Xử lý nước thải dệt nhuộm bằng keo tụ - tạo bông - lắng

READ
READ(4309 tài liệu)
(25 người theo dõi)
Lượt xem 83
0
Tải xuống 8,000₫
(Lịch sử tải xuống)
Số trang: 49 | Loại file: DOC
0

Gửi bình luận

Bình luận

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 19/03/2013, 09:31

Mô tả: Nước thải với khâu dệt nhuộm - hoàn tất vải là nguồn gây ra ô nhiễm môi trường khá mạnh cả về lượng cũng như về chất. Đồ án – Thiết kế hệ thống xử lí nước thải Dệt nhuộm . XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM BẰNG KEO TỤ – TẠO BÔNG - LẮNG. I.Giới thiệu sơ lược về nước thải dệt nhuộm : 1.Giới thiệu : Nước thải với khâu dệt nhuộm – hoàn tất vải của mình đã và đang là nguồn gây ra ô nhiễm môi trường khá mạnh cả về lượng cũng như về chất , mà nguồn gây ra ô nhiễm chínhlà nước thải các loại từ phân xưởng dệt nhuộm – hoàn tất vải thải ra . Nước thải dệt nhuộm rất đa dạng và phức tạp , nó bao gồm các thành phần : • Phẩm nhuộm . • Chất hoạt động bề mặt. • Chất điện ly. • Chất ngậm . • Chất tạo môi trường. • Tinh bột , chất oxi hóa … • Đã có hàng trăm loại hóa chất đặc trưng hòa tan dưới dạng ion và các chất kim loại nặng đã làm tăng thêm tính độc hại không những trong thời gian trước mắt mà cón lâu dài về sau đến môi trường sống . Vì có thành phần độc hại , nước thải dệt nhuộm có khả năng gây ra ô nhiễm mạnh đến môi trường và sức khỏe con người . Một đặc điểm nữa là thành phần nước thải hầu như không ổn đònh thay đổi theo công nghệ và mặt hàng , vì vậy việc xác đònh chính xác thành phần và tính chất nước thải không dễ dàng . Chính vì vậy việc tìm hiểu thành phần , tính chất nước thải từ đó nghiên cứu công nghệ và đề xuất công nghệ xử lí của chúng là việc làm thiết yếu . GVHD – Nguyễn Thò Thanh Phượng SVTH: Lê Thò Hằng - 90100799 1 Đồ án – Thiết kế hệ thống xử lí nước thải Dệt nhuộm . 2 . Sơ đồ công nghệ dệt nhuộm : GVHD – Nguyễn Thò Thanh Phượng SVTH: Lê Thò Hằng - 90100799 Chuẩn bò nhuộm : Rũ , hồ , nấu ,tẩy Làm bóng Nhuộm In bông Cầm màu Hồ văng Cạo lông Co ủi Đóng kiện 2 Chuẩn bò sợi nguyên liệu Hồ sợi Giặt , tẩy Kiểm gấp Đồ án – Thiết kế hệ thống xử lí nước thải Dệt nhuộm . 3. Tính chất nước thải ra từng công đoạn : a. Nguyên liệu dệt : Nguyên liệu dệt trực tiếp là các loại sợi . Nhìn chung các loại vải đều được dệt từ 3 loại sợi sau : • Sợi cotton : được kéo từ sợi bông vải , có đặc tính hút ẩm cao , xốp , bền trong môi trường kiềm , phân hủy trong môi trường axit , cần phải xử lí kỹ trước khi loại bỏ tạp chất . • Sợi pha PECO (Polyester và cotton ) là sợi hóa học dạng cao phân tử được tạo thành từ quá trình tổng hợp hữu cơ , hút ẩm kém , cứng ,bền ở trạng thái ướt sơ, sợi này bền với axit nhưng kém bền với kiềm . • Sợi cotton 100% , PE % , sợi pha 65% PE và 35% cotton … b. Nguyên liệu và in hoa : Các phẩm nhuộm được sử dụng bao gồm : • Phẩm nhuộm phân tán : là phẩm không tan trong nước nhưng ở dạng phân tán trong dung dòch và có thể phân tán trên sợi , mạch phân tử thường nhỏ có thể nhiều họ khác nhau : anthraquinon , nitroanilamin … được dùng để nhuộm sơ : poliamide , poliester , axêtat … • Phẩm trực tiếp : Dùng để nhuộm vải cotton trong môi trường kiềm , thường là muối sunfonat của các hợp chất hữu cơ : R – SO 3 Na . Kém bền với ánh sáng va khi giặt giũ . • Phẩm nhuộm axit : đa số những hợp chất sulfo chứa một hay nhiều nhóm SO 3 H và một vài dẫn xuất chứa nhóm COOH dùng nhuộm trực tiếp các loại tơ sợi chứa nhóm bazơ như : len , tơ , poliamide … • Phẩm nhuộm hoạt tính : có công thức tổng quát : S – F – T = X , trong đó F : phân tử mang màu , S: nhóm tan trong nước (SO 3 Na, COONa) , T: GVHD – Nguyễn Thò Thanh Phượng SVTH: Lê Thò Hằng - 90100799 3 Đồ án – Thiết kế hệ thống xử lí nước thải Dệt nhuộm . gốc mang phản ứng ( có thể là nhóm clo hay vinyl ) , X : nhím có kảh năng pảhn ứng … • Thuốc sẽ phản ứng sơ trực tiếp và sản phẩm phụ là HCl nên cần nhuộm trong môi trường kiềm yếu . • Phẩm hoàn nguyên : bao gồm các họ màu khác nhau như : indigo , dẫn xuất anthraquinon , phẩm sunfua … dùng để nhuộm chỉ ,sợi bông , visco , sợi tổng hợp . • Ngoài ra để mặt hàng bền và đẹp thích hợp với nhu cầu , ngoài phẩm nhuộm cón sử dụng các chất trợ khác : chất thấm , chất tải , chất giặt , chất điện ly (Na 2 SO 4 ) , chất điều chỉnh pH ( CH 3 COOH , Na 2 CO 3 , NaOH ) , chất hồ chóng mốc , hồ mềm , hồ láng , chất chống loang màu … c. Từng công đoạn của công nghệ :  Chuẩn bò sợi nguyên liệu : sợi nguyên liệu được nhập vào đầu tiên qua công đoạn đánh ống nhằm loại bỏ xơ ,cặn bẩn .  Hồ sợi : được tiến hành trước khi dệt có tác dụng tăn cường lực cho sợi trong quá trình dệt , sau khi hồ sợi xong vải sẽ đem đi dệt .Hóa chất hồ sợi bao gồm : tinh bột , keo động vật , (cazein và zelatin ) , chất làm mềm , dần thảo mộc , chất béo ,chất giữ ẩm CaCl 2 , glyxerin , chất chống mốc fenol.  Chuẩn bò nhuộm : bao gồm : • Phân trục , tẩy và giũ hồ . o Phân trục : xác đònh lượng phẩm màu nhuộm và các phụ gia khác theo khối lượng vải cần nhuộm . o Nấu tẩy : có tác dụng phá hủy các tạp chất xenluloza như peptin chứa nitơ , pentoza ,… đồng thời tách dễ dàng các axit béo khỏi vải , ở nhiệt độ lớn hơn 85 0 C sáp bò nóng chảy , nhũ hóa , tách khỏi bề mặt vải . Mặt khác quá trình nấu cón làm biến đổi cấu trúc xơ , dễ hấp phụ thuốc nhuộm . Hóa chất trong công đoạn này bao gồm : NaOH , NaHSO 3 , Na 2 SiO 3 , H 2 O 2 , chất GVHD – Nguyễn Thò Thanh Phượng SVTH: Lê Thò Hằng - 90100799 4 Đồ án – Thiết kế hệ thống xử lí nước thải Dệt nhuộm . hoạt động bề mặt tác dụng nhũ hóa sáp , giảm sức căng bề mặt , tạo điều kiện cho dung dòch dễ thấm vào vải . Tẩy trắng : công đoạn này được dùng cho sản xuất các loại vải trắng , do sau khi nấu các thành phần vải còn chứa các chất màu thiên nhiên chưa bò hủy hoại , đồng thời xenlulozơ có khả năng hấp phụ các chất sẫm màu trong nước nấu . o Giũ hồ : quá trình này được thực hiện bằng cách ngâm ủ hóa chất , sau đó giặt ép bằng nước nóng để loại sạch các tạp chất , tinh bột … Thông thường các hóa chất cho vào là acid loãng , NaOH , chất oxi hóa H 2 O 2 , men gốc thực vật , động vật , xà bông ….  Nhuộm sợi : Được tiến hành sau khi hoàn tất các công đoạn chuẩn bò nhuộm . Trong giai đoạn này ta sử dụng các hóa chất như :NaOH , CH 3 COOH , chất tạo môi trường kiềm hay axit , phẩm nhuộm chất hoạt động bề mặt , chất khử , chất điện ly Đối với các mặt vải khác nhau đòi hõi phẩm nhuộm và môi trường khác nhau .  Tẩy giặt : Nhằm làm sạch vải , loại bỏ các tạp chất , màu thuốc nhuộm thừa … qui trình tẩy giặt bao gồm xà phòng hay hóa chất giặt tổng hợp ở nhiệt độ khoảng 80 0 C , sau đó xả lạnh với các chất tẩy giặt thông dụng như là : xà phòng , sôđa .  Công đoạn hoàn tất : là công đoạn cuối cùng tạo ra vải có chất lượng tốt và theo đúng yêu cầu như : chống mốc , chống cháy , mềm , chống màu …hoặc trở về trạng thái tự nhiên sau quá trình căng kéo , co rút ở các khâu trước hay thẳng nếp ngay ngắn . 4. Khả năng gây ô nhiễm của nước thải : Nước thải dệt nhuộm rất đa dạng và phức tạp . Các loại hóa chất sử dụng như : phẩm nhuộm ,, chất hoạt động bề mặt , chất điện ly ,chất ngậm , chất tạo môi trường , tinh bột , men , chất oxi hóa … đã có hàng trăm loại hóa chất đặc trưng , các chất này hòa tan dưới dạng ion và các chất kim loại nặng đã làm tăng thêm tính độc hại không những trong thời gian trước mắt mà cón về lâu dài sau này đến môi trường sống . GVHD – Nguyễn Thò Thanh Phượng SVTH: Lê Thò Hằng - 90100799 5 Đồ án – Thiết kế hệ thống xử lí nước thải Dệt nhuộm . Công nghệ dệt nhuộm sử dụng một lượng nước thải lớn phục vụ cho các công đoạn sản xuất đồng thời thải ra một lượng nước thải rất lớn tương ứng bình quân khoảng 12 – 300 m 3 / tấn vải . Trong số đó hai nguồn nước cần giải quyết chính là từ công đoạn dệt nhuộm và nấu tẩy . Nước thải tẩy giặt có pH lớn từ 9 – 12 , hàm lượng chất hữu cơ cao (COD = 1000 – 3000 mg/l ) do thành phần các chất tẩy gây nên . Độ màu của nước tẩy khá lớn ở những giai đoạn tẩy ban đầu và có thể ên đến 10.000 Pt – Co , hàm lượng cặn lơ lửng SS có thể đạt đền trò số 2000 mg/l , nồng độ này giảm dần ở cuối chu kì xả và giặt . Thành phần của nước thải chủ yếu bao gồm : thuốc nhuộm thừa , chất hoạt động bề mặt , các chất oxi hóa , sáp xút , chất điện ly v . v… Còn thành phần nước thải nhuộm thì không ổn đònh và đa dạng , thay đổi ngay trong từng nhà máy khi nhuộm các loại vải khác nhau . Nhìn chung nước thải dệt nhuộm bao gồm các gốc như : R – SO 3 Na , N – OH , R – NH 2 , R – Cl pH nước thải thay đổi từ 2 – 14 , độ màu rất cao đôi khi lên đến 50.000 Pt – Co , hàm lượng COD thay đổi từ 80 – 18000 mg/l . Tùy theo từng loại phẩm nhuộm mà ảnh hưởng đến tính chất nước thải . Thành phần và tính chất nước thải thay đổi liên tục trong ngày . Nhất là tại các nhà máy sản xuất theo qui trình gián đoạn , các công đoạn như giặt , nấu tẩy , nhuộm đều thực hiện trên cùng một máy , do vậy tùy theo giai đoạn nước thải cũng biến đổi , dân đến độ màu , hàm lượng chất hữu cơ , độ pH , hàm lượng cặn đều không ổn đònh . Bên cạnh hai nguồn đặc trưng trên , nước thải ở các khâu hơ sợi , giặt xả cũng có hàm lượng hữu cơ cao , Ph vượt tiêu chuẩn xả thải . tuy nhiên công đoạn hồ sợi , lượng nước được sử dụng rất nhỏ , hầu như toàn bộ phẩm hồ đượ bám trên vải , nước thải chỉ xả ra khi làm vệ sinh thiết bò nên không đáng kể . Nước thải công nghệ dệt nhuộm gây ra ô nhiễm nghiêm trọng đối với môi trường sống : độ màu , pH , TS , COD ,nhiệt độ vượt quá tiêu chuẩn cho phép xả vào nguồn . Hàm lượng chất bề mặt đôi khi quá cao , khi thải vào nguồn nước như sông , kênh rạch tạo màng nội trên bề mặt , ngăn cản sự khuếch tán của oxi vào môi trường gây nguy hại chi hoạt động của thủy sinh GVHD – Nguyễn Thò Thanh Phượng SVTH: Lê Thò Hằng - 90100799 6 Đồ án – Thiết kế hệ thống xử lí nước thải Dệt nhuộm . vật , mặt khác một số các hóa chất chứa kim loại như crôm ,nhân thơm , các phần chứa độc tố không những có thể tiêu diệt thủy sinh vật mà cón gây hại trực tiếp đến dân cư ở khu vực lân cận gây ra một số bệnh nguy hiểm như ung thư . Điều quan trọng là độ màu quá cao , việc xả thải liên tục vào nguồn nước đã làm cho độ màu tăng dần , dẫn đến hiện trạng nguồn nước bò vẫn đục , chính các thuốc nhuộm thừa có kảh năng hấp thụ ánh sáng , ngăn cản sự khuếch tán của ánh sáng vào nước , do vậy thực vật dần dần bò hủy diệt, sinh thái nguồn nước có thể bò ảnh hưởng nghiêm trọng . II. Quá trình keo tụ , tạo bông : 1. Cấu tạo hạt keo : Đường kính hạt < 1 µ m , là thành phần chính gây ra độ đục . • Các hạt cặn nguồn Silic , hợp chất hữu cơ đều có điện tích âm , ngược lại các hydroxit Al, Fe mang điện tíc dương . Khi các cân bằng thế điện động của nước bò phá vỡ , các thành phần mang điện tích sẽ kết hợp hoặc dính kết các nguyên tử hoặc các ion tự do , các tổ hợp trên gọi là các hạt keo có thể là hạt keo kò nước hoặc là keo háo nước . • Kò nước : Không ái lực với nước , dễ keo tụ , phần lớn là keo vô cơ . • Háo nước : i lực mạnh với nước , hấp thụ nước và cản trở quá trình keo tụ , phần lớn là chất hữu cơ . • Lực đẩy tónh điện có xu hướng ngăn cản sự kết hợp giữa các hạt keo tích điện cùng dấu va . Khi hạt keo xích lại gần nhau thì ban đấu lục đẩy tónh điện lớn hơn lực hút phân tử nên hợp lực tăng dần . Nếu các hạt keo có năng lượng động học lớn hơn lực đẩy tónh điện , thì chúng sẽ xích lại gần nhau hơn , lực hút phân tử giữa chúng sẽ tăng rất nhanh và các hạt dính kết được với nhau . • Trong thực tế việc tăng năng lượng động học của hạt keo rất khó thực hiện nên phương pháp thông dụng là giảm lực đẩy tónh diện giữa GVHD – Nguyễn Thò Thanh Phượng SVTH: Lê Thò Hằng - 90100799 7 Đồ án – Thiết kế hệ thống xử lí nước thải Dệt nhuộm . các hạt keo , nghóa là giảm điện thế Zeta của hạt keo .Để lực hút phân tử thắng lực đẩy tónh điện thì điện thế zeta của hạt keo phải nhỏ hơn 0.03 V và quá trình keo tụ đạt hiệu quả cao khi điện thế Zeta bằng không . 2. Tính chất bề mặt hạt keo: Là yếu tố quan trọng gây khó khăn lắng trọng lực . • Hấp phụ : có khuynh hướng kéo các chất xung quanh do lực vạn vật hấp dẫn . • Tính điện động : hạt keo thường mang điện tích do sự ion hóa cúa các nhóm chức trên bề mặt và hấp thụ các ion của dung dòch bên ngoài . • Điện chuyển : các hạt di chuyển về phía cực mang điện tích trái dấu ở tốc độ tỉ lệ với Gradien điện thế hình thành trong dung dòch . • Điện thế Zeta : Khi một hạt chuyển động trong trường điện , một phần nước gần bề mặt chuyển động và hình thành mặt cắt giữa khối dung dòch và lớp nước kéo theo . Điện thế Zeta là điện thế tại mặt cắt . 3. Cơ chế keo tụ – tạo bông : Cơ chế tạo cầu nối : • Phản ứng 1 : Hấp phụ ban đầu ở liều lượng polime tối ưu . Phân tử polime dính vào hạt keo . • Phản ứng 2 : Hình thành bông cặn . Đuôi polime đã hấp phụ có thể duỗi ra và gắn kết với vò trí trống trên bề mặt hạt keo khác  hình thành bông cặn. • Phản ứng 3 : Hấp phụ lần hai của polime . Nếu đoạn cuối duỗi ra và không tiếp xúc với vò trí trống trên hạt khác  gấp lại và tiếp xúc với mặt khác của chính hạt đó  ổn đònh lại . GVHD – Nguyễn Thò Thanh Phượng SVTH: Lê Thò Hằng - 90100799 8 Đồ án – Thiết kế hệ thống xử lí nước thải Dệt nhuộm . • Phản ứng 4 : khi liều lượng polime dư . Nếu polime thêm vào dư nhiều , bề mặt hạt bảo hòa các đoạn polime  không có vò trí trống để hình thành cầu nối  hạt keo ổn đònh trở lại . • Phản ứng 5 : Vỡ bông cặn , vỡ vụn bông cặn khi xáo trộn nhiều . • Trong toàn bộ quá trình (5 phản ứng tên ) . Cơ chế chính là : Hấp phụ và tạo cầu nối . Cơ chế phụ : Trung hòa điện tích . 4.Quá trình keo tụ tạo bông : Khi chất keo tụ co vào nước và nước thải , các hạt keo trong nước bò mật tính ổn đònh , tương tác với nhau , kết cụm lại hình thành các bông cặn lớn , dễ lắng . Quá trình mất tính ổn đònh của hạt keo là quá trình lý hóa phức tạp , có thể giải thích dựa trên các cơ chế sau : • Giảm điện thế Zeta tới giá trò mà tại đó dưới tác dụng của lực hấp dẫn Vander Waals cùng với năng lượng khuấy trộn cung cấp thêm ,các hạt keo trung hòa điện kết cụm và tạo thành bông cặn . • Các hạt kết cụm do sự hình thành cầu nối giữa các nhóm hoạt tính trên hạt keo . • Các bông cặn hình thành khi lắng xuống sẽ bắt giữ các hạt keo trên q đạo lắng xuống . Quá trình keo tụ thông thường áp dụng khử màu , hàm lượng cặn lơ lửng trong xử lí nước thải . 5.Các phương pháp keo tụ : a. Keo tụ bằng chất điện ly : Bản chất của phương pháp là cho thêm vào nước các chất diện ly ở dạng các ion ngược dấu .Nhờ chuyển động Brown các hạt keo với điện tích bé khi va chạm dễ kết dính bằng lực hút phân tử tạo nên các bông cặn ngày càng lớn . GVHD – Nguyễn Thò Thanh Phượng SVTH: Lê Thò Hằng - 90100799 9 Đồ án – Thiết kế hệ thống xử lí nước thải Dệt nhuộm . Quá trình keo tụ bằng chất điện ly được đánh giá như một cơ chế keo tụ tối ưu . khi sử dụng chất điện ly với các ion có hóa trò càng lớn thì hiệu quả keo tụ càng cao và liều lượng chất điện ly càng giảm đi . Phương pháp keo tụ bằng chất điện ly đòi hỏi liề lượng chất keo tụ cho vào nước phải rất chính xác . Nếu nồng độ các chất điện ly trong nước vượt quá mức cần thiết sẽ gây ra quá trình tích điện trở lại đối với các hạt keo , làm điện thế Zeta tăng lên và hiệu quả keo tụ sẽ giảm đi . b. Keo tụ bằng hệ keo ngược dấu (keo tụ bằng phương pháp hóa lý): Quá trình keo tụ được thực hiện bằng cách tạo ra trong nước một hệ keo mới tích điện ngược dấu với keo cặn bẩn trong nước thiên nhiên và các hạt keo tích điện trái dấu sẽ trung hòa lẫn nhau . Chất keo tụ thường sử dụng là phèn Al và Fe và được đưa vào nước dưới dạng dung dòch hòa tan , sau phản ứng thủy phân chúng tạo thành hệ keo mới mang điện tích dương có khả năng trung hòa các loại keo mang điện tích âm. Quá trình keo tụ xảy ra như sau : Khi cho phèn vào nước , nó sẽ phân ly thành các ion hòa tan theo phương trình : Al 2 (SO 4 ) 3  2Al 3+ + 3 SO 4 2- FeCl 3  Fe 3+ + 3 Cl - Các ion kim loại mang điện tích dương một mặt tham gia vào quá trình trao đổi với các cation nằm trong lớp điện tích kép của hạt keo tự nhiên mang điện tích âm , làm giảm thế điện động Zeta , giúp cho các hạt keo dễ dáng liên kết với nhau bằng lực hút phân tử , tạo ra các bông cặn lắng . Mặt khác các ion kim loại tự do lại kết hợp với các phân tử nước bằng phản ứng thủy phân : Al 3+ + 3 H 2 O  Al(OH) 3 + 3H + Fe 3+ + 3 H 2 O  Fe(OH) 3 + 3H + GVHD – Nguyễn Thò Thanh Phượng SVTH: Lê Thò Hằng - 90100799 10 . Thiết kế hệ thống xử lí nước thải Dệt nhuộm . XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM BẰNG KEO TỤ – TẠO BÔNG - LẮNG. I.Giới thiệu sơ lược về nước thải dệt nhuộm : 1.Giới. Hằng - 90100799 Keo tụ Tạo bông Lắng 19 Đồ án – Thiết kế hệ thống xử lí nước thải Dệt nhuộm . • Nước thải dệt nhuộm không ổn đònh nên xử

— Xem thêm —

Xem thêm: Xử lý nước thải dệt nhuộm bằng keo tụ - tạo bông - lắng, Xử lý nước thải dệt nhuộm bằng keo tụ - tạo bông - lắng, Xử lý nước thải dệt nhuộm bằng keo tụ - tạo bông - lắng

Lên đầu trang

Tài liệu liên quan

Từ khóa liên quan

Đăng ký

Generate time = 0.13218212127686 s. Memory usage = 17.66 MB