Đang tải... (xem toàn văn)
Trường Đại Học Công Nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI *** TẠ QUANG THỌ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP FENTON ĐỂ NÂNG C[.]
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI *** - TẠ QUANG THỌ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP FENTON ĐỂ NÂNG CAO HIỆU QUẢ TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI – 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI TẠ QUANG THỌ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP FENTON ĐỂ NÂNG CAO HIỆU QUẢ TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM Chuyên ngành: Kỹ thuật sở hạ tầng Mã số : 60 - 58 - 02 - 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ Người hướng dẫn khoa học: PGS-TS ĐOÀN THU HÀ HÀ NỘI - 2016 LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình học tập nghiên cứu luận văn này, tác giả nhận hướng dẫn, giúp đỡ qúy báu Thầy, Cơ bạn Với lịng kính trọng biết ơn sâu sắc, tác giả xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành tới Ban giám hiệu, Phòng đào tạo đại học sau đại học, Khoa Kỹ thuật tài nguyên nước - Trường Đại học Thủy lợi tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ tác giả q trình học tập hồn thành luận văn Đặc biệt tác giả xin trân trọng cảm ơn giáo hướng dẫn – PGS.TS Đồn Thu Hà hết lòng giúp đỡ, ủng hộ hướng dẫn cho tác giả suốt trình nghiên cứu để hoàn thành luận văn tốt nghiệp Xin chân thành cảm ơn Thầy, Cô hội đồng chấm luận văn cho tác giả đóng góp q báu để hoàn chỉnh luận văn Do hạn chế thời gian khả hiểu biết, luận văn tác giả khó tránh khỏi thiếu sót, tác giả mong nhận bảo Thầy giáo, Cô giáo, bạn học viên để hồn thiện giá trị luận văn Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng Tác giả Tạ Quang Thọ i năm 2016 BẢN CAM KẾT Tên tác giả: Tạ Quang Thọ Mã số học viên: 1482580210008 Học viên cao học: 22CTN21 Chuyên ngành: Kỹ thuật sở hạ tầng Khóa học: 22 đợt Tơi xin cam đoan luận văn hồn tồn tơi thực hiện, hướng dẫn PGS.TS Đoàn Thu Hà Các số liệu có nguồn gốc rõ ràng tuân thủ theo quy định Kết nêu luận văn chưa cơng bố cơng trình Hà Nội, ngày tháng Tác giả Tạ Quang Thọ ii năm 2016 MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu đề tài Kết dự kiến đạt CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ NGÀNH DỆT NHUỘM VÀ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CỦA CÔNG TY DỆT NHUỘM XUÂN HƯƠNG 1.1 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH DỆT NHUỘM 1.1.1 Các q trình cơng nghệ dệt nhuộm 1.1.2 Các loại thuốc nhuộm thường dùng ngành dệt nhuộm 1.1.3 Nhu cầu nước nước thải xí nghiệp dệt nhuộm .10 1.1.4 Các chất gây nhiễm nước thải dệt nhuộm 11 1.1.5 Ảnh hưởng chất gây ô nhiễm nước thải ngành dệt nhuộm đến nguồn tiếp nhận 14 1.2 QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT CỦA CÔNG TY DỆT NHUỘM XUÂN HƯƠNG 14 1.2.1 Quy trình sản xuất 15 1.2.2 Hiện trạng môi trường công ty 20 1.2.3 Kết quan trắc chất lượng nươc thải hệ thống xử lý nước thải hành 20 1.3 MỘT SỐ SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM 21 1.3.1 Qui trình cơng nghệ tổng quát xử lý nước thải dệt nhuộm .21 1.3.2 Các phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm áp dụng 23 1.3.3 Phương án xử lý nước thải dệt nhuộm nước giới 29 CHƯƠNG 2: CÁC Q TRÌNH OXY HĨA NÂNG CAO, CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH FENTON VÀ NGHIÊN CỨU KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 34 iii 2.1 CÁC Q TRÌNH OXY HĨA NÂNG CAO 34 2.1.1 Định nghĩa 34 2.1.2 Phân loại 35 2.1.3 Tình hình nghiên cứu áp dụng trình oxy hóa nâng cao 36 2.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH FENTON 36 2.2.1 Quá trình Fenton đồng thể 37 2.2.2 Quá trình Fenton dị thể 41 2.2.3 Các trình Fenton cải tiến: 42 2.3 NHỮNG NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH FENTON 47 2.3.1 Ảnh hưởng độ pH: 47 2.3.2 Ảnh hưởng tỉ lệ Fe2+/H2O2 loại ion Fe (Fe2+ hay Fe3+) 48 2.3.3 Ảnh hưởng anion vô cơ: 49 2.3.4 Ứng dụng phương pháp Fenton xử lý nước thải .50 2.4 KẾT QUẢ CÁC THÍ NGHIỆM ĐÃ NGHIÊN CỨU 52 2.4.1 Xác định thông số đầu vào ban đầu .52 2.4.2 Khảo sát sơ ảnh hưởng pH 53 2.4.3 Khảo sát giá trị pH tối ưu .55 2.4.4 Khảo sát sơ ảnh hưởng lượng Fe2+ đến trình Fenton .56 2.4.5 Khảo sát lượng Fe2+ tối ưu cho trình Fenton 58 2.4.6 Khảo sát lượng H2O2 sơ cho trình Fenton 60 2.4.7 Khảo sát lượng H2O2 tối ưu cho trình Fenton 61 2.4.8 Khảo sát ảnh hưởng xúc tác dị thể MnSO4 62 2.4.9 Khảo sát ảnh hưởng xúc tác đồng thể axit oxalic 63 2.4.10 Khảo sát hiệu xử lý trình Fenton 64 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ VÀ KHÁI TỐN KINH PHÍ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY DỆT NHUỘM 66 3.1 CƠ SỞ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ 66 3.1.1 Việc lựa chọn sơ đồ công nghệ dựa vào yếu tố sau .66 iv 3.1.2 Các tiêu kinh tế kỹ thuật khác 66 3.1.3 Các phương án đề xuất .67 3.2 TÍNH TỐN CÁC CƠNG TRÌNH ĐƠN VỊ 70 3.2.1 Xác định mức độ cần thiết xử lý chất thải 70 3.2.2 Lưới chắn rác 71 3.2.3 Hố thu gom 72 3.2.4 Bể điều hòa 74 3.2.5 Bể Oxi hóa Fenton 77 3.2.6 Bể trung gian 80 3.2.7 Bể lắng 82 3.2.8 Bể nén bùn (kiểu đứng) 87 3.2.9 Máy nén bùn 89 3.2.10 Bể khử trùng 90 3.3 TÍNH TỐN HĨA CHẤT SỬ DỤNG 93 3.3.1 Bể chứa dung dịch axit H2SO4 bơm châm H2SO4 (cho vào bể điều hòa) 93 3.3.2 Chất trợ lắng polymer dạng bột sử dụng bể điều hịa 93 3.4 Khái tốn chi phí hệ thống 94 3.4.1 Khái tốn chi phí xây dựng 94 3.4.2 Khái tốn chi phí quản lý .95 3.5 Đánh giá hiệu môi trường hệ thống 97 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 98 Kết luận: 98 Kiến nghị: 99 TÀI LIỆU THAM KHẢO 100 v DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sơ đồ tổng qt quy trình dệt nhuộm Hình 1.2 Giản đồ nhuộm Cellulose thuốc nhuộm hoạt tính 16 Hình 1.3: Sơ đồ quy trình nhuộm cơng ty 18 Hình 1.4: Sơ đồ qui trình cơng nghệ tổng quát xử lý nước thải nhuộm vải 22 Hình 1.5: Sơ đồ hệ thống xử lý nước thải theo trình tăng trưởng lơ lửng 27 Hình 1.6: Sơ đồ hệ thống xứ lý nước thải theo q trình vi sinh dính bám 28 Hình 2.1: Q trình Fenton điện hóa 43 Hình 2.2: Ảnh hưởng pH đến phân huỷ benzen hệ thống Fenton 46 Hình 2.3: Ảnh hưởng nồng độ HA ban dầu đến phân huỷ benzen hệ thống Fenton cải tiến pH = 47 Hình 2.4: Ảnh hưởng pH đến phân huỷ benzen hệ thống Fenton 48 Hình 2.5: Phương trình đường chuẩn độ màu 53 Hình 2.6 Đồ thị thể mối tương quan hiệu xử lý COD pH 54 Hình 2.7: Đồ thị thể mối tương quan hiệu xử lý COD, độ màu pH 55 Hình 2.8: Đồ thị thể mối tương quan hiệu xử lý COD, độ màu lượng phèn 57 Hình 2.9 Đồ thị thể mối tương quan hiệu xử lý COD, độ màu lượng phèn 59 Hình 2.10 Đồ thị thể mối tương quan hiệu xử lý độ màu, COD lượng Hydroperoxit sử dụng 60 Hình 2.11: Đồ thị thể mối liên hệ hiệu xử lý lượng H O tối ưu 61 Hình 2.12: Đồ thị thể mối tương quan hiệu xử lý COD, độ màu lượng xúc tác MnSO sử dụng 62 vi DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng1.1: Phạm vi sử dụng loại thuốc nhuộm công nghiệp dệt Bảng1.2: Các chất gây ô nhiễm đặc tính nước thải ngành dệt - nhuộm 12 Bảng1.3: Đặc tính nước thải số xí nghiệp Dệt nhuộm Việt Nam 12 Bảng1.4: Nồng độ số chất ô nhiễm nước thải Dệt nhuộm 13 Bảng1.5: Tính chất nước thải nhà máy Dệt nhuộm TP Hồ Chí Minh 13 Bảng1.6: Tính chất nước thải nhà máy Dệt nhuộm Hà Nội 13 Bảng 1.7: Mơ tả quy trình cơng nghệ nhuộm vải 19 Bảng 1.8: Thành phần nước thải Công ty dệt nhuộm Xuân Hương 20 Bảng 1.9: Thành phần tính chất nước thải nhuộm 21 Bảng 2.1 Thế oxy hóa số tác nhân oxy hóa thường gặp 35 Bảng 2.2 Phân loại q trình oxy hóa nâng cao 36 Bảng 2.3 Những hợp chất hữu bị oxy hoá gốc *OH nghiên cứu 40 Bảng 2.4: Bảng so sánh thông số nước thải đầu vào 52 Bảng 2.5 Hiệu xử lý phương pháp Fenton 64 Bảng 3.1 Các thông số nước thải đầu vào công ty dệt nhuộm Xn Hương 66 Bảng 3.2: Kết tính tốn lưới chắn rác 72 Bảng 3.3: Kết tính tốn bể thu gom 73 Bảng 3.4: Kết tính tốn bể điều hịa 77 Bảng 3.5: Thơng số thiết kế bể oxi hóa Fenton 80 Bảng 3.6: Thông số thiết kế bể trung gian 82 Bảng 3.7: Thông số thiết kế bể lắng 86 Bảng 3.8: Thông số thiết kế bể khử trùng 90 Bảng 4.1: Khái tốn chi phí cơng trình phải xây dựng 94 vii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT BOD Biological Oxygen Demand BTNMT Bộ Tài nguyên Môi trường COD Chemical Oxygen Demand DO Dissolved oxygen HA Axit Humic QCVN Quy chuẩn Việt Nam TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TSS Total Suspended Solid SBR Requencing Batch Reactor viii