Xử lý nước thải phẩm nhuộm acid blue 62 bằng phương pháp ozon hóa trên xúc tác oms 2

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA MAI NGUYỆT THU HÀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI PHẨM NHUỘM ACID BLUE 62 BẰNG PHƯƠNG PHÁP OZON HÓA TRÊN XÚC TÁC OMS-2 Chuyên ngành: Kỹ Thuật Hóa Học Mã số: 60520301 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng năm 2017 Cơng trình hồn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG-HCM Cán hướng dẫn khoa học : PGS TS Nguyễn Ngọc Hạnh Cán chấm nhận xét : PGS TS Nguyễn Đình Thành Cán chấm nhận xét : TS Ngô Thanh An Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa - ĐHQG Tp HCM ngày 11 tháng năm 2017 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: PGS TS Nguyễn Quang Long PGS TS Nguyễn Đình Thành TS Ngô Thanh An TS Trần Thị Kiều Anh TS Nguyễn Văn Dũng Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HĨA HỌC ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Mai Nguyệt Thu Hà MSHV: 1570168 Ngày, tháng, năm sinh: 29 – 10 – 1973 Nơi sinh: Sài Gòn Chuyên ngành: Kỹ Thuật Hóa Học Mã số: 60520301 I TÊN ĐỀ TÀI: Xử lý nước thải phẩm nhuộm acid blue 62 phương pháp ozon hóa xúc tác OMS-2 NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Mục tiêu luận văn tổng hợp xúc tác Fe-OMS-2 khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến khả phân hủy thuốc nhuộm acid blue 62 phương pháp ozon hóa xúc tác Fe-OMS-2 II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 16/01/2017 III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 18/06/2017 IV CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS TS Nguyễn Ngọc Hạnh Tp HCM, ngày tháng năm 2017 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO PGS TS Nguyễn Ngọc Hạnh TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC LỜI CẢM ƠN Em kính gửi lời cám ơn chân thành đến PGS TS Nguyễn Ngọc Hạnh, Cô tận tình hướng dẫn em làm luận văn, tạo điều kiện để em học làm thí nghiệm Phịng Thí Nghiệm Xúc Tác Trường Đại Học Bách Khoa TP.HCM Dù bận rộn với việc nghiên cứu giảng dạy trường, Cô dành nhiều thời gian cơng sức để giúp em hồn thành luận văn Em chân thành cám ơn: ThS Lâm Hoa Hùng, Thầy tận tình dạy ln giúp đỡ em suốt thời gian em làm luận văn PGS TS Nguyễn Quang Long, Thầy tận tình hỗ trợ, đóng góp ý kiến ln giúp đỡ em suốt thời gian em làm luận văn KS Nguyễn Ngọc Điền, ThS Dương Thành Trung Cô Nguyễn Kim Phương, Thầy Cơ tận tình hỗ trợ giúp đỡ em thời gian em làm luận văn PGS TS Nguyễn Đình Thành, TS Ngơ Thanh An, TS Trần Thị Kiều Anh TS Nguyễn Văn Dũng, Thầy Cô đóng góp ý kiến giúp em hồn thành luận văn Quý Thầy Cô Trường Đại Học Bách Khoa TP.HCM tận tình giảng dạy truyền đạt kiến thức cho em suốt thời gian học tập nghiên cứu trường Ban Giám Hiệu Phòng Đào Tạo sau đại học Trường Đại Học Bách Khoa TP.HCM tạo điều kiện thuận lợi cho em học tập hoàn thành luận văn KS Nguyễn Hải Đăng hỗ trợ tơi thời gian làm thí nghiệm Gia đình ln quan tâm giúp đỡ em suốt thời gian em học làm luận văn trường Mai Nguyệt Thu Hà TÓM TẮT Xử lý nước thải dệt nhuộm liên quan chủ yếu đến việc xử lý loại nước thải chứa loại phẩm nhuộm có nồng độ phẩm màu cao có nồng độ khác Nước thải dệt nhuộm cần phải xử lý trước thải cách loại bỏ màu thuốc nhuộm để bảo vệ môi trường Trong phần nghiên cứu này, q trình ozon hóa kết hợp với chất xúc tác Fe-OMS-2 dùng để xử lý nước thải phẩm nhuộm acid blue 62 Xúc tác Fe-OMS-2 tổng hợp phịng thí nghiệm khảo sát tính chất đặc trưng XRD, BET, TEM… Xúc tác Fe-OMS-2 tổng hợp phương pháp Sol-Gel Nhiễu xạ tia X (XRD) cho thấy xúc tác có đỉnh (peak) vị trí theta 12,8, 18, 28,7, 37,6, 42, 50 58 độ Diện tích bề mặt riêng 84.5 m2/g Trong điều kiện khảo sát, nước thải phẩm nhuộm acid blue 62 nồng độ 25ppm môi trường pH = 8, lưu lượng dịng có chứa ozon 0.5lít/phút, lượng xúc tác FeOMS-2 0.2g/L, có khuấy trộn, hỗn hợp phân hủy hoàn toàn 100% màu sau 10 phút ABSTRACT Waste water treatment in textile and dye industry mainly involves treatment of highly colored waste water containing variety of dyes in different concentrations The waste water needs to be treated prior to discharge by effectively removing dye color in order to protect environment In this study, the catalytic ozonation in the presence of Fe-OMS-2 as catalyst was done for removal of acid dye (Acid Blue 62) waste water The Fe-OMS-2 was made in Catalyst laboratory and well characterised by methods such as XRD, BET measurements, TEM images… Fe-OMS-2 material was synthesized by Sol-Gel method X-ray diffraction (XRD) pattern showed characteristic peaks at theta values of 12.8, 18, 28.7, 37.6, 42, 50 and 58 degree Specific surface area is 84.5 m2/g In the 25ppm acid blue 62 waste solution at pH of with ozone flowrate of 0.5L/min and Fe-OMS-2 content of 0.2g/L, the complete decolorisation was reached after 10 mins LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn thực hiện, kết thí nghiệm luận văn trung thực Những thông tin tham khảo luận văn trích dẫn cụ thể Ngày 15 tháng năm 2017 Học viên thực Mai Nguyệt Thu Hà MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN TÓM TẮT ABSTRACT LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 11 CHƯƠNG TỔNG QUAN 13 2.1 Thuốc nhuộm acid blue 62 phương pháp xử lý nước thải nhuộm 13 2.2 Ozon 21 2.3 Rây phân tử bát diện OMS 28 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM 32 3.1 Tổng hợp OMS-2 Fe-OMS-2 phương pháp Sol-Gel 33 3.1.1 Quy trình tổng hợp OMS-2 33 3.1.2 Quy trình tổng hợp Fe-OMS-2 35 3.2 Lập đường chuẩn quan hệ độ hấp thu A nồng độ dung dịch phẩm nhuộm acid blue 62 37 3.3 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng trình xử lý phẩm nhuộm acid blue 62 38 3.3.1 Khảo sát ảnh hưởng pH đến hiệu suất phân hủy màu acid blue 62 (TN1) 42 3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng lưu lượng dịng có chứa ozon đến hiệu suất phân hủy màu acid blue 62 (TN2) 3.3.3 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ ban đầu acid blue 62 đến hiệu suất 42 phân hủy màu acid blue 62 (TN3) 42 3.3.4 Khảo sát ảnh hưởng thời gian phản ứng đến hiệu suất phân hủy màu acid blue 62 (TN4) 43 3.3.5 Khảo sát ảnh hưởng lượng xúc tác Fe-OMS-2 đến hiệu suất phân hủy màu acid blue 62 (TN5) 43 3.3.6 Khảo sát khả hấp phụ xúc tác Fe-OMS-2 đến hiệu suất phân hủy màu acid blue 62 (TN 6,7,8,9) 43 3.3.7 Tái sử dụng xúc tác 44 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 45 4.1 Kết phân tích đặc trưng xúc tác Fe-OMS-2 45 4.2 Đường chuẩn quan hệ độ hấp thu A nồng độ dung dịch acid blue 62 48 4.3 Kết khảo sát yếu tố ảnh hưởng trình xử lý phẩm nhuộm 50 4.3.1 Khảo sát ảnh hưởng pH đến hiệu suất phân hủy màu acid blue 62 50 4.3.2 Khảo sát ảnh hưởng lưu lượng dịng có chứa ozon đến hiệu suất phân hủy màu acid blue 62 53 4.3.3 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ ban đầu acid blue 62 đến hiệu suất phân hủy màu acid blue 62 55 4.3.4 Khảo sát ảnh hưởng thời gian phản ứng đến hiệu suất phân hủy màu acid blue 62 56 4.3.5 Khảo sát ảnh hưởng lượng xúc tác Fe-OMS-2 đến hiệu suất phân hủy màu acid blue 62 57 4.3.6 Khảo sát khả hấp phụ xúc tác Fe-OMS-2 đến hiệu suất phân hủy màu acid blue 62 59 4.3.7 Tái sử dụng xúc tác 60 4.3.8 Hiệu suất phân hủy màu phẩm nhuộm acid blue 62 khả hấp phụ Fe-OMS-2 không ozon có ozon ozon khơng xúc tác Fe-OMS-2 (TN 1,10,11) 61 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 62 5.1 KẾT LUẬN 62 5.2 KIẾN NGHỊ 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 63 PHỤ LỤC 67 ... acid blue 62 xúc tác Fe -OMS- 2 khơng ozon có ozon ozon không sử dụng xúc tác Fe -OMS- 2 72 DANH MỤC HÌNH Trang Hình 2. 1 Acid blue 62 13 Hình 2. 2 Cấu trúc OMS- 1 28 Hình 2. 3 Cấu trúc OMS- 2 28 Hình 2. 4... xúc tác Fe -OMS- 2 khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến khả phân hủy thuốc nhuộm acid blue 62 phương pháp ozon hóa chất xúc tác Fe -OMS- 2 13 CHƯƠNG TỔNG QUAN 2. 1 Thuốc nhuộm acid blue 62 phương pháp xử. .. nhược điểm phương pháp Fenton nên nhóm nghiên cứu phịng thí nghiệm Hóa Lý sử dụng hệ H2O2/ Fe -OMS- 2 để xử lý màu nước thải phẩm nhuộm acid blue 62 Tuy nhiên hệ xúc tác oxy hóa H2O2/ Fe -OMS- 2 ứng dụng