Nghiên cứu quá trình xử lý nước thải chứa chất hữu cơ khó phân hủy sinh học bằng ozon áp dụng cho nước thải chứa thuốc nhuộm hoạt tính

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN VŨ NGỌC MAI ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHỨA CHẤT HỮU CƠ KHÓ PHÂN HỦY SINH HỌC BẰNG OZON (ÁP DỤNG CHO NƯỚC THẢI CHỨA THUỐC NHUỘM HOẠT TÍNH) LUẬN VĂN THẠC SỸ NGÀNH: CƠNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: NGUYỄN NGỌC LÂN H NI 2010 Lời cam đoan Tôi xin cam đoan Đề tài: Nghiờn cu quỏ trỡnh x lý nc thải chứa chất hữu khó phân huỷ sinh học ozon (áp dụng cho nước thải chứa thuốc nhuộm hot tớnh) công trình nghiên cứu khoa học cha đợc công bố tài liệu, tạp chí nh Hội nghị, Hội thảo Những kết nghiên cứu luận văn trung thực rõ ràng Tôi xin chịu trách nhiệm trớc Nhà trờng Viện luận văn Ngời cam đoan Nguyn V Ngc Mai LỜI CẢM ƠN Trước tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Ngọc Lân, người ln quan tâm, giúp đỡ, tận tình hướng dẫn truyền đạt cho em kinh nghiệm quý báu suốt trình thực luận văn Em xin gởi lời cảm ơn thầy cô, anh chị phịng thí nghiệm Viện Khoa học Cơng nghệ môi trường giúp đỡ em suốt thời gian học tập làm luận văn trường Cuối cùng, em xin cảm ơn gia đình, bạn bè giúp đỡ, động viên em thời gian học tập làm luận văn Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2010 Học viên Nguyễn Vũ Ngọc Mai DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT BOD Biochemmical Oxygen Demand Nhu cầu oxy sinh hóa (mg/l) COD Chemical Oxygen Demand Nhu cầu oxy hóa học (mg/l) QCVN Quy chuẩn Việt Nam SR Sunzol Red RB 133% SS Suspended Solids SSY Sunfix supra yellow S3R 150% STB Sunzol turquoise blue G 165% Hàm lượng chất rắn lơ lửng(mg/l) TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TNHT Thuốc nhuộm hoạt tính Vinatex Tập đồn Dệt -May Việt Nam Luận văn cao học Viện KH CN môi trường MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH MỞ ĐẦU CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ NGÀNH CÔNG NGHIỆP DỆT NHUỘM VÀ CÁC VẤN ĐỀ MÔI TRƯỜNG LIÊN QUAN I.1 Hiện trạng ngành công nghiệp dệt nhuộm nước ta I.2 Sơ đồ công nghệ trình sản xuất vấn đề mơi trường liên quan .10 I.2.1 Sơ đồ cơng nghệ q trình nhuộm .10 I.2.2 Hiện trạng chất thải ngành công nghiệp dệt nhuộm 12 I.2.4 Các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm ngành dệt nhuộm 18 I.2.5 Phân loại thuốc nhuộm đặc điểm thuốc nhuộm hoạt tính 20 Chương II 29 CÔNG NGHỆ NHUỘM, CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29 II.1 Qui trình cơng nghệ trình nhuộm 29 II.2 Các biện pháp xử lý nước thải dệt nhuộm .33 II.2.1 Phương pháp hoá lý 33 II.2.2 Xử lý sinh học 41 II.2.3 Xử lý nước thải phương pháp oxy hoá 43 II.3 Lựa chọn phương pháp nghiên cứu 46 II.3.1 Q trình oxy hố nâng cao sở ozon 47 CHƯƠNG III: CÁC PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 55 III.1 Mục đích, đối tượng, nội dung nghiên cứu 55 III.2 Thuốc nhuộm chọn mẫu nghiên cứu 55 III.2.1 Thuốc nhuộm 55 III.2.2 Chuẩn bị dung dịch chứa thuốc nhuộm hoạt tính nghiên cứu 57 Nguyễn Vũ Ngọc Mai Lớp Cao học Cơng nghệ mơi trường Khố 2009 – 2010   Luận văn cao học Viện KH CN môi trường III.3 Sơ đồ nghiên cứu phương pháp tiến hành thí nghiệm .58 III.3.1 Phương pháp tiến hành thí nghiệm xử lý keo tụ 58 III.3.2 Phương pháp tiến hành thí nghiệm xử lý ozon 59 III.4 Các phương pháp phân tích kết 61 III.4.1 Đánh giá hiệu suất xử lý độ màu 61 III.4.2 Xác định nhu cầu oxy hóa hóa học COD 62 III.4.3 Phân tích xác định số nồng độ Ozon nước 62 CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .62 IV.1 Nghiên cứu khử màu COD nước thải chứa TNHT phương pháp keo tụ 62 IV.1.1 Nghiên cứu lựa chọn chất keo tụ 62 IV.1.2 Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến khả khử màu dung dịch chứa TNHT phương pháp keo tụ với MgSO4 65 IV.2 Nghiên cứu khử màu COD nước thải chứa TNHT phương pháp oxi hoá nâng cao sở ozon .78 IV.2.1 Ảnh hưởng pH ban đầu đến trình khử màu COD dung dịch TNHT 78 IV.2.2 Ảnh hưởng thời gian xử lý ozon .80 IV.2.3 Ảnh hưởng tỉ lệ H2O2/O3 81 IV.3 Nghiên cứu ảnh hưởng trình xử lý ozon với hỗn hợp TNHT 83 KẾT LUẬN .88           Nguyễn Vũ Ngọc Mai Lớp Cao học Cơng nghệ mơi trường Khố 2009 – 2010   Luận văn cao học Viện KH CN môi trường DANH MỤC BẢNG Bảng I-1: Các công đoạn trình dệt nhuộm…………………………….… 10 Bảng I-2: Định mức tiêu thụ nước ngành dệt nhuộm……………… ………12 Bảng I-3: Dòng thải chất ô nhiễm cần quan tâm nước thải ngành dệt……12 Bảng I-4: Dịng thải chất nhiễm cần quan tâm nước thải ngành dệt… 13 Bảng I-5: Thành phần tính chất nước thải nhuộm…… 15 Bảng I-6: Nguồn phát sinh khí thải chất nhiễm đáng quan tâm ngành dệt 16 Bảng I-7: Các phân lớp thuốc nhuộm phần trăm màu vào dòng thải 24 Bảng I-8: Các loại thuốc nhuộm hoạt tính (TNHT) sử dụng phổ biến giới nước 28 Bảng II-1: Độ tận trích số loại thuốc nhuộm…………………………… 30 Bảng II-2: Một số thông số kỹ thuật trình nhuộm………………………31 Bảng II-3: Kết phân tích mẫu nước thải số cơng ty dệt phía Bắc……32 Bảng II-4: Thế oxi hóa số tác nhân oxi hóa………………………………44 Bảng III-1: Các loại TNHT sử dụng nghiên cứu…………………………….56 Bảng III-2: Bảng mô tả chi tiết kỹ thuật máy ozon công nghiệp công suất g/h….59 Bảng IV-1 Ảnh hưởng hàm lượng chất keo tụ đến độ màu COD TNHT SR 63 Bảng IV-2: Ảnh hưởng nồng độ chất keo tụ đến độ màu COD hỗn hợp TNHT………………………………………………………………………………63 Bảng IV-3: Đặc trưng dung dịch TNHT pha chế phịng thí nghiệm 65 Nguyễn Vũ Ngọc Mai Lớp Cao học Công nghệ mơi trường Khố 2009 – 2010   Luận văn cao học Viện KH CN môi trường Bảng IV-4: Ảnh hưởng pH ban đầu đến hiệu xử lý màu TNHT………….66 Bảng IV-5: Ảnh hưởng hàm lượng MgSO4 đến hiệu xử lý dung dịch TNHT………………………………………………………………………………69 Bảng IV-6: Ảnh hưởng thời gian keo tụ đến hiệu xử lý dung dịch TNHT.70 Bảng IV-7: Ảnh hưởng pH ban đầu đến hiệu xử lý màu COD hỗn hợp TNHT………………………………………………………………………………73 Bảng IV-8: Ảnh hưởng hàm lượng MgSO4 đến hiệu xử lý dung dịch hỗn hợp TNHT………………………………………………………………………….74 Bảng IV-9: Ảnh hưởng thời gian keo tụ đến hiệu xử lý dung dịch hỗn hợp TNHT 75 Bảng IV-10: Đặc trưng dung dịch TNHT sau keo tụ MgSO4 77 Bảng IV-11: Ảnh hưởng pH ban đầu đến hiệu xử lý màu COD dung dịch TNHT ozon 78 Bảng IV-12: Ảnh hưởng thời gian đến hiệu xử lý màu COD dung dịch TNHT ozon 80 Bảng IV-13: Ảnh hưởng tỷ lệ H2O2/O3 đến hiệu xử lý màu COD dung dịch TNHT ozon 81 Bảng IV-14: Ảnh hưởng pH ban đầu đến hiệu xử lý màu COD dung dịch hỗn hợp TNHT ozon 83 Bảng IV-15: Ảnh hưởng thời gian đến hiệu xử lý màu COD dung dịch hỗn hợp TNHT ozon 84 Bảng IV-16: Ảnh hưởng tỷ lệ H2O2/O3 đến hiệu xử lý màu COD dung dịch hỗn hợp TNHT ozon 85 Nguyễn Vũ Ngọc Mai Lớp Cao học Cơng nghệ mơi trường Khố 2009 – 2010   Luận văn cao học Viện KH CN mơi trường DANH MỤC HÌNH Hình I-1: Diễn biến kim ngạch xuất hàng dệt may Việt Nam qua năm (triệu USD) Hình I-2: Sơ đồ ngun lý cơng nghệ dệt nhuộm hàng sợi nguồn nước thải Hình II-1: Cấu tạo hạt keo nước thải 34 Hình II-2: Mơ tả điện bề mặt hạt keo 35 Hình II-3: Tăng cường trình keo tụ hợp chất cao phân tử 39 Hình II-4: Sơ đồ trình bắc cầu phá vỡ cân hệ keo nhờ polymer 40 Hình II-5: Sơ đồ phản ứng sinh hoá điều kiện yếm khí 43 Hình II-6: Hai đường phản ứng oxi hoá ozon dung dịch nước 51 Hình III-1 Cơng thức hóa học Reactive Yellow 145 57 Hình III-2 Cơng thức hóa học Reactve red 198 57 Hình III-3: Thiết bị Jatest .59 Hình III-4: Máy ozon cơng nghiệp cơng suất 1g/h 61  Hình IV-1: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý màu COD dung dịch thuốc nhuộm SR sử dụng chất keo tụ Al2(SO4)3 MgSO4…………… 63 Hình IV-2 Hỗn hợp TNHT ban đầu sau keo tụ MgSO4 76 Hình IV-3 Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý độ màu dung dịch loại thuốc nhuộm hoạt tính tỉ lệ H2O2/O3 khác 82 Hình IV-7 Mẫu hỗn hợp TNHT sau keo tụ sau xử lý ozon 86 Nguyễn Vũ Ngọc Mai Lớp Cao học Công nghệ mơi trường Khố 2009 – 2010   Luận văn cao học Viện KH CN môi trường MỞ ĐẦU Cùng với phát triển khoa học kỹ thuật, phương pháp xử lý nước thải ngày nghiên cứu nhiều hơn, nhằm nâng cao khả ứng dụng để đạt hiệu xử lý cao nhất, giảm tới mức tối thiểu tác động môi trường nước thải ngành công nghiệp gây ra, có nước thải ngành dệt nhuộm Ngành dệt ngành mũi nhọn công nghiệp nhẹ Việt Nam Trong năm gần hoàn cảnh kinh tế tạo cho ngành dệt – nhuộm Việt Nam bước phát triển đáng kể số lượng chất lượng sản phẩm Đặc điểm bật ngành dệt - nhuộm ngành tiêu tốn nhiều nước Nước qua q trình cơng nghệ tẩy, nhuộm, in hoa hoàn tất thải môi trường với khối lượng lớn kèm theo tải lượng chất ô nhiễm COD, BOD, SS, đặc biệt độ màu đến mức báo động, tác động mạnh mẽ đến môi trường sinh thái đời sống người Vì vậy, việc xử lý nước thải ngành công nghiệp cần thiết, nhằm tránh ảnh hưởng xấu đến môi trường xung quanh đến sức khỏe cộng đồng Phương pháp xử lý truyền thống nước thải dệt nhuộm phương pháp đông keo tụ phương pháp sinh học Tuy nhiên hai phương pháp có hiệu nước thải chứa thuốc nhuộm phân tán, thuốc nhuộm hoạt tính hồn ngun sử dụng phương pháp khơng đạt tiêu chuẩn thải Chính cần xử lý tiếp phương pháp khác có hiệu cao như: oxy hóa nâng cao, hấp phụ, kỹ thuật màng, điện hóa… Với đề tài: “Nghiên cứu trình xử lý nước thải chứa chất hữu khó phân hủy sinh học Ozon (áp dụng cho nước thải chứa thuốc nhuộm hoạt tính)” nhiều nghiên cứu để giảm thải lượng ô nhiễm ngành dệt nhuộm môi trường Nguyễn Vũ Ngọc Mai Lớp Cao học Công nghệ môi trường Khoá 2009 – 2010   Luận văn cao học Viện KH CN môi trường Như vậy, với thí nghiệm nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến trình keo tụ dung dịch hỗn hợp TNHT pH ban đầu, hàm lượng chất keo tụ, thời gian xử lý, chọn giá trị tối ưu thông số sau: - pH ban đầu: 7,5 - Hàm lượng chất keo tụ: g/l - Thời gian keo tụ: phút Hình IV-2 Hỗn hợp TNHT ban đầu sau keo tụ MgSO4 Nhìn chung kết khả quan, nhiên tồn vấn đề là: để đáp ứng tiêu chuẩn khắt khe độ màu tiêu khác quy chuẩn nước thải dệt nhuộm (QCVN 13:2008/BTNMT) trước thải môi trường phương pháp keo tụ muối MgSO4 chưa đáp ứng độ màu COD cao tiêu chuẩn cho phép Vì vậy, ta sử dụng MgSO4 để khử màu COD bước nước thải cơng đoạn nhuộm sau xử lý tiếp bước hai phương pháp khác Nguyễn Vũ Ngọc Mai Lớp Cao học Cơng nghệ mơi trường Khố 2009 – 2010 77   Luận văn cao học Viện KH CN môi trường IV.2 Nghiên cứu khử màu COD nước thải chứa TNHT phương pháp oxi hoá nâng cao sở ozon Đặc trưng nước thải dung dịch TNHT sau trình keo tụ MgSO4 thể bảng sau: Bảng IV-10 Đặc trưng dung dịch TNHT sau keo tụ MgSO4 Sunfix supra Sunzol Red RB Sunzol turquoise yellow S3R 150% 133% (SR) blue G 165% Thông số (STB) (SSY) Độ màu (Pt – Co) 205 146 146 COD (mg/l) 135 130 159 IV.2.1 Ảnh hưởng pH ban đầu đến trình khử màu COD dung dịch TNHT Mơ tả thí nghiệm: - Thí nghiệm tiến hành với cốc chứa nước thải sau keo tụ với thể tích cốc 100 ml - Thay đổi giá trị pH cốc thí nghiệm 5,0; 6,0; 7,0; 8,0; 9,0 Tiến hành trình sục ozon vào cốc - Sau thời gian xử lý, đo thông số: độ màu, COD Kết cho bảng IV-11 Nguyễn Vũ Ngọc Mai Lớp Cao học Cơng nghệ mơi trường Khố 2009 – 2010 78   Luận văn cao học Viện KH CN môi trường Bảng IV-11 Ảnh hưởng pH đến hiệu xử lý màu COD dung dịch TNHT ozon pH Độ màu sau xử lý, COD, mg/l ηmàu Pt - Co ηCOD % SSY SR STB SSY 66 117 73 55 79 48 % SR STB SSY SR STB SSY SR STB 67,9 20,2 50,0 83 109 52 38,5 16,2 67,3 69 73,3 46,2 52,5 62 99 47 53,8 23,8 70,4 50 55 76,8 66,1 62,6 36 68 31 73,1 47,7 80,5 40 47 51 80,4 68,1 65,1 36 64 62 73,1 50,8 61,0 51 63 84 75,0 57,2 42,5 94 88 94 30,8 32,3 40,9 Hình IV-5 Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý màu dung dịch chứa loại thuốc nhuộm pH khác ozon Nhận xét: - Trong khoảng pH ban đầu từ – 8, tăng dần pH hiệu xử lý độ màu COD dung dịch TNHT tăng dần lên đáng kể Điều giải thích sau: mơi trường pH thấp, q trình xảy chủ yếu oxy hóa trực tiếp Nguyễn Vũ Ngọc Mai Lớp Cao học Cơng nghệ mơi trường Khố 2009 – 2010 79   Luận văn cao học Viện KH CN mơi trường ozon, pH trung tính kiềm trình tạo gốc *OH thuận lợi nên hiệu q trình oxy hóa nâng cao Khi nâng pH nước phản ứng xảy sau: O3 + OH- → *HO2 + O2- Do đó, mơi trường pH cao có tác dụng nâng cao đáng kể lực oxi hố ozon Vì vậy, hiệu xử lý nước tăng dần từ pH = 5,0 ÷ 8,0 - Tiếp tục tăng pH, độ màu mẫu tăng dần, hiệu xử lý COD giảm Do lượng OH- dư thừa phản ứng với ion kim loại có nước tạo thành hợp chất mang màu làm tăng độ màu nước thải IV.2.2 Ảnh hưởng thời gian xử lý ozon Mô tả thí nghiệm: Thí nghiệm tiến hành với cốc chứa nước thải sau keo tụ với thể tích cốc 100 ml Giữ nguyên giá trị pH cốc thí nghiệm 8,0; thay đổi thời gian sục ozon khác tùy thuộc vào loại thuốc nhuộm cụ thể Sau thời gian xử lý, tiến hành đo thông số: độ màu, COD Kết thí nghiệm cho bảng IV-12 Nguyễn Vũ Ngọc Mai Lớp Cao học Cơng nghệ mơi trường Khố 2009 – 2010 80   Luận văn cao học Viện KH CN môi trường Bảng IV-12 Ảnh hưởng thời gian đến hiệu xử lý màu COD dung dịch TNHT ozon SSY SR SB Thời Độ COD Thời Độ COD gian xử sau xử lý (mg/l) gian xử màu (mg/l) gian màu (mg/l) lý, phút lý, phút sau xử xử lý, sau lý (Pt – phút xử lý Thời Độ màu COD (Pt – Co) Co (Pt – Co 66 78 77 83 66 111 59 68 66 78 55 64 48 36 44 68 48 31 33 31 33 62 45 27 29 27 10 29 60 44 22 Nhận xét: - Khi sục ozon vào nước với thời gian tăng dần, hiệu suất xử lý độ màu COD tăng Lần lượt với loại thuốc nhuộm hoạt tính khác thời gian xử lý ozon khác nhau, ta thấy dung dịch hỗn hợp TNHT gốc azo (màu vàng màu đỏ) khó xử lý so với gốc Phtaloxianin (màu xanh) thời gian xử lý lâu (màu vàng cần phút đạt độ màu 48 Pt – Co, COD: 38 mg/l; màu đỏ cần phút đạt độ màu 44 Pt – Co, COD: 68 mg/l, màu xanh phút đạt độ màu 48 Pt – Co, COD: 31 mg/l) - Khi tiếp tục tăng thời gian xử lý, hiệu suất xử lý độ màu tăng chậm IV.2.3 Ảnh hưởng tỉ lệ H2O2/O3 Mơ tả thí nghiệm: - Thí nghiệm tiến hành với mẫu khác có thể tích mẫu 100 ml pH ban đầu 8,0 Nguyễn Vũ Ngọc Mai Lớp Cao học Công nghệ mơi trường Khố 2009 – 2010 81   Luận văn cao học Viện KH CN môi trường - Thời gian xử lý ozon không thay đổi (SSY: phút; SR: phút; SB: phút), tức hàm lượng ozon xử lý không đổi mẫu loại dung dịch thuốc nhuộm; thay đổi thể tích H2O2 cho vào mẫu cho tỉ lệ số mol H2O2/O3 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7 - Sau thời gian xử lý, tiến hành đo thông số: độ màu, COD mẫu Kết thí nghiệm bảng IV-13 Bảng IV-13 Ảnh hưởng tỉ lệ H2O2/O3 đến hiệu xử lý màu COD dung dịch TNHT Tỉ lệ Độ màu sau H2O2/O3 xử lý, ηCOD % Pt - Co SS SR ST SSY Y COD, mg/l ηmàu SR % STB SS B SR Y ST SSY SR B ST B 0,3 33 37 51 77,6 90,0 65,2 31 68 42 76,9 47,7 73,6 0,4 33 37 33 77,6 90,0 77,5 21 62 31 84,6 52,3 80,5 0,5 18 26 95,1 95,0 82,2 10 62 16 92,3 52,3 89,9 0,6 18 10 37 87,6 97,0 74,7 21 52 21 84,6 60,0 86,8 0,7 18 10 55 87,6 97,0 62,4 73 114 83 46,1 12,3 47,8 Nguyễn Vũ Ngọc Mai Lớp Cao học Cơng nghệ mơi trường Khố 2009 – 2010 82   Luận văn cao học Viện KH CN mơi trường Hình IV-3 Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý độ màu dung dịch loại thuốc nhuộm hoạt tính tỉ lệ H2O2/O3 khác Nhận xét: - Khi sục hàm lượng ozon vào nước, bổ sung H2O2 vào mẫu khác nhau, ta thấy hiệu xử lý khác Hiệu xử lý độ màu tăng theo lượng H2O2 cho vào, đạt giá trị lớn giá trị tỷ lệ H2O2/O3 khác tùy thuộc vào loại dung dịch TNHT - Hiệu xử lý màu COD đạt giá trị cao tỷ lệ H2O2/O3 màu vàng, màu xanh 0,5; màu đỏ 0,6 - Tiếp tục tăng tỷ lệ H2O2/O3 dung dịch TNHT, dẫn đến lượng H2O2 dư thừa chất tìm diệt gốc *OH tạo theo phản ứng sau: *OH + H2O2 H2O + *HO2; hiệu xử lý giảm dần IV.3 Nghiên cứu ảnh hưởng trình xử lý ozon với hỗn hợp TNHT Sau trình keo tụ MgSO4 đặc trưng dung dịch hỗn hợp TNHT có: Độ màu: 842 Pt – Co COD: 240 mg/l Nguyễn Vũ Ngọc Mai Lớp Cao học Công nghệ mơi trường Khố 2009 – 2010 83   Luận văn cao học Viện KH CN môi trường - Cách tiến hành thí nghiệm dung dịch hỗn hợp TNHT thực tương tự loại dung dịch chứa loại TNHT Thí nghiệm tiến hành với mẫu khác có thể tích mẫu 100 ml với đặc trưng nước thải sau keo tụ hỗn hợp TNHT MgSO4 IV.3.1 Nghiên cứu ảnh hưởng pH đến hiệu xử lý dung dịch hỗn hợp TNHT ozon Cách tiến hành thí nghiệm hỗn hợp TNHT tiến hành tương tự thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng pH đến hiệu suất xử lý dung dịch chứa loại TNHT Bảng IV-14 Ảnh hưởng pH ban đầu đến hiệu xử lý màu COD hỗn hợp TNHT Thời gian xử lý STT pH ozon, Độ màu (Pt-Co) ηmàu % COD (mg/l) ηCOD % phút 6,5 256 69,6 169 29,5 7,0 219 74,0 156 35,0 7,5 124 85,3 119 50,4 8,0 139 83,5 123 48,8 8,5 153 81,8 128 46,7 9,0 161 80,8 139 42,1 IV.3.2 Nghiên cứu ảnh hưởng thời gian đến hiệu xử lý màu COD dung dịch hỗn hợp TNHT Sau chọn giá trị pH tối ưu 7,5; ta điều chỉnh mẫu pH tiến hành sục ozon cho mẫu tương tự cách tiến hành thí nghiệm phần IV.2.2 Nguyễn Vũ Ngọc Mai Lớp Cao học Cơng nghệ mơi trường Khố 2009 – 2010 84   Luận văn cao học Viện KH CN môi trường Bảng IV-15: Ảnh hưởng thời gian sục ozon đến hiệu xử lý màu COD hỗn hợp TNHT Thời STT gian xử lý (phút) Độ màu (Pt-Co) ηmàu % COD (mg/l) ηCOD % 124 85,3 119 50,4 10 109 87,1 82 65,8 15 99 88,2 80 66,7 20 94 88,8 78 67,5 25 87 89,7 75 68,8 IV.3.3 Nghiên cứu ảnh hưởng tỉ lệ H2O2/O3 đến hiệu xử lý màu COD dung dịch hỗn hợp TNHT Mơ tả thí nghiệm: - Thí nghiệm tiến hành với mẫu khác có thể tích mẫu 100 ml pH ban đầu 7,5 - Thời gian xử lý ozon không thay đổi 15 phút tức hàm lượng ozon xử lý không đổi mẫu loại dung dịch thuốc nhuộm; thay đổi thể tích H2O2 cho vào mẫu cho tỉ lệ số mol H2O2/O3 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7 - Sau thời gian xử lý, tiến hành đo thông số: độ màu, COD mẫu Kết thí nghiệm bảng IV-16         Nguyễn Vũ Ngọc Mai Lớp Cao học Công nghệ môi trường Khoá 2009 – 2010 85   Luận văn cao học Viện KH CN môi trường Bảng IV-16 Ảnh hưởng tỷ lệ H2O2/O3 đến hiệu xử lý trình peroxon hỗn hợp TNHT Thời STT H2O2/O3 gian Độ màu xử lý Pt-Co ηmàu% COD (mg/l) ηCOD% (phút) 0,3 15 109 87,1 73 69,6 0,4 15 100 88,1 64 73,3 0,5 15 43 94,9 46 80,8 0,6 15 89 89,4 55 77,1 0,7 15 96 88,6 69 71,3 Các kết thu cho thấy khả khử màu COD dung dịch hỗn hợp TNHT nước thải nhuộm phương pháp oxi hóa nâng cao sở ozon tốt - Ở bảng IV-14 ta thấy, giá trị pH = 7,5 cho hiệu suất xử lý màu COD cao Khi tiếp tục tăng pH độ màu mẫu tăng lên nhanh chóng - Ở bảng IV-15 hiệu xử lý màu COD tăng dần tăng thời gian sục ozon vào nước Ở giá trị thời gian xử lý 15 phút, hiệu suất xử lý màu đạt 88,2 %; hiệu suất xử lý COD đạt 66,7 % Tiếp tục tăng thời gian xử lý hiệu suất khử màu COD tăng khơng đáng kể, giá trị thời gian xử lý 15 phút chọn giá trị tối ưu trình - Ở bảng IV-16 nghiên cứu ảnh hưởng tỷ lệ H2O2/O3 đến trình xử lý dung dịch hỗn hợp TNHT, ta nhận thấy giá trị H2O2/O3 0,5 cho hiệu xử lý cao nhất, hiệu suất khử màu đạt 94,9 %, khử COD đạt 80,8 % Sau thực trình oxi hóa nâng cao sở ozon, giá trị tối ưu chọn thí nghiệm với dung dịch hỗn hợp TNHT sau: - pH ban đầu: 7,5 Nguyễn Vũ Ngọc Mai Lớp Cao học Cơng nghệ mơi trường Khố 2009 – 2010 86   Luận văn cao học Viện KH CN môi trường - Thời gian xử lý ozon: 15 phút - Tỷ lệ H2O2 /O3 : 0,5 Hình IV-4 Mẫu hỗn hợp TNHT sau keo tụ sau xử lý ozon Nguyễn Vũ Ngọc Mai Lớp Cao học Công nghệ môi trường Khoá 2009 – 2010 87   Luận văn cao học Viện KH CN môi trường KẾT LUẬN Từ kết nghiên cứu đạt cho phép đưa số kết luận sau: Đối với trình đông keo tụ: - Khi lựa chọn hai chất keo tụ thí nghiệm Al2(SO4)3 MgSO4, ta nhận thấy cho hàm lượng chất keo tụ giống nhau, nước thải dệt nhuộm keo tụ MgSO4 tốt phèn nhôm nhiều Đã lựa chọn giá trị tối ưu thông số ảnh hưởng đến trình keo tụ MgSO4 loại nước thải chứa dung dịch TNHT khác nhau: SSY, SR, SB hỗn hợp TNHT - Giá trị thông số tối ưu lựa chọn trình keo tụ cho theo bảng sau: Giá trị thông số tối SSY SR STB Hỗn hợp 5÷7 5÷7 5÷7 7,5 1,2 3÷5 3÷5 3÷5 ưu lựa chọn pH ban đầu Hàm lượng chất keo tụ tối ưu (g/l) Thời gian keo tụ (phút) Đối với thí nghiệm oxy hố nâng cao sở ozon: - Q trình oxy hoá trực tiếp ozon đạt hiệu cao xử lý độ màu, COD xử lý tiếp tục tăng theo hàm lượng ozon đưa vào nước - Quá trình peroxon thực bổ sung H2O2 vào trình sục ozon, hiệu xử lý màu COD tăng lên nhiều trình tạo gốc *OH - Giá trị thông số tối ưu lựa chọn trình cho theo bảng sau: Nguyễn Vũ Ngọc Mai Lớp Cao học Cơng nghệ mơi trường Khố 2009 – 2010 88   Luận văn cao học Viện KH CN môi trường Giá trị thông số tối SSY SR STB Hỗn hợp 8,0 8,0 8,0 7,5 15 0,5 0,6 0,5 0,5 ưu lựa chọn pH ban đầu Thời gian xử lý, phút Tỷ lệ H2O2 /O3 Sau trình xử lý hai bậc với chất keo tụ MgSO4 oxi hóa nâng cao sở ozon, đặc trưng nước thải: TT Thông số Đặc trưng nước thải hỗn QCVN hợp TNHT 13 : 2008 Đầu vào Sau xử lý bậc pH 10,5 7,5 5,5 – Độ màu, Pt - Co 10497 43 150 COD, mg/l 583 46 100 Nguyễn Vũ Ngọc Mai Lớp Cao học Công nghệ mơi trường Khố 2009 – 2010 89   Luận văn cao học Viện KH CN môi trường TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Văn Cát, (2007), Xử lí nước thải giàu hợp chất nitơ photpho Viện khoa học công nghệ Việt Nam NXB khoa học tự nhiên công nghệ Đặng Xuân Hiển, Bài giảng môn xử lý nước thải Đinh Bách Khoa (2000), Xem xét khả sử dụng ozon hydroperoxit xử lý nước nước thải, Luận văn thạc sĩ Môi trường, Đại học Bách khoa Hà Nội Trần Văn Nhân, Ngơ Thị Nga, (1999), Giáo trình xử lý nước thải, NXB khoa học kỹ thuật, Hà Nội Trần Hiếu Nhuệ, (2001), Thoát nước xử lý nước thải công nghiệp NXB khoa học kỹ thuật PGS.TS Lương Đức Phẩm, (2007), Công nghệ xử lý nước thải biện pháp sinh học Nhà xuất giáo dục Đặng Trấn Phịng (2004), Sinh thái mơi trường dệt nhuộm, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Thị Thanh Phượng, Nguyễn Văn Phước, (2006), Giáo trình kỹ thuật xử lý nước thải cơng nghiệp, NXB Xây dựng Tập đoàn dệt may Việt Nam (2006 ), Xây dựng, rà soát tiêu, định mức phát thải nước thải đặc trưng cho loại nguyên liệu, Ban Kỹ thuật công nghệ môi trường, Hà Nội 10 Nguyễn Thị Thu Thuỷ, (2006), Xử lý nước cấp sinh hoạt công nghiệp NXB khoa học kỹ thuật 11 Trần Mạnh Trí, Trần Mạnh Trung (2006), Các q trình oxy hố nâng cao xử lý nước nước thải, NXB khoa học kỹ thuật, Hà Nội 12 Trung tâm sản xuất Việt Nam (2008), Tài liệu hướng dẫn sản xuất ngành dệt nhuộm, Viện khoa học công nghệ môi trường –trường Đại học Bách khoa Hà Nội 13 Cao Hữu Trượng, Hồng Thị Lĩnh, Hóa học thuốc nhuộm, NXB khoa học kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Vũ Ngọc Mai Lớp Cao học Cơng nghệ mơi trường Khố 2009 – 2010 90   Luận văn cao học Viện KH CN môi trường Đặng Xuân Việt, (2006), Nghiên cứu lựa chọn phương pháp thích hợp, có hiệu để khử màu thuốc nhuộm hoạt tính nước thải dệt nhuộm, Luận án Tiến sĩ kỹ thuật, Đại học Bách khoa Hà Nội, Hà Nội Nguyễn Vũ Ngọc Mai Lớp Cao học Cơng nghệ mơi trường Khố 2009 – 2010 91   ... rộng nghiên cứu với nhiều tác nhân oxy hố khác, cơng nghệ xử lý nước thải ozon nghiên cứu bước áp dụng để xử lý chất hữu khó phân huỷ sinh học, có dịch thải cơng đoạn nhuộm Ngồi ra, nước thải cơng... xin cam đoan Đề tài: Nghiờn cứu trình xử lý nước thải chứa chất hữu khó phân huỷ sinh học ozon (áp dụng cho nc thi cha thuc nhum hot tớnh) công trình nghiên cứu khoa học cha đợc công bố tài liệu,... hoạt tính, thuốc nhuộm trực tiếp, thuốc nhuộm cầm màu, thuốc nhuộm bazic, thuốc nhuộm cation, thuốc nhuộm axit, thuốc nhuộm phân tán, thuốc nhuộm azo không tan thuốc nhuộm pigment Thuốc nhuộm