Đang tải... (xem toàn văn)
Luận văn đi nghiên cứu tách thu hồi thuốc nhuộm dư trong nước thải nhuộm bằng màng lọc và khả năng giảm thiểu fouling cho quá trình lọc tách thuốc nhuộm qua màng.
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN CÙ THỊ VÂN ANH NGHIÊN CỨU TÁCH THU HỒI THUỐC NHUỘM DƯ TRONG NƯỚC THẢI NHUỘM BẰNG MÀNG LỌC VÀ KHẢ NĂNG GIẢM THIỂU FOULING CHO QUÁ TRÌNH LỌC TÁCH THUỐC NHUỘM QUA MÀNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÀ NỘI, 2012 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN LỜI CẢM ƠN Trước tiên tơi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới TS. Trần Thị Dung, người đã giao đề tài và tận tình hướng dẫn tơi trong q trình thực hiện luận văn này Tơi xin chân thanh c ̀ ảm ơn các Thầy Cơ và các anh chị cơng tác tại Phòng thí nghiệm Nghiên cứu màng lọc, Phòng thí nghiệm Hóa mơi trường – Trường Đại học Khoa học Tự nhiên ĐHQGHN, đã động viên và tạo mọi điều kiện cho tơi trong q trình thực hiện ln văn ̣ Tơi cung xin chân thành c ̃ ảm ơn các anh chị, các bạn làm việc tại Trung tâm CETASD – Trường Đại học Khoa học Tự nhiên đã tạo điều kiện thuận lợi giúp tôi thực hiện luân văn này ̣ Tôi xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, ngày 31 tháng 12 năm 2012 H ọc viên Cù Thị Vân Anh MỤC LỤC 2.2.2. Xác định độ giảm năng suất lọc theo thời gian 37 MỤC LỤC HÌNH 2.2.2. Xác định độ giảm năng suất lọc theo thời gian 37 MỤC LỤC BẢNG 2.2.2. Xác định độ giảm năng suất lọc theo thời gian 37 BẢNG KÍ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT AA: axit acrylic AFM: chụp phổ hiểm vi lực ngun tử BOD: Nhu cầu oxy sinh hóa COD: Nhu cầu oxy hóa học DR: trực tiếp DS: phân tán FTIR – ATR: phổ hồng ngoại phản xạ ngoài MA: axit maleic MN: Màng nền PP: phương pháp SEM: chụp hiểm vi điện tử quét SS: song song TSS: Tổng hàm lượng chất rắn lơ lửng MỞ ĐẦU Ngành dệt nhuộm đã có từ lâu đời vì nó gắn liền với một trong những nhu cầu cơ bản của con người là may mặc. Sản lượng dệt trên thế giới ngày càng tăng, khơng chỉ về chất lượng mà còn đa dạng về mẫu mã, màu sắc của sản phẩm. Ở Ấn Độ, hàng năm sản xuất khoảng trên 4000 triệu mét vải. Ở Việt nam, ngành công nghiệp dệt may đang trở thành một trong những ngành công nghiệp mũi nhọn, hàng năm sản xuất khoảng trên 2000 triệu mét vải và trong các năm tới sẽ còn tăng thêm. Tuy nhiên, một vấn đề ln đi kèm theo qui mơ sản xuất là vấn đề chất thải của ngành này, trong đó có nước thải. Nước thải phát sinh trong ngành cơng nghiệp dệt nhuộm xuất phát từ các cơng đoạn hồ sợi, giũ hồ, nấu, tẩy, nhuộm Nếu lượng nước thải này chỉ xử lý sơ bộ, sau đó xả ra mơi trường sau mỗi chu trình thì khơng chỉ gây thiệt hại cho nguồn tài ngun nước mà còn làm ơ nhiễm mơi trường nước và khơng tận dụng hết thuốc nhuộm còn tồn dư. Hiện nay, các phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm đòi hỏi khá nhiều chi phí, kỹ thuật phức tạp mà hiệu quả khơng cao. Thành phần gây ơ nhiễm chính trong nước thải dệt nhuộm là lượng thuốc nhuộm tồn dư trong dòng thải sau cơng đoạn nhuộm. Do đó, việc tách thu hồi thuốc nhuộm tồn dư ngay tại cơng đoạn phát sinh là một trong những giải pháp hữu ích để xử lý và giảm thiểu ơ nhiễm nước thải dệt nhuộm. So với các phương pháp xử lý thơng thường, ngồi mục đích tách thuốc nhuộm dư trong nước thải nhuộm, kỹ thuật lọc màng còn cho phép tái sử dụng lại dung dịch nhuộm và nước sạch sau khi đã tách thuốc nhuộm, đây là một phương pháp có nhiều ưu điểm và đã được áp dụng ở một số nước. Ở nước ta, việc áp dụng kỹ thuật lọc màng trong xử lý nước thải dệt nhuộm là vấn đề còn rất mới. Phương pháp tách bằng màng là một trong những kỹ thuật tách hiện đại và được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Trong khoảng vài chục năm trở lại đây, kỹ thuật lọc màng đã có những bước tiến bộ vượt bậc và được áp dụng rộng rãi ở qui mơ cơng nghiệp cho nhiều mục đích khác nhau, như sản xuất nước sạch và siêu sạch, lọc hố dầu, dược phẩm, thực phẩm, hố chất, y tế, mơi trường … Ưu điểm của phương pháp lọc bằng màng là có thể tách được các cấu tử có kích thước rất khác nhau, từ cỡ hạt tới cỡ ion mà khơng cần phải sử dụng thêm các hố chất khác, các cấu tử cần tách khơng phải chuyển pha, là phương pháp tách hiện đại, tiết kiệm năng lượng và thân thiện với mơi trường Trong luận văn này, chúng tơi đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu tách thu hồi thuốc nhuộm dư trong nước thải nhuộm bằng màng lọc và khả năng giảm thiểu fouling cho q trình lọc tách thuốc nhuộm qua màng” Luận văn được thực hiện tại Phòng thí nghiệm Nghiên cứu màng lọc, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội CH ƯƠ NG 1. T Ổ NG QUAN 1.1. Nước thải dệt nhuộm và các phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm 1.1.1. Cơng nghệ sản xuất và nguồn phát sinh nước thải Ngành dệt nhuộm là ngành cơng nghiệp có dây chuyền cơng nghệ sản xuất khá phức tạp với nhiều loại hình cơng nghệ khác nhau. Q trình sản xuất sử dụng các nguồn ngun liệu, hóa chất khác nhau để sản xuất các mặt hàng với mẫu mã, màu sắc, chủng loại rất đa dạng. Ngun liệu chủ yếu là xơ bơng, xơ nhân tạo để sản xuất các loại vải cotton và vải pha, ngồi ra còn dùng các ngun liệu như lơng thú, đay gai, tơ tằm … Thơng thường cơng nghệ dệt nhuộm gồm ba q trình cơ bản: Kéo sợi, dệt vải xử lý (nấu tẩy), nhuộm hồn thiện vải Các cơng đoạn chính gồm[1442]: Làm sạch ngun liệu: Ngun liệu bơng thơ chứa các sợi bơng có kích thước khác nhau cùng với các tạp chất cơ học được đánh tung, làm sạch và trộn Chải: Các sợi bơng được chải song song và tạo thành các sợi thơ Kéo sợi, đánh ống, mắc sợi: Kéo sợi thơ tại các máy sợi con để giảm kích thước sợi, tăng độ bền và quấn sợi vào các ống thích hợp. Sợi con trong các ống nhỏ được đánh ống thành các quả to để chuẩn bị dệt vải. Mắc sợi để chuẩn bị cho cơng đoạn hồ sợi Hồ sợi dọc: Hồ sợi bằng hồ tinh bột và tinh bột biến tính để tạo màng hồ bao quanh sợi, tăng độ bền, độ trơn và độ bóng của sợi. Ngồi ra còn dùng các loại hồ nhân tạo như polyvinylalcol PVA, polyacrylat … Dệt vải: Kết hợp sợi ngang và sợi dọc để hình thành tấm vải mộc Giũ hồ: Tách các thành phần hồ bám trên vải mộc bằng enzim hoặc axit sunfuric 0.5%, sau đó giặt bằng nước, xà phòng, xút, chất ngấm rồi đưa sang nấu tẩy Nấu vải: Loại trừ phần hồ còn lại và các tạp chất thiên nhiên của xơ sợi Vải được nấu trong dung dịch kiềm và các chất tẩy giặt áp suất 2 đến 3 at, nhiệt độ 120 đến 1300C, sau đó vải được giặt nhiều lần Làm bóng vải: Mục đích làm trương nở sợi cotton, xơ sợi trở nên xốp, thấm nước, bóng hơn, tăng khả năng bắt màu thuốc nhuộm. Thường dùng dung dịch NaOH nồng độ 300 ppm, nhiệt độ 100C đến 200C, sau đó vải được giặt nhiều lần Tẩy trắng: Các chất tẩy thường dùng là NaClO2, NaOCl hoặc H2O2 cùng với các hóa chất phụ trợ khác Nhuộm vải và hồn thiện: Thường sử dụng các loại thuốc nhuộm tổng hợp và các hóa chất trợ nhuộm để tăng sự gắn màu của vải. Phần thuốc nhuộm dư không gắn vào vải sẽ đi vào nước thải. Tỷ lệ màu gắn vào sợi nằm trong khoảng 50 đến 98%, tùy thuộc vào công nghệ nhuộm, loại vải, độ màu yêu cầu … Để tăng hiệu quả q trình nhuộm, các hóa chất được sử dụng là các loại axit H2SO4, CH3COOH, muối sunfat natri, chất cầm màu syntephix, tinofix Nguồn nước thải phát sinh trong cơng nghệ dệt nhuộm là từ các cơng đoạn hồ sợi, giũ hồ, nấu, tẩy, nhuộm và hồn tất, trong đó lượng nước thải chủ yếu do q trình giặt sau mỗi cơng đoạn, và nước thải cơng đoạn giặt sau nhuộm chiếm từ 20 đến 60 % tổng lượng nước thải 1.1.2. Đặc trưng nước thải dệt nhuộm và các tác động đến mơi trường Vấn đề ơ nhiễm chủ yếu trong cơng nghiệp dệt nhuộm là ơ nhiễm nước thải. Các chất thải trong nước thải dệt nhuộm bao gồm: Các thành phần ngun liệu (tạp chất thiên nhiên, muối, dầu, mỡ trong bơng và len, xơ sợi), hóa chất, thuốc nhuộm còn tồn dư sau khi hồn thành cơng đoạn nhuộm, in hoa và chất thải của các cơng đoạn phụ trợ. Mức độ ơ nhiễm nước thải phụ thuộc chủ yếu vào loại và lượng các hóa chất, chất trợ thuốc nhuộm sử dụng, phụ thuộc vào cơng nghệ và các máy móc thiết bị trong dây chuyền cơng nghệ áp dụng. Các chất gây ơ nhiễm trong nước thải dệt nhuộm được chia thành ba nhóm chính gồm: * Các chất độc với vi sinh và tơm cá gồm xút, natricabonat, axit vơ cơ, các chất khử vơ cơ như natrisunfua và natrihidrosunfit, dung mơi hữu cơ clo hóa, các dẫn xuất phenol và đi phenol, các hợp chất kim loại nặng và các hợp chất hữu cơ hay dung mơi * Các chất khó phân giải vi sinh gồm phần lớn thuốc nhuộm và chất tăng trắng quang học, các chất tạo phứccàng hóa, nhũ hóa, làm mềm, các chất hồ sợi, các chất giặt vòng thơm, ankylenoxit dài hay mạch nhánh ankyl * Các chất tương đối khơng độc và có thể phân giải vi sinh gồm xơ sợi và các tạp chất thiên nhiên của chúng, bột sắn khơng biến tính hóa học dùng để hồ sợi, các chất giặt ankyl mạch thẳng, axit axetic và axit fomic, muối trung tính nồng độ thấp Các thơng số đặc trưng cho tính chất nước thải dệtnhuộm gồm các thơng số vật lý (nhiệt độ, pH, màu sắc, tổng lượng chất rắn lơ lửng, tổng lượng chất rắn hòa tan), các thơng số sinh học, sinh thái (BOD, COD, tổng cacbon hữu cơ TOC, cacbon hữu cơ hòa tan DOC, kim loại nặng, halogen hữu cơ AOX) và các thơng số hóa học (clo tự do trong nước, nito amoni, nito tổng, phosphor tổng, Bảng 3.6. Tính năng lọc của các màng trùng hợp ghép với MA (dd 5%) t(phút) 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Hiệu suất lọc % Màu dịch lọc Màng J, S, J, S, J, S, J, S, 0.591 0.457 0.406 0.377 0.358 0.345 0.336 0.328 0.323 0.317 0.313 0.310 1 phút 0.775 0.771 0.768 0.762 0.757 0.754 0.752 0.750 0.748 0.746 0.745 0.744 2 phút 1.033 1.026 1.024 1.020 1.0176 1.010 1.003 0.972 0.990 0.985 0.980 0.976 3 phút 0.886 0.871 0.870 0.863 0.857 0.852 0.845 0.840 0.836 0.843 0.841 0.840 5 phút 0.904 0.886 0.873 0.864 0.856 0.850 0.845 0.840 0.836 0.832 0.830 0.827 95.8 97.0 99.9 99.9 99.9 Nhạt Nhạt Khơng màu Khơng màu Khơng màu J (l/m2.h.bar) Hình 3.23. So sánh tính năng lọc của màng nền (J mn) và màng trùng hợp (J,SS) Kết quả thí nghiệm được đưa ra Bảng 3.6 và Hình 3.23 cho thấy, trong khoảng thời gian trùng hợp từ 1 đến 5 phút, tính năng tách của màng tăng lên rõ 62 rệt so với màng nền ban đầu với sự tăng mạnh của năng suất lọc, trong đó thời gian trùng hợp 2 phút cho hiệu quả tốt nhất: Năng suất lọc của màng sau khi trùng hợp ghép tăng gấp hơn 3 lần so với màng nền trong khi độ lưu giữ vẫn được duy trì tốt (99.9 %). Mặt khác, độ giảm năng suất lọc của các màng được trùng hợp ghép đều chậm hơn so với màng nền. Có thể giải thích như sau: Sự trùng hợp ghép các monome axit maleic tạo thành một lớp polyme ghép trên bề mặt làm tăng khả năng lưu giữ đồng thời làm cho bề mặt màng trở nên ưa nước hơn, do đó năng suất lọc của màng tăng, đồng thời lớp polyme trùng hợp ghép cũng làm giảm sự hấp phụ thuốc nhuộm lên trên bề mặt và bên trong các lỗ xốp của màng, do đó, tốc độ giảm năng suất của màng sẽ chậm hơn b) Phương pháp nối tiếp: Sau khi chiếu bức xạ tử ngoại lên bề mặt, màng được ngâm (khơng chiếu bức xạ) trong dung dịch monome Bề mặt màng nền được chiếu bức xạ tử ngoại cường độ 60W trong 1 phút, sau đó ngâm màng trong dung dịch monome axit maleic 5% với các khoảng thời gian khác nhau, rửa sạch, sấy khơ và tiến hành đánh giá khả năng tách của màng với dung dịch thuốc nhuộm Red 3BF nồng độ 30ppm trên thiết bị lọc gián đoạn. Các kết quả thực nghiệm được trình bày trong Bảng 3.7 và Hình 3.24 cho thấy, năng suất lọc của màng sau khi trùng hợp đều cao hơn, độ giảm năng suất lọc chậm hơn và ổn định hơn so với màng nền. Khoảng thời gian trùng hợp trong 3 phút cho kết quả tốt nhất, năng suất lọc tăng gấp khoảng 34 lần so với màng nền. Độ lưu giữ của màng sau khi trùng hợp ghép bằng phương pháp nối tiếp trong các điều kiện này là tương đương so với phương pháp song song. Bảng 3.7. Tính năng tách của màng trùng hợp ghép MA theo phương pháp nối tiếp t(phút) J, T, 1phút J, T, 2phút J, T, 3 phút Màng nền 10 1.107 1.052 1.070 1.033 1.218 1.200 0.590 0.457 63 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Hiệu suất lọc Màu dịch lọc 1.021 1.001 0.991 0.978 0.970 0.964 0.960 0.993 0.953 0.950 1.009 0.992 0.984 0.972 0.965 0.960 0.955 0.952 0.949 0.947 1.187 1.187 1.185 1.183 1.182 1.182 1.179 1.178 1.178 1.177 0.406 0.377 0.358 0.345 0.336 0.328 0.322 0.317 0.313 0.310 99.9 99.9 99.3 95.8 Không màu Màu nhạt Khơng màu Khơng màu J (l/h.bar.m2) Hình 3.24. Năng suất lọc và độ giảm năng suất lọc của màng nền và màng đã trùng hợp ghép theo phương pháp nối tiếp Kết quả so sánh lượng polyme được trùng hợp ghép lên bề mặt màng theo hai phương pháp được đưa ra ở Bảng 3.8 Bảng 3.8. So sánh lượng polyme được trùng hợp ghép từ axit maleic lên màng 64 Thời gian trùng hợp Lượng polyme ghép lên màng (mg/cm2) (phút) Phương pháp song song Phương pháp nối tiếp 2.88 1.97 3.79 2.43 4.70 3.87 5.68 4.77 Kết quả so sánh cho thấy, trong cùng điều kiện trùng hợp, lượng polyme trùng hợp ghép lên màng bằng phương pháp song song lớn hơn so với lượng polyme trùng hợp ghép bằng phương pháp nối tiếp. Điều đó chứng tỏ tốc độ trùng hợp ghép bằng phương pháp song song lớn hơn tốc độ trùng hợp trong phương pháp nối tiếp. Kết quả so sánh lượng thuốc nhuộm bị hấp phụ lên màng sau khi lọc dung dịch thuốc nhuộm được đưa ra ở Bảng 3.9 Bảng 3.9. So sánh lượng thuốc nhuộm bị hấp phụ lên màng Thời gian trùng hợp Lượng thuốc nhuộm bị hấp phụ lên màng (mg/cm2) (phút) Phương pháp song song Phương pháp nối tiếp 0.30 0.53 0.23 0.38 Kết quả thực nghiệm cho thấy, trong quá trình lọc lượng thuốc nhuộm bị hấp phụ lên màng trùng hợp ghép theo phương pháp song song nhỏ hơn lượng thuốc nhuộm bị hấp phụ lên màng trùng hợp ghép theo phương pháp nối tiếp. Sự giảm lượng thuốc nhuộm bị hấp phụ lên màng khơng chỉ làm tăng năng suất lọc mà còn làm cho độ giảm năng suất lọc của màng theo thời gian chậm hơn. 65 3.3.2.3. Trùng hợp ghép axit acrylic Trong thí nghiệm này, chúng tơi đã tiến hành trùng hợp ghép axit acrylic bằng các phương pháp song song và nối tiếp với các điều kiện trùng hợp tương tự như khi tiến hành trùng hợp ghép với axit maleic, các kết quả thực nghiệm được so sánh với thí nghiệm trùng hợp ghép axit maleic ở trên Với phương pháp trùng hợp song song, kết quả thực nghiệm (Bảng 3.10) cho thấy, năng suất lọc của màng trùng hợp ghép với axit acrylic thấp hơn so với màng trùng hợp ghép với axit maleic, trong khi độ lưu giữ của các màng là tương đương nhau và đều cao hơn so với màng nền ban đầu. Hình 3.25 là kết quả so sánh năng suất lọc của màng nền ban đầu và các màng sau khi trùng hợp ghép với axit acrylic và axit maleic (5%, 5 phút). Bảng 3.10. So sánh giữa các màng trùng hợp axit maleic (MA) và axit acrylic (AA) t(phút) J, MA,1 J, MA,3 J, MA,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 0.775 0.771 0.768 0.762 0.757 0.754 0.752 0.750 0.748 0.746 0.745 0.744 0.886 0.871 0.870 0.863 0.857 0.852 0.845 0.840 0.836 0.843 0.841 0.840 0.904 0.886 0.873 0.864 0.856 0.850 0.845 0.840 0.836 0.832 0.830 0.827 66 Màng 0.590 0.457 0.406 0.377 0.358 0.346 0.336 0.328 0.322 0.317 0.313 0.310 J, AA, 1 J, AA,3 J, AA,5 0.417 0.398 0.388 0.381 0.375 0.370 0.366 0.363 0.360 0.357 0.355 0.353 0.628 0.610 0.597 0.588 0.581 0.576 0.571 0.568 0.565 0.561 0.559 0.557 0.828 0.813 0.797 0.789 0.782 0.777 0.771 0.769 0.766 0.763 0.758 0.752 Hiệu suất 99.9 lọc % J = (l/h.bar.m2) 99.9 99.9 95.86 99.9 99.9 99.9 Hình 3.25. So sánh năng suất lọc của màng nền (J,mn) và các màng trùng hợp ghép axit maleic (J,MA) và axit acrylic (J, AA) Theo phương pháp nối tiếp, kết quả thực nghiệm (Bảng 3.11) cho thấy, năng suất lọc của màng trùng hợp ghép với MA cao hơn so với màng trùng hợp ghép AA, khả năng lưu giữ của các màng tương đương nhau và đều cao hơn màng nền. Bảng 3.11. So sánh tính năng lọc của các màng trùng hợp ghép AA 5% và MA 5% t (phút) J, AA, 1 J, AA, 3 J, MA,1 J, MA,3 Nền 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 0.417 0.398 0.388 0.381 0.375 0.370 0.366 0.363 0.360 0.357 0.355 0.353 0.443 0.406 0.406 0.396 0.387 0.380 0.374 0.369 0.365 0.361 0.358 0.355 1.107 1.052 1.021 1.001 0.991 0.978 0.970 0.964 0.960 0.993 0.953 0.950 1.218 1.200 1.187 1.187 1.185 1.183 1.182 1.181 1.179 1.178 1.178 1.177 0.590 0.457 0.406 0.377 0.358 0.345 0.336 0.328 0.322 0.317 0.313 0.310 67 Hiệu suất lọc % 99.9 99.9 99.9 99.3 95.86 Màng nền Trùng hợp ghép AA Trùng hợp ghép MA Hình 3.26. Ảnh chụp AFM bề mặt màng nền và màng trùng hợp với MA và AA Kết quả chụp hiển vi lực nguyên tử (Hình 3.26) cho thấy lớp polyme kiểu bàn chải (“brush”) đã hình thành trên bề mặt màng sau khi trùng hợp ghép với các monome AA và MA. Lớp polyme ghép này đã làm giảm sự hấp phụ của thuốc nhuộm lên bề mặt màng, làm tăng độ lưu giữ, nâng cao năng suất lọc đồng thời giảm mức độ tắc màng (fouling). Hình 3.27 và 3.28 là phổ hồng ngoại phản xạ ngồi (FTIRATR) bề mặt màng nền và các màng sau khi trùng hợp ghép với các monome axit maleic và axit acrylic Các kết quả đo phổ hồng ngoại phản xạ cho thấy có sự thay đổi khá rõ rệt về cấu trúc hóa học bề mặt màng sau khi trùng hợp ghép với axit acrylic và axit maleic. Sự tăng cường độ tín hiệu hấp thụ trong phổ hồng ngoại phản xạ (3000 – 3500 cm1) và (17001750 cm1) chứng tỏ sự xuất hiện của các nhóm chức hydroxyl và cacbonyl trên bề mặt màng sau khi trùng hợp ghép. Sự có mặt của 68 các nhóm chức này đã làm tăng thêm tính ưa nước cho bề mặt màng và do đó, năng suất lọc của các màng sau khi trùng hợp ghép tăng mạnh. Các kết quả thực nghiệm đánh giá tính năng tách của màng cho thấy, sau khi được trùng hợp ghép bề mặt, tính năng tách và khả năng giảm fouling cho màng đã được nâng lên rõ rệt so với màng nền ban đầu 639.5 698.6 412.5 545.1 580.9 869.8 790.6 951.1 1014.8 1180.0 0.20 1903.6 0.25 3552.2 Absorbance 0.30 1594.2 3055.1 0.35 1115.3 1079.2 1746.3 1703.3 0.40 1287.9 1512.9 1468.2 0.45 2038.3 0.15 0.10 0.05 0.00 3500 3000 2500 2000 Wavenumbers (cm-1) 1500 1000 500 Number of sample scans: 64 Number of background scans: 64 Resolution: 4.000 Sample gain: 8.0 Mirror velocity: 0.6329 Aperture: 100.00 Hình 3.27.Phổ FTIRATR bề mặt màng nền (dưới) và màng trùng hợp ghép với 0.50 1754.4 MA 573.9 465.1 718.2 634.0 697.3 878.6 1018.7 1112.7 1080.7 1305.01328.9 1259.4 1207.4 1157.3 1907.5 0.10 2083.3 0.15 2405.1 0.20 2282.2 0.25 2592.2 Absorbance 0.30 1416.8 1510.4 0.35 1592.4 3070.3 0.40 2974.2 0.45 0.05 -0.00 -0.05 -0.10 3500 3000 Number of sample scans: 64 Number of background scans: 64 Resolution: 4.000 Sample gain: 8.0 Mirror velocity: 0.6329 Aperture: 100.00 2500 2000 Wavenumbers (cm-1) 69 1500 1000 500 Hình 3.28. Phổ FTIRATR bề mặt màng nền (dưới) và màng trùng hợp ghép với AA KẾT LUẬN Chúng tơi đã tiến hành nghiên cứu khảo sát các điều kiện tách thu hồi thuốc nhuộm dư trong nước thải nhuộm và khả năng giảm thiểu fouling cho q trình lọc tách thuốc nhuộm qua màng. Từ các kết quả thực nghiệm thu được, chúng tơi rút ra một số kết luận chính như sau: Phương pháp lọc màng tỏ ra rất hiệu quả trong việc tách thu hồi thuốc nhuộm dư trong dòng thải nhuộm. Các loại màng lọc Filmtech TW30 và Saehan có khả năng lưu giữ gần như hồn tồn thuốc nhuộm trong dung dịch. Dung dịch sau khi lọc qua màng trong và khơng có màu, các giá trị COD và BOD đều giảm mạnh (từ 95 đến 97%) so với dung dịch ban đầu. Hiệu suất của q trình tách phụ thuộc vào loại thuốc nhuộm, nồng độ thuốc nhuộm, pH và áp lực dòng trượt qua màng. Việc biến tính bề mặt màng bằng phương pháp trùng hợp ghép dưới bức xạ tử ngoại sử dụng các monome là axit maleic và axit acrylic trong điều kiện thích hợp đã nâng cao rõ rệt tính năng tách cho màng. Năng suất lọc của màng tăng từ 2 đến 4 lần, mức độ tắc màng giảm mạnh trong khi khả năng lưu giữ thuốc nhuộm của màng vẫn được duy trì tốt. Ngồi ra, khi sử 70 dụng các tác nhân rửa là dung dịch natri triphotphat và dung dịch axit xitric, năng suất lọc của màng có thể được phục hồi từ 94 đến 98 % Kết quả chụp hiển vi lực ngun tử cho thấy sự hình thành lớp polyme ghép kiểu bàn chải trên bề mặt màng, làm giảm sự hấp phụ thuốc nhuộm lên màng trong q trình lọc. Phép đo phổ hồng ngoại phản xạ chứng tỏ sự xuất hiện của các nhóm chức chứa ơxi trên bề mặt màng sau khi trùng hợp, làm tăng tính ưa nước cho màng. Do đó, tính năng tách và khả năng giảm fouling của màng được nâng lên rõ rệt so với màng nền TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt 1. Lê Viết Kim Ba, Trần Thị Dung, Nguyễn Thị Hiền (2002), “Nghiên cứu chế tạo và sản xuất màng lọc dịch tiêm truyền”, Tuyển tập các cơng trình khoa học, Hội nghị khoa học lần thứ 3 – Ngành hố học, Hà Nội Lê Viết Kim Ba, Nguyễn Trọng Uyển, Trần Thị Dung, Nguyễn Th ị Hi ền (2001), “Khả năng làm sạch nước bằng màng thẩm thấu ngược”, Tạp chí hố học và cơng nghiệp hố chất, T.5 (70), 3032 3. Lê Viết Kim Ba (1990), Báo cáo nghiệm thu đề tài cấp Nhà nước Nghiên cứu chế thử màng siêu lọc máu, 48E.03.04, Hà Nội 4. Bộ mơn Cơng nghệ hóa học (2000), Thực tập hố kỹ thuật, Hà Nội 5. Lê Văn Cát (1999), Cơ sở hố học và kỹ thuật xử lý nước, Nhà xuất bản Thanh Niên, Hà Nội 71 6. Vũ Thị Hồng Cúc (2010), Nghiên cứu chế tạo thử màng lọc nano, Khóa luận tốt nghiệp, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Hà Nội 7. Trần Thị Dung (2004), Bài giảng cơng nghệ màng lọc và các q trình tách bằng màng, Khoa Hóa, Đại học Quốc Gia Hà Nội 8. Trần Thị Dung, Lê Viết Kim Ba, Đào Thị Hạnh (2009), “Nghiên cứu ảnh hưởng của một số điều kiện chế tạo đến khả năng loại bỏ vi khuẩn trong nước của màng xenlulozo axetat”, Tạp chí hố học, T.47 (4A), 661664 9. Phạm Thị Thu Hà (2010), ”Nghiên cứu ảnh hưởng của các điều kiện chế tạo đến tính chất và cấu trúc màng lọc làm từ vật liệu polyme”, Luận văn thạc sỹ Hóa học, khoa Hóa học, Trường ĐHKHTN ĐHQGHN. 10. Trinh Lê Hung (2007), ̣ ̀ Ky tht x ̃ ̣ ử ly n ́ ươc thai ́ ̉ , Nha xuât ban Giao Duc ̀ ́ ̉ ́ ̣ 11. Trần Tứ Hiếu, Từ Vọng Nghi, Nguyễn Văn Ri, Nguyễn Xn Trung (2007), Hóa học phân tích phần II: Các phương pháp phân tích cơng cụ, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật 12. Phạm Luận (2003), Phương pháp phân tích phổ ngun tử, Nhà xuất bản Đại học Quốc Gia Hà Nội 13. Đặng Văn Nghiêm (2006), Nghiên cứu chế tạo màng lọc nano từ vật liệu xenlulo axetat và khả năng tách kim loại nặng của màng, Khóa luận tốt nghiệp, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Hà Nội 14. Trịnh Văn Nhân, Ngơ Thị Nga (1999), Giáo trình cơng nghệ sử lý nước thải, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội 15. Nguyễn Hữu Phú (2001), Cơ sở lý thuyết và cơng nghệ xử lý nước tự nhiên, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội 16. Quy chn ky tht qc gia: QCVN 01:2009/BYT, QCVN 02:2009/BYT ̉ ̃ ̣ ́ 17. Tiêu chn Viêt Nam: TCVN 457488, TCVN457888 ̉ ̣ 18. Nguyễn Hoa Thịnh, Nguyễn Đình Đức (2002), Vật liệu composite cơ học và cơng nghệ, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội 72 19. Trung tâm Khoa học và Cơng nghệ Mơi trường, Kết quả nghiên cứu khảo sát thuộc chương trình điều tra cơ bản và mơi trường, Đại học bách khoa Hà Nội 1997 20. Lê Minh Triết (1975), Plasma – trạng thái thứ tư của vật chất , Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội 21. Vũ Quỳnh Thương (2008), Nghiên cứu chế tạo màng lọc composite từ Cellulose nitrate và cellulose acetate, Luận văn Thạc sỹ khoa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Hà Nội Tiếng Anh 22. A. J. Abrahamse, A. van der Padt, and R. M. Boom (2004), “Possibility for dye removal from dyeing effluents by membrane filtration method’’ Journal of Membrane Science, 230, 149159 23. Ahmad Rahimpour, Sayed Siavash Madaeni, Mohsen Jahanshahi, Yaghoub Mansourpanah and Narmin Mortazavian (2009), “Development of high performance nano – porous polyethersulfone ultrafiltration membranes with hydrophilic surface and superior antifouling properties”, Applied Surface Science, Vol. 255, pp. 9166–9173 24 Allan S Hoffman (1995), “Surface modification of polymes”, Chinese Journal of Polyme Science, Vol. 13, No. 3, pp. 195–203 25. Baker (2004), Membrane Technology and Applications, John Wiley & Sons, Ltd, Chicheste 26 Bozena Kaeselevl, John Pieracci, Georges Belfort (2001), “Photoinduced grafting of ultrafiltration membranes: comparison of poly(ethersulfone) and poly(sulfone)”, Journal of Membrane Science, Vol. 194, pp. 245–261 73 27 BƯ Bưhnke and K. Pưppinghaus, W. Fresenius and W. Schneider (1989) “Wastewater Technology” Origin, Collection, Trebarent and Analysis of Wastewater, Springer Verlag, Berlin 28. B. R. Gutman (1987), Membrane Filtration, Adam Hilger, Bristol 29. Breslau B. R., Larsen P. H., Milnes B. A. and Waugh S. L. (1988), “The Application of Ultrafiltration Technology in the Food Processing Industry”, The Sixth Annual Membrane Technology/Planning Conference, Cambridge 30. C. Visvathan (1994), Waste Minimization Opporturnities in Textile Dyeing Industry, AIT, Publication, First Edition 31. Dattatray S. Wavhal, Ellen R. Fisher (2004), “Modification of polysulfone ultrafiltration membranes by CO2 plasma trebarent”, Desalination, Vol.172, pp. 189–205 32. E. Drioli, L. Giorno (1987), Membrane Operation, WileyVCH, Weinheim 33. Figoli A., De Luca G., Lamerata F., and Drioli E. (2006), “Preparation and characterization of novel PEEKWC capsules by phase inversion technique”, Desalination, Vol. 199, pp. 115–117 34 Figoli A., De Luca G., Longavita E., and Drioli E (2007), “PEEKWC Capsules Prepared by Phase Inversion Technique: A Morphological and Dimensional Study”, Separation Science and Technology, Vol. 42, pp. 2809 – 2827 35 Gijsbertsen A J Abrahamse, van der Padt A., and Boom R M (2004), “Status of crossflow membrane emulsification and outlook for industrial application”, Journal of Membrane Science, Vol. 230, pp. 149–159 36 HyunAh Kim, JaeHoon Choi, Satoshi Takizawa (2007), “Comparison of initial filtration resistance by pretrebarent processes in the nanofiltration for 74 drinking water trebarent”, Separation and Purification Technology, 56, 354– 362 37. J. P.van’ Hul, I G Rascz and T Reith (1997), The application of membrane technology for reuse of process water and minimisatation of waste water in a textile washing range, p 287 – 294. JSDC volume 113, OCTOBER 38 LIU Feini, ZHANG Guoliang, MENG Qin and ZHANG Hongzi (2008), “Performance of Nanofiltration and Reverse Osmosis Membranes in Metal Effluent Trebarent”, Chinese Journal of Chemical Engineering, 16 (3), 441 445 39 M Muder (1998), Basic Principles of Membrane Technology, Kluwer Academic Publisher, Dordrecht 40 M. Gholi, S. Nasseri, M. R. Alizadeh Fard, A Mesdaghina, F Vaeri, A. Mahvil, K Naddaffi (2001), “Dye removal from Effuents of textile Industries by ISO9888 Method and Membrane Technology”, p 73 80, Iranian J Publ Heath, Vol. 30, Nos. 12 41. P. Mimikulasek and Jiris Curhora (2001), “Nafiltration used for desalination and concentration in the manufacre of liquid dyes production”, pp. 379 – 394, Iranian J Publ. Heath, Vol. 30, Nos. 12 42. R. W. Baker (2004), Membrane Technology and Applications, John Wiley & Sons, Ltd, Chichester. 43. R. Rautenbach and R. Albrecht (1989), Membrane Processes, John Wiley & Sons Inc., Chichester. 44 S.S Madaeni (1999), “The application of membrane technology for water disinfection”, Review paper, Wat. Res., Vol. 33, (2), 301308. 45 Sylwia Mozia, Antoni W.Mozrawiski, Masahiro Toyada, Mochio Inagaki (2008), “Effectiveness of photodecomposition of an azo dye on novel anatase – phase TiO2 and two commerical photocatalysts in a photocatalytic membrane reactor (PMR)”, Separation and Purification Technology, Vol.63, pp. 386391 75 46. T. H. Seltzer (1987), Filtration in the Pharmaceutical Industry, New York 47. T. Wakashima, M. Shimizu, M. Kukizaki (2000), Advanced Drug Delivery Reviews, 45, 4756, Tokyo Japan. 76 ... thu c nhuộm dư trong nước thải nhuộm bằng màng lọc và khả năng giảm thiểu fouling cho q trình lọc tách thu c nhuộm qua màng Luận văn được thực hiện tại Phòng thí nghiệm Nghiên cứu màng lọc, ... ngồi mục đích tách thu c nhuộm dư trong nước thải nhuộm, kỹ thu t lọc màng còn cho phép tái sử dụng lại dung dịch nhuộm và nước sạch sau khi đã tách thu c nhuộm, đây là một phương pháp có nhiều ưu điểm và đã được áp dụng ở một số ... cơng ở một số nước để thu hồi thu c nhuộm indigo từ q trình nhuộm sợi bơng Sau khi nhuộm thì phần thu c nhuộm khơng gắn vào sợi sẽ đi vào nước giặt với nồng độ 0,1 ppm. Để thu hồi thu c nhuộm, dùng phương pháp lọc màng để nâng