đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ môi trường, KEO TỤ ĐIỆN HÓA, XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHỘM, luận văn xử lý nước thải dệt nhuộm, xử lý nước thải bằng phương pháp điện hóa, BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
Đề tài: “Nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm keo tụ điện hóa” BỘ CƠNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG ĐỀ CƯƠNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM BẰNG CƠNG NGHỆ KEO TỤ ĐIỆN HĨA Sinh viên thực hiện: Ngô Văn Cường Huỳnh Phạm Dũ Nguyễn Tấn Thành Lớp: 03DHMT2 Khoá: 2012 - 2016 Giảng viên hướng dẫn: Th.S Ngô Thị Thanh Diễm TP HCM, tháng 12 năm 2015 Trang Đề tài: “Nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm keo tụ điện hóa” Trang Đề tài: “Nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm keo tụ điện hóa” MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Lý chọn đề tài: 1.2 Mục tiêu nghiên cứu đề tài .4 1.3 Đối tượng nghiên cứu .4 1.4 Ý nghĩa đề tài .4 1.5 Phạm vi nghiên cứu TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 2.1.1 Khái niệm phương pháp điện hóa 2.1.2 Đặc tính chung keo tụ điện hóa 2.1.3 Sự hình thành keo trình hồ tan nhơm, sắt anode 2.1.4 Đơng tụ điện hóa (Electro-coagulation – EC) 2.1.5 Tuyển điện hóa (Electronflotation – EF) 2.1.6 Oxi hóa chất hữu nước thải 2.2 Tài liệu nước 2.3 Tài liệu nước NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .9 3.1 Nội dung nghiên cứu 3.1.1 Sơ đồ nghiên cứu .9 3.1.2 Mơ hình nghiên cứu: 10 3.1.3 Hóa chất sử dụng 12 3.2 Cơ sở lý thuyết Phương pháp nghiên cứu .13 3.2.1 Phương pháp tổng quan tài liệu 13 3.2.3 Phương pháp thống kê xử lý số liệu .14 3.2.4 Phương pháp đồ thị .15 3.2.5 Phương pháp mô hình hóa .15 DỰ KIẾN KẾT QUẢ 15 4.1 Kết mong muốn đạt được: .15 4.2 Dự kiến cấu trúc báo cáo .15 4.3 Tiến độ nghiên cứu 15 4.4 Tài liệu tham khảo 16 Trang Đề tài: “Nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm keo tụ điện hóa” 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Lý chọn đề tài: Ngành dệt nhuộm ngành xuất sớm lâu đời nước ta Hiện nay, ngành chiếm vị trí quan trọng, đóng góp đáng kể cho ngân sách nhà nước giải việc làm cho lượng lớn người lao động Tuy nhiên, bên cạnh việc thúc đẩy kinh tế phát triển ảnh hưởng đến mơi trường từ ngành dệt nhuộm vấn đề đáng quan tâm, nước thải ngành dệt nhuộm vấn đề mang tính cấp thiết Nhìn chung, nước thải ngành dệt nhuộm có giá trị pH, COD, nhiệt độ độ màu cao Ngoài ra, nước thải chứa lượng lớn hợp chất hữu độc hại thuốc nhuộm, chất hoạt động bề mặt, kim loại, muối chất hợp chất hữu bền (Persistent Organic Pollutants – POPs) Hiện nay, có nhiều q trình khác áp dụng để xử lý nước thải ngành dệt nhuộm như: keo tụ - tạo bơng, xử lý hiếu khí Trong đó, đáng ý phương pháp keo tụ điện hóa khả loại bỏ hiệu chất hữu bền mà khơng phải q trình oxy hóa thơng thường thực Đồng thời phương pháp dễ quản lý, không phức tạp vận hành lượng bùn thải sinh nhiều so với q trình xử lý sinh học hay trình oxy khác Trên sở đó, đề tài “NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM BẰNG KEO TỤ ĐIỆN HÓA” thực để tìm phương pháp xử lý nước thải áp dụng xử lý nước thải dệt nhuộm nói riêng loại nước thải khác có đặc tính tương tự 1.2 Mục tiêu nghiên cứu đề tài Xác định giá trị tối ưu thơng số: mật độ dòng điện, pH, khoảng cách hai điện cực 1.3 Đối tượng nghiên cứu Nước thải sử dụng: Nước thải dệt nhuộm công ty cổ phần dệt may đầu tư Thành Công Công nghệ xử lý nước thải keo tụ điện hóa 1.4 Ý nghĩa đề tài Ý nghĩa khoa học: + Xác định yếu tố tối ưu ảnh hưởng đến việc xử lý + Phát huy, sáng tạo phương pháp tiến hiệu từ nghiên cứu sẵn có Ý nghĩa thực tiễn: + Giảm thiểu tác tác hại gây cho môi trường nước thải ngành dệt nhuộm + Xử lý nước thải đạt QCVN 13-MT:2015/BTNMT, cột B 1.5 Phạm vi nghiên cứu Trang Đề tài: “Nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm keo tụ điện hóa” Thí nghiệm thực quy mơ phòng thí nghiệm trường Đại học Cơng Nghiệp Thực Phẩm TP Hồ Chí Minh Một số yếu tố ảnh hưởng khác ngồi nội dung thí nghiệm loại trừ 2.1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU Cơ sở lý thuyết 2.1.1 Khái niệm phương pháp điện hóa Keo tụ điện hóa phương pháp điện hóa xử lý nước thải, tác dụng dòng điện điện cực dương (thường sử dụng nhôm sắt) bị ăn mòn phóng chất có khả keo tụ (cation Al 3+ Fe3+) vào mơi trường nước thải, kèm theo phản ứng điện phân tạo bọt khí cực âm (Hold, Barton Mitchell, 2004) Là phương pháp giao thoa trình: điện hóa học, tuyển nổi, keo tụ Keo nhơm, sắt sử dụng rộng rãi công nghệ xử lý nước nước thải Hiệu trình phụ thuộc vào tính chất, độ bền chất keo dung dịch chế keo tụ Sự keo tụ huyền phù phức hydro hydroxit Keo tụ điện hóa phương pháp hữu hiệu tạo Ppy trực tiếp bề mặt vật liệu làm điện cực với độ dẫn điện cao, có khả điều khiển tính chất độ dày màng thông số điện hóa Q trình polyme hóa pyrol dạng điển hình cho polyme dị vòng Cơ chế tổng hợp Ppy phương pháp điện hóa gồm bốn giai đoạn: - Giai đoạn 1: Sự oxy hóa monome, hình thành cation gốc - Giai đoạn 2: Cation gốc cặp đôi với gốc khác tạo đication - Giai đoạn 3: Đication trải qua phản ứng đề proton hóa tạo đime trung hòa - Giai đoạn 4: Đime trung hòa bị oxy hóa tạo thành cation gốc Sau đó, đime cặp đơi với cation gốc khác dẫn đến phát triển mạch Khi đạt đến độ dài định, mạch polyme trở nên không tan lắng đọng bề mặt điện cực tạo thành lớp phủ Quá trình điện hóa cho phép loại bỏ giảm thiểu hợp chất nhiễm cách oxy hóa trực tiếp chất nhiễm điện cực nhờ dòng điện tạo tác nhân oxy hố mơi trường có khả oxy hóa hợp chất hữu độc hại 2.1.2 Đặc tính chung keo tụ điện hóa - Hạt keo gồm ba phần: + Nhân hạt keo: tập hợp nhiều phân tử rắn liên kết với nhau, bao bọc lớp vỏ ion Sự hấp phụ loại ion dung dịch tạo nên lớp vỏ ion + Lớp điện tích kép: hình thành ion trái dấu với lớp vỏ ion + Lớp ion khuếch tán hình thành phần ngồi lớp điện tích kép - Đặc điểm sau đây: + Dòng điện chiều + Các điện cực dương kim loại hồ tan có khả tạo chất keo tụ Trang Đề tài: “Nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm keo tụ điện hóa” + Tùy vào pH đặc tính nước thải trường hợp cụ thể mà chọn kim loại làm điện cực dương + Thời gian lưu nước, cường độ dòng điện, hiệu điện hiệu suất vận hành bể có mối quan hệ chặt chẽ với + Hệ thống điện cực đặt ngập nước thải, để đảm bảo khả tiếp xúc bọt khí chất ô nhiễm tốt + Bể keo tụ điện hố hoạt động điều kiện nạp nước thải đầu vào liên tục hoạt động điều kiện nước thải nạp lần (theo mẻ) + Sự xáo trộn thích hợp, bọt khí, cánh khuấy điều chỉnh vận tốc + Phản ứng tạo chất keo tụ cần alkalinity, oxy thích hợp 2.1.3 Sự hình thành keo q trình hồ tan nhơm, sắt anode Đối với dung dịch có pH= 5,0 – 7,0, điện phân khí O anode, H2 cathode, nhôm bị thủy phân nên pH dung dịch thấp, thành phần chủ yếu Al(OH) 2+ Al(OH)2+ Ngồi ra, có Al3+ Al(OH)3 Nếu dung dịch có tính acid, hàm lượng phức hydroxyt tích điện dương cao, chúng nằm phân tán, chậm liên kết lại để tạo hạt keo lớn Khi tăng pH > 6,0, ion Al3+ vừa hình thành bị thủy phân hoàn toàn, phức hydroxyt Al(OH)2+, Al(OH)2+ tiếp tục thủy phân, sản phẩm thủy phân Al(OH) Đến pH= 7,0 – 8,0 Al(OH)3 đạt nồng độ cực đại Như tăng pH, hàm lượng hạt keo dương giảm dần, sản phẩm thủy phân dễ liên kết tạo thành hạt keo lớn Thứ tự phản ứng thuỷ phân sau: Al3+.6H2O + H2O →Al(OH)2+.5H2O + H3O+ (1) 2+ + Al(OH) 5H2O +H2O →Al(OH)2 + 4H2O + H3O (2) 3+ + Al 6H2O + 2H2O →Al(OH)2 + 4H2O + 2H3O (3) Al(OH)2 + 4H2O + H2O →Al(OH)3.3H2O + H2O (4) Trong trình điện phân, pH lớp dung dịch sát anode giảm dần tạo keo nhơm O2 nên Hydroxyt tích điện dương có độ phân tán cao Trong điện trường, H+ chuyển cathode trung hòa ion OH chuyển từ cathode sang anode, giúp cho trình thủy phân hình thành hydroxyt dễ dàng Trong khoảng pH= 5,5 – 7,0 thành phần Al(OH) 2+, Al(OH)2+ Al(OH)3 Tăng pH thời gian điện phân, phân tử liên kết tạo hạt đa nhân 2.1.4 Đông tụ điện hóa (Electro-coagulation – EC) - Cơ chế: EC phương pháp sử dụng điện cực anode hòa tan nhôm sắt để tạo tác nhân keo tụ Chúng keo tụ tạp chất dòng thải Trong bình điện phân, nước thải đóng vai trò chất điện phân Anode Cathode nhơm sắt Khi có dòng điện chiều qua dịch điện phân, anode nhơm có q trình hòa tan: Hòa tan nhơm: Al – 3e → Al3+ Đồng thời q trình oxy Ở pH < 7,0: 2H2O – 4e → O2 + 4H+ Trang Đề tài: “Nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm keo tụ điện hóa” Ở pH>7,0: 4OH- - 4e → O2 + 2H2O Ở cathode: Ở pH7,0: H2O + 2e → H2 + 2H2O Ion Al3+ vừa hình thành lớp dung dịch sát anode nhôm, chúng tham gia phản ứng thủy phân Các sản phẩm thủy phân Al(OH) 2+, Al(OH)2+ cuối Al(OH)3 Tùy theo giá trị pH mà thành phần sản phẩm thủy phân khác Do trình keo tụ xảy đồng thời với q trình khí nên dung dịch khuấy trộn Các khí H2, O2 có tác dụng tuyển hạt keo sau trung hòa điện (hấp thụ tạp chất) - Khả phương pháp: Ứng dụng phương pháp EC đa dạng, áp dụng cho nhiều loại nước thải, có thành phần thay đổi lớn Bằng nghiêm cứu, nước tiên tiến giới áp dụng phương pháp cách có hiệu Các lĩnh vực áp dụng phương pháp như: làm nước ngầm, xử lý nước thải giặt, xử lý nước cấp, xử lý nước thải sinh hoạt, tách đồng vị phóng xạ… 2.1.5 Tuyển điện hóa (Electronflotation – EF) - Bản chất phương pháp: EF trình tách hạt phân tán nước thải bóng khí Bóng khí H2, O2 tạo trình điện phân nước Các điện cực bố trí đáy thùng điên phân Khi dòng điện chiều qua dịch điện phân, khí O2 anode H2 thoát cathode Khi bóng khí ra, dính bám vào hạt lơ lửng nước thải, kéo hạt lên mặt nước Tạp chất dính bám đám bọt lên bề mặt gọi bùn tuyển (flotosludge) Thiết bị tách bọt gạt lớp bùn khỏi bề điện phân - Thuận lợi phương pháp tuyển điện hóa: Vì bóng khí tạo từ điện phân nước không cần vận chuyển, vận hành thiết bị tạo khí máy nén, bình chứa khí Khí ngồi khơng gây nhiễm Điều khiển, khống chế q trình dễ dàng Khí nhiều hay phụ thuộc vào dòng điện vào thùng xử lý Thiết bị xử lý đơn giản, dễ chế tạo 2.1.6 Oxi hóa chất hữu nước thải - Bản chất: Nước thải nói chung ngồi chứa chất vơ cư acid, bazo, kim loại nặng… có mặt nhiều chất hữu khác Chúng cần phải xử lý thải môi trường Xử lý sinh học phương pháp thông dụng để xử lý tạp chất hữu Song với chất hữu gây độc hại với vi sinh vật phương pháp sinh học khơng hiệu Trang Đề tài: “Nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm keo tụ điện hóa” Bản chất phương pháp oxi hóa điện hóa anode xảy q trình oxi hóa điện hóa, tạp chất hữu bị oxi hóa chuyển thành chất hữu khác hay đến chất vô CO2 H2O (oxi hóa hồn tồn) - Oxy hóa điện hóa trực tiếp anode tạo gốc hydroxyl: Phương pháp cho phép oxy hóa nước tạo gốc hydroxyl hấp thụ bề mặt anode có oxy cao: H2O → OH ads + H+ + eGốc hydroxyl tạo có khả oxy hóa nhiều hợp chất hữu dung dịch Việc lựa chọn vật liệu điện cực anôt vô quan trọng, định khả ứng dụng phương pháp Khoảng 20 năm trở lại đây, nhiều cơng trình khoa học tập trung nghiên cứu xử lý nước thải công nghiệp ô nhiễm hợp chất hữu cơ, vật liệu điện cực hiệu oxy cao Trong số vật liệu nghiên cứu này, oxit kim loại oxit thiếc, oxit chì, dioxit chì pha tạp platin vật liệu điện cực có nhiều triển vọng Một vật liệu mới, kim cương pha tạp Bo (BDD - Boron doped diamond) cho oxy cao từ trước đến nghiên cứu áp dụng Hiện nay, điện cực anode BDD cho vật liệu tối ưu cho phép hình thành gốc hydroxyl, mở hướng ứng dụng điện cực anôt tạo chất oxy hóa mạnh cho phép khống hóa hồn toàn hợp chất hữu 2.2 Tài liệu nước ngồi - Theo Mr Kobya, S.Delipinar (2008) Trong thí nghiệm phòng thí nghiệm quy mơ, xử lý nước thải sản xuất nấm men bánh mì khảo sát đốt điện (EC) sử dụng lò phản ứng hàng loạt Ảnh hưởng yếu tố pH, vật liệu điện (Fe Al), mật độ tại, thời gian hoạt động khảo sát hiệu loại bỏ nhu cầu oxy hóa học (COD), tổng carbon hữu (TOC), độ đục, chi phí vận hành, tương ứng Các hiệu loại bỏ tối đa COD, TOC độ đục điều kiện hoạt động tối ưu, tức là, pH 6,5 cho điện cực Al pH cho điện cực Fe, với mật độ 70 A / m2 thời gian 50 phút hiệu xử lý 71, 53 90% cho điện cực Al 69, 52 56% cho điện cực Fe Hiệu loại bỏ chất bẩn điện cực Al cao 4,4 lần điện cực Fe có màu sắc sắt hồ tan - Theo nghiên cứu Erthan Gengec (2011) HIện nay, trình keo tụ điện hóa dùng để khử màu, COD, TOC từ nước thải sản xuất men bánh mì sử dụng điện cực nhơm Có yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý màu, COD, TOC pH, thời gian, mật độ dòng điện Hiệu suất xử lý độ màu COD, TOC phương pháp kỵ tụ khí – hiếu khí – keo tụ điện hóa (AAE) với mật độ dòng điện 80A/m 2, pH=4,0, thời gian 30 phút phương pháp kỵ khí – keo tụ điện hóa (AE) với mật độ dòng điện 12,5A/m 2, pH=5,0, thời gian 30 phút 88%, 48%, 49% 86%, 49%, 43% 2.3 Tài liệu nước Theo nghiên cứu Đinh Tuấn (2011) cho thấy: Trang Đề tài: “Nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm keo tụ điện hóa” - Dung dịch muối điện ly NaCl cải thiện rõ rệt hiệu q trình: hiệu suất hòa tan tốt, lượng keo nhôm sinh tạo thời gian nhiều, kích thước nhỏ mịn, tốc độ tương tác cao Khoảng nồng độ NaOH ≤ g/l thích hợp cho xử lý nước thải dệt nhuộm - Khoảng cách điện cực có vai trò quan trọng phân tán phân bố chất keo tụ toàn khối dung dịch, trì chế keo tụ điện tích q trình keo tụ hệ màu - Mật độ dòng điện 0,5 – A/dm2 - pH khoảng 6,5 – 8,5 - Khoảng cách điện cực từ -2 cm 3.1 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Nội dung nghiên cứu 3.1.1 Sơ đồ nghiên cứu Hình 3.1 Sơ đồ nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhộm keo tụ điện hóa Trang Đề tài: “Nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm keo tụ điện hóa” 3.1.2 Mơ hình nghiên cứu: - Thể tích mẫu 1L - Khoảng cách điện cực: – cm - Thời gian chạy mẻ với nhiệt độ bình thường ngày phòng thí nghiệm - Hiệu điện thế: U = 5V ÷ 30V - Vật liệu nghiên cứu: + Điện cực nhơm (Al), kích thước: 2cm × 12cm × 0.1cm + Điện cực sắt (Fe), kích thước: 2cm × 12cm × 0.1cm - Thiết bị nghiên cứu: + Thiết bị điện phân + Máy khuấy từ + Máy đo pH điện tử - Các thí nghiệm nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến trình xử lý: + Thí nghiệm 1: nghiên cứu khả điện phân nước thải đầu vào + Thí nghiệm 2: nghiên cứu ảnh hưởng pH đến hiệu xử lý + Thí nghiệm 3: nghiên cứu ảnh hưởng khoảng cách hai điện cực đến hiệu xử lý + Thí nghiệm 4: nghiên cứu ảnh hưởng hiệu điện đến hiệu xử lý a) Thí nghiệm 1: nghiên cứu khả điện phân nước thải đầu vào Tiến hành bố trí thí nghiệm theo bảng để tìm giá trị U/I tối ưu cho nước thải đầu vào: Bảng 3.1 Thí nghiệm khảo sát U/I Cốc Cốc Cốc Thể tích mẫu, (lít) pH Khoảng cách hai điện cực, (cm) Hiệu điện thế, (V) Thời gian, (giờ) 10 15 Cốc Cốc Cốc 20 25 30 Mật độ dòng điện, (A/mm2) Tiến hành khảo sát cho điện cực nhôm điện cực sắt Đánh giá cảm quan nước sau xử lý: độ trong, độ màu, cặn lơ lửng, bùn nổi, bùn lắng Thí nghiệm 2: nghiên cứu ảnh hưởng pH đến hiệu xử lý Tiến hành bố trí thí nghiệm theo bảng để tìm giá trị pH tối ưu cho trình xử lý: Bảng 3.2 Thí nghiệm khảo sát pH b) Trang 10 Đề tài: “Nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm keo tụ điện hóa” Cốc Cốc Thể tích mẫu, (lít) pH Cốc Cốc Cốc Khoảng cách hai điện cực, (cm) Hiệu điện thế, (V) 15 Thời gian, (giờ) Mật độ dòng điện, (A/mm2) Tiến hành khảo sát cho điện cực nhôm điện cực sắt Đo thông số đầu ra: COD, độ màu, pH c) Thí nghiệm 3: nghiên cứu ảnh hưởng khoảng cách hai điện cực đến hiệu xử lý Tiến hành bố trí thí nghiệm theo bảng để tìm khoảng cách giữ hai điện cực tối ưu cho trình xử lý: Bảng 3.3 Thí nghiệm khảo sát khoảng cách hai điện cực Cốc Cốc Thể tích mẫu, (lít) Cốc Cốc pH Khoảng cách hai điện cực, (cm) Cốc pH tối ưu thí nghiệm 2 Hiệu điện thế, (V) 15 Thời gian, (giờ) Mật độ dòng điện, (A/mm2) Tiến hành khảo sát cho điện cực nhôm điện cực sắt Đo thông số đầu ra: COD, độ màu, pH d) Thí nghiệm 4: nghiên cứu ảnh hưởng hiệu điện đến hiệu xử lý Tiến hành bố trí thí nghiệm theo bảng để tìm giá trị hiệu điện tối ưu cho q trình xử lý: Bảng 3.4 Thí nghiệm khảo sát hiệu điện Trang 11 Đề tài: “Nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm keo tụ điện hóa” Cốc Cốc Cốc Thể tích mẫu, (lít) Cốc Cốc Cốc pH pH tối ưu thí nghiệm Khoảng cách hai điện cực, (cm) Hiệu điện thế, (V) Khoảng cách tối ưu thí nghiệm 10 Thời gian, (giờ) 15 20 25 30 Mật độ dòng điện, (A/mm2) Tiến hành khảo sát cho điện cực nhôm điện cực sắt Đo thông số đầu ra: COD, độ màu, pH 3.1.3 Hóa chất sử dụng Bảng 3.5 Hóa chất sử dụng STT Tên hóa chất Dung dịch K2Cr2O7 0,0167 M Hóa chất sử dụng 4,913g K2Cr2O7, 33,3g HgSO4, nước cất 167ml H2SO4(đđ), Dung dịch FAS 0,1N 39,2 g FAS 20ml H2SO4(đđ) Ferroin 1,485g 110 Phernan throline 0,695g FeSO4.7H2O Nước cất 4g NaOH, nước cất NaOH 4% Acid H2SO4 3ml Cách pha Bảo quản Cho hóa chất K2Cr2O7, HgSO4 nước cất vào khấy tan, cho 167 ml H2SO4(đđ), vào định mức thành 1000ml nước cất Cho nước cất vào hòa tan FAS sau thêm 20ml H2SO4(đđ) định mức thành 1000ml nước cất Hòa tan hỗn hợp hóa chất định mức thành 100ml nước cất Trong bình thủy tinh có nắp kín Pha lỗng định mức thành 100ml với nước cất Trong bình thủy tinh có nắp kín Trong bình Định mức thành 100ml Trong bình thủy tinh có nắp kín Trong bình thủy tinh có nắp kín Trang 12 Đề tài: “Nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm keo tụ điện hóa” 3.2 H2SO4(đđ), nước cất Phương pháp nghiên cứu với nước cất thủy tinh có nắp kín 3.2.1 Phương pháp tổng quan tài liệu Tham khảo tài liệu nước để xác định nguyên lý phản ứng yếu tố ảnh hưởng Tham khảo báo nghiên cứu để xác định miền quy hoạch yếu tố ảnh hưởng, từ loại bỏ yếu tố ảnh hưởng không lớn 3.2.2 Các phương pháp phân tích thực nghiệm Tiến hành thử nghiệm nghiệm thức đo đạc tiêu sau: COD, độ màu, pH a) Phân tích COD Phương pháp đun hồn lưu kín COD >50 mg/l (phương pháp dùng K 2Cr2O7 với phương pháp đun kín theo Standard Methods): + Rửa ống nghiệm có nút vặn kín với H 2SO4 20% trước sử dụng Sau cho ml mẫu vào ống nghiệm, thêm 3ml dung dịch K 2Cr2O7 0,0167M vào, cẩn thận thêm 7ml acid H 2SO4 regent vào cách cho acid chảy từ từ dọc theo thành ống nghiệm Đậy nút vặn đậy thật kỹ, lắc kỹ nhiều lần tránh lắc mạnh để dung dịch văng lên nắp ống nghiệm (cẩn thận phản ứng sinh nhiệt), đặt ống nghiệm vào giá inox cho vào tủ sấy nhiệt độ 150 oC vòng 2h + Để nguội đến nhiệt độ phòng, đổ dung dịch ống nghiệm vào bình tam giác 100 ml, thêm 1-2 giọt thị ferroin (lúc mẫu có màu xanh lá) định phân FAS 0,1M Ngừng chuẩn độ dung dịch chuyển từ màu xanh sang màu nâu đỏ Làm mẫu trắng với nước cất Đọc ghi lại thể tích FAS tiêu tốn + COD tính dựa theo cơng thức đây: Trong đó: + A: Thể tích FAS dùng để định phân mẫu trắng B, ml + B: Thể tích FAS dùng để định Phân mẫu nước thải, ml + M: Nồng độ mol FAS Phương pháp đun hoàn lưu hở COD < 50 mg/l + Đong 50 100 ml mẫu cho vào bình cầu COD tích 250 ml Lần lượt thêm g HgSO4 vài viên bi thủy tinh, cẩn thận thêm ml H2SO4 reagent lắc cho tan HgSO4 Tiếp tục thêm 25 ml dung dịch K2Cr2O7 0,00417M + Nối với hệ thống đun hoàn lưu, cẩn thận thêm thật chậm 70 ml H 2SO4 reagent lại qua phễu đặt miệng ống làm lạnh Lắc nhẹ để trộn hỗn hợp bình Bật bếp đun hồn lưu Trang 13 Đề tài: “Nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm keo tụ điện hóa” + Tắt bếp, để nguội đến nhiệt độ phòng, dùng bình xịt nước cất rửa dung dịch đọng thành ống làm lạnh Tháo rời bình cầu COD khỏi hệ thống Định phân dung dịch FAS 0,025M với giọt thị màu ferroin Kết thúc định phân dung dịch vừa chuyển sang màu nâu đỏ + Chuẩn lại nồng độ dung dịch FAS 0,1M: + COD mẫu tính theo cơng thức sau: Trong đó: + + : Thể tích K2Cr2O7 dùng, (ml) : Thể tích FAS dùng định phân mẫu nước cất (khơng đun), (ml) + A: Thể tích FAS dùng định phân mẫu nước cất (đun 1500C), (ml) + B: Thể tích FAS dùng định phân mẫu (đun 1500C) (ml) + : Nồng độ FAS định chuẩn lại, (M) + Vm: Thể tích mẫu, (ml) b) Phân tích độ màu - Nguyên tắc xác định độ màu dựa vào hấp thu ánh sáng hợp chất có màu dung dịch phương pháp xác định phương pháp so màu - Đo độ hấp thụ mẫu máy Spectrophotometer bước sóng 455nm - Màu biểu kiến: Đo độ hấp thu mẫu nước chưa xử lý - Màu thực: Ly tâm mẫu loại bỏ hoàn toàn hạt huyền phù Tốc độ thời gian ly tâm phụ thuộc vào đặc tính hàm lượng hạt huyền phù, thời gian ly tâm thường không vượt Đo độ hấp thu mẫu nước sau ly tâm Đo pH, ghi kết pH độ màu - Bên cạnh phương pháp trên, độ màu xác định trực tiếp máy so màu theo chương trình độ màu cài đặt sẵn máy - Phương pháp phân tích độ màu theo TCVN 40:2011 3.2.3 Phương pháp thống kê xử lý số liệu Sử dụng phương pháp bình phương cực tiểu phương pháp tối ưu hóa để lựa chọn đường khớp cho dải số liệu ứng với cực trị tổng sai số thống kê đường khớp số liệu Trang 14 Đề tài: “Nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm keo tụ điện hóa” Cách thiết lập: tiến hành khảo sát với cốc, có giá trị pH, lượng hóa chất cho vào, thời gian thí nghiệm Đem cốc xác định thông số cần xác định Từ giá trị đó, ta có đồ thị phương trình tuyến tính 3.2.4 Phương pháp đồ thị Thực khái quát thí nghiệm theo quan hệ tương quan để so sánh kết quả, kết luận trình thực nghiệm xác thuyết phục 3.2.5 Phương pháp mơ hình hóa Thực làm mơ hình để xử lý nước thải 4.1 DỰ KIẾN KẾT QUẢ Kết mong muốn đạt được: - Xác định giá trị tối ưu thông số: pH, khoảng cách điện cực, mật độ dòng điện, phương pháp keo tụ điện hóa xử lý nước thải dệt nhuộm - So sánh hiệu xử lý nước thải dệt nhuộm phương pháp với điện cực sắt nhôm 4.2 4.3 Dự kiến cấu trúc báo cáo LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH ẢNH CHƯƠNG MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC Tiến độ nghiên cứu Các tiến độ thực đề tài dự kiến thực sau: Stt Nội dung Thời gian thực 10 11 12 Viết đề cương Xác định miền giá trị yếu tố ảnh hưởng Xác định pH tối ưu Xác định khoảng cách điện cực tối ưu Xác định mật độ dòng điện tối ưu Trang 15 Đề tài: “Nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm keo tụ điện hóa” 4.4 Tổng hợp kết Viết báo cáo Tài liệu tham khảo [1] Đinh Tuấn, Nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm phương pháp keo tụ tuyển điện hóa với Anode hòa tan nhơm, sắt, 2011 [2] Đinh Thị Hồng, Nghiên cứu trình xử lý nước thải in phương pháp điện hóa có màng ngăn, 2009 [3] Nguyễn Văn Phước, kỹ thuật xử lý nước thải, Đại học Bách Khoa Tp.HCM [4] Nguyễn Phước Dân, giáo trình xử lý nước thải, Đại học Bách Khoa Tp.HCM [5] Mr Kobya, S.Delipinar Treatment of the baker’s yeast wastewater by electrocoagulation, 2008 [6] Erthan Gengec, Kadriye Oktor (University of Kocaeli, Department of Environmemt Protedtion); Mehmet Kobya, Abdurrahman Akylo (Gebze Institute of Technology, Department of Environment Engineering) Erhan Demirbas (Gebze Institute of Technology, Department of Chemistry) năm 2011 Trang 16 .. .Đề tài: “Nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm keo tụ điện hóa Trang Đề tài: “Nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm keo tụ điện hóa MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Lý chọn đề tài: ... khơng hiệu Trang Đề tài: “Nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm keo tụ điện hóa Bản chất phương pháp oxi hóa điện hóa anode xảy q trình oxi hóa điện hóa, tạp chất hữu bị oxi hóa chuyển thành... dung nghiên cứu 3.1.1 Sơ đồ nghiên cứu Hình 3.1 Sơ đồ nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhộm keo tụ điện hóa Trang Đề tài: “Nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm keo tụ điện hóa 3.1.2 Mơ hình nghiên