CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM

CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM

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 môi trường ô nhiễm từ các chất độc hại do nền công nghiệp tạo ra. Điển hình như các ngành công nghiệp cao su, hóa chất, công nghiệp thực phẩm, thuốc bảo vệ thực vật, luyện kim,…đặc biệt là ngành dệt nhuộm đang phát triển mạnh mẽ và chiếm kim ngạch xuất khẩu cao của Việt Nam.

Ngành dệt nhuộm thu hút nhiều lao động góp phần giải quyết việc làm và phù hợp với những nước đang phát triển như nước ta. Tuy nhiên, hầu hết các nhà máy, xí nghiệp dệt nhuộm ở nước ta đều chưa có hệ thống xử lý nước thải mà đang có xu hướng thải trực tiếp ra sông, suối, ao, hồ,…loại nước thải này có độ kiềm cao, độ màu lớn, nhiều hóa chất độc hại đối với loài thủy sinh.

Hình nước thải dệt nhuộm chưa xử lý

Nguồn gốc phát sinh nước thải

- Các tạp chất tách ra từ vải sợi như: dầu mỡ, các tạp chất chứa Nito, các chất bụi bẩn dính vào sợi,…

- Nguồn nước thải bao gồm từ các công đoạn chuẩn bị sợi, chuẩn bị vải, nhuộm và hoàn tất.

- Các loại thuốc nhuộm được đặc biệt quan tâm vì chúng thường là nguồn phát 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 chính là nguyên nhân gây ra độc tính cho thủy sinh của nước thải dệt nhuộm.

Thành phần nước thải (Tham khảo)

Thuyết minh quy trình

Hố thu

Nước thải từ các nguồn phát sinh theo mạng lưới thu gom chảy vào hố thu của trạm xử lý. Bẫy cát được đặt trước hố thu nhằm loại bỏ cát và các vật thể nặng để bảo vệ thiết bị và hệ thống đường ống công nghệ phía sau, song chắn rác thô để loại bỏ các tạp chất có kích thước lớn ra khỏi nước thải. Sau đó, nước thải sẽ được bơm lên tháp giải nhiệt.

Thiết bị lọc rác tinh đặt sau hố thu trước khi bơm lên tháp giải nhiệt để loại bỏ rác có kích thước nhỏ như: sợi vải, vải vụn,…làm giảm hàm lượng chất rắn trong nước thải.

Tháp giải nhiệt

Tháp giải nhiệt có chức năng luồng nước nóng xả đều trên bề mặt tấm tản nhiệt, thông qua luồng không khí và hơi nước nóng luân chuyển tiếp xúc với nhau, nước nóng và luồng không khí sản sinh trao đổi nhiệt với nhau, đồng thời bộ phận nước nóng bị bốc hơi, hơi nước nóng được hòa vào trong không khí, sau đó nước nóng được giải nhiệt chảy xuống bể điều hòa.

Bể điều hòa

Tại bể điều hòa, chúng tôi bố trí máy khuấy trộn chìm nhằm mục đích hòa trộn đồng đều nước thải trên toàn diện tích bể, ngăn ngừa hiện tượng lắng cặn ở bể, sinh ra mùi khó chịu. Điều hòa lưu lượng là phương pháp được áp dụng để khác phục vấn đề sinh ra sự dao động của lưu lượng, cải thiện hiệu quả hoạt động của các quá trình xử lý tiếp theo. Bơm được lắp đặt trong bể điều hòa để đưa nước lên các công trình phía sau.

Bể phản ứng

Trong nước tahir có cặn bẩn, thuốc nhuộm, các sản phẩm vô cơ, chất ô nhiễm,…có kích thước nhỏ nên chúng tham gia chuyển động nhiệt cùng với phân tử nước tạo nên một hệ keo phân tán trong toàn bộ thể tích nước. Chúng có độ bền nhỏ hơn độ bền phân tử nên dễ phá hủy bằng phèn. Phèn cho vào nước thải nhằm làm mất độ keo thiên nhiên trong nước thải, đồng thời tạo ra hệ keo mới có khả năng kết hợp chất ô nhiễm thành những bông cặn, có hoạt tính bề mặt cao, dễ lắng. Các quá trình phản ứng diễn ra như sau:

- Khuấy trộn phèn với nước thải;

- Thủy phân của phèn;

- Phá hủy độ bền của keo (làm mất ổn định của hệ keo);

- Dính kết hấp thụ và keo tụ do chuyển động nhiệt và do khuấy trộn;

Tại bể phản ứng, hóa chất keo tụ (PAC và phèn sắt) được châm vào bể với liều lượng nhất định và được kiểm soát chặt chẽ bằng các thiết bị điện tử. Dưới tác dụng của hệ thống cánh khuấy với tốc độ lớn được lắp đặt trong bể, các hóa chất được hòa trộn nhanh và đều vào trong nước thải. Trong điều kiện môi trường thuận lợi cho quá trình keo tụ, hóa chất keo tụ và các chất ô nhiễm trong nước thải tiếp xúc, tương tác với nhau, hình thành các bông cặn nhỏ li ti trên khắp thể tích bể. Hỗn hợp nước thải này tự chảy qua bể keo tụ tạo bông.

Bể keo tụ tạo bông

Chất keo tụ được cho vào trong 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 trọ 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 hữu dụng từ chảy sang bể lắng hóa lý.

Bể lắng hóa lý

Nước thải từ bể keo tụ tạo bông được phân phối vào vùng phân phối nước của bể lắng.

Nước và bông cặn chuyển động qua vùng phân phối nước đi vào vùng lắng của bể lắng theo phương pháp lắng trọng lực. Khi hỗn hợp nước và bông cặn đi vào bể, các bông bùn va chạm với nhau, tạo thành những bông bùn có kích thước và khối lượng lớn gấp nhiều lần các bông bùn ban đầu. Các bông bùn này, sẽ có khối lượng riêng lớn hơn nước nên tự lắng xuống tại vùng chứa cặn của bể lắng. Nước sạch được thu ở phía trên máng răng cưa bể lắng và chảy vào bể sinh học giá thể lưu động MBBR.

Bể sinh học MBBR

Phương pháp sinh học hiếu khí sử dụng nhóm vi sinh vật hiếu khí, hoạt động trong điều kiện cung cấp oxy liên tục. Quá trình phân hủy các chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là quá trình oxy hóa sinh hóa. Các vi sinh vật hiếu khí sẽ phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải và thu năng lượng để chuyển hóa thành tế bào mới, chỉ một phần chất hữu cơ bị oxy hóa hoàn toàn thành CO₂, H₂O, NO₃^-, SO₄^2-Vi sinh tồn tại trong bùn hoạt tính của bể sinh học bao gồm Pseudomonas, Zoogloea, Achromobacter, Flacobacterium, …và hai loại vi khuẩn nitrat hóa Nitrosomonas và Nitrobacter. Thêm vào đó, nhiều loại vi khuẩn dạng sợi như Sphaerotilus, Beggiatoa,…

Để thực hiện quá trình oxy hóa sinh hóa các chất hữu cơ hòa tan, chất keo và các chất phân tán nhỏ trong nước thải cần di chuyển vào bên trong tế bào vi sinh vật theo ba giai đoạn chính như sau:

- Chuyển các chất ô nhiễm từ pha lỏng tới bề mặt tế bào vi sinh vật;

- Khuếch tán từ bề mặt tế bào qua màng bán thấm do sự chênh lệch nồng độ bên trong và bên ngoài tế bào;

- Chuyển các chất trong tế bào vi sinh vật, sản sinh năng lượng và tổng hợp tế bào mới.

Tốc độ quá trình oxy hóa sinh hóa phụ thuộc vào nồng độ các chất hữu cơ, hàm lượng các tạp chất, mật độ vi sinh vật và mức độ ổn định lưu lượng của nước thải ở trạm xử lý. Ở mỗi điều kiện xử lý nhất định, các yếu tố chính ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng oxy hóa sinh hóa là chế độ thủy động, hàm lượng oxy trong nước thải, nhiệt độ, pH, dinh dưỡng và các nguyên tố vi lượng,…Tải trọng chất hữu cơ của bể sinh học hiếu khí truyền thống thường dao động từ 0,32 – 0,64 kg BOD/m³.ngày đêm. Nồng độ oxy hòa tan trong nước thải ở bể sinh học hiếu khí cần luôn luôn duy trì ở giá trị lớn hơn 2,5 mg/l.

Tốc độ sử dụng oxy hòa tan trong bể sinh học hiếu khí phụ thuộc vào:

- Tỷ số giữa lượng thức ăn (chất hữu cơ có trong nước thải) và lượng vi sinh vật (Tỷ lệ F/M);

- Nhiệt độ;

- Tốc độ sinh trưởng và hoạt độ sinh lý của vi sinh vật (bùn hoạt tính);

- Nồng độ sản phẩm độc tích tụ trong quá trình trao đổi chất;

- Lượng các chất cấu tạo tế bào;

- Hàm lượng oxy hòa tan;

Các phản ứng sinh hóa cơ bản của quá trình phân hủy chất hữu cơ trong nước thải gồm có:

Bể lắng sinh học

Nước thải sau khi qua bể MBBR được phân phối vào vùng phân phối nước của bể lắng sinh học. Cấu tạo và chức năng của bể lắng sinh học tương tụ như bể lắng hóa lý. Nước sạch được thu đều trên bề mặt bể lắng thông qua máng tràn răng cưa. Nước thải sau bể lắng sẽ tự động chảy sang bể trung gian chứa nước kêt hợp khử màu, khử trùng.

Bể trung gian kết hợp khử màu

Với thời gian lưu thích hợp, bể được sục khí để hòa trộn đều hóa chất khử màu với nước thải. Hiện nay, trên thị trường có nhiều loại hóa chất khử màu rất hiệu quả, đặc biệt là hóa chất khử màu có tên SUPER DECOLOR. Đây là hóa chất đặc biệt, khử được tất cả các màu , kể cả màu khó như chất quang sắc, đặc biệt hơn là SUPER DECOLOR hoạt động tốt mà không phụ thuộc vào các yếu tố nhiệt độ, pH, độ oxi hóa,…Nước sau khi qua bể trung gian kết hợp khử màu sẽ được bơm qua cụm lọc áp lực.

Cụm lọc áp lực

Bể lọc áp lực được sử dụng trong công nghệ này là bể lọc áp lực đa lớp vật liệu: sỏi đỡ, cát thạch anh và than hoạt tính để loại bỏ các chất lơ lửng, các chất rắn không hòa tan, các nguyên tố dạng vết, halogen hữu cơ nhằm đảm bảo độ trong của nước.

Nước sau khi qua cụm lọc áp lực đạt tiêu chuẩn xả thải ra môi trường theo QCVN 18:2015/BTNMT – Cột B.

Bể chứa bùn

Bùn từ hố thu, bể lắng hóa lý và phần bùn dư trong bể lắng sinh học được đưa tới bể chứa bùn để lưu trữ trong khoảng thời gian nhất định. Tại bể chứng bùn, không khí được cấp vào bể để tránh mùi hôi do sự phân hủy sinh học các chất hữu cơ.

Sau đó, bùn được bơm qua máy ép bùn khung bản để loại bỏ nước. Bùn khô được lưu trữ tại nhà chứa bùn trong khoảng thời gian nhất định. Sau đó, bùn được các cơ quan chức năng thu gom và xử lý theo quy định.

Nước từ bể nén bùn và máy ép bùn theo đường ống chảy trở lại hố thu của trạm để tái xử lý.

Trên đây là toàn bộ những kiến thức mà Công ty TNHH Giải pháp Công nghệ Môi trường Phước Trình muốn cung cấp cho Quý khách hàng hiểu thêm về quy trình xử lý nước thải dệt nhuộm cũng như giới thiệu thêm cho Quý khách biết về hóa chất khử màu SUPER DECOLOR được sử dụng như nào trong công nghệ xử lý nước thải. Nếu có thắc mắc gì về vấn đề môi trường xin Quý khách hàng vui lòng liên hệ trực tiếp với Công ty, chúng tôi sẽ trả lời thắc mắc của Quý khách.