TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HCM
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
TÌM HIỂU XỬ LÝ CHẤT THẢI
TRONG HÓA HỌC XANH
Giảng viên hướng dẫn: T.S LÊ THỊ THANH HƯƠNG
Sinh viên thực hiện: VŨ VĂN ĐẠT
MSSV: 09070271
Lớp: DHHC5
Khoá: 2009-2013
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2013

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HCM
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
TÌM HIỂU XỬ LÝ CHẤT THẢI
TRONG HÓA HỌC XANH
Giảng viên hướng dẫn: T.S LÊ THỊ THANH HƯƠNG
Sinh viên thực hiện: VŨ VĂN ĐẠT
MSSV: 09070271
Lớp: DHHC5
Khoá: 2009-2013
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2013
i
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do - Hạnh phúc
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
(KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP)
Họ và tên sinh viên: Vũ Văn Đạt

3.8.6. Thiêu kết
3.8.7. Tái sinh cơ học
3.8.8. Tái sinh hóa học thành các monomer
3.8.9. Thiết kế dành cho quá trình giảm cấp
Ngày giao khóa luận: 14/01/2013
Ngày hoàn thành khóa luận: 05/2013
Họ tên giáo viên hướng dẫn: T.S Lê Thị Thanh Hương
Chủ nhiệm bộ môn
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 13 tháng 6 năm 2013
Giáo viên hướng dẫn
iii
LỜI CẢM ƠN
Tôi xin cảm ơn gia đình là điểm tựa, là nguồn động lực rất lớn giúp tôi hoàn
thành tốt việc học trong suốt thời gian qua.
Em chân thành biết ơn sâu sắc đến:
Cô TS.Lê Thị Thanh Hương đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và tạo mọi điều kiện
tốt nhất giúp em hoàn thành tốt đề tài tốt nghiệp.
Cảm ơn thầy cô bộ môn Hóa Hữu Cơ, thầy cô khoa Hóa đã tận tình truyền dạy,
giúp đỡ em trong quá trình học tập.
Cuối cùng em xin cảm ơn các anh chị và các bạn khoa Hóa đã giúp đỡ tôi trong
quá trình thực hiện đề tài.
TP. Hồ Chí Minh, ngày 13 tháng 6 năm 2013
Họ tên sinh viên
iv
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
• Tổng hợp kết quả:
Điểm bằng số: Điểm bằng chữ:
Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2013
Giáo viên phản biện
vi
MỤC LỤC
MỤC LỤC vi
DANH MỤC HÌNH ẢNH viii
DANH MỤC BẢNG BIỂU x
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1
1.1. Vai trò của ngành công nghiệp hóa chất 1
1.2. Công nghệ xanh 1
1.3. Hóa học xanh 3
1.3.1. Định nghĩa 3
1.3.2. Các nguyên tắc của hóa học xanh 4
1.3.3. Tiết kiệm nguyên tử 5
1.4. Những nguồn gây nguy hại môi trường 6
1.4.1 Chất thải 6
1.4.2. Sự phát sinh chât thải trong xã hội công nghiệp 7
1.4.3. Ảnh hưởng của chất thải 8
1.5. Giảm thiểu chất thải 9
1.5.1. Khái niệm 9
1.5.2. Giảm thiểu tại nguồn 11
CHƯƠNG 2: XỬ LÝ NƯỚC THẢI 13
2.1. Một số khái niệm 13
2.1.1. Sự ô nhiễm nước, các dạng và thành phần của nước thải 13
2.1.2. Các tiêu chuẩn và chỉ tiêu đánh giá bộ ô nhiễm của nước thải 13
2.1.3. Điều kiện xả nước thải ra nguồn 15
2.2. Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học 19
2.2.1. Song chắn rác 19

3.2.6. Phương pháp sinh hóa 103
CHƯƠNG 4: XỬ LÝ DDT VÀ RÁC THẢI POLYMER 105
4.1. Thuốc DDT 105
4.1.1. Khái niệm về DDT 105
4.1.2. Ảnh hưởng của DDT tới môi trường và sức khỏe 106
4.1.3. Các phương pháp xử lý DDT 110
4.1.4. Phân hủy sinh học DDT 113
4.2. Tái sinh nhựa 120
4.2.1. Giảm cấp phế thải 122
4.2.2. Tái sinh cơ học 123
4.2.3. Tái sinh hóa học 125
4.3. Tái sinh cao su 126
4.3.1. Chuẩn bị cho quá trình tái sinh 127
4.3.2. Các phương pháp tái sinh cao su 128
KẾT LUẬN 132
TÀI LIỆU THAM KHẢO 133
viii
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1. Sơ đồ phát sinh chất thải trong sản xuất công nghiệp 7
Hình 2. Tác động trực tiếp của chất thải đối với người và động vật 9
Hình 3. Các kỹ thuật giảm thiểu chất thải 10
Hình 4. Song chắn rác cào bằng tay 20
Hình 5. Song chắn rác có bộ phận lấy rác bằng cơ giới 20
Hình 6. Bể lắng cát nước chảy thẳng 21
Hình 7. Hồ hiếu khí 24
Hình 8. Hồ sinh vật tùy tiện 25
Hình 9. Hoạt động của hồ sinh vật yếm khí (kỵ khí) 26
Hình 10. Sơ đồ lọc bằng bể lọc sinh học nhỏ giọt 28
Hình 11. Sơ đồ aerotank xử lý sinh học nhiều bậc 30
Hình 12. Sơ đồ xử lý bằng bể bùn hoạt tính và bể lắng sinh học 31

Hình 41. Sơ đồ quá trình khử 82
Hình 42. Bể tự hoại 3 ngăn 83
Hình 43. Thiết bị hấp phụ với chất hấp phụ không chuyển động 91
Hình 44. Thiết bị hấp phụ với chất hấp phụ chuyển động 92
Hình 45. Mỏ đốt có sự trộn trước khí thải và không khí 93
Hình 46. Các phương pháp chuẩn bị và chế biến chất thải rắn 94
Hình 47. Một số sơ đồ đập đơn giản 96
x
Hình 48. Sơ đồ xử lý chất thải công nghiệp 104
Hình 49. Công thức cấu tạo của một số đồng phân DDT 105
Hình 50. Con đường chuyển hoá DDT bởi vi khuẩn 115
trong điều kiện kị khí theo cơ chế loại khử clo 115
Hình 51. Con đường phân hủy DDT bởi loài nấm trắng p. Chrysosporium 117
Hình 52. Con đường phân hủy DDT bởi alcaligenes eutrophus A5 118
Hình 53. Sơ đồ tái sinh nhựa phế thải 125
Hình 54. Sơ đồ sản xuất cao su tái sinh bằng phương pháp nhiệt cơ 130
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1. Thành phần tính chất nước thải tính bằng ml/l 14
Bảng 2. Nguyên tắc vệ sinh khi xả nước thải vào nguồn nước 16
Bảng 3: Nồng độ giới hạn cho phép của một số chất độc hại 16
trong các nguồn nước dùng trong sinh hoạt hoặc nuôi cá 16
Bảng 4. Liều lượng chất đông tụ ứng với hàm lượng khác nhau của tạp chất 35
Bảng 5. Độ hòa tan của không khí ở áp suát khí quyển tại các nhiệt độ khác nhau 41
Bảng 6. Tải lượng theo chất rắn của các thiết bị tuyển nổi bằng không khí hòa tan 43
Bảng 7. Các quá trình tách bằng màng 56
Bảng 8. Lượng tác nhân tiêu tốn theo lý thuyết để trung hòa các axit 71
Bảng 9. Lượng tác nhân tiêu tốn riêng cần thiết để tách kim loại, kg/kg 71
Bảng 10. Các chất hấp thụ dùng để làm sạch khí thải 86
Bảng 11. Các vi sinh vật phân hủy DDT 114
Bảng 12. Phân loại, kí hiệu và nguồn sử dụng nhựa 120

tự nhiên.
‒ Cung cấp phân bón, thuốc bảo vệ thực vật, giúp nâng cao năng suất nông
nghiệp.
‒ Tận dụng các nguồn nguyên liệu tự nhiên, tận dụng phế liệu của ngành khác
Đối với đời sống xã hội.
‒ Tạo ra nhiều sản phẩm phục vụ nhu cầu của con người (mĩ phẩm, da giầy, xà
phòng ).
‒ Bào chế thuốc chữa bệnh phục vụ cho ngành y tế, chăm sóc sức khỏe con
người.
1.2. Công nghệ xanh
Hàng năm có rất nhiều Hội nghị ở cấp quốc gia và quốc tế về vấn đề trên qua
những chương trình kỹ thuật nhất là ở các đại hội của Hội Hóa học Hoa Kỳ
(American Chemical Society – ACS). Nhiều tạp chí khoa học khác đều có những ấn
2
bản đặc biệt liên quan đến Hóa học Xanh như tạp chí Nghiên cứu Khoa học và
Hạch toán Hóa học (Scientific Research & Accounts of Chemical). Riêng tại Anh
Quốc, Hội Hoá học Hoàng gia đã phát hành từ 4 năm qua tạp chí Hóa học Xanh.
Một số viện đại học trên thế giới cũng đã thành lập phân khoa riêng cho môn
Hóa học Xanh nằm trong chương trình Công nghệ xanh. Viện Hóa học Xanh thuộc
Hội Hóa học Hoa Kỳ đã đóng góp rất nhiều khóa huấn luyện cho sinh viên và các
nhà nghiên cứu khắp nơi trên thế giới. Và công nghệ Hóa học Xanh đã ra đời cũng
như đã được xem như là một công nghệ xanh chiến lược cho phát triển bền vững
toàn cầu.
Hiện tại, trên thế giới đã có nhiều Viện hay Trung tâm nghiên cứu đã được thành
hình ở Anh Quốc, Ý, Nhật Bổn, Hoa Kỳ, và Uùc Châu. Có thể nói hầu hết các nhà
hóa học trên thế giới đều được biết qua thông tin về Hóa học Xanh ngày nay.
Định nghĩa Công nghệ Xanh
Danh từ “công nghệ” (technology) dùng để chỉ sự áp dụng các kiến thức khoa
học vào trong thực tế của đời sống. Công nghệ xanh là một khái niệm mới của con
người trước nguy cơ ô nhiễm toàn cầu. Đây là một nỗi ưu tư lớn của những nhà

tượng của mình như đảng Xanh hoặc nhóm Hòa bình Xanh. Màu xanh cũng được
các nhà hóa học chọn lựa làm biểu tượng cho hóa học bền vững dưới tên gọi hóa
học xanh.
Hóa học xanh nghĩa là thiết kế, phát triển và ứng dụng các sản phẩm hóa chất
cũng như các quá trình sản xuất, tổng hợp hóa chất nhằm giảm thiểu hoặc loại trừ
việc sử dụng các chất gây nguy hại tới sức khỏe cộng đồng và môi trường.
Có nhiều phương pháp để “xanh hóa” những công nghệ hóa học. Những phương
pháp này có thể thực hiện riêng lẻ hay phối hợp trong các qui trình của công nghệ
hóa học, nhằm mục tiêu làm tăng hiệu suất và giảm lượng thải độc hại.
Bao gồm 4 phương pháp:
‒ Xúc tác xanh
‒ Dung môi xanh
‒ Phương pháp vi sóng–siêu âm
4
‒ Vi bình phản ứng (micro reactor)
1.3.2. Các nguyên tắc của hóa học xanh
Trong cuốn sách xuất bản vào năm 1998 mang tựa đề Ngành hóa chất xanh: Lý
thuyết và thực tiễn (Nhà Xuất bản Đại học Oxford), Paul Anastas và John Warner
đã đưa ra 12 nguyên tắc như một lộ trình cho các nhà hóa học trong việc thực hiện
hóa chất xanh.
1. Ngăn ngừa chất thải: Tốt nhất là ngăn ngừa sự phát sinh của chất thải hơn là
là xử lý hay làm sạch chúng.
2. Tính kinh tế: Các phương pháp tổng hợp phải được thiết kế sao cho các
nguyên liệu tham gia vào quá trình tổng hợp có mặt tới mức tối đa trong sản
phẩm cuối cùng.
3. Tìm ra những phương pháp tổng hợp hóa học ít độc hại: Các phương pháp
tổng hợp được thiết kế nhằm sử dụng và tái sinh các chất ít hoặc không gây
nguy hại tới sức khỏe con người và cộng đồng.
4. Tạo ra những hóa chất và sản phẩm an toàn hơn: Sản phẩm hóa chất được
thiết kế, tính toán sao cho có thể đồng thời thực hiện được chức năng đòi hỏi của

phẩm mong muốn. Trong một quá trình hóa học lý tưởng thì tổng lượng tác chất
ban đầu sẽ bằng với tổng lượng sản phầm được tạo thành và không có lượng tác
chất lãng phí (hiệu suất phản ứng là 100%). Với sự phát triển gần đây của các loại
nguyên liệu có độ thô cao (ví dụ như dầu mỏ) thì chi phí sản xuất và vấn đề gia tăng
độ nhạy cảm với môi trường đã làm cho việc tiếp cận với tiết kiệm nguyên tử trở
phổ biến hơn. Tiết kiệm nguyên tử là một khái niệm quan trọng của lý thuyết hóa
học xanh và là một trong những cách phổ biến nhất để đánh giá độ "xanh" của một
quá trình chuyển hóa hoặc tổng hợp hóa học.
Để đánh giá sự tiết kiệm nguyên tử của 1 quá trình người ta sử dụng công thức
sau:
Cần chú ý rằng tỉ lệ tiết kiệm nguyên tử có thể thấp ngay cả trong phản ứng cho
sản phẩm thu được có hiệu suất là 100%, ví dụ như phản ứng cho sản phẩm mong
muốn có cấu trúc đối xứng do đó phản ứng cần phải được chọn lọc lập thể khi xét tỉ
6
lệ tiết kiệm nguyên tử của phản ứng đó. Ngoài tiết kiệm nguyên tử người ta còn có
các tiêu chí khác để đánh giá một quá trình hóa học như tiêu thụ năng lượng, phát
sinh chất ô nhiễm và giá thành.
Tạo phản ứng ứng dụng tiết kiệm nguyên tử là mục tiêu nền tảng trong các phản
ứng hóa học, ví dụ xét đến phản ứng: A + B → C + D trong đó có hai sản phẩm
được tạo thành với chất C là sản phẩm mong muốn. Trong trường hợp đó, D được
coi là một sản phẩm phụ. Vì nó là một mục tiêu quan trọng của hóa học xanh để tối
đa hóa hiệu quả của các chất phản ứng và giảm thiểu việc sản sinh ra các chất thải,
do đó D hoặc là phải được đưa vào ứng dụng, hoặc được loại bỏ hay được giảm
thiểu đến mức ít nhất có thể. Với phương trình mới của mẫu A + B → C, bước đầu
tiên trong việc sản xuất hóa chất hiệu quả hơn là sử dụng các phản ứng tương tự
như phản ứng cộng đơn giản với chỉ bổ sung khác là vật liệu xúc tác.
1.4. Những nguồn gây nguy hại môi trường
1.4.1 Chất thải
Những nguồn gây nguy hại đến môi trường chủ yếu là các loại chất thải chưa qua
xử lý của con người thải ra môi trường. Dựa vào tính chất người ta chia chất thải

như không vận hành vì để giảm chi phí. Đến nay, mới có 60 khu công nghiệp đã
hoạt động có trạm xử lí nước thải tập trung (chiếm 42% số khu công nghiệp đã vận
hành) và 20 khu công nghiệp đang xây dựng trạm xử lí nước thải. Bình quân mỗi
ngày, các khu, cụm, điểm công nghiệp thải ra khoảng 30.000 tấn chất thải rắn, lỏng,
khí và chất thải độc hại khác.
1.4.3. Ảnh hưởng của chất thải
Chất thải là nguyên nhân chủ yếu gây nên các vấn đề về ô nhiễm môi trường,
như ô nhiễm môi trường nước và môi trường không khí là do việc quản lý chất thải
không hợp lý. Ví dụ như nước rò rỉ từ các bãi chôn lấp không hợp vệ sinh gây ô
nhiễm nguồn nước mặt và nước ngầm. Trong khu hầm mỏ, nước rò rỉ từ nơi thải bỏ
chất thải có thể chứa các độc tố như đồng, asen và uranium, là nguyên nhân khiến
nước ngầm bị ô nhiễm.
Mặc dù thiên nhiên có khả năng pha loãng, phân tán, phân huỷ, hấp phụ làm
giảm tác động do sự phát thải các chất ô nhiễm vào khí quyển, nước và đất, nhưng
khả năng đồng hoá này chỉ có giới hạn, nên khi hàm lượng các chất ô nhiễm quá
cao, tất yếu sẽ gây mất cân bằng sinh thái.
Trong khu vực có mật độ dân số cao, việc thải bỏ các chất thải gây nên nhiều vấn
đề bất lợi về môi trường. Lượng rác thay đổi khác nhau theo từng khu vực.
Ngoài ra chất thải còn có thể làm gia tăng sự lan truyền các loại bệnh tật có
nguồn gốc từ ruồi, muỗi…ví dụ: bệnh hô hấp, dị ứng, tim mạch, tiêu hóa, da, mắt,
và đặc biệt nguy hiểm đó là chất thải cũng có thể gây ra các bệnh ung thư và thần
kinh. Tác động của chất thải đến sức khỏe con người và động vật được trình bày ở
sơ đồ sau:
9
Hình 2. Tác động trực tiếp của chất thải đối với người và động vật
1.5. Giảm thiểu chất thải
1.5.1. Khái niệm
Giảm thiểu ô nhiễm bao gồm tất cả các hoạt động nhằm giảm việc tạo ra chất
thải. Các hoạt động bao gồm: giảm thiểu chất thải, giảm chất thải tại nguồn phát
sinh, làm thay đổi đặc tính chất thải, hạn chế ô nhiễm, tái sinh và tái sử dụng. Trong

‒ Các nhà máy có thể không thu thập đủ dữ liệu để tính toán .
‒ Sự thay đổi theo thời gian của hoạt động công nghiệp, tính đa dạng sản
phẩm, yêu cầu của luật môi trường làm tác động đến lượng thải và đặc tính
chất thải.
‒ Lượng chất thải giảm nhưng mức độ nguy hại của chất thải có thể như cũ
thậm chí đôi khi lớn hơn.
1.5.2. Giảm thiểu tại nguồn
Kỹ thuật giảm thiểu chất thải có thể áp dụng cho tất cả các nhà máy sản xuất có
quy mô khác nhau từ nhỏ đến lớn, với công nghệ từ đơn giản đến phức tạp. Các kỹ
thuật hiện nay có thể đơn giản là sự thay đổi chế độ vận hành cho đến việc áp dụng
các kỹ thuật thiết bị hiện đại tiên tiến. Nhìn chung có thể chia các kỹ thuật giảm
thiểu thành 4 nhóm chính như sau:
‒ Quản lý và kiểm soát sản xuất
+ Kiểm soát quản lý
+ Kiểm soát nguyên vật liệu
‒ Cải tiến quy trình sản xuất:
+ Chế độ vận hành và bảo dưỡng
12
+ Thay đổi nguyên liệu
+ Cải tiến thiết bị
‒ Giảm thể tích, khối lượng chất thải:
+ Tách nguồn thải
+ Cô đặc chất thải (tăng nồng độ chất thải)
‒ Thu hồi, tái sinh, tái sử dụng:
+ Thu hồi, tái sinh,tái sử dụng tại nhà máy
+ Thu hồi, tái sinh, tái sử dụng ngoài nhà máy
Việc lựa chọn kỹ thuật thực hiện phải dựa theo các thông tin chính xác về lượng
chất thải phát sinh thực tế và chi phí quản lý chất thải. Điều này được thực hiện
trong quá trình thiết lập chương trình và triển khai chương trình và nó là vấn đề chủ
chốt trong một chương trình quản lý chất thải toàn diện. Các thành phần của một