Tài liệu Xu ly nuoc thai thuoc da

XLNT Cty TNHH thuộc da Đặng Tư Ký Nhóm 4 - DH05MT MỤC LỤC CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ NGÀNH THUỘC DA I. KHÁI QUÁT..................................................................................................2 1. Khái niệm...................................................................................................2 2. Đặc điểm công nghệ...................................................................................2 II. TỔNG QUAN VỀ NGÀNH SẢN XUẤT THUỘC DA Ở VIỆT NAM.......3 III. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT THUỘC DA....................................................5 CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI TRONG CÔNG NGHIỆP THUỘC DA I. NGUỒN, ĐẶC TÍNH NƯỚC THẢI THUỘC DA........................................8 II. TÁC ĐỘNG CỦA NƯỚC THẢI THUỘC DA ĐẾN MÔI TRƯỜNG.......12 CHƯƠNG III. XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY THUỘC DA I. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỦ LÝ NƯỚC THẢI NGÀNH THUỘC DA........13 1. Phương Pháp Xử Lý Cơ Học....................................................................13 2. Phương Pháp Xử Lý Hóa Học..................................................................13 3. Phương Pháp Xử Lý Hóa Lý....................................................................14 4. Phương Pháp Xử Lý Sinh Học.................................................................15 5. Phương Pháp Xử Lý Kết Hợp..................................................................16 II. MỘT SỐ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI THUỘC DA ĐANG ÁP DỤNG..............................................................................................................16 CHƯƠNG IV. NGUỒN GỐC VÀ TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI CỦA CÔNG TY TNHH THUỘC DA ĐẶNG TƯ KÝ I. KHÁI QUÁT CÔNG TY TNHH THUỘC DA ĐẶNG TƯ KÝ...................21 1. Sơ lược quá trình hình thành và phát triển công ty:.................................21 2. Tổng quan về công ty...............................................................................21 II. QUY TRÌNH SẢN XUẤT..........................................................................22 III. NGUỒN GỐC VÀ TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI........................................23 CHƯƠNG V. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ I. THÔNG SỐ THIẾT KẾ...............................................................................29 II. CÔNG NGHỆ XỬ LÝ ĐỀ XUẤT..............................................................31 III. HIỆU SUẤT XỬ LÝ TỪNG CÔNG TRÌNH............................................33 IV. TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ.............................................34 A. DÒNG KHÁC.........................................................................................34 1. Song chắn rác........................................................................................34 Trang 1 XLNT Cty TNHH thuộc da Đặng Tư Ký Nhóm 4 - DH05MT 2. Ngăn tiếp nhận......................................................................................37 3. SCR tinh................................................................................................37 4. Bể lắng đứng.........................................................................................38 B. DÒNG CROM.........................................................................................41 1. SCR dòng Crom...................................................................................41 2. Bề khử Crom.........................................................................................42 C. DÒNG CHUNG.......................................................................................44 1. Bể điều hòa............................................................................................44 2. Tính toán thiết bị trộn............................................................................47 3. Bể phản ứng kết hợp lắng.....................................................................48 4. Aerotank................................................................................................51 5. Lắng 2...................................................................................................57 6. Bể nén bùn............................................................................................59 CHƯƠNG VI: TÍNH KINH TẾ 1. Chi phí đầu tư cơ bản...............................................................................61 2. Chi phí lãi suất ngân hàng tính cho 1m3 nước thải...................................62 3. Chi phí bảo trì bảo dưỡng trong 1 năm :..................................................62 4. Chi phí vận hành cho 1m3 nước thải.........................................................62 Trang 2 XLNT Cty TNHH thuộc da Đặng Tư Ký Nhóm 4 - DH05MT CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ NGÀNH THUỘC DA I. KHÁI QUÁT 1. Khái niệm Ngành công nghiệp thuộc da là ngành sản xuất, chế biến da tươi, da muối bằng hoá chất để nâng cao chất lượng của da sống. Từ các loại da bán thành phẩm chế biến thành các loại da thành phẩm có ích phục vụ cho nhu cầu đa dạng của người tiêu dùng như giầy dép, túi xách,… 2. Đặc điểm công nghệ Công nghiệp thuộc da là ngành công nghiệp lâu đời và có khắp nơi trên thế giới. Nguyên liệu chính là da động vật và các hoá chất cần thiết cho công đoạn sản xuất. Hóa chất dùng để thuộc da thường dùng là tanin, fomanđehit, các hợp chất của crôm, nhôm, ziriconi, v.v. . Sản phẩm của ngành công nghiệp này là da thuộc. Mục đích của nó là chống lại sự phân huỷ của da động vật và có thể được nhuộm màu khi cần thiết. Trong thuộc da, người ta dùng phương pháp hoá học để khử lớp lông bên ngoài và lớp bạc nhạc bên trong. Lớp giữa corium chính là lớp da thật. Da sống động vật thường gồm 3 lớp:  Lớp ngoài: lớp biểu bì Epidermis (có chứa lông)  Lớp giữa Corium ( Keration) - lớp mô mạch liên kết. Lớp này có chứa collagen, protein và Elastin.  Lớp trong Cubcutis (lớp dưới da) là lớp thịt và lớp mỡ Trong quá trình thuộc da giữa chất protein (colagen) của da, lông và chất thuộc da hình thành liên kết hoá học làm biến đổi bất thuận nghịch các tính chất của da và lông, giảm sự co ngót thể tích khi sấy khô, tăng độ xốp sau khi sấy, tăng độ bền cơ học, giảm độ trương khi ngấm nước, bền đối với các men thủy ngân, tăng độ đàn hồi. Chất thuộc da ngấm vào da trong nhiều trường hợp gây ra sự biến đổi màu sắc; tỉ số giữa độ sâu bị đổi màu và độ dày của lớp da được gọi là độ nhuốm màu. Thuộc da bằng tanin thường thực hiện qua 1 giai đoạn, thời gian 3 - 4 ngày đêm. Thuộc da bằng hoá chất vô cơ có thể thực hiện qua 1 hoặc 2 giai đoạn.  Ở giai đoạn 1: cho dung dịch đicromat và axit vào, hỗn hợp này không có tính chất thuộc da nhưng có tính chất nhuộm màu.  Ở giai đoạn 2: cho hiposunfit vào để khử Cr +6 thành Cr+3 (tác nhân có tính chất thuộc da, liên kết với colagen của da). Trang 3 XLNT Cty TNHH thuộc da Đặng Tư Ký Nhóm 4 - DH05MT II. TỔNG QUAN VỀ NGÀNH SẢN XUẤT THUỘC DA Ở VIỆT NAM Ngành giày da Việt Nam đứng thứ tư trong số 8 nước xuất khẩu lớn nhất thế giới, chỉ sau Trung Quốc, Hồng Kông và Italia. Theo số liệu thống kê, kim ngạch xuất khẩu giày dép của toàn ngành Da - Giày Việt Nam năm 2006 đạt 3,59 tỷ USD tăng 20% so với năm 2005 với sản lượng xuất khẩu 579 triệu đôi giầy dép các loại. Túi cặp xuất khẩu đạt trị giá 503 triệu USD tăng 7 % so với năm 2005 (Hiệp Hội Da Giày Việt Nam, 2007). Ngành da giày được xếp thứ 3 trong 7 nhóm ngành hàng giai đoạn 2001 2005 và xếp thứ 4 trong 6 nhóm ngành hàng giai đoạn 2006 - 2010 được ưu tiên xuất khẩu. Trong quy hoạch phát triển ngành da giày tới năm 2010, ngành da giày đưa ra chỉ tiêu đạt kim ngạch xuất khẩu 3,1 tỷ USD năm 2005 và phấn đấu đạt 6,2 tỷ USD năm 2010 với tốc độ tăng trưởng bình quân đạt 20-22%. Bảng 1: Mục tiêu sản lượng và giá trị xuất khẩu (2005-2010) Năm Giày dép các loại (Đơn vị: 1.000 đôi) 2005 Tổng sản lượng Xuất khẩu Tổng sản lượng Cặp, túi xách (Đơn vị: 1.000 đôi) Da thành phẩm (Đơn vị: 1.000 sqft) Xuất khẩu Tổng sản lượng Xuất khẩu Tổng XK (Triệu USD) 2010 470.000 720.000 427.700 655.200 51.700 80.700 50.500 78.470 40.000 80.000 25.000 65.000 3.100 6.200 Nguồn: Hiệp Hội Da Dày Việt Nam, 2007. Theo thống kê của bộ công nghiệp thì hiện nay nguyên liệu thuộc da chỉ mới đáp ứng được 25% nhu cầu, 80 triệu sqft da thuộc theo nhu cầu thị trường bao gồm chủ yếu 3 loại da chính là da trâu, da bò, da lợn. Với đàn trâu khoảng trên 7 triệu con và và mức tăng trưởng trung bình trên 3,5% thì hàng năm có thể cung cấp 20.000 tấn/năm, có thể đủ để phục vụ cho nhu cầu của các cơ sở hiện nay. Tương tự như vậy với đàn lợn, tính đến năm 2001, toàn quốc có khoảng 80.827 con ước đoán hàng năm có thể cung cấp 247.845,465 sqft/năm. Bên cạnh đó, những năm gần đây thị trường thuộc da cũng đã xuất hiện nhiều sản phẩm da thuộc có giá trị kinh tế cao như da Cá sấu và da Đà điều. Trong khi da Đà Điều còn khá xa lạ với thị trường thuộc da Việt Nam, ngược lại thuộc da Cá sấu đã và đang dần khẳng định mình trên thị trường Việt Nam và thế giới. Tuy nhiên vẫn còn một thực tại đáng buồn cho nghành sản xuất da thuộc ở Việt Nam là chất lượng nguồn nguyên liệu cung cấp còn kém, bề mặt da bị ghẻ, rách. Nguyên nhân chính là do công nghiệp thuộc da vẫn chưa có một qui hoạch tổng thể, các con da còn nhỏ lẻ, do trâu bò phần lớn còn nuôi làm sức Trang 4 XLNT Cty TNHH thuộc da Đặng Tư Ký Nhóm 4 - DH05MT kéo, cộng với việc giết mổ lột da và bảo quản chủ yếu còn thủ công và tùy tiện, thiếu kỹ thuật làm cho da còn nhiều vết rách, lỗ thủng.. đã dẫn đến chất lượng da trong nước có chất lượng kém, không phù hợp với yêu cầu của nhà sản xuất. Hiện nay nguồn nguyên liệu nhập từ nước ngoài vẫn còn rất lớn chủ yếu từ các thị trường như Đài Loan, Trung Quốc, Úc, Châu Âu … Bảng 2: Thống kê nhu cầu nguyên liệu của nghành thuộc da Da động vị vật Ðơn 2005 2010 1. Da thuộc Bảo quản 1.000 sqft 28.000 56.000 - Da cật 1.000 sqft Rửa, hồi tươi 29.930 40.600 - Da váng 1.000 sqft 7.070 15.400 23.660 40.460 19.460 26.110 2.800 11.900 1.400 2.450 Chỉ tiêu tính 2. Da nguyên liệu - Da trâu bò (nội địa) Tẩy lông, ngâm vôi tấn Xén tấndiềm, nạo thịt - Da bò muối (nhập) tấn - Da váng (nhập) tấn Xẻ da, xén tỉa Khử vôi, làm mềm Nguồn http://www.dpi.hochiminhcity.gov.vn Tại thành phố Hồ Chí Minh, các xí nghiệp, cơ sở thuộc da nằm rải rác trong các quận huyện, trongKhử đó mỡ, phảitẩy kểnhờn đến các nhà máy lớn như: Công ty da Sài Gòn, Nhà máy thuộc da Bình Lợi, Công ty liên doanh thuộc da Tamico, Khu tiểu công nghiệp ngành thuộc da trên đường Âu Cơ. Có hai dạng quy mô sản xuất trong ngành thuộc da tại TP.HCM Ủ, ép trung bình, lớn có công suất từThuộc lần 1 Các xí nghiệp 2 – 4Crom tấn da/ngày cxoápxoápxoáp Các cơ sở tiệu thủ công nghiệp do tư nhân quản lý phần lớn vốn đầu tư Ép nước nhỏ, máy mócĂnthiết dầu bị lạc hậu, diện tích mặt bằng hẹp công suất khoảng 50 – 300 kgda/ngày và dạng quy mô nhỏ này chiếm đa số. III. CÔNG NGHỆ Ty SẢN XUẤT THUỘC DA Bào Nhìn chung công nghệ thuộc da của các loại da khác nhau không khác biệt gì nhiều, công nghệ sản xuất thuộc da được thể hiện theo hình 1 Sấy Nén Thuộc lại, nhuộm ăn dầu Ép, ty Sấy Xén rửa, hoàn thiện Đánh bóng Trang 5 XLNT Cty TNHH thuộc da Đặng Tư Ký Nhóm 4 - DH05MT Hình 1: Quy trình công nghệ thuộc da  Công nghệ thuộc da gồm các bước sau:  Bảo quản bằng cách ướp muối hay sấy khô, thông thường dùng phương pháp ướp. Trang 6 XLNT Cty TNHH thuộc da Đặng Tư Ký Nhóm 4 - DH05MT  Hồi tươi để lấy lại nước đã mất trong quá trình bảo quản, thường sau hồi tươi lượng nước trong da chiếm từ 70% - 80%.  Ngâm vôi, tẩy lông dùng vôi và natrisunfit (Na 2S) với mục đích thuỷ phân các protein xung quanh chân lông làm cho chân lông lỏng ra, mềm đi và dễ tách ra khỏi da.  Xén diềm, nạo thịt bằng phương pháp cơ học để tách phần lông còn lại, diểm và thịt bạc nhạc, sau đó xỉa da và xén tỉa.  Khử vôi làm mềm da với mục đích tách lượng vôi dư còn lại trong da để tránh hiện tượng làm cứng da và cho da dễ thấm hoá chất thuộc.  Làm xốp và tạo môt trường pH thích hợp để các chất thuộc dễ khuyếch tán vào da và liên kết với các phân tử collagen.  Thuộc là dùng hoá chất như Tanin (Tanin nhân tạo hay tanin tự nhiên) và hợp chất crom đưa vào da, cố định trong cấu trúc cùa collagen làm cho da không bị thối rữa và có những tính chất cần thiết phù hợp với mục đích sử dụng.  Thuộc crom đòi hỏi quá trình ngâm vôi lâu hơn và quá trình làm mềm da ngắn hơn là thuộc Tanin. Hoá chất thuộc là các muối Crom 3+ như Cr2(SO4)3, Cr(OH)SO4, Cr(OH)Cl2. Nồng độ muối Crom trong dung dịch thường là 8%, tương ứng 25 – 26% Cr2O3.  Môi trường thuộc thường có pH từ 2,5 - 3, thời gian thuộc từ 4 24h. Thuộc Crom thường để sản xuất da mềm, thuộc tanin thường dùng để sàn xuất da cứng. Tanin thảo mộc được được tách chiết từ các nguồn thực vật như thông, tùng, sồi,… Tanin nhân tạo hay syntan là phức chế của phenolsunphonicaxit formaldehit. Thời gian thuộc tanin thường kéo dài vài tuần ( 3- 6 tuần, có khi vài tháng) tuỳ theo yêu cầu chất lượng da.  Da sau khi thuộc được ủ để cố định chất thuộc vào da và ép để tách nước. Sau đó được làm mềm bằng dầu thực vật hoặc động vật, ty để làm mất nếp nhăn, nén cho da phẳng và sấy cho da khô, tiếp theo da được đánh bóng và nhuộm bằng thuốc nhuộm để tạo màu theo yêu cầu sử dụng. Trang 7 XLNT Cty TNHH thuộc da Đặng Tư Ký Nhóm 4 - DH05MT CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI TRONG CÔNG NGHIỆP THUỘC DA I. NGUỒN, ĐẶC TÍNH NƯỚC THẢI THUỘC DA Công nghệ sản xuất và chế biến thuộc đã và đang phát triển rất mạnh không chỉ ở các nước Châu Âu, Châu Mỹ, Châu Á mà còn đang phát triển rất mạnh ở Việt Nam với sự ra đời và thành lập của các công ty mới với vốn đầu tư 100% của nước ngoài. Do đó việc xử lý nước thải của các nhà máy phải được quan tâm ngay từ giai đoạn thiết kế ban đầu. Hầu hết các công đoạn trong công nghệ thuộc da là quá trình ướt, có nghĩa là sử dụng nước. Định mức tiêu thụ nước khoảng 30-70m3/tấn da nguyên liệu. Tải lượng, thành phần của các chất ô nhiễm nước phụ thuộc vào lượng hoá chất sử dụng và lượng chất được tách ra từ da. Định mức hoá chất và tiêu thụ nước trong công nghệ thuộc da được tóm tắt trong bảng 3 Bảng 3: Định mức hoá chất sử dụng trong công nghệ thuộc da (kg/100 kg da muối) Hoá chất Cho sản xuất da cứng Cho sản xuất da mềm NaCl 10-30 10-30 Na2S 3.0 3.0 Ca(OH)2 4.5 4.5 Na2CO3 5.0 5.0 (NH4)2SO4 2.0 2.0 HCl 0.3 0.3 NaHSO3 1.5 1.5 H2SO4 4.0 4.0 Na2SO3 Tanin 2.0 12.0 1.0 Crom (Cr2SO4) 10 Dầu thực vật 4.0 Syntan 3.0 Chất trợ nhuộm 3.8 Trang 8 XLNT Cty TNHH thuộc da Đặng Tư Ký Nhóm 4 - DH05MT Thuốc nhuộm 0.6 Chất hoàn thiện dung môi hữu cơ 4.0 30-35 m3/ tấn da Nước 30-60 m3/ tấn da Nguồn : Trần Văn Nhân – Ngô Thị Nga(2005) Giáo trình công nghệ xử lý nước thải. NXB khoa học kỹ thuật. Tuỳ thuộc vào công đoạn sản xuất của xí nghiệp mà tính chất nước thải khác nhau. Bảng 4: Tính chất nước thải từng công đoạn: Công đoạn Thông số Tác động đấn môi trường Rửa, ngâm (hồi tươi) Nước thải nhiễm BOD5, COD, SS, Cl-. Nước thải nhiễm BOD, COD: Gây ra sự thiếu hụt oxi trong nước, phân hủy yếm khí sinh ra mùi (khí H2S, NH3) gây độc hại đến thủy sinh. Ngâm vôi Nước thải có độ kiềm, BOD, sunphit, SS cao. Sunphit khi nồng độ lớn hơn 600mg/l thì đây là chất tẩy. Tẩy lông, rửa. Nạo bạc nhạc Rửa vôi SS gây ra lắng cặn trong đường ống và bồi lấp nguồn tiếp nhận. nếu cặn là chất hữu cơ thì gây thiếu hụt oxi, điều kiện yếm khí xảy ra, ảnh hưởng đến sinh vật đáy, thủy sinh. Rửa Ngâm axít Nước thải nhiễm axit, DS. Gây ô nhiễm nguồn nước, khi tiếp xúc với con người và vật thì gây bệnh ngoài da, nặng hơn có thể phỏng, có thể giết chết thủy sinh, ăn mòn công trình và kim loại. Thuộc Nước thải nhiễm axit, Crom. Axit Crom gây lở loét da, viêm phế quản (hơi axit crom), viêm da, dị ứng da, là tác nhân gây ra bệnh ung thư, quái thai. Rửa Nhuộm ăn dầu Nước thải nhiễm axit, Crom. Crom, dầu, màu, BOD, COD, SS. Nước thải nhiểm dầu: cản trở quá trình khuyếch tán oxi vào nước. Trang 9 XLNT Cty TNHH thuộc da Đặng Tư Ký Hãm và rửa Nước thải nhiễm màu, BOD Nhóm 4 - DH05MT Gây ra sự thiếu hụt oxi trong nước, phân hủy yếm khí, sinh ra mùi, khí H2S, NH3 gây độc hại đến thủy sinh. Trong công đoạn bảo quản, muối ăn NaCl được sử dụng để ướp da sống, lượng muối sử dụng từ 100-300 kg cho một tấn da nguyên liệu. Nước thải công đoạn này chứa tạp chất bẩn, máu mỡ, phân động vật. Trước khi đưa vào công đoạn tiền xử lý, da muối được rửa để bỏ muối, các tạp chất bám vào da, sau đó ngâm trong nước từ 8-20h để hồi tươi da. Nước thải của công đoạn hồi tươi có màu vàng lục chứa các protein tan như albumin, các chất bẩn bám vào da và có hàm lượng muối NaCl cao. Do đó chứa lượng lớn chất hữu cơ ở dạng hoà tan và lơ lửng, độ pH thích hợp cho sự phát triển của vi khuẩn nên nước thải công đoạn này rất nhanh bị thối rữa. Nước thải công đoạn ngâm vôi mang tính kiềm cao. Nước thải công đoạn này chứa muối, vôi, chất lơ lửng, chất hữu cơ, S2-. Công đoạn khử vôi và làm mềm da có sử dụng lượng nước lớn kết hợp với các muối (NH4)2SO4 hay NH4Cl để tách lượng vôi còn bám trong da và làm mềm da bằng men tổng hợp hay men vi sinh. Các men này tác đông đến cấu trúc da, tạo độ mềm mại cho da. Nước thải công đoạn này mang tính kiềm, có chứa lượng chất hữu cơ cao do protein của da tan vào trong nước và hàm lượng nitrogen ở dạng amon hay amoniac. Trong công đoạn làm xốp, các hoá chất sử dụng là axit axetic, axit sunfuriuc và axit formic. Các axit này có tác dụng chấm dứt hoạt động của men tạo môi trường pH thích hợp cho quá trình khuếch tán chất thuộc vào da. Nước thải công đoạn này mang tính axit cao. Nước thải công đoạn thuộc mang tính axit và có hàm lượng Cr3+ cao ( khoảng 100-200 mg/l) nếu thuộc crom và BOD5 cao nếu như thuộc tanin (khoảng 6000-12000 mg/l). Nước thải crom có màu xanh, còn nước thải thuộc tanin có màu tối, mùi khó chịu. Nước thải của các công đoạn ép nước, nhuộm, trung hoà, ăn dầu, hoàn thiện thường nhỏ và gián đoạn. Nước thải chứa các chất thuộc, thuốc nhuộm và lượng dầu mỡ dư. Tóm lại : Nước thải của cơ sở thuộc da nói chung có độ màu, chứa hàm lượng rắn (TS), chất rắn lơ lửng (SS), hàm lượng ô nhiễm hữu cơ cao. Các dòng mang tính kiềm là nước thải công đoạn hồi tươi, ngâm vôi. Nước thải các công đoạn làm xốp, thuộc mang tính axit. Ngoài ra nước thải thuộc da còn chứa sunfua, crom và dầu mỡ. Ngoài ra dòng thải chung còn chứa sunfua, crom và dầu mỡ với hàm lượng sunfua : 120 - 190 mg/L; Cr3+ : 70 - 100 ng/L; dầu mỡ : 100 - 500 mg/L. Đặc tính của nước thải ngành thuộc da Trang 10 XLNT Cty TNHH thuộc da Đặng Tư Ký Nhóm 4 - DH05MT Bảng 5: Đặc tính nước thải ngành thuộc da Công đoạn Lượng nước thải m3/ pH tấn da muối TS (mg/L) SS (mg/L) BOD5 (mg/L) Hồi tươi 2.5 - 4.0 7.5 - 8.0 8000 - 28000 2500 - 4000 1100 - 2500 Ngâm vôi 6.5 - 10 10-12.5 16000 45000 - 4500 - 6500 6000 - 9000 Khử vôi 7.0 - 8.0 3.0-9.0 1200 - 12000 200 - 1200 1000 - 2000 Thuộc tanin 2.0 - 4.0 5.0-6.8 8000 - 50000 5000 - 20000 6000 - 12000 Làm xốp 2.0 - 3.0 2.9-4.0 16000 45000 Thuộc crom 4.0 - 5.0 2.6-3.2 2400 - 12000 Dòng tổng 30 - 35 7.5-10 10000 25000 - 600 - 6000 300 - 1000 - 1200 - 6000 600 - 2200 800 - 1200 2000 - 3000 Nguồn : Trần Văn Nhân - Ngô Thị Nga, (2005). Giáo trình công nghệ xử lý nước thải. NXB khoa học kỹ thuật. II. TÁC ĐỘNG CỦA NƯỚC THẢI THUỘC DA ĐẾN MÔI TRƯỜNG Nước thải thuộc da nếu không được xử lý sẽ gây tác hại nghiêm trọng tới nguồn tiếp nhận. Nước thải chứa hàm lượng chất hữu cơ cao làm giảm lượng oxi hòa tan trong nước, gián tiếp ảnh hưởng tới đời sống của các loài thủy sinh sống trong khu vực. Nước thải chứa hàm lượng chất lơ lửng dạng vô cơ và hữu cơ cao gồm các thành phần như vôi, thịt dư làm dòng nước bị vẩn đục và lắng đọng ảnh hưởng đến các loài động vật sống như cá, sinh vật phù du đang tồn tại ở các kênh mương trong khu vực. Các muối vô cơ làm tăng độ mặn của nước, tăng áp suất thẩm thấu và độ cứng của nước. Sự có mặt của crom trong nước thải làm giảm hoạt động phân hủy chất hữu cơ của vi sinh vật. Nước chứa sunfua gây ra mùi vị khó chịu và ngộ độc cho cá. Nước thải thuộc da ngấm vào đất sẽ làm đất trở nên cằn cõi, kém màu mỡ do trong nước có chứa hàm lượng muối NaCl cao, mặt khác còn ảnh hưởng xấu đến chất lượng nước ngầm. Trang 11 XLNT Cty TNHH thuộc da Đặng Tư Ký Nhóm 4 - DH05MT CHƯƠNG III. XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY THUỘC DA I. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỦ LÝ NƯỚC THẢI NGÀNH THUỘC DA. 1. Phương Pháp Xử Lý Cơ Học Xử lý cơ học là những quá trình mà khi nước thải đi qua quá trình đó sẽ không thay đổi tính chất hóa học và sinh học của nó. Phương pháp này được sử dụng nhằm mục đích tách các chất không hòa tan và một phần các chất ở dạng keo ra khỏi nước thải đồng thời nâng cao chất lượng và hiệu quả của các bướ xử lý tiếp theo. Các công trình xử lý cơ học được áp dụng rộng rãi trong xử lý nước thải là:  Song, lưới chắn rác;  Thiết bị nghiền rác;  Bể điều hòa;  Bể khuấy trộn;  Bể lắng;  Bể tuyển nổi;  Bể lọc. Phương pháp xử lý cơ học có hiệu quả xử lý chất lơ lửng cao, có thể loại bỏ đến 60% các tạp chất không hòa tan có trong nước thải và giảm BOD đến 20%. Nếu kết hợp với một số biện pháp kết hợp khác như: làm thoáng, keo tụ sinh học thì hiệu quả xử lý đạt tới 75% theo hàm lượng chất lơ lửng và 40 – 45% theo BOD. Ngoài ra, phương pháp xử lý cơ học lại đơn giản, dễ vận hành. 2. Phương Pháp Xử Lý Hóa Học Phương pháp xử lý hóa học là phương pháp xử lý sử dụng các các phản ứng hóa học từ việc đưa vào nước thải một số chất phản ứng nào đó (ví dụ như: acid, bazơ, muối nhôm…) để gây tác động với các tạp chất bẩn làm biến đổi hóa học tạo thành các chất khác dưới dạng cặn hoặc chất hòa tan nhưng không độc hại, không gây ô nhiễm môi trường. Các phương pháp xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học bao gồm:  Trung hòa Nước thải chứa các acid hoặc kiềm cần được trung hòa đưa pH về khoảng 6,5 – 8,5 trước khi thải vào nguồn nhận hoặc sử dụng cho bước xử lý tiếp theo. Trung hòa nước thải có thể thực hiện bằng nhiều cách khác nhau:  Trộn lẫn nước thải có chứa acid với nước thải có chứa kiềm;  Bổ sung các tác nhân hóa học;  Lọc nước có chứa acid hoặc kiềm qua vật liệu lọc có tác dụng trung  Hấp thụ khí mang tính acid bằng dung dịch kiềm và ngược lại. hòa; Trang 12 XLNT Cty TNHH thuộc da Đặng Tư Ký Nhóm 4 - DH05MT Việc lựa chọn phương pháp trung hòa tùy thuộc vào thể tích và nồng độ của nước thải, chế độ thải nước và chi phí hóa chất sử dụng.  Ôxy hóa khử Quá trình ôxy hóa là quá trình chuyển hóa các chất độc hại trong nước thải thành các chất ít độc hại hơn và tách ra khỏi nước. Hóa chất sử dụng để ôxy hóa thường là clo ở dạng khí và hóa lỏng, diôxyt clo, clorat canxi, hypoclorit canxi, H2O2 (ôxy già), ôzone…Phương pháp này tiêu tốn nhiều hóa chất nên thường chỉ sử dụng khi không thể xử lý bằng phương pháp khác. 3. Phương Pháp Xử Lý Hóa Lý Phương pháp xử lý hóa lý là phương pháp xử lý sử dụng các các phản ứng hóa học kết hợp với các quá trình lý học để gây tác động với các tạp chất bẩn làm biến đổi chúng thành các chất khác dưới dạng cặn hoặc chất hòa tan nhưng không độc hại, không gây ô nhiễm môi trường. Các phương pháp xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý bao gồm:  Keo tụ - tạo bông Trong nguồn nước, một phần các hạt thường tồn tại ở dạng các hạt keo mịn, phân tán, kích thước của hạt thường dao động trong khoảng 0,1 – 10 µm. Các hạt này ở dạng lơ lửng do đó khó tách loại. Để xử lý, chúng ta cần phải trung hòa điện tích bề mặt của các hạt keo để phá tính bền của nó. Quá trình này được gọi là quá trình keo tụ. Các hạt keo đã bị trung hòa điện tích có thể lien kết với những hạt keo khác tạo thành bong cặn có kích thước lớn hơn, nặng hơn và lắng xuống, quá trình này được gọi là quá trình tạo bông. Các chất keo tụ thường sử dụng là muối sắt và muối nhôm.  Hấp phụ Phương pháp hấp phụ được sử dụng rộng rãi để làm sạch triệt để nước thải khỏi các chất hữu cơ hòa tan không xử lý được bằng các phương pháp khác. Tùy theo bản chất, Quá trình hấp phụ được phân loại thành hấp phụ hóa học và hấp phụ lý học. Hấp phụ hóa học Là quá trình hấp phụ trong đó xảy ra những phản ứng hóa học giữa chất bị hấp phụ và chất hấp phụ. Trong xử lý nước thải, quá trình hấp phụ thường là sự kết hợp của cả hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học. Hấp phụ lý học Là quá trình hấp phụ xảy ra nhờ các lực liên kết vật lý giữa chất bị hấp phụ và bề mặt chất hấp phụ. Các hạt bị hấp phụ vật lý chuyển độn tự do trên bề mặt chất hấp phụ. Khả năng hấp phụ của chất hấp phụ phụ thuộc vào:  Diện tích bề mặt chất hấp phụ;  Nồng độ của chất bị hấp phụ; Trang 13 XLNT Cty TNHH thuộc da Đặng Tư Ký  Vận tốc tương đối giữa hai pha;  Cơ chế liên kết giữa hai pha. Nhóm 4 - DH05MT  Trao đổi ion Trao đổi ion là quá trình trong đó các ion trên bề mặt của chất rắn trao đổi cùng điện tích trong dung dịch khi tiếp xúc với nhau. Phương pháp trao đổi ion được dùng để tách các kim loại như: Zn, Fe, Cr… cũng như các hợp chất asen, photpho, cyanua, … ra khỏi nước. Phương pháp này cho phép thu hồi những chất có giá trị và đạt mức độ làm sạch cao. Đây còn là phương pháp được sử dụng rộng rãi để tách muối trong xử lý nước và nước thải. 4. Phương Pháp Xử Lý Sinh Học Hầu hết các loại nước thải đều có thể xử lý được bằng phương pháp sinh học nếu việc kiểm soát môi trường thích hợp. Phương pháp xử lý sinh học được ứng dụng để xử lý các chất hữu cơ ở dạng keo và hòa tan có trong nước thải cũng như một số chất vô cơ như: H2S, ammonia, nitơ… dựa vào sự sống và hoạt động của các vi sinh vật hiếu khí hoặc kỵ khí. Sản phẩm cuối cùng của quá trình phân hủy sinh học thường là các chất khí (CO 2, CH4, N2 ….) các chất vô cơ NH4+, PO43-, và tế bào mới. Các vi sinh vật sử dụng các chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng, tạo năng lượng để sinh trưởng và phát triển. COD và BOD là hai chỉ tiêu đặc trưng cho việc xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học. Người ta có thể phân loại các phương pháp sinh học dựa trên các cơ sở khác nhau, song nhìn chung có thể chia thành 3 phương pháp chính sau:  Phương pháp hiếu khí Là phương pháp xử lý sử dụng các nhóm vi sinh vật hiếu khí hoạt động trong điều kiện cung cấp ôxy liên tục và duy trì nhiệt độ trong khoảng 20 – 40 0 C để bảo đảm hoạt động sống của vi sinh vật. Trong xử lý nước thải công nghiệp, các phương pháp hiếu khí được ứng dụng rộng rãi hơn.  Phương pháp kỵ khí Là phương pháp xử lý sử dụng các nhóm vi sinh vật kỵ khí hoạt động trong điều kiện không có ôxy.  Phương pháp thiếu khí Là phương pháp xử lý sử dụng các nhóm vi sinh vật thiếu khí hoạt động trong điều kiện thiếu ôxy hoặc ôxy không được cung cấp một cách liên tục. Để có thể xử lý sinh học thì nước thải cần phải bảo đảm các điều kiện sau:  Không chứa các chất độc đối với vi sinh vật (kim loại năng, muối của các kim loại nặng..)  Lượng nước thải đưa vào hệ thống phải ổn định Trang 14 XLNT Cty TNHH thuộc da Đặng Tư Ký Nhóm 4 - DH05MT  Các yếu tố: nhiệt độ, pH, dinh dưỡng, nguyên tố vi lượng thích hợp  Tỷ số giữa BOD/COD > 0,5. 5. Phương Pháp Xử Lý Kết Hợp Là phương pháp xử lý kết hợp các phương pháp trên. II. MỘT SỐ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI THUỘC DA ĐANG ÁP DỤNG. Quy trình xử lý nước thải thuộc da nhà máy Elmo AB, Thụy Điển.  Bảng 6: Đặc tính nước thải trước và sau khi xử lý nước thải nhá máy ElmoAB, Thuỵ Điển Thông số Hiệu Dòng vào (mg/L) Dòng ra (mg/L) BOD 4287 79 98,2 COD 9125 738 91,9 Nitơ 566 60 89,3 Crom 7,2 0,8 88,9 suất % Nguồn : http://ec.europa.eu H3PO4 Ca(OH)2 nöôùc thaûi H3PO4 beå aeroten song chaén raùc beå aeroten FeCl3 polymer beå laéng 1 beå troän polymer FeCl3 beå troän beå laéng 2 beå khöû truøng nguoàn tieáp nhaän polymer beå neùn buøn maùy neùn buøn thaûi boû Hình 2: Quy trình xử lý nước thải thuộc da nhà máy Elmo AB, Thụy Điển Trang 15 XLNT Cty TNHH thuộc da Đặng Tư Ký  Nhóm 4 - DH05MT Một số quy trình xử lý nước thải thuộc da đang áp dụng ở Việt nam Nước thải tổng hợp Thùng trộn d2 PAC Máy thổi khí Nước thải ngâm vôi Thùng trộn d2 MnSO4 Song chắn rác Hầm chứa 3 Bể điều hòa Bơm d2 PAC Thùng trộn d2 PAC Song chắn rác Bơm d2 PAC Bể khuấy trộn Hầm chứa 2 Bể lắng bậc 1 Bơm d2 MnSO4 Ngăn thu nước Sân phơi bùn Thùng trộn d2 nâng pH Song chắn rác Hầm chứa 1 Bể phản ứng lắng Bể UASB Bơm d2 nâng pH Máy thổi khí Bể aerotank Bơm d2 nâng pH Nguồn tiếp nhận Bể lọc áp lực Thùng trộn d2 clorine Bơm d2 clorine Bể chứa trung gian Nước thải thuộc crom Thùng trộn d2 nâng pH Bể lắng bậc 2 Trang 16 XLNT Cty TNHH thuộc da Đặng Tư Ký Nhóm 4 - DH05MT Hình 3: Sơ đồ xử lý nước thải công ty Tỷ Cao Thắng Hình 4: Quy trình xử lý nước thải thuộc da crom công suất nhỏ (10-20 m3/ngày đêm) Trang 17 XLNT Cty TNHH thuộc da Đặng Tư Ký Nhóm 4 - DH05MT Hình 5: Quy trình công nghệ xử lý nước thải thuộc da cho cơ sở sản xuất lớn công suất 300 – 400 m3/ ngày đêm Hình 6: Quy trình công nghệ xử lý nước thải thuộc da tanin hoặc phèn cơ sở sản xuất nhỏ công suất 10 – 20 m3/ngày đêm Trang 18 XLNT Cty TNHH thuộc da Đặng Tư Ký Nhóm 4 - DH05MT CHƯƠNG IV. NGUỒN GỐC VÀ TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI CỦA CÔNG TY TNHH THUỘC DA ĐẶNG TƯ KÝ I. KHÁI QUÁT CÔNG TY TNHH THUỘC DA ĐẶNG TƯ KÝ 1. Sơ lược quá trình hình thành và phát triển công ty:  Công ty TNHH hai thành viên Đặng Tư Ký được xây dựng vào năm 1980, có tiền thân là Cơ sở thuộc da Đặng Tư Ký với địa chỉ: 41/11. Đường Âu Cơ. P11. Quận Tân Bình.  Đến năm 2002, công ty bắt đầu di dời vào KCN Lê Minh Xuân.  Từ 2002 – 2004: thời gian xây dựng công ty tại KCN.  Năm 2004, công ty đi vào hoạt động và lấy tên: Công ty TNHH hai thành viên Đặng Tư Ký. 2. Tổng quan về công ty  Tên giao dịch : Công ty TNHH Thuộc Da Đặng Tư Ký  Địa chỉ : Lô H24A-2A, H24B-24C, đường 3, KCN Lê Minh Xuân.  Loại hình kinh doanh : Tư nhân.  Ngành nghề kinh Doanh : Sản xuất, gia công da thuộc các loại .  Diện tích: 26.000m2.  Công suất: 5 triệu bia/năm  Các loại sản phẩm chính của nhà máy thuộc da.  Sản xuất da thuộc.  Sản xuất các sản phẩm làm từ da bò.  Thị trường tiêu thụ. Hiện tại thị trường tiêu thụ chính của nhà máy là ở các nước như: Hồng Kông, Đài Loan, Hàn Quốc và một phần cung cấp trong nước. Điều kiện thực tế tại nhà máy: Mặt bằng: Với tổng diện tích mặt bằng 26000m2, ngoài diện tích dành cho phân xưởng, nhà cơ khí, nhà để lò hơi và máy nén khí, nhà chứa nguyên liệu, công ty còn dành riêng khoảng 1000m2 dành cho hệ thống xử lý nước thải cùng với 500m2 diện tích đất dự trữ. Trang 19 XLNT Cty TNHH thuộc da Đặng Tư Ký Nhóm 4 - DH05MT II. QUY TRÌNH SẢN XUẤT Da nguyên liệu Ép nước Rửa, hồi tươi Xẻ Ngâm vôi, tẩy lông Bào Nạo thịt Thuộc lại, nhuộm dầu Tẩy vôi, làm mềm Sấy Axit hoá Phơi Thuộc Crôm Xuất xưởng Hình 7. Quy trình sản xuất Công ty TNHH Thuộc Da Đặng Tư Ký  Mô tả qui trình công nghệ sản xuất : Nguyên liệu đầu vào là da đã được muối, được nhập về từ Mỹ và hàng nội địa (Hà Nội, Đà Nẵng, Long xuyên,…), Sau đó da muối được đưa vào thiết bị có dạng hình trống quay để rửa, khử muối, và hồi tươi lại cho da. Hoá chất sử dụng cho công đoạn này là Na2CO3, chất hoạt động bề mặt và chất chống khuẩn. Mục đích chính của quá trình hồi tươi là phục hồi lượng nước bị mất trong quá trình bảo quản, ngâm muối, để tách phần máu, chất bẩn và muối. Thời gian hồi tươi khoảng 22-24h. Quá trình ngâm vôi làm cho cấu trúc da được mở rộng và làm cho da dễ ăn chất nhuộm, sử dụng các hóa chất như Na2S, NaHS, Ca(OH)2, chất chống nhăn. Thời gian ngâm vôi khoảng 22h. Quá trình tẩy vôi thường kèm theo việc sử dụng (NH4)2SO4 và mem làm mềm, thời gian khử vôi ngắn hay dài tùy thuộc vào yêu cầu sản xuất. Công đoạn làm mềm được tiến hành bằng các enzym tổng hợp, các enzym này có tác dụng Trang 20