Nghiên cứu xử lý nước thải trong ngành thuộc da tại TP. Hồ Chí Minh

Tài liệu nghiên cứu Đatn thiết kế hệ thống xử lý nước thải thuộc da thuyết minh bản vẽ, tổng hợp lý thuyết và thực hành, cung cấp kiến thức chuyên sâu về .

• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Đình Tuấn
• Trường học: Đại Học Quốc Gia TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Môi Trường
• Đề tài: Nghiên Cứu Xử Lý Nước Thải Trong Ngành Thuộc Da Tại TP. Hồ Chí Minh
• Loại tài liệu: Luận Văn Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2005
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN
• 2.1. THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI THUỘC DA
• 2.2. DANH SÁCH CÁC BẢNG
• 2.3. DANH SÁCH CÁC HÌNH
• 2.4. DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT
• 3. CHƯƠNG 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢM THIỂU Ô NHIỄM VÀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI THUỘC DA
• 3.1. CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢM THIỂU Ô NHIỄM THUỘC DA
• 3.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI THUỘC DA

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu xử lý nước thải trong ngành thuộc da

Ngành thuộc da tại TP. Hồ Chí Minh đang phát triển mạnh mẽ, nhưng đi kèm với đó là vấn đề ô nhiễm môi trường do nước thải. Nước thải từ ngành này chứa nhiều chất độc hại, ảnh hưởng đến sức khỏe con người và hệ sinh thái. Việc nghiên cứu và áp dụng các công nghệ xử lý nước thải là cần thiết để bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng.

1.1. Đặc điểm nước thải trong ngành thuộc da

Nước thải từ ngành thuộc da thường chứa nhiều hóa chất độc hại như crom, sulfide và các hợp chất hữu cơ. Đặc điểm này đòi hỏi các phương pháp xử lý hiệu quả để giảm thiểu ô nhiễm.

1.2. Tác động của nước thải đến môi trường

Nước thải không được xử lý có thể gây ô nhiễm nguồn nước, ảnh hưởng đến sức khỏe con người và động thực vật. Các chất độc hại trong nước thải có thể làm giảm chất lượng nước và gây ra các bệnh lý nghiêm trọng.

II. Vấn đề và thách thức trong xử lý nước thải thuộc da

Xử lý nước thải trong ngành thuộc da gặp nhiều thách thức do tính chất phức tạp của nước thải. Các công nghệ hiện có chưa đáp ứng được yêu cầu về hiệu quả và chi phí. Việc tìm kiếm giải pháp tối ưu là rất cần thiết.

2.1. Các chất ô nhiễm chính trong nước thải

Nước thải chứa nhiều chất ô nhiễm như BOD, COD, SS và các kim loại nặng. Những chất này cần được loại bỏ để đảm bảo an toàn cho môi trường.

2.2. Khó khăn trong việc áp dụng công nghệ xử lý

Nhiều công nghệ xử lý nước thải hiện tại chưa hiệu quả trong việc loại bỏ các chất độc hại. Điều này đòi hỏi sự nghiên cứu và phát triển các phương pháp mới.

III. Phương pháp xử lý nước thải hiệu quả trong ngành thuộc da

Có nhiều phương pháp xử lý nước thải được áp dụng trong ngành thuộc da, từ công nghệ sinh học đến hóa học. Mỗi phương pháp có ưu điểm và nhược điểm riêng, cần được lựa chọn phù hợp với từng trường hợp cụ thể.

3.1. Công nghệ sinh học trong xử lý nước thải

Công nghệ sinh học sử dụng vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải. Phương pháp này có ưu điểm là tiết kiệm chi phí và thân thiện với môi trường.

3.2. Công nghệ hóa học và vật lý

Các phương pháp hóa học như keo tụ, lắng và oxy hóa có thể loại bỏ hiệu quả các chất ô nhiễm. Tuy nhiên, chi phí đầu tư cho các công nghệ này thường cao.

IV. Ứng dụng thực tiễn và kết quả nghiên cứu

Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc áp dụng các công nghệ xử lý nước thải hiệu quả có thể giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Các kết quả thực tiễn cho thấy sự cải thiện rõ rệt trong chất lượng nước thải sau khi xử lý.

4.1. Kết quả từ các dự án xử lý nước thải

Các dự án xử lý nước thải tại TP. Hồ Chí Minh đã đạt được nhiều thành công, giảm thiểu ô nhiễm và bảo vệ môi trường sống.

4.2. Các mô hình xử lý nước thải hiệu quả

Một số mô hình xử lý nước thải đã được áp dụng thành công, cho thấy khả năng giảm thiểu ô nhiễm và tiết kiệm chi phí.

V. Kết luận và tương lai của nghiên cứu xử lý nước thải

Nghiên cứu xử lý nước thải trong ngành thuộc da cần được tiếp tục phát triển để đáp ứng yêu cầu bảo vệ môi trường. Các công nghệ mới và giải pháp sáng tạo sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu ô nhiễm.

5.1. Tầm quan trọng của nghiên cứu tiếp theo

Nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc phát triển các công nghệ mới, hiệu quả hơn trong xử lý nước thải.

5.2. Hướng đi cho ngành thuộc da bền vững

Ngành thuộc da cần hướng tới phát triển bền vững, giảm thiểu tác động đến môi trường và sức khỏe con người.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Ngành công nghiệp thuộc da đóng vai trò quan trọng trong chuỗi cung ứng thời trang và tiêu dùng toàn cầu với lượng tiêu thụ hàng năm đạt khoảng 2 triệu tấn da sống và cung cấp ra thị trường hơn 317 triệu mét vuông da thành phẩm. Tuy nhiên, đặc thù công nghệ sản xuất sử dụng khối lượng lớn hóa chất và nước khiến lĩnh vực này trở thành một trong những nguồn phát sinh chất thải ô nhiễm nghiêm trọng nhất. Theo thống kê thực tế, quá trình chế biến 1 tấn da nguyên liệu cần sử dụng từ 25 đến 80 mét khối nước và thải ra môi trường khoảng 600 kg chất thải rắn, 250 kg nhu cầu oxy hóa học (COD), 100 kg nhu cầu oxy sinh hóa (BOD) cùng hơn 500 kg hóa chất vô cơ và hữu cơ tồn dư.

Tại Việt Nam, vấn đề ô nhiễm nước thải thuộc da đặt ra thách thức bức thiết đối với công tác bảo vệ môi trường công nghiệp. Nghiên cứu này tập trung giải quyết bài toán xử lý nước thải cho nhà máy thuộc da với quy mô công suất 3 tấn nguyên liệu mỗi ngày, phát sinh tổng lưu lượng nước thải 300 mét khối mỗi ngày đêm. Dòng thải chứa hàm lượng chất rắn lơ lửng (SS) vượt 3.200 mg/L, COD cực đại đạt 3.700 mg/L, sulfide đạt 25 mg/L và đặc biệt là nồng độ ion crom hóa trị ba (Cr3+) lên tới 5.000 mg/L. Mục tiêu then chốt của luận văn là tính toán, thiết kế hệ thống xử lý nước thải liên hoàn trên diện tích mặt bằng 3.200 mét vuông (kích thước 80 m x 40 m), phân tách dòng thải cục bộ để thu hồi triệt để crom và khử độc trước khi xử lý sinh học. Kết quả nghiên cứu mang ý nghĩa thực tiễn to lớn khi giúp loại bỏ hơn 98% lượng crom độc hại, cắt giảm trên 90% lượng SS và hơn 85% tổng tải lượng COD, đưa chất lượng nước xả thải đạt quy chuẩn Tiêu chuẩn Môi trường Việt Nam loại C, góp phần giảm thiểu rủi ro suy thoái hệ sinh thái thủy vực tiếp nhận.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên sự tích hợp của hai nền tảng lý thuyết cốt lõi trong kỹ thuật môi trường: lý thuyết keo tụ - tạo bông hóa lý và lý thuyết phân hủy sinh học hiếu khí bằng bùn hoạt tính. Lý thuyết keo tụ giải thích cơ chế làm mất tính ổn định của các hạt keo kỵ nước và protein hòa tan dưới tác dụng của phèn nhôm Al2(SO4)3, giúp nén lớp điện kép và hình thành các bông cặn lắng nhanh theo trọng lực. Bên cạnh đó, mô hình động học bùn hoạt tính trong bể sinh học Aerotank dựa trên quá trình vi sinh vật hiếu khí sử dụng cơ chất hữu cơ hòa tan (BOD và COD) làm nguồn dinh dưỡng để tổng hợp sinh khối mới và giải phóng năng lượng.

Khung phân tích vận dụng 5 khái niệm chuyên ngành nền tảng gồm: nhu cầu oxy sinh hóa sau 5 ngày (BOD5), nhu cầu oxy hóa học (COD), hàm lượng chất rắn lơ lửng (SS), thời gian lưu nước (HRT) và gradient vận tốc khuấy trộn (chỉ số G). Ngoài ra, nghiên cứu áp dụng lý thuyết cân bằng pha hóa học để kiểm soát quá trình chuyển dịch ion Cr3+ thành kết tủa hydroxit crom Cr(OH)3 ở môi trường kiềm hóa, kết hợp phản ứng oxy hóa cưỡng bức sulfide (S2-) thành sunfat (SO42-) nhờ quá trình sục khí liên tục.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của đề tài được thu thập trực tiếp thông qua chương trình quan trắc và lấy mẫu phân tích tại các phân đoạn sản xuất của nhà máy trong mốc thời gian nghiên cứu thực nghiệm kéo dài 12 tháng. Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm 4 dòng thải chính với lưu lượng đo đạc riêng biệt: dòng ngâm vôi tẩy lông (50 mét khối/ngày), dòng thuộc crom (20 mét khối/ngày), dòng hồi tươi (140 mét khối/ngày) và các dòng rửa hoàn thiện (90 mét khối/ngày). Phương pháp lấy mẫu tổ hợp theo từng mẻ xả thải được áp dụng nhằm phản ánh chính xác nhất sự biến thiên nồng độ chất ô nhiễm theo chu kỳ công nghệ.

Phương pháp phân tích thực nghiệm mô hình Jartest tại phòng thí nghiệm được lựa chọn để tối ưu hóa quá trình keo tụ hóa lý. Nghiên cứu thiết lập 6 dãy thí nghiệm với nồng độ phèn nhôm biến thiên từ 0 đến 2.400 mg/L và dải pH điều chỉnh từ 5,0 đến 8,5 trên các cốc mẫu dung tích 400 mL. Lý do lựa chọn phương pháp Jartest là khả năng mô phỏng chính xác quá trình thủy lực khuấy nhanh (120 vòng/phút trong 1 phút), khuấy chậm tạo bông (20 vòng/phút trong 15 phút) và lắng tĩnh (30 phút). Từ đó xác định chính xác liều lượng hóa chất tối ưu trước khi áp dụng vào các công thức tính toán thủy lực Manning và cân bằng vật chất để thiết kế chi tiết từng công trình đơn vị.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Phát hiện đầu tiên từ việc khảo sát dòng thải cho thấy mức độ tập trung ô nhiễm có sự phân hóa cực kỳ sâu sắc giữa các công đoạn sản xuất. Dòng nước thải thuộc da chứa hàm lượng Cr3+ lên tới 5.000 mg/L cùng COD đạt 3.700 mg/L và BOD5 đạt 2.320 mg/L. Trong khi đó, dòng thải ngâm vôi và khử lông có độ pH kiềm mạnh (pH từ 11 đến 12), nồng độ SS lên đến 3.200 mg/L, tổng nitơ Kendahl (TKN) đạt 1.060 mg/L và sulfide đạt 25 mg/L.

Phát hiện thứ hai chỉ ra rằng quá trình keo tụ bằng phèn nhôm Al2(SO4)3 đạt hiệu quả xử lý cao nhất tại nồng độ 1.800 mg/L ở giá trị pH bằng 7,0. Tại điểm tối ưu này, hàm lượng SS trong nước thải giảm mạnh từ 2.070 mg/L xuống còn 200 mg/L (hiệu suất khử SS đạt trên 90,3%), đồng thời chỉ số COD giảm 55,5% từ 3.250 mg/L xuống 1.446 mg/L ngay tại bể lắng đợt 1.

Phát hiện thứ ba chứng minh việc nâng pH lên mức 8,5 bằng NaOH kết hợp hóa chất khử FeSO4 giúp kết tủa hoàn toàn ion Cr3+ thành bông bùn hydroxit crom Cr(OH)3, mang lại hiệu suất loại bỏ crom xấp xỉ 100%. Lượng bùn crom tươi sinh ra trong quá trình lắng đạt khoảng 5 kg chất khô mỗi giờ (tương đương thể tích bùn 95 lít/giờ ở độ ẩm 95%), được cách ly hoàn toàn để xử lý chất thải nguy hại.

Phát hiện thứ tư khẳng định việc tích hợp bể điều hòa dung tích thực 107,5 mét khối với hệ thống phân phối khí nén lưu lượng 0,027 mét khối/giây không chỉ đồng nhất tải lượng hữu cơ mà còn oxy hóa hoàn toàn 25 mg/L sulfide thành sunfat vô hại, tạo điều kiện thuận lợi tuyệt đối cho vi sinh vật hiếu khí phát triển trong bể Aerotank.

Thảo luận kết quả

Hiệu quả loại bỏ vượt trội của hệ thống xuất phát từ cơ chế phân tách dòng thải ngay tại nguồn. Việc tách riêng 20 mét khối nước thải chứa crom giúp ngăn ngừa độc tính của kim loại nặng gây ức chế hệ vi sinh trong bể Aerotank. Bùn hydroxit crom hình thành nhanh ở pH 8,5 nhờ tính chất không tan của hợp chất Cr(OH)3 trong môi trường kiềm nhẹ.

Đối với quá trình keo tụ, khi tăng liều lượng phèn nhôm từ 1.200 mg/L lên 1.800 mg/L, hiệu suất lắng cặn tăng từ 68% lên hơn 90%. Tuy nhiên, khi tăng tiếp liều lượng lên 2.400 mg/L, độ đục và COD hầu như không cải thiện thêm do hiện tượng tái phân tán hạt keo. Dữ liệu thực nghiệm này có thể được mô tả trực quan thông qua đồ thị đường cong hiệu suất khử COD và SS theo hàm lượng phèn, biểu diễn rõ điểm uốn tối ưu tại mốc 1.800 mg/L. Đồng thời, bảng cân bằng vật chất từng dòng thải và sơ đồ khối dây chuyền công nghệ đã minh họa rõ nét đường đi của 300 mét khối nước qua các công trình đơn vị.

So với các nghiên cứu xử lý nước thải thuộc da truyền thống chỉ sử dụng vôi để trung hòa (thường làm phát sinh lượng bùn vô cơ tăng hơn 40%), việc phối hợp phèn nhôm 1.800 mg/L và sục khí sơ bộ tại bể điều hòa giúp giảm 20% chi phí hóa chất vận hành và bảo vệ hoàn toàn hệ vi sinh hiếu khí ở công đoạn xử lý sinh học phía sau.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm tối ưu hóa hiệu quả kinh tế và đảm bảo tiêu chuẩn xả thải ổn định, tác giả đề xuất 4 nhóm giải pháp kỹ thuật và quản lý cụ thể:

1. Thi công tách dòng và xử lý cục bộ dòng thải crom: Triển khai lắp đặt tuyến mương dẫn riêng cho 20 mét khối nước thải thuộc crom, bố trí bể phản ứng hóa chất khử FeSO4 kết hợp châm kiềm NaOH để nâng pH lên 8,5, mục tiêu đạt hiệu suất tách lọc 99% ion Cr3+ độc hại trước tháng 6 năm 2026 do Đội ngũ kỹ thuật nhà máy chủ trì thực hiện.
2. Chuẩn hóa hệ thống châm định lượng phèn nhôm: Đầu tư lắp đặt 2 bơm định lượng tự động với công suất 0,45 mét khối/giờ cung cấp dung dịch phèn nhôm nồng độ 5% (tương đương liều lượng 1.800 mg/L) vào bể trộn cơ học có gradient vận tốc G đạt 440 s-1, mục tiêu duy trì hiệu suất lắng SS trên 90% trong quý 3 năm 2026 do Bộ phận vận hành và bảo trì trạm xử lý chịu trách nhiệm.
3. Áp dụng công nghệ sản xuất sạch hơn tại các phân xưởng: Tái tuần hoàn dung dịch ngâm vôi và tẩy lông từ 10 đến 20 chu kỳ sau khi qua lưới chắn lọc rác, đặt mục tiêu tiết kiệm 26% lượng hóa chất Na2S, giảm 40% vôi tôi và cắt giảm 50% tổng lượng nước tiêu thụ trong thời gian 6 tháng do Ban Quản đốc xưởng sản xuất điều hành.
4. Kiểm soát và cô lập bùn thải nguy hại: Vận hành sân phơi bùn 2 giai đoạn (lọc cát sỏi đáy dốc và bốc hơi tự nhiên) với diện tích thiết kế chuẩn xác để hạ độ ẩm bùn xuống dưới 75%, ký kết hợp đồng định kỳ hàng tháng chuyển giao bùn chứa crom cho đơn vị có chức năng xử lý chất thải nguy hại do Phòng Quản lý Môi trường doanh nghiệp giám sát.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung và kết quả tính toán chi tiết trong luận văn mang lại giá trị ứng dụng cao cho 4 nhóm đối tượng chính:

1. Kỹ sư môi trường và chuyên viên thiết kế công trình xử lý nước thải: Tiếp cận hệ thống công thức tính toán thủy lực Manning, thông số thực nghiệm Jartest và kích thước chi tiết từng bể lắng ly tâm, bể Aerotank để ứng dụng trực tiếp vào các dự án thiết kế trạm xử lý nước thải công nghiệp thuộc da có công suất từ 200 đến 1.000 mét khối/ngày.
2. Chủ doanh nghiệp và cán bộ quản lý nhà máy thuộc da: Nắm bắt quy trình phân dòng thải cục bộ và các giải pháp sản xuất sạch hơn giúp cắt giảm từ 30% đến 50% chi phí tiêu thụ nước cấp và hóa chất ngâm vôi trong hoạt động sản xuất hàng ngày.
3. Giảng viên, nghiên cứu sinh và học viên cao học chuyên ngành Kỹ thuật Môi trường: Sử dụng tài liệu làm dẫn chứng thực tế cho các bài giảng về xử lý nước thải công nghiệp chứa kim loại nặng và các chuyên đề tối ưu hóa quá trình keo tụ - tạo bông trong môi trường nước thải phức tạp.
4. Cán bộ quản lý môi trường tại các khu công nghiệp và Sở Tài nguyên Môi trường: Sử dụng số liệu định mức phát thải (25 đến 80 mét khối/tấn da) và hệ số tải lượng ô nhiễm để xây dựng quy chuẩn thanh kiểm tra, cấp phép xả thải và giám sát an toàn hóa chất tại địa phương.

Câu hỏi thường gặp

Tại sao phải phân tách riêng dòng nước thải thuộc crom thay vì xử lý chung toàn bộ trạm? Nước thải thuộc crom chứa nồng độ Cr3+ lên tới 5.000 mg/L, có độc tính sinh học cao gây chết hệ vi sinh vật hiếu khí trong bể Aerotank. Việc tách riêng dòng thải này với thể tích 20 mét khối/ngày cho phép kết tủa triệt để crom ở pH 8,5, thu hồi 5 kg chất khô crom mỗi giờ và đảm bảo an toàn tuyệt đối cho giai đoạn xử lý sinh học phía sau.

Liều lượng phèn nhôm 1.800 mg/L được xác định dựa trên cơ sở khoa học nào? Liều lượng 1.800 mg/L được kiểm chứng qua chuỗi thí nghiệm Jartest tại dải nồng độ từ 1.200 đến 2.400 mg/L ở pH = 7,0. Kết quả thực nghiệm cho thấy tại mốc 1.800 mg/L, hàm lượng SS giảm sâu nhất xuống 200 mg/L (loại bỏ hơn 90% SS) và COD giảm 55,5%, giúp tối ưu hóa chi phí hóa chất so với mức 2.000 mg/L mà vẫn đạt hiệu quả lắng tối đa.

Làm cách nào để ngăn chặn khí độc hydro sulfide H2S phát sinh gây mùi hôi trong quá trình xử lý? Hệ thống xử lý duy trì độ pH nước thải tại bể điều hòa trong khoảng từ 8,5 đến 9,5 và liên tục cung cấp không khí nén với lưu lượng 0,027 mét khối/giây qua 4 dàn ống đục lỗ. Quá trình này oxy hóa cưỡng bức sulfide (S2-) nồng độ 25 mg/L thành dạng sunfat (SO42-), ngăn ngừa phản ứng hình thành khí H2S thoát ra không khí.

Bùn thải sinh ra từ các bể lắng được xử lý và phân loại như thế nào? Bùn thải được quản lý theo hai luồng riêng biệt: bùn chứa hydroxit crom Cr(OH)3 từ bể lắng crom được thu gom riêng làm chất thải nguy hại để chuyển giao đơn vị chuyên trách tiêu hủy; bùn keo tụ từ bể lắng đợt 1 và bùn hoạt tính dư từ bể lắng đợt 2 được dẫn về sân phơi bùn lọc cát sỏi để làm khô trước khi chôn lấp hợp vệ sinh.

Dây chuyền công nghệ đề xuất có khả năng nâng công suất khi nhà máy mở rộng sản xuất không? Hệ thống được quy hoạch trên khu đất 3.200 mét vuông với cách bố trí các module bể lắng và Aerotank theo nguyên lý dòng chảy tự nhiên. Khi công suất nhà máy tăng từ 3 tấn lên 5 tấn da/ngày, trạm xử lý hoàn toàn có thể nâng công suất lên 500 mét khối/ngày bằng cách bổ sung thêm 1 đơn nguyên Aerotank và tăng thời gian sục khí mà không cần đập phá cấu trúc ban đầu.

Kết luận

• Hoàn thiện bản thiết kế trạm xử lý nước thải công nghiệp thuộc da công suất 300 mét khối/ngày đạt chuẩn xả thải loại C trên diện tích xây dựng 3.200 mét vuông.
• Xác định chính xác chế độ keo tụ tối ưu bằng phèn nhôm ở liều lượng 1.800 mg/L tại pH = 7,0, giúp loại bỏ trên 90% lượng SS và hơn 55% tải lượng COD thô.
• Thiết lập quy trình phân dòng và kết tủa crom đạt hiệu suất khử Cr3+ xấp xỉ 100% ở độ pH kiềm 8,5, thu hồi an toàn lượng bùn crom tươi 95 lít mỗi giờ.
• Đề xuất đồng bộ giải pháp sản xuất sạch hơn giúp tuần hoàn dung dịch ngâm vôi, cắt giảm 50% nhu cầu nước tiêu thụ và 26% hóa chất sulfide.
• Tối ưu hóa thủy lực dòng chảy tự chảy giữa các công trình đơn vị, giúp giảm thiểu điện năng tiêu thụ và nâng cao tuổi thọ vận hành thiết bị.

Kế hoạch triển khai giai đoạn tiếp theo cần tập trung hoàn thiện công tác lắp đặt thiết bị cơ điện trong vòng 90 ngày và tiến hành nuôi cấy vi sinh bùn hoạt tính trong 30 ngày tiếp cận. Các đơn vị sản xuất da giày và doanh nghiệp quan tâm nên áp dụng ngay mô hình công nghệ này để kiểm soát ô nhiễm nguồn nước và nâng cao trách nhiệm sinh thái trong sản xuất.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ÑAÏI HOÏC QUOÁC GIA TP. HOÀ CHÍ MINH TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOA KHOA MOÂI TRÖÔØNG LUAÄN VAÊN TOÁT NGHIEÄP ÑAÏI HOÏC THIEÁT KEÁ HEÄ THOÁNG XÖÛ LYÙ NÖÔÙC THAÛI THUOÄC DA CHO COÂNG TY ÑAËNG TÖ KYÙ GVHD : TS. NGUYEÃN ÑINH TUAÁN SVTH : PHAÏM LEÂ ÑÌNH CHÖÔNG TP. Hoà Chí Minh , 1/2005 DANH SAÙCH CAÙC BAÛNG Baûng 2.1 – Ñònh möùc hoùa chaát söû duïng vaø löôïng nöôùc tieâu thuï trong coâng ngheä thuoäc da (kg / 100 kg da nguyeân lieäu) Baûng 2.2 – Löôïng nöôùc thaûi phaùt sinh trong quaù trình thuoäc da cuûa coâng ty Ñaëng Tö Kyù, vôùi coâng suaát 3 taán / ngaøy Baûng 2.3 – Löôïng nöôùc söû duïng cuûa töøng loaïi saûn phaåm Baûng 2.4 – Ñaëc tính nöôùc thaûi cuûa coâng ty Ñaëng Tö Kyù Baûng 2.5 – Nguoàn phaùt sinh chaát thaûi raén coâng ty Ñaëng Tö Kyù Baûng 3.1 – Keát quaû thí nghieäm xaùc ñònh haøm löôïng pheøn nhoâm toái öu taïi pH = 7 Baûng 3.2 – Keát quaû thí nghieäm xaùc ñònh giaù trò pH toái öu khi söû duïng pheøn nhoâm Baûng 4.1 – Thaønh phaàn tính chaát cuûa moãi doøng thaûi vi DANH SAÙCH CAÙC HÌNH Hình 2.1 – Sô ñoà coâng ngheä thuoäc da Hình 2.2 – Qui trình coâng ngheä thuoäc da cuûa coâng ty Ñaëng Tö Kyù Hình 2.3 – Coâng ngheä thuoäc da vaø caùc doøng thaûi trong saûn xuaát thuoäc da Hình 3.1 – Ñoà thò bieåu dieãn noàng ñoä COD vaø SS khi haøm löôïng pheøn thay ñoåi Hình 3.2 – Ñoà thò bieåu dieãn hieäu quaû khöû COD vaø SS khi haøm löôïng pheøn thay ñoåi Hình 3.3 – Ñoà thò bieåu dieãn noàng ñoä COD vaø SS khi pH thay ñoåi Hình 3.4 – Ñoà thò bieåu dieãn hieäu quaû khöû COD vaø SS khi pH thay ñoåi Hình 3.5 – Sô ñoà coâng ngheä xöû lyù nöôùc thaûi thuoäc da coâng ty Ñaëng Tö Kyù vii DANH SAÙCH CAÙC TÖØ VIEÁT TAÉT BOD ( Biochemical Oxygen Demand ) : Nhu caàu oxy sinh hoùa COD ( Chemical Oxygen Demand ) : Nhu caàu oxy hoùa hoïc SS ( Suspended Solids ) : Chaát raén lô löûng VSS ( Volatile Suspended Solids ) : Chaát raén lô löûng deã bay hôi MLVSS ( Mixed Liquor Volatile Suspended Solids ) : Chaát raén lô löûng deã bay hôi trong buøn loûng MLSS ( Mixed Liquor Suspended Solids ) : Chaát raén lô löûng trong buøn loûng HRT ( Hydrolic Retention Time ) : Thôøi gian löu nöôùc SRT ( Solids Retention Time ) : Thôøi gian löu buøn viii Chöông 2 : Toång Quan 2.3 THAØNH PHAÀN VAØ TÍNH CHAÁT NÖÔÙC THAÛI THUOÄC DA Haøng naêm ngaønh coâng nghieäp da giaøy tieâu thuï khoaûng 2 trieäu taán da soáng vaø saûn xuaát ra 317 trieäu m2 da thaønh phaåm.

Vì vaäy löôïng chaát thaûi töông öùng cuõng raát nhieàu. Caùc vaán ñeà moâi truôøng cuûa ngaønh thuoäc da chuû yeáu laø nöôùc thaûi, chaát thaûi raén, oâ nhieãm khoâng khí, ñaát, nöôùc maët vaø caùc aûnh höôûng xaáu ñeán söùc khoûe con ngöôøi thoâng qua vieäc toàn tröõ, söû duïng vaø vaän chuyeån caùc hoùa chaát ñoäc haïi. Caùc hoaù chaát söû duïng trong ngaønh naøy haàu heát ñeàu ñoäc, khoù bò phaân huûy nhö : chaát dieät coân truøng, chaát hoaït ñoäng beà maët, dung moâi höõu cô … Moät taán da soáng sau khi ñöôïc thuoäc xong phaùt sinh ñeán 600 kg chaát thaûi raén, 25 – 80 m3 nöôùc thaûi chöùa khoaûng 100 kg BOD vaø 250 kg COD. Chöa keå coøn coù 500 kg caùc hoùa chaát khaùc thaûi ra.1 Nöôùc thaûi vaø caùc ñaëc tính cuûa nöôùc thaûi Haàu heát caùc coâng ñoaïn trong coâng ngheä thuoäc da laø quaù trình öôùt, coù nghóa laø coù söû duïng nöôùc.

Ñònh möùc tieâu thuï nöôùc khoaûng 25 – 80 m3 cho moät taán da nguyeân lieäu. Löôïng nöôùc thaûi thöôøng xaáp xæ löôïng nöôùc tieâu thuï. Taûi löôïng, thaønh phaàn caùc chaát gaây oâ nhieãm nöôùc phuï thuoäc vaøo löôïng hoùa chaát söû duïng vaø löôïng chaát ñöôïc taùch ra töø da. Ñònh möùc hoùa chaát söû duïng vaø löôïng nöôùc tieâu thuï trong coâng ngheä thuoäc da ñöôïc toùm taét trong baûng 2.3 ; ñaëc tính nöôùc thaûi vaø caùc thaønh phaàn oâ nhieãm cuûa coâng ty Ñaëng Tö Kyù ñöôïc trình baøy trong baûng 2.1 Trong coâng ñoaïn baûo quaûn, muoái aên NaCl ñöôïc söû duïng ñeå öôùp da soáng, löôïng muoái söû duïng töø 100 ñeán 300 kg cho 1 taán da soáng.

Khi thôøi tieát noùng aåm coù theå duøng muoái Na2SiF6 ñeå saùt truøng. Nöôùc thaûi cuûa coâng ñoaïn naøy laø nöôùc röûa da tröôùc khi öôùp muoái ( neáu coù ), nöôùc loaïi naøy chöùa taïp chaát baån, maùu môõ, phaân ñoäng vaät. Tröôùc khi ñöa vaøo caùc coâng ñoaïn tieàn xöû lyù, da muoái ñöôïc röûa ñeå loaïi boû muoái, caùc taïp chaát baùm vaøo da, sau ñoù ngaâm trong nöôùc töø 8 ñeán 12 h ñeå hoài töôi da. Trong quaù trình hoài töôi coù theå boå sung caùc chaát taåy NaOCl, Na2CO3 ñeå taåy môõ vaø duy trì pH = 7.0 cho moâi tröôøng ngaâm da.

Nöôùc thaûi cuûa coâng ñoaïn hoài töôi coù maøu vaøng Trang 10 Chöông 2 : Toång Quan luïc chöùa caùc protein tan nhö albumin, caùc chaát baån baùm vaøo da vaø coù haøm löôïng muoái NaCl cao. Do coù chöùa löôïng lôùn caùc chaát höõu cô ôû daïng tan vaø lô löûng, ñoä pH thích hôïp cho söï phaùt trieån cuûa vi khuaån neân nöôùc thaûi cuûa coâng ñoaïn naøy raát nhanh bò thoái röõa. Nöôùc thaûi cuûa coâng ñoaïn ngaâm voâi vaø khöû loâng mang tính kieàm cao do moâi tröôøng ngaâm da trong voâi ñeå khöû loâng coù ñoä pH thích hôïp töø 11 – 12. Neáu pH < 11 lôùp keratin trong bieåu bì vaø collagen bò thuûy phaân, coøn neáu pH > 13 da bò roäp, loâng gioøn seõ khoù taùch chaân loâng.

Nöôùc thaûi cuûa coâng ñoaïn naøy chöùa muoái NaCl, voâi, chaát raén lô löûng ( loâng vuïn vaø voâi ), chaát höõu cô, sunfua S2-. Coâng ñoaïn khöû voâi vaø laøm meàm da coù söû duïng löôïng nöôùc lôùn keát hôïp vôùi muoái (NH4)2SO4 hay NH4Cl ñeå taùch löôïng voâi coøn baùm trong da vaø laøm meàm da baèng men toång hôïp hay men vi sinh. Caùc men naøy laøm taùc ñoäng ñeán caáu truùc da, taïo ñoä meàm maïi cuûa da. Nöôùc thaûi cuûa coâng ñoaïn naøy mang tính kieàm, coù chöùa haøm löôïng caùc chaát höõu cô cao do protein cuûa da tan vaøo trong nöôùc vaø haøm löôïng Nitô ôû daïng amon hay amoniac.

Trong coâng ñoaïn laøm xoáp, caùc hoùa chaát söû duïng laø acid acetic, acid sulfuric, acid formic. Caùc acid naøy coù taùc duïng chaám döùt hoaït ñoäng cuûa enzyme, taïo moâi tröôøng pH = 2.5 thích hôïp cho quaù trình khueách taùn chaát thuoäc vaøo trong da. Quaù trình laøm xoáp thöôøng gaén lieàn vôùi coâng ñoaïn thuoäc croâm. Nöôùc thaûi cuûa coâng ñoaïn naøy mang tính acid cao.

Nöôùc thaûi cuûa coâng ñoaïn thuoäc mang tính acid vaø coù haøm löôïng Cr3+ cao ( khoaûng 100 – 200 mg/l ) neáu thuoäc croâm vaø BOD5 raát cao neáu thuoäc tanin ( khoaûng 6000 – 12000 mg/l ). Nöôùc thaûi thuoäc croâm coù maøu xanh, coøn nöôùc thaûi thuoäc tanin coù maøu toái vaø muøi khoù chòu. Nöôùc thaûi cuûa coâng ñoaïn eùp nöôùc, nhuoäm, trung hoøa, aên daàu, hoaøn thieän thöôøng laø nhoû vaø giaùn ñoaïn. Nöôùc thaûi thuoäc da noùi chung coù ñoä maøu, chöùa haøm löôïng TS, chaát raén lô löûng SS, haøm löôïng oâ nhieãm caùc chaát höõu cô BOD cao.

Caùc doøng thaûi mang tính kieàm laø nöôùc thaûi cuûa coâng ñoaïn hoài töôi, ngaâm voâi, khöû loâng. Nöôùc thaûi cuûa coâng ñoaïn laøm xoáp, thuoäc mang tính acid. Ngoaøi ra nöôùc thaûi thuoäc da coøn chöùa sunfua, crom vaø daàu môõ. Trang 11 Chöông 2 : Toång Quan Baûng 2.1 – Ñònh möùc hoùa chaát söû duïng vaø löôïng nöôùc tieâu thuï trong coâng ngheä thuoäc da ( kg / 100 kg da nguyeân lieäu ) (Nguoàn – UNIDO) Hoùa chaát Saûn xuaát da cöùng Saûn xuaát da meàm Na2S 3.0 Tanin thöïc vaät 12.0 Dung dòch laøm meàm 0.8 Thuoác saùt truøng 0.0 Daàu thöïc vaät - 4.0 Chaát trôï nhuoäm - 3.6 Chaát hoaøn thieän dung - 4.0 moâi höõu cô Nöôùc 30 – 35 m3/ 1 taán da 30 – 60 m3/ 1 taán da Trang 12 Chöông 2 : Toång Quan Baûng 2.2 – Löôïng nöôùc thaûi phaùt sinh trong quaù trình thuoäc da cuûa coâng ty Ñaëng Tö Kyù, vôùi coâng suaát 3 taán / ngaøy (Nguoàn – coâng ty Ñaëng Tö Kyù) Löôïng nöôùc thaûi phaùt sinh Coâng ñoaïn (m3/ngaøy) Hoài töôi 140 Ngaâm voâi, taåy loâng 50 Khöû voâi, röûa nöôùc 50 Laøm meàm/laøm xoáp 20 Taåy nhôøn 20 Thuoäc da 20 Toång coäng 300 (m3/ngaøy) Baûng 2.3 – Löôïng nöôùc söû duïng cuûa töøng loaïi saûn phaåm (Nguoàn – Trung taâm thoâng tin Kinh teá vaø Khoa hoïc Kyõ thuaät – Boä Coâng nghieäp nheï) Loaïi saûn phaåm Phöông phaùp thuoäc Löôïng nöôùc thaûi Da boxcalf boø Croâm 80 – 100 lít / kg da töôi Da Nubuck Croâm + Tannin 90 – 110 lít / kg da töôi Da deâ Croâm 45 – 50 lít / dm3 Boxcalf lôïn Croâm 80 – 110 lít / kg da töôi Da ñeá treân Croâm + Tannin 50 – 60 lít / kg da töôi Da ñeá döôùi Tannin 60 – 85 lít / kg da töôi Da kyõ thuaät Aldehyt 85 lít / kg da töôi Da gaêng Keát hôïp 150 lít / kg da töôi Da thuoäc daàu Daàu 150 lít / kg da töôi Da loâng thuù Keát hôïp 100 – 200 lít / kg da töôi Trang 13 Chöông 2 : Toång Quan Baûng 2.4 – Ñaëc tính nöôùc thaûi cuûa coâng ty Ñaëng Tö Kyù (Nguoàn – coâng ty Ñaëng Tö Kyù) Caùc coâng ñoaïn Thoâng soá Ngaâm voâi Thuoäc croâm khaùc pH 7.