Microsoft Word BC DTB TOAN 05 06 doc Bé khoa häc vµ c«ng nghÖ viÖn n¨ng l−îng nguyªn tö viÖt nam B¸o c¸o tæng kÕt ®Ò tµi khoa häc c«ng nghÖ cÊp bé 2005 2006 nghiªn cøu chÕ t¹o vËt liÖu polymer kh©u m¹[.]
Bộ khoa học công nghệ viện lợng nguyên tư viƯt nam Báo cáo tổng kết đề tài khoa học công nghệ cấp 2005 - 2006 nghiên cứu chế tạo vật liệu polymer khâu mạch xạ hấp phụ thuốc nhuộm màu chế phẩm cố định vi sinh vật có khả phân giải số chất hữu gây ô nhiễm môi trờng Cơ quan chủ trì: Viện Khoa Học Kỹ Thuật Hạt Nhân Chủ nhiệm đề tài: Th.S NCVC Nguyễn Văn Toàn 6679 23/11/2007 Hà Nội, Th¸ng 07/2007 Danh s¸ch c¸c c¸n bé tham gia thùc đề tài TS Đặng Đức Nhận Viện Khoa học Kỹ thuật Hạt Nhân Th.s Lê thị Đính nt CN Nguyễn Văn Bính nt CN Nguyễn Thuý Bình nt KS Nguyễn Đình Dơng nt CN Nguyễn Mạnh Hùng nt TS Đỗ Thị Tố Uyên Viện Công Nghệ Sinh Học TS Ngô Đình Quang Bính nt CN Lê Khơng Thuý nt MơC LơC §Ị mơc Ng−êi tham gia Mơc lơc Các từ viết tắt Phần I - mở đầu Phần II - Lý thut, tỉng quan C«ng nghƯ bøc xạ Nhu cầu biện pháp xử lý thải Vai trß cđa vi sinh vËt xư lý nớc thải ứng dụng công nghệ xạ cải biến chế tạo vật liệu 4.1 Cơ sở ứng dụng công nghệ xạ cải biến chế tạo vật liệu 4.2 Cơ chế hấp phụ chất màu vật liệu khâu mạch Một số phơng pháp xử lý thải theo nguyên tắc sinh học thờng đợc áp dụng Hiện trạng xử lý nớc thải ô nhiễm màu Việt nam Phần III - vật liệu phơng pháp 1.Vật liệu Phơng pháp 2.1.Tạo vật liệu Polymer khâu mạch hấp phụ thuốc nhuộm màu 2.2 Các vật liệu cố định vi sinh vật 2.3 Xác định độ trơng hàm lợng gel vật liệu khâu mạch 2.4 Xác định khả hấp phụ màu vật liệu 2.5 Phân lập, tuyển chọn nhân giống chủng vi sinh vật có khả hấp phụ phân huỷ thuốc nhuộm màu 2.6 Tạo chế phẩm cố định vi sinh vật 2.7 Xác định Nitrate nớc 2.8 Đo Amoni NH3- N nớc: 2.9 Xác định khả hấp phụ phân giải chất nhuộm màu chế phẩm cố định vi sinh vật 2.10 Dựng đờng chuẩn hàm lợng chất nhuộm màu 2.11 Tơng quan chuyển đổi hệ số đo mg/l CU phần IV- kết thảo luận Vật liệu khâu m¹ch bøc x¹ VËt liƯu thu thËp 2.1 VËt liệu khâu mạch đợc chế tạo Viện NLNT 2.2 Tinh bột khâu mạch- TBKM 2.3 Hạt lọc nớc Xác định độ trơng, hàm lợng gel dung lợng hấp phụ chất nhuộm màu vật liệu chế tạo thu thập Các yếu tố ảnh hởng tới khả hấp phụ chất nhuộm màu vật liệu đà tuyển chọn: TBKM vật liệu HN2 4.1.Tinh bột khâu mạch TBKM trang 11 11 12 15 27 27 30 32 34 36 36 36 36 38 38 39 39 40 41 42 42 43 43 45 45 46 46 46 47 49 51 51 4.1.1 ¶nh h−ëng cđa pH tíi kh¶ hấp phụ TBKM 4.1.2 ảnh hởng hàm lợngTBKM 4.1.3 ảnh hởng thời gian xử lý Vật liệu khâu mạch- HN2: 4.2.1 ảnh hởng liều xạ tới hàm lợng gel độ trơng vật liệu khâu mạch HN2 4.2.2 ảnh hởng hàm lợng HN2 4.2.3 ảnh hởng pH 4.2.4 ảnh hởng thời gian xử lý Khả hấp phụ thuốc nhuộm màu vật liệu đà tuyển chọn TBKM HN2 nớc thải Giải hấp thụ thuốc nhuộm màu để tái sử dụng vật liệu 6.1 Sự hấp phụ thuốc nhuộm màu 6.2 Giải hấp phụ thuốc nhuộm màu Phân lập, tuyển chọn nhân giống vi sinh vật có khả phân huỷ thuốc nhuộm màu Khả hấp phụ màu tập hợp chủng vi sinh vật Tạo chế phẩm cố định vi sinh vật 10 Khả hấp phụ phân giải chất nhuộm màu vật liệu chế phẩm vi sinh Sự phân giải chất màu 11 Khả hấp phụ phân giải chất nhuộm màu nớc thải 12 ứng dụng thực tế đánh giá khả ứng dụng thực tế 12.1 Xử lý nớc thải xởng nhuộm lụa Vạn Phúc Hà Đông 12.1.1 Xư lý phßng thÝ nghiƯm 12.1.2 Xư lý n−íc thải xởng nhuộm làng nghề Vạn Phúc 12.2 Xử lý nớc thải Xí nghiệp nhuộm Công ty dệt – 12.2.1 Xư lý phßng thÝ nghiƯm 12.2.2 Xử lý nớc thải Xí nghiệp nhuộm Công ty dệt 8-3 12.3 Đánh giá khả ứng dụng thực tế vật liệu khâu mạch HN2; TBKM chế phẩm cố định vi sinh HN2.vs; TBKM.vs 12.4 Quy trình kỹ thuật xử lý nớc thải có chứa thuốc nhuém mµu 51 52 53 54 54 56 56 58 58 59 59 60 63 64 65 67 69 74 75 75 75 77 78 78 81 85 87 PhÇn V - KÕt ln Phơ Lơc 90 93 Tµi liƯu tham khảo 100 Các từ viết tắt TT 10 Ký hiÖu PVA PEO CMC Ct Cts CMCts HPA EB RP HN2 11 HN2.vs 12 13 TBKM TBKM.vs 14 HL0 15 HL1 16 HL1.vs 17 18 SG1, SG2, SG3 CU 19 20 21 NAD+ NADH NADP+ 22 23 24 25 26 NADPH CoA FAD FADH2 FMN Chó thÝch Polyvinyl alcohol Polyethylene oxide Carboxylmethyl cellulose Chitin Chitosan Carboxymethyl Chitosan Hydrolyzed PolyAcrylamide Eriochrome Blue - SE (C16 H9 Cl N2 Na O9 S2) Red Phenol (C19 H14 O5 S) Vật liệu khâu mạch xạ tạo từ hỗn hợp PVA 5% Starch 5% – PEO 0,5% - HPA 3% - chitosan 1% - Borax 0,1%, chiếu xạ kGy nguồn 60 Co Vật liệu HN2 cố định chủng vi sinh phân lập đợc từ nớc thải dung dịch RP bị nhiễm vi sinh Tinh bột khâu mạch Tinh bột khâu mạch cố định chủng vi sinh phân lập đợc từ nớc thải dung dịch RP bị nhiễm vi sinh Hạt lọc nớc cha bọc màng Viện Công nghệ Sinh học cung cấp Hạt lọc nớc HL0 đà bọc màng bao hốn hợp dung dịch tạo vật liệu khâu mach HN2 đà chiếu xạ HL1 cố định chủng vi sinh phân lập đợc từ nớc thải dung dịch RP bị nhiễm vi sinh Vật liệu khâu mạch Trung Tâm nghiên cứu triển khai Công nghệ Bức xạ Tp Hồ Chí Minh cung cấp (colour units): Đơn vị đo mầu dung dịch có nồng độ không xác định Trong dung dịch mầu đơn (ví dụ dung dịch màu RP) biết xác nồng độ: 1mg/l tơng đơng 5000 CU Nicotinamide-adenine-dinucleotide (dạng oxy hoá) Nicotinamide-adenine-dinucleotide (dạng khử) Nicotinamide-adenine-dinucleotide-phosphate (dạng oxy hoá) Nicotinamide-adenine-dinucleotide-phosphate(dạng khử) Coenzyme A Flavinadenine dinucleotide Flavinadenine dinucleotide (d¹ng khư) Flavin mononucleotide Nghiên cứu chế tạo vật liệu polymer khâu mạch xạ hấp phụ thuốc nhuộm màu chế phẩm cố định vi sinh vật có khả phân giải số chất hữu gây ô nhiễm môi trờng Nguyễn Văn Toàn, Đặng Đức Nhận, Lê thị Đính, Trần Băng Diệp, Nguyễn Thuý Bình, Nguyễn văn Bính, Nguyễn Manh Hùng Viện Khoa Học Kỹ Thuật Hạt Nhân, Viện NLNTVN Các chất nhuộm màu nghành công nghiệp sơn, trang trí nội thất indệt-nhuộm nguồn gây ô nhiễm môi trờng, độc hại cho ngời ®éng vËt HiƯn c¸c biƯn ph¸p xư lý chÝnh loại chất gây ô nhiễm công nghệ hấp phụ, phân huỷ chuyển hoá chúng thành chất độc Chất hấp phụ sử dụng than hoạt tính, nhng hiệu suất hấp phụ chất hấp phụ thấp, mặt khác lại không chứa nhóm chức đặc biệt nh methylcarboxy (-CH2COO-) hay nhóm amin (-NH2) có khả tham gia vào phản ứng hấp phụ hay cố định bổ sung làm tăng hiệu xử lý Công nghệ xạ đợc coi công nghệ đợc ứng dụng nhiều ngành kinh tế có ngành chế tạo cải biến vật liệu nhằm tạo vật liệu có tính đặc biệt nh có độ trơng nớc cao, bền học, dẻo, bền môi trờng có dải pH rộng dùng nông nghiệp, tạo màng bao bảo quản tơi, hấp phụ kim loại nặng, cố định vi sinh xử lý môi trờng Trong nghiên cứu này, áp dụng phơng pháp chiếu xạ gamma chế tạo vật liệu chế phẩm cố định vi sinh có khả hấp phụ, phẩn giải chất nhuộm màu có nớc thải công ty dệt đà đợc thực Vật liệu khâu mạch xạ HN2 đợc chế tạo từ polyme tự nhiên (tinh bột, chitosan) polyme tổng hợp PVA, PEO, HPA, vật liệu có độ trơng khoảng 100 g/g có khả hấp phụ chất nhuộm màu dung dịch nh nớc thải công ty nhuộm (hấp phụ Red phenol Erichome Blue SE 20mg/g vật liệu khoảng 80 % lợng màu nớc thải) Chế phẩm cố định vi sinh HN2 TBKM.vs đợc chế tạo từ vật liệu HN2, tinh bột khâu mạch-TBKM chủng vi sinh phân lập từ nớc thải dung dịch Red phenol nhiễm vi sinh Các chế phẩm HN2.vs vàTBKM.vs có khả hấp phụ phân giải màu dung dịch nh nớc thải (hấp phụ Red phenol Erichome Blue SE 20ml/g vật liệu khoảng 80 % lợng màu nớc thải) Từ khoá: Công nghệ xạ, khâu mạch, cố định vi sinh, chiếu xạ gamma Studying induction of radiation crosslinking materials for dyes absorption and microorganisms immobilization products for organic pollutant degradation Toan Nguyen Van, Nhan Dang Duc Dinh Le Thi, Diep Tran Bang, Binh Nguyen Thuy, Binh Nguyen Van, Hung Nguyen Van Institute for Nuclear Science and Techniques Dyes used in paint, interior decoration and textile industries are organic compounds causing environmental pollution and harm to human and animals Adsorption, degradation and transformation are applied for treating these organic compounds Commonly used adsorbent is activated charcoal, but its adsorption capacity is restricted On the other hand there are no special functional groups such as methylcarboxy (-CH2COO-) or amin (-NH2), in active charcoal These groups could take part in adsorption or immobilization so that it could increase the treatment productivity Radiation technology has been considered to be a clear technology that is applied in many fields Among other radiation induced crosslinking of polymer materials to improve its physical properties such as swelling, flexibility and stability under a wide range of pH, appears to be of important practical application The crosslinking materials with functional groups could be applied in agriculture, preservation of fresh fruits, heavy metal adsorption, and environmental treatment In this study, application of gamma irradiation to make crosslinking materials for the immobilization of microorganism to absorb and degrade dyes in wastewater of textile factories has been carried out HN2 material is made from natural polymers (starch, chitosan) and synthetic polymer (PVA, PEO, and HPA) irradiated with kGy in the air The swell capacity of the material is about 100g/g The material can absorb Red phenol or Eriochrome Blue SE dyes from wastewater of textile factories with a capacity about 20mg/g Microorganism immobilization HN2.vs and TBKM.vs the products are produced from HN2, TBKM by immobilized the trains of microorganisms that isolated from wastewater of textile factories and red phenol solution These products can absorb and degrade of dyes in solution and wastewater of textile factories (absorption capacity of Red phenol and Eriochrome Blue SE is over 20ml/g products and about 80 % amount of dye in wastewater) Key words: Radiation technology, crosslinking, immobilization, gamma irradiation Phần I- mở đầu Đặt vấn đề Hiện khoa học kỹ thuật đại đợc ứng dụng mạnh mẽ lĩnh vực kinh tế xà hội, y tế công, nông nghiệp nhằm phục vụ nâng cao hiệu kinh tế, ®êi sèng ng−êi Nh−ng ®iỊu ®ã cịng ®Ỉt cho ngời nhiều vấn đề nan giải cần phải giải Một vấn đề ô nhiễm môi trờng loại khí thải, rác thải, nớc thải ngành kinh tế công nghiệp, nông nghiệp y tế cộng đồng đa vào môi trờng Có nhiều phơng pháp khác xử lý giảm thiểu loại bỏ chất ô nhiễm nh kim loại nặng, hợp chất phenolic, thuốc nhuộm khỏi chất thải lỏng đà đợc nghiên cứu ứng dụng Có thể chia thành nhóm chính: phơng pháp xử lý vật lý, phơng pháp hoá học phơng pháp sinh học Phơng pháp vật lý có nhiều u điểm việc loại bỏ tạp chất có kích thớc lớn, phơng pháp hoá học thờng đợc áp dụng để tách loại bỏ chất ô nhiễm dễ phân huỷ Phơng pháp xử lý sinh học thờng đợc dùng để chuyển hoá chất ô nhiễm độc hại thành dạng không độc, biện pháp xử lý kết hợp nhiều phơng pháp có hiệu xử lý cao nhiều so với biện pháp xử lý riêng lẻ phơng pháp Công nghệ xạ đợc ứng dụng nhiều lĩnh vực khác nhau, có lĩnh vực sản xuất biến tính vật liệu, đặc biệt vật liệu polyme nhằm tạo vật liệu có tính đặc biệt phù hợp cho nhu cầu sử dụng, sở tác dụng tia xạ polyme hoá monome mà không cần phải dùng hoá chất, phụ gia gây độc cho ngời sử dụng môi trờng Các vật liệu có độ trơng nớc khác nhau, có khả tự phân huỷ sinh học, đặc biệt vật liệu có khả hấp phụ cao chất vô hay hữu gây ô nhiễm môi trờng nh chất nhuộm màu nớc thải nhà máy dệt nhuộm, da giày hay sơn tổng hợp Hoặc làm giá thể cố định chủng vi sinh vật sản xuất thuốc trừ sâu sinh học hay chủng vi sinh vật có khả hấp phụ phân huỷ chất nhuộm màu xử lý nớc thải chứa chất nhuộm màu nghành công nghiệp dệt, Sự phát triển kinh tế xà hội nớc ta thời gian gần đà gây ô nhiễm nghiêm trọng không khí, đất nguồn nớc, đặc biệt công nghiệp chế biến thực phẩm, sản xuất công nghiệp trang trí, chất màu nguồn gây ô nhiễm chất hữu độc hại môi trờng sinh thái, gây độc cho ngời động vật Vì tuỳ thuộc vào chất nguồn thải chất ô nhiễm mà biện pháp xử lý khác đà đợc áp dụng, nhằm loại bỏ chất nhuộm màu chất thải khác khỏi nớc thải trớc thải vào môi trờng Biện pháp xử lý hợp chất màu hấp phụ, phân huỷ chuyển hoá chúng thành dạng độc Nhng sử dụng dạng vật liệu thông thờng nh than hoạt tính kết hợp số chất xúc tác khác để khử độc hấp phụ màu hiệu suất xử lý không cao không triệt để Do diện tích riêng bề mặt than hoạt tính thấp thân nhóm chức đặc biệt nh methylcarboxyl CH2COO- hay nhóm amin -NH2 có khả tham gia vào phản ứng hấp phụ hay cố định bổ sung làm tăng hiệu xử lý Vì cần có dạng vật liệu khác có tính u việt hơn, khả hấp phụ cao để xử lý « nhiƠm m«i tr−êng mµ quan träng lµ « nhiƠm chất nhuộm màu Kết nghiên cứu đề tài cấp Bộ TS Đặng đức Nhận chủ trì năm 2004 đà tạo vật liệu polyme khâu mạch xạ sở chiếu xạ khâu mạch dung dịch hỗn hợp PVA- PEO- Tinh bột, vật liệu có độ bền lý tốt, có khả hấp phụ chất nhuộm màu nhng hiệu suất thấp, khả tái sử dụng thấp Do cần nghiên cứu cải tiến chất lợng vật liệu nhằm tạo vật liệu có khả hấp phụ màu, có đặc tính lý tốt thích hợp cho viƯc xư lý n−íc th¶i cã chøa chÊt nhm màu Ngoài cần nghiên cứu khảo sát tạo chế phẩm cố định vi sinh vật có khả hấp phụ phân huỷ số hợp chất hữu dễ phân huỷ nh chất tẩy rửa hay khó phân huỷ nh chất nhuộm màu có nớc thải Chất nhuộm màu bền vững môi trờng cấu trúc phân tử bao gồm nhiều vòng nhân thơm nên việc nghiên cứu để tìm biện pháp phân huỷ cần thiết, vi sinh vật phải phá vỡ đợc chuỗi liên kết hydratcacbon mạch phân tử sử dụng cacbon nh nguồn nguyên liệu cho sinh trởng phát triển Trên sở thành công đà đạt đợc nhu cầu cấp thiêt thực tế, đề tài: Nghiên cứu chế tạo vật liệu polyme khâu mạch xạ hấp phụ chất nhuộm màu chế phẩm cố định vi sinh vật có khả phân giải số chất hữu gây ô nhiễm môi trờng xin đợc đăng ký thực với mục đích tạo đợc vật liệu polyme khâu mạch xạ phù hợp làm vËt liƯu hÊp phơ chÊt nhm mµu vµ chÕ phÈm cố định vi sinh vật có khả hấp phụ phân huỷ màu cao sử dụng xử lý nớc thải chứa chất nhuộm màu ngành công nghiệp dệt Mục tiêu ã Tạo đợc vật liệu polyme khâu mạch xạ có dung lợng hấp phụ chất nhuộm màu cao ã Tạo đợc chế phẩm cố định vi sinh vật có khả hấp phụ phân giải mốt số hợp chất hữu khó phân huỷ nh chất nhuộm màu có nớc thải ã Đánh giá khả ứng dụng sản phẩm xử lý thực tế nớc thải có chứa chất nhuộm màu Công ty Nhuộm Hà Nội ã Xây dựng quy trình kỹ thuật xử lý nớc thải chứa chất nhuộm màu Các nội dung nghiên cứu 3.1 Cải tiến chất lợng vật liệu polyme khâu mạch xạ đà chế tạo năm 2004 3.2 Thu thập tiến hành thí nghiệm so sánh với vài loại vật liệu polyme đà chế tạo Viện NLNTVN nhằm chọn vật liệu thích hợp cho nghiên cứu xử lý nớc thải ô nhiễm chất nhuộm màu 3.3 Xác định khả hấp phụ chất nhuộm màu vật liệu đà chọn dung dịch chất nhuộm màu 3.4 Xác định khả hấp phụ chất nhuộm màu vật liệu đà chọn nớc thải có chứa chất nhuộm màu 3.5 Biện pháp giải hấp phụ chất nhuộm màu để tái sử dụng vật liệu 3.6 Phân lập tuyển chọn chủng vi sinh vật có khả thích nghi với môi trờng có nồng độ chất nhuộm màu cao 3.7 Xác định khả hấp phụ phân huỷ chất nhuộm màu chủng vi sinh vật đà phân lập đợc 3.8 Tạo màng bao polyme sinh học bề mặt hạt lọc nớc dùng làm vật liệu cố định chủng vi sinh vật đà phân lập 3.9 Tạo chế phẩm cố định vi sinh vật 3.10 Đánh giá khả hấp phụ phân huỷ chất nhuộm màu chế phẩm cố định vi sinh vật dung dịch chất nhuộm màu 3.11 Đánh giá khả hấp phụ phân huỷ chất nhuộm màu chế phẩm cố định vi sinh vật nớc thải có chứa chất nhuộm màu 3.12 Xử lý thực tế nớc thải chứa chất nhuộm màu Công Ty Nhuộm Hà nội vật liệu polyme khâu mạch xạ chế phẩm cố định vi sinh đà chế tạo Qui trình kỹ thuật xử lý nớc thải có chứa chất nhuộm màu Thời gian thực hiện: 24 tháng Đơn vị thực hiện: Trung Tâm An Toàn Bức xạ MôI Trờng, Viện Khoa Học Kỹ Thuật Hạt Nhân Nguồn kinh phí mức kinh phí đợc cấp: Nguồn kinh phí: Từ ngân sách nhà nớc Mức kinh phí đợc cấp: 250.000.000 VND (hai trăm năm mơi triệu đồng) 10 phụ, hấp thụ phân giải màu loại vật liệu chế phẩm Kết đợc trình bày bảng Bảng7 Kết xử lý nớc thải làng nghề Vạn phúc ĐC Xử lý TBKM Lợng màu ( CU/ml) Lợng màu lại (CU/ml) 857,61 .5,3 344,64 4,7 Xư lý TBKM.vs Xư lý HN2 Xư lý HN2.vs HiƯu suât xử lý (%) Lợng màu lại (CU/ml) Hiệu suât xử lý (%) Lợng màu lại(CU/ml) Hiệu suât xử lý (%) Lợng màu lại (CU/ml) Hiệu suât xö lý (%) 59,2 183,46 ± 5,6 78,6 457,1 ± 4,4 46,7 323,16 6,7 62,3 Các kết từ bảng hấp phụ, hấp thụ phân huỷ màu loại vật liệu cho thấy: vËt liƯu vµ chÕ phÈm TBKM, TBKM.vs, HN2, HN2.vs cã khả xử lý tốt chất nhuộm màu, đặc biệt chế phẩm TBKM.vs, lợng chất nhuộm màu bị xử lý đạt gần 80% Nh để xử lý tốt nớc thải ô nhiễm chất nhuộm mầu làng nghề Vạn Phúc, sử dụng chế phẩm TBKM.vs HN2.vs, với bớc tiến trình sau: - Thu gom nớc thải vào bể chứa thải - Chỉnh pH nớc thải giá trị pH: - Xử lý nớc thải chế phẩm TBKM.vs HN2.vs theo hàm lợng với thời gian xử lý từ đến 10 ngày, có khuấy đảo nhẹ để đạt độ đồng trình xử lý - Tách vật liệu khỏi nớc thải xử lý tuỳ theo mục đích, đem chôn nh chất thải rắn hay giải hấp phụ để tái sử dụng HN2.vs làm phân bón sau ủ từ đến 10 ngày TBKM.vs - Nớc thải lại chứa lợng nhỏ hoá chất, phụ gia chất nhuộm màu cha đợc xử lý, lợng nớc thải xử lý tiếp thải hệ thống thoát nớc chung tuỳ theo mục đích nhu cầu sử dụng Dựa vào kết khảo nghiệm trên, thí nghiệm sử dụng loại vật liệu để xử lý thực tế nớc thải Công ty Nhuộm Hà Nội tiếp tục tiến hành nhằm đa qui trình kỹ thuật xử lý thích hợp nớc thải chứa chất nhuộm màu 11.2 Xử lý nớc thải Xí nghiệp nhuộm Công ty dệt – 11.2.1 Xư lý phßng thÝ nghiƯm T theo loại vải, mầu độ mầu cần nhuộm, quy trình nhuộm ứng với loại vải mà nớc thải sau dây chuyền nhuộm có chứa nhiều loại chất nhuộm mầu khác nhau, nồng độ mầu khác nhau, chất phụ gia khác độ pH khác Vì xử lý mầu nớc thải không xử lý đơn chất nhuộm màu ban đầu, mà phức tạp nhiều tập hợp màu nguyên dạng đà biến tớng kết hợp với chất khoáng phụ gia khác 34 Ví dụ: Để vải có mầu đỏ cờ chất nhuộm mầu phải theo bớc sau - B−íc 1: Naphthol (AS – Azotal A) kÕt hỵp víi NaOH tạo thành dạng naphtholate tan nớc, có lực tạo màu vàng bề mặt vải R R ONa OH NaOH CO-NH CO-NH - B−íc 2: ChÊt mầu Di azo R NH2 kết hợp với NaNO2, HCl chuyển thành dạng ion kết hợp với muối Naphtholate tạo mầu đỏ cờ bám bề mặt vải R – NH2 + HCl + NaNO2 +Q R - [ N = N ]+ - ClN=N-R R ONa CO-NH R – [N = N]+ – Cl- OH CO-NH Do ®ã nớc thải phân xởng nhuộm có mầu sắc khác nhau, độ đậm đặc khác nhau, lẫn nhiều chất phụ gia chất nhuộm mầu khác nhau, độ pH khác nh hình 30: a b Hình 30 Nớc thải Xí nghiệp nhuộm Công ty dệt 8-3 a Nớc thải phân xởng nhuộm vải màu đen pH 10 b Nớc thải phân xởng nhuộm vải màu đỏ cờ pH Để xác định khả hấp phụ phân giải chất nhuộm màu nớc thải Xí nghiệp nhuộm Công ty dệt 8-3 vật liệu chế phẩm cố định vi sinh phòng thí nghiệm, nớc thải đợc lấy sau dây chuyền nhuộm nên có mầu sắc độ đậm đặc khác nh hình 38 Thí nghiệm đợc tiến hành với loại nớc thải: a: Nớc thải màu đỏ cờ pH:6 b: Nớc thải màu đen pH:10 c: Nớc thải kết hợp loại nớc thải a b: đỏ cờ - đen pH:8 cho vào cèc ®èt 500ml thùc hiƯn xư lý nh− sau: - Lô 1: Nớc thải không xử lý - Lô 2: Xử lý 10g TBKM/ 200 ml nớc thải; - Lô 3: Xư lý 10g TBKM.vs/200 ml n−íc th¶i; 35 - Lô 4: Xử lý 1,25g HN2.vs/200 ml nớc thải; - Lô 5: Xử lý 1,25g HN2/200 ml nớc thải Sau ngày xử lý, lấy phần nớc thải xác định lợng màu lại máy so màu Orbeco Hellige 975 MP (Anh) qua đại lợng CU (Color unit) bớc sóng 420 nm Từ xác định lợng chất nhuộm màu vật liệu chế phẩm cố định vi sinh hấp phụ, hấp thụ phân giải, kết đợc trình bày bảng 23 phần phụ lục hình 31, 32 ĐC; TBKM; TBKM.vs; HN2.vs; HN2 Hình 31 Nớc thải mầu đỏ cờ (pH: 6) sau ngày xử lý phòng thí nghiệm; Kết từ bảng 23 phần phụ lục hình 31, 32 cho thấy: hiệu sau ngày xử lý chế phẩm cố định vi sinh TBKM.vs, HN2.vs, TBKM HN2 nớc thải màu đỏ cờ pH: cao nhất, sau đến màu đỏ cờ- đen pH:8, màu đen pH:10 thấp Hiệu xử lý chế phẩm cố định vi sinh TBKM.vs HN2.vs cao so với vật liệu TBKM HN2 nớc thải loại Nớc thải màu đỏ cờ pH: sau xử lý TBKM.vs có màu ánh vàng, mµu cđa mi naphtholate tan n−íc vµ rÊt nh hình 31 Còn nớc thải màu đỏ cờ - đen pH: màu đen pH: 10 hiệu xử lý thấp nhiều, mầu nớc thải màu đen gần nh không bị biến đổi sau ngày xử lý nh cho hình 33 Chứng tỏ hiệu xử lý phụ thuộc nhiều vào chất màu, nồng độ màu, quy trình nhuộm pH nớc thải Kết từ bảng 24 phần phụ lục hình 34, 35, 36 cho thấy: hiệu sau 10 ngày xử lý chế phẩm cố định vi sinh TBKM.vs, HN2.vs, TBKM HN2 nớc thải màu đỏ, màu đỏ-đen màu đen tốt Hiệu xử lý cao nhiều so với xử lý ngày, hiệu xử lý chế phẩm cố định vi sinh TBKM.vs, HN2.vs cao h¬n so víi vËt liƯu TBKM vµ HN2 100 90 80 % HÊp phơ 70 60 50 40 30 Đỏ cờ Đen Đỏ cờ-đen 20 10 TBKM.vs TBKM HN2.vs HN2 Vâtl liệu 36 Hình 32 Khả xử lýtrong phòng thí nghiệm nớc thải xí nghiệp nhuộm Công ty dệt 8-3 (sau ngày) ĐC; TBKM; TBKM.vs; HN2.vs; HN2 Hình 33: Nớc thải mầu đen (pH: 10) sau ngày xử lý phòng thí nghiệm Vì mẫu đợc đợc lu giữ tiÕp tơc xư lý, sau 10 ngµy lÊy mÉu n−íc xác định hàm lợng màu lại, kết đợc trình bày bảng 24 phần phụ lục hình 34, 35, 36 100 90 80 % HÊp phô 70 60 50 40 Đỏ cờ Đen Đỏ cờ-đen 30 20 10 TBKM.vs TBKM HN2.vs HN2 VËt liƯu H×nh 34 Khả xử lý phòng thí ĐC; TBKM.vs; TBKM; HN2.vs; HN2 nghiệm nớc thải Xí nghiệp nhuộm Hình 35: Nớc thải mầu đen sau 10 ngày xử lý Công ty dệt 8-3.(sau 10 ngày) ĐC; TBKM.vs; TBKM; HN2.vs; HN2 Hình 36 Sự tách pha xử lý nớc thải mầu đỏ cờ-đen nớc thải sau 10 ngày xử lý Với nớc thải màu đỏ cờ có pH 6, sau xử lý hàm lợng màu giảm nhiều, đặc biệt xử lý TBKM.vs, HN2.vs TBKM, nớc thải tốc độ xử lý nhanh Với nớc thải mầu đen có pH:10 nớc thải màu ®á cê - ®en pH:8, hiƯu qu¶ xư lý thÊp tốc độ xử lý chậm nên thời gian xử lý cần kéo dài Sau 10 ngày hiệu xử lý cịng rÊt tèt, n−íc th¶i sau xư lý b»ng TBKM.vs HN2.vs thải thẳng hệ thống thải chung nh cho hình 35, 36 nớc thải kết hợp hai mầu đỏ cờ đen có tách pha, mầu đỏ cờ đợc xử lý trớc sau mầu đen đợc xử lý, tợng tách pha có thĨ thÊy rÊt râ thÝ nghiƯm, thêi gian xư lý bị kéo dài so với xử lý nớc thải mầu đỏ cờ (hình 36) Nh đà biết vật liệu khâu mạch HN2 có độ trơng khả hấp phụ tốt pH môi trờng trung tính, TBKM có độ trơng thấp nhng có độ pH hoạt động rộng, hiệu suất hấp phụ mầu cđa TBKM ë pH axit cao h¬n ë pH kiỊm, nh−ng vÉn rÊt cao ë pH trung tÝnh (kho¶ng 6) Các chủng vi sinh vật phân lập đợc có độ thích nghi cao hoạt động tốt môi trờng trung tính, nên pH = tức môi trờng có độ axit cao hay pH 10 tức độ pH kiềm, vi sinh vật khó thích nghi hoạt động làm giảm khả hấp phụ, hấp thụ phân giải màu dạng chế phẩm vi sinh HN2,vs TBKM.vs Còn pH 6, có kết hợp khả hấp phụ màu vật liệu HN2 TBKM với khả hấp thụ phân giải 37 màu vi sinh vật, làm cho hiệu xử lý mầu dạng chế phẩm vi sinh HN2,vs TBKM.vs đạt giá trị cao hơn, nớc thải sau xử lý đạt độ nh cho bảng 24 hình 35, 36 Nh thấy môi trờng trung tính (pH khoảng 6) hiệu xử lý chất nhuộm mầu dạng vật liệu chế phẩm TBKM, TBKM.vs, HN2, HN2.vs đạt giá trị cao so với giá trị pH khác Bởi giá trị pH:6 dùng làm giá trị chuẩn cho thí nghiệm nghiên cứu xử lý thải có chøa chÊt nhm mÇu, nh−ng thêi gian xư lý cã thể kéo dài (thờng từ đến 10 ngày) phụ thuộc vào chất mầu quy trình nhuộm Và để đạt giá trị cao hiệu xử lý mầu nên dùng vật liệu TBKM chế phẩm TBKM.vs tính hiệu cao, giá thành thấp, dễ chế tạo, dễ sử dụng dễ bị phân huỷ sinh học môi trờng 11.2.2 Xử lý nớc thải Xí nghiệp nhuộm Công ty dệt 8-3 Việc xử lý nớc thải đợc tiến hành với loại nớc thải nh đà tiến hành xử lý phòng thí nghiệm: a: Nớc thải màu đỏ cờ pH:6 b: Nớc thải màu đen pH:10 c: Nớc thải kết hợp loại nớc thải a b: đỏ cờ - đen, pH:8 Nớc thải đợc chứa xô nhựa đợc xử lý nh sau: - Lô 1: Nớc thải không đợc xử lý; - Lô 2: Xử lý 800g TBKM/ 20lít nớc thải; - Lô 3: Xử lý 800g TBKM.vs/20lít nớc thải; - Lô 4: Xử lý 100g HN2.vs/20lít nớc thải; - Lô 5: Xử lý 100g HN2/20lít nớc thải * Xử lý bậc 1: Đa vật liệu vào nớc thải, khuấy nhẹ đều, để yên trớc lấy mẫu, sau ngày tách riêng dịch nớc thải sau xử lý để xác định khả hấp phụ, hấp thụ phân giải màu loại vật liệu TBKM, TBKM.vs HN2.vs, HN2 Kết cho bảng 25 phần phụ lục hình 37, 38 Kết bảng 25 phần phụ lục hình 37, 38 cho thấy khả xử lý chất nhuộm màu nớc thải loại vật liệu chế phẩm cố đinh vi sinh tốt, đặc biệt chế phẩm TBKM.vs HN2.vs Kết xử lý nớc thải mầu đỏ cờ có pH TBKM.vs tốt, tốc độ xử lý nhanh đạt 83% lợng chất màu có nớc thải, sau xử lý nớc thải có màu ánh vàng thải hệ thống thải công cộng Kết xử lý nớc thải màu đỏ cờ - đen pH (đạt 61%), tốt nhiều so với nớc thải màu đen pH:10 (chỉ đạt 42,7%) Nhng kéo dài thời gian xử lý nớc thải mầu đỏ - đen nớc thải màu đen đến 10 ngày hiệu xử lý tốt, nớc thải sau xử lý mầu ánh vàng nh xử lý nớc thải màu đỏ cờ, đặc biệt xử lý chế phẩm TBKM.vs Cho thấy khả xử lý thực tế nớc thải ô nhiễm chất nhuộm màu Xí nghiệp nhuộm 38 Công ty dệt 8-3 dạng vật liƯu vµ chÕ phÈm vi sinh HN2, TBKM, HN2.vs, TBKM.vs hoàn toàn thực đợc Đạt kết tốt hiệu xử lý phụ thuộc nhiều vào hàm lợng chất nhuộm màu, loại chất nhuộm màu, quy trình nhuộm ứng với chất nhuộm màu, độ pH nớc thải dạng vật liệu hay chế phẩm cố định vi sinh đợc sử dụng để xử lý nớc thải 100 Đỏ cờ Đen Đỏ cờ-Đen 90 80 % hÊp phô 70 60 50 40 30 20 10 TBKM.vs TBKM HN2.vs VËt liƯu HN2 H×nh 37: KÕt sau ngày xử lý nớc thải Phân xởng nhm C«ng ty dƯt 8-3 xư lý TBKM; xư lý TBKM.vs; ĐC; xử lý HN2.vs; xử lý HN2 Hình 38: Nớc thải mầu đỏ cờ (pH: 6) sau ngày xư lý * Xư lý bËc 2: Tuy nhiªn kết xử lý màu thờng đạt tối đa khoảng 80% lợng chất màu có nớc thải nên để giải phần màu lại, tiến hành xử lý nớc thải bậc liên tiếp Nớc thải đà đợc chỉnh đến pH: 6, đợc xử lý b»ng chÕ phÈm TBKM.vs vµ HN2.vs, sau xử lý bậc (thời gian ngày) đợc xử lý tiÕp bËc (cịng víi thêi gian ngµy), sau bậc xử lý xác định lợng chất màu lại dung dịch máy so mầu Orbeco Hellige 975 MP (Anh) qua đại lợng CU (colour units), kết cho bảng hình 39, 40, 41, 42, 43 B¶ng8 KÕt qu¶ sau bËc xử lý liên tiếp nớc thải xí nghiệp nhuộm Công ty dệt 8-3 Nớc thải Nâu đỏ pH: Đen pH: Nâu đỏ đen pH: ĐC CU/ml 324 ±2,15 269 ±1,56 296 ±3,42 TBKM.vs Xö lý bËc Lợng màu cònlại CU/ml 57,6 0.26 61,1 0.58 58,1 ± 0.72 HS hÊp phô % 82.23 77,3 80,4 HN2.vs Xử lý bậc Lợng màu cònlại CU/ml 2,2 ± 0.23 4,5 ± 0.24 3,1 ± 0.45 HS hÊp phơ % 96,3 92,6 94,6 Xư lý bËc Lợng màu lại CU/ml 79,1 0.24 68,1 1.05 59,6 ± 0.7 HS hÊp phô % 75,6 74,7 76,5 Xử lý bậc Lợng màu cònlại CU/ml 5,2 ± 1.08 4,9 ± 0.51 2,5 ± 0.46 HS hÊp phô % 93,5 92.7 95,8 39 120 HÊp phô% 100 nâu đỏ đen nâu đỏ-đen 80 60 40 20 tbkm.vs.L1 tbkm.vs.L2 hn2.vs.L1 Vật liệu hn2.vs.L2 Hình 39: Kết bậc xử lý liên tiếp nớc thải Xí nghiệp nhuộm Công ty dệt 8-3 chế phẩm TBKM.vs HN2.vs KÕt qu¶ cho thÊy hiƯu qu¶ xư lý bËc đạt khoảng 80% lợng chất màu có n−íc th¶i nh−ng sau xư lý bËc 2, hiƯu xử lý đạt 90% lợng chất màu lại dung dịch nớc thải sau xử lý bậc 1, tơng đơng đạt hiệu xử lý 98 99% lợng chất màu ban đầu có nớc thải tr−íc xư lý N−íc th¶i sau xư lý bËc trong, lợng màu lại nớc thải CU/1ml, tơng đơng hàm lợng 1mg màu đơn pha lit dung dịch (1mg/l màu đơn tơng ®−¬ng 5000 CU theo thang chun ®ỉi hƯ sè ®o mg/l CU) Với hàm lợng màu nớc thải nhà máy dệt nhuộm thờng từ 10 đến 200mg/l [14] hàm lợng1mg/l dung dịch nớc thải sau xử lý bậc nhỏ, đợc phép thải hệ thống thải công cộng Kết nh hàm lợng màu lại sau xử lý bậc thấp nên xử lý tiếp bậc lợng màu lại gần nh đà bị chế phẩm TBKM.vs HN2.vs hấp thụ phân huỷ Kết chứng minh biện pháp xử lý bậc liên tiếp nớc thải chứa chất nhuộm màu chế phẩm HN2.vs TBKM.vs tốt với hiệu xử lý cao h¬n rÊt nhiỊu so víi xư lý bËc dï có kéo dài thời gian lên tới 10 ngày Nớc thải sau xử lý chứa hàm lợng nhỏ chất nhuộm màu (1mg/l) tơng đơng khoảng 1% lợng chất màu ban đầu có nớc thải hoàn toàn đợc phép thải hệ thống thải công cộng nh nớc thải loại B theo tiêu chuẩn Việt nam với độ màu cho phép từ 10 đến 500 theo thang màu chuẩn Cloroplatinat - coban Hình 40: Mẫu nớc thải Xí nghiệp nhuộm Công ty dệt 8-3 (màu nâu đỏ; màu đen; màu nâu đỏ - đen) 40 Hình 41: Nớc thải màu nâu đỏ: §C; sau xö lý bËc 1; sau xö lý bËc Hình 42: Nớc thải màu nâu đỏ - đen: §C; sau xö lý bËc 1; sau xö lý bËc Hình 43: Nớc thải màu nâu đỏ sau xử lý bậc nớc máy sinh hoạt 11.3 Đánh giá khả ứng dụng thực tế vật liệu khâu mạch HN2, TBKM chế phẩm vi sinh HN2.vs, TBKM.vs Bảng thông số cho phép thấy kết cố định vi sinh, dung lợng hấp phụ khả phân giải chất nhuộm màu dạng vật liệu chế phẩm cố định vi sinh xử lý dung dịch màu nớc thải ô nhiƠm mµu, pH: víi thêi gian xư lý lµ 48giờ, 72 120 tuỳ theo mục đích thí nghiệm Bảng 9: Kết hấp phụ phân giải màu dung dịch màu nớc thải vật liệu chế phẩm vi sinh phòng thí nghiệm sở sản xuất Lợng màu bị hấp phụ, hấp thụ phân giải Điều kiện thí nghiƯm 2g TBKM.vs 2g TBKM 0,2g HN2.vs 0,2g HN2 dÞch SK % % % % mg/kg % 85,5 21400 mg/kg mg/kg mg/kg mg/l Xư lý phßng thÝ nghiƯm 48 giê xư lý dung dÞch RP (5 mg/100 ml) 83,6 2090 41 Hiệu suất cố định vi sinh vật (CFU/g) HN2; TBKM sau 48 cố định 100 ml x 10 CFU/ml 15 1,89x1015 CFU/g 1,19x1017 CFU/g Xö lý phòng thí nghiệm 72 xử lý dung dịch EB (5 mg/100 ml) 120 giê xư lý n−íc th¶i xÝ nghiÖp nhuém 78,1 75,8 1950 41,8 54,6 1040 62,8 68,3 15700 51,6 12900 59,7 1490 44,6 Xư lý n−íc thải làng nghề Vạn Phúc 120 phòng TN 120 giê t¹i x−ëng nhuém 81,7 65,6 59,8 25,6 78,6 59,2 62,3 46,4 Xư lý n−íc th¶i XÝ nghiƯp nhm Công ty dệt 120 phòng TN 120 giê t¹i x−ëng nhuém 81,1 71,6 77,6 65,6 76,3 69,5 72,4 58,1 KÕt qu¶ cho thÊy viƯc øng dụng thực tế vật liệu khâu mạch HN2, TBKM chế phẩm vi sinh HN2.vs; TBKM.vs xử lý nớc thải ô nhiễm chất nhuộm màu có triển vọng, có tính hiệu cao, đơn giản dƠ øng dơng, Ýt tèn kÐm, cã thĨ ¸p dơng cải tiến cho phù hợp với sở sản xuất có liên quan đến ô nhiễm chất nhuộm mầu Các vật liệu chế phẩm HN2; TBKM; HN2.vs; TBKM.vs hiệu xử lý mầu, nhng đặc biệt với TBKM.vs HN2.vs hiệu xử lý chất nhuộm mầu cao, có kết hợp khả hấp phụ nh độ trơng thích hợp TBKM vật liệu HN2 với khả hấp phụ, hấp thụ phân giải màu tập hợp chủng vi sinh vật đà đợc phân lập cố định vật liệu TBKM có tính hiệu cao nhờ tính lỡng cực hoạt động dải pH rộng từ đến 12 nhờ lực hút tĩnh điện nhóm amonium bậc TBKM nhóm sulphonic axit HSO3- chất mầu TBKM phù hợp để dùng làm giá thể cố ®Þnh vi sinh vËt víi hiƯu st cao nhê diƯn tích riêng bề mặt số lợng tâm hoạt tính lớn, dùng TBKM làm giá thể cố định vi sinh xử lý nớc thải ô nhiễm mầu TB trơng biến tính chuyển đổi phần thành glucose nhờ phản ứng lên men dới tác dụng vi sinh vật Chính lợng glucose có tác dụng thúc đẩy hoạt hoá hoạt động vi sinh vật, làm tăng hiệu suất hấp phụ, hấp thụ phân giải mầu Sau trình xử lý, TBKM đợc tách ủ thời gian thích hợp từ đến 10 ngày để lên men sinh học phân huỷ hoàn toàn lợng màu đà hấp thụ, sau dùng làm phân bón cho trồng mà không ngại gây ô nhiễm môi trờng Hoặc giải hấp phụ để tái sử dụng TBKM, nhng số lần tái sử dụng so với vật liệu HN2 42 Trong đó, vật liệu khâu mạch HN2 thích hợp pH môi trờng trung tính, pH:6 vật liệu HN2 có độ trơng nớc khoảng 100g/g nhng nh hầu hết thực nghiệm nghiên cứu vật liệu trơng cho thấy, nớc vật liệu có độ trơng cao nhng dung dịch, ví dụ dung dịch NaCl 0.9% độ trơng cuả vật liệu đà giảm từ đến lần [39,42] Điều dẫn đến làm giảm hiệu suất cố định vi sinh vật làm giảm hiệu xử lý chất nhuộm mầu vật liệu HN2 chế phẩm HN2.vs Do nớc thải ô nhiễm mầu, có nhiều chất mầu khác có chất tan có chất không tan nớc nhiều phụ gia khác nên khả hấp phụ, hấp thụ phân giải mầu chế phẩm HN2.vs bị hạn chế thấp so với TBKM.vs Điều đà đợc chứng minh thực tế xử lý nớc thải ô nhiễm mầu làng nghề Vạn Phúc Xí nghiƯp nhm C«ng ty dƯt 8/3 Sau xư lý màu vật liệu HN2 đợc giải hấp phụ để tái sử dụng đem chôn nh chất thải rắn HN2 vật liệu tự phân huỷ sinh học Vì tuỳ theo yêu cầu mục đích xử lý mà dùng chế phẩm HN2.vs TBKM.vs làm vật liệu để đạt đợc hiệu cao xử lý nớc thải ô nhiễm chất nhuộm màu ngành công nghiệp dệt Việc sử dụng chế phẩm HN2.vs TBKM.vs xử lý nớc thải ô nhiễm màu phù hợp hiệu quả, thời gian xử lý có kéo dài so với biện pháp xử lý khác song hiệu xử lý cao nhiều, hiệu suất tách màu sau xử lý bậc đạt 95% lợng màu ban đầu có nớc thải Các sản phẩm phụ sinh trình phân giải chất màu vi sinh vật sau bị chuyển hoá thành axit hợp chất hữu mà chủ yếu a pyruvic dẫn suất tiếp tục bị oxy hoá - decacboxy hoá chu trình chuyển ®ỉi diƠn ho¹t ®éng trao ®ỉi chÊt cđa tế bào vi sinh vật thành CO2, H2O lợng Nớc thải sau xử lý hoàn toàn đáp ứng tiêu chuẩn nớc loại B độ màu theo tiêu chuẩn đo lờng chất lợng nớc Việt nam, chứa lợng nhỏ chất màu (tơng đơng khoảng 1mg/l) cha đợc xử lý thải hệ thống thải chung mà không cần có thêm biện pháp xử lý khác 43 Hình 44: Mẫu sản phẩm: vật liệu HN2; TBKM chế phẩm vi sinh HN2.vs; TBKM.vs 12 Quy trình kỹ thuật xử lý nớc thải chứa chất nhuộm màu Tuy kết nghiên cứu hạn chế, cần nghiên cứu sâu kỹ trớc áp dụng sản phẩm cụ thể loại nớc thải để có hiệu xử lý tốt Nhng kết nghiên cứu cho thấy: khả ứng dụng dạng vật liệu chế phẩm vi sinh vật đà tạo vào xử lý nớc thải ô nhiễm chất nhuộm màu ngành công nghiệp dệt có triển vọng, dễ áp dụng, đạt hiệu hấp phụ, hấp thụ phân giải chất nhuộm màu Do điều kiện thí nghiệm có nhiều khó khăn, kết nghiên cứu cha đợc kiểm chøng b»ng thùc tÕ xư lý n−íc th¶i chøa chÊt nhuộm màu quy mô lớn Nhng xin phép đợc đề suất quy trình kỹ thuật xử lý đơn giản, xử lý nớc thải có chứa chất nhuộm màu đợc trình bày theo sơ đồ hình 45 hy vọng quy trình đợc kiểm chứng áp dụng Vật liệu HN2 TBKM Vi sinh HN2.vs TBKM.vs Nớc thải Chắn rác Bể xử lýthải bậc Bể xử lý thải bậc TBKM.vs HN2.vs TBKM.vs HN2.vs Nớc thải sau xử lý Hồi chun vËt liƯu 44 VËt liƯu sau xư lý HN2.vs Giải hấp phụ Chất nhuộm màu Vật liệu sau xử lý TBKM.vs Chôn nh chất thải rắn Vật liệu tái sử dụng ủ lên men Phân bón Giải hấp phụ Chất nhuộm màu Vật liệu tái sử dụng Hình 45 Quy trình kỹ thuật xử lý nớc thải ô nhiễm chất nhuộm màu Với qui trình này, nớc thải đầu vào có hàm lợng màu cao (có thể 60mg/l) sau đợc chỉnh pH pH: đợc xử lý bậc liên tiếp chÕ phÈm vi sinh HN2.vs hc TBKM.vs víi thêi gian 10 ngày Kết nớc thải đầu sau xử lý bậc có hàm lợng màu thấp 0,5 đến 1,5% hàm lợng mầu ban đầu (tức khoảng 1mg/l) với hàm lợng này, nớc thải đầu sau xử lý hai bậc liên tiếp đợc phép thải thẳng hệ thống thải công cộng Quy trình kỹ thuật xử lý nớc thải ô nhiễm chất nhuộm màu đợc tiến hành theo bớc: Dùng vật liệu khâu mạch HN2 tinh bột khâu mạch TBKM làm vật liệu cố định tập hợp chủng vi sinh vật đà đợc phân lập để tạo chế phẩm cố định vi sinh HN2.vs TBKM.vs Phơng pháp cố định: Do vật liệu HN2 TBKM có độ trơng khác nên để đạt đợc cân hàm lợng vi sinh vật, tạo chế phẩm cố định vi sinh vật cách: - Cố định 10g HN2 100ml dịch sinh khối hàm lợng 1015CFU/ml - Cố định 100g TBKM 100ml dịch sinh khối hàm lợng 1015CFU/ml Khuấy trộn kỹ để đạt đợc đồng thể hàm lợng vi sinh vật, sau 48 cố định, chế phẩm cố định vi sinh HN2.vs; TBKM.vs đợc sấy khô 400c đến trọng lợng không đổi lu giữ nhiệt độ lạnh 40c Nh coi toàn 100ml dịch sinh khối hàm lợng 1015CFU/ml đà đợc cố định 10g HN2 100g TBKM, hiệu suất cố định 100% 0,2g HN2.vs hay 2g TBKM.vs đợc cố định lợng vi sinh vật tơng đơng với 2ml dịch sinh khối vi sinh vật hàm lợng 1015CFU/ml Dùng chế phẩm vi sinh đà chế tạo HN2.vs TBKM.vs làm vật liệu xử lý nớc thải ô nhiễm chất nhuộm màu theo mô hình bËc xư lý víi c¸c b−íc: 45 a Xư lý bậc 1: Nớc thải đợc lấy đầu dây chuyền nhuộm nên có hàm lợng màu chất phụ gia cao (tơng đơng 60mg/l theo thang chuyển đổi hệ số đo mg/l CU), chỉnh pH nớc thải pH: cho chảy qua ngăn chắn rác vào bể xử lý bậc 1, bể có chứa vật liệu xử lý TBKM.vs HN2.vs theo tû lƯ: - 25 g HN2.vs/100 ml n−íc thải (2,5kg HN2.vs/m3 nớc thải) - Hoặc g TBKM.vs/100 ml n−íc th¶i (20kg TBKM.vs/m3 n−íc th¶i) Thêi gian xư lý bËc lµ ngµy, thêi gian xư lý có khuấy đảo nhẹ để tăng hiệu xử lý cđa vËt liƯu b Xư lý bËc 2: N−íc th¶i sau xư lý bËc ch¶y sang bĨ xư lý bËc 2, bĨ cã chøa vËt liƯu xư lý TBKM.vs HN2.vs theo tỷ lệ nh bĨ xư lý bËc 1: - 25 g HN2.vs/100 ml nớc thải (2,5kg HN2.vs/m3 nớc thải) - Hoặc g TBKM.vs/100 ml n−íc th¶i (20kg TBKM.vs/m3 n−íc th¶i) Thêi gian xư lý bËc lµ ngµy, thêi gian xử lý có đảo khuấy nhẹ để tăng hiệu xử lý Để tận dụng triệt để hiệu sử dơng cđa vËt liƯu, cã thĨ håi l−u chun vËt liƯu bĨ xư lý bËc vµo bĨ xư lý bậc để tái sử dụng Sau xử lý theo mô hình bậc liên tiếp nhau, nớc thải đợc kiểm tra nồng độ màu đợc đa vào hệ thống thải chung Tách riêng phần vật liệu khỏi nớc thải đà xử lý - Nêú vật liệu xử lý thải TBKM.vs: ủ phần vật liệu TBKM thời gian đến 10 ngày cho lên men sinh học phân giải hết lợng chất nhuộm màu đà hấp thụ TBKM, sử dụng TBKM làm phân bón hữu cho trồng, giải hấp phụ thành vật liệu tái sử dụng TBKM với số lần tái sử dụng lần - Nêú vật liệu xử lý thải HN2.vs: Có thể đem chôn nh chất thải rắn để vật liệu tự phân huỷ sinh học giải hấp phụ thành vật liệu tái sử dụng HN2 chất nhuộm màu đà qua xử lý Phần V - Kết luận Đà hoàn thành mục tiêu nội dung đề tài, tạo đợc vật liệu khâu mạch chế phẩm vi sinh thích hợp, dùng hấp phụ hấp thụ phân giải chất nhuộm mầu ngành công nghiệp dệt Đà tạo đợc vật liệu chế phẩm khâu mạch đáp ứng đợc yêu cầu đề tài: - Vật liệu HN2: Là vật liệu khâu mạch xạ tạo từ số polymer tổng hợp polymer tự nhiên nh PVA, PEO, HPA, tinh bột sắn, glycerol Có độ trơng nớc khoảng 100g/g, có độ bền học cao, có khả tái sử dụng đặc biệt có khả hấp phụ cao khoảng 85, 6%, tơng đơng 46 21400 mg red phenol /kg vËt liÖu HN2 nhê chế hấp phụ bề mặt khuyếch tán qua màng vào bên lòng vật liệu - Hạt lọc HL1: Đợc tạo cách tạo cho hạt lọc có sẵn lớp màng polymer dùng làm giá thể cố định vi sinh vật hấp phụ phân giải chất nhuộm mầu Tuy nhiên trình thí nghiệm, hạt lọc HL1 tỏ không phù hợp lớp màng bọc mỏng, độ trơng nớc thấp 1.2g/g, cố định vi sinh vật màng trở nên không bền dễ bong vỡ nát trình lắc học - Tinh bột khâu mạch (TBKM): Do Công ty Thiết bị Dụng cụ Y tế cung cấp, nhng chế tạo đợc từ tinh bột sắn sau đợc hoạt hoá 3-Chloro-2-hydroxy propyl trimethylammonium chloride (ClCH2CH (OH) CH2N+ (CH3)3CL-) TBKM cã tính lỡng cực (crosslinked amphoteric starches, CAS), tích điện tích dơng nhóm amonium điện tích âm nhóm carboxymethyl, nên TBKM thích hợp dùng làm vật liệu hấp phụ ion kim loại nặng, chất màu, chất ô nhiễm chứa nhóm cation anion, TBKM có độ trơng nớc khoảng 1.6g/g, dung lợng hấp phụ khoảng 83, 6% tơng đơng 2090 mg Red Phenol/kg TBKM dïng g TBKM xö lý hấp phụ 100ml dung dịch Red Phenol nồng độ 5mg/100ml Đà phân lập tuyển chọn đợc từ dung dịch mầu Red phenol bị nhiễm vi sinh dung dịch nớc thải ô nhiễm mầu Xí nghiệp nhuộm Công ty dệt 8-3, tập hợp chủng vi sinh vật chủ yếu chủng Pseudomonas putida có độ thích nghi cao, khả hấp phụ phân giải mầu tốt Tập hợp chủng vi sinh vật có khả sinh trởng phát triển tốt môi trờng có bổ sung phenol tới hàm lợng mM/l Khả hấp phụ phân giải mầu đạt 59, 75% tơng đơng 1490 mg RP/ l dịch sinh khối vi sinh vật sử dụng ml dịch sinh khối hàm lợng 1015 CFU/ml xử lý 100ml dung dịch Red phenol nồng độ 5mg/100ml Đà tạo đợc chế phẩm cố định vi sinh vật giá thể vật liệu HN2 TBKM Hiệu suất cố định 1, 16 x1017 CFU/g vËt liƯu HN2 vµ 1,89 x 1015CFU/g TBKM Đà chứng minh khả hấp phụ, hấp thụ phân giải mầu điều kiện ảnh hởng tới khả hấp phụ, hấp thụ phân giải mầu dạng vật liệu HN2, TBKM chế phẩm HN2.vs; TBKM.vs điều kiện phòng thí nghiệm dung dịch mầu Kết cho thấy khả hấp phụ phân giải chế phẩm HN2.vs TBKM.vs cao đạt 62,83%; 78,08%, tơng ®−¬ng: 12900mg EB/kg HN2; 15700 mg EB/kg HN2.vs; 1040mg EB/kg TBKM; 1950 mg EB/kg TBKM.vs theo thø tù, dïng 0,2g HN2; 0,2g HN2.vs; 2g TBKM; 2g TBKM.vs xö lý 100ml EB nồng độ 5mg/100ml Đà chứng minh khả hấp phụ, hấp thụ phân giải mầu dạng vật liệu HN2, TBKM chế phẩm HN2.vs; TBKM.vs điều kiện phòng 47 thí nghiệm nớc thải ô nhiễm chất nhuộm mầu Xí nghiệp nhuộm Công ty dệt 8/3 Kết cho thấy khả hấp phụ, hấp thụ phân giải chế phẩm TBKM.vs HN2.vs cao đạt 75, 8%và 68,3% theo thứ tự, TBKM HN2 54,6% 44,6% Đà xử lý thực tế nớc thải ô nhiễm mầu làng nghề Vạn Phúc Hà Đông Xí nghiệp nhuộm Công ty dệt 8/3, xác định hiệu điều kiện thích hợp sử dụng dạng vật liệu HN2, TBKM chế phẩm HN2.vs; TBKM.vs xử lý thực tế nớc thải ô nhiễm mầu Khi nớc thải đợc xử lý bậc liên tiếp chế phẩm HN2.vs TBKM.vs, hiệu suất xử lý cao, đạt khoảng 98-99% lợng chất màu ban đầu có nớc thải Nớc thải sau xử lý hiệu sử dụng TBKM.vs cao HN2.vs nhờ có tính đặc biệt TBKM giá thành phơng pháp chế tạo Quy trình kỹ thuật xử lý thải đợc đa đơn giản, dễ thực hiện, dễ áp dụng, dễ cải tiến cho phù hợp với nhu cầu qui mô xử lý sở sản xuất có hiệu xử lý nớc thải Nhng kết xử lý cha đợc kiĨm chøng b»ng kÕt qu¶ xư lý thùc tÕ n−íc thải quy mô lớn hơn, nên mong đợc góp ý giúp đỡ Ban, Ngành, sở sản xuất để quy trình đợc kiểm chứng áp dụng hiệu xử lý nớc thải chứa chất nhuộm mầu ngành công nghiệp dệt Bởi so sánh qui trình kỹ thuật với biện pháp xử lý thải Công ty dệt Phớc Long Công ty phát triển Công nghệ môi trờng Đông theo công nghệ tích hợp bao gồm xử lý hoá lý xử lý công nghệ vi sinh giá thể Plasdeck, vốn đầu t khoảng 4,2 tỷ VND Hay quy trình công nghệ xử lý nớc thải áp dụng Liên doanh Nhà máy bia Đông nam (SEAB) với tổng giá trị phần mềm hệ thống trạm xử lý thải lên tới gần triệu USD Thì qui trình kỹ thuật rẻ nhiều không cần xây dựng hệ thống nhà xởng trạm xử lý mà cần xây dựng số bể chứa xử lý nớc thải phù hợp với dung lợng thải sở sản xuất, vật liệu chế phẩm vi sinh sử dụng hấp phụ, hấp thụ phân giải chất nhuộm màu tự sản xuất mà không cần nhập ngoại có khả tái sử dụng nên có tính chủ động đỡ tốn 48