Xử lý nước thải mực in - hệ thống xử lý nước thải in lụa

1. Tìm hiểu nguồn gốc thành phần nước thải mực in

Mục lục

Để đưa ra được phương án công nghệ xử lý nước thải mực in hiệu quả. Chúng ta cần tìm hiểu về nguồn gốc thành phần tính chất lý hóa học của mực in.

In ấn hay ấn loát là quá trình tạo ra chữ và tranh ảnh trên các chất liệu nền như giấy, bìa các tông, ni lông, vải… bằng một chất liệu khác gọi là mực in. In ấn thường được thực hiện với số lượng lớn ở quy mô công nghiệp và là một phần quan trọng trong ngành xuất bản

Mực in là dạng hỗn hợp huyền phù gồm các thành phần chính: Chất liên kết, chất tạo màu, dung môi, ngoài ra còn có các chất phụ gia nhằm điều chỉnh các tính chất khác nhau của mực như độ nhớt, độ dính, tốc độ khô, độ pH … Công thức mực khác nhau quyết định bởi công nghệ in khác nhau.Nguyên liệu chính cho sản xuất mực in bao gồm bột màu, chất kết dính, dung môi và các chất phụ gia.

Hệ thống xử lý nước thải in lụa Công ty ShunLong-Long An Q=5m3/ngày

2. Các loại mực in thường dùng trong ngành in

2.1 Mực in gốc nước (còn gọi là mực nước hay water-based ink):

Các loại mực gốc nước thường có đặc tính là hòa tan trong nước ở nhiệt độ thường (dễ tan từ 50-60 độ C và khó tan dưới 25 độ C)
Nhóm này dùng in trực tiếp lên các vật liệu làm từ xenluloza như vải sợi bông, vải lụa, đay, gai, mây tre, chiếu cói, gỗ … Mực in nhóm này để khô tự nhiên tức là dùng không cần qua xử lý nhiệt hay ánh sáng.
Khi in mực này thường lau bản bằng nước và dùng nước cất hoặc dung môi gốc nước để pha loãng. Cũng chính vì đặc điểm này mà mực sẽ bám kém hơn mực dầu nhưng thân thiện với môi trường hơn.

Để in trên các chất liệu như gỗ, giấy carton, mực in gốc nước thường được pha sẵn màu. Tuy nhiên nếu in trên vải thì mực in sẽ được bán riêng và màu cốt bán riêng.
Ngành in vải là ngành sử dụng mực nước phổ biến nhất trong đó người ta phân chia thành 2 loại là Bóng dẻo và Hàng nước.

Bóng Dẻo thường là mực tạo bề mặt gồ lên trên vải còn hàng nước là mực thấm xuống nền vải.
Trên thị trường hiện nay, các loại mực nước thường đã được pha sẵn đầy đủ thành phần, tuy nhiên khách hàng cũng có thể mang về tự điều chế mực từ Chướng, Binder cầm màu, fixer, cốt màu và phụ gia.

2.2 Mực in gốc dầu

Mực được điều chế từ gốc dầu mỏ thì gọi là mực gốc dầu.
Đặc trưng của các loại mực này là có mùi dầu, mùi nặng nhẹ tùy loại nhưng thường thì mực UV hay Plastisol, eco-solven thường có mùi nhẹ hơn và được gọi tên riêng vì đã có cải tiến và có đặc trương khác nhau về xử lý trung gian.
Đặc điểm của mực dầu là bám tốt hơn mực nước nhưng tỷ lệ độc hại cao hơn mực nước.
Trong ngành in thường có phân cấp độc hại từ không chì (Lead Free), Không kim loại nặng (Non-metal), Không Phthalete (Phthalete free) hay không Formandehyde (Formandehyde free)… tùy theo các nước khác nhau thì có các tiêu chuẩn khác nhau về độ độc hại để bảo vệ người tiêu dùng.

2.3 Mực in Plastisol (gốc dầu nhẹ)

Trước hết phải nói là mực Plastisol là mực điều chế in trên vải thuộc gốc dầu nhưng được tách ra 1 đề mục riêng vì có một số đặc điểm cần nói riêng cho loại mực này kẻo nhầm lẫn.

Mực plastisol thường khi ngửi khó nhận biết được gốc dầu nhưng khi lau bản hoặc dùng dung môi pha thì mới lộ ra là gốc dầu.
Mực này có đặc điểm là tạo bề mặt đẹp, bám tốt hơn mực nước, bóng hơn mực nước về bản chất và có thể làm mờ tùy ý người dùng. Có thể dùng làm keo ép foil cũng tốt nữa. Dễ lên cao nếu sử dụng đúng loại High density.

2.4 Mực UV

Mực UV là mực gốc dầu có đặc tính là phải sấy bằng tia UV (tử ngoại) thì mới chết mực. Mực này in được trên rất nhiều chất liệu và độ bám tốt.
Mực UV còn có 1 lợi điểm nữa là độ trong suốt tuyệt hảo hơn các mực gốc khác và khi người ta muốn làm bóng, mờ, tạo gồ hạt bề mặt thì đều rất tốt.

2.5 Mực in Sublimation

Đây là loại mực được điều chế ra để in chuyển nhiệt, sau khi in lên 1 tờ giấy chuyên dụng người ta dùng nhiệt để ép sang 1 bề mặt khác, loại mực này sẽ thăng hoa sang bề mặt ấy.

3. Nước thải mực in phát sinh từ đâu?

Nước thải mực in không nhiều, chỉ phát sinh từ công đoạn vệ sinh thiết bị máy móc là chính. Hiện nay các phương pháp in được áp dụng máy móc, công nghệ in hiện đại như in offset,in phun. Nước thải chủ yếu là từ công đoạn vệ sinh thiết bị in, bình chứa mực in,…

Đối với phương pháp in lụa phổ biến hiện nay thì nước thải phát sinh từ công đoạn rửa khung in và lượng hồ pha mực in dư. Ngoài ra nước thải còn phát sinh từ quá trình vệ sinh xưởng khi mực in bị tràn đổ.

Tuy nhiên, nồng độ các chất gây ô nhiễm rất cao. Khi trực tiếp thải vào nguồn tiếp nhận không qua xử lý, chất hữu cơ có trong nước thải sẽ làm suy giảm nồng độ oxy hòa tan trong nước do vi sinh vật sử dụng ôxy hòa tan để phân hủy các chất hữu cơ.

4. Thành phần ô nhiễm nước thải mực in

Tính chất nước thải mực in đầu vào của nước thải sản xuất được thể hiện qua bảng với các thông số chính như sau:

STT	Thông số	Đơn vị tính	Giá trị nước đầu vào	Giá trị C	Giá trị C
				A(*)	B(*)
1	Nhiệt độ	0C	49	40	40
2	Độ màu	Pt-Co	1200	50	150
3	pH	–	6.0 – 8.0	6 – 9	5.5 – 9
4	BOD5	mg/l	800 – 1100	30	50
5	COD	mg/l	2300 – 3400	75	150
6	SS	mg/l	385 – 450	50	100
7	Tổng Nito	mg/l	14 – 70	20	40
8	Tổng Photpho	mg/l	7 – 12	4	6

(*) Giá trị cột A,B được tính theo QCVN 40-2011/BTNMT

5. Quy trình công nghệ xử lý nước thải mực in

5.1 Sơ đồ công nghệ hệ thống xử lý nước thải mực in

5.2 Thuyết minh quy trình xử lý nước thải mực in

Tại hệ thống xử lý nước thải tập trung, nước thải lần lượt qua các công đoạn: Hố thu gom – Bể keo tụ – Bể tạo bông – Bể lắng 1 – Bể sinh học SBR – Bể trung gian khử trùng – Nguồn tiếp nhận.

Lượng bùn sinh ra từ các công đoạn xử lý trong hệ thống sẽ được gom về bể chứa bùn. Cô đặt sẽ được thu gom xử lý theo định kỳ. Riêng phần nước bề mặt sẽ được chuyển về lại Hố thu tiếp tục quy trình xử lý.

Hố gom:

Tiếp nhận nước thải từ hoạt động rửa khung in tại khu vực rửa, là công trình chuyển tiếp giữa mạng lưới thu gom và hệ thống xử lý tập trung. Tại hố thu được thiết kế 2 ngăn nhằm lắng sơ bộ, sau đó nước thải được bơm lên bể phản ứng keo tụ tạo bông.

Bể phản ứng keo tụ:

Nước thải sản xuất từ hố thu gom được bơm lên bể keo tụ tạo. Tại đây nước thải được thiếp xúc với dung dịch hóa chất thông qua thiết bị khuấy trộn được lắp đặt trong bể: Dung Dịch điều chỉnh pH, phèn nhôm PAC, dung dịch trợ keo tụ (Polymer) nhờ hệ thống bơm định lượng hóa chất để thực hiện các quá trình trung hòa pH, keo tụ, tạo bông như sau:

Dung dịch chỉnh pH : Nhiệm vụ điều chỉnh trung hòa pH trước khi đưa nước thải đến các công trình đơn vị phía sau. Tạo điều kiện cho các công trình phía sau ổn định và đạt được hiệu quả xử lý cao.

Phèn nhôm PAC : (Xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ)

Trong nước thải sản xuất, các chất gây ô nhiễm một phần hòa tan vào nước, một phần tồn tại ở dạng các hạt keo mịn phân tán. Các hạt này không nổi cũng không lắng (cặn lơ lửng), và do đó tương đối khó tách loại. Ta cần tăng kích cỡ các hạt nhờ tác dụng tương hổ giữa các hạt liên kết phân tán vào các tập hợp hạt để có thể lắng được.

Cơ chế quá trình keo tụ xảy ra qua hai giai đoạn:

Bản thân chất keo tụ phát sinh thủy phân, quá trình hình thành dung dịch keo và ngưng tụ;
Trung hòa hấp phụ lọc các tạp chất trong nước thải.

Những hạt rắng lơ lửng mang điện tích âm trong nước (keo sắt, protein…) sẽ hút các ion dương tạo ra hai lớp điện tích dương bên trong và bên ngoài. Lớp ion dương bên ngoài liên kết lỏng lẻo nên có thể dễ dàng bị trượt ra. Do đó điện tích âm của hạt bị giảm xuống, thế điện động hay thế zeta bị giảm xuống.

Bể phản ứng tạo bông:

Các hạt keo đã bị trung hòa điện tích có thể liên kết với những hạt keo khác tạo thành bông cặn có kích thước lớn hơn, nặng hơn và lắng xuống, quá trình này gọi là quá trình tạo bông. Quá trình thủy phân các chất keo tụ cặn xảy ra theo các giai đoạn sau:

Me3+ + HOH à Me(OH)2+ + H+

Me(OH)2+ + HOH à Me(OH)2+ + H+

Me(OH)3 + HOH à Me(OH)2+ + H+

——————————————————————–

Me3+ + HOH à Me(OH)3 + 3H+

Chất keo tụ thường dùng nhất là phèn nhôm.

Trong các loại phèn nhôm, Al2(SO4)3 được dùng rộng rãi nhất do có tính hòa tan tốt trong nước, chi phí thấp và hoạt động có hiệu quả trong khoảng pH = 5,0 – 7,5. Quá trình điện ly và thủy phân Al2(SO4)3 xảy ra như sau:

Al3+ + H2O = AlOH2+ + H+

AlOH+ + H2O = Al(OH)2+ + H+

Al(OH)2+ + H2O = Al(OH)3 + H+

Al(OH)3 + H2O = AlOH4- + H+

Al2(SO4)3 phản ứng Ca(HCO3)2 trong nước theo phương trình sau:

Al2(SO4)3 + 3Ca(HCO3)2 à Al(OH)3 ¯ + 3CaSO4 + 6 CO2

Dung dịch trợ keo tụ (Polymer)

Để tăng cường quá trình keo tụ tạo bông, ta cho thêm vào các hợp chất polymer trợ keo tụ. Các polymer này tạo sự kết dính giữa các hạt keo lại với nhau nếu polymer này và các hạt keo mang điện trái dấu nhau.

Cơ chế quá trình này qua 5 phản ứng:

Phản ứng 1: Hấp phụ ban đầu ở liều lượng polymer tối ưu, phân tử polymer kết dính vào hạt keo.

Phản ứng 2: Hình thành bông cặn, đuôi polymer đã hấp phụ có thể duỗi ra gắn kết vị trí trống trên bề mặt hạt keo khác dẫn đến hình thành bông cặn.

Phản ứng 3: Hấp phụ lần 2 của polymer, nếu đoạn cuối cùng duỗi ra và không tiếp xúc với vị trí trống trên hạt khác thì polymer sẽ gấp lại và tiếp xúc với mặt khác của chính hạt đó.
Phản ứng 4: Khi liều lượng polymer dư làm cho bề mặt hạt keo bão hòa, các đoạn pulymer này làm cho không còn vị trí trống để hình thành cầu nối dẫn đến hệ keo sẽ ổn định lại.
Phản ứng 5: Vỡ bông cặn, khi xáo trộn quá lâu hoặc quá nhanh làm cho các bông cặn bị phá vỡ và trở về trạng thái ổn định ban đầu.

Polymer – chất trợ keo tụ có nhiệm vụ như một cầu nối nhằm kết dính các kết tủa tạo thành các bông cặn lớn, thúc đẩy quá trình keo tụ xảy ra nhanh và đạt hiệu quả cao. Bông bùn tạo ra có kích thước tương đối lớn nên có thể lắng được bằng trọng lực.

Bể lắng

Nước thải sau khi qua keo tụ tạo bông sẽ tự chảy vào bể lắng.

Tại đây bùn được tách ra khỏi nước thải bằng quá trình lắng nhờ sự khác nhau về tỷ trọng: các chất rắn có khả năng lắng có tỉ trọng lớn hơn tỉ trọng của nước, và các chất nổi có tỉ trọng nhẹ hơn tỉ trọng của nước. Bể phản ứng kết hợp với lắng có thể loại được 60-80% chất rắn lơ lửng, 70 – 80% COD của nước thải.

Nước thải tồn tại trong bể lắng cùng với thời gian sẽ hoàn thành nốt quá trình tách cặn bông. Phần nước đã tách bùn sẽ được dẫn qua bể SBR để tiếp tục quá trình xử lý sinh học.

Bể sinh học SBR-(Sequence Batch Reactor)

Bể SBR là bể xử lý sinh học hiếu khí dạng mẻ liên tục. Bể SBR là 1 dạng nâng cấp của hệ thống bùn hoạt tính cổ điển có dòng chảy liên tục. Khác với hệ thống bùn hoạt tính cổ điển, các quá trình (pha) xử lý như: châm nước vào, cho phản ứng, lắng và tháo nước ra được thực hiện trong cùng 1 bể theo từng khoảng thời gian nhất định bố trí cho mỗi quá trình. Quá trình vận hành của bể SBR được tóm tắt ở hình 2.

Pha nhận nước

Ở pha “Nhận nước”, nước thải được đưa vào bể đã có chứa sẵn 1 lượng vi sinh vật (bùn) nhất định. Đối với pha này, quá trình phân hủy (khử) ban đầu chất hữu cơ sẽ diễn ra khi vi sinh vật tiếp xúc với nước thải. Sau khi kết thúc pha “nhận nước”, quá trình xử lý tiếp diễn với pha “thổi khí” (hay còn gọi là phản ứng) trong đó nước thải được khuấy trộn với vi sinh nhờ hệ thống cấp khí cho bể nhằm tiến hành quá trình phân hủy hoàn toàn các chất hữu cơ.

Pha Lắng

Pha “lắng” tiếp nối pha “thổi khí” nhằm tách các vi sinh vật (bùn) ra khỏi nước thải đã xử lý. Sau khi kết thúc pha “lắng”, nước thải sau xử lý được rút ra khỏi bể nhờ pha “tách nước”. Sau khi kết thúc pha “tách nước” thì pha “nhận nước” lại được kích hoạt để tiến hành chu kỳ xử lý mới. Quá trình xả lượng vi sinh (bùn) thừa trong bể SBR có thể được tiến hành như 1 pha riêng hoặc được gộp vào với pha “tách nước”.

Bể SBR do chúng tôi đề xuất có nhiều ưu điểm so với hệ thống bùn hoạt tính cổ điển dòng chảy liên tục

Việc tách nước thải sau xử lý và bùn được tiến hành trong cùng 1 bể dưới điều kiện tĩnh tuyệt đối do đó nước thải sau xử lý khi sử dụng công nghệ SBRs có chất lượng tốt hơn nước thải sau xử lý khi sử dụng công nghệ vi sinh dòng chảy liên tục có kèm theo bể lắng thứ cấp. Vì vậy, khi áp dụng công nghệ SBR, ta không cần phải xây thêm bể lắng do đó tiết kiệm được diện tích đất xây dựng.
Ngày nay, cùng với sự phát triển của công nghệ điều khiển áo dụng cho quá trình điều khiển các bể vi sinh, việc điều khiển và vận hành bể SBR trở nên dễ dàng hơn, không còn đòi hỏi nguời vận hành phải thường xuyên theo dõi bể mà vẫn đảm bảo hiệu quả xử lý cao.

Sau khi qua bể SBR, nước thải được dẫn vào bể trung gian.

Bể trung gian – khử trùng

Nước thải từ sau quá trình lắng ở bể SBR sẽ tiếp tục chảy vào bể trung gian .Tại đây hóa chất khử trùng sẽ được bơm vào nhằm tiêu diệt các vi sinh vật gây bệnh có trong nước thải trước khi ra ngoài.

“Trao cho bạn niềm tin & sự an toàn thân thiện”

CÔNG TY TNHH CƠ KHÍ MÔI TRƯỜNG
AN THÁI THỊNH

Trụ sở: 62/16K, Ấp 3, Xuân Thới Thượng, Hóc Môn, Hồ Chí Minh
Văn Phòng: 756A/3 QL1A, Bình Hưng Hoà B, Bình Tân, Hồ Chí Minh
Hotline: 093.773.22.97
Email: info@moitruonganthaithinh.com
anthaithinh.att@gmail.com
Mã số thuế: 0315191975

1. Tìm hiểu nguồn gốc thành phần nước thải mực in

Hệ thống xử lý nước thải in lụa Công ty ShunLong-Long An Q=5m3/ngày

2. Các loại mực in thường dùng trong ngành in