tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm nhà máy đức tiến, long an, công suất 200 m3 ngày đêm

TÓM TẮT ĐỒ ÁN
Dệt nhuộm là một trong những ngành công nghiệp phát sinh ra nƣớc thải nhiều
nhất trên thế giới. Nếu lƣợng nƣớc thải này không đƣợc xử lý mà xả trực tiếp ra môi
trƣờng sẽ gây ô nhiễm môi trƣờng trầm trọng, ảnh hƣởng đến mỹ quan nguồn nƣớc,
đời sống thủy sinh vật và sức khỏe của con ngƣời khi sống gần khu vực ô nhiễm này.
Mục đích chính của đồ án tốt nghiệp này là đề ra một phƣơng án xử lý nƣớc thải
hiệu quả trƣớc khi xả vào hệ thống xử lý nƣớc thải tập trung của KCN Hải Sơn.
Phƣơng án xử lý nƣớc thải đƣợc đề xuất nhƣ sau: Nƣớc thải từ công đoạn sản xuất →
Song chắn rác → Hầm tiếp nhận → Bể điều hòa → Tháp giải nhiệt → Bể trộn cơ khí
→ Bể phản ứng → Bể lắng 1 → Bể Aerotank → Bể lắng 2 → Bể trung gian → Bể lọc
áp lực → Bể chứa nƣớc → Nhà máy xử lý nƣớc thải tập trung. Nƣớc thải sau khi xử lý
sẽ đáp ứng đủ tiêu chuẩn tiếp nhận nƣớc thải của nhà máy xử lý nƣớc thải tập trung.
Hơn nữa, đồ án tốt nghiệp cũng đã khai toán kinh phí phát sinh khi xây dựng toàn
bộ hệ thống xử lý nƣớc thải cả về chi phí xây dựng và chi phí mua máy móc, thiết bị.
Ngoài ra, còn tính toán cả chi phí xử lý cho 1 m3 nƣớc thải và đƣa ra một vài hƣớng
dẫn vận hành hệ thống. Đồng thời, đồ án còn đƣa ra một vài sự cố thƣờng gặp khi vận
hành và cách khắc phục những sự cố đó, cùng với một vài hƣớng dẫn về an toàn lao
động trong quá trình vận hành hệ thống.


ABSTRACT
Textile dyeing is one of the industries that discharge most of the wastewater in the
world. If this wastewater hasn’t been treated and discharged directly into the
environment, it will cause serious environmental pollution, affect to quality water,
aquatic life and human heath when living near the area that has polluted water.
The target of the thesis is to propose one effective project to treat wastewater
before discharging into wastewater treatment plant of Hai Son industrial park.
Treatment process flow chart is: Wastewater from the production process → Coarse
screening → Collection tank → Equalization tank → Cooling tower → Coagulation
tank → Flocculation tank → Primary Clarifier → Aerotank → Secondary Clarifier→
Storage tank → Pressure filter tank → Storage tank → Wastewater treatmet plant.

Treated wastewater will respond the standard for getting wastewater of wastewater
treatment plant.
Moreover, the thesis also calculated cost to build entire wastewater treatment
system. They involve construction cost and machinery cost. In addition, the cost for
treating one cubic meter of wastewater is calculated and give some of the operating
instructions. At the same time, the thesis also display some common problems that can
occur during operation process and propose projects to improve and overcome them,
along with some guides of occupational safety in the operation process.


NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................


NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................


MỤC LỤC
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT .........................................................................................iv
DANH MỤC BẢNG .......................................................................................................v
DANH MỤC HÌNH ẢNH ..............................................................................................vi
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
1.

Sự cần thiết của đề tài : .......................................................................................... 1

2.

Mục tiêu của đề tài ................................................................................................. 1

3.

Giới hạn của đề tài ................................................................................................. 1

4.

Nội dung đề tài ....................................................................................................... 2

5.

Phƣơng pháp thực hiện .......................................................................................... 2

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THẢI

NGÀNH DỆT NHUỘM ..................................................................................................3
1.1 Nƣớc thải dệt nhuộm ............................................................................................... 3
1.1.1 Định nghĩa.................................................................................................... 3
1.1.2 Nguồn gốc phát sinh và thành phần tính chất nƣớc thải .............................. 3
1.1.3 Tác động đến môi trƣờng của nƣớc thải dệt nhuộm .................................... 5
1.2 Tổng quan các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải dệt nhuộm ........................................ 6
1.2.1 Phƣơng pháp cơ học .................................................................................... 6
1.2.2 Phƣơng pháp hóa học, hóa lý..................................................................... 10
1.2.3 Phƣơng pháp sinh học ................................................................................ 18
1.3 Một số công nghệ xử lý nƣớc thải dệt nhuộm phổ biến ...................................... 29
CHƢƠNG 2. GIỚI THIỆU NHÀ MÁY ĐỨC TIẾN, LONG AN ................................ 34
2.1 Giới thiệu chung .................................................................................................... 34
2.2 Quy trình sản xuất ................................................................................................. 34
2.3 Hiện trạng nƣớc thải của công ty........................................................................... 36
2.3.1 Các công đoạn phát sinh nƣớc thải ............................................................ 36
2.3.2 Thành phần, tính chất nƣớc thải dệt nhuộm của công ty ........................... 37
CHƢƠNG 3. ĐỀ XUẤT – PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ .................38

i


3.1 Cơ sở đề xuất công nghệ ....................................................................................... 38
3.2 Đề xuất công nghệ xử lý ........................................................................................ 38
3.2.1 Đề xuất và thuyết minh công nghệ 1 ......................................................... 38
3.2.2 Đề xuất và thuyết minh công nghệ 2 ......................................................... 41
3.3 Phân tích ƣu, nhƣợc điểm và lựa chọn công nghệ ................................................. 42
CHƢƠNG 4. TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ ..........................................46
4.1 Xác định các thông số tính toán ............................................................................ 46
4.2 Tính toán các công trình chính .............................................................................. 46
4.2.1 Song chắn rác ............................................................................................. 46

4.2.2 Hầm tiếp nhận ............................................................................................ 48
4.2.3 Bể điều hòa ................................................................................................ 49
4.2.4 Tháp giải nhiệt ............................................................................................ 52
4.2.5 Bể trộn cơ khí............................................................................................. 53
4.2.6 Bể phản ứng ............................................................................................... 54
4.2.7 Bể lắng 1 .................................................................................................... 55
4.2.8 Bể Aerotank ............................................................................................... 59
4.2.9 Bể lắng 2 .................................................................................................... 64
4.2.10 Bể trung gian ............................................................................................ 68
4.2.11 Bể lọc áp lực than hoạt tính ..................................................................... 69
4.2.12 Bể chứa nƣớc ........................................................................................... 72
4.2.13 Bể nén bùn ............................................................................................... 73
4.2.14 Máy ép bùn băng tải ................................................................................ 76
4.3 Tính toán các công trình phụ: ................................................................................ 77
4.3.1 Đƣờng ống dẫn nƣớc thải và bùn trong hệ thống ...................................... 77
4.3.2 Hóa chất sử dụng và kích thƣớc thùng chứa hóa chất ............................... 79
CHƢƠNG 5. KHAI TOÁN KINH PHÍ .........................................................................83
5.1 Chi phí đầu tƣ ........................................................................................................ 83
5.1.1 Chi phí xây dựng........................................................................................ 83
5.1.2 Chi phí thiết bị ........................................................................................... 83
ii


5.1.3 Tổng chi phí đầu tƣ: ................................................................................... 87
5.2 Chi phí vận hành .................................................................................................... 87
5.2.1 Chi phí điện năng ....................................................................................... 87
5.2.2 Chi phí hóa chất ......................................................................................... 89
5.2.3 Chi phí nhân công ...................................................................................... 90
5.2.4. Chi phí bảo trì, bảo dƣỡng ......................................................................... 90
5.2.5 Chi phí vận hành cho 1 m3 nƣớc thải .......................................................... 90

CHƢƠNG 6. VẬN HÀNH HỆ THỐNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI ..................................91
6.1 Khởi động hệ thống xử lý nƣớc thải ...................................................................... 91
6.2 Các sự cố khi vận hành và cách khắc phục ........................................................... 92
6.3 An toàn lao động trong vận hành HTXLNT ........................................................ 96
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .....................................................................................100
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...........................................................................................102
PHỤ LỤC 1 .................................................................................................................104
PHỤ LỤC 2 .................................................................................................................106

iii


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
BOD:

Biochemical Oxygen Demend

Nhu cầu oxy sinh hóa

COD:

Chemical Oxygen Demand

Nhu cầu oxy hóa học

EGSB:

Expanded Granular Sludge Bed

Bể bùn kỵ khí với lớp bùn hạt mở

rộng

HTXLNT:

Hệ thống xử lý nƣớc thải tập trung

KCN:

Khu Công Nghiệp

MBR:

Membrane Bioreactors

Màng sinh học

MBBR:

Moving Bed Biofilm Reactor

Bể phản ứng sinh học giá thể động

MLSS:

Mixed Liquor Suspended Solids

Hàm lƣợng chất rắn lơ lửng trong
bùn lỏng

MLVSS:

Mixed Liquor Volatile Suspended Hàm lƣợng chất rắn lơ lửng bay hơi
Solids
trong bùn lỏng

QCVN:

Quy Chuẩn Việt Nam

RBC:

Rotating Biological Cotactor

Bể sinh học tiếp xúc quay

SBR:

Sequencing Batch Reactor

Bể phản ứng sinh học dạng mẻ

TNHH:

Trách Nhiệm Hữu Hạn

TCVN

Tiêu Chuẩn Việt Nam

UASB

XLNT

Upflow Anaerobic Sludge Blanket

Bể bùn kỵ khí dòng chảy ngƣợc
Xử lý nƣớc thải

iv


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1.2a Nguồn phát sinh nƣớc thải và các chất ô nhiễm cần quan tâm trong ngành
dệt nhuộm .......................................................................................................................... 4
Bảng 1.1.2b Đặc tính nƣớc thải của một số xí nghiệp dệt nhuộm ở Việt Nam................ 5
Bảng 1.2.1.3 Các dạng lắng và ứng dụng trong thực tế ................................................... 9
Bảng 2.3.2 Các thông số ô nhiễm trong nƣớc thải dệt nhuộm của công ty...................... 37
Bảng 3.3a Phân tích ƣu nhƣợc điểm của 2 công nghệ xử lý nƣớc thải đề xuất cho công
ty ........................................................................................................................................ 43
Bảng 3.3b So sánh hiệu suất xử lý nƣớc thải của 2 công nghệ để xuất ........................... 44
Bảng 4.2.1 Các thông số thiết kế của song chắn rác ......................................................... 48
Bảng 4.2.2 Các thông số thiết kế của hầm tiếp nhận......................................................... 49
Bảng 4.2.3 Các thông số thiết kế của bể điều hòa ............................................................. 52
Bảng 4.2.5 Các thông số thiết kế bể trộn cơ khí................................................................ 54
Bảng 4.2.6 Các thông số thiết kế bể phản ứng .................................................................. 55
Bảng 4.2.7 Các thông số thiết kế bể lắng 1 ....................................................................... 58
Bảng 4.2.8 Các thông số thiết kế bể Aerotank .................................................................. 64
Bảng 4.2.9 Các thông số thiết kế bể lắng 2 ....................................................................... 67
Bảng 4.2.10 Các thông số thiết kế bể trung gian ............................................................... 68
Bảng 4.2.11 Các thông số thiết kế bể lọc áp lực than hoạt tính ........................................ 72
Bảng 4.2.12 Các thông số thiết kế bể chứa nƣớc .............................................................. 73

Bảng 4.2.13 Các thông số thiết kế bể nén bùn .................................................................. 76
Bảng 5.1.1 Chi phí xây dựng ............................................................................................. 83
Bảng 5.1.2 Chi phí mua thiết bị ......................................................................................... 84
Bảng 5.1.3 Tổng chi phí đầu tƣ xây dựng HTXLNT ........................................................ 87
Bảng 5.2.1 Bảng tính toán chi phí điện năng .................................................................... 87
Bảng 5.2.2 Bảng tính toán chi phí hóa chất ....................................................................... 89
Bảng 6.2.1 Các sự cố xảy ra trong bể Aerotank ................................................................ 93
Bảng 7 Thông số thiết kế của các công trình đơn vị trong hệ thống ................................ 100

v


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.2.1.3a Bể lắng đứng .............................................................................................. 7
Hình 1.2.1.3b Bể lắng ngang ............................................................................................ 7
Hình 1.2.1.3c Bể lắng ly tâm ............................................................................................ 8
Hình 1.2.1.3d Bể lắng lamella .......................................................................................... 8
Hình 1.2.2.4 Bể tuyển nổi khí hòa tan DAF ..................................................................... 17
Hình 1.2.3.1.1a Aerotank truyền thống ............................................................................ 20
Hình 1.2.3.1.1b Aerotank thổi khí nhiều bậc ................................................................... 20
Hình 1.2.3.1.1c Aerotank khuấy trộn hoàn toàn .............................................................. 20
Hình 1.2.3.1.2 Bể SBR ..................................................................................................... 21
Hình 1.2.3.1.3 Bể MBBR ................................................................................................. 22
Hình 1.2.3.1.4 Bể lọc sinh học nhỏ giọt ........................................................................... 23
Hình 1.2.3.1.5 Đĩa quay sinh học RBC ............................................................................ 25
Hình 1.2.3.1.6 Mƣơng oxy hóa ........................................................................................ 25
Hình 1.2.3.2.1 UASB ....................................................................................................... 27
Hình 1.2.3.2.2 EGSB ........................................................................................................ 28
Hình 1.2.3.2.3 Bể lọc kỵ khí ............................................................................................. 29
Hình 1.3.1 Sơ đồ công nghệ xử lý nƣớc thải dệt nhuộm đối với nguyên liệu cotton........ 30

Hình 1.3.2 Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nƣớc thải dệt nhuộm đối với nguồn nguyên
liệu là polyester và hỗn hợp cotton/polyester .................................................................... 31
Hình 1.3.3 Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nƣớc thải Công ty cổ phần dệt may – đầu
tƣ – thƣơng mại Thành Công............................................................................................. 32
Hình 1.3.4 Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nƣớc thải dệt nhuộm Công ty dệt Nha
Trang .................................................................................................................................. 33
Hình 2.1 Vị trí Công ty TNHH Gia công sản xuất nhuộm Đức Tiến .............................. 34
Hình 2.2 Quy trình sản xuất của Công ty Đức Tiến ......................................................... 35
Hình 3.2.1 Sơ đồ công nghệ HTXLNT 1 đề xuất cho công ty ......................................... 39
Hình 3.2.2 Sơ đồ công nghệ HTXLNT 2 đề xuất cho công ty ......................................... 41

vi


Đồ án tốt nghiệp
Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm nhà máy Đức Tiến, Long An công suất 200 m3/ngày đêm

MỞ ĐẦU
1. Sự cần thiết của đề tài :
Trong những năm gần đây, phát triển kinh tế gắn với bảo vệ môi trƣờng là chủ đề
tập trung quan tâm của nhiều nƣớc trên thế giới.
Một trong những vấn đề đặt ra cho các nƣớc đang phát triển trong đó có Việt Nam
là cải thiện môi trƣờng ô nhiễm do các hóa chất độc hại từ nền công nghiệp phát sinh
ra. Điển hình là các ngành công nghiệp nhƣ cao su, hóa chất, công nghiệp thực phẩm,
thủy sản, thuốc bảo vệ thực vật, y dƣợc, luyện kim, xi mạ, giấy và đặc biệt là ngành
dệt nhuộm đang phát triển mạnh mẽ và chiếm kim ngạch xuất khẩu cao ở Việt Nam.
Ngành dệt nhuộm đã phát triển từ rất lâu trên thế giới nhƣng nó chỉ mới hình thành
và phát triển ở Việt Nam hơn 100 năm qua. Ngành dệt nhuộm chiếm một vị trí quan
trọng trong nền kinh tế, góp phần đóng góp cho ngân sách nhà nƣớc và giải quyết việc
làm cho khá nhiều lao động. Tuy nhiên, công nghệ dệt nhuộm sử dụng rất nhiều nƣớc

cho các công đoạn sản xuất và đồng thời cũng xả ra một lƣợng nƣớc thải khá lớn có
mức độ ô nhiễm cao đặc biệt là từ công đoạn nhuộm, giặt và nấu tẩy. Loại nƣớc thải
này có độ kiềm cao, độ màu lớn làm cho chất lƣợng nƣớc sông hồ không đảm bảo chất
lƣợng, gây độc hại cho các loài thủy sinh và ảnh hƣởng đến sức khỏe của cộng đồng
xung quanh. Chính vì vậy em chọn đề tài là : « Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nƣớc
thải dệt nhuộm nhà máy Đức Tiến, Long An công suất 200 m3/ngày » để làm đề tài tốt
nghiệp.
Trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp khó tránh khỏi những sai sót, kính
mong quý Thầy cô góp ý để đồ án tốt nghiệp đƣợc hoàn thiện hơn.
2. Mục tiêu của đề tài
Thiết kế một hệ thống xử lý nƣớc thải dệt nhuộm cho nhà máy Đức Tiến, Long An
công suất 200 m3/ngày để nƣớc thải đầu ra đạt tiêu chuẩn tiếp nhận của nhà máy xử lý
nƣớc thải tập trung của KCN Hải Sơn.
3. Giới hạn của đề tài
Đề tài giới hạn trong việc tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nƣớc thải cho nhà máy
Đức Tiến, Long An.
Nƣớc thải phát sinh từ các hoạt động sản xuất của nhà máy Đức Tiến.
Địa điểm công ty: Lô J21A – J22 Đƣờng số 6, KCN Hải Sơn (GĐ 3 + 4), xã Đức
Hòa Hạ, huyện Đức Hòa, tỉnh Long An.

SVTH: Lê Thị Lệ Huyền
GVHD: PGS.TS Tôn Thất Lãng

1


Đồ án tốt nghiệp
Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm nhà máy Đức Tiến, Long An công suất 200 m3/ngày đêm

Thời gian thực hiện đề tài: từ tháng 8/2017 đến tháng 12/2017

4. Nội dung đề tài
-

Giới thiệu về công ty Đức Tiến
Tổng quan các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải dệt nhuộm.
Đề xuất – phân tích và lựa chọn công nghệ xử lý thích hợp
Tính toán các công trình đơn vị trong hệ thống
Khai toán kinh phí xây dựng và vận hành hệ thống

5. Phƣơng pháp thực hiện
Phƣơng pháp thu thập số liệu:
-

Tìm hiểu, thu thập các số liệu liên quan đến công ty Đức Tiến, tìm hiểu thành
phần và tính chất nƣớc thải dệt nhuộm và các số liệu liên quan khác.
Trên cơ sở các số liệu thu thập, đề xuất công nghệ xử lý thích hợp và tính toán
các công trình đơn vị trong hệ thống và dự toán kinh phí xây dựng và vận hành.

Phƣơng pháp nghiên cứu lý thuyết:
-

Tìm hiểu những công nghệ xử lý nƣớc thải dệt nhuộm đƣợc áp dụng phổ biến
trong nƣớc và thế giới qua các tài liệu chuyên ngành và các bài báo cáo nghiên
cứu khoa học.

SVTH: Lê Thị Lệ Huyền
GVHD: PGS.TS Tôn Thất Lãng

2

Đồ án tốt nghiệp
Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm nhà máy Đức Tiến, Long An công suất 200 m3/ngày đêm

CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THẢI NGÀNH
DỆT NHUỘM
1.1 Nƣớc thải dệt nhuộm
1.1.1 Định nghĩa
Nƣớc thải dệt nhuộm là nƣớc thải công nghiệp phát sinh từ nhà máy, cơ sở sử
dụng quy trình công nghệ gia công ƣớt sản xuất các sản phẩm dệt may.
1.1.2 Nguồn gốc phát sinh và thành phần tính chất nƣớc thải
Hầu nhƣ tất cả các công đoạn của quá trình nhuộm và hoàn tất đều phát sinh nƣớc
thải. Thành phần nƣớc thải thƣờng không ổn định, thay đổi theo loại thuốc nhuộm, vật
liệu đƣợc nhuộm, phụ gia và các hóa chất khác đƣợc sử dụng. Khi sử dụng các loại
thuốc nhuộm khác nhau thì nƣớc thải có bản chất và màu sắc khác nhau.
Nƣớc thải dệt nhuộm nhìn chung rất phức tạp và đa dạng, đã có hàng trăm loại hóa
chất đặc trƣng nhƣ phẩm nhuộm, chất hoạt động bề mặt, chất điện ly, chất tạo môi
trƣờng, chất oxy hóa,… đƣợc đƣa vào sử dụng.
Công nghệ dệt nhuộm sử dụng một lƣợng nƣớc lớn để phục vụ cho sản xuất đồng
thời xả ra một lƣợng nƣớc thải bình quân từ 12 – 300 m3/tấn vải. Lƣợng nƣớc thải tính
cho một đơn vị sản phẩm của một số mặt hàng nhƣ sau: Hàng len nhuộm, dệt thoi là
100 – 250 m3/tấn vải. Hàng vải bông nhuộm, dệt thoi từ 80 – 240 m3/tấn vải. Hàng vải
bông nhuộm, dệt kim từ 70 – 180 m3/tấn vải. Hàng vải bông in hoa, dệt thoi từ 65 –
280 m3/tấn vải. Chăn len màu từ sợi polyacrylalonitrit từ 40 – 140 m3/nƣớc thải. [5]
Nƣớc thải dệt nhuộm thƣờng khó xử lý do cấu tạo phức tạp của thuốc nhuộm và
trợ nhuộm đƣợc sử dụng trong quá trình nhuộm và hoàn tất. Nƣớc thải còn có nồng độ
chất hữu cơ cao, thành phần phức tạp và chứa nhiều hợp chất vòng khó phân hủy sinh
học, đồng thời có các chất trợ trong quá trình nhuộm có khả năng gây ức chế vi sinh
vật. Hơn nữa, nhiệt độ nƣớc thải rất cao, không thích hợp đƣa trực tiếp vào hệ thống

xử lý sinh học.

SVTH: Lê Thị Lệ Huyền
GVHD: PGS.TS Tôn Thất Lãng

3


Đồ án tốt nghiệp
Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm nhà máy Đức Tiến, Long An công suất 200 m3/ngày đêm

Bảng 1.1.2a Nguồn phát sinh nƣớc thải và các chất ô nhiễm cần quan tâm trong ngành dệt
nhuộm

Công đoạn

Hóa chất sử dụng

Chất ô nhiễm

Giũ hồ

Nƣớc dùng để tách chất hồ sợi khỏi vải

BOD, COD

Hồ in, chất khử bọt có trong vải

Dầu khoáng

Nƣớc dùng để nấu

Lƣợng nƣớc thải lớn, có BOD,
COD, nhiệt độ cao, kiềm tính

Chất hoạt động bề mặt

BOD, COD

Tác nhân chelat hóa (chất tạo phức),
chất ổn định, chất điều chỉnh pH, chất
mang

Photpho, kim loại nặng

Tác nhân tẩy trắng hypochlorit

AOX

Nƣớc dùng để nhuộm, giặt

Lƣợng nƣớc thải có màu,
BOD, COD, nhiệt độ cao

Nhuộm với các thuốc nhuộm hoạt tính,
hoàn nguyên và sunfua, kiềm nóng, nấu,
tẩy trắng

pH tính kiềm

Nhuộm với thuốc nhuộm bazơ, phân
tán, axit, hoàn tất

pH tính axit

Thuốc nhuộm, chất mang, tẩy trắng
bằng clo, chất bảo quản, chất chống mối
mọt, clo hóa len

AOX

Thuốc nhuộm sunfua

Sunfua

Nhuộm hoạt tính

Muối trung tính

Các thuốc nhuộm phức chất kim loại và
pigment

Kim loại nặng

Các chất giặt, tẩy dầu mỡ, chất mang
tẩy trắng bằng clo

Hydrocacbon chứa halogen

Nấu tẩy

Nhuộm

SVTH: Lê Thị Lệ Huyền
GVHD: PGS.TS Tôn Thất Lãng

4


Đồ án tốt nghiệp
Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm nhà máy Đức Tiến, Long An công suất 200 m3/ngày đêm

Các thuốc nhuộm hoạt tính và sunfua

Màu

In hoa

Dòng thải từ công đoạn in hoa

BOD, COD, TSS, Cu, nhiệt
độ, pH

Hoàn tất

Dòng thải từ công đoạn xử lý nhằm tạo
ra các tính năng mong muốn cho thành
phẩm

BOD, COD, TSS

Nguồn : [10]
Bảng 1.1.2b Đặc tính nƣớc thải của một số xí nghiệp dệt nhuộm ở Việt Nam
Xí nghiệp

Đơn vị

1

2

3

4

5

Hàng bông
dệt thoi

Hàng pha
dệt kim

Dệt len

Sợi

Hàng pha
dệt kim

Thông
số
Đặc tính sản
phẩm
Lƣu lƣợng

m3/1 tấn vải

394

264

114

236

280

pH

_

8 – 11

9 – 10

9

9 – 11

9 – 10

TS

mg/l

400 – 1000

950 – 1380

420

800 – 1300

800 – 1100

BOD5

mg/l

70 – 135

90 – 220

120 – 130

90 – 130

120 – 400

COD

mg/l

150 – 380

230 – 500

400 – 450

210 - 230

570 – 1200

Độ màu

Pt - Co

350 - 600

250 - 500

260 - 300

1000 - 1600
Nguồn : [5]

1.1.3 Tác động đến môi trƣờng của nƣớc thải dệt nhuộm
Nƣớc thải tinh bột xả từ khâu hồ sợi làm giảm nồng độ oxy hòa tan trong nƣớc,
ảnh hƣởng đến quá trình hô hấp của các loài động thực vật thủy sinh. Ngoài ra, nƣớc

thải chứa tinh bột còn dễ xảy ra quá trình phân hủy yếm khí, phát sinh ra CH4, CO2,
NH3, H2S gây mùi hôi thối ảnh hƣởng đến sức khỏe cộng đồng và gây ô nhiễm nguồn
nƣớc tự nhiên.
Các chất H2SO4, NaOCl, Na2SO4, NaCl, Na2S, Na2S2O4, các chất tẩy rửa không
ion, các hợp chất vòng thơm, tạo chất dầu,… xả từ khâu giặt sau nhuộm. Các chất

SVTH: Lê Thị Lệ Huyền
GVHD: PGS.TS Tôn Thất Lãng

5


Đồ án tốt nghiệp
Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm nhà máy Đức Tiến, Long An công suất 200 m3/ngày đêm

formaldehyt, K2Cr2O7, tạp chất chứa kim loại nặng, NaCl, halogen hữu cơ, Na2SO4,
thuốc nhuộm, Na2S2O4, hơi H2SO4, CH3COOH thải ra từ khâu nấu. Dầu hỏa, các chất
hồ sợi dọc, chất nhũ hóa, chất làm mềm, chất tạo phức, NO2 thải ra từ khâu hoàn tất.
Tất cả các chất ô nhiễm này gây ảnh hƣởng rất lớn đến quá trình phân hủy của các vi
sinh vật làm sạch nƣớc. Ảnh hƣởng đến quá trình quang hợp của thực vật thủy sinh
gây thiếu hụt oxy hòa tan trong nƣớc. Gốc hữu cơ kết hợp với các ion kim loại tạo
thành các phức chất bền, khó phân hủy, gây tác hại nghiêm trọng đến môi trƣờng. Các
ion kim loại còn tham gia vào chuỗi thức ăn, từ đó gây ảnh hƣởng đến sức khỏe con
ngƣời. Đặc biệt nguy hiểm hơn nữa là sự có mặt của các chất clo hoạt tính trong nƣớc
thải kết hợp với các chất hữu cơ vòng thơm tạo thành những chất gây tiền ung thƣ. Xơ
sợi và các tạp chất thiên nhiên có trong xơ sợi bị loại bỏ trong các công đoạn xử lý
nƣớc, gây tắc nghẽn dòng chảy.
Độ màu cao do lƣợng dƣ thuốc nhuộm đi vào nƣớc thải xả ra nguồn tiếp nhận gây
ảnh hƣởng xấu đến mỹ quan của nguồn nƣớc, ảnh hƣởng tới quá trình quang hợp của
các loài thủy sinh.

1.2 Tổng quan các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải dệt nhuộm
1.2.1 Phƣơng pháp cơ học
Xử lý cơ học là giai đoạn chuẩn bị và tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình hóa
lý, hóa học và sinh học ở phía sau.
1.2.1.1 Song chắn rác, lưới chắn rác
Mục đích: Song chắn rác dùng để loại bỏ khỏi nƣớc thải các loại rác và các tạp
chất có kích thƣớc lớn hơn 5mm. Đối với các tạp chất nhỏ hơn thƣờng sử dụng các
loại lƣới lƣợc rác với nhiều cỡ mắc lƣới khác nhau.
Song chắn rác thƣờng có khoảng cách giữa các khe hở 15 mm, có thể giữ đƣợc
các tạp chất thô nhƣ các loại rác, nhánh cây, thanh gỗ, lá cây, giấy, rễ cây, nilông, vải
vụn rách,… Song chắn rác thƣờng đặt vuông góc với dòng chảy. Vận tốc nƣớc qua
song chắn vmax 1 m/s (ứng với Qmax).
Lƣới chắn rác thƣờng đặt nghiêng 45-600 so với phƣơng thẳng đứng. Khe rộng của
mắt lƣới thƣờng từ 10 – 20 mm. Vận tốc qua lƣới vmax 0,6 m/s.
Làm sạch song chắn và lƣới chắn rác bằng thủ công hay các thiết bị cơ khí tự động
hoặc bán tự động.

SVTH: Lê Thị Lệ Huyền
GVHD: PGS.TS Tôn Thất Lãng

6


Đồ án tốt nghiệp
Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm nhà máy Đức Tiến, Long An công suất 200 m3/ngày đêm

1.2.1.2 Bể điều hòa:
Mục đích: khi lƣu lƣợng và hàm lƣợng chất bẩn thay đổi theo nhiều giờ, cần thiết
phải xây dựng bể điều hòa nhằm mục đích điều hòa lƣu lƣợng, nồng độ và nhiệt độ
của nƣớc thải.

Để tránh hiện tƣợng cặn lắng trong bể điều hòa và để tăng khả năng xáo trộn đồng
đều khối tích nƣớc, có thể sử dụng biện pháp thổi khí hoặc khuấy trộn cơ khí cho bể.
1.2.1.3 Bể lắng:
Mục đích: làm nhiệm vụ loại bỏ các chất rắn lắng đƣợc.
Cơ chế: quá trình lắng là quá trình tách các chất lơ lửng ra khỏi nƣớc dƣới tác
dụng của trọng lực lên hạt lơ lửng có tỉ trọng nặng hơn tỉ trọng nƣớc.
Các loại bể lắng: bể lắng ngang, bể lắng đứng, bể lắng ly tâm, bể lắng lamella,…

Hình 1.2.1.3a Bể lắng đứng.

Hình 1.2.1.3b Bể lắng ngang.

SVTH: Lê Thị Lệ Huyền
GVHD: PGS.TS Tôn Thất Lãng

7


Đồ án tốt nghiệp
Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm nhà máy Đức Tiến, Long An công suất 200 m3/ngày đêm

Hình 1.2.1.3c Bể lắng ly tâm.

Hình 1.2.1.3d Bể lắng lamella.

Quá trình lắng ứng dụng trong các công trình sau:
-

Lắng cát (cặn dễ tách nƣớc nhƣ cát, mảnh kim loại, thủy tinh, hạt trái cây,
mảnh xƣơng,…)

Loại bỏ cặn lơ lửng trong bể lắng đợt 1.
Loại bỏ cặn sinh học (bùn hoạt tính, màng vi sinh vật) trong bể lắng đợt 2
Loại bỏ các bông cặn hóa học trong quá trình keo tụ tạo bông
Nén bùn trọng lực nhằm giảm độ ẩm cùa bùn trong công đoạn xử lý bùn

Các dạng lắng: lắng hạt rời rạc, lắng kết bông, lắng cản trở và lắng nén.

SVTH: Lê Thị Lệ Huyền
GVHD: PGS.TS Tôn Thất Lãng

8


Đồ án tốt nghiệp
Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm nhà máy Đức Tiến, Long An công suất 200 m3/ngày đêm

Bảng 1.2.1.3. Các dạng lắng và ứng dụng trong thực tế

Dạng lắng

Mô tả

Ứng dụng

Hạt rời rạc

Dạng lắng các hạt rời rạc thƣờng xảy ra Loại bỏ cát, mảnh kim
trong nƣớc thải có hàm lƣợng SS thấp. loại, vỏ trứng, mảnh
Các hạt lắng nhƣ một thực thể rời rạc và xƣơng, hạt trái cây,…
không có sự tƣơng tác giữa các hạt xung

quanh.

Bông cặn

Dạng lắng bông cặn thƣờng xảy ra trong
nƣớc thải có hàm lƣợng lơ lửng tƣơng
đối thấp. Các hạt này có khả năng keo tụ
và tạo bông trong quá trình lắng, vì vậy
kích thƣớc và khối lƣợng hạt lớn dần,
hạt lắng với tốc độ nhanh hơn.

Cản trở

Nén

Loại bỏ cặn lơ lửng
trong nƣớc thải ở bể
lắng đợt 1 và phần trên
bể lắng đợt 2; loại bỏ
các bông cặn hình
thành từ quá trình hóa
học trong bể lắng.

Dạng lắng cặn cản trở xảy ra trong nƣớc Xảy ra trong lắng 2
thải có hàm lƣợng chất rắn lơ lửng trung (lắng bùn hoạt tính,
bình và cao, trong đó lực liên kết giữa màng sinh học)
các hạt đủ cản trở quá trình lắng của các
hạt cặn. Các hạt có khuynh hƣớng giữ vị
trí cố định so với các hạt khác và khi đó
khối lƣợng hạt lắng xuống nhƣ một vật

thể. Giao tuyến lớp hạt và lớp nƣớc bên
trong hình thành rõ rệt.
Dạng lắng nén xảy ra trong dung dịch có
hàm lƣợng chất lơ lửng cao, trong đó các
hạt tạo thành một cấu trúc. Cấu trúc này
bị nén do các hạt lắng xuống từ lớp nƣớc
phía trên.

Thƣờng xảy ra ở lớp
bùn bên dƣới (nhƣ đáy
bể lắng 2 và bể nén
bùn).

Nguồn :[12]

SVTH: Lê Thị Lệ Huyền
GVHD: PGS.TS Tôn Thất Lãng

9


Đồ án tốt nghiệp
Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm nhà máy Đức Tiến, Long An công suất 200 m3/ngày đêm

1.2.2 Phƣơng pháp hóa học, hóa lý
Mục đích của phƣơng pháp này là sử dụng các hóa chất để khử các chất độc hại
trong nƣớc thải.
Xử lý hóa học, hóa lý bao gồm các phƣơng pháp nhƣ keo tụ tạo bông, hấp phụ,
oxy hóa để khử màu, trung hòa, điện hóa, tuyển nổi.
Phạm vi áp dụng: là một trong những phƣơng pháp thƣờng dùng trong xử lý nƣớc

thải công nghiệp. Giai đoạn xử lý hóa lý, hóa học có thể là giai đoạn xử lý độc lập
hoặc xử lý kết hợp với xử lý cơ học, sinh học trong dây chuyền công nghệ xử lý nƣớc
thải đầy đủ.
1.2.2.1. Keo tụ, tạo bông
Mục đích : Quá trình lắng chỉ có thể tách các hạt rắn huyền phù nhƣng không thể
tách đƣợc các chất ô nhiễm bẩn ở dạng keo và hòa tan vì chúng là những hạt rắn có
kích thƣớc nhỏ. Để tách các hạt rắn này một cách hiệu quả bằng phƣơng pháp lắng,
cần tăng kích thƣớc của chúng nhờ sự tƣơng tác hỗ trợ giữa các hạt phân tán liên kết
với nhau thành tập hợp các hạt nhằm tăng vận tốc lắng của chúng. Quá trình trung hòa
điện tích này đƣợc gọi là quá trình keo tụ, còn quá trình tạo thành các bông cặn lớn từ
các hạt nhỏ gọi là quá trình tạo bông.
Quá trình keo tụ để khử màu, giảm hàm lƣợng các cặn lơ lửng trong nƣớc thải.
Cơ chế của quá trình :
-

-

Giảm điện thế zeta tới giá trị mà tại đó dƣới tác dụng của lực hấp dẫn Van
der Waals cùng với năng lƣợng khuấy trộn cung cấp thêm, các hạt keo trung
hòa điện kết cụm và tạo thành bông cặn.
Các hạt kết cụm do sự hình thành cầu nối giữa các nhóm hoạt tính trên hạt
keo.
Các bông cặn đã hình thành khi lắng xuống sẽ bắt giữ các hạt keo trên quỹ
đạo lắng.

Ngƣời ta thƣờng dùng các hóa chất keo tụ nhƣ phèn nhôm [Al2(SO4)3].nH2O hay
phèn sắt (FeCl3 hay [Fe2(SO4)3].nH2O), PAC (Poly Aluminium chloride),…
Khi dùng phƣơng pháp này cần điều chỉnh pH, vì pH ảnh hƣởng đến khả năng keo
tụ. Các chất keo tụ khác nhau cho hiệu quả keo tụ ở pH khác nhau. Với phèn sắt ở pH
= 10 cho hiệu quả cao nhất, phèn nhôm pH = 5 – 6 là tốt nhất.

Phƣơng trình phản ứng :

SVTH: Lê Thị Lệ Huyền
GVHD: PGS.TS Tôn Thất Lãng

10


Đồ án tốt nghiệp
Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm nhà máy Đức Tiến, Long An công suất 200 m3/ngày đêm

Al3+ + 3H2O → Al(OH)3 + 3H+
Fe2+ + 2H2O → Fe(OH)2 + 2H+
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3
Fe3+ + 3H2O → Fe(OH)3 + 3H+
Để tăng hiệu quả keo tụ của quá trình và tăng vận tốc lắng cũng nhƣ độ nén của
các bông keo thì trong quá trình keo tụ ngƣời ta thƣờng bổ sung các chất trợ keo tụ
(polymer).
Các yếu tố ảnh hƣởng : pH, nhiệt độ, tốc độ lắng, liều lƣợng phèn, …
Nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm từ sợi bông sử dụng vôi và sắt (II)
sunphate ở Hy Lạp. [19]
Xử lý với nƣớc thải dệt nhuộm chỉ với vôi [Ca(OH)2] đã chứng minh hiệu quả loại
bỏ độ màu (70 – 90%), một phần COD (50 – 60%) và sản sinh ra khoảng 500 – 600
mg/l chất rắn. Hơn nữa, xử lý với hóa chất FeSO4.7H2O với pH không đổi 9.0 0.5
thì sản sinh ra 600 – 700 mg/l chất rắn từ nƣớc thải, loại bỏ 70 – 90% độ màu và 50 –
60% COD. Tuy nhiên, một khối lƣợng lớn chất rắn (hầu nhƣ bởi sự hình thành sắt
hydroxit) khi vôi đƣợc sử dụng kết hợp với FeSO4 cho hiệu quả loại bỏ độ màu (70 –
95%) và COD (50 – 70%), sản sinh ra lƣợng chất rắn kết tủa khoảng 1200 – 1400
mg/l. Cuối cùng, phƣơng pháp xử lý vôi kết hợp với liều lƣợng tăng dần của sắt (II)
sunphate đã đƣợc thử nghiệm thành công.

Nghiên cứu hiệu quả xử lý nước thải dệt nhuộm của chất trợ keo tụ hóa học và
sinh học. [14]
Nghiên cứu đƣợc thực hiện với chất keo tụ PAC, chất trợ keo tụ hóa học Polymer
anion và chất trợ keo tụ sinh học là gum muồng hoàng yến.
Quá trình xử lý nƣớc thải dệt nhuộm bằng hóa chất PAC khi kết hợp với chất trợ
keo tụ hóa học cho kết quả tốt hơn chất trợ keo tụ sinh học (đạt hiệu suất xử lý độ màu
là 87.3%, SS đạt tới 93.2% và COD đạt 60.3%), nhƣng cần nghiên cứu dƣ lƣợng hóa
chất còn lại trong nƣớc và trong bùn gây tác động đến nguồn tiếp nhận. Riêng quá
trình nghiên cứu về khả năng xử lý nƣớc thải dệt nhuộm bằng chất keo tụ sinh học
điều chế từ hạt của cây muồng hoàng yến cho thấy khả năng xử lý rất tốt khi kết hợp
với chất keo tụ hóa học PAC (đạt hiệu quả xử lý độ màu 87.1%, SS đạt 92.6 % vả
COD đạt 59.7%). Tuy nhiên, polymer sinh học là chất thân thiện với môi trƣờng, do
đó cần có nhiều nghiên cứu chi tiết, đặc biệt là nghiên cứu khả phân hủy dƣ lƣợng tồn

SVTH: Lê Thị Lệ Huyền
GVHD: PGS.TS Tôn Thất Lãng

11


Đồ án tốt nghiệp
Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm nhà máy Đức Tiến, Long An công suất 200 m3/ngày đêm

dƣ trong nƣớc thải và bùn thải sau xử lý.
1.2.2.2 Phương pháp oxy hóa [3]
Oxy hóa là phƣơng pháp chuyển hóa các hợp chất hữu cơ không thể xử lý bằng
sinh học hoặc có tính độc hại và ngăn cản quá trình phát triển của vi sinh vật và các
chất gây mùi, màu trƣớc khi cho nƣớc thải vào xử lý vi sinh.
-

-

Biến đổi chất khó phân hủy sinh học thành chất dễ phân hủy do thay đổi cấu trúc
liên kết của các hợp chất này.
Biến đổi chất không thể phân hủy hay độc hại thành chất có thể phân hủy đƣợc do
thay đổi cấu trúc liên kết hoặc thành phần của các hợp chất này, biến chúng thành
các hợp chất ít hoặc không còn gây độc hại.
Oxy hóa triệt để biến các hợp chất hữu cơ thành CO2 và H2O.
Có thể tạo ra các chất khó hoặc không phân hủy đƣợc do thay đổi cấu trúc của các
hợp chất gốc, tăng tính độc hại. Do đó khi tiến hành các phản ứng oxy hóa phải
chọn đúng chất và liều lƣợng thích hợp sao cho đạt kết quả mong muốn.

Oxy hóa nâng cao (AOPs) là quá trình oxy hóa dựa vào gốc tự do hydroxyl OH* là
tác nhân oxy hóa mạnh đƣợc tạo ra trong quá trình phản ứng để thực hiện quá trình
oxy hóa với các hợp chất hữu cơ không hoặc khó phân hủy sinh học trong nƣớc thải.
1.2.2.2.1 Oxy hóa bằng ozon :
Mục đích : Dùng ozon để khử màu và các chất hữu cơ bền vững không bị phân
hủy sinh học. Sử dụng Ozon để xử lý nƣớc thải là một trong những phƣơng pháp hiện
đại nhƣng đòi hỏi chi phí kĩ thuật và giá thành cao. Hiện nay phƣơng pháp này chƣa
đƣợc sử dụng nhiều nhƣ các phƣơng pháp khác.
Hiệu quả khử màu của ozon cao hơn clo hay peroxit. Vì ozone không chỉ oxy hóa
thuốc nhuộm mà còn oxy hóa các hợp chất hữu cơ khác, do đó đối với nƣớc thải có tải
lƣợng hữu cơ lớn thì phải dùng một lƣợng lớn Ozon mới đủ để khử màu. Nhƣ vậy làm
cho giá thành đầu tƣ, vận hành cao. Ozon là chất oxy hóa mạnh và thƣờng dùng làm
chất khử trùng. Ozon là khí dễ biến đổi ở áp suất và nhiệt độ thƣờng. Ozon có thể sản
xuất ngay tại nơi sử dụng.
Cơ chế: Quá trình oxy hóa của ozone xảy ra theo các bƣớc sau :
−
−
−

Oxy hóa các alcohol thành aldehyd và sau đó thành các axit hữu cơ.
Thay nguyên tử oxy vào các vòng liên kết của cacbua thơm.
Bẽ gãy các liên kết kép của hợp chất cacbon

Ngoài ra còn sử dụng hệ O3/UV để xử lý màu nƣớc thải dệt nhuộm. Hệ O3/UV khi
SVTH: Lê Thị Lệ Huyền
GVHD: PGS.TS Tôn Thất Lãng

12


Đồ án tốt nghiệp
Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm nhà máy Đức Tiến, Long An công suất 200 m3/ngày đêm

phản ứng tạo ra gốc tự do OH* có khả năng oxy hóa các hợp chất màu trong nƣớc thải
dệt nhuộm.
UV
O + HO
2OH* + O
3

2

2

1.2.2.2.2 Oxy hóa bằng H2O2
Hydro peroxit là một chất lỏng không màu và có thể hòa tan vô hạn trong nƣớc.
Trong dung dịch loãng, quá trình oxy hóa các chất hữu cơ xảy ra rất chậm, do đó cần
thêm các chất xúc tác là các ion kim loại có hóa trị thay đổi nhƣ Fe2+, Cu2+, Mn2+,

Cr3+, Ag+
Đặc biệt là phản ứng Fenton sử dụng Fe2+ trong môi trƣờng axit có chiếu sáng thì
rất hiệu quả trong xử lý màu cũng nhƣ một số hợp chất vô cơ khác.
Nghiên cứu xử lý màu nƣớc thải dệt nhuộm bằng phƣơng pháp oxy hóa nâng cao
bằng hệ UV/H2O2 để tạo ra tác nhân oxy hóa mạnh OH*.
UV
HO
2OH*
2

2

Nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm bằng phương pháp oxy hóa H202 với xúc
tác của phức [Mn(Lm)HCO3 ]. [1]
Kết quả xử lý nƣớc thải sau keo tụ có CODvào= 963 mg/l, độ màu = 2280 Pt – Co
bằng oxy hóa xúc tác phức [Mn(Lm)HCO3] đã cho thấy COD giảm xuống còn 182
mg/l (hiệu suất 81%), độ màu giảm xuống còn 231 Pt-Co (hiệu suất 89%). Các điều
kiện xử lý là pH = 8, [Mn(Lm)HCO3] = 10-3, [H2O2] = 0.05 M, thời gian phản ứng t =
30 phút.
Kết quả xử lý nƣớc thải dệt nhuộm có nồng độ COD = 480 mg/l, độ màu = 1864
Pt – Co bằng oxy hóa xúc tác phức [Mn(Lm)HCO3] cho thấy để xử lý nƣớc thải đạt
cột B QCVN 13-MT :2015/BTNMT cần các điều kiện là pH = 8, [H2O2] = 0.05M,
[Mn(Lm)HCO3] = 5.10-5M, thời gian phản ứng t = 30 phút. Để xử lý cả COD và độ
màu đạt cột B QCVN 13-MT:2015/BTNMT thì cần các điều kiện tƣơng tự về pH, thời
gian phản ứng, nồng độ [H2O2] nhƣng [Mn(Lm)HCO3] = 10-5M. Tại điều kiện này
COD sau xử lý còn 90 mg/l (hiệu suất 90%), độ màu sau xử lý 147 Pt – Co (hiệu suất
92%).
1.2.2.2.3 Oxy hóa nâng cao bằng hệ peroxon (H2O2/O3)
Phƣơng pháp oxy hóa nâng cao với hệ Peroxon gồm H2O2/O3 dùng để xử lý màu
trong nƣớc thải dệt nhuộm. Áp dụng quá trình peroxon với cách thức cấp Ozon qua

ống dòng injector hoặc sục khí trực tiếp vào dung dịch.

SVTH: Lê Thị Lệ Huyền
GVHD: PGS.TS Tôn Thất Lãng

13


Đồ án tốt nghiệp
Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm nhà máy Đức Tiến, Long An công suất 200 m3/ngày đêm

H2O2 + 2O3 → 2OH* + 3O2
Khi thêm tác nhân H2O2 vào O3 thì gốc OH* đƣợc ƣu tiên hình thành, trở thành tác
nhân chính trong việc phân hủy các hợp chất màu trong nƣớc thải thay cho phản ứng
trực tiếp của O3 với các hợp chất màu. Chính vì vậy, hiệu suất xử lý màu tăng lên đáng
kể.
Các yếu tố ảnh hƣởng : tỉ lệ H2O2/O3 khác nhau sẽ cho hiệu suất xử lý chất màu
khác nhau, pH cũng là một yếu tố cần phải xem xét để giúp cho quá trình oxy hóa xảy
ra dễ dàng.
Nghiên cứu xử lý màu cho nước thải làng nghề dệt nhuộm Vạn Phúc bằng
phương pháp oxy hóa nâng cao sử dụng tác nhân peroxon (H2O2/O3). [6]
Tác nhân (H2O2/O3) có khả năng phân hủy màu của nƣớc thải dệt nhuộm. Hiệu
quả xử lý màu của phẩm nhuộm cao trên 99%, với tỉ lệ H2O2/O3 là 0,5 và pH trong
khoảng 7,5 – 8. Áp dụng quá trình peroxon với cách thức cấp Ozon qua hệ injector ống dòng thay cho việc sục khí trực tiếp vào dung dịch nƣớc thải phẩm nhuộm để tận
dụng và hạn chế lƣợng khí Ozon dƣ thoát ra ngoài, đồng thời tăng khả năng tiếp xúc
giữa ozon pha khí với các phần tử pha lỏng (H2O2) nhằm tạo thành gốc OH* là tác
nhân oxy hóa và kéo dài thời gian phản ứng trong dung dịch. Các thông số đầu ra của
nƣớc thải dệt nhuộm làng nghề Vạn Phúc sau khi đƣợc xử lý bằng phƣơng pháp
Peroxon với phƣơng pháp cấp khí Ozon qua hệ injector - ống dòng đều đạt QCVN 13MT:2015/BTNMT.
1.2.2.2.4 Oxy hóa nâng cao bằng hệ Fenton

Xử lý nƣớc thải dệt nhuộm bằng H2O2 (peroxit) trong môi trƣờng axit với xúc tác
muối Fe (II) thì gốc hydroxyl (OH*) đƣợc tạo ra có thể oxy hóa mạnh hơn cả Ozon.
Các sản phẩm cuối cùng tạo ra thì vô hại với môi trƣờng. Để hoàn thành phản ứng,
trung hòa nƣớc thải bằng xút hoặc vôi tôi để kết tủa tạo thành và tách ra bằng quá trình
lắng.
Cơ chế của quá trình :
− Hệ tác nhân Fenton cổ điển là một hỗn hợp gồm các ion sắt hóa trị II (thông
thƣờng dùng muối FeSO4) và hydro peroxit H2O2, chúng tác dụng với nhau sinh ra gốc
tự do OH*, còn Fe2+ bị oxy hóa thành Fe3+ theo phản ứng (khoảng pH = 2 – 4, cao nhất
ở pH khoảng 2,8).
Fe2+ +

H 2 O2 →

Fe3+ + OH* + OH-

− Gốc OH* sau khi hình thành sẽ tham gia vào phản ứng oxy hóa các chất hữu cơ
SVTH: Lê Thị Lệ Huyền
GVHD: PGS.TS Tôn Thất Lãng

14


Đồ án tốt nghiệp
Tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm nhà máy Đức Tiến, Long An công suất 200 m3/ngày đêm

trong nƣớc cần xử lý, chuyển các chất hữu cơ từ dạng cao phân tử thành các chất hữu
cơ có khối lƣợng phân tử thấp.
CHCcao phân tử + OH* → CHCphân tử thấp + CO2 + H2O + OH− Trung hòa và keo tụ : sau khi xảy ra quá trình oxy hóa cần nâng pH dung dịch
lên >7, để thực hiện kết tủa Fe3+ mới hình thành:

Fe3+ + 3OH- → Fe(OH)3
Các yếu tố ảnh hƣởng : pH, tỉ lệ Fe2+ : H2O2, các anion vô cơ, thời gian phản
ứng,…
Tuy nhiên, quá trình Fenton vẫn có một vài điểm hạn chế do quá trình khử Fe2+ và
Fe3+ chậm và trong thực tế phản ứng hầu nhƣ dừng lại khi lƣợng Fe2+ chuyển gần nhƣ
toàn bộ thành Fe3+ dẫn đến giảm hoạt tính xúc tác của Fe2+, từ đó giảm hiệu quả
khoáng hóa của quá trình. Vì thế để khắc phục tình trạng này có thể sử dụng nguồn
bức xạ UV tạo thành một hệ mới là hệ UV/Fenton.
Bức xạ UV không chỉ tăng sự hình thành gốc tự do hydroxyl mà còn tái sinh chất
xúc tác Fe2+ bằng cách khử Fe3+, làm cho phản ứng chung của hệ gia tăng.
Fe2+ +

H 2 O2 →

Fe3+ + OH* + OH-

H2O2 + UV → 2OH*
Fe3+ + H2O + UV → OH* + Fe2+ + H+
Fe3+ + H2O2 + UV → HO2* + Fe2+ + H+
Nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm bằng UV/Fenton
Quá trình UV/Fenton cho hiệu quả khử màu và loại bỏ COD cao nhất khi dùng
nồng độ H2O2 là 660 mg/l và nồng độ Fe2+ là 20 mg/l, tại pH = 3 trong thời gian phản
ứng 90 phút và tốc độ khuấy không đổi 100 vòng/ phút. Sự có mặt của hai ion Cl- và
SO42- đều làm giảm hiệu suất xử lý của quá trình, một phần là do khả năng bắt tóm gốc
tự do OH* để tạo thành các gốc tự do mới kém hoạt động hơn, mặt khác chúng tham
gia tạo phức với ion Fe3+ và Fe2+ làm giảm hoạt tính xúc tác của ion sắt. Nồng độ Cl-và
SO42- tối đa cho phép để đảm bảo nƣớc thải xả ra đạt QCVN 13-MT :2015/BTNMT là
21 mg/l và 159 mg/l. [16]
SO42- + OH* → OH- + SO4-*
Cl- + OH* → ClOH-*

Fe3+ + Cl- → FeCl2+
SVTH: Lê Thị Lệ Huyền
GVHD: PGS.TS Tôn Thất Lãng

15