Ngành giặt nhuộm
Ngành may mặc Việt Nam là một trong những ngành kinh tế mũi nhọn thu hút nhiều lao động, vốn đầu tư nước ngoài. Tuy nhiên, trong chuỗi giá trị ngành, có nhiều khâu sản xuất, đặc biệt là nhuộm và in hoàn tất phát sinh nguồn nước thải lớn và có xu hướng gây o nhiêm môi trường nghiêm trọng.
Do đó hãy cùng chúng tôi tìm hiểu thêm về tính chất và công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm để bổ sung kiến thức hay ho về ngành công nghiệp xử lý nước này.
Thành phần và đặc tính nước thải dệt nhuộm
Thành phần của nước thải dệt nhuộm bao gồm các chất hóa học và độc hại như phenol, sulfat, các chất oxy hóa, các ion kim loại nặng, các hợp chất hữu cơ và khoáng chất, và nhiều chất khác. Các đặc tính của nước thải dệt nhuộm bao gồm tính axit, màu sắc, mùi hôi, độ đục, độ ẩm, độ PH, nhiệt độ, nồng độ chất rắn hòa tan và không hòa tan, độc tính và khả năng gây ô nhiễm cho môi trường.
Bảng 1. Các chất gây ô nhiễm và đặc tính nước thải dệt nhuộm.
(Nguồn: Công nghệ xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học – PGS.TS Lương Đức Phẩm)
Bảng 2. Thành phần tính chất nước thải dệt nhuộm
(Nguồn: Khoa Môi trường – trường Đại học Bách Khoa TP HCM)
Ảnh hưởng: có thể tóm tắt những ảnh hưởng do các chất ô nhiễm trong nước thải ngành dệt nhuộm tới nguồn tiếp nhận như sau:
- Độ kiềm cao làm tăng pH của nước; nếu pH >9 sẽ gây độc hại cho các loài thủy sinh.
- Muối trung tính làm tăng tổng hàm lượng chất rắn. Nếu lượng nước thải lớn sẽ gây độc hại cho các loài thủy sinh do tăng áp suất thẩm thấu; ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất của tế bào.
- Hồ tinh bột biến tính làm tăng BOD; COD của nguồn nước gây tác hại đối với đời sống thuỷ sinh do làm giảm oxy hòa tan trong nước.
- Độ màu cao do dư lượng thuốc nhuộm trong nước thải gây màu cho nguồn tiếp nhận, ảnh hưởng tới quá trình quang hợp của các loài thuỷ sinh; ảnh hưởng tới cảnh quan. Các chất độc nặng như sunfit kim loại nặng, các hợp chất halogen hữu cơ (AOX) có khả năng tích tụ trong cơ thể sinh vật với hàm lượng tăng dần theo chuỗi thức ăn trong hệ sinh thái nguồn nước; gây ra một số bệnh mãn tính đối với người và động vật.
- Hàm lượng ô nhiễm các chất hữu cơ cao sẽ làm giảm oxy hòa tan trong nước; ảnh hưởng đến sự sống các loài thuỷ sinh.
Tóm lại: Tất cả các thành phần nêu trên nếu không được xử lý triệt để sẽ gây ô nhiễm môi trường, tác động xấu đến môi trường nước mặt, làm ảnh hưởng đến chất lượng nguồn nước.
Công nghệ xử nước thải thải dệt nhuộm
Hình 1. Sơ đồ xử lý nước thải dệt nhuộm.
- Tháp giải nhiệt 1
Nước thải nóng trong quá trình sản xuất được bơm đến tháp qua các ống dẫn. Nước từ các vòi phun làm phân bố lượng nước nóng, khi nước chảy qua thanh đệm, nó tiếp xúc với không khí mát được thổi qua bằng quạt hoặc không khí tự nhiên.
Nước thải dệt nhuộm có nhiệt độ cao trên 40oC. Nếu nước thải nhiệt độ cao chảy trực tiếp vào bể hiếu khí sẽ làm vi sinh chết nổi bọt. Việc này gây khó khăn trong quá trình nuôi cấy vi sinh. Trong bể hiếu khí có quá trình sục khí, tuy nhiên quá trình này không đủ để làm giảm nhiệt độ của nước. Vì vậy, lắp đặt tháp giải nhiệt là điều quan trọng phải làm.
- Bể gom
Nước thải chảy vào bể thu gom, qua song chắn rác để loại bỏ rác thải và các tạp chất có kích thước lớn trước khi được bơm qua tháp giải nhiệt giải nhiệt 2.
- Tháp giải nhiệt 2
Tháp giải nhiệt 2 có nguyên lý hoạt động như tháp giải nhiệt 1. Tháp giải nhiệt 2 có vai trò hạ nhiệt độ dòng nước xuống dưới 37oC để vi sinh xử lý nước thải thích nghi và phát triển tốt.
- Bể điều hòa
Nước sau đó được bơm vào thiết bị lọc rác tinh nhằm tách cặn rác có kích thước nhỏ ra khỏi dòng nước thải, hạn chế tắc nghẽn đường ống, và các thiết bị.
Bể điều hòa có chức năng điều hòa lưu lượng và nồng độ nước thải đầu vào trạm xử lý. Điều hòa lưu lượng là phương pháp được áp dụng để khắc phục các vấn đề sinh ra do sự dao động của lưu lượng, cải thiện hiệu quả hoạt động của các quá trình tiếp theo, giảm kích thước và vốn đầu tư xây dựng các công trình tiếp theo. Tại đây, không khí được cấp vào bể và xáo trộn liên tục tránh hiện tượng phân hủy kỵ khí. Các lợi ích của việc điều hòa lưu lượng là:
Quá trình xử lý sinh học được nâng cao do không bị hoặc giảm đến mức thấp nhất “shock” tải trọng, các chất ảnh hưởng đến quá trình xử lý có thể được pha loãng, pH có thể được trung hòa và ổn định → giảm mùi và nồng độ ô nhiễm.
Nước thải tiếp tục được bơm phân phối đến các công trình phía sau.
- Bể keo tụ tạo bông 1
Các chất ô nhiễm như chất màu, rắn lơ lửng, hạt keo,… có kích thước rất nhỏ, có cùng điện tích âm nên chúng đẩy nhau chuyển động hỗn loạn không thể tự lắng được. Quá trình keo tụ giúp bổ sung các ion mang điện tích trái dấu (điện tích dương) vào bể, giúp trung hòa điện tích các hạt keo trong nước thải. Chất keo tụ và khử màu được cho vào nước thải mang điện tích dương (+), bao gồm phèn nhôm, phèn sắt và các loại Polymer cao phân tử khác (+) tạo nên hệ keo mang điện tích dương. Chất trợ keo tụ là các Polymer âm (-) phối hợp với hệ keo mang ion dương giúp cho quá trình lắng các bông bùn xảy ra nhanh hơn.
Tại bể keo tụ tạo bông, hóa chất trợ keo tụ (Polymer -) được châm vào bể với liều lượng nhất định. Dưới tác dụng của hóa chất này và hệ thống motor cánh khuấy với tốc độ chậm, các bông cặn li ti từ bể phản ứng sẽ chuyển động, va chạm, dính kết và hình thành nên những bông cặn tại bể keo tụ tạo bông có kích thước và khối lượng lớn gấp nhiều lần các bông cặn ban đầu, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lắng ở bể lắng. Hỗn hợp nước và bông cặn tự chảy sang bể lắng hóa lý.
Hoá chất khử màu MegaDCA cũng được thêm vào để phá vỡ và loại bỏ các liên kết màu có trong nước thải.
- Bể lắng hoá lý 2
Bể lắng được thiết kế nhằm mục đích loại bỏ các bông cặn tạo thành sau quá trình keo tụ tạo bông, giảm lượng cặn đi vào cụm bể sinh học.
- Bể sinh học kỵ khí Anaerobic
Bể kỵ khí được thiết kế vách ngăn kết hợp với giá thể cố định giúp tăng mật độ vi sinh vật và diện tích tiếp xúc với nước thải, làm tăng hiệu suất xử lý. Quá trình phân hủy kỵ khí được chia thành 3 giai đoạn chính: phân hủy các chất hữu cơ cao phân tử, tạo các axit, tạo methane.
Trong quá trình sinh trưởng và phát triển, vi sinh vật kỵ khí sẽ hấp thụ các chất hữu cơ hòa tan (COD, BOD), phân hủy và chuyển hóa chúng thành các hợp chất đơn giản (NH4+, CH4…), giải phóng Photpho.
- Bể Aerotank kết hợp giá thể sinh học lơ lửng MBBR:
Tại bể sinh học hiếu khí diễn ra quá trình phân hủy hợp chất hữu cơ và quá trình nitrat hóa với khí được cấp từ hệ thống đĩa phân phối khí. Lượng khí cấp vào bể giúp cung cấp oxy cho vi sinh vật hiếu khí khử BOD, thực hiện chu trình Nitrit hóa và Nitrat hóa.
Quá trình xáo trộn đều nước và bùn hoạt tính tạo điều kiện để vi sinh vật tiếp xúc tốt với các cơ chất cần xử lý. Giá thể sinh học lơ lửng MBBR giúp ví sinh vật tiếp xúc nhiều hơn với nước thải, tăng mật độ vi sinh và ổn định sinh khối, tăng hiệu suất xử lý.
- Bể lắng sinh học
Bể lắng sinh học được dùng để loại bỏ các chất rắn ở dạng huyền phù và lơ lửng; đồng thời, khử mùi hôi của nước thải nhằm nâng cao hiệu suất lắng các chất cặn trong nước thải, lượng bùn phát sinh và các chất lơ lửng cũng được lắng ở bể lắng. Một phần bùn sẽ được tuần hoàn về bể Aerobic nhằm duy trì lượng vi sinh vật có trong bể, phần còn lại sẽ cùng với lượng bùn sinh ra từ bể lắng chuyển vào bể chứa bùn.
- Bể keo tụ – tạo bông 2
Nguyên lý hoạt động giống bể keo tụ – tạo bông 1
- Bể lắng hoá lý 2
Nguyên lý hoạt động giống bể lắng hoá lý 1
- Bể lọc cát
Nước thải sau quá trình lắng sẽ được thu sang bể chứa. Tại đây với thiết bị phao tự động khi mực nước đầy sẽ kích bơm lọc bơm nước từ bể chứa lên thiết bị lọc thô.
Nước thải được bơm lên thiết bị lọc thô nhằm loại bỏ phần cặn lơ lững còn sót lại trong nước trong quá trình lắng không lắng được thông qua các lớp vật liệu lọc da tầng: cát, sỏi. Phần nước sau lọc sẽ được thu tại bể khử trùng.
- Bể khử trùng:
Bể khử trùng được thiết kế các vách ngăn xen kẽ tạo điều kiện để nước và hóa chất khử trùng hòa trộn hoàn toàn, tiêu diệt Coliforms và các vi sinh vật gây bệnh khác.
- Bể nén bùn
Lượng bùn sinh ra ở bể lắng được đưa về bể chứa bùn. Bùn phát sinh phải được thanh thải và xử lý định kỳ, tránh việc tồn động bùn dư trong quá trình xử lý sinh học gây ảnh hưởng lên quá trình xử lý của từng công đoạn và chất lượng nước sau xử lý.
Bùn trong bể nén bùn được bơm về cụm máy ép bùn, lượng bùn ép được liên hệ với những đơn vị có nhu cầu làm phân bón hoặc liên hệ đơn vị thu gom rác thu gom định kỳ.
- Bể tái sinh bùn
Bùn lắng ở đáy bể lắng sinh học được bơm tuần hoàn để tái sinh. Ở bể tái sinh, bùn được làm thoáng trong thời gian từ 3 – 6 giờ để oxy hóa hết các chất hữu cơ đã hấp thụ, bùn sau khi tái sinh trở thành bùn ổn định được bơm bổ sung về bể Aerotank.
- Hệ thống quan trắc nước thải tự động liên tục
Hệ thống gồm các thiết bị đáp ứng yêu cầu kỹ thuật (theo Thông tư 10/2021/TT-BTNMT và Nghi định 08/2022NĐ-CP) nhằm thực hiện theo dõi tình trạng và chất lượng nguồn thải nước thải một cách liên tục, tự động. Hệ thống quan trắc tự động giúp giám sát chặt chẽ việc xả nước thải tại mọi thời điểm và có các biện pháp xử lý kịp thời khi xảy ra sự cố (nếu có).
Các chỉ tiêu được giám sát bao gồm: COD, TSS, pH, Nhiệt độ, Ammonium, lưu lượng đầu ra, Lưu lượng đầu vào.
Ưu điểm công nghệ
| HẠNG MỤC | ƯU ĐIỂM |
| 1. Ưu điểm công nghệ | – Cụm hoá lý có hiệu xuất xử lý màu và cặn lơ lửng > 92%; – Công nghệ kết hợp hiếu khí và giá thể MBBR xử lý hiệu quả N, P >90%; – Chế độ vận hành tự động và bảo trì đơn giản; – Tiết kiệm diện tích xây dựng; – Chế độ vận hành đơn giản. |
| 2. Cụm bể hoá lý | – Thực hiện đơn giản, dễ dàng sử dụng với nguyên lý hoạt động đơn giản – Các hạt keo tụ có khả năng tập hợp và hút các chất rắn có kích thước lớn hơn và làm sạch nước – Chi phí sử dụng thấp, giá thành rẻ – Dễ dàng loại bỏ độ màu, mùi kim loại nặng trong nguồn nước, thường được sử dụng nhất xử lý nước thải công nghiệp. |
| 3. Bể Anaerobic | – Giảm mức chỉ số BOD cao – Có thể chịu được tốc độ tải hữu cơ và thủy lực cao – Sản lượng bùn thấp (và do đó, yêu cầu loại bỏ bùn thải không thường xuyên) – Khí sinh học có thể được sử dụng để làm năng lượng (nhưng trước tiên thường yêu cầu rửa sạch) – Không cần hệ thống sục khí (do đó tiêu thụ ít năng lượng) – Nước thải giàu chất dinh dưỡng và có thể được sử dụng để tưới tiêu nông nghiệp – Nhu cầu đất thấp, có thể xây dựng dưới lòng đất và bằng vật liệu sẵn có tại địa phương – Giảm phát thải CH4 và CO2 |
| 3. Bể sinh học hiếu khí (Aerotank) kết hợp giá thể sinh học lơ lửng (MBBR) | – Bể hiếu khí được cấp khí liên tục giúp vi sinh vật hiếu khí phân hủy chất hữu cơ (COD, BOD) và thực hiện Nitrit hóa – Nitrat hóa. – Giá thể lơ lửng giúp tăng diện tích tiếp xúc, tăng mật độ vi sinh vật, tối ưu hiệu suất xử lý BOD và Nitơ, Photpho. – Tiết kiệm diện tích xây dựng so với bể hiếu khí thông thường. |
| 4. Bể lọc cát | – Lọc nước bằng cát tuy đơn giản, ít tốn kém nhưng hiệu quả mang lại cao. Nguồn nước lọc sạch, không còn cặn bẩn, tạp chất, chất lơ lửng tăng chất lượng nước đầu ra – Hệ thống lọc nước đơn giản, không tốn chi phí, do giá than hoạt tính có mức giá rẻ và tìm mua dễ trên thị trường. – Thời gian sử dụng cát lọc khá lâu, ít phải thay thế nguyên liệu, thay cũng đơn giản, không tốn kém. Thời gian lọc áp dụng tới 6-9 tháng mới cần thay mới |
| 5. Hệ thống tủ điện điều khiển tự động | – Tủ điện là bộ não trung tâm của trạm xử lý nước thải. – Đảm bảo vận hành tự động theo lập trình đã cài đặt – Giúp quá trình vận hành dễ dàng. – Hệ thống hoạt động liên tục. – Đảm bảo hiệu suất xử lý của hệ thống. – Đảm bảo tuổi thọ thiết bị. |
Kết luận
Nhìn chung, kiểm soát tính chất và công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm vẫn còn là một thách thức đối với doanh nghiệp ngành dệt may.
