Ngành dệt nhuộm đã có từ rất lâu đời và là nghề truyền thống có từ thời ông cha ta. Nó trở thành 1 trong những nhu cầu cơ bản của con người. Từ thời cổ đại thì màu sắc trong các sản phẩm may mặc là những nguyên liệu có sẵn trong tự nhiên nhưng khi xã hội phát triển con người không những ăn no mặc ấm mà phải tự đẹp và hợp thời trang do đó sự xuất hiện của thuốc nhuộm tổng hợp dần dần đang thay thế hoàn toàn thuốc nhuộm tự nhiên. Ước tính hơn 1015% tổng số thuốc nhuộm được sử dụng trong quy trình nhuộm và ngành công nghiệp dệt may thải vào môi trường trong suốt quá trình tổng hợp và nhuộm, khoảng 280,000 tấn thuốc nhuộm dệt thải ra mỗi năm trên toàn thế giới. Dòng chất thải phát sinh từ ngành công nghiệp dệt may nguy hiểm và khó phân hủy sinh học nên vấn đề ô nhiễm môi trường đã và đang được quan tâm.Chương I. SƠ LƯỢC VỀ THUỐC NHUỘM Chương II. TỔNG HỢP THUỐC NHUỘM Chương III. VẤN ĐỀ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG DO CHẤT THẢI THUỐC NHUỘM C. KẾT LUẬN:
ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA HÓA HỌC ***** TIỂU LUẬN HỌC PHẦN: HÓA HỌC HỮU CƠ Đề tài: TÌM HIỂU VỀ THUỐC NHUỘM VÀ VẤN ĐỀ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG DO CHẤT THẢI THUỐC NHUỘM Giảng viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: Th.S Ngô Duy Ý Tống Ngọc Trâm Anh Lớp Hóa 2B MSV: 16S2011001 Huế, tháng 05/2018 Em xin chân thành cảm ơn nhà trường, khoa Hóa học trường Đại học Sư phạm Huế thầy cô giáo khoa tạo điều kiện cho sinh viên suốt trình học tập nghiên cứu Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến giảng viên hướng dẫn Thạc sĩ Ngô Duy Ý tận tình giảng dạy giúp đỡ em trình học tập, nghiên cứu, tạo điều kiện thuận lợi để em làm đề tài Bài viết khơng tránh khỏi sai sót, mong nhận góp ý q thầy bạn để viết hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! GVHD: Th.S Ngô Duy Ý SVTH: Tống Ngọc Trâm Anh MỤC LỤC A MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích mục tiêu nghiên cứu Đối tượng khách thể nguyên cứu .1 Phạm vi nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu .2 Phương pháp nghiên cứu Bố cục đề tài: Bao gồm B NỘI DUNG CHƯƠNG I SƠ LƯỢC VỀ THUỐC NHUỘM Tổng quan phẩm màu .3 Lịch sử phát triển thuyết màu 2.1 Lý thuyết màu cổ điển 2.1.1 Thuyết mang màu 2.1.2 Thuyết màu quinoit 2.1.3 Thuyết nguyên tử chưa bão hòa thuyết tạo màu chuyển hợp chất hữu dạng muối 2.1.4 Thuyết dao động màu 2.1.5 Thuyết nhiễm sắc 2.2 Lý thuyết màu đại .7 2.2.1 Bản chất màu sắc tự nhiên 2.2.2 Cấu tạo vật thể có màu 2.2.3 Thành phần ánh sáng chiếu vào vật thể góc quan sát 2.2.4 Tình trạng mắt người quan sát .9 2.3 Tính chất ánh sáng hấp thụ ánh sáng vật thể .9 2.3.1 Bản chất ánh sáng 2.3.2 Thuyết điện tử hợp chất hữu có màu 12 2.4 Nguyên lý phối ghép màu .15 2.4.1 Khả cảm thụ màu mắt 15 2.4.2 Sự phản màu hài hòa màu 15 2.4.3 Phương pháp phối màu phẩm màu 16 GVHD: Th.S Ngô Duy Ý SVTH: Tống Ngọc Trâm Anh Thuốc nhuộm thiên nhiên 17 3.1 Nguồn gốc màu .17 3.2 Phản ứng chuyển hóa màu thiên nhiên 18 3.3 Sử dụng thuốc nhuộm thiên nhiên Việt Nam 19 Thuốc nhuộm tổng hợp 20 4.1 Các giai đoạn phát triển 20 4.2 Phân loại 21 CHƯƠNG II TỔNG HỢP THUỐC NHUỘM 22 Phân loại theo cấu tạo hóa học 22 1.1 Thuốc nhuộm azo 22 1.2 Thuốc nhuộm antraquinon 22 1.3.Thuốc nhuộm inđigoit .23 1.4 Thuốc nhuộm arylmetan 23 1.5 Thuốc nhuộm nitro 24 1.6 Thuốc nhuộm nitrozo .24 1.7 Thuốc nhuộm polymetyn 24 1.8 Thuốc nhuộm lưu huỳnh 24 1.9 Thuốc nhuộm arylamin 25 1.10 Thuốc nhuộm azometyn .25 1.11 Thuốc nhuộm hoàn nguyên đa vòng 25 1.12 Thuốc nhuộm phtaloxianin 25 Phân loại theo phân lớp kỹ thuật .26 2.1 Phân loại 26 2.2 Gọi tên 26 2.3 Cơ chế liên kết thuốc nhuộm với vật liệu .27 2.3.1 Liên kết ion 27 2.3.2 Liên kết đồng hóa trị 27 2.3.3 Liên kết hyđro 27 2.3.4 Liên kết Van der Waals .28 2.3.5 Lực tương tác kỵ nước .28 2.4 Các loại thuốc nhuộm cụ thể 28 2.4.1 Thuốc nhuộm trực tiếp 28 GVHD: Th.S Ngô Duy Ý SVTH: Tống Ngọc Trâm Anh 2.4.2 Thuốc nhuộm axit 29 2.4.3 Thuốc nhuộm hoạt tính 30 2.4.4 Thuốc nhuộm bazơ – cation 30 2.4.5 Thuốc nhuộm hoàn nguyên 31 2.4.6 Thuốc nhuộm lưu huỳnh .32 2.4.7 Thuốc nhuộm phân tán 33 2.4.8 Thuốc nhuộm azo không tan .33 2.4.9 Thuốc nhuộm pigment 34 2.4.10 Chất tăng trắng quang học 35 Các phản ứng tổng hợp thuốc nhuộm 36 3.1 Phản ứng nhân thơm 36 3.1.1 Phản ứng electrophin .36 3.1.2 Phản ứng nucleophin .39 3.2 Phản ứng biến đổi nhóm 40 3.2.1 Phản ứng nucleophin .40 3.2.2 Các phản ứng biến đổi khác 40 3.3 Phản ứng biến đổi vòng thơm .41 Quy trình tạo vật phẩm trung gian .42 4.1 Sunfo hóa (thuận nghịch) .42 4.1.1 Mục đích: .42 4.1.2 Tác nhân sunfo hóa: 42 4.1.3 Cơ chế phản ứng: 42 4.1.4 Sơ đồ sunfo hóa số hợp chất thơm .43 4.2 Nitro hóa (khơng thuận nghịch) .44 4.2.1 Tác nhân nitro hóa chế .44 4.2.2 Tính chất hợp chất nitro: 44 4.2.3 Sơ đồ nitro hoá số hợp chất: 44 4.3 Halogen hóa .45 4.3.1 Tác nhân halogen hóa 45 4.3.2 Cơ chế phản ứng 45 4.3.3 Sơ đồ clo hóa số hợp chất thơm 45 4.4 Tạo nhóm hydroxyl nhân thơm .46 GVHD: Th.S Ngô Duy Ý SVTH: Tống Ngọc Trâm Anh 4.4.1 Phản ứng nung chảy kiềm 46 4.4.2 Phản ứng nguyên tử halogen 46 4.4.3 Phản ứng thủy phân nhóm amin bậc 46 4.5 Tạo nhóm amin nhân thơm 47 4.5.1 Khử nhóm nitro nhóm chứa nitơ 47 4.5.2 Phản ứng thay nhóm khác .47 4.6 Tổng hợp chất vòng dị thể 48 4.6.1 Tổng hợp hợp chất pizolon 48 4.6.2 Các hợp chất inđol .49 4.6.3 Aminothiazol .49 4.6.4 Aminobenzothiazol 49 CHƯƠNG III VẤN ĐỀ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG DO CHẤT THẢI THUỐC NHUỘM .50 Thành phần tính chất nước thải dệt nhuộm 50 Các chất ô nhiễm ảnh hưởng tới môi trường 51 2.1 Các chất ô nhiễm 51 3.2 Ảnh hưởng tới môi trường 53 3.3 Nồng độ ô nhiễm nước thải ngành dệt nhuộm nước ta giới: .53 Một số phương pháp xử lý .54 4.1 Phương pháp học .55 4.2 Phương pháp hóa học .55 4.2.1 Phương pháp hóa lý .56 4.2.2 Phương pháp sinh học 56 4.2.3 Công nghệ xử lý 56 C KẾT LUẬN 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 GVHD: Th.S Ngô Duy Ý SVTH: Tống Ngọc Trâm Anh DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Những nhóm mang màu quan trọng Hình 1.2 Các đại lượng đặc trưng sóng Hình 1.3 Bước sóng tia quang phổ ánh sáng Mặt trời Hình 1.4 Những màu sắc quang phổ Mặt trời Hình 1.5 Quang phổ ánh sáng Mặt trời Hình 1.6 Quang phổ ánh sáng nhân tạo Hình 1.7 Quy luật phối ghép màu hình tam giác Hình 1.8 Quy luật bổ trợ màu đường tròn Hình 2.1 Ưu nhược điểm thuốc nhuộm hoạt tính Hình 3.1 Các chất nhiễm đặc tính nước thải ngành cơng nghiệp dệt nhuộm Hình 3.2 Thành phần, tính chất nước thải dệt nhuộm nước ngồi Hình 3.3 Lưu lượng tính chất nước thải nhà máy dệt nhuộm TpHCM GVHD: Th.S Ngô Duy Ý SVTH: Tống Ngọc Trâm Anh DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT BOD5 : Nhu cầu oxy sinh học sau ngày COD : Nhu cầu oxy hóa học SS : Chất rắn lơ lửng XLNT : Xử lý nước thải CMC : Carboxymetyl cellulose PVA : Polyvinylalcol GVHD: Th.S Ngô Duy Ý SVTH: Tống Ngọc Trâm Anh A MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Ngành dệt nhuộm có từ lâu đời nghề truyền thống có từ thời ơng cha ta Nó trở thành nhu cầu người Từ thời cổ đại màu sắc sản phẩm may mặc nguyên liệu có sẵn tự nhiên xã hội phát triển người ăn no mặc ấm mà phải tự đẹp hợp thời trang xuất thuốc nhuộm tổng hợp thay hoàn toàn thuốc nhuộm tự nhiên Ước tính 10-15% tổng số thuốc nhuộm sử dụng quy trình nhuộm ngành công nghiệp dệt may thải vào môi trường suốt trình tổng hợp nhuộm, khoảng 280,000 thuốc nhuộm dệt thải năm toàn giới Dòng chất thải phát sinh từ ngành cơng nghiệp dệt may nguy hiểm khó phân hủy sinh học nên vấn đề ô nhiễm môi trường quan tâm Vì lý nên em chọn đề tài “Tìm hiểu thuốc nhuộm vấn đề ô nhiễm môi trường chất thải thuốc nhuộm” với mong muốn trao dồi kiến thức cho thân kiến thức thuốc nhuộm chế hình thành màu nhuộm vấn đề ô nhiễm môi trường từ nước thải góp phần nâng cao ý thức cải thiện bảo vệ môi trường sống Mục đích mục tiêu nghiên cứu Tìm hiểu tổng quan thuốc nhuộm, phân loại thuốc nhuộm, phản ứng tổng hợp thuốc nhuộm Tìm hiểu vấn đề nhiễm môi trường chất thải thuốc nhuộm biện pháp khắc phục Đối tượng khách thể nguyên cứu Thuốc nhuộm tự nhiên Thuốc nhuộm tổng hợp Phạm vi nghiên cứu Tìm hiểu vấn đề lý thuyết tự thuốc nhuộm lịch sử phát triển, phân loại, phản ứng tổng hợp thuốc nhuộm, quy trình tạo vật phẩm trung gian, chế liên kết thuốc nhuộm với vật liệu Thành phần chất thải thuốc nhuộm ảnh hưởng tới mơi trường biện pháp khắc phục GVHD: Th.S Ngô Duy Ý SVTH: Tống Ngọc Trâm Anh Nhiệm vụ nghiên cứu Các vấn đề lý thuyết thuốc nhuộm Nêu bật mặt tiêu cực chất thải thuốc nhuộm lên môi trường Phương pháp nghiên cứu Tìm hiểu vấn đề lý thuyết thơng qua giáo trình hóa học hữu tài liệu tham khảo Tìm hiểu vấn đề nhiễm mơi trường chất thải thuốc nhuộm biện pháp khắc phục thông qua báo, Internet tài liệu liên quan Bố cục đề tài: Bao gồm A MỞ ĐẦU: B NỘI DUNG: Chương I SƠ LƯỢC VỀ THUỐC NHUỘM Chương II TỔNG HỢP THUỐC NHUỘM Chương III VẤN ĐỀ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG DO CHẤT THẢI THUỐC NHUỘM C KẾT LUẬN: TÀI LIỆU THAM KHẢO GVHD: Th.S Ngô Duy Ý SVTH: Tống Ngọc Trâm Anh 4.4 Tạo nhóm hydroxyl nhân thơm 4.4.1 Phản ứng nung chảy kiềm Đó phản ứng thay nhóm sunfonat nhóm hyđroxyl: Tác nhân phản ứng nung chảy kiềm NaOH, hỗn hợp KOH + NaOH, Ca(OH)2 Trong NaOH sử dụng nhiều rẻ tiền, dễ kiếm Một số hợp chất điều chế theo phương pháp này: 4.4.2 Phản ứng nguyên tử halogen - Thủy phân kiềm: điều chế phenol alizarin: - Thủy phân nước pha hơi: Điều chế phenol 4.4.3 Phản ứng thủy phân nhóm amin bậc 46 GVHD: Th.S Ngô Duy Ý SVTH: Tống Ngọc Trâm Anh Phương pháp sử dụng cho dãy naphtalen, thủy phân tiến hành mơi trường kiềm mơi trường axit: 4.5 Tạo nhóm amin nhân thơm 4.5.1 Khử nhóm nitro nhóm chứa nitơ Phản ứng tổng quát: Đây phản ứng oxy hố khử, q trình xảy qua số giai đoạn trung gian, kết cuối phụ thuộc vào chất tác nhân khử vào môi trường phản ứng Tác nhân khử Fe, Zn, Sn Dùng phoi sắt môi trường axit: Phương pháp điều chế hàng loạt amin thơm bậc 4.5.2 Phản ứng thay nhóm khác - Khi nhân thơm có nguyên tử halogen mà khơng có nhóm hoạt hố khác phản ứng xảy điều kiện khắc nghiệt: - Khi nhân thơm có nhóm loại II vị trí octo para so với nhóm halogen khả phản ứng nguyên tử halogen tăng lên điều kiện phản ứng nucleophin êm dịu 47 GVHD: Th.S Ngô Duy Ý SVTH: Tống Ngọc Trâm Anh - Phương pháp thay halogen sử dụng để điều chế amin bậc hai: - Tạo nhóm amin phương pháp thay nhóm hyđroxyl 4.6 Tổng hợp chất vòng dị thể 4.6.1 Tổng hợp hợp chất pizolon Ngồi nhóm phenyl sử dụng gốc aryl có chứa nhóm halogen sunfonic để tạo dẫn xuất pirazolon 48 GVHD: Th.S Ngô Duy Ý SVTH: Tống Ngọc Trâm Anh 4.6.2 Các hợp chất inđol 4.6.3 Aminothiazol 4.6.4 Aminobenzothiazol Chúng điều chế từ hợp chất amin sau: từ anilin: 49 GVHD: Th.S Ngô Duy Ý SVTH: Tống Ngọc Trâm Anh CHƯƠNG III VẤN ĐỀ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG DO CHẤT THẢI THUỐC NHUỘM Thành phần tính chất nước thải dệt nhuộm Ngành dệt nhuộm ngành cơng nghiệp có dây truyền cơng nghệ phức tạp, áp dụng nhiều loại hình cơng nghệ khác Trong trình sản xuất sử dụng nguồn nguyên liệu, hóa chất khác sản xuất nhiều mặt hàng có mẫu mã, màu sắc, chủng loại khác Ở nước ta đạt 2000 triệu mét vải/năm Công nghệ dệt sợi, in hoa ngày phát triển đại, đồng thời dùng lượng nước ngày tăng, lượng nước thải lớn Trong trình dệt nhuộm phải sử dụng nhiều hóa chất phụ gia thuốc nhuộm, nên nước thải công nghệ dệt nhuộm bị nhiễm nặng có độc tính Nguồn nước thải phát sinh công nghệ dệt nhuộm từ công đoạn hồ sợi, giũ hồ, nấu, tẩy, nhuộm hồn tất, lượng nước thải chủ yếu q trình giặt sau cơng đoạn Nhu cầu sử dụng nước nhà máy dệt nhuộm lớn thay đổi theo mặt hàng khác Các kết phân tích đặc điểm nước thải cho thấy: - Lượng nước thải thường lớn (khoảng 50 đến 3000m3 nước cho hàng dệt) chủ yếu từ công đoạn dệt nhuộm nấu tẩy - Nước thải chứa hỗn hợp phức tạp hóa chất dư thừa (phẩm nhuộm, chất hoạt động bề mặt, chất điện ly, chất ngấm, chất tạo môi trường, men, chất oxy hóa) dạng ion, kim loại nặng tạp chất tách từ xơ sợi Nước thải giặt có pH dao động từ 9-12, hàm lượng chất hữu cao (COD lên tới 10003000mg/l) Độ màu nước thải lớn giai đoạn tẩy ban đầu lên tới 10.000 Pt-Co, hàm lượng cặn lơ lửng đạt giá trị 2000mg/l Nước thải nhuộm thường không ổn định đa dạng (hiệu hấp thụ thuốc nhuộm vải đạt 6070%, 30-40% phẩm nhuộm thừa dạng nguyên thủy bị phân hủy dạng khác, nước có độ màu cao đơi lên đến 50.000 Pt-Co COD thay đổi từ 8018.000 mg/l Các phẩm nhuộm hoạt tính, hồn ngun, thường thải trực tiếp môi trường, lượng phẩm nhuộm thừa lớn dẫn đến gia tăng chất hữu độ màu.[15] - Chất thải rắn dòng thải lớn (theo thể tích) sau nước thải Nó bao gồm xơ sợi thải (có thể dạng tái sử dung khơng thể tái sử dụng), vật 50 GVHD: Th.S Ngô Duy Ý SVTH: Tống Ngọc Trâm Anh liệu đóng gói (giấy, plastic) thải, mép vải cắt thừa, vải vụn, loại trống kim loại qua sử dụng bùn thải từ trạm xử lý chất thải Lượng chất thải rắn sinh khác nhà máy, phụ thuộc vào quy mơ loại hình gia cơng hàng dệt, chất chất thải hiệu suất sử dụng thiết bị Tải lượng ô nhiễm phụ thuộc vào nhiều loại sợi thuộc thiên nhiên hay tổng hợp, công nghệ nhuộm (nhuộm liên tục hay gián đoạn), công nghệ in hoa độ hồ tan hóa chất sử dụng Khi hòa trộn nước thải cơng đoạn, thành phần nước thải khái quát sau: pH : – 12 (pH = 4,5 cho công nghệ nhuộm sợi PE, pH= 11 cho công nghệ nhuộm sợi Co) Nhiệt độ : dao động theo thời gian thấp 40oC So sánh với nhiệt độ cao không ức chế hoạt động vi sinh 37oC nước thải gây ảnh hưởng bất lợi đến hiệu xử lý sinh học COD : 250 – 1500 mg 02/l (50 -150 kg/tấn vải) BOD5 : 80 – 500 mg 02/l Độ màu : 500 – 2000 Pt–Co Chất rắn lơ lửng : 30 – 400 mg/l, cao đến 1000mg/l (trường hợp nhuộm sợi cotton) SS : – 50 mg/l Chất hoạt tính bề mặt : 10 – 50 mg/l.[18] Các chất nhiễm ảnh hưởng tới mơi trường 2.1 Các chất nhiễm Nước thải cơng nghiệp dệt nhuộm gồm có chất nhiễm chính: Nhiệt độ cao, tạp chất tách từ vải sợi dầu mỡ, hợp chất chứa nitơ, pectin, chất bụi bẩn dính vào sợi; hóa chất sử dụng quy trình cơng nghệ hồ tinh bột, H2SO4, CH3COOH, NaOH, NaOCl, H2O2,Na2CO3, Na2SO3… loại thuốc nhuộm,các chất trợ, chất ngấm, chất cầm màu, chất tẩy giặt Lượng hóa chất sử dụng tùy thuộc loại vải, màu chủ yếu vào nước thải công đoạn sản xuất.[18] 51 GVHD: Th.S Ngô Duy Ý SVTH: Tống Ngọc Trâm Anh Hình 3.1.Các chất nhiễm đặc tính nước thải ngành cơng nghiệp dệt nhuộm.[17] Công đoạn Hồ sợi, rũ hồ BOD cao (34 – 50 tổng lượng alcol, nhựa… BOD) sợi vải vụn Tẩy trắng Làm bóng Độ kiềm cao, chiếm 5% BOD Clo, axit, NaOH… Tổng Độ kiềm cao , BOD thấp NaOH, tạp chất… (dưới 1% BOD tổng) Các loại thuốc nhuộm, axit Độ màu cao BOD cao axetic,các muối kim loại,… kim loại, axit… Hoàn tất Độ kiềm cao màu tối, BOD cao Hypoclorit, hợp chất chứa Chất màu, tinh boat , dầu muối, In Đặt tính nước thải Tinh bột, glucose, polyvinyl, NaOH, chất sáp, soda, silicat, Nấu tẩy Nhuộm Chất ô nhiễm nước thải Vết tinh boat, mỡ động vật, muối,… (6% BOD tổng), SS cao Độ màu cao, BOD cao Kiềm nhẹ, BOD thấp… Với hoá chất sử dụng thải ngồi, nguồn tiếp nhận, sơng ngòi, ao hồ gây độc cho lồi thuỷ sinh Có thể phân chia nhóm hố chất làm nhóm chính: Nhóm 1: Các chất độc hại vi sinh cá: Xút (NaOH) Natri Cacbonat (Na2CO3) dùng với số lượng lớn để nấu vải sợi xử lý vải sợi pha (chủ yếu Polyeste, bơng) Axít vơ (H2SO4) dùng để giặt, trung hòa xút, màu thuốc nhuộm hồn ngun tan (Indigosol) Clo hoạt động (nước tẩy Javen) dùng để tẩy trắng vải sợi bong Fomatđêhyt có phần chất cầm màu chất dùng xử lý hoàn tất Dầu hỏa dùng để chế tạo hồ in pigment Một hàm lượng kim loại nặng vào nước thải Trong xút công nghiệp sản xuất điện cực thủy ngân có 4g thủy ngân (Hg) Tạp chất kim loại nặng có thuốc nhuộm sử dụng 52 GVHD: Th.S Ngô Duy Ý SVTH: Tống Ngọc Trâm Anh Một lượng halogen hữu độc hại đưa vào nước thải từ số thuốc nhuộm hồn ngun, phân tán, hoạt tính, pigment… Nhóm 2: Các chất khó phân giải vi sinh: Các chất giặt vòng thơm, mạch etylenoxit dài có cấu trúc mạch nhánh Alkyl Các Polyme tổng hợp bao gồm chất hồ hoàn tất, chất hố sợi dọc polyvinylalcol, polyacrylat… Phần lớn chất làm mềm vải, chất tạo phức xử lý hoàn tất Nhiều thuốc nhuộm chất tăng trắng quang học sử dụng… Nhóm 3: Các chất độc phân giải vi sinh: Sơ sợi tạp chất thiên nhiên có sơ sợi bị loại bỏ công đoạn xử lý trước Các chất dùng để hồ sợi dọc Axit axetic (CH3COOH), axít fomic (HCOOH), để điều chỉnh pH…[18] 3.2 Ảnh hưởng tới môi trường - Độ kiềm cao làm tăng pH nước Nếu pH > gây độc hại thủy sinh, gây ăn mòn cơng trình nước hệ thống xử lý nước thải - Muối trung tính làm tăng hàm lượng tổng rắn Lượng thải lớn gây tác hại đời sống thủy sinh làm tăng áp suất thẩm thấu, ảnh hưởng đến trình trao đổi tế bào - Hồ tinh bột biến tính làm tăng BOD, COD nguồn nước, gây tác hại đời sống thủy sinh làm giảm oxy hòa tan nguồn nước - Độ màu cao lượng thuốc nhuộm dư vào nước thải gây màu cho dòng tiếp nhận,ảnh hưởng tới q trình quang hợp lồi thủy sinh, ảnh hưởng xấu tới cảnh quan - Hàm lượng ô nhiễm chất hữu cao làm giảm oxy hòa tan nước ảnh hưởng tới sống lồi thủy sinh.[19] 3.3 Nồng độ nhiễm nước thải ngành dệt nhuộm nước ta giới: Hàm lượng chất gây ô nhiễm nước thải loại hình cơng nghệ loại sản phẩm thường khác thay đổi từ sở sang sở khác, 53 GVHD: Th.S Ngô Duy Ý SVTH: Tống Ngọc Trâm Anh thay đổi lớn ngày sở sản xuất Có thể thấy rõ qua bảng tổng kết nồng độ nhiễm, lưu lượng nước thải… Hình 3.2.Thành phần, tính chất nước thải dệt nhuộm nước ngồi Thành phần ô nhiễm ( mg/l) Công đoạn BOD COD TSS C–G Phenol Cr Sulphite Làm len 6000 30000 8000 5500 1,5 0,05 0,2 Hoàn tất len 300 1040 130 - 0,5 4,00 0,1 Quá trình làm khô 350 1000 200 - - 0,01 8,0 Hoàn tất vải dệt thoi 650 1200 300 14 0,04 0,04 3,0 Hoàn tất vải dệt kim 350 1000 300 53 0,24 0,24 0,2 Hoàn tất thảm 300 1000 1200 - 0,13 0,13 0,14 Hoàn tất nguyên 250 800 75 - 0,12 0,12 0,09 liệu gốc sợi dệt (Nguồn: The Textile Industry and The Environment, Techical Report No16 UNEP,1993) Hình 3.3 Lưu lượng tính chất nước thải nhà máy dệt nhuộm TpHCM Tên công ty Q pH m3/ngày Độ màu BOD COD SS SO42- PO43- Pt-Co mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l Thành Công 6500 9.2 1160 280 651 98 298 0.25 Thắng Lợi 5000 5.6 1250 350 630 95 76 1.31 Phong Phú 3600 7.5 510 180 480 45 45 1.68 Việt Thắng 4800 10.1 969 250 506 30 145 0.4 Châu A 420 7.2 560 563 98 105 0.25 Gia Định 1300 7.2 260 230 85 32 0.25 130 (Nguồn: Phòng Quản lí Mơi trường – Sở Khoa học Cơng nghệ Mơi trường,TP HCM) Một số phương pháp xử lý Thường xuyên kiểm tra hệ thống cấp nước, tránh rò rỉ nước Sử dụng module tẩy, nhuộm giặt hợp lý Tuần hồn, sử dụng lại dòng nước giặt nhiễm nước làm nguội 54 GVHD: Th.S Ngô Duy Ý SVTH: Tống Ngọc Trâm Anh Hạn chế sử dụng hóa chất trợ, thuốc nhuộm dạng độc hay khó phân hũy sinh học Nên sử dụng hóa chất, thuốc nhuộm ảnh hưởng đến mơi trường thành thuốc nhuộm nằm giới hạn cho phép, không gây độc hại cho môi trường Giảm chất gây nhiễm nước thải q trình tẩy: tác nhân tẩy thơng dụng trừ H2O2 thí chất tẩy lại chứa Clo (NaOCl NaOCl2) Các phản ứng trình tẩy tạo hợp chất hữu chứa Clo làm tăng hàm lượng nước thải Do để giảm lượng chất tẩy chứa Clo mà đảm bảo độ trắng vải kết hợp tẩy hai cấp: cấp tẩy NaOCl có bổ sung thêm NaOH, sau 10 đến 15 phút bổ sung thêm H2O2 đun nóng để thực tẩy cấp Bằng phương pháp giảm 800/0 lượng Halogen hữu Hay thay NaOCl, NaOCl2 peraxitaxêtic (CH3OOHCO) nhiễm Giảm ô nhiễm nước thải từ công đoạn làm bóng Thu hồi sử dụng lại dung dịch hồ từ công đoạn hồ sợi rủ hồ: trình hồ sợi, loại hồ thường dùng tinh bột tinh bột biến tính carboxymetyl cellulose (CMC), polyvinylalcol (PVA), polyacrylat galactomannan Các loại hồ làm tăng COD nước thải, có loại CMC, PVA, polyacrylat chất khó phân hủy sinh học Sử dụng phương pháp học, hóa lý, sinh học, phương pháp màng để giảm thiểu chất ô nhiễm nước thải dệt nhuộm.[18] 4.1 Phương pháp học Trong nước thải thường chứa chất không tan dạng lơ lửng Để tách chất rakhỏi nước thải Thường sử dụng phương pháp học lọc qua song chắn rác hoặclưới chắn rác, lắng tác dụng trọng lực lực li tâm lọc Tùy theo kích thước, tính chất lý hóa, nồng độ chất lơ lửng, lưu lượng nước thải mức độ cần làm mà lựa chọn cơng nghệ xử lý thích hợp Các cơng nghệ như: song chắn rác, lưới chắn rác, bể lắng cát, bể vớt dầu mỡ v.v 4.2 Phương pháp hóa học Các phương pháp hóa học xử lý nước thải gồm có: trung hòa, oxy hóa khử Tất phương pháp dùng tác nhân hóa học nên tốn nhiều tiền Người ta sử dụng phương pháp hóa học để khử chất hòa tan hệ thống nước khép kín Đơi phương pháp dùng để xử lý sơ trước xử lý sinh học 55 GVHD: Th.S Ngô Duy Ý SVTH: Tống Ngọc Trâm Anh hay sau công đoạn phương pháp xử lý nước thải lần cuối để thải vào nguồn 4.2.1 Phương pháp hóa lý Cơ chế phương pháp hóa lý đưa vào nước thải chất phản ứng đó, chất phản ứng với tập chất bẩn nước thải có khả loại chúng khỏi nước thải dạng cặn lắng dạng hòa tan khơng độc hại Các phương pháp hóa lý thường sử dụng để khử nước thải q trình keo tụ, hấp phụ, trích ly, tuyển 4.2.2 Phương pháp sinh học Là phương pháp dùng vi sinh, chủ yếu vi khuẩn để phân hủy sinh hóa hợp chất hữu cơ, biến hợp chất có khả thối rữa thành chất ổn định với sản phẩm cuối cacbonic, nước chất vô khác Phương pháp sinh học chia thành hai loại: xử lý hiếu khí xử lý yếm khí sở có oxy hòa tan khơng có oxy hòa tan 4.2.3 Công nghệ xử lý Do đặc thù cơng nghệ nước thải dệt nhuộm có độ màu, COD, BOD5 cao Ngồi có kim loại nặng pH cao Nước thải dệt nhuộm có dao động lưu lượng tải lượng chất nhiễm Do mà có nhiều phương án xử lý khác nhau, việc lựa chọn cơng nghệ xử lý thích hợp phải dựa vào nhiều thông số lưu lượng thải, tiêu chuẩn dòng thải .cũng phải phù hợp đạt hiệu mặt kinh tế.[12] Hình 3.4 Quy trình xử lí nước thải Nước thải trước tiên theo cống thu gom, qua song chắn rác chảy vào bể điều hòa Sau tập trung bể điều hòa, nước thải bơm lên bể tuyển Trên ống dẫn vào bể tuyển có 03 đường hóa chất châm vào dung dịch trung hòa, dung 56 GVHD: Th.S Ngô Duy Ý SVTH: Tống Ngọc Trâm Anh dịch phản ứng dung dịch trợ lắng Quá trình xử lý bể tuyển thực cách hòa tan nước bọt khí nhỏ, bọt khí bám vào hạt cặn làm cho tỷ trọng tổ hợp cặn khí giảm, lực đẩy xuất Khi lực đẩy đủ lớn, hỗn hợp cặn - khí lên mặt nước gạt ngồi gạt cao su gắn phía bể Bên cạnh bể tuyển thực chức lắng Do nước thải vào bể hòa trộn với chất tạo pH, chất keo tụ nên bể tuyển xảy q trình keo tụ Trên bể tuyển có sử dụng mơtơ khuấy với tốc độ thích hợp để kích thích trình tạo bơng Các hạt bùn keo tụ tạo có tỷ trọng lớn lắng xuống đáy bể lấy nhờ van xả đáy Nước thải từ máng thu nước bể tuyển tràn vào bể lọc sinh học từ lên qua lớp vật liệu hạt polystyren Các vi khuẩn diện nước thải dính bám lên lớp sinh khối hạt polystyrene hay gọi Biostyrene chúng loại bỏ cách khống chế môi trường hoạt động Xác vi sinh vật chất rắn lơ lửng nước thải loại bỏ trình rửa ngược Nước thải tiếp tục tự chảy đến bể chứa để từ bơm đến thiết bị lọc áp lực.Bể lọc áp lực cơng trình xử lý cuối hệ thống xử lý nước thải Sau qua bể lọc áp lực, nước thải xả cống.[19] 57 GVHD: Th.S Ngô Duy Ý SVTH: Tống Ngọc Trâm Anh C KẾT LUẬN Thuốc nhuộm sử dụng nhiều ngành mà trước chưa có nhu cầu cao như: pha chế sơn, màu, nhuộm, nhựa hoá học cao su, nhuộm giấy, in văn hố phẩm bao bì, nhuộm da thuộc lông thú; chúng dùng đề nhuộm chiếu cói, mây tre, nhuộm thực phẩm, dược phẩm mỹ phẩm v.v Nhờ có thuốc nhuộm sống người cải thiện cách đáng kể đặc biệt lĩnh vực may mặc Thông qua đề tài tiểu luận lần em củng cố thêm kiến thức tổng quan thuốc nhuộm lịch sử đời, giai đoạn phát triển, cách phân loại, chế tổng hợp,… tác hại thuốc nhuộm gây môi trường để từ nâng cao nhận thức hành động chung tay góp phần bảo vệ mơi trường 58 GVHD: Th.S Ngô Duy Ý SVTH: Tống Ngọc Trâm Anh TÀI LIỆU THAM KHẢO I TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT [1] Đào Hùng Cường, Hợp chất màu, Khoa Hóa Học – Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng [2] Nguyễn Hữu Đĩnh, Hóa học hữu 1, NXB Giáo dục Việt Nam [3] Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga (2006), Giáo trình xử lí cơng nghệ nước thải, NXB Khoa học kỹ thuật [4] Cao Hữu Trượng, Hóa học thuốc nhuộm, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [5] Nguyễn Qn (1986), Tiếng nói hình sắc, NXB Văn hoá Hà Nội [6] Nguyễn Duy Lẫm (1994), Màu sắc, Trường đại học Mỹ thuật công nghiệp Hà Nội [7] Khoa môi trường – Trường Đại học Khoa học Huế (2008), Giáo trình sản xuất [8] Phòng Quản lí Mơi trường – Sở Khoa học Cơng nghệ Mơi trường,TP HCM II TÀI LIỆU NƯỚC NGỒI [9] The Textile Industry and The Environment (1993), Techical Report No16 UNEP [10] P F Gordon, Pgregory (1987), Organic chemistry in colour, Moxkva III TÀI LIỆU WEDSIDE [11] https://vi.scribd.com/document/229331560/Giao-trinh-H%E1%BB%A3pch%E1%BA%A5t-mau-h%E1%BB%AFu-c%C6%A1 [12]https://www.facebook.com/permalink.php?story_fbid=588775751132902& id=369601466466500 [13] http://kienthucdetmay.com/2017/07/22/thuoc-nguom-indigo/ [14]http://kienthucdetmay.com/2017/03/09/thuoc-nhuom-hoat-tinh-reactivedyes/ [15] http://kienthucdetmay.com/2017/08/01/thuoc-nhuom-sulfur/ [16] http://kienthucdetmay.com/2017/03/19/thuoc-nghuom-phan-tan-disperserdyes/ [17]http://kienthucdetmay.com/2016/08/30/nhuom-quan-ao-may-san-bangthuoc-nhuom-pigment/ 59 GVHD: Th.S Ngô Duy Ý SVTH: Tống Ngọc Trâm Anh [18]http://hoachatnhuomvai.com/gioi-thieu-ve-chat-tang-trang-tay-trang-quanghoc/ [19] https://123doc.org/document/3500425-tong-quan-ve-nganh-det-nhuom-vacac-chat-thai.htm [20] http://ecchaiphong.gov.vn/Images/Documents/Tai%20lieu%20huong%20dan%20SXS H%20nganh%20det%20nhuom.pdf 60 ... CHƯƠNG III VẤN ĐỀ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG DO CHẤT THẢI THUỐC NHUỘM .50 Thành phần tính chất nước thải dệt nhuộm 50 Các chất nhiễm ảnh hưởng tới môi trường 51 2.1 Các chất nhiễm. .. hiểu thuốc nhuộm vấn đề ô nhiễm môi trường chất thải thuốc nhuộm với mong muốn trao dồi kiến thức cho thân kiến thức thuốc nhuộm chế hình thành màu nhuộm vấn đề nhiễm mơi trường từ nước thải. .. bảo vệ môi trường sống Mục đích mục tiêu nghiên cứu Tìm hiểu tổng quan thuốc nhuộm, phân loại thuốc nhuộm, phản ứng tổng hợp thuốc nhuộm Tìm hiểu vấn đề nhiễm mơi trường chất thải thuốc nhuộm