M ỤC L ỤC Trang LỜI NÓI ĐẦU 3 Ch¬ng 1: Kh¸i qu¸t vÒ níc th¶i c«ng nghiÖp in 5 1.1 Khái quát về nước thải công nghiệp in 5 1. Nước thải công nghiệp in nói chung 5 1.2 Thành phần chính của nước thải phân xưởng in.2 Tác động của nước thải công nghiệp in đến môi trường 9 Ch¬ng 2 - C¸c ph¬ng ph¸p xö lý níc th¶i 13 2.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học 13 2.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học 17 2.1 Phân loại quá trình hoá học trong xử lý nước thải công 17 nghiệp 2. Vai trò và ứng dụng của phương pháp hoá học 18 2.3 Cơ chế của xử lý nước thải bằng phương pháp hoá học 22 2.1 Bản chất của điều chỉnh pH 22 2.2 Phản ứng oxi hóa bậc cao trong xử lý nước thải xưởng in 25 2. Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý 32 2.1 Xử lý bằng phương pháp keo tụ 32 2.
Phương pháp keo tụ 32 2.2 C¬ chÕ cña qu¸ tr×nh keo tô 36 2. Ảnh hưởng một số yếu tố đến quá trình keo tụ 40 2.2 Phương pháp hấp phụ kết hợp với keo tụ 43 2.4 Một số phương pháp xử lý và hiệu quả xử lý 44 CHƯƠNG 3 - LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 45 3.2 Khảo sát dây chuyền xử lý nước thải hiện tại 48 3. Lựa chọn công nghệ xử l ý 50 3.4 Nội dung nghiên cứu 51 CHƯƠNG 4 - THỰC NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN KẾT QUẢ 56 4. Hóa chất sử dụng và thiết bị thí nghiệm 56 4.1 Hóa chất sử dụng 56 4.2 Thiết bị thí nghiệm 56 4.2 Mô tả thí nghiệm 58 4.3 Xây dựng mô hình thực nghiệm thống kê bậc 1 hai mức tối ưu 58 4.2 Xác định cấu trúc của hệ 59 4.3 Xác định các hàm toán mô tả hệ 59 4.4 Xác định các thông số của mô hình 60 4.5 Kiểm tra tính tương hợp của mô hình và cải tiến mô hình 61 4.6 Tính toán các thông số của mô hình 61 4.7 Tối ưu hóa mô hình 70 4.8 Kiểm tra xử lý nước thải khi tuần hoàn nước đã xử lý sơ bộ 73 4.4 Đề xuất thiết kế thiết bị keo tụ làm việc liên tục 75 KẾT LUẬN 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 79 TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỀ TÀI (tiếng việt) 81 TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỀ TÀI (tiếng anh) 83 PHỤ LỤC 1 M ỤC L ỤC Trang LỜI NÓI ĐẦU 3 Ch¬ng 1: Kh¸i qu¸t vÒ níc th¶i c«ng nghiÖp in 5 1.1 Khái quát về nước thải công nghiệp in 5 1.
Nước thải công nghiệp in nói chung 5 1.2 Thành phần chính của nước thải phân xưởng in.2 Tác động của nước thải công nghiệp in đến môi trường 9 Ch¬ng 2 - C¸c ph¬ng ph¸p xö lý níc th¶i 13 2.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học 13 2.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học 17 2.1 Phân loại quá trình hoá học trong xử lý nước thải công 17 nghiệp 2. Vai trò và ứng dụng của phương pháp hoá học 18 2.3 Cơ chế của xử lý nước thải bằng phương pháp hoá học 22 2.1 Bản chất của điều chỉnh pH 22 2.2 Phản ứng oxi hóa bậc cao trong xử lý nước thải xưởng in 25 2. Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý 32 2.1 Xử lý bằng phương pháp keo tụ 32 2. Phương pháp keo tụ 32 2.2 C¬ chÕ cña qu¸ tr×nh keo tô 36 2.
Ảnh hưởng một số yếu tố đến quá trình keo tụ 40 2.2 Phương pháp hấp phụ kết hợp với keo tụ 43 2.4 Một số phương pháp xử lý và hiệu quả xử lý 44 2 CHƯƠNG 3 - LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 45 3.2 Khảo sát dây chuyền xử lý nước thải hiện tại 48 3. Lựa chọn công nghệ xử l ý 50 3.4 Nội dung nghiên cứu 51 CHƯƠNG 4 - THỰC NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN KẾT QUẢ 56 4. Hóa chất sử dụng và thiết bị thí nghiệm 56 4.1 Hóa chất sử dụng 56 4.2 Thiết bị thí nghiệm 56 4.2 Mô tả thí nghiệm 58 4.3 Xây dựng mô hình thực nghiệm thống kê bậc 1 hai mức tối ưu 58 4.2 Xác định cấu trúc của hệ 59 4.3 Xác định các hàm toán mô tả hệ 59 4.4 Xác định các thông số của mô hình 60 4.5 Kiểm tra tính tương hợp của mô hình và cải tiến mô hình 61 4.6 Tính toán các thông số của mô hình 61 4.7 Tối ưu hóa mô hình 70 4.8 Kiểm tra xử lý nước thải khi tuần hoàn nước đã xử lý sơ bộ 73 4.4 Đề xuất thiết kế thiết bị keo tụ làm việc liên tục 75 KẾT LUẬN 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 79 TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỀ TÀI (tiếng việt) 81 TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỀ TÀI (tiếng anh) 83 PHỤ LỤC 3 Lêi nãi ®Çu Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp, quá trình đô thị hoá càng tăng thì nước thải của các khu dân cư trong thành phố cũng như của các nhà máy, xí nghiệp ngày càng nhiều. Việc xả trực tiếp các dòng nước thải công nghiệp vào hệ thống cống thoát nước của thành phố đã và đang gây ra những ảnh hưởng xấu về môi trường nói chung cũng như môi trường nước nói riêng.
ở nước ta, ô nhiễm nguồn nước ở các khu vực dân cư gần nguồn nước thải của các nhà máy có phân xưởng in đã lên đến mức báo động. Chính vì vậy, cùng với sự quan tâm chung của các quốc gia trên thế giới, chúng ta cũng đã tiến hành xây dựng một số trạm xử lý nước thải tại một số nhà máy có phân xưởng in. Tuy vậy các nhà máy đa số sử dụng công nghệ xử lý nước thải thành nước đủ tiêu chuẩn quy định rồi thải ra cống thoát chung. Như vậy muốn đảm bảo tiêu chuẩn thải nước ra môi trường, quá trình công nghệ xử lý phải đảm bảo xử lý toàn bộ các chất độc hại có trong nước thải đến giới hạn cho phép, yêu cầu công nghệ và thiết bị xử lý phức tạp, phải đồng bộ thì mới đạt yêu cầu của quá trình xử lý.
Việc tuần hoàn để tái xử dụng nước đã xử lý hầu như chưa được các cơ sở in của nước ta quan tâm. Do đó việc đổi mới thiết bị và hoàn thiện công nghệ quá trình xử lý nước thải nhằm tái sử dụng lại nước thải đã qua xử lý mang lại hiệu quả của các trạm xử lý nước thải này cũng là một đòi hỏi bức bách của thực tiễn sản xuất tại các cơ sở in ở nước ta. Vì những lý do như trên mà tôi quyết định chọn đề tài: “ Nghiên cứu xử lý nước thải của xí nghiệp in” Nội dung chính của đề tài là nghiên cứu thành phần nước thải của xí nghiệp in, đánh giá các phương pháp xử lý nước thải, đánh giá hiện trạng của 4 phân xưởng xử lý nước thải Nhà máy in tiền Quốc gia, lựa chọn và nghiên cứu các thông số công nghệ của quá trình xử lý bằng keo tụ, tiến hành thí nghiệm để xác định chế độ tối ưu cho qúa trình xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ tại phòng thí nghiệm nhằm mục đích tái sử dụng nước sau khi xử lý. Nước sau xử lý sẽ quay lại làm nước rửa lô máy in phân xưởng in.
5 Ch¬ng 1 - Kh¸i qu¸t vÒ níc th¶i c«ng nghiÖp in Tùy theo từng lĩnh vực in và tùy từng phân xưởng trong các nhà máy in mà tính chất của nước thải tương ứng khác nhau, do đó để tìm hiểu rõ hơn về nước thải công nghiệp in ta đi vào tìm hiểu các nội dung dưới đây.1 Khái quát về nước thải công nghiệp in 1. Nước thải công nghiệp in nói chung. Do các nhà máy hiện nay đều thực hiện việc tách các dòng thải riêng để thuận tiện cho công nghệ xử lý nên nước thải ở phân xưởng in ở các nhà máy in thông thường chỉ bao gồm các loại hóa chất, bã mực dư thừa trong quá trình in, dầu mỡ, các kim loại nặng và dung môi. Tùy theo từng lĩnh vực in mà thành phần nước thải khác nhau, trong mỗi nhà máy in cũng tùy thuộc vào từng khâu của quá trình in mà thành phần nước thải cũng khác nhau.
Tuy phần lớn các cơ sở in của nước ta chỉ có quy mô vừa, nhưng lại tập trung ở một số thành phố lớn như: Hà nội, Hồ Chí Minh, Hải Phòng.và hầu hết các phân xưởng này chưa tiến hành xử lý nước thải theo một quy trình công nghệ nghiêm ngặt nên nước thải sau xử lý vẫn chưa được ổn định theo tiêu chuẩn cho phép. Nguyên nhân chủ yếu do công nghệ và thiết bị xử lý chưa đáp ứng đủ công suất của nguồn thải cũng như sự gia tăng các chất thải trong nước thải. Luận văn này chỉ tập trung nghiên cứu xử lý nước thải của phân xưởng in. Theo các kết quả nghiên cứu, các chất ô nhiễm chủ yếu có trong nước thải phân xưởng in thường là các hợp chất hữu cơ khó phân hủy, chất màu, các chất hoạt động bề mặt và pH của nước thải cao do lượng kiềm trong nước thải lớn.
Trong số các chất ô nhiễm có trong nước thải in, chất màu là thành phần khó xử lý nhất. Đây chính là nguyên nhân làm cho nước thải in có độ màu cao và nồng độ chất ô nhiễm lớn. 6 Xem xét quá trình in, chúng ta thấy rằng: tuy lượng nước thải của các phân xưởng in ở nước ta không lớn do quá trình in đòi hỏi lượng nước thải không nhiều, nhưng nồng độ của những chất độc hại gây ô nhiễm dòng thải lại cao, gây ô nhiễm cục bộ nguồn nước các khu vực dân cư gần nhà máy cũng như các ao hồ, huỷ diệt sinh vật, cá, tôm. Nước thải của công nghiệp in còn thay đổi theo thời gian trong ngày phụ thuộc vào quá trình sản xuất và ở các nhà máy khác nhau đều có thành phần chất thải trong nước khác nhau.2 Thành phần chính của nước thải phân xưởng in.
Trong các cơ sở in có nhiều dòng thải khác nhau như nước thải của phân xương chế bản, xưởng in và nước thải sinh hoạt. Hầu hết các cơ sỏ in đều sử dụng biện pháp tách dòng thải để xử lý riêng rẽ sau đó qua bể chứa trước khi xả ra hệ thống nước thải thành phố. Trong đề tài này chúng tôi chỉ đi sâu nghiên cứu xử lý nước thải của phân Xưởng in, đây là nơi có lượng nước thải cần xử lý nhiều nhất và có chất quyết định đến chất lượng dòng thải của toàn nhà máy in.