NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP GIẤYBẰNG PHƯƠNG PHÁP
KEO TỤ ĐIỆN HÓA – TUYỂN NỔI SỬ DỤNG ĐIỆN CỰC HỢP KIM NHÔM HÒA
TAN

SVTH: Hoàng Tuấn Anh
Lớp DH11H2, Khoa Hóa Học & CNTP, Trường Đại học Bà Rịa Vũng Tàu
GVHD: ThS. Nguyễn Quang Thái
Khoa Hóa Học & CNTP, Trường Đại học Bà Rịa Vũng Tàu

TÓM TẮT:
Phương pháp điện hoá là phương pháp thuận tiện dùng để xử lý nước thải có chứa chất
màu mà các phương pháp khác không xử lý được triệt để. Trong nghiên cứu này đã khảo sát xử lý
nước thải nhà máy giấy bằng phương pháp điện hoá dùng anôt và catot là hợp kim nhôm. Kết quả
cho thấy hiệu qủa xử lý nước thải phụ thuộc vào mật độ dòng điện, độ pH, khoảng cách giữa hai điện
cực, thời gian điên phân và một số yếu tố khác. Trong điều kiện nghiên cứu này với mật độ dòng điện
2,1 A/dm
2
, khoảng cách giữa hai điện cực là 1cm, pH = 6.5 – 7.0thời gian xử lý là 40÷45 phút thì hiệu
quả xử lý nước thải giấy là tốt nhất.
1. Mở đầu:
Hiện nay giấy là một trong những sản phẩm không thể thiếu trong cuộc sống của chúng
ta, ngành công nghiệp giấy ngày càng phát triển. Nhưng bên cạnh đó, lượng nước thải của các
nhà máy giấy rất lớn, gây độc hại, nhưng các phương pháp đang dùng để xử lý chưa đảm bảo
được triệt để. Với công nghệ sản xuất giấy khác nhau cần có xử lý nước thải thích hợp. Ở Việt
Nam hầu như có rất ít nghiên cứu ứng dụng xử lý điện hoá nước thải nhà máy giấy. Vì vậy
nghiên cứu xử lý điện hoá nước thải nhà máy giấy là việc rất cấp thiết nhằm đưa ra công nghệ
xử lý thích hợp, triệt để các chất hữu cơ độc hại thải ra môi trường.
Các yếu tố như vật liệu làm điện cực, chế độ công nghệ, nồng độ các chất phụ gia và
nhiều yếu tố khác ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý [1]. Trong bài báo này là kết quả khảo sát
ảnh hưởng của một vài yếu tố đến hiệu quả xử lý nước thải giấy, từ đó góp phần vào việc lựa
chọn công nghệ xử lý nước thải giấy thích hợp với hiệu quả cao.

2
. Mẫu được làm sạch cơ học, tẩy dầu
mỡ, làm sạch hoá học rồi đưa vào thử nghiệm.
Xác định các chỉ số COD, độ pH, hiệu suất tách màu của dung dịch nước thải sau khi
xử lý ở các chế độ khác nhau. Độ màu được xác định trên máy đo quang. Trong nghiên cứu
này thời gian điện phân được tính đến lúc mẫu chuyển từ màu vàng đậm sang mẫu màu sáng
và có bông keo tụ- tuyển nổi.
3. Kết quả và thảo luận
3.1. Kết quả ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất xử lý nước thải
Bảng 1: Ảnh hưởng thời gian đế hiệu suất của xử lý nước thải.
Da
(A/dm
2
)
Thời gian
(phút)
COD trước xử
lý (mg/l)
COD sau xử lý
(mg/l)
Hiệu suất (%)
2.1
10
2850
895
68.6
2.1
20
2850
575

tăng các tâm keo tụ có khả năng làm cho
giá trị COD tăng. Mặt khác khi thời gian
điện hóa dài thì nhiệt độ dung dịch điện
hóa tăng làm tăng khả năng hòa tan các
bông cặn. Kết quả thực nghiệm cho thấy hiệu suất xử lý nước thải giấy trong khoảng thời
gian từ 35÷40 phút thì hiệu suất xử lý nước thải là tốt nhất.
3.2. Kết quả ảnh hưởng của pH đến hiệu suất xử lý nước thải
Bảng 2: Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất xử lý nước thải

Da
(A/dm
2
)
Thời gian
(phút)
pH
COD trước
xử lý (mg/l)
COD sau xử
lý(mg/l)
Hiệu suất
(%)
2.1
40
4
2850
2850
0
895
575

40
5.5
2850
660
76.8
2.1
40
6.5
2850
325
88.6
2.1
40
7
2850
345
87.9
2.1
40
7.5
2850
375
86.8
2.1
40
8.5
2850
415
85.4


7+
hoặc kết tủa Al(OH)
3
. Các phức
polime và kết tủa hydroxit nhôm gây keo tụ cho hệ keo 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 quả cao.
Trong môi trường kiềm pH = 8 ÷ 9 kết tủa Al(OH)
4
-
hoặc AlO
2
-
. Nồng độ kết tủa
Al(OH)
3
giảm dần đến hiệu suất quá trình keo tụ giảm. Kết quả thực nghiệm đối với quá trình
xử lý nước thải giấy sử dụng điện cực hòa tan Al cho hiệu quả khử COD cao nhất trong phạm
vi pH từ 6,5÷7 (trong đó tại pH ban đầu bằng 6,5 cho hiệu quả khử COD cao nhất)
3.3. Kết quả ảnh hưởng khoảng cách điện cực đến hiệu suất xử lý nước thải
Bảng 3: Ảnh hưởng của khoảng cách điên cực đến hiệu suất xử lý nước thải
Khoảng
cách điện
cực (cm)
Da tương ứng
(A/dm
2
)
COD trước xử
lý (mg/l)

345
375
415
0
76.8
88.6
87.9
86.8
85.4
0
20
40
60
80
100
0
1000
2000
3000
4 5.5 6.5 7 7.5 8.5
Hiệu suất%
COD sau xử lý (ml/g)
pH
COD sau xử lý(ml/g)
Hiệu suất %
Hình 4: Biểu đồ ảnh hưởng của khoảng cách
điên cực đến hiệu suất xử lý nước thải

Hình 5: Biểu đồ ảnh hưởng của Nacl đến hiệu
suất xử lý nước thải.

NaCl (g)
COD trước
xử lý (mg/l)
COD sau
xử lý (mg/l)
Hiệu suất
(%)
2.1
30
0.005
2850
585
79.5
2.1
30
0.01
2850
435
84.7
2.1
30
0.015
2850
365
87.2
2.1
30
0.02
2850
315

về phía âm hơn, cùng với sự có mặt của ion Cl
-
trong dung dịch làm tăng quá trình hòa tan
nên khả năng tạo ra Al
3+
nhiều, mặt khác khi đó tiêu hao anốt nhôm tăng lên.
Khi lượng NaCl được bổ sung vào dung dịch tăng lên sẽ làm tăng quá trình phản ứng ở
điện cực ảnh hưởng đến giá trị pH của dung dịch sau khi điện phân. Quan sát hiện tượng ta
thấy khi tăng nồng độ NaCl mẫu nước thải có trong hơn tuy nhiên sự chênh lệch này không
nhiều. Khi tăng nồng độ NaCl trong dung dịch thì độ dày lớp khuyếch tán của hạt keo giảm
xuống, trong khi đó điện thế của hạt keo không thay đổi nên thế điện động zeta giảm xuống
làm giảm độ bền hạt keo vì vậy tăng khả năng hấp phụ và tương tác của các hạt keo. Mặt khác
lượng Al
3+
sẽ tăng lên làm tăng khả năng hấp phụ của các chất màu trong dung dịch.
Tuy nhiên khi bổ sung thêm nhiều NaCl vào dung dịch thì pH giảm, độ dẫn điện tăng
lên, hiệu suất khử màu tăng nhưng tiêu hao anốt lớn, tiêu tốn hóa chất nhiều
Từ các kết quả trên ta chọn nồng độ NaCl thêm vào là 0,02 g.
3.5. Kết quả ảnh hưởng của thời gian đến nhiệt độ và hiệu quả xử lý độ màu
Bảng 5 : Ảnh hưởng của thời gian đến nhiệt độ và hiệu suất xử lý độ màu Từ bảng kết quả ta có biểu đồ thể hiên sự ảnh hưởng của thời gian đến nhiệt độ và khả năng
xử lý màu nước thải của phương pháp keo tụ điện hóa:

39
36.7
45
41
30.1
Hình 6: Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của thời
gian đến nhiệt độ và khả năng xử lý màu

Quan sỏt thc nghim thy rng khi thi gian in phõn di thỡ bụng trong dung dch to hn.
Tuy nhiờn khi in phõn quỏ lõu hiu qu x lý s xu do cỏc bụng keo b phỏ v. ng thi
tng thi gian in phõn s lm nhit dung dch tng cao, tiờu tn in nng, tiờu hao in
cc ant nhụm. Vỡ vy chn thi gian in phõn v mt dũng thớch hp l iu kin cn
thit phi kho sỏt nhm chn iu kin ti u cho quỏ trỡnh x lý nc thi. Theo thi gian
mc tiờu hao ant, nhit dung dch sau in phõn cng tng lờn gn nh tuyn tớnh.

4. Kt lun:
Qua quỏ trỡnh nghiờn cu cỏc c tớnh v kh nng keo t ca keo nhụm in húa trong
dung dch in phõn vi in cc hũa tan l hp kim nhụm ta nhn thy.
V ch in phõn sau khi qua kho sỏt thớch hp cho keo t in húa cht mu hu
c vi in cc hũa tan l hp kim nhụm. Mt dũng 2,1(A/dm
2
), pH 6,5-7,0 v
khong cỏch gia 2 in cc l 1cm, thi gian in phõn 40 - 45 phỳt.
Keo t in húa vi in cc hũa tan nhụm cú th tỏch phn ln cht mu.
Keo t in húa vi in cc hũa tan nhụm cú nhiu u im hn so vi keo t húa
hc vỡ cú nhiu quỏ trỡnh ng thi tham gia trong cựng mt thit b nh keo t, tuyn
ni, phỏ bn bi in trng, nh hng tng tỏc thun li, tit trựng kớch thc
ht keo mi sinh ra nh nờn c ch hp th v trung hũa in tớch chim u th khng
ch ch yu quỏ trỡnh keo t in húa, cht lng nc sau x lý v kh nng tỏi s
dng, cú th ỏp dng nhng ni cú mt bng cht hp.