HIỆN TRẠNG NƯỚC THẢI NGÀNH DỆT MAY

HIỆN TRẠNG NƯỚC THẢI NGÀNH DỆT MAY

Những năm gần đây, sự phát triển mạnh mẽ của các hoạt động công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp Việt Nam đã thúc đẩy sự phát triển kinh tế của đất nước. Sự hoạt động của hơn 500.000 nhà máy và hơn 1.000 bãi rác thải đô thị của Việt Nam, hàng ngày thải ra môi trường một lượng nước thải rất lớn.

Trong đó, ngành công nghiệp dệt may cũng có tác động tiêu cực đến môi trường nhất là nước thải ở các công đoạn nấu, tẩy và nhuộm. Đặc biệt nước thải công đoạn nhuộm còn chứa các chất hữu cơ khó phân hủy và các nhóm phức mang màu có cấu trúc bền vững.

Vì vậy, dư lượng của chúng trong nước thải gây ô nhiễm trầm trọng đến môi trường, ảnh hưởng đến động thực vật thủy sinh và là tác nhân gây ung thư cho người và động vật. Trước sức ép về môi trường ngày càng lớn, các cơ sản xuất dệt nhuộm, sản xuất sơn, … không những phải sản xuất phù hợp với những tiêu chuẩn môi trường Việt Nam đã ban hành mà còn phải phấn đấu đạt tiêu chuẩn về quản lý chất lượng môi trường ISO 14000 để đảm bảo xuất khẩu và cạnh tranh trên thương trƣờng quốc tế, đặc biệt trong bối cảnh Việt Nam đã ra nhập WTO.

Vì vậy, vấn đề xử lý nƣớc thải tại các cơ sở sản xuất công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp đang rất được quan tâm. Để xử lý nước thải người ta đã áp dụng các kỹ thuật xử lý khác nhau như: quá trình sinh học hiếu khí và yếm khí, quá trình hóa lý: keo tụ, đông tụ, lắng, lọc, … Tuy nhiên, khi áp dụng các công nghệ hoặc kết hợp chúng với nhau thường không có hiệu quả cao, nước thải sau xử lý không đảm bảo tiêu chuẩn thải. Một trong những nguyên nhân chính làm ảnh hưởng đến hiệu quả của quá trình xử lý là sự có mặt của các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy trong nước thải. Đây là một vấn đề rất nghiêm trọng tại Việt Nam. Giải pháp được mong đợi trong tương lai khoảng 20 – 30 năm nữa là các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy sẽ cấm sử dụng trong hoạt động sản xuất. Tuy nhiên, giải pháp trước mắt trong vòng 10 – 15 năm nữa là chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy phải được loại bỏ ra khỏi nước thải.

Sự gia tăng đáng kể của ngành dệt may là nhờ sự đóng góp rất lớn của ngành dệt nhuộm. Chất lượng vải, màu sắc và kiểu dáng ưa chuộng là những yếu tố không thể thiếu trong lĩnh vực thời trang. Tuy nhiên, với nhu cầu ngày càng cao về màu sắc và độ bền của thuốc nhuộm, dưới góc độ môi trường thì sự đa dạng về màu sắc và độ bền màu ngày một tăng cao của thuốc nhuộm lại là sự ô nhiễm môi trƣờng mức độ ngày càng trầm trọng hơn và càng khó khăn hơn trong nghiên cứu cơ chế và công nghệ xử lý nước thải.

Hàng năm, ngành công nghiệp dệt may sử dụng hàng nghìn tấn các loại hoá chất nhuộm. Hiệu suất sử dụng các loại thuốc nhuộm nằm trong khoảng từ 70 – 80% và đối đa chỉ đạt 95%. Như vậy, một lượng lớn hoá chất, thuốc nhuộm sẽ bị thải ra môi trường. Theo số liệu thống kê, ngành dệt may thải ra môi trường khoảng 24 – 30 triệum3 nước thải/năm. Trong đó mới chỉ có khoảng 10% tổng lượng nước thải đã được qua xử lý, số còn lại đều thải trực tiếp ra môi trường tiếp nhận. Ở một số nước, tiêu chuẩn cho phép đối với các thông số ô nhiễm của công đoạn nhuộm đã ngày càng giảm xuống, như vậy cũng cho thấy sự tiến bộ trong công nghệ sản xuất của các nước để có thể tuân thủ được theo tiêu chuẩn này.

Các cơ sở sản xuất buộc phải thay đổi quy trình công nghệ, thay đổi những hóa chất sử dụng trong đó và các hệ thống xử lý phù hợp cũng phải thay đổi theo. Ví dụ, các thông số tiêu chuẩn đối với nước thải dệt ở Tây Ban Nha hiện nay đã giảm xuống, đối với COD chỉ còn là 160mg/l (vì đây là loại chất hữu cơ khó phân hủy nên ở nước Tây Ban Nha có quy định riêng). Đối với Việt Nam, mặc dù COD cho phép thải ra là 80mg/l (TCVN 5945-2005 loại B), nhưng lại là quy định cho tất cả các loại nước thải của sản xuất, không phân biệt các ngành khác nhau. Tiêu chuẩn ngày càng cao cũng đồng nghĩa với việc cần các phương pháp công nghệ xử lý tiên tiến hơn, hiệu quả hơn.

Đặc tính nước thải của sản xuất dệt nhuộm

Công nghệ nhuộm cần sử dụng 20 – 100m3 nước/tấn sản phẩm, tương ứng với lượng nước thải từ vài trăm đến hơn 1000m3 /ngày. Do vậy, nhu cầu về số lượng cũng như chất lượng nước sử dụng là một vấn đề rất lớn đặt ra đối với từng cơ sở sản xuất. Sử dụng hợp lý nước là một vấn đề kinh tế quan trọng, đòi hỏi phải có sự quản lý nghiêm ngặt và phải làm giảm tối thiểu lượng nước sử dụng cũng như tái sử dụng nguồn nước thải. Theo nghiên cứu của D.Orhon, F.Germirii Babuna và nnk (2001) cho thấy nồng độ các chất ô nhiễm từ công đoạn nhuộm rất khác nhau: độ pH của các quá trình khá chênh lêch, phụ thuộc vào đặc tính riêng của từng công đoạn. Nhưng phần lớn nước thải của các công đoạn chủ yếu có tính kiềm. Giá trị COD cao ở các công đoạn làm sánh huỳnh quang, công đoạn làm mềm, công đoạn nhuộm và công đoạn tẩy trắng, đều lớn hơn 2000mg/l. Đặc biệt là công đoạn nhuộm thải ra lượng nước thải lớn có chứa hàm lượng chất hữu cơ khó phân hủy cao, còn những công đoạn khác phần lớn là chất hữu cơ dễ phân hủy. Công đoạn nhuộm có độ màu cao nhất, lên đến 25.000 theo thang độ màu Pt – Co. Còn các thông số TDS và tổng Photpho của nước thải dệt nhuộm không cao. Hàm lượng chất lơ lửng trong công đoạn nhuộm, công đoạn chuội vải là cao nhất. Như vậy, các chất thải có trong nƣớc thải công nghiệp dệt nhuộm có thể đƣợc chia thành hai loại:

– Chất thải của các loại hóa chất và chất phụ gia trong nước thải do sử dụng dư thừa, chủ yếu là các loại chất vô cơ và chất hữu cơ dễ phân hủy.

– Chất thải từ thuốc nhuộm dư thừa, đây là chất hữu cơ khó phân hủy.

Do tính chất khác nhau của hai loại chất thải này, cần lưu ý tách dòng riêng biệt khi đưa vào xử lý trong nhà máy. Đặc trưng quan trọng nhất của nguồn nước thải từ các cơ sở dệt nhuộm là sự dao động rất lớn về cả số lượng và tải lượng ô nhiễm. Thay đổi theo mùa, theo mặt hàng sản xuất và theo chất lượng sản phẩm. Nhìn chung nước thải từ các cơ sở dệt nhuộm có độ kiềm cao, độ màu và hàm lượng chất hữu cơ cao. Hiệu quả hấp phụ của vải chỉ đạt 60 70%. Ngoài ra một số chất điện ly, chất hoạt động bề mặt, chất tạo môi trường cũng tồn tại trong thành phần nước thải tạo ra độ màu cao của nƣớc thải. Nước thải của ngành dệt nhuộm nếu không được xử lý, khi thải vào môi trường sẽ làm mất cân bằng sinh thái của nguồn tiếp nhận gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng lớn đến sức khoẻ con ngƣời. Ngoài ra, vấn đề chất thải rắn và khí thải của ngành dệt nhuộm ở Việt Nam là một trong những vấn đề cần hết sức quan tâm. Chất thải rắn của ngành dệt nhuộm bao gồm xỉ than, phế liệu, vải vụn, bụi bông, bao bì, các loại thuốc nhuộm bị hỏng. Mỗi năm lượng chất thải rắn khoảng trên 700.000 tấn /năm. Hiện nay, lượng chất thải rắn này đƣợc các cơ sở sản xuất thu gom, xử lý và tái sử dụng.

Các loại hoá chất sử dụng trong sản xuất dệt nhuộm 

Để sản xuất các mặt hàng vải màu và in hoa trong công nghiệp dệt nhuộm người ta phải sử dụng nhiều loại thuốc nhuộm khác nhau. Thuốc nhuộm chủ yếu là các hợp chất hữu cơ có màu, khi tiếp xúc với các vật liệu khác nhau thì khả năng bắt màu và giữ màu trên vật liệu khác nhau bằng các lực liên kết vật lý và hoá học. Hầu hết thuốc nhuộm là những hợp chất màu hữu cơ trừ thuốc nhuộm pigment có một số màu từ hợp chất vô cơ. Các loại thuốc nhuộm thường gặp, gồm: 

• Thuốc nhuộm trực tiếp: Thuốc nhuộm trực tiếp hay còn gọi là thuốc nhuộm tự bắt màu là những hợp chất màu hoà tan trong nƣớc, có khả năng bắt màu vào một số vật liệu như các sợi xenlulo, giấy, tơ tằm và sợi polyamit một các trực tiếp nhờ các lực hấp phụ trong môi trƣờng trung tính hoặc kiềm. Hầu hết thuốc nhuộm trực tiếp có nhóm azo, một số ít là dẫn xuất dioazin và flatoxianim, tất cả được sản xuất dưới dạng muối natri của axit sunforic hoặc cacbonyl hữu cơ, một vài trường hợp được sản xuất dƣới dạng muối amoni va kali nên đƣợc viết dƣới dạng tổng quát là: Ar-SO3-Na (Ar:gốc hữu cơ mang màu thuốc nhuộm) Khi hoà tan vào nƣớc thuốc nhuộm phân ly như sau:

Ar-SO3- Na => Ar-SO3^– + Na⁺

Thuốc nhuộm trực tiếp chỉ có hiệu suất bắt màu cao 90% khi nhuộm màu nhạt ở nồng độ thấp, còn đối với những màu đậm, lượng thuốc nhuộm bị thải ra tương đối lớn. Do có khả năng tự bắt màu, đơn giản trong sử dụng và rẻ tiền nên thuốc nhuộm trực tiếp được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như ngành dệt vải, sợi bông, hàng dệt kim từ bông, một số sản phẩm dệt từ polyamit trong ngành thuộc da cũng sử dụng thuốc nhuộm trực tiếp nhất là màu nâu, đen và một số màu xanh.

Gần đây phát hiện thấy một trong những nguyên nhân gây ung thư là do amin thơm thoát ra từ các thuốc nhuộm có chứa gốc azo, nên các nước EU đã cấm không sử dụng loại thuốc nhuộm này, vì vậy phạm vi sử dụng loại thuốc nhuộm này thu hẹp dần.

• Thuốc nhuộm hoạt tính : Là loại thuốc nhuộm anion, có phần mang màu thường là từ thuốc azo, antraquinon, axit chứa kim loại hoặc ftaloxianin nhưng chứa một vài nguyên tử hoạt tính có độ hòa tan trong nƣớc cao và khả năng chịu ẩm tốt. Công thức tổng quát của thuốc nhuộm hoạt tính là: S – F – T – X, trong đó: S: là nhóm cho thuốc nhuộm có tính tan F: là phần mang màu của phân tử thuốc nhuộm, nó quyết định màu của thuốc nhuộm. T: là gốc mang nhóm phản ứng X: là nhóm mang phản ứng và nhóm này rất khác nhau, có thể là nhóm halogen hữu cơ hoặc nhóm nguyên tử chưa no như CH2 = CH2 và trong mỗi phân tử thuốc nhuộm có thể chứa một hoặc nhiều nhóm phản ứng. Mức độ không gắn màu của thuốc nhuộm hoạt tính tương đối cao khoảng 30% và nó có chứa gốc Halogen hữu cơ nên làm tăng lượng độc hại (AOX) trong nớc thải. Mặt khác quá trình nhuộm phải sử dụng chất điện li khá lớn (NaCl, Na2SO4) và chúng bị thải hoàn toàn sau khi nhuộm và giặt. Vì vậy, nước thải có hàm lƣợng muối cao có hại cho thủy sinh và cản trở xử lí nước thải bằng phương pháp vi sinh.
• Thuốc nhuộm hoàn nguyên : Thuốc nhuộm hoàn nguyên được dùng chủ yếu để nhuộm chỉ, sợi vải bông, lụa vixco. Thuốc nhuộm hoàn nguyên bao gồm 2 nhóm chính: nhóm indigoit (có chứa nhân indigo và dẫn xuất của nó) và nhóm hoàn nguyên đa vòng (có chứa nhân Antraguinon và các dẫn xuất). Tuy có cấu tạo và màu sắc khác nhau nhƣng tất cả đều có nhóm axeton(C=O) trong phân tử nên công thức tổng quát là R=C=O. Tất cả các thuốc nhuộm hoàn nguyên đều không tan trong nước và trong kiềm. Để nhuộm và in hoa, người ta khử nó trong môi trƣờng kiềm bằng chất khử mạnh như: NaHSO₃, H₂O₂, hay dùng nhất là dung dịch Na₂SO₄ + NaOH ở nhiệt độ 50 – 600C. Tùy thuộc vào công nghệ nhuộm khác nhau mà tỷ lệ bắt màu của thuốc nhuộm hoàn nguyên khác nhau, dao động trong khoảng 70 – 80%. Phần không bắt màu đi vào nước thải, có cấu trúc bền vững và đang là một vấn đề đáng quan tâm trong xử lý nước thải dệt nhuộm.
• Thuốc nhuộm phân tán: Là những chất màu không tan trong nước, được sản xuất dưới dạng hạt phân tán cao thể keo nên có thể phân bố đều trong nước kiểu dung dịch huyền phù, đồng thời có khả năng chịu ẩm cao, có cấu tạo phân tử từ các gốc azo (-N=N-) và antraquinon, có chứa nhóm amin tự do hoặc đã bị thế (-NH2, -NHR, -NR2, -NH-CH2=CH2-OH) nên thuốc nhuộm dễ dàng phân tán trong nước. Mức độ gắn màu của thuốc nhuộm phân tán đạt tỉ lệ cao 90 – 95%, nên mức độ thải ra môi trường không cao. Môi trường thuốc nhuộm có tính axit và có nhiều chất hoạt động bề mặt có thể kết hợp trung hòa với dòng thải kiềm tính.
• Thuốc nhuộm lưu huỳnh: Trong phân tử có chứa disunfua (-S-S) và nhiều nguyên tử lưu huỳnh, à hợp chất không màu tan trong nớc và một số dung môi hữu cơ. Dùng để nhuộm sợi coton thuốc nhuộm này tƣơng đối đủ màu trừ màu tím và màu đỏ chưa tổng hợp được. Môi trường nhuộm mang tính kiềm và độ hấp phụ các loại thuốc này khoảng 60 – 70%, phần còn lại đi vào nƣớc thải làm cho nớc thải có chứa các hợp chất của lưu hưuỳnh và các chất điện ly.
• Ngoài ra còn một số loại thuốc nhuộm khác như thuốc nhuộm pigment, thuốc nhuộm phân tán… Tỷ lệ các loại thuốc nhuộm không gắn kết vào sợi vải và tồn tại trong nước thải được
• Các loại hoá chất khác sử dụng trong sản xuất dệt nhuộm: trong sản xuất dệt nhuộm ngoài các loại thuốc nhuộm thường dùng, người ta còn sử dụng các loại hoá chất sau:
• NaOH và Na₂CO₃ dùng trong nấu tẩy, làm bóng với số lượng lớn.
• H₂SO₄ dùng để giặt trung hoà và hiện màu thuốc nhuộm.
• H₂O₂, NaOCl dùng để tẩy trắng vật liệu.
• Các chất khử vô cơ như: Na₂S₂O₃ dùng trong nhuộm hoàn nguyên,

Na₂S dùng để khử thuốc nhuộm lưu huỳnh.

• Các chất cầm màu thường là nhựa cao phân tử như syntephix, tinofic.
• Những chất này khó tan trong nước nhưng lại dễ tan trong dung dịch axit axetic, chúng tạo thành phức khó tan giữa cation chất cầm màu và anion của thuốc nhuộm. Nó được sử dụng để nâng cao độ bền màu cho vải nhuộm bằng thuốc nhuộm trực tiếp, thuốc nhuộm hoàn nguyên…
• Các chất hoạt động bề mặt (như chất ngấm, chất đều màu, chất chống bọt, chất chống nhăn…), xà phòng hoặc các chất tẩy giặt tổng hợp được sử dụng trong tất cả các công đoạn là các nhóm anion, cation. Các chất này làm giảm sức căng bề mặt nước thả và ảnh hưởng tới đời sống thuỷ sinh, đôi khi có những sản phẩm khó phân giải vi sinh.
• Các polyme tổng hợp dùng trong hồ sợi và hồ vải như: PAC, polycrylat. Khi đi vào trong nước thải là những chất khó phân huỷ sinh học.
• Các chất làm mềm vải dùng trong khâu hoàn tất phần lớn là hợp chất cao phân tử có gốc silion như: polisiloxan, silicon biến tính. Các chất này có khả năng tạo thành lớp màng mỏng trên vải làm cho vải mềm và mịn.

Qúy khách có nhu cầu xử lý nước thải dệt nhuộm vui lòng liên hệ hotline 0919984839