THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG SUẤT 300m3/ngày.đêm NGÀNH SƠN NƯỚC
I. Tổng quan về ngành công nghiệp sản xuất sơn
1. Giới thiệu về ngành sơn ở Việt Nam
Ngành sản xuất sơn ở Việt Nam được hình thành từ những năm 30 của thế kỷ XX. Từ cơ sở là dầu thực vật như dầu lanh, dầu chẩu, dầu cao su sẵn có trong nước. Thời kỳ này, sản lượng sơn còn ít, chủng loại hạn chế, sản phẩm chủ yếu là sơn dầu. Được cung cấp cho lĩnh vực xây dựng.
>> Xem thêm: Cải tạo hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt công suất 30m3/ngày.đêm
Từ chỗ chỉ sản xuất được một vài loại sơn thông dụng, chất lượng thấp. Đến nay, ngành sản xuất sơn của Việt Nam đã có thể sản xuất được nhiều loại sơn đặc chủng, có chất lượng cao. Như sơn trang trí, sơn dân dụng, sơn dầu, sơn nước, sơn nhũ tương, sơn bột, …Và các loại sơn kỹ thuật như sơn trong môi trường nước biển (sơn tầu biển, dàn khoan), sơn giao thông (sơn mặt đường, sơn phản quang), sơn chống thấm, sơn chịu nhiệt.. phục vụ cho từng yêu cầu đặc thù của khách hàng.
Những năm gần đây, nhờ thu hút đầu tư nước ngoài, ngành sản xuất sơn của Việt Nam đã có bước phát triển vượt trội. Nhiều hãng sơn nổi tiếng đã đầu tư vào Việt Nam dưới hình thức liên doanh. 100% vốn nước ngoài hoặc chuyển giao công nghệ. Các sản phẩm sơn của Việt Nam được sản xuất tập trung nhiều ở Thành phố Hồ Chí Minh, Đồng Nai, Bình Dương. Tiếp theo là ở Hà Nội, Hải Phòng, Quảng Ninh và một số tỉnh miền trung như Thừa Thiên Huế, Đà nẵng, Khánh Hoà.
Nhưng kéo theo đó nước thải hằng ngày xả ra môi trường đang làm ô nhiễm nguồn nước trầm trọng. Cần phải có hệ thống xử lý nước thải công suất 300m3/ngày.đêm. Tùy từng mô hình công ty mà sử dụng hệ thống với công suất xử lý khác nhau.
2. Nguyên liệu sản xuất sơn
Sơn bao gồm các thành phần chính như sau:
- Chất tạo màng: Chất tạo màng có chức năng kết dính các thành phần trong sơn, thường sử dụng là các loại nhựa. Tùy loại sơn mà người ta sử dụng các loại nhựa khác nhau. Sơn dung môi sử dụng nhựa alkyd tan trong dung môi còn sơn nhũ tương hay sơn tan trong nước dùng nhựa tan trong nước. Nhựa alkyd được dùng rất phổ biến (33%), nhựa acrylic (19%), nhựa vinyl (19%) còn lại là loại khác.
- Phụ gia: là chất tổ hợp trong sơn để tăng cường một số tính năng của màng sơn. Các chất phụ gia bao gồm: chất hóa dẻo, chất làm khô, chất chống bọt, chống rêu mốc, chất dàn, chất chống lắng …
- Bột màu: được sử dụng để tạo màu sắc, tạo độ phủ, tăng các tính năng cơ học của màng sơn. Bột màu thông thường là chất vô cơ, cũng có khi sử dụng hợp chất hữu cơ. Bột màu cơ bản thông dụng nhất là titan dioxit (Ti2O) tạo màu trắng (65%), các bột màu vô cơ (33%). Trong đó chủ yếu 27% là oxit sắt, oxit kẽm, kẽm bột, nhôm dạng nhão (paste), bột màu hữu cơ sử dụng với lượng nhỏ (2%). Màu vàng: sử dụng cromate kẽm, cromat chì. Tùy vào màu và yêu cầu sản phẩm mà các hóa chất khác nhau được lựa chọn để sử dụng tạo màu.
- Bột độn thường được sử dụng là thạch cao, CaCO3, bột tan, đất sét… Lượng bột màu và bột độn sử dụng là khoảng 30-200kg/tấn sơn.
- Các pha phân tán: sử dụng để hòa tan, giữ bột màu và nhựa ở dạng lỏng. Pha phân tán có thể là dung môi hữu cơ, có thể là nước, ngoài ra còn sử dụng chất pha loãng.
Với những thành phần như vậy thì công ty xí nghiệp ngành sơn cần nên có hệ thống xử lý nước thải công suất 300m3/ngày.đêm.
3. Quá trình sản xuất Sơn nước
4. Thuyết minh quy trình sản xuất sơn
Muối ủ: Ở công đoạn này, bột màu (oxit kim loại như oxit titan, thiếc, chì…), bột độn (CaCO3, silica, đất sét..), phụ gia (chất phân tán, chất hoạt động bề mặt, chất tạo bọt v.v), một phần chất tạo màng là nhựa latex (vinyl-acrylic, styrene-acrylic) và nước sạch được đưa vào thùng muối ủ. Khuấy nhẹ để hỗn hợp trộn đều và trở nên đồng nhất, ủ trong thời gian vài giờ. Sau đó mới chuyển sang công đoạn 2. Nhựa latex tan trong nước.
Sau khi hỗn hợp nguyên liệu đã được thấm ướt và đồng nhất thành dạng paste. Paste sơn được chuyển tiếp vào công đoạn khuấy trộn (công đoạn 2). Phát thải từ công đoạn này là bụi bột màu, bột độn bay lên, bao bì đựng nguyên liệu ban đầu sau sử dụng, nước thải vệ sinh thiết bị.
Pha sơn: Ở công đoạn này, paste sơn được bổ sung thêm đủ lượng chất tạo màng, phụ gia, nước và được khuấy ở thùng khuấy có máy khuấy tốc độ cao. Thùng khuấy sơn được làm lạnh vỏ thùng để giữ cho nhiệt độ hỗn hợp khuấy không bị nóng lên.
Khi hỗn hợp khuấy đã đạt được độ khuyếch tán đồng đều, độ mịn và độ linh động. Sản phẩm cuối cùng sẽ được chuyển sang công đoạn đóng thùng. Phát thải ở giai đoạn này là nước thải vệ sinh thiết bị, nước thải làm lạnh và tiếng ồn của máy khuấy.
Lọc: Công đoạn này được thực hiện để loại bỏ tạp chất. Chất thải của công đoạn này là nước thải và cặn sơn.
Đóng gói sản phẩm và nhập kho: Bao bì đựng sơn nước thường là bao bì nhựa. Bao bì sau khi in phun nắp và dán nhãn được đóng sơn. Phát thải ở giai đoạn này là nước vệ sinh thiết bị, bao bì, nhãn mác hỏng. Vậy nên cần hệ thống xử lý nước thải công suất 300m3/ngày.đêm.
>> Xem thêm: Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt công suất 150m3/ngày.đêm
II. Nước thải trong sản xuất sơn nước
1. Các loại nước thải
a. Nước vệ sinh thiết bị
Trong sản xuất sơn, quá trình vệ sinh các thùng chứa sơn,các thiết bị sản xuất đóng vai trò quan trọng. Để đảm bảo các yêu cầu về chất lượng sản phẩm. Tùy theo nguyên liệu sử dụng và loại sơn sản phẩm mà người ta sử dụng nước hay dung môi để vệ sinh thiết bị. Nước hay dung môi từ quá trình vệ sinh chứa các hóa chất, chất màu chứa kim loại nặng gây ô nhiễm môi trường.
b. Nước làm mát
Trong quy trình công nghệ sản xuất sơn, khâu nghiền phải sử dụng nước làm mát để hỗn hợp paste sơn không bị bay hơi dung môi. Đồng thời làm ảnh hưởng tới tính chất của sơn sản phẩm.
Nước được đưa qua hệ thống làm lạnh để hạ nhiệt độ xuống khoảng 7oC. Trước khi đưa vào làm mát thiết bị nghiền sơn. Nước ra khỏi thiết bị có nhiệt độ cao sẽ được làm nguội sau đó đưa trở lại làm lạnh cho mục đích làm mát khâu nghiền. Cần bổ sung một lượng nước do bay hơi, mất mát.
Tóm lại, nước thải của nhà máy sơn có chứa nhiều chất gây ô nhiễm với độ phân tán. Cả độ bền nhiệt động học, hoạt tính hóa học khác nhau, độ độc cao, màu sắc, mùi đặc biệt. Chúng là các chất tạo màng, dung môi, bột màu, các phụ gia biến tính và hóa dẻo. Những hợp chất này có mặt trong nước thải là tác nhân tạo COD và SS cao. Cần hệ thống xử lý nước thải công suất 300m3/ngày.đêm để xử lý những chất này.
2. Sơ đồ quy trình công nghệ
3. Thuyết minh sơ đồ công nghệ
Nước thải từ các công đoạn trong nhà máy được dẫn qua song chắn rác. Để loại bỏ các tạp chất thô (nhãn mác, bao bì,..) rồi dẫn vào hố thu gom. Tại đây, quá trình xử lý nước thải công suất 300m3/ngày.đêm với nước thải được bơm tiếp sang bể điều hòa. Để điều hòa lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm đảm bảo công trình xử lý phía sau.
Sau đó, nước thải được dẫn qua bể keo tụ tạo bông gồm bể trộn và bể tạo bông. Nước thải được bổ sung axit H2SO4 để giảm pH xuống còn 7,5. Đảm bảo điều kiện tối ưu cho quá trình keo tụ diễn ra.
Tại bể trộn, nước thải được châm axit, chất keo tụ phèn nhôm, có bổ sung thêm PAA (nhằm tăng hiệu suất quá trình lắng). Khuấy trộn rồi đi vào bể tạo bông gồm 3 ngăn. Tại bể keo tụ khử được 1 phần COD, BOD5 và độ màu, độ đục có trong nước thải.
Sau khi qua bể keo tụ, nước thải được dẫn qua bể lắng I để lắng tách các bông keo. Lúc này hàm lượng COD, BOD5, SS trong nước thải giảm một lượng đáng kể.
Sau đó nước thải đi vào bể Aerotank xử lý các hợp chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học. Nước thải đi qua bể lắng II để lắng bùn trước khi thải ra nguồn tiếp nhận.
