VŨ THỊ BÍCH NGỌC

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------

Vũ Thị Bích Ngọc

CÔNG NGHỆ MÔI TRƢỜNG

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ MÀU NƢỚC THẢI DỆT NHUỘM
BẰNG PHƢƠNG PHÁP OZON
QUY MÔ HỘ GIA ĐÌNH Ở LÀNG NGHỀ VẠN PHÚC

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Công nghệ môi trường

KHÓA: 2010B

Hà Nội – 2012


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------

Vũ Thị Bích Ngọc

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ MÀU NƢỚC THẢI DỆT NHUỘM
BẰNG PHƢƠNG PHÁP OZON
QUY MÔ HỘ GIA ĐÌNH Ở LÀNG NGHỀ VẠN PHÚC

Chuyên ngành: Công nghệ môi trường

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Công nghệ môi trường

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS. TRỊNH LÊ HÙNG

Hà Nội - 2012


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Viện Đào tạo Sau đại học
- Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, các thầy cô giáo, các cán bộ nhân viên trong
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã
quan tâm, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập và
nghiên cứu tại trường.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS.Trịnh Lê Hùng đã tận tình
hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu để hoàn thành luận văn này.
Tôi xin được gửi lời cảm ơn tới các thầy cô, các anh chị và các bạn phòng Hóa
sinh & Môi trường – khoa Hóa học – Trường Đại học Khoa học tự nhiên – Đại học
Quốc gia Hà Nội, đã giúp đỡ tạo điều kiện để tôi hoàn thành tốt bản luận văn này.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè đã luôn giúp đỡ động
viên tôi trong suốt quá trình học tập và làm luận văn.
Hà Nội, ngày 15 tháng 9 năm 2012.
Học viên


Vũ Thị Bích Ngọc

Luận văn Thạc sĩ

Khóa 2010 - 2012


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đề tài luận văn thạc sỹ khoa học: "Nghiên cứu xử lý màu
nước thải dệt nhuộm bằng phương pháp ozon quy mô hộ gia đình ở làng nghề
Vạn Phúc” là do tôi thực hiện với sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS.Trịnh Lê
Hùng. Đây không phải là bản sao chép của bất kỳ một cá nhân, tổ chức nào. Các số
liệu, nguồn thông tin trong luận văn là do tôi thực nghiệm, trích dẫn và tham khảo.
Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những nội dung mà tôi đã trình bày
trong luận văn này.

Hà Nội, ngày 15 tháng 9 năm 2012.
Học viên

Vũ Thị Bích Ngọc

Luận văn Thạc sĩ

Khóa 2010 - 2012



Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT
TT Kí hiệu

Tiếng Anh

Tiếng Việt

1

AOPs

Advanced oxidation processes

Quá trình oxi hóa nâng cao

2

BOD

Biological oxygen demand

Nhu cầu oxy sinh học

3


COD

Chemical Oxygen Demand

Nhu cầu oxy hóa học

4

CI

Color Index

Chỉ số màu

5

CMC

Cacboxyl methyl cellulose

Cacboxyl methyl xenllulo

6

DFCP

Diflourchlopyrimidin

Difloclopyrimidin


7

DO

Dissolved oxygen

Lượng oxy hòa tan

8

DTPA

Diethylene triaminapentacetic acid

Axit Diethylenetriaminapentacetic

9

EDTA

Ethylene diamine tetracetic acid

Axit Ethylene diaminapentacetic

10

GSO

General Statistics Office


Tổng cục thống kê Việt Nam

11

MCT

Monochlotriazin

Monoclotriazin

12

MFT

Monoflourtriazin

Monoflotriazin

13

Pt – Co

Platinum – Cobalt

Platin - Coban

14

TOC


Total organic Carbon

Tổng cacbon hữu cơ

15

TSS

Total Suspended Solid

Tổng chất rắn lơ lửng

16

UV

Ultraviolet

Tia cực tím

17 VITAS

Vietnam Textile and Garment Association Hiệp hội dệt may Việt Nam

18 VS

Vinylsunfon

Luận văn Thạc sĩ


Vinylsunfon

Khóa 2010 - 2012


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường
MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN
LỜI CAM ĐOAN
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT
DANH MỤC BẢNG
DANH MỤC HÌNH
MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1
CHƢƠNG I. TỔNG QUAN VỀ NGÀNH DỆT VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ
LÝ MÀU CỦA NƢỚC THẢI DỆT NHUỘM ...................................................... 3
1.1. Ngành dệt và các vấn đề môi trƣờng do nƣớc thải dệt nhuộm ..................... 3
1.1.1. Sự phát triển của ngành dệt ở Việt Nam...................................................... 3
1.1.2. Đặc điểm làng nghề dệt nhuộm ở Việt Nam ............................................... 4
1.1.3. Hiện trạng môi trường do nước thải dệt nhuộm........................................... 5
1.2. Ô nhiễm màu môi trƣờng nƣớc do hoạt động dệt nhuộm ............................ 6
1.2.1. Công nghệ dệt nhuộm và nguồn phát sinh nước thải ................................... 6
1.2.1.1. Sản xuất sợi .......................................................................................... 7
1.2.1.2. Sản xuất vải .......................................................................................... 7
1.2.1.3. Quá trình nhuộm và hoàn thiện ............................................................ 9
1.2.2. Đặc điểm nước thải dệt nhuộm ................................................................. 12
1.2.3. Đặc điểm các chất màu sử dụng trong dệt nhuộm ..................................... 13
1.2.3.1. Khái quát về phẩm nhuộm ................................................................. 13

1.2.3.2. Phân loại thuốc nhuộm ...................................................................... 13
1.2.3.3. Ô nhiễm nước do phẩm nhuộm và tác hại của nó ............................... 19
1.3. Các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải dệt nhuộm ............................................. 21
1.3.1. Các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm ............................................................ 21
1.3.2. Các phương pháp sử dụng trong xử lý nước thải dệt nhuộm ..................... 22
1.3.2.1. Phương pháp hóa lí ............................................................................ 22
1.3.2.2. Phương pháp sinh học ........................................................................ 23
1.3.2.3. Phương pháp hóa học ........................................................................ 24
1.3.3. Lựa chọn phương pháp xử lý nước thải phẩm nhuộm: .............................. 28
CHƢƠNG II. THỰC NGHIỆM ......................................................................... 39
2.1. Mục tiêu, đối tƣợng, nội dung nghiên cứu ................................................... 39
2.1.1. Mục tiêu nghiên cứu: ................................................................................ 39
2.1.2. Đối tượng nghiên cứu: .............................................................................. 39
2.1.3. Nội dung nghiên cứu: ............................................................................... 39
2.2. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị thí nghiệm ..................................................... 40
Luận văn Thạc sĩ

Khóa 2010 - 2012


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường

2.2.1. Hóa chất: .................................................................................................. 40
2.2.2. Các loại phẩm nhuộm sử dụng trong thí nghiệm: ...................................... 41
2.2.3. Dụng cụ và thiết bị thí nghiệm: ................................................................. 41
2.3. Phƣơng pháp tiến hành thực nghiệm........................................................... 42
2.3.1. Thí nghiệm trên mẫu tự pha: ..................................................................... 42
2.3.2. Thí nghiệm trên mẫu thực tế: .................................................................... 44

2.4. Các phƣơng pháp phân tích ......................................................................... 45
2.4.1. Xác định pH ............................................................................................. 45
2.4.2. Xác định độ màu ...................................................................................... 46
2.4.3. Xác định hàm lượng ozon trong nước ....................................................... 46
2.4.4. Xác định hàm lượng H2O2 ........................................................................ 47
2.4.5. Xác định nhu cầu oxi hóa hóa học (COD)................................................. 48
CHƢƠNG III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................... 49
3.1. Nghiên cứu khả năng xử lý màu của O3, các yếu tố ảnh hƣởng đến hiệu
suất quá trình oxi hóa bằng Ozon đối với mẫu phẩm nhuộm tự pha ............... 50
3.1.1. Đánh giá khả năng xử lý màu phẩm nhuộm của O3 ................................... 50
3.1.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý màu đối với mẫu phẩm nhuộm tự
pha bằng tác nhân Ozon ..................................................................................... 55
3.1.2.1. Nghiên cứu sự tiêu thụ và chuyển hóa Ozon trong quá trình Ozon ..... 55
3.1.2.2. Ảnh hưởng của pH và thời gian đến hiệu suất xử lý màu của phẩm
nhuộm trong quá trình oxi hóa bằng tác nhân Ozon ....................................... 58
3.2. So sánh hiệu quả xử lý màu của quá trình oxi hóa bằng Ozon với quá trình
Peroxon và quá trình sinh học hiếu khí. ............................................................. 63
3.3. Đánh giá khả năng xử lý màu của quá trình Ozon đối với nƣớc thải thực tế
tại làng nghề Vạn Phúc. Khảo sát khả năng phân hủy sinh học của mẫu sau xử
lý bằng Ozon. ....................................................................................................... 66
3.3.1. Đánh giá khả năng xử lý màu của Ozon đối với nước thải sau công đoạn
nhuộm (mẫu thực tế) lấy tại làng nghề Vạn Phúc. .............................................. 66
3.3.2. Khảo sát khả năng phân hủy sinh học của nước thải dệt nhuộm sau quá
trình xử lý bằng Ozon với hệ injecter - ống dòng. ............................................... 73
KẾT LUẬN .......................................................................................................... 76
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 77
PHỤ LỤC

Luận văn Thạc sĩ


Khóa 2010 - 2012


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Kim ngạch xuất khẩu hàng dệt may ....................................................... 3
Bảng 1.2. Độ tận trích của một số loại phẩm nhuộm .............................................. 9
Bảng 1.3.Một số thông số kỹ thuật liên quan đến quá trình nhuộm vải tổng hợp. .. 10
Bảng 1.4. Các chất gây ô nhiễm và đặc tính của nước thải ngành dệt nhuộm ......... 12
Bảng 1.5. Các loại phẩm nhuộm hoạt tính sử dụng phổ biến .................................. 18
Bảng 1.6. Tổn thất phẩm nhuộm khi nhuộm các loại xơ sợi ................................... 20
Bảng 1.7. Thế oxy hóa của một số tác nhân oxy hóa phổ biến ............................... 27
Bảng 1.8. Các quá trình oxi hóa nâng cao không nhờ tác nhân ánh sáng ................ 27
Bảng 1.9. Các quá trình oxi hóa nâng cao nhờ tác nhân ánh sáng.......................... 28
Bảng 1.10. Độ hòa tan của ozon vào trong nước (Ullmann‟s) ................................ 30
Bảng 1.11. Tính chất vật lý của ozon (Ullmann‟s) ................................................. 30
Bảng 2.1. Danh mục các hóa chất sử dụng trong nghiên cứu ................................. 40
Bảng 2.2. Danh mục các dụng cụ, thiết bị sử dụng trong nghiên cứu ..................... 41
Bảng 3.1. Giá trị một số thông số ban đầu đối với mẫu phẩm tự pha. ..................... 51
Bảng 3.2.Kết quả phân tích xác định nồng độ và độ màu của dung dịch phẩm sau
quá trình xử lý bằng Ozon ở các thời gian phản ứng khác nhau ............................. 52
Bảng 3.3. Kết quả xác định COD ở thời gian khác nhau trong quá trình Ozon ….54
Bảng 3.4. Nồng độ Ozon thoát ra ngoài sau 10 phút hấp thụ qua các dung dịch ..... 56
Bảng 3.5. Lượng Ozon tiêu thụ trong 1 lít dung dịch khác nhau ........................... 56
Bảng 3.6. Sự biến thiên độ màu của dung dịch phẩm Direct Red 23 theo thời gian
trong quá trình xử lý màu bằng Ozon ở các điều kiện pH khác nhau. ..................... 59
Bảng 3.7. Sự biến thiên độ màu của dung dịch phẩm Reactive Blue19 theo thời

gian trong quá trình xử lý màu bằng Ozon ở các điều kiện pH khác nhau. ............. 60
Bảng 3.8. Kết quả so sánh khả năng xử lý màu của quá trình oxi hóa bằng Ozon …
với quá trình Peroxon và quá trình sinh học hiếu khí ............................................. 64
Bảng 3.9. Giá trị một số thông số của nước thải thực tế tại làng nghề Vạn Phúc .... 67
Bảng 3.10. Kết quả khảo sát hiệu quả xử lý màu đối với nước thải thực tế bằng
cách sục Ozon trực tiếp ......................................................................................... 68
Bảng 3.11. Kết quả khảo sát hiệu quả xử lý màu đối với nước thải thực tế bằng
cách cấp Ozon qua hệ injector ............................................................................... 70
Bảng 3.12. Kết quả một số thông số đánh giá chất lượng nước sau xử lý bằng Ozon ..74
Bảng 3.13. Kết quả đánh giá khả năng phân hủy sinh học của nước thải dệt nhuộm
sau xử lý bằng Ozon .............................................................................................. 74

Luận văn Thạc sĩ

Khóa 2010 - 2012


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Cán cân xuất – nhập khẩu hàng dệt may Việt Nam 2007-10/2011 .......... 4
Hình 1. 2. Cấu tạo của ozon ................................................................................... 29
Hình 1.3. Hai đường đi phản ứng oxi hoá của ozon trong dung dịch nước ............ 32
Hình 1.4. Phản ứng của ozon với các liên kết không no ......................................... 32
Hình 1.5. Cơ chế Criegree ..................................................................................... 33
Hình 1.6. Mô tả phản ứng Electrophilic của ozon với các chất hữu cơ thơm .......... 33
Hình 1.7. Các nhóm chức hữu cơ có thể bị oxi hóa bởi ozon ................................. 34
Hình 1.8. Sơ đồ phản ứng ozon hóa các chất hữu cơ thơm ..................................... 35

Hình 1.9. Cơ chế khơi mào phản ứng bởi gốc OH-................................................. 37
Hình 1.10. Sơ đồ phản ứng oxi hóa naphtalen bằng Ozon ...................................... 38
Hình 2.1. Mô hình thực nghiệm khảo sát hiệu quả xử lí màu của Ozon.................. 43
Hình 2.2. Mô hình thí nghiệm khảo sát hiệu quả xử lý màu dung dịch phẩm………..
nhuộm bằng quá trình sinh học hiếu khí và quá trình Peroxon ............................... 44
Hình 2.3. Mô hình thực nghiệm khảo sát hiệu quả xử lý màu phẩm nhuộm bằng ……..
phương pháp ozon đối với mẫu nước thải thực tế trên hệ injector - ống dòng. ............. 45
Hình 3.1.Hiệu suất giảm nồng độ phẩm ............................................................... 52
Hình 3.2. Hiệu suất xử lý màu của phẩm nhuộm.................................................... 52
Hình 3.3. Phổ UV – VIS của phẩm Direct Red 23 trước và sauxử lý bằng Ozon ........ 53
Hình 3.4. Phổ UV–VIS của phẩm Reactive Blue 19 trước và sau xử lý bằng Ozon53
Hình 3.5. Sự biến thiên COD trong quá trình xử lý phẩm tự pha bằng Ozon ……..54
Hình 3.6. Biểu đồ mô tả ảnh hưởng của pH và nồng độ phẩm ban đầu đến khả ……
năng hấp thụ Ozon trong dung dịch. ...................................................................... 57
Hình 3.7. Hiệu suất xử lý màu phẩm Direct Red 23 ở điều kiện pH và thời gian ………
khác nhau ....................................................................................................................... 61
Hình 3.8. Hiệu suất xử lý màu phẩm Reactiveblue 19 ở điều kiện pH và thời ………
gian khác nhau....................................................................................................... 61
Hình 3.9. So sánh hiệu quả xử lý màu giữa quá trình oxi hóa bằng Ozon và quá
trình Peroxon ......................................................................................................... 65
Hình 3.10. Phổ UV-VIS so sánh hiệu quả xử lý màu trong mẫu Direct Red 23 giữa
quá trình oxi hóa bằng ozon và quá trình peroxon.................................................. 65
Hình 3.11. So sánh hiệu quả xử lý mẫu đỏ - trực tiếp giữa cách sục Ozon trực tiếpvà
cấp Ozon qua Injector. ........................................................................................... 71
Hình 3.12. So sánh hiệu quả xử lý mẫu xanh- hoạt tính giữa cách sục Ozon trực tiếp
và cấp Ozon qua Injector. ...................................................................................... 71
Hình 3.13. Phổ UV – VIS của phẩm màu đỏ - trực tiếp (mẫu thực tế) trước và sau
quá trình oxi hóa bằng ozon sử dụng hệ injector - ống dòng .................................. 72
Hình 3.14. Phổ UV – VIS của phẩm màu xanh – hoạt tính (mẫu thực tế) trước và
sau quá trình oxi hóa bằng ozon sử dụng hệ injector - ống dòng ............................ 73


Luận văn Thạc sĩ

Khóa 2010 - 2012


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường

MỞ ĐẦU
Ở nước ta, ngành dệt nhuộm chiếm vị trí quan trọng trong nền kinh tế quốc dân,
được tổ chức sản xuất rộng rãi từ quy mô hộ gia đình, làng nghề, hợp tác xã đến các
nhà máy xí nghiệp. Tuy nhiên, với công nghệ lạc hậu, thiết bị không đồng bộ, chắp vá,
phần lớn nhập từ Trung Quốc, Đài Loan hoặc tự chế tạo gia công trong nước, không có
hệ thống xử lý nước thải hoàn chỉnh. Trong quá trình sản xuất, ngành dệt nhuộm sản
sinh ra một lượng lớn nước thải. Thành phần nước thải rất phức tạp bao gồm nhiều loại
hóa chất, đặc biệt là các loại phẩm màu đều bền trong môi trường, khó phân hủy sinh
học làm giảm khả năng truyền ánh sáng vào nước; ảnh hưởng nghiêm trọng tới các loài
sinh vật thủy sinh, gây ô nhiễm môi trường đặc biệt là môi trường nước.
Trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu về xử lý nước thải dệt nhuộm đặc biệt là
nghiên cứu xử lý màu của chúng đã được tiến hành nhằm hạn chế ảnh hưởng tiêu cực
của nó tới môi trường. Các phương pháp xử lý thông thường được sử dụng như hóa lí
(hấp phụ, keo tụ, ….) và sinh học cho hiệu quả xử lý không cao, tốn nhiều thời gian và
không triệt để, phát sinh một lượng lớn bùn thải sau đó phải tiếp tục xử lý như xử lý
chất thải rắn nên đòi hỏi vốn đầu tư cao, hiệu quả kinh tế thấp. Vì vậy, cần nghiên cứu
áp dụng các phương pháp đạt hiệu quả nhanh hơn, cao hơn như: điện hóa, sử dụng các
tác nhân oxy hóa như H2O2, HOCl, O3, ... Trong đó, phải kể đến các quá trình oxy hóa
dựa trên cơ sở Ozon có những lợi thế nhất định như chỉ sử dụng nguồn điện, không
gây ô nhiễm thứ cấp và dễ sử dụng, ….

Hiện nay, có một số công trình nghiên cứu về việc sử dụng các quá trình oxy
hóa dựa trên cơ sở Ozon để xử lý nước thải, việc áp dụng phương pháp này vào thực tế
còn hạn chế. Với mong muốn ứng dụng một trong các phương pháp oxy hóa vào thực
tiễn, chúng tôi thực hiện đề tài: "Nghiên cứu xử lý màu nước thải dệt nhuộm bằng
phương pháp ozon quy mô hộ gia đình ở làng nghề Vạn Phúc”.

Luận văn Thạc sĩ

1

Khóa 2010 - 2012


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội


Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường

Mục đích của đề tài:

- Nghiên cứu khả năng xử lý màu của nước thải dệt nhuộm bằng phương pháp oxy
hóa với tác nhân oxy hóa là Ozon (gọi tắt là phương pháp Ozon).
- Xác định và lựa chọn các giá trị phù hợp của các thông số ảnh hưởng đến hiệu quả
xử lý màu của một số loại phẩm nhuộm sử dụng chủ yếu tại làng nghề Vạn Phúc.
- Đánh giá hiệu quả xử lý màu của phương pháp Ozon đối với nước thải thực tế được
lấy từ làng nghề Vạn Phúc trên thiết bị pilot, khảo sát khả năng phân hủy sinh học của
mẫu sau xử lí bằng Ozon.
 Đối tƣợng nghiên cứu:
- Phẩm nhuộm nguyên chất loại trực tiếp và hoạt tính có tên thương mại lần lượt là:
Direct Red 23 và Reactive Blue 19 xuất xứ Trung Quốc, được mua tại công ty Tân

Hồng Phát số 296 đường Cầu Am, Vạn Phúc, Hà Đông, Hà Nội
- Nước thải công đoạn nhuộm của một số cơ sở dệt nhuộm tại làng nghề Vạn Phúc.
 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài:
- Nghiên cứu đề xuất công nghệ có tính khả thi trong việc xử lý nước thải chứa các
hợp chất hữu cơ khó phân hủy nói chung và các hợp chất màu của phẩm nhuộm nói
riêng.
- Hướng nghiên cứu của đề tài sẽ là đề xuất mới cho việc lựa chọn phương pháp xử lý
hiệu quả đối với nước thải dệt nhuộm, phù hợp với các cơ sở nhỏ lẻ, quy mô hộ gia
đình tại một số làng nghề thủ công truyền thống như Vạn Phúc, Phùng Xá, Dương
Nội, ….

Luận văn Thạc sĩ

2

Khóa 2010 - 2012


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường

CHƢƠNG I. TỔNG QUAN VỀ NGÀNH DỆT VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP
XỬ LÝ MÀU CỦA NƢỚC THẢI DỆT NHUỘM
1.1. Ngành dệt và các vấn đề môi trƣờng do nƣớc thải dệt nhuộm
1.1.1. Sự phát triển của ngành dệt ở Việt Nam.
Ở Việt Nam, ngành dệt đã có từ rất lâu đời bắt đầu từ các sản phẩm thủ công
truyền thống như lụa tơ tằm, hay các sản phẩm mang tính tự cung tự cấp như vải thổ
cẩm của các vùng dân tộc miền núi. Ngành dệt may Việt Nam với vai trò là một ngành
công nghiệp đã ra đời với sự xuất hiện của nhà máy liên hợp dệt Nam Định vào năm

1897. Tuy nhiên mãi đến năm 1976, các sản phẩm dệt nhuộm mới bắt đầu được xuất
khẩu tới các nước thuộc khối Hội đồng tương trợ kinh tế với bạn hàng đầu tiên và quan
trọng nhất là Liên Xô cũ thông qua các hợp đồng gia công. Với các hợp đồng gia công
như vậy, ngành dệt may Việt Nam đã phát triển nhanh chóng trong các năm 1987 –
1990, các xí nghiệp dệt may được thành lập trên khắp cả nước. Quá trình đổi mới đã
tạo cho ngành công nghiệp dệt may bước sang một giai đoạn mới với sự hội nhập
Quốc tế rộng rãi [5]. Theo số liệu của trung tâm thương mại thế giới, Việt Nam đứng
trong danh sách 10 nước có kim ngạch xuất khẩu lớn nhất thế giới về hàng dệt may
trong giai đoạn 2007 – 2009 và đứng vị trí thứ 7 [6]. Giai đoạn 2006 đến tháng 10 năm
2011, ngành dệt may đóng góp trên 15% vào tổng kim ngạch xuất khẩu của cả nước.
Bảng 1.1. Kim ngạch xuất khẩu hàng dệt may

Nguồn: GSO,HBBS
Việt Nam xuất khẩu hàng dệt may đi 54 thị trường trên toàn thế giới, 9 tháng
đầu năm 2011, kim ngạch xuất khẩu hàng dệt may đến các thị trường này chiếm gần
89,5% tổng kim ngạch. Tính chung cho cả ngành dệt may, Việt Nam là một nước xuất
khẩu ròng. Tuy nhiên, do ngành dệt may phải nhập khẩu đầu vào cho ngành với giá trị

Luận văn Thạc sĩ

3

Khóa 2010 - 2012


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường

rất lớn, chiếm bình quân khoảng 60% tổng kim ngạch xuất khẩu từ 2007 đến tháng 10

năm 2011 (đơn vị: triệu USD).

Hình 1.1. Cán cân xuất – nhập khẩu hàng dệt may Việt Nam 2007-10/2011

Trong kim ngạch nhập khẩu nói chung, vải là sản phẩm được nhập khẩu nhiều
nhất, chiếm bình quân 62% giá trị nhập khẩu nguyên liệu hàng năm giai đoạn 2007
đến 2011. Chiếm tỉ trọng thứ 2 là nguyên phụ liệu với tỉ trọng bình quân gần 20%.
Bông và xơ sợi đứng thứ 3 và thứ 4 tổng kim ngạch nhập khẩu [6].
1.1.2. Đặc điểm làng nghề dệt nhuộm ở Việt Nam
Các làng nghề dệt nhuộm tập trung chủ yếu ở khu vực miền Bắc, đây là những
làng nghề thủ công truyền thống có từ lâu đời cùng với sự phát triển chung của ngành
dệt Việt Nam, các làng nghề đóng một tỉ trọng không nhỏ khoảng 25 – 30% [5, 6] vào
sản lượng dệt nhuộm của cả nước.
Sản phẩm tập trung chủ yếu là hàng truyền thống tơ, lụa phục vụ cho xuất khẩu. Số
lượng thiết bị dệt thoi là 6.670 máy chiếm 10% so với toàn ngành dệt may [8].
Một số làng nghề dệt nhuộm điển hình ở Hà Tây cũ nay thuộc Hà Nội như: làng
nghề truyền thống Vạn Phúc, Dương Nội, Phùng Xá ,… số hộ gia đình tham gia dệt
nhuộm chiếm từ 80 – 85%. Mô hình sản xuất của các làng nghề này chủ yếu ở quy mô
hộ gia đình, hợp tác xã, tổ hợp sản xuất. tại xã Dương Nội, số lao động làm nghề dệt,
nhuộm khoảng 2.000 người, mỗi năm sản xuất trung bình gần 11.000m vải.

Luận văn Thạc sĩ

4

Khóa 2010 - 2012


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội


Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường

Tuy nhiên, hiện nay mô hình sản xuất tại các làng nghề dệt nhuộm truyền thống
vẫn còn tồn tại một số các vấn đề cần quan tâm như:
•

Công nghệ sản xuất cũ kỹ, không đồng bộ mang tính thủ công cao.

•

Cơ sở hạ tầng thiếu thốn, nghèo nàn và tự phát.

•

Các thiết bị phụ trợ xử lý, giảm thiểu ô nhiễm môi trường không được trang
bị.

1.1.3. Hiện trạng môi trƣờng do ngành dệt nhuộm
*

Hiện trạng môi trường do ngành dệt nhuộm nói chung:
Trong những năm gần đây, ngành dệt nhuộm – may mặc được sự quan tâm của

nhà nước và đầu tư của nước ngoài, một số nhà máy lớn đã đầu tư trang bị kỹ thuật,
công nghiệp hiện đại. Nhiều loại máy móc, thiết bị hiện đại đã được đầu tư chiều sâu,
như các máy văng sấy Monforts, máy nhuộm liên tục Monforts; các máy in lưới quay
Stork, máy in lưới phẳng Buser; các máy nhuộm “khí động lực” (Air- Thies). Tuy vậy,
theo đánh giá của các chuyên gia, công đoạn nhuộm với 30% máy móc thiết bị cần
khôi phục, hiện đại hóa do đã sử dụng trên 20 năm [8], công đoạn dệt nhuộm vẫn đang
là nguồn gây ô nhiễm môi trường khá mạnh cả về lượng cũng như chất. Đối với các

làng nghề hầu hết công nghệ cũ kỹ, thủ công, vì vậy, các thành phần thải của quá trình
sản xuất dệt nhuộm đang gây ô nhiễm môi trường.
Khảo sát tại một số làng nghề như Dương Nội, Vạn Phúc, Phùng Xá, La Phù,
Cộng Hòa thuộc Hà Nội, hầu hết các hộ gia đình không có khu sản xuất riêng mà sản
xuất trực tiếp ngay trong khu sinh hoạt của gia đình trong điều kiện đất đai ở các làng
nghề chật hẹp khiến mức độ ảnh hưởng trực tiếp của môi trường gây ra cho người lao
động rất lớn. Nước thải từ các hộ gia đình và các doanh nghiệp dệt, tẩy nhuộm chưa
được xử lý xả thẳng xuống kênh dẫn ra sông Nhuệ khiến nước bị ô nhiễm nặng. Vào
mùa khô, lòng mương cạn, nước bốc mùi hôi thối khó chịu, khi trời mưa nước thải dệt
nhuộm chảy tràn xuống ruộng canh tác gây hại cho cây trồng. Đặc biệt sự ô nhiễm đã
đến mức báo động tại sông Nhuệ và sông Đáy.

Luận văn Thạc sĩ

5

Khóa 2010 - 2012


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường

* Đặc điểm hiện trạng môi trường của làng nghề Vạn Phúc [7,8]:
Làng lụa Vạn Phúc có 9.420 nhân khẩu, trong đó có gần 3.000 người tham gia
nghề dệt và 35 cơ sở chuyên tẩy, nhuộm. Trong quá trình sản xuất có sử dụng hóa
chất, thuốc nhuộm để tẩy, in hoa. Nước thải dịch nhuộm sau các công đoạn sản xuất
không qua xử lý đổ thẳng ra cống rãnh và xả xuống sông Nhuệ gây ô nhiễm nghiêm
trọng tầng nước mặt. Tại Vạn Phúc, toàn bộ lượng nước thải sau tẩy, nhuộm chưa qua
xử lý của các hộ làm nghề và Công ty Len hòa với nước thải sinh hoạt chảy chung vào

mương dẫn qua cầu cánh Tiên đổ vào ao Độc Lập rồi xả trực tiếp xuống sông Nhuệ.
Vào mùa hè, mùi hôi thối, hắc của nước thải bốc lên nồng nặc từ các mương dẫn ảnh
hưởng rất lớn đến vệ sinh môi trường và sức khỏe người dân xung quanh.
Hàm lượng oxy hóa học COD trong các công đoạn tẩy, giũ hồ dao động trong
khoảng 400 – 1300 mg/l (vượt quá tiêu chuẩn cho phép từ 3-8 lần);
Độ màu của nguồn nước thải chung 650 - 750 Pt-Co, sau công đoạn nhuộm và
tẩy nhuộm độ màu thường rất cao, có lúc lên tới trên 10.000 Pt - Co.
Các chỉ tiêu khác của nguồn nước thải chung còn rất cao (như TSS có thể lên
tới 2.000mg/l, pH = 9 – 12, các ion vô cơ và hữu cơ, ….) chưa được xử lý đã thải trực
tiếp ra hệ thống ao, sông.
Ngoài ô nhiễm do nước thải còn ô nhiễm khí thải, rác thải và tiếng ồn. Rác thải
ở các làng nghề dệt Hà Đông chủ yếu là xơ nhộng, vụn bông, tơ vụn. Tiếng ồn phát
sinh ra do vận hành máy dệt, quấn sợi và do sự va chạm của thoi trong khi dệt, guồng
sợi. Khí thải sinh ra từ các phân xưởng dệt, lò hơi và các lò nấu tẩy nhỏ có dùng than
phục vụ quá trình giặt nóng, nấu, sấy, nhuộm.
1.2. Ô nhiễm màu môi trƣờng nƣớc do hoạt động dệt nhuộm
1.2.1. Công nghệ dệt nhuộm và nguồn phát sinh nƣớc thải
Ngành dệt là ngành công nghiệp có dây chuyền công nghệ phức tạp, áp dụng
nhiều loại hình công nghệ khác nhau. Đồng thời trong quá trình sản xuất sử dụng nhiều

Luận văn Thạc sĩ

6

Khóa 2010 - 2012


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường


chủng loại nguyên vật liệu, hóa chất khác nhau. Thông thường, công nghệ dệt nhuộm
gồm ba quá trình cơ bản [2,9,10]:
•

Sản xuất sợi

•

Sản xuất vải (dệt vải và xử lý vải – nấu tẩy)

•

Nhuộm và hoàn thiện vải.

1.2.1.1. Sản xuất sợi
Quy trình sản xuất các loại sợi khác nhau đều được thực hiện qua các công đoạn
tương tự nhau. Đầu tiên, xơ được làm sạch nhằm loại bỏ các tạp chất sau đó được pha
trộn theo tỉ lệ và kéo dài dưới dạng cúi sợi để các xơ gần như là song song. Quá trình
pha trộn được tiếp tục bằng cách kết hợp các cuộn cúi và xe mảnh, được gọi là kéo
duỗi. Việc loại bỏ các xơ sợi quá ngắn để các xơ sợi nằm trong con cúi đều nằm trong
giới hạn chiều dài nhất định gọi là chải thô. Công đoạn chải kỹ sẽ tiếp tục làm các sợi
song song với nhau đến khi còn rất ít sợi bị quấn vào nhau. Lúc này, xơ sợi được gọi là
sợi thô. Cuối cùng, xơ sợi đồng nhất ở dạng sợi thô được kéo dài và xe lại tạo ra sợi
thành phẩm.
Chất thải sinh ra chủ yếu trong bước đầu tiên khi làm sạch xơ và khi chải thô.
Xơ len thô chứa khoảng 50% tạp chất ở dạng dầu mỡ tự nhiên và nước ẩm [10]. Các
loại tạp chất này được loại bỏ bằng cách nấu trong dung dịch xà phòng có chứa kiềm.
Khoảng 25% lụa thô có chứa nhựa tơ, có thể loại bỏ bằng cách nấu tơ trong dung dịch
xà phòng đậm đặc.

1.2.1.2. Sản xuất vải
Xơ và sợi là nguyên liệu sản xuất vải. Các loại vải được sản xuất gồm: vải dệt
thoi, vải dệt kim, vải không dệt, các công đoạn trong sản xuất vải bao gồm:
Xử lý vải: Các công đoạn chính trong giai đoạn này bao gồm: xử lý sơ bộ (giũ
hồ, nấu chuội, kiềm bóng, tẩy trắng); nhuộm và in hoa; hoàn tất.
* Giũ hồ: là quy trình loại bỏ các chất hồ (có 3 loại chất hồ: chất hồ tự nhiên
chất hồ tổng hợp và chất hồ hỗn hợp. Đối với vải tổng hợp, vải mộc thường có chứa
các chất hồ tổng hợp tan được trong nước và đất như polyvinyl alcohol - PVA,
carboxyl methyl cellulose - CMC và polyacrylytes. Để tách các chất hồ bám trên vải
Luận văn Thạc sĩ

7

Khóa 2010 - 2012


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường

có thể sử dụng phương pháp enzyme (1% enzyme, muối và các chất ngấm) hoặc axit
(dung dịch H2SO4 0,5%). Trong công đoạn giũ hồ, 90% các chất thải được thải ra theo
nguồn nước thải – chứa các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học cao, khiến cho
dòng thải có độ ô nhiễm rất lớn. Dòng thải từ công đoạn giũ hồ có tải lượng BOD và
COD rất cao khoảng 600.000 mg/l. Các chất hồ tổng hợp khó phân hủy hoặc không
phân hủy sinh học có thể thoát ra qua hệ thống xử lý và gây độc hại cho nguồn nước
tiếp nhận.
* Nấu vải: Quá trình nấu được thực hiện để loại trừ phần hồ còn lại và các tạp
chất thiên nhiên của xơ như sáp, axit béo, dầu, … có trong vải. Quy trình này bao gồm
các bước sau:

+ Đưa dung dịch giặt vào tận bên trong xơ sợi (khử khí, làm ướt và ngấm thấm).
+ Loại bỏ các chất khoáng (dạng hòa tan, phức chất).
Công đoạn này sinh ra chất thải dạng kiềm với nồng độ BOD và COD cao.
* Kiềm bóng: làm tăng độ bền căng, độ láng bóng và tăng khả năng bắt màu với
phẩm nhuộm của vải. Đối với vải nhân tạo thường không cần hoặc ít làm bóng, làm
bóng vải bông thường bằng dung dịch NaOH (280 – 300 g/l) ở nhiệt độ 10 – 200C.
Nước thải sinh ra trong giai đoạn này về bản chất có độ kiềm cao.
* Tẩy trắng: ở công đoạn này người ta dùng các chất có tính oxy hóa cao như
hypoclorua, hydroperoxit làm tác nhân tẩy trắng. Nước thải trong quá trình này có bản
chất kiềm tính, chứa clorua và chất rắn hòa tan.
* Một số loại hóa chất chính dùng trong xử lý sơ bộ [10]:
•

Kiềm (Natri hydroxit): được sử dụng để xà phòng hóa dầu mỡ.

•

Chất càng hóa: là các chất như ethylene diamine tetra axetic (EDTA) được
dùng để phức hóa các chất gây độ cứng cho nước và các ion kim loại nặng.

•

Tác nhân phân tán: Các chất hóa học như polyacrylate và phosphoric được
sử dụng để phân tán các sản phẩm phân hủy không hòa tan, đất và xà phòng
sữa.

•

Tác nhân khử: Các chất hóa học như dithiolite được sử dụng khử tạp chất.


Luận văn Thạc sĩ

8

Khóa 2010 - 2012


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
•

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường

Chất điều chỉnh pH /chất mang: Gồm các hợp chất polyphosphate hoạt động
với tác dụng điều chỉnh pH, vận chuyển chất bẩn và cũng là chất tạo phức.
Các chất này làm tăng tải lượng photpho trong dòng thải.

•

Chất ổn định tẩy trắng: gồm EDTA, DTPA, axit gluconic và axit
phosphoric.

•

Các chất hoạt động bề mặt: thường là hỗn hợp chất anion như alkyl sulphate
và alkyl sulphonate, các hợp chất không điện li như alkylphenol ethoxylate
hoặc chất béo có thể phân hủy sinh học được như alcohol ethoxylate.

•

Các chất trắng quang học: Sử dụng các chất này có thể đạt được độ trắng mà

phương pháp tẩy trắng thông thường không thể đạt được. Hiện tại có ít nhất
1.000 loại hợp chất tăng trắng quang học đang được bán trên thị trường bao
gồm các loại có nguồn gốc từ coumarin, stilbene, pyrazolin, naphthimide, …

1.2.1.3. Quá trình nhuộm và hoàn thiện [7, 9]
Quá trình nhuộm được thực hiện để phân bố đều ánh sắc trên mặt vải. Các
phương pháp đưa phẩm nhuộm vào trong hoặc trên mặt vải như sau:
•

Nhuộm tận trích: khuếch tán phẩm nhuộm đã hòa tan vào sợi vải

•

Nhuộm pigment: phủ phẩm nhuộm không hòa tan lên bề mặt sợi vải

•

Nhuộm khối và nhuộm gel: thâm nhập phẩm trong quá trình sản xuất sợi;

Trong đó, nhuộm tận trích là quá trình nhuộm quan trọng nhất trong nhuộm vải.
Bảng 1.2. Độ tận trích của một số loại phẩm nhuộm
Nhóm phẩm
nhuộm

Loại vải

Cation

Lụa acrylic


Axít

Len, lụa, rayon

Chứa phức kim loại Len, nylon

Độ tận trích

Lƣợng có trong
nƣớc thải

~98%

~ 2%

95 - 98 %

2-5%

95 - 98%

2-5%

Trực tiếp

Cotton, viscose

~ 80%

~ 20%


Phân tán

Polyester, nylon, acetate

~ 90%

~ 10%

Luận văn Thạc sĩ

9

Khóa 2010 - 2012


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường

Hoàn nguyên

Cotton, viscose

~ 95%

~5%

Lưu huỳnh


Cotton, viscose

~ 60%

~ 40%

Hoạt tính

Cotton, viscose

50 - 95%

5 - 40 %

Quy trình nhuộm tận trích có thể chia làm 3 giai đoạn:
•

Giai đoạn nhuộm (tận trích và hấp phụ): diễn ra sự khuếch tán của phẩm
nhuộm vào trong sợi vải.

•

Giai đoạn cân bằng: Là giai đoạn mà khi đó nồng độ phẩm nhuộm trên sợi
vải đạt đến gần hiệu suất phẩm nhuộm.

•

Giai đoạn gắn màu phẩm nhuộm: Mức độ gắn màu lên vải khi nhuộm thay
đổi tùy theo loại phẩm nhuộm và loại vải được nhuộm. Do đó, nồng độ
phẩm nhuộm trong nước thải cũng thay đổi tương ứng. Tỷ lệ màu gắn vào

sợi khoảng 50 – 98%, để tăng hiệu quả của quá trình nhuộm, thường sử
dụng các loại axit H2SO4, CH3COOH, các muối sunfat natri, muối amon,
các chất cầm màu ( syntephix, tinofix).

Bảng 1.3. Một số thông số kỹ thuật liên quan đến quá trình nhuộm vải tổng hợp.
Thông số quy trình

Nhuộm gián đoạn

Nhuộm liên tục

Tỉ lệ nhuộm trung bình (2% - nghĩa là
20 gam phẩm nhuộm/kg hàng)

0,5 - 5%/phút

50 - 150%/phút

Dung tỉ nhuộm

4:1 - 25:1

0,4:1 - 1,2:1

Nồng độ phẩm nhuộm

0,5 - 5 g/l

17 - 50 g/l


Thời gian nhuộm

20 -200 phút

0,6 - 2 phút

Chất trợ trong quá trình nhuộm: Dự tính sử dụng lượng chất trợ nhuộm bằng 60
– 70% lượng phẩm nhuộm được sử dụng [9]. Các chất trợ trong nhuộm bao gồm các
loại chính sau:
Chất trợ phân tán: Sản phẩm chứa formaldehyde và các hợp chất tương tự, các
hoạt chất bề mặt đều có thể sử dụng làm chất phân tán.

Luận văn Thạc sĩ

10

Khóa 2010 - 2012


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường

Chất làm đều màu: Có 3 nhóm chất làm đều màu: Chất xúc tác nhuộm, các sản
phẩm chứa ethoxylate, các hỗn hợp ancol, este hoặc xeton mạch trung bình.
Chất thấm ướt: Có tác dụng làm giảm sức căng bề mặt của dung dịch nhuộm.
Chất tạo phức: EDTA và các chất tác nhân tạo phức liên quan DTPA, NTA và
dẫn xuất của axit phosphoric.
Chất điều chỉnh độ pH: Muối phosphate, axit acetic.
Các chất khử: có 3 nhóm gồm các chất khử chứa lưu huỳnh, các hợp chất hữu

cơ, phức chất hydride.
Quá trình nhuộm sinh ra một số vấn đề về môi trường do nguyên liệu sử dụng
như sau:
+ Nước sử dụng với lượng rất lớn.
+ Sử dụng nhiều muối để cải thiện độ cầm màu trên vật liệu vải.
+ Nhiều loại phẩm nhuộm có chứa các kim loại nặng trong thành phần hoặc ở
dạng tạp chất.
Lượng phẩm nhuộm không bám được trên sợi vải gây ra độ màu cao cho dòng
thải cũng như nồng độ muối và kim loại nặng. Nước thải công đoạn nhuộm có chứa
phẩm nhuộm chưa tận trích và các hóa chất khác; thường có độ màu, TDS, BOD và
COD cao [9, 37].
In hoa: công đoạn này sẽ sinh ra một lượng lớn nước thải có độ màu, lượng
BOD và COD tương đối cao. Quá trình in hoa bao gồm các bước:
Xử lý trước in: quá trình này sẽ làm cho bề mặt vải sạch và vải được giảm trọng.
Hoàn tất: quá trình hoàn tất vải có thể bao gồm cả xử lý bằng hóa học và cả cơ
học để vải đạt được các đặc tính yêu cầu. Các loại hóa chất thường được sử dụng trong
hoàn tất như: chất tạo liên kết ngang, chất xúc tác, chất hồ dày vải, chất làm mềm. Các
hóa chất này sinh ra các loại chất ô nhiễm dạng hữu cơ và vô cơ đi vào môi trường
trong các công đoạn xử lý thông thường, cũng như trong công đoạn giặt và tách loại
tiếp sau đó.

Luận văn Thạc sĩ

11

Khóa 2010 - 2012


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội


Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường

1.2.2. Đặc điểm nƣớc thải dệt nhuộm
Quá trình sản xuất hàng dệt gây ra nhiều vấn đề lớn về môi trường. Dạng ô
nhiễm đáng chú ý nhất là nước thải, sau đó là khí thải và các chất thải rắn.
Nước thải: Nước được sử dụng rất nhiều trong quá trình xử lý vải ướt. Lượng
nước sử dụng thay đổi theo từng công đoạn và mặt hàng xử lý.
Có khoảng 88% nước sử dụng được thải ra dưới dạng nước thải và 12% thoát ra
do bay hơi. Nhìn chung, nước thải ngành dệt có pH kiềm tính, nhiệt độ cao, độ dẫn
điện lớn và tỷ lệ BOD : COD thấp. Giá trị đặc thù của tỉ lệ BOD : COD nằm trong
khoảng 1:12 tới 1:5. Ô nhiễm hữu cơ của nước thải chủ yếu được sinh ra từ quá trình
tiền xử lý bằng hóa chất. Dòng thải bao gồm nước thải chủ yếu từ các công đoạn sản
xuất sợi, dệt vải, nhuộm và hoàn tất.
Thành phần của nước thải phụ thuộc nhiều vào đặc tính của vật liệu được
nhuộm, phẩm nhuộm, phụ gia và các hóa chất khác được sử dụng.
Bảng 1.4. Các chất gây ô nhiễm và đặc tính của nước thải ngành dệt nhuộm [2]
Công đoạn Chất ô nhiễm trong nƣớc thải

Giũ hồ

Tinh bột, glucose, caboxy metyl
BOD cao (chiếm 35% – 50%
xenlulo, polyvinyl ancol, nhựa chất béo
tổng BOD)
và sáp ,….

Nấu tẩy

NaOH, chất sáp, tro, soda, silicat natri
và xơ sợi vụn


Tẩy trắng

Hypochlorit, NaOH, hợp chất
chứaclo,…

Làm bóng

Nhuộm

In hoa
Hoàn tất

Đặc tính của nƣớc thải

Độ kiềm cao, màu tối, BOD
cao (chiếm 30% tổng BOD)

Độ kiềm cao, BOD chiếm 5%
tổng BOD
Độ kiềm cao, BOD thấp
NaOH, tạp chất
(dưới 1% tổng BOD)
Độ màu rất cao, BOD khá
Các loại thuốc nhuộm, CH3COOH, các
cao (chiếm 6% tổng BOD),
muối kim loại
SS tương đối cao
Chất màu, tinh bột, dầu, đất sét. Muối
Độ màu cao, dầu mỡ, BOD

kim loại, axit, …
cao
Vết tinh bột, mỡ động vật và muối

Luận văn Thạc sĩ

12

Kiềm nhẹ, BOD thấp

Khóa 2010 - 2012


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường

1.2.3. Đặc điểm các chất màu sử dụng trong dệt nhuộm
1.2.3.1. Khái quát về phẩm nhuộm [1]
Phẩm nhuộm có thể có nguồn gốc thiên nhiên hoặc tổng hợp. Đặc điểm nổi bật
của các loại phẩm nhuộm là có độ bền màu – tính chất không bị phân hủy bởi những
điều kiện tác động khác nhau của môi trường. Màu sắc của phẩm nhuộm có được là do
cấu trúc hóa học của nó: Cấu trúc phẩm nhuộm bao gồm nhóm mang màu và nhóm trợ
màu. Nhóm mang màu là những nhóm chứa các nối đôi liên hợp với hệ điện tử π linh
động như >C=C<, >C=N-, >C=O, -N=N- ... nhóm trợ màu là những nhóm thế cho
hoặc nhận điện tử.
* Thuốc nhuộm Inđigoit: loại thuốc nhuộm này trước đây có nguồn gốc từ thực
vật, có màu xanh sẫm được chiết ra từ lá cây chàm nên được gọi là thuốc nhuộm màu
chàm. Cho tới năm 1900 thì bột chàm tự nhiên vẫn là nguồn thuốc nhuộm duy nhất.
Khi hóa học thuốc nhuộm phát triển, dựa trên gốc thuốc nhuộm Inđigo có trong lá

chàm người ta đã tổng hợp được thuốc nhuộm inđigoit với nhiều màu sắc phong phú
bằng cách đưa thêm các nhóm thế vào phân tử indigo (bột màu chàm tổng hợp)

Phân tử Indigo (bột chàm)
1.2.3.2. Phân loại thuốc nhuộm [1]
Các loại thuốc nhuộm được phân loại dựa trên cấu trúc hóa học, tính chất và
phạm vi sử dụng của chúng
* Phân loại theo cấu trúc hóa học: là cách phân loại dựa trên cấu tạo của
nhóm mang màu, theo đó phẩm nhuộm được chia thành 20 – 30 họ phẩm nhuộm khác
nhau. Các họ chính bao gồm:

Luận văn Thạc sĩ

13

Khóa 2010 - 2012


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường

- Thuốc nhuộm azo: Nhóm mang màu là nhóm azo (-N=N-), đây là họ phẩm
nhuộm quan trọng nhất và có số lượng lớn nhất, chiếm khoảng 60 – 70% số lượng các
phẩm nhuộm tổng hợp, chiếm 2/3 các màu hữu cơ trong Color Index.
- Thuốc nhuộm antraquinon: Trong phân tử phẩm nhuộm chứa một hay nhiều
nhóm antraquinon hoặc các dẫn xuất của nó. Họ phẩm nhuộm này chiếm đến 15% số
lượng phẩm nhuộm tổng hợp.

Nhóm antraquinon

-

Thuốc nhuộm nhóm diaryl metan và triaryl metan: là dẫn xuất của metan mà

trong đó nguyên tử C trung tâm sẽ tham gia liên kết vào mạch liên kết của hệ mang
màu:

Diaryl metan

Triaryl metan

Đây là họ phẩm nhuộm phổ biến thứ 3 và chiếm 3% tổng số lượng phẩm nhuộm.
- Phẩm nhuộm phtaloxianin: Hệ mang màu trong phân tử của chúng là hệ liên
hợp khép kín. Họ phẩm nhuộm này có độ bền màu với ánh sáng rất cao, chiếm khoảng
2% tổng số lượng phẩm nhuộm.
* Phân loại theo đặc tính áp dụng: phân loại các loại phẩm nhuộm đã được
thống nhất trên toàn cầu và liệt kê trong bộ đại từ điển về phẩm nhuộm (Color Index –
CI). Và chia thành các nhóm phẩm nhuộm sau:
- Phẩm nhuộm hoàn nguyên: chiếm gần 80%, thuộc nhóm antraquinon, bao
gồm các loại:

Luận văn Thạc sĩ

14

Khóa 2010 - 2012


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội


Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường

+ Là hợp chất màu hữu cơ không tan trong nước, chứa nhóm xeton trong phân

`

tử và có dạng tổng quát R=C=O. Trong quá trình nhuộm xảy ra sự biến đổi từ dạng
layco axit không tan trong nước nhưng tan trong kiềm tạo thành layco bazơ. Hợp chất
này bắt màu mạnh vào xơ, sau đó khi rửa sạch kiềm thì nó lại trở về dạng layco axit và
bị oxi hóa về dạng nguyên thủy

H

R=C=O

H
O

NaOH

R = C – OH
layco axit

R = C – ONa
H2O

layco bazơ

+ Là muối este sunfonat của hợp chất layco axit của phẩm nhuộm hoàn nguyên
không tan, R≡C-O-SO3Na. Nó dễ bị thủy phân trong môi trường axit và bị oxi hóa về

dạng không tan ban đầu.
- Phẩm nhuộm lưu hóa: chứa nhóm disunfua đặc trưng (D-S-S-D, trong đó D là
nhóm mang màu có thể chuyển về dạng tan (layco: D-S-) qua quá trình khử. Giống
như phẩm nhuộm hoàn nguyên, phẩm nhuộm lưu hóa dùng để nhuộm vật liệu xenlullo
qua 3 giai đoạn: hòa tan, hấp phụ vào xơ sợi và oxi hóa trở lại.
- Phẩm nhuộm phân tán: là loại phẩm nhuộm hòa tan rất ít trong nước. Xét về
mặt hóa học có đến 59% phẩm nhuộm phân tán thuộc cấu trúc azo, 32% thuộc cấu trúc
antraquinon, còn lại thuộc các lớp hóa học khác.
- Phẩm nhuộm bazơ – cation: Các phẩm nhuộm bazơ là các muối clorua, oxalat
hoặc muối kép của bazơ hữu cơ. Chúng dễ tan trong nước cho cation mang màu. Các
phẩm nhuộm bazơ biến tính – phân tử được đặc trưng bởi một điện tích dương không
định vị - gọi là phẩm nhuộm cation dùng để nhuộm xơ acrylic. Trong các màu phẩm
nhuộm bazơ, các lớp hóa học được phân bố: Azo (43%), metin (17%), triazylmetan
(11%), arcrydin (7%), antraquinon (5%) và 17% các loại khác [10].
- Phẩm nhuộm axit: Là muối của axit mạnh và bazơ mạnh, xét về cấu tạo hóa học
có 79% phẩm nhuộm axit azo, 10% là antraquinon, 5% triarylmetan và 6% các loại
khác.

Luận văn Thạc sĩ

15

Khóa 2010 - 2012


Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường

* Phẩm nhuộm trực tiếp: hay còn gọi là phẩm nhuộm tự bắt màu, là những hợp

chất hòa tan tong nước, có khả năng tự bắt màu vào một số vật liệu như: Xơ xenlullo,
giấy, tơ tằm, da và xơ polyamit một cách trực tiếp nhờ các lực hấp phụ
Trong môi trường trung tính hoặc kiềm, hầu hết phẩm nhuộm trực tiếp thuộc về
nhóm azo, số ít hơn là dẫn xuất của đioxazin và ftaloxianin.
-

Tính chất kỹ thuật của phẩm nhuộm trực tiếp [1]:
Nhiệt độ nhuộm tối ưu của phẩm nhuộm trực tiếp trong khoảng từ 750C đến 950C

tùy thuộc vào mỗi màu và mỗi loại vật liệu.
Độ bền màu và sự biến sắc: Phẩm nhuộm trực tiếp có ưu điểm là có đủ gam màu
từ vàng đến đen, màu tương đối tươi, song nhiều phẩm nhuộm trực tiếp kém bền màu
với giặt và ánh sáng. Để nâng cao độ bền màu cho vật liệu nhuộm bằng phẩm nhuộm
trực tiếp người ta dùng các chế phẩm cầm màu sử dụng phổ biến trong ngành dệt gồm
có: Muối copratin II, muối copratin TS, Sapamin, Sapamin A, Sapamin CH, Sapamin
BCH, Sapamin MS, Sapamin KW.
Phạm vi sử dụng: trong ngành dệt (vải, sợi, bông, hàng dệt kim từ bông, lụa visco,
lụa tơ tằm, sợi polyamit, sợi đay), để nhuộm giấy, nhuộm các sản phẩm từ tre nứa,
mành trúc, để nhuộm da và chế mực viết.
* Phẩm nhuộm hoạt tính: trong phân tử của chúng có chứa các nhóm nguyên tử
có thể thực hiện mối liên kết hóa trị với vật liệu nói chung và xơ dệt nói riêng trong
quá trình nhuộm. Nhờ vậy, chúng có độ bền màu cao và nhiều chỉ tiêu khác nữa. Phẩm
nhuộm hoạt tính có đủ gam màu, màu tươi và thuần sắc, công nghệ nhuộm đa dạng và
không phức tạp. Chúng được sử dụng để nhuộm in hoa cho các vật liệu xenlullo, tơ
tằm, len, vật liệu từ xơ polyamit.
Trong điều kiện nhuộm: khi tiếp xúc với vật liệu phẩm nhuộm hoạt tính sẽ tham
gia đồng thời vào hai phản ứng: Với vật liệu và phản ứng thủy phân. Phản ứng vật liệu
(xơ) là phản ứng chính có dạng tổng quát:
S-Ar-T-X + HO-Xơ → S-Ar-T-O-Xơ + HX
Phản ứng thuỷ phân là phản ứng phụ làm giảm hiệu suất sử dụng phẩm nhuộm,

có dạng tổng quát:

Luận văn Thạc sĩ

16

Khóa 2010 - 2012