Hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm

    Tư vấn xây dựng lắp đặt hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm.

    Đặc trưng của nước thải dệt nhuộm

    Nước thải dệt nhuộm rất đa dạng và phức tạp, các loại hóa chất sử dụng như : phẩm nhuộm ,, chất hoạt động bề mặt , chất điện ly ,chất ngậm , chất tạo môi trường , tinh bột , men , chất oxi hóa … đã có hàng trăm loại hóa chất đặc trưng , các chất này hòa tan dưới dạng ion và các chất kim loại nặng đã làm tăng thêm tính độc hại không những trong thời gian trước mắt mà cón về lâu dài sau này đến môi trường sống .

    Công nghệ dệt nhuộm sử dụng một lượng nước thải lớn phục vụ cho các công đoạn sản xuất đồng thời thải ra một lượng nước thải rất lớn tương ứng bình quân khoảng 12 – 300 m3 / tấn vải. Trong số đó hai nguồn nước cần giải quyết chính là từ công đoạn dệt nhuộm và nấu tẩy.

Xưởng dệt nhuộm

    Nước thải tẩy giặt có pH lớn từ 9 – 12 , hàm lượng chất hữu cơ cao (COD = 1000 – 3000 mg/l ) do thành phần các chất tẩy gây nên . Độ màu của nước tẩy khá lớn ở những giai đoạn tẩy ban đầu và có thể ên đến 10.000 Pt – Co , hàm lượng cặn lơ lửng SS có thể đạt đền trị số 2000 mg/l , nồng độ này giảm dần ở cuối chu kì xả và giặt . Thành phần của nước thải chủ yếu bao gồm : thuốc nhuộm thừa , chất hoạt động bề mặt , các chất oxi hóa , sáp xút , chất điện ly v . v… Còn thành phần nước thải nhuộm thì không ổn định và đa dạng , thay đổi ngay trong từng nhà máy khi nhuộm các loại vải khác nhau.
Nước thải xả của xưởng dệt nhuộm
    Điều quan trọng là độ màu quá cao, việc xả thải liên tục vào nguồn nước đã làm cho độ màu tăng dần , dẫn đến hiện trạng nguồn nước bị vẫn đục, chính các thuốc nhuộm thừa có kảh năng hấp thụ ánh sáng , ngăn cản sự khuếch tán của ánh sáng vào nước, do vậy thực vật dần dần bị hủy diệt, sinh thái nguồn nước có thể bị ảnh hưởng nghiêm trọng.

    Trong các phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm thường sẽ sử dụng phương pháp Fenton xử lý nước thải dệt nhuộm để khử màu và ô nhiễm trong nước thải, sau đây Môi trường TNT xin gửi đến Quý khách phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm bằng keo tụ tao bông.

    Xử lý nước thải dệt nhuộm bằng keo tụ tạo bông

    Khi chất keo tụ co vào nước và nước thải , các hạt keo trong nước bị mật tính ổn định , tương tác với nhau , kết cụm lại hình thành các bông cặn lớn, dễ lắng. Quá trình mất tính ổn định của hạt keo là quá trình lý hóa phức tạp, có thể giải thích dựa trên các cơ chế sau :

  1.   Giảm điện thế Zeta tới giá trị mà tại đó dưới tác dụng của lực hấp dẫn Vander Waals cùng với năng lượng khuấy trộn cung cấp thêm ,các hạt keo trung hòa điện kết cụm và tạo thành bông cặn .
  2.   Các hạt kết cụm do sự hình thành cầu nối giữa các nhóm hoạt tính trên hạt keo .
  3.   Các bông cặn hình thành khi lắng xuống sẽ bắt giữ các hạt keo trên quĩ đạo lắng xuống .
         Quá trình keo tụ thông thường áp dụng khử màu , hàm lượng cặn lơ lửng trong xử lí nước thải .

    Các phương pháp keo tụ :


    a. Keo tụ bằng chất điện ly : 

    Bản chất của phương pháp là cho thêm vào nước các chất diện ly ở dạng các ion ngược dấu .Nhờ chuyển động Brown các hạt keo với điện tích bé khi va chạm dễ kết dính bằng lực hút phân tử tạo nên các bông cặn ngày càng lớn .

    Quá trình keo tụ bằng chất điện ly được đánh giá như một cơ chế keo tụ tối ưu . khi sử dụng chất điện ly với các ion có hóa trị càng lớn thì hiệu quả keo tụ càng cao và liều lượng chất điện ly càng giảm đi .

    Phương pháp keo tụ bằng chất điện ly đòi hỏi liề lượng chất keo tụ cho vào nước phải rất chính xác. Nếu nồng độ các chất điện ly trong nước vượt quá mức cần thiết sẽ gây ra quá trình tích điện trở lại đối với các hạt keo , làm điện thế Zeta tăng lên và hiệu quả keo tụ sẽ giảm đi.

Hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm

    b. Keo tụ bằng hệ keo ngược dấu (keo tụ bằng phương pháp hóa lý):

    Quá trình xử lý nước thải dệt nhuộm bằng keo tụ được thực hiện bằng cách tạo ra trong nước một hệ keo mới tích điện ngược dấu với keo cặn bẩn trong nước thiên nhiên và các hạt keo tích điện trái dấu sẽ trung hòa lẫn nhau .

    Chất keo tụ thường sử dụng là phèn Al và Fe và được đưa vào nước dưới dạng dung dịch hòa tan , sau phản ứng thủy phân chúng tạo thành hệ keo mới mang điện tích dương có khả năng trung hòa các loại keo mang điện tích âm.

    Quá trình keo tụ xảy ra như sau : Khi cho phèn vào nước , nó sẽ phân ly thành các ion hòa tan theo phương trình :

                  Al2(SO4)3      à    2Al3+   +     3 SO42- 

                  FeCl3            à     Fe3+     +     3 Cl- 

    Các ion kim loại mang điện tích dương một mặt tham gia vào quá trình trao đổi với các cation nằm trong lớp điện tích kép của hạt keo tự nhiên mang điện tích âm , làm giảm thế điện động Zeta , giúp cho các hạt keo dễ dáng liên kết với nhau bằng lực hút phân tử , tạo ra các bông cặn lắng . Mặt khác các ion kim loại tự do lại kết hợp với các phân tử nước bằng phản ứng thủy phân :

                  Al3+     +    3  H2O     à     Al(OH)3      +    3H+
                
                  Fe3+     +    3  H2O     à     Fe(OH)3      +    3H+

    Các phân tử  Al(OH)3 và   Fe(OH)3 là các hạt keo mang điện tích dương có khả năng kết  hợp với các hạt keo tự nhiên mang điện tích âm tạo thành các bông cặn .Đồng thời các phân tử   Al(OH)3 và   Fe(OH)3 kết hợp với các anion có trong nước và kết hợp với nhau tạo ra bông cặn có hoạt tính bề mặt cao . Các bông cặn này khi lăng xuống sẽ hấp thụ cuốn theo các hạt keo , cặn bẩn , các hợp chất hữu cơ , các chất mùi vị …tồn tại ở trạng thái hòa tan hoặc lơ lửng trong nước .

Xử lý nước thải dệt nhuộm bằng keo tụ tạo bông
Bể xử lý nước thải dệt nhuộm bằng keo tụ tạo bông

    Từ đó ta thấy nồng độ các phân tử Al(OH)3 và   Fe(OH)3 trong nước sau quá trình thủy phân các chất keo tụ là yếu tố quyết định hiệu quả keo tụ .

    Trong thực tế , lượng phèn tối ưu sử dụng cho mỗi nguồn nước được xác định cụ thể bằng thực nghiệm tại nguồn nước , có thể sử dụng theo bảng sau :

    Lượng phèn  cần thiết theo hàm lượng cặn của nước nguồn :

Hàm lượng cặn của nước nguồn (mg/l)

Lượng phèn Al2(SO4)3 (mg/l)

Đến 100

100 – 200

200 – 400

400 – 600

600 – 800

800 – 1000

1000 – 1400

1400 – 1800

1800 – 2200

15 – 25

18 – 30

24 – 40

28 – 45

33 – 55

36 – 60

39 – 65

45 – 75

48 – 80



    c. Tăng cường quá trình keo tụ bằng hợp chất cao phân tử :

    Các hợp chất cao phân tử gốc vô cơ như axit silic hoạt hóa , hoặc gốc hữu cơ như polyacrylat , polyacrylamin đều có thể dùng để làm chất tăng cường cho quá trình keo tụ của phèn. Trong một vài trường hợp các chất này có thể được dùng làm chất keo tụ thay phèn. Khác với phương pháp keo tụ bằng chất điện ly hoặc bằng hệ keo ngược dấu , cơ chế phản ứng chủ yếu ở đây là các tương tác hóa học . 

    Do hình dạng và kích thước của các cao phân tử lớn và dài nên các hợp chất cao phân tử keo tụ các hạt cặn bẩn trong nước dưới dạng liên kết chuỗi , kiểu này rất thuận lợi cho quá trình hình thành và lắng bông cặn . 

    Tuy nhiên hợp chất cao phân tử đòi hỏi công nghệ sản xuất cao nên biện pháp này ít được áp dụng trong kỹ thuật xử lý nước ở nước ta hiện nay .

    d.Keo tụ tiếp xúc :

    Lợi dụng khả năng kết bám của các hạt cặn lên bề mặt của các hạt vật liệu lọc như cát … các nhà khoa học Liên Xô (cũ ) đã đưa ra phương pháp lọc tiếp xúc dựa trên nguên lý keo tụ tiếp xúc .

    Về bản chất sự kết bám của các hạt cặn lên bề mặt vật liệu lọc là quá trình keo tụ. Trong điều kiện thủy động thuận lợi , các hạt cặn chuyển động gần bề mặt các hạt vật liệu và dính kết lẫn nhau .

    Quá trình hình thành bông cặn trong môi trường tiếp xúc diễn ra với tốc độ nhanh và hiệu quả hơn sự tạo thành bông môi trường chất lỏng . Vì cường độ va chạm giữa các hạt cặn với các hạt vật liệu lọc có kích thước lớn cao hơn nhiều so với cường độ va chạm dính kết với các hạt lớn không mang điện của lớp vật liệu lọc do lực hút phân tử . 

    Thực tế cho thấy ngay cả khi nồng độ các hạt còn chưa đủ để tạo điều kiện keo tụ trong môi trường nước , nhưng trong môi trường tiếp xúc quá trình keo tụ đã xảy ra .

Thùng chứa hóa chất xử lý nước thải dệt nhuộm

    Hóa chất dùng trong keo tụ tạo bông:


    Để thực hiện quá trình keo tụ, người ta cho vào nước các chất phản ứng thích hợp như : phèn nhôm Al2(SO4)3, phèn sắt FeSO4 koặc FeCl3 . Các loại phèn này được đưa vào nước dưới dạng dung dịch hòa tan.
    Dùng phèn nhôm: 
    Khi cho phèn nhôm vào nước , chúng phân li tạo ion Al3+ bị thủy phân tạo thành Al(OH)3. 
    Ngoài Al(OH)3 là nhân tố quyết định đến hiệu quả keo tụ tạo thành còn giải phóng ra các ion H+. Các ion H+ này sẽ được khử bằng độ kiềm tự nhiên của nước ( được đánh giá bằng HCO3-).
    Trường hợp độ kiềm tự nhiên của nước thấp, không đủ trung hòa ion H+ thì cần phải kiềm hóa nước. Chất dùng để kiềm hóa thông dụng là vôi (CaO) , sođa (Na2CO3) , hoặc xút (NaOH).

                          Al3+     +    3  H2O    à     Al(OH)3      +    3H+ 

    Dùng phèn sắt:
    Phèn sắt chia làm hai loại là phèn sắt II và phèn sắt III. Phèn Fe(II) khi cho vào nước phân li thành ion Fe2+ và bị thủy phân thành Fe(OH)2. 
    Phèn Fe(III) khi cho vào nước phân li thành ion Fe3+ và bị thủy phân thành Fe(OH)3.Phản ứng thủy phân:

  •      Fe2+     +    2  H2O     à    Fe(OH)2      +    2H+
  •      Fe3+     +    3  H2O     à     Fe(OH)3      +    3H+

    Ưu điểm của phèn sắt  đối với phèn nhôm :
     Liều lượng phèn Fe dùmg để kết tủa chỉ bằng 1/3 – ½  liều lượng phèn Al.
     Phèn Fe ít bị ảnh hưởng của nhiệt độ và giới hạn pH rộng.
    Nhược điểm của phèn Fe đối với phèn Al:
    Gây ăn mòn đường ống mạnh.

    Liên hệ với chúng tôi để được tư vấn rõ hơn về các phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm tiên tiến!