VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
VIỆN KỸ THUẬT NHIỆT ĐỚI
…… ….***…………
PHẠM THỊ MINH
NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CỦA QUÁ TRÌNH KHOÁNG HÓA
MỘT SỐ HỢP CHẤT HỮU CƠ HỌ AZO TRONG NƯỚC THẢI
DỆT NHUỘM BẰNG PHƯƠNG PHÁP FENTON ĐIỆN HÓA
Chuyên ngành: Hóa lí thuyết và hóa lí
Mã số: 62 44 01 19
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC
Hà Nội - 2013
1
Công trình được hoàn thành tại: Viện Kỹ thuật nhiệt đới -
Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
Người hướng dẫn khoa học 1: PGS.TS. Nguyễn Thị Lê Hiền
Người hướng dẫn khoa học 2: PGS.TS. Đinh Thị Mai Thanh
Phản biện 1: PGS.TS. Mai Thanh Tùng
Phản biện 2: PGS.TS. Vũ Thị Thu Hà
Phản biện 2: PGS.TS. Nguyễn Thị Cẩm Hà
Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án tiến sĩ, họp tại
Viện Kỹ thuật nhiệt đới - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt
Nam vào hồi 9 giờ 00’, ngày 20 tháng 5 năm 2014.
Có thể tìm hiểu luận án tại:
- Thư viện Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
- Thư viện Quốc gia Việt Nam
2
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của luận án
Gần đây, quá trình công nghiệp hóa - đô thị hoá diễn ra mạnh mẽ, làm
cho vấn đề ô nhiễm môi trường ngày càng nghiêm trọng. Một trong những
ngành công nghiệp gây ô nhiễm cao là ngành dệt nhuộm. Với hàng ngàn

O
2
oxy
hoá các ion kim loại chuyển tiếp như Fe
2+
, Cu
2+
tạo ra gốc HO
•
hoặc
HO
2
•
có tính oxy hóa rất cao. Quá trình khử oxy tạo H
2
O
2
phụ thuộc vào
bản chất vật liệu catôt. Các khảo sát gần đây cho thấy, điện cực composit
chế tạo từ oxit phức hợp của kim loại chuyển tiếp có cấu trúc spinel trên
chất mang là các polyme dẫn như polypyrol, polyanilin, polythiophen… có
khả năng xúc tác tốt cho quá trình khử oxy tạo H
2
O
2
. Tuy nhiên, việc
nghiên cứu tìm ra loại vật liệu thích hợp ứng dụng trong xử lý các chất hữu
cơ gây ô nhiễm là một hướng nghiên cứu mới, chưa được nhiều nhà khoa
học trong và ngoài nước quan tâm.
Với những lý do nêu trên, đề tài luận án “Nghiên cứu đặc điểm của quá

1.1. Nước thải dệt nhuộm
1.1.1. Nguồn phát sinh nước thải dệt nhuộm
Nguồn nước thải phát sinh trong công nghiệp dệt nhuộm từ các công
đoạn hồ sợi, giũ hồ, nấu, tẩy, nhuộm và hoàn tất. Vấn đề ô nhiễm chủ yếu
trong ngành công nghiệp dệt nhuộm là sự ô nhiễm nguồn nước. Xét hai yếu
tố là lượng nước thải và thành phần các chất ô nhiễm trong nước thải thì
ngành dệt nhuộm gây ô nhiễm lớn nhất trong số các ngành công nghiệp.
1.1.2. Đặc tính của nước thải dệt nhuộm
Đặc tính của nước thải dệt nhuộm nói chung và nước thải dệt nhuộm
làng nghề Vạn Phúc, Dương Nội nói riêng đều chứa các loại hợp chất tạo
màu hữu cơ, do đó có các chỉ số pH, DO, BOD, COD… rất cao, vượt quá
tiêu chuẩn cho phép được thải ra môi trường sinh thái.
1.1.3. Các chất ô nhiễm chính trong nước thải dệt nhuộm
Các chất ô nhiễm chủ yếu có trong nước thải dệt nhuộm là các loại
thuốc nhuộm, các chất hoạt động bề mặt, các hợp chất halogen hữu cơ,
Trong đó, thuốc nhuộm là thành phần khó xử lý nhất, đặc biệt là thuốc
nhuộm azo - loại thuốc nhuộm được sử dụng phổ biến nhất hiện nay,
chiếm tới 60 - 70 % thị phần.
1.1.4. Các loại thuốc nhuộm thường dùng ở Việt Nam
Hiện nay ở Việt Nam thường dùng các loại thuốc nhuộm như: Thuốc
nhộm trực tiếp, thuốc nhuộm axit, thuốc nhuộm hoạt tính, thuốc nhuộm
bazơ, thuốc nhuộm hoàn nguyên, thuốc nhuộm lưu huỳnh, thuốc nhuộm
4
phân tán, thuốc nhuộm azo không tan, thuốc nhuộm pigment. Hầu hết các
loại thuốc nhuộm này đều có chứa liên kết azo (-N=N-) trong phân tử.
1.1.5. Khái niệm chung về hợp chất màu họ azo
Hợp chất azo là những hợp chất màu tổng hợp có chứa liên kết
-N=N-, được ứng dụng phổ biến trong nhiều ngành công nghiệp (thực
phẩm, in, nhuộm ). Đây là loại hợp chất bền, khó phân hủy và rất độc hại
đối với sức khỏe con người và môi trường sinh thái.

hóa, Fenton quang hóa
1.2.3. Phương pháp điện hóa
Quá trình điện hóa cho phép loại bỏ hoặc giảm thiểu các hợp chất ô
nhiễm bằng cách oxy hóa trực tiếp các chất ô nhiễm trên điện cực nhờ
dòng điện hoặc tạo ra các tác nhân oxy hoá trong môi trường có khả năng
oxy hóa các hợp chất hữu cơ độc hại.
Có hai phương pháp tạo ra gốc hydroxyl: oxy hóa trực tiếp tại anôt
hoặc oxy hóa gián tiếp trên catôt bằng hiệu ứng Fenton điện hoá.
1.2.3.1. Oxy hóa điện hóa trực tiếp tại anôt tạo gốc hydroxyl
Phương pháp này cho phép oxy hóa nước tạo gốc hydroxyl hấp thụ
trên bề mặt anôt có quá thế oxy cao:
H
2
O →
•
OH
ads
+ H
+
+ e (1)
5
1.2.3.2. Phương pháp Fenton điện hóa
Phương pháp Fenton điện hóa là sự kết hợp giữa hiệu ứng Fenton và
dòng điện chạy qua 2 điện cực anôt và catôt. Trong phương pháp này có
thể cho H
2
O
2
và Fe
2+

2+
+
•
OH (3)
Mặc dù Fe
2+
nhanh chóng bị phân hủy bởi HO
•
để tạo thành Fe
2+
và
HO
-
(phản ứng 4), nhưng phản ứng 3 vẫn tiếp tục do sự tái sinh Fe
2+
theo
các phản ứng 5,6,7.
Fe
2+
+
•
OH → Fe
3+
+ HO
-
(4)
Fe
3+
+ 1e → Fe
2+

2
O
2
theo phản ứng 7.
Chất hữu cơ sẽ bị phá hủy bởi tác nhân HO
•
sinh ra ở phản ứng 3 và HO
2
•
sinh ra ở phản ứng 8 theo sơ đồ:
Hợp chất hữu cơ + HO
•
, HO
2
•

→ sản phẩm (8)
Phương pháp Fenton điện hóa xử lý các hợp chất hữu cơ một cách
hiệu quả bởi gốc HO
•
vừa được sinh ra trong dung dịch từ phản ứng 2 vừa
được hình thành trên điện cực anôt từ quá trình oxy hóa H
2
O (phản ứng 9).
H
2
O → HO
•

+ H

1,5
O
4
và chất mang Ppy dẫn điện.
6
1.2. Polypyrol (Ppy) và composit Ppy(Cu
1,5
Mn
1,5
O
4
)/Ppy
Những nghiên cứu gần đây cho thấy màng Ppy, đặc biệt là màng
Ppy(oxit)/Ppy có khả năng xúc tác tốt cho quá trình khử oxy tạo H
2
O
2
trên
catôt, làm tiền đề cho các nghiên cứu ứng dụng loại vật liệu này trong xử lý
các hợp chất hữu cơ gây ô nhiễm.
CHƯƠNG 2. ĐIỀU KIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM
2.1. Hóa chất và thiết bị
* Hóa chất: Các hóa chất dùng trong nghiên cứu này đều có độ tinh khiết
cao, bao gồm: CuSO
4
.5H
2
O, MnSO
4
.H

- Thiết bị đo điện hóa AUTOLAB 30 (Eco., Co., Hà Lan).
- Thiết bị LEICA STEREOSCAN 440 ghép nối với phần mềm LEO.
- Thiết bị UV-Vis (UV- spectrometer, CINTRA 40 - Mỹ).
- Máy đo pH hiệu PHM 210 Standard pH Meter (Pháp).
- Máy ủ nhiệt hiệu DRB 200 HACH - Nhật - Mỹ.
- Máy khuấy từ gia nhiệt.
- Cân phân tích điện tử Mettler hãng Toledo (Thụy Sĩ).
2.2. Điều kiện và phương pháp thực nghiệm
2.2.1. Tổng hợp oxit phức hợp của Cu và Mn:
Oxit phức hợp của Cu và Mn được tổng hợp bằng phương pháp đồng
kết tủa từ dung dịch CuSO
4
, MnSO
4
và dung dịch KOH.
2.3.2. Phương pháp điện hóa
- Phương pháp dòng tĩnh: Tổng hợp màng Ppy và composit
Ppy(Cu
1,5
Mn
1,5
O
4
)/Ppy tại 2 mA/cm
2
trong 1000 giây.
- Phương pháp thế tĩnh: Xác định hiệu quả xúc tác và độ ổn định của
màng Ppy và Ppy(Cu
1,5
Mn

. .
100%
8. . .
CODV F
i S t
∆
×
(11)
- Phương pháp đo độ màu: Đánh giá độ suy giảm màu sắc của dung dịch
nước thải trước và sau xử lý.
- Phương pháp khảo sát, điều tra: Xác định các loại thuốc nhuộm thường
dùng tại một số cơ sở dệt nhuộm truyền thống.
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Đặc tính của oxit phức hợp Cu
1,5
Mn
1,5
O
4
Hình thái bề mặt, cấu trúc và thành phần phân tử của oxit phức hợp
của Cu và Mn được phân tích nhờ các phương pháp kính hiển vi điện tử quét
(SEM), kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM), phổ tán xạ năng lượng tia X
(EDX) và phổ nhiễu xạ tia X (X-Ray). Kết quả được biểu diễn trên các hình
3.1, 3.2, 3.3 và 3.4.
Các kết quả đo SEM, TEM, EDX và X-Ray cho thấy, oxit phức hợp
của Cu và Mn tổng hợp được có kích thước hạt nhỏ mịn, cấu trúc spinel và
có công thức phân tử Cu
1,5
Mn
1,5

Ppy(Cu
1,5
Mn
1,5
O
4
)/Ppy được biểu diễn trên hình 3.5. Tại thời điểm bắt đầu
quá trình tổng hợp, điện thế tăng vọt tới một giá trị ổn định, tương đương
với quá trình polyme hoá pyrol thành polypyrol lắng đọng trên bề mặt điện
cực anôt. Khi có mặt của các oxit điện thế tổng hợp giảm đáng kể do diện
tích hoạt hóa của điện cực tăng làm giảm mật độ dòng điện tổng hợp dẫn
đến điện thế giảm.
9
Hình 3.5. Đường cong tổng hợp
màng Ppy và Ppy(Cu
1,5
Mn
1,5
O
4
)/Ppy
Hình 3.6. Phổ EDX của màng
Ppy(Cu
1,5
Mn
1,5
O
4
)/Ppy
3.2.2. Đặc tính của màng Ppy và Ppy(Cu

1,5
Mn
1,5
O
4
)/Ppy
Khả năng xúc tác điện hóa của điện cực catôt C/Ppy và
C/Ppy(Cu
1,5
Mn
1,5
O
4
)/Ppy tại các pH khác nhau được biểu diễn bằng các
đường cong: dòng - thế dừng, cho phép xác định tốc độ của phản ứng khử
các chất oxy hoá trên điện cực nghiên cứu (hình 3.7). Trong trường hợp có
sục khí oxy, hàm lượng oxy tăng, kéo theo dòng catôt tăng mạnh bắt đầu
từ điện thế + 0,2 V/SCE, tương ứng với phản ứng khử oxy tạo H
2
O
2
, xác
nhận sự có mặt của H
2
O
2
nhờ sự nhận biết định tính bằng thuốc thử KI +
hồ tinh bột. Ngoài ra, khi có sục oxy, mật độ dòng catôt của màng Ppy
chứa oxit luôn lớn hơn dòng catôt của màng Ppy không chứa oxit. Chứng
tỏ, màng composit Ppy(Cu

điện hóa đối với phản ứng khử oxy hòa tan tạo H
2
O
2
tốt nhất tại pH3.
Hình 3.8. Mật độ dòng catôt tại các pH khác nhau
3.3. Đặc tính điện hóa của điện cực anôt platin và điện cực catôt
cacbon trong dung dịch nền Na
2
SO
4
, pH3
3.3.1. Các phản ứng trên anôt platin
Các đường cong phân cực anôt trong dung dịch pH3 có và không
có metyl đỏ, Fe
2+
và O
2
được biểu diễn trên hình 3.9. Trên anôt xảy ra các
quá trình oxy hóa nước giải phóng oxy (bắt đầu ở điện thế +1,1 V/SCE),
oxy hóa Fe
2+
tạo Fe
3+
(bắt đầu ở điện thế +0,4 V/SCE) và oxy hóa trực tiếp
metyl đỏ (bắt đầu ở điện thế +0,7 V/SCE).
pH = 2 pH = 3
pH = 4 pH = 6
11
Hình 3.9. Đường cong phân cực anôt

dòng (H) oxy hóa theo thời gian được biểu diễn trên hình 3.11. Kết quả
cho thấy, %COD tăng liên tục theo thời gian oxy hóa, chứng tỏ metyl đỏ
đã bị oxy hóa trực tiếp trên anôt Pt. Bên cạnh đó, H giảm dần do nồng độ
metyl đỏ giảm làm giảm tốc độ phản ứng oxy hóa metyl đỏ trên anôt Pt.
Sau 180 phút xử lý, chỉ số COD đã giảm từ 250 mg/l xuống 145 mg/l,
tương ứng với hiệu suất suy giảm COD đạt 41 %.
Hình 3.11. Biến thiên %COD và H
theo thời gian oxy hóa metyl đỏ
bằng phương pháp điện hóa
Hình 3.12. Biến thiên %COD và H
theo thời gian oxy hóa metyl đỏ
bằng hiệu ứng Fenton điện hóa
3.4.2. Khoáng hoá metyl đỏ bằng hiệu ứng Fenton điện hóa
12
0 50 100 150 200
10
20
30
40
H%
Thêi gian (phót)
20
30
40
50
60
%COD
0 40 80 120 160 200
0
15

ứng Fenton điện hóa tại khu vực catôt, do đó hiệu suất khoáng hóa cao hơn.
Sau 180 phút khoáng hóa, chỉ số COD giảm từ 250mg/l xuống còn 115
mg/l, tương ứng với hiệu suất suy giảm COD đạt 54 %.
3.4.3. Ảnh hưởng của các yếu tố đến quá trình khoáng hóa metyl đỏ
bằng hiệu ứng Fenton điện hóa
Để xác định điều kiện tối ưu cho quá trình khoáng hóa metyl đỏ bằng
phương pháp Fenton điện hóa, luận án đã tiến hành khảo sát ảnh hưởng
của một số yếu tố như [Fe
2+
], vật liệu catôt, mật độ dòng áp đặt và tốc độ
sục oxy.
3.4.3.1. Ảnh hưởng của nồng độ ion sắt(II)
Ảnh hưởng của nồng độ Fe
2+
đến quá trình khoáng hóa metyl đỏ bằng
hiệu ứng Fenton điện hóa được thực hiện trong điều kiện: dung dịch nền
Na
2
SO
4
0,05 M, pH3, catôt C/Ppy(Cu
1,5
Mn
1,5
O
4
)/Ppy, mật độ dòng áp đặt 5
mA/cm
2
, tốc độ sục oxy 1 lít/phút.

2
O
2
sinh ra. Khi lượng Fe
2+
dư sẽ xảy ra quá trình oxy hóa Fe
2+
trên
anôt tạo thành Fe
3+
. Cặp oxy hóa-khử Fe
3+
/Fe
2+
dư sẽ xảy ra chu trình oxy
hóa khử liên tục làm giảm hiệu suất dòng điện.
13
Hình 3.13. Ảnh hưởng của nồng độ Fe
2+
đến sự biến thiên %COD và H
theo thời gian
3.4.3.2. Ảnh hưởng của vật liệu catôt
Ảnh hưởng của catôt C, C/Ppy và C/Ppy(Cu
1,5
Mn
1,5
O
4
)/Ppy đến hiệu
suất khoáng hóa metyl đỏ đã được khảo sát trong dung dịch Na

Mn
1,5
O
4
)/Ppy có khả năng xúc
tác tốt đối với quá trình khử oxy hòa tan tạo H
2
O
2
áp dụng trong khoáng
hóa metyl đỏ bằng hiệu ứng Fenton điện hoá.
14
0 1 2 3 4 5
0
20
40
60
80
100
H%
C/Ppy(Cu
1,5
Mn
1,5
O
4
)/Ppy
C/Ppy
C
%COD

Hình 3.16. Biến thiên η metyl đỏ
theo thời gian
3.4.3.3. Ảnh hưởng của mật độ dòng áp đặt
Ảnh hưởng của mật độ dòng áp đặt đến hiệu suất khoáng hóa metyl
đỏ 0,35 mM bằng hiệu ứng Fenton điện hóa được thực hiện trong dung
dịch Na
2
SO
4
0,05M, tại pH3, Fe
2+
1 mM, catôt C/Ppy(Cu
1,5
Mn
1,5
O
4
)/Ppy,
tốc độ sục oxy 1 l/phút. Biến thiên %COD, H và hiệu suất phân hủy (η)
trong quá trình khoáng hóa metyl đỏ theo thời gian được đánh giá bằng
phương pháp xác định COD và phân tích phổ UV-Vis. Kết quả được biểu
diễn trên các hình 3.17, 3.18 và 3.19.
Hình 3.17. Biến thiên %COD và H theo điện lượng Q
15
0,00 0,25 0,50 0,75 1,00
0
20
40
60
80

hoà tan tạo H
2
O
2
trên điện cực catôt,
làm tăng hiệu suất khoáng hóa metyl đỏ bằng hiệu ứng Fenton điện hoá.
Tuy nhiên, khi mật độ dòng cao hơn sẽ xảy ra quá trình oxy hoá H
2
O giải
phóng O
2
trên anôt làm tiêu tốn điện lượng của quá trình khoáng hóa, đồng
thời trên catôt xảy ra phản ứng khử H
+

giải phóng H
2
, làm giảm tốc độ của
phản ứng tạo H
2
O
2
. Vì vậy tốc độ hình thành gốc HO
•
(phản ứng 2) giảm,
làm giảm %COD và H trong quá trình khoáng hóa.
Kết quả phân tích phổ UV-Vis cho thấy, khi áp đặt mật độ dòng 1
mA/cm
2
, cường độ hấp thụ cực đại metyl đỏ tại bước sóng 523 nm giảm

40
60
80
100
1 mA/cm
2
5 mA/cm
2
10 mA/cm
2
0,5 mA/cm
2
η%
Q(A.h/l)

Hình 3.20. Biến thiên %COD và H theo thời gian khoáng hóa
Quan sát bằng mắt thường (hình 3.21) cho thấy, sự suy giảm màu sắc
của dung dịch metyl đỏ thay đổi rõ rệt từ hồng đậm sang hồng nhạt theo
thời gian khoáng hóa, sau 5 giờ khoáng hóa ở mật độ dòng 1 mA/cm
2
,
dung dịch gần như mất màu hoàn toàn. Màu sắc của dung dịch thay đổi rất
nhanh trong khoảng thời gian ngắn của quá trình khoáng hóa là do nồng độ
của hợp chất metyl đỏ đã suy giảm gần như hoàn toàn tạo thành các hợp
chất trung gian trước khi bị khoáng hóa hoàn toàn tạo thành CO
2
, H
2
O và
các chất khoáng.

1 l/phút
2 l/phút
%COD
0
70
140
210
280
350
t (
giê
)
C/Ppy và C/Ppy(Cu
1,5
Mn
1,5
O
4
)/Ppy. Kết quả xác định COD và phân tích
phổ UV-Vis được biểu diễn trên hình 3.22, 3.23 và 3.24.
Quan sát đồ thị hình 3.22 cho thấy, đối với cả 3 trường hợp sử dụng
điện cực catôt C; C/Ppy; C/Ppy(Cu
1,5
Mn
1,5
O
4
)/Ppy, hiệu suất suy giảm
COD đều tăng dần theo thời gian khoáng hóa. Tuy nhiên, khi sử dụng điện
cực catôt C/Ppy(Cu

O
4
)/Ppy, một lần nữa
khẳng định, điện cực catôt C/Ppy(Cu
1,5
Mn
1,5
O
4
)/Ppy có khả năng xúc tác
tốt đối với quá trình khử oxy tạo H
2
O
2
, làm tăng tốc độ phản ứng tạo gốc
HO
•
(phản ứng 1.6), do đó hiệu suất phân hủy công gô đỏ tăng.
18
0 1 2 3 4 5
0
20
40
60
80
100
H%
C/Ppy(Cu
1,5
Mn

pH3, catôt
C/Ppy(Cu
1,5
Mn
1,5
O
4
)/Ppy theo điện lượng Q
được xác định bằng phương pháp xác định COD và phân tích phổ UV-Vis,
biểu diễn trên các hình 3.25 và 3.26. Khi áp đặt mật độ dòng 1mA/cm
2
, tại
các thời điểm khác nhau, khi có cùng một giá trị điện lượng Q chuyển qua
bình, %COD, H và η công gô đỏ luôn đạt giá trị cao hơn so với trường
hợp áp đặt các mật độ dòng 0,5; 5 và 10 mA/cm
2
. Kết quả này hoàn toàn
phù hợp với kết quả khoáng hóa metyl đỏ, một lần nữa khẳng định mật độ
dòng 1 mA/cm
2
là giá trị tối ưu trong phạm vi khảo sát của luận án.
Hình 3.25. Biến thiên %COD và H
theo điện lượng Q
Hình 3.26. Biến thiên η công gô
đỏ theo điện lượng Q
3.6. Quá trình khoáng hóa metyl da cam
Quá trình khoáng hóa metyl da cam được thực hiện trong điều kiện:
dung dịch Na
2
SO

2
10 mA/cm
2
0,5 mA/cm
2
Q(A.h/l)
0
90
180
270
360
450
Hình 3.27. Biến thiên %COD và H theo điện lượng Q
Hình 3.28. Phổ UV-Vis của metyl
da cam theo thời gian
Hình 3.29. Biến thiên η metyl da
cam theo điện lượng Q
Kết quả cho thấy, tại các điện lượng Q như nhau, với mật độ dòng áp
đặt 1 mA/cm
2
,

%COD, H và η metyl da cam đều đạt giá trị cao hơn khá
nhiều so với trường hợp áp đặt mật độ dòng 0,5; 5 và 10 mA/cm
2
. Các kết
quả thu được chứng tỏ metyl da cam có thể bị khoáng hóa hoàn toàn bằng
phương pháp Fenton điện hóa tạo CO
2
, H

, pH3, Fe
2+
1 mM, sục oxy với
tốc độ 1 lít/phút, catôt C/Ppy(Cu
1,5
Mn
1,5
O
4
)/Ppy, tại mật độ dòng áp đặt 1
mA/cm
2
.
Kết quả nghiên cứu này mở ra ứng dụng hiệu ứng Fenton điện hóa
vào xử lý nước thải có chứa các hợp chất màu azo, đặc biệt là nước thải
dệt nhuộm.
3.8. Động học của quá trình khoáng hóa các hợp chất azo bằng
phương pháp Fenton điện hóa
Phản ứng oxy hóa thuốc nhuộm bằng gốc hydroxyl xảy ra theo phương
trình tổng quát sau:
21
Dye +
•
OH → nCO
2
+ mH
2
O + các chất khoáng (11)
(Dye: Phân tử thuốc nhuộm)
Tốc độ của phản ứng 11 có thể được biểu diễn bằng phương trình

đặc biệt của hợp chất azo là rất nhanh bị phân hủy trong dung dịch để hình
thành các chất béo trung gian và các chất trung gian có nhân thơm, do đó
tính hằng số tốc độ phản ứng giả bậc nhất trên cơ sở đo chỉ số COD (mô
hình k’
COD
) sẽ thích hợp hơn mô hình k’
C
(tính hằng số tốc độ phản ứng giả
bậc nhất trên cơ sở đo chỉ số nồng độ của hợp chất azo). Do đó phương
trình 15 được biểu diễn bằng phương trình 16.
Trên cơ sở số
liệu thực nghiệm,
vẽ đồ thị biểu
diễn các đường
cong phụ thuộc
22
(15)
(16)
-ln[COD
t
/COD
o
) - t đối với 3 hợp chất azo metyl đỏ, công gô đỏ và metyl
da cam (hình 3.32).
Hình 3.32. Đồ thị sự phụ thuộc -ln(COD
t
/COD
o
) vào thời gian khoáng hóa
các hợp chất azo ở điều kiện tối ưu đã khảo sát

Bảng 1. Kết quả phân tích mẫu nước thải dệt nhuộm làng nghề Dương Nội
trước và sau 10 giờ xử lý
TT
Các thông số
phân tích
Kết quả phân tích
QCVN
24:2009/BTNMT
(cột B)
Trước xử lý
(đã pha
loãng 2 lần)
Sau 10 giờ
xử lý
1 COD (mg/l) 450 70 150
2 Độ màu (Co-Pt) 1360 85 150
Hiệu quả xử lý được xác định bằng phương pháp xác định COD kết
hợp đo độ màu của nước thải theo thời gian xử lý. Sự biến thiên %COD và
H theo thời gian sau 3 lần xử lý trong cùng điều kiện được biểu diễn trên
hình 3.33.
Hình 3.33. Sự biến thiên %COD và H theo thời gian xử lý nước thải làng
nghề Dương Nội
Kết quả thu được sau 3 lần xử lý cho thấy, chỉ số COD giảm từ 450
xuống 70 mg/l (tương ứng với %COD đạt 84%), độ màu suy giảm từ 1360
xuống 85 Pt-Co sau 10 giờ xử lý. Kết quả này chứng tỏ các hợp chất hữu
cơ độc hại trong nước thải đã bị khoáng hóa, nước thải sau 10 giờ xử lý có
chỉ số COD chỉ còn 70 mg/l, đạt tiêu chuẩn nước thải loại B có thể thải ra
môi trường với các mục đích tưới tiêu, trồng trọt
3.9.2. Xử lý nước thải Vạn Phúc
Nước thải làng nghề Vạn Phúc được lấy ngay sau công đoạn nhuộm