Đồ án Xử lý nước thải dệt nhuộm công ty TNHH Jomu Textile – KCN Long Thành, Đồng Nai

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN - - -
  - - - ĐỒ ÁN MÔN HỌC XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHỆP ĐỀ TÀI: XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM CÔNG TY TNHH JOMU TEXTILE – KCN LONG THÀNH, ĐỒNG NAI GVHD: HUỲNH TẤN NHỰT NHÓM: 02 1. Huỳnh Tấn Huy (NT) 12127088 2. Trần Trịnh Thị My 12127013 3. Đoàn Phan Kiều Ngọc 12127015 4. Phan Thái Thạch Nguyên 12127122 5. Nguyễn Minh Giáp 12127277 6. Nguyễn Minh Nhật 12127127 7. Huỳnh Mạnh Phúc 12127134 TP.Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2016 Đồ án: Xử lý nước thải công nghiệp Mục Lục ------------ ĐẶT VẤN ĐỀ ....................................................................................................... 1 CHƯƠNG 1. ĐẶC TÍNH CỦA NƯỚC THẢI NGÀNH CÔNG NGHIỆP DỆT NHUỘM VÀ MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ ........................................... 2 1.1. Nguồn gốc và đặc tính nước thải dệt nhuộm .......................................................................2 1.1.1. Nguồn gốc phát sinh nước thải dệt nhuộm ..................................................................2 1.1.2. Đặc tính nước thải dệt nhuộm ......................................................................................2 1.2. Các phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm .....................................................................4 1.2.1. Phương pháp keo tụ .....................................................................................................4 1.2.2. Phương pháp hấp phụ...................................................................................................4 1.2.3. Phương pháp oxy hóa...................................................................................................4 1.2.4. Phương pháp màng ......................................................................................................4 1.2.5. Phương pháp sinh học ..................................................................................................5 1.3. Một số công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm .....................................................................5 1.3.1. Công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm keo tụ kết hợp sinh học hiếu khí .....................5 1.3.2. Công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm kết hợp kỵ khí, hiếu khí và keo tụ tạo bông....6 1.3.3. Công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm kết hợp fenton và sinh học hiếu khí ................8 CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY TNHH JOMU TEXTILE ........ 10 2.1. Giới thiệu về công ty .........................................................................................................10 2.1.1. Vị trí địa lý .................................................................................................................10 2.1.2. Quy mô công ty ..........................................................................................................11 2.1.3. Lĩnh vực hoạt động ....................................................................................................11 2.1.4. Tình hình sản xuất ......................................................................................................11 2.2. Quy trình công nghệ sản xuất công ty TNHH Jomu textile ..............................................13 2.2.1 Quy trình công nghệ sản xuất và chế độ làm việc .......................................................13 2.2.2. Thuyết minh quy trình ...............................................................................................14 2.2.3. Chế độ làm việc .........................................................................................................14 2.3. Nguồn gốc và tính chất nước thải công ty TNHH Jomu Textile ......................................14 2.3.1. Nguồn gốc phát sinh nước thải ..................................................................................14 2.3.2. Tính chất nước thải và chế độ thải nước ....................................................................15 CHƯƠNG 3. ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ ............................................. 17 3.1. Cơ sở đề xuất công nghệ xử lý ..........................................................................................17 3.2. Đề suất công nghệ xử lý ....................................................................................................17 3.2.1. Phương án 1 ...............................................................................................................17 Đồ án: Xử lý nước thải công nghiệp 3.2.1.1. Hiệu suất xử lý ....................................................................................................17 3.2.1.2. Sơ đồ công nghệ ..................................................................................................19 3.2.1.3. Thuyết minh sơ đồ công nghệ .............................................................................20 3.2.2. Phương án 2 ...............................................................................................................22 3.2.2.1. Hiệu suất xử lý ....................................................................................................22 3.2.2.2. Sơ đồ công nghệ ..................................................................................................23 3.2.2.3. Thuyết minh sơ đồ công nghệ .............................................................................25 CHƯƠNG 4. TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VI ̣ CHO ................. 27 PHƯƠNG ÁN 1 .................................................................................................. 27 4.1. Lưới chắn rác ....................................................................................................................27 4.2. Hố thu gom .......................................................................................................................29 4.3. Tháp giải nhiệt ..................................................................................................................31 4.4. Bể điều hòa .......................................................................................................................33 4.4.1. Bể điều hòa 1 .............................................................................................................33 4.4.2. Bể điều hòa 2 .............................................................................................................37 4.5. Cụm bể keo tụ, tạo bông ...................................................................................................39 4.6. Bể lắng Lamen ..................................................................................................................45 4.9. Bể Aerotank ......................................................................................................................47 4.10. Bể lắng sinh học ..............................................................................................................58 4.11. Bể khử trùng ...................................................................................................................61 4.12. Bể nén bùn ......................................................................................................................65 CHƯƠNG 5. TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VI ̣ CHO PHƯƠNG ÁN 2 ............................................................................................................................. 70 5.1. Khái quát các công trı ̀nh giống phương án 1 ....................................................................70 5.2. Cụm bể Fenton ..................................................................................................................70 5.3. Tính toán bể lắng ..............................................................................................................74 5.4. Bể SBR..............................................................................................................................78 5.5. Bể trung gian .....................................................................................................................89 5.6. Xử lý bùn ..........................................................................................................................89 CHƯƠNG 6. TÍNH TOÁN KINH TẾ ............................................................. 92 6.1. Tı ́nh toán kinh tế cho phương án 1 ...................................................................................92 6.1.1. Chi phı ́ đầu tư xây dưṇg .............................................................................................92 6.1.2. Chi phı ́ quản lý và vâṇ hành traṃ xử lý .....................................................................95 6.1.3. Chi phı ́ xử lý 1 m3 nước thải ......................................................................................97 6.2. Tı ́nh toán kinh tế cho phương án 2 ...................................................................................97 6.2.1. Chi phı ́ đầu tư xây dưṇg .............................................................................................97 6.2.2. Chi phı ́ quản lý và vâṇ hành traṃ xử lý ...................................................................100 Đồ án: Xử lý nước thải công nghiệp 6.2.3. Chi phı ́ xử lý 1 m3 nước thải ....................................................................................102 CHƯƠNG 7. KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ ..................................................... 103 7.1. Kết luận ...........................................................................................................................103 7.2. Kiến nghị .........................................................................................................................103 TÀI LIÊỤ THAM KHẢO ............................................................................... 104 Đồ án: Xử lý nước thải công nghiệp XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM CÔNG TY TNHH JOMU TEXTILE 1 ĐẶT VẤN ĐỀ Ngành công nghiệp Dệt - nhuộm với lịch sử ra đời hàng nghìn năm là một trong những ngành công nghiệp phát triển từ rất sớm góp phần không nhỏ vào việc đáp ứng các nhu cầu ngày càng cao của con người. Bên cạnh các giá trị về kinh tế, phát triển ngành công nghiệp dệt còn góp phần giải quyết các vấn đề xã hội như tạo công ăn việc làm cho một lượng lao động không nhỏ, thực hiện chuyển dịch cơ cấu kinh tế theo hướng công nghiệp hoá. Hiện nay, ngành Dệt - nhuộm ở nước ta đang phát triển mạnh mẽ, đa dạng với những quy mô khác nhau là một trong những ngành công nghiệp đặc trưng có nguy cơ ô nhiễm cao, gây ra các tác động xấu nhất định đối với môi trường xung quanh và sức khoẻ cộng đồng. Trong quá trình hoạt động sản xuất, các cơ sở dệt nhuộm đã tạo ra lượng lớn chất thải có mức độ ô nhiễm cao. Nước thải sinh ra từ ngành dệt nhuộm thường có nhiệt độ cao, độ pH lớn, chứa nhiều loại hóa chất, thuốc nhuộm khó phân hủy, độ màu cao. Nếu không được xử lý tốt, nước thải do dệt nhuộm sẽ gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng, đặc biệt là ô nhiễm nguồn nước mặt, nước ngầm. Bởi vậy, bên cạnh việc đầu tư để thúc đẩy sự phát triển ngành dệt-nhuộm thì các cơ sở dệt-nhuộm cần có chiến lược phát triển bền vững, để giảm tốc độ gia tăng ô nhiễm, giảm tác động của nước thải đến môi trường và sức khỏe cộng đồng, nâng cao chất lượng môi trường sống. Tuy nhiên, vấn đề này đang gây ra những khó khăn đối với các doanh nghiệp khiến cho các hoạt động nhằm bảo vệ và xử lí môi trường chưa đạt được kết quả như mong đợi. Công ty TNHH Jomu Textile ra đời và phát triển để đáp ứng một phần nhu cầu may mặc trong nước cũng như ngoài nước. Vấn đề về nước thải cũng đang là vấn đề cấp bách đặt ra cho ban lãnh đạo công ty. Xuất phát từ những vấn đề trên cùng với mục tiêu củng cố những kiến thức đã học, trang bị cho mình những hiểu biết cần thiết nhất cho công việc sau này. Do đó, nhóm chúng em thực hiện đề tài: “Thiết kế hệ thống xử lí nước thải nhà máy dệt - nhuộm Công ty TNHH Jomu Textile công suất 960 m3/ngày đêm” . Đồ án: Xử lý nước thải công nghiệp XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM CÔNG TY TNHH JOMU TEXTILE 2 CHƯƠNG 1. ĐẶC TÍNH CỦA NƯỚC THẢI NGÀNH CÔNG NGHIỆP DỆT NHUỘM VÀ MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ 1.1. Nguồn gốc và đặc tính nước thải dệt nhuộm 1.1.1. Nguồn gốc phát sinh nước thải dệt nhuộm Ngành dệt là ngành công nghiệp có dây chuyền công nghệ phức tạp, áp dụng nhiều loại hình công nghệ khác nhau. Đồng thời trong quá trình sản xuất sử dụng các nguồn nguyên liệu, hóa chất khác nhau và cũng sản xuất ra nhiều mặt hàng có mẫu mã, màu sắc, chủng loại khác nhau. Nguyên liệu chủ yếu là xơ bông, xơ nhân tạo để sản xuất các loại vải cotton và vải pha. Ngoài ra còn sử dụng các nguyên liệu như lông thú, đay gai, tơ tằm để sản xuất các mặt hàng tương ứng. Lượng hoá chất sử dụng trong ngành dệt nhuộm cũng rất đa dạng. Các công đoạn tốn hóa chất trong quá trình dệt nhuộm chủ yếu đến từ quá trình nhuộm vải bao gồm thuốc nhuộm và các hóa chất trợ nhuộm. Một số loại thuốc nhuộm và chất phụ trợ thường được xử dụng trong công nghệ dệt nhuộm của nhà máy như : thuốc nhuộm hoạt tính, thuốc nhuộm trực tiếp, thuốc nhuộm phân tán, thuốc nhuộm cation và thuốc nhuộm axit. Nguồn gốc và thành phần nước thải phụ thuộc vào: Công nghệ sản xuất, đặc tính của vật liệu nhuộm, bản chất của thuốc nhuộm, các chất phụ trợ và các hóa chất khác được sử dụng. Nguồn nước thải chủ yếu phát sinh trong quá trình kéo sợi ,hồ sợi, nhuộm, giặc tẩy và vệ sinh trang thiết bị nhuộm Bảng 1.1: Tỷ lệ nước thải từ các nguồn phát sinh Sản xuất hơi: 5.3% Nước làm lạnh thiết bị: 6.4% Nước làm mát và xử lý bụi trong xí nghiệp sợi, dệt: 7.8% Nước cho các quá trình chính trong xí nghiệp dệt – nhuộm: 72.3% Nước vệ sinh: 7.6% Nước cho việc phòng cháy và các vấn đề khác: 0.6% Tổng: 100% 1.1.2. Đặc tính nước thải dệt nhuộm Bảng 1.2: Các chất gây ô nhiễm ở mỗi công đoạn sản xuất Công đoạn Chất ô nhiễm trong nước thải Đặc tính của nước thải Hồ sợi, giũ hồ Tinh bột, glucose, carboxy BOD cao (34 – 50 % tổng Đồ án: Xử lý nước thải công nghiệp XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM CÔNG TY TNHH JOMU TEXTILE 3 metyl xenlulo, polyvinyl alcol, nhựa, chất béo và sáp BOD) Nấu tẩy NaOH, chất sáp và dầu mỡ, tro, soda, silicat natri và xơ sợi vụn Độ kiềm cao, màu tối, BOD cao( tổng 30% BOD) Tẩy trắng Hypoclorit, hợp chất chứa clo, NaOH, AOX, axit Độ kiềm cao, chiếm 5% BOD Làm bóng NaOH, tạp chất. Độ kiềm cao, BOD thấp (dưới 1% tổng BOD) Nhuộm Các loại thuốc nhuộm, axit axetic và các muối kim loại Độ màu cao, BOD khá cao ( 6% tổng BOD), TS cao In Chất màu, tinh bột màu, đât sét, muối kim loại, axit Độ màu cao, BOD cao và dầu mỡ Hoàn thiện Viết tinh bột, mỡ động vật, muối Kiềm nhẹ, BOD thấp Các chất gây ô nhiễm môi trường chính trong nước thải của công nghiệp dệt nhuộm bao gồm: - Các tạp chất tách ra từ vải sợi như dầu mỡ, các hợp chất chứa nito, pectin, các chất bụi bẩn dính vào sợi ( trung bình chiếm 6% khối lượng tơ sợi). - Các hóa chất sử dụng trong quy trình công nghệ như hồ tình bột. H2SO4, CH3COOH, NaOH, NaOCl, H2O2, Na2CO3, Na2SO4,các loại thuốc nhuộm, các chất trợ, chất ngấm, chất cầm màu, chất tẩy giặt. - Các loại thuốc nhuộm được đặc biệt quan tâm vì chúng thường là nguồn sinh ra các kim loại, muối và màu trong nước thải. Độ gắn màu của các loại thuốc nhuộm vào sợi rất khác nhau. Tỷ lệ màu gắn vào sợi nằm trong khoảng 50 – 98%. Phần còn lại sẽ đi vào nước thải. Thành phần nước thải công nghiệp dệt rất đa dạng, bao gồm các chất ô nhiễm dạng hữu cơ thuốc nhuộm, tinh bột, tạp chất) và dạng vô cơ( các muối trung tính, các chất trợ nhuộm)Nước thải dệt nhuộm sẽ khác nhau khi sử dụng các loại nguyên liệu khác nhau. Chẳng hạn như len và cotton thô sẽ thải ra chất bẩn tự nhiên của sợi. Nước thải này có độ màu, độ kiềm, BOD và chất lơ lửng (SS) cao. Ở loại nguyên liệu sợi tổng hợp, nguồn gây ô nhiễm chính là hóa học do các loại hóa chất sử dụng trong giai đoạn tẩy và nhuộm. Đặc trưng quan trọng nhất của nước thải từ các cơ sở dệt nhuộm là sự dao động lớn cả về lưu lượng và tải lượng các chất ô nhiễm, nó thay đổi theo mùa, theo mặt hàng xuất và chất lượng sản phẩm. Nhìn chung nước thải từ các cơ sở dệt – nhuộm có độ kị nước khá cao, có độ màu, nhiệt độ và hàm lượng các chất hữu cơ, tổng chất rắn cao. Đồ án: Xử lý nước thải công nghiệp XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM CÔNG TY TNHH JOMU TEXTILE 4 1.2. Các phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm 1.2.1. Phương pháp keo tụ Đây là phương pháp thông dụng để xử lý nước thải dệt nhuộm. Trong phương pháp này người ta thường dùng các loại phèn nhôm hay phèn sắt cùng với sữa vôi như sunfat sắt, sunfat nhôm hay hay hỗn hợp của 2 loại phèn này và hydroxyt canxi Ca(OH)2 với mục đích khử màu và một phần COD. Nếu dùng sunfat sắt (II) thì hiệu quả đạt tốt nhất ở độ pH = 10, còn nếu dùng sunfat nhôm thì pH = 5 – 6. Nguyên lý: khi dùng phèn thì sẽ tạo thành các bông hydroxyt. Các chất màu và các chất khó phân hủy sinh học bị hấp phụ vào các bông cặn này và lắng xuống tạo bùn. Để tăng quá trình keo tụ, tạo bông người ta thường bổ sung chất trợ keo tụ như polymer hữu cơ. Phương pháp này được dùng để xử lý màu nước thải và hiệu suất khử màu đối với thuốc nhuộm phân tán. Bên cạnh phương pháp keo tụ hóa học, phương pháp keo tụ điện hóa đã được ứng dụng để khử màu ở quy mô công nghiệp. Nguyên lý của phương pháp này là trong thiết bị keo tụ có các điện cực, giấu các điện cực có dòng điện một chiều để làm tăng quá trình kết bám tạo bông cặn dễ lắng. Điều kiện làm việc tối ưu của hệ thống này là: cường độ dòng điện 1800mA, điện thế 8V, pH 5.5 – 6.5. 1.2.2. Phương pháp hấp phụ Phương pháp hấp phụ có khả năng dùng để xử lý các chất không có khả năng phân hủy sinh học và các chất hữu cơ không hoặc khó xử lý bằng phương pháp sinh học. Phương pháp này được dùng để khử màu nước thải chứa thuốc nhuộm hòa tan và thuốc nhuộm hoạt tính. Cơ sở của quá trình là hấp phụ chất tan lên bề chất rắn (chất hấp phụ). Các chất hấp phụ thường dùng là than hoạt tính, than nâu, đất sét, cacbon, magie, zeolite trong đó than hoạt tính là chất hấp phụ có bề mặt riêng lớn 400 – 1500 m2/g. 1.2.3. Phương pháp oxy hóa Do cấu trúc hóa học của thuốc nhuộm nên trong khử màu nước thải dệt nhuộm bằng phương pháp oxy hóa phải dùng chất oxy hóa mạnh. Chất oxy hóa được dùng phổ biến hiện nay là ozon, ozon có khả năng khử màu rất tốt đặc biệt cho nước thải chứa thuộc nhuộm hoạt tính. Để khử màu 1g thuốc nhuộm hoạt tính cần 0.5g O3. 1.2.4. Phương pháp màng Phương pháp màng được ứng dụng trong xử lý nước thải ngành dệt nhuộm với mục đích thu hồi hóa chất để tái sử dụng như: tinh bột PVA, thuốc nhuộm indigo, muối, thuốc nhuộm. Động lực quá trình lọc màng là sự chênh lệch áp suất giữa 2 phía của màng. Đồ án: Xử lý nước thải công nghiệp XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM CÔNG TY TNHH JOMU TEXTILE 5 1.2.5. Phương pháp sinh học Phần lớn các chất có trong nước thải dệt nhuộm là những chất có khả năng phân hủy sinh học. Trong một số trường hợp nước thải dệt nhuộm có thể chứa các chất có tính độc đôi với vi sinh vật như các chất khử vô cơ, formandehit, kim loại nặng, clo,và các chất khó phân hủy sinh học như các chất tẩy rửa, hồ PVA, các loại dầu khoángdo đó trước khi đưa vào xử lý sinh học, nước thải cần được khử các chất gây độc và giảm tỷ lệ các chất khó phân hủy sinh học bằng phương pháp xử lý cục bộ. Trong xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học hiếu khí cần kiểm tra tỷ lệ chất dinh dưỡng cho quá trình phân hủy tỷ lệ BOD:N:P = 100:5:1. Các phương pháp sinh học thông thường được sử dụng cho nước thải sinh hoạt là bùn hoạt tính, lọc sinh học, hồ oxy hóa hoặc kết hợp xử lý sinh học nhiều bậc. 1.3. Một số công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm 1.3.1. Công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm keo tụ kết hợp sinh học hiếu khí a. Sơ đồ công ng