i
LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên, em xin gửi lời biết ơn sâu sắc và chân thành đến TS. Phạm Thu
Thủy,người đã tận tình chỉ bảo hướng dẫn và giúp đỡ em trong suốt thời gian làm
đồ án.
Em xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô trong Viện công nghệ sinh học và môi
trường đã quan tâm, giúp đỡ và tạo mội điều kiện cho em trong quá trình thực hiện
đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn đến Ban lãnh đạo cùng toàn thể cán bộ nhà máy
xử lý nước thải Global và nhà máy xử lý nước thải Samil đã tạo điều kiện giúp đỡ
em trong suốt quá trình thực tập tốt nghiệp.
Đồng thời em cũng xin gửi lời cảm ơn đến gia đình và bạn bè đã ủng hộ
và
động viên em trong thời gian làm đồ án.
Em xin chân thành cảm ơn
ii
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN i
MỤC LỤC ii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT v
DANH MỤC BẢNG vi
DANH MỤC HÌNH vii
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3
1.1. TỔNG QUAN VỀ NGÀNH DỆT 3
1.1.1. Sự phát triển của ngành dệt trên thế giới và ở Việt Nam 3
1.7.1 Hệ thống xử lý của công ty Global 35
1.7.2 Hệ thống xử lý của công ty Samil Vina 38
1.8. Ý nghĩa thực tiễn và mục tiêu của đề tài 41
CHƯƠNG II: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 42
2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 42
2.2. Hóa chất và thiết bị 42
2.3. Phương pháp nghiên cứu 44
2.3.1. Lưu đồ kiểm soát quá trình xử lý 44
2.3.2 Phương pháp lấy mẫu 46
2.3.3 Phương pháp đo và phân tích các chỉ tiêu 47
CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 51
3.1. Kết quả đo và phân tích các chỉ tiêu chất lượng nước 51
3.1.1. Kết quả phân tích chất lượng nước đầu vào 51
3.1.2. Chất lượng nước đầu ra 53
3.2. Đánh giá hệ thống xử lý 57
3.2.1. Đánh giá hiệu quả xử lý của hệ thống 57
iv
3.2.2. Đánh giá chi phí xử lý nước thải cho hai trạm xử lý 59
3.2.3. Đánh giá chung hệ thống xử lý nước thải tại 2 trạm xử lý 60
3.2.4. So sánh công nghệ xử lý nước thải của 2 trạm xử lý với 1 số công
nghệ được áp dụng tại Việt Nam 62
3.3. Đề xuất về kỹ thuật nhằm nâng cao hiệu quả xử lý của hệ thống 63
3.3.1. Đề xuất các biện pháp nhằm khắc phục sự cố trong quá trình xử lý
tại 2 trạm 63
3.3.2. Đề xuất đối với 2 trạm xử lý 65
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 66
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
vi
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Các chỉ tiêu chủ yếu trong Chiến lược phát triển ngành Dệt May
Việt Nam đến năm 2015, định hướng đến năm 2020 như sau 5
Bảng 1.2. Phân loại thuốc nhuộm theo cấu tạo hóa học 11
Bảng 1.3. Phân loại thuốc nhuộm theo phân lớp kĩ thuật 12
Bảng 1.4. Các loại chất trợ dùng trong quá trình dệt nhuộm 14
Bảng 1.5. Các hóa chất cơ bản dùng trong quá trình dệt nhuộm 15
Bảng 1.6. Lượng nước thải tính cho 1 đơn vị sản phẩm của một số mặt hàng
dệt nhuộm 16
Bảng 1.7. Nguồn gây ô nhiễm của Nhà máy Dệt - Nhuộm 18
Bảng 1.8. Thông số ô nhiễm của nhà máy dệt nhuộm Global và Samil (báo cáo
chất lượng nước thải đầu vào 1/2012) 35
Bảng 2.1. bảng các hóa chất xử dụng trong hệ thống xử lý 42
Bảng 2.2. Các dụng cụ lấy mẫu và chất bảo quản 47
Bảng 2.3. Lịch lấy mẫu và phân tích trạm Global và Samil. 47
Bảng 3.1. Thông số nước thải đầu vào tại trạm Global 51
Bảng 3.2. Thông số nước thải đầu vào tại trạm Samil 52
Bảng 3.3. Kết quả phân tích chất lượng nước thải đầu ra của trạm xử lý Global 54
Bảng 3.4. Kết quả phân tích chất lượng nước thải đầu ra của trạm xử lý Samil 55
Bảng 3.5. Hiệu quả xử lý của hệ thống xử lý của trạm xử lý nước thải Global. 58
Bảng 3.6. Hiệu quả xử lý của hệ thống xử lý của trạm xử lý nước thải Samil 58
Bảng 3.7. Chi phí hóa chất và năng lượng tính cho 1 m
3
nước của thải trạm Global 59
Bảng 3.8. Chi phí hóa chất và năng lượng tính cho 1 m
3
nước thải của trạm Samil 60
MỞ ĐẦU
Việt Nam là một nước đang phát triển. Công nghiệp hóa - hiện đại hóa được
xem như chìa khóa để phát triển đất nước. Hiện nay, trên cả nước với hơn 800.000
cơ sở sản xuất công nghiệp và gần 70 khu chế xuất - khu công nghiệp tập trung đã
đóng góp một phần rất lớn vào GDP của đất nước. Tuy nhiên, vấn đề bảo vệ môi
trường tại các khu công nghiệp chưa được quan tâm đúng mức. Thực tế, có khoảng
90% cơ sở công nghiệp và các khu công nghiệp chưa có hệ thống xử lý nước thải.
Cùng với sự phát triển của đất nước, ngành công nghiệp dệt nhuộm ngày
càng mở rộng và đáp ứng được nhu cầu của người tiêu dùng trong thời đại mới nhờ
những ưu điểm: sản phẩm bền đẹp, tiện dụng, hợp túi tiền,… Tuy nhiên nước thải
dệt nhuộm phát sinh từ một số công đoạn sản xuất như tại khâu nhuộm-hoàn tất vải
đã thải ra môi trường một lượng nước thải có tải lượng ô nhiễm nặng.
Nước thải ngành công nghiệp dệt nhuộm có hàm lượng các chất hữu cơ khó
phân hủy sinh học khá cao với độ kiềm cao, độ màu lớn, nhiều chất độc hại đối với
các loài thủy sinh. Hầu hết các nhà máy, xí nghiệp dệt nhuộm ở nước ta đều chưa có
hệ thống xử lý nước thải mà đang xả trực tiếp ra sông suối, ao hồ. Trước tình hình
trên, đã có một số đề tài nghiên cứu và thiết kế các hệ thống xử lý nước thải cho
ngành dệt nhuộm. Trong đó, có nhiều đề tài đã được ứng dụng vào thực tế và đem
lại kết quả khả quan.
Tại khu công nghiệp Long Thành tỉnh Đồng Nai nơi mà hai công ty dệt
nhuôm Global Dyeing và Samil Vina xây dựng nhà máy sản xuất đánh dấu sự phát
triển mạnh mẽ của địa phương và giải quyết được một lượng lớn công ăn việc làm
cho địa phương. Bên cạnh những tác động tích cực nêu trên việc hai nhà máy dệt
nhuộm lớn được đặt trên cùng một khu công nghiệp đã gây ra một áp lực rất lớn về
mặt môi trường đặt biệt là môi trường nước. Với phương châm phát triển bền vững
và lâu dài hai công ty dệt nhuộm Global Dyeing và Samil Vina đã lên dự án xây
dựng 2 trạm xử lý Global và Samil cùng với việc xây dựng nha máy. Cả hai trạm xử
lý đều được thực hiện bởi công ty TNHH công nghệ hóa chất và môi trường Vũ
2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. TỔNG QUAN VỀ NGÀNH DỆT
1.1.1. Sự phát triển của ngành dệt trên thế giới và ở Việt Nam
Dệt nhuộm là một trong những hoạt động có từ xa xưa của con người. Sau
thời kỳ ăn lông ở lỗ, lấy da thú che thân, từ khi biết canh tác, con người đã bắt
chước thiên nhiên, đan lát các thứ cỏ cây làm thành nguyên liệu. Theo khảo cổ học
thì sợi lanh (flax) là nguyên liệu dệt may đầu tiên của con người, sau đó sợi len xuất
hiện ở vùng Lưỡng Hà (Mésopotamia) và sợi bông (cotton) ở ven sông Indus (Ấn Độ).
Sự phát triển của ngành dệt tuỳ thuộc vào điều kiện thổ nhưỡng và sinh hoạt
của các vùng. Sau cuộc cách mạng trong may mặc, ngành dệt phát triển ngày càng
nhanh, cùng với đà phát triển của kinh tế và thương mại.
Ngày nay, kỹ thuật dệt-nhuộm đã mau chóng đạt mức độ tinh vi tạo ra các
sản phẩm đa dạng về chủng loại và chất lượng. Sản phẩm của ngành dệt không chỉ
là quần áo, vải vóc và các vật dụng quen thuộc như khăn bàn, khăn tắm, chăn mền,
nệm, rèm, thảm, đệm ghế, ô dù, mũ nón mà còn cần thiết cho hầu hết các ngành
nghề và sinh hoạt: lều, buồm, lưới cá, cần câu, các loại dây nhợ, dây thừng, dây
chão, các thiết bị bên trong xe hơi, xe lửa, máy bay, tàu bè, vòng đai cua-roa, vỏ
săm lốp, ống dẫn, bao bì, và nói chung mọi vật liệu dùng để đóng gói, bao bọc, để
lót, để lọc, để cách nhiệt, cách âm, cách điện, cách thuỷ, và cả những dụng cụ y
khoa như chỉ khâu và bông băng.
Ngành công nghiệp dệt có truyền thống lâu đời tại Việt Nam phục vụ phần
lớn nhu cầu của cộng đồng trong và ngoài nước. Trong những năm gần đây ngành
Dệt Việt Nam là ngành có tốc độ tăng trưởng cao. Năm 2000, giá trị kinh doanh
xuất khẩu các sản phẩm dệt may chỉ đạt gần 1,9 tỉ USD thì năm 2008 đã tăng lên
9,1 tỉ USD tăng 17,5% so với năm 2007. Năm 2009, kim ngạch xuất khẩu toàn
ngành đạt 9,1 tỷ USD, trở thành ngành xuất khẩu dẫn đầu cả nước, trong đó Vinatex
đạt 1,7 tỷ USD, tăng 3% so cùng kỳ năm 2008. Hai tháng đầu năm 2010, ngành Dệt
4
hiện
2006
2010 2015 2020
1. Doanh thu
triệu USD 7.800 14.800 22.500 31.000
2. Xuất khẩu
triệu USD 5.834 12.000 18.000 25.000
3. Sử dụng lao động
nghìn người 2.150 2.500 2.750 3.000
4. Tỷ lệ nội địa hoá
% 32 50 60 70
5. Sản phẩm chính:
- Bông xơ
- Xơ, Sợi tổng hợp
- Sợi các loại
- Vải
- Sản phẩm may
1000 tấn
1000 tấn
1000 tấn
triệu m2
triệu SP
8
-
265
575
1.212
20
120
* Dệt và nhuộm vải peco: sử dụng thuốc nhuộm hoàn nguyên hoặc phân tán.
(nhà máy dệt Sài Gòn).
* Ươm tơ và dệt lụa: đây là dạng chủ yếu làm trong nước, điểm khác biệt
đối với các nhà máy dệt khác là nguyên liệu chủ yếu hầu như là nhập ngoại gần
100% (Xí nghiệp Chế Biến Tơ Tằm Bảo Lộc, Bình Minh, Rạng Đông, ….).
Với mỗi loại vật liệu dệt, mỗi dạng nguyên liệu, mục đích sử dụng khác nhau
lại có những quy trình sản xuất khác nhau. Trong thực tế tùy theo yêu cầu của mỗi
mặt hàng, có thể linh hoạt bỏ qua một vài công đoạn hay thay đổi thứ tự các công
đoạn. Nên công nghệ dệt nhuộm rất đa dạng và phức tạp tùy vào nguyên liệu, mặt
hàng, đặc điểm của các cơ sở sản xuất… tuy nhiên một quy trình công nghệ dệt
nhuộn hoàn chỉnh như : kéo sợi, dệt vải, nhuộm, hoàn tất.
Sau đây là một số quy trình công nghệ dệt nhuộm hoàn chỉnh kèm theo dòng thải:
7
Hình 1.1. Sơ đồ nguyên lý công nghệ Dệt nhuộm hàng sợi bông kèm theo dòng thải. 8Thuyết minh sơ đồ công nghệ:
Làm sạch nguyên liệu: Nguyên liệu là bông, xơ nhân tạo,len, tơ tằm được
đóng thành kiện chứa các sợi có kích thước khác nhau bị đánh tung, làm sạch và
trộn đều nhằm loại bỏ tuyến xơ, cặn bẩn.
), natri hypoclorit (NaOCl) hoặc hyđro peroxide (H
2
O
2
) cùng
các chất phụ trợ. Sau đó vải được giặt lại nhiều lần.
9Làm bóng: Vải sau khi tẩy trắng được làm bóng nhằm làm cho sợi cotton
trương nở, làm tăng kích thước các mao quản giữa các mạch phân tử làm cho xơ
sợi trở nên xốp hơn, dễ thấm nước, tăng khả năng bắt màu thuốc nhuộm. Làm bóng
vải bông thường bằng dung dịch kiềm NaOH. Sau đó vải được giặt nhiều lần.(Đối
với vải nhân tạo không cần làm bóng)
In hoa, nhuộm vải: được tiến hành sau khi hoàn tất các công đoạn chuẩn bị
nhuộm. Trong giai đoạn này ta sử dụng các hóa chất như: NaOH hay Axit (chất
tạo môi trường kiềm hay axit), phẩm nhuộm, chất hoạt động bề mặt, chất khử,
H
2
O
2
, chất điện ly.
Đối với các mặt hàng vải khác nhau đòi hỏi các phẩm nhuộm và môi trường
nhuộm khác nhau. Để tăng hiệu quả của quá trình nhuộm, sử dụng các hóa chất
như: axit (H
2
SO
4
, CH
3
Nguyên liệu trực tiếp cho các nhà máy dệt là các loại sợi. Tuy nhiên nhìn
chung các loại vải được dệt từ các loại sau:
- Xơ sợi gốc thực vật như cotton, linen, viscose
- Xơ sợi gốc động vật như len, tơ tằm
- Xơ sợi tổng hợp.
Nguyên liệu nhuộm, in hoa, hoàn tất.
Bao gồm các loại thuốc nhuộm, chất trợ, các hóa chất cơ bản được sử dụng
trong các quá trình xử lí hóa học và nhuộm hoặc là các chất chính trong quá trình
giặt tẩy và làm bóng.
Thuốc nhuộm
Trước khi thuốc nhuộm tổng hợp đầu tiên xuất hiện vào năm 1885, người
ta sử dụng thuốc nhuộm thiên nhiên được sản xuất từ thực vật. Các màu thiên
nhiên có độ bền màu giặt và độ bền màu với ánh sáng rất thấp vì thế ngày
nay hầu hết thuốc nhuộm thiên nhiên đã được thay thế bằng thuốc nhuộm tổng hợp.
Ta có thể phân loại thuốc nhuộm theo các cách sau: Hình 1.2: Thuốc nhuộm acid crom Hình 1.3: Thuốc nhuộm Cengo
11Bảng 1.2. Phân loại thuốc nhuộm theo cấu tạo hóa học
STT Loại Cấu tạo
1
Thuốc nhuộm azoic Trong phân tử có một hoặc nhiề
u nhóm
azoic (-N=N-)
2
c
mang màu của thuốc nhuộm là các
nhóm
tiazin, tiazol, tiatren
8
Thuốc nhuộm nitroso Trong phân tử có nhóm nitroso (NO)
9
Thuốc nhuộm arylamine Công thức tổng quát Ar-
N=Ar’ (Ar, Ar’:
gốc thơm chứa nhóm cho và nhận điện tử)
10
Thuốc nhuộm azoicmethyl Trong phân tử thuốc nhuộm có chứa hệ
mang
màu: Ar-CH=N-Ar’
11
Thuốc nhuộ
m hoàn nguyên
đa vòng
Trong phân tử có hệ mang màu là các hợ
p
chất đa tụ giữa anthraquynone hoặc dẫn xuấ
t
với các vòng dị thể khác
12
Thuốc nhuộm phthacyanine Đây là thuốc nhuộm mới, hệ thống mạ
ng
N trong phân tử của thuốc nhuộm là một hệ
liên hợp khép kín
p
trực tiếp trên vải bằ
ng cách oxy hóa anilin
trong môi trường acid.
4 Thuốc nhuộm trực tiếp
Được hòa tan trong nước nhuộm thẳ
ng
cho xơ, không cần qua giai đoạ
n gia công
trung gian.
5 Thuốc nhuộm hoạt tính
Tan trong nước, chứa một vài nguyên tử hoạ
t
tính (khi nhuộm có thể tách ra khỏi thuố
c
nhuộm để thuốc nhuộm liên kết với xơ).
6 Thuốc nhuộm azoic
Là thuốc nhuộm mono azoic không chứ
a
nhóm có tính tan nên không được sả
n
xuất ở dạng thành phẩm mà được tạ
o
màu trực tiếp trên vải từ azo thành phầ
n
và diazo thành phần.
7 Thuốc nhuộm acid
Phân tử nhỏ, dễ tan trong nướ
c, màu tươi,
dùng nhuộm len, tơ tằ
nước (do không chứa các nhóm -SO
3
Na, -
COONa), phân tử nhỏ, sản xuất ở dạ
ng
bột mịn, độ phân tán cao, dùng nhuộ
m
cho xơ ghet nướ
c như acetate,
polyester
11 Thuốc nhuộm pigment
Là thuốc nhuộm có gốc thuộ
c nhóm azoic,
hoàn nguyên đa vòng và có cả bộ
t màu
vô cơ, không tan trong nướ
c, không có ái
lực với xơ sợi, để gắn thuốc nhuộ
m lên xơ
phải dùng chất gắn màu là fixer hoặ
c
binder.
Trong thực tế quá trình nhuộm và in không chỉ đơn thuần là sự pha trộn
của thuốc nhuộm và nước, để đạt hiệu ứng màu trên vải cần phải sử dụng thêm các
chất khác gọi là chất trợ. Các chất này có tác dụng đưa môi trường của dung dịch
giặt – tẩy – nhuộm – in có độ pH, độ oxy hóa theo đúng yêu cầu sử dụng.
Hiện nay có rất nhiều loại chất trợ được sử dụng có thể phân loại theo công dụng
trực tiếp của nó lên sản phẩm nhuộm hoàn tất.
14
4
là các hợp chất hóa họ
c
trong quá trình tẩy sẽ thoát ra hydrogen nguyên tử
có
tác dụng phá vỡ cấu trúc màu của hóa chất làm mấ
t
màu. Chất oxy hóa: thường dùng H
2
O
2
, K
2
Cr
2
O
7
,
NaClO
2
, CH
3
COOH dùng tác dụng oxy hóa củ
a tác
nhân mà chủ yếu là oxy nguyên tử và hóa chấ
t có
chứa Cl+ để phá hủy chất màu).
3
Chất tăng trắng Dùng làm tăng độ trắng của các sản phẩm nế
u
Bảng 1.5 : Các hóa chất cơ bản dùng trong quá trình dệt nhuộm
STT Loại hóa chất Đặc tính
1 Kiềm
Thường dùng NaOH, Na
2
SiO
3
, NaHCO
3
dùng trong việc tạo môi trường kiề
m trong quá
trình xử lí hóa học và nhuộm hoặc là các chấ
t
chính trong quá trình giặt tẩy và làm bóng.
2 Acid
Thường dùng acid hữ
u cơ: formic acid, acetic
acid và acid vô cơ như: HCl, H
2
SO
4
dùng để
tạo môi trường acid cho các quá trình nh
ư
16Bảng 1.6. Lượng nước thải tính cho 1 đơn vị sản phẩm của một số mặt hàng dệt nhuộm
Mặt hàng Công đoạn Nước thả
i
(m
3
/tấn vải)
Hàng vải bông, nhuộm, dệ
t thoi
(80 - 240 m
3
/1 tấn vải)
Hồ sợi
Nấu, giũ hồ, tẩy
Nhuộm
0,02
30-120
50-120
Hàng len nhuộm, dệt thoi Xử lí sơ bộ và nhuộm 100-250
Hàng vải bông nhuộm, dệt kim Xử lí sơ bộ và nhuộm 70-180
Hàng vải bông in hoa, dệt
thoi (65-280 m
3
/tấn vải)
Hồ sợi
Nấu, giũ hồ, tẩy
In, sấy
Giặt
a. Công đoạn kéo sợi
Hầu hết các dây chuyền kéo sợi đều có xử lý bụi khá hoàn chỉnh. Tuy nhiên,
trong buồng máy vẫn phát sinh bụi bông. Gây ô nhiễm môi trường trong xưởng sợi
như: bụi bông (12 - 16 mg/m
3
), bông phế liệu, sợi phế liệu, nhiệt độ cao (38 -
41
0
C), ngoài ra còn tiếng ồn do thiết bị hoạt động (85 - 95 dB)
b. Các công đoạn dệt (dệt thoi, dệt kim).
Các chất thải gây ô nhiễm trong nhà máy dệt là: bụi bông (12 – 16 mg/ m
3
),
sợi rối, vải vụn, nước thải của công đoạn hồ sợi (BOD: 200 – 300 mg/l; COD:
300 – 400 mg/l), nhiệt độ công đoạn hồ sợi cao (39 – 40
0
C), tiếng ồn (90 – 95 dB).
c. Công đoạn in nhuộm, hoàn tất.
Xưởng tẩy nhuộm sử dụng nhiều nước nhất trong các công đoạn và là nơi
gây ô nhiễm môi trường nhiều nhất. Các chất thải gây ô nhiễm có các hoá chất
thuốc nhuộm, khí độc hại. Xưởng pha màu để in hoa có sử dụng các dung môi hữu
cơ để pha chế hồ in. Các dung môi hữu cơ bốc hơi gây độc hại cho sinh vật và
con người, nước thải ở các công đoạn này có BOD
5
khoảng 200 – 300 mg/l, COD
dao động trong khoảng 350 đến 1200 mg/l.
d. Công đoạn may
Các xí nghiệp may có giặt mài có nước thải chứa hoá chất gây ô nhiễm cho
Nước thải chứ
a xút (NaOH), Soda
(Na
2
CO
3
), axit sulfuric, Clo hoạ
t
tính, các chất vô cơ (như Na
2
SO
4
)
hoặc Na
2
S
2
O
3
, natrisulfua (Na
2
S),
dung môi hữ
u cơ clo hoá, Crom VI,
kim loại nặng, các polyme tổng hợ
p,
sơ sợi, các muối trung tính, chấ
t
hoạt động bề mặt, độ
màu, pH, TS,
2. Bùn thải từ xử lý nước
3. Chất thải rắn sinh hoạt
- Vải vụn bụi bông, bao nilon, giấ
y,
gỗ, thùng nhựa, chai, lọ đự
ng hoá
chất
- Kim loại nặng, polyme, chất hoạ
t
động bề mặt.
- Ðất, cát, mảnh vỡ thuỷ ti
nh, kim
loại, giấy nhãn, bao bì.
Trong số các dạng ô nhiễm do ngành dệt nhuộm gây ra đã nêu ở bảng trên thì
vấn đề ô nhiễm do nước thải là vấn đề nghiêm trọng nhất
Copyright: Tài liệu đại học ©