TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT KHOA KHOA HỌC QUẢN LÝ BÁO CÁO TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG PHƯƠNG TRÌNH HẤP PHỤ ĐẲNG NHIỆT LANGMUIR TỪ THAN MACCADAMIA ĐƯỢC HOẠT HÓA TỪ K2CO3 ĐỂ XỬ LÝ MÀU METHYL[.]
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT KHOA KHOA HỌC QUẢN LÝ BÁO CÁO TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG PHƯƠNG TRÌNH HẤP PHỤ ĐẲNG NHIỆT LANGMUIR TỪ THAN MACCADAMIA ĐƯỢC HOẠT HÓA TỪ K2CO3 ĐỂ XỬ LÝ MÀU METHYLENE ORANGE Sinh viên thực : CAO VĂN MỸ NHƯ Lớp : D17MTKT Khoá : 2017 - 2020 Ngành : KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG Giảng viên hướng dẫn : TS ĐÀO MINH TRUNG Bình Dương, tháng 12 năm 2020 TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT KHOA KHOA HỌC QUẢN LÝ BÁO CÁO TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG PHƯƠNG TRÌNH HẤP PHỤ ĐẲNG NHIỆT LANGMUIR TỪ THAN MACCADAMIA ĐƯỢC HOẠT HÓA TỪ K2CO3 ĐỂ XỬ LÝ MÀU METHYLENE ORANGE Giáo viên hướng dẫn Sinh viên thực MSSV: 1724403010033 Lớp: D17MTKT (Ký tên) (Ký tên) TS ĐÀO MINH TRUNG CAO VĂN MỸ NHƯ Bình Dương, tháng 12 năm 2020 Nghiên cứu xây dựng phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir từ than Maccadamia hoạt hóa từ K2CO3 để xử lý màu Methylene Orange LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan đề tài báo cáo tốt nghiệp “Nghiên cứu xây dựng phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir từ than Maccadamia hoạt hóa từ K2CO3 để xử lý màu Methylene Orange” em thực với hướng dẫn TS Đào Minh Trung Các kết nghiên cứu báo cáo tốt nghiệp trung thực, xác chưa tác giả khác cơng bố Em xin hồn tồn chịu trách nhiệm nội dung mà em trình bày báo cáo tốt nghiệp Bình Dương, tháng 12 năm 2020 Trang i Nghiên cứu xây dựng phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir từ than Maccadamia hoạt hóa từ K2CO3 để xử lý màu Methylene Orange LỜI CẢM ƠN Lời em xin chân thành cảm ơn thầy cô Trường Đại Học Thủ Dầu Một, đặc biệt thầy cô khoa Khoa Học Quản lý tận tâm bảo, truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm quý báu suốt thời gian em học tập nghiên cứu Em xin chân thành cảm ơn Trung tâm Nghiên cứu – Thực nghiệm trường Đại học Thủ Dầu Một tạo điều kiện để em nghiên cứu hoàn thành báo cáo tốt nghiệp Để hồn thành tốt đề tài nghiên cứu tơi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc đến giảng viên khoa, đặc biệt TS Đào Minh Trung trực tiếp hướng dẫn, dìu dắt, giúp đỡ với dẫn khoa học quý giá suốt q trình triển khai, nghiên cứu hồn thành đề tài Em xin cảm ơn gia đình, cha mẹ tạo điều kiện tốt vật chất tinh thần giúp em hoàn thành chuyên đề Cuối cùng, em xin gửi lời chúc đến tồn thể thầy khoa anh chị Trung tâm bạn lời chúc sức khỏe, hạnh phúc, thành công sống công việc Một lần em xin chân thành cảm ơn Kính thư Trang ii Nghiên cứu xây dựng phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir từ than Maccadamia hoạt hóa từ K2CO3 để xử lý màu Methylene Orange DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT BOD Biochemical Oxygen Demand Nhu cầu oxy sinh hóa COD Chemical Oxygen Demand Nhu cầu oxy hóa học FT-IR Fourier Transformation Infran tính VN Tiêu chuẩn Việt Nam THT Than hoạt tính MO Methylene Orange Trang iii Nghiên cứu xây dựng phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir từ than Maccadamia hoạt hóa từ K2CO3 để xử lý màu Methylene Orange DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Thành phần tính chất nước thải dệt nhuộm Bảng 2.2 Các chất gây nhiễm đặc tính nước thải ngành dệt nhuộm Bảng 2.3 Thành phần vỏ hạt Mắc – ca 17 Bảng 2.4 Tình hình nước giới 22 Bảng 2.5 Các hướng nghiên cứu nước 23 Bảng 3.6 Những thiết bị sử dụng đề tài 28 Bảng 3.7 Những hóa chất sử dụng đề tài 29 Trang iv Nghiên cứu xây dựng phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir từ than Maccadamia hoạt hóa từ K2CO3 để xử lý màu Methylene Orange DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1 Sơ đồ quy trình dệt nhuộm Hình 3.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm điều chế than hoạt tính K 2CO3 31 Hình 3.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát khả hấp phụ màu Methyl Orange– Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir 34 Hình 4.4 Kết xác định dung lượng hấp phụ pH lên màu MO than cốc Mắc-ca 39 Hình 4.5 Kết xác định dung lượng hấp phụ pH lên màu MO than hoạt tính K2CO3 40 Hình 4.6 Kết xác định dung lượng hấp phụ thời gian lên màu MO than cốc Mắc ca 41 Hình 4.7 Kết xác định dung lượng hấp phụ thời gian lên màu MO than hoạt tính K2CO3 42 Hình 4.8 Kết xác định dung lượng hấp phụ phụ thuộc vào thời gian lên màu MO than cốc Mắc ca 43 Hình 4.9 Kết xác định dung lượng hấp phụ phụ thuộc vào thời gian tối ưu lên màu MO than cốc Mắc ca 44 Hình 4.10 Kết xác định dung lượng hấp phụ thời gian lên màu MO than hoạt tính K2CO3 44 Hình 4.11 Kết xác định dung lượng hấp phụ phụ thuộc vào thời gian tối ưu lên màu MO than hoạt tính K2CO3 45 Hình 4.12 Đồ thị biểu diễn phương trình hấp phụ đẳng nhiệt than cốc than hoạt tính K2CO3 47 Trang v Nghiên cứu xây dựng phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir từ than Maccadamia hoạt hóa từ K2CO3 để xử lý màu Methylene Orange MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT iii DANH MỤC BẢNG BIỂU iv DANH MỤC HÌNH ẢNH v MỤC LỤC vi TÓM TẮT ix CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1.3 ĐỐI TƯỢNG PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1.3.1 Đối tượng nghiên cứu .2 1.3.2 Phạm vi nghiên cứu 1.4 Ý NGHĨA THỰC TIỄN 1.5 Ý NGHĨA KHOA HỌC CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM 2.1.1 Tổng quan ngành dệt nhuộm 2.1.2 Các loại thuốc nhuộm thường dùng 2.1.2.1 Thuốc nhuộm hoạt tính 2.1.2.2 Thuốc nhuộm trực tiếp .5 2.1.2.3 Thuốc nhuộm hoàn nguyên 2.1.2.4 Thuốc nhuộm phân tán .5 2.1.2.5 Thuốc nhuộm lưu huỳnh .5 2.1.2.6 Thuốc nhuộm axit .5 2.1.2.7 Thuốc in, nhuộm pigmen 2.1.3 Thành phần tính chất nước thải dệt nhuộm 2.1.4 Ảnh hưởng nước thải đến môi trường 2.1.5 Ảnh hưởng 2.2 TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ .8 Trang vi Nghiên cứu xây dựng phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir từ than Maccadamia hoạt hóa từ K2CO3 để xử lý màu Methylene Orange 2.2.1 Phương pháp hấp phụ 2.2.1.1 Cơ chế hấp phụ 2.2.1.2 Giải hấp phụ .10 2.2.1.3 Dung lượng hiệu suất hấp phụ 10 2.2.1.4 Đặc tính chất hấp phụ .12 2.2.2 Phương pháp keo tụ - tạo .14 2.2.3 Phương pháp tuyển 14 2.2.4 Phương pháp trao đổi ion 14 2.2.5 Phương pháp điện hoá .15 2.2.5.1 Oxi hoá dương cực khử âm cực 15 2.2.5.2 Tuyển điện 15 2.2.5.3 Keo tụ điện hoá 16 2.3 TỔNG QUAN VỀ MẮC-CA 16 2.4 TỔNG QUAN VỀ THAN HOẠT TÍNH 17 2.4.1 Khái niệm 17 2.4.2 Đặc điểm than hoạt tính 18 2.4.2.1 Cấu trúc than hoạt tính .18 2.4.2.2 Cấu trúc than nano 18 2.4.3 Phương pháp chế tạo than hoạt tính 19 2.4.3.1 Q trình than hóa 19 2.4.3.2 Quá trình hoạt hóa 19 2.4.3.3 Cơ chế làm việc than hoạt tính 21 2.4.3.4 Ứng dụng than hoạt tính 21 2.4 TÌNH HÌNH TRONG NƯỚC VÀ THẾ GIỚI .22 CHƯƠNG 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28 3.1 VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU 28 3.1.1 Đối tượng thí nghiệm 28 3.1.2 Vật liệu thí nghiệm 28 3.1.3 Thiết bị dụng cụ 28 3.1.4 Hóa chất 29 3.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 29 Trang vii Nghiên cứu xây dựng phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir từ than Maccadamia hoạt hóa từ K2CO3 để xử lý màu Methylene Orange 3.3 BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM 30 3.3.1 Thí nghiệm 1: Điều chế nano than hoạt tính từ hạt Macca tác nhân hóa học K2CO3 30 3.3.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát khả hấp phụ màu Methyl Orange – Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ 33 3.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34 3.4.1 Phương pháp thu thập thông tin, kế thừa tài liệu 34 3.4.2 Phương pháp đo đạc phân tích mẫu 34 3.4.3 Phương pháp xử lý số liệu .34 3.4.4 Phương pháp thực nghiệm 35 3.5.5 Phương pháp xây dựng phương trình hấp phụ 35 4.1 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH VẬT LIỆU .36 4.1.1 Kết phân tích FT-IR 36 4.1.2 Kết phân tích SEM 37 4.2 KẾT QUẢ KHẢO SÁT KHẢ NĂNG HẤP PHỤ MÀU METHYL ORANGE – PHƯƠNG TRÌNH ĐẲNG NHIỆT HẤP PHỤ 38 4.2.1 Kết khảo sát pH thích hợp cho trình xử lý 39 4.2.2 Kết khảo sát thời gian thích hợp cho trình xử lý .41 4.2.3 Kết khảo sát dung lượng hấp phụ MO thích hợp cho trình xử lý 42 4.3 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH PHƯƠNG TRÌNH ĐẲNG NHIỆT HẤP PHỤ TỪ THAN HOẠT TÍNH K2CO3 VÀ THAN CỐC 45 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT .48 5.1 KẾT LUẬN 48 5.2 ĐỀ XUẤT 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO 49 PHỤ LỤC 57 PHỤ LỤC A: THIẾT BỊ MÁY MÓC 57 PHỤ LỤC B : HÌNH ẢNH .59 PHỤ LỤC C SỐ LIỆU 66 Trang viii Nghiên cứu xây dựng phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir từ than Maccadamia hoạt hóa từ K2CO3 để xử lý màu Methylene Orange TÓM TẮT Trong năm gần đây, với phát triển công nghiệp nước ta, tình hình nhiễm mơi trường gia tăng đến mức báo động Do đặc thù công nghiệp phát triển, chưa có quy hoạch tổng thể nhiều nguyên nhân khác như: điều kiện kinh tế nhiều xí nghiệp cịn khó khăn chi phí xử lý ảnh hưởng đến lợi nhuận nên chất thải công nghiệp nhiều nhà máy chưa xử lý mà thải thẳng môi trường Từ đó, phương pháp xử lý nước thải phương trình hấp phụ từ than Mắc ca hoạt hóa từ K2CO3 áp dụng rộng rãi hiệu suất xử lý cao, vật liệu xử lý thân thiện với mơi trường Kết khảo sát than hoạt tính K2CO3 cho thấy điều kiện phù hợp tương ứng pH = ,thời gian xử lý 240 phút dung lượng hấp phụ vật liệu than nano than maccadamia hoạt hóa từ K2CO3 để xử lý màu methylene orange tốt đạt 92,17 % liều lương g/l Và kết khảo sát than cốc cho thấy điều kiện phù hợp tương ứng pH = ,thời gian xử lý 240 phút dung lượng hấp phụ than cốc Mắc ca để xử lý màu methylene orange tốt đạt 88,41 % liều lượng g/l Kết khảo sát cho thấy rắng vật liệu ứng dụng vào để xây dựng phương trình đẳng nhiệt hấp phụ để xử lý nước Từ khóa: Xây dựng phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir từ than mắc ca hoạt hóa từ K2CO3 để xử lý màu Methylene Orange SUMMARY In recent years, along with the development of our country's industry, the environmental pollution has increased to an alarming level Due to the characteristics of a newly developed industry, there is no master plan and many different reasons such as: economic conditions of many enterprises are still difficult or processing costs affect profits, so most as industrial waste of many factories has not been treated but discharged directly into the environment Since then, the method of treating wastewater by adsorption equation from Macca coal activated from K2CO3 is being widely applied due to its high treatment efficiency and environmentally friendly materials The survey results of K2CO3 activated carbon showed that under the appropriate conditions, corresponding to pH = 8, treatment time of 240 minutes and adsorption capacity of maccadamia charcoal activated from K 2CO3 to treat methylene orange color reaching 92.17% at the salary dose of g / l And the Trang ix Nghiên cứu xây dựng phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir từ than Maccadamia hoạt hóa từ K2CO3 để xử lý màu Methylene Orange coking coal survey results showed that in the appropriate conditions, corresponding to pH = 7, treatment time of 240 minutes and adsorption capacity of macadamia for methylene orange color treatment best reached 88.41% at dose amount of g/l Survey results show that the material can be applied to build an isothermal adsorption equation for water treatment Keywords: Development of Langmuir isothermal adsorption equation from macadamia activated from K2CO3 to treat Methylene Orange color Trang x Nghiên cứu xây dựng phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir từ than Maccadamia hoạt hóa từ K2CO3 để xử lý màu Methylene Orange CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Trong năm gần đây, với phát triển công nghiệp nước ta, tình hình nhiễm mơi trường gia tăng đến mức báo động Do đặc thù công nghiệp phát triển, chưa có quy hoạch tổng thể nhiều nguyên nhân khác như: điều kiện kinh tế nhiều xí nghiệp cịn khó khăn chí phí xử lý ảnh hưởng đến lợi nhuận nên chất thải công nghiệp nhiều nhà máy chưa xử lý mà thải thẳng môi trường Tình trạng nhiễm nước thải phát sinh nhiều từ hoạt động sản xuất, sinh hoạt, đặc biệt tình trạng nhiễm màu nước Vì chủ quan với quy mô nhỏ, công nghệ thủ công nên thường khơng có hệ thống xử lý nước thải xử lý chưa triệt để làm ảnh hưởng đến môi trường xung quanh Ngoài ra, đặc thù nghề dệt nhuộm sử dụng nhiều hóa chất thuốc nhuộm, nên nước thải dệt nhuộm giả định thường có màu cao, chứa tạp chất tách từ xơ sợi (dầu mỡ, hợp chất chứa nitơ, chất bẩn dính vào sợi), hóa chất dùng cơng nghệ dệt nhuộm (hồ tinh bột, tinh bột biến tính, dextrin, alginat Khoảng 10 – 30% lượng thuốc nhuộm hóa chất sử dụng bị thải với nước thải Nếu chất xả trực tiếp vào nước gây nhiều ảnh hưởng tới hệ sinh thái môi trường sống xung quanh Độ màu cao lượng thuốc nhuộm dư nước thải gây màu cho nguồn tiếp nhận, độ màu có khả làm cản trở ánh sáng làm chậm trình quang hợp, ức chế phát triển sinh sản sinh vật Khi pH > gây độc hại thủy sinh, gây ăn mòn cơng trình nước hệ thống xử lý nước thải Do ảnh hưởng trên, nhiều phương pháp áp dụng để xử lý thành phần ô nhiễm nước thải dệt nhuộm xử lý Chitosan [1], xử lý công nghệ màng nano [2], xử lý vật liệu nano kết hợp với biogum [3],… Ngoài phương pháp trên, phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm phương trình hấp phụ từ than Mắc ca hoạt hóa từ K2CO3 áp dụng rộng rãi hiệu suất xử lý cao, vật liệu xử lý thân thiện với môi trường Đề tài “Nghiên cứu xây dựng phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir từ than Mắc ca hoạt hóa từ K2CO3 để xử lý màu Methylene Orange” đề xuất Trang Nghiên cứu xây dựng phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir từ than Maccadamia hoạt hóa từ K2CO3 để xử lý màu Methylene Orange 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU - Khảo sát khả xử lý màu MO nước thải màu giả định vật liệu có nguồn gốc sinh học than hoạt tính làm từ vỏ Mắc-ca tác nhân hoạt hoá K2CO3 - Xây dựng phương trình hấp phụ đẳng nhiệt từ than Maccadamia hoạt hóa từ K2CO3 để xử lý màu Methylene Orange 1.3 ĐỐI TƯỢNG PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1.3.1 Đối tượng nghiên cứu - Đối tượng: Nước thải diệt nhuộm - Vật liệu: Than hoạt tính điều chế từ than Maccadamia hoạt hóa từ K2CO3 1.3.2 Phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu thực phòng thí nghiệm trường Đại học Thủ Dầu Một - Nghiên cứu vật liệu Mắc ca hoạt hóa từ K2CO3 để xây dựng phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir 1.4 Ý NGHĨA THỰC TIỄN - Tìm thông số tối ưu vật liệu than hoạt tính K2CO3 làm từ vỏ Mắc-ca để xử lý nước thải số nhà máy - Tiêu thụ lượng lớn phụ phẩm công nghiệp vỏ Mắc-ca - Tăng hiệu suất xử lý nước thải 1.5 Ý NGHĨA KHOA HỌC Tạo tiền đề cho nghiên cứu xử lí nước thải khác vật liệu than hoạt tính K2CO3 làm từ vỏ Mắc-ca Trang Nghiên cứu xây dựng phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir từ than Maccadamia hoạt hóa từ K2CO3 để xử lý màu Methylene Orange CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM 2.1.1 Tổng quan ngành dệt nhuộm Ngành công nghiệp dệt nhuộm ngành chứa nhiều hóa chất gây nhiễm thải sau nhiều giai đoạn nhuộm [4], [5] Nước thải từ trình nhuộm thải với độ màu cao [6], [7] Theo nghiên cứu [6] độ màu có khả làm cản trở ánh sáng làm chậm trình quang hợp, ức chế phát triển sinh sản sinh vật có khuynh hướng tạo ion chelate kim loại gây độc cho vi khuẩn nước Do đó, việc xả thải trực tiếp vào vùng sơng, hồ, khơng ảnh hưởng đến tồn hệ sinh thái môi trường nước [4] mà ảnh hưởng đến sống người dân vùng lân cận [6], [7] Trong nhiều thập kỉ qua, than hoạt tính vật liệu hấp thụ thơng dụng để loại bỏ hồn tồn chất nhiễm nguồn nước [8], [9] Tuy nhiên, bên cạnh khả xử lý với hiệu suất cao, than hoạt tính sử dụng với chi phí cao với khả thu hồi tái sử dụng phực tạp [9] Trang Nghiên cứu xây dựng phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir từ than Maccadamia hoạt hóa từ K2CO3 để xử lý màu Methylene Orange Nguyên liệu đầu vào Kéo sợi, chải, ghép đánh ống Nước, tinh bột, phụ da, nước Hồ sợi Nước thải chứa tinh bột, hóa chất Dệt vải Enzym, NaOH Giũ hồ Nước thải chứa hồ tinh bột bị thủy phân, NaOH Nấu Nước thải Xử lý acid, giặt Nước thải Tẩy trắng Nước thải Giặt Nước thải Làm bóng Nước thải Nhuộm, in hoa Nước thải H2SO4, H2O2, chất tẩy giặt Giặt Nước thải Hơi nước, hồ, hóa chất Hồn tất, vặng khơ Nước thải NaOH, hóa chất, nước H2SO4, H2O2, chất tẩy giặt H2O2, CaOCl2, hóa chất H2SO4, H2O2, chất tẩy giặt NaOH, hóa chất Dung dịch nhuộm Sản phẩm Hình 2.1 Sơ đồ quy trình dệt nhuộm 2.1.2 Các loại thuốc nhuộm thường dùng 2.1.2.1 Thuốc nhuộm hoạt tính Trang Nghiên cứu xây dựng phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir từ than Maccadamia hoạt hóa từ K2CO3 để xử lý màu Methylene Orange Các loại thuốc nhuộm thuộc nhóm có cơng thức cấu tạo tổng qt S-F-T-X đó: S nhóm làm cho thuốc nhuộm có tính tan; F phần mang màu, thường hợp chất Azo (-N=N-), antraquinon, axit chứa kim loại ftaloxiamin; T gốc mang nhóm phản ứng; X nhóm phản ứng Loại thuốc nhuộm thải vào môi trường có khả tạo thành amin thơm xem tác nhân gây ung thư 2.1.2.2 Thuốc nhuộm trực tiếp Đây thuốc nhuộm bắt màu trực tiếp với xơ sợi không qua giai đoạn xử lý trung gian, thường sử dụng để nhuộm sợi 100% cotton, sợi protein (tơ tằm) sợi poliamid, phần lớn thuốc nhuộm trực tiếp có chứa azo (mono, di and poliazo) số dẫn xuất dioxazin Ngoài ra, thuốc nhuộm cịn có chứa nhóm làm tăng độ bắt màu triazin salicylic axit tạo phức với kim loại để tăng độ bền màu 2.1.2.3 Thuốc nhuộm hoàn nguyên Thuốc nhuộm hoàn nguyên gồm nhóm chính: nhóm đa vịng có chứa nhân antraquinon nhóm indigoit có chứa nhân indigo Cơng thức tổng quát R=C-O; R hợp chất hữu nhân thơm, đa vòng Các nhân thơm đa vòng loại thuốc nhuộm tác nhân gây ung thư, khơng xử lý, thải mơi trường, ảnh hưởng đến sức khỏe người 2.1.2.4 Thuốc nhuộm phân tán Nhóm thuốc nhuộm có cấu tạo phân tử tư gốc azo antraquinon nhóm amin (NH2, NHR, NR2, NR-OH), dùng chủ yếu để nhuộm loại sợi tổng hợp (sợi axetat, sợi polieste,…) không ưa nước 2.1.2.5 Thuốc nhuộm lưu huỳnh Là nhóm thuốc nhuộm chứa mạch dị tiazol, tiazin, zin… có cầu nối –S-S- dùng để nhuộm loại sợi cotton viscose 2.1.2.6 Thuốc nhuộm axit Là muối sunfonat hợp chất hữu khác có cơng thức R-SO3Na tan nước phân ly thành nhóm R-SO3 mang màu Các thuốc nhuộm thuộc nhóm mono, diazo dẫn xuất antraquinon, triaryl metan… 2.1.2.7 Thuốc in, nhuộm pigmen Trang Nghiên cứu xây dựng phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir từ than Maccadamia hoạt hóa từ K2CO3 để xử lý màu Methylene Orange Có chứa nhóm azo, hồn ngun đa vịng, ftaoxianin, dẫn suất antraquinon,… 2.1.3 Thành phần tính chất nước thải dệt nhuộm Bảng 2.1 Thành phần tính chất nước thải dệt nhuộm Chỉ tiêu Đơn vị pH Kết - Nước thải hoạt 10tính - 11 Nước thải sunfua > 11 Nước thải >tẩy 12 COD mg/l 450 - 1.500 10.000 - 40.000 9.000 - 30.000 BOD5 mg/l 200 - 800 2.000 - 10.000 4.000 - 17.000 N tổng mg/l - 15 100 - 1.000 200 - 1.000 P tổng mg/l 0.7 - - 30 10 - 30 SS mg/l - - 120 - 1300 Màu Pt-Co 7.000 - 50.000 100.000 - 50.000 500 - 2.000 Độ đục FAU 140 - 1.500 8.000 - 200.000 1.000 - 5.000 (Nguồn: Khoa Môi trường – Trường Đại học Bách Khoa TPHCM) Vì loại nước thải có thành phần tính chất đặc trưng khác nên cơng nghệ xử lý tương ứng khác Do đó, loại phải tách riêng xử lý sơ loại trừ tác nhân độc hại vi sinh nhập chung xử lý sinh học Nước thải nhuộm vải có nồng độ chất hữu cao, thành phần phức tạp chứa nhiều hợp chất vịng khó phân hủy sinh học, đồng thời có chất trợ q trình nhuộm có khả gây ức chế vi sinh vật Hơn nữa, nhiệt độ nước thải cao, khơng thích hợp đưa trực tiếp vào hệ thống xử lý sinh học Vì vậy, ta phải tiến hành xử lý hố lý trước đưa vào cơng trình sinh học nhằm loại trừ yếu tố gây hại tăng khả xử lý vi sinh 2.1.4 Ảnh hưởng nước thải đến môi trường Nước thải cơng nghiệp dệt nhuộm gồm có chất nhiễm chính: Nhiệt độ cao, tạp chất tách từ vải sợi dầu mỡ, hợp chất chứa nitơ, pectin, chất bụi bẩn dính vào sợi; hóa chất sử dụng quy trình cơng nghệ hồ tinh bột, H2SO4, CH3COOH, NaOH, NaOCl, Na2CO3, Na2SO3,… loại thuốc nhuộm, chất trợ, chất ngấm, chất cầm màu, chất Trang Nghiên cứu xây dựng phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir từ than Maccadamia hoạt hóa từ K2CO3 để xử lý màu Methylene Orange tẩy giặt Lượng hóa chất sử dụng tùy thuộc loại vải, màu chủ yếu vào nước thải công đoạn sản xuất Bảng 2.2 Các chất gây ô nhiễm đặc tính nước thải ngành dệt nhuộm Cơng đoạn Chất nhiễm nước thải Đặc tính nước thải Hồ sợi, giũ hồ Tinh bột, glucozo, carboxy BOD cao (34 - 50% tổng metyl xelulozo, polyvinyl sản lượng BOD) alcol, nhựa, chất béo sáp Nấu, tẩy NaOH, chất sáp dầu mỡ, Độ kiềm cao, màu tối, tro, soda, silicat natri xo BOD cao (30% tổng sợi vụn BOD) Tẩy trắng Hipoclorit, hợp chất chứa Độ kiềm cao, chiếm 5% clo, NaOH, AOX, axit… BOD Làm bóng NaOH, tạp chất Độ kiềm cao, BOD thấp (dưới 1% tổng BOD) Nhuộm Các loại thuốc nhuộm, Độ màu cao, BOD axitaxetic muối kim cao (6% tổng BOD), TS loại cao In Chất màu, tinh bột, dầu, đất Độ màu cao, BOD cao sét, muối kim loại, axit,… dầu mỡ Hoàn thiện Vệt tinh bột, mỡ động vật, Kiềm nhẹ, BOD thấp, muối lượng nhỏ 2.1.5 Ảnh hưởng - Độ kiềm cao làm tăng pH nước Nếu pH > gây độc hại thủy sinh, gây ăn mịn cơng trình nước hệ thống xử lý nước thải - Muối trung tính làm tăng hàm lượng tổng rắn Lượng thải lớn gây tác hại đời sống thủy sinh làm tăng áp suất thẩm thấu, ảnh hưởng đến trình trao đổi tế bào - Hồ tinh bột biến tính làm tăng BOD, COD nguồn nước, gây tác hại đời sống thủy sinh làm giảm oxy hòa tan nguồn nước Trang Nghiên cứu xây dựng phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir từ than Maccadamia hoạt hóa từ K2CO3 để xử lý màu Methylene Orange - Độ màu cao lượng thuốc nhuộm dư vào nước thải gây màu cho dòng tiếp nhận, ảnh hưởng tới trình quang hợp lồi thủy sinh, ảnh hưởng xấu tới cảnh quan - Hàm lượng ô nhiễm chất hữu cao làm giảm oxy hòa tan nước ảnh hưởng tới sống loài thủy sinh 2.2 TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ Phương pháp hóa lý phương pháp xử lý nước thải thông dụng Các phương pháp thường ứng dụng như: hấp phụ, keo tụ - tạo bơng, tuyển nổi, trích ly, trao đổi ion, 2.2.1 Phương pháp hấp phụ 2.2.1.1 Cơ chế hấp phụ Hấp phụ: Là tượng tăng nồng độ chất bị hấp phụ (adsorbate) lên bề mặt chất hấp phụ (adsorbent) Chất bị hấp phụ tồn bề mặt chất rắn (chất hấp phụ), không phân bố khắp tồn thể tích chất hấp phụ nên cịn gọi q trình phân bố chiều [10] Điều khác với trình hấp thụ: Chất bị hấp thụ sau làm giàu phân bố khắp thể tích chất hấp thụ [10] Khi bị hấp phụ lên bề mặt chất rắn, chất bị hấp phụ chiếm chỗ cấu tử đẩy khỏi vị trí mà gắn tượng gọi trao đổi ion [10] Hiện tượng hấp phụ xảy lực tương tác chất hấp phụ chất bị hấp phụ, [10]: - Lực tương tác phân tử gây hấp phụ vật lý, trao đổi ion - Lực nội phân tử gây hấp phụ hóa học * Trong thực tế, phân biệt hấp phụ vật lý hấp phụ hóa học tương đối ranh giới chúng khơng rõ rệt Trong số q trình hấp phụ xảy đồng thời hấp phụ vật lý hấp phụ hóa học [10] * Hấp phụ môi trường nước: Trong nước, tương tác chất hấp phụ bị hấp phụ phức tạp hệ có thành phần gây tương tác là: nước – chất hấp phụ chất bị hấp phụ [10] Trang ... dụng vào để xây dựng phương trình đẳng nhiệt hấp phụ để xử lý nước Từ khóa: Xây dựng phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir từ than mắc ca hoạt hóa từ K2CO3 để xử lý màu Methylene Orange SUMMARY... tài ? ?Nghiên cứu xây dựng phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir từ than Mắc ca hoạt hóa từ K2CO3 để xử lý màu Methylene Orange? ?? đề xuất Trang Nghiên cứu xây dựng phương trình hấp phụ đẳng nhiệt. .. VỀ PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ .8 Trang vi Nghiên cứu xây dựng phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir từ than Maccadamia hoạt hóa từ K2CO3 để xử lý màu Methylene Orange 2.2.1 Phương pháp hấp phụ