Nghiên cứu quá trình xử lý nước thải phân xưởng chế bản , công ty in tiến bộ

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn này, trƣớc hết tôi xin trân trọng bày tỏ lòng cảm
ơn đối với các thầy cô Viện Kỹ thuật Hóa học, Bộ môn Công nghệ In Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội đã nhiệt tình truyền đạt những kiến thức
trong suốt thời gian mà tôi đƣợc học tại trƣờng.
Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc nhất tới thầy giáo hƣớng dẫn khoa
học PGS.TS. Trần Văn Thắng, ngƣời đã tận tâm hƣớng dẫn và chỉ bảo tôi
trong suốt quá trình thực hiện, hoàn thành luận văn này.
Tôi xin đƣợc gửi lời cảm ơn tới toàn thể CB CNV công ty in Tiến Bộ đã
tạo điều kiện, giúp đỡ trong quá trình thực hiện luận văn.
Trong giới hạn thời gian quy định, luận văn này chắc chắn còn nhiều
thiếu sót. Tôi rất mong nhận đƣợc những đóng góp quý báu của quý thầy cô,
đồng nghiệp và các chuyên gia để nghiên cứu một cách sâu hơn, toàn diện
hơn trong thời gian tới.
Xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, tháng 03 năm 2015
Học viên

Vũ Văn Công


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan: Luận văn này là công trình nghiên cứu thực sự của cá
nhân, đƣợc thực hiện dƣới sự hƣớng dẫn khoa học của PGS.TS. Trần Văn

Thắng
Các số liệu, những kết luận nghiên cứu đƣợc trình bày trong luận văn này
trung thực và chƣa từng đƣợc công bố dƣới bất cứ hình thức nào.
Tôi xin chịu trách nhiệm về nghiên cứu của mình.
Học viên

Vũ Văn Công

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
BOD

:

Nhu cầu ô xy sinh học

COD

:

Nhu cầu ô xy hóa học

CTF

:

CTP

:

F

:

Computer to Film, Công nghệ chế bản ghi film
trực tiếp từ máy tính
Computer to Film, Công nghệ chế bản ghi bản trực

tiếp từ máy tính
Chuẩn số Fisher

PAA

:

Chất trợ keo tụ Polyacrylamit

PAC

:

Chất keo tụ Poly Aluminium Cloride

pH

Độ pH

:

Sdu

:

Phƣơng sai dƣ

Su

:

Phƣơng sai lặp

SS

:

Chất rắn lơ lửng trong nƣớc thải

tbj

:

Chuẩn số Student của hệ số bj

TCVN 5945-2005 :

Tiêu chuẩn Nƣớc thải công nghiệp – Tiêu chuẩn
thải Việt Nam năm 2005


DANH MC BNG BIU
Bảng 1.1. Kết quả phân tích thành phần n-ớc thải ch bn dòng thải bể chứa (1) .17
Bảng 1.2. Kết quả phân tích thành phần n-ớc b cha (3).....................................18
Bng 1.3 TCVN 5945 2005: Giỏ tr gii hn cỏc thụng s v nng cỏc cht ụ
nhim trong nc thi cụng nghip...........................................................................19
Bng 2.1. Phm vi s dng ca phng phỏp hoỏ hc trong x lý nc thi cụng
nghip ........................................................................................................................32
Bng 2.2 Mt s phn ng oxy húa thng gp .......................................................41
Bng 2.3 Cỏc phng phỏp x lý v hiu qu ca nú...............................................57

Bng 3.1 nh hng ca pH n phn ng keo t ..................................................66
Bng 3.2: nh hng ca lng PAC n x lý COD ............................................67
Bng 3.3: nh hng ca lng PAA n s kt bụng lng v COD .....................68
Bng 3.4 nh hng ca s vũng quay trc khuy n quỏ trỡnh keo t .................69
Bng 3.5: Cỏc thụng s cụng ngh ca quỏ trỡnh keo t ..........................................71
Bng 3.6 Ma trn thc nghim ..................................................................................75
Bng 3.7 Kt qu cỏc thớ nghim lp tõm k hoch ...............................................76
Bảng 3.8 Ch-ơng trình tính tối -u hàm thực nghiệm dùng ngôn ngữ ......................81
Bng 3.9 Kt qu phõn tớch nc sau x lý .............................................................82


DANH MC HèNH V
Hỡnh 1.1. Qui trỡnh ch to v s dng bn in Diazo. ...............................................10
Hỡnh 1.2. Nguyờn lý phi bn Diazo dng. ...........................................................10
Hỡnh 1.3 Mụ t tớnh cht nh phõn ca bn nhit. .....................................................12
Hỡnh 1.4. Quỏ trỡnh ghi bn. ......................................................................................15
Hỡnh1.5. Quỏ trỡnh hin bn. .....................................................................................15
Hỡnh 1.6. Quỏ trỡnh kt thỳc. .....................................................................................15
Hình 1.7 Sơ đồ nguồn tạo thành n-ớc thải ch bn ...................................................16
Hình 1.8. Sơ đồ bộ máy tổ chức của Công ty. ...........................................................24
Hỡnh 2.1 B lc ỏp lc...............................................................................................27
Hỡnh 2.2 B lng trũn phõn phi nc vo theo phng tip tuyn vi v thit b .28
Hỡnh 2.3 B lng trũn phõn phi nc vo bng bung phõn phi ..........................28
trung tõm ...................................................................................................................28
Hỡnh 2.4 B lng trũn tng phõn phi nc vo v thu nc ra bng mỏng t vũng
quanh theo chu vi b .................................................................................................28
Hình 2.5 Tỷ lệ các hợp chất trong căn lắng phụ thuộc pH n-ớc thải ........................54
Hỡnh 2.6 Quỏ trỡnh to thnh bụng cn khi keo t ....................................................55
Hỡnh 2.7 S dõy chuyn cụng ngh x lý nc thi phõn xng ch bn...........59
Hỡnh 2.8 Cht keo t PAC sau khi ó hũa tan..........................................................62

Hỡnh 2.9 Cht tr keo t PAA sau khi ó hũa tan .....................................................63
Hỡnh 3.1 H thng thớ nghim Jartest .......................................................................65
Hỡnh 3.2: th biu din s nh hng ca lng PAC n COD ........................67
Hỡnh 3.3 Thit b keo t lm vic giỏn on .............................................................82


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
LỜI CAM ĐOAN
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC BẢNG BIỂU
DANH MỤC HÌNH VẼ
MỤC LỤC ...................................................................................................................1
Lêi nãi ®Çu ..................................................................................................................4
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN.......................................................................................6

1.1 KHÁI QUÁT VỀ NƢỚC THẢI CÔNG NGHIỆP IN ............................ 6
1.1.1. Thành phần chính của nƣớc thải phân xƣởng chế bản ........................ 8
1.1.1.1 Cấu tạo bản in Diazo ......................................................................... 9
1.1.1.2. Cấu tạo bản in CTP. ....................................................................... 11
1.1.2. Tác động của nƣớc thải công nghiệp in đến môi trƣờng. ................. 18
1.2

CÔNG TY TNHH MTV IN TIẾN BỘ VÀ HIỆN TRẠNG VẤN ĐỀ

XỬ LÝ NƢỚC THẢI TẠI CÔNG TY. ...................................................... 22
1.2.1 Lịch sử hình thành và phát triển Công ty in Tiến Bộ. ....................... 22
1.2.2 Tổ chức bộ máy quản lý của Công ty. ............................................... 23
1.2.3 Hiện trạng vấn đề xử lý nƣớc thải tại Công ty. .................................. 24
CHƢƠNG 2 ..............................................................................................................26

CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THẢI .........................................................26

2.1. XỬ LÝ NƢỚC THẢI BẰNG PHƢƠNG PHÁP CƠ HỌC................. 26
2.1.1. Bể điều hòa ........................................................................................ 26
2.1.2. Bể lọc................................................................................................. 27
2.1.3. Bể lắng............................................................................................... 27
2.2. XỬ LÝ NƢỚC THẢI BẰNG PHƢƠNG PHÁP HÓA HỌC. ............ 30

1


2.2.1. Phân loại quá trình hoá học trong xử lý nƣớc thải công nghiệp. ...... 30
2.2.2. Vai trò và ứng dụng của phƣơng pháp hoá học ................................ 30
2.2.3. Cơ chế của xử lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp hoá học. .................. 35
2.2.3.1. Bản chất của điều chỉnh pH .......................................................... 35
2.2.3.2. Phản ứng oxi hóa bậc cao trong xử lý nƣớc thải............................ 38
2.3. XỬ LÝ NƢỚC THẢI BẰNG PHƢƠNG PHÁP HÓA LÝ................. 45
2.3.1. Xử lý bằng phƣơng pháp keo tụ ........................................................ 45
2.3.1.1. Phƣơng pháp keo tụ........................................................................ 45
2.3.1.2. Cơ chế của quá trình keo tụ ......................................................... 49
2.3.1.3. Ảnh hƣởng một số yếu tố đến quá trình keo tụ .............................. 54
2.3.2 Phƣơng pháp hấp phụ kết hợp với keo tụ. ......................................... 56
2.4. MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ VÀ HIỆU QUẢ XỬ LÝ ........... 57
2.5 LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC THẢI PHÂN XƢỞNG
CHẾ BẢN IN ............................................................................................. 58
2.5.1 Đặt vấn đề. ......................................................................................... 58
2.5.2 Lựa chọn công nghệ xử lý. ................................................................ 59
2.6. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU. ............................................................... 60
2.6.1. Chất keo tụ PAC................................................................................ 60
2.6.2. Chất trợ keo tụ PAA .......................................................................... 63

CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN KẾT QUẢ...............................64

3.1. HÓA CHẤT SỬ DỤNG VÀ THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM. .................... 64
3.1.1 Hóa chất sử dụng. ............................................................................... 64
3.1.2. Thiết bị thí nghiệm. ........................................................................... 64
3.2. TIẾN HÀNH CÁC THÍ NGHIỆM THĂM DÕ .................................. 66
3.2.1. Kháo sát ảnh hƣởng của pH đến khả năng xảy ra quá trình keo tụ .. 66
3.2.2. Kháo sát ảnh hƣởng của lƣợng dung dịch PAC đến hiệu quả xử lý COD 67

2


3.2.3. Kháo sát ảnh hƣởng của chất trợ keo tụ PAA đến sự kết tụ bông lắng
và COD. ....................................................................................................... 68
3.2.4. Kháo sát ảnh hƣởng của tốc độ quay trục khuấy đến phản ứng keo tụ 69
3.3. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƢỚC THẢI
PHÂN XƢỞNG CHẾ BẢN BẰNG KEO TỤ. ........................................... 70
3.3.1 Giới hạn giá trị các yếu tố công nghệ ................................................ 70
3.3.2. Mô tả thí nghiệm. .............................................................................. 71
3.4

Xây dựng mô hình thống kê bậc một hai mức tối ƣu. ....................... 72

3.4.1 Xác định hệ. ....................................................................................... 72
3.4.2. Xác định cấu trúc của hệ. .................................................................. 72
3.4.3. Xác định các hàm toán mô tả hệ. ...................................................... 73
3.4.4 Xác định các thông số của mô hình. ................................................. 73
3.4.5 Kiểm tra tính tƣơng hợp của mô hình và cải tiến mô hình. ............... 74
3.4.6 Tính toán các thông số của mô hình .................................................. 75
3.4.7 Tối ƣu hóa mô hình. ........................................................................... 79

1.3

ĐỀ XUẤT THIẾT KẾ THIẾT BỊ KEO TỤ LÀM VIỆC GIÁN

ĐOẠN ......................................................................................................... 82
KẾT LUẬN ...............................................................................................................84
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................86

3


Lêi nãi ®Çu
Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của các ngành công
nghiệp, quá trình đô thị hoá càng tăng thì nƣớc thải của các khu dân cƣ trong
thành phố cũng nhƣ của các nhà máy, xí nghiệp ngày càng nhiều. Việc xả trực
tiếp các dòng nƣớc thải công nghiệp vào hệ thống cống thoát nƣớc của thành
phố đã và đang gây ra những ảnh hƣởng xấu về môi trƣờng nói chung cũng
nhƣ môi trƣờng nƣớc nói riêng. Ở nƣớc ta, ô nhiễm nguồn nƣớc ở các khu
vực dân cƣ gần nguồn nƣớc thải của các nhà máy có phân xƣởng chế bản in
đã lên đến mức báo động. Chính vì vậy, cùng với sự quan tâm chung của các
quốc gia trên thế giới, chúng ta cũng đã tiến hành xây dựng một số trạm xử lý
nƣớc thải tại một số nhà máy in.
Hiện nay các nhà máy đa số sử dụng công nghệ xử lý nƣớc thải thành
nƣớc đủ tiêu chuẩn quy định rồi thải ra cống thoát chung. Nhƣ vậy muốn đảm
bảo nƣớc thải ra môi trƣờng đạt tiêu chuẩn quy định, quá trình công nghệ xử
lý phải đảm bảo xử lý sao cho phù hợp, đồng bộ thì mới đạt yêu cầu của về
chất lƣợng nƣớc thải và các tiêu chuẩn cho phép của Việt Nam.
Thực tế do các công ty, xí nghiệp in nƣớc ta nói chung và ở Hà Nội nói
riêng đã hình thành từ lâu và khi đó chƣa có luật môi trƣờng nên vấn đề xử lý
nƣớc thải không đƣợc chú ý, hầu hết nƣớc thải sản xuất chỉ đƣợc pha loãng

với các nguồn thải sinh hoạt rồi thải trực tiếp ra hệ thống công ngầm của
thành phố. Tuy nhiên, từ khi nƣớc ta có luật môi trƣờng và các tiêu chuẩn về
môi trƣờng của Việt Nam (TCVN), các Công ty, xí nghiệp sản xuất đều phải
chấp hành nghiêm túc luật này nên vấn đề xử lý nƣớc thải cônghiệp là một
vấn đề cấp thiết của nƣớc ta hiện nay. Để thiết thực góp phần bảo vệ môi
trƣờng, góp phần xây dựng thủ đô Hà Nội thành phố xanh, sạch, đẹp tôi lựa

4


chọn đề tài: “Nghiên cứu quá trình xử lý nước thải phân xưởng chế bản
Công ty in Tiến Bộ”.
Nội dung của đề tài bao gồm tổng quan về xử lý nƣớc thải nói chung
và nƣớc thải công nghiệp in nói riêng. Khảo sát và đánh giá thực trạng quá
trình xử lý nƣớc thải tại Công ty TNHH một thành viên in Tiến Bộ từ đó
nghiên cứu các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải, phân tích các đặc điểm chính
của nƣớc thải phân xƣởng chế bản để lựa chọn phƣơng pháp xử lý bằng keo
tụ. Tiến hành khảo sát các yếu tố của quá trình công nghệ xử lý này, xây dựng
quy hoạch thực nghiệm và tối ƣu hóa thực nghiệm để tìm ra các thông số
công nghệ tối ƣu cho quả trình xử lý nƣớc thải phân xƣởng chế bản.

5


CHƢƠNG 1

TỔNG QUAN
Tùy theo từng lĩnh vực in và tùy từng phân xƣởng trong các nhà máy in
mà tính chất của nƣớc thải tƣơng ứng khác nhau, do đó để tìm hiểu rõ hơn về
nƣớc thải công nghiệp in ta đi vào tìm hiểu các nội dung dƣới đây.

1.1 KHÁI QUÁT VỀ NƢỚC THẢI CÔNG NGHIỆP IN
Do các nhà máy hiện nay đều thực hiện việc tách các dòng thải riêng để
thuận tiện cho công nghệ xử lý nên nƣớc thải ở phân xƣởng in ở các nhà máy
in thông thƣờng chỉ bao gồm các loại hóa chất, bã mực dƣ thừa trong quá
trình in, dầu mỡ, các kim loại nặng và dung môi. Tùy theo từng lĩnh vực in
mà thành phần nƣớc thải khác nhau, trong mỗi nhà máy in cũng tùy thuộc vào
từng khâu của quá trình in mà thành phần nƣớc thải cũng khác nhau.
Tuy phần lớn các cơ sở in của nƣớc ta chỉ có quy mô vừa, nhƣng lại tập
trung ở một số thành phố lớn nhƣ: Hà nội, Hồ Chí Minh, Hải Phòng... và hầu
hết các phân xƣởng này chƣa tiến hành xử lý nƣớc thải theo một quy trình
công nghệ nghiêm ngặt nên nƣớc thải sau xử lý vẫn chƣa đƣợc ổn định theo
tiêu chuẩn cho phép. Nguyên nhân chủ yếu do công nghệ và thiết bị xử lý
chƣa đáp ứng đủ công suất của nguồn thải cũng nhƣ sự gia tăng các chất thải
trong nƣớc thải. Trong phạm vi giới hạn, tôi chỉ muốn trình bày một số thông
tin tổng quát trong việc phân loại các chất thải gây ô nhiễm của ngành công
nghiệp in ở nƣớc ta đồng thời tập trung nghiên cứu xử lý nƣớc thải của phân
xƣởng chế bản, Công ty in Tiến Bộ với hy vọng góp phần cải thiện môi
trƣờng đang bị ô nhiễm bởi nhiều ngành công nghiệp ở nƣớc ta hiện nay,
đồng thời cũng thực hiện chủ trƣơng di chuyển các cơ sở sản xuất ra khỏi khu

6


vực đô thị, luận văn là tiền đề thực hiện xử lý nƣớc thải nhà máy khi di
chuyển tới cơ sở sản xuất mới.
Bất kỳ một phƣơng pháp in nào, từ in lƣới, in typo, in flexo, in ống
đồng hay in offset đều có chất độc hại thải ra môi trƣờng. Tuy nhiên nếu đánh
giá theo quy trình công nghệ sản xuất in (trƣớc in - chế bản, in và gia công
sau in) thì việc gây ô nhiễm chính là do các chất thải độc hại tập trung ở công
đoạn chế bản và công đoạn in.

Xét về tổng thể, ô nhiễm môi trƣờng do công nghiệp sản xuất in có
nhiều dạng: ô nhiễm do tiếng ồn, ô nhiễm không khí do các dung môi của
mực in, hồ dán, xăng dầu mỡ, ô nhiễm do các chất thải rắn nhƣ bản in, giấy in
cũng rất lớn. Thực tế đã có nhiều công nghệ rất hiệu quả đƣợc áp dụng cho xử
lý khí ô nhiễm bằng hệ thống hút lọc không khí kết hợp với hấp thụ, hấp phụ.
Các chất thải rắn đã đƣợc thu gom, tái chế hoặc chuyển sang các dạng
nguyên, nhiên liệu khác bằng các công nghệ thông dụng và hiệu quả. Tuy
nhiên nguồn gây ô nhiễm chủ yếu lại là nƣớc thải của công nghiệp in ở nƣớc
ta là rất lớn nhƣng lại chƣa đƣợc các cơ sở sản xuất in quan tâm giải quyết và
cũng ít các công trình khoa học nghiên cứu trong lĩnh vƣc này do quy mô nhỏ
lẻ và phân tán của các xí nghiệp in.
Chỉ xét về nƣớc thải, công đoạn chế bản chất gây ô nhiễm bởi các hóa
chất sử dụng để hiện tráng phim và bản (kể cả bản kim loại và bản
photopolymer), các dung dịch axit hoặc kiềm, các hóa chất định hình, hãm…
là khá nghiêm trọng.
Do nƣớc thải của công đoạn này tƣơng đối ít nên giải pháp chung đƣợc
đƣa ra là phải tập trung nƣớc thải này vào những thiết bị chứa riêng biệt sau
đó đem di xử lý. Tuy nhiên công việc này cũng chỉ đƣợc thực hiện ở một số
công ty, xí nghiệp in có quy mô lớn, còn đa số là thải trực tiếp vào hệ thống
nƣớc thải chung.
7


Nƣớc thải ở công đoạn in ô nhiễm chủ yếu do mực in và các dung dịch
tẩy rửa của quá trình vệ sinh rửa trục lô cao su, bản. Tùy thuộc vào các
phƣơng pháp in khác nhau mà nƣớc thải của quá trình này cũng chứa các hóa
chất độc hại khác nhau. Theo [I], mực in sử dụng cho các phƣơng pháp in
litho, in lƣới, in flexo và in ống đồng thì trong thành phần nƣớc thải sẽ có một
số hóa chất gây ô nhiễm chính nhƣ: Crom, bari, chì và các dung dịch tẩy rửa
nhƣ trichloroethylene, methylene cloride, 1.1.1-trichloroethane, carbon

tetrachloride, 1.1.2- trichloroethane, chlorobenzene, xylene, acetone, metanol,
methyl ethyl ketone (MEK), toluene, carbon disulfide, benzene.
Theo các kết quả nghiên cứu, các chất ô nhiễm chủ yếu có trong nƣớc
thải phân xƣởng in thƣờng là các hợp chất hữu cơ khó phân hủy, chất màu,
các chất hoạt động bề mặt và pH của nƣớc thải cao do lƣợng kiềm trong nƣớc
thải lớn. Trong số các chất ô nhiễm có trong nƣớc thải in, chất màu là thành
phần khó xử lý nhất. Đây chính là nguyên nhân làm cho nƣớc thải in có độ
màu cao và nồng độ chất ô nhiễm lớn.
Xem xét quá trình in, chúng ta thấy rằng: tuy lƣợng nƣớc thải của các
phân xƣởng in ở nƣớc ta không lớn do quá trình in đòi hỏi lƣợng nƣớc thải
không nhiều, nhƣng nồng độ của những chất độc hại gây ô nhiễm dòng thải
lại cao, gây ô nhiễm cục bộ nguồn nƣớc các khu vực dân cƣ gần nhà máy
cũng nhƣ các ao hồ, huỷ diệt sinh vật, cá, tôm. Nƣớc thải của công nghiệp in
còn thay đổi theo thời gian trong ngày phụ thuộc vào quá trình sản xuất và ở
các nhà máy khác nhau đều có thành phần chất thải trong nƣớc khác nhau.
1.1.1. Thành phần chính của nƣớc thải phân xƣởng chế bản
Hiện nay hầu hết các nhà sản xuất phim chế bản đã không tiếp tục sản
xuất phim chế bản nữa do sự phát triển của công nghệ CTP, do đó thành phần
nƣớc thải chế bản hiện nay đều có nguồn gốc từ quá trình xử lý bản Diazo và
8


bản CTP, trong đó bản CTP đƣợc sử dụng phổ biến hơn cả. Để biết rõ nguồn
chất thải độc hại trong nƣớc thải phân xƣởng chế bản in ta xem xét cấu tạo
bản in và công nghệ chế bản hiện nay.
1.1.1.1 Cấu tạo bản in Diazo
Loại bản in truyền thống (còn gọi là bản Analog), chuẩn của công nghệ
in offset ẩm trong một thời gian dài. Cấu tạo bản gồm hai lớp chính:
+ Lớp đế nhôm đƣợc gia công bề mặt. Bao gồm quá trình tạo hạt bằng
phƣơng pháp cơ học và điện hoá để tạo độ nhám cần thiết cho bản in giúp

nhận nƣớc tốt. Đây là cơ sở để chế tạo các loại bản in kỹ thuật số nhƣ bản bạc
halôgen hay bản nhiệt.
+ Lớp Diazo lớp nhạy sáng với vùng phổ tử ngoại (350-450nm), đƣợc
phủ lên trên lớp đế nhôm, là lớp tạo hình ảnh cho bản in.
Qui trình sản xuất bản Diazo truyền thống là cơ sở để sản xuất các loại
bản CTP trên đế kim loại. Chúng chỉ khác nhau thành phần lớp nhũ tƣơng tạo
ảnh. Hình 1.1 mô tả quá trình sản xuất và sử dụng bản Diazo. Trải qua các
công đoạn: từ lớp đế kim loại ban đầu đƣợc ăn mòn điện hoá tạo hạt thô sau
đó đƣợc cho an mòn bằng phƣơng pháp oxi hóa dƣơng cực tạo hạt tinh cho
phép bản có khả năng nhận nƣớc tốt nhất và cho phép màng cảm quang bám
chặt vào đế bản. Sau đó quá trình phủ màng Diazo lên bản. Quá trình chiếu
sáng phần tử không in nhận ánh sáng xảy ra phản ứng và bị hoà tan trong quá
trình hiện bằng dung dịch kiềm. Phần tử không đƣợc chiếu sáng sẽ còn lại
trên bản in và là phần tử nhận mực khi in.

9


Hình 1.1. Qui trình chế tạo và sử dụng bản in Diazo.
Trong một thời gian dài bản Diazo góp phần thay đổi bộ mặt của ngành
công nghiệp in ấn. Là một dạng bản chuẩn cho công nghệ in offset sử dụng
dung dịch ẩm với ƣu điểm là quá trình sử dụng bản khá đơn giản, độ ổn định
cao, chất lƣợng tốt và đặc biệt là đƣợc sản xuất công nghiệp nên có giá thành
rất cạnh tranh.
Có hai loại bản diazo là diazo âm và dƣơng, nhƣng chúng cùng có cấu tạo
gồm 2 lớp:
•

Lớp diazo

•

Lớp đế kim loại

UV

UV
Phần tử in

Hình 1.2. Nguyên lý phơi bản Diazo dƣơng.
Chúng đƣợc lộ sáng ở chế độ “write white” trong quá trình phơi bản,
tức là ánh sáng sẽ chiếu vào vùng những phần tử không in. Trong quá trình
chiếu sáng, tại các phần tử không in, tia UV tác động vào lớp màng cảm
quang. Gây nên phản ứng quang hoá, tạo thành chất có khả năng bị hoà tan
trong dung dịch kiềm.
10


Sau đó bản in đƣợc hiện bản trong dung dịch kiềm. Tại các phần tử
không in lớp màng bị hoà tan, để lộ ra lớp đế nhôm, có khả năng nhận nƣớc.
Còn ở các phần tử in lớp màng Diazo không bị hoà tan tạo thành phần tử in.
Phản ứng hoá học trong quá trình tạo hình ở bản in diazo dƣơng
O

N2

C=C=O
hy
-N2

R

R

SO2
I
R

SO2
I
R
CH-COONa

R

SO2
I
R

SO2
I
R

1.1.1.2. Cấu tạo bản in CTP.
Cùng với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ thông tin, kỹ thuật
chế bản trong in ấn cũng đã có những tiến bô vƣợt bậc, từ những bƣớc phát
triển đầu tiên chuyển từ sắp chữ chì sang sắp chữ điện tử rồi CTF (Computer
to Film – Công nghệ chế bản ghi dữ liệu trực tiếp từ máy tính lên phim) thế
giới in ấn đã trở nên phong phú và nhiều màu sắc hơn. Công nghệ CtP
(Computer to Plate- ghi dữ liêu trực tiếp từ máy tính lên bản bản in không cần

qua phim) là một bƣớc phát triển mới của kỹ thuật chế bản. Trên thế giới hiện
nay, công nghệ CtP đã đƣợc áp dụng rộng rãi và đạt đƣợc những thành công

11


đáng kể. Có nhiều công nghệ CTP sử dụng các loại bản in khác nhau, trong
đó bản CTP nhiệt đƣợc sử dụng phổ biến nhất.
Bản CTP nhạy nhiệt, là bản in kỹ thuật số chuẩn, là tƣơng lai của công
nghệ CTP, với các ƣu điểm nổi bật là:
- Chỉ nhạy sáng trong vùng phổ rất hẹp (830nm hay 1064nm) do đó rất
an toàn và ổn định trong điều kiện thƣờng.
- Độ phân giải bản rất cao, có thể tạo điểm ghi 4,8 µm (tƣơng đƣơng
với điểm T’ram 1% của 600 lpi ), do bản có tính chất nhị phân, đây là tính
chất qua trọng bản nhiệt kỹ thuật số, nó chỉ cho phép phần tử đƣợc chiếu sáng
xảy ra phản ứng. Đây là ƣu điểm của công nghệ nhiệt, tại vị trí đƣợc chiếu
sáng trên bản nhiệt độ đƣợc hấp thu lên trên 4000C và xảy ra phản ứng hoá
học. Những vị trí có nhiệt độ thấp hơn 4000C đều không xảy ra phản ứng,
điều đó tạo cho bản nhiệt có độ sắc nét hình ảnh rất cao. Không giống nhƣ
bản nhạy sáng, những vị trí nhận ánh sáng sẽ xảy ra phản ứng dù cƣờng độ
thấp hay cao, nên những phần tử đƣợc chiếu sáng cũng có thể xảy ra phản ứng
do các hiện tƣợng khúc xạ, phản xạ trong môi trƣờng nó truyền.

Hình 1.3 Mô tả tính chất nhị phân của bản nhiệt.

12


Hình mô tả tính chất nhị phân của bản nhiệt, khi chƣa đủ nhiệt không
xảy ra phản ứng, khi nhiệt đạt đến ngƣỡng thì phản ứng xảy ra, khi nhiệt vƣợt

ngƣỡng thì hình ảnh trên bản in không thay đổi.
Bản nhiệt đƣợc giới thiệu lần đầu tại Drupa 1995, xuất hiện sau bản bạc
halôgen nhiều năm. Tuy nhiên hiện nay bản nhiệt đƣợc sử dụng phổ biến.
Nguyên nhân của sự phát triển công nghệ nhiệt không chỉ là yếu tố chất
lƣợng, độ ổn định, độ bền, tính đơn giản trong xử lý mà một phần nữa là xu
hƣớng thế giới sử dụng công nghệ sạch ít ảnh hƣởng đến môi trƣờng, điều đó
với công nghệ bản nhiệt không cần xử lý sẽ rất hiệu quả. Hiện nay có rất
nhiều loại bản nhiệt trên thị trƣờng với nhiều nguyên lý tạo ảnh khác nhau, có
hai nguyên tắc tạo ảnh chính thƣờng sử dụng trong quá trình tạo ảnh trên bản
nhiệt:
- Phần tử in hoặc không in bị loại bỏ khi liên kết của nó với đế bản bị
bẻ gãy nhờ tác dụng của nhiệt hồng ngoại.
-Phần tử in hoặc không in tạo thành do quá trình trùng hợp các polyme
tạo liên kết bền vững sau quá trình chiếu sáng
Theo mức độ xử lý bản chúng chia làm hai nhóm chính: Bản nhiệt cần
xử lý bằng hoá chất (thƣờng dùng trong các máy ghi bản công nghệ CTP) và
bản không cần xử lý bằng hoá chất (bản thƣờng dùng cho các máy in offset kỹ
thuật số, công nghệ CTPress).
Bản in cần xử lý bằng hoá chất: Có nhiều hãng sản xuất khác nhau, có
hai xu hƣớng sản xuất bản nhiệt xử lý bằng hoá chất là: bản phải gia nhiệt
trƣớc khi xử lý hoá chất (pre-baking), và bản không cần gia nhiệt trƣớc khi xử
lý.
-Bản in phải gia nhiệt trước khi xử lý hoá chất: là thế hệ bản nhiệt đầu
tiên, đặc điểm của bản là sau khi ghi hình cần đƣợc gia nhiệt tiếp để phản ứng
trùng hợp tiếp tục hoàn thành. Bản cấu tạo có hai lớp: Lớp đế kim loại và lớp
13


nhũ tƣơng hỗn hợp của photopolyme, pigment hấp thụ nhiệt và hợp chất
Diazo.

Trong qúa trình ghi hình dƣới tác dụng của lazer diode hồng ngoại 830
nm, lớp nhũ tƣơng xảy ra phản ứng trùng hợp tạo thành ảnh ẩn. Sau đó quá
trình xử lý cần gia nhiệt để các phản ứng trùng hợp xảy ra hoàn toàn. Tiếp đến
quá trình xử lý bằng hoá chất, phần tử không in (không đƣợc rọi sáng bị hoà
tan và loại ra khỏi bản). Loại bản này có mang đầy đủ những ƣu điểm của bản
nhiệt nhƣng do yêu cầu cần xử lý nhiệt trƣớc khi xử lý hoá chất nên mất thời
gian và chi phí năng lƣợng cho quá trình xử lý, các hãng sản xuất bản nhiệt
vẫn còn đƣa ra loại bản này, và bản ngày càng ít đƣợc sử dụng.
- Bản nhiệt không cần gia nhiệt trước khi xử lý. Đây là bản nhiệt chuẩn
của công nghệ CTP, các nhà sản xuất trên thị trƣờng hiện nay đều cung cấp
bản nhiệt theo công nghệ, bản có cấu tạo gồm 3 lớp:
+ Lớp hấp phụ, có tính chất hấp phụ tia hồng ngoại.
+ Lớp polyme, hình thành phần tử in.
+ Lớp đế kim loại.
Bản nhiệt này có chất lƣợng rất cao, hình ảnh sắc nét, quá trình xử lý
giảm đáng kể lƣợng hoá chất sử dụng, in sản lƣợng trên máy gần tƣơng tự
nhƣ với bản Diazo. Đặc biệt bảo quản và sử dụng rất đơn giản do bản không
nhạy ánh sáng thƣờng. Bản có độ tin cậy và ổn định rất cao, là một trong
những bản nhiệt đƣợc quan tâm nhất. Các nhà sản xuất bản kỹ thuật số
chuyên nghiệp cũng nhƣ hầu hết các nhà cung cấp bản Diazo truyền thống
đều đã sản xuất thành công loại bản này và đã chiếm lĩnh thị trƣờng bản in
offset.

14


Hình 1.4. Quá trình ghi bản.
Ánh sáng hồng ngoại rọi đến bản lớp hấp thụ
nhiệt tăng nhiệt độ lên 4000C, độ ẩm của lớp
hấp thụ bị thay đổi, tại vùng bị hấp thụ nhiệt

liên kết hoá học bị bẻ gãy.
Sau đó quá trình phát triển ankan xuống lớp
polyme bên dƣới dẫn đến lớp này có nguy cơ
bị hoà tan.
Hình1.5. Quá trình hiện bản.
Dƣới tác dụng của hoá chất, vị trí đƣợc chiếu
sáng bị hoà tan và lột đi, vị trí không đƣợc
chiếu sáng còn lại trên bản và là phần tử nhận
mực.

Hình 1.6. Quá trình kết thúc.
Phần tử in đƣợc phủ lớp gôm bảo vệ.
Có thể gia nhiệt để tăng độ bền của
bản lên trên 1 triệu lƣợt in.

Thành phần dung dịch hiện bản Diazo và bản CTP: dung dịch hiện bản
Diazo và CTP đều có thành phần chính là NaOH loãng.
Trong các cơ sở in có nhiều dòng thải khác nhau nhƣ nƣớc thải của
phân xƣơng chế bản, xƣởng in và nƣớc thải sinh hoạt. Hầu hết các cơ sở in
15


u s dng bin phỏp tỏch dũng thi x lý riờng r sau ú qua b cha
trc khi x ra h thng nc thi thnh ph. Trong ti ny chỳng tụi ch
i sõu nghiờn cu x lý nc thi ca phõn ch bn, õy l ni cú lng nc
thi cn x lý khụng nhiu nhng tng i c hi.
Theo cỏc kt qu nghiờn cu thỡ thnh phn nc thi ca phõn xng
ch bn, trong ú gm nc thi ca quỏ trỡnh cụng ngh bao gm hin phim,
hin bn cng nh cỏc quỏ trỡnh ch bn in khỏc u s dng mt s loi húa
cht hin hỡnh, hóm hỡnh nờn trong nc thi cú cha hydroquinone, metol,

phenidon, cht hin hỡnh mu, mt s mui vụ c nh Na2S2O3, Na2SO3 v
mt s cht hu c l sn phm ca quỏ trỡnh ch bn bn Diazo hay
photopolyme v NaOH. Ton b cỏc hp cht húa hc ny trong nc c
biu hin qua ch s COD. Nc thi cú hm lng cht húa hc cao thỡ ch
s COD s cao. bit c thnh phn c th ca nc thi phõn xng ch
bn Cụng ty in Tin B, chỳng tụi ó ly mu v phõn tớch ti Vin Khoa hc
v Cụng ngh mụi trng, HBK H Ni.
hiu rừ hn iu ny, chỳng tụi ó kho sỏt ngun to thnh nc thi
chớnh ca phõn xng ch bn Cụng ty in Tin b hin nay:
Dung dch hin
Hóa chất khác

B cha dung
dch hin bn
(1)
Bể chứa n-ớc thải
(3)

Nc mỏy

Hệ thống rửa
bn in sau hin
(2)

Hình 1.7 Sơ đồ nguồn tạo thành n-ớc thải ch bn
Nc ra cú thnh phn chớnh l NaOH, cỏc hp cht mu Hu c v mt
s húa cht ph gia khỏc hũa trn vi nhau theo t l thớch hp c bm t
16

động vào bể chứa dung dịch hiện bản (1). Dung dịch trong bể này đƣợc bơm
tự động bổ sung sao cho thành phần và nồng độ các chất trong dung dịch hiện
không đổi, nƣớc tràn đƣợc đƣa sang bể chứa (3). Sau khi hiện xong, bản in
đƣợc đƣa sang bể (2) để rửa bằng nƣớc máy sạch, nƣớc rửa từ bể này cũng sẽ
đƣợc đƣa sang bể chứa (3) sau đó thải ra cống thải chung của thành phố.
Qua quy trình làm việc ở phân xƣởng chế bản kết hợp với phân tích thành
phần nƣớc thải chúng ta nhận thấy nƣớc thải phân xƣởng này bao gồm các loại
hóa chất, chất màu và một số dung môi khác nên nó có COD cao và còn có chất
rắn lơ lửng …Nhƣ vậy nếu loại bỏ cặn bẩn, khử màu trong nƣớc và giảm thiểu
COD đến tiêu chuẩn cho phép là yêu cầu chính của công nghệ xử lý ở đây. Xét
về bản chất tạo thành COD cao ở đây là do các hóa chất trong dung dịch hiện
bản tạo nên, màu sắc và cặn rắn do lớp phủ bề mặt bản tan ra khi hiện.
Tuy nhiên, để có cơ sở lựa chọn công nghệ xử lý thích hợp cần phải tiến hành
phân tích thành phần nƣớc thải. Trên cơ sở kết quả phân tích sẽ xem xét cần phải
xử lý chính là gì để từ đó đƣa ra đƣợc công nghệ xử lý thích hợp nhất.
TT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

Tiêu chuẩn
Đơn vị
Kết quả

cột B
pH
5,5 đến 9
12,5
COD
80
mg/l
5400
SS
100
mg/l
458
2S
0,5
mg/l
0,41
Độ màu
150
Co-Pt
3185
Tổng Nitơ
30
mg/l
35,4
Tổng phốtpho
6
mg/l
8,43
Tổng Cr
1,1

mg/l
0,92
Zn
2
mg/l
0,85
Ni
0,5
mg/l
0,34
B¶ng 1.1. KÕt qu¶ ph©n tÝch thµnh phÇn n-íc th¶i chế bản
Tên chỉ tiêu

(MÉu lÊy t¹i cöa dßng th¶i cña bể (1) tr-íc khi vµo bÓ chøa)
17


TT

Tên chỉ tiêu

Tiêu chuẩn
cột B

Đơn vị

Kết quả

1

pH

5,5 đến 9

-

10,6

2

COD

80

mg/l

284

3

SS

100

mg/l

38

4

S2-

0,5

mg/l

0,027

5

Độ màu

150

Co-Pt

235

6

Tổng Nitơ

30

mg/l

2,1

7

Tổng phốtpho

6

mg/l

2,94

8

Tổng Cr

1,1

mg/l

0,010

9

Zn

2

mg/l

0,206

10

Ni

0,5

mg/l

0,007

B¶ng 1.2. KÕt qu¶ ph©n tÝch thµnh phÇn n-íc ở bể chứa (3)
Qua phân tích có thể thấy nƣớc thải phân xƣởng chế bản có thành phần
chính là các chất hữu cơ, chất màu và cặn bẩn.
Ngoài ra các chất phụ gia: là các chất cho thêm vào bề mặt vật liệu bản.
Thành phần các chất phụ gia bao gồm: Các chất dầu mỡ: làm tăng độ
bám dính, độ bóng của bản.
Toàn bộ các hóa chất trên đều thể hiện qua chỉ số COD và trong các
bảng 1.1 và 1.2 nƣớc thải đều có chỉ số COD cao hơn cho phép..
1.1.2. Tác động của nƣớc thải công nghiệp in đến môi trƣờng.
Nƣớc thải của nhà máy in nói chung do có chứa các hóa chất nêu trên
nên nếu không đƣợc xử lý tốt sẽ gây rất nhiều tác hại cho môi trƣờng nói
chung và con ngƣời nói riêng. Nhằm đảm bảo sự phát triển bền vững của môi
trƣờng cũng nhƣ hệ sinh thái khu vực, đồng thời đảm bảo yêu cầu phát triển
kinh tế, kỹ thuật, thực sự mang lại khả năng phát triển và đảm bảo tính cạnh
18


tranh lành mạnh của các cơ sở sản xuất nƣớc thải ra cống chung phải đạt đƣợc
tiêu chuẩn cụ thể về dòng thải (TCVN 5945 - 2005) là điều kiện pháp lý đối
với tất cả các cơ sở in.
Tiêu chuẩn cụ thể cho dòng thải của công nghiệp ở những nƣớc nhƣ
Mỹ, Anh, Austrâylia, Thái Lan đƣợc đƣa ra trong 5. Tiêu chuẩn của các

nƣớc này căn cứ vào loại hình sản xuất, quy mô sản xuất cũng nhƣ quy trình
công nghệ, đƣợc đảm bảo về mặt luật pháp, trên cơ sở của nền công nghiệp
tiên tiến. Còn với nƣớc ta, do điều kiện sản xuất ở các nhà máy in còn khó
khăn, công nghệ lạc hậu, sản xuất chƣa đƣợc cơ khí hoá và tự động hoá nên
các cơ sở sản xuất chƣa tuân thủ toàn bộ các quy định về bảo vệ môi trƣờng.
Chính do tình trạng ô nhiễm do nƣớc thải công nghiệp nói chung và nƣớc thải
công nghiệp in nói riêng, Nhà nƣớc ta đã ban hành tiêu chuẩn cụ thể cho nƣớc
thải công nghiệp, có chỉnh lý và bổ sung tƣơng đối hoàn thiện trong tiêu
chuẩn: TCVN 5945-2005 - 10.
Bảng 1.3 TCVN 5945 – 2005: Giá trị giới hạn các thông số và nồng độ
các chất ô nhiễm trong nƣớc thải công nghiệp
Giá trị giới hạn
Thông số

TT

Đơn vị
0

A

B

C

C

40

40

45

1

Nhiệt độ

2

pH

-

6 đến 9

5,5 đến 9

5 đến 9

3

Mùi

-

Không

Không

-

khó chịu

khó chịu

4

Màu sắc, Co-Pt ở pH=7

mg/l

20

50

-

5

BOD5 (200C)

mg/l

30

50

100

6

COD

mg/l

50

80

400

19


7

Chất rắn lơ lửng

mg/l

50

100

200

8

Asen

mg/l

0,05

0,1

0,5

9

Thủy ngân

mg/l

0,005

0,01

0,01

10

Chì

mg/l

0,1

0,5

1

11

Cadimi

mg/l

0,005

0,01

0,5

12

Crom (IV)

mg/l

0,05

0,1

0,5

13

Crom (III)

mg/l

0,2

1

2

14

Đồng

mg/l

2

2

5

15

Kẽm

mg/l

3

3

5

16

Niken

mg/l

0,2

0,5

2

17

Mangan

mg/l

0,5

1

5

18

Sắt

mg/l

1

5

10

19

Thiếc

mg/l

0,2

1

5

20

Xianua

mg/l

0,07

0,1

0,2

21

Phenol

mg/l

0,1

0,5

1

22

Dầu mỡ khoáng

mg/l

5

5

10

23

Dầu động thực vật

mg/l

10

20

30

24

Clo dƣ

mg/l

1

2

-

25

PCB5

mg/l

0,003

0,01

0,05

26

Hóa chất bảo vệ thực

mg/l

0,3

1

-

mg/l

0,1

0,1

-

vật: Lân hữu cơ
27

Hóa chất bảo vệ thực
vật: Clo hữu cơ

20