Đồ án tốt nghiệp thiết kế hệ thống thoát nước thải

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA MÔI TRƯỜNG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI
THUỘC DA CHO CÔNG TY ĐẶNG TƯ KÝ

GVHD

:

TS. NGUYỄN ĐINH TUẤN

SVTH

:

PHẠM LÊ ĐÌNH CHƯƠNG

TP. Hồ Chí Minh , 1/2005


Chương 2 : Tổng Quan

CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN
2.1

TỔNG QUAN VỀ NGÀNH THUỘC DA

Thuộc da là ngành sản xuất lâu đời trên thế giới cũng như ở nước ta. Nó luôn gắn bó
với ngành chăn nuôi gia súc và chế biến thòt, và đặc biệt là ngành Da giày. Chính
ngành Da giày đã thúc đẩy sự phát triển của ngành Thuộc da. Da giày là một trong
những ngành hàng chiến lược có tiềm năng lớn và có khả năng cạnh tranh với nước
ngoài trong tiến trình hội nhập.
Tháng 5/2004, kim ngạch xuất khẩu của ngành Da – Giày đạt 220 triệu USD, so với
cùng kỳ năm 2003 bằng 105,8%. Dự kiến 6 tháng đầu năm, kim ngạch xuất khẩu của
ngành đạt 1,265 tỷ USD. EU là thò trường chính với tỷ trọng khoảng 80%, kế đến là
Hoa Kỳ, Nhật Bản, Canada và các nước khác.
Mục tiêu đối với sản phẩm giày dép Việt Nam : xuất khẩu vào EU tăng trưởng
nhanh về khối lượng và kim ngạch xuất khẩu ; sau khi Hiệp đònh Thương mại Việt - Mỹ
được ký kết cố gắng đẩy mạnh xuất khẩu vào thò trường Mỹ ( năm 2003 kim ngạch đạt
305.28 triệu USD ) ; dự kiến đến 2010 giày dép Việt Nam sẽ tăng tỷ lệ xuất khẩu vào
Nhật và các nước Đông Á.
Từ những thuận lợi trên của ngành Da – Giày dẫn đến sự phát triển không ngừng
của ngành Thuộc da để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng và những đòi hỏi ngày càng
cao của khách hàng. Ngành Thuộc da nước ta ngày nay đã không còn lạc hậu như trước
với các loại da kém chất lượng mà thay vào đó là những công nghệ hiện đại để thuộc
các loại da cao cấp nhập từ nước ngoài đáp ứng nhu cầu dùng hàng “xòn” của các nước.
Thuộc da : có nghóa là làm thay đổi da động vật sao cho bền nhiệt, không cứng
giòn khi lạnh, không bò nhăn và thối rữa khi ẩm và nóng. Tùy theo mục đích sử dụng
mà da được thuộc ở các điều kiện môi trường, công nghệ và hóa chất, chất thuộc khác
nhau. Nguyên liệu chính sử dụng cho công nghiệp thuộc da là da động vật như da bò,
da cừu, da lợn …
Trang 3


Chương 2 : Tổng Quan

Da nguyên liệu

Bảo quản

Rửa, hồi tươi

Tẩy lông, ngâm vôi

Xén diềm, nạo thòt và xẻ

Tẩy vôi, làm mềm

Khử mỡ, tẩy nhờn

Thuộc tannin

Làm xốp

Ủ, ép

Thuộc crôm

Ăn dầu

Ép nước, ty, bào

Ty, sấy, nén

Thuộc lại, nhuộm ăn dầu

Ép sấy, xén mép,
hoàn thiện, đánh bóng

Sản phẩm da cứng

Sản phẩm da mềm
Hình 2.1 – Sơ đồ công nghệ thuộc da

Trang 4


Chương 2 : Tổng Quan

Cấu trúc của da động vật :
Gồm 4 lớp : lớp ngoài cùng là lớp lông, lớp tiếp theo là biểu bì ( epidermis ), kế đó
là lớp bì cật ( corium ) có cấu tạo từ các protein dạng sợi như sợi collagen, elastin và
lớp cuối cùng là lớp bạc nhạc, mỡ.
Trong 4 lớp trên chỉ có lớp thứ 3 là lớp cật được sử dụng cho thuộc da. Các lớp khác
được tách ra khỏi lớp cật bằng các quá trình cơ học, hóa học ( giai đoạn tiền xử lý da ).
Lớp da cật được thuộc bằng các chất thuộc như tanin, crôm để chuyển hóa da sống
thành da thành phẩm có độ bền, không bò phân hủy trong điều kiện bình thường.
Công nghệ thuộc da gồm các bước sau :
ƒ

Bảo quản bằng cách ướp muối hay sấy khô ( thông thường dùng phương pháp
ướp ).

ƒ

Hồi tươi để lấy lại lượng nước đã mất trong quá trình bảo quản, thường sau hồi
tươi lượng nước trong da chiếm từ 70 – 80%.

ƒ

Ngâm vôi, tẩy lông dùng vôi và Na2S với mục đích thủy phân các protein xung
quanh chân lông làm cho chân lông lỏng ra, mềm đi và dễ tách ra khỏi da.

ƒ

Xén diềm, nạo thòt bằng phương pháp cơ học để tách phần lông còn lại, diềm và
thòt bạc nhạc, sau đó xẻ da và xén tỉa.

ƒ

Khử vôi, làm mềm da với mục đích tách lượng vôi dư còn lại trong da để tránh
hiện tượng làm cứng da và làm cho hóa chất thuộc dễ xâm nhập vào da.

ƒ

Làm xốp là tạo môi trường pH thích hợp để các chất thuộc dễ khuếch tán vào da
và liên kết với các phân tử collagen.

ƒ

Thuộc da là dùng hóa chất thuộc như tanin (tanin nhân tạo hay tanin tự nhiên)
và hợp chất crôm đưa vào da, cố đònh trong cấu trúc của collagen làm cho da
không bò thối rữa và có những tính chất cần thiết phù hợp với mục tiêu sử dụng.

ƒ

Thuộc crôm đòi hỏi quá trình ngâm vôi lâu hơn và quá trình làm mềm da ngắn
hơn là thuộc tanin. Hóa chất thuộc là các muối crôm (III) như Cr2(SO4)3,

Trang 5


Chương 2 : Tổng Quan

Cr(OH)SO4, Cr(OH)Cl2. Nồng độ muối crôm trong dung dòch thuộc thường là
8%, tương ứng với 25 – 26% Cr2O3.
ƒ

Môi trường thuộc có pH = 2.5 – 3; thời gian thuộc từ 4 – 24 h. Thuộc crôm
thường để sản xuất da mềm. Thuộc tanin thường để sản xuất da cứng. Tanin
thảo mộc được tách chiết từ các nguồn thực vật như thông, tùng, sồi … Tanin
nhân tạo hay syntan là phức chất của phenolsunphonicaxit formaldehit. Thời
gian thuộc tanin thường kéo dài vài tuần có khi đến vài tháng tùy theo yêu cầu
chất lượng da.

ƒ

Da sau khi thuộc được ủ để cố đònh chất thuộc vào da và ép để tách nước. Sau
đó được làm mềm bằng dầu thực vật hay dầu động vật, ty để làm mất nếp nhăn,
nén cho da phẳng và sấy cho da khô, tiếp theo da được đánh bóng và nhuộm
bằng thuốc nhuộm để tạo màu theo yêu cầu sử dụng da.

Trang 6


Chương 2 : Tổng Quan

2.2

TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY THUỘC DA ĐẶNG TƯ KÝ

2.2.1

Giới thiệu chung về công ty
Tên công ty: CÔNG TY TNHH THUỘC DA ĐẶNG TƯ KÝ
Đòa chỉ: 41/11 Âu Cơ P.9, Q.TB
Xưởng thuộc da của công ty nằm ở lô A23, đường số 2 thuộc Khu công nghiệp Lê

Minh Xuân, Thành phố Hồ Chí Minh.
Số lượng nhân viên : 50 người
Với qui trình công nghệ thuộc da khá tiên tiến cùng nguồn nguyên liệu cao cấp
được nhập từ Mỹ, chủ yếu là da muối ( da bò, da cừu ) công ty chuyên cung cấp các
loại da thành phẩm cao cấp phục vụ cho giày dép xuất khẩu. Công suất trung bình hiện
nay vào khoảng 80 – 100 tấn/tháng. Giá trung bình một tấm da bò nhập khẩu khoảng
50 USD.
Công ty trước đây nằm trong làng nghề thuộc da ở phường 9, quận Tân Bình, qui
mô không lớn lắm. Từ khi đất nước mở cửa, nền kinh tế phát triển, người dân có nhu
cầu dùng hàng cao cấp ngày càng tăng. Do đó công ty đã kòp thời đón đầu thò trường và
quyết đònh mở rộng hoạt động kinh doanh, nhập khẩu da bò từ Mỹ về với chất lượng da
tốt để sản xuất các sản phẩm cao cấp. Hiện tại công ty đang đầu tư xây dựng hệ thống
xử lý nước thải thuộc da góp phần bảo vệ môi trường.

Trang 7


Chương 2 : Tổng Quan

2.2.2 Công nghệ sản xuất của công ty

2.2.2.1 Sơ đồ qui trình công nghệ
Da muối ( bò, cừu )

Rửa – hồi tươi

Vôi, Na2S

Ngâm vôi, tẩy lông

Xén diềm, nạo thòt, xẻ

Enzyme làm
mềm da

Tẩy vôi, làm mềm

HCOOH,
H2SO4

Làm xốp

Muối crôm

Thuộc crôm

Nước thải chứa
NaCl, mùi, BOD, SS
Nước thải mang tính
kiềm, sulfide, vôi, lông
Chất thải rắn, mùi

Nước thải kiềm, các
hoá chất, protein
Nước thải mang
tính acid
Nước thải chứa crôm,
mang tính acid

Da thuộc được hoàn
thiện ở nơi khác

Hình 2.2 – Qui trình công nghệ thuộc da của công ty Đặng Tư Ký

Trang 8


Chương 2 : Tổng Quan

2.2.2.2 Mô tả qui trình thuộc da
Cơ sở sử dụng nguồn nguyên liệu là các loại da muối nhập từ Mỹ. Để đưa ra một
sản phẩm hoàn chỉnh cần trải qua 3 công đoạn : sơ chế, thuộc da, hoàn thiện. Ở đây
xưởng sản xuất chỉ thực hiện 2 công đoạn đầu còn công đoạn sau cùng được tiến hành ở
nơi khác.
ƒ

Bước sơ chế da
Da muối được nhúng trong thùng nước với thời gian ngâm khoảng 22 h để rửa sạch

bụi cát, muối và phân. Sau đó da được ngâm vào thùng vôi trong vòng một ngày để làm
giảm độ bám chặt của lông vào da. Một lượng nhỏ natrisulfide được cho vào thùng vôi

để tăng cường hiệu quả tẩy lông.
Da tiếp tục được chuyển đến các máy cơ khí để tách lông, thòt mỡ vụn ( bạc nhạc ).
Công đoạn xén diềm, xẻ thành nhiều lớp mỏng được thực hiện ngay sau đó. Tiếp theo
da được rửa nước bằng vòi phun liên tục để khử vôi dư. Để tẩy lượng vôi còn lại và làm
cho da mềm hơn ta cho chúng vào trống quay chứa dung dòch NH4Cl và các hợp chất
enzyme ( men vi sinh hay men tổng hợp ). Tới giai đoạn này da đã được sơ chế trước
khi đem đi thuộc.
ƒ

Bước thuộc da
Cơ sở sử dụng phương pháp thuộc crôm do nó hiệu quả, không tốn kém, dễ kiếm

được trên thò trường và cho ra sản phẩm có chất lượng tốt. Da được đưa vào trống quay
chứa dung dòch acid, muối crôm ( tác nhân thuộc ). Giai đoạn này được thực hiện trong
khoảng 14 h.

Trang 9


Chương 2 : Tổng Quan

2.3

THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI THUỘC DA
Hàng năm ngành công nghiệp da giày tiêu thụ khoảng 2 triệu tấn da sống và sản
xuất ra 317 triệu m2 da thành phẩm. Vì vậy lượng chất thải tương ứng cũng rất nhiều.
Các vấn đề môi trøng của ngành thuộc da chủ yếu là nước thải, chất thải rắn, ô
nhiễm không khí, đất, nước mặt và các ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người thông
qua việc tồn trữ, sử dụng và vận chuyển các hóa chất độc hại. Các hoá chất sử dụng
trong ngành này hầu hết đều độc, khó bò phân hủy như : chất diệt côn trùng, chất hoạt

động bề mặt, dung môi hữu cơ …
Một tấn da sống sau khi được thuộc xong phát sinh đến 600 kg chất thải rắn,
25 – 80 m3 nước thải chứa khoảng 100 kg BOD và 250 kg COD. Chưa kể còn có 500 kg
các hóa chất khác thải ra.

2.3.1 Nước thải và các đặc tính của nước thải
Hầu hết các công đoạn trong công nghệ thuộc da là quá trình ướt, có nghóa là có sử
dụng nước. Đònh mức tiêu thụ nước khoảng 25 – 80 m3 cho một tấn da nguyên liệu.
Lượng nước thải thường xấp xỉ lượng nước tiêu thụ. Tải lượng, thành phần các chất gây
ô nhiễm nước phụ thuộc vào lượng hóa chất sử dụng và lượng chất được tách ra từ da.
Đònh mức hóa chất sử dụng và lượng nước tiêu thụ trong công nghệ thuộc da được
tóm tắt trong bảng 2.1, bảng 2.2 và bảng 2.3 ; đặc tính nước thải và các thành phần ô
nhiễm của công ty Đặng Tư Ký được trình bày trong bảng 2.4 và hình 2.1
Trong công đoạn bảo quản, muối ăn NaCl được sử dụng để ướp da sống, lượng muối
sử dụng từ 100 đến 300 kg cho 1 tấn da sống. Khi thời tiết nóng ẩm có thể dùng muối
Na2SiF6 để sát trùng. Nước thải của công đoạn này là nước rửa da trước khi ướp muối
( nếu có ), nước loại này chứa tạp chất bẩn, máu mỡ, phân động vật.
Trước khi đưa vào các công đoạn tiền xử lý, da muối được rửa để loại bỏ muối, các
tạp chất bám vào da, sau đó ngâm trong nước từ 8 đến 12 h để hồi tươi da. Trong quá
trình hồi tươi có thể bổ sung các chất tẩy NaOCl, Na2CO3 để tẩy mỡ và duy trì
pH = 7.5 – 8.0 cho môi trường ngâm da. Nước thải của công đoạn hồi tươi có màu vàng

Trang 10


Chương 2 : Tổng Quan

lục chứa các protein tan như albumin, các chất bẩn bám vào da và có hàm lượng muối
NaCl cao. Do có chứa lượng lớn các chất hữu cơ ở dạng tan và lơ lửng, độ pH thích hợp
cho sự phát triển của vi khuẩn nên nước thải của công đoạn này rất nhanh bò thối rữa.

Nước thải của công đoạn ngâm vôi và khử lông mang tính kiềm cao do môi trường
ngâm da trong vôi để khử lông có độ pH thích hợp từ 11 – 12.5. Nếu pH < 11 lớp
keratin trong biểu bì và collagen bò thủy phân, còn nếu pH > 13 da bò rộp, lông giòn sẽ
khó tách chân lông. Nước thải của công đoạn này chứa muối NaCl, vôi, chất rắn lơ lửng
( lông vụn và vôi ), chất hữu cơ, sunfua S2-.
Công đoạn khử vôi và làm mềm da có sử dụng lượng nước lớn kết hợp với muối
(NH4)2SO4 hay NH4Cl để tách lượng vôi còn bám trong da và làm mềm da bằng men
tổng hợp hay men vi sinh. Các men này làm tác động đến cấu trúc da, tạo độ mềm mại
của da. Nước thải của công đoạn này mang tính kiềm, có chứa hàm lượng các chất hữu
cơ cao do protein của da tan vào trong nước và hàm lượng Nitơ ở dạng amon hay
amoniac.
Trong công đoạn làm xốp, các hóa chất sử dụng là acid acetic, acid sulfuric, acid
formic. Các acid này có tác dụng chấm dứt hoạt động của enzyme, tạo môi trường
pH = 2.8 – 3.5 thích hợp cho quá trình khuếch tán chất thuộc vào trong da. Quá trình
làm xốp thường gắn liền với công đoạn thuộc crôm. Nước thải của công đoạn này mang
tính acid cao.
Nước thải của công đoạn thuộc mang tính acid và có hàm lượng Cr3+ cao ( khoảng
100 – 200 mg/l ) nếu thuộc crôm và BOD5 rất cao nếu thuộc tanin ( khoảng 6000 –
12000 mg/l ). Nước thải thuộc crôm có màu xanh, còn nước thải thuộc tanin có màu tối
và mùi khó chòu. Nước thải của công đoạn ép nước, nhuộm, trung hòa, ăn dầu, hoàn
thiện thường là nhỏ và gián đoạn.
Nước thải thuộc da nói chung có độ màu, chứa hàm lượng TS, chất rắn lơ lửng SS,
hàm lượng ô nhiễm các chất hữu cơ BOD cao. Các dòng thải mang tính kiềm là nước
thải của công đoạn hồi tươi, ngâm vôi, khử lông. Nước thải của công đoạn làm xốp,
thuộc mang tính acid. Ngoài ra nước thải thuộc da còn chứa sunfua, crom và dầu mỡ.
Trang 11


Chương 2 : Tổng Quan

Bảng 2.1 – Đònh mức hóa chất sử dụng và lượng nước tiêu thụ trong công nghệ thuộc
da ( kg / 100 kg da nguyên liệu )
(Nguồn – UNIDO)

Hóa chất

Sản xuất da cứng

Sản xuất da mềm

Na2S

3.0

3.0

Ca(OH)2

4.5

4.5

HCl

0.3

0.3

(NH4)2SO4

2.0

2.0

NaHSO3

1.5

1.5

NaCl

10.0

10.0

-

2.0

4.0

4.0

Na2CO3

-

2.0

Na2SO3

-

2.0

Cr2(SO4)3

-

10.0

Tanin thực vật

12.0

3.0

Dung dòch làm mềm

0.8

0.8

Thuốc sát trùng

0.3

0.3

Syntans

-

3.0

Dầu thực vật

-

4.0

Chất trợ nhuộm

-

3.8

Thuốc nhuộm

-

0.6

Chất hoàn thiện dung

-

4.0

30 – 35 m3/ 1 tấn da

30 – 60 m3/ 1 tấn da

Ca(COOH)2
H2SO4

môi hữu cơ
Nước

Trang 12


Chương 2 : Tổng Quan

Bảng 2.2 – Lượng nước thải phát sinh trong quá trình thuộc da của công ty Đặng
Tư Ký, với công suất 3 tấn / ngày
(Nguồn – công ty Đặng Tư Ký)
Lượng nước thải phát sinh
(m3/ngày)
140

Công đoạn
Hồi tươi
Ngâm vôi, tẩy lông

50

Khử vôi, rửa nước

50

Làm mềm/làm xốp

20

Tẩy nhờn

20

Thuộc da

20
300 (m3/ngày)

Tổng cộng

Bảng 2.3 – Lượng nước sử dụng của từng loại sản phẩm
(Nguồn – Trung tâm thông tin Kinh tế và Khoa học Kỹ thuật – Bộ Công nghiệp nhẹ)
Loại sản phẩm Phương pháp thuộc

Lượng nước thải

Da boxcalf bò

Crôm

80 – 100 lít / kg da tươi

Da Nubuck

Crôm + Tannin

90 – 110 lít / kg da tươi

Da dê

Crôm

45 – 50 lít / dm3

Boxcalf lợn

Crôm

80 – 110 lít / kg da tươi

Da đế trên

Crôm + Tannin

50 – 60 lít / kg da tươi

Da đế dưới

Tannin

60 – 85 lít / kg da tươi

Da kỹ thuật

Aldehyt

85 lít / kg da tươi

Da găng

Kết hợp

150 lít / kg da tươi

Da thuộc dầu

Dầu

150 lít / kg da tươi

Da lông thú

Kết hợp

100 – 200 lít / kg da tươi

Trang 13


Chương 2 : Tổng Quan

Bảng 2.4 – Đặc tính nước thải của công ty Đặng Tư Ký
(Nguồn – công ty Đặng Tư Ký)

Các công đoạn
khác

Ngâm vôi

Thuộc crôm

7.2

11.7

3.82

BOD5 (mg/l)

2000

2320

1000

COD (mg/l)

3450

3700

2400

SS (mg/l)

3200

3120

2070

TKN (mg/l)

1060

760

1257

S 2- (mg/l)

-

25

-

Cr3+ (mg/l)

-

-

5000

Lưu lượng

230 m3/ngày

50 m3/ngày

20 m3/ngày

Thông số
pH

Trang 14


Chương 2 : Tổng Quan

Dòng vào

Các công đoạn

Dòng thải

Da nguyên liệu
Rửa, bảo quản, ướp muối

Nước thải chứa màu,
các chất hữu cơ,
protein, chất béo

H2O, NaOCl, Na2CO3,
chất hoạt động bề mặt

Rửa – ngâm ( hồi tươi )

Nước thải chứa NaCl,
màu, SS, DS, các chất
hữu cơ dễ phân hủy

Na2S, Ca(OH)2, H2O

Tẩy lông, ngâm vôi

Nước rửa, muối, chất
sát trùng, Na2SiF6

Nước thải kiềm chứa NaCl,
vôi, lông, các chất hữu cơ,
Na2S, khí H2S, N-NH3…

Xén diềm, nạo thòt và xẻ
(NH4)2SO4, H2O,
NH4Cl hay enzyme

H2O, HCOOH,
NaCl, H2SO4

Tẩy vôi, làm mềm

Nước thải kiềm chứa vôi,

các hóa chất, protein, chất
hữu cơ

Khử mỡ, tẩy nhờn

BOD, COD, SS,
chất béo

Làm xốp

Nước thải có tính axit,
chứa NaCl, các axit

Thuộc da

Nước thải chứa crôm và
chất thuộc tanin thực vật…

Ép nước, ty, bào

Nước thải chứa crôm và
chất thuộc tanin, tính axit

H2O, NaOH, syntan,
thuốc nhuộm, axit
formic, dầu động thực vật

Trung hòa, thuộc lại,
nhuộm ăn dầu

Nước thải chứa các hóa
chất crôm, dầu, syntan,
tính axit, độ màu

Nước, chất phủ bề
mặt (oxyt kim loại),
sơn, chất tạo màng

Hoàn thiện, ép sấy,
xén mép, đánh bóng

Nước ép chứa các hóa
chất thuộc da, chất phủ
bề mặt, thuốc nhuộm

Muối crôm, syntan
(tanin), chất diệt
khuẩn, Na2CO3

Da thành phẩm

Trang 15


Chương 2 : Tổng Quan

2.3.2 Chất thải rắn
Phát sinh từ các công đoạn : tẩy lông, nạo bạc nhạc, xén tỉa các rìa da, bào, da vụn
rơi vãi và giai đoạn hoàn thiện sản phẩm. Chúng có thành phần chủ yếu là các chất hữu
cơ nên dễ lên men, gây mùi nặng ảnh hưởng đến môi trường làm việc và môi trường

xung quanh. Vì vậy việc xử lý và tái sử dụng chất thải rắn là một hành động hết sức cần
thiết để bảo vệ môi trường, bảo vệ sức khỏe cho công nhân.
Hiện công ty chưa có biện pháp phù hợp để xử lý, chủ yếu đem đổ ở các bãi rác mà
không hề qua xử lý. Tuy nhiên đối với các rẻo da dư thừa công ty đã tận dụng để sử
dụng cho các bộ phận phụ như lớp lót bên trong túi xách, giày dép.
Bảng 2.5 – Nguồn phát sinh chất thải rắn công ty Đặng Tư Ký
(Nguồn – công ty Đặng Tư Ký)
Công đoạn

Lượng phát sinh (kg)

Nạo thòt, bạc nhạc

120

Xén diềm, xẻ

70 – 230

Bào

99

Chất thải rắn từ quá trình tách crôm

115

Da vụn

2

Hoàn thiện

32

Lượng chất thải trên được tính trên 1 tấn da muối đem đi thuộc và đến giai đoạn
hoàn thành chỉ cho ra khoảng 300 kg da thành phẩm còn lại là chất thải rắn chiếm
khoảng 450 - 600 kg.
2.3.3 Khí thải
Phát sinh từ quá trình phân hủy yếm khí các chất hữu cơ có trong nước thải sản xuất
như là các khí H2S, NH3, SO2 … Bên cạnh đó còn có các hơi dung môi độc hại được sử
dụng trong giai đoạn hoàn thiện như Ethylacetate, Isopropanol, Trichloroethylene,
Toluene …

Trang 16


Chương 2 : Tổng Quan

2.4

TÁC ĐỘNG CỦA NƯỚC THẢI THUỘC DA TỚI MÔI TRƯỜNG VÀ SỰ CẦN
THIẾT PHẢI XỬ LÝ
Vấn đề cố hữu của các cơ sở thuộc da là việc gây ô nhiễm về mùi và nước thải từ
các thành phần bò loại bỏ mà không qua xử lý. Chưa kể nó còn gây ảnh hưởng xấu đến
sức khoẻ con người qua việc sử dụng quá nhiều các hoá chất tổng hợp như : thuốc diệt
côn trùng, thuốc nhuộm, các dung môi hữu cơ … những chất này thường độc và khó
phân hủy, có tác động xấu đến cả con người lẫn môi trường. Vì vậy nước thải thuộc da
nếu không được xử lý sẽ gây tác động lớn tới nguồn tiếp nhận.
Các chất thải thuộc da không qua xử lý có trong nước mặt sẽ làm cho chất lượng

nước giảm đi dáng kể. Nó sẽ gây ra mùi khó chòu từ việc phân hủy các chất hữu cơ
chưa kể việc này sẽ làm giảm lượng oxy có trong nước làm ảnh hưởng đến môi trường
sống của các loài thủy sinh. Bên cạnh đó nguồn nước còn bò nhiễm mặn do sự tồn tại
của các muối vô cơ tan và làm tăng áp suất thẩm thấu, độ cứng của nước. Việc phóng
thích nhiều hợp chất Nitơ sẽ gây nên hiện tượng phú dưỡng hóa. Ngoài ra các vi khuẩn
gây bệnh như B.anthrax cũng tồn tại trong nước, độ đục và độ màu còn làm ảnh hưởng
đến quá trình quang hợp của các loài rong tảo.
Nước thải có hàm lượng SS dạng vô cơ và hữu cơ cao ( vôi, lông, thòt … ) làm dòng
tiếp nhận bò vẩn đục và sa lắng ảnh hưởng đến các loài cá, sinh vật phù du. Nước có
chứa Sunfua ( tạo ra khí H2S có mùi trứng thối gây khó chòu cho cá ), Ammonia ( gây
độc cho cá ), Nitrat ( nồng độ cao ảnh hưởng xấu đến sức khỏe ), Faecal Coliform,
Crôm ( gây dò ứng ngoài da và làm sơ cứng động mạch ), Sulfate ( làm ăn mòn cống
rãnh ), Chloride ( hủy hoại đất trồng với nồng độ cao ). Nếu nước thải thuộc da ngấm
vào đất sẽ làm đất trở nên cằn cỗi, kém màu mỡ do trong nước có chứa hàm lượng muối
NaCl cao, mặt khác có ảnh hưởng xấu đến chất lượng nước ngầm.
Từ những nguyên nhân trên, công ty Đặng Tư Ký đã nhận thức rõ tầm quan trọng
của việc phải xử lý nước thải thuộc da trước khi thải ra nguồn tiếp nhận để góp một
phần công sức vào công tác bảo vệ môi trường chung của thành phố.

Trang 17


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 :
ƒ

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.

ƒ

Giảm lượng sulfide S2- trong công đoạn ngâm vôi tẩy lông
Sulfide có thể làm phát sinh khí H2S 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 S2- 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.

ƒ

Tái sinh hoặc tái sử dụng dung dòch vôi
Trong quá trình tẩy lông, da được ngâm trong vôi ( có chứa Na2S ). 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, Na2S 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% Na2S 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.
ƒ

Tẩy vôi với CO2 ( 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 NH3 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 CO2 để khử vôi thay cho phương pháp cũ. CO2 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 H2S do pH thấp. Vì vậy ta nên cho thêm H2O2 vào để oxy hóa
sulfide tránh gây mùi.

ƒ

Giảm Cr3+ 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 Na2CO3, 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 H2SO4 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
ƒ

Xử lý nước thải chứa sulfide S2Oxy hóa S2- với xúc tác là muối Mn2+ kết hợp với sục khí
Nước thải chứa sulfide sẽ được đưa vào bể chứa, sau đó ta thêm vào một lượng

muối Mn2+ thích hợp cùng kết hợp với việc thổi khí. S2- 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 m3 không khí / phút. m3 nước thải hay
tương đương 20 m3 / giờ. m2 mặt nước trong bể oxy hóa có độ sâu từ 4 – 6 m. Lượng
muối MnSO4 khoảng 50 – 100 g / m3 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 H2S, NH3 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 m3/giờ. m2 nước mặt.
Chú ý : nếu pH < 8 sẽ sinh ra khí H2S có thể gây chết người và động vật ở nồng độ
2000 ppm. Nếu pH > 10 sẽ sinh ra khí NH3. Vì vậy cách tốt nhất là kiểm soát giá trò
pH trong khoảng 9 – 10.
ƒ

Oxy hóa S2- bằng H2O2
Phương pháp này khử S2- rất hiệu quả với chi phí xây dựng không lớn nhưng chi phí

cho việc dùng H2O2 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
H2O2 để khử S2- có nồng độ từ 100 – 300 mg/l.
ƒ

Khử S2- 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 Cr3+ bằng dung dòch

kiềm sau đó đem thải bỏ hoặc tái sử dụng tùy yêu cầu.
Ta có thể dùng CaO, Na2CO3, NaOH để xử lý crôm tuy nhiên không nên dùng MgO
do giá thành cao và kết tủa Cr3+ 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 FeCl2. 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 Al2(SO4)3 và clorua sắt FeCl3
( 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

Chương 3 : Các Phương Pháp Giảm Thiểu Ô Nhiễm Và Công Nghệ Xử Lý Nước Thải Thuộc Da

Thí nghiệm Jartest là loại thí nghiệm qui mô phòng thí nghiệm được sử dụng rộng
rãi trong các trạm xử lý nước thải nhằm mục đích xác đònh lượng phèn tối ưu và giá trò
pH tối ưu của quá trình keo tụ – tạo bông. Ngoài ra nó còn có thể cho biết thêm về tốc
độ kết cụm theo khuấy trộn, đặc tính lắng của bông cặn …
3.2.3.1 Cách tiến hành thí nghiệm
ƒ

Xác đònh hàm lượng phèn tối ưu
Lấy 400 ml mẫu nước thải cho vào mỗi cốc 1000 ml, sau đó đặt các cốc vào thiết bò

Jartest. Trong thí nghiệm này ta cố đònh giá trò pH = 7 ( bằng cách thêm acid hoặc
kiềm) và thay đổi liều lượng phèn nhôm 5% vớiù các nồng độ khác nhau là 1200, 1500,
1800, 2000, 2400 tương ứng với 5 cốc 400 ml chứa nước thải ở trên. Mở các cánh khuấy
quay ở tốc độ 120 vòng/phút trong 1 phút, sau đó quay chậm trong 15 phút ở tốc độ 20
vòng/phút. Tắt máy khuấy, để lắng tónh 30 phút. Sau đó lấy mẫu nước lắng ( lớp nước ở
phía trên ) phân tích các chỉ tiêu COD, SS. Liều lượng phèn tối ưu là liều lượng ứng với
mẫu có COD, SS thấp nhất.
ƒ

Xác đònh giá trò pH tối ưu
Lấy 400 ml nước thải cho vào mỗi cốc 1000 ml. Trong thí nghiệm này ta cố đònh

lượng phèn = 1800 mg/L và thay đổi pH với các giá trò là 5.5 ; 6 ; 6.5 ; 7 ; 7.5. Đưa 5
cốc vào giàn Jartest, bật máy khuấy ở tốc độ 120 vòng/ phút trong 1 phút. Sau đó cho
quay chậm trong 15 phút ở tốc độ 20 vòng / phút. Tắt máy khuấy, để lắng tónh 30 phút.
Sau đó lấy mẫu nước lắng ( lớp nước ở phía trên ) phân tích các chỉ tiêu COD, SS. Giá
trò pH tối ưu là giá trò ứng với mẫu có COD, SS thấp nhất.

3.2.3.2 Kết quả và nhận xét
ƒ

Xác đònh hàm lượng phèn nhôm tối ưu khi pH = 7
-

Cố đònh pH = 7

-

Thay đổi hàm lượng phèn từ 1200 mg/L đến 2400mg/L.

Kết quả được trình bày trong bảng 3.1 và đồ thò biểu diễn nồng độ COD, SS khi
hàm lượng phèn thay đổi được trình bày trong hình 3.1 và 3.2

Trang 23


Chương 3 : Các Phương Pháp Giảm Thiểu Ô Nhiễm Và Công Nghệ Xử Lý Nước Thải Thuộc Da

Bảng 3.1 – Kết quả thí nghiệm xác đònh hàm lượng phèn nhôm tối ưu tại pH = 7
STT

1

2

3

4

5

6

Liều lượng phèn, mg/L

0

1200

1500

1800

2000

2400

pH

7.2

7

7

7

7

7

COD, mg/L

3250

1568.13

1351.35

1225.25

1144

1236.95

% khử COD

0

51.75

58.42

62.3

64.8

61.94

SS, mg/L

2954

257

191.12

105.16

144.75

169.56

% khử SS

0

91.3

93.53

96.44

95.1

94.27

ƒ

Xác đònh giá trò pH tối ưu khi sử dụng phèn nhôm 5%
-

Cố đònh hàm lượng phèn nhôm ban đầu là 1800 mg/L

-

Thay đổi giá trò pH từ 5.5 – 7.5

Kết quả được trình bày trong bảng 3.2 và đồ thò biểu diễn nồng độ COD, SS khi giá
trò pH thay đổi được trình bày trong hình 3.3 và 3.4
Bảng 3.2 – Kết quả thí nghiệm xác đònh giá trò pH tối ưu khi sử dụng phèn nhôm
STT

1

2

3

4

5

6

pH

7.2

5.5

6

6.5

7

7.5

Liều lượng phèn, mg/L

0

1800

1800

1800

1800

1800

COD, mg/L

3250

1446.9

1594.5

1390.7

1284.4

1329.3

% khử COD

0

55.48

50.94

57.21

60.48

59.1

SS, mg/L

2954

248.1

222.4

150.7

115.2

191.1

% khử SS

0

91.6

92.47

94.9

96.1

93.53

Trang 24


Chương 3 : Các Phương Pháp Giảm Thiểu Ô Nhiễm Và Công Nghệ Xử Lý Nước Thải Thuộc Da

Nhận xét : ta nhận thấy hàm lượng phèn tối ưu nằm trong khoảng 1800 – 2000
mg/L. Với lượng phèn khoảng 1800 mg/L thì giá trò SS thấp nhất trong khi với giá trò
2000 mg/L thì giá trò COD thấp nhất. Vậy ta sẽ chọn lượng phèn tối ưu là 1800 mg/L vì
tốn ít hóa chất hơn mà hiệu quả khử SS lại cao hơn ( SS là chỉ tiêu mà ta phải quan tâm

trước khi dẫn nước thải đến các công trình xử lý sinh học phía sau ). Khi đó giá trò pH
tối ưu sẽ nằm trong khoảng từ 6.5 – 7.0

Nồng độ COD và SS, mg/l

1800
1500
1200
900

COD

600

SS

300
0
0

1000

2000

3000

Hàm lượng phèn, mg/l

Hình 3.1 – Đồ thò biểu diễn nồng độ COD và SS khi hàm lượng phèn thay đổi

Hiệu quả khử COD và SS, %

100
75
%COD

50

%SS

25
0
0

1000

2000

3000

Hàm lượng phèn, mg/l

Hình 3.2 – Đồ thò biểu diễn hiệu quả khử COD và SS khi hàm lượng phèn thay đổi
Trang 25


Chương 3 : Các Phương Pháp Giảm Thiểu Ô Nhiễm Và Công Nghệ Xử Lý Nước Thải Thuộc Da

1800

Nồng độ COD và SS, mg/l

1500
1200

COD

900

SS

600
300
0
0

2

4

6

8

pH

Hình 3.3 – Đồ thò biểu diễn nồng độ COD và SS khi pH thay đổi

Hiệu quả khử COD và SS, %

125
100
75

%COD

50

%SS

25
0

0

2

4

6

8

pH
Hình 3.4 – Đồ thò biểu diễn hiệu quả khử COD và SS khi pH thay đổi

Trang 26