Xử lý nước thải dệt nhuộm

 Hiện trạng nước thải ngành dệt nhuộm

Ngành dệt nhuộm có lịch sử phát triển khá lâu đời trên thế giới, riêng Việt Nam hơn 100 năm gần đây ngành dệt nhuộm có xu thế phát triển. Về cơ cấu ngành dệt nhuộm có khoảng 72 doanh nghiệp nhà nước, 40 doanh nghiệp tư nhân, 40 dự án liên doanh và 100% vốn đầu tư nước ngoài.

Cùng với xu thế phát triển và thu hút nguồn nhân lực của ngành thì mức độ tác động tới môi trường của ngành tỉ lệ nghịch theo. Đặc biệt là nước thải dệt nhuộm hiện đang xả thải trực tiếp ra môi trường thông qua hệ thống sông, ngòi, kênh, rạch… với độ kiềm cao, độ màu lớn, hóa chất độc hại kèm theo gây ảnh hưởng trực tiếp và nghiêm trọng tới môi trường xung quanh.

Thành phần và đặc tính nước thải dệt nhuộm

Quy trình sản xuất công nghiệp dệt nhuộm gồm các công đoạn hồ sợi, rũ hồ, nấu tẩy, nhuộm và hoàn tất. Từ các công đoạn này sẽ phát sinh các chất thải kèm theo như sau:

• Tạp chất tách ra từ vải sợi như: dầu mỡ, các hợp chất chứa Nitơ, các chất bụi bẩn dính vào sợi (chiếm 6% khối lượng xơ), pectin

• 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.

• Thành phần nước thải phụ thuộc vào: đặc tính của vật liệu nhuộm, bản chất của thuốc nhuộm, các chất phụ trợ và các hóa chất khác được sử dụng.

Nhìn chung, nước thải dệt nhuộm thường có nhiệt độ và độ màu cao, pH>9, BOD- COD hàm lượng cao. Ngoài ra trong thành phần nước thải còn chứa kim loại nặng, một số thành phần độc hại gây ảnh hưởng trực tiếp đến con người và tiêu diệt thủy sinh vật trong môi trường.

Phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm

Phương pháp cơ học:

Song chắn rác thô, tinh, lọc cát để loại bỏ các chất có kích thước lớn, tách chất không hòa tan.

Phương pháp keo tụ: Phèn nhôm, phèn sắt hoặc sữa vôi giúp khử màu và một phần COD. pH trong nước thải sẽ thay đổi phụ thuộc vào hóa chất tham gia vào quá trình keo tụ. Các bông cặn hydroxit sắt hoặc nhôm sẽ hấp phụ các chất màu của nước thải và cho hiệu suất khá cao với tác dụng của thuốc nhuộm. Nhằm tăng hiệu suất quá trình xử lý các polime hữu cơ sẽ được cho thêm vào. Nhìn chung phương pháp này có nhược điểm là tạo lượng bùn dư lớn và COD chỉ giảm được 60-70%.

Phương pháp hấp phụ:

Hấp phụ là phương pháp dùng xử lý chất thải không có khả năng phân hủy sinh học và chất không thể xử lý bằng phương pháp sinh học. Đáng lưu ý nhất trong nước thải dệt nhuộm là thuốc nhuộm hòa tan và thuốc nhuộm hoạt tính. Than hoạt tính, than nâu, đất sét, magie là chất tham gia vào quá trình hấp phụ này. Trong đó than hoạt tính được sử dụng rộng rãi nhất với bề mặt riêng lên tới 400-500 m2/g. Qua phương pháp hấp phụ hàm lượng COD giảm tối đa khoảng 70%

Phương pháp oxy hóa:

Trong thành phần nước thải dệt nhuộm có chứa nhiều hóa chất bền vững và chứa màu vì cần được oxi hóa mạnh để xử lý. Thông thường sẽ dùng ozon hoặc không khí có hàm lượng ozon có khả năng khử màu hiệu quả.

Phương pháp sinh học:

sử dụng vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải nhằm loại bỏ COD, BOD, Trong quá trình sinh học thường sẽ kết hợp quá trình xử lý hiếu khí và kỵ khí.

Phương pháp màng lọc:

Đây là phương pháp phổ biến dùng để thu hồi hồ tinh bột, PVA, muối và thuốc nhuộm. Loại màng lọc thường dùng là  Ro và NF giúp đem lại hiệu quả cao giúp loại bỏ 99.5% hàm lượng COD. Màng lọc được thiết kế với lỗ lọc siêu nhỏ, dễ thấm hút và giữ lại các tập chất trên bề mặt. 

Về phân loại màng lọc sẽ có 2 loại màng lọc là màng lọc sinh học và màng lọc tổng hợp. Phương pháp này tiết kiệm đến 70% lượng nước sạch cho doanh nghiệp trong quá trình nhuộm so với trước đây.

Xử lý nước thải dệt nhuộm sẽ tiến hành qua 3 bậc: 

Bậc 1 là xử lý sơ bộ

Bậc 2 xử lý cơ bản

Bậc 3 xử lý bổ sung

Tùy theo các bậc nguồn nước thải dệt nhuộm sẽ được áp dụng các phương pháp xử lý khác nhau.

Xử lý bậc 1

Trong công đoạn xử lý bậc 1 sẽ được chia thành tiền xử lý và xử lý sơ bộ. Mục đích công đoạn là loại bỏ các tạp chất thô, cứng, vật nổi, nặng, dầu mỡ,... nhằm bảo vệ bơm, đường ống và các thiết bị trong công đoạn tiếp theo.

Các thiết bị trong xử lý bậc 1 là: Song, lưới chắn rác, máy nghiền và cứt vụn tác, lắng cát, bể điều hòa- trung hòa, tuyển nổi và lắng 1, lọc hấp thụ bằng than hoạt tính. Ngoài ra có thể trang bị thêm sục khí ở bể điều hòa, Clo được bổ sung vào đây để khử màu, mùi và tăng cường oxi hóa.

Xử lý bậc 2

Đây là công đoạn quan trọng nhất, nó được ví như trái tim của hệ thống xử lý nước thải. Nhờ các ứng dụng của quá trình sinh học (hóa lý, hóa học, cơ học hoặc kết hợp) sẽ xử lý phần lớn các chất ô nhiễm trong nước thải.

• Phương pháp hóa lý: 

Đây được xem là phương pháp thông dụng nhất trong xử lý nước thải công nghiệp nói chung và xử lý nước thải dệt nhuộm nói riêng. Đây có thể là giai đoạn xử lý độc lập hoặc kết hợp với xử lý cơ-sinh-hóa học trong dây chuyền xử lý nước thải đầy đủ.

Phương pháp hóa lý dùng để loại bỏ chất lơ lửng, chất độc hại, độ màu cao và là tiền để cho quá trình xử lý sinh học tiếp theo.

Một số phương pháp hóa lý cơ bản: keo tụ, tuyển nổi, hấp phụ, trích ly, trao đổi ion.

• Phương pháp hóa học: Độ pH của nước thải gia động từ 4-12 nên để thuận lợi cho quá trình keo tụ, xử lý sinh học cần trung hòa về mức pH 6.6-7.6. Vì vậy ở phương pháp này vôi hoặc xút sẽ được dùng để đạt độ ổn định pH của nguồn nước thải.

• Phương pháp sinh học: Dưới tác động của vi sinh vật sẽ giúp phân hủy các hợp chất dễ phân hủy thành vô cơ và hợp chất khó phân hủy thành bông cặn thuận lợi cho quá trình loại bỏ chúng khỏi nguồn nước. 

Phương pháp xử lý này sẽ quan tâm đến quá trình hiếu khí, kỵ khí, quá trình trung gian- anoxic, quá trình tùy tiện và quá trình ở ao hồ. 

Đồng thời sẽ được bổ sung hợp chất của N và P hoặc 1 số nguyên tố hiếm để cung cấp dưỡng chất cho vi sinh vật. Các chỉ số xử lý quan tâm sẽ là COD, TOC, BOD, Nitơ và Phốt pho. 

Phương pháp xử lý sinh học được áp dụng tương đối rộng do chi phí vận hành và bảo dưỡng thấp.

Xử lý bậc 3

Chủ yếu trong giai đoạn xử lý bậc 3 là khử khuẩn nhằm đảm bảo nước thải ra không chứ sinh vật gây bệnh, khử mùi- mùi và giảm nhu cầu oxi sinh học cho nguồn tiếp nhận.

Công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm