Xử Lý Cod Và Độ Màu Trong Nước Thải Dệt Nhuộm Của Làng Nghề Dệt Nhuộm Xã Phùng Xá Mỹ Đức Hà Nội

1

MỞ ĐẦU

Nƣớc là cơ sở sự sống của mọi sinh vật. Con ngƣời cần mỗi ngày 1.83 lít

nƣớc để uống, khoảng 150 lít nƣớc để sinh hoạt và sản xuất công, nông nghiệp.

Trong khi đó tình trạng ô nhiễm nƣớc trên thế giới đƣa ra cho chúng ta những

con số rất đáng phải suy ngẫm. Ở châu Âu, đƣờng thuỷ và sông ngòi đều bị

nhiễm độc chủ yếu là các hợp chất hữu cơ của clo do bên cạnh bờ sông có nhiều

các nhà máy xí nghiệp hoá chất. Ở sông Ranh chảy qua Hà Lan đã phát hiện ra

nông dƣợc độc hại và các chất vi ô nhiễm trong nƣớc uống. Ƣớc tính một nhà

máy trung bình làm nhiễm bẩn nƣớc tƣơng đƣơng 500.000 hộ dân. Theo báo cáo

mới nhất của các chuyên gia môi trƣờng hàng đầu thế giới thì các địa danh

Kabu, Bhopal (Ấn Độ), Cubatao (Brazil), dòng sông Huai (Trung Quốc) là

những nơi ô nhiễm nhất thế giới do công nghiệp. Tại Việt Nam, ô nhiễm nƣớc

thải công nghiệp đang là vấn đề nhức nhối của toàn xã hội. Cái chết của một loạt

dòng sông nhƣ: sông Thị Vải, sông Đồng Nai…là hồi chuông cảnh tỉnh cho việc

không có ý thức bảo vệ môi trƣờng. Cơn giận dữ của thiên nhiên sẽ trả cho ta

nỗi đau gấp ngàn lần những gì chúng ta làm. Số ca tử vong vì các bệnh hiểm

nghèo nhƣ: ung thƣ, máu trắng… đang ngày càng gia tăng ở Việt Nam theo

khuyến cáo là do sự suy giảm môi trƣờng sống gây nên. Muốn giải quyết vấn đề

mang tính toàn cầu này cần làm tốt vấn đề xử lý ô nhiễm ở từng quốc gia, từng

vùng lãnh thổ. Trong cùng một quốc gia phải có sự kết hợp đồng bộ từ trung

ƣơng đến địa phƣơng sao cho mỗi cá nhân, mỗi doanh nghiệp phải thấy rõ việc

cần thiết bảo vệ môi trƣờng nhƣ thế nào. Phùng Xá - huyện Mỹ Đức - thành phố

Hà Nội có dòng sông Đáy là một nhánh của sông Hồng chảy qua. Nối tiếp

truyền thống đất trăm nghề của Hà Tây, Phùng Xá cũng chọn cho mình một

nghề gia truyền để đời này qua đời khác cha truyền cho con làm nghề mƣu sinh

đó là nghề dệt khăn. Để đáp ứng nhu cầu xã hội, Phùng Xá không ngừng mở

rộng quy mô sản xuất đồng thời phát thải nhiều nƣớc thải dệt nhuộm hơn ra

sông Đáy, làm cho một bộ phận sông chảy qua bị nhiễm độc. Là công dân trong

xã nói riêng và của nƣớc Việt Nam nói chung, em thấy trách nhiệm của mình

2

trong việc ngăn chặn tác động của nƣớc thải công nghiệp vào môi trƣờng. Đƣợc

học tập và nghiên cứu trong trong trƣờng Đại học Lâm Nghiệp, khoa QLTNR,

ngành MT càng giúp em có cơ hội thực hiện dự định thiết lập hệ thống xử lý

nƣớc thải cho quê hƣơng mình. Đó là thôi thúc em chọn đề tài: “Xử lý COD và

độ màu trong nƣớc thải dệt nhuộm của làng nghề dệt nhuộm xã Phùng Xá -

Mỹ Đức - Hà Nội”

3

CHƢƠNG I.

TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1. Tổng quan về công nghiệp dệt nhuộm

1.1.1. Vai trò và sự phát triển của dệt nhuộm

Ngày xƣa khi con ngƣời xuất hiện trên trái đất đã biết dùng lá cây, rơm để

che thân và đỡ lạnh. Cùng với sự phát triển của khoa học kĩ thuật đã tìm ra vật

liệu polime, để sản xuất ra vải sợi phục vụ cho nhu cầu cuộc sống cơm no áo

ấm. Xã hội càng phát triển, nhu cầu không dừng lại chỉ để mặc ấm nữa mà đã

nâng lên thành mặc đẹp. Đó là cơ hội cũng nhƣ thách thức lớn cho ngành dệt

nhuộm. Dƣới sự quan tâm của Đảng, sự lãnh đạo của nhà nƣớc cùng với quá

trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nƣớc, dệt nhuộm Việt Nam đã, đang và

sẽ vƣơn mình để trở thành nền kinh tế mũi nhọn trong nền kinh tế quốc dân

nƣớc ta chỉ đứng thứ hai sau nền công nghiệp nặng dầu mỏ. Theo đó, trƣớc sự

kiện Việt Nam gia nhập TPP đồng nghĩa với thị trƣờng hàng hóa Việt Nam sẽ

đƣợc mở rộng, giao lƣu với hàng hóa của các nƣớc ngoài đặc biệt là các nƣớc

phát triển ở Châu Âu, DMVN phải không ngừng nâng cao về số lƣợng, chất

lƣợng, phong phú về chủng loại và màu sắc để có khả năng cạnh tranh trong lĩnh

vực xuất khẩu hàng dệt may ra thế giới. Năm 2010, DMVN đạt kim ngạch xuất

khẩu 11,2 tỉ USD, tăng 21,7% so với năm 2009. Sau 10 năm xuất khẩu một cách

chính quy, Dệt may Việt Nam đã đứng trong tốp 8 nƣớc có quy mô xuất khẩu

dệt may lớn nhất thế giới. Dệt may Việt Nam có nhiều lợi thế cạnh tranh so với

các nƣớc trên thế giới. Năm 2010, Việt Nam là nhà xuất khẩu dệt may đứng thứ

2 vào thị trƣờng Mỹ, đứng thứ 3 ở thị trƣờng Nhật Bản và thị trƣờng châu Âu.

Đây là 3 thị trƣờng chính, rất quan trọng đối với bất kỳ một nhà xuất khẩu dệt

may nào. Điều đó khẳng định, vị thế của dệt may Việt Nam trên thị trƣờng thế

giới đã đƣợc nâng lên rất nhiều. Bên cạnh những thành tựu đã đạt đƣợc, dệt may

Việt Nam vẫn tồn tại một số vấn đề cơ bản: ngành may, ngành sợi là những

ngành sản xuất sạch, không sử dụng tài nguyên thiên nhiên, không gây ô nhiễm.

Chỉ trừ ngành dệt nhuộm đang và đã có nguy cơ gây ô nhiễm nhƣng hoàn toàn

4

có thể xử lý đƣợc tận gốc. Nếu quản lý tốt phần này thì hoàn toàn yên tâm về sự

phát triển bền vững của ngành.

1.1.2. Quy trình công nghệ dệt nhuộm tại Phùng Xá

Chỉ với nguyên liệu đầu vào là những cối sợi trắng, bằng đôi bàn tay khéo

léo cùng với óc sáng tạo, ngƣời dân Phùng Xá đã làm ra những chiếc khăn với

đủ mẫu mã, kiểu dáng, màu sắc, kích cỡ để đến tay ngƣời tiêu dùng trong và

ngoài nƣớc. Đối với làng nghề dệt khăn truyền thống Phùng Xá, quá trình sản

xuất ra sản phẩm khăn trải qua các công đoạn:

Hình 1.1. Sơ đồ nguyên lý công nghệ dệt nhuộm hàng sợi bông và các nguồn

nước thải

+ Mắc sợi nhằm giảm kích thƣớc sợi, sợi con trong các ống nhỏ đƣợc

đánh ống thành các quả to để chuẩn bị dệt.

5

+ Hồ sợi: Bằng hồ tinh bột và tinh bột biến tính để tạo màng hồ bao

quanh sợi, tăng độ bền, độ trơn và độ bóng của sợi để có thể tiến hành dệt, có

thể dùng các loại hồ nhân tạo nhƣ là PVA.

+ Dệt khăn: Kết hợp sợi ngang và sợi dọc để hình thành các tấm khăn to

nhỏ khác nhau tùy từng loại khăn.

+ Giũ hồ: Tách các thành phần của hồ bám trên tấm khăn. Những tấm

khăn đó phải đƣợc giặt bằng nƣớc, xút, chất ngấm rồi đem sang tẩy.

+ Nấu khăn: Loại trừ phần hồ còn lại và các tạp chất thiên nhiên của sợi

nhƣ dầu mỡ, sáp… nhằm tăng khả năng hấp phụ thuốc nhuộm của khăn, tăng

độ mềm và đẹp của khăn.

+ Tẩy trắng: Để tẩy màu tự nhiên của khăn và làm sạch vết bẩn. Khi đó

khăn có độ trắng yêu cầu. Sau khi tẩy tiếp tục giặt để loại các hóa chất đã sử

dụng.

+ Làm bóng khăn: Tăng độ bóng của khăn xơ sợi xốp hơn làm tăng khả

năng bắt màu của thuốc nhuộm.

+ Nhuộm và in hoa: nhuộm để tạo màu sắc của khăn khác nhau. Đây là

công đoạn gây ô nhiễm lớn nhất trong các nhà máy dệt nhuộm. Hoàn tất tạo

khổ: tạo kích thƣớc theo yêu cầu của khăn chống nhàu và ổn định nhiệt.

1.2. Đặc điểm nguồn nƣớc thải

- Nƣớc thải công nghiệp dệt nhuộm rất đa dạng và phức tạp. Theo tính

toán từ các loại hoá chất sử dụng nhƣ: phẩm nhuộm, chất hoạt động bề mặt, chất

điện ly, chất ngậm, chất tạo môi trƣờng, tinh bột, men, chất ôxy hoá... đã có

hàng trăm loại hoá chất đặc trƣng, các loại này hoà tan dƣới dạng ion và các chất

kim loại nặng đã làm tăng thêm tính độc hại không những trong thời gian trƣớc

mắt mà còn ảnh hƣởng lâu dài đến môi trƣờng sống.

- Nƣớc thải ở các khâu hồ sợi chứa hàm lƣợng chất hữu cơ cao, pH vƣợt

tiêu chuẩn xả thải. Tuy nhiên, công đoạn hồ sợi, lƣợng nƣớc đƣợc sử dụng rất

nhỏ, hầu nhƣ toàn bộ phẩm hồ đƣợc bám trên vải, nƣớc thải chỉ xả ra khi làm vệ

sinh thiết bị nên không đáng kể.

6

- Nƣớc thải giặt tẩy: có pH dao động khá lớn từ 9 - 12, hàm lƣợng chất

hữu cơ cao (COD = 1000 - 3000 mg/l) do thành phần các chất tẩy gây nên. Độ

màu của nƣớc thải khá lớn ở những giai đoạn tẩy ban đầu và có thể lên đến

10.000 Pt - Co, hàm lƣợng cặn lơ lửng TSS có thể đạt đến trị số 2000 mg/l,

nồng độ này giảm dần ở cuối chu kỳ xả và giặt. Thành phần chủ yếu của nƣớc

thải bao gồm: thuốc nhuộm thừa, chất hoạt động bề mặt, các chất ôxy hoá,

xenlulô, xáp, xút, chất điện ly...

- Công nghệ nhuộm sử dụng một lƣợng nƣớc lớn phục vụ cho các công

đoạn sản xuất và xả ra một lƣợng nƣớc thải tƣơng ứng, bình quân khoảng 50 -

300 m3

/tấn vải. Trong đó hai nguồn ô nhiễm chính cần phải giải quyết là từ công

đoạn dệt nhuộm và nấu tẩy.

- Nƣớc thải nhuộm thành phần thƣờng không ổn định và đa dạng, thay đổi

ngay trong từng nhà máy khi nhuộm các loại vải khác nhau, thậm chí ngay cả

khi cùng một loại vải với loại thuốc nhuộm khác nhau. Các chất ô nhiễm chủ

yếu có trong nƣớc thải dệt nhuộm là các hợp chất hữu cơ khó phân hủy, chất oxi

hóa nhƣ H2O2, nƣớc Javen, thuốc nhuộm, các chất hoạt động bề mặt, các hợp

chất halogen hữu cơ, muối trung tính NaCl, Na2SO4… làm tăng tổng hàm lƣợng

chất rắn, nhiệt độ cao (thấp nhất là 40°C) và pH của nƣớc thải cao do lƣợng

kiềm trong nƣớc thải lớn. Trong số các chất ô nhiễm có trong nƣớc thải dệt

nhuộm, thuốc nhuộm là thành phần khó xử lý nhất. Những chất màu thƣờng

chứa nhóm đặc trƣng: nitro -NO2, azo -N-N, cacbonyl -CO. Các chất này cho

màu và những nhóm hỗ trợ để hòa tan màu và dính nó vào các sợi vải. Thuộc

vào nhóm này gồm có nhóm -HSO3 của axit H2SO3, cacbonyl -COOH, amino -

NH2, dimetyl amino -N(CH3)3, hidroxyl -OH đặc biệt là thuốc nhuộm azo không

tan - loại thuốc nhuộm đƣợc sử dụng phổ biến nhất hiện nay, chiếm 60-70% thị

phần.

7

Bảng 1.1. Các chất ô nhiễm trong từng công đoạn của quá trình dệt nhuộm

và đặc tính dòng thải

STT

Công đoạn Chất ô nhiễm trong nƣớc

thải

Đặc tính của nƣớc

thải

1 Hồ sợi, giũ

hồ

Tinh bột, glucozơ, nhựa,

sáp, chất béo, PVA,

cacboxyl metyl xellulozo

BOD cao (34-50%

tổng BOD)

2 Nấu tẩy NaOH, chất sáp, dầu mỡ,

tro, soda, silicatnatri, xơ

sợi, vụn

Độ kiềm cao, màu tối,

BOD cao (30% BOD

tổng)

3 Tẩy trắng Hợp chất chứa Clo, NaOH,

axit

Độ bền cao, BOD

chiếm 5% BOD tổng

4 Làm bóng NaOH, tạp chất Độ bền cao, BOD

thấp ( < 1%)

5 Nhuộm Các loại thuốc nhuộm, các

muối kim loại, CH3COOH

Độ màu rất cao, BOD

khá cao ( 6% BOD

tổng), TS cao

6 In hoa Chất màu, tinh bột, dầu,

đất sét, muối kim loại, axit

Độ màu cao, BOD

cao, dầu mỡ

7 Hoàn thiện Vết tinh bột, mỡ động vật,

muối

Kiềm nhẹ, BOD thấp,

lƣợng thải nhỏ.

- Môi trƣờng nhuộm có thể là axit hoặc kiềm, hoặc trung tính. Cho đến

nay, hiệu quả hấp thụ thuốc nhuộm của vải chỉ đạt 70 - 80%, 20 - 30% các phẩm

nhuộm thừa còn lại ở dạng nguyên thuỷ hoặc một số đã bị phân huỷ ở dạng

khác, ngoài ra một số các chất điện ly, chất hoạt động bề mặt, chất tạo môi

trƣờng, có chứa hàn lƣợng chất hữu cơ cao, cũng tồn tại trong thành phần nƣớc

thải. Đó là nguyên nhân gây ra độ màu rất cao của nƣớc thải dệt nhuộm.