›

Luận văn Thiết kế hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm Công ty Alliance-One - Khu công nghiệp Giao Long tỉnh Bến Tre - Công suất 800 m3/ngày

doc 115 trang yendo 6681
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Luận văn Thiết kế hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm Công ty Alliance-One - Khu công nghiệp Giao Long tỉnh Bến Tre - Công suất 800 m3/ngày", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • docluan_van_thiet_ke_he_thong_xu_ly_nuoc_thai_det_nhuom_cong_ty.doc

Nội dung text: Luận văn Thiết kế hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm Công ty Alliance-One - Khu công nghiệp Giao Long tỉnh Bến Tre - Công suất 800 m3/ngày

  1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA MƠI TRƯỜNG BỘ MƠN KỸ THUẬT MƠI TRƯỜNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Đề tài: THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM CƠNG TY ALLIANCE-ONE KHU CƠNG NGHIỆP GIAO LONG TỈNH BẾN TRE CƠNG SUẤT 800 M3/NGÀY. GVHD : ThS. VŨ PHÁ HẢI SVTH : DƯƠNG MẠNH TUẤN MSSV : 90402888 TP.HCM, Tháng 12/2008 -i-
  2. LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên của luận văn tốt nghiệp này em xin gửi lịng biết ơn chân thành đến quí Thầy, Cơ những người đã tận tình truyền dạy những kiến thức, kinh nghiệm quí báu trong suốt thời gian em học tập tại trường. Sư nhiệt thành của quí Thầy cơ trong khoa Mơi Trường cũng như các Thầy cơ khác của trường Đại Học Bách Khoa cùng với sự động viên của bạn bè đã giúp em nỗ lực vượt qua mọi khĩ khăn trong học tập. Em xin chân thành cám ơn Thạc Sĩ Vũ Phá Hải đã tận tình hướng dẫn đề em hồnh thành tốt luận văn tốt nghiệp này. TP.Hồ Chí Minh, ngày . . . tháng . . . năm 2008. Sinh viên Dương Mạnh Tuấn -ii-
  3. TĨM TẮT Dệt nhuộm là ngành cĩ truyền thống lâu đời và đĩng vai trị quan trọng trong đời sống người dân. Ngày xưa nguời dân dùng các sản phẩm từ thiên nhiên tạo nên các sản phẩm may mặc cĩ màu sắc tươi tắn bền lâu thì ngày nay với kỹ thuật hiện đại và hĩa chất cơng nghiệp sản phẩm tạo ra nhiều hơn , màu sắc đẹp và phong phú hơn, điều này dẫn đến hệ quả là ơ nhiễm mơi trường nặng nề hơn. Luận văn này khơng đi vào con đường nghiên cứu để giải quyết vấn đề mang tầm vĩc lớn lao là sự ơ nhiễm mơi trường tạo ra bởi ngành dệt nhuộm mà chỉ là cơng trình thiết kế qui mơ nhỏ hệ thống xử lý nước thải của cơng ty dệt nhuộm Alliance One – Khu cơng nghiệp Giao Long tỉnh Bến Tre nhằm gĩp phần giảm thiểu ơ nhiễm mơi trường ở địa phương. Luận văn gồm 7 chương: Chương mở đầu. Chương I : Tổng quan về ngành dệt nhuộm. Chương II : Tổng quan về Cơng ty dệt nhuộm Alliance One. Chương III : Tổng quan các phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm. Chương IV : Tính tốn thiết kế các cơng trình xử lý nước thải. Chương V : Dự tốn kinh phí cho các cơng trình xử lý mơi trường. Chương VI : Vận hành. -iii-
  4. MỤC LỤC ĐỀ MỤC Trang Đề tài: i LỜI CẢM ƠN ii TĨM TẮT iii MỤC LỤC iv DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT viii CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1 I. Đặt vấn đề: 1 II. Mục tiêu: 1 III. Phương pháp thực hiện: 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH DỆT NHUỘM 2 1.1. QUI TRÌNH CƠNG NGHỆ TỔNG QUÁT: 3 1.2. CÁC LOẠI NGUYÊN LIỆU CỦA NGÀNH DỆT NHUỘM: 4 1.3. CÁC CƠNG ĐOẠN ĐIỂN HÌNH: 4 1.3.1. Chuẩn bị nguyên liệu: 4 1.3.2. Hồ sợi: 4 1.3.3. Chuẩn bị nhuộm: 4 1.3.4. Cơng đoạn nhuộm: 5 1.3.5. Cơng đoạn in hoa: 10 1.3.6. Cơng đoạn sau in hoa: 11 1.3.7. Cơng đoạn văng khổ hồn tất: 11 1.4. KHẢ NĂNG GÂY Ơ NHIỄM CỦA NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM: 12 1.4.1. Phân tích khả năng gây ơ nhiễm: 12 1.4.2. Nồng độ ơ nhiễm nước thải ngành dệt nhuộm ở nước ta và trên thế giới: 16 1.4.3. Một số sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm tham khảo: 18 1.5. CÁC BIỆN PHÁP NGĂN NGỪA, GIẢM THIỂU Ơ NHIỄM NUỚC THẢI NGÀNH DỆT NHUỘM: 21 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CƠNG TY DỆT NHUỘM ALLIANCE ONE – BẾN TRE. 22 -iv-
  5. 2.1.VỊ TRÍ ĐỊA LÝ: 22 2.1.1. Địa điểm: 22 2.1.2. Khoảng cách ly khu dân cư và cơ sở cơng nghiệp khác: 22 2.2. HOẠT ĐỘNG CỦA NHÀ MÁY: 22 2.2.1. Tổng vốn đầu tư: 22 2.2.2. Sản phẩm và thị trường tiêu thụ: 22 2.2.3. Danh mục máy mĩc thiết bị: 23 2.2.4. Nhu cầu về nguyên vật liệu, nhiên liệu: 23 2.2.5. Nhu cầu về nhân lực: 28 2.2.6. Quy trình cơng nghệ sản xuất: 28 2.3. CÁC NGUỒN GÂY Ơ NHIỄM TRONG KHU VỰC HOẠT ĐỘNG CỦA NHÀ MÁY: 30 2.3.1. Ơ nhiễm khơng khí: 30 2.3.2. Ơ nhiễm do nước thải: 32 2.3.3. Ơ nhiễm do chất thải rắn: 36 2.4. CÁC THƠNG SỐ NƯỚC THẢI: 37 CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM 38 3.1. ĐIỀU HỒ LƯU LƯỢNG NƯỚC THẢI: 38 3.2.XỬ LÝ BẰNG PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC: 38 3.2.1. Song chắn rác và lưới lọc rác: 38 3.2.2. Lắng cát: 38 3.2.3. Lọc cơ học: 39 3.3. PHƯƠNG PHÁP HỐ LÝ: 39 3.3.1. Keo tụ: 40 3.3.2. Hấp phụ: 42 3.4. PHƯƠNG PHÁP HĨA HỌC: 42 3.5. PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC: 42 3.5.1. Các phương pháp hiếu khí xử lý nước thải trong điều kiện nhân tạo: 43 3.5.2. Các phương pháp kị khí: 44 -v-
  6. 3.6. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BÙN CẶN: 46 CHƯƠNG 4: ĐỀ XUẤT CƠNG NGHỆ, TÍNH TỐN, THIẾT KẾ CÁC CƠNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI. 48 4.1.ĐỀ XUẤT CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI: 48 4.1.1. Thơng số ơ nhiễm đầu vào và yêu cầu nước thải đầu ra: 48 4.1.2. Đề suất sơ đồ cơng nghệ: 49 Dựa vào thành phần và tính chất nước thải của nhà máy, hệ thống xử lý nước thải được đề xuất theo sơ đồ cơng nghệ sau: 49 4.2. THUYẾT MINH, TÍNH TỐN CÁC CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ: 50 4.2.1. Song chắn rác: 50 4.2.2. Hầm bơm: 50 4.2.3. Bể điều hồ: 52 4.2.4. Bể lắng 1: 56 4.2.5. Ngăn trung hồ: 60 4.2.6. Bể Aerotank: 62 4.2.7. Bể lắng 2: 74 4.2.8. Bể keo tụ: 77 4.2.9. Bể tạo bơng: 80 4.2.10. Bể tuyển nổi: 83 4.2.11. Bể nén bùn: 89 4.2.12. Máy ép bùn dây đai: 91 CHƯƠNG 5: DỰ TỐN KINH PHÍ CHO CÁC CƠNG TRÌNH XỬ LÝ MƠI TRƯỜNG. 93 5.1. THUYẾT MINH PHẦN DỰ TỐN: 93 5.2.DỰ TỐN: 93 5.2.1. Xây lắp – thiết bị: 93 5.2.2. Điện năng: 97 5.2.3. Hố chất: 98 5.2.4. Tổng hợp kinh phí: 99 CHƯƠNG 6: VẬN HÀNH HỆ THỐNG XỬ LÝ 101 -vi-
  7. 6.1. VẬN HÀNH HỆ THỐNG: 101 6.2. KIỂM TRA XỬ LÝ SỰ CỐ: 101 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 102 PHỤ LỤC A 103 PHỤ LỤC B 104 PHỤ LỤC D 105 PHỤ LỤC E 105 PHỤ LỤC F 105 PHỤ LỤC G 106 PHỤ LỤC H 106 PHỤ LỤC I 106 PHỤ LỤC J 107 -vii-
  8. DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT BOD5 : Nhu cầu oxy sinh học sau 5 ngày. COD : Nhu cầu oxy hĩa học. SS : Chất rắn lơ lửng. MLSS : Nồng độ bùn hoạt tính lơ lửng. MLVSS : Nồng độ bùn hoạt tính bay hơi. TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam. TCXD : Tiêu chuẩn Xây dựng. XLNT : Xử lý nước thải. -viii-
  9. CHƯƠNG MỞ ĐẦU I. Đặt vấn đề: Ngành dệt may đã phát triển từ rất lâu trên thế giới , nhưng nĩ chỉ mới hình thành và phát triển hơn 100 năm nay ở nước ta. Trong những nằm gần đây, nhờ chính sách đổi mới mở cửa ở Việt Nam,đã cĩ 72 doanh nghiệp nhà nước, 40 doanh nghiệp tư nhân, 40 dự án liên doanh và 100% vốn đầu tư nước ngồicùng rất nhiều các tổ hợp đang hoạt động trong lĩnh vực sợi, dệt , nhuộm. Ngành dệt may là một trong những ngành sản xuất đĩng gĩp kim ngạch xuất khẩu rất lớn, lại thu hút nhiều lao động nên được chú trọng nhiều ở Việt Nam như một ngành xuất khẩu quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Với mục tiêu phấn đấu đạt chỉ tiêu 2 tỷ mét vải trong năm 2010 cho thấy qui mơ và định hướng phát triển lớn mạnh của ngành cơng nghiệp này. Tuy nhiên, hầu hết các nhà máy xí nghiệp dệt nhuộm ở nước ta đều chưa cĩ hệ thống xử lí nước thải mà đang xả trực tiếp ra sơng suối ao hồ; loại nước thải này cĩ độ kiềm cao, độ màu lớn, nhiều hố chất độc hại đối với các lồi thủy sinh. Trước tình hình trên , đã cĩ một số đề tài đi vào lĩnh vực nghiên cứu và thiết kế các hệ thống xử lí nước thải cho ngành dệt nhuộm. Trong đĩ cĩ nhiều đề tài đã được ứng dụng vào thực tế và đem lại một số kết quả khả quan. II. Mục tiêu: Qua khảo sát thực tế về tình hình sản xuất , mức độ xả thải của cơng ty dệt nhuộm ALLIANCE ONE và việc phân tích các chỉ tiêu chất lượng nước thải nhận thấy việc lắp đặt hệ thống xử lí nước thải cho cơng ty là việc làm cần thực hiện. Bài luận văn này sẽ tiến hành thiết kế hệ thống xử lí nước thải cuối đường ống cho cơng ty dệt nhuộm ALLIANCE ONE. III.Phương pháp thực hiện: Trong quá trình thực hiện đề tài cĩ sử dụng các phương pháp sau : Phương pháp tổng hợp tài liệu Phương pháp phân tích các chỉ tiêu chất lượng nước thải Phương pháp thống kê xử lí số liệu -1-
  10. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH DỆT NHUỘM. Ngành cơng nghiệp dệt nhuộm là một trong những ngành cơng nghiệp cĩ bề dày truyền thống ở nước ta. Khi nền kinh tế chuyển từ nền kinh tế bao cấp sang nền kinh tế thị trường thì ngành này cũng chiếm được một vị trí quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, đĩng gĩp dáng kể cho ngân sách nhà nước và là nguồn giải quyết việc làm cho khá nhiều lao động. Cùng với sự phát triển của đất nước, ngành cơng nghiệp dệt nhuộm cũng cĩ nhiều thay đổi, bên cạnh những nhà máy xí nghiệp quốc doanh, ngày càng cĩ nhiều xí nghiệp mới ra đời, trong đĩ cĩ các xí nghiệp ngồi quốc doanh, liên doanh và 100% vốn đầu tư nước ngồi. Cĩ thể kể ra một số xí nghiệp cĩ qui mơ lớn như sau: Bảng 1.1: Nhu cầu nguyên liệu và hố chất của một số nhà máy dệt nhuộm. Tên cơng ty Khu vực Nhu cầu (Tấn sợi/ năm) Hố chất Co PE Peco Visco 1 Dệt 8/3 Hà Nội 4000 1500 80 2 Dệt Hà Nội Hà Nội 4000 5200 1300 3 Dệt Nam Định Nam Định 7000 3500 50 4 Dệt Huế TT.Huế 1500 2500 200 5 Dệt Nha Trang K Hồ 4500 4500 100 6 Dệt Đơng Nam TpHCM 1500 3000 7 Dệt Phong Phú TpHCM 3600 1400 600 465 8 Dệt Thắng Lợi TpHCM 2200 5000 9 Dệt Thành Cơng TpHCM 1500 2000 2690 10 Dệt Việt Thắng TpHCM 2400 1200 394 Nguồn cung cấp: Tổng Cơng Ty Dệt May Việt Nam (Kế hoạch 1997 – 2010) Kết quả khảo sát cho thấy hầu hết các nhà máy đều nhập thiết bị , hố chất từ nhiều nước khác nhau: Thiết bị: Mỹ, Đức, Nhật, Ba Lan, Ấn Độ, Đài Loan Thuốc nhuộm: Nhật, Đức, Thuỵ Sĩ, Anh Hố chất cơ bản: Trung Quốc, Ấn Độ, Đài Loan, Việt Nam -2-
  11. Với khối lượng lớn hố chất sử dụng, nước thải ngành dệt nhuộm cĩ mức ơ nhiễm cao. Tuy nhiên trong những năm gần đây khi nền kinh tế phát triển mạnh đã xuất hiện nhiều nhà máy, xí nghiệp với cơng nghệ hiện đại ít gây ơ nhiễm mơi trường. 1.1. QUI TRÌNH CƠNG NGHỆ TỔNG QUÁT: Qui trình cơng nghệ của nhà máy dệt nhuộm cĩ một số cơng đoạn sử dụng hố chất và tạo ra nước thải, như sau: Kéo sợi, chải, ghép Đánh bĩng H2O, tinh bột, phụ gia Hồ sợi Nước thải chứa hồ tinh Hơi nước bột, hố chất Dệt vải Giũ hồ Nước thải chứa hồ tinh bột bị thuỷ phân NaOH Nấu H2O, H2SO4 Xử lý Nước thải Chất tẩy giặt axit, giặt Tẩy trắng Nước thải H2SO4 Giặt H2O2, Chất tẩy giặt Nước thải Nhuộm, Dung dịch nhuộm in hoa Dich nhuộm vải H2SO4, H2O2, Giặt Nước thải Chất tẩy giặt Hồn tất, văng khổ Sản phẩm Hình 1.1: Quy trình cơng nghệ dệt nhuộm tổng quát. -3-
  12. 1.2. CÁC LOẠI NGUYÊN LIỆU CỦA NGÀNH DỆT NHUỘM: Nguyên liệu cho các nhà máy dệt nhuộm chủ yếu là các loại sợi tự nhiên (sợi Cotton, sợi tổng hợp (sợi Polyester), và sợi pha, trong đĩ:  Sợi Cotton (Co): được kéo từ sợi bơng vải cĩ đặt tính hút ẩm cao, xốp, bền trong mơi trường kiềm, phân huỷ trong mơi trường axit. Vải dệt từ loại sợi này thích hợp cho khí hậu nĩng mùa hè. Tuy nhiên sợi cịn lẫn nhiều loại tạp chất như sáp, mày lơng và dễ nhăn.  Sợi tổng hợp (PE): là sợi hố học dạng cao phân tử được tạo thành từ quá trình tổng hợp các chất hữu cơ. Nĩ cĩ đặt tính là hút ẩm kém, cứng, bền ở trạng thái ướt.  Sợi pha (sợi Polyester kết hợp với sợi cotton): sợi pha này khi tạo thành sẽ khắc phục được những nhược điểm của sợi tổng hợp và sợi tự nhiên. 1.3. CÁC CƠNG ĐOẠN ĐIỂN HÌNH: 1.3.1. Chuẩn bị nguyên liệu: Nguyên liệu dưới dạng bơng thơ, các sợi bơng cĩ kích thước khác nhau chứa nhiều tạp chất tự nhiên như bụi, đất. Nguyên liệu thơ được đánh tung, làm sạch và trộn đều làm thành các tấm bơng phẳng đều. Kéo sợi thơ để giảm kích thước sợi, tăng độ bền, quấn sợi vào các ống sợi. 1.3.2. Hồ sợi: Hồ sợi bằng hồ tinh bột, tinh bột biến tính để tăng độ bền trơn và độ bĩng của sợi. 1.3.3. Chuẩn bị nhuộm: 1.3.3.1. Rũ hồ: Sau khi dệt vải cịn mang nhiều bụi, dầu mỡ, lượng hồ đáng kể. Dùng muối, axít lỗng, enzimanilaza, bazơ lỗng, chất oxy hố, chất thấm và chất điện ly để phá hủy lớp hồ này. 1.3.3.2. Nấu vải: Cơng đoạn này làm sạch tạp chất của xơ như mỡ, sáp, pectin (dạng tan trong nước và một phần cellulose trong xơ. Kết quả là vải trở nên xốp, mềm mại, hấp thụ dung dịch thuốc -4-
  13. nhuộm và hồ in ở các cơng đoạn sau. Hố chất dùng là xút và chất thẩm thấu (loại anion hoặc trung tính như dầu đơ,Invadin, JEC, solovapin, . . .) 1.3.3.3. Tẩy trắng: Sau khi nấu là giai đoạn tẩy trắng dưới nhiệt độ cao. Kết quả là vải sẽ trở lên trắng hơn. H2O2 50% : 60 g/l Na2SiO3 : 20 g/l Slovaponn : 0,5 g/l Tùy theo độ mỏng, dày của vải mà nồng độ thuốc tẩy cĩ thể thay đổi, trong đĩ H 2O2 là thuốc tẩy vải thích hợp cho quá trình tẩy vải liên tục do tác dụng nhanh chĩng, ít gây độc hại và dễ tách ra trong quá trình giặt. 1.3.4. Cơng đoạn nhuộm: 1.3.4.1. Tổng quan thuốc nhuộm: Thuốc nhuộm là tên chỉ chung những hợp chất hữu cơ cĩ màu (gốc thiên nhiên và tổng hợp) rất đa dạng về màu sắc và chủng loại, chúng cĩ khả năng nhuộm màu cho các vật liệu khác. Tùy theo cấu tạo, tính chất và phạm vi sử dụng của thuốc nhuộm mà người ta chia chúng thành các nhĩm, họ, loại và lớp khác nhau. Thuốc nhuộm được dùng chủ yếu để nhuộm vật liệu dệt từ thiên nhiên (bơng, len, tơ tằm ) sợi nhân tạo và sợi tổng hợp. Ngồi ra chúng cịn được dùng để nhuộm cao su, chất dẻo, chất béo, sáp, xà phịng, chế tạo mực in, vật liệu làm ảnh màu, chất tăng và làm giảm độ nhạy với ánh sáng Để nhuộm các loại vật liệu dệt ưa nước người ta thường dùng những lĩp thuốc nhuộm hồ tan trong nước, chúng khuếch tán và gắn màu vào xơ sợi nhờ các lực liên kết hố lý, liên kết ion hoặc liên kết đồng hố trị. Để nhuộm các loại vật liệu ghét nước và nhiệt dẻo người ta dùng các loại thuốc nhuộm khơng tan trong nứơc, sản xuất ở dạng bột mịn phân tán cao gọi là thuốc nhuộm phân tán, nĩ bắt màu vào xơ sợi theo cơ chế hồ tan hoặc phân bố sâu trong mao quản của xơ. 1.3.4.2. Phân loại: -5-
  14. 1.3.4.2.1. Phân loại bằng chỉ số màu: Việc phân loại bằng chỉ số màu được thực hiện đầu tiên bởi Hiệp hội những người sản xuất thuốc nhuộm và màu vào năm 1921, trong đĩ giới thiệu hơn 1.200 loại thuốc nhuộm hữu cơ tổng hợp và một số thuốc nhuộm thiên nhiên cùng pigment. Trong phiên bản thứ ba của chỉ số màu (color under) xuất bản năm 1971 đã liệt kê được 7.900 tên xuất xứ và 36.000 tên màu thương mại. 1.3.4.2.2. Phân loại thuốc nhuộm theo cấu tạo hố học: Thuốc nhuộm Azo: Trong phân tử cĩ một hay nhiều nhĩm Azo Monoazo Ar-N = N-Ar’ Điazo Ar – N = N – Ar’ –N =N – Ar’ Tri và polyazơ Ar – N = N – Ar’- N = N-Ar’ – N = N – Ar’’ Ar, Ar’, Ar’’ là những gốc hữu cơ nhân thơm cĩ cấu tạo đa vịng, dị vịng Thuốc nhuộm Azo là thuốc nhuộm quan trọng nhất. Thuốc nhuộm antraquinon: Trong phân tử cĩ một hay nhiều nhân Antraquinon hay các dẫn xuất của nĩ. Antraquinon đứng vị trí thứ hai sau Azo. Thuốc nhuộm thiazon: Đặc tính của chất mang màu của thuốc nhuộm này là vịng thiazon, thơng thường được tạo thành từ hai nhĩm phenylbenzo thiazon. Thuốc nhuộm Indiogit. Thuốc nhuộm Arylmetan: Chúng là những dẫn xuất của metan mà trong đĩ nguyên tử cacbon trung tâm sẽ tham gia vào mạch liên hợp của hệ mang màu. Thuốc nhuộm Nitro: Cĩ cấu tạo đơn giản và cĩ ý nghĩa khơng lớn. Loại này chỉ bao gồm một số thuốc nhuộm phân tán. Thuốc nhuộm Nitrozo: Trong phân tử cĩ nhĩm nitrozo (NO). Thuốc nhuộm polymetyn: ’ Ar – ( CH=CH)n – CH = Ar Thuốc nhuộm lưu huỳnh: Trong phân tử cĩ nhiều nguyên tử lưu huỳnh. -6-
  15. Thuốc nhuộm Arylamin: Ar – N –A/r. Thuốc nhuộm hồn nguyên đa vịng. Thuốc nhuộm Azometyn: Ar – CH = N –A/r. Thuốc nhuộm phtaloxianin: Chúng là một lớp thuốc nhuộm tương đối mới, hệ thống mang màu trong phân tử của chúng là một hệ liên hợp khép kín. 1.3.4.2.3. Phân loại thuốc nhuộm theo phân lớp kỹ thuật: Thuốc nhuộm được liên kết với vật liệu bằng liên kết ion, liên kết hydro, liên kết đồng hố trị và liên kết Van der Waals. Thuốc nhuộm hoạt tính: Trong nguyên tử của chúng cĩ chứa các nhĩm nguyên tử cĩ thể thực hiện mối liên kết hố trị với vật liệu nĩi chung và xơ dệt nĩi riêng trong quá trình nhuộm nhờ vậy chúng cĩ độ bền màu cao trong quá trình xử lý ướt, ma sát, nhiệt và ánh sáng mặt trời. Thuốc nhuộm hoạt tính cĩ đủ gam màu, màu tươi và thuần sắc cơng nghệ nhuộm đa dạng và khơng quá phức tạp vì vậy chúng được sử dụng khá phổ biến cho các vật liệu xenlulo, tơ tằm, len, xơ polyamit. Thuốc nhuộm phân tán: Chúng cĩ độ hồ tan rất thấp trong nước và phải sử dụng ở dạng huyền phù hay phân tán với kích thước hạt trong khoảng 0,2 – 2 m dùng cho các xơ polyamit, polyeste, polyacrylonitrin, polyvinylic và các xơ tổng hợp khác. Thuốc nhuộm trực tiếp: Là thuốc nhuộm cĩ khả năng tự bắt màu vào một số vật liệu như xơ xenlulơ, giấy, tơ tằm, da một cách trực tiếp nhờ các lực hấp phụ trong mơi trường trung tính hoặc kiềm. Thuốc nhuộm axit: Chúng bắt màu vào xơ trong mơi trường axit. Thuốc nhuộm bazơ – cation: Hầu hết chúng là các muối clorua, ơxalat hoặc muối kép của bazơ hữu cơ. Thuốc nhuộm hồn nguyên: -7-
  16. Là những hợp chất hữu cơ khơng hồ tan trong nước, một số dung mơi hữu cơ chứa nhĩm xeton trong phân tử và cĩ dạng tổng quát là R-C=O. Thuốc nhuộm lưu huỳnh: Là những hợp chất màu khơng tan trong nước, một số dung mơi hữu cơ nhưng tan trong dung dịch kiềm. Thuốc nhuộm pigment: Khơng tan trong nước, cĩ độ bền màu cao với ánh sáng và nhiệt độ cao, màu thuần sắc, tươi. Bảng 1.2: Một số loại thuốc nhuộm thường gặp. Tên gọi loại thuốc nhuộm Thuốc nhuộm Dyes Tên gọi thơng phẩm thường gặp (tiếng Việt) (tiếng Anh) Trực tiếp Direct Dipheryl, sirius, pirazol, chloramin Axit Acid Eriosin, irganol, carbolan, Bazơ Basic Malachite, auramine, rhodamine, Hoạt tính Reactive Procion, cibaron, Lưu huỳnh Sulphur Thionol, pyrogene, immedia, Phân tán Disperse Foron, easman, synten, Pitmen Pitment Oritex, poloprint, acronym, Hồn nguyên khơng tan Vat dyes Indanthrene, caledon, durindone, Hồn nguyên tan Indigosol Solazol, cubosol, anthrasol, Nguồn: Giáo trình “Mực màu hố chất – kỹ thuật in lưới”. Nguyễn Văn Mai, Nguyễn Ngọc Hải 1.3.4.3. Phạm vi sử dụng thuốc nhuộm: Thuốc nhuộm trong dịch nhuộm cĩ thể ở dạng hịa tan hay phân tán; và mỗi loại thuốc nhuộm khác nhau sẽ thích hợp cho từng loại vải khác nhau. Để nhuộm vải từ những nguyên liệu ưa nước, người ta dùng thuốc nhuộm hịa tan trong nước. Các loại thuốc nhuộm này sẽ khuếch tán và gắn màng vào xơ sợi nhờ các lực liên kết hố lí (thuốc nhuộm trực tiếp), liên kết ion (thuốc nhuộm axit, bazơ), liên kết đồng hố trị (thuốc nhuộm hoạt tính). Cịn để -8-
  17. nhuộm vải từ những nguyên liệu sợi kị nước như sợi tổng hợp thì người ta thường dùng thuốc nhuộm khơng tan trong nước (thuốc nhuộm phân tán). Phạm vi sử dụng các loại thuốc nhuộm cho các loại sợi khác nhau được thể hiện trong bảng 1.3. Bảng 1.3: Phạm vi sử dụng các loại thuốc nhuộm trong cơng nghiệp dệt nhuộm. Sợi Sợi từ Len Tơ lụa Polyeste Polyami Polyacryl bơng thực vật r t o nitrit Trực tiếp X X X Hồn X X nguyên khơng tan Hồn X nguyên tan Lưu huỳnh X X Hoạt tính X X X Phân tán X X Pigment X Axit X Bazơ X Nguồn: [11]. Đối với các loại vải dệt từ sợi pha thì cĩ thể chia làm hai lần, mỗi lần nhuộm một thành phần hay nhuộm một lần cho cả hai thành phần. 1.3.4.4. Mức độ gắn màu của các loại thuốc nhuộm: Khi nhuộm vải thì quá trình nhuộm vải xảy ra theo bốn bước:  Di chuyển các phân tử thuốc nhuộm đến bề mặt sợi.  Gắn màu vào bề mặt sợi.  Khuếch tán màu vào trong sợi, quá trình này xảy ra chậm hơn so với quá trình trên.  Cố định màu vào sợi. -9-
  18. Tuy nhiên, độ gắn màu của các loại thuốc nhuộm vào sợi rất khác nhau. Tỷ lệ gắn màu vào trong sợi nằm trong khoảng 50 – 98%, phần cịn lại sẽ đi vào nước thải. Tỉ lệ màu khơng gắn vào sợi được tĩm tắt trong bảng 1.4. Bảng 1.4: Tỉ lệ màu khơng gắn vào sợi Thuốc nhuộm Phần màu khơng gắn vào sợi (%) Trực tiếp 5-30 Hồn nguyên khơng tan 5-20 Hồn nguyên tan 5-15 Lưu huỳnh 30-40 Hoạt tính 5-50 Phân tán 8-20 Pigment 1 Axít 7-20 Bazơ 2-3 Nguồn: [11] Để tăng hiệu quả quá trình nhuộm, các hố chất sử dụng để phụ trợ cho quá trình nhuộm như các loại axít H2SO4, CH3COOH, các muối Natri sulfat, muối Amơni, các chất cầm màu như Syntephix, Tinofix. 1.3.5. Cơng đoạn in hoa: In hoa là tạo ra các vân hoa cĩ một hoặc nhiều màu trên nền vải trắng hoặc vải màu bằng hồ in. Hồ in là một loại hỗn hợp các loại thuốc nhuộm ở dạng hồ tan hay pigment dung mơi. Các loại thuốc nhuộm dùng cho in hoa như pigment, hoạt tính, hồn nuyên, azo khơng tan và indigozol. Hồ in cĩ nhiều loại như hồ tinh bột, dextrin, hồ liganit natri, hồ nhũ tương hay hồ nhũ hố tổng hợp. Hồ tinh bột: Tinh bột : 199 g Nước : 987 g HCl 28% : 1,5 g -10-
  19. CH3COONa : 1,5 g Hồ dextrin: British gum D : 500 g Nước : 500 g Hồ dextrin được dùng để in thuốc nhuộm hồn nguyên và in phá gắn màu. Hồ nhũ tương: Chất nhũ tương dispersal PR 8 – 15 g Nước : 185 – 192 g Khuấy đều để nguội, trong lúc khuấy tốc độ cao cho thêm vào xăng cơng nghệ hay dầu khác 800g. tiếp tục khuấy cho đến khi hồ đồng nhất. 1.3.6. Cơng đoạn sau in hoa: 1.3.6.1. Cạo ơn: sau khi in, vải được cao ơn để cầm màu: Thuốc hoạt tính: 150oC trong 5 phút. Thuốc pigment: 140oC – 150oC trong 3 phút. Thuốc nhuộm phân tán: 215oC. 1.3.6.2. Giặt: sau khi nhuộm và in vải được giặt nĩngvà lạnh nhiều lần để loại bỏ tạp chất hay thuốc nhuộm, in dư trên vải. Đối với thuốc nhuộm hoạt tính: 4 lần. Đối với thuốc nhuộm pigment: 2 lần. Đối với thuốc nhuộm phân tán: 2 lần. 1.3.7. Cơng đoạn văng khổ hồn tất: 1.3.7.1. Mặt hàng in bơng 100% cotton: Finish KVS 40g/l : chống nhàu và nhăn vải. Ceramine HCl 10g/l : làm mềm vải. Slovapon N 0,1g/l : tăng khả năng thấm hố chất 1.3.7.2. Mặt hàng in bơng PE/Co: -11-
  20. Polysol S5 1g/l : chống nhàu và nhăn vải. Repellan 77 10g/l : làm mềm vải sợi PE. Softener NN 5g/l : làm mềm vải sợi Co. Slovapon N 0.1g/l : tăng khả năng thấm hố chất. 1.3.7.3. Mặt hàng nhuộm 100% cotton: Finish PU 20g/l Calalyst PU 1g/l 1.3.7.4. Mặt hàng nhuộm PE/Co: Hồ mềm :giống in bơng PE/Co. Repellan HYN 40g/l : chất béo để tạo savon, làm mềm vải. Al2(SO4)3 2g/l : muối làm tác nhân savon hố. 1.3.7.5. Mặt hàng in bơng cĩ diện tích ăn mịn nhỏ cần tăng độ trắng: Leucophor BRB 2g/l : chất hoạt quang. Cibaoron BBlue 0.02g/l : màu hoạt tính. 1.4. KHẢ NĂNG GÂY Ơ NHIỄM CỦA NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM: 1.4.1. Phân tích khả năng gây ơ nhiễm: Nguồn nước thải phát sinh trong cơng nghệ dệt nhuộm là từ các cơng đoạn hồ sợi, rũ hồ, nấu tẩy, nhuộm và hồn tất. Tuy nhiên do đặc điểm của ngành cơng nghiệp dệt nhuộm là cơng nghệ sản xuất gồm nhiều cơng đoạn, thay đổi theo mặt hàng nên việc xác định thành phần tính chất lưu lượng nước thải gặp nhiều khĩ khăn. Sự phân phối nước trong nhà máy dệt nhuộm như sau: Sản xuất hơi 5,3% Nước làm sạch thiết bị 6,4% Nước làm mát và xử lí bụi trong thiết bị dệt nhuộm 7,8% -12-
  21. Nước cho các quá trình chính trong xí nghiệp dệt nhuộm 72,3% Nước vệ sinh 7,6% Nước cho việc PCCC và các vấn đề khác 0,6% Qua đĩ cho thấy lượng nước phát sinh từ các nhà máy dệt nhuộm là rất lớn và ứng với mỗi cơng đoạn khác nhau trong quá trình dệt nhuộm sẽ cĩ lưu lượng nước thải và nồng độ các chất ơ nhiễm khác nhau. Điều này được thể hiện qua bảng 1.5 và các số liệu sau. Lượng nước thải tính cho một đơn vị sản phẩm của một số mặt hàng như sau: Hàng len, nhuộm dệt thoi 100 – 250 m3/1 tấn vải. Hàng vải bơng nhuộm, dệt thoi 80 – 240 m3/ tấn vải, bao gồm:  Hồ sợi 0,02 m3/ 1 tấn.  Nấu, rũ hồ, tẩy 30 – 120 m3/ 1 tấn.  Nhuộm 50 – 120 m3/ 1 tấn. Hàng vải bơng, nhuộm, dệt kim 70 – 180 m3/ 1 tấn vải. Hàng vải bơng in hoa dệt thoi 65 – 280 m3/ 1 tấn vải, bao gồm:  Hồ sợi 0,02 m3/ 1 tấn.  Nấu, rũ hồ, tẩy 30 – 120 m3/ 1 tấn.  In, sấy 5 – 20 m3/ 1 tấn.  Giặt 30 – 140 m3/ 1 tấn. Chăn len màu từ sợi polyacrylonitrit 40 – 140 m3/ 1 tấn, bao gồm:  Nhuộm sợi 30 – 80 m3/ 1 tấn.  Giặt sau dệt 10 – 70 m3/ 1 tấn. Vải trắng từ polyacrylonitrit 20 – 60 m3/ 1 tấn. Bảng 1.5: Các chất ơ nhiễm và đặc tính của nước thải của ngành cơng nghiệp dệt nhuộm Cơng đoạn Chất ơ nhiễm trong nước thải Đặt tính của nước thải Hồ sợi, rũ hồ Tinh bột, glucose, polyvinyl, BOD cao (34 – 50 tổng lượng -13-
  22. alcol, nhựa BOD) Nấu tẩy NaOH, chất sáp, soda, silicat, Độ kiềm cao màu tối, BOD cao và sợi vải vụn Tẩy trắng Hypoclorit, các hợp chất chứa Độ kiềm cao, chiếm 5% BOD Clo, axit, NaOH Tổng Làm bĩng NaOH, tạp chất Độ kiềm cao , BOD thấp (dưới 1% BOD tổng) Nhuộm Các loại thuốc nhuộm, axit axetic, Độ màu rất cao BOD khá cao các muối kim loại, (6% BOD tổng), SS cao In Chất màu, tinh boat , dầu muối, Độ màu cao, BOD cao kim loại, axit Hồn tất Vết tinh boat, mỡ động vật, muối, Kiềm nhẹ, BOD thấp Nguồn:[11] Với các hố chất sử dụng như trên thì khi thải ra ngồi, ra nguồn tiếp nhận, nhất là ra các sơng ngịi, ao hồ sẽ gây độc cho các lồi thuỷ sinh. Cĩ thể phân chia các nhĩm hố chất ra làm 3 nhĩm chính: Nhĩm 1: Các chất độc hại đối với vi sinh và cá:  Xút (NaOH) và Natri Cacbonat (Na2CO3) được dùng với số lượng lớn để nấu vải sợi bơng và xử lý vải sợi pha (chủ yếu là Polyeste, bơng).  Axít vơ cơ (H2SO4) dùng để giặt, trung hịa xút, hiện màu thuốc nhuộm hồn nguyên tan (Indigosol).  Clo hoạt động (nước tẩy Javen) dùng để tẩy trắng vải sợi bong.  Fomatđêhyt cĩ trong phần chất cầm màu và các chất dùng xử lý hồn tất.  Dầu hỏa dùng để chế tạo hồ in pigment.  Một hàm lượng kim loại nặng đi vào nước thải.  Trong một tấn xút cơng nghiệp nếu sản xuất bằng điện cực thủy ngân sẽ cĩ 4g thủy ngân (Hg). -14-
  23.  Tạp chất kim loại nặng cĩ trong thuốc nhuộm sử dụng.  Một lượng halogen hữu cơ độc hại đưa vào nước thải từ một số thuốc nhuộm hồn nguyên, phân tán, hoạt tính, pigment Nhĩm 2: Các chất khĩ phân giải vi sinh:  Các chất giặt vịng thơm, mạch etylenoxit dài hoặc cĩ cấu trúc mạch nhánh Alkyl.  Các Polyme tổng hợp bao gồm các chất hồ hồn tất, các chất hố sợi dọc như polyvinylalcol, polyacrylat  Phần lớn các chất làm mềm vải, các chất tạo phức trong xử lý hồn tất.  Nhiều thuốc nhuộm và chất tăng trắng quang học đang sử dụng Nhĩm 3: Các chất ít độc và cĩ thể phân giải vi sinh:  Sơ sợi và các tạp chất thiên nhiên cĩ trong sơ sợi bị loại bỏ trong các cơng đoạn xử lý trước.  Các chất dùng để hồ sợi dọc.  Axit axetic (CH3COOH), axít fomic (HCOOH), để điều chỉnh pH Tải lượng ơ nhiễm phụ thuộc vào nhiều loại sợi thuộc thiên nhiên hay tổng hợp, cơng nghệ nhuộm (nhuộm liên tục hay gián đoạn), cơng nghệ in hoa và độ hồ tan của hĩa chất sử dụng. Khi hịa trộn nước thải của các cơng đoạn, thành phần nước thải cĩ thể khái quát như sau: pH : 4 – 12 (pH = 4,5 cho cơng nghệ nhuộm sợi PE, pH= 11 cho cơng nghệ nhuộm sợi Co). Nhiệt độ : dao động theo thời gian và thấp nhất là 40 oC. So sánh với nhiệt độ cao nhất khơng ức chế hoạt động của vi sinh là 37oC thì nước thải ở đây gây ảnh hưởng bất lợi đến hiệu quả xử lý sinh học. COD : 250 – 1500 mg 02/l (50 -150 kg/tấn vải). -15-
  24. BOD5 : 80 – 500 mg 02/l. Độ màu : 500 – 2000 Pt–Co. Chất rắn lơ lửng : 30 – 400 mg/l, đơi khi cao đến 1000mg/l (trường hợp nhuộm sợi cotton). SS : 0 – 50 mg/l. Chất hoạt tính bề mặt : 10 – 50 mg/l. Qua những số liệu vừa nêu cho thấy nước thải ngành dệt nhuộm rất độc cho hệ sinh thái nước. Những ảnh hưởng cho các chất ơ nhiễm trong nước thải ngành dệt nhuộm tới nguồn tiếp nhận cĩ thể tĩm tắt như sau: Độ kiềm cao làm tăng độ pH của nước, nếu pH > 9 sẽ gây độc hại cho các lồi thủy sinh. Muối trung tính làm tăng tổng hàm lượng chất rắn. Nếu lượng nước thải lớn sẽ gây độc hại đối với các lồi 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 thủy sinh do làm giảm oxy hịa tan trong nước. Độ màu cao do dư lượng thuốc nhuộm đi nước thải gây màu cho nguồn tiếp nhận, ảnh hưởng tới quá trình quang hợp của các lồi thủy sinh, ảnh hưởng tới cảnh quang. Các chất độc nặng như sunfit kim loại nặng, các hợp chất halogen hữu cơ (AOX) cĩ 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 ơ nhiễm các chất hữu cơ cao sẽ làm giảm oxy hịa tan trong nước, ảnh hưởng tới sự sống của các lồi thủy sinh. 1.4.2. Nồng độ ơ nhiễm nước thải ngành dệt nhuộm ở nước ta và trên thế giới: Hàm lượng các chất gây ơ nhiễm trong nước thải của từng loại hình cơng nghệ và từng loại sản phẩm thường khác nhau và thay đổi từ cơ sở này sang cơ sở khác, cũng thay đổi lớn -16-
  25. trong ngày của một cơ sở sản xuất. Cĩ thể thấy rõ qua bảng tổng kết về nồng độ ơ nhiễm, lưu lượng nước thải như sau: Bảng 1.6: Thành phần, tính chất nước thải dệt nhuộm ở nước ngồi. Cơng đoạn Thành phần ơ nhiễm ( mg/l) BOD COD TSS C – G Phenol Cr Sulphite 1. Làm sạch len 6000 30000 8000 5500 1,5 0,05 0,2 2. Hồn tất len 300 1040 130 _ 0,5 4,00 0,1 3. Quá trình làm khơ 350 1000 200 _ _ 0,01 8,0 4. Hồn tất vải dệt 650 1200 300 14 0,04 0,04 3,0 thoi 5. Hồn tất vải dệt 350 1000 300 53 0,24 0,24 0,2 kim 6.Hồn tất thảm 300 1000 1200 _ 0,13 0,13 0,14 7.Hồn tất nguyên 250 800 75 _ 0,12 0,12 0,09 liệu gốc và sợi dệt Nguồn: The Textile Industry And The Environment, Technical Report N016, UNEP, 1993. Khảo sát một số xí nghiệp dệt nhuộm hàng bơng ở Ấn Độ cho thấy các kết quả về lượng nước thải và đặc tính nước thải khác nhau. Bảng 1.7:Thành phần, tính chất nước thải dệt nhuộm mặt hàng bơng ở Ấn Độ. Xí nghiệp Đơn vị 1 2 3 Các thơng số Nước thải m3/ tấn vải 240 210 135 pH 6,8 7,2 9,1 Độ kiềm mg/l 796 500 975 TS mg/l 2180 3600 2750 BOD5 mg/l 218 296 260 COD mg/l 592 800 415 Cl- mg/l 488 1396 735 2- SO4 mg/l 284 320 735 Nguồn: Giáo trình cơng nghệ xử lý nước thải –Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật. -17-
  26. Trong khi đĩ, thành phần, tính chất và lưu lượng nước thải ngành dệt nhuộm nước ta như sau: Bảng 1.8: Thành phần và tính chất nước thải cơng ty dệt Thành Cơng. 2- 3- Cơng đoạn COD SS pH Pt - Co SO4 PO4 Tẩy trắng 2925 200 10 1072 - - Giặt 3147 1680 11,8 217 307 - Nhuộm polyester 2342 65 10,4 5320 - - Nhuộm cotton 1520 98 6,7 3623 104 0,54 Giặt tẩy 654 - 7,3 378 298 0,25 Nguồn: Kết quả khảo sát của ENCO tại cơng ty dệt Thành Cơng. Bảng 1.9: Lưu lượng và tính chất nước thải các nhà máy dệt nhuộm ở TpHCM. 2- 3- Tên cơng ty Q pH Độ màu BOD COD SS SO4 PO4 m3/ngày Pt-Co mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l Thành Cơng 6500 9.2 1160 280 651 98 298 0.25 Thắng Lợi 5000 5.6 1250 350 630 95 76 1.31 Phong Phú 3600 7.5 510 180 480 45 45 1.68 Việt Thắng 4800 10.1 969 250 506 30 145 0.4 Châu A 420 7.2 560 563 98 105 0.25 Gia Định 1300 7.2 260 130 230 85 32 0.25 Nguồn: Phịng Quản Lý Mơi Trường – Sở Khoa Học Cơng Nghệ Mơi Trường TpHCM 1.4.3. Một số sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm tham khảo: 1.4.3.1. Cơng ty dệt Đơng Nam: -18-
  27. PHÈN NƯỚC THẢI SÀNG LỌC BỂ ĐIỀU HỒ KEO TỤ NGUỒN TIẾP NHẬN HỒ SINH HỌC LỌC Hình 1.2: Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải cơng ty dệt Đơng Nam cơng suất 200 m3/ngày. 1.4.3.2. Xí nghiệp Vicotex Bảo Lộc: NƯỚC THẢI KHÍ NÉN NƯỚC TÁCH TỪ BÙN BỂ ĐIỀU HỒ XÚT PHÈN SINH HỌC TIẾP XÚC KEO TỤ LẮNG BỂ NÉN BÙN SÂN PHƠI BÙN NGUỒN TIẾP NHẬN BÃI RÁC Hình 1.3: Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải xí nghiệp Vicotex Bảo Lộc. -19-
  28. 1.4.3.3. Cơng ty Schiessen Sachera (Đức): Nước thải Song chắn rác Bột than nâu Bể sinh học cĩ khuấy trộn axitaxetic Lắng Hoạt hố nhiệt Bùn Hấp thụ tầng Bột than sơi cĩ khuấy Bùn nâu trộn Lọc Làm mềm nước Thẩm thấu ngược Muối sử dụng lại Bể chứa nước để sử Khử bằng H2O dụng lại ozon Hình 1.4: Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải cơng ty Schiessen Sachera (Đức) -20-
  29. 1.5. CÁC BIỆN PHÁP NGĂN NGỪA, GIẢM THIỂU Ơ NHIỄM NUỚC THẢI NGÀNH DỆT NHUỘM: Thường xuyên kiểm tra hệ thống cấp nước, tránh rị rỉ nước. Sử dụng module tẩy, nhuộm giặt hợp lý. Tuần hồn, sử dụng lại các dịng nước giặt ít ơ nhiễm và nước làm nguội. Hạn chế sử dụng các hĩa chất trợ, thuốc nhuộm ở dạng độc hay khĩ phân hũy sinh học. Nên sử dụng các hĩa chất, thuốc nhuộm ít ảnh hưởng đến mơi trường và thành trong thuốc nhuộm nằm trong giới hạn cho phép, khơng gây độc hại cho mơi trường. Giảm các chất gây ơ nhiễm nước thải trong quá trình tẩy: trong các tác nhân tẩy thơng dụng trừ H2O2 thí các chất tẩy cịn lại đều chứa Clo (NaOCl và NaOCl 2). Các phản ứng trong quá trình tẩy tạo các hợp chất hữu cơ chứa Clo làm tăng hàm lượng này trong nước thải. Do đĩ để giảm lượng chất tẩy chứa Clo mà vẫn đảm bảo độ trắng của vải cĩ thể kết hợp tẩy hai cấp: cấp 1 tẩy bằng NaOCl cĩ bổ sung thêm NaOH, sau 10 đến 15 phút bổ sung thêm H2O2 và 0 đun nĩng để thực hiện tẩy cấp 2. Bằng phương pháp này cĩ thể giảm được 80 /0 lượng Halogen hữu cơ. Hay cĩ thể thay thế NaOCl, NaOCl 2 bằng peraxitaxêtic (CH3OOHCO) ít ơ nhiễm hơn. Giảm ơ nhiễm trong nước thải từ cơng đoạn làm bĩng. Thu hồi và sử dụng lại dung dịch hồ từ cơng đoạn hồ sợi và rủ hồ: trong quá trình hồ sợi, các loại hồ thường được dùng là tinh bột và tinh bột biến tính carboxymetyl cellulose (CMC), polyvinylalcol (PVA), polyacrylat galactomannan. Các loại hồ này làm tăng COD của nước thải, trong đĩ cĩ các loại CMC, PVA, polyacrylat là những chất khĩ phân hủy sinh học. Sử dụng các phương pháp cơ học, hĩa lý, sinh học, và phương pháp màng để giảm thiểu các chất ơ nhiễm trong nước thải dệt nhuộm. -21-
  30. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CƠNG TY DỆT NHUỘM ALLIANCE ONE – BẾN TRE. 2. 2.1.VỊ TRÍ ĐỊA LÝ: 2.1.1. Địa điểm: Dự án “Nhà máy Dệt Alliance One Textile” được thực hiện tại trụ sở chính của cơng ty, tại lơ đất C1–C2–C3–C4–C5, Khu cơng nghiệp Giao Long, huyện Châu Thành, tỉnh Bến Tre. KCN Giao Long tọa lạc tại xã An Phước, huyện Châu Thành, nằm bên đường tỉnh 883, cách cảng sơng Giao Long hơn 3km, cách thị xã Bến Tre 10 km. Tổng diện tích đất sử dụng: 6,09 ha. Vị trí tiếp giáp: - Phía Bắc giáp nhà máy may mặc Alliance One Apparel. - Phía Nam giáp KCN Giao Long giai đoạn 2. - Phía Đơng giáp nhà máy dệt khăn lơng Dân Duy. - Phía Tây giáp đường gom phía Tây KCN. 2.1.2. Khoảng cách ly khu dân cư và cơ sở cơng nghiệp khác: Nhà máy sản xuất nằm trong khu cơng nghiệp, cĩ các yêu cầu về khống chế ơ nhiễm mơi trường, nên các hoạt động sản xuất sẽ hạn chế đến mức thấp nhất các tác động đến khu vực dân cư các vùng lân cận. 2.2. HOẠT ĐỘNG CỦA NHÀ MÁY: 2.2.1. Tổng vốn đầu tư: Tổng vốn đầu tư : 14.458.000 USD 2.2.2. Sản phẩm và thị trường tiêu thụ: Sản phẩm của dự án: vải dệt nhuộm. -22-
  31. Cơng suất: 4000 tấn/ năm. Thị trường tiêu thụ: sản phẩm sẽ được xuất sang nước ngồi và tiêu thụ trong nước. 2.2.3. Danh mục máy mĩc thiết bị: Quy trình sản xuất trong nhà máy sử dụng một số loại máy mĩc thiết bị được liệt kê trong bảng 2.1. Bảng 2.1: Danh mục máy mĩc thiết bị dùng cho quá trình dệt nhuộm. Số lượng Giá trị Tên máy Xuất xứ (cái) (USD) Máy phân loại vải 1 50.000 Các nước liên hiệp Anh Máy cắt vải 1 62.000 Các nước liên hiệp Anh Máy giặt 1 760.000 Đức Máy sấy 1 750.000 Đức Máy nhuộm 7 2.200.000 Đức Máy cán vải 2 120.000 Đài Loan Máy định hình khổ 1 670.000 Đức Máy kiểm tra đĩng 5 280.000 Các nước liên hiệp Anh gĩi PTN màu 1 200.000 Thụy Sĩ Phịng thí nghiệm 1 200.000 Nhiều nguồn cung cấp 2.2.4. Nhu cầu về nguyên vật liệu, nhiên liệu: 2.2.4.1. Nguyên liệu: Vải: 50.000 yard/ngày = 10.000 kg/ngày. Hĩa chất dùng trong cơng đoạn nhuộm ước lượng khoảng 100 tấn/năm. Nước cung cấp cho quá trình hoạt động của nhà máy khoảng 1000 m3/ngày. Bảng 2.2: Nhu cầu nguyên liệu. STT Nhu cầu nguyên liệu Số lượng 1 Vải thơ 4000 tấn/năm -23-
  32. 2 Thuốc nhuộm 100 tấn/năm 3 Nước cấp 350.000 m3/năm 4 Nước thải 280.000 m3/năm 2.2.4.2. Thuốc nhuộm: Căn cứ trên hoạt động sản xuất của nhà máy với cơng suất tương ứng tại chi nhánh Thái Lan, khối lượng hĩa chất nhuộm sử dụng trong quy trình sản xuất như sau: - Tổng khối lượng hĩa chất sử dụng: 100 tấn/năm. - % khối lượng thuốc nhuộm cịn lại sau quá trình sản xuất: 3% - Tương ứng: 3% x 100 tấn/năm = 3 tấn/năm. - Khối lượng thuốc nhuộm cịn lại sau quá trình xử lý của nhà máy (hiệu suất xử lý 90%): 10% x 3 tấn/năm = 300 kg/năm = < 1 kg/ngày. Thành phần và tính chất của các loại hĩa chất sử dụng trong quy trình sản xuất được thể hiện trong bảng sau. Thuốc nhuộm sử dụng trong nhà máy chủ yếu là các loại sản phẩm nhuộm phân tán. Đây là loại phẩm khơng tan trong nước nhưng ở trạng thái phân tán và huyền phù trong dung dịch. Loại thuốc nhuộm này cĩ thể cĩ nhiều họ khác nhau như antharaquinon, nitroannilamin a. Loại thuốc nhuộm Terasil: Bảng 2.3: Loại thuốc nhuộm Terasil. Tên thương mại Tên hĩa học Dạng Terasil Vàng W - 6GS Pyridone Terasil Đỏ W - RS Azo Terasil Đỏ WW - BFS Benzodifuranone Terasil Đỏ W - 4BS Thuốc nhuộm Azo Thuốc nhuộm Terasil Xanh W - BLS Thuốc nhuộm Azo phân tán Terasil Đỏ WW - 3BS Thuốc nhuộm Azo Terasil Xanh nước biển W - RS Thuốc nhuộm Azo Terasil Vàng GWL - 01 150 % Nitrodiphenylamine Terasil Đỏ R Thuốc nhuộm Azo -24-
  33. Terasil Xanh BGE - 01 200 % Anthraquinone Terasil Xanh 3RL Anthraquinone Terasil Xanh nước biển GRL - C 200 % Thuốc nhuộm Azo Terasil Nâu 3R 150 % Thuốc nhuộm Azo Terasil Vàng W - EL Hỗn hợp thuốc nhuộm Azo Terasil Đỏ W - EL Hỗn hợp thuốc nhuộm Azo và idole Terasil Xanh W - EL Hỗn hợp thuốc nhuộm Azo Terasil Xanh lam W - EL Hỗn hợp thuốc nhuộm Azo và idole Hỗn hợp thuốc nhuộm Azo và Terasil Đen W - EL anthraquinone Terasil Đỏ 4GN Thuốc nhuộm Azo Terasil Vàng 4G Thuốc nhuộm Azo Teratop Vàng HL - G Thuốc nhuộm Anthraquinone Hỗn hợp thuốc nhuộm Azo và Teratop Đỏ HL - R - 01 anthraquinone Teratop Cam HL Thuốc nhuộm Azo Teratop Xanh HL - B Thuốc nhuộm Anthraquinone Teratop Xanh BGE Hỗn hợp thuốc nhuộm anthraquinone b. Loại thuốc nhuộm Dianix: Bảng 2.4: Loại thuốc nhuộm Dianix. Tên thương mại Tên hĩa học Dạng Dianix Đen SR Thuốc nhuộm Azo Dianix Đen XF Thuốc nhuộm Azo Thuốc nhuộm phân Dianix Xanh ACE Thuốc nhuộm Anthraquinone tán Dianix Xanh BB Thuốc nhuộm Azo Dianix Xanh CC Thuốc nhuộm Azo Dianix Xanh S - 2G Thuốc nhuộm Azo Dianix Xanh S - BG Thuốc nhuộm Anthraquinone Dianix Xanh S - 2R Thuốc nhuộm Azo -25-
  34. Dianix Xanh SE - 2R Thuốc nhuộm Azo Dianix Xanh UN - SE Hỗn hợp thuốc nhuộm Azo và anthraquinone Dianix Xanh XF Thuốc nhuộm Azo Dianix Xanh R Thuốc nhuộm Anthraquinone Dianix Cam 4R Thuốc nhuộm Azo Dianix Cam G Thuốc nhuộm Aminoketone Dianix Đỏ SF Benzodifuranone Dianix Đỏ tươi SF Benzodifuranone Dianix Tím R Thuốc nhuộm Anthraquinone Dianix Đỏ thẩm SF Benzodifuranone Dianix Xanh B Methine Dianix Đen PLUS Thuốc nhuộm Azo Dianix Đỏ xẩm SF Thuốc nhuộm Azo Dianix Vàng XF Thuốc nhuộm Azo Dianix Hồng sáng 5B Thuốc nhuộm Azo Dianix Đỏ sáng B Cumarin Dianix Đỏ sáng G Cumarin Dianix Vàng sáng 10G Cumarin Dianix Xanh nước biển CCHỗn hợp thuốc nhuộm azo Dianix Xanh nước biển XFThuốc nhuộm Azo Dianix Cam PLUS Thuốc nhuộm Azo Dianix Cam S - G 200 % Thuốc nhuộm Azo Dianix Cam UN - SE Thuốc nhuộm Azo Dianix Đỏ ACE Thuốc nhuộm Anthraquinone Dianix Đỏ CBN - SF Benzodifuranone Dianix Đỏ CC Thuốc nhuộm Azo Dianix Đỏ E - FB Anthraquinone Dianix Đỏ PLUS Thuốc nhuộm Azo Dianix Đỏ S - 2B Thuốc nhuộm Azo Dianix Red UN - SE Thuốc nhuộm Azo Dianix Xanh lam sẫm CC Thuốc nhuộm Azo -26-
  35. Dianix đỏ ngọc CC Thuốc nhuộm Azo Dianix đỏ ngọc PLUS Hỗn hơp thuốc nhuộm azo Dianix đỏ ngọc UN - SE Thuốc nhuộm Azo Dianix đỏ ngọc XFN Hỗn hơp thuốc nhuộm azo Dianix đỏ tươi CC Thuốc nhuộm Azo Dianix đỏ tươi XF Thuốc nhuộm Azo Dianix đỏ SF Hỗn hợp anthraquinone and benzodifuranone Dianix ngọc lam CC Hỗn hơp of azo and anthraquinone Dianix ngọc lam S - BG Anthraquinone Dianix ngọc lam XF Hỗn hơp anthraquinone and methine Dianix tím CC Thuốc nhuộm Azo Dianix tím S - 4R Thuốc nhuộm Azo Dianix Vàng ACE Hỗn hợp quinoline and azo Dianix vàng nâu CC Hỗn hợp thuốc nhuộm azo Dianix vàng nâu XF Thuốc nhuộm Azo Dianix vàng CC Thuốc nhuộm Azo Dianix vàng PLUS Hỗn hợp quinoline and azo Dianix vàng S - 4G Thuốc nhuộm Azo Dianix vàng S - 6G Thuốc nhuộm Dianix vàng UN - SE Hỗn hợp quinoline and azo 2.2.4.3. Nhiên liệu: Nhiên liệu để sử dụng cho quá trình sản xuất của nhà máy bao gồm: nhu cầu về điện, nhu cầu sử dụng nước và nhu cầu nhiên liệu dùng cho quá trình đốt cháy cung cấp hơi để sấy khơ vải. 2.2.4.4. Nhu cầu cấp điện: Điện phục vụ cho nhu cầu sản xuất, thắp sáng cho nhà máy được cung cấp từ mạng lưới điện của khu cơng nghiệp. 2.2.4.5. Nhu cầu sử dụng nước: -27-
  36. Nước cấp cho tồn bộ nhà máy được cấp từ mạng lưới cấp nước của Cơng ty Cấp nước tỉnh Bến Tre. Vào mùa nước mặn, Cơng ty Cấp nước Bến Tre sẽ sử dụng nguồn nước ngầm để khai thác. Nhà máy sẽ đấu nối trực tiếp từ mạng lưới đường ống của Cơng ty cấp nước Bến Tre ngay tại hàng rào của KCN. Lưu lượng nước cấp: - Lượng nước cấp cho cơng nhân: Số cơng nhân khoảng 55 người/ca. Tiêu chuẩn dùng nước: 45 lít/người.ngày (TCXD – 33 -2006: Tiêu chuẩn dùng nước cho các cơng trình cơng cộng). Q = 55 người x 45 lít/người/1000 = 2,5 m3/ngày. - Lượng nước cấp cho sản xuất khoảng 1000 m3/ngày. - Lượng nước cấp cho tưới cây: Diện tích cây xanh (15% tổng diện tích) khoảng 9135 m2. Tiêu chuẩn tưới: 4 – 6 lít/m 2 (TCXD – 33 – 2006: Tiêu chuẩn dùng nước cho các cơng trình cơng cộng). 2 2 3 Qtc = 9135 m x 5 lít/m /1000 = 46 m /ngày. 2.2.4.6. Nhu cầu sử dụng dầu: - Dầu D.O: dùng cho việc vận hành nồi hơi. Ước lượng khoảng 10 tấn hơi/tháng. - Hoặc than: dùng cho việc vận hành nồi hơi. Ước lượng khoảng 10 tấn hơi/tháng. 2.2.5. Nhu cầu về nhân lực: Số lượng cơng nhân trong nhà máy khoảng 55 cơng nhân/1 ca. Làm việc 3 ca/ngày. 2.2.6. Quy trình cơng nghệ sản xuất: Quy trình cơng nghệ sản xuất của nhà máy được thể hiện trong hình -28-
  37. Kiểm tra và cắt mép Vải vụn Vải, nước cấp Giặt Nước thải Than hoặc DO Hơi nước Vải ướt Sấy khơ Nhiệt, hơi Nồi hơi Hĩa chất nhuộm, Nhuộm Nước thải nhuộm hĩa chất Khí thải Cán vải Cắt khổ Chất thải rản Kiểm tra/ đĩng gĩi Thành phẩm Hình 2.1: Quy trình cơng nghệ sản xuất nhà máy dệt Alliance One. Thuyết minh quy trình cơng nghệ: Với mục đích tẩy nhuộm vải thơ nhà máy sẽ nhập nguyên liệu từ thị trường trong nước và chuyển tới cơng ty để tiến hành cho quá trình sản xuất. Đầu tiên nguyên liệu vải sẽ được kiểm tra để loại bỏ những mảnh khơng đạt tiêu chuẩn như: rách, thủng sau đĩ chúng sẽ được cắt mép theo từng khúc vải và được đưa qua cơng đoạn giặt. Tại cơng đoạn này nước cấp được đưa vào nhằm mục đích loại trừ giặt tẩy những vết bẩn bám trên vải từ cơng đoạn dệt trước. Cơng đoạn giặt sẽ được thực hiện trên máy giặt chuyên dụng. Như vậy sau quá trình giặt sẽ phát sinh nước thải và lượng nước thải này sẽ được thu gom và dẫn vào hệ thống xử lý nước thải trước khi thải vào hệ thống xử lý tập trung của khu cơng nghiệp. -29-
  38. Trước khi đưa qua cơng đoạn nhuộm chính vải sẽ được đưa qua máy sấy để khử nước nhằm làm khơ vải. Các máy sấy này được cung cấp hơi từ nồi hơi. Cơng suất của nồi hơi ước lượng khoảng 10 tấn hơi/năm. Như vậy, tại cơng đoạn này vải ướt sau quá trình giặt đã được sấy khơ để chuyển tới cơng đoạn nhuộm. Đồng thời tại quá trình sấy này lượng nhiệt tỏa ra là rất lớn. Cơng đoạn nhuộm tiếp theo sẽ được tiến hành cho từng mẫu vải.Thuốc nhuộm được cho vào trong cơng đoạn này với mục đích sẽ làm cho các tấm vải cĩ màu theo mẫu nhất định. Trong cơng đoạn này sẽ phát sinh lượng nước thải đáng kể và nước thải tại cơng đoạn này sẽ được thu gom về hệ thống xử lý nước thải tập trung trước khi xả ra nguồn tiếp nhận. Sau cơng đoạn nhuộm vải sẽ được đưa qua cơng đoạn cán ép nhằm làm cho các tấm vải sau nhuộm trở nên thẳng thắn và khử được nước sau quá trình nhuộm. Đến đây vải được coi như xong cơng đoạn chính và đem đi cắt khổ, kiểm tra sai sĩt và đĩng gĩi để vào kho trước khi đem ra thi trường. 2.3. CÁC NGUỒN GÂY Ơ NHIỄM TRONG KHU VỰC HOẠT ĐỘNG CỦA NHÀ MÁY: 2.3.1. Ơ nhiễm khơng khí: Nguồn gây ơ nhiễm khơng khí khi dự án đi vào hoạt động chủ yếu phát sinh từ các phương tiện giao thơng do lưu thơng trên các con đường nội bộ nằm tiếp giáp với nhà máy. 2.3.1.1. Ơ nhiễm khơng khí do hoạt động giao thơng: Các chất gây ơ nhiễm khơng khí sinh ra từ hoạt động giao thơng là nguồn phân tán, rất khĩ kiểm sốt. Nếu khơng cĩ các giải pháp quản lý cụ thể sẽ gây ảnh hưởng đến sức khỏe cơng nhân viên trong nhà máy và khu vực dân cư lận cận. 2.3.1.2. Ơ nhiễm bụi: Chủ yếu phát sinh từ các phương tiện vận chuyển ra vào cơng ty là các loại xe ơ tơ, xe tải vận chuyển nguyên vật liệu sản xuất, sản phẩm và các phương tiện vận chuyển và xếp dỡ trong nội bộ cơng ty. Tuy nhiên, tải lượng ơ nhiễm khơng nhiều do đĩ khơng đáng kể. 2.3.1.3. Ơ nhiễm khí thải do hoạt động sản xuất: -30-
  39. a. Nguồn gây ơ nhiễm khơng khí do đốt dầu phục vụ cho lị hơi: Để phục vụ cho quá trình sấy dự án sử dụng 2 lị hơi sử dụng nhiên liệu là than hoặc dầu DO, với nhu cầu than sử dụng 1200kg/ngày/lị = 50 kg/giờ. Nguồn ơ nhiễm khơng khí từ lị hơi là các loại khí thải khi đốt nhiên liệu than, chủ yếu là CO, NOx, SO2 và bụi. Các khí này đều cĩ khả năng gây ơ nhiễm mơi trường, ảnh hưởng đến sức khoẻ con người và các lồi động thực vật. Bảng 2.5: Nồng độ các chất ơ nhiễm trong khí thải đốt than Nồng độ ơ nhiễm TCVN 5939-2005 (cột B) Các chất ơ nhiễm (mg/ m3) (mg/m3) Bụi 116,95 200 SO2 456,14 500 NOx 70,175 580 CO 2.105 1.000 So sánh kết quả tính tốn trên với tiêu chuẩn TCVN 5939 – 2005, cột B cho thấy nồng độ bụi và CO rất cao, vượt tiêu chuẩn cho phép. Vì vậy dự án sẽ cĩ biện pháp để khống chế triệt để nguồn ơ nhiễm này. Hoạt động của nhà máy cũng cĩ thể sử dụng dầu F.O khoảng 36.000 lít/ tháng để vận hành lị hơi và sử dụng cho các mục đích cấp nhiệt khác. Các tác nhân gây ơ nhiễm mơi trường khơng khí chủ yếu là do các sản phẩm cháy của loại nhiên liệu dầu đốt nĩi trên. Trong các loại dầu này, ngồi thành phần chính là các hydrocacbon (C xHy), cịn cĩ các hợp chất của oxy, lưu huỳnh và nitơ. Khi đốt cháy, loại dầu này cĩ phát sinh các sản phẩm cháy chủ yếu là hơi nước, muội khĩi và một lượng nhỏ các khí C xHy, NOx, SOx, Aldehyde, trong đĩ các tác nhân cần kiểm sốt là SO2 và NO2 (các chất chỉ thị ơ nhiễm đốt dầu). Các loại khí thải này đều cĩ khả năng gây ơ nhiễm mơi trường, ảnh hưởng đến sức khoẻ cộng đồng, cơng trình và động thực vật, cịn mức độ tác động của chúng đến mơi trường thì lại phụ thuộc nhiều vào nồng độ và tải lượng của chúng được thải vào khí quyển, cũng như phụ thuộc vào các điều kiện vi khí hậu tại khu vực đang xét (tốc độ giĩ, nhiệt độ, chế độ mưa v.v ). b. Ơ nhiễm khí do bụi sinh ra từ việc bốc dỡ vận chuyển sản phẩm, nguyên vật liệu: -31-
  40. Quá trình bốc dỡ nguyên vật liệu từ trên xe, nhà kho , phương tiện vận chuyển nguyên vật liệu cĩ phát sinh bụi và khí thải. Thành phần khí thải chủ yếu là COx, NOx, SOx, Cacbuahydro, bụi. Nguồn ơ nhiễm này rải rác. 2.3.2. Ơ nhiễm do nước thải: Nguồn phát sinh nước thải khi dự án đi vào hoạt động gồm nước mưa, nước thải sinh hoạt và nước thải sản xuất. 2.3.2.1. Nước mưa chảy tràn: Bản thân nước mưa khơng gây ơ nhiễm mơi trường. Tuy nhiên các chất bẩn rơi vãi trên bề mặt khuơn viên nhà máy cĩ thể bị lơi cuốn vào nước mưa. Do đĩ cần cĩ các giải pháp quản lý vệ sinh định kỳ sân bãi trong khuơn viên nhà máy. Khi nhà máy được xây dựng lên, mái nhà và sân bãi được trải nhựa sẽ làm mất khả năng thấm nước tự nhiên của đất, do đĩ, nước mưa chảy tràn tại khu vực hoạt động của Cơng ty sẽ cuốn theo các chất cặn bã và đất cát xuống đường thốt nước, nếu khơng cĩ biện pháp tiêu thốt tốt, sẽ gây nên tình trạng ứ đọng nước mưa, tạo ảnh hưởng xấu đến mơi trường. Tổng diện tích khu vực dự án là 60.900 m 2. Tính tốn lượng nước mưa dựa trên cơ sở lượng mưa trung bình hàng năm lớn nhất là: - Lượng mưa bình quân trong năm = 60.900 m2 x 1.695 mm/năm = 103.225 m3/năm - Lượng mưa bình quân trong ngày = (103.225 m3/năm)/(150 ngày/năm) = 688,16 m3/ngày. Bảng 2.6: Thành phần nước mưa chảy tràn. STT Chất ơ nhiễm Đơn vị Nồng độ 1 Chất rắn lơ lửng (SS) mg/l 10 – 20 2 COD mg/l 10 – 20 3 Tổng Nitơ mg/l 0,5 – 1,5 4 Tổng phospho mg/l 0,004 – 0,030 Nguồn: Viện vệ sinh dịch tễ -32-
  41. 2.3.2.2. Nước thải sinh hoạt: Tổng số lao động trong nhà máy (năm sản xuất ổn định): 55 người. Giả định rằng lượng nước thải sinh họat bằng 100% lượng nước cấp. Tiêu chuẩn dùng nước sinh hoạt trong phân xưởng sản xuất cơng nghiệp tính theo đầu người (Bộ Xây dựng TCXDVN 33:2006 – Quyết định 06/2006/QĐ–BXD ngày 17/3/2006 – Cấp nước – Mạng lưới đường ống và cơng trình – Tiêu chuẩn thiết kế) là: qtc = 45 lít/người.ngày. 3 Q1 = 55 người x 45 lít /nguời = 4.500 lít/ngày = 2,5 m /ngày. Bảng 2.7: Tính chất đặc trưng của nước thải sinh hoạt. STT Chất ơ nhiễm Đơn vị Nồng độ 1 pH - 6,8 – 7,8 2 Chất rắn lơ lững (SS) mg/l 100 – 220 3 COD mg/l 250 – 500 4 BOD mg/l 110 – 250 5 Tổng Nitơ mg/l 20 – 40 6 Tổng phospho mg/l 4 – 8 7 Coliform MPN/100ml 106 – 108 Nguồn: [11] Theo bảng trên cho thấy nước thải sinh hoạt bị ơ nhiễm hữu cơ nên cần được xử lý trước khi thải ra mơi trường. Đặc trưng của nước thải loại này là chứa nhiều chất lơ lửng, dầu mỡ (từ nhà bếp), nồng độ chất hữu cơ cao. Các chất hữu cơ cĩ trong nước thải sinh hoạt chủ yếu là các loại carbonhydrate, protein, lipid là các chất dễ bị vi sinh vật phân hủy. Khi phân hủy, vi sinh vật cần lấy oxy hịa tan trong nước để chuyển hĩa các chất hữu cơ nĩi trên thành CO2, N2, H2O, CH4, v.v Chỉ thị cho lượng chất hữu cơ cĩ trong nước thải cĩ khả năng bị phân hủy hiếu khí bởi vi sinh vật chính là chỉ số BOD5. BOD5 biểu diễn lượng oxy cần thiết mà vi sinh vật phải tiêu thụ để phân hủy lượng chất hữu cơ cĩ trong nước thải. Như vậy, chỉ số BOD 5 càng cao cho -33-
  42. thấy lượng chất hữu cơ cĩ trong nước thải càng lớn, oxy hịa tan trong nước thải ban đầu bị tiêu thụ nhiều hơn, mức độ ơ nhiễm của nước thải cao hơn. Ngồi ra, trong nước thải sinh hoạt cịn cĩ một lượng chất rắn lơ lửng cĩ khả năng gây hiện tượng bồi lắng cho các nguồn sơng, suối tiếp nhận nĩ, khiến chất lượng nước tại những nguồn sơng suối này xấu đi. Các chất dinh dưỡng như N, P cĩ nhiều trong nước thải sinh hoạt chính là các yếu tố gây nên hiện tượng phú dưỡng này. Vì vậy cơng ty phải xây dựng bể tự hoại nhằm xử lý lượng nước thải này trước khi xả vào nguồn tiếp nhận. 2.3.2.3. Nước thải sản xuất: Tổng lượng nước thải phát sinh từ quy trình sản xuất của nhà máy khoảng 800 m 3/ngày bao gồm các thành phần nước thải sau: a. Nước thải từ cơng đoạn giặt: Thành phần của nước thải này chủ yếu là cặn lơ lửng, chất hồ tan, chất hoạt động bề mặt, chất tẩy rửa. Chất hoạt động bề mặt là những hợp chất hữu cơ mà trong phân tử cĩ sự phân cực, khi tan vào trong nước cĩ thể phân ly điện ly (do chất hoạt động bề mặt ion hố) hoặc khơng phân ly (do chất hoạt động bề mặt khơng ion hố). Về cấu trúc phân tử, một số chất hoạt động bề mặt cĩ nhân vịng thơm là dẫn suất của Benzene, khĩ phân huỷ trong mơi tường tự nhiên, một số chất là dẫn suất Parafine mạch thẳng dễ phân huỷ trong mơi trường tự nhiên hơn là Lauryl Sulfate. Thành phần tính chất nước thải từ quá trình giặt được tham khảo từ quá trình khảo sát đo đạc thực tế nước thải của Cơng ty TNHH Nobland Việt Nam (Cơng ty chuyên may mặc) – KCN Tân Thới Hiệp, Q12, Tp.HCM. Bảng 2.8: Thành phần tính chất nước thải từ quá trình giặt. Nồng độ (mg/l) TCVN 5945-2005 STT Chất ơ nhiễm (Cột C) Giới hạn Trung bình 1 pH 6,8 – 8 7,0 5 – 9 2 SS 100 – 800 400 200 3 COD 200 – 1.300 750 400 -34-
  43. 4 BOD 100 – 600 350 100 5 Tổng N 20 – 210 60 60 6 N – NH3 9 – 11 10 15 7 N – NO2 0 – 2 0 - 8 N – NO3 0 – 2 0 - 9 Chất tẩy rửa 5 – 20 10 - 2- 10 SO4 - 50 - Nguồn: Cơng ty TNHH Nobland Việt Nam (Cơng ty chuyên may mặc) – KCN Tân Thới Hiệp, Q12, Tp.HCM – Viện khoa học kỹ thuật và Bảo hộ lao động Tp.HCM đo đạc - 2005 b. Nước thải từ cơng đoạn nhuộm: Nước thải sản xuất phát sinh chủ yếu ở các cơng đoạn nhuộm. Nước thải từ cơng đoạn nhuộm gây ơ nhiễm trầm trọng đến mơi trường tiếp nhận do độ màu, pH, COD, nhiệt độ của nước thải vượt quá tiêu chuẩn cho phép nhiều lần. Do đĩ, thành phần nước thải này nhất thiết phải được xử lý trước khi xả vào hệ thống nước thải tập trung của khu cơng nghiệp. Bảng 2.9: Thành phần tính chất nước thải nhuộm. Chỉ tiêu Đơn vị Kết quả Nước thải hoạt tính Nước thải Sunfua Nước thải tẩy pH 10 – 11 >11 >12 COD mg/l 450 – 1500 10.000 – 40.000 9000 – 30.000 BOD5 mg/l 200 – 800 2000 – 40.000 4000 – 17000 N tổng mg/l 5 – 15 100 – 1000 200 – 1000 P tổng mg/l 0,7 – 3 7 – 30 10 – 30 SS mg/l - - 120 – 1300 Màu Pt – Co 7000 – 50.000 50.000 – 100.000 500 – 2000 Độ đục FAU 140 – 1500 8000 – 200.000 1000 - 5000 2.3.2.4. Nước thải vệ sinh máy mĩc thiết bị: Trong quá trình vận hành máy mĩc thiết bị, định kỳ nhà máy sẽ tiến hành bảo trì, bão dưỡng, bơi trơn dầu mỡ và vệ sinh máy mĩc thiết bị nhằm đảm bảo đạt năng suất hoạt động. -35-
  44. Lượng nước thải phát sinh từ cơng đoạn này rất ít, khơng diễn ra thường xuyên. Thành phần tính chất nước thải chứa chủ yếu là các tạp chất lơ lửng, các chất hoạt động bề mặt, dầu mỡ khống thể hiện qua các thơng số SS, COD, dầu mỡ với hàm lượng cao. Khu vực vệ sinh máy mĩc thiết bị được thiết kế hệ thống thu gom và thốt nước riêng, tách biệt với hệ thống thốt nước thải từ 2 cơng đoạn giặt và nhuộm, đưa về bể tiếp nhận của hệ thống xử lý nước thải nhà máy. 2.3.3. Ơ nhiễm do chất thải rắn: Song song với vấn đề nước thải, chất thải rắn cũng là một nguồn gây ơ nhiễm đáng quan tâm. Các chất thải rắn phát sinh trong quá trình hoạt động của Nhà máy cĩ thể phân chia thành các nhĩm: chất thải rắn sinh hoạt, chất thải rắn sản xuất và chất thải rắn nguy hại. 2.3.3.1. Rác thải sinh hoạt: Theo các điều tra về rác thải sinh hoạt, hàng ngày một người xả ra khoảng 0,4 – 0,8 kg rác. Với số lượng cơng nhân làm việc thường xuyên trong nhà máy khoảng 100 người, lượng rác sinh hoạt thải ra hàng ngày vào khoảng 40 – 80 kg. Thành phần rác sinh hoạt chủ yếu là các chất hữu cơ dễ phân hủy như: thực phẩm rau quả thừa, giấy, và các chất khác như: bọc nilon, chai nhựa, thủy tinh, lon đồ hộp, Ngồi ra việc duy trì một hệ thống cây xanh tạo cảnh quan truyền thống trong các nhà máy cũng tạo nên một lượng đáng kể các loại rác làm vườn. 2.3.3.2. Chất thải rắn sản xuất: Chất thải rắn phát sinh trong quá trình sản xuất của nhà máy chủ yếu là các loại vải lau, xơ sợi và các tạp chất thiên nhiên cĩ trong sơ sợi bị loại bỏ trong các cơng đoạn cắt mép, cắt khổ, kiểm tra đĩng gĩi thành phẩm Với khối lượng nguyên liệu sử dụng trong quy trình sản xuất là 10.000 kg/ngày, lượng chất thải rắn phát sinh khoảng 2% trên tổng khối lượng nguyên liệu (tham khảo số liệu thực tế tại Cơng ty Dệt nhuộm DEAWON Việt Nam tại KCN Nhơn Trạch 1, huyện Nhơn Trạch, tỉnh Đồng Nai) 2% x 10.000 kg/ngày = 200 kg/ngày. -36-
  45. 2.3.3.3. Chất thải nguy hại: Bao bì và các loại thùng nhựa, lon, hộp đựng hĩa chất. Bản chất của các loại bao bì khơng phải là chất thải nguy hại, tuy nhiên do chúng được sử dụng chứa hố chất nên khi đĩ chúng là chất thải rắn độc hại. Bùn thải từ quá trình vận hành hệ thống xử lý nước thải. 2.4. CÁC THƠNG SỐ NƯỚC THẢI: Bảng 2.10: Kết quả phân tích nước thải cuối đường ống cơng ty Alliance One THƠNG SỐ ĐƠN VỊ KẾT QUẢ TRUNG BÌNH pH 5 –10 – COD mg/l 600 – 1200 1095 BOD5 mg/l 400 – 800 742 Độ màu Pt- Co 1000 – 1500 1260 Tổng N mg/l 20 – 210 60 Tổng P mg/l 10 – 30 20 SS mg/l 250 – 300 270 Lưu lượng nước thải trung bình: Q = 800 m3/ngày. Nhà máy hoạt động 3 ca/ ngày, 24h/ngày. -37-
  46. CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM. 3. FAF Cơ sở lý thuyết của quá trình xử lý nước thải dệt nhuộm: Phụ thuộc vào mức độ xử lý cĩ thể áp dụng riêng rẽ hoặc kết hợp nhiều cơng đoạn xử lý khác nhau. Sau đây là những biện pháp tổng quát cĩ thể áp dụng để xử lý nước thải dệt nhuộm. 3.1. ĐIỀU HỒ LƯU LƯỢNG NƯỚC THẢI: Lưu lượng, thành phần, tính chất nước thải dệt nhuộm phụ thuộc vào dây chuyền sản xuất, loại nguyên liệu sử dụng và thành phẩm nên thường thay đổi trong ngày đêm do đĩ cần thiết phải xây dựng bể điều hồ. Ngồi ra khi trộn lẫn các loại nước thải khác nhau, nước thải từ khâu nấu tẩy cĩ thể làm giảm màu của nước thải dệt nhuộm. 3.2.XỬ LÝ BẰNG PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC: 3.2.1. Song chắn rác và lưới lọc rác: Song chắn rác làm bằng sắt trịn hoặc vuơng đặt nghiêng theo dịng chảy 1 gĩc 60 – 75 o nhằm giữ lại các vật thơ. Vận tốc dịng nước chảy qua thường lấy 0,8 – 1m/s để tránh lắng cát. Lưới lọc giữ lại các chất rắn nhỏ, mịn hơn đặt sau song chắn rác. Phải thường xuyên cào rác trên mặt lọc để tránh tắc dịng chảy. 3.2.2. Lắng cát: Bể lắng cát cĩ dạng là các loại bể, hố, giếng cho nước chảy vào theo nhiều cách khác nhau: theo tiếp tuyến, theo dịng ngang, theo dịng từ trên xuống và toả ra xung quanh . . . dưới tác dụng của trọng lực cát nặng sẽ lắng xuống đáy. Các yếu tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn bể lắng là nồng độ chất lơ lửng và tính chất vật lý của chúng, kích thước hạt, động học quá trình nén cặn, độ ẩm của cặn sau lắng và trọng lượng riêng của cặn khơ. -38-
  47. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lắng: lưu lượng nước thải, thời gian lắng (khối lượng riêng và tải trọng tính theo chất rắn lơ lửng), tải trọng thủy lực, sự keo tụ các chất rắn, vận tốc, dịng chảy trong bể, sự nén bùn đặc, nhiệt độ nước thải và kích thứơc bể lắng. Các dạng bể lắng: lắng ngang, lắng đứng, lắng ly tâm. 3.2.3. Lọc cơ học: Dùng để lọc những hạt phân tán nhỏ mà trước đĩ khơng lắng được. Các loại phin lọc dùng vật liệu dạng tấm và hạt. Dạng tấm cĩ thể làm bằng tấm thép cĩ đục lỗ hoặc lưới bằng thép khơng gỉ, nhơm, niken, đồng thau . . .và các loại vải khác nhau (thủy tinh, amiăng, bơng, len, sợi tổng hợp). Tấm lọc cần cĩ trở lực nhỏ, đủ bền và dẻo cơ học, khơng bị phá hủy ở điều kiện lọc. Vật liệu lọc dạng hạt là cát, thạch anh, than gầy, than cốc, sỏi, đá nghiền. . . . Đặc tính quan trọng của lớp hạt lọc là độ xốp và bề mặt riêng. Quá trình lọc cĩ thể xảy ra dưới tác dụng của áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng hoặc áp suất cao trước vách vật liệu lọc hoặc chân khơng sau lớp lọc. Các loại thiết bị lọc: Lọc chậm, lọc nhanh, lọc kín, lọc hở ngồi ra cịn cĩ lọc ép khung bản, lọc quay chân khơng, các máy vi lọc hiện đại. 3.3. PHƯƠNG PHÁP HỐ LÝ: Dùng để xử lý nước thải cĩ nhiều chất lơ lửng, chất độc hại, độ màu cao và là tiền đề cho xử lý sinh học phía sau. Ưu điểm:  Cĩ thể áp dụng khi nước nguồn dao động.  Hiệu quả cao hơn lắng sơ bộ.  Thiết bị gọn, ít diện tích. Khuyết điểm:  Hiệu quả xử lý thấp hơn xử lý bằng sinh học.  Lượng bùn lớn. -39-
  48.  Chi phí hố chất cao. 3.3.1. Keo tụ: 3.3.1.1. Cĩ hai dạng keo: Keo kị nước: Khơng kết hợp với nước để tạo ra vỏ bọc hydrat, các hạt keo mang điện tích lớn và khi điện tích này được trung hồ thì độ bền của hạt keo bị phá vỡ. Keo háo nước: Kết hợp với các phân tử nước tạo thành vỏ bọc hydrat các hạt keo riêng biệt mang điện tích bé và dưới tác dụng của các chất điện phân khơng bị keo tụ. 3.3.1.2. Quá trình keo tụ xảy ra theo hai giai đoạn: Chất keo tụ thủy phân khi cho vào nước, hình thành dung dịch keo và ngưng tụ. Trung hồ, hấp phụ, lọc, các tạp chất trong nước. Kết quả là hình thành các hạt lớn và lắng xuống. 3.3.1.3. Các loại hố chất keo tụ: a. Phèn nhơm Al2( SO4)3: Cần cĩ độ kiềm trong nước để tạo bơng hydroride. Al2(SO4)3 . 14H2O + 3Ca(HCO3)2  2Al(OH)3 +3CaSO4 + 14H2O + 6CO2 3+ + Al + 3H2O = Al(OH)3 + 3H pH tối ưu từ 4,5 đến 8. Một số thí nghiệm cho thấy từ 5,5 6,5. Nếu nồng độ kiềm trong nước thải quá thấp sẽ khơng đủ khử H + sinh ra. Cĩ thể dùng NaOH, KOH, Na2CO3 , Ca(OH)2. b. Phèn sắt (Fe2SO4) Ferrous sulfate: 1 2FeSO4 .7H2O + 2Ca(OH)2 + O2  2Fe(OH)3 + 2CaSO4 + 13H2O 2 Để phản ứng xảy ra pH phải tăng tới khoảng 9,5 và quá trình ổn định cần lượng vơi dư. c. Phèn sắt Ferric chloride – FeCl3 2FeCl3 + 3Ca( HCO3)2  2Fe(OH)3 + 3 CaSO4 + 6CO2 -40-
  49. pH tối ưu từ 4 ÷12. Bơng cặn tạo thành dày, ổn định nhanh. 3.3.1.4. Hố chất trợ keo tụ: Dùng để tạo bơng căn lớn, ổn định nhanh bảo đảm quá trình keo tụ đạt hiệu quả cao. Bản chất trợ keo tụ là liên kết các bơng cặn được tạo thành trong quá trình keo tụ. 3.3.1.5. Các phương pháp keo tụ: a. Làm giảm thế năng Zeta của hạt: Khi nồng độ của ion đối tăng lên càng nhiều ion chuyển từ lớp khuếch tán vào lớp điện tích kép và chiều dày của lớp khuếch tán giảm. Keo tụ hệ keo bằng cách đưa vào dung dịch một hệ keo mới tích điện ngược dấu với hệ keo muốn keo tụ: lúc đĩ trong dung dịch xảy ra sự trung hồ lẫn nhau của các hạt keo tích điện trái dấu. Muốn dùng phương pháp này phải đảm bảo chính xác sự cân bằng tổng điện tích của hệ keo mới đưa vào dung dịch và tổng điện tích của hệ keo muốn keo tụ. b. Keo tụ do chuyển động nhiệt: Các hạt keo bị mất độ bền và cĩ khả năng dính kết tham gia vào các chuyển động nhiệt va chạm với nhau tạo thành bơng cặn. c. Keo tụ do khuấy trộn: Hạt keo ban đầu lớn hay khi hạt bơng tạo ra do chuyển động nhiệt đạt tới 1µm thì chúng va chạm do khuấy trộn. Do đĩ cường độ khuấy trộn là một trong những yếu tố cĩ tác dụng quyết định đến quá trình keo tụ.  Keo tụ bằng phèn cĩ tính đến tác dụng phá hoại bơng cặn khi khuấy trộn.  Các hạt cặn làm bẩn nước và các hạt keo tạo ra do thủy phân phèn tham gia vào quá trình keo tụ.  Tốc độ tạo bơng cặn là hàm số của tốc độ phản ứng hố học và cường độ khuấy trộn.  Kích thước bơng cặn tạo thành lớn hơn hàng nghìn lần so với các hạt cặn tự nhiên. -41-
  50.  Bơng cặn tạo ra do quá trình keo tụ cĩ tính chất vật lý và kích thước hình học khác xa bơng cặn lý tưởng. d. Keo tụ tiếp xúc: Sử dụng khả năng dính kết của các hạt cặn lên bề mặt các hạt của vật liệu lọc. 3.3.2. Hấp phụ: Chất bẩn lỏng hoặc rắn được giữ lại trên bề mặt chất rắn. Dùng để hấp phụ: Chất tẩy rửa, thuốc nhuộm, hợp chất chlorinated, dẫn xuất phenol hoặc hydroxyl, hợp chất sinh mùi và vị, chất ơ nhiễm vi lượng, kim loại nặng. Các loại hấp phụ:  Hấp phụ lý học: Một phân tử qua bề mặt chất hấp phụ đi vào khe rỗng và dính lên bề mặt bằng các lực lý học.  Hấp phụ hố học: Lực hố học gây nên sự dính bám do các phản ứng hố học giữa chất hấp phụ và chất bị hấp phụ. 3.4. PHƯƠNG PHÁP HĨA HỌC: Axit và bazơ cũng như nước thải cĩ độ axit cao hay độ kiềm cao khơng được thải vào hệ thống thốt và nguồn nước. Trong các nhà máy dệt nhuộm độ pH của nước thải dao động từ 4 – 12 nên cần thiết phải trung hồ để tạo pH tối ưu cho quá trình keo tụ. Hố chất dùng để trung hồ nước thải chứa axit là xút hoặc vơi. Trong nhà máy dệt nhuộm để trung hồ nước thải chứa axit và kiềm người ta thường trộn lẫn các loại nước thải này với nhau. 3.5. PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC: Phương pháp sinh học dựa vào khả năng sống hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các chất bẩn hữu cơ cĩ trong nước thải ở dạng hồ tan hoặc phân tán nhỏ. Do vậy phương pháp này dùng khi đã loại bỏ các tạp chất phân tán thơ. Phương pháp sinh học chia làm hai nhĩm:  Trong điều kiện tự nhiên. -42-
  51.  Trong điều kiện nhân tạo. Phần này chỉ chú ý đến xử lý bằng phương pháp sinh học trong điều kiện nhân tạo. Ưu điểm:  Diện tích cơng trình nhỏ, gọn, kín.  Cĩ thể kiểm sốt được lượng khí thải sinh ra.  Chất lượng nước sau xử lý đảm bảo tiêu chuẩn ổn định. 3.5.1. Các phương pháp hiếu khí xử lý nước thải trong điều kiện nhân tạo: Bể phản ứng sinh học hiếu khí – Aerotank: Quá trình chuyển hố vật chất cĩ trong Aerotank khi cho nước ơ nhiễm hay nước thải vào hồn tồn do hoạt động sống của nhiều lồi vi sinh vật khác nhau. Các vi sinh vật trong bể Aerotank tồn tại ở dạng huyền phù. Các vi sinh vật trong bể Aerotank cĩ xu hướng lắng đọng xuống đáy, do đĩ việc khuấy trộn các dung dịch trong aerotank là điều rất cần thiết. 3.5.1.1. Tác động của hệ thống cấp khí: Khơng khí được cung cấp nhờ một moteur nén khí dùng cho:  Cung cấp oxy cho tế bào vi sinh vật.  Làm xáo trộn dung dịch, tăng khả năng tiếp xúc giữa tế bào vi sinh vật và vật chất.  Tăng nhanh quá trình sinh sản của vi khuẩn.  Tăng nhanh sự thốt khỏi dung dịch của các chất khí được tạo thành trong quá trình lên men.  Tăng nhanh sự thốt nhiệt. Để cung cấp oxy cho aerotank người ta sử dụng những cách sau: thổi khí; nén khí; làm thống cơ học; thổi, nén khí với hệ thống cơ học. Khi cung cấp khí vào aerotank cần lưu ý mấy điểm sau:  Khơng khí phải được cung cấp đầy đủ và đều khắp aerotak để tăng hiệu quả xử lý.  Các lỗ phân phối khí thải được phân phối đều trong các ống dẫn khí ra. -43-
  52. Tác động của cách khuấy:  Làm tăng mức độ hồ tan của oxy.  Làm tăng khả năng tiếp xúc giữa vi sinh vật và chất hữu cơ cĩ trong Aerotank.  Làm tăng khả năng tách hai tế bào trong quá trình sinh sản của vi khuẩn do tác động cơ học của dịng chảy. 3.5.1.2. Một số bể aerotank tiêu biểu: Aerotank tải trọng thấp. Aerotank tải trọng cao bậc một. Aerotank tải trọng cao nhiều bậc. Aerotank tải trọng cao xen kẽ bể lắng bùn. Aerotank khuấy trộn hồn chỉnh. Aerotank với hệ thống nhỏ giọt (bể sinh học). 3.5.1.3. Các yếu tố ảnh hưởng: Lượng oxy tiêu thụ: Phải làm sao cho hàm lượng oxy hồ tan khơng nhỏ hơn 2mg/l. Nồng độ chất hữu cơ. Chất dinh dưỡng: Cần thiết phải đảm bảo các nguyên tố dinh dưỡng BOD:N:P = 100:5:1 Độc tố: phenol, kim loại nặng, muối vơ cơ và NH3. 3.5.2. Các phương pháp kị khí: Dựa trên sự chuyển hố vật chất hữu cơ trong điều kiện khơng cĩ oxy nhờ rất nhiều lồi vi sinh vật yếm khí tồn tại trong nước thải. Sản phẩm của quá trình là CH4, CO2, N2 , H2S, NH3 trong đĩ CH4 chiếm nhiều nhất. Phân hủy kị khí cĩ thể chia làm 6 quá trình:  Thủy phân polyme. -44-
  53.  Lên men các đường và aminoacid.  Phân hủy kị khí các axit béo mạch dài và rượu.  Phân hủy kị khí các axit béo dễ bay hơi (ngoại trừ acidacetic).  Hình thành khí metan và acidacetic.  Hình thành khí methane từ hydrogen và CO2. Các quá trình này cĩ thể hợp thành 4 giai đoạn xảy ra đồng thời:  Thủy phân: Dưới tác dụng của enzim do vi khuẩn tiết ra các phức chất và chất khơng tan chuyển hố thành các phức chất đơn giản hơn hoặc chất hồ tan (như các aminoacid, acid béo). Quá trình này xảy ra chậm. Tốc độ thủy phân phụ thuộc vào pH, kích thước hạt và đặc tính dễ phân hủy của cơ chất.  Acid hố: Các vi khuẩn lên men chuyển hố các chất hồ tan thành chất đơn giản như acid béo dễ bay hơi, alcohols, acid lactic, methanol, CO2, H2, NH3, H2S và sinh khối mới.  Acetic hố: Vi khuẩn acetic chuyển hố các sản phẩm của giai đoạn acid hố thành acetat, H2, CO2 và sinh khối mới.  Methanol hố: Đây là giai đoạn cuối của quá trình phân hủy kị khí acid acetic, H 2, CO2, acid formic và methanol chuyển hĩa thành methane, CO2 và sinh khối mới. Trong cơng nghệ xử lý kị khí cần lưu ý những yếu tố quan trọng:  Duy trì sinh khối vi khuẩn càng nhiều càng tốt.  Tạo tiếp xúc đủ giữa sinh khối vi khuẩn với nước thải. Khi hai yếu tố trên đáp ứng cơng trình xử lý kị khí cĩ thể áp dụng tải trọng rất cao. 3.5.2.1. Các cơng nghệ xử lý kị khí a. Quá trình phân hủy kị khí xáo trộn hồn tồn: Bể xáo trộn liên tục khơng cĩ tuần hồn bùn, thích hợp xử lý nước thải cĩ hàm lượng chất hữu cơ hịa tan dễ phân hủy nồng độ cao hoặc xử lý bùn hữu cơ. Để xáo trộn dùng cách khuấy hoặc tuần hồn khí biogas. Thời gian lưu sinh khối là thời gian lưu nước. Do thời gian -45-
  54. lưu bùn trong phân hủy kị khí thường từ 12 ÷ 30 ngày nên thể tích bể xáo trộn hồn tồn địi hỏi lớn hơn nhiều so với các cơng nghệ xử lý khác. Loại bể này cĩ thể chịu đựng tốt trong trường hợp cĩ độc tố hoặc khi tải trọng tăng đột ngột. b. Quá trình tiếp xúc kị khí: Gồm hai giai đoạn: phân hủy kị khí xáo trộn hồn tồn và lắng hoặc tách riêng phần cặn sinh học. Bùn sau khi tách được tuần hồn trở lại bể phân hủy kị khí. Hệ thống tiếp xúc kị khí cĩ thể hoạt động ở tải trọng chất hữu cơ từ 0,5 đến 10 kg COD/m3/ngày với thời gian lưu nước từ 12 giờ đến 5 ngày. c. Lọc kị khí (giá thể cố định dịng chảy ngược dịng): Bể lọc kị khí là cột chứa đầy vật liệu rắn trơ là giá thể cố định cho vi sinh kị khí sống bám trên bề mặt. Giá thể đĩ cĩ thể là đá, sỏi, than, vịng nhựa tổng hợp, tấm nhựa, vịng sứ . . . dịng nước thải phân bố đều, đi từ dưới lên, tiếp xúc với màng vi sinh bám dính trên bề mặt giá thể. Do màng vi sinh bám dính tốt nên dẫn đến lượng sinh khối trong bể tăng lên và thời gian lưu bùn kéo dài. Loại bể này cần thêm hệ thống xáo trộn bằng khí Biogas sinh ra thơng qua hệ thống phân phối khí đặt dưới lớp vật liệu và máy nén khí biogas. d. Quá trình kị khí bám dính xuơi dịng: Nước thải chảy vào từ trên xuống qua lớp gía thể Modul. Giá thể này tạo nên các dịng chảy nhỏ tương đối thẳng theo hướng từ trên xuống thích hợp xử lý nước thải cĩ hàm lượng SS cao e. Quá trình kị khí tăng giá thể lơ lửng: Nước thải được bơm từ dưới lên qua lớp vật liệu hạt là giá thể cho vi sinh sống bám. Vật liệu này cĩ đường kính nhỏ do đĩ tỉ lệ diện tích bề mặt/thể tích rất lớn tạo sinh khối bám dính lớn. Hàm lượng sinh khối trong bể cĩ thể lên 10.000 – 40.000 mg/l. 3.6. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ BÙN CẶN: Bùn cặn từ bể lắng một và hai: dùng để làm phân bĩn đất trồng và dùng để san lấp mặt bằng. Khi sử dụng làm phân bĩn cần xử lý kim loại nặng đến mức cho phép. -46-
  55. Xử lý ổn định làm khơ bùn cặn: Thường thiết kế hồ thành hai ngăn, mỗi ngăn cĩ thể chứa lượng bùn cặn từ 6 tháng đến 3 năm và tiến hành quá trình phân hủy yếm khí cho đến khi vật chất chuyển sang trạng thái ổn định. Phương pháp xử lý hiếu khí bùn cặn: Bùn từ bể lắng một và bể lắng hai được thu gom về và phân hủy hiếu khí. Người ta thổi khí hoặc khuấy trộn trong các bể này và sau khi đã ổn định, bùn sẽ được chuyển qua sân phơi bùn. Phương pháp cơ đặc bùn cặn bằng trọng lực hay tuyển nổi:  Phương pháp trọng lực: Dung dịch bùn được đưa vào tâm bể, cặn sẽ lắng theo trọng lực và người ta lấy cặn ra từ đáy bê’. Nước được lấy ra bằng máng xung quanh bể và đưa về khu xử lý.  Phương pháp tuyển nổi: Thổi khí vào hỗn hợp bùn cặn ở áp suất cao sau đĩ giảm áp suất này xuống đến áp suất bình thường của khơng khí, khí sẽ tạo ra những bọng nhỏ li ti dính bám vào các hạt bơng cặn làm tỷ trọng của chúng nhỏ đi và chuyển động lên phía trên, nổi lên mặt nước. Phương pháp làm ổn định bùn cặn:  Mục đích: giảm tác động gây bệnh, giảm mùi hơi, làm giảm hoặc loại trừ khả năng thối rữa, dễ làm khơ bùn cặn.  Dùng clo, vơi hoặc hiếu khí để ổn định bùn. Phương pháp làm khơ bùn cặn:  Mục đích: + Làm giảm khối lượng vận chuyển. + Cặn khơ dễ đưa đi chơn lấp hoặc đem đi sử dụng. + Giảm lượng nước ơ nhiiễm cĩ thể gây ơ nhiễm nước ngầm. -47-
  56. CHƯƠNG 4: ĐỀ XUẤT CƠNG NGHỆ, TÍNH TỐN, THIẾT KẾ CÁC CƠNG TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI. 4. 123 4.1.ĐỀ XUẤT CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI: 4.1.1. Thơng số ơ nhiễm đầu vào và yêu cầu nước thải đầu ra: Các chỉ tiêu đo được ở nước thải đầu vào được nêu ở bảng 2.10: THƠNG SỐ ĐƠN VỊ KẾT QUẢ (trung bình) pH 5 – 10 COD mg/l 1095 BOD5 mg/l 742 Độ màu Pt- Co 1260 Tổng N mg/l 3,58 Tổng P mg/l 1,38 SS mg/l 270 Lưu lượng nước thải trung bình: Q = 800 m3/ngày. Yêu cầu nước thải đầu ra sau xử lý: đạt tiêu chuẩn loại B theo TCVN 5945 – 2005 (phụ lục 1) trước khi xả vào hệ thống cống chung của khu cơng nghiệp Giao Long – tỉnh Bến Tre. -48-
  57. 4.1.2. Đề suất sơ đồ cơng nghệ: Dựa vào thành phần và tính chất nước thải của nhà máy, hệ thống xử lý nước thải được đề xuất theo sơ đồ cơng nghệ sau: NƯỚC THẢI BỂ ĐIỀU HỒ H2SO4 BỂ TRUNG HỒ NaOH BỂ LẮNG 1 Máy thổi khí BỂ AEROTAN K BỂ LẮNG 2 NaOH BỂ KEO TỤ, PAC TẠO BƠNG Polime BỂ TUYỂN NỔI BỂ CHỨA BÙN Nguồn tiếp MÁY ÉP BÙN nhận Hình 4.3: Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải nhà máy Alliance One -49-
  58. 4.2. THUYẾT MINH, TÍNH TỐN CÁC CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ: Lưu lượng nước thải sản xuất của nhà máy: tb 3 Qngày 800 m / ngày 800m3 / ngày Q tb 33,33 m3 / h h 24 max 3 3 Qh 33,33 m / h 1,2 2,0 80 m / h max max Với K ngày 1,2 ; K h 2,0 80 m3 / h Q max 1000 22,22 l / s s 3600 trạm xử lí làm việc 3 ca (24h/24h), lưu lượng bơm bằng lưu lượng trung bình giờ: tb 3 Qbom Qh 42 m / h 4.2.1. Song chắn rác: 4.2.1.1. Nhiệm vụ: Nhiệm vụ song chắn rác là giữ lại các tạp chất cĩ kích thước lớn, chủ yếu là rác như: nhánh cây, lá cây, vải vụn, giấy, bao nilơng tránh gây nghẹt bơm, van, đường ống cánh khuấy hay gây cản trở các cơng trình xử lí phía sau. Song chắn rác đựơc đặt trước hầm bơm tiếp nhận và là cơng trình đầu tiên trong thành phần của trạm xử lí nước thải. 4.2.1.2. Lựa chọn: Chọn khoảng cách giữa các thanh chắn kim loai là 20mm. Với lưu lượng Qmax = 80m3/h, chọn song chắn rác thơ của hãng Shin Maywa model BS2H (phụ lụcB). 4.2.2. Hầm bơm: 4.2.2.1. Nhiệm vụ: Thu gom nước thải từ các nơi trong nhà máy về trạm xử lí. Hầm bơm được thiết kế chìm trong đất để đảm bảo tất cả các loại nước thải từ các nơi trong nhà máy tự chảy về hố -50-
  59. thu. Nước thải được dẫn đến qua mương dẫn hay hệ thống thốt nước, qua song chắn rác và đổ vào hầm bơm từ đĩ được bơm đến các cơng trình xử lí tiếp theo. Hầm bơm sau 1 thời gian nhất định phải được vệ sinh. 4.2.2.2. Tính tốn: a. Kích thước hầm bơm tiếp nhận: Thời gian lưu nước: t (10 ÷ 30) phút → Chọn t = 20 phút Thể tích hầm bơm tiếp nhận: 20 V Q max t 80 26,67 m3 b h 60 3 Vb = 26,67 m Chọn chiều sâu hữu ích:h hi = 2,5 m Chiều cao an tồn:h at = 0,5 m Khoảng cách đến mặt đất bằng chiều sâu đáy ống cuối cùng:h d = 0,5 m Chiều sâu tổng cộng: H = hhi + hat = 2,5 + 0,5 + 0,5 = 3,5 m H = 3,5 m Chọn tiết diện ngang hình vuơng, vậy cạnh của hầm bơm: V 26,67 L W b 3,27 m H 2,5 Chọn L = W = 3,3 m Kích thước hầm bơm tiếp nhận : L × W × H = 3,3 m × 3,3 m × 3,5 m Đường kính ống dẫn nước thải vào và ra bể điều hồ: Chọn vận tốc nước chảy trong ống là 0,9m/s (v= 0,9 – 1,5m/s). Đường kính ống: -51-
  60. 4Q 4 80 D 0,177 m v 0,9 3600 Chọn ống nhựa đường kính thương mại Þ114. b. Bơm từ hầm bơm tiếp nhận lên bể điều hồ: Chọn 2 máy bơm nhúng chìm hoạt động luân phiên. Lưu lượng mỗi máy bơm, chọn Q = 80 m3/ h. Cột áp bơm là 9m và tổn thất đường ống là 1m, H = 9 + 1 = 10 m. Chọn bơm chìm hãng Ebara – 100DML55.5 cơng suất 5.5kW (phụ lục C). Ghi chú: 2 máy bơm hoạt động luân phiên, 1 máy dự phịng. 4.2.3. Bể điều hồ: 4.2.3.1. Nhiệm vụ: Điều hịa lưu lượng và nồng độ chất bẩn cho tương đối ổn định, giảm kích thước và chi phí cho các cơng trình xử lí sau này, điều hịa chất lượng nước thải qua đĩ nâng cao hiệu quả xử lí của các cơng trình xử lí phía sau. Trong bể cĩ tiến hành sục khí và khuấy trộn để xáo trộn đều nước thải và tránh sự lắng của các chất xảy ra trong bể. 4.2.3.2. Tính tốn: a. Thể tích bể điều hịa: Thời gian lưu nước trong bể điều hịa: t (4 h ÷ 12 h). Chọn t = 12 h . Thể tích bể điều hịa: tb 3 Vđh Qh t 33,33 12 400 m 3 Vđh = 400 m b. Kích thước bể điều hịa: Chiều cao mực nước lớn nhất: hmax (2,5 ÷ 5)m. Chọnh max = 4 m -52-
  61. Chọn chiều cao bảo vệ:h bv = 0,5 m Chiều cao tổng cộng bể điều hịa: H hmax hbv 4 5 4,5 m H = 4,5 m Diện tích mặt cắt ngang bể: V 400 A đh 100 m 2 H 4 A = 100 m2 Chọn bể hình vuơng, chiều dài và chiều rộng của bể: L = 10 m, W = 10 m. Kích thước bể điều hịa: L × B × H = 10 m × 10 m × 4,5 m. Bảng 4.1: Các dạng khuấy trộn trong bể điều hồ. Dạng khuấy trộn Giá trị Đơn vị Khuấy trộn cơ khí 4 – 8 W/m3 thể tích bể Tốc độ khí nén 10 – 15 l/m3phút (m3 thể tích bể) Nguồn: [1] c. Tính tốn lượng khí cần để xáo trộn trong bể: Sử dụng máy thổi khí, tốc độ R = 12 l/m3.phút. Lượng khí nén cần thiết cho xáo trộn: 3 3 3 qkhí = R × Vdh = 0,012 m /phút.m × 400 m = 4,8 m3/phút = 288 m3/h = 80 l/s. Chọn thiết bị khuếch tán khí là ống PVC khoan lỗ, được bố trí theo chiều dài. Các lỗ bố trí ở mặt dưới ống. Các ống được đặt trên các giá đỡ ở độ cao 10 cm so với đáy. d. Tính tốn ống dẫn khí: -53-
  62. Một ống chính dẫn khí nén đi từ máy nén khí đến bể rồi phân thành 7 ống nhánh. Mỗi ống nhánh cách thành bể 1,25 mét và cách ống kế bên 1,25 mét. Lưu lượng khí trong mỗi ống nhánh: q 288m3 / h q khí 41 m3 / h 0,012 m3 / s ơng 7 7 Chọn vận tốc khí trong ống là 10m/s. Đường kính ống chính: 4q 4 0,08 D khí 101 mm V 10 3 q khí – Lưu lượng khí đi trong ống = 0,08 m /s. V – Vận tốc khí đi trong ống = 10m/s. Chọn ống cĩ đường kính 114mm Đường kính ống nhánh: 4q 4 0,08 D khí 0,0382 m 38,2 mm 7V 7 10 3 q khí – Lưu lượng khí đi trong ống = 0,08 m /s. V – Vận tốc khí đi trong ống = 10m/s. Chọn ống cĩ đường kính 40 mm. Đường kính các lỗ: 2 – 5 mm, chọn dlỗ = 4 mm = 0,004m. Vận tốc khí qua lỗ: 5 – 20 m/s, chọn vlỗ = 15 m/s. Lưu lượng khí qua một lỗ: d 2 3,14 0,004 2 q v lơ 15 3600 0,678 m3 / h lơ lơ 4 4 Số lỗ trên một ống: -54-
  63. q 41 N ơng 60 lỗ. qlơ 0,678 e. Tính tốn máy thổi khí: Áp lực cần thiết của máy thổi khí: H m hl hd H Trong đĩ: h l – Tổn thất trong hệ thống ống vận chuyển, hl = 0,4m. (gồm tổn thất áp lực do ma sát dọc theo chiều dài trên đường ống dẫn và tổn thất cục bộ qua máy nén khí, các phụ tùng nối ống như tê, cút, van một chiều, thiết bị chống ồn, lọc khí ). h d – Tổn thất qua lỗ phân phối khí, hd = 0,5m. H – Độ sâu ngậm nước của ống khuếch tán khí, H = 4m. H m 0,4 0,5 4 4,9 m 0,49 at Năng suất yêu cầu của máy: Q = 0,08 m3/s Cơng suất của máy nén khí: GRT P P 2 0,283 1 máy 29,7ne P 1 Trong đĩ: P máy – Cơng suất yêu cầu của máy nén khí, kW. G – Trọng lượng của dịng khơng khí, kg/s. G = 0,08m3/s × 1,3 = 0,104 kg/s. R– Hằng số khí R = 8,314 KJ/K.mol oK. T – Nhiệt độ tuyệt đối của khơng khí đầu vào T = 298 oK. P 1 – Áp suất tuyệt đối của khơng khí đầu vào P1 = 1 atm. -55-
  64. P 2 – Áp suất tuyệt đối của khơng khí đầu ra. 10,33 4,9 P 1,47 atm 2 10,33 K 1 N 0,283(K = 1,395 đối với khơng khí) K 29,7 – Hệ số chuyển đổi. E – Hiệu suất của máy, chọn e = 0,7. 0,283 0,104 8,314 298 1,47 Pmáy 1 5,04 kW 29,7 0,283 0,7 1 Sử dụng 2 máy thổi khí (1 máy hoạt động, 1 máy dự phịng). Chọn máy thổi khí Shin Maywa – ARH80S (phụ lục J). f. Bơm từ bể điều hồ sang bể trung hồ: Chọn 2 máy bơm nhúng chìm hoạt động luân phiên. Q = 800 m3/ ngày = 33,33 m3/h = 0,0093 m3/s 3 Lưu lượng mỗi máy bơm Qb = 35 m /h Cột áp bơm là 5m và tổn thất đường ống là 1m, H = 5 + 1 = 6m Chọn bơm hãng Ebara – 80DML52.2, N = 2.2KW (phụ lục D). 4.2.4. Bể lắng 1: 4.2.4.1. Nhiệm vụ: Loại bỏ các tạp chất lơ lửng cịn lại trong nước thải sau khi đã qua các cơng trình xử lí trước đĩ. Ở đây, các chất lơ lửng cĩ tỷ trọng lớn hơn tỷ trọng của nước sẽ lắng xuống đáy, các chất cĩ tỷ trọng nhỏ hơn sẽ nổi lên trên mặt nước và sẽ được thiết bị gạt cặn tập trung đến hố ga đặt ở bên ngồi bể. Hàm lượng chất lơ lửng sau bể lắng 1 cần đạt ≤ 150 mg/l trước khi đưa vào các cơng trình xử lí sinh học. 4.2.4.2. Tính tốn: -56-
  65. TB 3 TB 3 Q h = 33,33 m /h Q ngày = 800 m /ngày Chọn bể lắng đợt 1 dạng trịn, nước thải vào từ tâm và thu nước theo chu vi bể (bể lắng ly tâm). Bảng 4.2: Các thơng số thiết kế đặc trưng cho bể lắng ly tâm. Giá trị Trong khoảng Đặc trưng - Thời gian lưu nước, giờ 1,5 ÷ 2,5 2 - Tải trọng bề mặt, m3/m2 ngày 32 ÷ 48 + Lưu lượng cao điểm 80 ÷ 120 + Lưu lượng trung bình 32 ÷ 48 - Tải trọng máng tràn, m3/m.ngày 125 ÷ 500 - Ống trung tâm + Đường kính 15 ÷ 20%D + Chiều cao 55 ÷ 65H - Chiều sâu H của bể lắng, m 3,4 ÷ 4,6 3,7 - Đường kính D của bể lắng, m 3,0 ÷ 60 12 ÷ 45 - Độ dốc đáy, mm/m 62 ÷ 167 83 - Tốc độ thanh gạt bùn, vịng/p 0,02 ÷ 0,05 0,03 Nguồn:[1] a. Diện tích bề mặt lắng: 3 2 3 2 Tải trọng bề mặt: LA (32 ÷ 48) m /m .ngày. Chọn LA= 40 m /m .ngày Diện tích bề mặt lắng: Q ng 800 A tb 20 m 2 LA 40 A = 20 m2 b. Đường kính bể lắng: -57-
  66. 4A 4 20 D 5,05 m D = 5,1 m c. Đường kính ống trung tâm: Ta cĩ:d tt (15 ÷ 20%)D. Chọn 20%D nên: dtt = 20%D = 0,2 × 5,1 = 1,02 m dtt = 1 m d. Chiều cao bể lắng: Chiều sâu hữu ích bể lắng: Hhi (3,4 ÷ 4,6)m. Chọn H hi = 4,4m Chiều cao lớp trung hịa:h th = 0,3m Chiều cao lớp bùn lắng:h b = 0,3m Chiều cao lớp an tồn:h at = 0,35m Chiều cao tổng cộng: Htc = Hhi + hth + hbl + hat = 4,4 + 0,3 + 0,3 + 0,35 = 5,35 m Htc = 5,35 m e. Chiều cao ống trung tâm: Ta cĩ: htt (55 ÷ 65%)Hhi Chọn 55%H nên: htt = 55%Hhi = 0,55 × 4,4 = 2,42 m htt = 2,42 m f. Kiểm tra lại thời gian lưu nước bể lắng: Thể tích phần lắng: V (D 2 d 2 )H (5,12 12 ).3,6 70,71 m3 4 tt hi 4 V = 70,71 m3 -58-
  67. Thời gian lưu nước: V 70,71 HRT  h 2,1 h Qtb 33,33 HRT = θ = 2,1 h Chu vi bể: C D 3,14 5,1 16,02 m g. Tải trọng máng tràn: Q ng 800 L tb 49,93 m3 / m.ngày S C 16,02 3 LS = 49,93 m /m.ngày h. Độ dốc đáy bể: i (4 ÷ 10)% → Chọn i = 10% i = 10% i. Tính tốn lượng bùn sinh ra: Giả sử hiệu quả xử lý cặn lơ lửng đạt 70% ở tải trọng 40m3/m2.ngày. Lượng bùn tươi sinh ra mỗi ngày là: 3 3 Mtươi = 270gSS/m × 800 m /ngày × 0,7/1000 g/kg = 151,2 kgSS/ngày. Giả sử bùn tươi cĩ hàm lượng cặn 5% (độ ẩm 95%), tỷ số VSS : SS = 0,75 và khối lượng riêng bùn tươi 1 kg/l. Vậy lưu lượng bùn tươi cần xử lý là: 151,2kg / ngày Q 3024 l / ngày 3,024 m 3 / ngày tuoi 0,05 1kg / l Lượng bùn tươi cĩ khả năng phân huỷ sinh học: Mtươi(VSS) = 151,2 kgSS/ngày × 0,75 = 113,4 kgVSS/ngày j. Bơm bùn đến bể nén bùn: Chọn cột áp của bơm: H = 8m -59-
  68. Chọn 2 bơm bùn hãng Ebara hoạt động luân phiên, CDM70/05, 0,37 kW. (Phụ luc E) k. Đường ống dẫn bùn: Chọn ống PVC cĩ:Ф ống = 90 mm. Bể lắng 1 cĩ thể loại bỏ được 50-70% chất rắn lơ lửng và 25-50% BOD, COD. SS và BOD, COD sau khi ra khỏi bể lắng 1 là: SS 270 1 0,7 81 mg / l 81 g / m3 BOD 742 1 0,3 519,4 mg / l COD 1095 1 0,3 766,5 mg / l 4.2.5. Ngăn trung hồ: 4.2.5.1. Nhiệm vụ: Dùng năng lượng cánh khuấy tạo ra dịng chảy rối để trộn đều nước thải với các hố chất cho vào để điều chỉnh pH nước thải nằm trong khoảng thích hợp (pH = 6,5 – 7,5) và cung cấp thêm dinh dưỡng cho hoạt động của vi sinh vật. 4.2.5.2. Tính tốn: a. Kích thước bể: Ống dẫn nước thải vào phía trên bể, dung dịch axit và chất dinh dưỡng cho vào ngay cửa ống dẫn vào bể, nước đi theo tấm chặn qua ống thu nước ở phía kia của thành bể để dẫn sang bể lắng 1. Thời gian khuấy trộn: 12 phút Cường độ khuấy trộn: G = 800 s-1. Nhiệt độ nước: 20oC. Thể tích bể trộn cần: V = 12 × 60s × 0,0093m3/s = 2,79 m3. Chọn kích thước bể trộn: L × W × H = 1,4 m × 1,4 m × 1,5 m. -60-
  69. b. Khuấy trộn: Dùng máy khuấy tuabin bốn cạnh nghiêng gĩc 45o hướng lên. Chọn đường kính cánh khuấy: D = 0,7m (<= ½ chiều rộng bể). Cánh khuấy đặt cách đáy 0,35m. Chiều rộng cánh khuấy = 0,07m. Năng lượng cần truyền vào nước: P = G2Vµ = (800)2 × 2,94 × 0,001 = 1881,6 J/s = 1,88 kW. Hiệu suất động cơ: 0,8. Cơng suất động cơ sẽ là: 1,88/0,8 = 2,352 kW. Bảng 5.8: Giá trị K của các loại cánh khuấy. Loại cánh khuấy Chảy tầng Chảy rối Cánh khuấy chân vịt 3 cánh, bước răng 41,0 0,32 vuơng 43,5 1,00 Cánh khuấy chân vịt 3 cánh. 71,0 6,30 Tua bin 6 cánh phẳng đầu vuơng. 70,0 4,80 Tua bin 6 cánh đầu cong - 1,08 Tua bin 4 cánh nghiêng 450. 70 1,65 Tua bin kiểu quạt 6 cánh. 71,0 4,00 Tua bin 6 cánh dạng mũi tên. 36,5 1,70 Mái chèo phẳng, 6 cánh. 97,5 1,08 Shrouded turbin 2 cánh cong Nguồn:[1] Số vịng quay: 1/ 3 1/ 3 P 2352 n 2,04 vịng / s 123 vịng / phút 5 5 K D 1,65 1000 0,7 Phải cĩ hộp giảm tốc cho động cơ. -61-
  70. Đường kính ống dẫn nước ra lấy bằng đường kính ống dẫn nước vào và bằng 220mm. c. Tính tốn hĩa chất: Tính lượng NaOH: Lượng NaOH để trung hịa nước thải pHvào min = 4, pHtrung hồ = 7 K = 0.00001 mol/l [1]. Khối lượng phân tử NaOH = 40 g/mol Nồng độ dung dịch NaOH 5%, tỉ trọng 1,05 Lượng NaOH cần để trung hịa: 0.00001 40 800 1000 NaOH 6,1 l / ngày th 5 1,05 10 Tính lượng H2SO4: Lượng H2SO4 để trung hồ nước thải pHvào max = 9, pHtrung hồ = 7 K = 0.000005 mol/l [1] Khối lượng phân tử H2SO4 = 98kg/kmol Nồng độ dung dịch H2SO4 = 98% Trọng riêng của dung dịch = 1.84 kg/l Lượng H2SO4 cần để trung hồ 0,000005 98 800 1000 H SO 1,08 l / ngày 2 4 98 1,84 10 4.2.6. Bể Aerotank: 4.2.6.1. Nhiệm vụ: -62-
  71. Bể Aerotank hoạt động theo phương pháp xử lí sinh học hiếu khí, các vi sinh sử dụng oxy hồ tan để phân hủy các chất hữu cơ cĩ trong nước. Nước thải cĩ một lượng lớn các chất hữu cơ, do đĩ chúng được đưa vào bể Aeroten để các vi sinh vật phân huỷ chúng thành các chất vơ cơ như CO2, H2O, và tạo thành sinh khối mới, gĩp phần làm giảm COD, BOD của nước thải. 4.2.6.2. Tính tốn: Đặc tính của dịng nước thải trước khi vào bể Aeroten: COD = 766,5 mg/l. BOD5 = 519,4 mg/l. Độ màu = 1260 Pt – Co. SS = 81 mg/l. a. Các thơng số thiết kế: Lưu lượng nước thải: Q = 800 m3/ngày = 0,0093 m3/s. Nhiệt độ nước thải duy trì trong bể 25oC. Nồng độ chất rắn bay hơi hay bùn hoạt tính (MLVSS) được duy trì trong bể là 3000 mg/l. Nước thải khi vào bể Aeroten cĩ hàm lượng chất rắn lơ lửng bay hơi (bùn hoạt tính) ban đầu khơng đáng kể: Xo = 0. Tỷ số chất rắn lơ lửng bay hơi (MLVSS) và chất rắn lơ lửng (MLSS) trong hỗn hợp cặn ra khỏi bể lắng là 0,8. Nồng độ bùn hoạt tính tuần hồn là 8000 mg/l. Thời gian lưu của bùn hoạt tính (tuổi bùn) trong bể là 10 ngày. Hệ số chuyển đổi giữa BOD5 và BOD20 là: 0,68. -1 Hệ số phân huỷ nội bào Kd = 0,06 ngày . Hệ số năng suất sử dụng chất nền cực đại : Y = 0,6 mgVSS/mgBOD5. -63-
  72. Nước thải đã được điều chỉnh sao cho BOD5 : N : P = 100 : 5 : 1. Nước thải sau khi xử lí: BOD5 đầu ra = 50 mg/l. COD đầu ra = 331 mg/l. độ màu = 600 Pt – Co. SS đầu ra = 30 mg/l, trong đĩ cĩ 65% cặn cĩ thể phân huỷ sinh học. b. Sơ đồ làm việc của hệ thống: Q, S0, Xo Qe, S, Xe Bể lắng Bể Aerotank Qr, Xr, S Qw,Xr Trong đĩ: Q, Qr, Qw, Qe – Lưu lượng nước đầu vào, lưu lượng bùn tuần hồn, lưu lượng bùn xả và lưu lượng nước đầu ra, m3/ngày. S 0, S – Nồng độ chất nền (tính theo BOD5) ở đầu vào và nồng độ chất nền sau khi qua bể Aerotank và bể lắng, mg/l. X, Xr, Xe – Nồng độ chất rắn bay hơi trong bể Aerotank, nồng độ bùn tuần hồn và nồng độ bùn sau khi qua bể lắng 2, mg/l. c. 3). Xác định hiệu quả xử lí của bể: Xác định BOD5 hịa tan sau lắng 2 theo mối quan hệ sau: -64-
  73. BOD5 = BOD5hịa tan + BOD5cặn lơ lửng SS đầu ra sau lắng II chứa 30 mg/l cặn sinh học (65% cặn dễ phân hủy). Hàm lượng cặn sinh học dễ phân hủy 0,65 × 30 = 19,5 mg/l. Lượng cặn hữu cơ được tính tốn dựa vào phương trình sau: C5H7O2N + 5O2 → 5CO2 = 2H2O + NH3 + Năng lượng 113mg 160mg 1mg 1,42 mg Dựa vào phương trình trên thì lượng BOD cần sẽ bằng 1,42 lần lượng tế bào. Do đo, lượng chất hữu cơ tính theo BOD là: BODL: cặn sinh học dễ phân hủy sau lắng 2. BODL = 19,5 mg/l × 1,42 mg O2 tiêu thụ/mg tế bào bị oxy hĩa = 27,69 mg/l. Lượng BOD5 cĩ trong chất rắn lơ lửng ra khỏi bể lắng: BOD5 của SS sau lắng II: BOD5(ss) = 0,68 × BODL = 0,68 × 27,69 = 18,83 mg/l Lượng BOD5 hồ tan ra khỏi bể lắng = BOD5 ở đầu ra – BOD5 cĩ trong cặn lơ lửng: 50 – 18,83 = 31,17 mg/l Hiệu quả xử lí BOD5 phải thiết kế (theo tổng cộng): 519,4 50 E 90,37% tc 519,4 Hiệu quả xử lí BOD5 theo thiết kế (theo BOD5 hịa tan): 519,4 31,17 E 94% ht 519,4 d. 4). Xác định thể tích bể Aeroten: Thể tích bể được tính theo cơng thức: -65-
  74. Q.Y. .(S S) V c 0 X.(1 K d c ) Trong đĩ: Q– Lưu lượng nước thải 800 m 3/ngày. θ c – Tuổi bùn. S 0 – Hàm lượng BOD5 ở đầu vào. S – Hàm lượng BOD5 ở đầu ra. 800 0,6 10 (519,4 31,17) V 488 m3 3000 (1 0,06 10) Chọn chiều cao chứa nước trong bể: 4m. Diện tích bề mặt bể: 446 A 122 m 2 4 Chọn kích thước: Dài × rộng = 16,2 m × 7,8 m. Vậy kích thước bể Aeroten: L × W × H = 16,2 m ×7,8 m × 4,5 m. Trong đĩ chiều cao dự trữ là 0,5 m. e. Xác định thời gian lưu nước: V 505,44  0,63 ngày Q 800 f. Xác định lượng bùn xả ra hằng ngày: Hệ số tăng trưởng của bùn: Y 0,6 Yobs 0,375 1 K d c 1 0,06 10 Lượng bùn hoạt tính sinh ra trong một ngày tính theo MLVSS: PX Yobs Q(S o S) 0,375 800 (519,4 31,17) 14649 g / ngày 146,47 kg / ngày -66-
  75. Lượng tăng sinh khối tổng cộng tính theo MLSS trong một ngày: P 146,47 P X 183,1 kg/ngày c 0,8 0,8 Lượng bùn thải bỏ mỗi ngày: Lượng tăng sinh khối tổng tính theo MLSS – hàm lượng SS cịn trong dịng ra 183,1 – (1000 × 30 × 10-3) = 153,1 kgSS/ngày. Lượng bùn xả ra hằng ngày được tính: V.X  c Qxa X T Qr X r VX Qr X r c 505,44 3000 800 24 10 3 Qxa 20,69 m / ngày X T  c 6400 10 Trong đĩ: V– Thể tích bể Aeroten, 505,44 m 3. X– Nồng độ bùn hoạt tính duy trì trong bể Aeroten, 3000 mg/l. Q r – Lưu lượng nước ra khỏi bể lắng 2, xem như bằng lưu lượng vào của bể (nước theo bùn khơng đáng kể). X T – Nồng độ chất rắn bay hơi cĩ trong bùn tuần hồn lại bể: 0,8 × 8000 = 6400 mg/l. X r – Nồng độ chất rắn bay hơi VSS cĩ trong bùn hoạt tính SS trong nước ra khỏi bể lắng II: 0,8 × 30 = 24 mg/l. g. Xác định lượng bùn tuần hồn lại bể: Nồng độ bùn hoạt tính trong bể Aeroten luơn được duy trì ở giá trị 3500 mg/l. ta cĩ phương trình cân bằng vật chất như sau: X (Qv QT ) QT X T -67-
  76. X 3000 3 QT Qv 800 705,88 m / ngày X T X 6400 3000 Hệ số tuần hồn bùn: Q 705,88 T 0,88 QV 800 h. Kiểm tra tỉ số F/M và tải trọng thể tích của bể: F S 519,4 o 0,275 mgBOD / mgVSS.ngày M X 0,63 3000 5 (giá trị này nằm trong qui phạm cho phép của các thơng số thiết kế: 0,2 – 1) Tải trọng thiết kế của bể: QS 800 519,4 L 0 822,1 gBOD / m 3 .ngày 0,8221 kgBOD / m 3 .ngày V 505,44 5 5 ( giá trị này nằm trong qui phạm cho phép của các thơng số thiết kế: 0,8 – 1,9) i. Xác định lượng oxy cần cung cấp cho bể Aeroten: Tính lượng oxy cần theo tiêu chuẩn: Q(S S) 800 519,4 31,17 10 3 OC o 1,42P 1,42 146,47 366 kgO / ngày 0 f x 0,68 2 f – Hệ số chuyển đổi BOD5 và BOD20, f = 0,68. Lượng O2 cần thực tế: Cs20 1 Oct OC0 Csh Cl Trong đĩ: Hệ số điều chỉnh lượng oxi ngấm vào nước thải, = 0,7. -68-
  77. Hệ số điều chỉnh lực căng bề mặt theo hàm lượng muối đối với nước thải  =1. C sh – DO bảo hồ trong nước ở nhiệt độ làm việc: 9,08 mg/l. C l – DO cần duy trì: 2 mg/l. 9,08 1 OC 366 670,6 kgO / ngày t 1 9,08 2 0,7 2 Lượng khơng khí cần cung cấp: OC Q t f kk OU OU – Cơng suất hồ tan oxy ở độ sâu 4m, OU = Ou × h. Tra bảng 7.1 trang 112 sách “Tính tốn các cơng trình xử lí nước thải” ta cĩ: 3 Ou = 7 gO2/ m .m (sử dụng thiết bị làm thống tạo ra bọt khí nhỏ mịn). 3 OU = Ou × h = 7 × 4 = 28 gO2/m f – hệ số an tồn f = 1,5. 670,6 Q 1,5 = 35,925.103 m3/ ngày = 1496,9 m3/giờ = 0,42 m3/s = 24,95m3/phút. kk 28.10 3 Kiểm tra lượng khơng khí cần thiết cho xáo trộn hồn tồn: 3 3 3 3 3 Q = Qkk / V = 1496,9 m /giờ / 496 m = 3,02 m /m .giờ = 50,1 lit/m .phút. Vậy lượng khí cấp cho quá trình bùn hoạt tính cũng đủ cho nhu cầu xáo trộn hồn tồn. j. Xác định cơng suất máy thổi khí: Áp lực cần thiết của máy thổi khí: Hm = hl + hd + H Trong đĩ: h l – Tổn thất trong hệ thống ống vận chuyển hl = 0,4m. h d – Tổn thất qua lỗ khuếch tán khí hd = 0,5m. -69-
  78. H– Độ sâu ngậm nước của ống khuếch tán khí H = 4m. Hm = 0,4 + 0,5 + 4 = 4,9m = 1,49 at. Năng suất yêu cầu của máy: Q = 0,42 m3 /s. Cơng suất của máy thổi khí: GRT P P 2 0,283 1 may 29,7ne P 1 Trong đĩ: P máy – Cơng suất yêu cầu của máy nén khí, kW. G– Trọng lượng của dịng khơng khí, kg/s. G = 0,42 × 1,3 = 0,546 kg/s. R– Hằng số khí R = 8,314 KJ/K.mol oK. o T 1 – Nhiệt độ tuyệt đối của khơng khí đầu vào T1 = 298 K. P 1 – Áp suất tuyệt đối của khơng khí đầu vào P1 = 1 atm. P 2 – Áp suất tuyệt đối của khơng khí đầu ra. 10,33 4,9 P 1,47atm 2 10,33 K 1 N = 0,283 (K= 1,395 đối với khơng khí). K 29,7 – Hệ số chuyển đổi. e – Hiệu suất của máy, chọn e = 0,7. 0,283 0,546 8,314 298 1,47 Vậy Pmáy 1 26,5 kW 29,7 0,283 0,7 1 2 máy thổi khí (1 hoạt động, 1 dự phịng), chọn H = 6m. Chọn máy thổi khí hiệu Shin Maywa – ARH150S. (phụ lục J) -70-
  79. Chọn dạng đĩa xốp, cĩ màng phân phối dạng mịn, đường kính θ = 270mm, diện tích bề mặt F = 0,057m2. Cường độ thổi khí v = 7m3/h.đĩa. Độ ngập sâu nước của thiết bị phân phối h = 4m (lấy gần đúng bằng chiều sâu bể). Số đĩa cần phân phối trong bể: Q 1496,9 N kk 213,84 đĩa v 7 Chọn N = 210 đĩa k. Cách bố trí đầu phân phối khí: Từ ống chính chia thành 21 ống nhánh, trên mỗi ống nhánh cĩ 10 đầu phân phối. Theo chiều dài của bể là 16,2 m ta bố trí như sau: khoảng cách giữa 2 ống nhánh ngồi cùng với thành bể là 0,6 m, khoảng cách giữa 2 ống nhánh là 0,75 m. Trên mỗi ống nhánh bố trí đầu phân phối: khoảng cách giữa 2 đầu phân phối ngồi cùng đến thành bể là 0,525 m và khoảng cách giữa 2 đầu phân phối khí là 0,75 m. Trụ đỡ: đặt ở giữa 2 đĩa kế nhau từng trụ một. Kích thước trụ đỡ: L × W × H = 0,2m × 0,2m × 0,2m l. Tính tốn đường ống dẫn khí: Vận tốc khí trong ống dẫn khí chính vkhí (10 ÷ 15) m/s. Chọnv khí = 12m/s Đường kính ống phân phối chính: 4Qkk 4 0,42 d ong 0,211 m vkhí 12 Chọn ống sắt tráng kẽm cĩ:Ф ống = 220 mm Từ đường ống chính ta phân làm 21 ống nhánh để phân phối khí vào bể. Sơ đồ ống phân phối khí như sau: -71-
  80. ốn g n h án h đ ứn g ốn g ch ín h ốn g n h án h n g an g Sơ đồ ống phn phối khí Lượng khí qua mỗi ống nhánh: Q 0,42 Q ' kk 0,02 m3 / s k 21 21 Chọn vận tốc khí qua mỗi ống nhánh: vnhánh = 7m/s. Đường kính ống nhánh: ' 4Qk 4 0,02 d nhanh 0,06 m vnhanh 7 Chọn ống sắt tráng kẽm cĩ:Ф nhánh = 50 mm . m. Tính tốn đường ống dẫn nước thải vào bể: Chọn vận tốc nước thải trong ống: v (0,3 ÷ 0,7) m/s. Chọn v = 0,7m/s. Đường kính của ống: 4Q tb 4 800 d ng 0,130 m ong v 0,7 24 3600 Chọn ống PVC cĩ:Ф ống = 130 mm. -72-
  81. Vận tốc thực nước chảy trong ống: tb 4Qng 4 2000 v 2 2 0,67 m / s d ong 0,15 24 3600 v = 0,67 m/s n. Tính tốn đường ống dẫn bùn tuần hồn: Vận tốc bùn chảy trong ống trong điều kiện cĩ bơm: v (1 ÷ 2)m/s Chọn: v = 1m/s Đường kính ống dẫn bùn: 4Q 4 29,41 d T 0,102 m ong v 1 3600 Chọn ống PVC cĩ:Ф ống = 90 mm. o. Tính bơm bùn tuần hồn: Chọn cột áp của bơm: H = 8m. 3 Lưu lượng bơm : QT = 29,41 m /h. Chọn bơm Ebara DWO 200M, N = 1,5 kW. (phụ lục F) p. Tính đường ống dẫn nước ra khỏi bể: Tổng lưu lượng nước ra khỏi bể: 800 29,41 Q Q tb Q 0,0174 m3 / s ra ng T 24.3600 3600 3 Qra = 0,0174 m /s Chọn vận tốc trong ống:v ra = 0,7m/s Đường kính ống: 4Qra 4 0,0174 d ong 0,178 m vra 0,7 -73-
  82. Chọn ống PVC cĩ:Ф ống = 220 mm q. Đường ống dẫn bùn: Chọn ống PVC cĩ:Ф ống = 90 mm. 4.2.7. Bể lắng 2: 4.2.7.1. Nhiệm vụ: Sau khi qua bể Aerotank, hầu hết các chất hữu cơ hịa tan trong nước thải bị loại hồn tồn. Tuy nhiên, nồng độ bùn hoạt tính cĩ trong nước thải là rất lớn, do vậy bùn hoạt tính và các chất rắn lơ lửng sẽ được tách ở bể lắng đợt 2. 4.2.7.2. Tính tốn: a. Diện tích bề mặt lắng: Q 1 C S 0 CtVL Trong đĩ: C o – Nồng độ cặn trong bể Aerotank (tính theo chất rắn lơ lửng). X 3000 C 3750 mg / l 0 0,8 0,8 – Hệ số tuần hồn,  = 0,88. C t – Nồng độ bùn trong dịng tuần hồn, Ct = 8000 mg/l. V L – Vận tốc lắng của bề mặt phân chia ứng với nồng độ CL. 6 KCL 10 VL Vmax e Trong đĩ: C L – Nồng độ cặn tại mặt lắng L (bề mặt phân chia) C 8000 C t 4000 mg / l 4000 g / m3 L 2 2 -74-
  83. V max = 7 m/h K = 600 (cặn cĩ chỉ số thế tích 50 < SVI < 150). 600 3750 10 6 VL 7 e 0,64 m / h 800 1 0,88 3750 S 45,9 m 2 0,64 8000 24 Lấy S = 46 m2 Diện tích bể nếu tính thêm buồng phân phối trung tâm: 2 Sbể = 1,1 × 46 = 50,6 (m ) b. Đường kính bể lắng: 4S 4 50,6 D be 8,1 m be c. Đường kính ống trung tâm: Ta cĩ:d tt (15 ÷ 20%)D. Chọn 20%D nên: dtt = 20%D = 0,2 × 8,1 = 1,62 m Chọnd tt = 1,65 m d. Chiều cao bể lắng: Chọn chiều cao bể: H = 4 m. Chiều cao dự trữ trên mặt thống: h 1 = 0,3 m. Chiều cao cột nước trong bể: h = 4 – 0,3 = 3,7 m. Chiều cao phần nước trong:h 2 = 2m. Chiều cao phần chĩp đáy bể cĩ độ dốc 5% hướng về tâm: D 8,1 h 0,05 be 0,05 0,2025 m 3 2 2 Chọn h 3 = 0,25 m -75-
  84. Chiều cao chứa bùn phần hình trụ: h4 = H – h1 – h2 – h3 = 4 – 0,3 – 2 – 0,25 = 1,45 (m) e. Tính tốn bùn trong bể lắng: Thể tích phần chứa bùn: 3 Vb = Sbể × h4 = 51,5 × 1,45 = 74,675 (m ) Nồng độ bùn trong bể: C C 4000 8000 C L t 6000 g / m3 6 kg / m3 tb 2 2 Lượng bùn chứa trong bể lắng G = Vb × Ctb = 74,675 × 6 = 448,05 (kg) Tải trọng bùn: Q Q C 800 704 3750 10 3 b t 0 4,9 kg / m 2 .h 24Slang 24 48,25 f. Chiều cao ống trung tâm: Ta cĩ: htt (55 ÷ 65%)Hhi Chọn 60%H nên: htt = 60%Hhi = 0,6 × 2 = 1,2 m htt = 1,2 m g. Diện tích buồng phân phối trung tâm: d 2 1,652 S tt 2,14 m 2 tt 4 4 h. Diện tích vùng lắng của bể: 2 Slắng = Sbể - Stt = 51,5 – 2,14 = 49,36 (m ) i. Tải trọng thủy lực lên bể: Q 800 a 16,21 m3 / m 2 ngày Slăăn 49,36 -76-
  85. j. Vận tốc đi lên của dịng nước trong bể: a 16,21 V 0,68 m / h nuoc 24 24 k. Thời gian lưu nước trong bể lắng: Dung tích bể lắng: 3 Vbể = H × Sbể = 3,7 × 51,5 = 190,55 (m ) Nước đi vào bể lắng: (1 + ) × Q = (1 + 0,88) × 800 = 1504 (m3/ngày) Thời gian lưu nước: V 190,55 24 t bê 3,04 h Q Qt 1504 Thời gian lắng: V S h 48,25 2 24 t L Lang 2 2,895 h 1 Q Q 800 Thời gian cơ đặc cặn: Vcd Sbe h4 51,5 1,45 24 t2 2,47 h Qt Qxa Qt Qxa 704 20,25 Việc xả bùn hoạt tính khỏi bể lắng đợt 2 được thực hiện bằng bơm, bơm bùn tuần hồn lại Aeroten, và bơm bùn dư về bể nén bùn đã được tính ở trên. Hố thu gom bùn đặt ở chính giữa bể và cĩ thể tích nhỏ vì cặn sẽ được tháo ra liên tục, đường kính hố thu gom bùn lấy bằng 20% đường kính bể = 1,6m. 4.2.8. Bể keo tụ: 4.2.8.1. Nhiệm vụ: -77-
  86. Dùng năng lượng cánh khuấy tạo ra dịng chảy rối để trộn đều nước thải với hố chất cho vào: phèn nhơm. Giai đoạn keo tụ này gồm cĩ các cơng trình như sau: Các cơng trình để dự trữ, chuẩn bị và định lượng hố chất keo tụ: kho, máy nghiền, cân để đo chất keo tụ Các cơng trình để hồ trộn chất keo tụ với nước kĩ thuật thành dung dịch: bể hồ trộn (hồ trộn sơ bộ chất keo tụ với nước kĩ thuật), bể dung dịch (theo đúng nồng độ tính tốn) và bơm định lượng. Bể trộn. 4.2.8.2. Tính tốn: Ống dẫn nước thải vào ở đáy bể, dung dịch phèn cho vào ngay cửa ống dẫn vào bể, nước đi từ dưới lên và vào ống thu ở phía kia của thành bể để dẫn sang bể tạo bơng phía sau. Lưu lượng vào: Q = 800 m3/ngày. Chọn thời gian lưu là 5 phút. a. Thể tích bể trộn: 800 V Qt 5 2,78 m 3 24 60 Chọn kích thước bể: 1,2 × 1,2 × 2 m3. Chọn chiều cao bảo vệ: hbv = 0,5 m. Chiều cao thật của bể: H = 2 + 0,5 = 2,5 m. Kích thước thật của bể: 1,2 × 1,2 × 2,5 m. b. Tính tốn hệ thống khuấy trộn: Dùng máy khuấy turbin bốn cánh thẳng đứng. Đường kính cánh khuấy bằng 50% – 60% chiều rộng bể, chọn D = 0,7 (m). -78-
  87. Năng lượng cần thiết để đưa cánh khuấy di chuyển trong nước: P G 2V 0,789 10 3 800 2 2,88 1454 W 1,5 kW Trong đĩ: G – Gradien, sự biến đổi vận tốc của nước trong một đơn vị thời gian. Chọn G = 800 s-1. V– Thể tích nước cần khuấy trộn. µ – Độ nhớt nước thải (N.s/m 2), đối với nước ở nhiệt độ 25 oC ta cĩ µ = 0.789×10-3 N.s/m2. Cơng suất của moteur: Hệ số truyền động  (hiệu suất khuấy) = 80%. 1,5 P 1,875 kW 0,8 Tốc độ chuyển động tương đối của cánh khuấy so với nước: 2 Rn 2 0,35 220 v 0,75 0,75 6,05 m / s n 60 60 Trong đĩ: R – Bán kính chuyển động của cánh khuấy, tính từ mép ngồi của cánh đến tâm trục quay, R = 0,35 m. n – Số vịng quay của cánh khuấy, chọn n = 220 vịng/phút. Diện tích cánh khuấy: 3 P 51CFvn (W ) P 1875 2 F 3 3 0,138 m 51 C vn 51 1,2 6,05 Trong đĩ: F– Tổng diện tích của các bản cánh khuấy m 2. -79-
  88. C– Hệ số sức cản của nước, phụ thuộc vào tỷ lệ giữa chiều dài và chiều rộng của bản cánh khuấy, chọn l/w = 5 C = 1,2. Diện tích 1 bản cánh khuấy: F 0,138 f 0,0345 m 2 4 4 l f l w 0,0345 và 5 w Chọn Chiều rộng bản cánh khuấy w = 0,08 m. Chiều dài bản cánh khuấy l = 0,45 m. 4.2.9. Bể tạo bơng: 4.2.9.1. Nhiệm vụ: Hồn thành nốt quá trình keo tụ, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tiếp xúc và kết dính giữa các hạt keo với cặn bẩn, lúc này cĩ châm thêm polymer PAC ở bể phản ứng. 4.2.9.2. Tính tốn: a. Bể tạo bơng 1: Thể tích bể phản ứng: 800 V Q T 20 11,11 m 3 24 60 Chọn bể phản ứng: H = 2,5 m. V 11,11 Diện tích bể: F 4,44 m 2 . H 2,5 Chọn bể cĩ dạng hình vuơng a F 4,44 2,1 m . Chọn kích thước bể: L W H = 2,1 2,1 2,5 m3. Thể tích phần chứa nước: V = 11,025 m3. Tính tốn hệ thống khuấy trộn: -80-
  89. Dùng máy khuấy turbin bốn cánh thẳng đứng. Đường kính cánh khuấy bằng 50% – 60% chiều rộng bể, chọn D = 1,2 m. Năng lượng cần thiết để đưa cánh khuấy di chuyển trong nước: P G 2V 0,789 10 3 70 2 11,025 42,62 W Trong đĩ: . G – Gradien, sự biến đổi vận tốc của nước trong một đơn vị thời gian. Chọn G = 70 (s-1). . V – thể tích nước cần khuấy trộn. . Độ nhớt nước thải (N.s/m2), đối với nước ở nhiệt độ 25 oC ta cĩ µ = 0.789×10-3 N.s/m2. Tốc độ chuyển động tương đối của cánh khuấy so với nước: 2 Rn 2 0,6 30 v 0,75 0,75 1,41 m / s n 60 60 Trong đĩ: . R – bán kính chuyển động của cánh khuấy, tính từ mép ngồi của cánh đến tâm trục quay, R = 0,6 m. . n – số vịng quay của cánh khuấy, chọn n = 30 vịng/phút. Diện tích cánh khuấy: 3 P 51CFvn (W ) P 42,62 2 F 3 3 0,248 m 51 C vn 51 1,2 1,41 Trong đĩ: F – tổng diện tích của các bản cánh khuấy m2. C – hệ số sức cản của nước, phụ thuộc vào tỷ lệ giữa chiều dài và chiều rộng của bản cánh khuấy, chọn l/w = 5 C = 1,2. -81-