Xử lý nước thải dệt nhuộm bao gồm nhiều phương pháp khác nhau, phù hợp với một vài chất ô nhiễm tương ứng. Công nghệ xử lý nước thải được áp dụng nhằm loại bỏ được các thành phần như nhiệt độ, độ màu, chất rắn lơ lửng (SS), COD, BOD5 và kim loại nặng.
Một hệ thống xử lý nước thải cơ bản gốm ba bước xử lý sau:
- Xử lý sơ bộ hay xử lý bậc I
- Xử lý cơ bản hay xử lý bậc II
- Xử lý bổ sung hay xử lý bậc III
Đối với nguồn nguyên liệu thô được sử dụng trong quá trình sản xuất là Polyester và sợi pha (kết hợp Cotton và Polyester) thì quá trình keo tụ/ tạo bông thường được áp dụng trước công đoạn sinh học. Sinh học có thể là kỵ khí UASB hay EGSB, hiếu khí có thể là bùn hoạt tính lơ lửng hoặc bám dính. Công đoạn xử lý bậc 3 bao gồm: keo tụ/ tạo bông và khử trùng; lọc (lọc cát và than hoạt tính) và khử trùng; oxy hóa nâng cao (ozone hay Fenton) và hiệu chỉnh pH về trung tính. Quá trình xử lý bậc 3 được áp dụng để xử lý triệt để các chất ô nhiễm còn lại trong nước thải hay tái sử dụng.
Đối với nguồn nguyên liệu là Cotton, công nghệ xử lý ngược lại với nguyên liệu là Polyester và sợi pha là quá trình sinh học trước quá trình hóa lý.Công đoạn xử lý bậc 3 được áp dụng: lọc (lọc cát và than hoạt tính) và khử trùng; oxy hóa nâng cao (ozone hay Fenton) và hiệu chỉnh pH về trung tính.
Xử lý bậc I
Công đoạn này thường chia thành tiền xử lý và xử lý sơ bộ. Nói chung công đoạn này loại bỏ phần lớn các tạp chất thô, cứng, vật nổi, nặng (cát, đá, sỏi…), dầu mỡ,…để bảo vệ bơm, đường ống, thiết bị tiếp theo và đưa nước thải vào xử lý cơ bản có hiệu quả hơn.
Các công trình của bậc xử lý này thường là: Song, lưới chắn rác, có thể có máy nghiền và cắt vụn rác, lắng cát, bể điều hòa, bể trung hòa, tuyển nổi và lắng 1, lọc hấp thụ bằng than hoạt tính. Bể điều hòa đôi khi có trang bị sục khí, bổ sung Clo để khử mùi, khử màu và làm tăng cường oxi hóa.
Kết quả của giai đoạn này là loại được hầu hết các tạp chất rơm rác, sợi, vật thô nổi, tạp chất nặng (cát, sỏi), một phần tạp chất ở dạng lơ lửng,…Trường hợp nước thải nhiễm bẩn ít, qua công đoạn xử lý sơ bộ đã đạt được chỉ tiêu là nếu không có các chất độc hại, chỉ tiêu vi sinh vật đạt yêu cầu thì có thể xả thẳng vào nguồn, phun lên cánh đồng tưới,…
Xử lý bậc II
Đây được xem là trái tim của hệ thống xử lý nước thải. Chủ yếu ứng dụng các quá trình sinh học (hoặc hóa lý, hóa học, cơ học hoặc kết hợp). Công đoạn này phần lớn chất ô nhiễm trong nước thải sẽ bị xử lý.
Phương pháp hóa lý
Phương pháp xử lý hóa lý là một trong những phương pháp thông dụng trong xử lý nước thải công nghiệp. Giai đoạn xử lý hóa lý có thể là giai đoạn xử lý độc lập hoặc xử lý kết hợp với xử lý cơ học, sinh học, hóa học trong dây chuyền công nghệ xử lý nước thải đầy đủ. Quá trình hóa lý: Dùng để xử lý nước thải có nhiều chất lơ lửng, chất độc hại, độ màu cao và là tiền đề cho xử lý sinh học phía sau.
Các phương pháp hóa lý thường được ứng dụng để xử lý nước thải gồm có: keo tụ, tuyển nổi, hấp phụ, trích ly, trao đổi ion.
– Keo tụ là quá trình dính kết các hạt keo chứa trong nước thải do chuyển động nhiệt, do xáo trộn và kết quả của quá trình này là từ các hạt keo rất bé tạo nên tổ hợp có kích thước lớn hơn và dễ dàng lắng xuống đáy. Các chất keo tụ thường được ứng dụng trong xử lý nước thải là phèn nhôm (Al2(SO4)3.18H2O) và phèn sắt (FeSO4.7H2O)
– Tuyển nổi là quá trình dính bám phân tử của các hạt chất bẩn đối với bề mặt phân chia của hai pha: khí – nước và hình thành hỗn hợp ” hạt rắn -bọt khí” nổi lên trên mặt nước và sau đó được loại bỏ đi.
– Hấp phụ là quá trình thu hút hay tập trung các chất bẩn trong nước thải lên bề mặt của chất hấp phụ. Các chất hấp phụ thông dụng trong kỹ thuật xử lý nước thải bao gồm: than hoạt tính, than xương, đất hoạt tính (bentonit), silicagel, nhựa tổng hợp có khả năng trao đổi ion. Dùng để hấp phụ: Chất tẩy rửa, thuốc nhuộm, hợp chất chlorinated, dẫn xuất phenol hoặc hydroxyl, hợp chất sinh mùi và vị, chất ô nhiễm vi lượng, kim loại nặng.
– Trao đổi ion thường được ứng dụng để xử lý các kim loại nặng có trong nước thải bằng cách cho nước thải chứa kim loại nặng đi qua cột nhựa trao đổi cation, khi đó các cation kim loại nặng được được thay thế bằng các ion hydro (hoặc Na+) của nhựa trao đổi. Khử kim loại nặng trong nước thải bằng phương pháp trao đổi ion cho ta nước thải đầu ra có chất lượng rất cao.
Ưu điểm:
– Có 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.
– Chi phí hoá chất cao.
Phương pháp hóa học:
Trung hòa: nước thải thường có những giá trị pH khác nhau, muốn nước tahir được xử lý tốt bằng phương pháp sinh học phải tiến hành điều chỉnh pH về vùng 6,6 – 7,6 (công nghệ xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học- PGS.TS Lương Đức Phẩm, NXB giáo dục)
Nước thải có độ axit cao hay độ kiềm cao không được thải vào hệ thống thoát và nguồn nước. Trong các nhà máy dệt nhuộm độ pH của nước thải dao động từ 4 – 12 nên cần thiết phải trung hoà để tạo pH tối ưu cho quá trình keo tụ.
Hoá chất dùng để trung hoà nước thải chứa axit là xút hoặc vôi.
Trong nhà máy dệt nhuộm để trung hoà nước thải chứa axit và kiềm người ta thường trộn lẫn các loại nước thải này với nhau.
Phương pháp sinh học
Áp dụng quá trình sinh học, nhờ hoạt động của vi sinh vật_ Vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ và một số khoáng chất làm thức ăn để sinh trưởng và phát triển, để khử các chất hữu cơ chứa cacbon trong nước thải, thường biểu thị bằng BOD (nhu cầu oxy sinh hóa, tổng cacbon hữu cơ TOC hoặc COD (nhu cầu oxy hóa học), khử Nitrat, photpho,… Phân hủy các chất hữu cơ dễ phân hủy thành các chất vô cơ và chuyển các chất hữu cơ ổn định thành bông cặn dễ loại bỏ ra khỏi nước.
Các quá trình sinh học gồm 5 nhóm chính: Quá trình hiếu khí, quá trình kị khí, quá trình trung gian- anoxic, quá trình tùy tiện và quá trình ở ao hồ.
Để đạt được hiệu quả phân huỷ sinh học các chất ô nhiễm hữu cơ cao cần bổ sung các chất dinh dưỡng cần thiết như nitơ, phốt pho và có thể một vài nguyên tố hiếm. Phương pháp xử lý sinh học được áp dụng tương đối rộng do chi phí vận hành và bảo dưỡng thấp.
Bảng 1. Giới thiệu các công trình thường áp dụng trong xử lý sinh học
| Quá trình sinh học | Các công trình có thể chọn |
| Hiếu khí | · Bể Aerotank thông thường · Bể Aerotank làm thoáng theo bậc · Bể Aerotank tải trọng cao, cường độ làm thoáng cao · Hấp thụ bằng bùn hoạt tính · Làm thoáng kéo dài · Mương oxy hóa · Bể lọc sinh học thông thường · Bể lọc sinh học tải trọng cao · Hệ thống đãi quay quanh trục ngang · Hồ sinh học hiếu khí |
| Yếm khí | · UASB Bể lắng yếm khí có lớp bùn lở lửng · Bể lọc yếm khí có lớp hạt cố định · Bể lọc yếm khí có lớp hạt chuyển động trong dòng chất lỏng · Bể tự hoại · Bể lắng hai vỏ · Hồ sinh học yếm khí |
Nguồn T. X. Lai, Xử lý nước thải công nghiệp, Hà Nội: NXB Xây Dựng, 2009
Các phương pháp hiếu khí xử lý nước thải trong điều kiện nhân tạo:
Bể tạo bông sinh học hiếu khí – Aerotank: Quá trình chuyển hoá vật chất có trong Aerotank khi cho nước ô nhiễm hay nước thải vào hoàn toàn do hoạt động sống của nhiều loài 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 có xu hướng lắng đọng xuống đáy, do đó việc khuấy trộn các dung dịch trong aerotank là điều rất cần thiết.
Tác động của hệ thống cấp khí:
Không 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 thoát khỏi dung dịch của các chất khí được tạo thành trong quá trình lên men.
– Tăng nhanh sự thoát nhiệt.
Để cung cấp oxy cho aerotank người ta sử dụng những cách sau: thổi khí; nén khí; làm thoáng cơ học; thổi, nén khí với hệ thống cơ học.
Khi cung cấp khí vào aerotank cần lưu ý những điểm sau:
– Không 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.
– Tác động của cách khuấy:
– Làm tăng mức độ hoà tan của oxy.
– Làm tăng khả năng tiếp xúc giữa vi sinh vật và chất hữu cơ có trong Aerotank.
– Làm tăng khả năng tách hai tế bào trong quá trình sinh sản của vi khuẩn do tác động cơ học của dòng chảy.
Các yếu tố ảnh hưởng:
– Lượng oxy tiêu thụ: Phải làm sao cho hàm lượng oxy hoà tan không 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 vô cơ và NH3.
Các phương pháp kị khí:
Dựa trên sự chuyển hoá vật chất hữu cơ trong điều kiện không có oxy nhờ rất nhiều loài vi sinh vật yếm khí tồn tại trong nước thải.
Sản phẩm của quá trình là CH4, CO2, N2 , H2S, NH3 trong đó CH4 chiếm nhiều nhất.
Phân hủy kị khí có thể chia làm 6 quá trình:
– Thủy phân polyme.
– 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 có 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 không tan chuyển hoá thành các phức chất đơn giản hơn hoặc chất hoà 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 hoá: Các vi khuẩn lên men chuyển hoá các chất hoà tan thành chất đơn giản như acid béo dễ bay hơi, alcohols, acid lactic, methanol, CO2, H2, NH3, H2S và sinh khối mới.
– Acetic hoá: Vi khuẩn acetic chuyển hoá các sản phẩm của giai đoạn acid hoá thành acetat, H2, CO2 và sinh khối mới.
– Methanol hoá: Đây là giai đoạn cuối của quá trình phân hủy kị khí acid acetic, H2, CO2, acid formic và methanol chuyển hóa thành methane, CO2 và sinh khối mới.
– Trong công 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 công trình xử lý kị khí có thể áp dụng tải trọng rất cao.
Các công nghệ xử lý kị khí
Quá trình phân hủy kị khí xáo trộn hoàn toàn:
Bể xáo trộn liên tục không có tuần hoàn bùn, thích hợp xử lý nước thải có hàm lượng chất hữu cơ hòa tan dễ phân hủy nồng độ cao hoặc xử lý bùn hữu cơ. Để xáo trộn dùng cách khuấy hoặc tuần hoàn khí biogas. Thời gian lưu sinh khối là thời gian lưu nước. Do thời gian lưu bùn trong phân hủy kị khí thường từ 12 ÷ 30 ngày nên thể tích bể xáo trộn hoàn toàn đòi hỏi lớn hơn nhiều so với các công nghệ xử lý khác. Loại bể này có thể chịu đựng tốt trong trường hợp có độc tố hoặc khi tải trọng tăng đột ngột.
Quá trình tiếp xúc kị khí:
Gồm hai giai đoạn: phân hủy kị khí xáo trộn hoàn toàn và lắng hoặc tách riêng phần cặn sinh học. Bùn sau khi tách được tuần hoàn trở lại bể phân hủy kị khí.
Hệ thống tiếp xúc kị khí có 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.
Lọc kị khí (giá thể cố định dòng chảy ngược dòng):
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 đó có thể là đá, sỏi, than, vòng nhựa tổng hợp, tấm nhựa, vòng sứ . . . dòng 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 thông qua hệ thống phân phối khí đặt dưới lớp vật liệu và máy nén khí biogas.
Quá trình kị khí bám dính xuôi dòng:
Nước thải chảy vào từ trên xuống qua lớp gía thể Modul. Giá thể này tạo nên các dòng chảy nhỏ tương đối thẳng theo hướng từ trên xuống thích hợp xử lý nước thải có hàm lượng SS cao
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 có đường kính nhỏ do đó tỉ lệ diện tích bề mặt/thể tích rất lớn tạo sinh khối bám dính lớn. Hàm lượng sinh khối trong bể có thể lên 10.000 – 40.000 mg/l.
Xử lý bậc III
Thông thường công đoạn này chỉ cần khử khuẩn để đảm bảo nước trước khi được đổ vào các thủy vực không còn vi sinh gây bệnh, khử màu, khử mùi và giảm nhu cầu oxi sinh học cho nguồn tiếp nhận.
Các phương pháp khử khuẩn thường được dùng là: Clo hóa nước, Ozone, tia cực tím. Khử khuẩn bằng Clo dạng khí, dạng lỏng, các hipoclorit hay được dùng hơn cả.
Ngoài ra, công đoạn này có thể phải tiếp tục nâng cao chất lượng nước đã xử lý tái sử dụng hoặc để xả vào nguồn tiếp nhận có yêu cầu cao. Các phương pháp thường được dùng là:
– Vi lọc hoặc lọc cát, lọc qua màng,…để lọc trong nước.
– Kết tủa hóa học và đông tụ.
– Hấp phụ qua than hoạt tính để khử hết các kim loại nặng, chất hữu cơ, màu, mùi,…
– Nếu trong nước vẫn còn Nito, Photpho cao, thì cần xử lý riêng biệt.
Xử lý bậc III giúp khử triệt để dinh dưỡng Nito, Photpho, Kali còn lại trong nước sau khi xử lý cấp II; Bảo vệ nguồn nước ngầm; Bảo đảm an toàn cho nguồn nhận với những yêu cầu đặc biệt.
Phương pháp xử lý bùn cặn:
Bùn cặn từ bể lắng một và hai: dùng để làm phân bón đất trồng và dùng để san lấp mặt bằng. Khi sử dụng làm phân bón cần xử lý kim loại nặng đến mức cho phép.
Xử lý ổn định làm khô bùn cặn: Thường thiết kế hồ thành hai ngăn, mỗi ngăn có 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 cô 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 đó giảm áp suất này xuống đến áp suất bình thường của không khí, khí sẽ tạo ra những bọng nhỏ li ti dính bám vào các hạt bông 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 hôi, làm giảm hoặc loại trừ khả năng thối rữa, dễ làm khô bùn cặn.
– Dùng clo, vôi hoặc hiếu khí để ổn định bùn.
Phương pháp làm khô bùn cặn:
– Mục đích:
+ Làm giảm khối lượng vận chuyển.
+ Cặn khô dễ đưa đi chôn lấp hoặc đem đi sử dụng.
+ Giảm lượng nước ô nhiiễm có thể gây ô nhiễm nước ngầm.
Công nghệ được áp dụng:
- Công suất: 1000 m3/ngày.đêm
- Sản phẩm: các mặt hàng vải và vải in.
- Công suất của nhà máy: 7 tấn vải/ngày.
- Nguyên liệu: vải thô (từ sợi tổng hợp và sợi pha)
- Nước thải phát sinh: 900 m3/ngày.đêm.
- Công nghệ xử lý nước thải được sử dụng: xử lý hóa lý kết hợp xử lý sinh học.
Hotline 24/7
Zalo
Chỉ đường