Nghiên cứu xử lý nước thải xí nghiệp in

- LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ HOÁ HỌC NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI XÍ NGHIỆP IN TRẦN DUY DŨNG HÀ NỘI - 2009 TRẦN DUY DŨNG CÔNG NGHỆ HOÁ HỌC HÀ NỘI 2009 1M ỤC L ỤC TrangLỜI NÓI ĐẦU 3 Ch−¬ng 1: Kh¸i qu¸t vÒ n−íc th¶i c«ng nghiÖp in 5 1.1 Khái quát về nước thải công nghiệp in 5 1.1.1.
- Nước thải công nghiệp in nói chung 5 1.1.2 Thành phần chính của nước thải phân xưởng in.
- 6 1.2 Tác động của nước thải công nghiệp in đến môi trường 9 Ch−¬ng 2 - C¸c ph−¬ng ph¸p xö lý n−íc th¶i 13 2.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học 13 2.1.1 Bể điều hòa 13 2.1.2 Bể lọc 14 2.1.3 Bể lắng 15 2.2 Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa học 17 2.2.1 Phân loại quá trình hoá học trong xử lý nước thải công nghiệp 17 2.2.2.
- Vai trò và ứng dụng của phương pháp hoá học 18 2.2.3 Cơ chế của xử lý nước thải bằng phương pháp hoá học Bản chất của điều chỉnh pH Phản ứng oxi hóa bậc cao trong xử lý nước thải xưởng in 25 2.3.
- Xử lý nước thải bằng phương pháp hóa lý 32 2.3.1 Xử lý bằng phương pháp keo tụ 32 2.3.1.1.
- Ảnh hưởng một số yếu tố đến quá trình keo tụ 40 2.3.2 Phương pháp hấp phụ kết hợp với keo tụ 43 2.4 Một số phương pháp xử lý và hiệu quả xử lý 44 2CHƯƠNG 3 - LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 45 3.1 Đặt vấn đề 45 3.2 Khảo sát dây chuyền xử lý nước thải hiện tại 48 3.3.
- Hóa chất sử dụng và thiết bị thí nghiệm 56 4.1.1 Hóa chất sử dụng 56 4.1.2 Thiết bị thí nghiệm 56 4.2 Mô tả thí nghiệm 58 4.3 Xây dựng mô hình thực nghiệm thống kê bậc 1 hai mức tối ưu 58 4.3.1 Xác định hệ 59 4.3.2 Xác định cấu trúc của hệ 59 4.3.3 Xác định các hàm toán mô tả hệ 59 4.3.4 Xác định các thông số của mô hình 60 4.3.5 Kiểm tra tính tương hợp của mô hình và cải tiến mô hình 61 4.3.6 Tính toán các thông số của mô hình 61 4.3.7 Tối ưu hóa mô hình 70 4.3.8 Kiểm tra xử lý nước thải khi tuần hoàn nước đã xử lý sơ bộ 73 4.4 Đề xuất thiết kế thiết bị keo tụ làm việc liên tục 75 KẾT LUẬN 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 79 TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỀ TÀI (tiếng việt) 81 TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỀ TÀI (tiếng anh) 83 PHỤ LỤC 3Lêi nãi ®Çu Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp, quá trình đô thị hoá càng tăng thì nước thải của các khu dân cư trong thành phố cũng như của các nhà máy, xí nghiệp ngày càng nhiều.
- Việc xả trực tiếp các dòng nước thải công nghiệp vào hệ thống cống thoát nước của thành phố đã và đang gây ra những ảnh hưởng xấu về môi trường nói chung cũng như môi trường nước nói riêng.
- ở nước ta, ô nhiễm nguồn nước ở các khu vực dân cư gần nguồn nước thải của các nhà máy có phân xưởng in đã lên đến mức báo động.
- Chính vì vậy, cùng với sự quan tâm chung của các quốc gia trên thế giới, chúng ta cũng đã tiến hành xây dựng một số trạm xử lý nước thải tại một số nhà máy có phân xưởng in.
- Tuy vậy các nhà máy đa số sử dụng công nghệ xử lý nước thải thành nước đủ tiêu chuẩn quy định rồi thải ra cống thoát chung.
- Như vậy muốn đảm bảo tiêu chuẩn thải nước ra môi trường, quá trình công nghệ xử lý phải đảm bảo xử lý toàn bộ các chất độc hại có trong nước thải đến giới hạn cho phép, yêu cầu công nghệ và thiết bị xử lý phức tạp, phải đồng bộ thì mới đạt yêu cầu của quá trình xử lý.
- Việc tuần hoàn để tái xử dụng nước đã xử lý hầu như chưa được các cơ sở in của nước ta quan tâm.
- Do đó việc đổi mới thiết bị và hoàn thiện công nghệ quá trình xử lý nước thải nhằm tái sử dụng lại nước thải đã qua xử lý mang lại hiệu quả của các trạm xử lý nước thải này cũng là một đòi hỏi bức bách của thực tiễn sản xuất tại các cơ sở in ở nước ta.
- Nghiên cứu xử lý nước thải của xí nghiệp in” Nội dung chính của đề tài là nghiên cứu thành phần nước thải của xí nghiệp in, đánh giá các phương pháp xử lý nước thải, đánh giá hiện trạng của 4phân xưởng xử lý nước thải Nhà máy in tiền Quốc gia, lựa chọn và nghiên cứu các thông số công nghệ của quá trình xử lý bằng keo tụ, tiến hành thí nghiệm để xác định chế độ tối ưu cho qúa trình xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ tại phòng thí nghiệm nhằm mục đích tái sử dụng nước sau khi xử lý.
- Nước sau xử lý sẽ quay lại làm nước rửa lô máy in phân xưởng in.
- 5Ch−¬ng 1 - Kh¸i qu¸t vÒ n−íc th¶i c«ng nghiÖp in Tùy theo từng lĩnh vực in và tùy từng phân xưởng trong các nhà máy in mà tính chất của nước thải tương ứng khác nhau, do đó để tìm hiểu rõ hơn về nước thải công nghiệp in ta đi vào tìm hiểu các nội dung dưới đây.
- 1.1 Khái quát về nước thải công nghiệp in 1.1.1.
- Nước thải công nghiệp in nói chung.
- Do các nhà máy hiện nay đều thực hiện việc tách các dòng thải riêng để thuận tiện cho công nghệ xử lý nên nước thải ở phân xưởng in ở các nhà máy in thông thường chỉ bao gồm các loại hóa chất, bã mực dư thừa trong quá trình in, dầu mỡ, các kim loại nặng và dung môi.
- Tùy theo từng lĩnh vực in mà thành phần nước thải khác nhau, trong mỗi nhà máy in cũng tùy thuộc vào từng khâu của quá trình in mà thành phần nước thải cũng khác nhau.
- Tuy phần lớn các cơ sở in của nước ta chỉ có quy mô vừa, nhưng lại tập trung ở một số thành phố lớn như: Hà nội, Hồ Chí Minh, Hải Phòng...và hầu hết các phân xưởng này chưa tiến hành xử lý nước thải theo một quy trình công nghệ nghiêm ngặt nên nước thải sau xử lý vẫn chưa được ổn định theo tiêu chuẩn cho phép.
- Nguyên nhân chủ yếu do công nghệ và thiết bị xử lý chưa đáp ứng đủ công suất của nguồn thải cũng như sự gia tăng các chất thải trong nước thải.
- Luận văn này chỉ tập trung nghiên cứu xử lý nước thải của phân xưởng in.
- Theo các kết quả nghiên cứu, các chất ô nhiễm chủ yếu có trong nước thải phân xưởng in thường là các hợp chất hữu cơ khó phân hủy, chất màu, các chất hoạt động bề mặt và pH của nước thải cao do lượng kiềm trong nước thải lớn.
- Trong số các chất ô nhiễm có trong nước thải in, chất màu là thành phần khó xử lý nhất.
- Đây chính là nguyên nhân làm cho nước thải in có độ màu cao và nồng độ chất ô nhiễm lớn.
- 6Xem xét quá trình in, chúng ta thấy rằng: tuy lượng nước thải của các phân xưởng in ở nước ta không lớn do quá trình in đòi hỏi lượng nước thải không nhiều, nhưng nồng độ của những chất độc hại gây ô nhiễm dòng thải lại cao, gây ô nhiễm cục bộ nguồn nước các khu vực dân cư gần nhà máy cũng như các ao hồ, huỷ diệt sinh vật, cá, tôm .
- Nước thải của công nghiệp in còn thay đổi theo thời gian trong ngày phụ thuộc vào quá trình sản xuất và ở các nhà máy khác nhau đều có thành phần chất thải trong nước khác nhau.
- 1.1.2 Thành phần chính của nước thải phân xưởng in.
- Trong các cơ sở in có nhiều dòng thải khác nhau như nước thải của phân xương chế bản, xưởng in và nước thải sinh hoạt.
- Hầu hết các cơ sỏ in đều sử dụng biện pháp tách dòng thải để xử lý riêng rẽ sau đó qua bể chứa trước khi xả ra hệ thống nước thải thành phố.
- Trong đề tài này chúng tôi chỉ đi sâu nghiên cứu xử lý nước thải của phân Xưởng in, đây là nơi có lượng nước thải cần xử lý nhiều nhất và có chất quyết định đến chất lượng dòng thải của toàn nhà máy in.
- Chúng tôi đã lấy mẫu và phân tích nhiều lần nước thải phân xưởng in Nhà máy ịn tiền Quốc Gia, kết quả cho ở bảng như sau: 7Bảng 1.1 Thành phần nước thải phân xưởng in Nhà máy in tiền Quốc Gia (phụ lục 1) TT Tên chỉ tiêu Tiêu chuẩn cột B Đơn vị Kết quả 1 pH 5,5 đến COD 80 mg/l 15600 3 SS 100 mg/l 2580 4 S2- 0,5 mg/l 2,43 5 Độ màu 150 Co-Pt 44092 6 Tổng Nitơ 30 mg/l 75,3 7 Tổng phốtpho 6 mg/l 10,21 8 Tổng Cr 1,1 mg/l 1,67 9 Zn 2 mg/l 0,595 10 Ni 0,5 mg/l 0,26 (Mẫu lấy tại cửa dòng thải của phân xưởng in trước khi vào bể chứa) Qua phân tích có thể thấy màu sắc của nước thải phân xưởng in có thành phần chính là mực dư thừa do đó để hiểu rõ hơn về nước thải phân xưởng in ta cần tìm hiểu cấu tạo và tính chất của mực in.
- Thành phần cấu tạo của mực in gồm có: hạt màu (pigment), chất liên kết và phụ gia.
- Thành phần của chất liên kết bao gồm: chất tạo màng (amino formandehit, phenol formandehit, dầu thực vật, bitum, xenlăc), dung môi hữu cơ hoà tan chất tạo màng (rượu, cồn, dầu khoáng).
- Các loại chất liên kết khác nhau thể hiện các loại hình bám dính khác nhau: quá trình thẩm thấu, quá trình khô bằng nhiệt, quá trình hoá học.
- Trong thành phần của chất liên kết phải có chứa một lượng thích hợp chất hoạt động bề mặt để ổn định pigment và phụ gia.
- Thành phần các chất phụ gia bao gồm.
- Các chất ngấm: neocan.
- Qua tìm hiểu về mực in trên đây và so sánh với kết quả phân tích nước thải của quá trình rửa lô bản in, ta thấy nước thải này có chứa các thành phần chính của mực in và các hóa chất pha thêm vào nước trước khi rửa lô.
- 1.2 Tác động của nước thải công nghiệp in đến môi trường.
- Nước thải của phân xưởng in do có chứa các hóa chất nêu trên nên nếu không được xử lý tốt sẽ gây rất nhiều tác hại cho môi trường nói chung và con 10người nói riêng.
- Nhằm đảm bảo sự phát triển bền vững của môi trường cũng như hệ sinh thái khu vực, đồng thời đảm bảo yêu cầu phát triển kinh tế, kỹ thuật, thực sự mang lại khả năng phát triển và đảm bảo tính cạnh tranh lành mạnh của các cơ sở sản xuất nước thải ra cống chung phải đạt được tiêu chuẩn cụ thể về dòng thải (TCVN là điều kiện pháp lý đối với tất cả các cơ sở in.
- Tiêu chuẩn cụ thể cho dòng thải của công nghiệp ở những nước như Mỹ, Anh, Austrâylia, Thái Lan được đưa ra trong [5].
- Tiêu chuẩn của các nước này căn cứ vào loại hình sản xuất, quy mô sản xuất cũng như quy trình công nghệ, được đảm bảo về mặt luật pháp, trên cơ sở của nền công nghiệp tiên tiến.
- Còn với nước ta, do điều kiện sản xuất ở các phân xưởng in còn khó khăn, công nghệ lạc hậu, sản xuất chưa được cơ khí hoá và tự động hoá nên các cơ sở sản xuất chưa tuân thủ toàn bộ các quy định về bảo vệ môi trường.
- Chính do tình trạng ô nhiễm do nước thải công nghiệp nói chung và nước thải công nghiệp in nói riêng, Nhà nước ta đã ban hành tiêu chuẩn cụ thể cho nước thải công nghiệp, có chỉnh lý và bổ sung tương đối hoàn thiện trong tiêu chuẩn: TCVN .
- 11Bảng 1.2 TCVN giá trị giới hạn các thồng số và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải công gnhiệp Tiêu chuẩn B áp dụng cho nước thải bề mặt - Nước sau xử lý thải trực tiếp vào cống thoát chung của Thành phố.
- 12Theo bảng 1.2, để đạt được đầy đủ các tiêu chuẩn về nước thải su xử lý, các trạm xử lý phải phân tích đầy đủ các thông số của nước trước và sau xử lý và kiểm soát hoạt động bình thường của toàn bộ hệ thống các thiết bị xử lý trong dây chuyền.
- So với tiêu chuẩn dòng thải công nghiệp in của các nước phát triển, nồng độ các chất ô nhiễm chính cho phép thải vào đường thải chung như độ màu, chất rắn lơ lửng, crôm, niken.
- quy định trong TCVN là quá thấp - thấp hơn hai lần nếu so với tiêu chuẩn của Mỹ, do đó chưa hợp lý với điều kiện sản xuất, xử lý cũng như tính kinh tế, kỹ thuật của ngành công nghiệp in còn tương đối nhỏ bé ở nước ta hiện nay, nhất là đối với các doanh nghiệp không liên doanh với nước ngoài.
- Tuy nhiên, so với các tiêu chuẩn về dòng thải của Thái Lan, các tiêu chuẩn của ta tương đối cụ thể hơn, đã quan tâm đến đặc tính sản xuất nhỏ của công nghiệp in Việt Nam, do đó thành phần và tính chất của nước thải đã được quy định cụ thể cho từng khu vực thải theo các giá trị nồng độ chất độc cao thấp khác nhau.
- Nếu tiêu chuẩn về dòng thải quy định thấp quá, chi phí xử lý nước thải sẽ cao, ảnh hưởng đến giá thành sản phẩm, không kích thích quá trình phát triển sản xuất mà thậm chí còn phải đình chỉ sản xuất nếu thực hiện đúng luật môi trường.
- Nếu tiêu chuẩn quy định cao, không đảm bảo cho sự phát triển bền vững của môi trường cũng như hệ sinh thái sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến sức khoẻ của cộng đồng, đến mọi sinh vật trong khu vực có nước thải chảy qua, nhất là vùng dân cư ở cạnh nguồn nước thải này.
- 13Ch−¬ng 2 - C¸c ph−¬ng ph¸p xö lý n−íc th¶i Xem xét các công nghệ xử lý nước thải có thể tổng hợp và đưa ra các công nghệ xử lý nước thải áp dụng cho xử lý nước thải công nghiệp in, tùy theo từng lĩnh vực in khác nhau có thể áp dụng các phương pháp xử lý khác nhau hoặc kết hợp các phương pháp với nhau để tạo nên một dây chuyền công nghệ xử lý cho từng lĩnh vực.
- Theo với nước thải có màu, cặn bẩn và COD cao có thể dùng một số phương pháp xử lý chính như sau: 2.1 Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học Phương pháp này được sử dụng để tách các tạp chất không hòa tan và một phần các chất ở dạng keo ra khỏi nước thải 2.1.1 Bể điều hòa Là đơn vị dùng để khắc phục các vấn đề sinh ra do sự biến động về lưu lượng và tải lượng dòng vào, đảm bảo hiệu quả của các công trình xử lý sau, đảm bảo đầu ra sau xử lý, giảm chi phí và kích thước của các thiết bị sau này.
- Bể điều hòa lưu lượng − Bể điều hòa lưu lượng và chất lượng Các phương án bố trí bể điều hòa có thể là bể điều hòa trên dòng thải hay ngoài dòng thải xử lý.
- Phương án điều hòa trên dòng thải có thể làm giảm đáng kể dao động thành phần nước thải đi vào các công đoạn phía sau, còn phương án điều hòa ngoài dòng thải chỉ giảm được một phần nhỏ sự dao động đó.
- Vị trí tốt nhất để bố trí bể điều hòa cần được xác định cụ thể cho từng hệ thống xử lý, và phụ thuộc vào loại xử lý, đặc tính của hệ thống thu gom cũng như đặc tính của nước thải.
- Người ta tiến hành quá trình lọc nhờ các vật liệu lọc, vách ngăn xốp, cho phép chất lỏng đi qua và giữ các tạp chất lại.
- Việc lựa chọn vật liệu lọc tùy thuộc vào loại nước thải và điều kiện địa phương.
- Có nhiều dạng lọc: lọc chân không, lọc áp lực, lọc chậm, lọc nhanh, lọc chảy ngược, lọc chảy xuôi… Hình 2.1 Bể lọc áp lực 152.1.3 Bể lắng Lắng là quá trình tách khỏi nước cặn lơ lửng hoặc bông cặn hình thành trong giai đoạn keo tụ tạo bông hoặc các cặn bùn sau quá trình xử lý sinh học

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt