Nghiên cứu các quá trình keo tụ trong xử lý nước thải nhà máy dệt nhuộm phong phú hòa khánh
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KHOA HÓA - - LÊ THỊ MINH HUYÊN NGHIÊN CỨU CÁC QUÁ TRÌNH KEO TỤ TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY DỆT NHUỘM PHONG PHÚ – HÒA KHÁNH KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN KHOA HỌC Đà Nẵng - 2012 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM Độc lập – Tự – Hạnh phúc ………… ……… KHOA HÓA NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên : Lê Thị Minh Huyên Lớp : 08 CHP Tên đề tài : “Nghiên cứu trình keo tụ xử lý nước thải nhà máy dệt nhuộm Phong Phú – Hòa Khánh” Nguyên liệu, dụng cụ, thiết bị Mẫu nƣớc Mẫu nước thải dùng cho nghiên cứu mẫu nước thải nhà máy dệt nhuộm Phong Phú – Hòa Khánh, mẫu nước thải lấy vào buổi sáng buổi chiều Hóa chất FeCl3.6H2O (Trung Quốc) Bentonit Thuận Hải Bột Cacbon hoạt tính Polime Anion Vichemfloc 62424 (PA) (Nhật Bản) Polime Cation Vichemfloc 84812 (PC) (Nhật Bản) Dung dịch NaOH, H2SO4 Và hóa chất thông dụng khác Dụng cụ, thiết bị Dụng cụ thủy tinh: cốc có mỏ, binh nón, ống đong, pipet, buret, bình tam giác Máy khuấy từ Máy đo quang UV-VIS Cân phân tích điện tử với độ xác 0,0001 Tủ sấy, lò nung Nội dung nghiên cứu Nghiên cứu xử lý nước thải nhà máy dệt nhuộm Phong Phú – Hòa Khánh phương pháp keo tụ với hệ keo tụ FeCl3/Bentonit Thuận Hải, FeCl3/Cacbon hoạt tính, FeCl3/Polime Anion, FeCl3/Polime Cation Giáo viên hƣớng dẫn: TS Bùi Xuân Vững Ngày giao đề tài: Ngày hoàn thành: 15 / 5/ 2012 Chủ nhiệm Khoa Giáo viên hƣớng dẫn ( Kí ghi rõ họ tên) ( Kí ghi rõ họ tên) Sinh viên hoàn thành nộp báo cáo cho khoa ngày tháng năm 2012 Kết điểm đánh giá Ngày tháng năm 2012 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG ( Kí ghi rõ họ tên) LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn thầy Bùi Xuân Vững tận tình hướng dẫn, bảo, động viên em suốt thời gian học tập, nghiên cứu hoàn thành khóa luận Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo giảng dạy môn thầy cô công tác Phòng thí nghiệm khoa Hóa – Trường Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng dìu dắt em thời gian học tập nghiên cứu trường Em xin gởi lời cảm ơn tới cô phòng Kĩ thuật nhà máy dệt nhuộm Phong Phú – Hòa Khánh, Đà Nẵng Em xin chân thành cảm bạn bè động viên giúp đỡ em hoàn thành khóa luận tốt nghiệp Cuối cùng, em xin cảm ơn Chủ tịch hội đồng, giáo viên phản biện ủy viên hội đồng dành thời gian quý báu để đọc nhận xét khóa luận Lê Thị Minh Huyên DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý dệt nhuộm nguồn nước thải Error! Bookmark not defined Hình 1.2 Nước thải dệt nhuộm làm ô nhiễm nguồn nước Error! Bookmark not defined Hình 1.3 Xây dựng đồ thị biễu diễn phụ thuộc Cf /q vào Cf Error! Bookmark not defined Hình 1.4 Liên kết bắc cầu polime lên hạt keo Error! Bookmark not defined Hình 1.5 Sơ đồ nguyên lý trình hấp phụ bắc cầu phá vỡ cân hệ keo polymer 29 Hình 2.1 Quy trình xử lý nước thải dệt nhuộm phương pháp keo tụ Error! Bookmark not defined Hình 3.1 Dung dịch nước thải ban đầu Error! Bookmark not defined Hình 3.2 Ảnh hưởng nồng độ FeCl3 đến hiệu suất xử lý màu Error! Bookmark not defined Hình 3.3 Ảnh hưởng nồng độ Bentonit đến hiệu suất xử lý màu Error! Bookmark not defined Hình 3.4 Ảnh hưởng pH đến hiệu suất xử lý màu Error! Bookmark not defined Hình 3.5 Ảnh hưởng nồng độ FeCl3 đến hiệu suất xử lý màu 39 Hình 3.6 Ảnh hưởng C hoạt tính đến hiệu suất xử lý màu Error! Bookmark not defined Hình 3.7 Ảnh hưởng pH đến hiệu suất xử lý màu Error! Bookmark not defined Hình 3.8 Ảnh hưởng nồng độ FeCl3 đến hiệu suất xử lý màu Error! Bookmark not defined Hình 3.9 Ảnh hưởng nồng độ Polime Anion đến hiệu suất xử lý màu Error! Bookmark not defined Hình 3.10 Ảnh hưởng pH đến hiệu suất xử lý màu Error! Bookmark not defined Hình 3.11 Ảnh hưởng nồng độ FeCl3 đến hiệu suất xử lý màu Error! Bookmark not defined Hình 3.12 Ảnh hưởng nồng độ Polime Cation đến hiệu suất xử lý màu Error! Bookmark not defined Hình 3.13 Ảnh hưởng pH đến hiệu suất xử lý màu Error! Bookmark not defined Hình 3.14 Nước thải lọc sau keo tụ Error! Bookmark not defined Hình 3.15 Dung dịch nước thải keo tụ Error! Bookmark not defined DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1 Các chất ô nhiễm đặc tính nước thải dệt nhuộm Error! Bookmark not defined Bảng 1.2 Đặc tính nước thải số xí nghiệp dệt nhuộm Việt Nam Error! Bookmark not defined Bảng 3.1 Ảnh hưởng nồng độ FeCl3 đến hiệu suất xử lý màuError! Bookmark not defined Bảng 3.2 Ảnh hưởng nồng độ Bentonit đến hiệu suất xử lý màu Error! Bookmark not defined Bảng 3.3 Ảnh hưởng pH đến hiệu suất xử lý màuError! Bookmark not defined Bảng 3.4 Ảnh hưởng nồng độ FeCl3 đến hiệu suất xử lý màu 39 Bảng 3.5 Ảnh hưởng C hoạt tính đến hiệu suất xử lý màuError! Bookmark not defined Bảng 3.6 Ảnh hưởng pH đến hiệu suất xử lý màuError! Bookmark not defined Bảng 3.7 Ảnh hưởng nồng độ FeCl3 đến hiệu suất xử lý màu Error! Bookmark not defined Bảng 3.8 Ảnh hưởng nồng độ Polime Anion đến hiệu suất xử lý màu Error! Bookmark not defined Bảng 3.9 Ảnh hưởng pH đến hiệu suất xử lý màuError! Bookmark not defined Bảng 3.10 Ảnh hưởng nồng độ FeCl3 đến hiệu suất xử lý màu Error! Bookmark not defined Bảng 3.11 Ảnh hưởng nồng độ Polime Cation đến hiệu suất xử lý màu Error! Bookmark not defined Bảng 3.12 Ảnh hưởng pH đến hiệu suất xử lý màuError! Bookmark not defined Bảng 3.13 Các thông số nước thải đầu vào đầu sau keo tụ với FeCl3/Polime Cation Error! Bookmark not defined MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Việt Nam giai đoạn đổi mới, kinh tế chuyển phát triển mạnh mẽ Cũng ngành công nghiệp khác, ngành dệt nhuộm Việt Nam phát triển không ngừng, nhu cầu sản phẩm may mặc lớn với chủng loại sản phẩm ngày đa dạng Tuy nhiên, đặc thù ngành sản xuất phức tạp, sử dụng nhiều hóa chất nên nước thải dệt nhuộm chứa phần lớn chất độc hại chất hữu cơ, mà hầu hết nhà máy chưa xử lý xử lý chưa triệt để thải môi trường làm ảnh hưởng đến hệ sinh thái, sức khỏe người đời sống sinh vật Đặc điểm nước thải dệt nhuộm chứa nhiều tạp chất xơ sợi, chất lơ lửng chất màu nên xử lý nước thải dệt nhuộm đơn giản Việc xử lý nước thải dệt nhuộm thường kết hợp nhiều phương pháp, bao gồm xử lý học, sinh học, lý hóa phương pháp xử lý keo tụ kết hợp với oxi hóa nâng cao Fenton phương pháp mong đợi đem lại hiệu cao Với mong muốn tìm loại hóa chất keo tụ có khả hấp phụ màu tốt nhất, giảm đáng kể lượng chất lơ lửng xơ sợi, làm giảm giá thành xử lý mà mang lại hiệu cao, hỗ trợ tốt cho trình oxi hóa nâng cao Fenton phía sau, nên khóa luận tiến hành trình bày đề tài: “Nghiên cứu trình keo tụ xử lý nước thải nhà máy dệt nhuộm Phong Phú – Hòa Khánh” Mục đích nghiên cứu đề tài Nghiên cứu trình keo tụ tạo nước thải dệt nhuộm với chất keo tụ FeCl3/Bentonit Thuận Hải, FeCl3/Cacbon hoạt tính, FeCl3/Polime Anion, FeCl3/Polime Cation Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu đề tài Đối tượng: Nước thải dệt nhuộm nhà máy Phong Phú – Hòa Khánh Phạm vi nghiên cứu: Trong giới hạn đề tài, tập trung nghiên cứu thực nghiệm nội dung sau: Sử dụng phương pháp keo tụ tạo với chất keo tụ FeCl3 chất trợ keo tụ để xử lý nước thải nhà máy dệt nhuộm Phong Phú, Hòa Khánh trước đưa vào bể lắng bể oxi hóa nâng cao Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình pH, nồng độ chất keo tụ trợ keo tụ Quá trình thực phòng thí nghiệm khoa Hóa – Đại học Sư phạm Đà Nẵng Phƣơng pháp nghiên cứu 4.1 Nghiên cứu lí thuyết Nghiên cứu tài liệu tham khảo có liên quan đến đề tài Phân tích tổng hợp lý thuyết: nghiên cứu sở khoa học đề tài Trao đổi với giáo viên hướng dẫn 4.2 Nghiên cứu thực nghiệm Đo thông số COD, BOD, TSS, TDS, hàm lượng kim loại nặng trước sau xử lý keo tụ, gởi mẫu Đài Khí tượng Thủy văn khu vực Trung Trung Bộ Sử dụng phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV – VIS để xác định hiệu suất hấp phụ màu hệ keo tụ FeCl3/Bentonit Thuận Hải, FeCl3/Cacbon hoạt tính, FeCl3/Polime Anion, FeCl3/Polime Cation Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Nghiên cứu trình keo tụ tạo để tìm giải pháp xử lý nước thải đạt hiệu suất cao nhất, đơn giản, rẻ tiền trước chuyển nước thải vào bể xử lý oxi hóa nâng cao Kết cấu khóa luận Ngoài phần mở đầu, kết luận kiến nghị, nội dung khóa luận gồm chương sau: Chương - Tổng quan Chương - Thực nghiệm Chương - Kết bàn luận CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu công nghệ dệt nhuộm 1.1.1 Sự phát triển ngành dệt nhuộm giới Việt Nam [18], [26] Ngành dệt nhuộm ngành quan trọng có từ lâu đời nhu cầu người Với tiến vượt bật khoa học kĩ thuật, ngày nay, kỹ thuật dệt - nhuộm gia tăng sản lượng mà gia tăng chất lượng, đa dạng màu sắc, mẫu mã sản phẩm Ở Việt Nam, ngành công nghiệp dệt may trở thành ngành mũi nhọn, giải lượng lớn lao động, có kim ngạch xuất lớn Ngành dệt may mặt hàng xuất hàng đầu Việt Nam có tốc độ tăng trưởng cao qua năm Tư cách thành viên ASEAN, WTO, APEC… hiệp định thương mại tự song phương, đa phương, tạo điều kiện thuận lợi cho hàng dệt may Việt Nam có mặt nhiều rộng thị trường quốc tế, thiết lập vị thị trường khó tính Mỹ, EU Nhật Bản Theo số liệu trung tâm Thương mại giới, Việt Nam đứng danh sách Top 10 nước có kim ngạch xuất lớn giới hàng Dệt may giai đoạn 2007 – 2009 đứng vị thứ năm 2010 với thị phần xuất gần 3%, sau Trung Quốc (36,6%), Bangladesh (4,32%)… [18], [26] Tuy vậy, ngành dệt may chưa trọng đến việc quản lý xử lý chất thải Với phát triển nhanh mạnh nay, ngành dệt may thải lượng lớn chất thải rắn nước thải khó xử lý đòi hỏi cần phải giải 1.1.2 Công nghệ sản xuất nguồn phát sinh nƣớc thải dệt nhuộm [1], [11], [12] Do yêu cầu phong phú mẫu mã, màu sắc, chủng loại nên trình sản xuất sử dụng nhiều công nghệ, nguồn nguyên liệu hóa chất đa dạng Để sản xuất loại vải cotton vải pha, nguyên liệu chủ yếu xơ xơ nhân tạo Ngoài sử dụng loại nguyên liệu lông thú, đay, gai, tơ tằm để sản xuất mặt hàng tương ứng 48 Kết hình 3.7 cho thấy giá trị pH = hiệu suất hấp phụ màu tốt (38,56%) Điều giải thích tương tự khảo sát Bentonit Kết luận: Khảo sát trình keo tụ với FeCl3/C hoạt tính thu kết tốt là: - pH = - FeCl3 = 400 ppm - C hoạt tính = 500 ppm - %D = 38,56% 3.3 Khảo sát ảnh hƣởng FeCl3/Polime Anion (PA) 3.3.1 Khảo sát FeCl3 Điều kiện tiến hành: Cố định pH = 8, lượng polime anion cho vào cốc ppm, nồng độ FeCl3 thay đổi từ 200 ppm đến 1000 ppm Giá trị mật độ quang ban đầu D0 = 1,2045 Sau keo tụ xong, nước thải lọc đem đo quang Kết trình bày bảng 3.7 hình 3.8 Bảng 3.7 Ảnh hưởng nồng độ FeCl3 đến hiệu suất xử lý màu FeCl3(ppm) 200 400 600 800 1000 Dg 0,9990 0,9342 0,9668 0,6637 0,6948 % Dg 17,06% 22,44% 19,73% 44,90% 42,32% Hình 3.8 Ảnh hưởng nồng độ FeCl3 đến hiệu suất xử lý màu 49 Kết hình 3.8 cho thấy tăng nồng độ FeCl3 hiệu suất hấp phụ màu tăng lên đạt hiệu tốt nồng độ FeCl3 = 800 ppm (44,90 %) Tuy nhiên nồng độ FeCl3 tăng cao hiệu suất hấp phụ màu bắt đầu giảm, nồng độ FeCl3 = 1000 ppm hiệu suất bắt đầu giảm (42,32 %) Do lượng FeCl3 cho vào vượt liều cần thiết để trung hòa điện tích huyền phù gây bẩn, lúc tương tác hạt huyền phù gây bẩn hydroxit tạo thành mà điện tích hạt keo thay đổi từ âm sang dương (hiện tượng đảo dấu điện tích) hệ huyền phù bền trở lại, nước đục hơn, hiệu suất phân hủy màu giảm 3.3.2 Khảo sát Polime Anion Điều kiện tiến hành: Cố định pH = 8, lượng FeCl3 cho vào cốc 800 ppm, nồng độ polime anion thay đổi từ ppm đến ppm Giá trị mật độ quang ban đầu D0 = 1,3103 Sau keo tụ xong, nước thải lọc đem đo quang Kết trình bày bảng 3.8 hình 3.9 Bảng 3.8 Ảnh hưởng nồng độ Polime Anion đến hiệu suất xử lý màu Dg 0,7519 0,6935 0,8414 0,9936 1,0623 % Dg 42,62% 47,07% 35,79% 24,17% 18,93% PA (ppm) Hình 3.9 Ảnh hưởng nồng độ Polime Anion đến hiệu suất xử lý màu Kết hình 3.9 cho thấy hiệu suất hấp phụ màu đạt hiệu tốt nồng độ Polime Anion = ppm với hiệu suất 47,07% Khi tăng nồng độ polime lên 50 hiệu suất hấp phụ màu bắt đầu giảm xuống Khi nồng độ cao độ nhớt dung dịch tăng, polime bao bọc hạt keo lại tạo cân hệ keo, dẫn đến hiệu suất khử màu bị giảm Polime anion loại hòa tan dung dịch ion hóa thành anion tạo nên lớp điện tích âm xung quanh phân tử polime Chất trợ keo tụ polime anion tạo cầu nối liên kết hạt keo mang màu tính bền, tức phân tử polime hấp phụ đồng thời nhiều hạt keo Khi sử dụng chất keo tụ hợp chất polyme, nhờ cấu trúc mạch dài, đoạn phân tử polyme hấp thụ bề mặt keo, tạo cầu nối với nhau, tạo thành keo tụ có kích thước lớn làm tăng độ lắng hạt keo 3.3.3 Khảo sát pH Điều kiện tiến hành: Lượng FeCl3 cho vào cốc 800 ppm, polime anion ppm, pH thay đổi từ đến 10 Giá trị mật độ quang ban đầu D0=1,2981 Sau keo tụ xong, nước thải lọc đem đo quang Kết trình bày bảng 3.9 hình 3.10 Bảng 3.9 Ảnh hưởng pH đến hiệu suất xử lý màu pH 10 Dg 0,7825 0,6749 0,7108 1,1021 1,1960 % Dg 39,72% 48,00% 45,24% 15,10% 6,06% Hình 3.10 Ảnh hưởng pH đến hiệu suất xử lý màu 51 Kết hình 3.10 cho thấy giá trị pH = pH = hiệu suất hấp phụ màu cao với giá trị 48,00% 45,24% Tuy nhiên pH tăng lên độ bền keo giảm, keo tụ nhỏ dẫn đến hiệu xử lý giảm Chọn pH = Kết luận: Khảo sát trình keo tụ với FeCl3/Polime Anion thu kết tốt là: - pH = - FeCl3 = 800 ppm - Polime Anion = ppm - %D = 48 % 3.4 Khảo sát ảnh hƣởng FeCl3/Polime Cation (PC) 3.4.1 Khảo sát FeCl3 Điều kiện tiến hành: Cố định pH = 8, lượng Polime cation cho vào cốc ppm, nồng độ FeCl3 thay đổi từ 200 ppm đến 1000 ppm Giá trị mật độ quang ban đầu D0 = 1,3238 Sau keo tụ xong, nước thải lọc đem đo quang Kết trình bày bảng 3.10 hình 3.11 Bảng 3.10 Ảnh hưởng nồng độ FeCl3 đến hiệu suất xử lý màu FeCl3(ppm) 200 400 600 800 1000 Dg 1,1064 1,0503 0,9862 0,6497 0,6837 % Dg 16,42% 20,66% 25,50% 50,93% 48,35% Hình 3.11 Ảnh hưởng nồng độ FeCl3 đến hiệu suất xử lý màu 52 Kết hình 3.11 cho thấy tăng nồng độ FeCl3 hiệu suất khử màu tăng, nhiên đến khoảng nồng độ 800 ppm hiệu xử màu ổn định Do nồng độ 800 ppm chọn để xử lý 3.4.2 Khảo sát Polime Cation Điều kiện tiến hành: Cố định pH = 8, lượng FeCl3 cho vào cốc 800 ppm, nồng độ polime cation thay đổi từ ppm đến ppm Giá trị mật độ quang ban đầu D0 = 1,3238 Sau keo tụ xong, nước thải lọc đem đo quang Kết trình bày bảng 3.11 hình 3.12 Bảng 3.11 Ảnh hưởng nồng độ Polime Cation đến hiệu suất xử lý màu PC (ppm) Dg 0,6839 0,6480 0,6312 0,6759 0,9639 % Dg 48,34% 51,05% 52,32% 48,94% 27,19% Hình 3.12 Ảnh hưởng nồng độ Polime Cation đến hiệu suất xử lý màu Kết hình 3.12 cho thấy nồng độ ppm ppm hiệu suất hấp phụ màu tốt đạt hiệu suất 51,05% 52,32% Polime cation loại polime hòa tan dung dịch ion hóa thành cation tạo nên lớp điện tích dương xung quanh phân tử polime, lớp điện tích dương góp phần trung hòa hạt keo mang điện âm dung dịch Chất keo tụ FeCl3 làm tính ổn định hạt keo nhờ vào chế hấp phụ trung hòa điện tích Ngoài hỗ trợ polime cation liên kết bắt cầu hấp phụ polime lên cạnh 53 riêng bề mặt hạt keo chất keo tụ, kết hạt keo bị lắng xuống màu bị giảm Tại nồng độ ppm ppm, hiệu suất xử lý màu ổn định nên chọn nồng độ ppm để tiết kiệm chi phí hóa chất Do lực hấp phụ có tính cộng hợp nên tương tác polime hạt keo tốt làm cho trình lắng dễ dàng 3.4.3 Khảo sát pH Điều kiện tiến hành: Lượng FeCl3 cho vào cốc 800 ppm, polime cation ppm, pH thay đổi từ đến 10 Giá trị mật độ quang ban đầu D 0=1,3238 Sau keo tụ xong, nước thải lọc đem đo quang Kết trình bày bảng 3.12 hình 3.13 Bảng 3.12 Ảnh hưởng pH đến hiệu suất xử lý màu pH 10 Dg 0,7276 0,6485 0,6137 0,6623 1,2786 % Dg 45,04% 51,01% 53,64% 49,97% 3,41% Hình 3.13 Ảnh hưởng pH đến hiệu suất xử lý màu Kết hình 3.13 cho thấy giá trị pH = hiệu suất phân hủy màu cao (53,64%) Kết có ảnh hưởng tốt đến trình xử lý nước thải phương pháp keo tụ, nước thải dệt nhuộm có giá trị pH cao (khoảng 14), xử lý keo tụ pH = tiết kiệm nhiều hóa chất 54 Kết luận: Khảo sát trình keo tụ với FeCl3/Polime Cation thu kết tốt là: - pH = - FeCl3 = 800 ppm - Polime Cation = ppm - %D = 53,64 % Sau khảo sát trình trên, chọn trình keo tụ FeCl3/Polime Cation tối ưu cả, hiệu suất xử lý màu đạt đến 53,64 % Hình 3.14.Nước thải lọc sau keo tụ Hình 3.15.Dung dịch nước thải keo tụ Bảng 3.13 Các thông số nước thải đầu vào đầu sau keo tụ với FeCl3/Polime Cation Chỉ tiêu Đơn vị Nƣớc thải đầu Nƣớc thải đầu vào QCVN 13:2008, cột B COD mg/L 1476 554 150 BOD mg/L 75 27 50 TSS mg/L 316 98 100 TDS mg/L 6540 1230 1000 Fe mg/L 0,527 0,213 55 Cu mg/L 0,0411 0,0360 Cr(III) mg/L 0,1662 0,0778 Từ kết bảng 3.13 ta thấy, tiêu BOD, TSS số kim loại nặng nước thải đầu sau keo tụ FeCl3/Polime Cation đạt tiêu chuẩn cột B tài nguyên môi trường Chỉ tiêu COD TDS giảm đáng kể cao, nhà máy nên có qui trình xử lý phương pháp oxi hóa nâng cao để đạt kết xử lý nước thải tốt 3.5 Đề nghị qui trình xử lý nƣớc thái nhà máy dệt nhuộm Nước thải H2SO4 FeCl3 Polime Cation Tách tạp chất học Bể điều hòa Bể keo tụ Thiết bị lắng bùn H2SO4 Bể điều hòa Xử lí bùn H2 O Fe2(SO4)3 NaOH Bể phản ứng oxi hóa Bể trung hòa Thiết bị lắng bùn Nước thải vào nguồn tiếp nhận 56 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Sau thời gian thực đề tài: “Nghiên cứu trình keo tụ xử lý nước thải nhà máy dệt nhuộm Phong Phú – Hòa Khánh” rút số kết luận sau: Các yếu tố ảnh hưởng đến phân hủy màu nước thải dệt nhuộm thu kết là: - FeCl3/Bentonit Thuận Hải: pH = 7, FeCl3 = 300 ppm, Bentonit Thuận Hải = 800 ppm, %D = 25,80% - FeCl3/C hoạt tính thu kết tốt là: pH = 7, FeCl3 = 400 ppm, C hoạt tính = 500 ppm, %D = 38,56% - FeCl3/Polime Anion thu kết tốt là: pH = 7, FeCl3 = 800 ppm, Polime Anion = ppm, %D = 48 % - FeCl3/Polime Cation thu kết tốt là: pH = 8, FeCl3 = 800 ppm, Polime Cation = ppm, %D = 53,64 % Với hiệu suất hấp phụ màu tốt nhất, hệ FeCl3/Polime Cation áp dụng thực tiễn để xử lý nước thải trước chuyển đến bể phản ứng oxi hóa Qua trình keo tụ với hệ FeCl3/Polime Cation, tiêu nước đầu vào với thông số BOD (75 mg/l), TSS (316 mg/l), kim loại Fe (0,527 mg/l) giảm BOD (27mg/l), TSS (98 mg/l), Fe (0,213 mg/l) đạt tiêu chuẩn cột B, QCVN 13: 2008 Chỉ tiêu COD (1476 mg/l) TDS (6540 mg/l) giảm COD (554 mg/l), TDS (1230 mg/l) chưa đạt QCVN 13: 2008, cần tiến hành trình oxi hóa nâng cao Fenton để xử lý triệt để KIẾN NGHỊ Quá trình keo tụ nhằm loại bỏ hạt chất rắn khó lắng, chất lơ lửng, cải thiện hiệu suất lắng bể lắng, hỗ trợ tốt cho trình xử lý nước thải công đoạn nên kết hợp phương pháp keo tụ với phương pháp xử lý khác để đạt kết tốt Cần tiếp tục nghiên cứu mở rộng với hệ keo tụ khác sử dụng chất keo tụ AlCl3 hay Polyaluminum Chloride (PAC) chất trợ keo tụ Bentonit Thuận Hải, C hoạt tính, Polime Anion, Polime Cation 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: [1] Cao Thị Ngọc Bích, Nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm phương pháp keo tụ kết hợp oxi hóa xúc tác, Đồ án tốt nghiệp Cử nhân Sư phạm, Đà Nẵng, 2006 [2] Hoàng Kim Cơ, Trần Hữu Uyển, Lương Đức Phẩm, Lý Kim Bảng, Dương Đức Hoàng, Kỹ thuật Môi trường, NXB KHKT HN, 2001 [3] Phan Anh Đào, Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm, An Giang, 2004 [4] Trần Phước Giang, Nghiên cứu trình đông tụ oxy hóa nâng cao Fenton xử lý nước thải nhà máy dệt nhuộm Phong Phú – Hòa Khánh, Luận văn thạc sĩ hóa học, Đà nẵng, 2011 [5] Trần Kim Hoa, Xử lý nước thải nhuộm phương pháp kết hợp keo tụ - oxi hóa xúc tác, Tạp chí hóa học, 2005 [6] Nguyễn Khánh Diệu Hồng, Nghiên cứu xử lý nước thải từ trình tẩy rửa dầu cặn phương pháp keo tụ, Hóa học ứng dụng, 2005 [7] Phạm Thị Lan Hương, Thiết kế trạm xử lý nước thải cho nhà máy Dệt –nhuộm công suất 3000 m3/ngày đêm, Viện Khoa học Công nghệ Môi trường, Đại học Bách Khoa Hà Nội, 2010 [8] Hồ Văn Khánh, Một số tính chất keo nhôm hoạt tính điều chế phương pháp điện hóa, Hóa học ứng dụng, 2004 [9] Lưu Cẩm Lộc, Hóa học xử lý môi trường, Trung tâm KHTN CNQG, Tp.HCM, 2001 [10] Trần Mạnh Lục, Hóa học hệ phân tán keo, Đại học Sư phạm Đà Nẵng, 2001 [11] Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga, Giáo trình công nghệ xử lý nước thải, NXB Khoa học Và Kỹ thuật, 2002 [12] Cao Hữu Trượng, Hóa học thuốc nhuộm, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 58 Tiếng Anh: [13] A Aygun, T Yilmaz, “Improvement of Coagulation-Flocculation Process for Treatment of Detergent Wastewater Using Coagulant Aids”, Department of Environmental Engineering, Selcuk University, Konya, Turkey, 2010 [14] M.I Badawy, M.E.M.Ali, “Fenton „s peroxidation and coagulation processes for the treatment of combined industrial and domestic wastewater”, National Research Center Water Pollution Department, Dokki, Cairo, Egypt, 2006 [15] Masaaki Suzuki, “A study on the Ralative Performance of Different Coagulants and the Kinetics of COD in the Treatment of a Textile Bleaching and Dyeing Industrial Wastewate”, Department of Chemical Engineering, Graduate School of Science and Engineering Tokyo Institute of Technology, Tokyo, Japan, 2007 [16] E K Mahmoud, “Chemically Enhanced Primary Treatment of Textile Industrial Effluents”, Tanta University, Faculty of Agriculture, Department of Soil and Water Science, Egypt, 2008 [17] G.R Nabi Bidhendi, A Torabian, H.Ehsani, N Razmkhah, “Evaluation of industrial dyeing wastewater treatment with coagulants and polyelectrolyte as a coagulant aid”, Faculty of The Environment, University of Tehran, Tehran, Iran, 2006 Các trang web: [18].http://bearqtkdth1907.wordpress.com/2011/03/23/tim-hi%e1%bb%83uv%e1%bb%81-nganh-hang-d%e1%bb%87t-may-vi%e1%bb%87t-nam/ [19].http://congnghexanh.com.vn/trangchu/modules.php?name=Files&go=popular &p=3 [20].http://tainguyenso.vnu.edu.vn/jspui/bitstream/123456789/1747/1/luan%20van2 0sua%2021.12.doc [21].http://vi.wikipedia.org/wiki/H%E1%BA%A5p_ph%E1%BB%A5 [22] Http://www2.hcmuaf.edu.vn/data/lethioanh/Keo%20tu%20tao%20bong.pdf [23].Http://www.viettien.com.vn/modules.php?name=news&op=detailsnews&mid= 868&mcid=277&menuid=632 59 [24] Http://www.vinatex.com [25].Http://www.xaydungduan.com/xu-ly-nuoc-thai-det-nhuom-theo-phuong-phapsinh-hoc-ket-hop-keo-tu-tao-bong-1452.html [26].Http://yeumoitruong.com/forum/forumdisplay.php?257N%C6%AF%E1%BB %9AC-TH%E1%BA%A2I-D%E1%BB%86T-NHU%E1%BB%98M 60 MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu công nghệ dệt nhuộm 1.1.1 Sự phát triển ngành dệt nhuộm giới Việt Nam 1.1.2 Công nghệ sản xuất nguồn phát sinh nước thải dệt nhuộm 1.1.3 Đặc điểm nước thải tác động nước thải đến môi trường 10 1.2 Thuốc nhuộm công nghệ dệt nhuộm 13 1.2.1 Khái quát thuốc nhuộm 13 1.2.2 Phân loại, đặc điểm thuốc nhuộm 14 1.3 Các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải dệt nhuộm 17 1.3.1 Phương pháp học 17 1.3.2 Phương pháp sinh học 18 1.3.3 Phương pháp hóa lý 19 1.3.4 Phương pháp điện hóa 24 1.3.5 Phương pháp hóa học 25 1.4 Phƣơng pháp xử lý nƣớc thải keo tụ 26 1.4.1 Cấu tạo hạt keo 26 1.4.2 Cơ chế trình keo tụ tạo 27 1.4.3 Các chất keo tụ trợ keo tụ 30 1.4.4 Cơ chế hấp phụ bắc cầu 32 CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM 35 2.1 Nguyên liệu, dụng cụ hoá chất 35 2.1.1 Nguyên liệu hóa chất 35 2.1.2 Dụng cụ thiết bị nghiên cứu 35 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 35 2.2.1 Phương pháp nghiên cứu 35 61 2.2.2 Phương pháp lấy mẫu 35 2.2.3 Phương pháp chuẩn bị hóa chất 36 2.2.4 Phương pháp đo quang 36 2.2.5 Phương pháp xử lý keo tụ 37 2.2.6 Phương pháp đánh giá hiệu xử lý 38 2.2.7 Các thí nghiệm khảo sát trình keo tụ 38 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 40 3.1 Khảo sát ảnh hƣởng FeCl3/bentonit Thuận Hải 40 3.1.1 Khảo sát FeCl3 40 3.1.2 Khảo sát bentonit Thuận Hải 41 3.1.3 Khảo sát pH 42 3.2 Khảo sát ảnh hƣởng FeCl3/C hoạt tính 44 3.2.1 Khảo sát FeCl3 44 3.2.2 Khảo sát C hoạt tính 45 3.2.3 Khảo sát pH 46 3.3 Khảo sát ảnh hƣởng FeCl3/Polime Anion (PA) 47 3.3.1 Khảo sát FeCl3 47 3.3.2 Khảo sát Polime Anion 48 3.3.3 Khảo sát pH 49 3.4 Khảo sát ảnh hƣởng FeCl3/Polime Cation (PC) 50 3.4.1 Khảo sát FeCl3 50 3.4.2 Khảo sát Polime Cation 51 3.4.3 Khảo sát pH 52 3.5 Đề nghị qui trình xử lý nƣớc thái nhà máy dệt nhuộm 54 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 62 [...]... thải Nước thải Nước thải Nước thải Nước thải Nước thải Nước thải Sản phẩm Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý dệt nhuộm và các nguồn nước thải 11 1.1.3 Đặc điểm nƣớc thải và tác động của nƣớc thải đến môi trƣờng 1.1.3.1 Đặc điểm của nước thải [11] Đặc trưng quan trọng nhất của nước thải từ các cơ sở dệt nhuộm là sự dao động rất lớn cả về lưu lượng và tải lượng các chất ô nhiễm Thành phần của chất thải thay đổi theo... của các bông keo Phương pháp keo tụ được sử dụng rộng rãi trong xử lý nước thải dệt nhuộm có các thuốc nhuộm phân tán và không tan Đây là phương pháp khả thi về mặt kinh tế Tuy nhiên nó không xử lý được tất cả các loại thuốc nhuộm: thuốc nhuộm axit, thuốc nhuộm trực tiếp, thuốc nhuộm hoàn nguyên keo tụ tốt nhưng không kết lắng dễ dàng, bông cặn chất lượng thấp, thuốc nhuộm hoạt tính rất khó xử lý bằng... cách khác nhau: + Trộn lẫn nước thải axit với nước thải kiềm: + Trung hòa bằng cách dùng hóa chất: + Trung hòa nước thải bằng cách lọc qua vật liệu có tác dụng trung hòa + Trung hòa bằng khí thải khói lò hơi 1.3.5.2 Phương pháp oxi hóa khử Thuốc nhuộm có màu là do trong phân tử của nó có chứa các nối đôi tiếp cách, do đó để xử lý nước thải dệt nhuộm người ta thường dùng các chất oxi hóa mạnh để phá... lượng nước thải, đặc tính nước thải, tiêu chuẩn thải, xử lý tập trung hay cục bộ Để tăng hiệu suất xử lý cần có hệ thống phân luồng dòng thải, đặc biệt đối với những cơ sở có năng suất sản xuất hàng dệt nhuộm lớn Về nguyên lý xử lý, có thể sử dụng các phương pháp sau để xử lý nước thải dệt nhuộm: 1.3.1 Phƣơng pháp cơ học Phương pháp này dùng để tách các tạp chất rắn, chất phân tán thô ra khỏi nước bằng... tốc độ xử lý chất thải bằng phương pháp hóa học nhanh hơn nhiều Các phương pháp hóa học dùng trong xử lý nước thải gồm có: trung hòa, oxy hóa và khử 1.3.5.1 Phương pháp trung hòa [3], [11] Nước thải chứa các axit vô cơ hoặc kiềm cần được trung hòa pH về khoảng 6,5 ÷ 8,5 trước khi thải vào nguồn nước hoặc sử dụng cho công nghệ xử lý tiếp theo Trung hòa nước thải có thể được thực hiện bằng nhiều cách khác... đối với thuốc nhuộm hoạt tính cỡ 10 ÷ 50%, lớn nhất trong các loại thuốc nhuộm Hơn nữa, màu thuốc nhuộm thủy phân giống màu thuốc nhuộm gốc nên nó gây ra vấn đề màu nước thải và ô nhiễm nước thải 1.3 Các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải dệt nhuộm [2], [9], [11] Với đặc thù của công nghệ, nước thải dệt nhuộm chứa tổng hàm lượng chất rắn TSS, chất lơ lửng, độ màu, BOD, COD cao Chọn phương pháp xử lý thích hợp... Các công đoạn dệt nhuộm và sự phân phối nước trong nhà máy dệt như sau: Nguyên liệu đầu Nước, hồ tinh bột, phụ gia Hơi nước Làm sạch, kéo sợi, chải, đánh ống Hồ sợi Nước thải Dệt vải Ezim, NaOH NaOH, hóa chất Hơi nước H2O2, NaOCl, hóa chất NaOH, hóa chất Dung dịch nhuộm H2SO4 H2O2, chất tẩy giặt Hơi nước Hồ, hóa chất Giũ hồ Nấu Tẩy trắng Làm bóng Nhuộm, in hoa Giặt Hoàn tất Nước thải Nước thải Nước. .. vi sinh vật là quá trình oxi hóa sinh hóa Nước thải được xử lý bằng phương pháp sinh học được đặt trưng bởi COD, BOD Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học được chia làm 2 loại: - Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện tự nhiên - Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học trong điều kiện nhân tạo 20 Tùy điều kiện cụ thể như địa hình, tính chất và khối lượng nước thải, khí hậu,... hoạt tính rất khó xử lý bằng các tác nhân keo tụ thông thường và còn ít được nghiên cứu Bên cạnh đó phương pháp keo tụ cũng tạo ra một lượng bùn thải lớn và không làm giảm tổng chất rắn hòa tan nên gây khó khăn cho tuần hoàn nước 31 1.4.3 Các chất keo tụ và trợ keo tụ [8], [22], [25] 1.4.3.1 Các chất keo tụ Chất keo tụ được sử dụng thông thường được chia ra thành chất keo tụ vô cơ (inorganic coagulants)... gồm cát xỉ thì được thu giữ ở bể lắng cát Lượng chất không hòa tan hữu cơ thì được được giữ lại ở bể lắng trước khi xử lý sinh học, và các chất bẩn hữu cơ không hòa tan được hình thành trong quá trình xử lý sinh học thì được lắng ở bể lắng sau xử lý sinh học Trong quá trình xử lý nước thải, các chất có tác động qua lại lẫn nhau, có thể tạo ra các chất rắn có hình dạng khác nhau, kích thước thay đổi và ... Nghiên cứu trình keo tụ xử lý nước thải nhà máy dệt nhuộm Phong Phú – Hòa Khánh Nguyên liệu, dụng cụ, thiết bị Mẫu nƣớc Mẫu nước thải dùng cho nghiên cứu mẫu nước thải nhà máy dệt nhuộm Phong. .. xử lý mà mang lại hiệu cao, hỗ trợ tốt cho trình oxi hóa nâng cao Fenton phía sau, nên khóa luận tiến hành trình bày đề tài: Nghiên cứu trình keo tụ xử lý nước thải nhà máy dệt nhuộm Phong Phú. .. giác Máy khuấy từ Máy đo quang UV-VIS Cân phân tích điện tử với độ xác 0,0001 Tủ sấy, lò nung 2 Nội dung nghiên cứu Nghiên cứu xử lý nước thải nhà máy dệt nhuộm Phong Phú – Hòa Khánh