Nghiên cứu công nghệ tái sử dụng nước thải dệt nhuộm bằng than hoạt tính

ĐOÀN THANH NIÊN CỘNG SẢN HỒ CHÍ MINH
BAN CHẤP HÀNH TP. HỒ CHÍ MINH
----------------------

CÔNG TRÌNH DỰ THI
GIẢI THƢỞNG SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC EURÉKA
LẦN THỨ XIX NĂM 2017

TÊN CÔNG TRÌNH: NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ THÍCH HỢP TÁI SỬ
DỤNG NƢỚC THẢI DỆT NHUỘM SAU XỬ LÝ LÀM NGUỒN CẤP NƢỚC
CHO SẢN XUẤT. NGHIÊN CỨU ĐIỂN HÌNH TẠI CÔNG TY TNHH
SAMIL VINA - KCN LONG THÀNH - TAM AN - LONG THÀNH - ĐỒNG
NAI

LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU: Tài nguyên Và Môi trường
CHUYÊN NGÀNH: Kỹ thuật môi trường

Mã số công trình: …………………………….


i

MỤC LỤC
MỤC LỤC ........................................................................................................................ i
DANH MỤC BẢNG......................................................................................................iii
DANH MỤC HÌNH....................................................................................................... iv
DANH MỤC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ ................................................................................. v
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................. vi
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
1. ĐẶT VẤN ĐỀ ......................................................................................................... 1
2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU .................................................................................. 2

2.1. Mục tiêu tổng quát............................................................................................. 2
2.2. Mục tiêu cụ thể .................................................................................................. 2
3. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ..................................................... 2
4. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN .......................................................... 3
4.1. Ý nghĩa khoa học ............................................................................................. 3
4.2. Ý nghĩa thực tiễn ............................................................................................... 3
5. TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI...................................................................................... 3
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN ......................................................................................... 4
1.1. Tổng quan về công ty dệt nhuộm và công ty xử lý nước thải dệt nhuộm............ 4
1.1.1. Tổng quan công ty TNHH SAMIL VINA ..................................................... 4
1.1.2. Công ty TNHH Hóa chất và Môi trường Vũ Hoàng ..................................... 4
1.2. Tổng quan công nghệ dệt nhuộm.......................................................................... 5
1.2.1. Đặc điểm về nghành dệt nhuộm..................................................................... 5
1.2.2. Các loại nguyên liệu của nghành dệt nhuộm ................................................. 7
1.2.3. Quy trình công nghệ sản xuất tổng quát ........................................................ 7
1.2.4. Các phương diện môi trường của in ............................................................ 12
1.3. Đặc điểm nước thải dệt nhuộm ........................................................................... 14
1.3.1. Nguồn phát sinh nước thải ........................................................................... 14
1.3.2. Thành phần tính chất nước thải dệt nhuộm ................................................. 15
1.3.3. Ảnh hưởng của nước thải dệt nhuộm đến môi trường................................. 16
1.4. Một số phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm ............................................... 17
1.4.1. Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học .................................................. 17
1.4.2. Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học ................................................ 18


ii
1.4.3. Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý .................................................. 18
1.4.4. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học ............................................... 18
1.4.5. Xử lý nước thải bằng phương pháp hấp phụ ............................................... 18
1.5. Sơ lược về than hoạt tính .................................................................................... 24

1.6. Tổng quan tình hình tái sử dụng nước ................................................................ 28
1.7. Các công trình nghiên cứu tái sử dụng nước thải ............................................... 35
1.7. Giới thiệu về công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm tại công ty Vina Samil .... 38
CHƢƠNG 2: NỘI DUNG, VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .... 43
2.1. Nội dung nghiên cứu ........................................................................................... 43
2.2. Vật liệu nghiên cứu ............................................................................................. 43
2.2.1. Thiết bị và vật liệu nghiên cứu..................................................................... 43
2.3. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................... 45
2.3.1. Phương pháp phân tích tổng hợp tài liệu ..................................................... 45
2.3.2. Phương pháp phân tích thông số lý, hóa ...................................................... 45
2.3.3. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm ........................................................ 45
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ - THẢO LUẬN.................................................................. 57
3.1. Kết quả ................................................................................................................ 57
a. Thí nghiệm 1 ....................................................................................................... 57
b. Thí nghiệm 2....................................................................................................... 59
c. Thí nghiệm 3 ....................................................................................................... 60
d. Thí nghiệm 4....................................................................................................... 61
e. Thí nghiệm 5 ....................................................................................................... 63
3.2. Đánh giá khả năng ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý ............................................. 64
3.2.1. Ảnh hưởng của than hoạt tính đến cân bằng hấp phụ ................................. 65
3.2.2. Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich .............................................. 66
3.2.3.Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ.................................................... 68
3.2.4. Ảnh hưởng của phương pháp hóa lý đến hiệu quả hấp phụ ........................ 69
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................... 71
1. KẾT LUẬN ........................................................................................................... 71
2. KIẾN NGHỊ .......................................................................................................... 75
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 76
PHỤ LỤC

iii

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Các loại thuốc nhuộm phổ biến ...................................................................... 5
Bảng 1.2: Thống kê lưu lượng nước thải qua các giai đoạn ........................................... 6
Bảng 1.3: Đặc tính nước thải qua các công đoạn .......................................................... 14
Bảng 1.4: Tính chất đầu vào nước thải dệt nhuộm của công ty TNHH SAMIL VINA
........................................................................................................................................ 16
Bảng 2.1: Danh mục cần thiết cho quá trình nghiên cứu .............................................. 44
Bảng 2.2: Danh mục hóa chất cần thiết cho nghiên cứu ............................................... 44
Bảng 2.3: Thứ tự cho hóa chất thí nghiệm .................................................................... 49
Bảng 2.4: Kết quả chạy mô hình lọc ............................................................................. 55
Bảng 3.1: Thí nghiệm thăm dò khoảng giá trị than 0.4% ............................................. 57
Bảng 3.2: Kết quả thăm dò khoảng giá trị than 0.4% ................................................... 58
Bảng 3.3: Thí nghiệm thăm dò giá trị pH tối ưu ........................................................... 59
Bảng 3.4: Thí nghiệm thăm dò thời gian hấp phụ tối ưu .............................................. 60
Bảng 3.5: Thí nghiệm thăm dò giá trị PAC 5% tối ưu .................................................. 61
Bảng 3.6: Kết quả thăm dò lượng PAC ......................................................................... 62
Bảng 3.7: Thí nghiệm thăm giò giá trị Polymer 0.05% tối ưu...................................... 63
Bảng 3.8: Kết quả thí nghiệm lượng than ảnh hưởng đến cân bằng hấp phụ ............... 65
Bảng 3.9: Bảng số liệu dựng đường đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich ........................... 66
Bảng 3.10: Kết quả thăm dò giá trị pH tối ưu ............................................................... 68
Bảng 3.11: Biểu diễn kết quả rút ra các giá trị Polymer 0.05% tối ưu ......................... 69


iv

DANH MỤC HÌNH
Hình 1: Sơ đồ sang sợi và dệt vải .................................................................................... 8

Hình 2: Sơ đồ công nghệ dệt nhuộm ............................................................................... 9
Hình 3: Than hoạt tính ................................................................................................... 25
Hình 4: Than hoạt tính dạng bột .................................................................................... 26
Hình 5: Gốc OH – Phản ứng phá hủy các chất ô nhiễm hữu cơ trong nước ................ 29
Hình 6: Cấu trúc màng lọc trong công nghệ màng ....................................................... 30
Hình 7: Tiến sĩ Trần Minh Chí – nguyên Viện trưởng Viện Kỹ thuật nhiệt đới và bảo
vệ môi trường TP.HCM ................................................................................................. 34
Hình 8: Sơ đồ công nghệ xử lý của công ty SAMIL VIN ............................................ 38
Hình 9: Các cốc 1000ml chứa nước thải ....................................................................... 50
Hình 10: Châm than vào cốc ......................................................................................... 50
Hình 11: Châm H2SO4 10% vào cốc ............................................................................. 51
Hình 12: Khuấy Jatest .................................................................................................... 51
Hình 13: Châm PAC 5% ................................................................................................ 52
Hình 14: Châm Polymer A ............................................................................................ 53
Hình 15: Khuấy Jatest .................................................................................................... 53
Hình 16: Lắng ................................................................................................................ 54
Hình 17: Nước lắng được cho vào chai đựng và đi kiểm nghiệm ................................ 54


v

DANH MỤC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ
Đồ thị 1: Tình hình tái sử dụng nước trên toàn cầu (EPA,2012) .................................. 31
Đồ thị 2: Số lượng sáng chế đăng ký bảo hộ về xử lý và tái sử dụng nước thải công
nghiệp theo thời gian...................................................................................................... 32
Đồ thị 3: Tỉ lệ các hướng nghiên cứu về xử lý nước thải công nghiệp theo chỉ số phân
loại sáng chế quốc tế IPC ............................................................................................... 33
Đồ thị 4: Đồ thị biểu diễn các giá trị than ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý .................... 57
Đồ thị 5: Đồ thị biểu diễn kết quả rút ra các giá trị than tối ưu .................................... 58
Đồ thị 6: Đồ thị biểu diễn các giá trị pH ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý ...................... 59

Đồ thị 7: Đồ thị biểu diễn thời gian ảnh hưởng đến hiệu quả hấp phụ ......................... 60
Đồ thị 8: Đồ thị biểu diễn giá trị PAC 5% ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý ................... 62
Đồ thị 9: Đồ thị biểu diễn kết quả rút ra các giá trị PAC 5% ảnh hưởng đến hiệu quả
xử lý ................................................................................................................................ 63
Đồ thị 10: Đồ thị biểu diễn kết quả rút ra các giá trị Polymer 0.05% ảnh hưởng đến
hiệu quả xử lý ................................................................................................................. 64
Đồ thị 11: Đồ thị biểu diễn liên hệ giữa lượng than và hiệu suất hấp phụ ................... 66
Đồ thị 12: Đồ thị biểu diễn phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich ................... 67
Đồ thị 13: Đồ thị biểu thị phương trình hấp phụ đẳng nhiệt ở dạng tuyến tính ........... 67
Đồ thị 14: Đồ thị biểu diễn kết quả rút ra các giá trị pH tối ưu .................................... 68
Đồ thị 15: Đồ thị biểu diễn kết quả rút ra các giá trị Polymer 0.05% tối ưu ................ 69


vi

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
TSD: Tái sử dụng
CSDL: Cơ sở dữ liệu
SC: Sáng chế
COD: Nhu cầu oxy hóa học
DO: Nồng độ oxy hòa tan trong nước
TSS: Tổng chất rắn lơ lửng
KCN: Khu công nghiệp
Khu CX&CN: Khu chế xuất và công nghiệp
BYT: Bộ y tế
PAC: poly-aluminum chloride là một dạng chất keo tụ
TNHH: Trách nhiệm hữu hạn
TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam

1

MỞ ĐẦU
1.ĐẶT VẤN ĐỀ
Với nền kinh tế phát triển và dân số tăng nhanh dẫn đến phát sinh rất nhiều hệ lụy
liên quan như tình trạng ô nhiễm môi trường ngày càng trầm trọng. Ô nhiễm xuất hiện
ở nhiều nơi cả trong môi trường đất, nước và không khí. Một trong những hình thức
phổ biến nhất và dễ nhận thấy nhất đó là ô nhiễm nước. Một trong những vấn đề đặt ra
cho các nước đang phát triển trong đó có Việt Nam là cải thiện môi trường nước ô
nhiễm do các chất độc hại do nền công nghiệp tạo ra. Điển hình như các nghành công
nghiệp cao su, hóa chất, công nghiệp thực phẩm, thuốc bảo vệ thực vật, y dược, luyện
kim, xi mạ, giấy, đặc biệt là nghành dệt nhuộm đang phát triển mạnh mẽ và chiếm kim
ngạch xuất khẩu lớn của Việt Nam [1].
Sản xuất mang lại cho ta nhiều lợi ích tạo ra nhiều sản phẩm để đáp ứng nhu cầu
của mỗi con người. Thế nhưng theo định luật bảo toàn vật chất thì đi kèm sản phẩm
luôn có chất thải. Chất thải đặt biệt tôi muốn nhắc đến đó là nước. Sau mỗi quá trình
sản xuất thì luôn luôn sản sinh ra nước thải. Nước thải ở mỗi loại hình sản xuất thì có
tính chất khác nhau nên việc xử lý rất khó khăn. Mà nước ta đang phải gặp nhiều vấn
đề về nước sạch nên việc cung cấp nước bị hạn chế mỗi khu công nghiệp thì có quy
chuẩn cấp nước riêng gây ảnh hưởng không nhỏ đến năng xuất sản phẩm. Vì thế việc
hoàn lưu nước thải được xem là mối giải nguy hàng đầu. Và đặc biệt trong những năm
gần đây phát triển kinh tế gắn với bảo vệ môi trường là chủ đề tập trung sự quan tâm
của nhiều nước trên thế giới. Một trong những vấn đề đặt ra cho các nước đang phát
triển trong đó có Việt Nam là cải thiện môi trường ô nhiễm từ các chất độc hại do nền
công nghiệp tạo ra. Điển hình như các ngành công nghiệp cao su, hóa chất, công
nghiệp thực phẩm, thuốc bảo vệ thực vật, y dược, luyện kim, xi mạ, giấy... đặc biệt là
ngành dệt nhuộm đang phát triển mạnh mẽ và chiếm kiêm ngạch xuất khẩu cao của
Việt Nam.
Với nhu cầu sử dụng nước khá lớn (12-65 l/m vải, tùy theo từng giai đoạn mà
lượng nước thải trung bình khoảng 50 – 250 m3/ tấn vải. Với đặc tính sử dụng nhiều

loại thuốc nhuộm khác nhau nên nước thải ngành dệt nhuộm cũng vô cùng phức tạp,


2
các thông số thay đổi liên tục tùy theo giai đoạn sản xuất. Vì vậy không chỉ giảm thiểu
đến mức tối đa lượng nước thải, chúng ta còn phải đề xuất các giải pháp tái sử dụng
nước thải nhằm tiết kiệm nguồn nước quý giá đang ngày càng cạn kiệt hiện nay.
Đây cũng chính là lý do khiến nhóm tác giả thực hiện đề tài “ Nghiên cứu công
nghệ thích hợp tái sử dụng nước thải dệt nhuộm sau xử lý làm nguồn cấp nước cho
sản xuất. Nghiên cứu điển hình tại công ty TNHH SAMIL VINA – KCN Long
Thành – Tam An – Long Thành – Đồng Nai”.
2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
2.1. Mục tiêu tổng quát
Nghiên cứu được công nghệ thích hợp nhất để tái sử dụng nước thải dệt nhuộm sau
xử lý làm nguồn cấp nước trong khâu giặt.
2.2. Mục tiêu cụ thể
Xác định các giá trị tối ưu cho các thí nghiệm phản ứng xử lý nước thải sau xử lý
của than hoạt tính.
Đánh giá khả năng xử lý của than hoạt tính đối với nước thải dệt nhuộm sau xử lý.
3. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
- Đối tượng nghiên cứu của đề tài này là nước thải sau xử lý của công ty TNHH
SAMIL VINA – KCN Long Thành – Tam An – Long Thành – Đồng Nai.
- Các chỉ tiêu phân tích: pH, COD, Độ màu, Mùi vị, Amoni (NH4), Độ cứng, Sắt,
Clorua, Asen, Florua, Clo dư, Độ đục.
- Thời gian nghiên cứu: Từ tháng 02/2017 đến tháng 05/2017
- Địa điểm nghiên cứu: Phòng thí nghiệm khoa Công nghệ sinh học – Thực phẩm –
Môi trường tại trường Đại học Công nghệ TP.HCM.


3

4. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
4.1. Ý nghĩa khoa học
- Xác định được các giá trị tối ưu cho các thí nghiệm phản ứng xử lý nước thải
sau xử lý của than hoạt tính
- Đánh giá được khả năng xử lý của than hoạt tính đối với nước thải dệt nhuộm sau
xử lý
4.2 Ý nghĩa thực tiễn
- Đề xuất được công nghệ xử lý nước thải đáp ứng yêu cầu làm nguồn cấp nước
cho sản xuất tại công ty.
5. TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI
- Nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm của các nhà máy dệt nhuộm đạt chuẩn xả thải
là hướng của nhiều đề tài trong và ngoài nước. Nhưng việc nghiên cứu tái sử dụng
nước thải làm nguồn cấp nước cho sản xuất thì đang còn hạn chế ở Việt Nam.


4

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về công ty dệt nhuộm và công ty xử lý nƣớc thải dệt nhuộm [2]
1.1.1. Tổng quan công ty TNHH SAMIL VINA
Tên công ty: Công ty TNHH SAMIL VINA
Địa chỉ: KCN Long Thành – Tam An – Long Thành – Đồng Nai
Đại diện công ty: Ông Lee Kang Yeol
Chức vụ: Tổng giám đốc
Cán bộ phụ trách môi trường: Ông Phạm Đình Công
Nghành nghề sản xuất, kinh doanh: Se sợi, dệt vải và gia công hoàn tất vải thành
phẩm xuất khẩu
Tổng diện tích: 147,1715 m2, trong đó diện tích đang sử dụng là 127,1715 m2
Diện tích trồng cây xanh, thảm cỏ: 19.082,2 m2

Khu xử lý nước thải với tổng diện tích khoảng 9.000 m2 trong đó 2.000 m2 dự
phòng với khoảng 1.350 m2 là diện tích cây xanh.
1.1.2. Công ty TNHH Hóa chất và Môi trƣờng Vũ Hoàng
Tên công ty: Công ty TNHH Hóa chất và Môi trường Vũ Hoàng
Địa chỉ:
- Trụ sở chính: Lô 109, đường số 5, khu CX & CN Linh Trung III – Trảng Bàng –
Tây Ninh
- Văn phòng đại diện: 980 Kha Vạn Cân – Phường Linh Chiểu – Thủ Đức – Thành
phố Hồ Chí Minh
Đại diện công ty: Ông Vũ Văn Hoàng


5
Chức vụ: Giám đốc
Cán bộ phụ trách môi trường: Ông Phan Minh Hiệp
Lĩnh vực hoạt động:
- Sản xuất, kinh doanh hóa chất sử dụng trong lĩnh vực môi trường
- Tư vấn các thủ tục về môi trường, thực hiện ĐTM, BCGS…
- Tư vấn, thiết kế, xây dựng trạm xử lý nước cấp, nước thải sản xuất và công
nghiệp
- Nhận vận hành thuê trạm xử lý nước thải công nghiệp
- Có chức năng quản lý chất thải nguy hại tại vùng Duyên hải Nam Trung Bộ, Tây
Nguyên, Đông Nam Bộ và Đồng Bằng Sông Cửu Long.
1.2. Tổng quan công nghệ dệt nhuộm
1.2.1. Đặt điểm về nghành dệt nhuộm
1.2.1.1. Hóa chất
Cùng với sự phát triển của đất nước, nghành công nghệ dệt nhuộm cũng có nhiều
thay đổi, bên cạnh những nhà máy xí nghiệp quốc doanh, ngày càng có nhiều xí
nghiệp mới ra đời. Kết quả khảo sát cho thấy hầu hết các nhà máy đều nhập thiết bị,
hóa chất từ nhiều nước khác nhau:

- Thiết bị: Mỹ, Đức, Nhật, Ba Lan, Ấn Độ, Đài Loan…
- Thuốc nhuộm: Nhật, Đức, Thụy Sĩ, Anh…
- Hóa chất cơ bản: Trung Quốc, Ấn Độ, Đài Loan, Việt Nam…
Bảng 1.1: Các loại thuốc nhuộm phổ biến [2]
Loại thuốc nhuộm
Tên tiếng việt

Tên tiếng anh

Trực tiếp

Direct

Các loại sản phẩm thường
gặp
Dipheryl, Sirius, Porazol,
Choramin…


6
Acid

Acid

Eriosin, Irganol,
Carbolan…

Bazo

Basic

Malachite, Auramine,
Rhodamine…

Hoạt tính

Reative

Procion, Cibaron…

Lưu huỳnh

Sulphur

Thionol, Pyrogene,
Immedia…

Phân tán

Dosperse

Foron, Eaman, Synten…

pitment

pitment

Oritex, Poloprint,
Acronym…

Hoàn nguyên không tan

Vat dyes

Indanthrene, Caledon,
Durindone…

Hoàn nguyên tan

Lindigosol

Solazon, Cubosol,
Anthrasol…

1.2.1.2. Nhu cầu sử dụng nước và nước thải [2]
Công nghệ dệt nhuộm sử dụng nước khá lớn từ 12 – 65 lít nước cho 1 mét vải và
được phân bố như sau:
- Sản xuất hơi nước:

: 5,3%

- Làm mát thiết bị:

: 6,4%

- Phun mù và khử bụi trong các phân xưởng

: 7,8%

- Nước dùng trong các giai đoạn công nghệ:

: 72,3%

- Nước về sinh và sinh hoạt

: 7,6%

- Cứu hỏa và việc khác:

: 0,6%

Bảng 1.2: Thống kê lưu lượng nước thải qua các giai đoạn
Loại hàng

Giai đoạn

Lƣợng nƣớc thải
(m3/tấn)

Len nhuộm

Dệt thoi (xử lý sơ bộ và nhuộm)

100 – 250

Vải bông

Nhuộm, dệt thoi

80 – 240

7

Vải bông in hoa

Vải bông in hoa
Chăn len từ sợi
polyacrylonitrit

Hồ sợi

0,02

Nấu, giũ hồ, tẩy

30 – 120

Nhuộm

50 - 120

Dệt thoi

65 – 280

Hồ sợi

0,02

Nấu, giũ hồ, tẩy

30 – 120

Nhuộm

50 – 120

In, sấy

5 – 20

Giặt

30 – 140

Nhuộm sợi

30 – 80

Giặt sau dệt

10 – 70

Vải trắng từ polyacrylonitrit

20 - 60

1.2.2. Các loại nguyên liệu của nghành dệt nhuộm
Nguyên liệu cho các nghành dệt nhuộm chủ yếu là các loại sợi tự nhiên (sợi

Cotton), sợi tổng hợp (sợi Poly Ester) và sợi pha, trong đó:
- Sợi Cotton (Co): Được kéo từ sợi bông vải có đặc tính hút ẩm cao, xốp, bền trong
môi trường kiềm, phân hủy trong môi trường acid. Vải dệt từ loại sợi này thích hợp
cho khí hậu nóng mùa hè. Tuy nhiên sợi còn lẫn nhiều sợi tạp chất như sáp, mày lông
và dễ nhăn.
- Sợi tổng hợp (PE): Là sợi hóa học dạng cao phân tử được tạo thành từ quá trình
tổng hợp chất hữu cơ. Nó có đặc tính là hút ẩm kém, cứng, bền ở trạng thái ướt.
- Sợi pha (Sợi PE kết hợp với Co): Sợi pha này khi tạo thành sẽ khắc phục được
những nhược điểm của sợi tổng hợp và sợi tự nhiên.


8
1.2.3. Quy trình công nghệ sản xuất tổng quát
1.2.3.1. Sang sợi và dệt vải
SANG SỢI

SE SỢI

DỆT VẢI

NHUỘM

Sợi thô

Sợi poly, cotton

Sợi

Vải dệt xám

Sang 2 sợi đi
song song

Đánh sợi

Dệt

Xử lý trước
khi nhuộm

Đánh sợi

Kiểm tra
Nhuộm

Sợi thô
Đánh sợi

Vải

Đánh sợi

Xử lý sau
khi nhuộm

Kiểm tra

Đóng gói

Hình 1: Sơ đồ sang sợi và dệt vải

Quy trình:


Chuẩn bị nguyên liệu



Làm sạch nguyên liệu

Nguyên liệu thường được đóng dưới dạng các kiện bông thô, chứa các sợi bông có
kích thước khác nhau cùng với các tạp chất tự nhiên như: bụi, đất…Nguyên liệu bông
thô được đánh tung, làm sạch và trộn đều. Sau quá trình làm sạch bông tồn tại dưới
dạng các tấm bông phẳng đều.


Chải

Các bông sợi được chải song song tạo thành sợi thô


Kéo sợi thành ống, se sợi


9
Kéo sợi thô để giảm kích thước sợi, tăng độ bền, quấn sợi vào các ống sợi thích
hợp cho việc dệt vải sợi con trong các ống nhỏ được đánh ống thành các quả to để
chuẩn bị dệt vải. Mắc sợi là dồn các quả ống để chuẩn bị cho công đoạn hồ sợi.
 Hồ sợi
Hồ sợi bằng hồ tinh bột và hồ biến tinh để tạo màng hồ bao quanh sợi, tăng độ bền,
trơn và độ bóng của sợi để có thể tiến hành dệt vải. Ngoài ra còn dùng các loại hồ

nhân tạo như polyvinlalol ( PVA), polyacrylat.
1.2.3.2. Công nghệ dệt nhuộm đơn giản
Vải
Enzym, NaOH

Nước thải chưa hồ tinh bột,
NAOH

Giũ hồ

NaOH, Hóa chất, hơi nước

Nấu

Nước thải

Xử lý acid, giặt

Nước thải

Tẩy trắng

Nước thải

Giặt

Nước thải

Làm bóng

Nước thải

Nhuộm, in hoa

Nước thải

Chất tẩy giặt,
H2SO4, H2O2

Giặt

Nước thải

Hơi nước, hóa chất

Hoàn tất, văng
khổ

Nước thải

H2S04, chất tẩy giặt, nước
H2O2, NaOCl
H2SO4, chất tẩy giặt

Hóa chất, NaOH
Dung dịch nhuộm

Sản phẩm

Hình 2: Sơ đồ công nghệ dệt nhuộm

10


Chuẩn bị nhuộm

Đây là công đoạn tiền xử lý và quyết định các quá trình nhuộm về sau. Vải mộc
được tiền xử lý tốt mới đảm bảo được độ trắng cần thiết, đảm bảo cho thuốc nhuộm
bám đều lên mặt vải và giữ được độ bền trên đó. Các công đoạn chuẩn bị nhuộm bao
gồm: đốt lông, rũ hồ, màu tẩy.


Rũ hồ

Các loại vải mộc xuất ra khỏi phân xưởng dệt mang nhiều tạp chất thiên nhiên của
sợi bông, vải còn mang nhiều bụi, dầu mỡ, lượng hồ đáng kể trong quá trình dệt. Dó
đó, mục đích của rũ hồ là dùng một số loại hóa chất hủy bỏ lớp hồ này. Người ta
thường dùng acid loãng như: acid sunfuric 0.5, bazo loãng, men vi sinh vật, muối, các
chất ngấm. Vải sau khi rũ hồ được giặt bằng nước, xả phòng, chất ngấm rồi đưa sang
nấu tẩy.


Nấu vải

Mục đích của nấu vải là loại trừ phần hồ còn lại và các tạp chất thiên nhiên của xơ
sợi như: dầu, mỡ sáp…Sau khi nấu vải có độ mao dẫn và khả năng thấm ướt cao, hấp
thụ hóa chất – thuốc nhuộm cao hơn, vải mềm mại và đẹp hơn. Vải được nấu trong
dung dịch kiềm và các chất tẩy giặt ở áp suất cao (2 – 3 at) và nhiệt độ cao.


Tẩy trắng

Công đoạn này dùng để tẩy màu tự nhiên của vải, làm sạch các chất bẩn, làm cho
vải có độ trắng theo yêu cầu. Các hóa chất thường sử dụng: Natriclorit ( NaClO2),
natri hypocloric (NaClO), NaHSO4… Và các chất phụ trợ như: Na2SiO3, Slovapon N.


Công đoạn nhuộm

Mục đích là tạo ra những màu sắc khác nhau của vải. Để nhuộm vải được người ta
sử dụng chủ yếu các loại thuốc nhuộm tổng hợp cùng với các chất trợ nhuộm để tạo
sự gắn màu của vải. Phần thuốc nhuộm như không gắn vào vải mà theo dòng nước
thải đi ra, phần thuốc thải này phụ thuộc vào nhiều yếu tố như công nghệ, loại vải, độ
màu yêu cầu…
Khi nhuộm vải thì quá trình nhuộm vải xảy ra theo 4 bước:


11
- Di chuyển các phân tử thuốc nhuộm đến bề mặt sợi
- Gắn màu vào bề mặt sợi
- Khuếch tán màu vào bề mặt sợi, quá trình này xảy ra chậm hơn so với quá trình
trên
- Cố định màu vào sợi
Để tăng hiệu quả quá trình nhuộm, các loại hóa chất sử dụng để phụ trợ cho
quá trình nhuộm như các loại acid H2SO4, CH3COOH, các muối Natri Sunfat,
muối Amoni, các chất cầm màu như Syntephix, Timofix.
Sau đây là một số thuốc nhuộm:
-

Pigment: Là một số thuốc nhuộm hữu cơ không hòa tan và một số chất vô cơ

có màu như các bôxít và muối kim loại. Thông thường pigment được dùng trong
in hoa
- Thuốc nhuộm Azo: Loại thuốc nhuộm này hiện nay đang được sản xuất rất
nhiều, chiếm trên 50% lượng thuốc nhuộm. Đây là loại thuốc nhuộm có chứa
một hay nhiều nhóm Azo: -N=N-. Thường có các loại sau:
-

Thuốc nhuộm phân tán: là những hợp chất màu, không tan trong nước nên

thường nhuộm cho loại sợi tổng hợp ghét nước.
-

Thuốc nhuộm hoàn nguyên: là những hợp chất màu hữu cơ không tan trong

nước, có dạng R=C=O. Khi bị khử sẽ tan mạnh trong kiềm và hấp thụ mạnh vào sợi,
loại thuốc này cũng dễ bị thủy phân và oxy hóa về dạng không tan ban đầu.
-

Thuốc nhuộm bazo: là những hợp chất màu có cấu tạo khác nhau, hầu hết là

các muối clorua, oxalate hoặc muối kép của các bazo hữu cơ. Khi acid hòa tan, chúng
phân ly thành các cation mang màu và anion không mang màu.
-

Thuốc nhuộm acid: Khi hòa tan trong nước, bắt màu vào xơ trong môi

trường acid. Thuốc này thường dùng để nhuộm len và nhuộm trực tiếp (là những hợp
chất màu hòa tan trong nước, có khả năng tự bắt màu vào xơ xenlulozo nhờ các lực

hấp phụ trong môi trường trung tính hoặc kiềm).
-

Thuốc nhuộm hoạt tính: Là những hợp chất màu mà trong phân tử có chứa

các nhóm nguyên tử có thể thực hiện các mối liên kết hóa trị với xơ.


12
Thuốc nhuộm lưu huỳnh: Là những hợp chất màu không tan trong nước và

-

một số dung môi hữu cơ nhưng tan trong môi trường kiềm. Chúng được sử dụng rộng
rãi trong công nghiệp dệt để nhuộm vải từ xơ xenlulo, không nhuộm được len và tơ
tằm vì dung dịch nhuộm có tính kiềm mạnh.
Chất tẩy trắng quang học là những hợp chất hữu cơ trung tính, không màu

-

hoặc có màu vàng nhạt, có ái lực với xơ. Đặc điểm của chúng là khi nằm trên xơ sợi,
chúng có khả năng hấp thụ một số tia trong miền tử ngoại của quang phổ và phản xạ
tia xanh lam và tia tím.


In hoa trên sản phẩm nhuộm

In hoa tạo ra các hoa văn có một hay nhiều màu trên nền vải trắng hoặc vải màu
bằng hồ in.
Hồ in là một loại thuốc nhuộm ở dạng hòa tan hay pigment dung môi. Các loại

thuốc nhuộm dùng cho in hoa như pigment, hoạt tính, hoàn nguyên, azo không tan và
indigozol. Hồ in có nhiều loại như hồ tinh bột, dextrin, hồ liganit natri, hồ nhũ tương
hay hồ nhũ hóa tổng hợp.
 Giặt
Sau khi nhuộm và in vải được giặt nóng và lạnh nhiều lần để loại bỏ tạp chất hay
thuốc nhuộm, in dư trên vải.
- Đối với thuốc nhuộm hoạt tính: 4 lần
- Đối với thuốc nhuộm pigment: 2 lần
- Đối với thuốc nhuộm phân tán: 2 lần
Công đoạn văng khổ hoàn tất:
Văng khổ hay hoàn tất vải với mục địch ổn định kích thước vải, chống nhàu và ổn
định nhiệt, trong đó sử dụng một số hóa chất chống nhàu, chất làm mềm và hóa chất
như metylit, acid acetic, formaldehyt…
1.2.4. Các phƣơng diện môi trƣờng của in
Các thành phần chính của bột in nhão bao gồm chất màu tinh lọc (thuốc nhuộm,
thuốc màu), chẩt làm đặc, và trong in bằng bột màu là chết kết dính.


13
Các chất gây ô nhiễm chính liên quan đến quy trình in là việc phát thải hợp chất
hữu cơ dễ bay hơi (VOC) từ các dung môi của bột in nhão. Chúng có thể là dung dịch
nước, hữu cơ (cồn khoáng) hoặc cả hai. Nồng độ dung môi trong bột in nhão có thể
thay đổi từ 0 đến 60% khối lượng. U rê, được sử dụng như chất hướng nước, là một
trong những chất gây ô nhiễm nhất, góp phần vào nồng độ nitơ trong nước thải và vào
amoniac trong khí thải vì nó phân hủy trong quá trình sấy khô và in (phản ứng biuret).
Ngoại trừ in bằng bột màu và in chuyển nhiệt, công đoạn giặt là cần thiết để loại bỏ
màu không cố định trên vải.
Các chất gây ô nhiễm chính trong in bằng bột màu là các dầu khoáng (spirit trắng)
từ chất làm đặc và methanol và formaldehyde từ nhựa melamine/các chất cố định.
Những chất này có thể được thải ra ở mức độ lên đến 10g C ở hữu cơ/kg vải dệt

(khoảng 500mg C hữu cơ/m3).
Thành phần mực in
Mực in là dạng hỗn hợp huyền phù gồm các thành phần chính: Chất liên kết, chất
tạo màu, dung môi, ngoài ra còn có các chất phụ gia nhằm điều chỉnh các tính chất
khác nhau của mực như độ nhớt, độ dính tốc độ khô, độ pH… Công thức mực khác
nhau quyết định bởi công nghệ in khác nhau.
Nguyên liệu chính cho sản xuất mực in bao gồm bột màu, chất kết dính, dung môi
và các chất phụ gia.
Bột màu
Bột màu tạo sắc cho mực in
Nhựa
Liên kết các thành phần trong mực in và giúp mực được bám chắc vào bề mặt được
in
Dung môi
Tạo dòng chảy và giúp mực truyền lên bề mặt vật liệu in
Phụ gia
Cải thiện các tính chất cần thiết cho mực in


14
Màu
Là những hợp chất có khả năng tạo màu cho các vật khác, bao gồm bột màu
(pigment) và thuốc nhuộm (dye).
Bột màu gồm hai loại hữu cơ và vô cơ. Bột màu vô cơ được làm từ các khoáng tự
nhiên, trong khi loại hữu cơ được làm từ các hợp chất hóa học nhân tạo. Hạt bộ màu
khi được tạo ra có kích thước rất nhỏ khoảng 0,01-0,05 µm, tuy nhiên chúng có
khuynh hướng liên kết với nhau tạo thành khối bột màu có kích thước lớn hơn khoảng
50-100 µm. Trong quá trình sản xuất mực in, các khối bột màu được phân tán, nghiền
nhằm phá vỡ liên kết của khối bột màu và kết quả là các phần tử nhỏ hơn được tạo
thành kích thước nhỏ nhất có thể để cho lực màu tốt nhất cũng như gia tăng tính trong

suốt của mực.
1.3. Đặc điểm nƣớc thải dệt nhuộm
1.3.1. Nguồn gốc phát sinh nƣớc thải
Nước thải dệt nhuộm phát sinh từ các công đoạn sau:
- Nước thải từ quá trình pha chế chất tạo màu
- Nước thải từ quá trình xả nóng, xả lạnh, hồ in
- Nước thải từ quá trình dệt nhuộm, in
- Nước thải từ quá trình vệ sinh máy móc, thiết bị sau in
Bảng 1.3: Đặc tính nước thải qua các công đoạn [2]
Công đoạn
Hồ sợi, giũ hồ

Nấu, tẩy

Chất ô nhiễm trong nƣớc thải
Tinh bột, Glucozo, Carboxy metyl,
xenlulozo, nhựa, chất béo, sáp…
NaOH, chất sáp, dầu mỡ, soda, xơ,
sợi vụn…

Đặc tính nƣớc thải
BOD, COD cao

pH cao, COD, BOD cao

Tẩy trắng

Hợp chất chứa clo, NaOH, H2O2…

pH cao, BOD thấp

Làm bóng

NaOH, tạp chất…

pH cao, BOD thấp

Nhuộm

Các loại thuốc nhuộm, thuốc trợ

Độ màu rất cao, TSS cao,


15
nhuộm, các muối kim loại…
In

Chất màu, tinh bột, muối kim loại…

Hoàn thiện

Vệt tinh bột, muối…

BOD, COD trung bình
Độ màu cao, BOD, COD
cao
Kiềm nhẹ

Các loại thuốc nhuộm, in được đặc biệt quan tâm vì chúng thường là nguồn sinh ra

các kim loại, muối và màu trong nước thải. Các chất hồ vải với lượng BOD, COD cao
và các chất hoạt động bề mặt là nguyên nhân chính gây ra tính độc cho thủy sinh của
nước thải dệt nhuộm.
1.3.2. Thành phần tính chất nƣớc thải dệt nhuộm
Tính chất nước thải giữ vai trò quan trọng trong thiết kế, vận hành hệ thống xử lý
và quản lý chất lượng môi trường. Sự dao động về lưu lượng và tính chất nước thải
quyết định tải trọng thiết kế cho các công trình đơn vị.
Nước thải dệt nhuộm sẽ khác nhau khi sử dụng các loại nguyên liệu khác nhau.
Điều này rất quan trọng trong việc xử lý nước thải dệt nhuộm.
Các chất ô nhiễm chính trong nước thải của công đoạn mực in là nhựa hòa tan của
acrylic, nhóm màu sắc hữu cơ, các bazơ phân tán cao phân tử và phenyl. Hơn nữa,
nhựa acrylic là thành phần chính của COD trong Nước thải, chiếm hơn 80%.
Hóa chất sử dụng: hồ tinh bột, H2SO4, CH3COOH, NaOH, NaOCl, H2O2, Na2CO3,
Na2SO3…Các loại thuốc nhuộm, các chất trơ, chất ngấm, chất cầm màu, chất tẩy
giặt…
Thành phần nước thải phụ thuộc vào: đặc tính của vật liệu nhuộm, bản chất của
thuốc nhuộm, in các chất phụ trợ và các hóa chất khác được sử dụng.


16
Bảng 1.4: Tính chất đầu vào nước thải dệt nhuộm của công ty TNHH SAMIL VINA
[2]
Chỉ tiêu

Đơn vị

Sản phẩm
Nước thải

m3/tấn vải

pH

1

2

3

4

Hàng bông Hàng pha
dệt thoi
dệt kim

Dệt len

Sợi (poly, cotton)

394

264

114

236

8 - 11

9 - 10

9

9 – 11

TSS

mg/l

400 - 1000

950 - 1380

420

800 – 1300

BOD5

mg/l

70 - 135

120 - 400

120 - 130

90 – 130

COD

mg/l

150 - 380

570 - 1200

400 - 450

210 – 230

Pt - Co

350 - 600

1000 - 1600

260 - 300

Độ màu

1.3.3. Ảnh hƣởng của nƣớc thải dệt nhuộm đến môi trƣờng
Với nhiều loại hóa chất sử dụng cho ngành dệt nhuộm thì khi thải ra nguồn tiếp
nhận, nhất là ra các sông ngòi, ao hồ sẽ gây độc cho các loài thủy sinh. Có thể phân
chia các nhóm hóa chất ra làm ba nhóm chính.
1.3.3.1. Các chất độc hại đối với vi sinh và cá
NaOH và Na2CO3 được dùng với số lượng lớn để nấu vải sợi bông và xử lý vải sợi
pha
H2SO4 dùng để giặt, trung hòa xút, hiện màu thuốc nhuộm hoàn nguyên tan.
Clo hoạt động ( nước tẩy Javen) dùng để tẩy trắng vải sợi bông.

Fomaderhyt có trong chất cầm màu và các chất dùng xử lý hoàn tất.
Dầu hỏa dùng để tạo hồ in pigment
Trong một tấn xút công nghiệp nếu sản xuất bằng điện cực thủy nhân sẽ có 4g thủy
ngân ( Hg)
Tạp chất kim loại nặng có trong thuốc nhuộm sử dụng một lượng halogene hữu cơ
độc hại đưa vào nước thải từ một số thuốc nhuộm hoàn nguyên, phân tán, hoạt tính,
pigment…


17
1.3.3.2. Các chất khó phân giải vi sinh
Các chất giặt vòng thơm, mạch Ethylenoxit dài hoặc có cấu trúc mạch Alkyl.
Các polymer tổng hợp bao gồm các chất hồ hoàn tất, các chất hồ sợi dọc như
polyvinylalcol, polyacrylat.
Phần lớn các chất làm mềm vải, các chất tạo phức trong xử lý hoàn tất.
Nhiều thuốc nhuộm và chất tăng trắng quang học đang sử dụng.
1.3.3.3. Các chất ít độc và có thể phân giải vi sinh
Xơ sợi và các tạp chất thiên nhiên có trong xơ sợi bị loại bỏ trong các công đoạn
xử lý nước.
Các chất dùng để hồ sợi dọc
-

Acid axetic (CH3COOH), acid fomic (HCOOH) để điều chỉnh Ph

1.4. Một số phƣơng pháp xử lý nƣớc thải dệt nhuộm
Do đặc thù của công nghệ, nước thải dệt nhuộm chứa tổng hàm lượng chất rắn TS,
chất rắn lơ lửng, độ màu, BOD, COD cao nên chọn phương pháp xử lý thích hợp phải
dựa vào nhiều yếu tố như lượng nước thải, đặc tính nước thải, tiêu chuẩn thải, xử lý
tập trung hay cục bộ. Về nguyên lý xử lý, nước thải dệt nhuộm có thể áp dụng các
phương pháp sau:

- Phương pháp cơ học.
- Phương pháp hóa học.
- Phương pháp hóa lý.
- Phương pháp sinh học.
- Phương pháp hấp phụ.
1.4.1. Xử lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp cơ học
Trong nước thải thường chứa các chất không tan ở dạng lơ lửng. Để tách các chất
này ra khỏi nước thải. Thường sử dụng các phương pháp cơ học như lọc qua song
chắn rác hoặc lưới chắn rác, lắng dưới tác dụng của trọng lực hoặc lực li tâm và lọc.
Tùy theo kích thước, tính chất lý hóa, nồng độ chất lơ lửng, lưu lượng nước thải và


18
mức độ cần làm sạch mà lựa chọn công nghệ xử lý thích hợp. Các công nghệ như:
song chắn rác, lưới chắn rác, bể lắng cát, bể vớt dầu mỡ,v.v..

1.4.2. Xử lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp hóa học
Các phương pháp hóa học xử lý nước thải gồm có: trung hòa, oxy hóa và khử. Tất
cả các phương pháp này đều dùng tác nhân hóa học nên tốn nhiều tiền. Người ta sử
dụng các phương pháp hóa học để khử các chất hòa tan và trong các hệ thống nước
khép kín. Đôi khi phương pháp này được dùng để xử lý sơ bộ trước khi xử lý sinh học
hay sau công đoạn này như là một phương pháp xử lý nước thải lần cuối để thải vào
nguồn.
1.4.3. Xử lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp hóa lý
Cơ chế của phương pháp hóa lý là đưa vào nước thải chất phản ứng nào đó, chất
này phản ứng với các tập chất bẩn trong nước thải và có khả năng loại chúng ra khỏi
nước thải dưới dạng cặn lắng hoặc dạng hòa tan không độc hại.
Các phương pháp hóa lý thường sử dụng để khử nước thải là quá trình keo tụ, hấp
phụ, trích ly, tuyển nổi...
1.4.4. Xử lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp sinh học

Là phương pháp dùng vi sinh, chủ yếu là vi khuẩn để phân hủy sinh hóa các hợp
chất hữu cơ, biến các hợp chất có khả năng thối rữa thành các chất ổn định với sản
phẩm cuối cùng là cacbonic, nước và các chất vô cơ khác/
Phương pháp sinh học có thể chia thành hai loại: xử lý hiếu khí và xử lý yếm khí
trên cơ sở có oxy hòa tan và không có oxy hòa tan.
1.4.5. Xử lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp hấp phụ
Có thể phân biệt hai loại hấp phụ: hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học
Hấp phụ vật lý: