nghiên cứu xử lý màu của nước thải dệt nhuộm bằng phương pháp oxi hóa nâng cao

ĐA ̣ I HO ̣ C QUÔ ́ C GIA HA ̀ NÔ ̣ I TRƯƠ ̀ NG ĐA ̣ I HO ̣ C KHOA HO ̣ C TƯ ̣ NHIÊN Tạ Thị Trang Nhâm NGHIÊN CỨU XỬ LÝ MÀU CỦA NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM BẰNG PHƯƠNG PHÁP OXI HÓA NÂNG CAO LUÂ ̣ N VĂN THA ̣ C SI ̃ KHOA HO ̣ C H Ni - 2012 ĐA ̣ I HO ̣ C QUÔ ́ C GIA HA ̀ NÔ ̣ I TRƯƠ ̀ NG ĐA ̣ I HO ̣ C KHOA HO ̣ C TƯ ̣ NHIÊN Tạ Thị Trang Nhâm NGHIÊN CỨU XỬ LÝ MÀU CỦA NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM BẰNG PHƯƠNG PHÁP OXI HÓA NÂNG CAO Chuyên nga ̀ nh: Hóa môi trường M s: 60 44 41 LUÂ ̣ N VĂN THA ̣ C SI ̃ KHOA HO ̣ C NGƯƠ ̀ I HƯƠ ́ NG DÂ ̃ N KHOA HO ̣ C: PSG.TS.Trịnh Lê Hùng H Ni - 2012 Tạ Thị Trang Nhâm Luận văn thạc sĩ Đại học Khoa học Tự nhiên Khoa Hóa học 81 MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH………………….………………………………………….… 1 DANH MỤC BẢNG……………….……………………………………………… 3 ĐẶT VẤN ĐỀ 1 Chƣơng 1. TỔNG QUAN VỀ NGÀNH DỆT VÀ PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ MÀU NƢỚC THẢI DỆT NHUỘM 6 1.1 Ngành dệt và các vấn đề môi trƣờng nƣớc thải dệt nhuộm 6 1.1.1 Sự phát triển của ngành dệt 6 1.1.2. Đặc điểm làng nghề dệt nhuộm 7 1.1.3 Hiện trạng môi trƣờng do nƣớc thải dệt nhuộm 8 1.2 Ô nhiễm màu môi trƣờng nƣớc từ hoạt động dệt nhuộm 8 1.2.1 Nƣớc thải phát sinh trong quá trình dệt nhuộm 8 1.2.2 Đặc điểm nƣớc thải dệt nhuộm 14 1.2.3 Đặc điểm các chất màu sử dụng trong dệt nhuộm 16 1.2.3.1 Khái quát về phẩm nhuộm 16 1.2.3.2 Ô nhiễm nƣớc do phẩm nhuộm và tác hại của nó 22 1.3. Các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải dệt nhuộm 24 1.3.1. Các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm 24 1.3.2. Các phƣơng pháp xử lý 24 1.3.2.1. Phƣơng pháp hóa lí 24 1.3.2.2. Phƣơng pháp sinh học 25 1.3.2.3. Phƣơng pháp hóa học 26 Chƣơng 2. THỰC NGHIỆM 34 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu 34 2.2. Mục tiêu nghiên cứu 34 2.3. Nội dung và phạm vi nghiên cứu 34 2.4. Phƣơng pháp tiến hành nghiên cứu 34 2.5. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị thí nghiệm 37 2.6. Các phƣơng pháp phân tích 41 2.6.1. Xác định pH 41 Tạ Thị Trang Nhâm Luận văn thạc sĩ Đại học Khoa học Tự nhiên Khoa Hóa học 82 2.6.2. Xác định hiệu quả xử lí màu 41 2.6.3. Xác định độ màu 41 2.6.4. Xác định hàm lƣợng ozon trong nƣớc 41 2.5.4. Xác định hàm lƣợng H 2 O 2 42 Chƣơng 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 46 3.1. Ảnh hƣởng của thời gian đối với hiệu suất xử lý màu phẩm nhuộm bằng tác nhân ozon. 46 3.2. Ảnh hƣởng của tỉ lệ H 2 O 2 /O 3 đến hiệu quả xử lý màu phẩm nhuộm. 48 3.2.1. Ảnh hƣởng của tỉ lệ H 2 O 2 /O 3 đến hiệu quả xử lý màu phẩm nhuộm Reactive red 261 . 48 3.2.2. Ảnh hƣởng của tỉ lệ H 2 O 2 /O 3 đến hiệu quả xử lý màu phẩm nhuộm. 50 3.2.3. Ảnh hƣởng của tỉ lệ H 2 O 2 /O 3 đến hiệu quả xử lý màu phẩm nhuộm Reactive orange 122 . 52 3.2.4. Ảnh hƣởng của tỉ lệ H 2 O 2 /O 3 đến hiệu quả xử lý màu phẩm nhuộm Direct red 23………………………………………………………………………………… 53 3.2.5. Ảnh hƣởng của tỉ lệ H 2 O 2 /O 3 đến hiệu quả xử lý màu phẩm nhuộm Direct Blue 71. 54 3.2.6. Ảnh hƣởng của tỉ lệ H 2 O 2 /O 3 đến hiệu quả xử lý màu phẩm nhuộm Direct orange 39. 55 3.3. Ảnh hƣởng của pH đến hiệu quả xử lý màu phẩm nhuộm bằng phƣơng pháp peroxon trên các mẫu 57 3.3.1. Ảnh hƣởng của pH đến hiệu quả xử lý màu phẩm nhuộm Reactive red 261 . 57 3.3.2. Ảnh hƣởng của pH đến hiệu quả xử lý màu phẩm nhuộm Reactive blue 19 . 59 3.3.3. Ảnh hƣởng của pH đến hiệu quả xử lý màu trên mẫu phẩm nhuộm Reactive orange 122 61 3.3.4. Ảnh hƣởng của pH đến hiệu quả xử lý màu phẩm nhuộm Direct red 23 62 3.3.5. Ảnh hƣởng của pH đến hiệu quả xử lý màu phẩm nhuộm Direct blue 71 63 3.3.6. Ảnh hƣởng của pH đến hiệu quả xử lý màu phẩm nhuộm Direct orange 39 . 64 3.4. So sánh hiệu quả xử lý màu bằng O 3 và H 2 O 2 /O 3 . 65 3.4.1. Hiệu quả xử lý trên mẫu phẩm nhuộm reactive red 261 66 Tạ Thị Trang Nhâm Luận văn thạc sĩ Đại học Khoa học Tự nhiên Khoa Hóa học 83 3.4.2. Hiệu quả xử lý trên mẫu phẩm nhuộm reactive blue 19 67 3.4.3. Hiệu quả xử lý trên mẫu phẩm nhuộm reactive orange 122 69 3.4.4. Hiệu quả xử lý trên mẫu phẩm nhuộm direct red 23 70 3.4.5. Hiệu quả xử lý trên mẫu phẩm nhuộm direct blue 71 71 3.4.6. Hiệu quả xử lý trên mẫu phẩm nhuộm direct orange 39 72 3.5. Hiệu quả xử lý màu của mẫu nƣớc thải dệt nhuộm tại làng nghề Vạn Phúc trên thiết bị pilot. 73 KẾT LUẬN 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO 75 CÁC CHỮ VIẾT TẮT AOP : Advanced Oxidation Processes AOX: Adsorbable Organic Halides APEO: Alkyl phenol ethoxylate BOD : Biochemical Oxygen Demand BTTG : British Textile Technology Group CI : Color Index CMC: Carbxyl methyl cellulose COD : Chemical Oxygen Demand VCS: Và cộng sự DFCP: Difloclopyrimidin DO: Dissolved oxygen DTPA: Diethylene triaminapentacetic axit EDTA: Ethylene diamine tetra axetic EOP : Electrochemical Oxidation Potential EPA : Environmental Protection Agency F/M : Food to Microorganism Ratio MCT: Monoclotriazin METU : Middle East Technical University MFT: Monoflotriazin MIB: 2-metyliosbocneol MLSS : Mixed Liquor Suspended Solids NTA: Nitrilotriacetate PVA: Polyvinyl alcohol Pt- Co : Platinum - Cobalt SS : Suspended Solids TDS : Total Dissolved Solids TUBITAK : The Scientific and Technological Research Council of Turkey T/C : Textile and Clothing USEPA: U.S. Environmental Protection Agency UV: Ultraviolet VS: Vinylsunfon     1    -10/2011 7   10   36   .37  ozon 47        2 O 2 /O 3                    2 O 2 /O 3            2 O 2 /O 3          2 O 2 /O 3             2 O 2 /O 3    2 O 2 /O 3                 Direct blue        2  3  2 O 2 /O 3  reactive red 261 66 -  66  3  2 O 2 /O 3  reactive blue 19 67            3   2 O 2 /O 3    orange 122 69 -         3  2 O 2 /O 3  23 70 -  70            3   2 O 2 /O 3    71 -VIS so     3  2 O 2 /O 3  direct orange 39 72 -  72     3  . -10/2011) 6  11    14   18 .  21 Bng 1.9 Tn tht thuc nhum khi nhui 25 Bng 1.10 N thuc nhui loi bi dt nhum 25   26 1.12.  28 1.13.  29  37  37   9  2 O 2 /O 3  n 49  2 O 2 /O 3  reactive blue 19 51  2 O 2 /O 3         2 O 2 /O 3           2 O 2 /O 3   57     4  2 O 2 /O 3   .               3  2 O 2 /O 3     3  2 O 2 /O 3   67 -  3  2 O 2 /O 3  reactive orange 122 69  3  2 O 2 /O 3  direct red 23 70  3 v 2 O 2 /O 3    3  2 O 2 /O 3   72   73 [...]... H2O2, UV có khả năng oxy hóa mạnh phá vỡ cấu trúc hóa học tạo ra các chất mới không màu, ít độc tính, khối lƣợng phân tử nhỏ thuận lợi cho quá trình xử lý tiếp theo nên nó có tính ứng dụng thực tiễn cao, vì vậy chúng tôi đã chọn đề tài Nghiên cứu xử lý màu cho nước thải dệt nhuộm bằng tác nhân oxy hóa nâng với mục đích tìm phƣơng pháp khả thi cho xử lý độ màu của nƣớc thải dệt nhuộm đã qua quá trình... loại bỏ các màu phẩm nhuộm bởi vì, hầu nhƣ không phân huỷ sinh học hữu cơ [17,19, 45] 1.3.2.3 Phương pháp hóa học Trong xử lý nƣớc thải dệt nhuộm, các phƣơng pháp xử lý hóa học đƣợc biết là hiệu quả hơn nhiều so với các phƣơng pháp khác trong việc phá vỡ, cấu trúc thẳng và không bão hòa của các phân tử phẩm nhuộm [20] Khả năng oxi hóa của các tác nhân oxi hóa đƣợc thể hiện qua thế oxi hóa và đƣợc sắp... ảnh hƣởng nghiêm trọng tới sự sống của các loài thủy sinh và sức khỏe con ngƣời Nhiều nghiên cứu xử lý nƣớc thải dệt nhuộm đặc biệt là xử lý màu của chúng trên thế giới đã đƣợc tiến hành nhằm hạn chế ảnh hƣởng tiêu cực của nó tới môi trƣờng Các phƣơng pháp xử lý thông thƣờng đƣợc sử dụng nhƣ hóa lí và sinh học Tuy nhiên, hai phƣơng pháp này cho hiệu quả xử lý không cao tốn nhiều thời gian và không triệt... công Đại học Khoa học Tự nhiên 5 Khoa Hóa học Tạ Thị Trang Nhâm Luận văn thạc sĩ Chƣơng 1 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH DỆT VÀ PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ MÀU NƢỚC THẢI DỆT NHUỘM 1.1 Ngành dệt và các vấn đề môi trường nước thải dệt nhuộm 1.1.1 Sự phát triển của ngành dệt Sự hình thành của ngành dệt may Việt Nam với vai trò là một ngành công nghiệp bởi sự ra đời của nhà máy liên hợp dệt Nam Định năm 1897 Năm 1976, các sản... hiệu quả xử lý sinh học trong việc loại bỏ màu nƣớc thải dệt nhuộm Việc xử lý và xử lý an toàn chất thải hữu cơ độc hại đƣợc chấp nhận với môi trƣờng và với chi phí hợp lý Quá trình sinh học không cho kết quả mong muốn, đặc biệt là áp dụng cho việc xử lý nƣớc thải công nghiệp dệt nhuộm, bởi vì nhiều chất hữu cơ đƣợc sản xuất bởi các hóa chất có tính chất ức chế, độc hại, có khả năng chịu xử lý sinh... lƣợng lớn bùn thải sau đó phải tiếp tục xử lý nhƣ xử lý chất thải rắn, đòi hỏi vốn đầu tƣ cao, hiệu quả kinh tế thấp Vì vậy, cần nghiên cứu áp dụng các phƣơng pháp tiên tiến đạt hiệu quả cao hơn nhƣ: hấp phụ, điện keo tụ, màng sinh học, oxy hóa Trong đó, phƣơng pháp oxy hóa với khả năng oxy hóa không chọn lọc các hợp chất hữu cơ đƣợc xem là giải pháp phù hợp hơn cả Phƣơng pháp oxy hóa nâng cao sử dụng... phẩm nhuộm lại vừa là vấn đề với xử lý nƣớc thải dệt nhuộm Màu sắc của phẩm nhuộm có đƣợc là do cấu trúc hóa học của nó: Cấu trúc phẩm nhuộm bao gồm nhóm mang màu và nhóm trợ màu Nhóm mang màu là những nhóm chứa các nối đôi liên hợp với hệ điện tử π linh động nhƣ >C=CC=N-, >C=O, -N=N- Nhóm trợ màu là những nhóm thế cho hoặc nhận điện tử, nhƣ –SO3H, -COOH, -OH, NH2 , đóng vai trò tăng cƣờng màu của. .. dạng chất thải, nên: lựa chọn các hóa chất công nghệ, các chất trợ và phẩm nhuộm là công đoạn quyết định nhất để giảm thiểu tác động đến môi trƣờng 1.3.2 Các phương pháp xử lý 1.3.2.1 Phương pháp hóa lí Các phƣơng pháp hóa lí đƣợc sử dụng phổ biến để xử lý màu nƣớc thải dệt nhuộm bao gồm: màng lọc, trao đổi ion, hấp phụ với cacbon, chiếu xạ và đông keo tụ Các phƣơng pháp này đã đƣợc áp dụng thành công... trùng nƣớc sau xử lý Vì clo là chất oxi hoá tƣơng đối mạnh, rẻ tiền và dễ sử dụng nên đƣợc dùng rất phổ biến trong ngành xử lý nƣớc và nƣớc thải cho đến ngày nay Tuy đƣợc đánh giá cao về hiệu quả xử lý màu nhƣng khi sử dụng ở nồng độ cao để khử màu sẽ để lại dƣ lƣợng clo lớn trong nƣớc thải Nó có thể khử màu nhanh phẩm nhuộm axit và phẩm nhuộm hoạt tính Với phẩm nhuộm phân tán và phẩm nhuộm trực tiếp... trƣờng hợp chung, xử lý bằng ozone trên nƣớc thải dệt nhuộm cho kết quả đạt yêu cầu về loại bỏ màu sắc Đối với quá trình Fenton oxy hóa hoạt động ở pH axit Fenton hiệu quả trong việc làm giảm COD, màu sắc và độc tính của nƣớc thải dệt nhuộm, nhƣng có vấn đề bất lợi là chuyển các thành phần xử lý từ nƣớc vào pha rắn vì vậy, cần thêm một cơ chế loại bỏ bùn Fenton [36] Các nghiên cứu của Perkowski vcs, . HO ̣ C TƯ ̣ NHIÊN Tạ Thị Trang Nhâm NGHIÊN CỨU XỬ LÝ MÀU CỦA NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM BẰNG PHƯƠNG PHÁP OXI HÓA NÂNG CAO Chuyên nga ̀ nh: Hóa môi trường M s: 60 44 41 LUÂ ̣ N VĂN. KHOA HO ̣ C TƯ ̣ NHIÊN Tạ Thị Trang Nhâm NGHIÊN CỨU XỬ LÝ MÀU CỦA NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM BẰNG PHƯƠNG PHÁP OXI HÓA NÂNG CAO LUÂ ̣ N VĂN THA ̣ C SI ̃ KHOA HO ̣ C . xử lý màu phẩm nhuộm Direct Blue 71. 54 3.2.6. Ảnh hƣởng của tỉ lệ H 2 O 2 /O 3 đến hiệu quả xử lý màu phẩm nhuộm Direct orange 39. 55 3.3. Ảnh hƣởng của pH đến hiệu quả xử lý màu phẩm nhuộm