiên,
xuất phát từ yêu cầu của sự phát triển thân thiện, hài hòa với môi trường và
những ưu điểm nổi trội của phương pháp sinh học và sử dụng nó vào công đoạn
nào khi đưa ra một phương án cụ thể cho việc xử lý ô nhiễm môi trường nước.
Đồng nghĩa với việc tạo ra nhiều loại mặt hàng, mẫu mã phong phú cũng
chính là thải ra một lượng lớn nước thải có hàm lượng chất ô nhiễm cao vượt quá
tiêu chuẩn cho phép, nếu không được xử lý sẽ gây ô nhiễm nghiêm trọng đến môi
trường, làm mất cân bằng sinh thái, làm mất cảnh quan môi trường và ảnh hưởng
đến sức khỏe của người dân. Do đó việc xử lý nước thải là một yêu cầu rất cần
thiết đòi hỏi chúng ta phải quan tâm.
Đồ án được thực hiện nhằm mục đích đề xuất hệ thống xử lý nước thải công
nhiệp dệt nhuộm với lưu lượng là 1000 m
3
/ngđ đạt tiêu chuẩn xả thải, hạn chế
việc tác động đến môi trường. Rất mong nhận được những nhận xét, góp ý của
thầy cô để kiến thức của em hoàn thiện hơn.

SVTH: Nguyễn Thị Anh
GVHD: Nguyễn Đinh Tuấn
4
CHƢƠNG I
TỔNG QUAN VỀ NGÀNH DỆT NHUỘM

1.1. KHÁI QUÁT VỀ NGÀNH DỆT NHUỘM
Trong những năm gần đây, sự phát triển mạnh mẽ của ngành công nghiệp
dệt nhuộm đã góp một phần lớn vào sự phát triển kinh tế chung của nước ta.
Ngành công nghiệp dệt nhuộm đã đáp ứng nhu cầu lớn trong nước và còn
thu được một lượng ngoại tệ lớn nhờ xuất khẩu. Mặt khác, ngành dệt nhuộm còn
giải quyết việc làm cho một số lượng lớn lao động. Hiện nay công nghiệp dệt
nhuộm đã trở thành một ngành mũi nhọn trong chiến lược phát triển kinh tế xã
hội của nước ta, đã và đang được sự quan tâm mạnh mẽ của Nhà nước.
Ở nước ta hiện nay ngoài các cơ sở, nhà máy dệt nhuộm lớn thì các làng
nghề truyền thống cũng đang phát triển mạnh mẽ. Song cùng với sự phát triển
này là những quá trình phát sinh trong sản xuất. Đây luôn là vấn đề khiến cho các
nhà quản lí và các nhà khoa học quan tâm. Hàng năm ngành dệt nhuộm sử dụng
một lượng lớn nước để sản xuất sau đó thải ra môi trường khi chưa được xử lí
hoặc đã xử lí nhưng chưa đạt tiêu chuẩn môi trường. Do vậy việc xử lí nước thải
của nhà máy dệt nhuộm ngày càng trở thành vấn đề cấp thiết.
1.1.1. Các quy trình cơ bản trong công nghệ dệt nhuộm
Thông thường công nghệ dệt nhuộm gồm 3 quá trình cơ bản: kéo sợi, dệt
vải và xử lý (nấu tẩy), nhuộm và hoàn thiện vải. Trong đó được chia thành các
công đoạn sau:

- Làm sạch nguyên liệu: nguyên liệu bông thô được đánh tung, làm sạch và
trộn đều. Sau quá trình làm sạch bông được thu dưới dạng các tấm phẳng đều.
- Chải: các sợi bông được chải song song và tạo thành các sợi thô.
- Kéo sợi, đánh bóng, mắc sợi: tiếp tục kéo 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. Tiếp tục mắc sợi là dồn qua 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 hố
bao quanh sợi, tăng độ bền, độ trơn và độ bóng của sợi để có thể tiến hành dệt vải
- Dệt vải: kết hợp sợi ngang với sợi dọc đã mắc thành hình tấm vải mộc.
- Giũ hồ: tách các thành phần của hồ bám trên vải mộc bằng phương pháp
enzym (1% enzym, muối và các chất ngấm) hoặc axit ( dung dịch H
2
SO
4
0.5%).


SVTH: Nguyễn Thị Anh
GVHD: Nguyễn Đinh Tuấn
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 như dầu mỡ,
sáp Vải được nấu trong dung dịch kiềm và các chất tẩy giặt ở áp suất cao (2 – 3
at) và ở nhiệt độ cao (120 – 130
0
C. Sau đó vải được giặt nhiều lần.
- Làm bóng vải: làm cho sợi cotton trương nở, làm tăng kích thước các mao
quản làm cho xơ sợi trở nên xốp hơn, dễ thấm nước hơn, tăng khả năng bắt màu
thuốc nhuộm.

- Tẩy trắng: mục đích tẩy màu tự nhiên của vải, làm sạch các vết bẩn. Các
chất tẩy thường dùng là natri clorit NaClO
2
, natri hypoclorit NaOCl hoặc hydro
peroxyte H
2
O
2
cùng với các chất phụ trợ.
- Nhuộm vải hoàn thiện: mục đích tạo màu sắc khác nhau của vải.Thường
sử dụng các loại thuốc nhuộm tổng hợp cùng với các hợp chất trợ nhuộm để tạo
sự gắn màu của vải.
In hoa là tạo ra các vân hoa có một hoặc nhiều màu trên nền vải trắng hoặc
vải màu. Sau khi nhuộm và in, vải được giặt lạnh nhiều lần. Phần thuốc nhuộm
dư 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 màu, chất làm mềm và hóa chất như metylic, axit
axetic, formaldehit.


SVTH: Nguyễn Thị Anh
GVHD: Nguyễn Đinh Tuấn
6

Chuẩn bị sợi nguyên liệu
Hồ sợi
Chuẩn bị nhuộm:
rũ hồ, nấu tẩy
Làm bóng
Dệt vải

Nhuộm
In bông
Cầm màu
Đóng kiện
Giặt tẩy
Hồ văng
Co ủi
Kiểm gấp
Cào lông
Hình 1 : Sơ đồ quy trình công nghệ dệt nhuộm


SVTH: Nguyễn Thị Anh
GVHD: Nguyễn Đinh Tuấn
7

1.1.2. Các loại thuốc nhuộm thƣờng dùng trong ngành dệt nhuộm
a. Thuốc nhuộm hòa tan trong nước:
1) Thuốc nhuộm trực tiếp
Thuốc nhuộm trực tiếp hòa tan trong nước, nhưng ở nhiệt độ nhỏ hơn 25
0
C
khó hòa tan hơn. Khi nhuộm hoặc in hoa, thuốc nhuộm trực tiếp bắt màu thẳng
vào vật liệu không phải qua khâu xử lí trung gian, thường sử dụng để nhuộm các
loại vật liệu từ xenlulo như: vải sợi bông, lụa vixco, đay, gai
2) Thuốc nhuộm axit
Là các muối sunfonat của các hợp chất hữu cơ khác nhau có công thức là R-
SO
3

Na khi tan trong nước phân ly thành nhóm R-SO
3
mang màu.
Thuốc nhuộm axit dùng để nhuộm và in hoa những loại xơ sợi và vật liệu
cấu tạo từ protein như: len, lụa tơ tằm, lông thú, da thuộc và xơ tổng hợp họ
polyamid.
Thuốc nhuộm axit gồm 3 loại:
- Thuốc nhuộm axit thông thường.
- Thuốc nhuộm axit cầm màu.
- Thuốc nhuộm axit chứa kim loại.
3) Thuốc nhuộm hoạt tính
Các loại thuốc nhuộm thuộc nhóm này có công thức cấu tạo tổng quát là S-
Ar-T-X.
Trong đó: S là nhóm làm cho thuốc nhuộm có tính tan; Ar là gốc thuốc
nhuộm, thường là các hợp chất Azo (-N=N-), antraquinon, axit chứa kim loại
hoặc ftaloxiamin; T là gốc mang nguyên tử phản ứng; X là nguyên tử phản ứng.
Loại thuốc nhuộm này khi thải vào môi có khả năng tạo thành các amin thơm
được xem là tác nhân gây ung thư.
4) Thuốc nhuộm bazơ – cation
Thuốc nhuộm bazơ khi hòa tan trong nước chúng phân ly thành các phần
mang màu tích điện dương. Tuy được tổng hợp từ các gốc màu khác nhau nhưng
tất cả thuốc nhuộm bazơ đều hòa tan tốt trong nước, có cường độ màu và độ tươi
rất cao.


SVTH: Nguyễn Thị Anh
GVHD: Nguyễn Đinh Tuấn
8
Thuốc nhuộm cation là một loại thuốc nhuộm bazơ đặc biệt được sản xuất về sau.
Chúng có đặc điểm như thuốc nhuộm bazơ, chỉ khác là chúng bắt màu mạnh vào xơ

polyacrylnitril và chỉ dùng cho thuốc nhuộm in hoa các loại vải, hàng dệt kim từ loại
xơ này. Chúng bắt màu tốt ở nhiệt độ 90 – 100oC.
b. Thuốc nhuộm không tan trong nước
1) Thuốc nhuộm hoàn nguyên
Là những hợp chất màu hữu cơ không tan trong nước, được sử dụng chủ yếu để
nhuộm các chế phẩm từ xenlulo.
Thuốc nhuộm hoàn nguyên bao gồm 2 loại hợp chất hữu cơ:
- Hợp chất kiểu indigo (xanh chàm).
- Các hợp chất thơm đa vòng gồm nhiều phân nhóm.
2) Thuốc nhuộm lưu huỳnh
Là những hợp chất màu không tan trong nước và một số dung môi hữu cơ,
dưới tác dụng của các chất khử nó chuyển về dạng axit, tan trong môi trường
kiềm tạo dạng bazơ dễ phân bị hủy và oxy hóa về màu.
Thuốc nhuộm lưu huỳnh có chứa mạch dị hình như tiazol, tiazin, zin trong
đó có cầu nối –S-S- dùng để nhuộm các loại sợi cotton và viscose.
3) Thuốc nhuộm phân tán
Nhóm thuốc nhuộm này có cấu tạo phân tử từ gốc azo và antraquinon và
nhóm amin (NH
2
, NHR, NR
2
, NR-OH), dùng chủ yếu để nhuộm các loại sợi tổng
hợp (sợi axetat, sợi polieste ) không ưa nước.
4) Thuốc nhuộm Pigment
Là những chất màu không hòa tan trong nước, dung môi hữu cơ, không có
ái lực với xơ sợi và các vật liệu khác.
Thuốc in, nhuộm pigment có chứa nhóm azo, hoàn nguyên đa vòng,
ftaoxianin, dẫn xuất của antraquinon
5) Thuốc nhuộm azo không tan
Trong phân tử của chúng có chứa nhóm mang màu azo (-N = N-) nhưng không

chứa các nhóm có tính tan (- SO
3
Na, - COONa) nên chúng không tan trong nước.
Thuốc nhuộm azo đượcdùng nhiều để nhuộm nền và in hoa theo kiểu in phá gắn màu
nhưng không bền dưới tác dụng của ánh sáng.


SVTH: Nguyễn Thị Anh
GVHD: Nguyễn Đinh Tuấn
9
1.2. THÀNH PHẦN VÀ ĐẶC TÍNH CỦA NƢỚC THẢI DỆT NHUỘM
Nước thải công nghiệp dệt nhuộm có rất đa dạng và phức tạp. Theo tính toán từ
các loại hóa chất sử dụng như: phẩm nhuộm, chất hoạt động bề mặt, chất điện ly, chất
ngậm, chất tạo môi trường, tinh bột, men, chất oxy hóa…đã có hàng trăm loại hóa chất
đặc trưng như các chất hòa tan và các kim loại nặng.
Nước thải tẩy giặt có pH dao động khá lớn từ 9 – 12, hàm lượng chất hữu cơ cao
(COD = 1000 – 3000 mg/l) do thành phần các chất tẩy gây nên. Độ màu của nước thải
khá lớn ở những giai đoạn tẩy ban đầu và có thể lên đến 10.000 Pt-Co, hàm lượng cặn
lơ lửng SS có thể đạt đến trị số 2000 mg/l, nồng độ này giảm dần ở cuối chu kỳ xả và
giặt. Thành phần chủ yếu của nước thải bao gồm: thuốc nhuộm thừa, chất hoạt động bề
mặt, các chất oxy hóa, cellulose, xáp, xút, chất điện ly…
Còn thành phần nước thải nhuộm thường không ổn định và đa dạng, thay đổi
ngay trong từng nhà máy khi nhuộm các loại vải khác nhau, thậm chí ngay cả khi cùng
một loại vải với loại thuốc nhuộm khác nhau. Môi trường nhuộm có thể là acid hoặc
kiềm, hoặc trung tính. Phần lớn hiệu quả hấp thụ thuốc nhuộm của vải chỉ đạt 60 –
70%, 30 – 40% các phẩm nhuộm thừa còn lại ở dạng nguyên thủy hoặc một số đã bị
phân hủy ở dạng khác, ngoài ra một số các chất điện ly, chất hoạt động bề mặt, chất
tạo môi trường…cũng tồn tại trong thành phần loại nước thải này. Đó là nguyên nhân
gây ra độ màu rất cao của nước thải dệt nhuộm.
Nhìn chung, thành phần phẩm nhuộm thường chứa các gốc như: R-SO3Na, R-

SO3H, N-OH, R-NH2, R-Cl… pH nước thải thay đổi từ 2 – 14, độ màu rất cao đôi khi
lên đến 50.000 Pt-Co, hàm lượng COD thay đổi từ 80 – 18000 mg/l. Tùy theo từng
loại phẩm nhuộm (phân tán hay trực tiếp, hoạt tính…) mà ảnh hưởng đến tính chất
nước thải, riêng trường hợp sử dụng phẩm nhuộm phân tán, đối với một số mẫu nhất
định nước thải có hàm lượng cặn lơ lửng thấp, nước trong suốt, độ màu không đáng
kể, đa số cặn không tan lắng được.
Ngoài ra, thành phần nước thải chứa các nhóm hòa tan như: acid axetic, formic,
chất oxy hóa (NaClO, H2O2), phẩm nhuộm trực tiếp, crom, hoạt tính, acid, bazơ, chất
tẩy giặt, chất khử…và các nhóm không tan là: phẩm nhuộm azo, aniline black,
naphtine, phẩm nhuộm phân tán, tinh bột…
Mặt khác, thành phần và tính chất nước thải thay đổi liên tục trong ngày dẫn đến
độ màu, hàm lượng chất hữu cơ, độ pH, hàm lượng cặn đều không ổn định.





SVTH: Nguyễn Thị Anh
GVHD: Nguyễn Đinh Tuấn
10

Bảng 1.1 Nồng độ của các thành phần trong nước thải dệt nhuộm:
Thành phần
Đặc điểm
pH
2 - 14
COD (mg/l)
60 - 5000
BOD (mg/l)
20 - 3000

PO
4
3-

(mg/l)
10 - 1800
SO
4
2-
(mg/l)
< 5
Độ màu (Pt – Co)
40 – 5000
Q (m
3
/tấn sp)
4 - 4000

Bảng1.2: Các chất gây ô nhiễm và đặc tính nước thải ngành dệt - nhuộm
Công đoạn
Chất ô nhiễm trong nƣớc thải
Đặc tính của nƣớc thải
Hồ sợi,
giũ hồ

Tinh bột, glucozo, carboxy
metyl xelulozo, 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 xo sợi vụn.
Độ kiềm cao, màu tối, BOD cao
(30% tổng BOD).
Tẩy trắng
Hipoclorit, hợp chất chứa clo,
NaOH, AOX, axit…
Độ kiềm cao, chiếm 5%BOD.
Làm bóng
NaOH, tạp chất.
Độ kiềm cao, BOD thấp (dưới
1% tổng BOD).
Nhuộm
Các loại thuốc nhuộm,
axitaxetic và các muối kim loại.
Độ màu rất cao, BOD khá cao
(6% tổng BOD), TS cao.
In
Chất màu, tinh bột, dầu, đất sét,
Độ màu cao, BOD cao và dầu


SVTH: Nguyễn Thị Anh
GVHD: Nguyễn Đinh Tuấn
11
Công đoạn
Chất ô nhiễm trong nƣớc thải
Đặc tính của nƣớc thải
muối kim loại,axit…

mỡ.
Hoàn thiện
Vệt tinh bột, mỡ động vật,
muối.
Kiềm nhẹ, BOD thấp, lượng nhỏ.

Trong ngành công nghiệp dệt nhuộm, nước thải nhuộm gồm 3 loại chính:
 Nước thải phẩm nhuộm hoạt tính.
 Nước thải phẩm nhuộm sunfua.
 Nước thải tẩy.

Thành phần tính chất nước thải nhuộm được trình bày theo bảng sau:
Chỉ tiêu
Đơn
vị
Kết quả
Nƣớc thải hoạt tính
Nƣớc thải sunfua
Nƣớc thải tẩy
pH
COD
BOD
5
N tổng
P tổng
SS
Màu
Độ đục

mg/l

mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
Pt-Co
FAU
10-11
450-1.500
200-800
5-15
0.7-3
-
7.000-50.000
140-1.500
>11
10.000-40.000
2.000-10.000
100-1.000
7-30
-
10.000-50.000
8.000-200.000
>12
9.000-30.000
4.000-17.000
200-1.000
10-30
-
500-2.000
1.000-5.000

1.3. TÁC ĐỘNG Ô NHIỄM MÔI TRƢỜNG
Nước thải công nghiệp dệt nhuộm gây ô nhiễm nghiêm trọng đối với môi
trường sống, độ màu, pH, TS, BOD, COD,
–



SVTH: Nguyễn Thị Anh
GVHD: Nguyễn Đinh Tuấn
12

– 3000 m
3








SVTH: Nguyễn Thị Anh
GVHD: Nguyễn Đinh Tuấn
13
CHƢƠNG II
TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÍ
NƢỚC THẢI DỆT NHUỘM

2.1. TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÍ NƢỚC THẢI

Nước thải dệt nhuộm có đặc điểm là tổng hàm lượng chất rắn lơ lửng, độ màu,
BOD, COD cao. Do đặc thù của công nghệ, việc lựa chọn các phương pháp xử lí thích
hợp phải dựa vào nhiều yếu tố như lưu lượng nước thải, đặc tính nước thải, hàm lượng
các chất ô nhiễm, tiêu chuẩn thải Có thể dựa theo các phương pháp sau:
2.1.1.
Tách các tạp chất vô cơ và hữu cơ có trong nước thải. Công trình xử lí cơ học
bao gồm:
a. Song chắn rác
Nhiệm vụ giữ cặn rác thô như giẻ rách, lá cây, nhựa, gỗ ra khỏi nước thải.
Nhằm bảo vệ bơm, van , đường ống, cánh khuấy. Song làm bằng sắt tròn hoặc vuông
(sắt tròn có = 8 – 18mm), thanh nọ cách thanh kia một khoảng bằng 60 – 100mm để
chắn vật thô và 10 – 25mm để chắn vật nhỏ hơn, đặt nghiêng theo dòng chảy 1 góc 60
– 90
o
.
b. Lưới chắn rác
Để xử lí sơ bộ, thu hồi các sản phẩm quý ở dạng chất không tan trong nước
thải, các chất bị giữ lại như sợi, len, lông động vật. Lưới lọc phân biệt thành 2 loại
phẳng và loại trụ. Theo phương pháp làm sạch thì phân loại thành loại khô và ướt.
c. Bể lắng
Là phương pháp đơn giản nhất để tách các chất bẩn không hòa tan khỏi nước
thải. Bể lắng có cấu tạo mặt bằng là hình chữ nhật hay hình tròn, được thiết kế để loại
bỏ các hạt cặn bằng trọng lực. Phân loại: bể lắng đứng, bể lắng ngang, bể lắng trong,
bể lắng tầng mỏng.
d. Bể điều hòa
Công dụng điều hòa lưu lượng và điều hòa nồng độ. Giảm các chất độc hại đi
vào công trình xử lí sinh học. Trung hòa pH phù hợp cho hoạt động của vi sinh vật. Bể
điều hòa được phân loại như sau:
- Bể điều hòa lưu lượng.

SVTH: Nguyễn Thị Anh
GVHD: Nguyễn Đinh Tuấn
14
- Bể điều hòa nồng độ.
- Bể điều hòa cả nồng độ và lưu lượng.
 Hiệu quả của phương pháp xử lý cơ học:
Có thể loại bỏ được đến 60% tạp chất không tan trong nước thải và giảm BOD
đến 30% . Để tăng hiệu suất công tác của các công trình xử lý cơ học có thể dùng biện
pháp làm thoáng sơ bộ, hiệu quả xử lý có thể đạt 75% theo hàm lượng chất lơ lửng và
40 – 50% theo BOD.
2.1.2.
Mục đích của phương pháp này là sử dụng các hóa chất và các vật liệu để
khử các chất độc hại trong nước thải.
Xử lí hóa học bao gồm các phương pháp như đông tụ, keo tụ, hấp phụ, dùng
các chất oxy hóa để khử màu, hoặc dùng axit hay bazơ để trung hòa nước thải trước
khi đổ ra nguồn.
a. Phương pháp trung hòa
Trung hòa các loại nước thải có chứa axit hoặc kiềm. Các hóa chất dùng để
trung hòa nước thải có tính axit (vôi sữa 5 – 8%), NaOH, Na
2
CO
3
, NH
4
OH,
Mg(OH)
2
), nước thải có tính kiềm (H
2

SO
4
, HCl). Có thể trung hòa theo mẻ hoặc trung
hòa liên tục.
b. Phương pháp trích ly
Trích ly pha lỏng được ứng dụng để làm sạch nước thải chứa phenol, dầu,
axit hữu cơ, các ion kim loại Phương pháp này được ứng dụng khi nồng độ chất thải
lớn hơn 3 – 4g/l, vì khi đó giá trị chất thu hồi mới bù đắp chi phí cho quá trình trích ly.
Làm sạch nước bằng trích ly gồm 3 giai đoạn
- Trộn mạnh nước thải với chất trích ly (dung môi hữu cơ) trong
điều kiện bề mặt tiếp xúc phát triển giữa các chất lỏng hình thành 2 pha
lỏng, một pha là chất trích ly với chất được trích ly, một pha là nước thải
với chất trích ly.
-Phân riêng hai pha lỏng nói trên.
- Tái sinh chất trích ly.
Để giảm nồng độ chất tan thấp hơn giới hạn cho phép cần phải chọn đúng chất
trích ly và vận tốc của nó khi cho vào nước thải.
c. Tạo bông và keo tụ:


SVTH: Nguyễn Thị Anh
GVHD: Nguyễn Đinh Tuấn
15
Qúa trình lắng chỉ có thể tách được các hạt rắn huyền phù nhưng không thể
tách được các chất gây nhiễm bẩn ở dạng keo và hòa tan vì chúng là những hạt rắn có
kích thước quá nhỏ. Để tách các hạt rắn đó một cách hiệu quả bằng phương pháp lắng,
cần tăng kích thước của chúng nhờ sự tác động tương hỗ giữa các hạt phân tán liên kết
thành tập hợp các hạt nhằm tăng vận tốc lắng của chúng. Qúa trình trung hòa điện tích
gọi là quá trình đông tụ, còn quá trình tạo thành các hạt bông lớn từ các hạt nhỏ gọi là
quá trình keo tụ.

Phương pháp này loại bỏ một phần hay toàn bộ các chất lơ lửng, một số chất
hòa tan. Các loại phèn thường dùng như phèn nhôm [ Al
2
(SO
4
)
3
].nH
2
O hay phèn sắt
[Fe
2
(SO
4
)
3
].nH
2
O cùng với sữa vôi Ca(OH)
2
, PAC( Poly Aluminum chloiride –
[Al
2
(OH)
n
Cl
6
…
n
]

m
…
Khi dùng phương pháp này cần điều chỉnh pH, vì pH ảnh hưởng lớn đến khả
năng keo tụ. Các chất keo tụ khác nhau cho hiệu quả ở pH khác nhau. Với phèn sắt ở
pH = 10 cho hiệu quả cao nhất, phèn nhôm ở pH = 5 – 6 là tốt nhất. nước thải dệt
nhuộm thường có pH > 7.
Để tăng hiệu quả của quá trình tạo bông keo tụ và tăng tốc độ lắng cũng như tăng
độ nén của các bông keo thì trong quá trình keo tụ, người ta thường bổ sung các chất
trợ keo tụ, còn gọi là polyme kết bông. Tính hiệu quả cao thể hiện ở chỗ chỉ cần một
lượng nhỏ polyme (vài phần triệu) vào nước đục, nó kết các hạt không tan lơ lửng
thành khối riêng biệt và nước trở nên trong.
Cơ chế của quá trình kết bông là sự trung hòa điện tích của các hạt lơ lửng nhờ
tích điện trái dấu của polyme trong dung dịch.
Ưu điểm: Phương pháp này ứng dụng để khử màu và làm giảm lượng BOD đáng
kể.
Nhược điểm: Phương pháp này sinh ra lượng bùn lớn (0.5 – 2.5 kgTS/m
3
nước
thải xử lý).
d. Oxy hóa khử
 Sử dụng Clo: Dùng khí Clo là phương pháp kinh tế nhất để xử lí
nước thải dệt nhuộm. Xử lí vi sinh tiếp theo sẽ làm giảm đáng kể tải lượng
COD và độ độc. Khi clo tác dụng với nước thải xảy ra phản ứng:
Cl
2
+ H
2
O = HOCl + HCl
HOCl H
+

+ OCl
-

Tổng clo, HOCl và OCl
-
được gọi là clo tự do hay clo hoạt tính.


SVTH: Nguyễn Thị Anh
GVHD: Nguyễn Đinh Tuấn
16
Các nguồn cung cấp clo hoạt tính còn có clorat canxi (CaOCl
2
), hypoclorit,
clorat, dioxyt clo, clorat canxi được nhận theo phản ứng:
Ca(OH)
2
+ Cl
2
= CaOCl
2
+ H
2
O
Lượng clo hoạt tính cần thiết cho một đơn vị thể tích nước thải là 10 g/m
3
đối với
nước thải sau xử lí cơ học, 5 g/m
3
sau xử lí sinh học hoàn toàn.

 Sử dụng Peoxit: Xử lí nước thải dệt nhuộm bằng H
2
O
2
(hydropeoxit)
trong môi trường axit với xúc tác muối Fe(II) thì gốc hydroxyl (OH
-
) trung
gian được tạo ra có thể oxy hóa cao hơn cả ozon. Các sản phẩm cuối cùng là
nước và oxy vô hại đối với môi trường. Để hoàn thành phản ứng, trung hòa
nước thải bằng xút hay vôi tôi, kết tủa tạo thành được tách ra trong bể lắng.
 Điện phân: Nước thải dệt nhuộm sau khi được đưa vào 1 – 30 g/l muối
NaCl cho chảy vào bình điện phân, sử dụng dòng điện một chiều dẫn đến
hình thành các tác nhân oxy hóa như ozon, natrihypoclorit, clodioxit và gốc
hydroxyl. Những chất này khử màu nước thải và tác động lên các chất trong
nước thải, biến chúng thành CO
2
và H
2
O. Tuy nhiên, quá trình này cũng tạo
ra các hợp chất clo hữu cơ trong các phản ứng phụ.
 Sử dụng Ozon: Sử dụng khí Ozon để xử lý nứơc thải là một trong những
phưong pháp hiện đại nhưng đòi hỏi chi phí kỹ thuật và giá thành cao. Hiện
tại phương pháp này chưa đựơc sử dụng nhiều như các phương pháp khác.
Hiệu quả khử màu bằng Ozon cao hơn Clo hay Peoxit. Vì Ozon không chỉ
oxy hoá thuốc nhuộm mà còn oxy hoá các hợp chất hữu cơ khác, do đó đối với nước
thải có tải lượng hữu cơ lớn thì phải dùng một lượng khá lớn Ozon mới đủ để khử
màu. Như vậy, làmcho giá thành đầu tư, vận hành ca. Trong các trưòng hợp xử lý với
Ozon, nếu là công đoạn cuối cùng, ví dụ như dùng để tiệt trùng sau xử lý vi sinh thì lại
rất cần thiết vì chỉ cần dùng rất ít mà hiệu quả lại cao. Tuy nhiên cũng có những

trưòng hợp sau khi xử lý Ozon, nứơc trở nên đục và khi đó lại cần phải có thiết bị lắng
để loại bỏ kết tủa trứơc khi nước được đổ ra môi trường.
e. Phương pháp hấp phụ
Phương pháp hấp phụ thường được dùng để xử lý các chất không có khả năng
phân hủy sinh học. Trong thuốc nhuộm có rất nhiều vi sinh vật không thể phân hủy
ngay được, đặc biệt là các hợp chất hữu cơ có cấu tạo nhân thơm. Vì vậy, để khử màu
cho thuốc nhuộm, tốt nhất vẫn là dùng chất hấp phụ.
Các chất hấp phụ thường dùng như than hoạt tính, bentonit (đất sét biến tính),
than nâu Trong đó, than hoạt tính là chất hấp phụ được sử dụng rộng rãi và có hiệu
quả, nó có bề mặt riêng lớn (400 – 1500m
2
/g). Tuy nhiên, thời gian và tốc độ hấp phụ


SVTH: Nguyễn Thị Anh
GVHD: Nguyễn Đinh Tuấn
17
phụ thuộc vào nồng độ, bản chất, cấu trúc của chất tan, phụ thuộc vào nhiệt độ, áp
suất, loại chất hấp phụ và chất cần hấp phụ.
Nhược điểm của việc dùng than hoạt tính là giá thành cao và khó lắng nếu là than
bột, vì vậy nên dùng kết hợp than với các chất tạo bông và keo tụ. Có thể tái sinh để sử
dụng lại than hoạt tính bằng cách nung trong điều kiện yếm khí.
2.1.3. Xử lý bằng phƣơng pháp sinh học
Bằng phương pháp sinh học yếm khí và hiếu khí đều có thể xử lý được thuốc
nhuộm. Tuy nhiên quá trình đòi hỏi rất tốn thời gian. Tốt nhất là phải loại sơ bộ chất
màu bằng các phương pháp hóa học, hóa lý (hấp phụ).
Phương pháp này dựa trên cơ sở hoạt động phân hủy chất hữu cơ có trong nước
thải của các vi sinh vật. Các vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ và một số chất khoáng
làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng. Trong quá trình phát triển, chúng nhận các
chất dinh dưỡng để xây dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sản. Phương pháp này được

sử dụng để xử lý hoàn toàn các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học trong nước
thải. Công trình xử lý sinh học thường được đặt sau khi nước thải đã qua xử lý sơ bộ
qua các công trình xử lý cơ học, hóa học, hóa lý.
Quá trình sinh học gồm các bước
- Chuyển các hợp chất có nguồn gốc cacbon ở dạng keo và dạng
hòa tan
thành thể khí và các vỏ tế bào vi sinh.
- Tạo ra các bông cặn sinh học gồm các tế bào vi sinh vật và các
chất keo vô cơ trong nước thải.
- Loại các bông cặn ra khỏi nước thải bằng quá trình lắng.
Chất nhiễm bẩn trong nước thải dệt nhuộm phần lớn là những chất có khả năng
phân hủy sinh học. Thường nước thải dệt nhuộm thiếu nguồn N và P dinh dưỡng. Khi
xử lý hiếu khí cần cân bằng dinh dưỡng theo tỷ lệ BOD
5
: N: P = 100: 5: 1 hoặc trộn
nước thải dệt nhuộm với nước thải sinh hoạt để các chất dinh dưỡng trong hỗn hợp cân
đối hơn. Các công trình sinh học như: lọc sinh học, bùn hoạt tính, hồ sinh học hay kết
hợp xử lý sinh học nhiều bậc


SVTH: Nguyễn Thị Anh
GVHD: Nguyễn Đinh Tuấn
18
2.2. GIỚI THIỆU MỘT SỐ SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÍ NƢỚC THẢI
DỆT NHUỘM
2.2.1. Công nghệ xử lí nƣớc thải dệt nhuộm trong nƣớc
a. Quy trình công nghệ tổng quát xử lí nước thải nhuộm vải

Bể tạo bông
Bể lắng
Nguồn tiếp
nhận
Bể trộn
Bể lọc sinh học
kỵ khí
Máy
ép bùn
Bồn
khuấy
nhanh
aerotank
Bể lắng
Nước thải
nhuộm hoạt tính
Bồn khuấy
nhanh
Bể tạo bông
Bể lắng
Nước thải
nhuộm sufat
Bồn khuấy
nhanh
Bể tạo bông
Bể lắng
Nước thải tẩy

Bồn hạ pH
Bể lắng


SVTH: Nguyễn Thị Anh
GVHD: Nguyễn Đinh Tuấn
19















Trong công nghệ này, nước thải nhuộm ở các công đoạn sẽ được thu gom và xử
lý sơ bộ riêng:
- Nước thải hoạt tính được tiến hành keo tụ bằng phèn sắt với pH là
10-10.5, hiệu quả khử COD là 60-85%.
- Nước thải sunfua keo tụ ở pH khoảng 3, hiệu quả khử COD
khoảng 70%.
- Nước thải tẩy được tiến hành trung hòa nhằm đưa pH về 6.5. Khi
đó H

2
O
2
sẽ bị phân hủy thành O
2
bay lên gây ra bọt đồng thời hồ sẽ được
tách ra khỏi nước.
Sau đó, nước tẩy sẽ được đưa vào bể trộn cùng với nước sau lắng của nước thải
hoạt tính và nước thải sunfua. Bể trộn đóng vai trò điều hòa chất lượng nước thải, vừa
là nơi hiệu chỉnh pH cho quá trình lọc sinh học kỵ khí tiếp theo. Ở bể lọc kỵ khí, chất
hữu cơ một phần sẽ bị phân hủy thành khí biogas hoặc chuyển hóa thành những hợp
chất dễ phân hủy hơn và sẽ được tiếp tục oxy hóa sinh học trong bể aerotank. Nước
thải sau xử lý sinh học vẫn chưa đạt tiêu chuẩn nên phải tiến hành xử lý bậc cao bằng
phương pháp keo tụ. Phần bùn thải ra từ các bể lắng được đưa vào máy ép bùn, nước
tách từ bùn được đưa trở lại bể trộn, bùn sau ép được đưa đi chôn lấp.


SVTH: Nguyễn Thị Anh
GVHD: Nguyễn Đinh Tuấn
20
Hóa chất
Nước thải
Song
chắn rác
Bể điều
hòa
Bể tuyển
nổi
Bể lọc sinh học
Bể chứa

Bể lọc
áp lực
Nguồn
tiếp nhận
b. Sơ đồ công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm đang được áp dụng:








Mô tả tóm tắt công nghệ thiết bị
Nước thải trước tiên theo cống thu gom, qua song chắn rác chảy vào bể điều hòa.
Sau khi tập trung tại bể điều hòa, nước thải được bơm lên bể tuyển nổi. Trên ống dẫn
vào bể tuyển nổi có 03 đường hóa chất châm vào là dung dịch trung hòa, dung dịch
phản ứng và dung dịch trợ lắng. Quá trình xử lý trong bể tuyển nổi được thực hiện
bằng cách hòa tan trong nước những bọt khí nhỏ, các bọt khí này bám vào các hạt cặn
làm cho tỷ trọng tổ hợp cặn khí giảm, lực đẩy nổi xuất hiện. Khi lực đẩy nổi đủ lớn,
hỗn hợp cặn - khí nổi lên mặt nước và được gạt ra ngoài bằng tấm gạt cao su gắn phía
trên bể. Bên cạnh đó bể tuyển nổi còn thực hiện chức năng lắng. Do nước thải vào bể
đã được hòa trộn với các chất tạo pH, chất keo tụ nên trong bể tuyển nổi còn xảy ra
quá trình keo tụ. Trên bể tuyển nổi có sử dụng một môtơ khuấy với tốc độ thích hợp để
kích thích quá trình tạo bông. Các hạt bùn keo tụ tạo ra có tỷ trọng lớn lắng xuống đáy
bể sẽ được lấy ra ngoài nhờ van xả đáy.
Nước thải từ máng thu nước bể tuyển nổi tràn vào bể lọc sinh học từ dưới lên
trên qua lớp vật liệu nổi là các hạt polystyren. Các vi khuẩn hiện diện trong nước thải
dính bám lên lớp sinh khối nổi là những hạt polystyrene hay còn gọi là Biostyrene và
chúng được loại bỏ bằng cách khống chế môi trường hoạt động. Xác vi sinh vật và

chất rắn lơ lửng trong nước thải được loại bỏ bằng quá trình rửa ngược. Đây là công
nghệ lọc sinh học mới được áp dụng tại Việt Nam, có hiệu quả sử dụng rất cao, chiếm
mặt bằng ít, giá thành thấp.
Nước thải tiếp tục tự chảy đến bể chứa để từ đó có thể bơm đến thiết bị lọc áp lực
Bể lọc áp lực là công trình xử lý cuối cùng trong hệ thống xử lý nước thải.
Sau khi qua bể lọc áp lực, nước thải có thể được xả ra cống.
 Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật khác


SVTH: Nguyễn Thị Anh
GVHD: Nguyễn Đinh Tuấn
21
- Nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5945:1995, nguồn
xả thải loại B
- Giá thành xử lý 1m
3
nước thải: 1500 - 2000đ/m
3

 Ưu điểm của công nghệ, thiết bị
- Các thiết bị được chế tạo bằng thép nên có thể tháo ráp dễ dàng khi cần di
dời
- Mặt trong thiết bị được phủ epoxy chống ăn mòn, tăng thời gian sử dụng
- Hệ thống được điều khiển tự động, tránh cho công nhân có thể tiếp xúc trực tiếp
với nước thải độc hại
- Diện tích chiếm dụng mặt bằng giảm 50% so với bể xây bằng xi măng
- Thời gian thi công ngắn
2.2.2. Công nghệ xử lý nƣớc thải dệt nhuộm trên thế giới
a. Công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm sợi bông ở Hà Lan
Trong hệ thống có công đoạn xử lý hóa lý trước công đoạn xử lý sinh học. Với

các thông số như:
Nước thải có lưu lượng 3.000 - 4.000 m
3
/h; COD = 400 - 1.000 mg/l; BOD
5
=
200 - 400 mg/l.
Nước sau xử lý BOD
5
< 50 mg/l, COD < 100 mg/l.



SVTH: Nguyễn Thị Anh
GVHD: Nguyễn Đinh Tuấn
22
Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý hệ thống xử lý nước thải của công ty Stork Aqua (Hà
Lan)
1. Sàng chắn rác; 2. Bể điều hòa; 3. Bể keo tụ; 4. thiết bị lắng bùn; 5. Bể sinh
học;
6. Thiết bị xử lý bùn
b. Công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm ở Greven (CHLB Đức)
Nước thải ở đây có chứa 15-20% nước thải dệt nhuộm. Công suất của hệ thống là
6.000 - 7.000 m
3
/ngày, trong đó có 1100 - 1300m
3
/ngày nước thải dệt nhuộm.
Sơ đồ này theo nguyên lý kết hợp xử lý hóa lý và sinh học nhiều bậc, sau lắng 2
là một hồ nhân tạo (có thể là một hồ chứa lớn). Phần bùn lấy ra từ các bể lắng không

đưa tuần hoàn sử dụng lại mà đưa vào xử lý kị khí, rồi lọc ép và đưa đi chôn lấp.
Nước thải sau bể điều hòa cần điều chỉnh về pH tới 9.5 bằng vôi sữa. Phèn sắt
được đưa vào làm keo tụ là 170 g/m
3
.
6
5
Nước
sau xử
lý
6
Nước
thải
2
3
4
4
Bùn
Bùn
Sục khí
Hóa chất
1


SVTH: Nguyễn Thị Anh
GVHD: Nguyễn Đinh Tuấn
23
Ca(OH)
2

Nước thải 1

Nước thải 2

Bể điều hòa
Keo tụ
Lắng
Xử lý sinh học nhiều bậc
Lắng
Hồ nhân tạo
Nguồn tiếp nhận
Xừ lý bùn yếm khí
Lọc ép
Bùn
Phèn sắt
Hình 3.2:Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt lần nước thải dệt
nhuộm
(nước thải dệt nhuộm chiếm 15 đến 20%) ở Greven – CHLB Đức ).



Ưu điểm:
Lượng bùn tạo ra nhỏ (1m
3
nước thải tạo ra 0.6 kg bùn khô tuyệt đối).
Kết hợp vừa xử lý nước thải sinh hoạt vừa xử lý nước thải dệt nhuộm

SVTH: Nguyễn Thị Anh
GVHD: Nguyễn Đinh Tuấn
24
CHƢƠNG III

3.1.
3.1.1.
Việc lựa chọn sơ đồ công nghệ của trạm xử lý dựa vào các yếu tố cơ bản sau:
- Công suất của trạm xử lý.
- Thành phần và đặc tính của nước thải.
- Mức độ cần thiết xử lý nước thải.
- Tiêu chuẩn xả nước thải vào các nguồn tiếp nhận tương ứng.
- Điều kiện mặt bằng đặc điểm địa chất thủy văn khu vực xây dựng
trạm xử lý nước thải.
- Chi phí đầu tư xây dựng, quản lý, vận hành và bảo trì.
- Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật khác.
 Tính chất nƣớc thải đầu vào:
Nước thải sau quá trình nhuộm có thành phần tính chất như sau:

TT
THÔNG SỐ
NƯỚC THẢI CHƯA XỬ LÝ
1
pH
10 – 11

2
BOD
5

860 mg/l
3
COD
1200 mg/l
4
SS
560 mg/l
5
Độ màu
1000 Pt – Co
6
Tổng N
2.5 mg/l
7
Tổng P
1.25 mg/l



SVTH: Nguyễn Thị Anh
GVHD: Nguyễn Đinh Tuấn
25
 Yêu cầu sau xử lý:
Sau xử lý nước thải đạt loại B theo QCVN 13:2008 / BTNMT đối với nguồn tiếp
nhận loại 2.

TT
THÔNG SỐ
NƯỚC SAU XỬ LÝ
1
pH
5.5 – 9
2
BOD
5

50 mg/l
3
COD
100 mg/l
4
SS
100 mg/l
5
Độ màu
150 Pt – Co
6
Tổng N
60 mg/l
7
Tổng P
6 mg/l