XÁC ĐỊNH KHẢ NĂNG KEO TỤ ĐỐI VỚI NƯỚC THẢI PHẨM NHUỘM PHÂN TÁN THEO TỪNG MÀU RIÊNG BIỆT

Đề tài nghiên cứu “Xác định hiệu quả keo tụ đối với nước thải của thuốc nhuộm phân tán đối với từng màu riêng biệt” đã được tiến hành trong khoảng thời gian từ tháng 3-2009 đến 6-2009 ở công ty DK Vina và phòng thí nghiệm khoa Môi trường và Tài nguyên trường đại học Nông lâm

Trang 1

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

XÁC ĐỊNH KHẢ NĂNG KEO TỤ ĐỐI VỚI NƯỚC THẢI PHẨM NHUỘM PHÂN TÁN THEO TỪNG MÀU RIÊNG BIỆT

MSSV: 05127139

Tháng 07 năm 2009

Trang 3

Tôi xin được gửi lời chân thành cảm ơn đến những người đã có rất nhiều giúp đỡcho tôi để có thể hoàn thành đề tài này:

 Thầy Phạm Trung Kiên đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo về kiến thức và kinhnghiệm trong suốt thời gian tiến hành đề tài để có thể tiến hành hoàn thành đề tài

 Ban lãnh đạo Công ty DK Vina và các nhân viên của công ty tạo điều kiệnthuân lợi để tôi có thể lấy mẫu theo đúng những yêu cầu cần thiết

nghiệm công nghệ sinh học và môi trường thuộc Trung tâm nghiên cứu và bảo vệ môitrường đã tạo điều kiện để tôi có thể tiến hành thí nghiệm với các dụng cụ cần thiết

nghiệm cần thiết cho quá trình tiến hành đề tài

 Cuối cùng xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến gia đình và bạn bè đã tạo điều kiệnthuận lợi và chia sẽ khó khăn trong lúc thực hiện đề tài

Do hạn chế về thời gian, kiến thức và kinh nghiệm thực tế nên đề tài không thểtránh nhiều sai sót không đáng có Rất mong nhận được sự góp ý quý giá của quý thầy

cô và bạn bè để đề tài có thể hoàn chỉnh hơn

Xin chân thành cảm ơn!

Trang 4

Đề tài nghiên cứu “Xác định hiệu quả keo tụ đối với nước thải của thuốc nhuộmphân tán đối với từng màu riêng biệt” đã được tiến hành trong khoảng thời gian từtháng 3-2009 đến 6-2009 ở công ty DK Vina và phòng thí nghiệm khoa Môi trường vàTài nguyên trường đại học Nông lâm, nước thải được lấy sau quá trình nhuộm ở công

ty DK Vina để đảm bảo tính chất của nước thải ít bị thay đổi do các quá trình sau.Thí nghiệm được tiến hành qua 3 thí nghiệm chính:

 Thí nghiệm Test nhanh: xác định loại PAC và biết được một cách tương đối về

sự khác nhau giữa điều kiện keo tụ của các màu khác nhau của phẩm nhuộm hoạt tính

 Thí nghiệm Jartest (xét hiệu quả bằng phương pháp định tính): tiến hành thínghiệm keo tụ bằng thí nghiệm Jartest nhằm xác định các điều kiện keo tụ của các màucủa phẩm nhuộm phân tán một cách chính xác hơn

 Thí nghiệm Jartest (xét hiệu quả bằng phương pháp định lượng): tiến hành thínghiệm keo tụ bằng thí nghiệm Jartest và tiến hành đo các thông số COD, độ đục sauquá trình keo tụ để xác định hiệu quả xử lý

Qua quá trình tiến hành các thí nghiệm thu được một số kết quả:

 Trong các loại PAC sử dụng, PAC Phobinh ký hiệu 5 và X thu được kết quả tốt,

sử dụng PAC X cho các quá trình tiếp theo

 Các nhóm màu khác nhau có những điều kiện keo tụ khác nhau, cụ thể:

thành phần màu có khả năng keo tụ tốt ở pH khoảng 5,5

- Màu chính Blue chiếm ưu thế trong thành phần màu có khả năng keo tụtốt ở pH khoảng 7

tụ tốt ở pH khoảng 8

 Nếu như trong màu gồm nhiều nhóm khác nhau, thì các nhóm màu có hiệu quảkeo tụ thích hợp với mức pH sử dụng sẽ keo tụ, còn các nhóm khác ( có khoảng pHkhông phù hợp) sẽ có tác dụng thấp, làm cho hiệu quả xử lý có thể không cao

Trang 5

Blue trong màu, nhưng không xử lý được nhóm màu Red.

ở một số trường hợp, có thể keo tụ ở pH = 5,5-6, lúc này sẽ xử lý được nhómmàu Red, tuy nhiên không xử lý được 2 nhóm màu còn lại

Trang 6

Mục lục Trang

LỜI CẢM ƠN i

TÓM TẮT KHÓA LUẬN ii

MỤC LỤC iv

DANH MỤC HÌNH vi

DANH MỤC BẢNG vii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT viii

DANH SÁCH CÁC PHỤ LỤC viii

Chương 1 MỞ ĐẦU 1

Chương 2 TỔNG QUAN 3

2.1 Tổng quan về thuốc nhuộm phân tán 3

2.1.1 Đặc điểm chung và cấu tạo hoá học 3

2.1.2 Mối quan hệ giữa cấu tạo hóa học và tính chất 4

2.2 Nguyên lý phối màu trong công nghệ nhuộm 6

2.3 Giới thiệu về công ty DK Vina 8

Chương 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 9

3.1 Phương pháp keo tụ 9

3.1.1 Cơ sở lý thuyết của quá trình keo tụ 9

3.1.2 Thí nghiệm Jartest 12

3.2 Nội dung nghiên cứu và trình tự thí nghiệm 13

Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 15

4.1 Thí nghiệm A: Test nhanh 17

4.2 Thí nghiệm B: Thí nghiệm Jartest xét hiệu quả bằng định tính 18

4.2.1 Thí nghiệm B1: Nước thải màu Đỏ - Vitage marron 18

4.2.2 Thí nghiệm B2: nước thải màu Đỏ - Wine combo 19

4.2.3 Thí nghiệm B3: nước thải màu Xanh - Tobaco 19

4.2.4 Thí nghiệm B4: nước thải màu Nâu - Brown 20

4.3 Thí nghiệm C: Thí nghiệm Jartest xét hiệu quả bằng định lượng 20

4.3.1 Thí nghiệm C1: nước thải màu Đỏ - 1 20

4.3.2 Thí nghiệm C2: nước thải màu Xanh -2 22

4.3.3 Thí nghiệm C3: nước thải màu Xanh - Green 23

4.3.4 Thí nghiệm C4: nước thải màu Xanh - D165 25

4.3.5 Thí nghiệm C5: nước thải màu Đỏ - Granet 26

4.3.6 Thí nghiệm C6: nước thải màu Nâu - Brown 28

4.3.7 Thí nghiệm C7: nước thải màu Đỏ - Wine 30

4.4 Thảo luận 32

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 35

TÀI LIỆU THAM KHẢO 1

PHỤ LỤC 2

Trang 8

Hình 4.2 Thí nghiệm C1-A1: Sự biến thiên COD theo pH 20

Hình 4.3 Thí nghiệm C1-A2: Hiệu quả xử lý theo pH 20

Hình 4.4 Thí nghiệm C1-B1: Sự biến thiên COD theo nồng độ PAC 21

Hình 4.5 Thí nghiệm C1-B2: Hiệu quả xử lý theo nồng độ PAC 21

Hình 4.6 Thí nghiệm C2-A1: Sự biến thiên COD theo pH 22

Hình 4.26 Thí nghiệm C6-C1: Sự biến thiên COD theo pH 29

Hình 4.27 Thí nghiệm C6-C2: Hiệu quả xử lý theo pH 29

Hình 4.28 Thí nghiệm C6-D1: Sự biến thiên COD theo nồng độ PAC 29

Hình 4.29 Thí nghiệm C6-D2: Hiệu quả xử lý theo nồng độ PAC 29

Hình 4.34 Thí nghiệm C7-C1: Sự biến thiên COD theo pH 31

Hình 4.35 Thí nghiệm C7-C2: Hiệu quả xử lý theo pH 31

Trang 9

Bảng 4.1 Bảng mô tả thí nghiệm 15

Bảng 4.2 Bảng tổng hợp kết quả thí nghiệm test nhanh 16

Bảng 4.3 Bố trí thí nghiệm B1 18

Bảng 4.7 Thí nghiệm C1-A: xác định pH tối ưu 20

Bảng 4.8 Thí nghiệm C1-B: xác định lượng PAC tối ưu 20

Bảng 4.10 Thí nghiệm C2-B: xác định PAC tối ưu 22

Bảng 4.19 Thí nghiệm C6-C: xác định pH tối ưu(lần 2) 28

Bảng 4.20 Thí nghiệm C6-D: xác định PAC tối ưu (lần 2) 29

Bảng 4.23 Thí nghiệm C7-C: xác định pH tối ưu ( lần 2) 31

Bảng 4.24 Bảng kết quả pH tối ưu (kết quả định tính) 32

Bảng 4.25 Bảng kết quả hiệu quả xử lý tối ưu 33

Trang 10

COD (Chemical oxygen demand): nhu cầu ôxy hóa học

TN: thí nghiệm

TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam

PAC (poly alluminium chloride): hóa chất keo tụ dùng trong xử lý nước thảiPL: phụ lục

DANH SÁCH CÁC PHỤ LỤC

Phụ lục I: Phương pháp đo COD dùng trong thí nghiệm

Phụ lục II: Một số hình ảnh tiến hành thí nghiệm

Phụ lục III: Biện pháp áp dụng cụ thể đối với công ty DK Vina

Trang 11

Chương 2 MỞ ĐẦU 2.1 Tính cần thiết của đề tài

Ngày nay với sự phát triển của thế giới về mọi mặt, đặc biệt trong lĩnh vực côngnghiệp đã tạo ra ngày càng nhiều sản phẩm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của conngười Bên cạnh những thành tựu to lớn đó con người đã dần dần hủy hoại môi trườngsống của mình do các chất thải thải ra từ các công đoạn sản xuất mà không qua xử lýhoặc xử lý không triệt để Để giải quyết vấn đề đó, thiết nghĩ cần thiết chúng ta phảitập trung đầu tư phát triển công nghệ môi trường hơn nữa

Trong đó, nước thải của ngành dệt nhuộm với tính nguy hại cao: nồng độ ônhiễm cao ( COD có thể lên tới 3000 mg/l), nhiệt độ cao ( có những giai đoạn nướcthải ra ở 1300C), độ màu cao (có thể lên đến 10000 Pt-Co)… điểm đặc biệt là nướcthải thay đổi (thay đổi về COD, pH, độ màu) liên tục do việc sử dụng nhiều loại phẩmmàu và hóa chất khác nhau, thậm chí là việc thay đổi màu sắc trong cùng một loạiphẩm màu cũng làm cho tính chất nước thải thay đổi Việc tính chất nước thải thay đổi

sẽ làm ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý của các công trình trong hệ thống xử lý nướcthải, trong đó có keo tụ - tạo bông là công trình thường được sử dụng trong xử lý nướcthải dệt nhuộm

Luận văn nghiên cứu “xác định hiệu quả keo tụ nước thải phẩm nhuộm phân tánđối với từng màu riêng biệt” nhằm xác định ảnh hưởng của việc thay đổi màu sắc đốivới quá trình keo tụ Từ đó, luận văn xin được đóng góp một phần nhỏ bé trong quátrình tìm tòi, nghiên cứu công nghệ xử lý nước thải nói chung và ngành dệt nhuộm nóiriêng đồng thời nhằm giúp công ty DK Vina đạt được các yêu cầu về môi trường ngàycàng nghiêm ngặt của nhà nước

2.2 Ý nghĩa khoa học, tính thực tiễn của luận văn

 Nội dung nghiên cứu trong luận văn không chỉ áp dụng để xử lý nước thải từcông đọan nhuộm cho Công ty DK Vina mà còn tìm hiểu đặc tính và phương pháp phùhợp xử lý từng loại nước thải nhuộm làm tăng hiệu quả xử lý đối với nước thải ngành

Trang 12

nhuộm Do sự hạn chế về thời gian nên Luận văn và điều kiện thí nghiệm chỉ giới hạntrong tìm hiểu về nước thải của phẩm nhuộm phân tán.

 Quá trình nghiên cứu và thực hiện luận văn được thực hiện trực tiếp trên nướcthải của Công ty DK Vina bằng mô hình tại phòng thí nghiệm trung tâm môi trườngtrường đại học Nông lâm nên luận văn có tính thực tế và sự phù hợp

 Việc phân tích các chỉ tiêu được thực hiện bằng các phương pháp tiêu chuẩn và

có sự theo dõi của cán bộ hướng dẫn nên có độ tin cậy cao

2.3 Mục đích và nội dung luận văn

2.3.1 Mục đích

 Xác định khả năng keo tụ của nước thải phân tán đối với từng loại màu khácnhau

 Xác định các điều kiện để đạt được hiệu quả cao nhất trong quá trình xử lý

 Áp dụng các kết quả nghiên cứu vào điều kiện thực tế

 Xác định hiệu quả xử lý đối với các điều kiện đó

 Tìm ra hướng khắc phục lại sự thay đổi từ nhưng thông tin thu được

 Áp dụng các biện pháp vào trong hệ thống xử lý

2.4 Giới hạn của đề tài

 Chỉ tiến hành được với nước thải của phẩm nhuộm phân tán, do công ty chi sửdụng một loại thuốc nhuộm

 Mỗi màu sử dụng chưa phải là màu đơn sắc, thường một màu sẽ do từ 2 đến 3màu chính tạo thành, do đó không thể có thể kết luận chính xác về hiệu quả keo tụ vớicác màu chính

 Những màu sắc của nước thải sử dụng trong thí nghiệm được lấy từ quá trìnhsản xuất nên thường là những màu hay sử dụng, ít có sự đa dạng

Trang 13

Chương 3 TỔNG QUAN 3.1 Tổng quan về thuốc nhuộm phân tán

3.1.1 Đặc điểm chung và cấu tạo hoá học

Thuốc nhuộm phân tán là những hợp chất màu không tan trong nước do khôngchứa các nhóm cho tính tan như : SO3Na , - COONa Thuốc nhuộm phân tán hầu hết

là các hợp chất màu azo và antraquinon Tên gọi của lớp thuốc nhuộm này chỉ rằngchúng có độ hòa tan rất thấp trong nước và phải sữ dụng ở dang huyền phù hay phântán với kích thước hạt trong khoảng 0,2 – 2 m, được dùng để nhuộm loại xơ nhân tạoghét nước duy nhất bấy giờ là xơ acetat Sau này thì thuốc nhuộm phân tán kiểu mớiđược tổng hợp để đáp ứng nhu cầu nhuộm của các xơ : polyamit, polyester, polyacrylonitrin, poly vinylic và các xơ tổng hợp khác nữa

Theo phân lớp kỹ thuật thuốc nhuộm phân tán có thể chia thành 3 phân nhómsau:

- Loại thông thường và có thể diazo hoá sau nhuộm

- Loại chứa trong phân tử phân tử kim loại

- Loại phân tán hoạt tính, có thể liên kết với xơ bằng liên kết hoá trị

 Thuốc nhuộm phân tán thông thường và có thể diazo hoá sau nhuộm

- Thuốc nhuộm phân tán là dẫn xuất của antraquinon

 Thuốc nhuộm phân tán chứa kim loại

Thuốc nhuộm phân tán chứa kim loại 1:2 dùng để nhuộm xơ polyamit có cấu tạogần giống như thuốc nhuộm acid chứa kim loại 1:2 Nhưng khác ở chỗ chúng khôngchứa các nhóm tạo cho thuốc nhuộm tính tan

Thuốc nhuộm phân tán chứa kim loại 1:1 cũng hoà tan trong nước được sản xuất

ở dạng bột mịn phân tán cao Chúng khác thuốc nhuộm phân tán thông thường ở khảnăng đều màu và khả năng che phủ cấu trúc không đều màu của xơ polyamid nhưng

Trang 14

vuợt hẳn chúng về độ bền với gia công ướt, ánh sáng độ bền với ma sát rất khá.

 Thuốc nhuộm phân tán hoạt tính

Đa số thuốc nhuộm lớp này được dùng để nhuộm xơ cellulose, số ít để nhuộmlen, tơ tằm nhưng cũng có một vài loại dùng để nhuộm sọi polyamit

Đặc điểm chung: không chứa nhóm cho tính tan ở phần mang màu cũng đượcsản xuất ở dạng bột mịn phân tán cao, nhưng có chứa nhóm phản ứng Trong điều kiệnnhuộm chúng sẽ thực hiện liên kết hoá trị với xơ và nằm lại trên xơ vừa ở dạng khôngtan trong nước vừa ở dang liên kết với xơ

Những loại thuốc nhuộm kiểu này chia làm các nhóm sau :

3.1.2 Mối quan hệ giữa cấu tạo hóa học và tính chất

 Độ bền màu của thuốc nhuộm trên xơ acetat

* Độ bền với ánh sáng :

sáng, hàm lượng oxi của khí quyển xung quanh, độ ẩm và nhiệt độ của không khí vàloại xơ

không cho phép ta tìm ra những quy luật chung, vì thế việc xác định cấu trúc tối ưucủa thuốc nhuộm bị hạn chế bằng các tài liệu kinh nghiệm

* Độ bền màu với giặt và gia công ướt :

- Thông thường thì những thuốc nhuộm được xơ hấp phụ dễ dàng sẽ có độ

O

HO Cl

Trang 15

bền màu thấp với giặt, đó là những thuốc nhuộm có cấu tạo đơn giản , khối lượng phân

tử thấp điển hình là các thuốc nhuộm màu vàng Để nâng cao độ bền màu của chúngphải tăng khối lượng phân tử bằng cách đưa các nhóm thế vào thuốc nhuộm với điềukiện không làm thay đổi các lực và sắc màu của chúng

* Độ bền màu với khói lò :

- Ở các vùng công nghiệp, mặc dù không chịu tác dụng của ánh sáng Một

số thuốc nhuộm phân tán khi nằm trên xơ acetat vẫn bị bạc màu Hiện tượng nàythường gặp với thuốc nhuôm màu xanh lam Các dẫn xuất của antraquinon chứa cácnhóm amin

- Hiện tượng phai màu xảy ra trong các trường hợp kể trên được giải thích

là do tác dụng của các khí có acid tính chứa chủ yếu Nitơ oxit thoát ra từ khói lò vàcác động cơ đốt trong Khi này các nhóm amin bậc nhất của thuốc nhuộm sẽ bị diazohoá, các nhóm amin bậc 2 sẽ bị nitro hóa, các phân tử sẽ bị oxi hóa làm cho chúng mấtmàu

 Độ bền màu của thuốc nhuộm phân tán trên xơ tổng hợp

* Độ bền màu với ánh sáng:

của ánh sáng không chỉ phụ thuộc vào thuốc nhuộm mà còn phụ thuộc vào cấu tạo hoá

và tính chất ký học của xơ sợi Vì thế nên cùng một thuốc nhuộm sẽ có độ bền màukhác nhau chỉ nhuộm cho các xơ khác nhau

với ánh sáng trên xơ tổng hợp vào loại trung bình Còn các thuốc nhuộm phân tán cógốc diazo, dẫn xuất của nitro diphenylaminvà antraquinon thì có độ bền màu cao vớiánh sáng

* Độ bền màu với giặt:

- Nó phụ thuộc vào tính ghét nuớc của xơ nhiều hơn là phụ thuộc vào cấutạo của thuốc nhuộm Chẳng hạn khi cùng nhuộm bằng một thuốc nhuộm phân tángiống nhau vào các xơ: diaxetat, polyamid, polyester thì thấy rằng hai trường hợp đầumàu chỉ đạt được độ bền trung bình còn trường hợp cuối thì màu có độ bền rất cao

* Độ bền với khói lò:

- Khói lò ít có khả năng làm bạc màu thuốc nhuộm phân tán trên xơ tổng

Trang 16

hợp điều này được giải thích là do nó không có khả năng thấm sâu vào bên trong xơ.

* Độ bền màu với thăng hoa:

ngay nhiệt độ 135 - 1700C, nghĩa là độ bền của chúng với thăng hoa không đạt yêucầu Vì khi nhuộm vải polyester bằng thuốc nhuộm phân tán phải gia nhiệt khô ở nhiệt

độ trên 180oC Các thuốc nhuộm diazo có khối lượng phân tử lớn hơn nên bắt đầuthăng hoa ở 160 - 180 0C

- Để nâng cao độ bền màu với thăng hoa người ta đưa vào phân tử thuốcnhuộm phân tán có nhóm thế có khả ngăng chịu nhiệt nhưng không làm giảm ái lựccủa thuốc nhuộm

3.2 Nguyên lý phối màu trong công nghệ nhuộm

Trong thực tế ít khi có sẳn màu phù hợp với màu của các mặt hàng theo thị hiếuhoặc mốt của người tiêu dùng, vì vậy phối ghép để tạo nên các màu mới là công việcthường xuyên của các nhà kỹ thuật nhuộm, in hoa, hội hoạ và nghiên cứu màu sắc.Phối hợp thuốc nhuộm cũng dựa trên nguyên lý ghép cộng và ghép trừ các tiamàu quang phổ và nguyên lý ghép từ ba màu cơ bản Điều khác chủ yếu với ghép màuquang học là ở chỗ thuốc nhuộm không phải là các sản phẩm tinh khiết có màu đơnsắc, lại chứa các phụ gia nên màu tạo thành có sai lệch so với ghép quang học Phốighép màu từ thuốc nhuộm kỹ thuật còn gọi là ghép cơ học có thể thực hiện bằng biệnpháp thủ công hoặc thiết bị xử lý bằng máy tính điện tử Dù dùng phương pháp nàocũng phải dựa vào các nguyên tắc sau:

1- phải dùng thuốc nhuộm cùng lớp theo phân lớp kỹ thuật, và có các tính chất

kỹ thuật tương tự như nhau: cùng điều kiện nhuộm ( nhiệt độ, trị số pH, xúc tác, phụgia ); cùng có tốc độ bắt màu; cùng có độ bền màu với các chỉ tiêu khác nhau V v.2- Khi phối thuốc nhuộm thuộc các lớp khác nhau để nhuộm vải pha cần chọnnhững loại không tích điện trái dấu, không chứa các phụ gia có tính chất kỵ nhau làmcho dung dịch nhuộm bị kết tủa, màu sa láng hoặc biến màu, khó ghép đồng màu;3-Có thể phối từ hai thuốc nhuộm kỹ thuật để tạo nên màu mới cần thiết, nhưng

số màu mới tạo thành sẽ bị hạn chế Để tạo nên nhiều gam màu khác nhau người tadùng thuật phối ghép từ ba màu cơ bản: đỏ, vàng và xanh lam hoặc đỏ, vàng và xanh

Trang 17

lục Dù thị ghép màu được thiết lập theo hình tam giác đều, mổi màu cơ bản được đặt

ở một đỉnh của tam giác, tỷ lệ phối ghép được chia đều theo các cạnh, màu tạo thành

sẽ theo quy luật sau :

do kết quả ghép từ hai màu

- Theo các đường cao của tam giác sẽ là dãy màu do kết quả bổ trợ nhaucủa nhiều cặp màu tương ứng

- Tâm của tam giác và vùng phụ cận sẽ là miền cĩ màu vơ sắc ( ghi ,xám ) do hiệu quả trung hồ lẫn nhau của ba màu cơ bản cĩ cường độ màu tươngđương

- Các điểm khác nhau ở bên trong tam giác sẽ là vơ số các màu được phốighép từ ba màu cơ bản với tỷ lệ khác nhau, màu và ánh màu của chúng tuỳ thuộc vàotoạ độ trên tam giác

Tam giác màu được biểu diễn như sau :

Việc chọn ba thuốc nhuộm làm ba màu cơ bản đúng với yêu cầu của lý thuyết rấtkhĩ thoả mãn, trong thực tế yêu cầu này chỉ là tương đối, nên màu và ánh màu thuđược do hiệu quả phối ghép phụ thuộc nhiều vào ba màu ban đầu

Dưới đây là một số thí dụ về kết quả ghép một số màu thường gặp:

Xanh lục

Đỏ

Da cam

Vàng Xanh lam

Tím

Trang 18

Xanh lam + đen Ghi , Xám

3.3 Giới thiệu về công ty DK Vina

Tên công ty: Công ty TNHH DK VINA

Địa chỉ: D10, KCN Việt Hương 2, Bến Cát, Bình Dương

Hình thức doanh nghiệp: 100% vốn đầu tư của nước ngoài

Ngành nghề kinh doanh: chuyên sản xuất, gia công các loại chỉ may, chỉ thêu Quy trình sản xuất hiện tại của công ty:

Chỉ nhập về đã được gia công sẵn, nhuộm theo yêu cầu của khách hàng Sau quátrình giặt để loại bỏ bớt màu Qua quá trình sấy khô, rồi được quấn lại thành sản phẩmhoàn chỉnh

Trang 19

Thành phần chỉ sử dụng là polyester

Các hóa chất sử dụng: thuốc nhuộm phân tán, NaOH, chất tải màu, chất làmmềm…

Trang 20

Chương 4 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 4.1 Phương pháp keo tụ

4.1.1 Cơ sở lý thuyết của quá trình keo tụ

a) Lý thuyết về hệ keo

Hạt keo là những phần tử nhỏ có kích cỡ từ 10-6 đến 10-3, không có khả năng lắngbởi trọng lực vì hạt keo có diện tích bề mặt lớn nên có xu hướng hấp phụ các chất nhưcác phân tử nước và ion cho nên các hạt keo sẽ lớn dần hay có thể tích điện với môitrường nước xung quanh

Trong môi trường nước chia ra 2 loại keo:

có điều kiện tạo thành tập hợp lớn Lực đẩy của hệ keo tăng khi khoảng cách củachúng được giảm Qúa trình đẩy do lực tĩnh điện xuất hiện khi lớp khuếch tán củachúng tiếp cận lẫn nhau và xen phủ vào nhau Khi có mặt chất điện li lạ trong dungdịch, độ dày của lớp khuếch tán bị co lại làm giảm khoảng cách giữa chúng Sự co lạicủa lớp khuếch tán phụ thuộc vào cường độ ion của chất điện li, hóa trị lớn, nồng độcao có tác động làm co mạnh lớp khuếch tán

Song song với quá trình đẩy do lực tĩnh điện, khi hai hạt keo tiến sát gần nhauđến một khoảng cách nhất định chúng sẽ hút nhau do lực hấp phụ phân tử Lực tương

Trang 21

tác Valder Walls phụ thuộc vào bản chất của hạt keo, mật độ của chúng, và không phụthuộc vào thành phần hóa học của dung dịch nước.

Đối với hệ có cường độ ion thấp, thế năng tương tác tổng có giá trị dương ởvùng có khoảng cách nằm giữa các hạt keo, tức là lực đẩy chiếm ưu thế Muốn tiến sátlại gần nhau và có sự xen phủ của lớp khuếch tán, các hạt keo cần phải có năng lượnglớn hơn hàng rào thế năng

Với hệ có cường độ ion cao, tương tác giữa các hạt keo dễ dàng hơn do độ dàycủa lớp khuếch tán thấp, giá trị cực đại của thế năng tương tác tổng có giá trị nhỏ,thậm chí bằng không

Để tạo điều kiện cho quá trình keo tụ, cần giảm giá trị của hàng rào thế năngbằng cách đưa vào hệ những chất điện li có hóa trị cao (cường độ ion lớn) hoặc tăngnhiệt độ (tăng động năng) hoặc khuấy trộn tạo điều kiện cho quá trình tạo tập hợp lớn

 Hệ keo ưa nước:

Độ bền của hệ keo ưa nước không chỉ do lực tương tác tĩnh điện mà còn do vỏhydrat của hạt keo Lớp vỏ hydrat gồm hai lớp, lớp đầu được tạo thành do tương tácdipol định hướng của phân tử nước với bề mặt của hệ keo có liên kết khá bền, tiếp theo

là lớp vỏ có tương tác thấp hơn do chịu chuyển động nhiệt

Hấp phụ các hợp chất tồn tại trong môi trường trên bề mặt hạt keo ưa nước cũnglàm tăng tính bền do sự che chắn, ngăn cản chúng tiếp xúc với nhau

b) Các cơ chế của quá trình keo tụ:

 Nén ép làm giảm độ dày lớp điện kép

 Hấp phụ và trung hòa điện tích

 Lôi cuốn, quét cùng với chất kết tủa

 Hấp phụ và tạo cầu liên kết giữa các hạt keo, gồm 5 phản ứng:

- Phản ứng 1: Hấp phụ ban đầu ở liều lượng polymer tối ưu

Trang 22

c) Các giai đoạn của quá trình keo tụ

d) Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình keo tụ

 pH : pH là một yếu tố cực kỳ quan trọng đối với quá trình keo tụ Thôngthường, ở pH thấp các chất hữu cơ mang điện tích âm và pH cao chúng mang điện tíchdương

Ảnh hưởng của pH đến tốc độ đông tụ của dung dịch keo: tốc độ đông tụ củadung dịch keo và điện thế ξ của nó có quan hệ Trị số ξ càng nhỏ, lực đẩy giữa các hạtkeo càng yếu Vì vậy tốc độ đông tụ của nó càng nhanh Khi điện thế ξ bằng không,nghĩa là đạt đến điểm đẳng điện, tốc độ đông tụ của nó lớn nhất

Dung dịch keo hình thành từ hợp chất lưỡng tính, trị số ξ của nó và điểm đẳngđiện chủ yếu quyết định bởi trị số pH của nước

Do đó, để đạt được hiệu quả keo tụ là tốt nhất thì phải chọn trị số pH thích hơpcho từng loại nước thải riêng Trị số pH này gọi là pH tối ưu Đối với mỗi loại nướckhác nhau sẽ có pH tối ưu khác nhau và không có một phương pháp nào tính toán màphải dựa vào thực nghiệm thông qua thí nghiệm Jartest trên từng loại nước thải riêng

 Liều lượng chất keo tụ: quá trình keo tụ không phải là một phản ứng hóa họcthông thường, nên lượng chất keo tụ cho vào không thể dựa vào các tính toán để xácđịnh Tùy vào loại nước khác nhau, tùy vào hàm lượng chất keo mà phải tiến hành

-Phản ứng với nước, ion hóa, thủy phân,trùng hợp

Làm mất tính ổn định

-Nén ép giảm độ dày lớp điện tích kép

- Hấp phụ ion từ chất keo tụ trên bề mặt các phân tử

- Liên kết các ion và phần tử khác trên bề mặt các phân tử

-Lôi cuốn hạt keo cùng chất kết tủa

- Tạo cầu liên kết giữa các hạt keo

Vận chuyển Chuyển khối do khuếch tán

Brown

Vận chuyển Keo tụ cưỡng bức

Trang 23

thực nghiệm để xác định trị số pH tối ưu tương ứng với trị số pH tối ưu của nó.

 Độ đục ban đầu: một số loại nước cần keo tụ có độ đục thấp, nghĩa là hàmlượng các chất lơ lửng thấp, khả năng liên kết với các chất keo tụ thấp cho nên hiệuquả keo tụ không cao Lúc này phải tạo độ đục ban đầu bằng cách cho thêm các chấttrợ keo tụ như vôi…

 Chất hữu cơ: các chất hữu cơ là mục tiêu keo tụ chính của quá trình keo tụ Một

số chất hữu cơ hòa tan gây khó khăn cho quá trình keo tụ

 Anion, cation trong nước: sự có mặt của các ion này trong nước có khả nănglàm giảm tính ổn định của hệ keo, tăng khả năng keo tụ của chúng

 Hiệu ứng khuấy: Trong quá trình keo tụ, một trong những yếu tố quyết định nữa

là tốc độ khuấy trộn được cung cấp Quá trình keo tụ phải đựơc đảm bảo sự khuấy trộnthích hợp theo từng giai đoạn riêng biệt giúp cho chất keo tụ tiếp xúc được với hạt keo

và các bông keo tiếp xúc với nhau tạo thành các bông lớn hơn nhằm đạt đến hiệu quảtạo bông là tốt nhất

 Thế năng zeta của hệ: thế năng ξ của hệ quyết định đến pH tối ưu cho quátrình keo tụ

 Nhiệt độ keo tụ: một số chất keo tụ bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ của nước thải Ởnhiệt độ quá cao, do chuyển động nhiệt các bông keo tạo thành khó có khả năng lớn,hiệu quả lắng kém đi

4.1.2 Thí nghiệm Jartest

a) Mục đích

 Xác định loại PAC thích hợp cho quá trình xử lý

 Xác định pH tối ưu cho quá trình keo tụ đối với từng màu của nước thải nhuộmđồng thời xác định liều lượng phèn tối ưu ứng với pH tối ưu cho từng màu đó

b) Mô hình và hóa chất

Mô hình: Nghiên cứu quá trình keo tụ tạo bông được tiến hành trên mô hìnhJartest Mẫu thí nghiệm được đựng trong các cốc thuỷ tinh 500 ml Hệ thống cánhkhuấy có thể chỉnh được tốc độ vòng quay

Hóa chất :

Trang 24

- PAC Phobinh (ký hiệu 5) 5%

 Xác định loại PAC thích hợp cho quá trình keo tụ

 Xác định điều kiện keo tụ tối ưu cho từng màu ( pH và PAC tối ưu)

 Tiến hành đo đạc hiệu quả keo tụ

 Áp dụng kết quả nghiên cứu vào trong hệ thông xử lý thực tế

b) Trình tự thí nghiệm :

 Thí nghiệm test nhanh:

- Lấy 400ml nước thải cho vào cốc nước thủy tinh

- Giữ ở pH thường của nước thải, cho từ từ PAC vào cho đến khi keo tụ.Nếu không keo tụ ở pH thường thì lần lượt điều chỉnh lên pH = 7 và 8, tiến hành tươngtự

- Tiến hành lần lượt quá trình với từng loại PAC để so sánh hiệu quả củacác loại PAC

 Thí nghiệm xác định pH tối ưu:

thí nghiệm test nhanh trước) vào các cốc

các giá trị mong muốn Tùy theo loại nước thải mà khoảng pH này thay đổi phù hợp.Đặt vào mô hình và cho khuấy ở tốc độ 100 vòng/phút trong 1 phút

- Sau đó, chỉnh tốc độ khuấy xuống 20 vòng/phút trong vòng 20 phút

- Giá trị pH tối ưu được xem xét từ khả năng xử lý COD

Trang 25

 Thí nghiệm xác định lượng phèn tối ưu:

- Phân tích COD và độ đục phần nước trong thu được sau quá trình lắng

c) Áp dụng vào thực tế:

 Sử dụng các kết quả của quá trình nghiên cứu để đưa vào trong hệ thống xử lý

 Xem xét khả năng khi áp dụng vào trong hệ thống xử lý thực tế

 Đưa các điều kiện cụ thể để có thể áp dụng kết quả nghiên cứu vào thực tế mộtcách khả thi

Trang 26

Chương 5 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Bảng 4.1 mô tả toàn bộ các thí nghiệm đã tiến hành, khái quát lại hệ thống thínghiệm tiến hành trong quá trình thực hiện đề tài

Bảng 1.1 Bảng mô tả thí nghiệm

I A Thí nghiệm test nhanh

I.1 A1 Nước thải màu Tím hồng

I.2 A2 Nước thải màu Xanh đục

I.3 A3 Nước thải màu Vàng rơm - Amytan

I.4 A4 Nước thải màu Đen - Black

I.5 A5 Nước thải màu Xanh - 1

I.6 A6 Nước thải màu Xanh - Maurina

I.7 A7 Nước thải màu Đỏ - Persimon

I.8 A8 Nước thải màu Đen - Elipse

I.9 A9 Nước thải màu Hồng - Lamingo

II B Thí nghiệm jartest với các màu nước thải (xét hiệu quả bằng định tính)

II.1 B1 Nước thải màu Đỏ - Vitage marron

II.2 B2 Nước thải màu Đỏ - Wine combo

II.3 B3 Nước thải màu Xanh - Tobaco

II.4 B4 Nước thải màu Nâu - Brown

II C Thí nghiệm jartest hiệu quả xử lý với các màu nước thải (xét hiệu quả bằng định lượng)

III.1 C1 Nước thải màu Đỏ - 1

III.2 C2 Nước thải màu Xanh - 2

III.3 C3 Nước thải màu Xanh - Green

III.4 C4 Nước thải màu Xanh - D165

III.5 C5 Nước thải màu Đỏ - Granet

III.6 C6 Nước thải màu Nâu - Brown

III.7 C7 Nước thải màu Đỏ - Wine

Trang 27

Thí nghiệm A tiến hành nhằm một số mục đích:

 Xác định xem việc thay đổi màu sắc có ảnh hưởng đến quá trình keo tụ haykhông

 Tìm ra loại PAC thích hợp trong nhiều loại PAC sử dụng

 Tạo nên một số thí nghiệm để tham khảo cho các thí nghiệm tiếp theo

Ở thí nghiệm B là những mẫu đã tiến hành thí nghiệm Jartest nhưng không tiếnhành được quá trình đo đạc định lượng tiếp theo nên sắp xếp riêng

Thí nghiệm C là thí nghiệm chính của đề tài Trong thí nghiệm có quá trình đo lạihiệu quả xử lý Giúp cho quá trình xác định những qui luật của quá trình keo tụ với cácmàu khác nhau

Mỗi màu được sử dụng được phối từ khoảng 2-3 màu, trong bài sẽ ghi theo thứ

tự giảm dần

Ví dụ: Màu Đỏ- Vitage marron Thành phần màu : red, blue, yellow

Màu này được phối từ 3 màu chính, Red có thành phần nhiều nhất, sau đó là blue

và yellow

Chính vì vậy mà tùy theo đặt hàng sẽ có rất nhiều màu được tạo ra, thí nghiệmkhông tiến hành hết tất cả các màu mà chú ý đến thành phần màu để xác định mốiquan hệ giữa các màu và quá trình keo tụ

Trang 28