TP. Hồ Chí Minh, 2017
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP OXI HÓA BẬC CAO HỆ
FENTON TRONG XỬ LÝ ĐỘ MÀU VÀ COD TRONG
NƯỚC THẢI MÍA ĐƯỜNG
Ngành: MÔI TRƯỜNG
Chuyên ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
Giảng viên hướng dẫn : ThS. Lâm Vĩnh Sơn
Sinh viên thực hiện : Lê Sĩ Quí
MSSV: 1311090496 Lớp: 13DMT05
i
LỜI CAM ĐOAN
Tác giả xin cam đoan đề tài này là công trình nghiên cứu khoa học của tác giả. Các số
liệu, kết quả nêu trong đề tài là trung thực và có nguồn gốc. Tác giả xin chịu trách nhiệm
trước Hội đồng phản biện và pháp luật về các kết quả nghiên cứu của đề tài này.
Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2017
Sinh viên thực hiện
Lê Sĩ Quí
ii
LỜI CẢM ƠN
Qua bốn năm học tập, nghiên cứu , rèn luyện ở trường nhờ sự chỉ dạy tận tình của
quý thầy cô trường Đại học Công nghệ Tp. HCM đặc biệt là quý thầy cô Khoa Công nghệ
sinh học – Thực phẩm – Môi trường đã giúp em có được ngày càng nhiều kiến thức và
những hiểu biết sâu sắc trong học tập cũng như trong thực tiễn hằng ngày. Để hoàn thành
đồ án tốt nghiệp này, trước hết em xin chân thành cảm ơn các thầy cô Khoa Công nghệ sinh
học – Thực phẩm – Môi trường, trường Đại học Công nghệ Tp.HCM đã trang bị cho em
vốn kiến thức quý báu trong suốt những năm học.
Em xin chân thành cảm ơn Thạc sĩ Lâm Vĩnh Sơn, người thầy đã luôn hướng dẫn,
theo dõi, nhắc nhở, động viên em trong những giai đoan khó khăn của đề tài để luận văn có
thể hoàn thành đúng tiến độ và đảm bảo những yêu cầu đặt ra.
Xin cảm ơn các thầy cô làm việc trong Phòng thí nghiệm khoa Công Nghệ Sinh học
– Thực phẩm – Môi trường, Đại học Công Nghệ Tp. Hồ Chí Minh đã tận tình chỉ dạy và
giúp đỡ trong thời gian em tiến hành phân tích mẫu.
Mặc dù đã rất cố gắng để hoàn thiện Đồ án tốt nghiệp này nhưng có thể đề tài vẫn còn
nhiều thiếu sót, vì vậy em mong nhận được những ý kiến đóng góp của quý thầy cô, Hội
đồng phản biện để đề tài này hoàn thiện hơn.
Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2017
Sinh viên thực hiện
Lê Sĩ Quí
iii
TÓM TẮT
Độ màu là thông số quan trọng trong đánh giá chất lượng nước. Không chỉ ảnh
hưởng về mặt cảm quan mà nước thải có độ màu cao còn gây ô nhiễm môi trường như cản
trở hoạt động sống của sinh vật thủy sinh, giảm khả năng tự làm sạch của nước. Theo các
tài liệu nghiên cứu, độ màu của nước thải mía đường chưa xử lý thường có màu màu nâu,
đen, đỏ vàng, vàng.
Các phương pháp khử màu hiện nay như keo tụ, sinh học đa số chỉ xử lý được các
chất màu ở dạng chất rắn lơ lửng hoặc cấu trúc phân tử đơn giản. Tuy nhiên đối với nước
thải mía đường, chất màu là các phân tử khối lượng lớn khó bị phân hủy. Vì vậy đề tài này
nghiên cứu khả năng khử màu của các phương pháp oxy hóa bậc cao, cụ thể trong bài
nghiên cứu này là công nghệ Fenton để đưa ra phương pháp khử màu hiệu quả cho nước
thải mía đường.
Sắc tố từ cây mía, melanoidins, HADPs, caramels là các chất màu chính của nước
thải sản xuất mía đường. Phương pháp khử màu bằng hệ tác nhân Fenton đã được nghiên
cứu để đưa ra đánh giá về khả năng khử các chất màu cao phân tử bằng phương pháp oxy
hóa bậc cao. Tỉ lệ H2O2/COD, Fe(II)/H2O2, pH, thời gian lưu là các yếu tố ảnh hưởng đến
hiệu suất khử màu của hệ tác nhân Fenton. Kết quả thực nghiệm cho thấy cả độ màu và
COD được xử lý đến 89.96% và 68.71%, với nước thải được pha loãng 2 lần, 0.133 mol
H2O2/L, 0.0150 mol Fe(II)/L, pH = 3, thời gian phản ứng 80 phút. Độ màu sau xử lý đạt cột
A QCVN 40:2011/BTNMT cho thấy khả năng ứng dụng các phương pháp oxy hóa bậc cao
vào mục đích khử độ màu của nước thải công nghiệp.
Từ khóa: độ màu, nước thải mía đường, sắc tố mía, melanoidins, HADPs, caramels, khử
màu, phương pháp oxy hóa bậc cao, Fenton
iv
ABSTRACT
Colour is an important parameter that be used to assess the quality of water. It's not
only influence to water’s unacceptable sensory, but also a pollutant for the environment
due to inhibiting the living activity of aquatic microorganisms, reducing self-purification
ability of water. According to the references, colour in sugar cane’s untreated wastewater
like brown, reddish yellow, yellow.
The conventional decolourizing methods, such as coagulation, biology mostly
degrade colourants which are in form of suspended solid or have simple molecular
structures. However, colourants in sugar cane’s wastewater are polymeric recalcitrant
compounds. For that problem decolourization by Advanced Operation Processes (AOPs),
especially in this study is Fenton technology, is studied to find the effective decolourization
method for sugar cane’s wastewater.
Plant pigments, melanoidins, HADPs are mainly colourants found in sugar cane’s
wastewater. The Fenton processes has been studied to evaluate the decolourized ability of
high molecular weight coloured compounds of all Advanced Oxidation Processes.
H2O2/COD ratio, Fe(II)/H2O2 ratio, pH, retention time are parameters affected to Fenton’s
reagent’s decolourization efficience. From the exprimental results showed that both colour
and COD were degraded to 89.96% and 68.71%, respectively, with wastewater dilluted 2
times, 0.133 mol H2O2/L, 0.0150 mol Fe(II)/L, pH = 3, 80 minutes of treatment time. Colour
after treatment achieved to column A, QCVN 40:2011/BTNMT lead to AOPs’ potential in
term of decolourization of industrial wastewater.
Keywords: colour, sugar cane’s wastewater, cane pigments, melanoidins, HADPs,
caramels, decolourization, Advanced Oxidation Processes, Fenton.