nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm bằng phương pháp keo tụ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP SINH VIÊN NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM BẰNG PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ S K C 0 9 MÃ SỐ: SV2010 - 74 S KC 0 8 Tp Hồ Chí Minh, 2010 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP SINH VIÊN NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM BẰNG PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ MÃ SỐ: SV2010-74 NGƯỜI THỰC HIỆN: ĐƠN VỊ: TRẦN VĂN BÉ BA ĐỖ PHƯƠNG THẢO NGUYỄN THỊ THANH TRÚC KHOA CNHH&TP TP HỒ CHÍ MINH – 2010 Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Sức MỤC LỤC Chương I: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Thành phần nước thải dệt nhuộm 1.3 Mục đích đề tài Chương II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ NGUYÊN LÝ DÙNG PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM 2.1 Cơ sở lý thuyết keo tụ 2.1.1 Keo tụ 2.1.2 Các phương pháp keo tụ 2.1.3.Các chế trình keo tụ tạo 2.2 Hóa chất keo tụ 2.2.1 Muối nhôm 2.2.1.1 Phèn nhôm Al2(SO4)3 2.2.1.2 Sunphat nhôm + vôi sống 2.2.1.3 Sunphat nhôm +cacbonat natri 2.2.1.4 Aluminat natri 2.2.2 Phèn sắt 2.2.2.1 Phèn sắt Ferrous sulfate 2.2.2.2 Sắt Ferric sulfate –Fe2(SO4)3 10 2.2.2.3 Phèn sắt Feric chloride –FeCl3: (lỏng, kết tinh) 10 2.2.2.4 Sulfat ferric + vôi 10 2.2.2.5 Sắt sulfat +Clo 10 2.2.2.6 Sắt sulfat +vôi 10 2.2.3 Hỗn hợp: sản phẩm hỗn hợp Al3+/Fe3+ 11 2.2.4 PAC ( Polialumium chloride) 11 2.2.5 Các hóa chất keo tụ tự nhiên 12 Xử lý nước thải dệt nhuộm phương pháp keo tụ Trang Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Sức 2.2.5.1 Chitosan 12 2.2.5.2 Bentonite 12 2.2.5.3 Alginate – CaCl2 12 Chương III: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 13 3.1 Hóa chất, dụng cụ, thiết bị 13 3.1.1 Hóa chất: 13 3.1.2 Dụng cụ: 13 3.1.3 Thiết bị 13 3.2 Chuẩn bị mẫu, hóa chất để phân tích 13 3.2.1 Pha dung dịch Al2(SO4)3 nồng độ 20g/l 13 3.2.2 Pha dung dịch FeCl3 nồng độ 20g/l 14 3.2.3 Pha dung dịch PAC nồng độ 20g/l 14 3.2.4 Pha dung dịch polimer nồng độ 0.1% 15 3.3 Phương pháp nghiên cứu: 15 3.4 Phân tích thông số 16 Chương IV: TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 17 4.1.Thí nghiệm : xác định giá trị pH tối ưu 17 4.2.Thí nghiệm 2: xác định liều lượng phèn tối ưu 17 4.3 Thí nghiệm 3: xác định liều lượng chất polimer (trợ keo tụ) tối ưu 17 Chương V: KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT 19 5.1 Chất keo tụ : Al2(SO4)3 19 5.1.1 Ảnh hưởng pH đến trình tạo 19 5.1.2 Ảnh hưởng hàm lượng Al2(SO4)3 đến trình tạo 20 5.1.3 Ảnh hưởng Polimer đến trình tạo 21 5.2.Chất keo tụ: FeCl3 22 5.2.1 Ảnh hưởng pH đến trình tạo 22 5.2.2 Ảnh hưởng hàm lượng FeCl3 đến trình tạo 23 5.2.3 Ảnh hưởng Polimer đến trình tạo 24 5.3 Chất keo tụ : PAC (polyaluminium chloride) 25 Xử lý nước thải dệt nhuộm phương pháp keo tụ Trang Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Sức 5.3.1 Ảnh hưởng pH đến trình tạo 25 5.3.2 Ảnh hưởng hàm lượng PAC đến trình tạo 26 5.3.3 Ảnh hưởng Polimer đến trình tạo 27 Chương VI: KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 28 6.1 Kết luận 28 6.2 Khuyến nghị 28 TÀI LIỆU THAM KHẢO 30 PHỤ LỤC HÌNH ẢNH…………………………………………………………… .31 Xử lý nước thải dệt nhuộm phương pháp keo tụ Trang Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Sức Chương I: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Đặt vấn đề - Ngành công nghiệp dệt nhuộm nước ta phát triển đa dạng với quy mô khác Trong trình hoạt động sản xuất, sở dệt nhuộm tạo lượng lớn chất thải có mức độ gây ô nhiễm cao Nước thải sinh từ dệt nhuộm thường có nhiệt độ cao, độ pH lớn, chứa nhiều loại hóa chất, thuốc nhuộm khó phân hủy, độ màu cao Nếu không xử lý tốt, nước thải dệt nhuộm gây ô nhiễm môi trường, đặc biệt ô nhiễm nguồn nước mặt, nước ngầm - Ba phương pháp thường ứng dụng riêng rẽ kết hợp để xử lý nước thải dệt nhuộm là: phương pháp hóa lý, phương pháp oxy hóa bậc cao phương pháp sinh học - Quá trình xử lý sinh học giúp loại bỏ hợp chất hữu có khả phân hủy sinh học xử lý phần hợp chất hữu khó phân hủy sinh học tác dụng trình sinh trưởng phát triển vi sinh vật, giúp giảm bớt tải lượng hoạt động trình xử lý hóa lý keo tụ-tạo - Với trình keo tụ, người ta tách giảm thành phần có nước thải : kim loại nặng, chất bẩn lơ lửng, đồng thời cải thiện độ đục, mùi độ màu nước 1.2 Thành phần nước thải dệt nhuộm Nước thải dệt nhuộm đa dạng phức tạp Các loại hóa chất sử dụng như: phẩm nhuộm, chất hoạt động bề mặt, chất điện ly,chất ngậm, chất tạo môi trường, tinh bột, men, chất oxi hóa… có hàng trăm loại hóa chất đặc trưng, chất hòa tan dạng ion chất kim loại nặng làm tăng thêm tính độc hại thời gian trước mắt mà cón lâu dài sau đến môi trường sống Công nghệ dệt nhuộm sử dụng lượng nước thải lớn phục vụ cho công đoạn sản xuất đồng thời thải lượng nước thải lớn tương ứng bình quân khoảng 12 – 300 m3 / vải Trong số hai nguồn nước cần giải từ công đoạn dệt nhuộm nấu tẩy Nước thải tẩy giặt có pH lớn từ – 12, hàm lượng chất hữu cao (COD = 1000 – 3000 mg/l) thành phần chất tẩy gây nên Độ màu nước tẩy lớn giai đoạn tẩy ban đầu ên đến 10.000 Pt – Co, hàm lượng cặn lơ lửng SS đạt đền trị số 2000 mg/l, nồng độ giảm dần cuối chu kì xả giặt Thành phần nước thải chủ yếu bao gồm: thuốc nhuộm thừa, chất hoạt động bề mặt, chất oxi hóa, chất điện ly v.v… Xử lý nước thải dệt nhuộm phương pháp keo tụ Trang Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Sức Còn thành phần nước thải nhuộm không ổn định đa dạng, thay đổi nhà máy nhuộm loại vải khác Nhìn chung nước thải dệt nhuộm bao gồm gốc : R – SO3Na, N – OH, R – NH2, R – Cl pH nước thải thay đổi từ – 14 , độ màu cao lên đến 50.000 Pt – Co, hàm lượng COD thay đổi từ 80 – 18000 mg/l Tùy theo loại phẩm nhuộm mà ảnh hưởng đến tính chất nước thải Thành phần tính chất nước thải thay đổi liên tục ngày Nhất nhà máy sản xuất theo qui trình gián đoạn, công đoạn giặt, nấu tẩy, nhuộm thực máy, tùy theo giai đoạn nước thải biến đổi, dân đến độ màu, hàm lượng chất hữu cơ, độ pH, hàm lượng cặn không ổn định Bên cạnh hai nguồn đặc trưng trên, nước thải khâu hơ sợi, giặt xả có hàm lượng hữu cao, pH vượt tiêu chuẩn xả thải nhiên công đoạn hồ sợi, lượng nước sử dụng nhỏ, toàn phẩm hồ đượ bám vải, nước thải xả làm vệ sinh thiết bị nên không đáng kể Nước thải công nghệ dệt nhuộm gây ô nhiễm nghiêm trọng môi trường sống: độ màu, pH, TS, COD, nhiệt độ vượt tiêu chuẩn cho phép xả vào nguồn Hàm lượng chất bề mặt cao, thải vào nguồn nước sông, kênh rạch tạo màng nội bề mặt, ngăn cản khuếch tán oxi vào môi trường gây nguy hại chi hoạt động thủy sinh vật, mặt khác số hóa chất chứa kim loại crôm, nhân thơm, phần chứa độc tố tiêu diệt thủy sinh vật mà cón gây hại trực tiếp đến dân cư khu vực lân cận gây số bệnh nguy hiểm ung thư Điều quan trọng độ màu cao, việc xả thải liên tục vào nguồn nước làm cho độ màu tăng dần, dẫn đến trạng nguồn nước bị đục, thuốc nhuộm thừa có khả hấp thụ ánh sáng, ngăn cản khuếch tán ánh sáng vào nước, thực vật bị hủy diệt, sinh thái nguồn nước bị ảnh hưởng nghiêm trọng  Cần đưa công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm Ở ta nghiên cứu khả xử lý độ màu nước thải dệt nhuộm phương pháp keo tụ tạo 1.3 Mục đích đề tài - Nghiên cứu khả keo tụ Al2(SO4)3, FeCl3, PAC, số liệu liều keo tụ ,ảnh hưởng pH hàm lượng polimer (chất trợ keo tụ)  Đưa kết luận kiến nghị xử lý độ màu nước thải dệt nhuộm Xử lý nước thải dệt nhuộm phương pháp keo tụ Trang Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Sức Chương II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ NGUYÊN LÝ DÙNG PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM 2.1 Cơ sở lý thuyết keo tụ 2.1.1 Keo tụ Keo tụ phương pháp xử lý nước có sử dụng hóa chất Trong hạt keo nhỏ lơ lửng nước nhờ tác dụng chất keo tụ mà liên kết với tạo thành có kích thước lớn tách chúng khỏi nước dễ dàng phương pháp lắng lọc tuyển Các chất keo thường sử dụng phèn nhôm, phèn sắt dạng dung dịch hòa tan, chất điện ly chất cao phân tử Bằng cách sử dụng trình keo người ta tách giảm thành phần có nước thải như: kim loại nặng, chất bẩn lơ lửng, đồng thời cải thiện độ đục, mùi độ màu nước Nguyên tắc: Hạt keo từ trạng thái ổn định khó lắng thành trạng thái ổn định lắng 2.1.2 Các phương pháp keo tụ Trong công nghệ xử lý nước thải phương pháp keo tụ, người ta thường sử dụng phương pháp keo tụ dùng hệ keo ngược dấu muối nhôm sắt phương pháp keo tụ dùng chất polymer Keo tụ hệ keo ngược dấu Trong trình người ta sử dụng muối nhôm sắt hóa trị III, gọi phèn nhôm hay phèn sắt làm chất keo tụ Các muối đưa vào nước dạng dung dịch hòa tan, dung dịch chúng phân ly thành anion cation theo phản ứng sau: Al2(SO4)3  2Al3+ + 3SO42FeCl3  2Fe3+ + 3ClNhờ hóa trị cao ion kim loại, chúng có khả ngậm nước tạo thành phức chất hexa Me(H2O)63+ (trong Me Al Fe) Tùy thuộc vào giá trị pH môi trường mà chúng có khả tồn điều kiện khác nhau, thí dụ với nhôm phức chất tồn tài pH từ 5.5 đến 7.5, với sắt chúng tồn pH từ đến Khi tăng pH, phản ứng xảy sau: Xử lý nước thải dệt nhuộm phương pháp keo tụ Trang Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Sức Me(H2O)63+ + H2O  Me(H2O)5OH2+ + H3O+ Tăng axit Me(H2O)52+ + H2O  Me(H2O)4(OH)2+ + H3O+ Tăng kiềm Me(H2O)4(OH)2+ + H2O  Me(H2O)3+ + 3H2O + H3O+ Me(OH)3 + OH-  Me(OH)4- Các sản phẩm hydroxyt tạo thành phạm vi pH từ đến 6, sản phẩm mang nhiều nguyên tử kim loại, ví dụ Al3(OH)45+.Các hợp chất mang điện tích dương mạnh có khả kết hợp với hạt keo mang điện tích âm nước thải tạo thành cặn Các hydroxit nhôm sắt tạo thành khác tùy thuộc vào pH điều kiện trình, song chúng hợp chất mang điện dương có hoạt tính tạo keo tụ cao nhờ hoạt tính bề mặt lớn Các keo tụ lắng xuống hấp thụ, theo hạt keo, cặn bẩn hữu mang mùi vị, tồn trạng thái hòa tan lơ lửng nước Mặt khác, ion kim loại tự liên kết với nước qua phản ứng thủy phân tạo thành hydroxyt sau: Al3+ + 3H2O  Al(OH)3 + 3H+ Fe3+ + 3H2O  Fe(OH)3 + 3H+ Quan sát trình keo tụ dùng phèn nhôm, sắt ta thấy có khả tạo loại cặn sau: + Loại thứ tổ hợp hạt keo tự nhiên, loại chiếm số + Loại thứ hai gồm hạt keo mang điện tích trái dấu nên kết hợp với trung hòa điện tích Loại khả kết dính hấp phụ trình lắng số lượng không đáng kể + Loại thứ ba hình thành từ hạt keo thủy phân chất keo tụ với anion có nước nên cặn có hoạt tính bề mặt cao, có hấp thụ chất lắng, tạo thành cặn lớn Trong xử lý nước keo tụ loại thứ ba chiếm ưu có tính định đến hiệu keo tụ -Keo tụ tăng cường trình keo tụ hợp chất cao phân tử Quá trình sử dụng chất cao phân tử tan nước, chúng có cấu tạo mạch dài, với phân tử lượng từ 103 đến 107g/mol đường kính phân tử dung dịch vào khoảng 0,1 đến 01m Chúng sử dụng làm chất trợ keo tụ, tức sử dụng phèn sắt phèn nhôm chất trợ keo tụ Chúng giúp cho trình keo xảy nhanh 2.1.3.Các chế trình keo tụ tạo - Cơ chế nén lớp điện tích kép: trình đòi hỏi nồng độ cao ion trái dấu cho vào để giảm điện động Zeta Khi ion trái dấu bổ sung vào nước Xử lý nước thải dệt nhuộm phương pháp keo tụ Trang Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Sức cao,các ion chuyển từ lớp khuếch tán sang lớp điện tích kép dẫn đến tăng điện tích lớp đồng thời giảm điện động Zeta ,làm cho lực hút mạnh lực đẩy tạo kết dính hạt keo - Cơ chế hấp phụ trung hoà điện tích : hạt keo hấp thụ ion trái dấu lên bề mặt song song với chế nén lớp điện tích kép chế hấp phụ mạnh Hấp phụ ion trái dấu lớp khuếch tán làm giảm điện tích bề mặt, điện tích bề mặt giảm làm giảm tương tác đẩy hạt keo tạo điều kiện chúng tiến lại gần tạo thành tập hợp lớn - Cơ chế hấp phụ tạo cầu nối hạt keo: Các polyme hình thành hệ hay polyme bổ sung vào (chất trợ keo tụ) hấp thụ lên bề mặt hạt keo đầu hạt keo khác tạo cầu nối chúng tạo điều kiện tạo thành tập hợp lớn - Cơ chế kết dính lắng :Chất keo tụ kết tủa nhanh, tương tác với hạt keo cặn bẩn điện động thấp tạo cặn lắng xuống 2.2 Hóa chất keo tụ 2.2.1 Muối nhôm 2.2.1.1 Phèn nhôm Al2(SO4)3 Công thức chung nhôm sufat Al2(SO4)3.nH2O, thường gặp Al2(SO4)3.14H2O chứa 15% Al2O3 Tùy theo điều kiện sản xuất, thu nhiều loại tinh thể nhôm sunfat hydrat hóa khác giá trị n 14,18, 16, 27,… Khi cho thêm kali sunfat vào trình phản ứng, ta thu nhôm kali sufat (potash alum) có công thức phân tử Al2(SO4)3.K2SO4.14H2O hay AlK(SO4)2.12H2O Trường hợp dùng amon sunfat, thu phèn kép nhôm amon (ammonia alum) có công thức phân tử Al2(SO4)3.(NH4)2SO4.24H2O hay Al2(NH4)(SO4)2.12H2O + Phải có độ kiềm nước để phản ứng với aluminum sulfate để tạo hydroxide Do ảnh hưởng pH, độ kiềm thường dạng bicarbonate Phản ứng diễn sau: Al2(SO4)3.14H2O + 3Ca(HCO3)2  2Al(OH)3 + 3CaSO4 + 14H2O + 6CO2 + Nếu nước đủ độ kiềm phải kiềm hóa nước vôi ( dạng sữa vôi vôi tôi) Phản ứng sau: Al2(SO4)3.14H2O + 3Ca(OH)2  2Al(OH)3 + 3CaSO4 + 14H2O Al3+ + Cũng hiểu đơn giản theo phản ứng sau: + 3H2O = Al(OH)3 + 3H+ Xử lý nước thải dệt nhuộm phương pháp keo tụ Trang Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Sức -Sau lọc mẫu nước phân tích độ màu Liều lượng poloimer tối ưu liều lượng polimer ứng với mẫu có độ màu thấp Xử lý nước thải dệt nhuộm phương pháp keo tụ Trang 18 Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Sức Chương V: KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT 5.1 Chất keo tụ : Al2(SO4)3 5.1.1 Ảnh hưởng pH đến trình tạo Thí nghiệm 1: xác định xác định giá trị pH tối ưu: - Mẫu nước thải ban đầu: pH =8.7 Độ màu = 521 Pt-Co - Mẫu phân tích: 500 ml nước thải + ml phèn Al2(SO4)3 20g/l + 0,1 ml polimer 0.1% pH Độ màu (Pt-Co) 120 100 76 94 96 Hiệu suất xử lý(%) 76.96 80.80 85.41 81.95 81.57 Hình 7: Ảnh hưởng pH đến trình keo tụ tạo - Nhận xét: + Hiệu suất xử lý cao chứng tỏ chất lượng phèn dùng keo tụ tốt + Mẫu nước dùng keo tụ nước thải dệt nhuộm, pH=7 + Trên đồ thị, ta thấy có giá trị cực tiểu Chọn pH tối ưu cho trình pH=7 (hạt keo tồn trạng thái hydroxit trung tính nên dễ dàng kết tủa nhất) Giá trị pH nước thải ban đầu pH= 8.7 gần với giá trị pH tối ưu nên xử lý pH=7 mang tính kinh tế lợi ích nhiều Xử lý nước thải dệt nhuộm phương pháp keo tụ Trang 19 Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Sức + Hiệu xử lý tăng pH tăng Tại pH=5, hiệu thấp phèn không bị thuỷ phân Tại pH=6 bùn to lắng nhanh hấp phụ màu Tại pH= 7, bùn mịn hấp phụ màu tốt 5.1.2 Ảnh hưởng hàm lượng Al2(SO4)3 đến trình tạo Thí nghiệm 2: xác định liều lượng phèn Al2(SO4)3 20 g/l tối ưu - Mẫu nước thải ban đầu: pH = 8.7 Độ màu = 521 Pt-Co - Mẫu phân tích: 500 ml nước thải + 0,1 ml polimer - Chọn pH tối ưu Hàm lượng phèn (ml) 10 12 14 16 Độ màu (Pt-Co) 82 45 33 31 44 Hiệu suất xử lý(%) 84,26 91,93 93,66 94,04 91,55 Hình :Ảnh hưởng hàm lượng phèn Nhôm đến trình keo tụ tạo - Nhận xét: + Tại pH=7, đồ thị có đỉnh: + lượng phèn 14ml đạt hiệu suất cao  Do đó, chọn lượng phèn tối ưu =14ml pH=7 có tính hiệu quả-kinh tế Xử lý nước thải dệt nhuộm phương pháp keo tụ Trang 20 Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Sức + Beaker có hàm lượng phèn nhỏ không hiệu không đủ liều lượng phèn keo tụ + Beaker có hàm lượng phèn lớn, tượng keo tụ, độ màu tăng lượng phèn dư gây nên 5.1.3 Ảnh hưởng Polimer đến trình tạo Thí nghiệm 3: xác định liều lượng polimer tối ưu với pH=7 14ml Al2(SO4) nồng độ 20g/l - Mẫu nước thải ban đầu: pH = 8.7 Độ màu = 521 Pt-Co Hàm lượng polimer(ml) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 Độ màu (PtCo) 27 25 18 12 19 Hiệu suất xử lý(%) 94,82 95,20 96,54 97,70 96,35 Hình : Ảnh hưởng Polimer đến trình tạo Nhận xét: + Tại pH=7, đồ thị có đỉnh: + lượng polimer 0.4 có hiệu cao  Do đó, chọn lượng polimer tối ưu = 0.4ml pH=7 lượng phèn nhôm với nồng độ 20 g/l 14ml có tính hiệu quả-kinh tế Xử lý nước thải dệt nhuộm phương pháp keo tụ Trang 21 Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Sức 5.2.Chất keo tụ: FeCl3 5.2.1 Ảnh hưởng pH đến trình tạo Thí nghiệm 1: xác định xác định giá trị pH tối ưu: - Mẫu nước thải ban đầu: pH =9.3 Độ màu = 542 Pt-Co - Mẫu phân tích: 500ml nước thải +2ml phèn FeCl3 20g/l +0,1ml polimer 0.1% pH Độ màu (Pt-Co) 85 62 43 51 74 Hiệu suất xử lý 84,31 88,56 92,06 90,60 86,34 Hình 10: Ảnh hưởng pH đến trình tạo - Nhận xét: + Hiệu suất xử lý cao chứng tỏ chất lượng phèn dùng keo tụ tốt + Mẫu nước dùng keo tụ nước thải dệt nhuộm, pH=9.3 + Trên đồ thị, ta thấy có giá trị cực tiểu Chọn pH tối ưu cho trình pH=4 Hiệu xử lý tăng pH tăng Tại pH=2, hiệu thấp phèn không bị thuỷ phân Tại pH=3 bùn to lắng nhanh hấp phụ màu Tại pH=4, bùn mịn hấp phụ màu tốt Xử lý nước thải dệt nhuộm phương pháp keo tụ Trang 22 Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Sức 5.2.2 Ảnh hưởng hàm lượng FeCl3 đến trình tạo Thí nghiệm 2: xác định liều lượng phèn FeCl3 tối ưu với nồng độ 20g/l - Mẫu nước thải ban đầu: pH = 9.3 Độ màu = 542 Pt-Co - Mẫu phân tích: 500ml nước thải + 0,1 ml polimer 0.1% - Chọn pH tối ưu Hàm lượng phèn (ml) Độ màu (Pt-Co) Hiệu suất xử lý(%) 10 12 14 44 33 17 20 25 91,88 93,91 96,86 96,30 95,38 Hình 11: Ảnh hưởng hàm lượng FeCl3 đến trình tạo Nhận xét: + Tại pH=4, đồ thị có đỉnh: + Lượng phèn = 10ml đạt hiệu Do đó, chọn lượng phèn tối ưu = 10ml pH=4 có tính hiệu quả-kinh tế + Beaker có hàm lượng phèn nhỏ không hiệu không đủ liều lượng phèn keo tụ + Beaker có hàm lượng phèn lớn, tượng keo tụ, độ màu tăng lượng phèn dư gây nên Xử lý nước thải dệt nhuộm phương pháp keo tụ Trang 23 Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Sức 5.2.3 Ảnh hưởng Polimer đến trình tạo Thí nghiệm 3: xác định liều lượng polimer tối ưu với pH=4 10ml FeCl3 nồng độ 20g/l Hàm lượng 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 Độ màu (Pt-Co) 13 16 20 13 Hiệu suất xử lý(%) 97.60 98.52 97.04 96.31 95.75 polimer(ml) Hình 12: Ảnh hưởng Polimer đến trình tạo Nhận xét: + Tại pH=4, đồ thị có đỉnh: + Lượng polimer 0.2ml đạt hiệu cao  Do đó, chọn lượng polimer tối ưu =0.2ml, pH=4 10ml FeCl3 với nồng độ 20g/l có tính hiệu Xử lý nước thải dệt nhuộm phương pháp keo tụ Trang 24 Báo cáo nghiên cứu khoa học 5.3 GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Sức Chất keo tụ : PAC (polyaluminium chloride) 5.3.1 Ảnh hưởng pH đến trình tạo Thí nghiệm 1: xác định xác định giá trị pH tối ưu: - Mẫu nước thải ban đầu: pH =8.7 Độ màu = 572 Pt-Co - Mẫu phân tích: 500 ml nước thải + ml PAC 20g/l + 0,1 ml polimer 0.1% pH Độ màu (Pt-Co) Hiệu suất xử lý(%) 33 29 31 39 50 94,23 94,93 94,58 93,18 91,25 Hình 13: Ảnh hưởng pH đến trình tạo - Nhận xét: + Hiệu suất xử lý cao chứng tỏ chất lượng phèn dùng keo tụ tốt + Mẫu nước dùng keo tụ nước thải dệt nhuộm, pH=8.7 + Trên đồ thị, ta thấy có giá trị cực tiểu  Chọn pH tối ưu cho trình pH=3 Hiệu xử lý giảm pH tăng Tại pH=5, hiệu thấp PAC thuỷ phân Xử lý nước thải dệt nhuộm phương pháp keo tụ Trang 25 Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Sức 5.3.2 Ảnh hưởng hàm lượng PAC đến trình tạo Thí nghiệm 2: xác định liều lượng PAC tối ưu - Mẫu nước thải ban đầu: pH = 8.7 Độ màu = 572 Pt-Co - Mẫu phân tích: 500 ml nước thải + 0,1 ml polimer 0.1% - Chọn pH tối ưu Hàm lượng phèn (ml) Độ màu (Pt-Co) Hiệu suất xử lý(%) 10 36 16 12 14 16 93,70 97,20 97,90 97,55 97,72 Hình 14: Ảnh hưởng hàm lượng PAC đến trình tạo Nhận xét: + Tại pH=3, đồ thị có đỉnh: lượng PAC: 6ml đạt hiệu cao Do đó, chọn lượng PAC tối ưu =6ml pH=3 có tính hiệu quả-kinh tế + Beaker có hàm lượng PAC nhỏ không hiệu không đủ liều lượng PAC keo tụ + Beaker có hàm lượng PAC lớn, dẫn đến ổn định lại hạt keo ,độ màu tăng Xử lý nước thải dệt nhuộm phương pháp keo tụ Trang 26 Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Sức 5.3.3 Ảnh hưởng Polimer đến trình tạo Thí nghiệm 3: xác định liều lượng polimer tối ưu với pH=3 6ml PAC nồng độ 20g/l Hàm lượng 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 Độ màu (Pt-Co) 9 21 Hiệu suất xử lý(%) 98.42 98.60 98.77 98.42 96.32 polimer(ml) Hình 15: Ảnh hưởng Polimer đến trình tạo Nhận xét: + Tại pH=3, đồ thị có đỉnh: lượng polimer 0.3 đạt hiệu cao  Do đó, chọn lượng polimer tối ưu =0.3ml pH=3 6ml PAC nồng độ 20g/l có tính hiệu quả-kinh tế Xử lý nước thải dệt nhuộm phương pháp keo tụ Trang 27 Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Sức Chương VI: KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 6.1 Kết luận Đề tài “Xử lý nước thải dệt nhuộm phương pháp keo tụ” đạt kết định sau: -Trình bày tổng quát số chất keo tụ -Nghiên cứu khả keo tụ xác định được: pH dung dịch yếu tố quan trọng, định đến hiệu suất xử lý độ màu nước thải , pH tối ưu loại chất keo tụ sau + Al2(SO4)3 : pH = +FeCl3 : pH = +PAC : pH = Với pH tối ưu, hiệu suất xử lý phụ thuộc vào hàm lương chất keo tụ chất trợ keo tụ Hóa chất keo tụ pH Hàm lượng keo tụ (ml) chất Lượng (ml) Al2(SO4)3 14 0,4 FeCl3 10 0,2 PAC 12 0,3 Polimer Áp dụng xử lý thử nghiệm nước thải dệt nhuộm công ty dệt may Việt Thắng cho kết gần với tính toán, cho thấy mô hình có khả ứng dụng vào thực tiễn để xử lý nước thải Nước thải sau xử lý, độ màu đạt tiêu chuẩn loại A QCVN 13:2008 Bên cạnh đó, nhóm em nhận thấy hạn chế sau trình thực đề tài: - Chưa khảo sát ảnh hưởng ion kim loại nặng khác Fe2+, Ni2+, Pb2+… đến khả keo tụ - Chưa khảo sát thời gian lắng hạt keo - Sai số từ thiết bị đo, sai số thao tác, sai số lựa chọn tỷ lệ pha loãng mẫu ảnh hưởng tới xác kết 6.2 Khuyến nghị Từ kết đạt được, em xin đề xuất số hướng nghiên cứu để tìm giải pháp tốt xử lý nước thải phương pháp keo tụ, góp phần giải vấn đề ô nhiễm môi trường nước thải Xử lý nước thải dệt nhuộm phương pháp keo tụ Trang 28 Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Sức -Nghiên cứu khả hấp phụ keo tụ kim loại nặng nước nước thải công nghiệp - Nghiên cứu số loại chất keo tụ khác có nguồn gốc từ thiên nhiên để giảm thiểu chi phí tận dụng đươc sản phẩm dư thừa chistosan, Alginate … Xử lý nước thải dệt nhuộm phương pháp keo tụ Trang 29 Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Sức TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Ngô Thị Nga Trần Văn Nhân- Giáo Trình Công Nghệ Xử Lý Nước Thải,NXB KHKT,2006 [2] TS.Trịnh Xuân Lai-Xử lý nước cấp cho sinh hoạt công nghiệp, NXB XD, Hà Nội – 2004 [3] Hoàng Văn Huệ-Công nghệ môi trường,xử lý nước tập1, NXB Xây Dựng-2004 [4] Nguyễn Trọng Dương-Xử Lý Nước Thải Công Nghiệp,NXB Xây Dựng, 2005 [5] GS.TS Lâm Minh Triết- Giáo trình công trình xử lý nước thải,NXB Đại học Quốc gia TPHCM,2004 [6] http://www.scribd.com/doc/28897829/Bai-3-Jartest [7] http://www.enidc.com.vn/Client/upload/News/User_2/2010/07/04/QCVN%20132008_Nuoc%20thai%20det%20may.pdf Xử lý nước thải dệt nhuộm phương pháp keo tụ Trang 30 Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Sức PHỤ LỤC HÌNH ẢNH Hình :Dung dịch Al2(SO4)3 nồng độ 20g/l 13 Hình 2: Dung dịch FeCl3 nồng độ 20g/l 14 Hình : Dung dịch PAC nồng độ 20g/l 14 Hình 4: Mô hình hệ thống máy Jartes 15 Hình 5: Máy đo độ đục 16 Hình 6: Máy đo pH 16 Hình 7: Ảnh hưởng pH với chất keo tụ(Al2(SO4)3) 19 Hình :Ảnh hưởng hàm lượng Al2(SO4)3 20 Hình : Ảnh hưởng Polimer với chất keo tụ (Al2(SO4)3) 21 Hình 10: Ảnh hưởng pH với chất keo tụ (FeCl3 ) 22 Hình 11: Ảnh hưởng hàm lượng FeCl3 23 Hình 12: Ảnh hưởng Polimer với chất keo tụ (FeCl3) 24 Hình 13: Ảnh hưởng pH với chất keo tụ (PAC) 25 Hình 14: Ảnh hưởng hàm lượng PAC 26 Hình 15: Ảnh hưởng Polimer với chất keo tụ (PAC) 27 Xử lý nước thải dệt nhuộm phương pháp keo tụ Trang 31 [...]... nước thải Xử lý nước thải dệt nhuộm bằng phương pháp keo tụ Trang 28 Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Sức -Nghiên cứu khả năng hấp phụ của bông keo tụ đối với các kim loại nặng trong nước nước thải công nghiệp - Nghiên cứu một số loại chất keo tụ khác có nguồn gốc từ thiên nhiên để giảm thiểu chi phí và tận dụng đươc sản phẩm dư thừa như chistosan, Alginate … Xử lý nước thải dệt nhuộm. .. tài Xử lý nước thải dệt nhuộm bằng phương pháp keo tụ đã đạt được những kết quả nhất định sau: -Trình bày tổng quát về một số chất keo tụ -Nghiên cứu khả năng keo tụ đã xác định được: pH của dung dịch là yếu tố quan trọng, quyết định đến hiệu suất xử lý độ màu nước thải , pH tối ưu của từng loại chất keo tụ như sau + Al2(SO4)3 : pH = 7 +FeCl3 : pH = 4 +PAC : pH = 3 Với pH tối ưu, hiệu suất xử lý còn... còn phụ thuộc vào hàm lương chất keo tụ và chất trợ keo tụ Hóa chất keo tụ pH Hàm lượng keo tụ (ml) chất Lượng (ml) Al2(SO4)3 7 14 0,4 FeCl3 4 10 0,2 PAC 3 12 0,3 Polimer Áp dụng xử lý thử nghiệm nước thải dệt nhuộm của công ty dệt may Việt Thắng cho kết quả gần với tính toán, cho thấy mô hình có khả năng ứng dụng vào thực tiễn để xử lý nước thải Nước thải sau khi xử lý, độ màu đạt tiêu chuẩn loại A... có ý nghĩa trong việc tạo ra nguồn nước chất lượng cao, kể cả xử lý nước đục trong mùa lũ lụt thành nước sinh hoạt Do vậy, các nước phát triển đều sử dụng PAC trong các nhà máy cấp nước sinh hoạt  Nhược điểm Đơn giá PAC rất cao Xử lý nước thải dệt nhuộm bằng phương pháp keo tụ Trang 11 Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Sức 2.2.5 Các hóa chất keo tụ tự nhiên 2.2.5.1 Chitosan Chitosan,... Ca(OH)2 Fe(OH)2 + SO42- + Ca2+ Xử lý nước thải dệt nhuộm bằng phương pháp keo tụ Trang 10 Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Sức Xử lý nước mặt, liều lượng của Ca(OH)2 cần khoảng chừng 30% sắt sulfat FeSO4.7H2O Trong xử lý nước thải cần từ 100-150g/m3 vôi cho 250 đến 350g/m3 sắt sulfat Ưu điểm của phèn sắt đối với phèn nhôm -Liều lượng phèn Fe dùng để kết tủa chỉ bằng 1/3 - 1/2 liều lượng... dệt nhuộm bằng phương pháp keo tụ Trang 29 Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Sức TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Ngô Thị Nga Trần Văn Nhân- Giáo Trình Công Nghệ Xử Lý Nước Thải, NXB KHKT,2006 [2] TS.Trịnh Xuân Lai -Xử lý nước cấp cho sinh hoạt và công nghiệp, NXB XD, Hà Nội – 2004 [3] Hoàng Văn Huệ-Công nghệ môi trường ,xử lý nước tập1, NXB Xây Dựng-2004 [4] Nguyễn Trọng Dương -Xử Lý Nước Thải Công... độ 20g/l có tính hiệu quả nhất Xử lý nước thải dệt nhuộm bằng phương pháp keo tụ Trang 24 Báo cáo nghiên cứu khoa học 5.3 GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Sức Chất keo tụ : PAC (polyaluminium chloride) 5.3.1 Ảnh hưởng của pH đến quá trình tạo bông Thí nghiệm 1: xác định xác định giá trị pH tối ưu: - Mẫu nước thải ban đầu: pH =8.7 Độ màu = 572 Pt-Co - Mẫu phân tích: 500 ml nước thải + 2 ml PAC 20g/l + 0,1 ml... ít Xử lý nước thải dệt nhuộm bằng phương pháp keo tụ Trang 25 Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Sức 5.3.2 Ảnh hưởng của hàm lượng PAC đến quá trình tạo bông Thí nghiệm 2: xác định liều lượng PAC tối ưu - Mẫu nước thải ban đầu: pH = 8.7 Độ màu = 572 Pt-Co - Mẫu phân tích: 500 ml nước thải + 0,1 ml polimer 0.1% - Chọn pH tối ưu là 4 Hàm lượng phèn (ml) Độ màu (Pt-Co) Hiệu suất xử lý( %)... vào cốc, sau đó cho nước cất vào cốc và định mức đến 1000ml Hình 3 : Dung dịch PAC nồng độ 20g/l Xử lý nước thải dệt nhuộm bằng phương pháp keo tụ Trang 14 Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Sức 3.2.4 Pha dung dịch polimer nồng độ 0.1% Cân 0.1g polimer cho vào cốc, sau đó cho nước cất vào cốc nung 100 oC trong 15 phút và định mức đến 1000ml 3.3 Phương pháp nghiên cứu:  Thí nghiệm Jartest:... đoạn keo tụ Xử lý nước thải dệt nhuộm bằng phương pháp keo tụ Trang 15 Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Sức Khuấy chậm (20-40v/phút) trong 5-10 phút Đây là giai đoạn tạo bông, làm to các cụm keo tụ Lắng tủa trong thời gian 20-60 phút Mục tiêu của phép thử Jartest Xác định vùng tối ưu của pH keo tụ Xác định liều lượng tối ưu của chất keo tụ Xác định lượng chất trợ keo tụ 3.4 Phân tích