Quy trình xử lý nước thải công nghiệp dệt nhuộm bằng quá trình Peroxone

Nước thải công nghiệp dệt nhuộm có độ kiềm, độ màu và hàm lượng các chất hữu cơ, tổng chất rắn rất cao do sử dụng rất nhiều loại hóa chất trong quy trình công nghệ. Trong đó độ màu là một trong các thành phân khó xử lý nhất.

Nước thải công nghiệp dệt nhuộm gồm có các chất ô nhiễm chính: Các tạp chất tách ra từ vải sợi như dầu mỡ, các hợp chất chứa nitơ, pectin, các chất bụi bẩn dính vào sợi, các hóa chất sử dụng trong quy trình công nghệ như hồ tinh bột, H2SO4, CH3COOH, NaOH, NaOCl, H2O2, Na2CO3, Na2SO3… các loại thuốc nhuộm, các chất trợ, chất ngấm, chất cầm màu, chất tẩy giặt. Lượng hóa chất sử dụng tùy thuộc loại vải, màu và chủ yếu đi vào nước thải của các công đoạn sản xuất.

Nước thải dệt nhuộm luôn dao động rất lớn về lưu lượng và tải lượng ô nhiễm, thay đổi theo mùa, theo loại hàng sản xuất và chất lượng sản phẩm. Tuy nhiên các đặc trưng ô nhiễm của nước thải công nghiệp dệt nhuộm ở Việt Nam gồm: pH = 9,0 – 11,0; BOD = 90 – 220 mg/L; COD = 570 – 1200 mg/L; TSS = 800 – 1100 mg/L; Độ màu= 1000- 1600 (Pt-Co).

Công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm bằng Peroxone

Hiện nay công nghệ máy lọc nước xử lý nước thải dệt nhuộm về cơ bản qua các bước sau: Tách rác – Xử lý hóa học – Xử lý hóa lý – Xử lý sinh học – Hấp phụ bằng than hoạt tính – Khử trùng – Xả ra nguồn tiếp nhận.

Các phương pháp hóa học, hóa lý truyền thống để xử lý nước thải dệt nhuộm là trung hòa điều chỉnh pH, đông keo tụ, hấp phụ, oxy hóa. Tuy nhiên độ màu và một số chất hữu cơ khó phân hủy sinh học trong nước thải dệt nhuộm rất khó xử lý, gây màu tối cho nguồn tiếp nhận, ảnh hưởng tới quá trình quang hợp của các loài thủy sinh, ảnh hưởng xấu tới cảnh quan.

Chúng tôi nghiên cứu áp dụng các quá trình oxy hóa nâng cao trên cơ sở ozone để xử lý độ màu và COD khó phân hủy sinh học của nước thải dệt nhuộm tại một số nhà máy dệt nhuộm lớn và đã đạt kết quả cao.

Các quá trình oxy hóa nâng cao AOPs là một trong những công nghệ cao được phát triển trong khoảng 20 năm trở lại đây. AOPs là những quá trình phân hủy oxy hóa dựa vào các gốc tự do hoạt động hydroxyl *OH được tạo ra “insitu” ngay trong quá trình xử lý. Gốc *OH là một tác nhân oxy hóa mạnh nhất trong các tác nhân oxy hóa từ trước tới nay, có khả năng oxy hóa không lựa chọn với mọi hợp chất hữu cơ, những chất khó phân hủy hoặc không phân hủy sinh học biến chúng thành những hợp chất vô cơ như CO2, H2O, các axit vô cơ…

Các tác nhân oxy hóa thông thường như H2O2, O3 có thể nâng cao khả năng oxy hóa của chúng bằng các phản ứng hóa học khác nhau để tạo gốc *OH, thực hiện quá trình oxy hóa gián tiếp thông qua gốc *OH.

Một số quá trình oxy hóa nâng cao được ứng dụng trong công nghệ xử lý nước và nước thải là quá trình Fenton, quá trình Peroxone, Quá trình Catazone đồng thể và quá trình Catazone dị thể.

Qua nhiều lần nghiên cứu chúng tôi kết luận quá trình Peroxone có hiệu quả cao nhất trong việc khử màu và hấp thu COD.

Quá trình Peroxone(hay Perozone) là quá trình oxy hóa của ozone với sự có mặt của H2O2. Sự khác nhau giữa quá trình Ozone và Peroxone là ở quá trình Ozone thực hiện oxy hóa các chất ô nhiễm trực tiếp bằng phân tử O3 trong nước còn quá trình Peroxone thực hiện oxy hóa chất ô nhiễm gián tiếp thông qua gốc *OH.

Cơ chế phản ứng tạo gốc *OH từ hệ O3/H2O2 theo phương trình:

H202 + 3O3 -> 2 *OH + 3O2

Phản ứng trên cho thấy quá trình Peroxone có thể tiến hành trong điều kiện pH trung tính. Hiệu quả phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ của hệ O3/H2O2 cao hơn nhiều so với tác dụng oxy hóa của O3 đơn vì có tác nhân *OH được sinh ra trong quá trình phản ứng. Kết quả của hầu hết các thí nghiệm cho thấy quá trình Peroxone (hệ O3/H2O2) có thể xử lý 90 – 99% độ màu, 39 – 80% COD. Mức độ xử lý phụ còn thuộc vào nồng độ H2O2 đầu vào. Nếu chỉ sử dụng Ozone sẽ không khử được màu và chỉ khử được 15-18% COD.

Lưu ý: Trước khi xử lý nước thải công nghiệp dệt nhuộm bằng các quá trình Peroxone nên keo tụ tiền xử lý nước thải thô để loại bỏ các chất rắn lơ lửng, bùn và loại bỏ một phần COD hòa tan để giảm tải cho quá trình oxy hóa nâng cao.

Kết luận: Nước sau khi xử lý bằng quy trình Peroxone phù hợp theo quy chuẩn Việt Nam QCVN 13:2008 – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp dệt may.