Luận văn tốt nghiệp xử lí nước thải

LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin cảm ơn cô giáo - Tiến Sĩ Hồ Phương Hiền, giảng viên tổ môn Công nghệ - Môi trường - Khoa Hóa học - trường Đại học Sư phạm Hà Nội định hướng giúp đỡ em suốt trình làm khóa luận Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo tổ môn Công nghệ - Môi trường thầy cô giáo khác khoa Hóa học- trường Đại học Sư phạm Hà Nội truyền dạy kiến thức cần thiết cho em suốt trình học, đồng thời tạo điều kiện tốt cho em hoàn thành khóa luận Trong phạm vi hạn chế khóa luận tốt nghiệp, kết thu trình làm việc khó tránh khỏi thiếu sót em mong nhận ý kiến đóng góp quý báu từ thầy cô bạn để luận văn hoàn chỉnh Em xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Sinh viên Nguyễn Thị Hồng Nguyệt MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Sự cần thiết đề tài Nhiệm vụ nghiên cứu Chương I: TỔNG QUAN I.1 Tổng quan nước thải dệt nhuộm I.1.1.Quy trình công nghệ dệt nhuộm I.1.1.1.Quy trình kéo sợi, dệt vải I.1.1.2 Quy trình xử lí vải I.1.1.3.Quy trình nhuộm hoàn tất vải I.1.2 Các loại thuốc nhuộm sản xuất dệt nhuộm I.1.2.1.Sơ lược thuốc nhuộm I.1.2.2 Các loại thuốc nhuộm sản xuất dệt nhuộm I.1.3 Ảnh hưởng nước thải dệt nhuộm đến môi trường I.1.3.1 Các chất gây ô nhiễm nước thải dệt nhuộm I.1.3.2.Ảnh hưởng nước thải dệt nhuộm đến môi trường 11 I.2 Các phương pháp hóa học xử lí nước thải dệt nhuộm 13 I.2.1.Phương pháp hấp phụ 13 I.2.2.Phương pháp keo tụ tạo 13 I.2.3.Phương pháp tuyển 14 I.2.4.Phương pháp oxi hóa nâng cao 14 I.2.5 Phương pháp sinh học 15 I.3 Quy trình xử lí nước thải dệt nhuôm bằngsắt kim loại muối kali pesunfat 16 I.3.1.Sơ lược tính chất sắt kim loại muối pesunfat 16 I.4 Sử dụng phương pháp trắc quang định lượng hóa học 20 I.4.1.Phương pháp so sánh 20 I.4.2.Phương pháp thêm chuẩn 20 I.4.3 Phương pháp đường chuẩn 21 Chương 2: THỰC NGHIỆM 22 II.1 Quy trình thực nghiệm 22 II.2 Hóa chất dụng cụ 22 II.2.1 Hóa chất 22 II.2.2.Dụng cụ 23 II.3.1 Xây dựng đường chuẩn xác định hàm lượng COD 23 II.3.1.1 Nguyên tắc xác định 23 II.3.1.2.Chuẩn bị dung dịch thuốc thử 24 II.3.1.3 Xây dựng đường chuẩn xác định hàm lượng COD 24 II.3.1.4 Xác định COD mẫu nước thải dệt nhuộm: 24 II.3.2.Xây dựng đường chuẩn xác định hàm lượng metyl da cam pH=3 25 II.3.3.Xây đường chuẩn xác định hàm lượng metyl DC pH= 5.3 25 II.4 Khảo sát điều kiện tối ưu trình xử lí metyl DC sắt kim loại kết hợp với muối kali pesunfat 26 II.4.1.Khảo sát hàm lượng sắt 26 II.4.2.Khảo sát nồng độ kali pesunfat 27 II.4.3.Khảo sát pH 28 II.4.4.Khảo sát thời gian 28 II.4.5 Khảo sát ảnh hưởng khuấy trộn 28 II.5 Áp dụng quy trình xử lí sắt kim loại kết hợp pesunfat để xử lí mẫu nước thải dệt nhuộm làng Vạn Phúc- Hà Đông- Hà Nội 28 II.5.1 Mô tả mẫu 29 II.5.2.Xử lí mẫu 29 Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31 III.1 Xây dựng đường chuẩn xác định COD 31 III.2 Xây dựng đường chuẩn xác định hàm lượng metyl DC 32 III.2.1.Xây dựng đường chuẩn xác định hàm lượng metyl DC pH=3 32 III.2.1.1 Khảo sát bước sónghấp thụ tối ưu dung dịch metyl DC pH=3 32 III.2.1.2 Đường chuẩn xác định hàm lượng metyl DC pH=3 32 III.2.2 Xây dựng đường chuẩn xác định hàm lượng metyl DC pH=5,3 34 III.2.2.1 Khảo sát bước sóng hấp thụ tối ưu dung dịch metyl DC pH=5,3 34 III.2.2.2 Đường chuẩn xác định hàm lượng metyl DC pH=5,3 34 III.3 Kết khảo sát điều kiện tối ưu trình xử lí metyl DC sắt kim loại kết hợp với muối kali pesunfat 35 III.3.1 Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng sắt 35 III.3.2.Khảo sát ảnh hưởng nồng độ kali pesunfat 38 III.3.3.Khảo sát pH 40 III.3.4 Khảo sát thời gian phản ứng 42 III.3.5 Khảo sát sảnh hưởng khuấy trộn 44 III.4 Tổng hợp điều kiện thực nghiệm tối ưu trình xử lí metyl DC sắt kim loại kết hợp với muối kali pesunfat K2S2O8 46 III.5 Áp dụng quy trình xử lí hệ sắt kim loại muối pesunfat để xử lí mẫu nước thải dệt nhuộm làng Vạn Phúc- Hà Đông- Hà Nội 46 KẾT LUẬN 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO 49 DANH MỤC HÌNH Hình III.1: Đường chuẩn xác định hàm lượng COD 31 Hình III.2: Phổ hấp thụ UV-Vis dung dịch metyl DC 8mg/l, pH=3 32 Hình III.3: Đường chuẩn xác định hàm lượng metyl DC pH=3 33 Hình III.4: Phổ hấp thụ UV-Vis dung dịch metyl DC 8mg/l, pH=5,3 34 Hình III.5: Đường chuẩn xác định hàm lượng metyl DC pH=5,3 35 Hình III.6: Ảnh hưởng hàm lượng sắt đến trình xử lí dung dịch metyl DC 37 Hình III.7: Ảnh hưởng nồng độ K2S2O8 đến trình xử lí dung dịch metyl DC 39 Hình III.8: Ảnh hưởng pH tới trình xử lí metyl DC sắt kim loại kết hợp với muối kali pesunfat 41 Hình III.9: Khảo sát theo thời gian trình xử lí metyl DC 43 Hình III.10: Khảo sát ảnh hưởng khuấy trộn đến trình xử lí metyl sắt kim loại kết hợp với kali pesunfat 45 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng I 1: Cách lựa chọn sử dụng thuốc nhuộm phù hợp với nguyên liệu vải sợi Bảng I 2: Lượng nước thải tính cho đơn vị sản phẩm số mặt hàng 10 Bảng I 3: Các chất gây ô nhiễm đặc tính nước thải ngành dệt nhuộm 10 Bảng I 4: Ảnh hưởng chất gây ô nhiễm nước thải ngành dệt nhuộm đến môi sinh 12 Bảng II 1: Bảng thể tích dung dịch để xây dựng dường chuẩn COD 24 Bảng II 2: Các thể tích ddo cần lấy đểchuẩn bị dd1÷ dd6 25 Bảng II 3: Các thể tích ddo* cần lấy để chuẩn bị dd1÷ dd6 26 Bảng II 4: Bảng thể tích khối lượng chất cần lấy để khảo sát hàm lượng sắt 26 Bảng II 5: Bảng thể tích khối lượng chất cần lấy 27 Bảng II 6: Thể tích dung dịch thuốc thử nước thảicho trình xử lí nước thải sắt kim loại muối kali pesunfat 29 Bảng III 1: Các giá trị COD với giá trị mật độ quang tương ứng 31 Bảng III 2: Nồng độ metyl da cam với giá trị mật độ quang tương ứng, pH=3 33 Bảng III 3: Nồng độ metyl da cam với giá trị mật độ quang tương ứng, pH=5,3 34 Bảng III 4: Mật độ quang dung dịch sau khoảng thời gian xử lí 36 Bảng III 5: Nồng độ metyl DC lại sau khoảng thời gian xử lí với hàm lượng Fe khác 36 Bảng III 6: Mật độ quang dung dịch sau khoảng thời gian xử lí với nồng độ K2S2O8 khác 38 Bảng III 7: Nồng độ metyl DC lại sau khoảng thời gian xử lí 38 Bảng III 8: Giá trịmật độ quang nồng độ metyl DC lại sau khoảng thời gian xử lí pH=3 40 Bảng III 9: Giá trị mật độ quang nồng độ metyl DC lại sau khoảng thời gian xử lí pH=7 40 Bảng III 10: Bảng kết đo quang nồng độ MD qua thời gian pH=10 41 Bảng III 11: Khảo sát giảm nồng độ metyl da cam theo thời gian xử lí sắt kim loại kết hợp với muối kali pesunfat, pH=3 43 Bảng III 12: So sánh giá trị mật độ quang thu hai trình xử lí có khuấy trộn không khấy trộn 44 Bảng III 13: So sánh nồng độ metyl DC lại hai trình xử lí có khuấy trộn không khấy trộn 45 Bảng III 14: Mật độ quang giá trị COD mẫu nước thải dệt nhuộm trước sau xử lí 47 MỞ ĐẦU Sự cần thiết đề tài Ở nước ta ngành công nghiệp may mặc dệt nhuộm đầu phát triển kinh tế, tạo điều kiện công ăn việc làm cho công nhân lao động, thúc đẩy GDP tăng Song với phát triển phát sinh trình sản xuất mà tiêu biểu đến nước thải Ngành dệt nhuộm sử dụng lượng nước lớn để sản xuất đồng thời thải lượng nước thải đáng kể cho môi trường Nước thải ngành dệt nhuộm loại nước thải ô nhiễm nặng, hàm lượng chất hữu cao, khó phân hủy, pH dao động từ 9÷12 thành phần chất tẩy rửa Trong trình sản xuất có nhiều hóa chất độc hại sử dụng để sản xuất tạo màu phẩm nhuộm, chất hoạt động bề mặt, chất điện ly, chất tạo môi trường, tinh bột, men, chất ôxy hoá….Các chất thường có chứa ion kim loại hòa tan, hay kim loại nặng khó phân hủy môi trường, gây ô nhiễm môi trường trầm trọng thời gian dài Nếu chưa xử lý xử lý chưa đạt QCVN mà thải hóa chất giết chết vi sinh vật xung quanh, làm chết cá loại động vật sống nước, chất độc thấm vào đất, tồn lâu dài ảnh hưởng tới nguồn nước ngầm bên cạnh ảnh hưởng đến đời sống người Ngoài ra, nước thải dệt nhuộm thường có độ màu lớn, thay đổi thường xuyên tùy loại thuốc nhuộm nên cần phải xử lý triệt để trước thải ra, tránh gây ô nhiễm môi trường Hiện nay, có nhiều phương pháp ứng dụng để xử lí hợp chất hữu độc hại có nước thải dệt nhuộm Một phương pháp nhà khoa học quan tâm phương pháp oxi hóa nâng cao Lúc này, hệ phản ứng trình khử hợp chất hữu mà xảy trình oxi hóa nâng cao nhờ trinh sinh gốc tự OH*, SO4*- Ưu điểm lớn phương pháp khả phân hủy cao, dễ áp dụng, công nghê đơn giản giá thành thấp Do đó, chọn đề tài “Nghiên cứu trình oxi hóa metyl da cam sắt kim loại kết hợp với muối kali pesunfat ứng dụng xử lí nước thải dệt nhuộm’’ Nhiệm vụ nghiên cứu Trong khóa luận này, thực nhiệm vụ sau: - Xây dựng đường chuẩn xác định hàm lượng COD phương pháp đo quang - Xây dựng đường chuẩn xác định hàm lượng metyl da cam phương pháp đo quang - Xác định điều kiện tối ưu trình xử lí metyl da cam nước kim loại sắt kết hợp với muối kali pesunfat - Sử dụng sắt kim loại kết hợp với muối kali pesunfat để xử lí nước thải dệt nhuộm làng Vạn Phúc-Hà Đông- Hà Nội Đánh giá hàm lượng COD nước thải dệt nhuộm trước sau xử lí Chương I: TỔNG QUAN I.1 Tổng quan nước thải dệt nhuộm I.1.1.Quy trình công nghệ dệt nhuộm Thông thường, công nghệ dệt nhuộm gồm trình bản: kéo sợi-dệt vải, xử lí (nấu tẩy), nhuộm hoàn thiện vải [6] I.1.1.1.Quy trình kéo sợi, dệt vải a) Chuẩn bị nguyên liệu: - Làm nguyên liệu - Chải: sợi chải song song thành sợi thô - Kéo sợi, đánh bong, mắc sợi - Hồ sợi dọc b) Dệt vải: kết hợp sợi ngang với sợi dọc mắc thành hình vải mộc I.1.1.2 Quy trình xử lí vải - Giũ hồ - Nấu vải - Làm bong vải - Tẩy trắng I.1.1.3.Quy trình nhuộm hoàn tất vải Quá trình nhuộm thực để phân bố ánh sắc mặt vải, xảy khuếch tán phân tử thuốc nhuộm vào bên sợi vải để tạo cho vải màu sắc mong muốn Mục tiêu trình nhuộm làm cho phân tử thuốc nhuộm gắn chặt vào vải, thường sử dụng loại thuốc nhuộm tổng hợp với hóa chất trợ nhuộm để tạo gắn màu vải Phần thuốc nhuộm dư không gắn vào vải, vào nước thải chúng phụ thuộc vào nhiều yếu tố công nghệ nhuộm, loại vải cần nhuộm, độ màu yêu cầu Một số phương pháp đưa thuốc nhuộm vào lên sợi vải sau: Bảng III 4: Mật độ quang dung dịch sau khoảng thời gian xử lí với hàm lượng Fe khác mFe(g/l) t(phút) ) 0,2 0,5 0,7 1,703 1,395 1,241 10 1,178 0,372 0,334 15 0,768 0,158 0,140 25 0,528 0,170 0,108 30 0,270 0,095 0,089 35 0,240 0,094 0,086 40 0,111 0,079 0,067 45 0,089 0,066 0,053 50 0,076 0,062 0,05 Áp dụng đường chuẩn xác định nồng độ metyl DC pH=3 y=0,111×x0,032 Ta thu kết nồng độ metyl DC lại sau khoảng thời gian xử lí khác Kết Bảng III.5 Hình III.6: Bảng III 5: Nồng độ metyl DC lại sau khoảng thời gian xử lí với hàm lượng Fe khác mFe(g/l) t(phút) ) 0,2 0,5 0,7 15,63 12,86 11,47 10 10,90 3,64 3,30 15 25 30 35 40 45 50 7,21 5,05 2,72 2,45 1,29 1,09 0,97 1,71 1,82 1,14 1,14 1,00 0,88 0,85 1,55 1,26 1,09 1,06 0,89 0,77 0,74 36 18.00 16.00 14.00 C metyl DC (mg/l) 12.00 0.2gFe/l 10.00 0.5gFe/l 8.00 0.7gFe/l 6.00 4.00 2.00 0.00 10 20 30 t (phut) 40 50 60 Hình III.6: Ảnh hưởng hàm lượng sắt đến trình xử lí dung dịch metyl DC Sau khoảng thời gian 50 phút tiến hành phản ứng dung dịch metyl DC với có mặt sắt kim loại kết hợp với muối pesunfat, hàm lượng metyl DC giảm dần theo thời gian Đồng thời tốc độ chuyển hóa tỉ lệ thuận với khối lượng bột Fe Khối lượng bột sắt tăng, tốc độ giảm hàm lượng metyl DC tăng.Tuy nhiên sau 35 phút, tốc độ giảm hàm lượng metyl DC chậm Điều giải lí giải là: hàm lượng Fe phản ứng đủ, tăng khối lượng Fe trình hấp phụ metyl DC bề mặt Fe tăng, diện tích bề mặt tăng lên làm tốc độ chuyển hóa metyl DC tăng Sau 50 phút xử lí, metyl DC bị phân hủy 94,3% với hàm lượng sắt 0,5g/l Qua kết khảo sát ảnh hưởng hàm lượng Fe đến trình xử lí metyl DC, chọn sử dụng hàm lượng bột Fe 0,5g/l cho nghiên cứu 37 III.3.2.Khảo sát nồng độ kali pesunfat Chuẩn bị dung dịch mục II.4.2 tiến hành đo mật độ quang bước sóng 𝜆= 505nm Ta thu kết Bảng III.6 Bảng III 6: Mật độ quang dung dịch sau khoảng thời gian xử lí với nồng độ K2S2O8 khác CK2S2O8(mM) t(phút) ) 11 17 23 27 35 42 47 55 0,5 1,5 2,5 3,5 4,5 1,666 1,307 1,012 0,727 0,625 0,510 0,374 0,281 0,168 1,420 0.950 0,640 0,384 0,256 0,181 0,154 0,130 0,108 1,326 0,610 0,369 0,182 0,118 0,095 0,091 0,087 0,081 1,343 0,606 0,354 0,158 0,094 0,063 0,056 0,050 0,043 1,144 0,339 0,124 0,112 - Áp dụng đường chuẩn xác định nồng độ metyl DC pH=3 y=0,111×x0,032 Ta thu kết nồng độ metyl DC lại sau khoảng thời gian xử lí khác Kết Bảng III.7 Hình III.7: Bảng III 7: Nồng độ metyl DC lại sau khoảng thời gian xử lí với nồng độ K2S2O8 khác CK2S2O8(mM) t(phút) ) 0,5 1,5 2,5 3,5 4,5 15,30 13,08 12,23 12,39 10,59 11 12,06 8,85 5,78 5,75 3,34 17 23 27 35 42 9,41 6,84 5,92 4,88 3,66 6,05 3,75 2,59 1,92 1,68 3,61 1,93 1,35 1,14 1,11 3,48 1,71 1,14 0,86 0,79 1,41 1,30 - 38 47 55 2,82 1,80 1,46 1,26 1,07 1,02 - 0,74 0,68 18 16 14 Cmetyl DC (mg/l) 12 10 0,5mM 1,5mM 2,5mM 3,5mM 0 10 20 30 t(phút) 40 50 60 Hình III.7: Ảnh hưởng nồng độ K2S2O8 đến trình xử lí dung dịch metyl DC Khi tăng nồng độ K2S2O8 nguồn cung cấp gốc tự SO4*- tăng lên, làm tốc độ xử lí metyl DC tăng Tuy nhiên, lượng sắt không thay đổi nên lượng gốc tự sinh Fe2+ tương tác với anion pesunfat tăng lên không đáng kể tiếp tục tăng nồng độ K2S2O8 Vì vậy, tiến hành xử lý metyl DC hệ Fe0 kết hợp với muối pesunfat nên dùng lượng thích hợp muối K2S2O8 Trong thí nghiệm trên, tăng lượng K2S2O8 lên tới 4,5mM, dung dịch trở nên vẩn đục sau thời gian xử lí 23 phút Điều giải thích rằng: sản phẩm Fe3+ phản ứng oxi hóa sinh nhiều làm cho dung dịch trở nên vẩn đục Điều làm cho việc xác định giá trị mật độ quang dung dịch trở nên không xác Từ kết Bảng III.7 Hình III.7 cho thấy:với nồng độ 3,5 mM K2S2O8, sau 55 phút xử lí hàm lương metyl DC lại Do đó, thí nghiệm tiếp theo, sử dụng nồng độ K2S2O8 3,5mM kết hợp với lượng bột Fe 0,5g/l 39 III.3.3.Khảo sát pH Tiến hành thí nghiệm mục II.4.3 Bảng III 8: Giá trị mật độ quang nồng độ metyl DC lại sau khoảng thời gian xử lí pH=3 t (phút) Cmetyl DC (mg/l) Abs (𝜆=505nm) 1,343 11 0,606 5,75 17 0,354 3,48 23 0,158 1,71 27 0,094 1,14 35 0,063 0,86 42 0,056 0,79 47 0,050 0,73 55 0,043 0,68 12,39 Bảng III 9: Giá trị mật độ quang nồng độ metyl DC lại sau khoảng thời gian xử lí pH=7 t (phút) Cmetyl DC (mg/l) Abs (𝜆=465nm) 0,970 10 0,914 12,22 15 0,840 11,23 20 0,792 10,59 25 0,743 9,93 30 0,700 9,36 35 0,665 8,89 40 0,619 8,27 45 0,605 8,09 50 0,587 7,84 40 12,97 55 0,571 7,63 Bảng III 10: Bảng kết đo quang nồng độ metyl DC qua thời gian pH=10 t (phút) Cmetyl DC (mg/l) Abs (𝜆=465nm) 0,860 10 0,727 9,72 15 0,649 8,67 20 0,604 8,07 25 0,570 7,62 30 0,535 7,15 35 0,499 6,67 40 0,474 6,33 45 0,444 6,13 50 0,437 5,93 55 0,459 5,84 11,49 14.00 C metyl DC (mg/l) 12.00 10.00 8.00 pH=7 6.00 pH=10 4.00 pH=3 2.00 0.00 10 20 30 40 50 60 t ( phút) Hình III.8: Ảnh hưởng pH tới trình xử lí metyl sắt kim loại kết hợp với muối kali pesunfat 41 Qua kết Bảng III.10 Hình III.8, ta thấy pH=3, qúa trình phân hủy metyl DC nhanh chậm pH=7 Điều giải thích sau: giá trị pH thấp, lượng Fe2+ sinh nhiều phản ứng: Fe+H+→Fe2++H2↑ Lượng Fe2+ sinh đóng vai trò quan trình hoạt hóa pesunfat thành gốc tự do: Fe2+ + S2O82- → Fe3+ + SO42- + SO4*Các gốc tự tương tác với metyl DC, phân hủy chúng thành chất vô CO2 H2O, N2 Metyl DC + SO4*- → CO2+H2O+N2+… Tại pH=10, tốc độ xử lí metyl DC lớn so với pH=7 môi trường kiềm, anion pesunfat tạo gốc supeoxit (O2*-).Một số tài liệu khoa học cho rằng, pesunfat tạo gốc tự sunfat (SO4*-) supeoxit phản ứng kết hợp sau [3] : 2S2O82- + 2H2O → 3SO42- + SO4*- + O2*- + 4H+ Và gốc tự sunfat phản ứng với nhóm hiđroxyl OH- tạo thành gốc OH* anion sunfat [3]: SO4*+ OH- → SO42- + OH* Vì tốc độ phân hủy metyl DC lớn pH=3 nên chọn pH=3 giá trị pH tối ưu III.3.4 Khảo sát thời gian phản ứng Chuẩn bị thí nghiệm mục II.4.4, sau tiến hành đo giá trị mật độ quang dung dịch bước sóng 𝜆= 505nm Áp dụng đường chuẩn xác định hàm lượng metyl DC pH=3 y=0,111×x-0,032, ta tính nồng độ metyl DC lại sau khoảng thời gian xử lí Kết Bảng III.11: 42 Bảng III 11: Khảo sát giảm nồng độ metyl da cam theo thời gian xử lí sắt kim loại kết hợp với muối kali pesunfat, pH=3 t (phút) Cmetyl DC (mg/l) Abs (𝜆=505nm) 1,395 0,927 8,64 10 0,372 3,64 15 0,158 1,71 20 0,170 1,82 25 0,095 1,14 30 0,093 1,13 35 0,079 1,00 40 0,069 0,91 45 0,066 0,88 50 0,062 0,85 12,86 14 12 10 Cmetyl DC (mg/l) 0 10 20 30 40 50 t(phut) Hình III.9: Khảo sát theo thời gian trình xử lí metyl DC sắt kim loại kết hợp với muối kali pesunfat 43 60 Từ Bảng III.11 Hình III.9, nhận thấy sau khoảng 40 phút hàm lượng metyl DC lại không thay đổi nhiều hiệu suất xử lí đạt 94,2% Do đó, chọn thời gian tối ưu cho trình xử lí hệ Fe kim loại kết hợp muối kali pesunfat K2S2O8 40 phút III.3.5 Khảo sát sảnh hưởng khuấy trộn Chuẩn bị dung dịch mục II.4.5 Sau tiến hành đo giá trị mật độ quang dung dịch bước sóng 𝜆= 505nm Áp dụng đường chuẩn xác định hàm lượng metyl DC pH=3 y=0,111×x-0,032, ta tính nồng độ metyl DC lại sau khoảng thời gian xử lí Kết Bảng III.12, Bảng III.13 Hình III.10 Bảng III 12: So sánh giá trị mật độ quang thu hai trình xử lí có khuấy trộn không khấy trộn t (phút) Có khuấy trộn Không khuấy trộn 1,155 1,426 0,635 1,273 11 0,340 1,212 14 0,202 1,162 17 0,151 1,122 21 0,082 1,067 24 0,055 1,002 27 0,045 0,994 31 0,041 0,983 34 0,038 0,969 37 0,036 0,959 40 0,036 0,948 44 Bảng III 13: So sánh nồng độ metyl DC lại hai trình xử lí có khuấy trộn không khấy trộn t (phút) Có khuấy trộn Không khuấy trộn 10,69 13,13 6,01 11,75 11 3,35 11,20 14 2,10 10,75 17 1,64 10,39 21 1,02 9,90 24 0,78 9,31 27 0,69 9,24 31 0,65 9,14 34 0,63 9,01 37 0,61 8,92 40 0,61 8,82 Hình III.10: Khảo sát ảnh hưởng khuấy trộn đến trình xử lí metyl sắt kim loại kết hợp với kali pesunfat 45 Qua Bảng III.13 Hình III.10, khoảng 40 phút khảo sát, thí nghiệm nồng độ metyl DC giảm dần theo thời gian Tuy nhiên,ở thí nghiệm không khuấy trộn, nồng độ metyl DC giảm chậm theo thời gian so với thí nghiệm có khuấy trộn Do phản ứng metyl DC với sắt kim loại kali pesunfat phản ứng dị thể, khuấy trộn dã làm tăng tiếp xúc Fe với K2S2O8 metyl DC, dẫn tới khả phản ứng metyl DC hỗn hợp Fe K2S2O8 tăng III.4 Tổng hợp điều kiện thực nghiệm tối ưu trình xử lí metylDC sắt kim loại kết hợp với muối kali pesunfat K2S2O8 Các kết khảo sát cho thấy thời gian xử lí khoảng sau 35-40 phút, hàm lượng metyl DC phân hủy 94% Thời gian xử lí tối ưu hệ Fe kết hợp K2S2O8 chọn khoảng 40 phút Theo kết khảo sát hàm lượng sắt, sắt dạng bột nên chọn để sử dụng Lượng sắt kim loại kết hợp với K2S2O8 theo tỉ lệ 0,5g/l sắt: 3,5mM K2S2O8 Vì đó, nồng độ gốc tự SO4*- lớn Nên tạo môi trường axit bazơ mạnh tăng khả sản sinh gốc tự có tính oxi hóa mạnh Khi tiến hành xử lí nước thải dệt nhuộm nước thải có chứa chất hữu cơ, phản ứng dị thể hòa tan chất hữu nước thường kém,nên trìnhxử lí chất hữu hệ Fe0 + K2S2O8 cần phải thiết kế phận khuấy trộn nhằm mục đích tăng tiếp xúc cấu tử hệ phản ứng, giúp tăng tốc độ phản ứng, thời gian phản ứng giảm xuống III.5 Áp dụng quy trình xử lí hệ sắt kim loại muối pesunfat để xử lí mẫu nước thải dệt nhuộm làng Vạn Phúc- Hà Đông- Hà Nội Áp dụng quy trình xử lí metyl DC sắt kim loại kết hợp với kali pesunfat cho mẫu nước thải dệt nhuộm làng Vạn Phúc, Hà Đông, Hà Nội Mẫu nước thải dệt nhuộm pha loãng, xử lí sắt kim loại kết hợp với kali pesunfat tiến hành phá mẫu, xác định giá trị COD, ta thu kết Bảng III.14 46 Bảng III 14: Mật độ quang giá trị COD mẫu nước thải dệt nhuộm trước sau xử lí Tỉ lệ pha loãng Tính chất Abs (𝜆=600nm) COD lần Trước xử lí 0,173 498 Sau xử lí 0,072 162 Trước xử lí 0,091 225 Sau xử lí 0,039 52 lần Trước xử lí hệ sắt kim loại muối kali pesunfat K2S2O8, giá trị COD mẫu nước thải dệt nhuộm pha loãng lần 498 pha loãng lần 225 Mẫu nước thải có số COD cao, vượt tiêu nước thải loại B (QCVN-40:2011) 6÷8 lần Sau khoảng thời gian 40 phút cho trình xử lí 10ml nước thải pha loãng 0,5g Fe/l 3,5 mM K2S2O8 pH=3, giá trị COD giảm xuống 162 với mẫu pha loãng lần 52 với mẫu pha loãng lần Những nghiên cứu bước đầu mở triển vọng áp dụng hệ sắt kim loại kết hợp muối pesunfat để xử lí nhiều nguồn nước thải có chứa hợp chất hữu gây ô nhiễm khác, góp phần vào nhiệm vụ xử lí ô nhiễm môi trường đặt cấp bách 47 KẾT LUẬN Sau thời gian tiến hành thực nghiệm, thu số kết sau: Đã xây dựng đường chuẩn xác định COD phương pháp quang phổ hấp thụ UV- VIS Đã xây dựng đường chuẩn xác định hàm lượng metyl DC phương pháp quang phổ hấp thụ UV- VIS Tiến hành khảo sát điều kiện tối ưu cho phản ứng oxi hóa metyl DC hệ sắt kim loại muối kali pesunfat K2S2O8và thu số kết quả: - Phản ứng sắt kim loại pesunfat nên tiến hành môi trường axit pH=3 - Sử dụng lượng sắt kết hợp với kali pesunfat K2S2O8 theo tỉ lệ 0,5g Fe/l: 3,5mM K2S2O8, để lượng gốc tự lớn - Cần phải thiết kế phận khuấy trộn nhằm giúp tăng tốc độ xử lí Chỉ số COD mẫu nước thải dệt nhuộm làng Vạn Phúc, Hà Đông, Hà Nội bước đầu xác định số vượt tiêu nước thải loại B (QCVN-40:2011) khoảng 6÷8 lần Áp dụng quy trình xử lí chất hữu sắt kim loại kết hợp với kali pesunfat cho mẫu nước thải dệt nhuộm làng Vạn Phúc, Hà Đông, Hà Nội thu giá trị COD giảm xuống khoảng 3-4 lần 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO Đào Hùng Cường, Nguyễn Thị Hường, báo cáo khoa học “Nghiên cứu sử dụng chất phản ứng fenton khử màu thuốc nhuộm hoạt tính nước thải công nghệ dệt nhuộm”, Tuyển tập công trình Hội nghị Khoa học Công nghệ Hoá học hữu Toàn quốc lần thứ Ba, Hà Nội ,2005 Nguyễn Tinh Dung, giáo trình “Hóa học phân tích- phần III: Các phương pháp định lượng hóa học”, NXB Giáo Dục, 2001 Hoàng Thị Thu Hường, luận văn “Nghiên cứu trình xử lí 2,4,6trinitrotoluen (TNT) nước thải sắt kim loại kết hợp với muối amoni pesunfat”, Đại học Sư phạm Hà Nội, 2015 Lê Văn Huỳnh, “Nghiên cứu xử lí nước thải chứa nhiều Lignin xúc tác tạo ion Co(II) với axetylaxeton”, Tạp chí Xúc tác Hấp phụ, T4, No 4A,tr 15-19, 2015 Trần Đức Lượng, Trần Văn Chung, Hồ Viết Quý, “Phân hủy TNT, DNP 2,4 D oxi hóa không khí hoạt hóa dung dịch sắt hóa trị không khí ethylendiamintetra axetic”, , tạp chí Journal of science of HNUE, Vol.59, No.4,tr26-35, 2014 Lê Thống Nhất, luận văn “Thiết kế hệ thống xử lí nước thải dệt nhuộm”, Trường Đại học Kĩ thuật Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh, 2005 Nguyễn Văn Phước, Võ Chí Cường,Nghiên cứu nâng cao hiệu xử lí COD khó phân hủy sinh học,Tạp chí KH CN, tập 10, số 1, 2007 Hồ Viết Quý, Nguyễn Tinh Dung, giáo trình “ Các phương tích phân tích lí hóa”, NXB Đại học Sư Phạm Hà Nội, 1991 Trung tâm sản xuất Việt Nam, Viện Khoa học Công nghệ Môi trường, Đại học Bách khoa Hà Nội, Tài liệu “ Sản xuất ngành dệt nhuộm”, 2008 10 Aniruddha Pisal, “Water and environmental analysis”, PerkinElmer, 2010 11 Chafia Bouasla, Mohamed El-Hadi Samar, Fadhel Ismail, Degradation of methyl violet 6B dye by the Fenton process, Desalination, 254, 35 –41, 2010 12 DengJ., Shao Y., Gao N., Deng Y., Tan C., ZhouS.,Zero-valent iron/persulfate (Fe0/PS) oxidation acetaminophen in water, Int J Environ Sci Technol 11, 881–890, 2014 49 13 Imtyaz Hussain, Yongqing Zhang, Shaobin Huang, Xiaozhe Du,Degradation of p -chloroaniline by persulfate activated with zero-valent iron,Chemical Engineering Journal 203, 269-276, 2012 14 Jinying Zhao, Yaobin Zhang, Xie Quan, Shuo Chen,Enhanced oxidation of 4chlorophenol using sulfate radicals generated fromzero-valent iron and peroxydisulfate at ambient temperature,Separation and Purification Technology 71, 302–307, 2010 15 Marco S Lucas, Jose´ A Peres, Decolorization of the azo dye Reactive Black by Fenton and photo-Fenton oxidation, Dyes and Pigments 71, 236-244, 2006 16 Seok-Young Oh , Hyeong-Woo Kim, Jun-Mo Park, Hung-Suck Park, Chohee Yoon,Oxidation of polyvinyl alcohol by persulfate activate d with heat, Fe 2+, and zero-valent iron, Journal of Hazardous Materials 16, 8, 346–351, 2009 17 Tao Zhou, Yaozhong Li, Jing Ji, Fook-Sin Wong, Xiaohua Lu, Oxidation of 4chlorophenol in a heterogeneous zero valent iron/H2O2 Fenton-like system: Kinetic, pathway and effect factors, Separation and Purification Technology 62, 551–558, 2008 18 Xiang-Rong Xu, Xiang-Zhong Li,Degradation of azo dye Orange G in aqueous solutions by persulfate with ferrous ion,Separation and Purification Technology 72, 105–111, 2010 50 ... hưởng nước thải dệt nhuộm đến môi trường I.1.3.1 Các chất gây ô nhiễm nước thải dệt nhuộm I.1.3.2.Ảnh hưởng nước thải dệt nhuộm đến môi trường 11 I.2 Các phương pháp hóa học xử lí nước thải. .. loại nước thải có màu Phương pháp cho phép xử lí nước thải chứa nhiều loại chất bẩn khác nhau, kể nồng độ chất bẩn nước thấp, mà phương pháp khác khó xử lí Ngoài ra, phương pháp hấp phụ dùng để xử. .. chất thải đổ vào nước bao gồm nước thải từ quy trình sản xuất, nước rửa nước làm lạnh Trong trình sản xuất, lượng nước thải 12300 m3/tấn vải, chủ yếu từ công đoạn nhuộm nấu tẩy Bảng I 2: Lượng nước