Sử dụng vật liệu biến tính từ mùn cưa, áp dụng cho quá trình oxi hoá nâng cao loại bỏ phẩm màu

LỜI CẢM ƠN Khóa luận tốt nghiệp đƣợc thực Trung tâm Phân tích mơi trƣờng trƣờng Đại học Lâm Nghiệp Việt Nam Lời đầu tiên, xin gửi lời cám ơn sâu sắc đến thầy TS.Vũ Huy Định thầy ThS.Đặng Thế Anh định hƣớng, hƣớng dẫn tận tình, theo sát giúp đỡ tơi từ ngày đầu thực đề tài Thầy tạo điều kiện thuận lợi, đƣa góp ý, lời nhận xét khoa học thực tế để giúp tơi hồn thành khóa luận tốt nghiệp thời hạn Tôi xin gửi lời cám ơn chân thành đến tồn thể thầy tận tình giảng dạy suốt năm tháng ngồi giảng đƣờng nhiệt tình giúp đỡ, dạy tạo điều kiện để tơi hồn thành khóa luận Đặc biệt, xin chân thành gửi lời cảm ơn tới thầy cô khoa Quản lý tài nguyên Rừng & Môi trƣờng thầy trung tâm thí nghiệm Trong trình thực đề tài báo cáo khóa luận khó tránh khỏi thiếu sót vốn kiến thức, kinh nghiệm thân cịn hạn chế Vì tơi xin ghi nhận ý kiến đóng góp, nhận xét quý báu thầy cô bạn bè để khóa luận ngày đƣợc hồn thiện Một lần xin chân thành cám ơn! Hà Nội, tháng năm 2018 Ngọ Thị Hƣơng Ly MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Thuốc nhuộm 1.1.1 Khái niệm 1.1.2 Phân loại Thuốc nhuộm[12] 1.1.3 Một số loại phẩm màu tiêu biểu[1] 1.2 Nƣớc thải công nghiệp dệt nhuộm 1.2.1 Nguồn phát sinh đặc tính nƣớc thải công nghiệp dệt nhuộm 1.2.2 Tác hại ô nhiễm nƣớc nƣớc thải dệt nhuộm 1.3 Các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải dệt nhuộm 1.3.1 Phƣơng pháp hóa lý[6] 10 1.3.2 Phƣơng pháp lọc[1] 12 1.3.3 Các phƣơng pháp sinh học[1] 13 1.3.4 Các phƣơng pháp điện hóa[1] 14 1.3.5 Phƣơng pháp hóa học 14 1.4 Tổng quan vật liệu nghiên cứu : Mùn cƣa 19 1.4.1 Nguồn gốc 19 1.4.2 Đặc tính Mùn cƣa 20 1.4.3 Ứng dụng Mùn cƣa[10] 21 1.5 Ứng dụng kĩ thuật Fenton xử lý màu nƣớc thải dệt nhuộm 25 CHƢƠNG 2: MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32 2.1 Mục tiêu nghiên cứu 32 2.1.1 Mục tiêu tổng quát 32 2.1.2 Mục tiêu cụ thể 32 2.2 Nội dung nghiên cứu 32 2.3 Đối tƣợng – phạm vi nghiên cứu 32 2.4 Hóa chất, thiết bị dụng cụ 35 2.4.1 Hóa chất 35 2.4.2 Thiết bị dụng cụ thí nghiệm 35 2.5 Các phƣơng pháp phân tích 36 2.5.1 Phƣơng pháp biến tính Mùn cƣa 36 2.5.2 Khảo sát hoạt tính xúc tác 37 2.5.3 Phƣơng pháp sử dụng kính hiển vi điện tử quét (SEM) 37 2.5.4 Phƣơng pháp phổ tán xạ lƣợng tia X (EDX) 37 2.5.5 Phƣơng pháp UV- vis xác định nồng độ phẩm màu 38 2.5.6 Phƣơng pháp tính hiệu suất 39 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 40 3.1 Xác định bƣớc sóng hấp thụ đặc trƣng xây dựng đƣờng chuẩn dung dịch phẩm nhuộm 40 3.1.1 Xác định bƣớc sóng hấp thụ đặc trƣng dựng đƣờng chuẩn RY 160 40 3.1.2 Xác định đƣờng chuẩn nồng độ dung dịch phẩm màu 41 3.2 Nghiên cứu biến tính mùn cƣa thành vật liệu xúc tác 45 3.2.1 Ảnh hƣởng lƣợng muối Fe(II) đƣa vào biến tính mùn cƣa 45 3.2.2: Ảnh hƣởng nhiệt độ nungMùn cƣa 47 3.2.3: Ảnh hƣởng thời gian nung mùn cƣa 47 3.3 Đặc tính mùn cƣa biến tính 48 3.3.1 Hình thái bề mặt 49 3.3.2 Thành phần Mùn cƣa 50 3.4 Khảo sát ảnh hƣởng thời gian đến q trình Oxy hóa nâng cao sử dụng vật liệu biến tính 52 3.5 Khảo sát khả tái sử dụng hệ xúc tác 53 3.6 Khảo sát khả áp dụng k thuật fenton Mùn cƣa biến tính xử lý phẩm màu Direct Red 239, Direct Blue 199, Direct Red 224 54 KẾT LUẬN - TỒN TẠI - KIẾN NGHỊ 56 KẾT LUẬN 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 PHỤ LỤC 60 DANH MỤC CÁC BẢNG ảng Điện oxi hóa số tác nhân oxi hóa mạnhtrong mơi trƣờng lỏng 16 ảng 1.3 Các q trình oxi hóa nâng cao khơng nhờ tác nhân ánh sáng 17 ảng 1.4 Các trình oxi hóa nâng cao nhờ tác nhân ánh sáng 18 Bảng 2.1 Các hóa chất đƣợc sử dụng để tiến hành thí nghiệm 35 Bảng 2.2 Thiết bị dụng cụ thí nghiệm 36 Bảng 3.1 Hàm lƣợng muối sắt (II) sunfat đƣợc sử dụng để biến tính Mùn cƣa 46 Bảng 3.2 Thành phần nguyên tố Mùn cƣa 51 Bảng 3.3 Kết đo Abs theo thời gian mẫu xúc tác xử lý phẩm màu RY160 52 Bảng 3.3: Điều kiện thí nghiệm hiệu suất xử lý phẩm màu RY 160 53 Bảng 3.4 Kết sau tái sử dụng vật liệu biến tính 53 3.5 Khảo sát khả áp dụng k thuật fenton Mùn cƣa biến tính xử lý phẩm màu Direct Red 239, Direct Blue 199, Direct Red 224 54 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Sơ dồ ngun lý cơng nghệ dệt nhuộm Hình 1.2 Các trình hình thành gốc hydroxyl 17 Hình 1.3 Mùn cƣa 20 Hình 1.4 Lót sinh học từ mùn cƣa 22 Hình 1.4 Mùn cƣa dùng để trồng nấm 23 Hình 1.5 Viên ném mùn cƣa 24 Hình 1.6 Gạch đƣợc chế tạo từ Mùn Cƣa 25 Hình 2.1 Cơng thức cấu tạo RY160 33 Hình 2.2 Công thức cấu tạo DB 199 33 Hình 2.3 Cơng thức cấu tạo DR 239 34 Hình 2.4 Cơng thức cấu tạo DR 224 34 Hình 2.5 Cơng thức cấu tạo AR 23 35 Hình 3.1: Phổ UV-vis RY 160 40 Hình 3.2 Tƣơng quan độ hấp thụ quang nồng độ phẩm RY 160 bƣớc sóng 422 nm 41 Hình 3.3 Đƣờng chuẩn phẩm màu đỏ cánh sen (DR 239) 42 Hình 3.4 Đƣờng chuẩn phẩm màu xanh da trời(DB 199) 43 Hình 3.5 Đƣờng chuẩn phẩm màu cờ đỏ (DR224) 44 Hình 3.6 Đƣờng chuẩn phẩm màu Acid Red (AR23) 45 Hình 3.7 Ảnh hƣởng lƣợng Fe(II) đƣa vào biến tính Mùn cƣa 46 Hình 3.8 Ảnh hƣởng nhiệt độ nung tới biến tính Mùn cƣa 47 Hình 3.9 Ảnh hƣởng thời gian nung tới biến tính Mùn cƣa 48 Hình 3.10 Hình thái bề mặt(SEM) Mùn cƣa sau biến tínhở độ phóng 200 lần 49 Hình 3.11 Hình thái bề mặt(SEM) Mùn cƣa sau biến tínhở độ phóng 500 lần 49 Hình 3.12 Hình thái bề mặt(SEM) Mùn cƣa sau biến tínhở độ phóng 1000 lần 50 Hình 3.13 Phổ EDX bùn sau biến tính (b) 51 Hình 3.14 Ảnh hƣởng thời gian tới hiệu suất xử lý phẩm màu RY160 vật liệu biến tính 52 Hình 3.15 Hiệu suất xử lý ban đầu sau tái sử dụng vật liệu biến tính xử lý phẩm màu RY 160 54 DANH MỤC VIẾT TẮT RY 160 DB 199 DR 239 DR 224 AR 23 SEM UV - vis EDX Reactive Yellow 160: Phẩm màu vàng 160 Direct Blue 199: Phẩm màu xnah 199 Direct Red 239: Phẩm màu đỏ cờ 239 Direct Red 224: Phẩm màu đỏ sen 224 Acid Red 23: Phẩm màu đỏ vang 23 Scanning electron microscope: Kính hiển vi điện tử quét Ultraviolet – visible spectroscopy: Phổ tử ngoại khả biến Energy-dispersive X-ray spectroscopy: Phổ tán xạ lƣợng tia X TÓM TẮT NỘI DUNG KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP Tên khóa luận tốt nghiệp SỬ DỤNG VẬT LIỆU BIẾN TÍNH TỪ MÙN CƢA, ÁP DỤNG CHO Q TRÌNH OXI HĨA NÂNG CAO LOẠI BỎ PHẨM MÀU Giáo viên hƣớng dẫn: TS.Vũ Huy Định Ths Đặng Thế Anh Sinh viên thực hiện: Ngọ Thị Hương Ly-K59B-KHMT Mục tiêu nghiên cứu 4.1 Mục tiêu tổng quát - Tìm kiếm sử dụng vật liệu làm xúc tác dị thể cho trình oxi hóa nâng cao xử lý chất hữu khó phân hủy nƣớc thải cơng nghiệp 4.2 Mục tiêu cụ thể - Biến tính Mùn cƣa thành vật liệu có tính xúc tác - Xác định thành phần đặc điểm hình thái vật liệu - Sử dụng xúc tác cho phản ứng Fenton dị thể xử lý loại bỏ phẩm màu RY 160 - Áp dụng phƣơng pháp Fentom dị thể sử dụng xúc tác mùn cƣa cho phẩm màu thông dụng: AR23, DR239, DR224 DB199 Đối tƣợng – phạm vi nghiên cứu - Mùn cƣa - Các phẩm màu hữu cơ: RY 160, DB 199, DR 239, DR 224 VÀ AR 23 Nội dung ngiên cứu - Nghiên cứu biến tính mùn cƣa điều kiện sau: cho thêm hàm lƣợng muối Fe(II) lần lƣợt 0,5g ,1,0g 1,5g nhiệt độ 3000C, 4000C 5000C vòng 1h, 2h 3h - Khảo sát yếu tố ảnh hƣởng tới q trình chọn vật liệu biến tính tối ƣu: lƣợng muối Fe(II), thời gian nung nhiệt độ nung - Khảo sát yếu tố thời gian khả tái sử dụng vật liệu biến tính xử lý phẩm màu RY 160 - Nghiên cứu áp dụng q trình Fenton/vật liệu biến tính cho số hợp chất hữu mẫu Phƣơng pháp nghiên cứu - Phƣơng pháp biến tính Mùn cƣa + Cân phân tích 10 g mùn cƣa thơ a (g) FeSO4 đƣa vào cốc thủy tinh 50ml, thêm 20 mL nƣớc cất + Khuấy hỗn hợp vừa chuẩn bị với tốc độ khuấy 120 vòng/phút vòng sau để lắng vịng 2h, sau 2h lắng chắt bỏ nƣớc giữ lại hỗn hợp + Để hỗn vào tủ sấy nhiệt độ 800Cđể cạn nƣớc hồn tồn + Phần rắn sau cạn lấy 5g đem nung t (oC) thời gian t + Để nguội, thu đƣợc xúc tác mùn cƣa biến tính muối Fe(II) - Phƣơng pháp xác định đặc điểm bề mặt liệu (SEM) - Phƣơng pháp UV-vis xác định nồng độ phẩm màu - Phƣơng pháp khảo sát yếu tố ảnh hƣởng đến trình Fenton/ vật liệu biến tính - Phƣơng pháp xử lý số liệu LỜI MỞ ĐẦU Hiện nay, để đáp ứng nhu cầu ngày tăng phong phú ngƣời, ngành công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ phát triển không ngừng dẫn tới ô nhiễm môi trƣờng mức báo động, đặc biệt môi trƣờng nƣớc kim loại nặng (Hg, Pb, Cd, Fe, A s ), thuốc nhuộm hữu cơ, thuốc bảo vệ thực vật thuốc trừ sâu Điều gây ảnh hƣởng trực tiếp đến sức khỏe ngƣời không hệ mà hệ tƣơng lai Công nhiệp dệt nhuộm đời phát triển không ngừng nhằm đáp ứng nhu cầu may mặc ngày đa dạng ngƣời Dệt may ngành sản xuất quan trọng chiến lƣợc phát triển kinh tế xã hội Việt Nam Cơng nghiệp dệt may góp phần tăng tỷ trọng xuất khẩu, giải công ăn việc làm cho lƣợng lớn lao động Tuy nhiên, với lợi ích kinh tế, vấn đề đƣợc quan tâm, tình trạng nhiễm mơi trƣờng nƣớc thải dệt nhuộm từ nhà máy sở sản xuất nhỏ lẻ gây Màu nƣớc thải dệt nhuộm thƣờng cƣờng độ lớn, nhiều màu sắc khác Do đó, đƣợc thải vào mơi trƣờng, nƣớc thải ảnh hƣởng xấu tới m quan môi trƣờng, gây ảnh hƣởng xấu tới môi trƣờng đất, môi trƣờng nƣớc tới sức khỏe ngƣời Phẩm nhuộn hợp chất hữu có khối lƣợng phân tử lớn, chứa vịng thêm có màu Chúng đa dạng màu sắc , chủng loại có khả nhuộm màu, nghĩa bắt màu hay gắn màu vào cho vật liệu khác Chúng đƣợc sử dụng rộng rãi ngành công nghiệp dệt nhuộm Để nhuộm vải, ngƣời ta thƣờng sử dụng phẩm màu tổng hợp chất phụ trợ để tạo nên bền màu.Phần thuốc dƣ không gắn vào vải vào nƣớc thải Điều nguyên nhân khiến cho nƣớc thải dệt nhuộm có màu Hiện có nhiều phƣơng pháp xử lý nƣớc thải dệt nhuộm đƣợc áp dụng: phƣơng pháp hấp thụ, phƣơng pháp học, phƣơng pháp sinh học, phƣơng pháp oxi hóa nâng cao Trong phƣơng pháp oxi hóa nâng cao mệnh danh phƣơng pháp xử lý nƣớc thải kỉ 21, nhờ vào ƣu bật việc loại bỏ chất hữu đặc biệt nhƣng chất hữa khó phân hủy sinh học Hiện có nhiều vật liệu biến tính tạo thành vật liệu biến tính áp dụng cho q trình oxi hóa nhƣ mùn cƣa, vỏ trấu, vỏ lạc, lõi ngơ, rơm, bã mía Mùn cƣa ( phụ phẩm ngành công nghiệp gỗ đƣợc) có thị trƣờng dễ kiếm, giá thành rẻ , đƣợc đánh giá tiềm việc sử dụng để biến tính tạo thành vật liệu biến tính áp dụng cho q trình oxi hóa xử lý nƣớc thải dệt nhuộm Nhận thấy tính cấp thiết việc xử lý nƣớc thải dệt nhuộm nên đề tài “ Sử dụng vật liệu biến tính từ mùn cưa, áp dụng cho q trình oxi hóa nâng cao loại bỏ phẩm màu” đƣợc thực sinh xúc tác đƣợc thuận lợi Chúng tiến hành khảo sát thời gian nung Mùn cƣa nhằm tìm thời gian nung phù hợp để tổng hợp đƣợc mẫu xúc tác có hoạt tính tốt Để thực nghiên cứu này, bốn mẫu xúc tác M2 đƣợc biến tính nhiệt độ nung 300 oC, hàm lƣợng muối Fe(II) 1g nhƣng thời gian nung đƣợc thay đổi 1h, 2h Ba mẫu xúc tác tƣơng ứng thu đƣợc sau q trình nung đƣợc thử hoạt tính hệ Fenton dị thể điều kiện lƣợng xúc tác 0,25g/L, pH 2, nồng độ H2O2 4.9mM, nồng độ RY 160 0,05 mg/L, tốc độ khuấy 120 vòng/phút thời gian 60 phút Kết thí nghiệm ảnh hƣởng thời gian nung tới hiệu suất phân hủy RY 160 đƣợc thể hình 3.5 cho thấy mẫu xúc tác nung cho hiệu vƣợt trội hẳn so với thời gian Tại điều kiện xử lý 1h đạt hiệu suất cao 73,60 %, 3h đạt hiệu suất xử lý thấp 49,12 % Do đó, thời gian nung tối ƣu đƣợc chọn 80 73,60 70 Hiệu su t (%) 60 50,32 50 49,12 40 300 độ C 30 20 10 1h 2h 3h Hình 3.9 Ảnh hư ng thời gian nung t i biến tính Mùn cưa ([RY160]=0,05g/L; [H2O2] 4,9mM; pH=2; t0=300C; tốc độ khuấy 120 vòng/phút 3.3 Đặc tính mùn cƣa biến tính 48 Mùn cƣa sau đƣợc biến tính điều kiện tối ƣu 1g muối Fe(II)/ 10g mùn cƣa, nhiệt độ nung 300 oC thời gian đƣợc xác định đặc tính đặc trƣng vật liệu, để thấy đƣợc thay đổi hình thái, thành phần diện tích bề mặt riêng 3.3.1 Hình thái bề mặt Hình thái bề mặt Mùn cƣa trƣớc sau biến tính đƣợc xác định thơng qua ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) hình hình 3.6, 3.7 3.8 Hình 3.10 Hình thái bề mặt(SEM) Mùn cưa sau hi biến tính độ phóng 200 lần Hình 3.11 Hình thái bề mặt(SEM) Mùn cưa sau hi biến tính độ phóng 500 lần 49 Hình 3.12 Hình thái bề mặt(SEM) Mùn cưa sau hi biến tính độ phóng 1000 lần Hình ảnh SEM cho thấy, vật liệu biến tính có cấu trúc xốp, bề mặt riêng lớn Cấu trúc xốp làm tăng khả hấp phụ phẩm màu bề mặt, tạo điều kiện cho q trình Oxi hóa nâng cao diễn bề mặt vật liệu theo chế hấp phụ - oxi hóa 3.3.2 Thành phần Mùn cưa Phổ tán xạ lƣợng tia X phƣơng pháp xác để xác định thành phần nguyên tố có mặt vật liệu rắn Bên cạnh đó, định lƣợng đƣợc thành phần nguyên tố “nặng” có số hiệu nguyên tử Z > 10 Các kết phân tích thành phần hóa học mùn cƣa trƣớc sau biến tính phổ tán xạ lƣợng tia X đƣợc biểu diễn hình 3.7 bảng 3.2 50 Hình 3.13 Phổ EDX bùn sau biến tính (b) Bảng 3.2 Thành phần nguyên tố Mùn cưa Nguyên tố Thành phần nguyên Thành phần tố (%) nguyên tử (%) C 87.87 93.84 O 4.64 3.72 Mg 0.03 0.01 Si 0.92 0.42 P 0.15 0.06 S 1.8 0.72 K 0.37 0.12 Ca 1.38 0.44 Fe 2.84 0.65 Từ kết phổ EDX cho thấy: Vật liệu biến tính chứa chủ yếu C (chiếm 87,87% thành phần nguyên tố) Hàm lƣợng Cacbon cao tăng khả hấp phụ tƣơng tự khả hấp phụ cao Cacbon hoạt tính Kết cho thấy xuất sắt ( chiếm 2,84% thành phần nguyên tố) điều chứng tỏ trình thực bổ sung đƣợc sắt gắn hệ xúc tác rắn 51 3.4 Khảo sát ảnh hƣởng thời gian đến trình Oxy hóa nâng cao sử dụng vật liệu biến tính - Áp dụng điều kiện thích hợp phẩm màu RY160 với mẫu xúc tác tối ƣu xác định, thực khảo sát ảnh hƣởng thời gian tới hiệu xuất xử lý phẩm màu Mẫu xử lý đƣợc khuấy thời gian 120 phút; sau 10, 20, 30, 40, 50,60, 90 120 phút khuấy đem đo giá trị Abs lần Bảng 3.3 Kết đo Abs theo thời gian mẫu xúc tác xử lý phẩm màu RY160 STT Thời gian(phút) Abs sau xử lý 1,652 10 1,35 20 1,295 30 1,012 40 0,937 50 0,691 60 0,47 90 0,181 120 0,087 120 Hiệu suát(%) 100 80 60 Hiệu suất% 40 20 0 50 100 150 Thời gian(phút) Hình 3.14 Ảnh hư ng thời gian t i hiệu suất xử lý phẩm màu RY160 vật liệu biến tính 52 Qua bảng 3.3 hình 3.5 nhận thấy, thời gian tăng hiệu suất xử lý phẩm màu RY 160 cao Trong 60 phút đầu khuấy hệ xúc tác, hiệu suất xử lý tăng nhanh ( hiệu suất đạt 73,421 %), 60 phút sau hiệu suất tăng ( tăng thêm 23,790 %) nhƣng không đáng kể so với 60 phút ban đầu xử lý Vì càn 120 phút để q trình xử lý xảy hồn tồn 3.5 Khảo sát khả tái sử dụng hệ xúc tác Một ƣu điểm bật k thuật Fenton dị thể so với Fenton đồng thể khả tái sử dụng mẫu xúc tác sau phản ứng mà khơng cần trải qua nhiều q trình phức tạp, hao tổn hóa chất Hàm lƣợng xúc tác , thể tích H2O2, khối lƣợng vật liệu xúc tác kết đo Abs lần xử lý ban đầu đầu (M1) bảng 3.3 Bảng 3.4 Điều kiện thí nghiệm hiệu suất xử lý phẩm màu RY 160 Mẫu VRY160(ml) VH2O2ml) mvật liệu Abs ban Abs Hiệu M1 400 0,2 xúc tác(g) đầu sau xử lý suất(%) 0,1 1,63 0,532 99,31 Qua bảng 3.3 ta thấy, hiệu suất xử lý q trình Fenton/vật kiệu biến tính với phẩm màu RY 160 ban đầu cao, đạt 99,31% Sau đo đƣợc hiệu suất xử lý phẩm màu RY 160 ban đầu tiến hành khảo sát khả tái sử dụng vật liệu biến tính Thu lại tồn vật liệu xúc tác sử dụng ban đầu ( giấy lọc phần lại cốc), rửa lại nƣớc sau đem sấy nhiệt độ 800C (M2) tiếp tục khảo sát khả tái sử dụng vật liệu biến tính điều kiện thí nghiệm nhƣ trƣớc đó: 200ml dung dịch RY 160 nồng độ 0,05g/L, khối lƣợng vật liệu biến tính 0,05g/200ml dung dịch phẩm màu, thể tích H2O2 30% = 0,1ml, pH=2 Bảng 3.5 Kết sau tái sử dụng vật liệu biến tính Mẫu m vật liệu Abs ban Abs sau xử Hiệu suất M2 biến tính đầu lý (%) 0,645 1,63 0,906 45,595 53 Qua hình 3.15 ta nhận thấy vật liệu biến tính sau tái sử dụng có hiệu suất xử lý phẩm màu RY160 giảm, ½ so với hiệu suất xử lý ban đầu Do trình xử lý ban đầu phần lƣợng Fe(II) có mẫu xúc tác tham gia vào q trình phản ứng Do nên tái sử dụng mẫu xúc tác lƣợng Fe(II) hao hụt nên hiệu suất xử lý phẩm màu bị giảm đáng kể 120 Hiệu suất (%) 100 99,31 80 45,60 60 40 20 H ban đầu (%) H tái sử dụng (%) Hình 3.15 Hiệu suất xử lý ban đầu sau tái sử dụng vật liệu biến tính xử lý phẩm màu RY 160 3.6 Khảo sát khả áp dụng k thuật fenton Mùn cƣa biến tính xử lý phẩm màu Direct Red 239, Direct Blue 199, Direct Red 224 Để đánh giá khả áp dụng trình xử lý độ màu RY160 cho phẩm màu phổ biến khác, tiến hành khảo sát điều kiện nồng độ phẩm màu, nồng độ pH, khối lƣợng vật liệu biến tính nồng độ H2O2 nhƣ tiến hành với phẩm màu RY160 Áp dụng điều kiện thích hợp xử lý phẩm màu RY160 vớ phẩm màu tiến hành khảo sát: DR2 39, DB199, DR 224 AR 23 Hiệu suất xử lý q trình Fenton/vật liệu biến tính từ Mùn cƣa với phẩm màu DR 239, DB 199, DR 224 AR 23 đƣợc thể hình 3.12 54 90 83,98 80 Hiệu suất (%) 70 60 55,45 50 40 37,88 30 23,23 20 10 Phẩm màu Hình 3.16 Hiệu suất xử lý Kết thí nghiệm cho thấy hiệu suất xử lý độ màu phẩm màu DR 239, DB 199, DR 224 AR 23 điều kiện với khảo sát với mẫu phẩm màu vàng có hiệu suất xử lý chênh lệch lớn Với phẩm màu AR 23 đạt hiệu suất xử lý cao 83.98 %, hiệu suất xử lý phẩm màu DR 239 đạt trung bình 55.45 % Mặt khác , hiệu suất xử lý phẩm màu DB 199 DR 224 thấp, đạt hiệu suất lần lƣợt 37.88 23.23 % Vì áp dụng trình xử lý phẩm màu vàng RY160 điều kiện ([RY160]=0,05g/L; [H2O2]=4.9 mM; pH=2; t0=300C; tốc độ khuấy 120 vòng/phút cho hai phẩm màu DR 239 AR 23 Hai phẩm màu DB 199 DR 224 có hiệu suất xử lý thấp khơng thể áp dụng với điều kiện áp dụng cho phẩm màu RY 160 55 KẾT LUẬN - TỒN TẠI - KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Trên sở kết đạt đƣợc, thể rút số kết luận nhƣ sau: - Biến tính thành cơng Mùn cƣa thành vật liệu có hoạt tính xúc tác cao, ứng dụng cho trình Fenton dị thể phân hủy phẩm màu hữa Reactive Yellow 160 Điều kiện phù hợp để biến tính Mùn cƣa: 1.0g FeSO4/10g Mùn cƣa, nung nhiệt độ 3000C - Các đặc trƣng vật liệu nhƣ kích thƣớc, tính chất bề mặt Mùn cƣa sau biến tính đƣợc xác định phƣơng pháp SEM Kết cho thấy thành phần Mùn cƣa sau biến tính có cấu trúc xốp, bề mặt riêng lớn Cấu trúc xốp làm tăng khả hấp phụ phẩm màu bề mặt, tạo điều kiện cho q trình Oxi hóa nâng cao diễn bề mặt vật liệu theo chế hấp phụ - oxi hóa - Tìm đƣợc điều kiện thích hợp để tiến hành trình Fenton, sử dụng Mùn cƣa biến tính xử lý phẩm màu Các yếu tố ảnh hƣởng đến hiệu suất áp dụng k thuật Fenton dị thể dùng hệ xúc tác Mùn cƣa cho đối tƣợng phẩm màu RY160 DB199, DR239, DR224, AR23 nồng độ 0.05g/L đƣợc nghiên cứu Điều kiện thích hợp : lƣợng mùn cƣa , [H2O2] 4,9mM; pH 2; nhiệt độ 300C Hệ xúc tác có khả tái sử dụng nhiều lần, nhiên hiệu suất xử lý có xu hƣơng giảm tái sử dụng - Đánh giá đƣợc khả áp dụng điều kiện xử lý tƣơng tự phẩm màu RY 160 cho phẩm màu DB 199, DR 239, DR 224, AR 23 Kết cho thấy khả xử lý phẩm màu AR 23 DR 224 k thuật Fenton sử dụng vật liệu Mùn cƣa biến tính cho kết tốt Hai phẩm màu DR 239 DB 199 cho hiệu suất thấp, áp dụng điều kiện với RY 160, cần tìm điều kiện khác thích hợp cho hai phẩm DB 299 DR 239 TỒN TẠI Nghiên tiến hành thời gian ngắn, có số vấn đề chƣa đƣợc nghiên cứu, bao gồm: 56 - Thời gian nghiên cứu ngắn nên chƣa nghiên cứu đƣợc mẫu nƣớc thải thực - Khả tái sử dụng cịn hạn chế, cần có nghiên cứu thêm để nâng cao khả tái sử dụng KIẾN NGHỊ Nhóm nghiên cứu đề số kiến nghị nhƣ sau: - Tiếp túc nghiên cứu đầy đủ đặc tính Mùn cƣa sau biến tính - Nghiên cứu tăng khả tái sử dụng vật liệu biến tính -Nghiên cứu điều kiện thích hợp áp dụng cho xử lý phẩm màu DB199 DR239 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Đặng Thế Anh( 2016 ), Loại bỏ phẩm màu hữu vật liệu thải biến tính, luận văn thạc sĩ khoa học, Hà Nội [2] Đỗ Quốc Chân (2003), “Nghiên cứu mơ hình cơng nghệ xử lý nƣớc thải làng nghề dệt nhuộm áp dụng cho hộ, 5-10 hộ sản xuất", Tạp chí Hóa học kỷ XXI phát triển bền vững, số 2, tập 2, 2, tr 48-55 [3] Phạm Hƣơng Giang (2016), Nghiên cứu phản ứng Fenton dị thể xử lý chất hữu nước thải làng Bùn- Phú Đơ- Tp Hà Nội, khóa luận tốt nghiệp Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam, Hà Nội [4] Nguyễn Hƣơng (2004), "Khử màu COD nƣớc thải từ sở dệt nhuộm phƣơng pháp oxi hóa với tác nhân Fenton", Tạp chí cơng nghệ hóa chất, số 12, tr [5] Phạm Thị Minh (2013), Nghiên cứu đặc điểm q trình khống hóa số hợp chất hữu họ azo nước thải dệt nhuộm phương pháp Fenton điện hóa, luận án tiến s hóa học, Hà Nội [6] Nguyễn Thị Tuyết Nam (2014), Nghiên cứu khả xử lý độ màu nước thải dệt nhuộm TiO2,Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học cấp sở Đại học Sài Gòn, Sài Gịn [7] Đặng Trấn Phịng (2004), Sinh thái mơi trư ng dệt nhuộm, NXB Khoa học k thuật, Hà Nội [8] Đặng Trấn Phòng (2005), Xử lý nước cấp nước thải dệt nhuộm, NXB Khoa học k thuật, Hà Nội [9] Đặng Trấn Phòng (2008), Sổ tay sử dụng thuốc nhuộm – tập 1: Thuốc nhuộm châu Á, NXB Bách Khoa, Hà Nội [10] Đặng Trấn Phòng (2014), Sổ tay sử dụng thuốc nhuộm – tập 2: Nhuộm len len pha, NXB Khoa học k thuật, Hà Nội [11] Bùi Thị Bích Phƣơng (2016), Nghiên cứu khả hấp phụ Mùn cưa hoạt hóa với chất hữu có nước thải nhà máy Bia công ty cổ phần 58 Vian – Đơng Anh – Hà Nội, khóa luận tốt nghiệp Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam [12] Yong Sik Jung, Woo Taik Lim, Joo‐Yang Park & Young‐Hun Kim (2009), "Effect of pH on Fenton and Fenton‐like oxidation", Environmental Technology, 30:2, pp 183-190 [13] “Cơ sở lý thuyết trình oxi hóa nâng cao”, Cơng ty TNHH Mơi trƣờng Xun Việt, http://moitruongxuyenviet.com/ky-thuat-CO-SO-LY- THUYET-CAC-QUA-TRINH-OXI-HOA-NANG-CAO-3818.html 59 PHỤ LỤC Bảng Kết xây dựng đư ng chuẩn nồng độ độ hấp thụ quang RY 160 STT C Abs 0.01 0.31 0.02 0.588 0.03 0.885 0.04 1.176 0.05 1.456 0.06 1.603 0.07 1.985 0.08 2.259 0.09 2.53 10 0.1 2.811 Bảng Kết xây dựng đư ng chuẩn nồng độ độ hấp thụ quang DB 199 STT Bảng Kết xây dựng C Abs 0.01 0.423 0.02 1.112 0.03 1.659 0.04 2.131 0.05 2.681 0.06 3.213 đư ng chuẩn nồng độ độ hấp thụ quang DR 239 STT C 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 Abs 0.321 0.62 0.928 1.243 1.596 1.931 2.216 2.616 2.902 60 Bảng Kết xây dựng đư ng chuẩn nồng độ độ hấp thụ quang DR 224 STT C Abs 0.01 0.353 0.02 0.707 0.03 1.065 0.04 1.403 0.05 1.861 0.06 2.367 0.07 2.738 0.08 3.125 0.09 3.321 10 0.1 3.431 Bảng Kết xây dựng đư ng chuẩn nồng độ độ hấp thụ quang AR 23 STT C Abs 0.01 0.536 0.02 0.909 0.03 1.900 0.04 2.576 0.05 2.894 Bảng Kết đo Abs bước sóng phẩm: DR 239, DR 224, DB 199 AR 23 Tên phẩm màu Abs0 Abs sau xử Bƣớc sóng lý Màu hồng 1.118 0.479 549 DB 199 2.048 1.256 608 Màu đỏ 1.818 1.398 550 AR 23 2.05 0.301 497 Bảng Kết đo Abs mẫu tái sử dụng xử lý phẩm màu RY160 61 STT Mẫu Abs ban Abs đầu xử lý M1 1.63 0.532 M2 1.63 0.906 sau Bảng Kết khảo sát ảnh hưởng th i gian nung tới q trình oxi hóa nâng cao sử dụng vật liệu biến tính STT Thời gian(phút) Hiệu suất(%) 10 18.75893 20 22.17529 30 39.75402 40 44.4127 50 59.69315 60 73.42071 90 91.37213 120 97.21101 Bảng Kết hiệu suất xử lý phẩm màu DR239, DB199, DR224 AR23 Phẩm Abs Abs màu ban đầu sau xử lý C ban đầu C sau xử lý Hiệu suất xử lý DR239 1.118 0.479 0.035317 0.015732 55.45431 DB199 2.048 1.256 0.038261 0.02377 DR224 1.818 1.398 0.049054 0.037658 23.23137 AR23 0.301 0.035468 0.005681 83.98156 2.05 62 37.8748