Đồ án tốt nghiệp: Nghiên cứu khả năng keo tụ của Sắt Sunfate kết hợp với Canxi hydroxit để loại bỏ màu nước thải dệt nhuộm hoạt tính

Chia sẻ: Diệp Nhất Thiên | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:125

Thêm vào BST

Báo xấu

44
lượt xem 11
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là tìm được các giá trị tối ưu trong quá trình xử lý độ màu, COD nước thải dệt nhuộm bằng Sắt Sunfate kết hợp Canxi hydroxit (nồng độ Sắt Sunfate, nồng độ Canxi hydroxit tối ưu nhất). Từ đó so sánh khả năng xử lý độ màu của sắt sulfate kết hợp với Canxi hydroxit với các phương pháp khác để chứng minh được phương pháp kết hợp Sắt Sunfate với Canxi hydroxit có ưu điểm hơn so với các phương pháp khác đang được áp dụng hiện nay. Mời các bạn tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đồ án tốt nghiệp: Nghiên cứu khả năng keo tụ của Sắt Sunfate kết hợp với Canxi hydroxit để loại bỏ màu nước thải dệt nhuộm hoạt tính

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM --------------------------- PHAN KIÊM HÀO ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ CỦA SẮT SUNFATE (FeSO4.7H2O) KẾT HỢP VỚI VỚI CANXI HYDROXIT (Ca(OH)2) ĐỂ LOẠI BỎ MÀU NƯỚC THẢI NHUỘM HOẠT TÍNH LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành : Kỹ Thuật Môi Trường Mã số ngành : 60520320 TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 10 năm 2017
i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM --------------------------- PHAN KIÊM HÀO ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ CỦA SẮT SUNFATE (FeSO4.7H2O) KẾT HỢP VỚI CANXI HYDROXIT(Ca(OH)2) ĐỂ LOẠI BỎ MÀU NƯỚC THẢI NHUỘM HOẠT TÍNH LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành : Kỹ Thuật Môi Trường Mã số ngành: 60520320 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TSKH LÊ HUY BÁ TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 10 năm 2017
ii CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM Cán bộ hướng dẫn khoa học : GS.TSKH LÊ HUY BÁ Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại Học Công Nghệ TP. HCM ngày 8 tháng 10 năm 2017 Thành phần hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: TT Họ và tên Chức danh hội Cơ quan công tác đồng 1 GS.TSKH. Nguyễn Trọng Cẩn Chủ tịch ĐH Công nghiệp Tp.HCM 2 PGS.TS Huỳnh Phú Phản biện 1 ĐH Công nghiệp Tp.HCM 3 TS. Nguyễn Xuân Trường Phản biện 2 ĐH CN thực phẩm Tp.HCM 4 PGS.TS Phạm Hồng Nhật Ủy viên Viện Nhiệt đới-Môi trường 5 TS. Nguyễn Thị Hai Ủy viên, Thư ký ĐH Công nghiệp Tp.HCM Xác nhận của chủ tịch hội đồng đánh giá luận sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có). Chủ tịch hội đồng đánh giá luận văn
iii TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP. HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM PHÒNG QLKH – ĐTSĐH Độc lập – Tự do – Hạnh phúc TP. HCM, ngày 30 tháng 08 năm 2017 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Phan Kiêm Hào Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 28/06/1974 Nơi sinh: Hà Tĩnh Chuyên ngành: Kỹ Thuật Môi Trường MSHV: 1641810001 I- Tên đề tài: Ứng dụng phương pháp keo tụ của sắt Sunfate (FeSO4.7H2O) kết hợp với canxi hydroxit (Ca(OH)2) để lọai bỏ màu nước thải nhuộm hoạt tính. II- Nhiệm vụ và nội dung: - Tổng hợp các số liệu, biên hội và kế thừa các nghiên cứu , tài liệu liên quan - Thu thập dữ liệu, phân tích để tìm được các giá trị tối ưu trong quá trình xử lý độ màu nước thải dệt nhuộm bằng Sắt Sunfate kết hợp Canxi hydroxit (như nồng độ Sắt Sunfate, nồng độ canxi hydroxit, pH, nhiệt độ, thời gian phản ứng, thời gian lắng…tối ưu nhất). Canxi hydroxit (Ca(OH)2) và Sắt Sulfate (FeSO4.7H2O) - Đánh giá khả năng xử lý độ màu của sắt sulfate với Canxi hydroxit để biết được khả năng áp dụng cho các công trình thực tế thông qua chi phí kinh tế và hiệu suất xử lý độ màu của phương pháp này. Hiểu rõ bản chất và giải thích những kết quả của thí nghiệm - So sánh khả năng xử lý độ màu của sắt sulfate kết hợp với Canxi hydroxit với các phương pháp khác (PAC, FeSO4.7H2O, Ca(OH)2) để chứng minh được phương pháp kết hợp Sắt Sunfate với Canxi hydroxit có ưu điểm hơn so với các phương pháp khác đang được áp dụng hiện nay. III- Ngày giao nhiệm vụ: 10/08/2016 IV- Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 30/8/2017 V- Cán bộ hướng dẫn: GS.TSKH LÊ HUY BÁ CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH
iv LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong Luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong Luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc. Học viên thực hiện Luận văn Phan Kiêm Hào
v LỜI CẢM ƠN Trong khoảng thời gian học tập tại Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ Tp. HCM, cùng với sự giúp đỡ rất nhiều từ thầy cô, gia đình, bạn bè. Đặc biệt trong khoảng thời gian làm luận văn thạc sĩ, cũng chính nhờ sự ủng hộ, giúp đỡ đó mà tôi có thêm động lực để phấn đấu thực hiện và rèn luyện trong thời gian qua. Tôi xin gửi lời cám ơn chân thành đến tất cả thầy cô khoa Môi trường- Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ Tp. HCM. Xin gửi lời cám ơn đến thầy GS.TSKH Lê Huy Bá, người thầy đã hướng dẫn và truyền đạt những kiến thức quý báu và giúp em hoàn thành khóa luận này. Chân thành cảm ơn đến tất cả các bạn lớp 15SMT11 những người có cùng niềm đam mê nghiên cứu và nhiệt huyết sáng tạo các kĩ thuật bảo vệ môi trường, các bạn đã luôn giúp đỡ những lúc tôi khó khăn nhất, là động lực chấp cánh cho tôi học tập. Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến gia đình tôi, vừa là ch dựa vững chắc vừa là nguồn động viên lớn nhất để tôi có đủ nghị lực vượt qua những thử thách để hoàn thành tốt nhiệm vụ của mình. Trong thời gian thực hiện nghiên cứu này, cùng sự cố gắng nhưng không thể tránh khỏi nhiều thiếu sót, rất mong nhận được sự góp ý và sửa chữa của thầy cô và các bạn về bài luận văn này. Xin chân thành cảm ơn! Tp.HCM ngày 30 tháng 08 năm 2017 Học viên thực hiện Phan Kiêm Hào
vi TÓM TẮT Mục tiêu nghiên cứu sử dụng hóa chất FeSO4.7H2O kết hợp với Ca(OH)2 để loại bỏ màu nước thải dệt nhuộm hoạt tính. Hóa chất sử dụng trong thí nghiệm là FeSO4.7H2O kết hợp với Ca(OH)2 và hóa chất đối chứng ( PAC, phèn sắt, vôi ) Nghiên cứu sử dụng thiết bị Jartest 6 becker để khảo sát 5 yếu tố: pH, nồng độ màu nhuộm, nồng độ phèn và vôi, tốc độ và thời gian khuấy trộn. Màu hoạt tính sử dụng làm nước thải giả định trong nghiên cứu là phẩm nhuộm hoạt tính Sunzol Black B 150% và Sunfix Red S3B 100%. Hóa chất keo tụ là FeSO4.7H2O kết hợp Ca(OH)2 sử dụng trong quá trình thí nghiệm với liều lượng tối ưu FeSO4: 800mg/L và Ca(OH)2 : 600 mg/L tại pH 11.6. Các hóa chất thí nghiệm đối chứng như PAC, phèn sắt, vôi có khả năng xử lý màu nhuộm hoạt tính khá tốt (80-90%) ở độ màu dưới 1000 Pt-Co. Tuy nhiên độ màu trên 1000 Pt-Co thì các hóa chất nói trên khử màu kém dần đi . Hiệu quả xử lý màu nước thải giả định SRS, SBB,SBB/SRS bằng FeSO4.7H2O kết hợp với Ca(OH)2 lần lượt 94.2, 92.2, 93.3% và hiệu quả xử lý COD lần lượt là 69.2, 71.2, 71.1%. Kết quả thí nghiệm cho thấy hiệu quả xử lý độ màu ảnh hưởng nhiều nhất bởi các giá trị như độ pH, nồng độ màu và nồng độ chất keo tụ. Tại giá trị pH < 7 cấu trúc màu hoạt tính ở dạng Vinyl sulfone rất khó khử màu. Ở giá trị pH > 10 cấu trúc phẩm nhuộm chủ yếu ở dạng hydroxyethyl sulfone, liên kết π electron của màu nhuộm dễ dàng tạo liên kết với các nhóm hydroxy phèn sắt và Vôi để loại bỏ màu. Hóa chất keo tụ là FeSO4.7H2O kết hợp Ca(OH)2 thích hợp xử lý nước thải dệt nhuộm có độ màu cao 1000 -5000 Pt-Co , hiệu suất xử lý ổn định. Tuy nhiên hóa chất FeSO4 kết hợp Ca(OH)2 xử lý màu COD chưa triệt để.
vii ABSTRACT Research objective is to apply common chemicals with low cost to remove color, COD in dyeing wastewater such as FeSO4. 7H2O combined with Ca(OH)2. The research is carried out to compare and consider efficiency of removing color and COD of the above chemicals, used in Jartest equipment with 5 factors: pH, the inital dye concentration, coagulation concentration, agitation speed and mixing time. Active colors used as putative wastewater in the research were those of reactive dyes. Chemical coagulant FeSO4.7H2O combined with Ca(OH)2 with optimal dose of FeSO4: 800mg / L and Ca(OH)2: 600mg/ L at pH 11.6. Efficiency of wastewater treatment with dyes - SRS, SBB, SBB / SRS was 94.2, 92.2, 93.3%, Processing effect COD treatment efficiency was 69.2, 71.2, 71.1%, respectively. The control laboratory chemicals such as PAC, iron alum, lime capable handling reactive dye pretty good (80-90%). At color below 1000 PT Co. However, with the color above 1000 Pt-Co, the above-mentioned chemical degradation deteriorates. The results of the experiment showed that color treatment efficiency was the most influenced by pH value, the initial dye concentration and coagulation concentration. At pH value < 7, color structure in form of non-coagulative Vinyl sulfone with chemical coagulant. At pH value > 10, the structure of dyes is in form hydroxyethyl sulfone, π bond electrons of the dye were easy to bind to hydroxylation group of coagulant. Chemical coagulant FeSO4 combined with Ca(OH)2 suitable with dyeing wastewater with high color (1000-5000 Pt-Co), Stable processing performance. However, FeSO4 chemical combined of Ca (OH) 2 processor performance COD was not absolute.
viii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................. iv LỜI CẢM ƠN .........................................................................................................v TÓM TẮT ............................................................................................................. vi ABSTRACT ......................................................................................................... vii MỤC LỤC ........................................................................................................... viii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT .................................................................. xi DANH MỤC HÌNH ẢNH .................................................................................. xiv MỞ ĐẦU ..................................................................................................................1 1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI .................................................................................. 1 2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU ........................................................................... 2 3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ............................................... 2 4. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI ............................. 3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ............................................................................................. 4 1.1 Công nghệ dệt và đặc tính nước thải ............................................................ 4 1.1.1 Quy trình chung về công nghệ ngành dệt nhuộm ................................. 4 1.1.2 Nước thải dệt nhuộm tác động đến môi trường .................................... 8 1.2 Các loại thuốc nhuộm và đặc tính của thuốc nhuộm hoạt tính .................... 9 1.2.1 Phân loại các thuốc nhuộm hoạt tính .................................................... 9 1.2.2 Tính chất của thuốc nhuộm hoạt tính ................................................. 10 1.3 Các phương pháp nước thải dệt nhuộm hoạt tính. ...................................... 15 1.3.1 Các phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm trong và ngoài nước.... 15 1.3.2 Nhận xét về các phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm ................ 28 1.3.3 Phương pháp keo tụ sử dụng Sắt Sunfate kết hợp Canxi hydroxit được chọn làm nghiên cứu. .......................................................................... 29 CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU ........................... 31 2.1. Đối tượng nghiên cứu............................................................................... 31 2.2 Phương pháp nghiên cứu .......................................................................... 35
ix 2.2.1 Hóa chất, dụng cụ thí nghiệm và thiết bị nghiên cứu .................... 35 2.2.2 Phương pháp phân tích..................................................................... 38 2.2.3 Phương pháp xử lý số liệu ................................................................ 38 2.2.3.1 Phương pháp hồi quy tuyến tính ..............................................38 2.2.3.2 Phương pháp thống kê toán học ...............................................38 2.3 Tính toán hiệu suất xử lý COD, độ màu ................................................. 39 2.3.1 Khảo sát quá trình keo tụ của PAC ..................................................... 40 2.3.2 Khảo sát quá trình keo tụ nước thải bằng các hóa chất keo tụ khác: . 43 3.1 Khảo sát kết quả xử lý mẫu nước thải giả định của PAC .......................... 47 3.1.1. Xác định độ pH tối ưu ...................................................................... 47 3.1.2 Xác định tốc độ khuấy tối ưu .............................................................. 50 3.1.3 Xác định thời gian khuấy tối ưu .......................................................... 51 3.1.4 Xác định nồng độ PAC tối ưu .......................................................... 52 3.1.5 Xác định hiệu quả xử lý theo độ màu .............................................. 53 3.2 Khảo sát kết quả xử lý mẫu nước thải giả định của Phèn Sắt .............. 55 3.2.1 Xác định pH tối ưu ............................................................................ 55 3.2.2 Khảo sát tốc độ khuấy tối ưu ........................................................... 57 3.2.3. Khảo sát thời gian khuấy tối ưu tiến hành với sắt.............................. 58 3.2.4. Khảo sát nồng độ sắt tối ưu ............................................................. 59 3.2.5. Khảo sát hiệu quả xử lý theo nồng độ màu .................................... 60 3.3. Khảo sát kết quả xử lý mẫu nước thải giả định của Vôi ............................ 61 3.3.1 Khảo sát pH tối ưu ............................................................................. 61 3.3.2 Khảo sát thời gian khuấy tối ưu....................................................... 63 3.3.3 Khảo sát hiệu quả xử lý theo nồng độ màu ......................................... 64 3.4 Xác định các yếu tố thích hợp cho quá trình xử lý màu với chất keo tụ phèn sắt kết hợp với vôi ................................................................................. 65 3.4.1 Xác định lượng vôi tối ưu ................................................................. 65 3.4.2 Xác định pH tối ưu ............................................................................ 66 3.4.3 Khảo sát tốc độ khuấy tối ưu ........................................................... 68
x 3.4.4 Khảo sát thời gian khuấy tối ưu....................................................... 69 3.4.5 Khảo sát nồng độ phèn sắt tối ưu .................................................... 70 3.4.6 Khảo sát hiệu quả xử lý theo nồng độ màu ..................................... 71 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ .................................................................................... 73 1. KỂT LUẬN ................................................................................................ 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................. 75
xi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BOD Nhu cầu oxy sinh học COD Nhu cầu oxy hóa học QCVN Quy chuẩn Việt Nam PAC Polyaluminium Chloride TNHT Thuốc nhuộm hoạt tính AOX Hợp chất halogen hữu cơ dễ hấp phụ SBB Màu nhuộm hoạt tính Sunzol Black B 150% SRS Màu nhuộm hoạt tính Sunfix Red S3B 100% SBB/SRS Màu nhuộm hoạt tính Sunzol Black B / Sunfix Red S3B Phèn sắt Sắt Sulfate (FeSO4.7H2O) Vôi Caxi hydroxit (Ca(OH)2 VSV Vi sinh vật
xii DANH MỤC BẢNG BIỂU – ĐỒ THỊ Bảng 1.1. Đặc tính nước thải nhuộm . ................................................................................ 7 Bảng 1.2 Các loại thuốc nhuộm hoạt tính phổ biến trên thế giới và Việt Nam ............... 14 Bảng 1. 3. Điện thế oxy hóa của một số tác nhân oxy hóa mạnh trong môi trường lỏng 23 Bảng 2. 1. Các phương pháp phân tích sử dụng trong nghiên cứu ................................... 38 Bảng 2.2. Các bước tiến hành khảo sát với FeSO4.7H2O, Ca(OH)2. ................................ 43 Bảng 3. 1. Điều kiện lúc đầu khảo sát pH ......................................................................... 47 Bảng 3. 2. Điều kiện khảo sát tốc độ khuấy với PAC ....................................................... 50 Bảng 3. 3. Điều kiện khảo sát thời gian khuấy với PAC .................................................. 51 Bảng 3.4. Điều kiện ban đầu khảo sát nồng độ PAC ....................................................... 52 Bảng 3.5. Điều kiện ban đầu khảo sát nồng độ màu của PAC.......................................... 54 Bảng 3.6 Điều kiện thực hiện xác định pH tối ưu của phèn sắt ....................................... 55 Bảng 3.7 Điều kiện thực hiện xác định tốc độ khuấy tối ưu của phèn sắt ....................... 57 Bảng 3.8 Điều kiện ban đầu tiến hành khảo sát thời gian khuấy ...................................... 58 Bảng 3.9 Điều kiện ban đầu khảo sát nồng độ phèn sắt.................................................. 59 Bảng 3.9 Điều kiện ban đầu khảo sát hiệu quả xử lý theo độ màu ................................. 60 Bảng 3.10 Điều kiện thực hiện xác định pH tối ưu của Vôi ............................................ 61 Bảng 3.11 Điều kiện thực hiện xác định tốc độ khuấy tối ưu của Vôi ............................ 62 Bảng 3.12 Điều kiện ban đầu tiến hành khảo sát thời gian khuấy ................................... 63 Bảng 3.13 Điều kiện ban đầu khảo sát hiệu quả xử lý theo độ màu ............................... 64 Bảng 3.14 Điều kiện khảo sát ban đầu liều lượng vôi châm vào ..................................... 65 Bảng 3.15 Điều kiện khảo sát ban đầu khảo sát pH .......................................................... 66 Bảng 3.16 Điều kiện khảo sát ban đầu khảo sát tốc độ khuấy .......................................... 68 Bảng 3.17 Điều kiện khảo sát ban đầu khảo sát thời gian khuấy...................................... 69 Bảng 3.37 Điều kiện khảo sát ban đầu khảo sát nồng độ phèn sắt ................................... 70 Bảng 3.18 Điều kiện ban đầu khảo sát độ màu của phèn sắt/vôi ...................................... 71 Đồ Thị 2.1 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc độ hấp thu và độ màu vào hàm lượng màu của màu Sunzol Black B 150% ở bước sóng 600nm .............................................................. 34
xiii Đồ Thị 2.2 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc độ hấp thu và độ màu vào hàm lượng màu của màu Sunfix Red S3B 100%ở bước sóng 541nm............................................................... 34 Đồ thị 2.3. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc độ hấp thu và độ màu vào hàm lượng màu của màu Sunfix Red S3B 100% và màu Sunzol Black B 150% ở bước sóng 580nm ............ 35
xiv DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1. Sơ đồ nguyên lý công nghệ dệt nhuộm và các nguồn nước thải ......................... 4 Hình 1. 2. Cấu tạo của hạt keo .......................................................................................... 16 Hình 1. 3. Các quá trình hình thành các gốc hydroxyl ..................................................... 24 Hình 1.4 Phân rã yếm khí nhóm azo của màu nhuộm ..................................................... 27 Hình 2.1 : Sơ đồ nghiên cứu ............................................................................................. 31 Hình 2.2. Quy trình pha nước thải nhuộm giả lập ........................................................... 33 Hình 2.3. Đặc tính lý học của các màu dùng trong thí nghiệm . ...................................... 33 Hình 2. 4. Mô hình Jartest ................................................................................................. 36 Hình 2.5. Máy quang phổ UV-Vis ................................................................................... 37 Hình 2. 6. Máy đun hoàn lưu COD reactor ....................................................................... 37 Hình 2. 7. Máy đo pH do hãng Mettler Toledo (Thụy Sĩ) ................................................ 38 Hình 3.1. Biểu đồ ảnh hưởng của pH đến hiệu suất xử lý COD, màu của PAC .............. 48 Hình 3.2. Cấu trúc màu nhuộm nghiên cứu tại các pH 3,7,10 ......................................... 49 Hình 3. 3. Ảnh hưởng tốc độ khuấy lện hiệu suất xử lý của PAC .................................... 50 Hình 3.4. Ảnh hưởng của thời gian khuấy lên hiệu quả xử lý của PAC ........................... 51 Hình 3.5. Ảnh hưởng nồng độ PAC đến hiệu suất xử lý .................................................. 53 Hình 3. 6. Ảnh hưởng của nồng độ màu đến hiệu suất khử màu của PAC ...................... 54 Hình 3.7. Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất xử lý của phèn sắt ........................................ 55 Hình 3.8. Sắt (II) tồn tại ở trong nước thải có độ pH khác nhau ..................................... 56 Hình 3. 9. Hiệu suất của tốc độ khuấy .............................................................................. 57 Hình 3.10. Hiệu suất xử lý COD, màu khảo sát với thời gian khuấy ............................... 58 Hình 3. 11. Ảnh hưởng của nồng độ Phèn sắt lên hiệu quả quá trình keo tụ .................... 59 Hình 3. 12. Ảnh hưởng của độ màu lên hiệu quả xử lý bằng phèn sắt ............................. 60 Hình 3.13. Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất xử lý của Vôi ............................................. 61 Hình 3.14 Ảnh hưởng của tốc độ khuấy ........................................................................... 62 Hình 3.15. Ảnh hưởng của thời gian khuấy lên hiểu quả xử lý bằng Vôi ........................ 63 Hình 3. 16. Ảnh hưởng của độ màu lên hiệu quả xử lý bằng vôi ..................................... 64 Hình 3. 17. Ảnh hưởng của vôi lên quá trình keo tụ ......................................................... 66 Hình 3. 18. Ảnh hưởng của pH lên quá trình keo tụ phèn sắt/vôi .................................... 67
xv Hình 3.19. Cấu trúc màu nhuộm nghiên cứu tại các pH 3,7,10 ....................................... 68 Hình 3.20. Ảnh hưởng của tốc độ khuấy lên quá trình keo tụ phèn sắt/vôi ...................... 69 Hình 3.21 Ảnh hưởng của thời gian khuấy lên quá trình keo tụ phèn sắt/vôi .................. 70 Hình 3. 22 Ảnh hưởng của nồng độ phèn sắt lên quá trình keo tụ phèn sắt/vôi. .............. 71 Hình 3. 23 Hiệu quả xử lý của phèn sắt/vôi với các độ màu khác nhau ........................... 72
1 MỞ ĐẦU 1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Qua quá trình tìm hiểu tài liệu trên thế giới và thực tế, tác giả nhận thấy việc sử dụng Sắt Sunfate kết hợp với Canxi hydroxit để xử lý màu nước thải dệt nhuộm, mang lại hiệu quả xử lý cao, giá thành rẻ, dễ sử dụng, thuận tiện cho các công trình xử lý nước thải. Cụ thể cho một số nhà máy đã áp dụng như Công ty TNHH Dệt Triệu Tài, Công ty Quốc Tế Radian, Công ty CP Dệt May Liên Phương, Công ty TNHH Phú Thuận Hưng, Công ty TNHH Esquel,…sử dụng Sắt Sunfate kết hợp Canxi dihydroxit để khử màu trong nước thải dệt nhuộm đều mang lại hiệu quả xử lý độ màu khá cao, tuy nhiên hiệu suất xử lý không ổn định bởi các giá trị pH, độ màu, liều lượng hóa chất chưa tối ưu hóa bởi các nồng độ ô nhiễm nước thải liên tục thay đổi. Ngành dệt nhuộm sử dụng một lượng lớn phẩm nhuộm để nhuộm vải. Trong đó, thuốc nhuộm hoạt tính được sử dụng khá phổ biến bởi chúng có màu sắc tươi tắn, đẹp và có độ bền màu cao. Ngày nay, lượng thuốc nhuộm hoạt tính sử dụng trong ngành dệt may chiếm khoảng 50% tổng lượng thuốc nhuộm được sử dụng trên thị trường vì chúng được sử dụng để nhuộm sợi cotton là loại vật liệu chiếm khoảng một nửa lượng sợi tiêu thụ trên thế giới [33]. Khi nhuộm xơ xenlulo bằng phẩm nhuộm hoạt tính, quá trình sự gắn màu đi cùng với thủy phân thuốc nhuộm nên không sử dụng hết lượng thuốc nhuộm. Độ mất mát đối với thuốc nhuộm hoạt tính khoảng 10÷50%, lớn nhất trong các loại thuốc nhuộm [34]. Phần lớn thuốc nhuộm hoạt tính đựợc tổng hợp từ các hợp chất hữu cơ có phân tử lượng khá lớn, chứa nhiều vòng thơm (đơn vòng, đa vòng, dị vòng), nhiều nhóm chức khác nhau nên ở dạng thông thường và dạng bị thủy phân đều không dễ dàng phân hủy được bằng phương pháp sinh học. Do đó, tách TNHT ra khỏi dòng thải đã trở thành một thách thức đối với ngành công nghệ xử lý nước thải và là vấn đề quan trọng trong bảo vệ môi trường [34]. Đây chính là nguyên nhân làm cho nước thải dệt nhuộm có độ màu cao, nồng độ chất ô nhiễm lớn.
2 Với mục tiêu tìm ra các giá trị tối ưu để áp dụng tốt hơn cho quá trình xử lý độ màu nước thải dệt nhuộm, vừa mang lại hiệu quả kinh tế, vừa có hiệu suất xử lý cao khi áp dụng thực tế, tác giả đã mạnh dạn thực hiện đề tài “Nghiên cứu khả năng keo tụ của Sắt Sunfate kết hợp với Canxi hydroxit để loại bỏ màu nước thải dệt nhuộm hoạt tính”. 2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Mục tiêu tổng quát: Ứng dụng phương pháp keo tụ của Sắt Sulfate kết hợp với Canxi hydroxit để loại bỏ màu nhuộm hoạt tính Mục tiêu cụ thể:  Tìm được các giá trị tối ưu trong quá trình xử lý độ màu, COD nước thải dệt nhuộm bằng Sắt Sunfate kết hợp Canxi hydroxit (nồng độ Sắt Sunfate, nồng độ Canxi hydroxit tối ưu nhất).  Đánh giá khả năng xử lý độ màu của Sắt Sulfate với Canxi hydroxit để biết được khả năng áp dụng cho các công trình thực tế thông qua chi phí kinh tế và hiệu suất xử lý độ màu của phương pháp này.  So sánh khả năng xử lý độ màu của sắt sulfate kết hợp với Canxi hydroxit với các phương pháp khác để chứng minh được phương pháp kết hợp Sắt Sunfate với Canxi hydroxit có ưu điểm hơn so với các phương pháp khác đang được áp dụng hiện nay. 3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu Khảo sát trên mẫu nước thải pha giả lập: được thực hiện trên các mẫu nước thải màu nhuộm hoạt tính giả định là hóa chất Sunfix Red S3B 100% (SRS) của hãng Oh-Young và hóa chất Sunzol Black B 150% (SBB) được sản xuất bởi Hàn Quốc. Phạm vi nghiên cứu đề tài Đề tài được nghiên cứu tại Trường ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh.
3 4. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI Ý nghĩa thực tế - Thông qua kết quả nghiên cứu được và tìm giá trị tối ưu khi áp dụng phương pháp này để xử lý màu nước thải dệt nhuộm sao cho phù hợp với các điều kiện thực tế về chất lượng nước thải cũng như tiết kiệm chi phí đầu tư. - Làm cơ sở để mở rộng phạm vi, đối tượng cũng như nghiên cứu sâu hơn về xử lý nước thải bằng phương pháp này. Ý nghĩa khoa học - Tối ưu hóa được các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý độ màu nước thải dệt nhuộm bằng phương pháp Sắt Sunfate kết hợp Canxi hydroxit xử lý màu nước thải dệt nhuộm. - Đánh giá được khả năng xử lý độ màu nước thải dệt nhuộm bằng Sắt Sunfate kết hợp với Canxi hydroxit.
4 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1 Công nghệ dệt và đặc tính nước thải 1.1.1 Quy trình chung về công nghệ ngành dệt nhuộm Nguyên liệu đầu Kéo sợi, chải, ghép, đánh ống Nước, tinh bột , phụ gia Hồ sợi Nước thải chứa Hơi nước hồ tinh bột, hóa chất Dệt vải Nước thải chứa Enzym hồ, tinh bột bị NaOH Giũ hồ thủy phân, NaOH NaOH, hóa chất Nấu Nước thải Hơi nước H2SO4 , H2O Nước thải Xử lý axit, giặt Chất tẩy giặt H2O2, NaOCl, Tẩy trắng Nước thải Hóa chất H2SO4, H2O2, chất Giặt Nước thải tẩy giặt NaOH, hóa chất Làm bóng Nước thải Dung dịch nhuộm Nhuộm, in hoa Dịch nhuộm thải H2SO4, H2O2 Chất tẩy giặt Giặt Nước thải Hơi nước, hồ, Hoàn tất, văng khổ Nước thải Hóa chất Sản phẩm Hình 1.1. Sơ đồ nguyên lý công nghệ dệt nhuộm và các nguồn nước thải