công nghệ nhuôm theo khuynh hướng hóa học xanh

HÓA HỌC XANH TRONG CÔNG NGHỆ NHUỘM Nhóm: 6
Chủ đề: HOÁ HỌC XANH TRONG CÔNG NGHỆ NHUỘM
Nhóm 6
Thành viên:
1. Hồ Văn Bình
2. Quách Tố Luân
3. Trần Văn Trọng
4. Trần Quang Tuấn
5. Nguyễn Đình Trung
6. Nguyễn Trần Thanh Vũ
Lớp DHHO8AQN
1
HÓA HỌC XANH TRONG CÔNG NGHỆ NHUỘM Nhóm: 6
Mục lục
PHẦN 1: MỞ ĐẦU 3
PHẦN 2: NỘI DUNG 4
CHƯƠNG 1: TIỀM HIỂU VỀ CÔNG NGHỆ NHUỘM VẢI 4
1.1 Quy trình sản xuất vải dệt kim 4
1.2 Quy trình nhuộm vải dệt kim 4
1.3 Quy trình hoàn tất vải 4
CHƯƠNG 2: CÁC TIẾN BỘ KHOA HỌC CỦA CÔNG NGHỆ NHUỘM GẦN ĐÂY
2.1 Các công nghệ từ A. Monforts 10
2.2 HEJV của Tong Geng 10
2.3 Máy nhuộm hình chữ O của Hsiang 10
2.4 Công nghệ gia công rô bốt hóa của Obem 11
2.5 Máy nhuộm iMaster của Thies (Đức) 11
2.6 Các máy XO-Series của Xorella 11
CHƯƠNG 3: CÁC TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG CỦA CÔNG NGHIỆP DỆT 14
3.1 Ô nhiễm không khí: 14
3.2 Ô NHIỄM NƯỚC 16
3.3 Ô nhiễm chất thải rắn 17

CHƯƠNG 4: CÁC BIÊN PHÁP XỬ LÍ 19
4.1Xử lí nước thải dệt nhuộm bằng hệ xúc tác Fenton dị thể 19
4.2 Xử lý nước thải dệt nhuộm bằng than carbon hóa 24
4.3 Thay thế thuốc nhuộm hóa học bằng thuốc nhuộm tự nhiên 25
PHẦN 3: KẾT LUẬN và KIẾN NGHỊ 28
1 KẾT LUẬN 28
2. KIẾN NGHỊ 28
Tài liệu tham khảo 29
2
HÓA HỌC XANH TRONG CÔNG NGHỆ NHUỘM Nhóm: 6
PHẦN 1: MỞ ĐẦU
Hiện nay, 54 triệu tấn xơ dệt được xử lý mỗi năm cần khoảng 1 triệu tấn thuốc nhuộm
và 7 triệu tấn các hóa chất khác. Nước và năng lượng sử dụng chỉ đứng sau công
nghiệp bột giấy và giấy (theo số liệu từ công ty Danisco Genencor - nhà sản xuất các
enzyme cho xử lý dệt). Nhu cầu trên thế giới cho hóa chất dệt được ước tính tăng
2,8% mỗi năm lên đến 19 tỷ USD trong năm 2012 (theo Tập đoàn Freedonia).
Các loại hóa chất này ngoài việc sử dụng cho sản xuất xơ dệt còn được sử dụng cho
các công đoạn nấu, tẩy, hồ, làm mềm, làm bóng, nhuộm, in và hoàn tất dệt. Chúng bao
gồm cả các nguyên liệu đặc biệt chẳng hạn như biôxit, chất chống cháy, chất kỵ nước,
chất chống bẩn, chất chống tĩnh điện.
Chất chống cháy cho vải, đặc biệt các ête poly-brominated diphenyl (PBDE
s
), trở
thành mối quan tâm lo lắng trong những năm gần đây của nhiều công ty. Trong số đó
có những công ty, chẳng hạn như Avocet tại Anh và Teijin, đã thay thế bằng các chất
không Brom.
Mối quan tâm về formandehyde trên vải dệt cũng đã được đưa ra tại Mỹ và EU. Một
sự đáp ứng là hệ thống in pigment Helizarin không formandehyde của BASF, hệ
thống này đảm bảo không nhiễm formandehyde trong quá trình sản xuất. Các sản
phẩm khác của BASF bao gồm hai hệ thống hoàn tất fluorocarbone mới cho chống

bám bẩn và nhả bẩn. Cả hai bao gồm hoàn tất fluorocarbon Lurotex trên nền C6 và
chất tăng bọt Perapret cho công năng nâng cao. Hai công ty Genencor và Novozymer
đều cung cấp các công nghệ dựa trên enzyme mà có thể thay thế các hóa chất độc hại.
Một trong các chất đó là chất làm trắng sinh học PrimaGreen, được phát triển và giới
thiệu bởi công ty Genencor với sự hợp tác của Hunstman Textile Effects tại Thụy sĩ.
Khi được sử dụng trong hệ thống tẩy Gentle Power Bleaching của Huntsman, nó có
thể tiết kiệm tới 40% năng lượng và nước sử dụng và giảm hao phí bông tới 50%.
Nói chung, hiện nay việc sử dụng enzyme trong công nghiệp dệt mới chỉ chiếm
khoảng 1% , nhưng theo thời gian khi khách hàng yêu cầu về các sản phẩm xanh hơn
ngày càng nhiều và sức ép của các qui định ngày càng cao, thì tiềm năng phát triển
cho các lựa chọn enzyme này sẽ là đáng kể.
Tóm lại, công nghệ dệt có các vấn đề về môi trường như đã đề cập ở trên với các giải
pháp xử lý cuối đường ống, nhưng lĩnh vực hóa học ngày nay đang đi theo một hướng
"phòng ngừa còn hơn khắc phục", mà kết hợp với các cơ sở sản xuất máy dệt tạo ra
viễn cảnh về bảo vệ môi trường không cần phải thêm chi phí sản xuất
3
HÓA HỌC XANH TRONG CÔNG NGHỆ NHUỘM Nhóm: 6
PHẦN 2: NỘI DUNG
CHƯƠNG 1: TIỀM HIỂU VỀ CÔNG NGHỆ NHUỘM VẢI
Gồm 3 giai đoạn
Công nghiệp dệt là một ngành đóng góp đáng kể cho nền kinh tế tại nhiều quốc gia,
bao gồm cả các hoạt từ phạm vi nhỏ đến rộng lớn trên toàn thế giới. Trên phương
diện đầu vào hoặc sản xuất và nhân công thì công nghiệp dệt là một trong các ngành
công nghiệp lớn nhất trên thế giới.
Đặc điểm của gia công sản xuất dệt là sự tiêu thụ ở mức cao về nước, nhiên liệu và
nhiều loại hóa chất khác nhau trong một chuỗi gia công dài, làm phát sinh một lượng
đáng kể các chất thải. Các hoạt động thông thường với hiệu quả gia công thấp sẽ tạo
ra sự lãng phí về cơ bản các nguồn tài nguyên và phá hủy nghiêm trọng môi trường.
Các vấn đề môi trường chính liên quan đến công nghiệp dệt là ô nhiễm nguồn nước
mặt do phát thải các dòng chất lỏng chưa được xử lý. Phát thải môi trường không kém

phần quan trọng là phát thải khí, đặc biệt từ các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) và
tiếng ồn quá mức cho phép hoặc mùi cũng như an toàn nơi làm việc.
Quy trình sản xuất vải dệt kim
Trong quy trình sản xuất vải dệt kim, trước hết chúng tôi nhập sợi về, sau đó
chuyển qua công đoạn mắc sợi. Sau đó chuyển sang hồ rồi mới đưa qua hệ thống
máy dệt để thực hiện công đoạn dệt.
Tại công đoạn dệt này, quy trình sản xuất vải dệt kim được bắt đầu với các máy
dệt tự động công nghệ cao dưới sự điều khiển của các kỹ sư và công nhân lành
nghề. Sợi được đan với nhau theo một quy trình đã được định sẵn để đảm bảo theo
đúng kiểu vải dệt mong muốn. Máy dệt được lập trình để kiểm soát toàn bộ quy
trình sản xuất vải dệt kim, điều này đảm bảo sự đồng nhất cho toàn bộ mẻ dệt
trong suốt quy trình dệt.
4
HÓA HỌC XANH TRONG CÔNG NGHỆ NHUỘM Nhóm: 6
Sau quy trình sản xuất vải dệt kim, chúng ta có những cây vải mộc. Đây là nguyên
liệu đầu vào của quy trình nhuộm. Vải sau khi dệt được chuyển qua bộ phận mộc để
nối các đầu cây lại với nhau, phân theo cùng loại cùng khổ. Sau đó vải được đưa vào
máy dùng để giũ hồ, sở dĩ ta phải giũ hồ vì trong vải mộc có chứa nhiều tạp chất hồ
như hồ tinh bột, chất làm mềm, chất bôi trơn…
Sản phẩm vải mộc sau quá trình dệt (vải dệt kim) còn chứa nhiều tạp chất, hồ, dầu
mỡ… Vì vậy tất cả các sản phẩm vải mộc đều khô cứng khó thấm các dung dịch hóa
chất khác cho nên rất khó nhuộm màu, mặc khác lại chưa có độ trắng cần thiết cho
nên cần xử lý vải trước khi chuyển sang quy trình nhuộm. Mục đích của công nghệ
tiền xử lý là làm sạch các tạp chất để tăng khả năng nhuộm màu, đảm bảo sản phẩm
nhuộm đều màu sâu màu và màu được tươi trong quy trình nhuộm kín.
1.1Quy trình nhuộm vải dệt kim
Xưởng nhuộm Công ty dệt nhuộm Minh Đạt (Midatex) chúng tôi có các máy nhuộm
thường áp và cao áp tự động theo chương trình nhuộm được thực hiện hoàn hảo hơn,
5
HÓA HỌC XANH TRONG CÔNG NGHỆ NHUỘM Nhóm: 6

đảm bảo màu đều hơn, sâu hơn, nâng cao độ bền màu và chống chạy màu…Với các
thiết bị nhuộm kín tạo ra quy trình nhuộm đáp ứng những đòi hỏi về chất lượng màu
sắc của sản phẩm vải dệt kim bền đẹp và phong phú về chủng loại.
Quá trình nhuộm vải dệt kim là quá trình kỹ thuật được hình thành bởi các yếu tố:
vật liệu nhuộm, thuốc nhuộm nhuộm sử dụng nhiệt độ, các chất phụ trợ, áp suất,
dung tỷ nhuộm, thiết bị và phương pháp tiến hành nhuộm. Mỗi loại vật liệu, sản
phẩm sẽ có một qui trình và công thức nhuộm riêng tối ưu cho loại vật liệu, sản
phẩm đó. Đây là công đoạn quan trọng nhất, nó quyết định màu sắc của sản phẩm và
đáp ứng thị hiếu người tiêu dùng.
Công đoạn vải mộc sẵn sàng đưa vào quy trình tẩy nhuộm
.
Quá trình nhuộm vải của hệ thống máy nhuộm cao áp khép kín
6
HÓA HỌC XANH TRONG CÔNG NGHỆ NHUỘM Nhóm: 6
Quá trình nhuộm vải dệt kim được thực hiện trong các máy nhuộm cao áp, nhuộm
theo phương pháp nhuộm gián đoạn. Vải trong quá trình nhuộm được ngâm vào
trong dung dịch nhuộm trong một khoảng thời gian nhất định, thuốc nhuộm được
đưa vào cùng với vải mộc theo đúng công thức đã được bộ phận kỹ sư chuyển
giao theo quy trình công nghệ nhuộm nhất định. Kết thúc quy trình sản phẩm vải dệt
kim nhuộm được xử lý cuối cùng trong máy.Thời gian nhuộm thường kéo dài từ 4
cho tới 18 tiếng (tùy vào từng loại vải). Bây giờ chúng ta đã có màu vải như mong
muốn
7
HÓA HỌC XANH TRONG CÔNG NGHỆ NHUỘM Nhóm: 6
Tiếp tới vải được giặt để loại bỏ toàn bộ tạp chất và hóa chất còn dư của quá trình
nhuộm. Sau đó vải được làm khô bằng máy sấy chuyên dụng và chuyển tới khâu cuối
cùng đó là định hình
1.2 Quy trình hoàn tất vải
Quy trình hoàn tất vải là khâu cuối cùng trước khi xuất xưởng vải thành phẩm. Vải
sau khi nhuộm còn rất nhiều nước nên không thể vào hoàn tất ngay được, vì vậy cần

phải sấy trước khi đưa vào máy căng hoàn tất, nhiệt độ sấy từ 110-1300C (đối với
màu đậm ta sấy ở nhiệt độ 1100C nhằm chống chạy màu và loang màu) tuy nhiên tốc
độ sấy tùy thuộc vào từng mặt hàng, đối với mặt hàng vải càng dày tốc độ sấy càng
chậm.
Sau khi sấy vải tiếp tục được đưa vào máy căng hoàn tất, máy căng này chạy ở nhiệt
độ thấp hơn máy căng định hình 130-1700C, đầu máy có một máng hồ chứa dung dịch
hồ vải để tạo cho vải có được những tính chất theo yêu cầu. vải sau khi hoàn tất đã đạt
được những yêu cầu cần thiết, tuy nhiên để tăng thêm tính thẫm mỹ vải được đem đi
xử lý cơ học lần cuối trước khi thành phẩm, biện pháp xử lý này bằng máy COMFIT,
nguyên tắt của máy này là dung nhiệt độ để ủi thẳng vải và làm cho vải mềm mịn hơn.
Sau COMFIT vải được đem in biên và cuộn thành phẩm
8
HÓA HỌC XANH TRONG CÔNG NGHỆ NHUỘM Nhóm: 6
9
HÓA HỌC XANH TRONG CÔNG NGHỆ NHUỘM Nhóm: 6
CHƯƠNG 2: CÁC TIẾN BỘ KHOA HỌC CỦA CÔNG NGHỆ NHUỘM GẦN
ĐÂY
2.1 Các công nghệ từ A. Monforts
Theo nhà sản xuất máy nhuộm và xử lý hoàn tất A. Monforts (Đức), hệ thống thu hồi
nhiệt của máy văng sấy Montex 6500 – hiện có cho tất cả các máy văng sấy Monforts
– có thể tiết kiệm tới 30% năng lượng. Do vậy thu hồi nhiệt không chỉ tiết kiệm các
nguồn tự nhiên mà còn giảm đáng kể chi phí sản xuất. Trong lĩnh vực nhuộm liên tục
bông, quá trình Econtrol chắc chắn là quá trình có hiệu quả, theo A. Monforts. So với
quá trình nhuộm ngấm ép-sấy-thermofix hoặc quá trình ngấm ép-sấy-ngấm ép-chưng
hơi, quá trình nhuộm Econtrol trên Thermex 6500 Hotflue không cần quá trình gắn
màu tách riêng.
Môi trường Econtrol bên trong khoang Thermex đảm bảo kết quả nhuộm hoàn hảo
trong quá trình sấy, Monforts hiện đã phát triển quá trình một bể để nhuộm các hỗn
hợp PES/CO bằng cách dùng kỹ thuật Econtrol mà không cần giặt khử trung gian. Các
phương pháp nhuộm đã được thiết lập cho các hỗn hợp như vậy cực kỳ mất thời gian

và tốn nhiều chi phí. Chúng yêu cầu nhiều nước, hóa chất và sử dụng nhiều năng
lượng.
2.2 HEJV của Tong Geng
Tong Geng (Đài Loan) đã giới thiệu máy nhuộm vải mới hình chữ L Side Flow –
HEJV. Máy kết hợp ưu điểm của cả máy nhuộm dòng trên và dòng dưới. Máy phù
hợp với rất nhiều loại vải, đặc biệt là đối với vải dệt kim và dệt thoi là những loại vải
nhạy với nhăn, PES chưa định hình, các hỗn hợp Lycra và các hỗn hợp polyeste.
Đường ống dẫn Side Flow thiết kế mới được cấp bằng sáng chế ngắn hơn (về chiều
thẳng đứng) so với đường ống dẫn truyền thống. Do vậy, yêu cầu áp lực vòi phun thấp
hơn để mang vải đi, tạo ra tốc độ tuần hoàn tốt. Đường ống dẫn cũng có sự thay đổi vị
trí nhiều hơn cho dòng vải. Điều này cho phép vải hồi phục giãn và mềm ra, tăng chất
lượng của nhuộm, đặc biệt có hiệu quả đối với các loại vải quăn mép.
Về mặt tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải, máy này có thiết kế khoang dung tỷ
thấp. Thể tích chết bên trong khoang được tích hợp với hệ thống rũ thông minh, rút
ngắn giai đoạn rũ và đồng thời đạt dung tỷ thấp.
Ngoài thiết kế khoang dung tỷ thấp, tấm bên trong là thiết kế với sàn gợn sóng hình
chữ w đặc biệt. Vải đi không bị ngăn cản trong chu kỳ tuần hoàn mà không cần bơm
mô tơ lớn, tiết kiệm chi phí điện năng.
2.3 Máy nhuộm hình chữ O của Hsiang
10
HÓA HỌC XANH TRONG CÔNG NGHỆ NHUỘM Nhóm: 6
Hsiang Fu machinery (Đài Loan) đã giới thiệu máy nhuộm overflow dung tỷ thấp
hình chữ O. Máy nhuộm overflow dung tỷ thấp nhiệt độ cao và áp suất cao nghĩa là
máy nhuộm thân thiện với môi trường, tiết kiệm năng lượng, chất lượng cao, năng
suất cao và chi phí điện năng thấp.
Các thuốc nhuộm hoạt tính với dung tỷ 1:4 – 1:5 tiêu thụ chưa tới 50 tấn nước/tấn vải
(từ các màu nhạt tới đậm) cho toàn bộ quá trình gia công, tiết kiệm nước, năng lượng
45-50%, tạo ra cacbon thấp và giảm phát thải.
2.4 Công nghệ gia công rô bốt hóa của Obem
Nhà sản xuất máy Obem (Italia) đã phát triển nhà máy gia công được rô bốt hóa hoàn

toàn khi vật liệu đang được xử lý (sợi hoặc xơ) được tự động vận chuyển từ nơi chất
tải cho tới bất kỳ máy gia công nào, kho trung gian, các máy gia công khác cho đến vị
trí dỡ tải tại đó vật liệu được gia công xong sẽ được chở đi hoặc dược vận chuyển tới
phân xưởng khác.
Công nghệ rô bốt hóa cho phép giảm số lượng công nhân và loại trừ thời gian đào
tạo; đây là công nghệ để quản lý số lượng lớn rất tốt và cũng rất linh hoạt và tốt để
quản lý số lượng nhỏ. Nó cũng cho phép kiểm soát trung tâm bằng máy tính có thể
dùng để truy tìm “cái gì đang ở đây” và là một công cụ tốt để giúp Obem phát hiện (từ
văn phòng công ty ở Italia) các vấn đề của bất kỳ nhà máy nào theo thời gian thực và
có thể đưa ra giải pháp, hiệu suất tốt hơn về mặt điều phối thời gian làm việc của máy
và ít tiêu thụ hóa chất, nước và điện năng hơn.
2.5 Máy nhuộm iMaster của Thies (Đức)
Gần đây Thies đã tiết lộ máy nhuộm vải nhiệt độ cao iMaster H
2
O tiêu thụ ít nước cho
bông. Máy bắt đầu tại dung tỷ 1:3,7, phụ thuộc vào mức độ ngấm nước của vải. Ngoài
ra, người ta nói rằng máy có thể giảm thời gian gia công đáng kể trong khi đạt chất
lượng cải thiện cả về mặt ngoại quan và độ giãn dài của vải.
iMaster được thiết để xử lý dải rộng các loại vải và hàng dệt kim từ xơ và các hỗn
hợp xơ tự nhiên và tổng hợp, kể cả visco. Với chiều cao nâng dây vải ít nhất tạo ra
kiểm soát độ co được cải thiện và dây vải ít quăn hơn đối với vải đàn hồi như là bông
và lycra.
2.6 Các máy XO-Series của Xorella
Nhà sản xuất máy xử lý chưng hơi chân không Xorella (Thụy Sỹ) đã gới thiệu XO-
Series mới. Series sử dụng các thành phần cơ bản với chất lượng cao và chế tạo tuyệt
vời cả về công năng và độ tin cậy để giúp khách hàng tiết kiệm tiêu thụ năng lượng tới
15-24%. Máy nổi bật với hệ thống chưng hơi XO tiên tiến, sử dụng công nghệ đa chân
không nổi tiếng được kết hợp với hơi bão hòa 100% được tạo ra ở bên trong dể điều
hòa, định hình nhiệt, làm co sơ bộ và hồi phục giãn của sản phẩm dệt có hiệu quả.
11

HÓA HỌC XANH TRONG CÔNG NGHỆ NHUỘM Nhóm: 6
Theo Xorella, máy XO-Series đã kết hợp khái niệm sinh thái để tạo ra tiêu thụ năng
lượng thấp hơn và thiết kế đơn giản đáng ngạc nhiên với yêu cầu bảo dưỡng tối thiểu
để đáp ứng chi phí gia công thấp nhất và các yêu cầu chất lượng cao nhất. Hiệu suất
vận hành được cải thiện dáng kể bằng các hệ thống chất tải và vận chuyển tự động.
XO-Smart Series nổi bật thiết kế gọn và công nghệ gia công tự động mới nhất với hệ
thống chưng hơi XO cho các ứng dụng nhiệt độ thấp tới 95
o
C hiện có ở ba kích thước
và công suất tiêu chuẩn.
Như là thiết bị được thiết kế theo yêu cầu khách hàng, XO-Select series hiện có ở bất
kỳ kích thước và công suất nào để tối ưu hóa và kết hợp dòng vật liệu để giảm chi phí
sản xuất. Công ty giới thiệu hai máy kiểu Select, như là máy dạng trụ và máy dạng lập
phương
12
HÓA HỌC XANH TRONG CÔNG NGHỆ NHUỘM Nhóm: 6
CHƯƠNG 3: CÁC TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG CỦA CÔNG NGHIỆP DỆT
Đặc điểm của công nghiệp gia công dệt không chỉ đòi hỏi một lượng lớn nước cho
các công đoạn khác nhau mà còn là các loại hóa chất khác nhau được sử dụng cho các
qui trình gia công khác nhau. Có một chuỗi dài của các công đoạn gia công ướt yêu
cầu đầu vào là nước, hóa chất, năng lượng và tạo ra chất thải trong mỗi công đoạn.
Nét đặc trưng khác của ngành công nghiệp dệt, mà là xương sống của ngành quần áo
thời trang, là các yêu cầu rất khác nhau về chủng loại, mẫu mã và màu sắc của vải tạo
nên sự thay đổi rất bất thường về tải trọng và khối lượng chất thải phát sinh. Gia công
dệt phát sinh nhiều dòng thải , bao gồm các chất thải dạng lỏng, khí và rắn, một số
trong đó có thể là các chất thải nguy hiểm. Bản chất của các chất thải phát sinh phụ
thuộc vào dạng thiết bị dệt, qui trình gia công và công nghệ được thực hiện, các loại
xơ và hóa chất được sử dụng. Tổng quan về lượng chất thải phát sinh trong gia công
dệt được tóm tắt trong bảng 1.
Bảng 1: Tóm tắt chất thải phát sinh trong sản xuất dệt

Qui trình gia
công
Chất thải khí Nước thải Chất thải rắn
Chuẩn bị xơ Ít hoặc không có Ít hoặc không có Xơ phế và chất thải bao
gói
Kéo sợi Ít hoặc không có Ít hoặc không có chất thải bao gói, sợi đã
được hồ, xơ phế, các
chất thải trong quá trình
vệ sinh và gia công
Hồ sợi VOC
s
BOD: COD; kim
loại, chất thải vệ
sinh, hồ
Xơ, sợi phế, các chất
thải bao gói, , hồ tinh
bột không sử dụng
Dệt thoi rất ít hoặc không
có
rất ít hoặc không có
chất thải bao gói, sợi và
vải vụn, vải hỏng, dầu
đã sử dụng,
Dệt kim rất ít hoặc không
có
rất ít hoặc không có
chất thải bao gói, sợi và
vải vụn, vải hỏng
Vải không dệt rất ít hoặc không
có

rất ít hoặc không có
chất thải bao gói, sợi và
vải vụn, vải hỏng
Rũ hồ VOC
s
từ ete
BOD từ hồ, chất bôi Phế thải bao gói, xơ, sợi
13
HÓA HỌC XANH TRONG CÔNG NGHỆ NHUỘM Nhóm: 6
glycol
trơn, các chất vi
sinh, các hợp chất
chống tĩnh điện
phế, các chất làm sạch
và bảo dưỡng
Nấu VOC
s
từ ete
glycol và dung
môi nấu
Chất tẩy rửa, dư
lượng thuốc trừ sâu,
NaOH, xà phòng,
dầu, chất bôi trơn
dệt kim, các chất
hoàn tất kéo sợi, các
dung môi đã sử dụng
rất ít hoặc không có
Tẩy rất ít hoặc không
có

Chất ổn định H
2
O
2
,
pH cao
rất ít hoặc không có
Đốt lông
Một lượng nhỏ
khí thoát ra từ các
miệng lửa
rất ít hoặc không có rất ít hoặc không có
Làm bóng rất ít hoặc không
có
pH cao, NaOH rất ít hoặc không có
Định hình nhiệt
Sự bay hơi của
các chất hoàn tất
sợi trong sản xuất
sợi tổng hợp
rất ít hoặc không có rất ít hoặc không có
Nhuộm VOC
s
Kim loại, muối, chất
hoạt động bề mặt,
các chất trợ hữu cơ
từ quá trình, hợp
chất cation, mầu,
BOD, COD, sulphie,
dung môi axit/kiềm,

dung môi đã sử dụng
rất ít hoặc không có
In
Dung môi, acetic
acid-nhuộm và
sấy và xử lý
nhiệt, khí lò và
khí cháy
Các chất rắn lơ lửng,
urea, các chất dung
môi, mầu, kim loại,
nhiệt, BOD, chất bọt
rất ít hoặc không có
Hoàn tất
VOC
s
, các chất
bẩn trong hóa
BOD, COD, các
chất rắn lơ lửng, các
vải vụn, phế thải bao
gói
14
HÓA HỌC XANH TRONG CÔNG NGHỆ NHUỘM Nhóm: 6
chất, hơi
formaldehyd, khí
cháy
chất độc, dung môi
đã sử dụng
3.1 Ô nhiễm không khí:

Hầu hết các qui trình gia công trong các nhà máy dệt đều sản sinh ra khí thải. Các chất
thải thể khí được xem như là vấn đề ô nhiễm môi trường lớn thứ hai (sau chất lượng
dòng nước thải) trong công nghiệp dệt. Đặc biệt về lượng và loại ô nhiễm không khí
thải ra từ các hoạt động trong ngành dệt đã lan rộng nhưng nói chung, dữ liệu về
phát thải khí cho các hoạt động sản xuất của ngành dệt chưa có đầy đủ. Ô nhiễm
không khí là loại ô nhiễm khó nhất trong việc lấy mẫu, kiểm tra và định lượng trong
mỗi lần đánh giá.
Các phát thải khí có thể được phân loại dựa trên bản chất của nguồn phát thải, cụ thể
như sau: Các nguồn điểm:
- Các nồi hơi
- Các loại lò
- Các bể chứa
Khuyếch tán:
- Dung môi hòa tan
- Xử lý nước
- Kho hàng
- Các sự cố đổ tràn
Các nhà máy dệt thường tạo ra Nitơ
và acid sulphur từ các nồi hơi. Các
nguồn phát thải khí đáng kể khác trong các hoạt động của ngành dệt bao gồm hoàn tất
hồ, các hoạt động làm khô, in, nhuộm, chuẩn bị vải và các nhà máy xử lý nước.
Hydrocarbon thải ra từ các lò của phân xưởng nhuộm và từ các loại dầu vô cơ trong
qui trình sấy khô/xử lý nhiệt ở nhiệt độ cao. Các qui trình này có thể thải ra
formaldehyde, a xít, chất làm mềm và các hợp chất dễ bay hơi khác.
Các chất dư còn lại từ công đoạn chuẩn bị xơ thỉng thoảng cũng gây ô nhiễm trong
công đoạn gia nhiệt. Các chất dẫn và dung môi có thể được thải ra trong các hoạt động
nhuộm phụ thuộc vào dạng gia công nhuộm được sử dụng và từ hoạt động của nhà
máy xử lý nước thải. Các chất dẫn được sử dụng trong các mẻ nhuộm phân tán có thể
làm bay hơi các hóa chất dạng nhũ tương trong nước tại các công đoạn giữ nhiệt. Axít
acetic và formaldehyde là hai dạng bay hơi chính liên quan đến dệt. Các nguồn chính

gây ô nhiễm không khí trong công nghiệp dệt được tóm tắt trong bảng 2
Bảng 2: Tóm tắt các dạng chất thải phát sinh trong sản xuất dệt
Gia công Nguồn Các chất ô nhiễm
15
HÓA HỌC XANH TRONG CÔNG NGHỆ NHUỘM Nhóm: 6
Tạo năng lượng Phát thải từ nồi
hơi
Hạt bụi, nitrous oxides (Nox), sulfur
dioxide (SO
2
)
Phủ, làm khô, giữ nhiệt Phát thải từ lò
nhiệt độ cao
Các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC
S
)
Các hoạt động kéo sợi,
dệt từ xơ, sợi bông
Phát thải từ
công đoạn
chuẩn bị, chải
thô, chải kỹ,
sản xuất vải
Bụi
Hồ sợi
Phát thải từ
việc sử dụng
các hợp chất
hồ (các loại
keo, PVA)

Nitrgen oxide, sulphr oxide, carbon
monoxide
Tẩy
Phát sinh từ
việc sử dụng
các hợp chất
chlorine
Chlorine, chlorine dioxide
Nhuộm
Nhuộm phân
tán sử dụng
chất dẫn,
nhuộm
sulphur,
nhuộm aniline
Các chất dẫn, H
2
S, hơi aniline
In Khí thải
Hydrocarbon, ammonia
Hoàn tất
Gia nhiệt hoàn
tất hồ cho các
loại vải tổng
hợp
Formaldehyde, các chất dẫn khối lượng
phân tử thấp, các loại dầu bôi trơn
Lưu giữ hóa chất
Phát thải từ
các khó chứa

hàng hóa và
hóa chất
Các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC
s
)
Xử lý nước thải Phát thải từ
các bể chứa và
Các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi, các khí
độc
16
HÓA HỌC XANH TRONG CÔNG NGHỆ NHUỘM Nhóm: 6
ống dẫn
3.2 Ô NHIỄM NƯỚC
Công nghiệp dệt sử dụng một lượng lớn nước
qua các hoạt động sản xuất, từ giặt xơ cho đến
tấy, nhuộm và giặt hoàn tất sản phẩm. Trung
bình, cần khoảng 200lít nước cho 1 kg vải. Phần
lớn nước thải phát sinh cũng chứa nhiều loại hóa
chất khác nhau mà đã được sử dụng qua các
công đoạn gia công. Lượng nước thải này có thể
phá hủy môi trường nếu không được xử lý thích
hợp trước khi thải ra môi trường. Tất cả các
công đoạn bao gồm gia công sản phẩm dệt, gia
công ướt tạo nên một lượng lớn nước thải.
Tính chất độc hại cho môi trường sống dưới
nước của nước thải công nghiệp dệt thay đổi rất
nhiều tùy theo điều kiện sản xuất. Các nguồn độc hại cho môi trường sống dưới nước
có thể bao gồm: muối, chất hoạt động bề mặt, ion kim loại và các phức kim loại của
chúng, biôxit và các anion độc. Hầu hết các thuốc nhuộm trong dệt đều có độ độc tính
cho môi trường sống trong nước thấp. Mặt khác, các chất hoạt động bề mặt và các hợp

chất liên quan, chẳng hạn như bột giặt, các chất nhũ hóa, các chất phân tán được sử
dụng trong hầu hết các công đoạn của mỗi qui trình gia công và có thể là một nguồn
quan trọng tạo độc tính cho môi trường sống dưới nước như BOD và chất tạo bọt.
Bảng 3: Định mức nước trung bình cho các loại vải khác nhau:
Phạm vi gia công Định mức nước (m
3
/ 1 tấn nguyên liệu xơ dệt)
Nhỏ nhất Trung bình
Len 111 285
Dệt thoi 5 114
Dệt kim 20 84
Thảm 8.3 47
Sợi 3.3 100
17
HÓA HỌC XANH TRONG CÔNG NGHỆ NHUỘM Nhóm: 6
Vải không dệt 2.5 40
Hoàn tất vải nỉ (felt 3.3 213
3.3 Ô nhiễm chất thải rắn
Các chất thải rắn còn dư lại từ công nghiệp dệt không nguy hiểm. Các chất thải này
bao gồm vải và sợi vụn, sợi và vải hỏng, phế bao gói. Còn có cả chất thải liên quan
đến kho và sản xuất sợi và dệt, chẳng hạn như các thùng đựng hóa chất, ống giấy
cuộn vải và các ống sợi cho nhuộm và dệt kim. Phế thải từ gian cắt tạo ra một lượng
lớn vải vụn, mà thông thường có thể được giảm đi bằng cách tăng cường việc tận
dụng hiệu quả vải trong cắt may.
Bảng 4 tổng hợp các chất thải rắn liên quan tới các gia công sản xuất khác
nhau trong ngành dệt
Nguồn Loại chất thải rắn
Các quá trình xử lý cơ học của bông và xơ tổng hợp
Chuẩn bị sợi Xơ và sợi
Dệt kim Xơ và sợi

Dệt thoi Xơ và sợi
Nhuộm và hoàn tất vải dệt thoi
Hồ, rũ hồ, làm bóng, tấy, giặt và
hoàn tất hoá học
Vải vụn
Hoàn tất cơ học Vụn xơ
Nhuộm và/hoặc in Thùng thuốc nhuộm
Nhuộm và/hoặc in (gắn với hoàn
tất
Thùng đựng hoá chất
Nhuộm và hoàn tất vải dệt kim vải vụn, thùng chứa hoá chất và thuốc nhuộm
Nhuộm và hoàn tất thảm
Đâm cài sợi, rác
18
HÓA HỌC XANH TRONG CÔNG NGHỆ NHUỘM Nhóm: 6
viền biên vật liệu biên
Làm mịn và xén lông bụi xơ
Nhuộm, in và hoàn tất Thùng chứa hoá chất và thuốc nhuộm
Nhuộm và hoàn tất sợi và kho bãi sợi, thùng chứa hoá chất, thuốc nhuộm
Vải len
Nấu len chất bẩn, len, tạp thực vật, chất sáp
Nhuộm và hoàn tất vải len Vụn xơ, đường may, vải, xơ, thùng chứa hoá chất
thuốc nhuộm
Xử lý nước thải Xơ, bùn thải và bùn được giữ lại
Đóng gói giấy, carton, tấm nhựa, dây
Xưởng sửa chữa Kim loại vụn, giẻ dính dầu
Domestic giấy, các dải băng, các chất thải nói chung
19
HÓA HỌC XANH TRONG CÔNG NGHỆ NHUỘM Nhóm: 6
CHƯƠNG 4: CÁC BIÊN PHÁP XỬ LÍ

4.1Xử lí nước thải dệt nhuộm bằng hệ xúc tác Fenton dị thể
Hiện nay vấn đề xử lý nguồn nước ô nhiễm do các quá trình dệt nhuộm là hết sức cần
thiết. Ước tính có hơn 70.000.000 tấn thuốc nhuộm được sản xuất hàng năm. Trong
quá trình nhuộm thì có đến 12-15% tổng lượng thuốc nhuộm không phản ứng gắn
màu, thất thoát theo nước thải sau nhuộm. Và phương pháp để xử lý nguồn nước ô
nhiễm này là sử dụng quá trình oxi hóa nâng cao (Advanced oxidation processes :
AOPs) nhằm oxy hóa hoàn toàn các hợp chất hữu cơ của thuốc nhuộm thành CO
2
và
H
2
O. Trong các phương pháp oxi hóa bậc cao thì chu trình Fenton sử dụng xúc tác dị
thể cho thấy những ưu thế vượt trội so với các phương pháp khác. Bài viết này sẽ giới
thiệu những đặc điểm quan trọng và cơ bản nhất của hệ Fenton dị thể
Vấn đề ô nhiễm nguồn nước do thuốc nhuộm
Trong thời đại công nghiệp cùng với sự phát triển kinh tế kéo theo sự ảnh hưởng tới
môi trường và hiện nay vấn đề ô nhiễm nguồn nước cũng là một mối quan tâm lớn của
xã hội. Nó bao gồm việc xử lí nước thải không đúng quy định, mưa acid từ nito oxit
do quá trình đốt cháy nhiên liệu hóa thạch, các chất thải công nghiệp… Các nguồn ô
nhiễm nước khác nhau có chứa những hỗn hợp độc hại từ các chất ô nhiễm hữa cơ vô
cơ, thêm vào đó là các kim loại nặng có tác động xấu đến môi trường, đời sống thủy
sinh và con người (theo điều tra có khoảng 25% dân số thế giới bị mắc một số bệnh có
liên quan đến vấn đề ô nhiễm nguồn nước).
Một số chất ô nhiễm hữu cơ có nguồn gốc từ thuốc nhuộm tổng hợp (trong một số
ngành công nghiệp dệt may, da, sơn, in ấn…). Căn cứ vào nhu cầu toàn thế giới ước
tính có hơn 100000 tấn thuốc nhuộm đã được thương mại hoá và hơn 70.000.000 tấn
được sản xuất hàng năm. Trong quá trình nhuộm thì có đến 12-15% tổng lượng thuốc
nhuộm không phản ứng gắn màu, thất thoát theo nước thải sau nhuộm. Theo quy định
của EU hiện nay, thuốc nhuộm tổng hợp dựa trên benzindine, 3, 3’-
dimethoxybenzidine và 3, 3’-dimethylbenzidine đã được phân loại là chất gây ung

thư, vì thế nó đang là một vấn đề nhức nhối cho xã hội và đòi hỏi phải có một phương
pháp hiệu quả để loại bỏ những độc tính đó.
20
HÓA HỌC XANH TRONG CÔNG NGHỆ NHUỘM Nhóm: 6
Các phương pháp xử lý nước thải nhuộm
Hiện nay, để xử lý nguồn nước thải từ các quá trình dệt nhuộm, người ta thường sử
dụng các quá trình oxy hóa nâng cao (Advanced oxidation processes : AOPs). Các quá
trình này dựa trên cơ sở oxy hóa các hợp chất hữu cơ (thuốc nhuộm) thành CO2 và
H2O với tác nhân oxy hóa là các gốc tự do hoạt động hydroxyl °OH được tạo ra ngay
trong quá trình hoạt động từ các tác nhân ban đầu an toàn, ít độc tính chứ không phải
là quá trình sử dụng trực tiếp các chất oxi hóa mạnh như Cl2, O3… Bảng 1 cho chúng
ta thấy thế oxy hóa của gốc hydroxyl so với các tác nhân oxy hóa thông thường khác.
Bảng 1: Số oxi hóa của một số tác nhân oxi hóa thường gặp
Ta thấy gốc hydroxyl là tác nhân oxy hoá mạnh nhất có thế oxy hoá là 2.8V, cao gấp
1.52 lần ozone, gấp 2.05 lần clo.Với thế oxy hóa rất cao, gốc hydroxyl có khả năng
oxy hóa mọi hợp chất hữu cơ, dù là loại khó phân huỷ nhất, thành những hợp chất vô
cơ không độc hại như CO2, H2O, axít vô cơ…
Trong các quá trình oxi hóa bậc cao thì quá trình Fenton và Fenton có sự bổ trợ của
ánh sáng (photo-Fenton) được sử dụng rất rộng rãi và có hiệu suất xử lý thuốc nhuộm
rất cao.
21
HÓA HỌC XANH TRONG CÔNG NGHỆ NHUỘM Nhóm: 6
Quá trình Fenton được phát triển đầu tiên bởi Fenton vào năm 1894. Quá trình này
được sử dụng để oxy hóa các hợp chất hữu cơ trong nước với các tác chất là H2O2và
FeSO4. Mãi sau đó 14 năm thì cơ chế phản ứng mới được đề nghị bởi Haber-
weiss(1934). Và kết quả quan trọng nhất của cơ chế đề nghị này chính là sự hình
thành gốc hydroxyl °OH như hợp chất trung gian.
Ngoài ra, người ta cũng nhận thấy khả năng oxi hóa của quá trình Fenton có thể được
tăng mạnh khi có sự chiếu sáng bằng tia UV hay thậm chí ánh sáng khả kiến. Khi có
mặt của bức xạ thì gốc °OH có thể được hình thành theo các phản ứng dưới đây

Các quá trình fenton hay photo fenton đều phụ thuộc vào nồng độ H2O2, nồng độ
muối Fe và pH.
Trong quá trình tiến hành phản ứng, xúc tác Fenton có thể là đồng thể hay dị thể. Ở
hình 1 sẽ trình bày một số đặc điểm quan trọng của hệ xúc tác đồng thể và dị thể
22
HÓA HỌC XANH TRONG CÔNG NGHỆ NHUỘM Nhóm: 6
Trong pha đồng thể, những sự thay đổi hóa học chủ yếu phụ thuộc vào bản chất của
sự tương tác giữa các tác chất với nhau (thuốc thử Fenton và các hợp chất cần xử lý).
Tuy nhiên trong pha dị thể, ngoài quá trình xúc tác do tương tác của các tâm hoạt tính
với tác chất còn phải kể đến 2 quá trình hết sức quan trọng là hấp phụ của tác chất lên
bề mặt xúc tác (rắn) và quá trình giải hấp của sản phẩm ra khỏi bề mặt xúc tác.
Quá trình Fenton đồng thể có thể được hoạt hóa bởi những tâm hoạt tính của chúng là
Fe
2+
hoặc Fe
3+
, còn trong quá trình Fenton dị thể tâm hoạt tính có thể là các ion sắt
được mang trên bề mặt các chất mang dưới dạng [Fe(OH)2]+, [Fe(H2O)]2+,
[Fe(H
2
O)]
3+
, [Fe
2
(OH)
2
]
4+
, Fe-polycation, Fe
2

O
3
và α-FeOOH
Mặt khác chi phí cho quá trình Fenton đồng thể để xử lí nước thải trở nên đắt đỏ do
tiêu thụ nhiều H2O2, khó khăn trong việc tách xúc tác ra khỏi sản phẩm làm cản trở
việc xử lí ở những nước đang phát triển. Ngoài ra, còn có những hạn chế như sự hình
thành bùn trong quá trình xử lí, giới hạn pH chỉ từ 2.5-3.5, lượng lớn sắt mất đi và đi
vào môi trường, khó khăn trong việc phục hồi ion sắt…
Do vậy nên chất xúc tác dị thể để xử lí chất ô nhiễm nước thải trong hệ thống Fenton
hiện đang rất được quan tâm. Chất xúc tác dị thể có ưu thế vượt trội là dễ dàng tách ra
khỏi sản phẩm. Bên cạnh đó, cùng với sự hỗ trợ của bức xạ UV, phức Fe3+ bị phá hủy
và dễ dàng hoàn nguyên thành Fe2+ và tiếp tục tham gia vào chu kì xúc tác Fenton.
Trong pha rắn dị thể, kích thước lỗ xốp, sự phân tán lỗ xốp, đặc tính lỗ xốp và bề mặt
riêng là những nhân tố quan trọng cần thiết xem xét trước khi phản ứng. Dựa vào
IUPAC, kích thước lỗ xốp được phân loại làm 3 loại: microporous (<2nm),
mesoporous (từ 2-50nm) và macroporous lớn hơn 50nm. Đối với phản ứng Fenton dị
thể thì các chất mang với cấu trúc mesoporous thường được sử dụng nhiều nhất để
tổng hợp các hệ xúc tác xử lý thuốc nhuộm tổng hợp.
23
HÓA HỌC XANH TRONG CÔNG NGHỆ NHUỘM Nhóm: 6
Trong bảng 2, chúng tôi tổng hợp một số đặc điểm khác biệt nổi bật của quá trình xúc
tác Fenton đồng thể và dị thể
Bảng 2: So sánh phản ứng Fenton đồng thể và Fenton dị thể dưới những miêu tả
khác nhau
24
HÓA HỌC XANH TRONG CÔNG NGHỆ NHUỘM Nhóm: 6
Từ những kết quả trên nhận thấy quá trình Fenton đồng thể còn gặp một số hạn chế
nên quá trình Fenton dị thể được tập trung phát triển nhiều hơn. Bài viết kỳ tới sẽ thảo
luận về các khía cạnh cơ bản của quá trình Fenton dị thể và khả năng xử lý thuốc
nhuộm của hệ Fenton trên cơ sở các chất mang là vật liệu vô cơ. Chúng tôi cũng sẽ

tổng hợp một số kết quả gần đây trên các hệ Fenton dị thể sử dụng sắt mang những
chất mang rắn khác nhau (zeolite, đất sét, carbon hoạt hóa, oxit nhôm) để xử lí thuốc
nhuộm tổng hợp.
4.2Xử lý nước thải dệt nhuộm bằng than carbon hóa
Viện Công nghệ Môi trường - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã tiến hành
nghiên cứu công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm sử dụng than cácbon hóa làm giá thể
sinh học cho hiệu quả xử lý rất cao.
Công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm sử dụng than cácbon hóa được Viện Công nghệ
Môi trường thực nghiệm xử lý nước thải tại Khu công nghiệp dệt may Phố Nối, Công
ty cổ phần BITEXCO Nam Long, Thái Bình.
Kết quả thực nghiệm cho thấy, ở cùng các điều kiện, mô hình sử dụng than cácbon
hóa cho hiệu suất xử lý COD, BOD và TOC cao hơn từ 1,5 - 2,7 lần so với mô hình
không sử dụng than.
Trong môi trường xử lý vi sinh có than làm giá thể dính bám, hiệu quả xử lý BOD (lấy
qua giá trị trung bình) tỏ ra có ưu thế hơn hẳn 1,5 lần (53% so với 35%) khi không có
than, thể hiện qua ưu thế của than trong xử lý COD tỏ ra càng vượt trội so với không
xử lý than (gần 2,7 lần).
Đặc biệt, với hàm lượng ô nhiễm dao động lớn ở đầu vào trong bình có than nhưng
hàm lượng COD ở đầu ra thấp và khá ổn định.
Nếu so sánh trên khía cạnh xử lý chất hữu cơ cácbon thì hiệu quả cao nhất thể hiện ở
chỉ tiêu TOC tới 73% ở bình có than, gấp hơn 2 lần so với bình không than 36%.
Cũng tương tự như COD, hàm lượng ô nhiễm tại đầu ra của bình phản ứng có than là
thấp và khá ổn định
Qua đó cho thấy, mặc dù nước thải của Công ty cổ phần BITEXCO Nam Long và
Khu Công nghiệp dệt may Phố Nối có những đặc trưng riêng, nhưng việc sử dụng
than cácbon hóa làm giá thể trong quá trình xử lý vi sinh đã làm tăng đáng kể hiệu
suất xử lý các yếu tố gây ô nhiễm như BOD, COD và TOC.
Viện Công nghệ Môi trường cũng đã tiến hành ứng dụng sản phẩm để xử lý nước thải
tại 2 cơ sở dệt nhuộm của Việt Nam, thực tế là hiệu quả xử lý COD từ 1,28-2,7 lần,
BOD 1,5 lần, TOC gấp hơn 2 lần so với thiết bị đối chứng không sử dụng than cácbon

hóa
25