ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
_______________________

LƢƠNG TRẦN BÍCH THẢO

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG XỬ LÝ
NƢỚC THẢI MÀU XANH CỦA DỆT NHUỘM BẰNG
THAN HOẠT TÍNH KẾT HỢP PG21Ca

Chuyên ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG
Mã số: 8520320

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG

Đà Nẵng - Năm 2018


Công trình được hoàn thành tại
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Người hướng dẫn khoa học: TS. LÊ THỊ XUÂN THÙY

Phản biện 1: TS. ĐẶNG QUANG VINH

Phản biện 2: TS. TRẦN MINH THẢO

Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ
ngành Kỹ thuật môi trường họp tại Trường Đại học Bách khoa vào ngày 03
tháng 11 năm 2018


thì phương pháp hấp phụ và keo tụ vẫn được sử dụng rộng rãi và phổ
biến hơn cả bởi tính chất đơn giản, dễ vận hành và hiệu quả xử lý
cao.


2
Vật liệu hấp phụ thông dụng nhất là than hoạt tính, với mức độ
vi mao quản cao, diện tích bề mặt tiếp xúc lớn, than hoạt tính có thể
dễ dàng khử màu, mùi,…
Các vật liệu keo tụ thường sử dụng để xử lý màu ở Việt Nam
hiện nay gồm có phèn nhôm, phèn sắt, PAC,... Tuy nhiên, với sự
phát triển không ngừng của khoa học kĩ thuật, các nhà nghiên cứu đã
tìm tòi, chế tạo và áp dụng các vật liệu keo tụ có nguồn gốc từ tự
nhiên, có khả năng xử lý màu cao, thân thiện với môi trường và
PG21Ca là một trong số đó. Với thành phần được tổng hợp từ γPGA - một loại polymer chiết xuất từ đậu nành không độc hại, dễ
phân hủy sinh học, PG21Ca được ứng dụng không chỉ trong lĩnh
vực y học, thực phẩm, mỹ phẩm, mà còn trong lĩnh vực xử lý nước.
Hơn nữa, đây là một loại vật liệu keo tụ còn rất mới ở Việt Nam,
chưa được tìm hiểu và nghiên cứu ứng dụng. Chính vì vậy, tác giả
chọn đề tài “Nghiên cứu đánh giá khả năng xử lý nƣớc thải màu
xanh của dệt nhuộm bằng than hoạt tính kết hợp PG21Ca” làm
luận văn thạc sỹ của mình, đây cũng là cơ sở để bước đầu đánh giá
khả năng ứng dụng vật liệu mới này trong lĩnh vực xử lý nước thải
dệt nhuộm.
2. Mục tiêu nghiên cứu
2.1. Mục tiêu tổng quát
Đánh giá khả năng xử lý nước thải màu xanh của dệt nhuộm
bằng than hoạt tính kết hợp PG21Ca để từ đó có thể ứng dụng vào
xử lý nước thải dệt nhuộm.
2.2. Mục tiêu cụ thể



4
5. Phƣơng pháp nghiên cứu
5.1. Phƣơng pháp thu thập tài liệu, số liệu có liên quan
Thu thập các tài liệu về vấn đề sử dụng vật liệu để xử lý màu
xanh trong nước thải dệt nhuộm.
Tìm hiểu về các tiêu chuẩn, quy chuẩn Việt Nam có liên quan.
5.2. Phƣơng pháp xử lý số liệu
Sử dụng các phần mềm word, excel,… để tổng hợp, phân tích
các số liệu đã thu thập được.
5.3. Phƣơng pháp phân tích hóa học
Áp dụng các kỹ thuật hóa phân tích để xác định khối lượng, tỷ
lệ của vật liệu xử lý, phân tích chỉ tiêu màu trong môi trường nước.
5.4. Phƣơng pháp lấy mẫu hiện trƣờng
Khảo sát, lấy mẫu nguồn nước thải có độ màu cao màu xanh
của công ty dệt nhuộm.
5.5. Phƣơng pháp kế thừa
Kế thừa kết quả nghiên cứu về khả năng xử lý nước thải dệt
nhuộm của các loại vật liệu trong nước và ngoài nước.
6. Cấu trúc của luận văn
Mở đầu
Chương 1. Tổng quan
Chương 2. Đối tượng, phạm vi, nội dung và phương pháp
nghiên cứu
Chương 3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Kết luận và kiến nghị
Danh mục tài liệu tham khảo
Phụ lục bảng vẽ


b. Cơ chế của PGα21Ca khi tác dụng với nước thải:


6
- Thành phần vô cơ trong PGα21Ca trung hòa điện tích và
giảm lực đẩy tĩnh điện giữa các hạt keo.
- Thành phần hữu cơ poly γ-glutamic acid với tính năng của
nhóm carboxyl hoạt động như chất keo hình thành liên kết giữa các
hạt nhỏ tạo thành bông cặn lớn và lắng xuống đáy.
1.3.5. Than hoạt tính
Than hoạt tính được chế tạo từ các nguyên liệu giàu cacbon
như than bùn, than đá, các loại thực vật (gỗ, mùn cưa, bã mía,...)...
Than hoạt tính thường dùng ở hai dạng:
- Dạng bột thường dùng khi năng suất nhỏ, đem trộn vào dung
dịch cần hấp phụ sau đó lọc. Thường được sử dụng để xử lý màu,
thường có kích thước 0,01 - 0,1mm, độ xốp khá lớn, bề mặt riêng
khoảng 200m2/g. Đặc trưng hấp phụ là tốc độ chậm, nhiều tạp chất,
sự cạnh tranh hấp phụ lớn, vì vậy để tăng cường tốc độ thường khuấy
và tiến hành ở nhiệt độ khá cao.
- Dạng viên (ép bột lại) thuận lợi cho việc hoàn nguyên than
nên hay sử dụng cho hệ thống có năng suất lớn.
Than hoạt tính được dùng rất sớm và rộng rãi nhờ hoạt tính
lớn và tính chọn lọc cao. Nhược điểm lớn nhất của nó chỉ là dễ cháy,
thậm chí gây nổ. Ngoài ra, than hoạt tính dạng bột tuy có kích thước
nhỏ, hiệu suất hấp phụ cao nhưng nhẹ, khó lắng vì vậy khó thu hồi
trong môi trường nước


7
Chƣơng 2. Đ I TƢỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG V PHƢƠNG


Thông số

1
2
3
4
5
6

pH
Độ màu
TSS
COD
Tổng N
Tổng P

Pt-Co
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l

Đợt 1
(09/05/2017)
8,7
1200
135,7
-


Phèn nhôm

PAC

PGa21Ca

AC

300

140

110

100

700

294,4

113,9

185,6

11,4

44,3

5


3.1.2.1. Ảnh hưởng liều lượng của phèn nhôm
180

160

160

Nồng độ

140

140

140

120

111,6

120
90,9

100
80

58,9

170

89

Khối lƣợng (g)

Hình 3.5. Kết quả xử lý nước thải màu xanh của dệt nhuộm của phèn nhôm

* Nhận xét:


10
Đối với độ màu và TSS: Khi tăng lượng phèn nhôm, độ màu
và TSS có xu hướng tăng lên so với ban đầu, nước sau xử lý vẫn còn
màu xanh.
Đối với pH: Việc sử dụng phèn nhôm đã giảm độ pH của nước
xuống dưới 5, không đạt so với QCVN 13-MT:2015/BTNMT (5,5-9
đối với cột B).
3.1.2.2. Ảnh hưởng liều lượng của PAC
1400
1160

1200

Nồng độ

1000

880

800
600

0

0,2

TSS (mg/l)
pH

5,3
0,3

Khối lƣợng (g)

Hình 3.7. Kết quả xử lý nước thải màu xanh của dệt nhuộm của PAC

* Nhận xét:
Đối với độ màu: Khi tăng lượng PAC, độ màu tuy giảm so với
ban đầu nhưng vẫn vượt mức cho phép so với quy chuẩn QCVN 13MT:2015/BTNMT.
Đối với TSS: Khi tăng lượng PAC, thì TSS có xu hướng tăng
lên hơn so với mức ban đầu, vượt mức cho phép so với quy chuẩn
QCVN 13-MT:2015/BTNMT.


11
Đối với pH: Việc sử dụng PAC đã giảm độ pH của nước
xuống dưới 5, không đạt so với QCVN 13-MT:2015/BTNMT (5,5-9
đối với cột B).

Nồng độ

3.1.2.3. Ảnh hưởng liều lượng của PG21Ca
200
180


12,4
7

7,1

7,2

7

7,1

0,05

0,1

0,15

0,2

0,3

Khối lƣợng (g)

Hình 3.9. Kết quả xử lý nước thải màu xanh của dệt nhuộm của PG21Ca

* Nhận xét:
Đối với độ màu và TSS: Khi tăng lượng PG21Ca , độ màu và
TSS đã giảm đi nhiều so với ban đầu, các mẫu đều đạt quy chuẩn
QCVN 13-MT:2015/BTNMT, nước sau xử lý đã không còn còn màu

TSS (mg/l)
100,7 85,6
7,1
0,05

83,3

76,6

69,2

7,2
7,2
7
0,1 0,15 0,2
Khối lƣợng (g)

7,1
0,3

pH

Hình 3.11. Kết quả xử lý nước thải màu xanh của dệt nhuộm của AC

800

750

750
700

69,2

7,1
0,05

7,2
0,1

7,2
0,15

7
0,2

7,1
0,3

100

0

Khối lƣợng (g)

Hình 3.11. Kết quả xử lý nước thải màu xanh của dệt nhuộm của AC


13
* Nhận xét:
Về mặt cảm quan, độ màu của nước thải chuyển sang màu đen
của than hoạt tính, thời gian lắng lâu.

TSS (mg/l)

70
30
5,2
5,8

31,1
14,7
7,1

Độ màu (Pt-Co)

pH

7

Khối lƣợng theo tỉ lệ 1 -1 (g)

Hình 3.13. Kết quả xử lý nước thải màu xanh của dệt nhuộm khi kết hợp các vật liệu
phèn nhôm, PAC, AC với PG21Ca


14
* Nhận xét:
Sau khi tiến hành các thí nghiệm trên, tác giả chọn ra khối
lượng vật liệu tối ưu nhất để kết hợp với nhau. Riêng đối với AC tại
khối lượng 0,3g, TSS nhỏ nhất. Vì thế sẽ khảo sát thêm liều lượng
AC 0,03g kết hợp với PG21Ca 0,03g.
- Với sự kết hợp giữa phèn nhôm và PG21Ca, độ màu tuy


70
60

60

60

60

60

Nồng độ

60

50
40

Độ màu (Pt-Co)

29

TSS (mg/l)

30
20
10

7

2-1

pH

0

Tỷ lệ

Hình 3.15: Khả năng xử lý màu theo tỷ lệ của AC - PG21Ca

* Nhận xét:
Khả năng xử lý nước thải của các mẫu đều tốt.
Đối với độ màu và TSS : Độ màu thấp hơn mức giới hạn cho
phép của quy chuẩn QCVN 13-MT:2015/BTNMT. Khả năng keo tụ
rất nhanh và lắng tốt.
Đối với pH: Việc sử dụng AC và PG21Ca, pH nằm ở khoảng
trung hòa, dao động từ 7,0 đến 7,2.
Mỗi vật liệu được cho lần lượt vào 50 ml nước thải theo tỉ lệ
1:1, 1:2, 1:3, 1:4, 1:5, 2:1 với tổng khối lượng của 2 vật liệu là 0,3g.
Nhận thấy độ màu không có sự thay đổi nhiều, nhưng tại điểm tỉ lệ


16
1-1, TSS nhỏ nhất. Vì thế, tỉ lệ AC và PG21Ca là 1:1 để thực hiện
những khảo sát tiếp theo.
3.2.2. Ảnh hƣởng của liều lƣợng hóa chất
600

550
450

7,1
0,2

pH

70

50

46
7,1
0,3

8,2
7
0,4

40
4,1
7,1
0,5

Lƣợng AC - PG21Ca (g)

Hình 3.17. Khả năng xử lý màu theo lượng của AC - PG21Ca với tỷ lệ 1-1

* Nhận xét:
Với tổng khối lượng của 2 vật liệu AC và PG21Ca thay đổi
lần lượt 0,05; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5g nhưng cùng tỉ lệ 1-1, ta nhận
thấy. Ứng với 0,3 g khối lượng vật liệu, độ màu và TSS sau xử lý


TSS (mg/l)

20
10

pH
7,1
5,9

0
5

7
4,2
10

9,1
7,1

7,2

7,1

5,7

5,3

15



Nồng độ

70
60

50

50

50

50
Độ màu (Pt-Co)

40

40

39

30
20
10

TSS (mg/l)
pH

18,5


* Nhận xét:
Theo biểu đồ trang bên, nhận thấy tốc độ khuấy ảnh hưởng rõ
rệt đến khả năng xử lý của vật liệu
- Đối với tốc độ khuấy 10 vòng/ phút: tốc độ quá chậm, làm
giảm khả năng tiếp xúc giữa vật liệu và nước thải
- Với tốc độ 60; 120; 200 vòng trên phút, khả năng xử lý bắt
đầu tăng cao và khả năng xử lý tốt, bông cặn lắng nhanh. Vì vậy,
khoảng dao động tốc độ khuấy rộng, có thể chọn tốc độ khuấy dao
động từ 60 đến 200 vòng/ phút


19

200

190

180
160

Nồng độ

140
120
100

92,2

80



7,4
10

7,2
30

7,2
60

Tốc độ khuấy (vòng/phút)

Hình 3.23. Ảnh hưởng của tốc độ khuấy trộn đến khả năng xử lý

Nồng độ

3.2.5. Ảnh hƣởng của nhiệt độ
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0

40



Nhiệt độ (C)

* Nhận xét:
Theo biểu đồ, nhận thấy nhiệt độ của nước thải không ảnh
hưởng đến khả năng xử lý độ màu và TSS của vật liệu


20
3.2.5. Ảnh hƣởng của độ màu
60
50
50

Nồng độ

40
Độ màu (Pt-Co)

30
20
20
10

15
12,7

TSS (mg/l)
18,5


khả năng xử lý độ màu và TSS của vật liệu càng giảm đi. Tuy nhiên,
trong giá trị độ màu 1200 Pt-Co (độ màu cao nhất trong dãy thử) thì
khả năng xử lý màu của vật liệu vẫn hiệu quả, đạt giá trị cột B,
QCVN 13-MT:2015/BTNMT
3.2.6. So sánh kết quả trƣớc và sau khi xử lý màu xanh của
nƣớc thải dệt nhuộm
Sau khi tiến hành thí nghiệm, khảo sát được vật liệu với liều
lượng tối ưu, tiến hành phân tích COD, tổng Nitơ, tổng Photpho, đối
với mẫu nước thải đầu vào (1) và mẫu nước thải xử lý độ màu bằng
sự kết hợp giữa AC và PG21Ca (2) với tỉ lệ 1:1 ứng với khối lượng
mỗi vật liệu là 0,1g:0,1g/50ml nước thải, nhận được kết quả trình bày
trong Bảng 3.16:


21
Bảng 3.15. Kết quả thử nghiệm nước thải đầu vào và nước thải sau khi xử lý
độ màu
TT
1
2
3
4

Tên chỉ
tiêu

Phƣơng pháp thử

COD


200

mg/L

7,100

7,764

-

mg/L

0,730

0,033

-

Pt-Co

1180

40

200

Như vậy, với việc sử dụng kết hợp 2 vật liệu AC và PG21Ca
với nhau, có thể làm giảm nồng độ của COD (một chỉ tiêu quan trọng
trong việc xử lý nước thải dệt nhuộm). Ngoài ra, có thể giảm tổng P,
tuy nhiên lại gia tăng một ít tổng Nitơ.


1

Số lượng bể

Bể

2

2

Chiều dài bể (L)

m

1

3

Chiều rộng bể (B)

m

1

4

Chiều cao bể (H)

m


m

0,6

m

0,06

Vòng/phút

100

10
11

Chiều rộng 1 bản cánh
khuấy
Số vòng khuấy
3.3.3. Chi phí xử lý

Giá thành trên thị trường hiện nay của một số vật liệu như sau:
- PG21Ca

:

100.000 VND/ 1 kg

- AC


vào những việc khác như đắp đất, nén thành khối để xây dựng nhằm
tiết kiệm chi phí xử lý bùn cũng như tiết kiệm nơi chôn lấp đang là
vấn đề cấp thiết với tình trạng thiếu diện tích chôn lấp như hiện nay.
- Để giảm chi phí xử lý nước thải bằng việc giảm độ màu
trong nước thải, có thể tiến hành tuần lưu lại dòng nước thải sau xử
lý về lại bể điều hòa nhằm làm giảm màu của nước thải, giảm lượng
hóa chất cần xử lý độ màu. Để tuần hoàn được như vậy, tại bể điều
hòa đặt máy quan trắc tự động về đo màu, nước sau xử lý tuần hoàn
lại tới một mức nhất định thì hệ thống tự động ngắt, khóa van lại.