các phương pháp giảm thiểu ô nhiễm và công nghệ xử lý nước thải thuộc da

Chương 3 : Các Phương Pháp Giảm Thiểu Ô Nhiễm Và Công Nghệ Xử Lý Nước Thải Thuộc Da
CHƯƠNG 3
CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢM THIỂU Ô NHIỄM
VÀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI THUỘC DA
3.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢM THIỂU Ô NHIỄM THUỘC DA
Thể tích nước thải và tải lượng ô nhiễm có thể giảm thiểu bằng cách :
 Giảm đến mức tối thiểu lượng nước sử dụng trong ngành thuộc da ( do đó lượng
nước thải giảm theo )
o Sử dụng thùng chứa có thể tích thích hợp để tránh nước chảy tràn.
o Lắp đặt đồng hồ đo lưu lượng để thu thập và xác đònh việc dùng nước qua mỗi
công đoạn. Điều này giúp giám sát được chỗ nào dùng nước quá nhiều.
o Cơ khí hóa đối với các bể châm hóa chất và bể làm đầy nước.
o Sử dụng dòng nước rửa ngược nghóa là nước rửa thiết bò có thể tuần hoàn sử
dụng cho công đoạn hồi tươi, rửa da. Nước dùng trong hồi tươi không nên thay
mới liên tục mà nên tái dùng lại nước hồi từ đợt trước để dùng cho đợt sau
( dùng đến khi nước quá bẩn và phải thải bỏ ).
o Tránh sử dụng quá nhiều đến mức dư thừa lượng nước dùng cho việc rửa da.
 Giảm lượng sulfide S
2-
trong công đoạn ngâm vôi tẩy lông
Sulfide có thể làm phát sinh khí H
2
S có mùi trứng thối gây khó chòu và ảnh
hưởng đến hệ hô hấp. Nó có thể gây độc cao và ảnh hướng xấu đến sức khỏe con
người dù ở liều lượng tương đối thấp. Do đó việc giảm thiểu lượng sulfide S
2-
là
điều cần được xem xét. Chúng ta có thể sử dụng các enzyme thay thế trong quá
trình tẩy lông và chúng không đắt hơn sulfide.
 Tái sinh hoặc tái sử dụng dung dòch vôi
Trong quá trình tẩy lông, da được ngâm trong vôi ( có chứa Na

2
S ). Thường thì
lượng vôi đã được dùng sẽ được đem thải bỏ. Nếu muốn tái sử dụng thì nước tuần
Trang 18
Chương 3 : Các Phương Pháp Giảm Thiểu Ô Nhiễm Và Công Nghệ Xử Lý Nước Thải Thuộc Da
hoàn cần qua hệ thống lưới chắn và lắng cặn ( để loại lông vụn và các rẻo da ) sau
đó cần bổ sung thêm vôi, Na
2
S để đảm bảo nồng độ đầy đủ. Do đó lượng sulfide
trong nước thải sẽ giảm.
Dung dòch vôi có thể tuần hoàn nhiều lần ( 10 đến 20 lần ) và qua đó có thể tiết
kiệm được 26% Na
2
S và 40% vôi cũng như 50% nước. Điểm bất lợi của phương
pháp này là nước thải giai đoạn ngâm vôi sẽ có COD tăng cao chưa kể có mùi nặng.
Tuy nhiên nó lại có thuận lợi là : dễ vận hành, không có thay đổi nhiều trong qui
trình thuộc da và không ảnh hưởng xấu đến chất lượng da thành phẩm.
 Tẩy vôi với CO
2
( thay vì dùng các muối amoni )
Sau tẩy lông cần điều chỉnh pH để tạo điều kiện cho da dễ thuộc bằng cách
dùng muối amoni và acid sulfuric loãng. Do đó giai đoạn khử vôi phát sinh nhiều
khí NH
3
làm hại đến mắt, mũi và phổi. Hỗn hợp amoni trong nước thải gây độc cho
cá và phải được xử lý trước khi thải bỏ. Vì vậy ta cần kiểm soát việc sử dụng muối
amoni để tránh các tác động đến môi trường.
Ta có thể dùng CO
2
để khử vôi thay cho phương pháp cũ. CO

2
sẽ phản ứng với
vôi tạo thành đá vôi. Cách này thích hợp cho da đã được xẻ mỏng ( dày không quá
3mm ). Tuy nhiên phương pháp này có nhiều bất lợi : giá thành cao, thời gian khử
vôi lâu, phát thải khí H
2
S do pH thấp. Vì vậy ta nên cho thêm H
2
O
2
vào để oxy hóa
sulfide tránh gây mùi.
 Giảm Cr
3+
trong dòng ra
o Tận dụng tối đa lượng crôm để thuộc bằng cách dùng thêm các chất trợ thuộc
như Feliderm CS. Bằng cách này lượng crôm dư sẽ không nhiều, do đó lượng
crôm trong nước thải sẽ giảm đi. Tuy nhiên việc sử dụng các chất trợ thuộc có
cấu tạo phức tạp sẽ gây khó khăn trong quá trình xử lý crôm, chưa kể sẽ gây ảnh
hưởng đến chất lượng da nếu không giám sát tốt qui trình hoạt động.
o Tái sử dụng dòch thuộc : tận dụng dòch thuộc của mẻ trước cho mẻ sau có bổ
sung thêm hóa chất và chất thuộc.
Trang 19
Chương 3 : Các Phương Pháp Giảm Thiểu Ô Nhiễm Và Công Nghệ Xử Lý Nước Thải Thuộc Da
o Tái sinh dòch thuộc : bổ sung các chất có tính kiềm như Na
2
CO
3
, NaOH, MgO …
vào dòch thuộc để tạo kết tủa Cr(OH)

3
, sau đó qua lắng gạn và thu được cặn
Cr(OH)
3
. Cặn này được bổ sung vào bể ở cuối giai đoạn làm xốp. Các acid trong
dung dòch làm xốp sẽ hòa tan Cr(OH)
3
. Như vậy sẽ làm giảm lượng crôm cần
thiết cho công đoạn thuộc. Phương pháp này hiệu quả cao ( trên 90% ), dễ vận
hành và không ảnh hưởng đến chất lượng da.
o Cách khác : dòch thuộc crôm dư cùng với nước rửa được bổ sung các chất kiềm
để tạo kết tủa và lắng cặn, sau đó bùn lắng đem đi lọc ép. Bã lọc được hòa tan
trong H
2
SO
4
và tạo thành muối crôm (III). Muối này được sử dụng như chất
thuộc mới cho công đoạn thuộc.
o Thay thế crôm bằng các tác nhân hóa học khác
Nhôm, zirconium, titanium và muối sắt (II) có thể được dùng để thay thế
crôm. Nhưng chất lượng da sẽ không được tốt như thuộc bằng crôm do da không
được mềm mại và mỏng. Ngoài ra da thuộc crôm còn chòu được sức nóng tốt
trong khi các tác nhân khác thì không thích hợp cho ngành công nghiệp da giày.
Thuận lợi của việc dùng các chất thay thế chỉ là có thể thải bỏ các chất thải rắn
không chứa crôm ra các bãi rác mà không cần qua xử lý hoặc có thể dùng làm
phân bón, lợp mái nhà, vật dùng bằng da khác.
3.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI THUỘC DA
Nhìn chung nước thải thuộc da phức tạp do đặc tính của nó là hợp bởi các dòng thải
có tính chất khác nhau ( dòng mang tính acid, dòng mang tính kiềm ) nên các chất ô
nhiễm trong dòng thải có thể phản ứng với nhau gây khó khăn cho quá trình xử lý.

Nước thải thuộc da là loại nước thải công nghiệp chứa nhiều chất ô nhiễm: các chất
hữu cơ ( protein tan, lông, thòt … được tách ra từ các thành phần của da ) ; các hóa chất
sử dụng trong tiền xử lý da, thuộc da và hoàn thiện da. Vì vậy chúng ta cần phải phân
dòng thải trước khi xử lý chung, cụ thể là tách riêng dòng thải ngâm vôi chứa sulfide và
dòng thải thuộc da chứa crôm.
Trang 20
Chương 3 : Các Phương Pháp Giảm Thiểu Ô Nhiễm Và Công Nghệ Xử Lý Nước Thải Thuộc Da
Bên cạnh đó ta còn phải kết hợp xử lý bằng hóa – lý ( chủ yếu ta sẽ dùng phương
pháp keo tụ – tạo bông ) để loại bỏ phần lớn hàm lượng cặn lơ lửng còn khá cao trong
nước thải mà chúng có thể sẽ ảnh hưởng đến các công trình xử lý sinh học ở phía sau
như bể Aerotank. Có như vậy thì hiệu quả xử lý mới cao và nước thải đầu ra đạt tiêu
chuẩn cho phép.
3.2.1 Xử lý nước thải chứa sulfide S
2-
 Oxy hóa S
2-
với xúc tác là muối Mn
2+
kết hợp với sục khí
Nước thải chứa sulfide sẽ được đưa vào bể chứa, sau đó ta thêm vào một lượng
muối Mn
2+
thích hợp cùng kết hợp với việc thổi khí. S
2-
sẽ bò oxy hóa thành thiosulfate,
sulfite, sulfate ( là những chất ít hoạt động hơn sulfide ).
Thời gian thổi khí khoảng 6 – 12 h với tỉ lệ 1 m
3
không khí / phút. m
3

nước thải hay
tương đương 20 m
3
/ giờ. m
2
mặt nước trong bể oxy hóa có độ sâu từ 4 – 6 m. Lượng
muối MnSO
4
khoảng 50 – 100 g / m
3
nước thải. Ta có thể sử dụng máy sục khí bề mặt
hoặc máy thổi khí.
Bể oxy hóa nên lắp đặt hệ thống cào bùn bên dưới để loại bỏ các cặn lắng. Ngoài ra
trong suốt quá trình oxy hóa khí H
2
S, NH
3
sẽ thoát ra gây ô nhiễm về mùi. Vì vậy cần
thiết phải phủ kín bể oxy hóa và xử lý khí bằng cách sử dụng quạt hút cho qua hệ thống
lọc tinh. Lượng khí sinh ra khoảng 1.5 m
3
/giờ. m
2
nước mặt.
Chú ý : nếu pH < 8 sẽ sinh ra khí H
2
S có thể gây chết người và động vật ở nồng độ
2000 ppm. Nếu pH > 10 sẽ sinh ra khí NH
3
. Vì vậy cách tốt nhất là kiểm soát giá trò

pH trong khoảng 9 – 10.
 Oxy hóa S
2-
bằng H
2
O
2

Phương pháp này khử S
2-
rất hiệu quả với chi phí xây dựng không lớn nhưng chi phí
cho việc dùng H
2
O
2
là hơi cao. Vì vậy nó chỉ thích hợp cho các cơ sở nhỏ với việc thải
bỏ nước thải ngâm vôi 1 – 2 lần trong tuần. Với cách này sulfide sẽ bò oxy hóa thành
sulfur ở pH < 8. Nếu pH > 8 thì nó sẽ chuyển thành sulfate và việc này tốn hóa chất
Trang 21
Chương 3 : Các Phương Pháp Giảm Thiểu Ô Nhiễm Và Công Nghệ Xử Lý Nước Thải Thuộc Da
gấp 3 lần. Do đó cần lưu ý điều chỉnh pH để kinh tế hơn. Chúng ta cần khoảng 200 mg/l
H
2
O
2
để khử S
2-
có nồng độ từ 100 – 300 mg/l.
 Khử S
2-

bằng cách cho kết tủa với muối sắt
Cách này cũng hiệu quả do chi phí hóa chất rẻ, nhưng gây mùi và nước thải có độ
màu cao. Chưa kể nó còn đòi hỏi nhiều hóa chất và phát sinh ra một lượng bùn lớn đòi
hỏi phải xử lý chứ không thể dùng làm phân bón.
3.2.2 Xử lý nước thải chứa crôm
Phương pháp đơn giản và thường được sử dụng nhất là kết tủa Cr
3+
bằng dung dòch
kiềm sau đó đem thải bỏ hoặc tái sử dụng tùy yêu cầu.
Ta có thể dùng CaO, Na
2
CO
3
, NaOH để xử lý crôm tuy nhiên không nên dùng MgO
do giá thành cao và kết tủa Cr
3+
khó có thể tái sử dụng lại được.
Để kết tủa Cr(OH)
3
lắng nhanh có thể nâng pH lên 8.5 và cho thêm chất điện phân
hoặc FeCl
2
. Lúc đó hiệu quả lắng do việc xử lý bằng hóa lý có thể lên đến 98%. Bùn
lắng có chứa Cr(OH)
3
được đem đi xử lý trước khi đổ bỏ.
3.2.3 Xử lý hàm lượng cặn lơ lửng bằng phương pháp keo tụ – tạo bông
Phương pháp hiệu quả để loại bỏ cặn lơ lửng và thường được áp dụng trong ngành
công nghiệp thuộc da là phương pháp keo tụ – tạo bông. Khi cho chất keo tụ vào nước
thải, các hạt keo trong nước thải bò mất tính ổn đònh, tương tác với nhau, kết cụm lại

hình thành các bông cặn lớn và dễ lắng.
Để thực hiện quá trình keo tụ ta cho vào nước các chất keo tụ thích hợp như: phèn
nhôm và phèn sắt trong đó chủ yếu là sunfat nhôm Al
2
(SO
4
)
3
và clorua sắt FeCl
3

( chúng thường được đưa vào nước thải dưới dạng dung dòch hòa tan ). Ưu điểm của loại
phèn kể trên là chúng có khả năng tạo ra hệ keo kò nước và khi keo tụ thì tạo ra bông
cặn có bề mặt hoạt tính phát triển cao, có khả năng hấp thụ, dính kết các tạp chất và
keo làm bẩn nước.
Trang 22