ĐẶC TÍNH CỦA NƯỚC THẢI NGÀNH THUỘC DA

I.1 Các công đoạn và nguồn phát sinh của nước thải thuộc da

Hiện nay, tai Việt Nam đang tồn tại 3 công nghệ sản xuất như sau:

·        Công nghệ 1: Từ da muối hoặc da tươi đến da hòan thành. Tập trung chủ yếu ở khu vực phía Bắc và miền Trung

·        Công nghệ 2: Từ công đoạn da muối hoặc da tươi đến da phèn (da wet-blue). Tập trung tại miền Nam

·        Công nghệ 3: Từ công đoạn da phèn đến da hòan thành. Tập trung tại miền Nam và các doanh nghiệp có vốn đầu tư nước ngòai.

Do vậy, đặc điểm của nước thải và lượng nước sử dụng đối với mỗi quy trình sản xuất là khác nhau như sau:

Bảng 1: Đặc điểm và lượng nước tiêu thụ trong các cơ sở  thuộc da Việt Nam

Công nghệ sản xuất

Lượng nước sử dụng/tấn da nguyên liệu (m3)

Đặc điểm

Quy trình 1

40-50

Mùi hôi, hàm lượng BOD, COD, TSS rất cao, S2- cao, hàm lượng Crôm cao

Quy trình 2

25-35

Mùi hôi thối, hàm lượng BOD, COD, TSS rất cao, S2- cao, hàm lượng Crôm cao nhưng thấp hơn quy trình 1

Quy trình 3

5 – 15

Mùi hôi, các thông số ô nhiễm đều thấp hơn quy trình trên.

 

Bảng 2: Các công đoạn và nguồn phát thải

STT

Công đoạn

Hóa chất sử dụng

Chất thải

1

Chuẩn bị thuộc

 

 

1.1

Bảo quản

Muối ăn, chất chống khuẩn

Nước, COD, BOD, muối, chất chống khuẩn

1.2

Hồi tươi

Kiềm, enzyme, chất hoạt động bề mặt, chống khuẩn

Nước, COD, BOD, muối, chất chống khuẩn

1.3

Tẩy lông ngâm vôi

Na2S, Ca(OH)2

H2S, lông, vôi, bùn, COD, BOD, NH3, N, SS….

1.4

Nạo vôi, xẻ vôi

 

BOD, COD, kiềm, SS, riềm da vôi, váng vôi

1.5

Tẩy vôi, làm mềm

NH3, SO42-, enzyme, Axit

NH3, COD, BOD

2

Quá trình thuộc

 

 

2.1

Làm xốp, thuộc

NaCl, Axit, chống mộc, Cr3+, tannin, chất nâng kiềm

BOD, COD, Cr3+, SS, muối, Axit, tannin, syntan, chất chống mốc

2.2

Ép nước, xẻ xanh

 

BOD, COD, Cr3+, SS, muối, Axit, tannin, syntan, chất chống mốc, váng xanh.

2.3

Bào

 

Mùn bào

2.4

Thuộc lại

Chất trung hòa, axit

BOD,COD, Cr3+, Tannin, Syntan

3

Quá trình nhuộm màu trau chuốt

 

 

3.1

Nhuộm ăn dầu

Chất trung hòa, phẩm, dầu

BOD,COD, Cr3+, Tannin, Syntan, phẩm, dầu

3.2

Ép nước, sấy, đánh mặt, xém diềm

 

BOD,COD, Cr3+, Tannin, Syntan, phẩm, dầu, axit, bụi diềm da

3.3

Trau chuốt

Dung môi, pigment, phẩm

VOC, SS, bùn

 

I.2 Thành phần và tính chất của nước thải thuộc da

Căn cứ trên dây truyền sản xuất và đặc điểm- tính chất của dòng thải trong quá trình thuộc da ta có thể chia nước thải thuộc da thành 3 loại dòng thải chính là:

· Dòng thải chứa vôi- sunfua( có tính kiềm): Đây là dòng thải thu được từ quá trình tẩy lông, ngâm vôi, rửa vôi. Nước thải có độ kiềm, BOD, sunfua, SS cao.

· Dòng thải chứa crom( có tính axit): Đây là dòng thải thu được từ quá trình thuộc da, thuộc lại. Nước thải có tính axit, hàm lượng crom khá cao, DS lớn.

· Nước thải rửa da và các dòng thải khác: Đây là dòng thải thu được từ các quá trình rửa da, thành phần nước thải chủ yếu chứa BOD, COD, SS.

· - Công đọan hồi tươi: các chất gây ô nhiễm gồm: mỡ, bạc nhạc, diềm da, cặn vôi, lông là các chất thải rắn. Chất thải lỏng có hàm lượng BOD, COD, SS, Cl-, sunphua cao.

· - Công đoạn thuộc: các axit, muối Crôm, chất thuộc, hàm lượng BOD, COD, SS…..

· - Hoàn thành ướt: ép nước, bào, xẻ da, trung hòa, thuộc lại, nhuộm ăn dầu: mùn bào, diềm da, nước chứa Crôm, tannin, chất chống mốc, BOD, COD, SS …………..

· - Hoàn thành khô: sấy, hồi ẩm, vò mềm, trau chuốt. Chất thải chứa kim loại nặng…..,cặn bã chất trau chuốt.

·  Nhìn chung nước thải thuộc da chứa nhiều hóa chất tổng hợp như thuốc nhuộm, dung môi hữu cơ, hàm lượng TS, SS, độ màu, chất hữu cơ cao.

· Nước thải thuộc da phức tạp do đặc tính của nó là tập hợp của nhiều dòng thải có tính chất khác nhau, có thể phản ứng với nhau:

· + Các dòng thải mang tính kiềm là nước thải từ công đoạn hồi tươi, ngâm vôi, khử lông.

· + Nước thải của công đoạn làm xốp, thuộc Crom mang tính axit.

· => Do đó, cần phải phân riêng dòng thải xử lý sơ bộ trước khi xử lý chung, cụ thể là tách riêng dòng ngâm vôi chứa Sunfit và dòng thuộc da chứa Crom.

· => COD của nước thải khá cao, tỷ lệ BOD/COD lớn, có thể áp dụng biện pháp xử lý sinh học. Tuy nhiên, cần tiến hành xử lý hóa lý nhằm loại SS và các chất độc hại trước khi vào công trình xử lý sinh học.

Các chất ô nhiễm hữu cơ (proteic và lipidic thành phần) đến từ da (người ta đã tính toán rằng, trong da thô bị mất 30% chất hữu cơ trong mỗi chu kỳ sản xuất) hoặc chúng được sử dụng trong chu kỳ sản xuất (ví dụ đối với tannin). Chất vô cơ gây ô nhiễm là phần dư của hóa chất được sử dụng mà không phải là hoàn toàn cố định của da do hiệu quả của hoạt động thấp.

Các quy định nghiêm ngặt, chi tiết và nhiều hơn nữa về bảo vệ môi trường đôn đốc các ngành công nghiệp da để điều tra về các chiến lược mới cho sự phục hồi và tái chế các hoá chất và các sản phẩm đến từ các chu trình làm việc. Các dòng thải từ các công đoạn khác nhau thường pha trộn tất cả với nhau và sau đó trình hóa học, vật lý và sinh học điều trị với hình thành các cặn mà khó có thể tái sử dụng và do đó chuyển tiếp vào bãi chôn lấp.

Ở các nước công nghiệp khác nhau quyết định đã được thực hiện giảm các hoạt động thuộc da. Khả năng áp dụng các quy trình màng trong xử lý các bể sản xuất bằng một bước duy nhất mang đến hướng giải quyết đầy tiềm năng đối với sự sống còn của ngành công nghiệp này nhằm phục hồi và tái chế các nguồn tài nguyên chính.

Quy trình màng có thể được sử dụng trong việc xử lý nước thải trên thế giới nhằm loại bỏ thành phần muối hoặc để tách sinh khối sau khi xử lý hóa chất vật lý nước thải. Việc tích hợp các công nghệ tách phân tử tiên tiến, ví như công nghệ màng, các chuỗi chu trình sản xuất, có thể làm cho ngành công nghiệp này tương thích với một sự tăng trưởng bền vững.

Trong nhiều bài báo trên các tạp chí của thế giới, các ứng dụng chính của quá trình màng trong các hoạt động khác nhau của chu trình thuộc da được mô tả. Một số trong số đó đã được hợp nhất ở cấp độ công nghiệp. Một số khác sẽ được thảo luận trên cơ sở kết quả thu được trên quy mô phòng thí nghiệm, quy mô hệ thống xử lý thí điểm. Đối với mỗi ứng dụng các chương trình của quá trình, điều kiện hoạt động, tiền xử lý, vấn đề ô nhiễm và hoạt động tương đối sạch sẽ được thảo luận và so sánh với các kết quả thu được của các tác giả khác. Một phương pháp để tính tiết kiệm năng lượng trực tiếp và gián tiếp cũng được áp dụng trong các bước khác nhau của chu kỳ sản xuất.

Nước thải thuộc thường có màu và chứa: TS, SS, hàm lượng các chất ô nhiễm cao như: BOD, COD,  nước thải chứa kiềm ở công đoạn hồi tươi, ngâm vôi và tẩy lông. Nước thải của công đoạn làm xốp có chứa hàm lượng axit cao. Khi bổ sung các chất, nước thải còn chứa các chất: sulfat, crom, dầu mỡ. Đặc điểm của dòng nước thải được chỉ ra ở bảng sau:  

Bảng3: Đặc điểm dòng thải thuộc Da

STT

Chất thải

Đơn vị

Nguồn thải

QCVN 40:2011,

cột B

Ngâm vôi

Thuộc crôm

1

pH

 

11,7

3,8

5,5-9

2

COD (KMnO4)

mg/l

3.700

2.400

100

3

BOD5

mg/l

2.320

1.000

50

4

SS

mg/l

3.120

2.070

100

5

Cr3+

mg/l

-

5.000

1

6

S2-

mg/l

25

-

0,5

7

Tổng Nitơ (N)

mg/l

760

1.257

30

Nước thải thuộc Da trước khi đem xử lý sinh học đã được xử lý  hoá lý nên thành phần trong nước chủ yếu là các chất hữu cơ, BOD, S2-, N,P….

Hầu hết các công đoạn trong công nghệ thuộc da là quá trình ướt, có nghĩa là có sử dụng nước. Định mức tiêu thụ nước khoảng 30 đến 70m3 cho 1 tấn da nguyên liệu. Lượng nước thải thường xấp xỉ lượng nước tiêu thụ. Tải lượng, thành phần của các chất gây 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 4: Định mức hoá chất sử dụng trong cụng nghệ thuộc da

 (kg/100 kg da muối)

STT

Hóa chất

Cho sản xuất da cứng

Cho sản xuất da mềm

1

NaCl

10 - 30

10 – 30

2

Na2S

3,0

3,0

3

Ca(OH)2

4,5

4,5

4

Na2CO3

5,0

5,0

5

(NH4)2SO4

2,0

2,0

6

HCl

0,3

0,3

7

NaHSO3

1,5

1,5

8

H2SO4

4,0

4,0

9

Na2SO3

 

2,0

10

Tanin

12,0

1,0

11

Crom Cr2(SO4)3

 

10,0

12

Dầu thực vật

 

4,0

13

Syntan

 

3,0

14

Chất trợ nhuộm

 

3,8

15

Thuốc nhuộm

 

0,6

16

Chất hoàn thiện dung môi hữu cơ

 

4,0

17

Nước

30-35m3/1 tấn da

30-60m3/1 tấn da

 

Tải lượng các chất thải vào nước từ da nguyên liệu được trình bày trong bảng 4.

Bảng 5: Định lượng các chất thải vào nước từ da nguyên liệu

STT

Các loại chất thải

Lượng thải

g/kg da sống

1

Muối (để bảo quản, có trong tế bào và nước sản xuất)

160

2

Lông hoà tan hay đứt vụn

40

3

Protein

35

4

Mỡ da và carbohydrates

15

5

Chất hữu cơ trong bùn, phân và nước sản xuất

10

Dựa vào định mức tiêu thụ hoá chất và tải lượng các chất thải từ da nguyên liệu, có thể ước tính nồng độ chất gây ô nhiễm trong nước thải sản xuất được chỉ ra trong bảng 5.

Bảng 6: Đặc trưng một số chất ô nhiễm trong nước thải thuộc da

Thông số

Đơn vị

QCVN 40:2011/BTNMT - Cột B

pH

4-9

6 - 9

SS

2065 (mg/l)

50 (mg/l)

BOD5

912 (mg/l)

20 (mg/l)

COD

2534 (mg/l)

50 (mg/l)

Sunphua

100 (mg/l)

2 (mg/l)

Cr3+

57,8 (mg/l)

0.2 (mg/l)

Cl-

2280 (mg/l)

 

Tổng nitơ

145,3 (mg/l)

60 (mg/l)

SO42-

571 (mg/l)

0,5 (mg/l)

N-NH3

42,8 (mg/l)

1 (mg/l)

Phốt pho

2 (mg/l)

6 (mg/l)

Dầu mỡ

75 (mg/l)

1 (mg/l)

Như vậy, nước thải của cơ sở thuộc da nói chung có độ màu, chứa hàm lượng chất rắn TS, chất rắn lơ lửng SS, hàm lượng ô nhiễm các chất hữu cơ BOD cao. Các dũng thải mang tớnh kiềm là nước thải của công đoạn hồi tươi, ngâm vôi, khử lông. Nước thải của các công đoạn làm xốp, thuộc mang tính axit. Ngoài ra nước thải thuộc da cũn chứa sunfua, crom và dầu mỡ….

Nước thải thuộc da nhìn chung có mùi hôi thối, hàm lượng BOD, COD, TSS rất cao, đặc biệt trong nước thải có chứa kim loại Crôm, hàm lượng muối cao, pH thay đổi tại các nguồn khác nhau. Tất cả các thông số ô nhiễm trong nước thải thuộc da đều vượt tiêu chuẩn nước thải công nghiệp QCVN 40:2011/BTNMT, cột B nhiều lần.           

Bảng 7: Đặc trưng nước thải thuộc da

STT

Thông số

Đơn vị

Giá trị

QCVN 40:2011/BTNMT, cột B

1

pH

-

7,5 - 8,5

5,5-9

2

Độ kiềm

(tính theo CaCO3)

mg/l

1.100-2.000

-

3

BOD5

mg/l

1.200-2.500

50

4

COD

mg/l

3.000-6.000

80

5

Cl-

mg/l

4.500-6.500

2

6

TS

mg/l

17.000-25.000

1,1

7

TDS

mg/l

14.000-20.500

 

8

SS

mg/l

3.000-4.500

100

9

Sunphite (S2-)

mg/l

20-40

-

10

∑ Cr

mg/l

80-250

-