ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

Vũ Mai Phương

TỔNG HỢP VẬT LIỆU HẤP PHỤ CÓ TỪ TÍNH VÀ KHẢO SÁT
KHẢ NĂNG TÁCH LOẠI PHẨM MÀU AZO TRONG MÔI
TRƯỜNG NƯỚC

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2015


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

Vũ Mai Phương

TỔNG HỢP VẬT LIỆU HẤP PHỤ CÓ TỪ TÍNH VÀ KHẢO SÁT
KHẢ NĂNG TÁCH LOẠI PHẨM MÀU AZO TRONG MÔI
TRƯỜNG NƯỚC

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Chuyên ngành: Hóa Môi Trường
Mã số: 60440120

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

1.1.2. Tính chất của chitosan ...................................................................................4
1.1.3. Ứng dụng của chitosan ..................................................................................4
1.2. Oxit sắt từ............................................................................................................ 5
1.2.1. Cấu trúc tinh thể của Fe3O4 ...........................................................................5
1.2.2. Tính chất ........................................................................................................6
1.2.3. Một số ứng dụng của oxit sắt ........................................................................7
1.3. Vật liệu từ tính ứng dụng xử lí nước thải ........................................................ 8
1.4. Đặc tính và một số phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm........................ 9
1.4.1. Đặc tính và các nguồn phát sinh nước thải dệt nhuộm .................................9
1.4.2. Các loại thuốc nhuộm thông thường ...........................................................10
1.4.3. Một số phương pháp xử lí nước thải dệt nhuộm ........................................13
1.4.3.1. Phương pháp keo tụ .................................................................................14
1.4.3.2. Phương pháp oxy hóa tăng cường – AOP ...............................................15
1.4.3.3. Phương pháp hấp phụ ..............................................................................16
1.5. Khái niệm chung về hợp chất màu azo .......................................................... 18
1.5.1. Đặc điểm cấu tạo .........................................................................................18
1.5.2. Tính chất ......................................................................................................19
1.5.3. Độc tính với môi trường ..............................................................................19
CHƯƠNG 2 – THỰC NGHIỆM ................................................................................20
2.1. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu ................................................................... 20
2.2. Thiết bị, hóa chất cần thiết cho nghiên cứu ................................................... 20
2.2.1 Hóa chất và Vật liệu nghiên cứu ..................................................................20
2.2.2. Thiết bị.........................................................................................................20


2.3. Phương pháp phân tích trắc quang xác định nồng độ phẩm màu trong
dung dịch .................................................................................................................. 21
2.4. Tổng hợp vật liệu có từ tính có khả năng hấp phụ/ trao đổi ion ................. 23
2.5. Các phương pháp nghiên cứu đặc trưng cấu trúc vật liệu........................... 24
2.5.1. Phương pháp phổ hồng ngoại IR .................................................................24

3.2. Khảo sát một số điều kiện hấp phụ cơ bản sử dụng vật liệu chitosan/oxit
sắt từ FMM-C31 ...................................................................................................... 39
3.2.1. Khảo sát một số điều kiện hấp phụ phẩm màu metyl đỏ đối với vật liệu hấp
phụ FMM-C31 .......................................................................................................39
3.2.2. Tiến hành khảo sát khả năng hấp phụ alizarin vàng G của vật liệu FMMC31 ........................................................................................................................42
KẾT LUẬN ..................................................................................................................47
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................48
PHỤ LỤC .....................................................................................................................51
1. Một số hợp chất azo thường gặp....................................................................... 51
2. Sơ đồ tổng hợp vật liệu chitosan/Fe3O4 ............................................................. 52


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Đặc tính nướcthải của một số cơ sở dệt nhuộm ở Hà Nội ..............................9
Bảng 1.2. Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp dệt may ...................9
Bảng 2.1 Số liệu xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ Methyl đỏ ........................22
Bảng 2.2 Số liệu xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ Alizarin vàng G ...............22
Bảng 3.1. Bảng khảo sát thời gian lắng của vật liệuệu..................................................38
Bảng 3.2. So sánh sự hấp phụ alizarin vàng của 3 loại vật liệu FMM-C11, FMM-C21
và FMM-C31 .................................................................................................................39
Bảng 3.3. Khảo sát thời gian cân bằng hấp phụ của vật liệu FMM-C31 đối với phẩm
màu metyl đỏ .................................................................................................................39
Bảng 3.4. Khảo sát ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ metyl đỏ vủa vật liệu ...41
Bảng 3.5. Khảo sát dung lượng hấp phụ metyl đỏ cực đại của vật liệu FMM-C31 ......41
Bảng 3.6. Khảo sát thời gian cân bằng hấp phụ alizarin vàng G ..................................43
Bảng 3.7. Khảo sát ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ alizarin vàng G của vật
liệu FMM-C31. ..............................................................................................................44
Bảng 3.8. Khảo sát dung lượng hấp phụ alizarin vàng G cực đại của vật liệu FMMC31.................................................................................................................................45




MỞ ĐẦU
Hiện nay, sự phát triển ngày càng lớn mạnh của đất nước về kinh tế và xã hội,
đặc biệt là sự phát triển mạnh mẽ của các ngành công nghiệp đã ảnh hưởng rất lớn đến
môi trường sống của con người. Bên cạnh sự lớn mạnh của nền kinh tế đất nước lại là
sự gia tăng ô nhiễm môi trường. Một trong những ngành công nghiệp gây ô nhiễm
môi trường lớn là ngành dệt nhuộm. Bên cạnh các công ty, nhà máy còn có hàng
ngàn cơ sở nhỏ lẻ từ các làng nghề truyền thống. Với quy mô sản xuất nhỏ, lẻ nên
lượng nước thải sau sản xuất hầu như không được xử lý, mà được thải trực tiếp ra hệ
thống cống rãnh và đổ thẳng xuống hồ ao, sông, ngòi gây ô nhiễm nghiêm trọng tầng
nước mặt, mạch nước ngầm và ảnh hưởng lớn đến sức khỏe con người.
Với dây chuyền công nghệ phức tạp, bao gồm nhiều công đoạn sản xuất khác
nhau nên nước thải sau sản xuất dệt nhuộm chứa nhiều loại hợp chất hữu cơ độc hại,
đặc biệt là các công đoạn tẩy trắng và nhuộm màu. Việc tẩy, nhuộm vải bằng các
loại thuốc nhuộm khác nhau như thuốc nhuộm hoạt tính, thuốc nhuộm trực tiếp, thuốc
nhuộm hoàn nguyên, thuốc nhuộm phân tán… khiến cho lượng nước thải chứa nhiều
chất ô nhiễm khác nhau (chất tạo màu, chất làm bền màu...) [7,8]. Bên cạnh những lợi
ích của chất tạo màu họ azo trong công nghiệp nhuộm, thì tác hại của nó không nhỏ
khi mà các chất này được thải ra môi trường. Gần đây, các nhà nghiên cứu đã phát
hiện ra tính độc hại và nguy hiểm của hợp chất họ azo đối với môi trường sinh thái và
con người, đặc biệt là loại thuốc nhuộm này có thể gây ung thư cho người sử dụng sản
phẩm [19,30].
Nghiên cứu, xử lý nước thải có chứa hợp chất azo là một vấn đề rất quan trọng
nhằm loại bỏ hết các chất này trước khi xả ra môi trường, bảo vệ con người và môi
trường sinh thái.
Với mục đích góp phần nghiên cứu kỹ thuật xử lý các phẩm màu hữu cơ bằng
phương pháp hấp phụ, đặc biệt là xử lý phẩm màu họ azo bằng vật liệu hấp phụ có từ
tính, nên đề tài luận văn “Tổng hợp vật liệu hấp phụ có từ tính và khảo sát khả năng
tách loại phẩm màu azo trong môi trường nước ” đã được tôi lựa chọn thực hiện.


biệt là chitosan đã được chú ý đặc biệt như là một loại vật liệu mới có ứng dụng đặ
biệt trong công nghiệp dược, y học, xử lý nước thải và trong công nghiệp thực phẩm
như là tác nhân kết hợp, gel hoá, hay tác nhân ổn định ...

2


Trong các loài thuỷ sản đặc biệt là trong vỏ tôm, cua, ghẹ, hàm lượng chitin –
chitosan chiếm khá cao dao động từ 14-35% so với trọng lượng khô. Vì vậy vỏ tôm,
cua, ghẹ là nguồn nguyên liệu chính để sản xuất chitin – chitosan.

Hình 1.1: Công thức cấu tạo chitin, chitosan và xenlulozo a
Như hình vẽ trên, thì sự khác biệt duy nhất giữa chitonsan và cellulose là nhóm
amin (-NH2) ở vị trí C2 của chitosan thay thế nhóm hydroxyl (-OH) ở xenlulozo.
Chitosan tích điện dương do đó nó có khả năng liên kết hoá học với những chất tích
điện âm như chất béo, lipit, cholesterol, protein và các đại phân tử. Chitin và chitosan
rất có lợi ích về mặt thương mại cũng như là một nguồn vật chất tự nhiên do tính chất
đặc biệt của chúng như tính tương thích về mặt sinh học, khả năng hấp thụ, khả năng
tạo màng và giữ các ion kim loại.
Chitosan và các dẫn xuất của nó có hoạt tính kháng nấm, kháng khuẩn, có khả
năng tự phân hủy sinh học cao, không gây dị ứng. Không gây độc hại cho người và gia
súc, có khả năng tạo phức với một số kim loại chuyển tiếp như Co(II), Ni(II), Cu(II)...
do vậy chúng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như: xử lý nước thải và bảo
vệ môi trường, dược học và y học, nông nghiệp, công nghiệp, công nghệ sinh học....
Chitosan có cấu trúc đặc biệt với các nhóm amin trong mạng lưới phân tử có khả
năng hấp phụ tạo phức với kim loại chuyển tiếp: Cu(II), Ni(II), Co(II).... trong môi
trường nước. Vì vậy chitosan đang được nghiên cứu kết hợp với một số chất khác để
ứng dụng xử lý kim loại nặng trong nước.
3


sinh khối tươi cho cây nuôi cấy mô.
4


Trong khoa học kỹ thuật, chitosan làm dung dịch tăng độ khuyếch đại của kính
hiển vi, xử lý nước thải công nghiệp và sinh hoạt: thu hồi ion kim loại, protein, phenol,
thuốc trừ sâu, thuốc nhuộm...[3,16].
1.2. Oxit sắt từ
1.2.1. Khái quát về oxit sắt từ
Oxit sắt từ có công thức hóa học Fe3O4 là vật liệu từ tính đầu tiên mà con người
biết đến. Từ thế kỷ IV người Trung quốc đã biết rằng Fe3O4 tìm thấy trong các khoáng
vật tự nhiên có khả năng định hướng theo phương Bắc - Nam địa lý. Đến thế kỷ XII,
họ đã sử dụng vật liệu Fe3O4 là la bàn, một công cụ giúp xác định phương hướng rất có
ích. Trong tự nhiên, oxit sắt từ không những được tìm thấy trong khoáng vật mà nó
còn được tìm thấy trong cơ thể các sinh vật như ong, kiến, bồ câu…Chính sự có mặt
của Fe3O4 trong cơ thể những sinh vật đã tạo nên khả năng xác định phương hướng
mang tính bẩm sinh của chúng.
Trong phân loại vật liệu từ Fe3O4 được xếp vào nhóm vật liệu ferit có công thức
tổng quát MO. Fe3O4 có cấu trúc spinel (M là kim loại hóa trị II như : Fe, Ni, Co, Mn,
Mg hoặc Cu).
Trong loại vật liệu ferit các ion oxy có bán kính khoảng 1.32 Å lớn hơn rất nhiều
bán kính ion kim loại ( 0,6 ÷ 0,8 Å) nên chúng có khả năng nằm rất sát nhau và sắp
xếp thành một mạng lưới có cấu trúc lập phương tâm mặt xếp khớp nhau. Trong mạng
ferit có 2 loại hốc : loại thứ nhất là hốc tứ diện (nhóm A) được giới hạn bởi bốn ion
oxy, loại thứ hai là hốc bát diện (nhóm B) được giới hạn bởi sáu ion oxy. Các ion kim
loại M2+ và Fe3+ sẽ nằm ở các hốc này và tạo nên hai dạng cấu trúc spinel của nhóm
vật liệu ferit.
Dạng thứ nhất, toàn bộ các ion M2+ nằm ở vị trí A còn toàn bộ các ion Fe3+ nằm
ở vị trí B. Cấu trúc này đảm bảo hóa trị của các nguyên tử kim loại vô số các oxi bao
quanh các ion Fe3+ và M2+ có tỷ số 3/2 nên nó được gọi là spinel thuận. cấu trúc này

độ từ hóa (từ độ - M). Tỷ số C = M/N được gọi là độ cảm từ. Tùy thuộc vào giá trị, độ
cảm từ có thể phân ra làm các loại vật liệu từ khác nhau. Vật liệu có C < 0 (~10-6)
được gọi là vật liệu nghịch từ. Vật liệu có C > 0 (~10-6) được gọi là vật liệu thuận từ.
Vật liệu có C > 0 với giá trị rất lớn có thể là vật liệu sắt từ, ferit từ.
Ngoài độ cảm từ, một số thông số khác cũng rất quan trọng trong việc xác định
tính chất của vật liệu. VD: từ độ bão hòa Ms (từ độ đạt cực đại tại từ trường lớn), cảm
ứng từ dư Br (từ độ còn dư sau khi từ hóa đến độ bão hòa và đưa mẫu ra khỏi từ
trường), lực kháng từ Hc (từ trường ngoài cần thiết để một hệ, sau khi đạt trạng thái
bão hòa từ, bị khử từ).
Nếu kích thước của hạt giảm đến một giá trị nào đó (thông thường từ vài chục
nanomet), phụ thuộc vào từng vật liệu cụ thể, tính sắt từ và ferit từ biến mất, chuyển
động nhiệt sẽ thắng thế và làm cho vật liệu trở thành vật liệu siêu thuận từ. Đối với vật
liệu siêu thuận từ, từ dư và lực kháng từ không còn tính từ nữa, đấy là một đặc điểm
rất quan trọng khi dùng vật liệu này cho các ứng dụng. Trong tự nhiên, sắt (Fe) là vật
liệu có từ độ bão hòa lớn nhất tại nhiệt độ phòng, sắt không độc đối với cơ thể người
và tính ổn định khi làm việc trong môi trường không khí nên các vật liệu như oxit sắt
được nghiên cứu rất nhiều để làm hạt nano từ tính [24].
1.2.3. Một số ứng dụng của oxit sắt
Có thể loại bỏ Asen trong nước bằng hạt nano oxit sắt, thực nghiệm cho thấy khi
cho hạt nano oxit sắt từ với nồng độ 1g/l vào mẫu nước có chứa nồng độ asen là 0,1 g/l
chỉ sau một phút thì nồng độ asen đã giảm chỉ còn 0,0081 mg/l dưới tiêu chuẩn của bộ
y tế cho phép (0,01 mg/l ).
Mới đây một nhà khoa học Nhật Bản có sáng kiến sử dụng hạt nano từ tính lọc
nước bằng cách cho một loài vi khuẩn chuyên ăn các chất bẩn lơ lửng trong nước bẩn
đã được hòa tan thêm các hạt nano từ tính. Bình thường các vi khuẩn có tác dụng “thu
gom” chất bẩn. Khi đã ăn no chúng tự chìm xuống đáy (do trọng lực) và mang theo
các chất bẩn đã thu gom được. Do vậy làm cho nước trở nên trong. Nếu trong nước có
hạt nano từ tính thì các vi khuẩn sẽ gom vào mình tất cả các chất bẩn thông thường lẫn
các hạt nano. Khi đó chỉ cần sử dụng một nam châm mạnh ta có thể hút các vi khuẩn
này làm cho chúng chìm nhanh hơn do đó cũng làm cho nước trong nhanh hơn.

nghiên cứu và chế tạo ra vật liệu chitosan cố định các hạt Fe3O4 để xử lí nước thải dệt
nhuộm.

8


1.4. Đặc tính và một số phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm
1.4.1. Đặc tính và các 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. Trong đó lượng nước thải chủ yếu do quá
trình giặt sau mỗi công đoạn. Nhu cầu sử dụng nước trong nhà máy dệt nhuộm rất lớn
và thay đổi tùy theo mặt hàng khác nhau. Theo phân tích của các chuyên gia, lượng
nước được sử dụng trong các công đoạn sản xuất chiếm 72,3%, chủ yếu là từ các công
đoạn nhuộm và hoàn tất sản phẩm. Người ta có thể tính sơ lược nhu cầu sử dụng nước
cho 1 mét vải nằm trong phạm vi từ 12 -65 lít và thải ra 10 -40 lít nước [7,8].
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 (bảng 1.1), vượt quá tiêu chuẩn cho phép
được thải ra môi trường sinh thái (bảng 1.2).
Bảng １Bảng 1.1. Đặc tính nướcthải của một số cơ sở dệt nhuộm ở Hà Nội
Tên nhà máy

Độ pH

Độ màu

COD (mg/l)

BOD (mg/l)


Dệt nhuộm Dương Nội

8 – 11

750

380 – 890

106

Bảng ２Bảng 1.2. Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp dệt nhuộm
Giới hạn theo QCVN
Thông số

TT

Đơn vị

13:2015/BTNMT
A

B

Pt - Co

50

150

-


150

Như vậy, nước thải công nghiệp nói chung và nước thải ngành dệt nhuộm nói
riêng để đạt tiêu chuẩn cho phép thải ra môi trường sinh thái cần tuân thủ nghiêm ngặt
9


khâu xử lý các hóa chất gây ô nhiễm môi trường có mặt trong nước thải sau khi sản
xuất hoặc chế biến các sản phẩm công nghiệp.
Các chất ô nhiễm chủ yếu có trong nước thải dệt nhuộm là các chất hữu cơ khó
phân hủy, thuốc nhuộm, chất hoạt động bề mặt, các hợp chất halogen hữu cơ, muối
trung tính làm tăng tổng hàm lượng chất rắn, nhiệt độ cao và pH của nước thải cao do
lượng kiềm lớn. 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 [10,17]. Thông thường, các chất màu có trong thuốc nhuộm không bám
dính hết vào sợi vải trong quá trình nhuộm mà còn lại một lượng dư nhất định tồn tại
trong nước thải. Lượng thuốc nhuộm dư sau công đoạn nhuộm có thể lên đến 50%
tổng lượng thuốc nhuộm được sử dụng ban đầu [17,21]. Đây chính là nguyên nhân làm
cho nước thải dệt nhuộm có độ màu cao và nồng độ chất ô nhiễm lớn.
Khi đi vào nguồn nước tự nhiên như sông, hồ...với một lượng rất nhỏ của thuốc
nhuộm đã cho cảm giác về màu sắc. Màu đậm của nước thải cản trở sự hấp thụ oxy và
ánh sáng mặt trời gây tác hại cho sự hô hấp, sinh trưởng của các loài thủy sinh, làm tác
động xấu đến khả năng phân giải của vi sinh đối với các chất hữu cơ trong nước thải.
Đối với cá và các loài thủy sinh, các kết quả thử nghiệm trên cá của hơn 3000 loại
thuốc nhuộm nằm trong tất cả cácnhóm từ không độc, độc vừa, rất độc đến cực độc
cho thấy có khoảng 37% loại thuốc nhuộm gây độc cho cá và thủy sinh, khoảng 2%
thuộc loại rất độc và cực độc .
Đối với con người, thuốc nhuộm có thể gây ra các bệnh về da, đường hô hấp,
đường tiêu hóa. Ngoài ra, một số thuốc nhuộm hoặc chất chuyển hóa của chúng rất
độc hại có thể gây ung thư (như thuốc nhuộm Benzidin, 4 - amino - azo - benzen). Các

xenlulozơ, giấy… nhờ các lực hấp phụ trong môi trường trung tính hoặc môi trường
kiềm. Tuy nhiên, khi nhuộm màu đậm thì thuốc nhuộm trực tiếp không còn hiệu suất bắt
màu cao, hơn nữa trong thành phần có chứa gốc azo (- N=N - ), đây là loại hợp chất hợp
chất hữu cơ độc hại nên hiện nay loại thuốc này không còn được khuyến khích sử dụng
nhiều. Mặc dù vậy, do thuốc nhuộm trực tiếp dễ sử dụng và rẻ nên vẫn được đa số các cơ
sở nhỏ lẻ từ các làng nghề truyền thống sử dụng để nhuộm các loại vải, sợi dễ bắt màu như
tơ, lụa, cotton...
Thuốc nhuộm axit
Theo cấu tạo hoá học thuốc nhuộm axit đều thuộc nhóm azo, một số là dẫn xuất
của antraquinon, triarylmetan, xanten, azin và quinophtalic, một sốcó thể tạo phức
với kim loại. Các thuốc nhuộm loại này thường sử dụng để nhuộm trực tiếp các loại

11


sợi động vật tức là các nhóm xơ sợi có tính bazơ như len, tơ tằm, sợi tổng hợp
polyamit trong môi trường axit.
Thuốc nhuộm hoạt tính
Thuốc nhuộm hoạt tính là những hợp chất màu mà trong phân tử của chúng có
chứa các nhóm nguyên tử có thể thực hiện liên kết hoá trị với vật liệu nói chung và
xơ dệt nói riêng trong quá trình nhuộm. Dạng công thức hoá học tổng quát của thuốc
nhuộm hoạt tính là: S—R—T—X. Trong đó:
S: là các nhóm -SO3Na, -COONa, -SO2CH3.
R: phần mang màu của phân tử thuốc nhuộm, quyết định màu sắc, những gốc
mang màu này thường là monoazo và diazo, gốc thuốc nhuộm axit antraquinon, hoàn
nguyên đa vòng…
T: nhóm nguyên tử phản ứng, làm nhiệm vụ liên kết giữa thuốc nhuộm với xơ
và có ảnh hưởng quyết định đến độ bền của liên kết này, đóng vai trò quyết định tốc
độ phản ứng nucleofin.
X: nhóm nguyên tử phản ứng, trong quá trình nhuộm nó sẽ tách khỏi phân

thuốc nhuộm và mang tính axit.
Thuốc nhuộm azo không tan
Thuốc nhuộm azo không tan còn có tên gọi khác như thuốc nhuộm lạnh,
thuốc nhuộm đá, thuốc nhuộm naptol, chúng là những hợp chất có chứa nhóm azo
trong phân tử nhưng không có mặt các nhóm có tính tan như – SO3Na, -COONa nên
không hoà tan trong nước.
Thuốc nhuộm pigment
Pigment là những hợp chất có màu, có đặc điểm chung là không tan trong nước
do phân tử không chứa các nhóm có tính tan (-SO3H, -COOH) hoặc các nhóm này
bị chuyển về dạng muối bari, canxi không tan trong nước.
Thuốc nhuộm này phải được gia công đặc biệt để khi hoà tan trong nước
nóng nó phân bố trong dung dịch như một thuốc nhuộm thực sự và bắt màu lên xơ sợi
theo lực hấp phụ vật lý.
1.4.3. Một số phương pháp xử lí nước thải dệt nhuộm
Do đặc thù công nghệ, nước thải dệt nhuộm có các chỉ số TS, TSS, độ màu,
COD và BOD cao, bên cạnh đó phải kể đến một số lượng đáng kể các kim loại nặng
độc hại như Cr, Cu, Co, Zn… ở các công đoạn khác nhau. Chính vì thế cần phân luồng
dòng thải theo tính chất và mức độ gây ô nhiễm: dòng ô nhiễm nặng như dịch nhuộm,

13


dịch hồ, nước giặt đầu, dòng ô nhiễm vừa như nước giặt ở các giai đoạn trung gian,
dòng ô nhiễm ít như nước giặt cuối …để có biện pháp xử lý phù hợp.
Trong thực tế để đạt được hiệu quả xử lý cũng như kinh tế, người ta không dùng
đơn lẻ mà kết hợp các phương pháp xử lý hóa lý, hóa học, sinh học, nhằm tạo nên một
quy trình xử lý hoàn chỉnh [27].
1.4.3.1. Phương pháp keo tụ
Đây là phương pháp thông dụng để xử lý nước thải dệt nhuộm. Nước thải dệt
nhuộm có tính chất như một dung dịch keo với các tiểu phân có kích thước hạt 10 -7 –

điều kiện pH và loại chất keo tụ sử dụng.
1.4.3.2. Phương pháp oxy hóa tăng cường
Đây là phương pháp có khả năng phân hủy triệt để những chất hữu cơ có cấu
trúc bền, độc tính cao chưa bị loại bỏ hoàn toàn bởi quá trình keo tụ và không dễ bị oxy
hóa bởi các chất oxy hóa thông thường, cũng như không hoặc ít bị phân hủy bởi vi sinh
vật.
Bản chất của phương pháp là xảy ra các quá trình oxi hóa để tạo ra các gốc tự do
như OH• có hoạt tính cao, có thể khoáng hóa hoàn toàn hầu hết các hợp chất hữu cơ bền
thành các sản phẩm bền vững như CO2 và các axit vô cơ không gây khí thải. Một số ví
dụ về phương pháp oxi hóa tăng cường như Fenton, Peroxon, catazon, quang fenton và
quang xúc tác bán dẫn.
Với bản chất tạo ra gốc hydroxyl có tính oxy hóa rất mạnh, có khả năng oxy hóa
không chọn lọc hầu hết các hợp chất hữu cơ hòa tan trong dung dịch nước. Vì vậy
trong những năm gần đây, hiệu ứng Fenton điện hóa đã và đang được nhiều nhà khoa
học trên thế giới quan tâm nghiên cứu, ứng dụng trong lĩnh vực xử lý nước thải chứa
các hợp chất hữu cơ gây ô nhiễm môi trường. Các kết quả nghiên cứu sử dụng hiệu ứng
Fenton điện hóa nhằm xử lý các nguồn nước ô nhiễm bởi các hợp chất hữu cơ độc hại
cho hiệu quả cao hơn nhiều so với các phương pháp thông thường khác. Jun-jie và
cộng sự đã khảo sát quá trình khoáng hóa thuốc nhuộm azo C.I. axit đỏ [14] sử dụng
quặng sắt khi có và không có tác dụng của siêu âm ở tần số thấp. Tác giả đã chỉ ra rằng
dưới tác động của siêu âm, nước có thể bị phân hủy và tạo H2O2, cho phép hình thành
hệ phản ứng Fenton trong dung dịch. Trong cả 2 trường hợp có và không có siêu âm,
phản ứng phân hủy azo C.I. axit đỏ [14] tuân theo quy luật động học bậc nhất với hằng
số tốc độ phản ứng tương ứng là 7,5.10-2 phút-1 và 2,58.10-1 s-1. Shaobin Wang và các
công sự [27] đã so sánh động học của phản ứng Fenton (Fe3+/H2O2) và phản ứng giống
Fenton (Fe3+/H2O2) trong khi nghiên cứu xử lý hợp chất màu azo C.I. axit đen [1]. Phản
ứng Fenton cho hiệu suất oxy hóa phân hủy thuốc nhuộm cao hơn so với phản ứng
15



16