NGHIấN CU X Lí CHT MU HU C
CA DUNG DCH NHUM BNG PHNG PHP
KEO T IN HO
A STUDY ON THE DECOLOURIZATION OF DYE-CONTAINING
SOLUTIONS BY ELECTROCOAGULATION Lấ T HI
Trng i hc S phm, i hc Nng TểM TT
nh hng ca vt liu anụt, pH dung dch, mt dũng v nng thuc nhum (Ryndye -
W - Red - 3M v Ryndye - W - Violet FFBN) n quỏ trỡnh kh mu ca dung dch nhum ó
c nghiờn cu bng phng phỏp keo t in húa. Kt qu nghiờn cu cho thy mu ca
dung dch nhum c x lý hiu qu ti mt dũng 1A/dm2, pH = 7,0 v nng cht
mu 100ppm vi anụt hũa tan Al, Fe. Hiu sut tỏch mu ca dch mu cao hn hiu sut
tỏch mu ca dch mu tớm.
ABSTRACT
The effects of sacrificial anodes, initial pH, current density and concentration of dyes (Ryndye-
W-Red-3M and Ryndye - W - Violet FFBN) on the decolourization of dye-containing solutions
have been studied by means of electrocoagulation. The experimental results showed that the
colour of dyes in the aqueous phase was effectively removed when iron and aluminium were
used as sacrificial anodes. The anode current density was 1A/dm
2
and solution pH was 7,0.
The yield of decolourization of Ryndye-W-Red-3M was higher than that of Ryndye - W - Violet
FFBN.

W-Red-3M (màu đỏ) có bớc sóng đặc trng = 500nm và Ryndye - W - Violet FFBN (màu
tím) có bớc sóng đặc trng = 560nm.
Dung dịch nghiên cứu đợc chuẩn bị bằng cách hòa tan một lợng NaCl vào 200ml
nớc cất. Sau đó hòa tan thuốc nhuộm hữu cơ vào dung dịch NaCl, pH dung dịch đợc điều
chỉnh bằng dung dịch HCl và NaOH. Dung dịch điện phân đợc lấy ra theo thời gian điện
phân và phân tích trên máy đo quang để tính hiệu suất quá trình keo tụ [5, 6].

3. Kết quả và thảo luận
3.1. ảnh hởng của các yếu tố đến quá trình keo tụ điện hóa chất màu bằng anôt nhôm
3.1.1. ả
nh hởng của pH

ảnh hởng của pH đến hiệu suất quá trình keo tụ điện hóa dung dịch thuốc nhuộm
màu đỏ và màu tím có thành phần và điều kiện điện phân nh sau:
- Nồng độ NaCl 1000ppm
- Nồng độ chất màu 100ppm
- Khoảng cách anôt và catôt: 20mm
- Mật độ dòng i = 0,5A/dm
2

- Thời gian điện phân t = 10 phút
Kết quả của ảnh hởng pH đến hiệu suất keo tụ đợc trình bày ở bảng 1.

Bảng 1: ả
nh hởng của pH đến hiệu suất quá trình keo tụpH
Hiệu suất (Y%)
4 5 6 7 8 9 10

+
. Cơ chế keo tụ trong môi trờng axit là cơ chế nén cấu trúc lớp kép [3,6]. Do vậy,
để keo tụ các hạt keo màu theo cơ chế này thì phải cần một lợng rất lớn ion Al
3+
và Al(OH)
2
+
.
Trong vùng pH từ 6 đến 8, cấu tử gây keo tụ thờng tồn trại dới dạng polime nh
Al
13
O
4
(OH)
24
7+
hoặc kết tủa Al(OH)
3
[1,6]. Các phức polime và kết tủa hydroxyt nhôm gây
keo tụ cho hệ kreo theo cơ chế hấp phụ, trung hòa điện tích và quét kết tủa. Việc kết hợp các
cơ chế này đã làm cho quá trình keo tụ chất màu xảy ra dễ dàng và đạt hiệu suất cao.
Trong môi trờng kiềm (pH = 9 và 10), kết tủa Al(OH)
3
bị hòa tan và tồn tại dới dạng
ion Al(OH)
4
-
hoặc AlO
2
-


Bảng 3: ả
nh hởng của mật độ dòng đến hiệu suất và thời gian keo tụ dung dịch màu tímMật độ dòng (A/dm
2
) 0,5 1,0 2,0
T = 10 phút 75,18
81,57 77,42
T = 15 phút 82,36
95,62 89,56
T = 20 phút 90,15
97,84 91,28

Kết quả thu đợc cho thấy ở mật độ dòng thấp thời gian tách loại chất màu tăng và
hiệu suất keo tụ giảm. Khi tăng mật độ dòng, lợng chất keo tụ tạo ra nhiều. Do đó, hiệu suất
quá trình keo tụ tăng và thời gian keo tụ giảm. Với dung dịch nhuộm màu đỏ, ở mật độ dòng 1
A/dm
2
thời gian keo tụ để đạt hiệu suất 98,80% là 15 phút. Trong trờng hợp dịch màu tím,
hiệu suất keo tụ đạt 97,84% với thời gian t = 20 phút (i = 1A/dm
2
).
Tuy nhiên, nếu tiếp tục tăng mật độ dòng thì hiệu suất keo tụ giảm. Nguyên nhân là do
sự thoát oxi trên bề mặt điện cực.
3.1.3. ả
nh hởng của nồng độ chất màu

ảnh hởng của nồng độ chất màu đến hiệu suất quá trình keo tụ trong dung dịch có

Hiệu suất (Y%)

4 5 6 7 8 9 10
Màu đỏ 36,18 47,25 56,30 78,54 76,28 74,35 72,15
Màu tím 30,55 41,50 53,82 71,41 69,52 67,28 66,85

Nh vậy, trong môi trờng axit hiệu suất keo tụ cho dung dịch màu đỏ và tím đạt giá
trị thấp. Vì trong môi trờng axit sắt bị hòa tan và tồn tại dới dạng ion Fe
2+
và Fe
3+
. Các ion
này gây keo tụ chất màu theo cơ chế nén cấu trúc lớp kép. Do đó, để quá trình keo tụ xảy ra
với hiệu suất cao thì phải cần một lợng lớn ion Fe
2+
và Fe
3+
.
Trong môi trờng pH = 7 10, quá trình thủy phân của ion Fe
2+
và Fe
3+
xảy ra mạnh
tạo thành phức chất keo tụ của Fe có điện tích dơng và kết tủa hydroxyt sắt. Các phức và kết
tủa này dễ dàng keo tụ chất màu để tạo thành khối kết tủa. Hiệu suất quá trình keo tụ đạt cao
nhất tại pH = 7 (Y = 78,54% cho dịch màu đỏ và 71,41% cho dịch màu tím). ở môi trờng
kiềm mạnh, hiệu suất keo tụ lại giảm do sự tạo kết tủa hydroxyt trên bề nặt đã hạn chế quá
trình hòa tan anôt sắt.
3.2.2. ả
nh hởng của mật độ dòng

T = 10 phút 71,41
79,28 77,53
T = 15 phút 79,36
86,72 84,38
T = 20 phút 82,61
90,66 89,27

Cũng giống nh trờng hợp keo tụ với anôt nhôm, ở trờng hợp anôt sắt hiệu suất keo
tụ tăng khi mật độ dòng tăng. Tuy nhiên, ở mật độ dòng 2A/dm
2
thì hiệu suất keo tụ giảm vì
có sự thoát oxi trên bề mặt điện cực.
3.2.3. ả
nh hởng của nồng độ chất màu

ảnh hởng của nồng độ chất màu đến hiệu suất quá trình keo tụ trong dung dịch có
pH = 7, thời gian keo tụ 15 phút và mật độ dòng i = 1A/dm
2
đợc trình bày ở bảng 8.
Bảng 8. ả
nh hởng của nồng độ chất màu đến hiệu suất quá trình keo tụNồng độ chất màu (ppm)
Hiệu suất keo tụ (Y%)
100 300 400 500
Dịch màu đỏ 93,70 70,15 55,30 40,72
Dịch màu tím 86,72 65,76 43,28 32,63

Kết quả cũng cho thấy khi nồng độ chất màu tăng thì hiệu suất keo tụ giảm vì cần một

[1] Lờ Vn Cỏt, C s húa hc v k thut x lý nc, Nh Xut bn Thanh niờn, H Ni,
1999
[2] D. K. Gardiner, J. Soc, Dyers and Colourists, 94 (1978) 339.
[3] D. R. Jenke, Water Research, 18 (1984) 855.
[4] F. W. Pontius, Water quality and the treatment, 4
th
end McGraw-Hill, New York,
1990.
[5] T Vn Mc, Phõn tớch húa lý, Nh Xut bn Khoa hc v K thut, H Ni, 1995.
[6] B. D.Water, Treatment of Dye wasters, Vol 2, Pitman Publishing Limited, London,
1984.