1
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Vũ Thị Hậu NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO XÚC TÁC OXI HÓA
PHA LỎNG VÀ ỨNG DỤNG ĐỂ XỬ LÝ
NƢỚC THẢI KHÓ XỬ LÝ VI SINH LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC
LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS CAO THẾ HÀ
Hà Nội – 2012
MỤC LỤC 3
Trang
Lời cam đoan………………………………………………………………………
Lời cảm ơn………………………………………………………………………….
i
ii
Mục lục……………………………………………………………………………
iii
Danh mục các chữ viết tắt…………………………………………………………
vii
1.2.3 Phương pháp oxi hóa khử hóa học……………………………………………
14
1.2.3.1 Khử hóa học………………………………………………………………
14
1.2.3.2 Oxy hóa hóa học…………………………………………………………….
15
1.2.4 Phương pháp sinh học………………………………………………………
20
1.3 Giới thiệu về phương pháp CWAO …………………………………………….
21
1.3.1 Một số đặc điểm của phương pháp WAO và CWAO ………………………
21
1.3.2 Các giai đoạn trong quá trình WAO ……………………………………
22
1.3.3 Cơ chế phản ứng oxy hóa pha lỏng…………………………………………
24
1.3.4 Xúc tác cho quá trình oxy hóa pha lỏng………………………………………
25
1.3.4.1 Xúc tác đồng thể………………………………………………………
26 4
1.3.4.2 Xúc tác dị thể………………………………………………………………
26
1.4 Chế tạo xúc tác và ảnh hưởng của phương pháp chế tạo đến hoạt tính xúc tác
28
1.4.1 Chế tạo xúc tác……………………………………………………………
28
1.4.2 Ảnh hưởng của phương pháp chế tạo xúc tác lên hoạt tính xúc tác……….
46
2.2.4 Xúc tác hai cấu tử……………………………………………………………
46
2.2.4.1 Chế tạo xúc tác hai cấu tử…………………………………………………
46
2.2.4.2 Khảo sát hoạt tính xúc tác các mẫu xúc tác hai cấu tử chế tạo được……….
47
2.2.4.3 Động học oxi hóa RB19, RY145 và RO122 trên xúc tác hai cấu tử tốt nhất
chế tạo được………………………………………………………………………
48
2.2.5 Xúc tác ba cấu tử……………………………………………………………
48
2.2.5.1 Chế tạo xúc tác ba cấu tử…………………………………………………
48
2.2.5.2 Khảo sát hoạt tính xúc tác các mẫu xúc tác ba cấu tử chế tạo được………
49
2.2.6 Thí nghiệm xử lý sinh học nước thải nhuộm thực chứa TNHT sau CWAO
49
2.2.6.1 Khởi động hệ bùn hoạt tính (BHT)…………………………………
49
2.2.6.2 Khảo sát quá trình xử lí nước thải sau CWAO bằng hệ BHT theo phương
5
pháp mẻ gián đoạn………………………………………………………………
49
2.3 Phương pháp phân tích……………………………………………………
50
3.3.1 Khả năng xúc tác của các loại quặng…………
61
3.3.2 Ảnh hưởng của yếu tố xử lý nhiệt…………………………………………….
68
3.4 Đánh giá hoạt tính xúc tác của xúc tác gốc……………………………………
72
3.4.1 Xác định bậc riêng theo chất màu RB19 và hằng số tốc độ k của phản ứng có
và không có xúc tác………………………………………………………………
72
3.4.1.1 Phản ứng có xúc tác………………………………………………………
73
3.4.1.2 Phản ứng không có xúc tác………………………………………
74
3.4.2 Xác định năng lượng hoạt hóa E
a
và hệ số trước hàm mũ k
o
trong phương
trình Arrhenius của phản ứng có và không có xúc tác……………………………
76
3.5 Chế tạo và khảo sát hoạt tính các mẫu xúc tác hai cấu tử……………
78
3.5.1 Kết quả chế tạo………………………………………………………………
78
3.5.2 Kết quả khảo sát hoạt tính xúc tác…………………………………………….
79
3.6 Động học oxi hóa RB19, RY145 và RO122 trên xúc tác hai cấu tử tốt nhất chế
7
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT
PAC: polialuminium chloride
PFC: poliferri chloride
PAA: poliacrylamide
AOP: advanced oxidation processes: quá trình oxi hóa tiên tiến
WO: wet oxidation: oxi hóa pha lỏng
CWO:catalytic wet oxidation: xúc tác oxi hoá pha lỏng
SCWO: supercritical catalytic wet oxidation: xúc tác oxi hóa pha lỏng siêu tới hạn
WAO: wet air oxidation: oxi hóa pha lỏng với chất oxi hóa là oxy không khí
CWAO: catalytic wet air oxidation: xúc tác oxi hóa pha lỏng với chất oxi hóa là
24
Hình 1.4 Sơ đồ chuyển hóa của quá trình oxi hóa pha lỏng………………………
25
Hình 2.1 Phân tử thuốc nhuộm hoạt tính RB19…………………………………….
41
Hình 2.2 Phân tử thuốc nhuộm hoạt tính RO122……………………………
42
Hình 2.3 Phân tử thuốc nhuộm hoạt tính RY145………………………………
42
Hình 2.4 Sơ đồ và thiết bị phản ứng Parr………………………………………
43
Hình 2.5 Sơ đồ tổng hợp các mẫu xúc tác 2 cấu tử…………………………………
47
Hình 2.6 Sự phụ thuộc của p/V(p
0
– p) vào p/p
0
…
54
Hình 3.1 Ảnh hưởng của tốc độ khuấy trộn đến: hiệu suất xử lí màu (a) và hiệu
suất xử lí COD (b)…………………………………………………………………
59
Hình 3.2 Ảnh hưởng của pH đầu đến: hiệu suất xử lí màu (a) và hiệu suất xử lí
COD (b)……………………………………………………………………………
60
Hình 3.3 Sự thay đổi nồng độ RB19 theo thời gian của phản ứng có xúc tác và
phản ứng đối chứng…………………………………………………………………
phản ứng oxi hóa RB19 sử dụng xúc tác Mn-CB…………………………………
74
Hình 3.12 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến phản ứng trong trường hợp không xúc tác
75
Hình 3.13 Sự phụ thuộc ln(C
0
/C) vào thời gian ở các nhiệt độ khác nhau đối với
phản ứng oxi hóa RB19 trường hợp không sử dụng xúc tác ……………………….
75
Hình 3.14 Sự phụ thuộc lnk vào 1/T của phản ứng oxi hóa RB19 khi sử dụng
quặng Mn-CB làm xúc tác………………………………………………………….
76
Hình 3.15 Sự phụ thuộc lnk vào 1/T của phản ứng oxi hóa RB19 trong trường hợp
không sử dụng xúc tác………………………………………………………………
77
Hình 3.16 Biến thiên nồng độ chất màu RB19 trong thí nghiệm oxi hóa pha lỏng
khi sử dụng các xúc tác có tỉ lệ mol Mn và Fe khác nhau………………………….
80
Hình 3.17 Biến thiên COD trong thí nghiệm oxi hóa pha lỏng khi sử dụng các
xúc tác có tỉ lệ mol Mn và Fe khác nhau……………………………………….
82
Hình 3.18 Biến thiên nồng độ RB19 theo thời gian ở 120
o
C (a); 130
0
86
Hình 3.22 Ảnh TEM mẫu Mn-CB (a), mẫu 1Q_Mn:3Fe (b) và mẫu 1Q_Cu:(1Q_Mn:3Fe)
90
Hình 3.23 Biến thiên nồng độ RB19 theo thời gian trong thí nghiệm oxi hóa pha lỏng
khi sử dụng các xúc tác ba thành phần chế tạo theo các phương pháp khác nhau……
91
Hình 3.24 Biến thiên COD theo thời gian trong thí nghiệm oxi hóa pha lỏng khi
sử dụng các xúc tác ba thành phần chế tạo theo các phương pháp khác nhau……
93
Hình 3.25 Diễn biến hàm lượng Cu tan ra theo thời gian trong phản ứng oxi hóa
RB19 với xúc tác Q_Cu…………………………………………………………….
94
Hình 3.26 Giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu Q_Cu……………………………………
95
Hình 3.27 Giản đồ nhiêũ xạ tia X các mẫu xúc tác ba cấu tử chưa thực hiện phản
ứng (H0) và sau thực hiện phản ứng (H1,H2,H3,H4)………………………………
99
Hình 3.28 Phổ UV-Vis mẫu nước thải thực trước và sau oxi hóa pha lỏng ở các
10
mức độ chuyển hóa khác nhau……………………………………………………
100
Hình 3.29 Sự giảm COD các mẫu nước theo thời gian trong phản ứng sinh học…
11
DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 1.1Thế oxy hóa của một số cặp oxy hóa/khử…………………………………
15
Bảng 1.2 Đặc điểm chính của các quá trình oxi hóa pha lỏng quan trọng……
19
Bảng 1.3 Xúc tác cho quá trình oxi hóa CWO………………………………………
19
Bảng 1.4 Điều kiện thực hiện WAO bởi các nhóm nghiên cứu trên thế giới…
22
Bảng 1.5 Các loại xúc tác CWO và các phương pháp chế tạo tương ứng thường áp dụng
29
Bảng 1.6 Tổng kết các liệu về ảnh hưởng của phương pháp chế tạo lên hoạt tính
xúc tác………………………………………………………………………………
31
Bảng 1.7 Tổng quan các nghiên cứu về độ ổn định xúc tác trong CWO……………
32
Bảng 1.8 Độ ổn định của xúc tác……………………………………………………
33
Bảng 1.9 Các công bố về tái sinh xúc tác…………………………………………….
34
Bảng 2.1 Các thông số phản ứng của thí nghiệm chọn lọc …………………………
45
Bảng 2.2 Các thông số phản ứng của các thí nghiệm xác định năng lượng hoạt hóa
46
Bảng 2.3 Các thông số phản ứng của thí nghiệm đánh giá hoạt tính các mẫu xúc tác
12
và phản ứng được xúc tác bởi các loại quặng nung khác nhau…….…………………
70
Bảng 3.10 Biến thiên pH theo thời gian trong phản ứng oxi hóa RB19 sử dụng Mn-
CB làm xúc tác……………………………………………………………………….
72
Bảng 3.11 Giá trị k của phản ứng oxi hóa RB19 trong trường hợp sử dụng Mn-CB
làm xúc tác ở các nhiệt độ khác nhau…………………………
74
Bảng 3.12 Giá trị k của phản ứng oxi hóa RB19 trong trường hợp không sử dụng
xúc tác ở các nhiệt độ khác nhau…………………………………………………….
76
Bảng 3.13 Kí hiệu các mẫu xúc tác 2 cấu tử và điều kiện chế tạo …………………
79
Bảng 3.14 Biến thiên nồng độ RB19 theo thời gian khi sử dụng các mẫu xúc tác có
tỉ lệ mol Mn và Fe khác nhau…………………………………………………………
80
Bảng 3.15 Biến thiên COD theo thời gian khi sử dụng các mẫu xúc tác có tỉ lệ mol
Mn và Fe khác nhau…………………………………………………………………
81
Bảng 3.16 Hoạt tính riêng của các xúc tác……………………………………
83
98
Bảng 3.26 Các thông số của các mẫu nước thải trước và sau CWAO …………….……
100 13
Bảng 3.27 Kết quả đo COD của hệ BHT theo thời gian…
102
Bảng 3.28 Tỉ lệ BOD/COD và hiệu suất xử lý COD các mẫu nước thải sau 4 giờ xử lý
bằng kĩ thuật vi sinh ……………………………………………………………………
104
môi trường hàng trăm triệu m
3
nước thải với nồng độ ô nhiễm cao do nước thải
chưa được hoặc đã xử lý nhưng chưa đạt tiêu chuẩn môi trường.
Vì lí do này, luận án đã chọn đối tượng nghiên cứu ôxi hóa pha lỏng là thuốc
nhuộm hoạt tính, nhóm thuốc nhuộm được sử dụng phổ biến nhất trong ngành dệt
may Việt Nam cũng như trên thế giới. Hơn nữa, đây là đối tượng khó xử lý nhất khi
xử lý nước thải bằng các phương pháp thông thường như công nghệ vi sinh, keo tụ.
Ngoài ra, nhu cầu sử dụng thuốc nhuộm hoạt tính đang có xu hướng tăng lên do nhu
cầu của thị trường và vì thuốc nhuộm hoạt tính là loại thuốc nhuộm bền màu nhất
nên ngày càng được ưa chuộng, lẽ tự nhiên là càng bền thì sẽ càng khó xử lý. Khi
được thải vào môi trường màu nhuộm sẽ làm cản trở khả năng xuyên qua của ánh 15
sáng mặt trời, giảm quang hợp, hạn chế sự phát triển của các sinh vật trong nước.
Nhiều loại thuốc nhuộm còn là chất độc đối với các loài thủy sinh, dẫn đến ô nhiễm
môi trường, mất cân bằng sinh thái. Nhiều phương pháp xử lý đã được nghiên cứu
như hấp phụ, keo tụ-tạo bông kết hợp lọc, oxi hoá hoá học, điện hoá, oxi hoá tiên
tiến, các phương pháp vi sinh Do thuốc nhuộm rất đa dạng về thành phần cấu tạo
và bền trong môi trường nên các phương pháp xử lý thông thường hiện đang sử
dụng như keo tụ-tạo bông, xử lý vi sinh không phải lúc nào cũng đạt tiêu chuẩn thải,
nhất là trong trường hợp thuốc nhuộm hoạt tính.
Tổng quan tài liệu thấy rằng oxi hoá pha lỏng có xúc tác là nhóm phương pháp
xử lý chất màu nói riêng và các chất hữu cơ bền vi sinh nói chung có nhiều tiềm năng
ứng dụng nhờ tốc độ ôxi hóa cao, khả năng xử lý màu phổ rộng. Phương pháp này
còn có ưu thế bởi tác nhân oxi hóa là O
2
không khí, các chất hữu cơ độc hại được
chuyển hóa thành những chất dễ phân hủy vi sinh hoặc khoáng hóa thành CO
tính cao hơn.
ĐỐI TƢỢNG VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Đối tƣợng nghiên cứu chính của luận án là dung dịch thuốc nhuộm hoạt tính tự pha
chế có nồng độ phù hợp với phương pháp oxi hóa pha lỏng và nước thải nhuộm
thực từ công ty TNHH Trường Thịnh, Mỹ Đức, Hà Nội.
Nội dung nghiên cứu của luận án bao gồm:
(1) Chọn lọc quặng có khả năng xúc tác tốt nhất cho phản ứng oxi hóa pha lỏng
bằng O
2
để xử lý thuốc nhuộm hoạt tính (sau đây gọi tắt là phản ứng) từ quặng sắt
Trại Cau (Fe-TC), quặng mangan Tuyên Quang (Mn-TQ), quặng mangan Hà Giang
(Mn-HG) và quặng mangan Cao Bằng (Mn-CB), bao gồm:
+ Đánh giá hoạt tính xúc tác của các loại quặng, chọn loại có hoạt tính cao nhất.
+ Đánh giá ảnh hưởng của yếu tố xử lý nhiệt ở 600
o
C trong 6 giờ.
(2) Đánh giá hoạt tính của xúc tác (quặng) thông qua xác định năng lượng hoạt hóa
của phản ứng không xúc tác và phản ứng có xúc tác ở cùng điều kiện phản ứng.
(3) Chế tạo và đánh giá hoạt tính xúc tác của nhóm xúc tác 2 hợp phần, nghiên cứu
động học 3 loại thuốc nhuộm hoạt tính có các màu cơ bản là xanh, da cam, vàng,
(RB19, RO122, RY145) trên xúc tác 2 hợp phần tốt nhất lựa chọn được.
(4) Chế tạo và đánh giá hoạt tính xúc tác của nhóm xúc tác 3 hợp phần.
(5) Khảo sát khả năng xúc tác của mẫu 3 hợp phần chế tạo được đối với nước thải
thực. 17
(6) Đánh giá khả năng xử lý sinh học của nước thải sau oxi hóa pha lỏng.
GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN
* Đã khảo sát hoạt tính xúc tác của 5 loại quặng tự nhiên Việt Nam trong phản ứng oxi
nhuộm hoạt tính
1.1.1 Chất hữu cơ khó phân hủy sinh học
Chất hữu cơ khó phân hủy sinh học là các hợp chất có cấu tạo phân tử bền
vững, vi khuẩn khó hoặc không phá vỡ được cấu trúc phân tử để chuyển hóa. Chúng
tồn tại lâu trong môi trường, có khả năng phát tán rộng, tích lũy sinh học trong các hệ
sinh thái trên cạn và dưới nước, kể cả trong cơ thể người, có thể gây ung thư, đột biến
gen và được coi là nguy cơ nghiêm trọng cho sức khỏe con người và môi trường.
Các nguồn nước thải chứa các chất hữu cơ khó phân hủy vi sinh bao gồm: nước
thải chứa các loại cơ clo, nước thải dệt nhuộm, nước thải sản xuất bột giấy, nước thải
nhà máy sản xuất oxit nhôm theo phương pháp Bayer, nước thải một số công nghiệp
hóa chất…
1.1.2 Nƣớc thải dệt nhuộm chứa thuốc nhuộm hoạt tính
1.1.2.1 Khái quát về thuốc nhuộm [9]
Thuốc nhuộm là những chất hữu cơ có màu, hấp thụ mạnh một phần nhất định
của quang phổ ánh sáng nhìn thấy và có khả năng gắn kết vào vật liệu dệt. Thuốc
nhuộm có thể có nguồn gốc thiên nhiên hoặc tổng hợp. Hiện nay, con người hầu như
chỉ sử dụng thuốc nhuộm tổng hợp. Đặc điểm nổi bật của các loại thuốc nhuộm là độ
bền màu - tính chất không bị phân hủy bởi những điều kiện, tác động khác nhau của
môi trường, đây vừa là yêu cầu với thuốc nhuộm lại vừa là vấn đề với xử lý nước thải
dệt nhuộm. Màu sắc của thuốc nhuộm có được là do cấu trúc hóa học của nó. Một
cách chung nhất, phân tử thuốc 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, như -SOH, -COOH, -OH, -NH
2
, đóng vai trò tăng cường màu của
nhóm mang màu bằng cách dịch chuyển năng lượng của hệ điện tử. 19
Ngoài ra, còn các họ thuốc nhuộm khác ít phổ biến, ít quan trọng hơn như:
thuốc nhuộm nitrozo, nitro, polymetyl, arylamin, azometyl, thuốc nhuộm lưu huỳnh…
Phân loại theo lĩnh vực, phƣơng pháp sử dụng [10]
Đây là cách phân loại các loại thuốc nhuộm thương mại đã được thống nhất
trên toàn cầu và liệt kê trong CI, trong đó mỗi thuốc nhuộm được chỉ dẫn về cấu tạo
hóa học, đặc điểm về màu sắc và phạm vi sử dụng. Theo đặc tính áp dụng, người ta
quan tâm nhiều nhất đến thuốc nhuộm sử dụng cho xơ sợi xenlullo (bông, visco ),
đó là các thuốc nhuộm hoàn nguyên, lưu hóa, hoạt tính và trực tiếp. Sau đó là các
thuốc nhuộm cho xơ sợi tổng hợp, len, tơ tằm như: thuốc nhuộm phân tán, thuốc
nhuộm bazơ (cation), thuốc nhuộm axit.
Thuốc nhuộm hoàn nguyên, bao gồm:
- Thuốc nhuộm hoàn nguyên không tan: là hợp chất màu hữu cơ không tan trong
nước, chứa nhóm xeton trong phân tử và có dạng tổng quát: R=C=O.
- Thuốc nhuộm hoàn nguyên tan: là muối este sunfonat của hợp chất layco axit của
thuốc nhuộm hoàn nguyên không tan, R≡C-O-SO
3
Na. Nó dễ bị thủy phân trong môi
trường axit và bị oxi hóa về dạng không tan ban đầu.
Khoảng 80% thuốc nhuộm hoàn nguyên thuộc nhóm antraquinon.
Thuốc nhuộm lưu hóa: chứa nhóm disunfua đặc trưng (D-S-S-D, D- nhóm
mang màu thuốc nhuộm) có thể chuyển về dạng tan (layco: D-S-) qua quá trình
khử. Giống như thuốc nhuộm hoàn nguyên, thuốc nhuộm lưu hóa dùng để nhuộm
vật liệu xenllulo qua 3 giai đoạn: hòa tan, hấp phụ vào xơ sợi và oxi hóa trở lại.
Thuốc nhuộm trực tiếp: đây là loại thuốc nhuộm anion có khả năng bắt màu
trực tiếp vào xơ sợi xenlulo và dạng tổng quát: Ar-SO
3
Na. Khi hòa tan trong nước, 21
2
CH
3
)
R: nhóm mang màu của thuốc nhuộm
Y: nhóm nguyên tử phản ứng, trong điều kiện nhuộm nó tách khỏi phân
tử thuốc nhuộm, tạo khả năng cho thuốc nhuộm phản ứng với xơ (-Cl,
-SO
2
, -SO
3
H, -CH=CH
2
, )
T: nhóm mang nguyên tử hay nhóm nguyên tử phản ứng, thực hiện liên
kết giữa thuốc nhuộm và xơ. 22
Là loại thuốc nhuộm duy nhất tạo liên kết cộng hóa trị với xơ sợi nên độ bền
màu khi giặt và độ bền màu ướt rất cao, vì vậy thuốc nhuộm hoạt tính là một trong
những thuốc nhuộm được phát triển mạnh mẽ nhất trong thời gian qua đồng thời là
lớp thuốc nhuộm quan trọng nhất để nhuộm vải sợi bông và thành phần bông trong
vải sợi pha.
Tuy nhiên, thuốc nhuộm hoạt tính có nhược điểm là: trong điều kiện nhuộm,
khi tiếp xúc với vật liệu nhuộm (xơ sợi), thuốc nhuộm hoạt tính không chỉ tham gia
vào phản ứng với vật liệu mà còn bị thủy phân rồi gắn lên sợi:
Ví dụ:
Thuốc nhuộm sunfatoetylsunfon
Thuốc nhuộm Vinylsunfon Xơ được nhuộm (X là O-Xenlullo)
Thuốc nhuộm thủy phân (X là OH)
Do tham gia vào phản ứng thủy phân nên phản ứng giữa thuốc nhuộm và xơ
sợi không đạt hiệu suất 100%. Để đạt độ bền màu giặt và độ bền màu tối ưu, hàng
nhuộm được giặt sạch để loại bỏ phần thuốc nhuộm dư và phần thuốc nhuộm thủy
phân. Vì thế, mức độ tổn thất đối với thuốc nhuộm hoạt tính cỡ 10÷50%, lớn nhất
trong các loại thuốc nhuộm. Hơn nữa, màu thuốc nhuộm thủy phân giống màu
thuốc nhuộm gốc nên nó gây ra vấn đề màu nước thải và ô nhiễm nước thải.
1.1.2.2 Ô nhiễm nƣớc thải dệt nhuộm do thuốc nhuộm và tác hại của nó [9]
Ô nhiễm nƣớc thải dệt nhuộm do thuốc nhuộm 23
Ô nhiễm nước thải dệt nhuộm phụ thuộc vào các hóa chất, chất trợ, thuốc
nhuộm và công nghệ sử dụng. Trong đó ô nhiễm do thuốc nhuộm trở thành vấn đề
chủ yếu đối với nước thải dệt nhuộm. Thuốc nhuộm sử dụng hiện nay là các sản
phẩm tổng hợp hữu cơ. Nồng độ thuốc nhuộm trong môi trường nước tiếp nhận đối
với các công đoạn dệt - nhuộm phụ thuộc vào các yếu tố:
Mức độ sử dụng hàng ngày của thuốc nhuộm
Độ gắn màu của thuốc nhuộm lên vật liệu dệt
Mức độ xử lý trong các công đoạn xử lý nước thải
Hệ số pha loãng trong nguồn nước tiếp nhận
Mức độ gắn màu là một yếu tố quan trọng, nó phụ thuộc vào độ đậm màu,
công nghệ áp dụng, tỷ lệ khối lượng hàng nhuộm và dung dịch nước dùng trong máy
nhuộm, vật liệu dệt và thuốc nhuộm sử dụng. Tổn thất thuốc nhuộm đưa vào nước
trung bình là 10% với màu đậm, 2% với màu trung bình và < 2% với màu nhạt.
Trong in hoa thì tổn thất thuốc nhuộm có thể lớn hơn nhiều [9].
Tác hại của việc ô nhiễm thuốc nhuộm
Các thuốc nhuộm hữu cơ nói chung được xếp loại từ độc đến không độc đối
pháp tiền xử lý thật sự hiệu quả và kinh tế vì đặc tính tan, bền và đa dạng về chủng
loại của nó. Phương pháp oxi hóa, đặc biệt là oxi hóa pha lỏng, tỏ ra có tiềm năng
trong việc giải quyết vấn đề này nhờ khả năng oxi hóa phân hủy không chọn lọc.
1.2.1 Phƣơng pháp hóa lý
Các phương pháp hóa lý đơn thuần là keo tụ - tạo bông, hấp phụ và lọc có
đặc điểm chung là chuyển chất ô nhiễm (chất màu) từ pha này sang pha khác mà
không làm biến đổi bản chất, cấu trúc chất màu. Do đó, trong xử lý chất màu thì các
phương pháp trên có nhược điểm chung là không xử lý triệt để chất màu để chuyển
chúng thành các chất không gây ô nhiễm hoặc các chất dễ phân hủy sinh học hơn.
Chất ô nhiễm sẽ tích lũy ở bùn hay chất hấp phụ phải chi phí để thải bỏ. Riêng đối
với TNHT keo tụ - tạo bông hiệu quả rất thấp, sinh nhiều bùn; hấp phụ chi phí cao;
lọc chỉ hiệu quả từ lọc NF tới RO, chi phí ban đầu rất cao.
1.2.1.1 Phƣơng pháp keo tụ
Hiện tượng keo tụ là hiện tượng các hạt keo cùng loại có thể hút nhau tạo
thành những tập hợp hạt có kích thước và khối lượng đủ lớn để có thể lắng xuống
do trọng lực trong một thời gian đủ ngắn [4,8]. 25
Phương pháp keo tụ để xử lý chất màu dệt nhuộm là phương pháp tách loại
chất màu gây ô nhiễm ra khỏi nước dựa trên hiện tượng keo tụ. Các chất keo tụ
thường dùng là phèn nhôm, muối FeCl
3
.nH
2
O (n =1-6), Fe
2
(SO
4
)
Copyright: Tài liệu đại học ©