Luận văn thạc sĩ HUS cố định zno trên tro trấu làm chất quang xúc tác phân hủy phẩm màu hữu cơ dưới ánh sáng trông thấy

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Vũ Thị Bích Ngọc CỐ ĐỊNH ZnO TRÊN TRO TRẤU LÀM CHẤT QUANG XÚC TÁC PHÂN HỦY PHẨM MÀU HỮU CƠ DƢỚI ÁNH SÁNG TRÔNG THẤY LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – Năm 2014 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Vũ Thị Bích Ngọc CỐ ĐỊNH ZnO TRÊN TRO TRẤU LÀM CHẤT QUANG XÚC TÁC PHÂN HỦY PHẨM MÀU HỮU CƠ DƢỚI ÁNH SÁNG TRÔNG THẤY Chuyên ngành: Hóa mơi trường Mã số: 60440120 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Hoàng Thị Hương Huế PGS TS Nguyễn Đình Bảng Hà Nội – Năm 2014 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1-TỔNG QUAN 1.1 Công nghiệp dệt nhuộm ô nhiễm nƣớc thải dệt nhuộm 1.1.1 Công nghiệp dệt nhuộm 1.1.2 Nguy ô nhiễm nƣớc thải dệt nhuộm 1.2 Các phƣơng pháp ngăn ngừa, giảm thiểu ô nhiễm xử lý nƣớc thải dệt nhuộm .9 1.2.1 Các phƣơng pháp ngăn ngừa, giảm thiểu nhiễm đƣợc thực q trình sản xuất 1.2.2 Các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải dệt nhuộm 10 1.3 Giới thiệu chế quang xúc tác 16 1.4 Giới thiệu oxit ZnO tro trấu 18 1.4.1 Vật liệu nano ZnO 18 1.4.2 Tro trấu 25 CHƢƠNG – THỰC NGHIỆM 27 2.1 Dụng cụ hóa chất .27 2.1.1 Dụng cụ 27 2.1.2 Hóa chất 27 2.1.3 Chuẩn bị hóa chất 27 2.2 Các phƣơng pháp nghiên cứu đặc trƣng cấu trúc vật liệu .29 2.2.1 Phƣơng pháp nhiễu xạ tia X 29 2.2.2 Phƣơng pháp hiển vi điện tử quét (SEM) 31 2.2.3 Phƣơng pháp tán xạ lƣơ ̣ng tia X (EDX – Energy Dispersive Analysis of X-rays) 32 2.2.4 Phƣơng pháp phổ hấp thụ UV-Vis 33 2.2.5 Phƣơng pháp phổ hồng ngoại IR 34 2.2.6 Phƣơng pháp đánh giá hiệu quang xúc tác nƣớc thải dệt nhuộm .34 2.3 Tổng hợp vật liệu ZnO-tro trấu 41 2.3.1 Tổng hợp vật liệu ZnO nguyên chất 41 2.3.2 Điều chế tro trấu từ vỏ trấu 41 2.3.3 Tổng hợp vật liệu ZnO-tro trấu 41 CHƢƠNG – KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .42 3.1 Tổng hợp đặc trƣng vật liệu ZnO-tro trấu 42 3.1.1 Tổng hợp vật liệu ZnO-tro trấu (nghiên cứu ảnh hƣởng hàm lƣợng tro trấu) 42 3.1.2 Nghiên cứu đặc trƣng vật liệu ZnO-tro trấu 45 3.2.1 Ảnh hƣởng pH dung dịch .51 3.2.2 Ảnh hƣởng nồng độ xanh metylen 54 3.2.3 Ảnh hƣởng lƣợng xúc tác ZnO-tro trấu .57 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 3.2.4 Khảo sát khả tái sử dụng xúc tác ZnO-tro trấu 59 3.3 Khả xử lý nƣớc thải dệt nhuộm làng nghề Dƣơng Nội- Hà Đông – Hà Nội xúc tác ZnO-tro trấu 6% 63 KẾT LUẬN 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Cơ chế tạo gốc hoạt động vật liệu bán dẫn .14 Hình 1.2: Cơ chế trình xúc tác quang vật liệu bán dẫn 15 Hình 1.3: Cấu trúc tinh thể ZnO .18 Hình 1.4: Biểu đồ mơ tả hai dạng sai hỏng Schottky Frenkel .20 Hình 1.5: Giản đồ mức khuyết tật ZnO .22 Hình 2.1: Sự nhiễu xạ tia X qua mạng tinh thể .30 Hình 2.2: Cấu tạo kính hiển vi điện tử quét SEM .31 Hình 2.3: Sơ đồ nguyên lý phổ tán sắc lượng 33 Hình 2.4: Quang phổ đèn Compact 35 Hình 2.5: Phổ UV-VIS xanh metylen 37 Hình 2.6: Đường chuẩn biểu diễn phụ thuộc mật độ quang vào nồng độ xanh metylen 38 Hình 2.7: Đường chuẩn biểu diễn phụ thuộc mật độ quang vào COD 40 Hình 3.1: Ảnh hưởng hàm lượng tro trấu đến hoạt tính quang xúc tác oxit ZnO-tro trấu 44 Hình 3.2: Giản đồ XRD mẫu ZnO nguyên chất 45 Hình 3.3: Giản đồ XRD mẫu ZnO-tro trấu 6% 46 Hình 3.4: Ảnh SEM vật liệu ZnO-tro trấu .47 Hình 3.5: Phổ EDX ZnO-tro trấu 6% .48 Hình 3.6: Phổ UV-VIS ZnO ZnO-tro trấu 49 Hình 3.7: Phổ hồng ngoại tro trấu .50 Hình 3.8: Phổ hồng ngoại ZnO-tro trấu .50 Hình 3.9: Sự phụ thuộc hiệu suất xử lý xanh metylen vật liệu ZnO-tro trấu vào pH 53 Hình 3.10: Sự phụ thuộc hiệu suất xử lý xanh metylen vào nồng độ dung dịch xanh metylen .56 Hình 3.11: Sự phụ thuộc hiệu suất xử lý xanh metylen vào lượng xúc tác ZnO-tro trấu .58 Hình 3.12: Sự phụ thuộc hiệu suất xử lý xanh metylen sau lần tái sử dụng theo thời gian .61 Hình 3.13: Sự phụ thuộc hiệu suất xử lý xanh metylen ZnO ZnO-tro trấu 6% ánh sáng mặt trời .62 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Một vài thông số ZnO .23 Bảng 2.1: Sự phụ thuộc mật độ quang vào nồng độ dung dịch xanh metylen 37 Bảng 2.2: Sự phụ thuộc mật độ quang vào COD .40 Bảng 3.1: Hiệu suất xử lý xanh metylen vật liệu ZnO-tro trấu 43 Bảng 3.2: % khối lượng nguyên tố có mẫu ZnO-tro trấu 6% 48 Bảng 3.3: Ảnh hưởng pH đến hiệu suất chuyển hóa xanh metylen 52 Bảng 3.4: Ảnh hưởng nồng độ xanh metylen đến hiệu suất xử lý xanh metylen vật liệu ZnO-tro trấu 55 Bảng 3.5: Ảnh hưởng khối lượng xúc tác đến hiệu suất chuyển hóa xanh metylen 57 Bảng 3.6: Hiệu suất chuyển hóa xanh metylen qua lần tái sử dụng xúc tác 60 Bảng 3.7: Hiệu suất chuyển hóa xanh metylen ánh sáng mặt trời ZnO nguyên chất ZnO-tro trấu .62 Bảng 3.8: COD nước thải sau xử lý xúc tác ZnO-tro trấu 6% 63 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ABS Độ hấp thụ quang (Absorbance) AOPs Phương pháp oxi hóa tăng cường CB Vùng dẫn (Conduction Band) COD Nhu cầ u oxi hóa ho ̣c (Chemical Oxygen Demand) DO Oxi hòa tan EDX Phổ tán xạ lượng tia X (Energy-Dispersive X-ray spectroscopy ) Ebg Năng lượng vùng cấm (Band gap Energy) SEM Phương pháp hiể n vi điê ̣n tử quét (Scanning Electron Microscopy) UV-Vis Tử ngoại – Khả kiến (Ultra Violet – Visible) VB Vùng hóa trị (Valence Band) XRD Nhiễu xa ̣ tia X (X Rays Diffraction) LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn thạc sĩ Vũ Thị Bích Ngọc K22 MỞ ĐẦU Nước khan ô nhiễm với biến đổi khí hậu biến động mơi trường rõ rệt kỷ XXI Ở nước ta, với phát triển không ngừng công nghiệp, dẫn đến môi trường nước nhiều đô thị, khu công nghiệp làng nghề ngày bị ô nhiễm nặng nề Nước dùng cho sinh hoạt hàng ngày, nông nghiệp công nghiệp trở nên cạn kiệt dần Vì vậy, việc xử lý nước thải khu công nghiệp, làng nghề trở nên cần thiết cấp bách Trong nước thải công nghiệp, làng nghề, thành phần khó xử lý chất hữu khó phân hủy sinh học Với chất khó phân hủy vi sinh, tồn bền vững môi trường, chất hữu khó phân hủy sinh học mối nguy hại lâu dài tới sức khỏe người môi trường Chẳng hạn như: metylen xanh, phenol đỏ, rhodamine B, malachite xanh… Có nhiều phương pháp xử lý nước thải nghiên cứu, phương pháp oxi hóa hợp chất hữu cách sử dụng xúc tác quang phương pháp có nhiều ưu điểm ZnO chất bán dẫn thuộc loại A(II)B(VI), có vùng cấm rộng nhiệt độ phòng cỡ 3,3 eV nên chủ yếu ánh sáng tử ngoại (UV) kích thích điện tử từ vùng hóa trị lên vùng dẫn gây tượng xúc tác quang So với TiO2 ZnO có độ rộng vùng cấm tương đương (độ rộng vùng cấm TiO2 3,2 eV) ZnO hấp thụ nhiều phổ mặt trời Do ZnO với hoạt tính quang hóa cao, khơng độc hại giá thành thấp nên sử dụng nhiều cho phản ứng quang hóa Để sử dụng ánh sáng mặt trời vào trình xúc tác quang kẽm oxit, cần thu hẹp vùng cấm Nhiều nghiên cứu rằng, pha tạp ZnO số ion kim loại phi kim cách thức hiệu để mở rộng khả hấp thụ ánh sáng từ vùng tử ngoại sang vùng khả kiến Ở Việt Nam, trấu sản phẩm phụ trình sản xuất nơng nghiệp (q trình xay xát lúa) Theo truyền thống, vỏ trấu xử lý bãi chôn lấp, dẫn đến việc gây mĩ quan, tượng phú dưỡng nhiễu loạn đời sống thủy sinh Vì vậy, việc sử dụng vỏ trấu làm vật liệu việc xử lý nước thải công LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn thạc sĩ Vũ Thị Bích Ngọc K22 nghiệp, làng nghề giải phần vấn đề ô nhiễm chất thải nông nghiệp, đồng thời giảm thiểu ô nhiễm môi trường Chính lí trên, chúng tơi chọn đề tài: “Cố định ZnO tro trấu làm chất quang xúc tác phân hủy phẩm màu hữu dƣới ánh sáng trơng thấy” cho nghiên cứu Nội dung luận văn bao gồm: - Chế tạo vật liệu oxit ZnO biến tính tro trấu để tạo vật liệu xử lý quang xúc tác với chất màu (xanh metylen) - Khảo sát đặc trưng vật liệu - Khảo sát số yếu tố ảnh hưởng đến trình quang xúc tác xử lý chất màu vật liệu chế tạo nhằm tìm điều kiện thích hợp cho q trình xử lý - Khảo sát khả xử lý nước thải làng nghề Dương Nội, Hà Nội vật liệu ZnO-tro trấu LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn thạc sĩ Vũ Thị Bích Ngọc K22 CHƢƠNG 1-TỔNG QUAN 1.1 Công nghiệp dệt nhuộm ô nhiễm nƣớc thải dệt nhuộm 1.1.1 Công nghiệp dệt nhuộm [1] 1.1.1.1 Tình hình ngành cơng nghiệp dệt nhuộm năm gần Dệt nhuộm coi ngành trọng điểm công nghiệp Việt Nam thời kỳ đẩy mạnh cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước Hiện nay, ngành xem ngành sản xuất mũi nhọn có tiềm lực phát triển mạnh Khi Việt Nam thâm nhập ngày sâu vào thị trường giới, tham gia sân chơi rộng khắp toàn cầu Ngành dệt may tận dụng hội mang lại phần chuyển thách thức thành kết đáng ghi nhận ngành Năm 2007, ngành đạt kim ngạch xuất 7,78 tỷ USD, tăng 33,4% so với năm 2006, tăng năm 2006 gần tỉ USD Năm 2008 đạt 6,84 tỷ USD (tăng 20% so với kỳ 2007) Đặc biệt, năm 2009, xuất hàng dệt may vào thị trường Nhật Bản tăng từ 23% đến 25% Đây thành công lớn ngành dệt may Việt Nam Việt Nam Nhật Bản ký hiệp định song phương từ ngày 1/10/2009, thuế suất hàng dệt may từ Việt Nam vào Nhật Bản cắt giảm Kim ngạch xuất dệt may Việt Nam năm 2009 đạt gần 9,2 tỷ USD, tăng gần 2% so với năm trước.Việt Nam điểm đến hấp dẫn, ưu tiên đầu tư nhiều cơng ty nước ngồi Đặc biệt, với lực cạnh tranh, công nghệ sản xuất, chất lượng sản phẩm ngày cao, Việt Nam nhà nhập Mỹ ưa chuộng tin tưởng đặt hàng Tháng 1/2010 khởi đầu với nhiều thuận lợi, nhiều doanh nghiệp nhận đơn đặt hàng với khối lượng lớn như: Tổng công ty may Việt Tiến, Tổng công ty may 10, Cơng ty may Sài Gịn 2, Tổng cơng ty Dệt Phong Phú, Tập đoàn dệt may Việt Nam (VINATEX) , Ngành dệt may Việt Nam dự báo, với dấu hiệu lạc quan này, xuất dệt may năm 2010 đạt khoảng 10,5 tỷ USD, đạt tăng trưởng 12% Bên cạnh lợi ích tạo giá trị thặng dư đóng góp cho phát triển kinh tế xã hội, tác hại gây ô nhiễm môi trường đem lại nhỏ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn thạc sĩ Vũ Thị Bích Ngọc K22 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Bộ Công Thương (2004) Khả ứng dụng phương pháp vi sinh vật để xử lý nước thải công nghiệp ngành dệt may Báo điện tử Thông tin Công nghiệp: http://www.moi.gov.vn Lê Văn Cát (1999), Cơ sở hóa học kỹ thuật xử lý nước, NXB Thanh Niên Trần Hồng Côn, Đồng Kim Loan (2001), Độc học môi trường Trầ n Tứ Hiế u (2003), Phân tích trắ c quang - phổ hấ p thụ UV - VIS, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội Đào Văn Lập (2011), Nghiên cứu tổng hợp oxit ZnO có kích thước nanomet phương pháp đốt cháy, Luận văn thạc sỹ, Đại học Vinh Hồng Nhâm (2000), Hố học vô cơ, Tâ ̣p ba, NXBGD Trần Văn Nhân, Ngơ Thị Nga (2001), Giáo trình cơng nghệ xử lý nước thải, NXB Khoa học kĩ thuật Trần Văn Nhân (2001), Giáo trình hóa học chất keo Trần Văn Nhân, Nguyễn Thạc Sửu, Nguyễn Văn Tuế (1997) Hóa lý, II, NXB Giáo Dục 10 Lương Đức Phẩm (2002), Công nghệ xử lý nước thải biện pháp sinh học, NXB Giáo dục 11 Trầ n Ma ̣nh Trí , Trầ n Ma ̣nh Trung (2006), Các trình oxi hóa nâng cao xử lý nước và nước thải, NXB Khoa ho ̣c và Kỹ thuâ ̣t, Hà Nội 12 Nguyễn Đình Triệu (1999) Các phương pháp vật lý ứng dụng hóa học, NXB ĐH Quốc gia 13 Cao Hữu Trượng, Hồng Thị Lĩnh (2002), Hóa học thuốc nhuộm, NXB Khoa học Kỹ thuật 66 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn thạc sĩ Vũ Thị Bích Ngọc K22 Tiếng Anh 14 APHA (1995), Standard method for water and waste water examinations, Washington D.C 15 Chen C., Long M., Zeng H., Cai W., et al (2009), "Preparation, characterization and visible-light activity of carbon modified TiO2 with two kinds of carbonaceous species", Journal of Molecular Catalysis A: Chemical 314, pp 35-41 16 Corma A (1997), “From Microporous to Mesoporous Molecular Sieves Materials and Their Use in Catalysis”, Chem Rev, 97, pp 2373-2419 17 Cusker Mc L.B (1998), “Product characterization by X-Ray powder diffraction”, Micropor Mesopor Mater, 22, pp 495-666 18 Houas, A., Lachheb,H., Ksibi,M., Elaloui, E., Guillard, C., Herrmann, J.-M (2001), “Photocatalytic degradation pathway of methylene blue in water”, Appl Catal., B Environ 31, pp.145–157 19 Hoffman M R., Martin, S T., Choi, W., and Bahnemann, P W (1995), “Environmental application at semicondutor photocatalysis”, Chem Rev, 95, pp 69-96 20 Hsing – chun, Chen.T.M (2006), Kinetic of Photocatalytic Decomposition of Methylene Blue, Ind Eng Chem Res., 45, pp 6450 -6457 21 K.Y Foo, B.H Hameed (2009), “Utilization of rice husk ash as novel adsorbent: A judicious recycling of the colloidal agricultural waste” School of Chemical Engineering, Engineering Campus, Universiti Sains Malaysia, 14300 Nibong Tebal, Penang, Malaysia Advances in Colloid and Interface Science, 152, pp 39-47 22 Li-Hua Wang, Chun-I Lin (2008), ”Adsorption of chromium (III) ion from aqueous solution using rice hull ash” Department of Chemical Engineering, National Taiwan University of Science and Technology, Taipei 106, Taiwan Journal of the Chinese Institue of Chemical Engineers, 39, pp 367-373 67 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn thạc sĩ Vũ Thị Bích Ngọc K22 23 Lopez A., Kessler H., Guth J.I., Tuilier M.H., Popa L.M (1990), “Proc 6th Int Conf X-Ray absorption and fine structure”, Elsevier Science, Amsterdam, pp 548-550 24 R Velmurugan, M Swaminathan* (2011), “An efficient nanostructured ZnO for dye sensitized degradation of Reactive Red 120 dye under solar light”, Solar Energy Materials & Solar Cells 95, pp 942-950 25 Rohini Kitture (2011), “Catalyst efficiency, photostability and reusability study of ZnO nanoparticles in visible for dye degradation”, journal of physics and chemistry of solids, 72, pp 60-66 26 S.K.Pardeshi (2009), “Effect of morphology and crystallite size on solar photocatalytic activity of zinc oxide synthesized by solution free mechanochemical method”, Journal of Molecular catalysis A: Chemical, 308, pp 32-40 27 Sushil Kumar Kansal (2010), “Photocatalyst decolorization of biebrich scarlet dye in aqueous phase using different nanophotocatalysts”, Desalination, 259, pp 147-155 28 Park Y., Kim W., Choi W., et al (2009), "Carbon-doped TiO2 photocatalyst synthesized without using an external carbon precursor and the visible light activity", Applied Catalysis B: Environmental 91, pp 355-361 29 Priti Bansal, Dhiaj Sud (2011), “Photodegradation of commercial dye, Procion Blue HERD from real textile wastewater using nanocatalysts”, Desallination, 267, pp 244-249 30 Yun H J., Lee H., Joo J B., Kim N D., et al (2010), "Facile preparation of high performance visible light sensitive photo-catalysts", Applied Catalysis B: Environmental 94, pp 241-247 31 Zhang Y., et al (2012), “Ethanol supercritical route for fabricating bimodal carbon modified mesoporous TiO2 with enhanced photocatalytic capability in degrading phenol”, Applied Catalysis B: Environmental 115– 116, pp 236– 244 68 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn thạc sĩ Vũ Thị Bích Ngọc K22 PHỤ LỤC: QCVN 40:2011/BTNMT CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM QCVN 40:2011/BTNMT QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA VỀ NƢỚC THẢI CÔNG NGHIỆP National Technical Regulation on Indus trial Wastewater HÀ NỘI – 2011 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn thạc sĩ Vũ Thị Bích Ngọc K22 Lời nói đầu QCVN 40:2011/BTNMT Ban soạn thảo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất l ượng nước biên soạn thay QCVN 24:2009/BTNMT, Tổng cục Môi trường, Vụ Khoa học Cơng nghệ, Vụ Pháp chế trình duyệt ban hành theo Thông tư số 47/2011/TT-BTNMT ngày 28 tháng 12 năm 2011 Bộ trưởng Bộ Tài nguyên Môi trường QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA VỀ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP National Technical Regulation on Industrial Wastewater QUY ĐỊNH CHUNG 1.1 Phạm vi điều chỉnh Quy chuẩn quy định giá trị tối đa cho phép thông số ô nhiễm nước thải công nghiệp xả nguồn tiếp nhận nước thải 1.2 Đối tƣợng áp dụng 1.2.1 Quy chuẩn áp dụng tổ chức, cá nhân liên quan đến hoạt động xả nước thải công nghiệp nguồn tiếp nhận nước thải 1.2.2 Nước thải công nghiệp số ngành đặc thù áp dụng theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia riêng 1.2.3 Nước thải công nghiệp xả vào hệ thống thu gom nhà máy xử lý nước thải tập trung tuân thủ theo quy định đơn vị quản lý vận hành nhà máy xử lý nước thải tập trung LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn thạc sĩ Vũ Thị Bích Ngọc K22 1.3 Giải thích thuật ngữ Trong Quy chuẩn này, thuật ngữ hiểu sau: 1.3.1 Nước thải công nghiệp nước thải phát sinh từ q trình cơng nghệ sở sản xuất, dịch vụ công nghiệp (sau gọi chung l sở công nghiệp), từ nhà máy xử lý nước thải tập trung có đấu nối nước thải sở công nghiệp 1.3.2 Nguồn tiếp nhận nước thải là: hệ thống nước thị, khu dân cư; sơng, suối, khe, rạch; kênh, mương; hồ, ao, đầm; vùng nước biển ven bờ có mục đích sử dụng xác định QUY ĐỊNH KỸ THUẬT 2.1 Giá trị tối đa cho phép thông số ô nhiễm nước thải công nghiệp xả vào nguồn tiếp nhận nước thải 2.1.1 Giá trị tối đa cho phép thông số ô nhiễm n ước thải công nghiệp xả vào nguồn tiếp nhận nước thải tính tốn sau: Cmax = C x Kq x Kf Trong đó: - Cmax giá trị tối đa cho phép thông số ô nhiễm n ước thải công nghiệp xả vào nguồn tiếp nhận nước thải - C giá trị thông số ô nhiễm nước thải công nghiệp quy định Bảng 1; - Kq hệ số nguồn tiếp nhận nước thải quy định mục 2.3 ứng với lưu lượng dòng chảy sơng, suối, khe, rạch; kênh, mương; dung tích hồ, ao, đầm; mục đích sử dụng vùng nước biển ven bờ; LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn thạc sĩ Vũ Thị Bích Ngọc K22 - Kf hệ số lưu lượng nguồn thải quy định mục 2.4 ứng với tổng lưu lượng nước thải sở công nghiệp xả vào nguồn tiếp nhận nước thải; 2.1.2 Áp dụng giá trị tối đa cho phép Cmax = C (không áp dụng hệ số Kq Kf) thông số: nhiệt độ, màu, pH, coliform, Tổng hoạt độ phóng xạ α, Tổng hoạt độ phóng xạ β 2.1.3 Nước thải cơng nghiệp xả vào hệ thống nước thị, khu dân cư chưa có nhà máy xử lý nước thải tập trung áp dụng giá trị Cmax = C quy định cột B Bảng 2.2 Giá trị C thông số ô nhiễm nước thải công nghiệp quy định Bảng Bảng 1: Giá trị C thông số ô nhiễm nước thải công nghiệp TT Thông số Đơn vị Giá trị C A B Nhiệt độ oC 40 40 Màu Pt/Co 50 150 pH - đến 5,5 đến BOD5 (20oC) mg/l 30 50 COD mg/l 75 150 Chất rắn lơ lửng mg/l 50 100 Asen mg/l 0,05 0,1 Thuỷ ngân mg/l 0,005 0,01 Chì mg/l 0,1 0,5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn thạc sĩ Vũ Thị Bích Ngọc K22 10 Cadimi mg/l 0,05 0,1 11 Crom (VI) mg/l 0,05 0,1 12 Crom (III) mg/l 0,2 13 Đồng mg/l 2 14 Kẽm mg/l 3 15 Niken mg/l 0,2 0,5 16 Mangan mg/l 0,5 17 Sắt mg/l 18 Tổng xianua mg/l 0,07 0,1 19 Tổng phenol mg/l 0,1 0,5 20 Tổng dầu mỡ khoán g mg/l 10 21 Sunfua mg/l 0,2 0,5 22 Florua mg/l 10 23 Amoni (tính theo N) mg/l 10 24 Tổng nitơ mg/l 20 40 25 Tổng phốt (tính theo P ) mg/l 26 Clorua mg/l 500 1000 mg/l 0,05 0,1 (không áp dụng xả vào nguồn nước mặn, nước lợ) 27 Clo dư 28 Tổng hoá chất bảo vệ thực vật mg/l clo hữu LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn thạc sĩ 29 Vũ Thị Bích Ngọc K22 Tổng hoá chất bảo vệ thực vật mg/l 0,3 phốt hữu 30 Tổng PCB mg/l 0,003 0,01 31 Coliform vi 3000 5000 khuẩn/10 0ml 32 Tổng hoạt độ phóng xạ α Bq/l 0,1 0,1 33 Tổng hoạt độ phóng xạ β Bq/l 1,0 1,0 Cột A Bảng quy định giá trị C thông số ô nhiễm nước thải công nghiệp xả vào nguồn nước dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt; Cột B Bảng quy định giá trị C thông số ô nhiễm nước thải công nghiệp xả vào nguồn nước khơng dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt; Mục đích sử dụng nguồn tiếp nhận nước thải xác định khu vực tiếp nhận nước thải 2.3 Hệ số nguồn tiếp nhận nƣớc thải Kq 2.3.1.Hệ số Kq ứng với l ưu lượng dịng chảy sơng, suối, khe, rạch; kênh, mương quy định Bảng đây: Bảng 2: Hệ số Kq ứng với l ưu lượng dòng chảy nguồn tiếp nhận n ước thải Lưu lượng dòng chảy nguồn tiếp nhận n ước Hệ số Kq thải (Q) Đơn vị tính: mét khối/giây (m 3/s) Q £ 50 0,9 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn thạc sĩ Vũ Thị Bích Ngọc K22 50 < Q £ 200 200 < Q £ 500 1,1 Q > 500 1,2 Q tính theo giá trị trung bình lưu lượng dịng chảy nguồn tiếp nhận nước thải 03 tháng khô kiệt 03 năm liên tiếp (số liệu quan Khí tượng Thuỷ văn) 2.3.2 Hệ số Kq ứng với dung tích nguồn tiếp nhận nước thải hồ, ao, đầm quy định Bảng đây: Bảng 3: Hệ số Kq ứng vớidung tích nguồn tiếp nhận nước thải Dung tích nguồn tiếp nhận n ước thải (V) Hệ số Kq Đơn vị tính: mét khối (m 3) V ≤ 10 x 106 0,6 10 x 106 < V ≤ 100 x 106 0,8 V > 100 x 106 1,0 V tính theo giá trị trung bình dung tích hồ, ao, đầm tiếp nhận nước thải 03 tháng khô kiệt 03 năm liên tiếp (số liệu quan Khí tượng Thuỷ văn) 2.3.3 Khi nguồn tiếpnhận nước thải khơng có số liệu lưu lượng dịng chảy sơng, suối, khe, rạch, kênh, mương áp dụng Kq = 0,9; hồ, ao, đầm khơng có số liệu dung tích áp dụng Kết = 0,6 2.3.4 Hệ số Kq nguồn tiếp nhận nước thải vùng nước biển ven bờ, đầm phá nước mặn nước lợ ven biển LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn thạc sĩ Vũ Thị Bích Ngọc K22 Vùng nước biển ven bờ dùng cho mục đích bảo vệ thuỷ sinh, thể thao v giải trí nước, đầm phá nước mặn nước lợ ven biển áp dụng Kq = Vùng nước biển ven bờ không dùng cho mục đích bảo vệ thuỷ sinh, thể thao giải trí nước áp dụng Kq = 1,3 2.4 Hệ số lƣu lƣợng nguồn thải Kf Hệ số lưu lượng nguồn thải Kf quy định Bảng đây: Bảng 4: Hệ số lưu lượng nguồn thải Kf Lưu lượng nguồn thải (F ) Hệ số Kf Đơn vị tính: mét khối/ng ày đêm (m3/24h) F ≤ 50 1,2 50 < F ≤ 500 1,1 500 < F ≤ 5.000 1,0 F > 5.000 0,9 PHƢƠNG PHÁP XÁC Đ ỊNH 3.1 Lấy mẫu để xác định chất lượng nước thải áp dụng theo hướng dẫn tiêu chuẩn quốc gia sau : - TCVN 6663-1:2011 (ISO 5667-1:2006) – Chất lượng nước – Phần 1: Hướng dẫn lập chương trình lấy mẫu kỹ thuật lấy mẫu; - TCVN 6663-3:2008 (ISO 5667-3: 2003) - Chất lượng nước - Lấy mẫu Hướng dẫn bảo quản xử lý mẫu; LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn thạc sĩ Vũ Thị Bích Ngọc K22 - TCVN 5999:1995 (ISO 5667 -10: 1992) - Chất lượng nước - Lấy mẫu Hướng dẫn lấy mẫu nước thải 3.2 Phương pháp xác định giá trị thông số kiểm sốt nhiễm nước thải cơng nghiệp thực theo tiêu chuẩn quốc gia quốc tế sau đây: - TCVN 4557:1988 Chất lượng nước - Phương pháp xác định nhiệt độ; - TCVN 6492:2011 (ISO 10523:2008) Chất lượng nước - Xác định pH ; - TCVN 6185:2008 - Chất lượng nước - Kiểm tra xác định màu sắc; - TCVN 6001-1:2008 (ISO 5815-1:2003), Chất lượng nước – Xác định nhu cầu oxy sinh hóa sau n ngày (BODn) – Phần 1: Phương pháp pha lỗng cấy có bổ sung allylthiourea ; - TCVN 6001-2:2008 (ISO 5815-2:2003), Chất lượng nước – Xác định nhu cầu oxy sinh hóa sau n ngày (BODn) – Phần 2: Phương pháp dùng cho m ẫu khơng pha lỗng; - TCVN 6491:1999 (ISO 6060:1989) Chất lượng nước - Xác định nhu cầu oxy hoá học (COD) ; - TCVN 6625:2000 (ISO 11923:1997) Chất lượng nước - Xác định chất rắn lơ lửng cách lọc qua lọc sợi thuỷ tinh; - TCVN 6626:2000 Chất lượng nước - Xác định asen - Phương pháp đo ph ổ hấp thụ nguyên tử (kỹ thuật hydro); - TCVN 7877:2008 (ISO 5666:1999) Chất lượng nước - Xác định thuỷ ngân; - TCVN 6193:1996 Chất lượng nước - Xác định coban, niken, đồng, kẽm, cadimi chì Phương pháp trắc phổ hấp thụ nguyên tử lửa; LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn thạc sĩ Vũ Thị Bích Ngọc K22 - TCVN 6222:2008 Chất lượng nước - Xác định crom - Phương pháp đo ph ổ hấp thụ nguyên tử; - TCVN 6658:2000 Chất lượng nước – Xác định crom hóa trị sáu – Phương pháp trắc quang dùng 1,5 – diphenylcacbazid ; - TCVN 6002:1995 Chất lượng nước – Xác định mangan – Phương pháp trắc quang dùng formaldoxim; - TCVN 6177:1996 Chất lượng nước – Xác định sắt phương pháp trắc phổ dùng thuốc thử 1,10- phenantrolin; - TCVN 6665:2011 (ISO 11885:2007) Chất lượng nước- Xác định nguyên tố chọn lọc phổ phát xạ quang Plasma cặp cảm ứng ( ICP-OES) ; - TCVN 6181:1996 (ISO 6703 -1:1984) Chất lượng nước - Xác định xianua tổng; - TCVN 6494-1:2011 (ISO 10304 -1:2007) Chất lượng nước – Xác định anion hòa tan phương pháp sắc kí lỏng ion – Phần 1: Xác định bromua, clorua, florua, nitrat, nitr it, phosphat sunphat hòa tan; - TCVN 6216:1996 (ISO 6439:1990) Chất lượng nước - Xác định số phenol Phương pháp trắc phổ dùng 4-aminoantipyrin sau chưng cất; - TCVN 6199-1:1995 (ISO 8165/1:1992) Chất lượng nước- Xác định phenol đơn hoá trị lựa chọn Phần 1: Phương pháp sắc ký khí sau làm giàu chiết; - TCVN 5070:1995 Chất lượng nước - Phương pháp khối lượng xác định dầu mỏ sản phẩm dầu mỏ; - TCVN 7875:2008 Nước – Xác định dầu mỡ – Phương pháp chiếu hồng ngoại; LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn thạc sĩ Vũ Thị Bích Ngọc K22 - TCVN 6637:2000 (ISO 10530:1992) Chất lượng nước-Xác định sunfua hoà tanPhương pháp đo quang dùng metylen xanh ; - TCVN 5988:1995 (ISO 5664:1984) Chất lượng nước - Xác định amoni - Phương pháp chưng cất chuẩn độ; - TCVN 6620:2000 Chất lượng nước - Xác định amoni - Phương pháp điện thế; - TCVN 6638:2000 Chất lượng nước - Xác định nitơ - Vơ hóa xúc tác sau kh hợp kim Devarda; - TCVN 6202:2008 (ISO 6878:2004) Chất lượng nước - Xác định phôt Phương pháp đo ph ổ dùng amoni molipdat ; - TCVN 8775:2011 Chất lượng nước - Xác định coliform tổng số - Kỹ thuật màng lọc; - TCVN 6187-1:2009 (ISO 9308-1: 2000) Chất lượng nước - Phát đếm escherichia coli vi khuẩn coliform Phần 1: Phương pháp lọc màng; - TCVN 6187-2:1996 (ISO 9308 -2:1990(E)) Chất lượng nước - Phát đếm vi khuẩn coliform, vi khuẩn coliform chịu nhiệt escherichia coli giả định Phần 2: Phương pháp nhiều ống (số có xác suất cao nhất); - TCVN 6225-3:2011 (ISO 7393-3:1990) Chất lượng nước - Xác định clo tự clo tổng số Phần – Phương pháp chuẩn độ iot xác định clo tổng số ; - TCVN 7876:2008 Nước – Xác định hàm lượng thuốc trừ sâu clo hữu - Phương pháp sắc ký khí chiết lỏng-lỏng; - TCVN 8062:2009 Xác định hợp chất phospho hữu sắc ký khí - Kỹ thuật cột mao quản; LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Luận văn thạc sĩ Vũ Thị Bích Ngọc K22 - TCVN 6053:2011 Chất lượng nước - Đo tổng hoạt độ phóng xạ anpha nước khơng mặn - Phương pháp nguồn dày; - TCVN 6219:2011 Chất lượng nước - Đo tổng hoạt độ phóng xạ beta nước khơng mặn 3.3 Chấp nhận phương pháp phân tích hướng dẫn tiêu chuẩn quốc gia quốc tế có độ xác tương đương cao tiêu chuẩn viện dẫn mục 3.2 v tiêu chuẩn quốc gia, quốc tế ban hành chưa viện dẫn quy chuẩn TỔ CHỨC THỰC HIỆN 4.1 Quy chuẩn áp dụng thay QCVN 24:2009/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải công nghiệp ban hành kèm theo Thông tư số 25/2009/TTBTNMT ngày 16 tháng 11 năm 2009 Bộ trưởng Bộ Tài nguyên Môi trường quy định Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia môi trường 4.2 UBND tỉnh, thành phố trực thuộc trung ương cơng bố mục đích sử dụng nguồn nước Hệ số Kq quy hoạch sử dụng nguồn nước phân vùng tiếp nhận nước thải 4.3 Cơ quan quản lý nhà nước môi trường vào đặc điểm, tính chất nước thải cơng nghiệp mục đích sử dụng nguồn tiếp nhận để lựa chọn thông số ô nhiễm đặc trưng giá trị (giá trị C) quy định Bảng việc kiểm sốt nhiễm mơi trường 4.4 Trường hợp tiêu chuẩn quốc gia viện dẫn Quy chuẩn sửa đổi, bổ sung thay áp dụng theo tiêu chuẩn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... Vũ Thị Bích Ngọc CỐ ĐỊNH ZnO TRÊN TRO TRẤU LÀM CHẤT QUANG XÚC TÁC PHÂN HỦY PHẨM MÀU HỮU CƠ DƢỚI ÁNH SÁNG TRÔNG THẤY Chun ngành: Hóa mơi trường Mã số: 60440120 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI... nhiễm chất thải nông nghiệp, đồng thời giảm thiểu ô nhiễm môi trường Chính lí trên, chúng tơi chọn đề tài: ? ?Cố định ZnO tro trấu làm chất quang xúc tác phân hủy phẩm màu hữu dƣới ánh sáng trơng thấy? ??... trời rộng TiO2 nên ZnO chất quang xúc tác phù hợp cho q trình oxi hóa quang xúc tác hợp chất hữu tác dụng ánh sáng mặt trời 1.3 Giới thiệu chế quang xúc tác [18, 20] Trong luận văn này, sử dụng