Nghiên cứu xử lý nước thải chứa phẩm màu hữu cơ bằng lõi ngô biến tính

LỜI CẢM ƠN Trong trình học tập thực đề tại khoa Quản Lý Tài Nguyên Rừng Môi Trƣờng – Đại Học Lâm Nghiệp Việt Nam, nhận đƣợc quan tâm, giúp đỡ thầy cơ, bạn bè gia đình Trƣớc hết tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới Ban chủ nhiệm khoa thầy cô khoa tạo điều kiện giúp đõ truyền đạt kiến thức chuyên ngành, tạo động lực cho suốt thời gian, rèn luyện hồn thành khóa luận tốt nghiệp Đặc biệt xin bày tỏ biết ơn sâu sắc đến giảng viên hƣớng dẫn thầy TS.Vũ Huy Định ThS.Đặng Thế Anh ngƣời tận tình hƣớng dẫn giúp đỡ tơi q trình thực tập viết báo cáo khóa luận tốt nghiệp Tơi xin gửi lời cám ơn chân thành tới giảng viên, cán trung tâm Phân tích môi trƣờng Ứng dụng địa không gian giúp đỡ tôi, chia sẻ nhiều kinh nghiệm quý báu để tơi hồn thành khóa luận tốt nghiệp Cuối tơi xin cảm ơn tới gia đình bạn bè động viên, chia sẻ, giúp đỡ suốt thời gian học tập nhƣ trình thực đề tài tốt nghiệp Tơi xin chân thành cảm ơn! Hà nội, ngày tháng năm 2017 Sinh viên thực Trần Thị Yến DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT AR 23: Acid Red 23 CC: Corn Core C – Fe(III): hệ xúc tác – lõi ngô biến tính muối sắt (III) DB 199: Direct Blue 199 DR 239: Direct Red 239 DR 224: Direct Red 224 RY 160: Reactive Yellow 160 ĐẶT VẤN ĐỀ Trong năm gần đây, phát triển kinh tế gắn với bảo vệ môi trƣờng chủ đề tập trung quan tâm nhiều nƣớc giới Một vấn đề đặt cho nƣớc phát triển, có Việt Nam cải thiện mơi trƣờng ô nhiễm từ chất độc hại công nghiệp tạo Điển hình nhƣ ngành hóa chất, thực phẩm… đặc biệt ngành dệt nhuộc phát triển mạnh mẽ chiếm kim ngạch xuất cao Việt Nam Công nghiệp dệt nhuộm đời phát triển không ngừng nhằm đáp ứng nhu cầu ngày đa dạng ngƣời Công nghiệp dệt nhuộm ngành sản xuất quan trọng chiến lƣợc phát triển kinh tế xã hội Việt Nam, góp phần tăng tỷ trọng xuất khẩu, giải công ăn việc làm cho lƣợng lớn lao động Tuy nhiên, với lợi ích kinh tế đặt đƣợc, tình trạng nhiễm mơi trƣờng nƣớc thải nhà máy dệt nhuộm gây Nƣớc thải dệt nhuộm đƣợc thải vào môi trƣờng, ảnh hƣởng xấu đến mỹ quan môi trƣờng, gây ô nhiễm môi trƣờng đất nƣớc, ảnh hƣởng đến sức khỏe ngƣời sống ngƣời dân sống quanh Phẩm màu nhuộm hợp chất hữu có khối lƣợng phân tử lớn, chứa vòng thơm có màu Chúng đa dạng màu sắc, khả bắt màu tốt vật liệu Ngƣời ta thƣờng sử dụng loại phẩm màu tổng hợp chất phụ trơ để tạo màu bền Phần thuốc dƣ không đƣợc gắn vào vật liệu nguyên nhân gây nhiễm Đã có nhiều phƣơng pháp xử lý nhiễm phẩm màu Trong đó, phƣơng pháp oxy hóa nâng cao thể đƣợc nhiều ƣu điểm riêng nhƣ nguyên liệu rẻ tiền, sẵn có, quy trình đơn giản, khơng đƣa vào mơi trƣờng chất độc hại đƣợc sử dụng phổ biến rộng rãi Hiện nay, có nhiều nguyên liệu rẻ tiền dẽ kiếm nhƣ mùn cƣa, vỏ lạc, lõi ngô, vỏ dừa, rơm… đƣợc sử dụng để loại bỏ chất độc hại môi trƣờng nƣớc Lỗi ngô phụ phẩm nông nghiệp vật liệu đƣợc chế tạo vật liệu để xử lý ô nhiễm môi trƣờng Xử lý phẩm màu hữu phƣơng pháp oxy hóa nâng cao với hiệu ứng Fenton hƣớng nghiên cứu đƣợc nhiều nhà khoa học nƣớc quan tâm nghiên cứu Đề tài: “ Nghiên cứu xử lý nước thải chứa phẩm màu hữu lõi ngơ biến tính ” nhằm tìm kiếm vật liệu rẻ tiền nhƣ sản phẩm phụ nơng nghiệp – sau biến tính, có khả xúc tác dị thể cho trình Fenton xử lý hữu khó phân hủy CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan nƣớc thải dệt nhuộm 1.1.1 Nguồn phát sinh nước thải dệt nhuộm Nguồn nƣớc thải phát sinh công nghiệp dệt nhuộm từ công đoạn hồ sợi, giũ hồ, nấu, tẩy, nhộm hồn tất Trong lƣợng nƣớc thải chủ yếu q trình giặt sau cơng đoạn Nhu cầu sử dụng nƣớc nhà máy dệt nhuộm lớn thay đổi tùy theo mặt hàng khác Theo phân tích chuyên gia, lƣợng nƣớc đƣợc sử dụng công đoạn sản xuất chiếm 72,3%, chủ yếu từ công đoạn nhuộm hồn tất sản phẩm Ngƣời ta tính sơ lƣợc nhu cầu sử dụng nƣớc cho m2 vải nằm phạm vi từ 12 – 65 lít thải 10 – 40 lít nƣớc Vấn đề nhiễm chủ yếu ngành công nghiệp dệt nhuộm ô nhiễm nguồn nƣớc Xét hai yếu tố lƣợng nƣớc thải thành phần chất ô nhiễm nƣớc thải ngành dệt nhuộm đƣợc đánh giá ô nhiễm số ngành công nghiệp [1], [2] 1.1.2 Đặc tính nước thải dệt nhuộm 1.1.2.1 Ơ nhiễm chất hữu Mức độ nhiễm hợp chất hữu vô sử dụng oxy hóa đƣợc thể tiêu đặc trƣng BOD COD: Nhu cầu oxy sinh hóa BOD: nƣớc thải cơng ty dệt có đủ chất dễ phân hủy sinh học chất khó phân giải sinh học Nƣớc thải chứa nhiều tạp chất hữu cần nhiều oxy để loài vi sinh vật phân giải, nên hàm lƣợng BOD cao Nhu cầu oxi hóa học: nƣớc thải có chất khó phân giải sinh học mà loại bỏ đƣợc phần nhờ hấp thụ lên bùn hoạt tính oxy hóa học Những nơi có xơ sợi tổng hợp COD cao Tỷ lệ COD/BOD nƣớc thải dệt nhuộm nƣớc ta khoảng 2:1 tới 3:1 Song xu hƣớng sử dụng xơ sợi tổng hợp nƣớc thải ngày khó phân hủy vi sinh 1.1.2.2 Tính độc  Nƣớc thải dệt nhuộm phải nói đến nhiệt độ, nƣớc thải trực tiếp cống rãnh không qua xử lý  Nƣớc thải có nhiệt độ cao khơng đƣợc phép thải trực tiếp môi trƣờng, giới hạn theo tiêu chuẩn thải cột B (TCVN 1995) 400 Còn nhiệt độ tối ƣu cho vi sinh vật phân giải chất hữu phạm vi hẹp, nhiệt độ cao 35 0C, nhiệt độ ảnh hƣởng đến hiệu làm nƣớc thải vi sinh vật bị ức chế  Độ pH: nƣớc thải đo đƣợc pH từ -12, tính kiềm cao khơng đƣợc trung hịa làm tổn hại hệ thống vi sinh Con cá tồn đƣợc môi trƣờng  Một số chất độc khác: Kim loại nặng: đồng, crom, niken, coban, kẽm, chì, thủy ngân hàm lƣợng nhỏ, nhƣng không đƣợc xử lý gây độc cho vi sinh sống nƣớc Các halogen hữu (AOX) độc hại phát sinh từ q trình tẩy trắng vải sợi bơng sử dụng natri hipoclorit natri cloprit từ thuốc nhuộm chất màu Clo dƣ chất độc với vi sinh vật Màu nƣớc thải đậm không đƣợc tận dụng hết gắn màu vào xơ sợi gây Làm cản trở hấp thụ oxy xạ mặt trời, khơng có lợi cho hô hấp sinh trƣởng quần thể vi sinh nƣớc Ảnh hƣởng xấu đến khả phân giải vi sinh 1.1.3 Khả gây ô nhiễm môi trường nước thải ngành dệt nhuộm Ô nhiễm nƣớc thải dệt nhuộm phụ thuộc vào hóa chất, chất trợ, thuốc nhuộm công nghệ sử dụng Đối với nƣớc thải dệt nhuộm nguồn nhiễm chất trợ hóa chất dệt nhuộm đƣợc giải phƣơng pháp truyền thống, đó, ô nhiễm thuốc nhuộm trở thành vấn đề chủ yếu nƣớc thải dệt nhuộm Thuốc nhuộm sử dụng thuốc nhuộm tổng hợp hữu Nồng độ thuốc nhuộm môi trƣờng nƣớc tiếp nhận công đoạn dệt – nhuộm phụ thuộc yếu tố:  Mức độ sử dụng hàng ngày thuốc nhuộm  Độ gắn màu thuốc nhuộm lên vật liệu dệt  Mức độ loại bỏ công đoạn xử lý nƣớc thải  Hệ số làm loãng nguồn nƣớc tiếp nhận Mức độ gắn màu yếu tố quan trọng, phụ thuộc vào độ đậm màu, công nghệ áp dụng, tỷ lệ khối lƣợng hàng nhuộm dung dịch nƣớc dùng máy nhuộm, vật liệu dệt nhuộm sử dụng Tổn thất thuốc nhuộm đƣa vào nƣớc trung bình 10% với màu đậm, 2% với màu trung bình