Nghiên cứu ứng dụng phương pháp fenton để nâng cao hiệu quả trong hiệu quả trong xử lý nước thải dệt nhuộm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
--------***---------

TẠ QUANG THỌ

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP FENTON
ĐỂ NÂNG CAO HIỆU QUẢ TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI
DỆT NHUỘM

LUẬN VĂN THẠC SĨ

HÀ NỘI – 2016


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

TẠ QUANG THỌ

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP FENTON
ĐỂ NÂNG CAO HIỆU QUẢ TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI
DỆT NHUỘM

Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ sở hạ tầng

Mã số

: 60 - 58 - 02 - 10

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Người hướng dẫn khoa học: PGS-TS ĐOÀN THU HÀ

HÀ NỘI - 2016


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu luận văn này, tác giả đã nhận
được sự hướng dẫn, giúp đỡ qúy báu của các Thầy, Cô và các bạn. Với lịng
kính trọng và biết ơn sâu sắc, tác giả xin được bày tỏ lòng cảm ơn chân thành
nhất tới Ban giám hiệu, Phòng đào tạo đại học và sau đại học, Khoa Kỹ thuật tài
nguyên nước - Trường Đại học Thủy lợi đã tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ
tác giả trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn.
Đặc biệt tác giả xin trân trọng cảm ơn cơ giáo hướng dẫn – PGS.TS. Đồn
Thu Hà đã hết lòng giúp đỡ, ủng hộ và hướng dẫn cho tác giả trong suốt quá
trình nghiên cứu để hoàn thành luận văn tốt nghiệp.
Xin chân thành cảm ơn các Thầy, Cô trong hội đồng chấm luận văn đã cho
tác giả những đóng góp q báu để hồn chỉnh luận văn này.
Do hạn chế về thời gian và khả năng hiểu biết, luận văn của tác giả khó
tránh khỏi những thiếu sót, tác giả mong nhận được sự chỉ bảo của các Thầy
giáo, Cô giáo, các bạn học viên để có thể hồn thiện hơn giá trị luận văn này.
Xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày

tháng

Tác giả

Tạ Quang Thọ

i

năm 2016


BẢN CAM KẾT
Tên tác giả: Tạ Quang Thọ

Mã số học viên: 1482580210008

Học viên cao học: 22CTN21
Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ sở hạ tầng
Khóa học: 22 đợt 2
Tơi xin cam đoan luận văn này hồn tồn do tơi thực hiện, dưới sự hướng
dẫn của PGS.TS. Đoàn Thu Hà. Các số liệu có nguồn gốc rõ ràng tuân thủ theo
đúng quy định. Kết quả nêu trong luận văn chưa từng được ai cơng bố trong bất
kỳ cơng trình nào.
Hà Nội, ngày

tháng

Tác giả

Tạ Quang Thọ

ii

năm 2016


MỤC LỤC
PHẦN MỞ ĐẦU ................................................................................................. 1
1. Tính cấp thiết của đề tài ............................................................................. 1
2. Mục tiêu nghiên cứu .................................................................................. 2
3. Phương pháp nghiên cứu của đề tài ........................................................... 3
4. Kết quả dự kiến đạt được ........................................................................... 3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ NGÀNH DỆT NHUỘM VÀ QUY TRÌNH
CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT CỦA CÔNG TY DỆT NHUỘM XUÂN
HƯƠNG ............................................................................................................... 4
1.1. TỔNG QUAN VỀ NGÀNH DỆT NHUỘM ............................................. 4
1.1.1. Các quá trình cơ bản trong công nghệ dệt nhuộm ....................................... 4
1.1.2. Các loại thuốc nhuộm thường dùng trong ngành dệt nhuộm ..................... 8
1.1.3. Nhu cầu về nước và nước thải trong xí nghiệp dệt nhuộm .......................10
1.1.4. Các chất gây ơ nhiễm chính trong nước thải dệt nhuộm ..........................11
1.1.5. Ảnh hưởng của các chất gây ô nhiễm trong nước thải ngành dệt nhuộm
đến nguồn tiếp nhận .................................................................................................14
1.2. QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT CỦA CƠNG TY DỆT
NHUỘM XN HƯƠNG ............................................................................. 14
1.2.1. Quy trình sản xuất ........................................................................................15
1.2.2. Hiện trạng môi trường tại công ty ............................................................... 20
1.2.3. Kết quả quan trắc chất lượng nươc thải của hệ thống xử lý nước thải hiện
hành ......................................................................................................................... 20
1.3. MỘT SỐ SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM 21
1.3.1. Qui trình cơng nghệ tổng qt xử lý nước thải dệt nhuộm .......................21
1.3.2. Các phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm đang được áp dụng ..........23
1.3.3. Phương án xử lý nước thải dệt nhuộm trong nước và trên thế giới .........29

CHƯƠNG 2: CÁC Q TRÌNH OXY HĨA NÂNG CAO, CƠ SỞ LÝ
THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH FENTON VÀ NGHIÊN CỨU KẾT QUẢ
THỰC NGHIỆM .............................................................................................. 34
iii


2.1 CÁC Q TRÌNH OXY HĨA NÂNG CAO ......................................... 34
2.1.1 Định nghĩa ..................................................................................................... 34
2.1.2 Phân loại ........................................................................................................35
2.1.3 Tình hình nghiên cứu và áp dụng các q trình oxy hóa nâng cao hiện
nay

............................................................................................................ 36

2.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH FENTON ............................. 36
2.2.1 Quá trình Fenton đồng thể ...........................................................................37
2.2.2 Quá trình Fenton dị thể ................................................................................41
2.2.3 Các quá trình Fenton cải tiến: ......................................................................42
2.3 NHỮNG NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH FENTON ..... 47
2.3.1 Ảnh hưởng của độ pH: ................................................................................. 47
2.3.2 Ảnh hưởng của tỉ lệ Fe2+/H2O2 và loại ion Fe (Fe2+ hay Fe3+) .........48
2.3.3 Ảnh hưởng của các anion vô cơ: .................................................................49
2.3.4 Ứng dụng phương pháp Fenton trong xử lý nước thải .............................50
2.4 KẾT QUẢ CÁC THÍ NGHIỆM ĐÃ NGHIÊN CỨU ............................. 52
2.4.1 Xác định các thông số đầu vào ban đầu .....................................................52
2.4.2 Khảo sát sơ bộ ảnh hưởng của pH ..............................................................53
2.4.3 Khảo sát giá trị pH tối ưu .............................................................................55
2.4.4 Khảo sát sơ bộ ảnh hưởng của lượng Fe2+ đến quá trình Fenton .............56
2.4.5 Khảo sát lượng Fe2+ tối ưu cho quá trình Fenton ......................................58
2.4.6 Khảo sát lượng H2O2 sơ bộ cho quá trình Fenton ....................................60

2.4.7 Khảo sát lượng H2O2 tối ưu cho quá trình Fenton.................................... 61
2.4.8 Khảo sát ảnh hưởng của xúc tác dị thể MnSO4. ........................................62
2.4.9 Khảo sát ảnh hưởng xúc tác đồng thể axit oxalic ......................................63
2.4.10 Khảo sát hiệu quả xử lý của quá trình Fenton ...........................................64
CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ VÀ KHÁI TỐN KINH PHÍ HỆ
THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY DỆT NHUỘM ........................ 66
3.1. CƠ SỞ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ ....................................................... 66
3.1.1. Việc lựa chọn sơ đồ công nghệ dựa vào các yếu tố cơ bản sau ...............66
iv


3.1.2. Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật khác ............................................................... 66
3.1.3. Các phương án được đề xuất .......................................................................67
3.2. TÍNH TỐN CÁC CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ .......................................... 70
3.2.1. Xác định mức độ cần thiết xử lý chất thải ..................................................70
3.2.2. Lưới chắn rác ................................................................................................71
3.2.3. Hố thu gom ....................................................................................................72
3.2.4. Bể điều hòa ....................................................................................................74
3.2.5. Bể Oxi hóa Fenton ........................................................................................77
3.2.6. Bể trung gian .................................................................................................80
3.2.7. Bể lắng ........................................................................................................... 82
3.2.8. Bể nén bùn (kiểu đứng) ................................................................................87
3.2.9. Máy nén bùn .................................................................................................89
3.2.10. Bể khử trùng ................................................................................................90
3.3. TÍNH TỐN HĨA CHẤT SỬ DỤNG ................................................... 93
3.3.1. Bể chứa dung dịch axit H2SO4 và bơm châm H2SO4 (cho vào bể điều
hòa) ......................................................................................................................... 93
3.3.2. Chất trợ lắng polymer dạng bột sử dụng ở bể điều hịa ............................93
3.4. Khái tốn chi phí của hệ thống ................................................................. 94
3.4.1. Khái tốn chi phí xây dựng ..........................................................................94

3.4.2. Khái tốn chi phí quản lý .............................................................................95
3.5. Đánh giá hiệu quả môi trường của hệ thống ............................................ 97
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ......................................................................... 98
Kết luận: ........................................................................................................ 98
Kiến nghị: ........................................................................................................ 99
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................. 100

v


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Sơ đồ tổng qt quy trình dệt nhuộm .................................................... 7
Hình 1.2 Giản đồ nhuộm Cellulose bằng thuốc nhuộm hoạt tính ...................... 16
Hình 1.3: Sơ đồ quy trình nhuộm tại cơng ty ..................................................... 18
Hình 1.4: Sơ đồ qui trình cơng nghệ tổng qt xử lý nước thải nhuộm vải ...... 22
Hình 1.5: Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải theo quá trình tăng trưởng lơ lửng .. 27
Hình 1.6: Sơ đồ hệ thống xứ lý nước thải theo q trình vi sinh dính bám ....... 28
Hình 2.1: Q trình Fenton điện hóa .................................................................. 43
Hình 2.2: Ảnh hưởng của pH đến sự phân huỷ benzen trong hệ thống Fenton . 46
Hình 2.3: Ảnh hưởng của nồng độ HA ban dầu đến sự phân huỷ benzen trong hệ
thống Fenton cải tiến tại pH = 5 ......................................................................... 47
Hình 2.4: Ảnh hưởng của pH đến sự phân huỷ benzen trong hệ thống Fenton . 48
Hình 2.5: Phương trình đường chuẩn độ màu .................................................... 53
Hình 2.6 Đồ thị thể hiện mối tương quan giữa hiệu quả xử lý COD và pH ...... 54
Hình 2.7: Đồ thị thể hiện mối tương quan giữa hiệu quả xử lý COD, độ màu và
pH ....................................................................................................................... 55
Hình 2.8: Đồ thị thể hiện mối tương quan giữa hiệu quả xử lý COD, độ màu và
lượng phèn .......................................................................................................... 57
Hình 2.9 Đồ thị thể hiện mối tương quan giữa hiệu quả xử lý COD, độ màu và
lượng phèn .......................................................................................................... 59

Hình 2.10 Đồ thị thể hiện mối tương quan giữa hiệu quả xử lý độ màu, COD và
lượng Hydroperoxit sử dụng .............................................................................. 60
Hình 2.11: Đồ thị thể hiện mối liên hệ giữa hiệu quả xử lý và lượng H 2 O 2
tối ưu. ...................................................................................................... 61
Hình 2.12: Đồ thị thể hiện mối tương quan giữa hiệu quả xử lý COD, độ màu và
lượng xúc tác MnSO 4 sử dụng ........................................................................... 62

vi


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng1.1: Phạm vi sử dụng các loại thuốc nhuộm trong công nghiệp dệt ............ 8
Bảng1.2: Các chất gây ơ nhiễm và đặc tính nước thải ngành dệt - nhuộm ....... 12
Bảng1.3: Đặc tính nước thải của một số xí nghiệp Dệt nhuộm ở Việt Nam ..... 12
Bảng1.4: Nồng độ của một số chất ô nhiễm trong nước thải Dệt nhuộm. ......... 13
Bảng1.5: Tính chất nước thải của các nhà máy Dệt nhuộm ở TP. Hồ Chí Minh ...13
Bảng1.6: Tính chất nước thải của các nhà máy Dệt nhuộm ở Hà Nội ............. 13
Bảng 1.7: Mô tả quy trình cơng nghệ nhuộm vải .............................................. 19
Bảng 1.8: Thành phần nước thải Công ty dệt nhuộm Xuân Hương .................. 20
Bảng 1.9: Thành phần tính chất nước thải nhuộm ............................................. 21
Bảng 2.1 Thế oxy hóa của một số tác nhân oxy hóa thường gặp ...................... 35
Bảng 2.2 Phân loại các quá trình oxy hóa nâng cao .......................................... 36
Bảng 2.3 Những hợp chất hữu cơ bị oxy hoá bởi gốc *OH đã nghiên cứu ....... 40
Bảng 2.4: Bảng so sánh thông số nước thải đầu vào ......................................... 52
Bảng 2.5. Hiệu quả xử lý của phương pháp Fenton ........................................... 64
Bảng 3.1 Các thông số nước thải đầu vào công ty dệt nhuộm Xuân Hương ..... 66
Bảng 3.2: Kết quả tính tốn lưới chắn rác ......................................................... 72
Bảng 3.3: Kết quả tính tốn bể thu gom ........................................................... 73
Bảng 3.4: Kết quả tính tốn bể điều hịa ........................................................... 77
Bảng 3.5: Thơng số thiết kế bể oxi hóa Fenton ................................................. 80

Bảng 3.6: Thơng số thiết kế bể trung gian ......................................................... 82
Bảng 3.7: Thông số thiết kế bể lắng ................................................................... 86
Bảng 3.8: Thông số thiết kế bể khử trùng .......................................................... 90
Bảng 4.1: Khái tốn chi phí các cơng trình phải xây dựng ................................ 94

vii


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

BOD

Biological Oxygen Demand

BTNMT

Bộ Tài nguyên và Môi trường

COD

Chemical Oxygen Demand

DO

Dissolved oxygen

HA

Axit Humic

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

TSS

Total Suspended Solid

SBR

Requencing Batch Reactor

viii


PHẦN MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài
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 mơi
trường ơ nhiễm do các chất độc hại do nền công nghiệp tạo ra. Điển hình như
các ngành cơng 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 kim ngạch xuất khẩu lớn của Việt Nam.
Ngành dệt nhuộm đã phát triển từ rất lâu trên thế giới nhưng nó chỉ mới

hình thành và phát triển hơn 100 năm nay ở nước ta. Ngành dệt nhuộm thu hút
nhiều lao động góp phần giải quyết việc làm và phù hợp với những nước đang
phát triển khơng có nền cơng nghiệp nặng phát triển mạnh như nước ta. Hầu hết
các nhà máy, xí nghiệp dệt nhuộm ở nước ta đã có hệ thống xử lý nước thải tuy
nhiên nước thải đầu ra chưa đạt QCVN 13-MT: 2015/BTNMT Quy chuẩn kỹ
thuật quốc gia về nước thải cơng nghiệp dệt may.
Trong q trình sản xuất ngành dệt nhuộm sử dụng một lượng nước rất lớn
và nguồn phát sinh ra nước thải ở nhiều công đoạn khác nhau, thay đổi theo từng
loại sản phẩm. Nhưng đặc trưng của loại nước thải này là có chứa các chất hữu
cơ có độ pH cao khó phân hủy và nhiều tạp chất độc hại khác như các chất tạo
màu vải, chất ngâm tẩy… Các chất này thường có chứa các ion kim loại hịa tan,
hay kim loại nặng rất khó phân hủy trong mơi trường, có thể gây ơ nhiễm mơi
trường trầm trọng trong thời gian dài. Ngồi ra, nước thải dệt nhuộm thường có
độ màu rất lớn, thay đổi thường xuyên tùy loại thuốc nhuộm và có nhiệt độ cao.
Nếu chưa được xử lý hoặc xử lý chưa đạt tiêu chuẩn mà thải ra ngồi thì các hóa
chất này có thể giết chết vi sinh vật xung quanh, làm chết cá, các loại động vật
sống dưới nước, các chất độc này cịn có thể thấm vào đất, tồn tại lâu dài và ảnh
hưởng tới nguồn nước ngầm, bên cạnh đó cịn ảnh hưởng đến đời sống của con
người.
1


Hiện nay, các nhà máy dệt nhuộm tại Việt Nam chủ yếu áp dụng công nghệ
sinh học để xử lý nước thải như cơng nghệ Aeroten bùn hoạt tính truyền thống,
Aeroten theo mẻ, công nghệ vật liệu đệm vi sinh. Tại một số nhà máy có kết hợp
xử lý bằng cơng nghệ sinh học và cơng nghệ hóa học, tuy nhiên việc ứng dụng
cơng nghệ hóa học bằng phương pháp oxy hóa Fenton chưa được áp dụng ở
nước ta.
Việc nghiên cứu, đánh giá hiệu quả phương pháp oxy hóa Fenton trong xử
lý nước thải ngành dệt nhuộm là một hướng mới để đưa cơng nghệ hóa học được

áp dụng rộng rãi hơn, hiệu quả xử lý đòi hỏi đảm bảo tiêu chuẩn cho phép, sản
phẩm thứ phát hạn chế ảnh hưởng đến mơi trường xung quanh.
Vì vậy em đã lựa chọn đề tài luận văn “Nghiên cứu ứng dụng phương
pháp FENTON để nâng cao hiệu quả trong xử lý nước thải dệt nhuộm” để
nghiên cứu kết quả thực nghiệm, đánh giá được hiệu quả xử lý, ứng dụng kết
quả nghiên cứu thực nghiệm để thiết kế hệ thống xử lý nước thải tại Công ty dệt
nhuộm Xuân Hương.
2. Mục tiêu nghiên cứu
- Tìm hiểu tổng quan về cơng nghệ dệt nhuộm.
- Hiện trạng ô nhiễm nước thải tại Công ty dệt nhuộm Xn Hương.
- Nghiên cứu tìm hiểu cơng nghệ xử lý nước thải trên thế giới, phân tích ưu
nhược điểm.
- Nghiên cứu về các phương pháp Oxy hóa nâng cao và q trình Fenton
- Áp dụng kết quả thí nghiệm theo phương pháp Fenton vào công nghệ xử
lý nước thải dệt nhuộm.
- Khái tốn được kinh phí, giá thành xử lý và hiệu quả môi trường của dây
chuyền lựa chọn.

2


3. Phương pháp nghiên cứu của đề tài
Trong quá trình nghiên cứu, hoàn thiện, luận văn dựa trên cơ sở vận dụng
phép duy vật biện chứng kết hợp với các phương pháp sau: Phương pháp thu
thập tài liệu, số liệu; Phương pháp phân tích, xử lý, đánh giá số liệu; Phương
pháp kế thừa kết quả mơ hình xử lý trong phịng thí nghiệm; Phương pháp hệ
thống hóa.
Đề tài thực hiện do hướng dẫn của giảng viên có chun mơn nhằm đánh
giá về mặt khoa học đề tài.
4. Kết quả dự kiến đạt được

- Đánh giá được hiện trạng của tình hình xử lý nước thải dệt nhuộm tại khu
vực nghiên cứu;
- Đánh giá được kết quả thực nghiệm của phương pháp Fenton để đề xuất
giải pháp nâng cấp hệ thống xử lý nước thải phù hợp cho xí nghiệp dệt nhuộm;
- Đánh giá hiệu quả môi trường của trạm xử lý nước thải cho xí nghiệp dệt
nhuộm.
- Đánh giá được hiệu quả đầu tư của công nghệ xử lý nước thải.

3


CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ NGÀNH DỆT NHUỘM VÀ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN
XUẤT CỦA CÔNG TY DỆT NHUỘM XUÂN HƯƠNG

1.1. TỔNG QUAN VỀ NGÀNH DỆT NHUỘM
Nghành dệt là nghành công nghiệp có dây chuyền cơng nghệ phức tạp, áp
dụng nhiều loại hình cơng nghệ khác nhau. Đồng thời trong q trình sản xuất
sử dụng các nguồn ngun liệu, hóa chất và cũng sản xuất ra nhiều mặt hàng có
mẫu mã, màu sắc, chủng loại khác nhau. Tùy theo quy mô của cơ sở dệt nhuộm
tính chất của nguyên liệu, tính chất của sản phẩm, trình độ cơng nghệ mà các
cơng đoạn dệt nhuộm tại các cơ sở khác nhau nhiều hay ít.
Ngun liệu chủ yếu là xơ bơng, xơ nhân tạo để sản xuất các loại vải
cotton, vải pha và len. Ngồi ra cịn sử dụng các ngun liệu như lông thú, đay
gai, tơ tằm để sản xuất các mặt hàng tương ứng.
1.1.1. Các q trình cơ bản trong cơng nghệ dệt nhuộm
Thông thường công nghệ dệt - nhuộm gồm ba quá trình cơ bản: kéo sợi, dệt
vải và xử lý (nấu tẩy), nhuộm và hồn thiện vải. Trong đó được chia thành các
công đoạn sau:
Làm sạch nguyên liệu: Nguyên liệu thường được đóng dưới các dạng kiện

bơng thơ chứa các sợi bơng có kích thước khác nhau cùng với các tạp chất tự
nhiên như bụi, đất, hạt, cỏ rác… Nguyên liệu bông thô được đánh tung, làm sạch
và trộn đều. Sau q trình làm sạch, bơng được thu dưới dạng các tấm phẳng đều.
Chải: Các sợi bông được chải song song và tạo thành các sợi thô.
Kéo sợi, đánh ống, mắc sợi: Tiếp tục kéo thô tại các máy sợi con để giảm
kích thước sợi, tăng độ bền và 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. Tiếp tục mắc sợi là dồn qua các quả ống để chuẩn bị cho công đoạn hồ sợi.
Hồ sợi dọc: Hồ sợi bằng hồ tinh bột và tinh bột biến tính để tạo màng hố
bao quanh sợi, tăng độ bền, độ trơn và độ bóng của sợi để có thể tiến hành dệt
4


vải. Ngồi ra cịn dùng các loại hồ nhân tạo như polyvinylalcol PVA,
polyacrylat…
Dệt vải: Kết hợp sợi ngang với sợi dọc đã mắc thành hình tấm vải mộc.
Giũ hồ: Tách các thành phần của hồ bám trên vải mộc bằng phương pháp
enzym (1% enzym, muối và các chất ngấm) hoặc axit (dung dịch axit sunfuric
0.5%). Vải sau khi giũ hồ được giặc bằng nước, xà phòng, xút, chất ngấm rồi
đưa sang nấu tẩy.
Nấu vải: Loại trừ phần hồ còn lại và các tạp chất thiên nhiên như dầu mỡ,
sáp… Sau khi nấu vải có độ mao dẫn và khả năng thấm nước 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 ở nhiệt độ cao (120 130oC). Sau đó, vải được giặt nhiều lần.
Làm bóng vải: Mục đích làm cho sợi cotton trương nở, làm tăng kích thước
các mao quản giữa các phần tử làm cho xơ sợi trở nên xốp hơn, dễ thấm nước
hơn, bóng hơn, tăng khả năng bắt màu thuốc nhuộm. Làm bóng vải thơng
thường bằng dung dịch kiềm dung dịch NaOH có nồng độ từ 280 đến 300g/l, ở
nhiệt độ thấp 10 - 20oC sau đó vải được giặt nhiều lần. Đối với vải nhân tạo
khơng cần làm bóng.

Tẩy trắng: Mục đích tẩy màu tự nhiên của vải, làm sạch các vết bẩn, làm
cho vải có độ trắng đúng yêu cầu chất lượng. Các chất tẩy thường dùng là natri
clorit NaClO 2 , natri hypoclorit NaOCl hoặc hyrdo peroxyte H 2 O 2 cùng với các
chất phụ trợ. Trong đó đối với vải bơng có thể dùng các loại chất tẩy H 2 O 2 ,
NaOCl hay NaClO 2 .
Nhuộm vải hồn thiện: mục đích tạo màu sắc khác nhau của vải. Thường
sử dụng các loại thuốc nhuộm tổng hợp cùng với các hợp chất trợ nhuộm để tạo
sự gắn màu của vải. Phần thuốc nhuộm dư không gắn vào vải, đi vào nước thải
phụ thuộc vào nhiều yếu tố như công nghệ nhuộm, loại vải cần nhuộm, độ màu
yêu cầu…

5


Thuốc nhuộm trong dịch nhuộm có thể ở dạng tan hay dạng phân tán. Quá
trình nhuộm xảy ra theo 4 bước:
- Di chuyển các phân tử thuốc nhuộm đến bề mặt sợi.
- Gắn màu vào bề mặt sợi.
- Khuyết tán màu vào trong sợi, quá trình xảy ra chậm hơn quá trình trên.
- Cố định màu và sợi.
In hoa là tạo ra các vân hoa có một hoặc nhiều màu trên nền vải trắng hoặc
vải màu, hồ in là một hỗn hợp gồm các loại thuốc nhuộm ở dạng hòa tan hay
pigment dung môi. Các lớp thuốc nhuộm cùng cho in như pigment, hoạt tính,
hồn ngun, azo khơng tan và indigozol. Hồ in có nhiều loại như hồ tinh bột,
dextrin, hồ alginat natri, hồ nhũ tương hay hồ nhũ hóa tổng hợp.
Sau nhuộm và in, vải được giặt lạnh nhiều lần. Phần thuốc nhuộm khơng
gắn vào vải và các hóa chất sẽ đi vào nước thải. Văng khổ, hoàn tất vải với mục
đích ổn định kích thước vải, chống nhàu và ổn định nhiệt, trong đó sử dụng một
số hóa chất chống màu, chất làm mềm và hóa chất như metylic, axit axetic,
formaldehit.

6


Hình 1.1 Sơ đồ tổng quát quy trình dệt nhuộm

7


1.1.2. Các loại thuốc nhuộm thường dùng trong ngành dệt nhuộm
Mức độ gây ô nhiễm của nước thải dệt nhuộm phụ thuộc vào chủng loại và
số lượng thuốc nhuộm và cơng nghệ áp dụng. Hóa chất sử dụng: hồ tinh bột,
H 2 SO 4 , CH 3 COOH, NaOH, NaOCl, H 2 O 2 , Na 2 CO3 , Na 2 SO 3 … các loại thuốc
nhuộm, các chất trơ, chất ngấm, chất cầm màu, chất tẩy giặt.
Các loại thuốc nhuộm 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 thuỷ sinh của nước thải dệt nhuộm
Bảng1.1: Phạm vi sử dụng các loại thuốc nhuộm trong cơng nghiệp dệt
Sợi
bơng

Sợi
xenlulo

x

x

Hồn ngun

x

x

indigozol)

lụa

thực vật

Trực tiếp

Hồn ngun (

Tơ

Len

x

x

Hoạt tính

x

x

Naphthol

x

x

Phân tán

x

x

x

Axit

x

Phức kim loại

x

x

x
x

Cation (kiềm)
Crom

Polyacylonillril

x

Lưu huỳnh

Pigment

Polyamit Polyester

x
x

8


Thuốc nhuộm hoạt tính
Các loại thuốc nhuộm thuộc nhóm này có cơng thức cấu tạo tổng qt là SF-T-X trong đó: S là nhóm làm cho thuốc nhuộm có tính tan; F là phần mang
màu, thường là các hợp chất Azo (-N=N-), antraquinon, axit chứa kim loại hoặc
ftaloxiamin; T là gốc mang nhóm phản ứng; X là nhóm phản ứng. Loại thuốc
nhuộm này khi thải vào mơi trường có khả năng tạo thành các amin thơm được
xem là tác nhân gây ung thư.
Thuốc nhuộm trực tiếp
Đây là thuốc nhuộm bắt màu trực tiếp với xơ sợi không qua giai đoạn xử lý
trung gian, thường sử dụng để nhuộm sợi 100% cotton, sợi protein (tơ tằm) và
sợi poliamid, phần lớn thuốc nhuộm trực tiếp có chứa azo (mơn, di and poliazo)
và một số là dẫn xuất của dioxazin. Ngoài ra, trong thuốc nhuộm cịn có chứa
các nhóm làm tăng độ bắt màu như triazin và salicylic axit có thể tạo phức với
các kim loại để tăng độ bền màu.
Thuốc nhuộm hoàn ngun
Thuốc nhuộm hồn ngun gồm 2 nhóm chính: nhóm đa vịng có chứa

nhân antraquinon và nhóm indigoit có chứa nhân indigo. Cơng thức tổng qt là
R=C-O; trong đó R là hợp chất hữu cơ nhân thơm, đa vòng. Các nhân thơm đa
vòng trong loại thuốc nhuộm này cũng là tác nhân gây ung thư, vì vậy khi khơng
được xử lý, thải ra mơi trường, có thể ảnh hưởng đến sức khỏe con người.
Thuốc nhuộm phân tán
Nhóm thuốc nhuộm này có cấu tạo phân tử tư gốc azo và antraquinon và
nhóm amin (NH 2 , NHR, NR 2 , NR-OH), dùng chủ yếu để nhuộm các loại sợi
tổng hợp (sợi axetat, sợi polieste…) khơng ưa nước.
Thuốc nhuộm lưu huỳnh
Là nhóm thuốc nhuộm chứa mạch dị hình như tiazol, tiazin, zin… trong đó
có cầu nối –S-S- dùng để nhuộm các loại sợi cotton và viscose.

9


Thuốc nhuộm axit
Là các muối sunfonat của các hợp chất hữu cơ khác nhau có cơng thức là
R-SO 3 Na khi tan trong nước phân ly thành nhóm R-SO 3 mang màu. Các thuốc
nhuộm này thuộc nhóm mono, diazo và các dẫn xuất của antraquinon, triaryl
metan…
Thuốc in, nhuộm pigmen
Có chứa nhóm azo, hồn ngun đa vịng, ftaoxianin, dẫn suất của
antraquinon…
1.1.3. Nhu cầu về nước và nước thải trong xí nghiệp dệt nhuộm
Trong công nghệ dệt nhuộm dùng rất nhiều nước phục vụ cho các cơng
đoạn sản xuất bình qn 50-300m3/tấn sản phẩm. Sự dao động về lưu lượng và
tính chất nước thải quyết định tải trọng thiết kế cho các cơng trình đơn vị, vận
hành hệ thống xử lý và quản lý chất lượng môi trường.
Nước dùng trong nhà máy dệt 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 công đoạn công nghệ

72.3%

Nước vệ sinh và sinh hoạt

7.6%

Phịng hỏa và cho các việc khác

0.6%

Nước thải từ cơng nghiệp dệt cũng rất đa dạng và phức tạp, nhu cầu nước
cho cơng nghiệp dệt cũng rất lớn. Từ đó lượng nước thải từ những công nghệ
này cũng rất nhiều.
Hàng len nhuộm, dệt thoi là: 100 - 240 m3/tấn
Hàng vải bông, nhuộm, dệt thoi: 50 - 240 m3/tấn, bao gồm:
Hồ sợi:

0.02 m3

Nấu, giũ hồ tẩy:

30 - 120 m3

Nhuộm:

50 - 240 m3

Hàng vải bông in hoa, dệt thoi là 65 - 280 m3/tấn, bao gồm:
10


Hồ sợi:

0.02 m3

Giũ hồ, nấu tẩy:

30-120 m3

In sấy:

5-20 m3

Giặt:

30-140 m3

Khăn len màu từ sợi polycrylonitrit là 40-140 m3/tấn, bao gồm:
Nhuộm sợi:

30-80 m3

Giặt sau dệt:

10-70 m3

Vải trắng từ polyacrylonitrit là 20-60 m3 .
1.1.4. Các chất gây ơ nhiễm chính trong nước thải dệt nhuộm
Nước thải từ các xí nghiệp dệt nhuộm rất phức tạp, nó bao gồm cả các chất
hữu cơ, các chất màu và các chất độc hại cho môi trường. Các chất gây ơ nhiễm
mơi trường chính có trong nước thải của xí nghiệp dệt, nhuộm bao gồm:
- Tạp chất tách ra từ xơ sợi, như dầu mỡ, các hợp chất chứa nitơ, các chất
bẩn dính vào sợi (trung bình là 6% khới lượng xơ sợi).
- Các hóa chất dùng trong q trình cơng nghệ: hồ tinh bột, tinh bột biến
tính, dextrin, aginat, các loại axit, xút, NaOCl, H 2 O 2 , Soda, Sunfit… Các loại
thuốc nhuộm, các chất phụ trợ, chất màu, chất cầm màu, hóa chất tẩy giặt.
Lượng hóa chất sử dụng đối với từng loại vải, từng loại mầu là rất khác nhau và
phần dư thừa đi vào nước thải tương ứng.
- Đối với mặt hàng len từ lông cừu, nguyên liệu là len thô mang rất nhiều
tạp chất (250-600 kg/tấn) được chia thành:
+ 25-30% mỡ (axít béo và sản phẩm cất mỡ, lơng cừu)
+ 10-15% đất và cát
+ 40-60% mưối hữu cơ và các sản phẩm cất mỡ, lông cừu.
Mỗi công đoạn của công nghệ có các dạng nước thải và đặc tính của chúng.

11

Bảng1.2: Các chất gây ơ nhiễm và đặc tính nước thải ngành dệt - nhuộm
Công đoạn

Chất ô nhiễm trong nước thải

Đặc tính của nước thải

Hồ sợi,

Tinh bột, glucozo, carboxy metyl

giũ hồ

xelulozo, polyvinyl alcol, nhựa,

BOD cao (34-50% tổng sản lượng
BOD).

chất béo và sáp.
Nấu, tẩy
Tẩy trắng

NaOH, chất sáp và dầu mỡ, tro,

Độ kiềm cao, màu tối, BOD cao

soda, silicat natri và xo sợi vụn.

(30% tổng BOD).

Hipoclorit, hợp chất chứa clo,

Độ kiềm cao, BOD thấp (dưới 1%

NaOH, tạp chất.

Làm bong
Nhuộm

Độ kiềm cao, chiếm 5%BOD.

NaOH, AOX, axit…

tổng BOD).

Các loại thuốc nhuộm, axitaxetic

Độ màu rất cao, BOD khá cao

và các muối kim loại.

(6% tổng BOD), TS cao.

Chất màu, tinh bột, dầu, đất sét,

In

Độ màu cao, BOD cao và dầu mỡ.

muối kim loại,axit…

Hoàn thiện

Vệt tinh bột, mỡ động vật, muối.

Kiềm nhẹ, BOD thấp, lượng nhỏ.

Bảng1.3: Đặc tính nước thải của một số xí nghiệp Dệt nhuộm ở Việt Nam
Đặc tính sản
phẩm
Nước thải

Đơn vị
m3/tấn
vải

pH

Hàng bơng

Hàng pha

dệt thoi

dệt kim

394

Dệt len

Sợi

264

114

236

8-11

9-10

9

9-11

TS

mg/l

400-1000

950-1380

420

800-1300

BOD 5

mg/l

70-135

90-220

120-130

90-130

COD

mg/l

150-380

230-500

400-450

210-230

Pt-Co

350-600

250-500

260-300

Độ màu

12


Bảng1.4: Nồng độ của một số chất ô nhiễm trong nước thải Dệt nhuộm.
Thành phần

Đặc điểm

pH

2-14

COD (mg/l)

60-5000

BOD (mg/l)

20-3000

PO 4 3- (mg/l)

10-1800

SO 4 2- (mg/l)

<5

Độ màu (Pt-Co)

40-5000

Q (m3/tấn sp)

4-4000

Bảng1.5: Tính chất nước thải của các nhà máy Dệt nhuộm ở TP. Hồ Chí Minh
Độ màu

COD

BOD

(Pt-Co)

(mg/l)

(mg/l)

9,2

1160

280

651

98

298

0,25

5000

5,6

1250

350

630

95

76

1,31

Phong Phú

3600

7,5

510

180

480

45

1,68

Vết

Việt Thái

4800

10,1

969

250

506

145

0,4

Gia Định

1300

7,2

260

130

230

32

Tên nhà

Q

máy

(m3/t)

Thành Cơng

6500

Thắng lợi

pH

SO 4 2-

PO 4 3-

(mg/l) (mg/l)

(mg/l)

SS

KLN

0,4

Bảng1.6: Tính chất nước thải của các nhà máy Dệt nhuộm ở Hà Nội
Độ màu

Q

(Pt -Co)

(m3/t)

8–11

350-600

394

950–1000

9–10

250–500

264

210–320

805–1330

9–11

279–432

549–773

1599–1800

9–10

230–310

143,5

120–400

570-1200

800–1100

9–11

1600

280

115–132

400–450

420

8–11

350–700

114

132

443

496

8-12

168

199

BOD

COD

(mg/l)

(mg/l)

Công ty Dệt 8/3

70–135

Công ty dệt Hà Nội

Tên nhà máy

Nhà máy chỉ khâu Hà
Nội
Công ty dệt Minh Khai
Công ty dệt Kim Đông
Xuân
Công ty dệt len Mùa
đông
Công

ty

Thăng Long

dệt

Kim

TS

pH

15–380

400–1000

90–120

230–500

90–180

13

236


Nước thải dệt nhuộm nhìn chung rất phức tạp và đa dạng, đã có hàng trăm
loại hóa chất đặc trưng như phẩm nhuộm, chất hoạt động bề mặt, chất điện ly,
chất tạo mơi trường, tinh bột men,chất oxy hóa…được đưa vào sử dụng. Trong
quá trình sản xuất, lượng nước thải ra 12-300 m3/tấn vải, chủ yếu từ công đoạn
nhuộm và nấu tẩy. Nước thải dệt nhuộm ô nhiễm nặng trong môi trường sống
như độ đục, độ màu, pH, chất lơ lửng, chất hữu cơ, BOD, COD, nhiệt độ đều
vượt quá tiêu chuẩn cho phép xả vào nguồn tiếp nhận .
1.1.5. Ảnh hưởng của các chất gây ô nhiễm trong nước thải ngành dệt
nhuộm đến nguồn tiếp nhận
- Độ kiềm cao làm tăng pH của nước. Nếu pH > 9 sẽ gây độc hại đối với
thủy tinh, gây ăn mòn các cơng trình thốt nước và hệ thống xử lý nước thải.

- Muối trung tính làm tăng hàm lượng tổng rắn. Lượng thải lớn gây tác hại
đối với đời sống thủy sinh do làm tăng áp suất thẩm thấu, ảnh hưởng đến quá
trình trao đổi của tế bào.
- Hồ tinh bột biến tính làm tăng BOD, COD của nguồn nước, gây tác hại
đối với đời sống thủy sinh do làm giảm oxy hòa tan trong nguồn nước.
- Độ màu cao do lượng thuốc nhuộm dư đi vào nước thải gây màu cho
dịng tiếp nhận, ảnh hưởng tới q trình quang hợp của các loài thủy sinh, ảnh
hưởng xấu tới cảnh quan.
- Hàm lượng ô nhiễm các chất hữu cơ cao sẽ làm giảm oxy hòa tan trong
nước ảnh hưởng tới sự sống của các lồi thủy sinh.
1.2. QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT CỦA CƠNG TY DỆT
NHUỘM XN HƯƠNG
Cơng ty dệt nhuộm Xuân Hương tọa lạc phía Tây Nam Tp.HCM, thuộc
khu cơng nghiệp Tân Tạo, xã Tân Tạo, huyện Bình Chánh. Ngành nghề kinh
doanh: sản xuất, mua bán các sản phẩm hàng dệt may, nhuộm và hoàn tất vải
Toàn bộ diện tích cơng ty khoảng 10.000 m2. Nơi đây là đầu mối quan
trọng cho việc phát triển kinh tế và giao thơng của các tỉnh miền Tây. Đồng thời
có một vị trí giao thơng rất thuận lợi:
+ Cách trung tâm Tp.HCM khoảng 12 km.
14


+ Cách sân bay Tân Sơn Nhất khoảng 12 km.
+ Cách cảng Sài Gịn khoảng 15 km.
1.2.1. Quy trình sản xuất
1.2.1.1. Nguyên liệu và phẩm nhuộm
* Nguyên liệu: là vải mộc đã được dệt sẵn, nhìn chung các loại vải đều
được dệt từ các loại sợi sau:
- Sợi cotton: được kéo từ sợi bơng vải, có đặc tính là hút ẩm cao, xốp bền
trong môi trường kiềm, phân hủy trong mơi trường axit. Mặt hàng thích hợp với

khí hậu nóng mùa hè, tuy nhiên sợi còn lẫn nhiều tạp chất như sáp, mài bông và
dễ nhàu. Do vậy cần xử lý kỹ trước khi nhuộm để loại bỏ tạp chất.
- Sợi polyester: là sợi hóa học dạng cao phân tử được tạo thành từ quá trình
tổng hợp hữu cơ, hút ẩm kém, cứng, bền ở trạng thái ướt... tuy nhiên kém bền
với ma sát nên loại sợi này thường được trộn chung với các sợi khác. Sợi này
bền với axit nhưng kém bền với kiềm
- Sợi pha PECO (polyester và cotton): Sợi pha PECO được pha để khắc
phục các nhược điểm của 2 loại sợi kể trên.
** Phẩm nhuộm: Tuỳ từng giai đoạn sản xuất mà tại công ty sử dụng
những loại thuốc nhuộm khác nhau, trong giai đoạn tham gia lấy mẫu tại công ty
loại thuốc nhuộm mà nhà máy đang sử dụng là thuốc nhuộm hoạt tính.
Đây là loại thuốc nhuộm tan trong nước, có chứa một hoặc vài ngun tử
hoạt tính (khi nhuộm có thể tách ra khỏi thuốc nhuộm để thuốc nhuộm liên kết
với xơ, trong điều kiện nhuộm có liên kết với xơ bằng liên kết hoá trị), độ bền
giặt và bền ánh sáng kém. Mặt khác do có đủ gam màu, màu tươi thuần sắc,
công nghệ nhuộm đa dạng nhưng không quá phức tạp nên nó được nhiều hãng
trên thế giới áp dụng với nhiều thương phẩm khác nhau.

15