Nghiên cứu sử dụng cao lanh cho quá trình fenton dị thể xử lý nước thải dệt nhuộm

LỜI CẢM ƠN
Để hồn thành khóa luận này trƣớc tiên em xin trân trọng cảm ơn Ban giám
hiệu nhà trƣờng, Ban chủ nhiệm khoa Quản lý Tài nguyên Rừng và Môi trƣờng,
cảm ơn các thầy cô đã truyền đạt cho em những kiến thức quý báu trong suốt
quá trình học tập và rèn luyện tại trƣờng Đại học Lâm Nghiệp Việt Nam. Đặc
biệt em xin chân thành cảm ơn thầy Vũ Huy Định và thầy Đặng Thế Anh đã
nhiệt tình hƣớng dẫn em hồn thành tốt khóa thực tập.
Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy, các cô trong Trung tâm Phân tích
mơi trƣờng và ứng dụng cơng nghệ địa khơng gian đã giúp đỡ em trong suốt q
trình tiến hành thực tập khóa luận.
Cuối cùng em xin bày tỏ sự biết ơn tới gia đình, ngƣời thân và bạn bè đã
giúp đỡ em trong suốt quá trình thực tập.
Bƣớc đầu đi vào thực tế, tìm hiểu về lĩnh vực xử lý nƣớc thải, kiến thức của
em còn hạn chế và cịn nhiều bỡ ngỡ. Đồng thời do trình độ lý luận cũng nhƣ
kinh nghiệm thực tiễn còn hạn chế. Do vậy, khơng tránh khỏi những thiếu sót là
điều chắc chắn, em rất mong nhận đƣợc những ý kiến đóng góp q báu của q
thầy cơ để kiến thức của em trong lĩnh vực này đƣợc hoàn thiện hơn.
Cuối cùng em kính chúc q thầy, cơ dồi dào sức khỏe và thành công
trong sự nghiệp cao quý.
Em xin chân thành cảm ơn !
Hà Nội, ngày 17 tháng 5 năm 2017

Sinh viên thực hiện

Tạ Thị Phƣơng Thảo


TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP
KHOA QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG VÀ MƠI TRƢỜNG
TĨM TẮT KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
1. Tên khóa luận

“Nghiên cứu sử dụng cao lanh cho quá trình Fenton dị thể xử lý nước
thải dệt nhuộm “
2. Sinh viên thực hiện : TẠ THỊ PHƢƠNG THẢO
3. Giáo viên hƣớng dẫn : TS. VŨ HUY ĐỊNH
ThS. ĐẶNG THẾ ANH
4. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu tổng quát :
Cao lanh là vật liệu có giá thành rẻ, ít ảnh hƣởng đến mơi trƣờng. Việc
biến tính cao lanh nhằm góp phần tìm ra vật liệu có khả năng làm xúc tác cho
q trình Fenton dị thể xử lý nƣớc thải dệt nhuộm.
Mục tiêu cụ thể :
- Tìm đƣợc điều kiện biến tính cao lanh thành vật liệu có khả năng xúc
tác để áp dụng phƣơng pháp hấp phụ và oxy hóa nâng cao Fenton cho đối tƣợng
chất hữu cơ khó phân hủy.
- Xác định các điều kiện phù hợp về nồng độ H2O2, độ pH, nhiệt độ, hàm
lƣợng vật liệu biến tính khi áp dụng quá trình Fenton sử dụng cao lanh biến tính
xử lý dung dịch phẩm màu.
- Đánh giá khả năng áp dụng hệ xúc tác cao lanh-sắt(III) trong quá trình
Fenton xử lý dung dịch phẩm màu và nƣớc thải dệt nhuộm.
5. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu điều kiện biến tính cao lanh thành vật liệu có khả năng xúc tác.
- Khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến kỹ thuật Fenton, sử dụng vật liệu
biến tính cao lanh – sắt(III).
- Khảo sát hiệu quả xử lý bằng kỹ thuật Fenton / cao lanh-Fe(III) cho đối
tƣợng các dung dịch phẩm màu phổ biến và nƣớc thải dệt nhuộm.
6. Đối tƣợng nghiên cứu
- Cao lanh – một loại đất sét màu trắng đƣợc khai thác tại mỏ cao lanh ở
xã Dị Nậu, huyện Tam Nông, tỉnh Phú Thọ.

- Phẩm nhuộm và nƣớc thải dệt nhuộm đƣợc sử dụng để đánh giá khả
năng xử lý của xúc tác Cao lanh-sắt(III) bằng phản ứng Fenton.
7. Tóm tắt kết quả
Qua q trình tiến hành thí nghiệm, ta thu đƣợc kết quả nhƣ sau :
- Đƣa ra đƣợc quy trình biến tính cao lanh: Khi khảo sát lƣợng sắt(III)
thêm vào để biến tính cao lanh ta có điều kiện phù hợp để biến tính cao lanh
thành vật liệu xúc tác là 10g cao lanh / 2,16g FeCl3.6H2O nung trong 3 giờ ở
nhiệt độ 5000C.
- Cấu trúc bề mặt vật liệu cao lanh-sắt(III) đƣợc xác định bằng phƣơng
pháp SEM cho thấy bề mặt cao lanh sau biến tính có cấu trúc đặc khít hơn.
Ngồi ra, trên bề mặt cấu trúc cao lanh có các khoảng trống lớn do sự hịa tan
tạo điều kiện cho các tiểu phân chứa sắt bám trên bề mặt cao lanh hình thành
trung tâm xúc tác của hệ xúc tác.
- Tìm đƣợc điều kiện tiến hành kỹ thuật Fenton sử dụng cao lanh, xử lý
phẩm màu, nƣớc thải dệt nhuộm : Khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến hiệu xuất
xử lý các phẩm màu Reactive Yellow 160, Direct Red 239, Direct Red 224,
Direct Blue 199 và Arid Red 23 ở nồng độ 50 ppm khi áp dụng kỹ thuật Fenton
dị thể dùng hệ xúc tác cao lanh-sắt(III) thu đƣợc điều kiện thích hợp đó là : hàm
lƣợng vật liệu xúc tác cao lanh-sắt(III) 3,75 g/L; thể tích H2O2 30% là 0,1 ml;
pH 2, ở nhiệt độ phòng.
- Đánh giá đƣợc khả năng áp dụng kỹ thuật Fenton xử lý cao lanh biến
tính cho đối tƣợng nƣớc thải dệt nhuộm, phẩm màu, kết quả xử lý COD của các
mẫu phẩm cho hiệu suất xử lý cao. Khảo sát khả năng áp dụng hệ xúc tác cao
lanh-sắt(III) và xử lý COD của dung dịch phẩm nhuộm và mẫu mƣớc thải dệt
nhuộm. Kết quả cho thấy dung dịch phẩm nhuộm và nƣớc thải sau xử lý đều
nằm trong giới hạn cho phép xả thải so với QCVN 13 : 2015/BTNMT – quy
chuẩn kỹ thuật quốc gia về nƣớc thải công nghiệp dệt nhuộm.


MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN
TÓM TẮT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG
DANH MỤC HÌNH
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
ĐẶT VẤN ĐỀ .......................................................................................................1
CHƢƠNG I : TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ................................3
1.1.Ngành dệt may Việt Nam ................................................................................3
1.2.Nƣớc thải dệt nhuộm chứa các hợp chất hữu cơ khó phân hủy ......................5
1.2.1.Nƣớc thải dệt nhuộm ....................................................................................5
1.2.2.Một số nhóm thuốc nhuộm đƣợc dùng ở Việt Nam ....................................6
1.2.3.Nguồn gốc phát sinh nƣớc thải dệt nhuộm ............................................... 10
1.2.4.Thành phần, tính chất nƣớc thải dệt nhuộm .............................................. 11
1.2.5.Khả năng gây ô nhiễm môi trƣờng của nƣớc thải ngành công nghiệp dệt
nhuộm ................................................................................................................. 15
1.3.Tổng quan các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải dệt nhuộm............................. 16
1.3.1.Xử lý nƣớc thải dệt nhuộm bằng phƣơng pháp cơ học ............................. 16
1.3.2.Xử lý nƣớc thải dệt nhuộm bằng phƣơng pháp hóa học ........................... 17
1.3.3.Xử lý nƣớc thải dệt nhuộm bằng phƣơng pháp hóa lý.............................. 17
1.3.4.Xử lý nƣớc thải dệt nhuộm bằng phƣơng pháp hấp thụ............................ 17
1.3.5.Xử lý nƣớc thải dệt nhuộm bằng phƣơng pháp sinh học .......................... 18
1.3.6.Xử lý nƣớc thải dệt nhuộm bằng phƣơng pháp oxy hóa nâng cao ........ 18
1.3.7.Quá trình Fenton........................................................................................ 23
1.3.8.Nghiên cứu và ứng dụng quá trình Fenton vào xử lý nƣớc thải dệt nhuộm
trong và ngoài nƣớc ............................................................................................ 26
1.4.Tổng quan về cao lanh ................................................................................. 29
1.4.1.Nguồn gốc phát sinh.................................................................................. 29

1.4.2.Tính chất hóa lý của cao lanh.................................................................... 29
1.4.3.Ứng dụng của cao lanh .............................................................................. 30
CHƢƠNG II : MỤC TIÊU, NỘI DUNG, PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .. 33
2.1.Mục tiêu nghiên cứu ..................................................................................... 33
2.2.Nội dung nghiên cứu .................................................................................... 33
2.3.Đối tƣợng nghiên cứu................................................................................... 33
2.4.Dụng cụ, hóa chất và thiết bị sử dụng .......................................................... 36
2.4.1.Dụng cụ ..................................................................................................... 36
2.4.2.Thiết bị ...................................................................................................... 37
2.5.Phƣơng pháp nghiên cứu .............................................................................. 38
2.5.1.Phƣơng pháp biến tính cao lanh ................................................................ 38
2.5.2.Phƣơng pháp xác định cấu trúc bề mặt vật liệu (SEM) ............................ 38
2.5.3.Phƣơng pháp theo dõi nồng độ phẩm nhuộm ........................................... 38
2.5.4.Phƣơng pháp xác định nhu cầu oxy hóa học (COD) có trong dung dịch
phẩm nhuộm và mẫu nƣớc thải dệt nhuộm ........................................................ 40
CHƢƠNG III : KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ........................ 43
3.1.Nghiên cứu biến tính cao lanh ..................................................................... 43
3.1.1.Điều kiện biến tính cao lanh...................................................................... 43
3.1.2.Khảo sát ảnh hƣởng của hàm lƣợng sắt đến hoạt tính xúc tác .................. 43
3.1.3.Đặc tính bề mặt của cao lanh biến tính ..................................................... 45
3.2.Xác định bƣớc sóng hấp thụ đặc trƣng và xây dựng đƣờng chuẩn nồng độ
của dung dịch phẩm nhuộm ............................................................................... 46
3.2.1.Xác định bƣớc sóng hấp thụ đặc trƣng của dung dịch phẩm nhuộm ........ 46
3.2.2.Xây dựng đƣờng chuẩn nồng độ của dung dịch phẩm nhuộm ................. 48
Bảng 3.3. Đƣờng chuẩn nồng độ của dung dịch phẩm nhuộm .......................... 48
3.3.Khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến hiệu suất xử lý phẩm màu khi dùng hệ
xúc tác cao lanh-sắt(III)...................................................................................... 49
3.3.1.Ảnh hƣởng của hydropeoxit H2O2 ............................................................ 50
3.3.2.Ảnh hƣởng của hàm lƣợng vật liệu xúc tác R-Fe(III)............................... 52

3.3.3.Ảnh hƣởng của pH .................................................................................... 53
3.3.4.Ảnh hƣởng của nhiệt độ môi trƣờng phản ứng ......................................... 55
3.3.5.Ảnh hƣởng của các anion vơ cơ Clorua (Cl)-, Nitrat (NO3-), Sunfat
(SO42-) đến q trình xử lý phẩm nhuộm RY 160 của xúc tác RM-Fe(III) ..... 56
3.3.6.Nghiên cứu tái sử dụng xúc tác R-Fe(III) ................................................. 60
3.4.Nghiên cứu áp dụng quá trình Fenton/cao lanh-sắt(III) với các phẩm màu :
Direct Blue 199, Direct Red 224, Direct Red 239, Acid Red 23 ....................... 61
3.5.Khảo sát khả năng áp dụng hệ xúc tác cao lanh-sắt(III) vào xử lý COD của
dung dịch phẩm nhuộm và nƣớc thải dệt nhuộm ............................................... 62
3.5.1.Nghiên cứu xử lý COD các phẩm màu ..................................................... 62
3.5.2.Nghiên cứu xử lý COD của mẫu nƣớc thải dệt nhuộm............................. 63
KẾT LUẬN, TỒN TẠI, KIẾN NGHỊ ............................................................... 66
Kết luận .............................................................................................................. 66
Tồn tại................................................................................................................. 66
Kiến nghị ............................................................................................................ 66
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Các chất ô nhiễm và đặc tính của nƣớc thải ngành dệt nhuộm .......... 12
Bảng 1.2. Số oxi hóa của mơt số tác nhân oxi hóa thƣờng gặp ......................... 19
Bảng 1.3. So sánh phản ứng Fenton đồng thể và Fenton dị thể dƣới những miêu
tả khác nhau ..................................................................................................... 22
Bảng 2.1. Cấu tạo của các phẩm màu ............................................................... 35
Bảng 2.2. Các dụng cụ đƣợc sử dụng cho nghiên cứu ...................................... 36
Bảng 2.3. Các thiết bị đƣợc sử dụng ................................................................. 37
Bảng 2.4. Các loại hóa chất đƣợc sử dụng trong quá trình nghiên cứu ............. 37
Bảng 3.1. Lƣợng muối FeCl3.6H2O / cao lanh ................................................... 44

Bảng 3.2. Bƣớc sóng hấp thụ cực đại của 5 phẩm màu ...................................... 46
Bảng 3.3. Đƣờng chuẩn nồng độ của dung dịch phẩm nhuộm........................... 48
Bảng 3.4. Thể tích H2O2 đƣợc đƣa vào để xử lý .............................................. 51
Bảng 3.5. Lƣợng chất xúc tác đƣợc đƣa vào để xử lý ........................................ 52
Bảng 3.6. COD của dung dịch phẩm màu sau xử lý bằng xúc tác R-Fe(III)...... 62
Bảng 3.7. COD của mẫu nƣớc thải trƣớc và sau xử lý bằng xúc tác R-Fe(III) ........ 64


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Fenton đồng thể và Fenton dị thể ....................................................... 20
Hình 2.1. Cơng thức cấu tạo của Cao lanh......................................................... 34
Hình 3.1. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng muối Fe3+ trong vật liệu biến tính đến hiệu
suất xử lý phẩm màu RY 160 ............................................................................. 43
Hình 3.2. Ảnh SEM của mẫu cao lanh sau biến tính ở các kích thƣớc khác nhau ..... 45
Hình 3.3. Phổ UV-vis của phẩm nhuộm RY 160 (A), DR 224 (B), DR 239 (C),
AR 23 (D), DB 199 (E) ...................................................................................... 47
Hình 3.4. Tƣơng quan giữa độ hấp thụ quang và nồng độ phẩm màu ............... 49
RY 160 (A), DR 224 (B), DR 239 (C), AR 23 (D), DB 199 (E) ....................... 49
Hình 3.5. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng H2O2 ....................................................... 51
Hình 3.6. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng chất xúc tác R-Fe(III) ............................. 52
Hình 3.7. Ảnh hƣởng của pH đến hiệu suất xử lý.............................................. 54
Hình 3.8. Ảnh hƣởng của nhiệt độ mơi trƣờng .................................................. 55
Hình 3.9. Ảnh hƣởng của Anion Cl- .................................................................. 57
Hình 3.10. Ảnh hƣởng của anion SO42-.............................................................. 58
Hình 3.11. Ảnh hƣởng của anion NO3- .............................................................. 59
Hình 3.12. Hiệu suất tái sử dụng xúc tác R-Fe(III)............................................ 60
Hình 3.13. Hiệu suất xử lý của 5 phẩm nhuộm bằng xúc tác R-Fe(III) ............ 61
Hình 3.14. Biểu đồ thể hiện nồng độ COD trƣớc và sau khi xử lý bằng xúc tác
cao lanh-sắt(III) và hiệu suất xử lý COD của các phẩm màu ............................ 63
Hình 3.15. Biểu đồ thể hiện nồng độ COD trƣớc và sau khi xử lý bằng xúc tác

cao lanh-sắt(III) và hiệu suất xử lý COD của nƣớc thải dệt nhuộm .................. 64


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Cao lanh-sắt(III)

R-Fe(III)

Nhu cầu oxy hóa học

COD

Reactive Yellow 160

RY 160

Direct Red 224

DR 224

Direct Red 239

DR 239

Arid Red 23

AR 23

Direct Blue 199

DB 199


ĐẶT VẤN ĐỀ
Hiện nay, trƣớc sự phát triển ngày càng lớn mạnh của đất nƣớc về kinh tế và
xã hội, đặc biệt là sự phát triển mạnh mẽ của các ngành công nghiệp đã ảnh hƣởng
rất lớn đến môi trƣờng sống của con ngƣời. Trong thời đại công nghiệp cùng với sự
phát triển kinh tế kéo theo sự ảnh hƣởng tới môi trƣờng và hiện nay vấn đề ô
nhiễm nguồn nƣớc cũng là một mối quan tâm lớn của xã hội. Công nghiệp là
ngành kinh tế to lớn thuộc lĩnh vực sản xuất vật chất, giữ vai trò chủ đạo trong nền
kinh tế quốc dân. Sản phẩm của công nghiệp không chỉ đáp ứng nhu cầu đa dạng
phong phú của ngƣời tiêu dùng mà nó cịn cung cấp ngun liệu cho nhiều ngành
kinh tế khác. Tuy nhiên, ngoài những sản phẩm có ích, hoạt động sản xuất cơng
nghiệp cịn thải ra môi trƣờng một lƣợng rác thải khổng lồ làm ô nhiễm môi
trƣờng. Đây là vấn đề toàn cầu, đƣợc tất cả các quốc gia trên thế giới quan tâm và
Việt Nam cũng không ngoại lệ. Ở nƣớc ta, chất thải cơng nghiệp đã và đang gây ơ
nhiễm khơng khí, đất và nƣớc. Đặc biệt là ô nhiễm môi trƣờng nƣớc hiện nay đang
cực kì nghiêm trọng. Các nguồn ơ nhiễm nƣớc khác nhau có chứa những hỗn hợp
độc hại từ các chất ô nhiễm hữu cơ vô cơ, thêm vào đó là các kim loại nặng có tác
động xấu đến môi trƣờng, đời sống thủy sinh và con ngƣời (theo điều tra có
khoảng 25% dân số thế giới bị mắc một số bệnh có liên quan đến vấn đề ô nhiễm
nguồn nƣớc).
Giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trƣờng trong thời kỳ đẩy mạnh cơng nghiệp
hóa – hiện đại hóa, hiện nay khơng chỉ là địi hỏi cấp thiết đối với các cấp quản lí,
các doanh nghiệp mà đó cịn là trách nhiệm của cả hệ thống chính trị và của tồn
xã hội. Nguồn gốc ơ nhiễm mơi trƣờng nƣớc chủ yếu là do các nguồn nƣớc thải
không đƣợc xử lý thải trực tiếp ra môi trƣờng bao gồm từ: các hoạt động sản xuất
công nghiệp, nông nghiệp, sinh hoạt, vui chơi giải trí... Trong đó, nƣớc thải từ các
hoạt động cơng nghiệp có ảnh hƣởng nhiều nhất đến mơi trƣờng do tính đa dạng và

phức tạp. Trong nƣớc thải cơng nghiệp, thành phần khó xử lý nhất là chất hữu cơ
khó phân hủy sinh học. Một trong những ngành công nghiệp gây ô nhiễm môi
trƣờng lớn là ngành dệt nhuộm. Bên cạnh các cơng ty, nhà máy cịn có hàng ngàn cơ

1


sở nhỏ lẻ từ các làng nghề truyền thống. Với quy mô sản xuất nhỏ, lẻ nên lƣợng
nƣớc thải sau sản xuất hầu nhƣ không đƣợc xử lý, mà đƣợc thải trực tiếp ra hệ thống
cống rãnh và đổ thẳng xuống hồ ao, sơng, ngịi gây ơ nhiễm nghiêm trọng tầng nƣớc
mặt, mạch nƣớc ngầm và ảnh hƣởng lớn đến sức khỏe con ngƣời.
Trong những năm gần đây, đã có nhiều cơng trình nghiên cứu và sử dụng các
phƣơng pháp khác nhau nhằm xử lý các hợp chất hữu cơ độc hại trong nƣớc thải
nhƣ : phƣơng pháp vật lý, phƣơng pháp sinh học, phƣơng pháp hoá học, phƣơng
pháp điện hố ... Mỗi phƣơng pháp đều có những ƣu điểm và hạn chế nhất định về
mặt kỹ thuật cũng nhƣ mức độ phù hợp với điều kiện kinh tế của từng quốc gia.
Trong đó, việc xử lý các hợp chất hữu cơ độc hại bằng phƣơng pháp Fenton dị thể là
một trong những hƣớng nghiên cứu mới đã và đang đƣợc nhiều nhà khoa học trong
và ngoài nƣớc quan tâm nghiên cứu. Các quá trình này dựa trên cơ sở oxy hóa các
hợp chất hữu cơ (thuốc nhuộm) thành CO2 và H2O với tác nhân oxy hóa là các gốc
tự do hoạt động hydroxyl OH đƣợc tạo ra ngay trong quá trình hoạt động từ các tác
nhân ban đầu an tồn, ít độc tính chứ khơng phải là q trình sử dụng trực tiếp các
chất oxi hóa mạnh nhƣ Cl2, O3...
Quá trình Fenton dị thể đã đƣợc các nhà khoa học nghiên cứu đã tìm ra rất
nhiều vật liệu xúc tác mang lại hiệu quả xử lý cao nhƣ tro bay, bùn đỏ... Dựa trên cơ
sở tìm ra vật liệu mới có khả năng làm xúc tác cho q trình Fenton xử lý các
phẩm màu trong nƣớc thải dệt nhuộm, em quyết định lựa chọn đề tài “Nghiên cứu
sử dụng cao lanh cho quá trình Fenton dị thể xử lý nước thải dệt nhuộm“.

2

CHƢƠNG I : TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Ngành dệt may Việt Nam
Ngành công nghiệp dệt may tồn tại ở Việt Nam ít nhất một thế kỷ nhƣng các
hoạt động thủ công truyền thống nhƣ thêu và dệt lụa thì đã có lịch sử từ lâu đời.
Theo lịch sử ghi lại, nhiều triều đại Việt Nam phải cống nạp vải quý hiếm do ngƣời
dân Việt sản xuất sang Trung Quốc. Ngày nay, tại Việt Nam một số làng nghề cổ
nhƣ làng nghề Vạn Phúc (Hà Nội), làng Triều Khúc (Hà Nội), làng Mẹo (tỉnh Thái
Bình) vẫn đang tồn tại và phát triển [12].
Lịch sử phát triển của ngành công nghiệp dệt may đƣợc xem là bắt đầu khi thành
lập nhà máy dệt Nam Định năm 1897.
Trải qua nhiều biến động theo dịng chảy lịch sử, ngành cơng nghiệp dệt
may Việt Nam đã phát triển nhanh chóng trong những năm gần đây và trở thành
một hoạt động sản xuất công nghiệp quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Năm
2004, toàn ngành sử dụng 2,1 triệu lao động, chiếm 4,7% trong tổng số lao động cả
nƣớc. Trong số các doanh nghiệp dệt may hàng đầu, thì Vinatex – một doanh
nghiệp nhà nƣớc – chiếm tới 22% tỉ trọng xuất khẩu dệt may của Việt Nam năm
2006. Một trong những công ty thành viên của Vinatex, công ty may Việt Tiến, đã
đầu tƣ hơn 10 triệu USD trong 5 năm qua để nâng cấp các dây truyền sản xuất của
công ty. Hầu hết các thiết bị mới đƣợc nhập khẩu từ Nhật Bản và Singapore.
Tƣơng tự thế, năm 2006 xuất khẩu của ngành dệt may đạt giá trị 5,8 tỉ USD, đƣa
ngành này trở thành ngành xuất khẩu có doanh thu lớn thứ hai của Việt Nam sau
dầu thô. Khách hàng là một loạt các công ty dệt và may mặc hàng đầu thế giới nhƣ
Express, Hucke, Itochu, JC Penney, Jupitar, Kmart, Kowa, Lee Cooper, Li & Fung,
Mast Industries, Nichimen, Nissho Iwai, Otto, Sara Lee, Seidensticker, Sumitomo,
Tommy Hilfiger, Victoria's Secret, và Wal-Mart đã tìm đến nguồn cung ở Việt
Nam [12].
Hiện mới chỉ có 5 doanh nghiệp Dệt may đang niêm yết trên sàn chứng
khốn Việt Nam với tỷ trọng đóng góp vào tổng vốn hóa thị trƣờng cịn rất nhỏ.

Trong những quý đầu năm 2011, doanh thu của các doanh nghiệp này đều có sự
3


tăng trƣởng mạnh so với cùng kỳ năm trƣớc, tuy nhiên, tỷ lệ lợi nhuận gộp và lợi
nhuận rịng khơng tăng trƣởng tƣơng ứng, phần nào phản ánh những điểm yếu
cũng nhƣ khó khăn của ngành [15].
Kim ngạch xuất khẩu ngành Dệt may Việt Nam tăng trƣởng mạnh trong năm
2008 (gần 18%). Tuy nhiên, đến năm 2009, dƣới ảnh hƣởng của cuộc khủng hoảng
kinh tế toàn cầu, kim ngạch xuất khẩu Dệt may của Việt Nam giảm nhẹ (gần 0,6%)
so với năm 2008 xuống còn 9,066 triệu USD [15].
Trong năm 2010, giá trị xuất khẩu Dệt may của Việt Nam tăng trƣởng mạnh
mẽ trở lại với tốc độ tăng trên 20% (năm 2010) do các đơn hàng gia công đƣợc
chuyển dần từ Trung Quốc sang Việt Nam, đồng thời, Việt Nam đã mở rộng thị
trƣờng xuất khẩu sang các thị trƣờng mới nhƣ Đài Loan, Hàn Quốc, các nƣớc
ASEAN. và gần 30% (10 tháng năm 2011) so với cùng kỳ năm trƣớc. Trong 10
tháng đầu năm 2011, kim ngạch xuất khẩu ngành Dệt may tiếp tục tăng trƣởng cao
(gần 30% so với cùng kỳ năm 2010). Theo Bộ Công Thƣơng, giá xuất khẩu Dệt
may của Việt Nam, tăng liên tục trong những tháng đầu năm 2011 kể từ tháng
3/2011. Riêng trong tháng 9/2011, giá các mặt hàng dệt may xuất khẩu tăng 0,4%
so với tháng 8/2011 và tăng 11,8% so với cùng kỳ năm trƣớc [15].
Tuy còn phải đối mặt với nhiều thách thức, tƣơng lai cho ngành dệt may của
Việt Nam đầy hứa hẹn. Việt Nam đã gia nhập Tổ chức Thƣơng mại Thế giới
(WTO) vào năm 2007. Bên cạnh đó, Chính phủ Việt Nam đang dành cho ngành sự
hỗ trợ rất lớn, và hiện có những biện pháp khuyến khích mạnh mẽ để thu hút đầu
tƣ nƣớc ngồi. Chính phủ đã soạn thảo các kế hoạch tiềm năng để phát triển ngành.
Nếu các kế hoạch này đƣợc hoàn thành, việc làm và xuất khẩu năm 2010 của
ngành này sẽ tăng gấp đôi.

4

1.2. Nƣớc thải dệt nhuộm chứa các hợp chất hữu cơ khó phân hủy
1.2.1. Nước thải dệt nhuộm
Dệt nhuộm là loại hình cơng nghiệp đa dạng về chủng loại sản phẩm và có sự
thay đổi lớn về nguyên liệu đặc biệt là thuốc nhuộm. Một số chất ô nhiễm hữu cơ có
nguồn gốc từ thuốc nhuộm tổng hợp (trong một số ngành công nghiệp dệt may, in
ấn, da, sơn...). Căn cứ vào nhu cầu tồn thế giới ƣớc tính có hơn 100.000 tấn thuốc
nhuộm đã đƣợc thƣơng mại hóa và hơn 70.000.000 tấn đƣợc sản xuất hàng năm.
Trong quá trình nhuộm thì có đến 12 – 15% tổng lƣợng thuốc nhuộm khơng phản
ứng gắn màu, thất thốt theo nƣớc thải sau nhuộm. Theo quy định của EU hiện nay,
thuốc nhuộm tổng hợp dựa trên benzindine, 3, 3’-dimethoxybenzidine và 3, 3’dimethylbenzidine đã đƣợc phân loại là chất gây ung thƣ, vì thế nó đang là một vấn
đề nhức nhối cho xã hội và địi hỏi phải có một phƣơng pháp hiệu quả để loại bỏ
những độc tính đó [4].
Nƣớc thải dệt nhuộm là sự tổng hợp nƣớc thải phát sinh từ tất cả các công
đoạn hồ sợi, nấu tẩy trắng, làm bóng sợi, nhuộm in và hồn tất. Theo phân tích của
các chuyên gia, trung bình, một nhà máy dệt nhuộm sử dụng một lƣợng nƣớc đáng
kể, trong đó, lƣợng nƣớc đƣợc sử dụng trong các công đoạn sản xuất chiếm 72,3%,
chủ yếu là cơng đoạn nhuộm và hồn tất sản phẩm. Xét hai yếu tố là lƣợng nƣớc thải
và thành phần các chất ô nhiễm trong nƣớc thải, ngành dệt nhuộm đƣợc đánh giá là
ô nhiễm nhất trong số các ngành cơng nghiệp.
Các chất ơ nhiễm chủ yếu có trong nƣớc thải dệt nhuộm là các hợp chất hữu
cơ khó phân hủy, thuốc nhuộm, các chất hoạt động bề mặt, các hợp chất halogen
hữu cơ (AOX – Adsorbable Organohalogen ), muối trung tính làm tăng tổng hàm
lƣợng chất rắn, nhiệt độ cao (thấp nhất là 400 ) và pH của nƣớc thải cao do hàm
lƣợng kiềm trong nƣớc thải lớn. Trong số các chất ơ nhiễm có trong nƣớc thải dệt
nhuộm, thuốc nhuộm là thành phần khó xử lý nhất, đặc biệt là thuốc nhuộm azo
không tan – loại thuốc nhuộm đƣợc sử dụng phổ biến nhất hiện nay, chiếm 60 –
70% thị phần. Thơng thƣờng, các chất màu có trong thuốc nhuộm khơng bám dính
hết vào sợi vải trong q trình nhuộm mà bao giờ cũng cịn lại một lƣợng dƣ nhất

5


định tồn tại trong nƣớc thải. Lƣợng thuốc nhuộm dƣ sau cơng đoạn nhuộm có thể
lên đến 50% tổng lƣợng thuốc nhuộm đƣợc sử dụng ban đầu. Đây chính là nguyên
nhân làm cho nƣớc thải dệt nhuộm có độ màu cao và nồng độ chất ô nhiễm lớn [14].
1.2.2. Một số nhóm thuốc nhuộm được dùng ở Việt Nam
Thuốc nhuộm là các hợp chất mang màu dạng hữu cơ hoặc dạng phức của
các kim loại nhƣ Cu, Co, Ni, Cr…Tuy nhiên, hiện nay dạng phức kim loại khơng
cịn sử dụng nhiều do nƣớc thải sau khi nhuộm chứa hàm lƣợng lớn các kim loại
nặng gây ô nhiễm môi trƣờng nghiêm trọng. Thuốc nhuộm dạng hữu cơ mang màu
hiện rất phổ biến trên thị trƣờng. Tuỳ theo cấu tạo, tính chất và phạm vi sử dụng
của chúng mà ngƣời ta chia thuốc nhuộm thành các nhóm khác nhau. Ở nƣớc ta
hiện nay, thuốc nhuộm thƣơng phẩm vẫn chƣa đƣợc sản xuất, tất cả các loại thuốc
nhuộm đều phải nhập của các hãng sản xuất thuốc nhuộm trên thế giới [4].
Có hai cách để phân loại thuốc nhuộm
 Phân loại thuốc nhuộm theo cấu trúc hóa học
 Thuốc nhuộm azo: nhóm mang màu là nhóm azo (-N=N-), phân tử thuốc
nhuộm có một (monoazo) hay nhiều nhóm azo (diazo, triazo, polyazo). Đây là họ
thuốc nhuộm quan trọng nhất và có số lƣợng lớn nhất, chiếm khoảng 60 - 70% số
lƣợng các thuốc nhuộm tổng hợp, chiếm 2/3 các màu hữu cơ trong Color Index [5].
 Thuốc nhuộm antraquinon: trong phân tử thuốc nhuộm chứa một hay
nhiều nhóm antraquinon hoặc các dẫn xuất của nó:

Họ thuốc nhuộm này chiếm đến 15% số lƣợng thuốc nhuộm tổng hợp.
 Thuốc nhuộm triaryl metan: triaryl metan là dẫn xuất của metan mà trong
đó nguyên tử C trung tâm sẽ tham gia liên kết vào mạch liên kết của hệ mang màu:
diaryl metan

6

triaryl metan
Họ thuốc nhuộm này phổ biến thứ 3, chiếm 3% tổng số lƣợng thuốc nhuộm.
 Thuốc nhuộm phtaloxianin: hệ mang màu trong phân tử của chúng là hệ
liên hợp khép kín. Đặc điểm chung của họ thuốc nhuộm này là những nguyên tử H
trong nhóm imin dễ dàng bị thay thế bởi ion kim loại còn các nguyên tử N khác thì
tham gia tạo phức với kim loại làm màu sắc của thuốc nhuộm thay đổi. Họ thuốc
nhuộm này có độ bền màu với ánh sáng rất cao, chiếm khoảng 2% tổng số lƣợng
thuốc nhuộm [5].
Ngồi ra, cịn các họ thuốc nhuộm khác ít phổ biến, ít có quan trọng hơn
nhƣ: thuốc nhuộm nitrozo, nitro, polymetyl, arylamin, azometyn, thuốc nhuộm lƣu
huỳnh…
 Phân loại theo đặc tính áp dụng
Đây là cách phân loại các loại thuốc nhuộm thƣơng mại đã đƣợc thống nhất
trên toàn cầu và liệt kê trong bộ đại từ điển về thuốc nhuộm: Color Index (CI),
trong đó mỗi thuốc nhuộm đƣợc chỉ dẫn về cấu tạo hóa học, đặc điểm về màu sắc
và phạm vi sử dụng. Theo đặc tính áp dụng, ngƣời ta quan tâm nhiều nhất đến
thuốc nhuộm sử dụng cho xơ sợi xenlullo (bông, visco...), đó là các thuốc nhuộm
hồn ngun, lƣu hóa, hoạt tính và trực tiếp. Sau đó là các thuốc nhuộm cho xơ sợi
tổng hợp, len, tơ tằm nhƣ: thuốc nhuộm phân tán, thuốc nhuộm bazơ (cation),
thuốc nhuộm axit [5].
 Thuốc nhuộm hồn ngun, bao gồm:
- Thuốc nhuộm hồn ngun khơng tan: là hợp chất màu hữu cơ không tan
trong nƣớc, chứa nhóm xeton trong phân tử và có dạng tổng quát: R=C=O. Trong
quá trình nhuộm xảy ra sự biến đổi từ dạng layco axit không tan trong nƣớc nhƣng
tan trong kiềm tạo thành layco bazơ:

7

Hợp chất này bắt màu mạnh vào xơ, sau đó khi rửa sạch kiềm thì nó lại trở
về dạng layco axit và bị oxi khơng khí oxi hóa về dạng nguyên thủy.
- Thuốc nhuộm hoàn nguyên tan: là muối este sunfonat của hợp chất layco
axit của thuốc nhuộm hoàn nguyên khơng tan, R≡C-O-SO3Na. Nó dễ bị thủy phân
trong mơi trƣờng axit và bị oxi hóa về dạng khơng tan ban đầu.
Khoảng 80% thuốc nhuộm hồn ngun thuộc nhóm antraquinon.
 Thuốc nhuộm lƣu hóa: chứa nhóm disunfua đặc trƣng (D-S-S-D, D- nhóm
mang màu thuốc nhuộm) có thể chuyển về dạng tan (layco: D-S-) qua q trình
khử. Giống nhƣ thuốc nhuộm hồn nguyên, thuốc nhuộm lƣu hóa dùng để nhuộm
vật liệu xenllulo qua 3 giai đoạn: hòa tan, hấp phụ vào xơ sợi và oxi hóa trở lại.
 Thuốc nhuộm trực tiếp: đây là loại thuốc nhuộm anion có khả năng bắt màu
trực tiếp vào xơ sợi xenllulo và dạng tổng quát: Ar-SO3Na. Khi hịa tan trong nƣớc,
nó phân ly cho về dạng anion thuốc nhuộm và bắt màu vào sợi. Trong mỗi màu
thuốc nhuộm trực tiếp có ít nhất 70% cấu trúc azo, cịn tính trong tổng số thuốc
nhuộm trực tiếp thì có đến 92% thuộc lớp azo.
 Thuốc nhuộm phân tán: đây là loại thuốc nhuộm này có khả năng hịa tan
rất thấp trong nƣớc (có thể hịa tan nhất định trong dung dịch chất hoạt động bề
mặt). Thuốc nhuộm phân tán dùng để nhuộm các loại xơ sợi tổng hợp kị nƣớc. Xét
về mặt hóa học có đến 59% thuốc nhuộm phân tán thuộc cấu trúc azo, 32% thuộc
cấu trúc antraquinon, cịn lại thuộc các lớp hóa học khác.
 Thuốc nhuộm bazơ – cation: Các thuốc nhuộm bazơ trƣớc đây dùng để
nhuộm tơ tằm, ca bông cầm màu bằng tananh, là các muối clorua, oxalat hoặc
muối kép của bazơ hữu cơ. Chúng dễ tan trong nƣớc cho cation mang màu. Các
thuốc nhuộm bazơ biến tính - phân tử đƣợc đặc trƣng bởi một điện tích dƣơng
khơng định vị - gọi là thuốc nhuộm cation, dùng để nhuộm xơ acrylic. Trong các
màu thuốc nhuộm bazơ, các lớp hóa học đƣợc phân bố: azo (43%), metin (17%),
triazylmetan (11%), arcrydin (7%), antraquinon (5%) và các loại khác.
8

 Thuốc nhuộm axit: là muối của axit mạnh và bazơ mạnh nên chúng tan
trong nƣớc phân ly thành ion: Ar-SO3Na → Ar-SO3- + Na+, anion mang màu thuốc
nhuộm tạo liên kết ion với tâm tích điện dƣơng của vật liệu. Thuốc nhuộm axit có
khả năng tự nhuộm màu xơ sợi protein (len, tơ tằm, polyamit) trong môi trƣờng
axit. Xét về cấu tạo hóa học có 79% thuốc nhuộm axit azo, 10% là antraquinon,
5% triarylmetan và 6% các lớp hóa học khác.
 Thuốc nhuộm hoạt tính: là thuốc nhuộm anion tan, có khả năng phản ứng
với xơ sợi trong những điều kiện áp dụng tạo thành liên kết cộng hóa trị với xơ sợi.
Trong cấu tạo của thuốc nhuộm hoạt tính có một hay nhiều nhóm hoạt tính khác
nhau, quan trọng nhất là các nhóm: vinylsunfon, halotriazin và halopirimidin.
Dạng tổng quát của thuốc nhuộm hoạt tính: S – R – T – Y, trong đó:
- S: nhóm cho thuốc nhuộm độ hịa tan cần thiết (-SO3Na, -COONa,
-SO2CH3)
- R: nhóm mang màu của thuốc nhuộm
- Y: nhóm nguyên tử phản ứng, trong điều kiện nhuộm nó tách khỏi phân tử
thuốc nhuộm, tạo khả năng cho thuốc nhuộm phản ứng với xơ (-Cl, -SO2, -SO3H,
-CH=CH2,...)
- T: nhóm mang nguyên tử hay nhóm nguyên tử phản ứng, thực hiện liên kết
giữa thuốc nhuộm và xơ.
Là loại thuốc nhuộm duy nhất có liên kết cộng hóa trị với xơ sợi tạo độ bền
màu giặt và độ bền màu ƣớt rất cao nên thuốc nhuộm hoạt tính là một trong những
thuốc nhuộm đƣợc phát triển mạnh mẽ nhất trong thời gian qua đồng thời là lớp
thuốc nhuộm quan trọng nhất để nhuộm vải sợi bông và thành phần bông trong vải
sợi pha.
Tuy nhiên, thuốc nhuộm hoạt tính có nhƣợc điểm là: trong điều kiện nhuộm,
khi tiếp xúc với vật liệu nhuộm (xơ sợi), thuốc nhuộm hoạt tính khơng chỉ tham gia
vào phản ứng với vật liệu mà cịn bị thủy phân.
Ví dụ:

9


Thuốc nhuộm sunfatoetylsunfon

Thuốc nhuộm Vinylsunfon
(dạng hoạt hóa của thuốc nhuộm gốc)

Thuốc nhuộm Vinylsunfon

Xơ đƣợc nhuộm (X là O-Xenlullo)
Thuốc nhuộm thủy phân (X là OH)

Do tham gia vào phản ứng thủy phân nên phản ứng giữa thuốc nhuộm và xơ
sợi không đạt hiệu suất 100%. Để đạt độ bền màu giặt và độ bền màu tối ƣu, hàng
nhuộm đƣợc giặt hoàn toàn để loại bỏ phần thuốc nhuộm dƣ và phần thuốc nhuộm
thủy phân. Vì thế, mức độ tổn thất đối với thuốc nhuộm hoạt tính cỡ 10÷50%, lớn
nhất trong các loại thuốc nhuộm và màu thuốc nhuộm thủy phân giống màu thuốc
nhuộm gốc nên nó gây ra vấn đề màu nƣớc thải và ô nhiễm nƣớc thải.
1.2.3. Nguồn gốc phát sinh nước thải dệt nhuộm
Các tạp chất tách ra từ vải sợi nhƣ: dầu mỡ, các tạp chất chƣa Nito, các chất
bụi bẩn dính vào sợi (chiếm 6% khối lƣợng xơ).
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 [14].
Thành phần nƣớc thải phụ thuộc vào : đặc tính của vật liệu nhuộm, bản chất
của thuốc nhuộm, các chất phụ trợ và hóa chất khác đƣợc sử dụng. Nguồn nƣớc
thải bao gồm từ các công đoạn chuẩn bị sợi, chuẩn bị vải, nhuộm và hoàn tất.
Các loại thuốc nhuộm đƣợc đặc biệt quan tâm vì chúng thƣờng là nguồn
sinh ra các kim loại, muối và màu trong nƣớc thải. Các chất hồ vải với lƣợng BOD,

COD cao và các chất hoạt động bề mặt là nguyên nhân chính gây ra tính độc cho
thủy sinh của nƣớc thải dệt nhuộm.
10


1.2.4. Thành phần, tính chất nước thải dệt nhuộm
Tính chất nƣớc thải giữ vai trò quan trọng trong thiết kế, vận hành hệ thống
xử lý và quản lý chất lƣợng mơi trƣờng. Sự dao động về lƣu lƣợng và tính chất
nƣớc thải quyết định tải trọng thiết kế cho các cơng trình đơn vị [14].
Nƣớc thải dệt nhuộm sẽ khác nhau khi sử dụng các loại nguyên liệu khác
nhau. Chẳng hạn nhƣ len và coton thô sẽ thải ra chất bẩn tự nhiên của sợi. Nƣớc
thải này có độ màu, độ kiềm, BOD và chất rắn lơ lửng (SS) cao. Ở loại nguyên liệu
sợi tổng hợp, nguồn gây ô nhiễm chính là hóa học do các loại hóa chất sử dụng
trong giai đoạn tẩy và nhuộm [8].
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, tinh bột men, chất oxy hóa ... đƣợc đƣa vào sử dụng. Trong quá
trình sản xuất, lƣợng nƣớc thải ra 12 – 300 m3/tấn vải, chủ yếu từ công đoạn
nhuộm và nấu tẩy. Nƣớc thải dệt nhuộm ô nhiễm nặng trong môi trƣờng sống nhƣ
độ màu, pH, chất rắn lơ lửng, BOD, COD, nhiệt độ đều vƣợt quá tiêu chuẩn cho
phép xả vào nguồn tiếp nhận [8].

11


Bảng 1. 1. Các chất ơ nhiễm và đặc tính của nƣớc thải ngành dệt nhuộm
Cơng
đoạn

Hóa chất sử dụng

Hồ sợi, - Nƣớc dùng để tách
rũ hồ
chất hồ sợi khỏi vải
- Hồ in, chất khử bọt
có trong vải

Chất
ơ
nhiễm Đặc tính
trong nƣớc thải
nƣớc thải

của

- Tinh bột, glucoso,
polyvinyl, alcol,
nhựa..
-Dầu khoáng

BOD cao (34 –
50 tổng lƣợng
BOD), COD

Nấu
tẩy

- nƣớc dùng để nấu.
- chất hoạt động bề
mặt

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

NaOH, chất sáp,
soda, silicat và sợi
vải vụn

Lƣợng nƣớc thải
lớn
Độ kiềm cao màu
tối, BOD cao
Photpho, kim loại
nặng

Tẩy
trắng

Tác nhân tẩy trắng

Hypoclorit, các hợp
chất chứa Clo, axit,
tạp chất...

Độ kiềm cao,
chiếm 5% BOD
tổng

Làm

bóng

NaOH, tạp chất...

Độ kiềm cao,
BOD thấp (dƣới
1% BOD tổng)

Nhuộm - Nƣớc dùng để
nhuộm, giặt
- nhuộm với các
thuốc nhuộm hoạt
tính, hồn ngun,
sunfua, kiềm bóng,
nấu, tẩy trắng
- nhuộm với các
thuốc nhuộm bazo,
phân tán, axit, hoàn
tất
- thuốc nhuộm, chất

- Lƣợng nƣớc thải
lớn có màu, BOD,
COD, nhiệt độ cao
- pH kiềm tính
- pH tính axit
- AOX
- Sunphua
- Muối trung tính
- Kim loại nặng

- Hydrocarbon chứa
halogen
- Màu

Độ màu rất cao,
BOD khá cao
(6% BOD tổng),
SS cao ...

12


mang, tẩy trắng bằng
clo, chất bảo quản,
chất chống mối mọt,
clo hóa len
- thuốc nhuộm
sunfua
- nhuộm hoạt tính
- các thuốc nhuộm
phức chất kim loại và
pigment
- các chất giặt, tẩy
dầu mỡ, chất mang,
tẩy trắng bằng clo
- các thuốc nhuộm
hoạt tính và sunfua
In

Dịng thải ra từ công

đoạn in hoa

Chất màu, tinh bột,
dầu muối, kim loại,
axit...

Độ màu cao,
BOD cao, COD,
TSS, đồng, nhiệt
độ, pH

Hồn
tất

Dịng thải từ các
cơng đoạn xử lý
nhằm tạo ra các tính
năng mong
muốn cho thành
phẩm.

Vết tinh bột, mỡ
động vật, muối

Kiềm nhẹ, BOD
thấp, COD, TSS

(Nguồn : Trần Đình Tuyên (2013), Đồ án tốt nghiệp ngành môi trƣờng)

13

1.2.4.1. Ơ nhiễm hữu cơ
Mức độ ơ nhiễm do các hợp chất hữu cơ và các chất vô cơ sử dụng oxy
hóa đƣợc thể hiện bằng các chỉ tiêu đặc trƣng, nhất là COD và BOD5 nhƣ sau :
 Nhu cầu oxi sinh hóa BOD5 : trong nƣớc thải của ngành dệt nhuộm có đủ
ca những chất dễ phân giải sinh học (nhƣ bột sắn dùng hồ sinh học) và những chất
khó phân giải sinh học (PVA, thuốc nhuộm và chất tẩy trắng quang học). Có nghĩa
là nƣớc thải xử lý ƣớt của các công ty chứa nhiều tạp chất hữu cơ cần thiếu oxy để
các loài vi sinh vật phân giải nên thể hiện ở thông số BOD rất lớn [8].
 Nhu cầu oxy hóa học COD : trong nƣớc thải dệt nhuộm có những chất khó
phân giải sinh học mà chỉ loại bỏ đƣợc một phần nhờ hấp phụ lên bùn hoạt tính
(activated sludge) hoặc chỉ có thể oxy hóa bằng hóa học, ở những nơi nào càng có
nhiều sợi tổng hợp (polieste) thì thơng số COD càng cao vì phải dùng PVA để hồ
sợi dọc cùng nhiều thuốc nhuộm hoặc chất trợ khó hay khơng phân giải vi sinh vật
để nhuộm và in hoa [8].
1.2.4.2. Tính độc
Nƣớc thải dệt nhuộm có tính độc nhất định do những yếu tố sau :
- Trƣớc hết nƣớc thải dệt nhuộm phải nói đến nhiệt độ, nƣớc thải trực tiếp
ra nguồn tiếp nhận khơng qua xử lý. Nƣớc thải có nhiệt độ cao không đƣợc phép
thải trực tiếp ra môi trƣờng, giới hạn theo tiêu chuẩn xả thải loại B (TCVN 1995)
là 400C. Còn nhiệt độ tối ƣu cho các vi sinh vật phân giải các hợp chất hữu cơ chỉ
trong phạm vi rất hẹp, nhiệt độ cao nhất là 350C, trên nhiệt độ này ảnh hƣởng đến
hiệu quả làm sạch nƣớc thải của vi sinh vật vì vi sinh vật bị ức chế.
- Độ pH : nƣớc thải dệt nhuộm ở nƣớc ta hiện nay mà sản phẩm chủ yếu là
sợi bơng (100% cotton)và sợi pha polieste/bơng, polieste/vixco có tính kiềm cao.
Độ pH đo đƣợc là từ 9 – 12. Nƣớc thải kiềm tính cao nhƣ thế nếu nhƣ khơng đƣợc
trung hòa sẽ làm tổn hại hệ thống vi sinh.
- Các tính chất độc khác :
+ Kim loại nặng : có một hàm lƣợng nhất định nhƣ đồng, crom, niken,

coban, kẽm, chì, thủy ngân trong nƣớc thải dệt nhuộm do sử dụng các loại thuốc
14


nhuộm hoạt tính, hồn ngun, trực tiếp và một số hóa chất làm chất trợ. Cho dù
chỉ có một lƣợng nhỏ các kim loại nói trên phân tích đƣợc trong nƣớc thải nhuộm,
nhƣng nếu không đƣợc xử lý cũng gây độc với sinh vật, dẫn đến mất khả năng
phân giải của vi sinh vật hoặc có khả năng bị tiêu diệt hoàn toàn.
+ Các halogen hữu cơ : AXO độc hại phát sinh từ tẩy trắng vải sợi bông sử
dụng natri hipoclorit và natri clorit, từ thuốc nhuộm hoàn nguyên, phân tán và
pigment sử dụng.
+ Có Clo dƣ, sufua (S2-), hydrosunfit (Na2S2O4) là chất độc với sinh vật.
+ Có xianua (CN-) độc trong nƣớc thải dệt nhuộm.
1.2.4.3. Màu nƣớc thải
Nƣớc thải dệt nhuộm có màu rất đậm do phẩm nhuộm không đƣợc tận dụng
hết và không gắn màu vào xơ sợi gây ra. Ngày nay, thuốc nhuộm hoạt tính đƣợc sử
dụng càng nhiều thì nƣớc thải màu càng đậm. Nƣớc thải màu đậm trƣớc hết cộng
đồng xã hội không chấp nhận. Nhƣng điều đáng kể nhất là màu đậm của nƣớc thải
cản trở sự hấp thụ oxy và bức xạ mặt trời, khơng có lợi cho sự hơ hấp và sinh
trƣởng của quần thể vi sinh vật và các sinh vật thủy sinh trong nƣớc khác. Nhƣ vậy
ảnh hƣởng xấu đến khả năng phân giải của vi sinh vật đối với các hợp chất hữu cơ
có trong nƣớc thải.
1.2.5. Khả năng gây ô nhiễm môi trường của nước thải ngành công nghiệp dệt
nhuộm
Nƣớc thải ngành công nghiệp dệt nhuộm gây ra ô nhiễm nghiêm trọng đối
với môi trƣờng sống, độ màu, pH, TS, COD, nhiệt độ vƣợt giới hạn cho phép xả
vào nguồn. Hàm lƣợng chất hoạt động bề mặt đôi khi khá cao lên đến 10 -12 mg/l
khi thải vào nguồn tạo màng nổi trên bề mặt, ngăn cản sự khuếch tán của oxi vào
môi trƣờng gây nguy hại cho hoạt động sống của thủy sinh vật, mặt khác một số
chất khác chứa kim loại nặng nhƣ crom, nhân thơm bezen, các phần chứa độc tố

khơng những có thể tiêu diệt thủy sinh vật mà còn gây hại trực tiếp đến dân cƣ ở
khu vực lân cận. Một số bệnh nguy hiểm có thể gặp nhƣ ung thƣ [8].

15


Các loại phẩm nhuộm tổng hợp có chứa các hợp chất azo đã có từ lâu đời
và ngày càng đƣợc sử dụng phổ biến trong các ngành công nghiệp dệt may, giấy,
cao su, nhựa, da, mỹ phẩm, dƣợc phẩm và các ngành cơng nghiệp thực phẩm do có
đặc điểm là dễ sử dụng, giá thành rẻ, ổn định và đa dạng về màu sắc so với màu
sắc tự nhiên. Tuy nhiên việc sử dụng rộng rãi thuốc nhuộm và các sản phẩm của
chúng gây ra ô nhiễm nguồn nƣớc ảnh hƣởng tới sức khỏe của con ngƣời và môi
trƣờng sống.
Khi đi vào nguồn nƣớc tự nhiên nhƣ sông, hồ… với một lƣợng rất nhỏ của
thuốc nhuộm đã cho cảm giác về màu sắc. Màu đậm của nƣớc thải cản trở sự hấp
thụ oxy và ánh sáng mặt trời gây tác hại cho sự hơ hấp, sinh trƣởng của các lồi
thủy sinh, làm tác động xấu đến khả năng phân giải của vi sinh đối với các chất
hữu cơ trong nƣớc thải. Đối với cá và các loài thủy sinh, các kết quả thử nghiệm
trên cá của hơn 3000 loại thuốc nhuộm nằm trong tất cả các nhóm từ khơng độc,
độc vừa, rất độc đến cực độc cho thấy có khoảng 37 % loại thuốc nhuộm gây độc
cho cá và thủy sinh, khoảng 2 % thuộc loại rất độc và cực độc, các nghiên cứu cho
thấy khả năng phân giải trực tiếp thuốc nhuộm hoạt tính bằng vi sinh rất thấp do đó
thời gian tồn lƣu dài trong mơi trƣờng [8].
1.3. Tổng quan các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải dệt nhuộm
Các yếu tố đƣợc cân nhắc khi lựa chọn phƣơng án xử lý thích hợp cho nƣớc
thải dệt nhuộm là: hiệu quả xử lý, hiệu quả kinh tế, tính chất và lƣu lƣợng nƣớc
thải, thành phần và nồng độ các chất ơ nhiễm có trong nƣớc thải... Do đặc thù của
công nghệ, nƣớc thải dệt nhuộm chứa tổng hàm lƣợng chất rắn TS, chất rắn lơ
lửng, độ màu, BOD, COD cao nên chọn phƣơng pháp xử lý thích hợp phải dựa vào
yếu tố nhƣ lƣợng nƣớc thải, đặc tính nƣớc thải, tiêu chuẩn thải, xử lý tập trung hay

cục bộ. Về nguyên lý xử lý, nƣớc thải dệt nhuộm có thể có áp dụng các phƣơng
pháp sau và cũng có thể kết hợp các phƣơng pháp này với nhau [14].
1.3.1. Xử lý nước thải dệt nhuộm bằng phương pháp cơ học
Trong nƣớc thải thƣờng chứa các chất không tan ở dạng lơ lửng. Để tách các
chất này ra khỏi nƣớc thải, thƣờng sử dụng các phƣơng pháp cơ học nhƣ lọc qua song
16