TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG
KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC – MÔI TRƯỜNG

BÀI BÁO
NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ MÀU
NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM CỦA VẬT LIỆU
HẤP PHỤ CHẾ TẠO TỪ BÃ MÍA.

SVTH: NGUYỄN TRẦN THIÊN LÝ
TRẦN THỊ THU HÀ
GVHD: ThS. LÊ PHÚ ĐÔNG

thiện với môi trường được chế tạo từ các chất thải, vật liệu có sẵn trong tự nhiên đang là vấn
đề được nhiều tác giả nghiên cứu thực hiện trên thế giới.Trong luận văn, chúng tôi đã nghiên
cứu vật liệu bã mía để tạo ra vật liệu hấp phụ màu và COD trong nước thải dệt nhuộm. Các
kết quả nghiên cứu cho thấy vật liệu hoạt hóa bằng acid H
2
SO
4
5%, sấy ở nhiệt độ 70
0
C trong
thời gian 3 giờ đạt hiệu quả xử lý khá cao. Kích thước hạt phù hợp là 2 mm. Hiệu quả xử lý
màu và COD của vật liệu hấp phụ chế tạo từ bã mía đạt tương ứng 61,36 và 52,92% ở pH tối
ưu là 7, tỉ lệ vật liệu trên thể tích nước thải là 2 – 3%, thời gian hấp phụ 60 phút với tốc độ
lắc 60 vòng/phút ở hệ tĩnh và tốc độ dòng 0,3 lít/giờ ở hệ động.

ABSTRACT
The recycling and utilize waste not only bring about economic but also have have
important implications in protecting the environment. The Strategic national environmental
protection targets by 2020 is “To establish and develop waste recycling industry”. Studies
treatment color in wastewater by the adsorbent at low prices, environmentally friendly made
from the waste and material available in nature is a matter of many authors perform research
in the world. In this thesis, we have studied the bagasse material to create bagasse adsorbent
color and COD in textile dyeing wastewater. The research results show that material
activated by H
2
SO
4
5%, dry at temperature 70
0
C for 3 hours treatment effective is high.

5%, sấy ở nhiệt độ 70
0
C trong 3 giờ.

2. THỰC NGHIỆM
2.1. Nguyên vật liệu và phương pháp
2.1.1. Nguyên vật liệu và hóa chất thực nghiệm
Bã mía thu gom về được xử lý và hoạt hóa. Hóa chất dùng trong thực nghiệm là: acid
H
2
SO
4
đậm đặc 98%, HCl 0.01M, NaOH 0.01 M, dung dịch K
2
Cr
2
O
7
0.1N, dung dịch FAS
0.25N, chỉ thị màu Ferroin.
2.1.2. Thiết bị thực nghiệm
Xử lý mẫu với bộ thí nghiệm nghiền – rây – trộn, quá trình hấp phụ được thực hiện bằng
máy lắc SHA – 82A – Trung Quốc và màu được xác định trên máy quang phổ UV-VIS
spectrophotometer. Thực hiện phá mẫu bằng máy phá mẫu và đo pH được xác định bằng máy
đo Eutech 2031602 – Singapo.
Ngoài ra còn có một số thiết bị khác như : bếp điện, máy khuấy từ, cân phân tích và mô
hình cột hấp phụ.
2.1.3. Quá trình hoạt hóa vật liệu
Bã mía sau khi thu gom về được phơi khô, cắt nhỏ sau đó cho vào nước cất đun sôi
trong 30 phút để loại bỏ đường hòa tan sau đó sấy khô ở 105

mía được thực hiện trong điều kiện nước thải dệt nhuộm có nồng độ COD đầu vào là 164.4
mg/l, độ màu là 339 Pt – Co.

3
a. Khảo sát ảnh hưởng của pH
Tiến hành khảo sát khả năng hấp phụ màu nước thải dệt nhuộm bằng bã mía đã hoạt hóa
bằng acid H
2
SO
4
5%, nhiệt độ hoạt hóa là 70
0
C, thời gian hoạt hoá là 3 giờ. Dùng dung dịch
NaOH 0.1M và HCl 0.1M để điều chỉnh pH của các dung dịch đến các giá trị tương ứng từ 5
đến 9.
Trong điều kiện: 100ml nước thải với khối lượng VLHP là 2 gam. Lắc các dung dịch
với tốc độ 60 vòng/phút trong 60 phút, ở nhiệt độ phòng (27±1
0
C). Lọc bỏ bã rắn và tiến hành
so màu để xác định hiệu suất hấp phụ.
b. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian hấp phụ
Thời gian có ảnh hưởng lớn đến khả năng hấp phụ của bã mía. Đến một khoảng thời
gian nhất định nào đó, khả năng hấp phụ của bã mía sẽ đạt hiệu quả cao nhất. Từ đó, nhóm tác
giả tiến hành khảo sát ở những thời gian hấp phụ khác nhau từ 30 đến 90 phút. Tiến hành sự
hấp phụ trong điều kiện: 100ml nước thải với khối lượng VLHP là 2 gam, pH của các dung
dịch được điều chỉnh đến 7, tốc độ lắc là 60 vòng/phút.
c. Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ lắc

4
đến quá trình hoạt hóa bã mía
trong điều kiện nhiệt độ hoạt hóa 70
0
C, thời gian hoạt hóa 3 giờ, nồng độ acid thay đổi từ 0 ÷
10%.
Hình 3.1 Đồ thị thể hiện ảnh hưởng của nồng độ acid H
2
SO
4

đến khả năng hấp phụ màu và COD của VLHP chế tạo từ bã mía.
Nhận xét: Hình 3.1 cho thấy khả năng hấp phụ của VLHP sau khi hoạt hóa bằng acid
H
2
SO
4
tốt hơn so với khi chưa hoạt hóa và đạt giá trị cao nhất ở nồng độ H
2
SO
4
là 5%. Khi 4
nồng độ acid tiếp tục tăng lên đến 10% thì hiệu suất hấp phụ của VLHP lại giảm nhẹ do nồng
độ acid cao sẽ dẫn đến cháy cấu trúc của bã mía. Đồng thời, hàm lượng COD trong nước thải

gian hoạt hóa thay đổi từ 1 giờ ÷ 5 giờ.
Hình 3.3. Đồ thị thể hiện ảnh hưởng của thời gian
đến khả năng hấp phụ màu và COD của VLHP chế tạo từ bã mía.
Nhận xét: Hình 3.3 cho thấy khả năng hấp phụ của VLHP sau khi hoạt hóa bằng acid
H
2
SO
4
đạt giá trị cao nhất ở thời gian hoạt hóa là 3 giờ. Khi thời gian hoá ít hơn, sẽ không đủ
thời gian để bã mía hòa tan các tạp chất trong thành phần cấu trúc nên hiệu quả xử lý thấp.
Ngược lại, khi thời gian hoạt hóa càng lâu, cấu trúc bên trong của bã mía dễ bị thay đổi dẫn
đến hiệu quả hấp phụ giảm.
Vậy sau khi tiến hành các thí nghiệm để khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố họat hóa,
VLHP xử lý đạt tối ưu khi hoạt hóa ở nhiệt độ 70
0
C, thời gian hoạt hóa là 3 giờ với nồng độ
acid H
2
SO
4
là 5%. 5
3.2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ
3.2.1. Ảnh hưởng của kích thước các vật liệu hấp phụ
Khảo sát khả năng hấp phụ màu của VLHP với các kích thước 0.25 mm, 0.5 mm, 1 mm,


6
3.2.3. Ảnh hưởng của pH đến quá trình hấp phụ
Hình 3.6. Đồ thị thể hiện ảnh hưởng của pH
đến khả năng hấp phụ màu và COD của VLHP chế tạo từ bã mía.
Nhận xét: Từ biểu đồ cho thấy: khi pH tăng hiệu suất hấp phụ của VLHP tăng. Trong
khoảng pH từ 5 ÷ 7 hiệu suất hấp phụ màu tăng nhanh từ 57.82% lên 62.54%. ở pH từ 7 ÷ 9
hiệu suất hấp phụ của VLHP giảm nhẹ xuống còn 59.59%. Ngoài ra hiệu suất hấp phụ COD
cũng giảm đáng kể, tại pH bằng 7 hiệu suất hấp phụ COD đạt cao nhất là 54.38%. Vì vậy, pH
có ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ trên bề mặt vật liệu hấp phụ trong môi trường nước. pH
quá cao hoặc quá thấp sẽ dẫn đến tình trạng mất ổn định của VLHP làm giảm hiệu suất hấp
phụ. Do đó chọn pH của các dung dịch nghiên cứu là 7 để tiến hành các thí nghiệm tiếp theo.
3.2.4. Ảnh hưởng của tốc độ lắc đến quá trình hấp phụ
Khảo sát với tốc độ lắc như sau: 30 ÷ 90 vòng/phút.
Hình 3.7. Đồ thị thể hiện ảnh hưởng của tốc độ lắc
đến khả năng hấp phụ màu và COD của VLHP chế tạo từ bã mía.
Nhận xét: Dựa vào bảng kết quả cho thấy, khi tốc độ lắc tăng, hiệu suất hấp phụ tăng
theo. Trong năm khoảng tốc độ lắc được tiến hành khảo sát thì hiệu sất hấp phụ đạt cao nhất
tại tốc độ lắc 60 vòng/phút. Vì vậy, nhóm tác giả chọn tốc độ lắc 60 vòng/phút để tiến hành
những thí nghiệm tiếp theo. 7
3.2.5. Ảnh hưởng của thời gian lắc đến quá trình hấp phụ

8
Như vậy từ các thực nghiệm trên đã tìm được điều kiện tốt nhất để xử lý màu của nước
thải dệt nhuộm bằng phương pháp hấp phụ qua vật liệu chế tạo từ bã mĩa với các điều kiện
như sau:
pH = 7
Tốc độ lắc: 60 vòng/phút
Thời gian hấp phụ: 60 phút.
Lưu lượng: 0.3 lít/giờ (đối với hấp phụ dạng cột).
3.4. So sánh hiệu quả xử lý của bã mía với các vật liệu hấp phụ khác.
Tiến hành hấp phụ đối với các VLHP khác nhau như: than họat tính, bentonite, zeolit
và bùn thải giấy để so sánh hiệu quả xử lý của các loại VLHP.
Hình 3.10. Hiệu quả xử lý màu và COD của các VLHP
Nhận xét: Dựa vào biểu đồ cho thấy, vật liệu hấp phụ chế tạo từ bã mía có khả năng
hấp phụ màu và COD tốt như những chất hấp phụ khác. Than họat tính có khả năng hấp phụ
tốt nhất, với hiệu suất xử lý đạt từ 80 – 95%, các VLHP còn lại như bentonite, zeolit hay bùn
thải giấy có hiệu suất xử lý gần như tương đương với bã mía. Vậy có thể sử dụng VLHP chế
tạo từ bã mía để xử lý màu và COD có trong nước thải. Có thể áp dụng vào thực tế, sản xuất
theo quy mô lớn để xử lý các nguồn ô nhiễm trong tương lai, thay thế các VLHP có giá thành
cao.

4. KẾT LUẬN
Từ kết quả nghiên cứu xử lý và tận dụng bã mía để chế tạo vật liệu hấp phụ ứng dụng
trong xử lý màu và COD của nước thải dệt nhuộm có thể đưa ra một số kết luận sau:
+ Đã chế tạo được vật liệu hấp phụ từ nguồn phụ phẩm công nghiệp là bã mía thông
qua quá trình xử lý hóa học bằng acid sulfuric nồng độ 5%, sấy ở 70
0
C trong 3 giờ.

trường Đại học Lạc Hồng, những người đã trực tiếp giảng dạy, truyền đạt lại cho chúng em
những kiến thức bổ trợ vô cùng có ích trong những năm học vừa qua.
Bên cạnh đó, nhóm tác giả xin cảm ơn chú Hùng, PGĐ nhà máy nhuộm – Công ty
TNHH dệt may Thế Hòa và các anh chị trong nhà máy đã giúp đỡ tận tình và tạo điều kiện
cho chúng em lấy nước thải để phục vụ quá trình nghiên cứu.
Nhóm tác giả xin cảm ơn các anh chị đi trước và bạn bè đã giúp đỡ, cung cấp tài liệu và
đóng góp ý kiến để chúng em hoàn thành bài nghiên cứu này.
Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc nhóm xin được bày tỏ lời cảm ơn chân thành đến
cha mẹ, cha mẹ luôn là nguồn động viên, chỗ dựa tinh thần, luôn hỗ trợ và giúp nhóm tác giả
để nhóm có thêm nghị lực và ý chí để vượt qua khó khăn và hoàn thành tốt bài nghiên cứu
này.
Mặc dù nhóm tác giả đã cố gắng hoàn thành tốt đề tài nghiên cứu trong phạm vi và khả
năng cho phép nhưng chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Nhóm tác giả kính
mong nhận được sự cảm thông và tận tình chỉ bảo của Quý thầy cô và các bạn. 10
TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Nguyễn Thị Thanh Tú (2010), Nghiên cứu khả năng hấp phụ Methyl đỏ trong dung dịch
nước của các vật liệu hấp phụ chế tạo từ bã mía và thử nghiệm môi trường, Thái Nguyên,
[2]. Ths. Thái Vũ Bình, Bài giảng cơ sở lý thuyết của quá trình hấp phụ.
[3]. Nguyễn Đinh Hùng, Thành phần, tính chất của bã mía, Tp Hồ Chí Minh, (2013).
[4]. Giang Thị Kim Liên (2009), Bài giảng môn quy hoạch thực nghiệm, các phương pháp