ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA MÔI TRƯỜNG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI
THUỘC DA CHO CÔNG TY ĐẶNG TƯ KÝ

GVHD

:

TS. NGUYỄN ĐINH TUẤN

SVTH

:

PHẠM LÊ ĐÌNH CHƯƠNG

TP. Hồ Chí Minh , 1/2005


Chương 2 : Tổng Quan

CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN
2.1

TỔNG QUAN VỀ NGÀNH THUỘC DA

Bảo quản

Rửa, hồi tươi

Tẩy lông, ngâm vôi

Xén diềm, nạo thòt và xẻ

Tẩy vôi, làm mềm

Khử mỡ, tẩy nhờn

Thuộc tannin

Làm xốp

Ủ, ép

Thuộc crôm

Ăn dầu

Ép nước, ty, bào

Ty, sấy, nén

Thuộc lại, nhuộm ăn dầu

Ép sấy, xén mép,
hoàn thiện, đánh bóng

ƒ

Ngâm vôi, tẩy lông dùng vôi và Na2S với mục đích thủy phân các protein xung
quanh chân lông làm cho chân lông lỏng ra, mềm đi và dễ tách ra khỏi da.

ƒ

Xén diềm, nạo thòt bằng phương pháp cơ học để tách phần lông còn lại, diềm và
thòt bạc nhạc, sau đó xẻ da và xén tỉa.

ƒ

Khử vôi, làm mềm da với mục đích tách lượng vôi dư còn lại trong da để tránh
hiện tượng làm cứng da và làm cho hóa chất thuộc dễ xâm nhập vào da.

ƒ

Làm xốp là tạo môi trường pH thích hợp để các chất thuộc dễ khuếch tán vào da
và liên kết với các phân tử collagen.

ƒ

Thuộc da là dùng hóa chất thuộc như tanin (tanin nhân tạo hay tanin tự nhiên)
và hợp chất crôm đưa vào da, cố đònh trong cấu trúc của collagen làm cho da
không bò thối rữa và có những tính chất cần thiết phù hợp với mục tiêu sử dụng.

ƒ

Thuộc crôm đòi hỏi quá trình ngâm vôi lâu hơn và quá trình làm mềm da ngắn
hơn là thuộc tanin. Hóa chất thuộc là các muối crôm (III) như Cr2(SO4)3,


TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY THUỘC DA ĐẶNG TƯ KÝ

2.2.1

Giới thiệu chung về công ty
Tên công ty: CÔNG TY TNHH THUỘC DA ĐẶNG TƯ KÝ
Đòa chỉ: 41/11 Âu Cơ P.9, Q.TB
Xưởng thuộc da của công ty nằm ở lô A23, đường số 2 thuộc Khu công nghiệp Lê

Minh Xuân, Thành phố Hồ Chí Minh.
Số lượng nhân viên : 50 người
Với qui trình công nghệ thuộc da khá tiên tiến cùng nguồn nguyên liệu cao cấp
được nhập từ Mỹ, chủ yếu là da muối ( da bò, da cừu ) công ty chuyên cung cấp các
loại da thành phẩm cao cấp phục vụ cho giày dép xuất khẩu. Công suất trung bình hiện
nay vào khoảng 80 – 100 tấn/tháng. Giá trung bình một tấm da bò nhập khẩu khoảng
50 USD.
Công ty trước đây nằm trong làng nghề thuộc da ở phường 9, quận Tân Bình, qui
mô không lớn lắm. Từ khi đất nước mở cửa, nền kinh tế phát triển, người dân có nhu
cầu dùng hàng cao cấp ngày càng tăng. Do đó công ty đã kòp thời đón đầu thò trường và
quyết đònh mở rộng hoạt động kinh doanh, nhập khẩu da bò từ Mỹ về với chất lượng da
tốt để sản xuất các sản phẩm cao cấp. Hiện tại công ty đang đầu tư xây dựng hệ thống
xử lý nước thải thuộc da góp phần bảo vệ môi trường.

Trang 7


Chương 2 : Tổng Quan

2.2.2 Công nghệ sản xuất của công ty


Nước thải kiềm, các
hoá chất, protein
Nước thải mang
tính acid
Nước thải chứa crôm,
mang tính acid

Da thuộc được hoàn
thiện ở nơi khác

Hình 2.2 – Qui trình công nghệ thuộc da của công ty Đặng Tư Ký

Trang 8


Chương 2 : Tổng Quan

2.2.2.2 Mô tả qui trình thuộc da
Cơ sở sử dụng nguồn nguyên liệu là các loại da muối nhập từ Mỹ. Để đưa ra một
sản phẩm hoàn chỉnh cần trải qua 3 công đoạn : sơ chế, thuộc da, hoàn thiện. Ở đây
xưởng sản xuất chỉ thực hiện 2 công đoạn đầu còn công đoạn sau cùng được tiến hành ở
nơi khác.
ƒ

Bước sơ chế da
Da muối được nhúng trong thùng nước với thời gian ngâm khoảng 22 h để rửa sạch

bụi cát, muối và phân. Sau đó da được ngâm vào thùng vôi trong vòng một ngày để làm
giảm độ bám chặt của lông vào da. Một lượng nhỏ natrisulfide được cho vào thùng vôi

động bề mặt, dung môi hữu cơ …
Một tấn da sống sau khi được thuộc xong phát sinh đến 600 kg chất thải rắn,
25 – 80 m3 nước thải chứa khoảng 100 kg BOD và 250 kg COD. Chưa kể còn có 500 kg
các hóa chất khác thải ra.

2.3.1 Nước thải và các đặc tính của nước thải
Hầu hết các công đoạn trong công nghệ thuộc da là quá trình ướt, có nghóa là có sử
dụng nước. Đònh mức tiêu thụ nước khoảng 25 – 80 m3 cho một tấn da nguyên liệu.
Lượng nước thải thường xấp xỉ lượng nước tiêu thụ. Tải lượng, thành phần các chất gây
ô nhiễm nước phụ thuộc vào lượng hóa chất sử dụng và lượng chất được tách ra từ da.
Đònh mức hóa chất sử dụng và lượng nước tiêu thụ trong công nghệ thuộc da được
tóm tắt trong bảng 2.1, bảng 2.2 và bảng 2.3 ; đặc tính nước thải và các thành phần ô
nhiễm của công ty Đặng Tư Ký được trình bày trong bảng 2.4 và hình 2.1
Trong công đoạn bảo quản, muối ăn NaCl được sử dụng để ướp da sống, lượng muối
sử dụng từ 100 đến 300 kg cho 1 tấn da sống. Khi thời tiết nóng ẩm có thể dùng muối
Na2SiF6 để sát trùng. Nước thải của công đoạn này là nước rửa da trước khi ướp muối
( nếu có ), nước loại này chứa tạp chất bẩn, máu mỡ, phân động vật.
Trước khi đưa vào các công đoạn tiền xử lý, da muối được rửa để loại bỏ muối, các
tạp chất bám vào da, sau đó ngâm trong nước từ 8 đến 12 h để hồi tươi da. Trong quá
trình hồi tươi có thể bổ sung các chất tẩy NaOCl, Na2CO3 để tẩy mỡ và duy trì
pH = 7.5 – 8.0 cho môi trường ngâm da. Nước thải của công đoạn hồi tươi có màu vàng

Trang 10


Chương 2 : Tổng Quan

lục chứa các protein tan như albumin, các chất bẩn bám vào da và có hàm lượng muối
NaCl cao. Do có chứa lượng lớn các chất hữu cơ ở dạng tan và lơ lửng, độ pH thích hợp
cho sự phát triển của vi khuẩn nên nước thải của công đoạn này rất nhanh bò thối rữa.

Bảng 2.1 – Đònh mức hóa chất sử dụng và lượng nước tiêu thụ trong công nghệ thuộc
da ( kg / 100 kg da nguyên liệu )
(Nguồn – UNIDO)

Hóa chất

Sản xuất da cứng

Sản xuất da mềm

Na2S

3.0

3.0

Ca(OH)2

4.5

4.5

HCl

0.3

0.3

(NH4)2SO4


Na2SO3

-

2.0

Cr2(SO4)3

-

10.0

Tanin thực vật

12.0

3.0

Dung dòch làm mềm

0.8

0.8

Thuốc sát trùng

0.3

0.3


30 – 35 m3/ 1 tấn da

30 – 60 m3/ 1 tấn da

Ca(COOH)2
H2SO4

môi hữu cơ
Nước

Trang 12


Chương 2 : Tổng Quan

Bảng 2.2 – Lượng nước thải phát sinh trong quá trình thuộc da của công ty Đặng
Tư Ký, với công suất 3 tấn / ngày
(Nguồn – công ty Đặng Tư Ký)
Lượng nước thải phát sinh
(m3/ngày)
140

Công đoạn
Hồi tươi
Ngâm vôi, tẩy lông

50

Khử vôi, rửa nước



Crôm + Tannin

90 – 110 lít / kg da tươi

Da dê

Crôm

45 – 50 lít / dm3

Boxcalf lợn

Crôm

80 – 110 lít / kg da tươi

Da đế trên

Crôm + Tannin

50 – 60 lít / kg da tươi

Da đế dưới

Tannin

60 – 85 lít / kg da tươi

Da kỹ thuật

Các công đoạn
khác

Ngâm vôi

Thuộc crôm

7.2

11.7

3.82

BOD5 (mg/l)

2000

2320

1000

COD (mg/l)

3450

3700

2400

SS (mg/l)


Lưu lượng

230 m3/ngày

50 m3/ngày

20 m3/ngày

Thông số
pH

Trang 14


Chương 2 : Tổng Quan

Dòng vào

Các công đoạn

Dòng thải

Da nguyên liệu
Rửa, bảo quản, ướp muối

Nước thải chứa màu,
các chất hữu cơ,
protein, chất béo


các hóa chất, protein, chất
hữu cơ

Khử mỡ, tẩy nhờn

BOD, COD, SS,
chất béo

Làm xốp

Nước thải có tính axit,
chứa NaCl, các axit

Thuộc da

Nước thải chứa crôm và
chất thuộc tanin thực vật…

Ép nước, ty, bào

Nước thải chứa crôm và
chất thuộc tanin, tính axit

H2O, NaOH, syntan,
thuốc nhuộm, axit
formic, dầu động thực vật

Trung hòa, thuộc lại,
nhuộm ăn dầu


xung quanh. Vì vậy việc xử lý và tái sử dụng chất thải rắn là một hành động hết sức cần
thiết để bảo vệ môi trường, bảo vệ sức khỏe cho công nhân.
Hiện công ty chưa có biện pháp phù hợp để xử lý, chủ yếu đem đổ ở các bãi rác mà
không hề qua xử lý. Tuy nhiên đối với các rẻo da dư thừa công ty đã tận dụng để sử
dụng cho các bộ phận phụ như lớp lót bên trong túi xách, giày dép.
Bảng 2.5 – Nguồn phát sinh chất thải rắn công ty Đặng Tư Ký
(Nguồn – công ty Đặng Tư Ký)
Công đoạn

Lượng phát sinh (kg)

Nạo thòt, bạc nhạc

120

Xén diềm, xẻ

70 – 230

Bào

99

Chất thải rắn từ quá trình tách crôm

115

Da vụn

2

nước giảm đi dáng kể. Nó sẽ gây ra mùi khó chòu từ việc phân hủy các chất hữu cơ
chưa kể việc này sẽ làm giảm lượng oxy có trong nước làm ảnh hưởng đến môi trường
sống của các loài thủy sinh. Bên cạnh đó nguồn nước còn bò nhiễm mặn do sự tồn tại
của các muối vô cơ tan và làm tăng áp suất thẩm thấu, độ cứng của nước. Việc phóng
thích nhiều hợp chất Nitơ sẽ gây nên hiện tượng phú dưỡng hóa. Ngoài ra các vi khuẩn
gây bệnh như B.anthrax cũng tồn tại trong nước, độ đục và độ màu còn làm ảnh hưởng
đến quá trình quang hợp của các loài rong tảo.
Nước thải có hàm lượng SS dạng vô cơ và hữu cơ cao ( vôi, lông, thòt … ) làm dòng
tiếp nhận bò vẩn đục và sa lắng ảnh hưởng đến các loài cá, sinh vật phù du. Nước có
chứa Sunfua ( tạo ra khí H2S có mùi trứng thối gây khó chòu cho cá ), Ammonia ( gây
độc cho cá ), Nitrat ( nồng độ cao ảnh hưởng xấu đến sức khỏe ), Faecal Coliform,
Crôm ( gây dò ứng ngoài da và làm sơ cứng động mạch ), Sulfate ( làm ăn mòn cống
rãnh ), Chloride ( hủy hoại đất trồng với nồng độ cao ). Nếu nước thải thuộc da ngấm
vào đất sẽ làm đất trở nên cằn cỗi, kém màu mỡ do trong nước có chứa hàm lượng muối
NaCl cao, mặt khác có ảnh hưởng xấu đến chất lượng nước ngầm.
Từ những nguyên nhân trên, công ty Đặng Tư Ký đã nhận thức rõ tầm quan trọng
của việc phải xử lý nước thải thuộc da trước khi thải ra nguồn tiếp nhận để góp một
phần công sức vào công tác bảo vệ môi trường chung của thành phố.

Trang 17


Chương 3 : Các Phương Pháp Giảm Thiểu Ô Nhiễm Và Công Nghệ Xử Lý Nước Thải Thuộc Da

CHƯƠNG 3
CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢM THIỂU Ô NHIỄM
VÀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI THUỘC DA
3.1

CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢM THIỂU Ô NHIỄM THUỘC DA

Trang 18


Chương 3 : Các Phương Pháp Giảm Thiểu Ô Nhiễm Và Công Nghệ Xử Lý Nước Thải Thuộc Da

hoàn cần qua hệ thống lưới chắn và lắng cặn ( để loại lông vụn và các rẻo da ) sau
đó cần bổ sung thêm vôi, Na2S để đảm bảo nồng độ đầy đủ. Do đó lượng sulfide
trong nước thải sẽ giảm.
Dung dòch vôi có thể tuần hoàn nhiều lần ( 10 đến 20 lần ) và qua đó có thể tiết
kiệm được 26% Na2S và 40% vôi cũng như 50% nước. Điểm bất lợi của phương
pháp này là nước thải giai đoạn ngâm vôi sẽ có COD tăng cao chưa kể có mùi nặng.
Tuy nhiên nó lại có thuận lợi là : dễ vận hành, không có thay đổi nhiều trong qui
trình thuộc da và không ảnh hưởng xấu đến chất lượng da thành phẩm.
ƒ

Tẩy vôi với CO2 ( thay vì dùng các muối amoni )
Sau tẩy lông cần điều chỉnh pH để tạo điều kiện cho da dễ thuộc bằng cách
dùng muối amoni và acid sulfuric loãng. Do đó giai đoạn khử vôi phát sinh nhiều
khí NH3 làm hại đến mắt, mũi và phổi. Hỗn hợp amoni trong nước thải gây độc cho
cá và phải được xử lý trước khi thải bỏ. Vì vậy ta cần kiểm soát việc sử dụng muối
amoni để tránh các tác động đến môi trường.
Ta có thể dùng CO2 để khử vôi thay cho phương pháp cũ. CO2 sẽ phản ứng với
vôi tạo thành đá vôi. Cách này thích hợp cho da đã được xẻ mỏng ( dày không quá
3mm ). Tuy nhiên phương pháp này có nhiều bất lợi : giá thành cao, thời gian khử
vôi lâu, phát thải khí H2S do pH thấp. Vì vậy ta nên cho thêm H2O2 vào để oxy hóa
sulfide tránh gây mùi.

ƒ

Giảm Cr3+ trong dòng ra

phân bón, lợp mái nhà, vật dùng bằng da khác.
3.2

CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI THUỘC DA
Nhìn chung nước thải thuộc da phức tạp do đặc tính của nó là hợp bởi các dòng thải
có tính chất khác nhau ( dòng mang tính acid, dòng mang tính kiềm ) nên các chất ô
nhiễm trong dòng thải có thể phản ứng với nhau gây khó khăn cho quá trình xử lý.
Nước thải thuộc da là loại nước thải công nghiệp chứa nhiều chất ô nhiễm: các chất
hữu cơ ( protein tan, lông, thòt … được tách ra từ các thành phần của da ) ; các hóa chất
sử dụng trong tiền xử lý da, thuộc da và hoàn thiện da. Vì vậy chúng ta cần phải phân
dòng thải trước khi xử lý chung, cụ thể là tách riêng dòng thải ngâm vôi chứa sulfide và
dòng thải thuộc da chứa crôm.

Trang 20


Chương 3 : Các Phương Pháp Giảm Thiểu Ô Nhiễm Và Công Nghệ Xử Lý Nước Thải Thuộc Da

Bên cạnh đó ta còn phải kết hợp xử lý bằng hóa – lý ( chủ yếu ta sẽ dùng phương
pháp keo tụ – tạo bông ) để loại bỏ phần lớn hàm lượng cặn lơ lửng còn khá cao trong
nước thải mà chúng có thể sẽ ảnh hưởng đến các công trình xử lý sinh học ở phía sau
như bể Aerotank. Có như vậy thì hiệu quả xử lý mới cao và nước thải đầu ra đạt tiêu
chuẩn cho phép.
3.2.1
ƒ

Xử lý nước thải chứa sulfide S2Oxy hóa S2- với xúc tác là muối Mn2+ kết hợp với sục khí
Nước thải chứa sulfide sẽ được đưa vào bể chứa, sau đó ta thêm vào một lượng

muối Mn2+ thích hợp cùng kết hợp với việc thổi khí. S2- sẽ bò oxy hóa thành thiosulfate,

Khử S2- bằng cách cho kết tủa với muối sắt
Cách này cũng hiệu quả do chi phí hóa chất rẻ, nhưng gây mùi và nước thải có độ

màu cao. Chưa kể nó còn đòi hỏi nhiều hóa chất và phát sinh ra một lượng bùn lớn đòi
hỏi phải xử lý chứ không thể dùng làm phân bón.
3.2.2

Xử lý nước thải chứa crôm
Phương pháp đơn giản và thường được sử dụng nhất là kết tủa Cr3+ bằng dung dòch

kiềm sau đó đem thải bỏ hoặc tái sử dụng tùy yêu cầu.
Ta có thể dùng CaO, Na2CO3, NaOH để xử lý crôm tuy nhiên không nên dùng MgO
do giá thành cao và kết tủa Cr3+ khó có thể tái sử dụng lại được.
Để kết tủa Cr(OH)3 lắng nhanh có thể nâng pH lên 8.5 và cho thêm chất điện phân
hoặc FeCl2. Lúc đó hiệu quả lắng do việc xử lý bằng hóa lý có thể lên đến 98%. Bùn
lắng có chứa Cr(OH)3 được đem đi xử lý trước khi đổ bỏ.
3.2.3 Xử lý hàm lượng cặn lơ lửng bằng phương pháp keo tụ – tạo bông
Phương pháp hiệu quả để loại bỏ cặn lơ lửng và thường được áp dụng trong ngành
công nghiệp thuộc da là phương pháp keo tụ – tạo bông. Khi cho chất keo tụ vào nước
thải, các hạt keo trong nước thải bò mất tính ổn đònh, tương tác với nhau, kết cụm lại
hình thành các bông cặn lớn và dễ lắng.
Để thực hiện quá trình keo tụ ta cho vào nước các chất keo tụ thích hợp như: phèn
nhôm và phèn sắt trong đó chủ yếu là sunfat nhôm Al2(SO4)3 và clorua sắt FeCl3
( chúng thường được đưa vào nước thải dưới dạng dung dòch hòa tan ). Ưu điểm của loại
phèn kể trên là chúng có khả năng tạo ra hệ keo kò nước và khi keo tụ thì tạo ra bông
cặn có bề mặt hoạt tính phát triển cao, có khả năng hấp thụ, dính kết các tạp chất và
keo làm bẩn nước.

Trang 22


3.2.3.2 Kết quả và nhận xét
ƒ

Xác đònh hàm lượng phèn nhôm tối ưu khi pH = 7
-

Cố đònh pH = 7

-

Thay đổi hàm lượng phèn từ 1200 mg/L đến 2400mg/L.

Kết quả được trình bày trong bảng 3.1 và đồ thò biểu diễn nồng độ COD, SS khi
hàm lượng phèn thay đổi được trình bày trong hình 3.1 và 3.2

Trang 23


Chương 3 : Các Phương Pháp Giảm Thiểu Ô Nhiễm Và Công Nghệ Xử Lý Nước Thải Thuộc Da

Bảng 3.1 – Kết quả thí nghiệm xác đònh hàm lượng phèn nhôm tối ưu tại pH = 7
STT

1

2

3

4


7

COD, mg/L

3250

1568.13

1351.35

1225.25

1144

1236.95

% khử COD

0

51.75

58.42

62.3

64.8

61.94


Xác đònh giá trò pH tối ưu khi sử dụng phèn nhôm 5%
-

Cố đònh hàm lượng phèn nhôm ban đầu là 1800 mg/L

-

Thay đổi giá trò pH từ 5.5 – 7.5

Kết quả được trình bày trong bảng 3.2 và đồ thò biểu diễn nồng độ COD, SS khi giá
trò pH thay đổi được trình bày trong hình 3.3 và 3.4
Bảng 3.2 – Kết quả thí nghiệm xác đònh giá trò pH tối ưu khi sử dụng phèn nhôm
STT

1

2

3

4

5

6

pH

7.2


1594.5

1390.7

1284.4

1329.3

% khử COD

0

55.48

50.94

57.21

60.48

59.1

SS, mg/L

2954

248.1

222.4

trước khi dẫn nước thải đến các công trình xử lý sinh học phía sau ). Khi đó giá trò pH
tối ưu sẽ nằm trong khoảng từ 6.5 – 7.0

Nồng độ COD và SS, mg/l

1800
1500
1200
900

COD

600

SS

300
0
0

1000

2000

3000

Hàm lượng phèn, mg/l

Hình 3.1 – Đồ thò biểu diễn nồng độ COD và SS khi hàm lượng phèn thay đổi


Nồng độ COD và SS, mg/l

1500
1200

COD

900

SS

600
300
0
0

2

4

6

8

pH

Hình 3.3 – Đồ thò biểu diễn nồng độ COD và SS khi pH thay đổi

Hiệu quả khử COD và SS, %