MỞ ĐẦU 1. TÍNH CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Trong những năm đầu thế kỉ 21, tốc độ công nghiệp hoá của Việt Nam ngày càng phát triển, nhiều khu công nghiệp, khu chế xuất ra đời, nhiều ngành công nghiệp phát triển mạnh. Vì thế, hàng ngày lượng nước thải không nhỏ được thải ra nguồn tiếp nhận mà chưa qua hệ thống xử lý. Nước thải ngành thuộc da cũng không nằm ngoài sự ảnh hưởng tới môi trường và sức khoẻ cộng đồng.
Để có một tấm da thành phẩm, từ một tấm da sống nguyên liệu phải trải qua một quá trình biến đổi hoá lý phức tạp, sử dụng nhiều nước, hoá chất, chất tổng hợp, chất tự nhiên. Hỗn hợp các hoá chất dư thừa, các sản phẩm chuyển hoá từ chúng và các cặn bã ở dạng hoà tan hay phân tán trong nước cùng tạo ra các chất thải lỏng, chất thải rắn và chất thải khí. Ở mỗi công đoạn khác nhau thì dòng thải đều có đặc trưng về thành phần chất ô nhiễm riêng: công đoạn hồi tươi, ngâm vôi, tẩy lông thì nước thải mang tính kiềm. Trong công đoạn làm xốp, thuộc thì nước thải lại mang tính axit.
Hầu hết nước thải sau hệ thống xử lý chất lượng thải đầu ra không ổn định đặc biệt là hàm lượng nitơ, photpho trong nước thải cao. Bên cạnh đó, chi phí vận hành cho các công nghệ xử lý nitơ, photpho trong nước thải hiện tại còn khá cao, chủ yếu liên quan đến nhu cầu cung cấp oxy và các thành phần hữu cơ. Vì vậy, việc tìm kiếm một giải pháp thích hợp để xử lý nitơ, photpho trong nước thải là đáng được quan tâm. Công nghệ SBR dòng vào liên tục - ICEAS (Intermittent Cycle Extended Aeration System) là công nghệ cải tiến từ công nghệ SBR, được bắt đầu nghiên cứu ở Úc từ những năm 80 (Ouyang.
Hiện tại, công nghệ ICEAS được phát triển bới công ty SANITAIRE và đã có gần 1000 bể ICEAS được lắp đặt trên toàn Trương Trọng Danh GVHD: Nguyễn Tấn Phong Trang 2 thế giới (SANITAIRE, 2015). Tuy nhiên, công nghệ ICEAS lại chưa được phổ biến ở Việt Nam. Với dòng vào liên tục, ICEAS có thể khắc phục được những nhược điểm do đầu vào gián đoạn của SBR truyền thống như: ổn định nồng độ sinh khối trong bể, giảm lưu lượng bơm đầu vào, … Ngoài ra, các công trình xử lý sinh học với các loại giá thể đang được ứng dụng rộng rãi nhằm nâng cao hiệu quả xử lý của các hệ thống hiện tại. Ưu điểm của giá thể sinh học là nâng cao sinh khối bùn, chất lượng bùn cũng như tốc độ xử lý ở cộng đồng sinh khối trên bề mặt giá thể.
Đề tài “Xử lý nước thải thuộc da bằng công nghệ SBR dòng vào liên tục có sử dụng giá thể” được thực hiện với mục đích kết hợp các giải pháp xử lý nước thải trong cùng một bể phản ứng có thể xử lý nước thải nhiễm hữu cơ và các chất dinh dưỡng nhằm giảm chi phí xử lý so với các công trình trước đó nhằm góp phần vào nâng cao giá trị sản xuất của các doanh nghiệp thuộc da. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Đánh giá hiệu suất xử lý COD, NH4-N, TKN, TN của mô hình nghiên cứu tại các tải trọng khác nhau. Khảo sát ảnh hưởng của lưu lượng đầu vào đến khả năng lắng của bùn và nồng độ đầu ra. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu: Nước thải thuộc da ở bể lắng 1 (sau keo tụ) của Công ty thuộc da Đặng Tư Ký (KCN Lê Minh Xuân).
Phạm vi nghiên cứu: Nước thải thuộc da chứa thành phần hữu cơ (BOD5, COD) và dinh dưỡng cao. Trương Trọng Danh GVHD: Nguyễn Tấn Phong Trang 3 1. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Nghiên cứu hiệu quả xử lý các chỉ tiêu COD, NH4-N, TKN, TN của mô hình ICEAS với các tải trọng 0.ngày (không có giá thể PVA) và tải trọng 1.ngày (có giá thể PVA) với thời gian lưu 12h, chu kỳ 8h tương ứng với pha sục khí, khuấy trộn 7h, pha lắng 0. Thiết kế và vận hành công trình thực tế.
Nghiên cứu ảnh hưởng của lưu lượng đầu vào đến khả năng lắng của bùn và sự thay đổi nồng độ đầu ra trong pha rút nước. Ý NGHĨA KHOA HỌC, THỰC TIỄN VÀ TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI 1. Ý nghĩa khoa học Nghiên cứu là cơ sở lý thuyết cho quá trình kết hợp công nghệ ICEAS với giá thể di động để xử lý COD, NH4-N, TKN, TN trong nước thải thuộc da, là cơ sở cho các quá trình nghiên cứu kết hợp tiếp theo nhằm mục tiêu nâng cao hiệu quả xử lý COD, NH4-N, TKN, TN. Ý nghĩa thực tiễn Kết quả nghiên cứu của đề tài được ứng dụng trong xử lý nước thải ngành chế biến thuộc da đa dạng đang gặp bài toán cần giải quyết hiện nay là xử lý chất hữu cơ và dinh dưỡng với công nghệ kết hợp và giá thành hợp lý.
Tính mới của đề tài Tuy đã có gần 1000 bể ICEAS được xây dựng trên toàn thế giới, tuy nhiên, hầu hết các bể chủ yếu xử lý nước thải tập trung hoặc sinh hoạt và cũng chưa có nghiên cứu nào về việc sử dụng ICEAS để xử lý nước thải thuộc da. Ngoài ra, công nghệ ICEAS cũng chưa phổ biến ở Việt Nam. Mô hình nghiên cứu sử dụng giá thể di động với diện tích bề mặt riêng lớn làm tăng khả năng tiếp xúc giữa vi sinh vật và nước thải, vi sinh vật dính bám lên giá thể làm tăng mật độ sinh khối so với quá Trương Trọng Danh GVHD: Nguyễn Tấn Phong Trang 4 trình lơ lửng thông thường. Do đó, đây sẽ là một đề tài mới và hứa hẹn có tính thực tiễn cao.
Trương Trọng Danh GVHD: Nguyễn Tấn Phong Trang 5 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2. TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI THUỘC DA 2. Thành phần, tính chất nước thải thuộc da: Đặc trưng nước thải sản xuất gồm: + Rửa, ngâm (hồi tươi): Nước thải nhiễm BOD, COD, SS, Cl-. + Ngâm vôi, Tẩy lông, rửa, Nạo bạc nhạc, Rửa vôi, Rửa: Nước thải có độ kiềm, BOD, Sunphit, SS cao.
+ Ngâm axít: Nước thải nhiễm axit, DS. + Thuộc Crom: Nước thải nhiễm axit, Crom. + Rửa: Nước thải nhiễm axit, Crom. + Nhuộm ăn dầu: Nước thải nhiễm Crom, dầu, màu, BOD, COD, SS.
+ Hãm và rửa: Nước thải nhiễm màu, BOD. - Nhìn chung nước thải thuộc da chứa nhiều hóa chất tổng hợp như thuốc nhuộm, dung môi hữu cơ, hàm lượng TS, SS, độ màu, chất hữu cơ cao. - Nước thải thuộc da phức tạp do đặc tính của nó là tập hợp của nhiều dòng thải có tính chất khác nhau, có thể phản ứng với nhau: + Các dòng thải mang tính kiềm là nước thải từ công đoạn hồi tươi, ngâm vôi, khử lông. + Nước thải của công đoạn làm xốp, thuộc Crom mang tính axit.
Do đó, cần phải phân riêng dòng thải xử lý sơ bộ trước khi xử lý chung, cụ thể là tách riêng dòng ngâm vôi chứa Sunfit và dòng thuộc da chứa Crom. Trương Trọng Danh GVHD: Nguyễn Tấn Phong Trang 6 COD của nước thải khá cao, tỷ lệ BOD/COD lớn, có thể áp dụng biện pháp xử lý sinh học. Tuy nhiên, cần tiến hành xử lý hóa lý nhằm loại SS và các chất độc hại trước khi vào công trình xử lý sinh học. Đặc tính nước thải thuộc da (Lương Đức Phẩm, 2007) Lượng nước Công đoạn pH TS (g/L) SS (g/L) BOD5(mg/L) thải m3/tấn da Hồi tươi 2.
Thông tin về công ty Đặng Tư Ký: - Tên công ty: Công ty TNHH Thuộc da Đặng Tư Ký. - Tên quốc tế: DANG TU KY LEATHER CO. - Địa chỉ: H25 – 26 – 27 – 24A đường số 3, khu công nghiệp Lê Minh Xuân, xã Lê Minh Xuân, huyện Bình Chánh, thành phố Hồ Chí Minh. - Giấy phép kinh doanh số: 0302825247; ngày cấp 19/12/2002.
- Ngày hoạt động: 01/02/2003. Công ty Đặng Tư Ký và hiện trạng xử lý: Trương Trọng Danh GVHD: Nguyễn Tấn Phong Trang 7 Da muối Nạo thịt Thịt vụn Rửa- ngâm (hồi Nước thải tươi 1 ngày) Quay vôi, tẩy Nước thải lông (1 ngày) Nước, muối, phèn crôm, Thuộc phèn 1 axit formic, Axit acetic, Nước thải ngày đêm soda, muối diêm, men Nước rửa Nước thải Bào cán nước khô Nước thải Hơi nước, soda, Nhuộm màu, ăn dầu syntan, keo, bột màu, Nước 6-7 giờ dầu mềm. thải Chải thẳng Nước thải Sấy Nước ngưng về nồi hơi Làm mềm Keo tổng hợp, hơi Keo tổng hợp, hơi nước Kẹp căng nước nước nước Trương Trọng Danh GVHD: Nguyễn Tấn Phong Trang 8 Chà láng Sơn Sơn, in Hơi dung môi, bụi sơn Thành phẩm Hình 2.1: Sơ đồ quy trình sản xuất của Công ty Đặng Tư Ký - Căn cứ trên dây truyền sản xuất và đặc điểm, tính chất của dòng thải trong quá trình thuộc da, ta có thể chia nước thải thuộc da thành các dòng thải chính là: Dòng thải chứa vôi - sunfua (có tính kiềm): Đây là dòng thải thu được từ quá trình tẩy lông, ngâm vôi, rửa vôi. Nước thải có độ kiềm, BOD, sunphua, SS cao.
Dòng thải chứa Crôm (có tính axit): Đây là dòng thải thu được từ quá trình thuộc da, thuộc lại. Nước thải có tính axit, hàm lượng Crôm khá cao, TDS lớn. Nước thải rửa da và các dòng thải khác: Đây là dòng thải thu được từ các quá trình rửa da, thành phần nước thải chủ yếu chứa BOD, COD, SS. Công đoạn hồi tươi: Các chất gây ô nhiễm gồm mỡ, bạc nhạc, diềm da, cặn vôi, lông là các chất thải rắn.
Chất thải lỏng có hàm lượng BOD, COD, SS, Cl-, sunfua cao. Công đoạn thuộc: các axit, muối Crôm, chất thuộc, hàm lượng BOD, COD, SS… Trương Trọng Danh GVHD: Nguyễn Tấn Phong Trang 9 Hoàn thành ướt: ép nước, bào, xẻ da, trung hòa, thuộc lại, nhuộm ăn dầu: mùn bào, diềm da, nước chứa Crôm, tannin, chất chống mốc, BOD, COD, SS … Hoàn thành khô: sấy, hồi ẩm, vò mềm, trau chuốt. Chất thải chứa kim loại nặng…., cặn bã chất trau chuốt. - Nhìn chung nước thải thuộc da chứa nhiều hóa chất tổng hợp như thuốc nhuộm, dung môi hữu cơ, hàm lượng TS, SS, độ màu, chất hữu cơ cao.
- Lượng nước thải mỗi ngày: Nước thải sản xuất: 50 m3/ngàyđêm Nước thải sinh hoạt: 10 m3/ngàyđêm Bảng 2.2: Thành phần nước thải thuộc da của công ty Đặng Tư Ký (sau xử lý hóa lý) STT Thông số Giá trị Đơn vị 1 pH 7–8 2 COD 2000 – 2500 mg/L 3 NH4-N 600 – 1200 mg/L 4 TN 700 – 1400 mg/L 5 TP 2–3 mg/L 6 TSS 800 - 1000 mg/L Hiện trạng xử lý nước thải thuộc da: Trương Trọng Danh GVHD: Nguyễn Tấn Phong Trang 10 Công ty sử dụng công nghệ aerotank truyền thống.