Hộp thông tin trực tuyến về sản xuất hiệu quả trong ngành dệt

Hộp thông tin trực tuyến về sản xuất hiệu quả trong ngành dệt Cảm ơn bạn đã tải chương trình này từ địa chỉ www.e-textile.org, hộp công cụ trực tuyến về sản xuất hiệu quả trong ngành dệt. e-textile.org cung cấp nhiều thông tin có ích mang đặc thù của ngành như định mức tiêu thụ các ứng dụng thành công, mẹo thực hiện, qui định, địa chỉ liên hệ và liên kết. Đặc trưng chủ yếu của e-textile là ba công cụ có tên sau: - Tự học (e-learning): khóa học trực tuyến cung cấp các thông tin cơ sở về sản xuất hiệu quả trong ngành dệt, - Thực hiện (e-efficiency): công cụ quản lý xác định các cơ hội cải thiện và cải thiện hiện trạng của doanh nghiệp, - Giải pháp (e-solutions): Cơ sở dữ liệu gồm hơn 200 giải pháp về sản xuất hiệu quả. Tài liệu này là một phần của công cụ Tự học. Quản lý nước công nghiệp Tác động của công nghiệp lên nguồn nước Richard Hill Whitewater LTD, ANH Mục lục 5.1. Quản lý nước công nghiệp ......................................................................................................3 Tác động của công nghiệp lên nguồn nước...................................................................................3 Giới thiệu ....................................................................................................................................3 Khai thác nước để sử dụng trong công nghiệp ..........................................................................3 Tiêu thụ nước công nghiệp.........................................................................................................6 Nước thải công nghiệp ...............................................................................................................8 Các khía cạnh kinh tế - xã hội ....................................................................................................9 5.2. Chất lượng nước công nghiệp..............................................................................................11 Giới thiệu.......................................................................................................................................11 Định nghĩa chất lượng nước.........................................................................................................11 Các yêu cầu pháp lý .................................................................................................................11 Những yêu cầu không do luật định ..........................................................................................11 Chất lượng nước chung............................................................................................................11 Thực trạng sử dụng nước.............................................................................................................14 Sử dụng nước...........................................................................................................................14 Các vấn đề gặp phải.................................................................................................................14 Các tiêu chuẩn về chất lượng nước .........................................................................................15 Nước sử dụng trong các công đoạn sản xuất ..............................................................................17 Nước trong sản xuất thực phẩm và đồ uống............................................................................19 Công nghiệp dược phẩm và y tế ..............................................................................................20 Tóm tắt .....................................................................................................................................22 5.3. Nước thải công nghiệp...........................................................................................................23 Giới thiệu.......................................................................................................................................23 Nguồn gốc nước thải công nghiệp ...............................................................................................23 Nước thải sản xuất ...................................................................................................................24 Nước thải từ thiết bị ......................................................................................................................25 Thải bỏ nước thải..........................................................................................................................26 5.4. Kiểm định nguồn nước ..........................................................................................................30 Giới thiệu.......................................................................................................................................30 Nguyên tắc cân bằng khối lượng..................................................................................................30 Qui trình sản xuất..........................................................................................................................31 Bay hơi và xả đáy .........................................................................................................................32 Kết quả kiểm định .........................................................................................................................33 5.5. Giảm thiểu chất thải................................................................................................................34 Giới thiệu.......................................................................................................................................34 Giảm lượng nước sử dụng...........................................................................................................34 Giảm ô nhiễm trong nước.............................................................................................................35 Tái sử dụng nước .........................................................................................................................36 Tái sinh nước ................................................................................................................................37 5.6. Các giải pháp xử lý .................................................................................................................39 Giới thiệu.......................................................................................................................................39 Các qui trình xử lý .........................................................................................................................39 Công nghệ xử lý .......................................................................................................................39 Các quy trình vật lý...................................................................................................................40 Các quy trình hoá học ..............................................................................................................40 Các quy trình sinh học..............................................................................................................41 Quy trình ôxy hoá bậc cao .......................................................................................................41 Mức nước thải bằng không.......................................................................................................43 Xử lý cuối đường ống ...................................................................................................................43 Xử lý tại nguồn..............................................................................................................................44 5.7. C ông nghệ phù hợp...............................................................................................................46 Giới thiệu.......................................................................................................................................46 Đặc tính nước thải ........................................................................................................................46 Xem xét chất lượng ......................................................................................................................47 Nguồn lực tại địa phương.............................................................................................................47 Các khia cạnh kinh tế - xã hội.......................................................................................................48 5.8. Thực hiện công tác quản lý nguồn nư ớc............................................................................50 Giới thiệu.......................................................................................................................................50 Chính sách môi trường .................................................................................................................50 Giáo dục........................................................................................................................................51 Kinh tế .........................................................................................................................................52 Tài liệu tham khảo...........................................................................................................................53 Tổng quát ......................................................................................................................................53 Các ngành công nghiệp cụ thể .....................................................................................................53 ASI@ ITC U5S6-8 - Treatment options e-textile 5.6. Các giải pháp xử lý Giới thiệu Sau khi đã áp dụng tất cả các giải pháp nhằm giảm thiểu chẩt thải, chúng ta cần phải kiểm điểm lại chất lượng dòng nước thải để xử lý tại nguồn hoặc ở "cuối đường ống". Thường sẽ có một vài giải pháp xử lý khác nhau, mỗi giải pháp sẽ bao gồm chi phí đầu tư và chi phí vận hành. Chúng ta cần phải đánh giá một cách tỉ mỉ rồi mới có thể xác định được giải pháp nào là tối ưu nhất cho một nhà máy cụ thể. Kinh nghiệm trong cùng ngành nghề hoặc một lĩnh vực tương tự thường sẽ rất hữu ích, tuy nhiên nước thải công nghiệp của mỗi ngành lại có những đặc điểm riêng biệt và mỗi loại dung dịch lại có những tính chất vô cùng khác nhau. Trước khi xây dựng được một cách tiếp cận hợp lý đối với việc xử lý nước thải, chúng ta cũng cần phải biết được dòng thải cần xử lý là dòng thải như thế nào. Xác định các đặc tính của chất thải là xác định nguồn, chất lượng và khối lượng của mỗi dòng thải. Để thực hiện được điều nà y, chúng ta cần phải tiến hành một chương trình lấy mẫu, phân tích và giám sát dòng chảy. Vấn đề đầu tiên cần phải quyết định là việc sẽ phải xử lý tại đầu hay cuối nguồn. Việc xử lý ngay tại nguồn cho phép từng dòng thải được tách riêng rẽ để có thể xử lý một cách triệt để nhất với khả năng tái chế nước tại chỗ hoặc thu hồi nguyên liệu thô. Xử lý tại nguồn thường bao gồm việc xử lý từng lượng nhỏ với nồng độ tập trung lớn, và do vậy giải pháp này thường phù hợp hơn đối với công tác xử lý hoá chất. Mặc dù vậy, phương pháp trung hoà từng dòng thải có nồng độ pH cao, thấp riêng biệt sẽ chẳng có nghĩa lý gì mà chúng vẫn có thể được trung hoà kh i trộn lẫn vào với nhau và với mức chi phí còn rẻ hơn nữa, ngoại trừ trường hợp việc trộn lẫn các dòng thải có thể làm hình thành những iôn phức tạp khó loại bỏ. Các qui trình xử lý Công nghệ xử lý Chúng ta không thể phá huỷ các chất gây ô nhiễm có trong nước thải mà chỉ có thể di chuyển chúng ra chỗ khác mà thôi. Chúng ta có thể tập trung các chất gây ô nhiễm này thành nhiều lượng nhỏ hoặc di chuyển chúng từ giai đoạn này sang giai đoạn khác để tạo thành bùn hoặc khí thải, nhưng rồi cuối cùng chúng vẫn cứ hiện diện trong môi trường dưới dạng khí nhà kính, bùn cặn có chứa kim loại, hoặc các muối khoáng rắn, v.v... Chúng ta chỉ có thể tìm cách giảm thiểu mức độ phá huỷ mà chúng có thể gây ra. Điều này có thể tóm tắt ngắn gọn trong câu sau: MỌI THỨ ĐỀU PHẢI CÓ CHỖ CỦA NÓ Chúng ta có thể pha loãng lượng nước thải để đáp ứng các giới hạn cho phép, tuy nhiên, dù cho nó có lợi về mặt kinh tế, giải pháp này lại không thể chấp nhận được về mặt môi trường,. Điều này có nghĩa là mọi dòng thải vượt quá giới hạn cho phép đều cần phải được xử lý. Có hai loại quy trình xử lý chính: quy trình phân huỷ và quy trình cô đặc. Quy trình phân huỷ biến đổi các chất hữu cơ thành những phân tử đơn giản và ít độc hại hơn, có thể thải ra môi trường hoặc cống rãnh một cách an toàn. Cuối cùng các chất hữu cơ có thể bị phân huỷ thành cácbon điôxít và nước, cùng với khí nitrô, khí NOx và SOx. Mặc dù vậy hiện tượng phân huỷ này lại có vẻ không có lợi về mặt kinh tế. Quy trình cô đặc © hộp công cụ e-textile. Tài liệu này được tải xuống từ địa chỉ www.e-textile.org 39 ASI@ ITC U5S6-8 - Treatment options e-textile sẽ chuyển các chất hữu cơ từ dòng thải cần xử lý sang một dòng đậm đặc hơn nhưng không thực sự phá huỷ các chất hữu cơ này. Chúng ta sẽ xem xét các quy trình xử lý hiện có theo loại hình công nghệ: vật lý, hoá học hay sinh học và một hình thức mới gọi là "quy trình ôxi hoá bậc cao". Các quy trình vật lý Quy trình tách vật lý là những quy trình không bao gồm những biến đổi về mặt hoá học và là một quy trình cô đặc. Những quy trình thuộc loại này bao gồm: • Các quy trình lọc trong như quá trình lắng cặn, tách đãi khí hòa tan. Các quá trình này thường thải ra một lượng bùn cặn có chứa 1 - 5% là chất rắn khô. • Quá trình hút bám các phân tử hữu cơ đã hoà tan lên cácbon, silíc hoạt hoá và một loạt các chất hút bám tổng hợp khác. Các chất này có thể tái sinh được nhưng thường thì chúng sẽ bị thải bỏ. • Quá trình vi lọc qua màng có khả năng lọc bỏ các phần tử lơ lửng với kích cỡ tới 0,1µm. Các phân tử này sẽ bị đưa sang lớp cặn có nồng độ cô đặc cao, chiếm khoảng 2 - 10% thể tích. • Quá trình siêu lọc sẽ loại bỏ các chất keo bao gồm dầu đã bị chuyển thành thể sữa và các phân tử hữu cơ có kích thước lớn, nặng khoảng 10.000 Dalton. Những chất này sẽ bị chuyển sang một dòng lỏng có nồng độ cô đặc cao, chiếm 10 - 20% thể tích dòng. • Quá trình thẩm thấu ngược loại bỏ các phân tử hữu cơ có khối lượng khoảng từ 200 Dalton trở lên và các iôn vô cơ sang một dòng lỏng có nồng độ cô đặc cao, chiếm khoảng 20 - 30% thể tích dòng. • Quá trình tẩy loại bỏ các khí đã hoà tan và các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi để tạo thành một dòng khí rồi thải bỏ ra bầu khí quyển. • Quá trình bay hơi tách nước ra khỏi các chất rắn đã hoà tan khiến cho nước có thể được thu hồi và để lại một lượng chất lỏng cô đặc hoặc chất rắn kết tinh hoặc vô định hình đã hoàn toàn khô ráo. • Quá trình đốt biến các chất hữu cơ thành cácbon điôxyt rồi thải ra không khí, ngoài ra còn có thể giải phóng các loại khí khác. Phương pháp này không có lợi về mặt kinh tế khi áp dụng cho các dòng thải có chứa mức nước cao. • Quá trình nhiệt phân hoặc khí hoá trong đó phế liệu được chuyển đổi thành khí nhiên liệu. Các quy trình hoá học Các quy trình hoá học bao gồm: • Các quy trình trung hoà và kết tủa có thể tạo ra bùn thải có chứa các vật chất có nguy cơ độc hại cao. • Quá trình gây đông cứng để tách các chất keo và phá vỡ thể sữa. • Các phản ứng khử bao gồm việc bổ sung bisulphite natri để biến cromat (CrVI) thành iôn crôm (CrIII). • Quá trình ôxi hoá xyanua và các chất hữu cơ, v.v... bao gồm việc bổ sung các chât ôxi hoá như clo, hipoclorit natri (thường được kết hợp với một chất xúc tác, ví dụ như nicken), thuốc tím, ôzôn, nước ôxy già, thuốc thử Fenton (nước ôxy già với xúc tác là © hộp công cụ e-textile. Tài liệu này được tải xuống từ địa chỉ www.e-textile.org 40 ASI@ ITC U5S6-8 - Treatment options e-textile iôn sắt) và peroxydisulphate. Clo và các chất ôxi hoá tương tự có thể góp phần làm gia tăng các phụ phẩm clo hoá độc hại. • Quá trình trao đổi iôn để loại bỏ các dạng iôn. • Quá trình thấm tách bằng điện nhằm mục đích loại bỏ các dạng iôn. Các quy trình sinh học Các quy trình sinh học đối với nước thải công nghiệp có thể là quy trình ưa khí hoặc là kỵ khí. Các quy trình ưa khí dựa trên bùn hoạt hoá gồm có: • Các thiết bị lọc tốc độ cao truyền thống với chi phí vận hành thấp, có thể sử dụng cho các chất thải dễ phân huỷ. • Hệ thống cặn thải đã hoạt hoá được trộn lẫn hoàn toàn, trong đó có sử dụng công nghệ khống chế tăng trưởng và màng cố định có khả năng chống lại những thay đổi trong thành phần cấu tạo dòng tốt hơn so với lò phản ứng lưu lượng có chốt chặn. • Các quy trình tách bỏ nitro và phốtpho nhằm đáp ứng các tiêu chuẩn hiện hành trong chỉ thị của Cộng đồng châu Âu. • Các lò phản ứng hoạt động liên tục theo đợt cho phép vận hành linh hoạt hơn với những công đoạn thiếu ôxy không bắt buộc và thời gian thông gió đa dạng để có thể xử lý nhiều loại dòng vào khác nhau. • Quá trình PACT bổ sung cácbon đã hoạt hoá dạng bột vào cặn thải hoạt hoá nhằm tạo thuận lợi cho công tác xử lý các chất thải có nguy cơ độc hại cao. • Sử dụng nấm, động vật bậc cao hơn, cũng như các vi khuẩn đã được chọn lựa và tác động sao cho thích nghi với môi trường để xử lý các dòng nước thải phức tạp, ví dụ như chất thải của công nghệ dược phẩm. Các quy trình kỵ khí trong đó có sử dụng công nghệ khống chế tăng trưởng và màng cố định đã tỏ ra rất hữu ích trong việc xử lý chất thải có hàm lượng BOD cao. Lý do là các quy trình này rất gọn nhẹ, gây ra ít cặn thải và có thể tạo thành mêtan. Nếu như được sử dụng với một lượng vừa đủ, khí mêtan có khả năng trở thành khí nhiên liệu. Quy trình ôxy hoá bậc cao Các quy trình ôxy hoá bậc cao sử dụng các chất trung gian ôxy hoá mạnh như OH để tách các chất hữu cơ ra khỏi không khí và nước. Những quy trình này bao gồm: • Bức xạ tia cực tím với bước sóng từ 210 - 370nm giống như ở đèn trung áp sẽ chia tách các mối liên kết giữa các phân tử hữu cơ, trong khi đó, bước sóng nhỏ hơn (<190nm) như ở đèn ống áp suất thấp sẽ tạo ra OH từ các phân tử nước. Việc bổ sung nước ôxy già hoặc ôzôn sẽ giúp làm tăng thêm nguồn OH này. Nước thải được trộn lẫn với ôzôn và đồng thời được cho tiếp xúc với bức xạ tia cực tím trong một lò phản ứng đặc biệt có lắp đèn UV. Quá trình cho nước thải tiếp xúc với ôzôn có thể được thực hiện bằng cách phun nước thải vào một khoảng khí chứa đầy ôxy đã được ôzôn hoá hoặc bằng cách sục bọt khí ôxy đã được ôzôn hoá vào một lò phản ứng chứa đầy chất lỏng. Hiệu quả chính của quá trình ôxy hoá là nhằm biến các chất COD khó phân huỷ thành các chất BOD có thể phân huỷ sinh học được. Thông thường nước thải đã được ôxy hoá cần được xử lý thêm bằng quy trình ôxy hoá sinh học. Phương pháp này đỡ tốn kém hơn so với việc chỉ sử dụng khí ôzôn. • Quá trình xúc tác quang học sử dụng chất xúc tác là một chất bán dẫn, thông thường dễ sử dụng nhất là Titania (TiO2). Tia cực tím kích thích các electrôn để tạo thành một dải có năng lượng lớn hơn, sau đó chúng sẽ có khả năng khử hữu cơ trực tiếp © hộp công cụ e-textile. Tài liệu này được tải xuống từ địa chỉ www.e-textile.org 41 ASI@ ITC U5S6-8 - Treatment options e-textile hoặc phản ứng với ôxy để tạo ra các gốc ôxy có thể kết hợp với các phân tử nước làm thành nước ôxy già và từ đó tạo thành OH•. Những hạt electrôn sẽ rời khỏi các lỗ mang điện tích dương, các lỗ này có thể tạo ra OH• từ OH-, đồng thời ôxy hoá các phân tử hữu cơ một cách trực tiếp. Lượng nước thải cần xử lý được trộn lẫn với bùn thải có chứa chất titan điôxyt hầu như không hoà tan trong nước, đồng thời bị chiếu tia UV trong một lò phản ứng tương tự như loại dùng cho phản ứng ôzôn cộng UV hoặc thuốc thử cộng UV. Kết quả là sẽ tách được Titania