Nghiên cứu đánh giá khả năng xử lý nước thải màu xanh của dệt nhuộm bằng than hoạt tính kết hợp pgα21ca

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - LƢƠNG TRẦN BÍCH THẢO NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI MÀU XANH CỦA DỆT NHUỘM BẰNG THAN HOẠT TÍNH KẾT HỢP PG21Ca Chuyên ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG Mã số : 8520320 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS LÊ THỊ XUÂN THÙY Đà Nẵng - 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác T c ả Lương Trần Bích Thảo NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƢỚC THẢI MÀU XANH CỦA DỆT NHUỘM BẰNG THAN HOẠT TÍNH KẾT HỢP PG21Ca Học viên: LƢƠNG TRẦN BÍCH THẢO Chuyên ngành: Kỹ thuật Môi trƣờng Mã số: 8520320 Khóa: 32 Trƣờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN Tóm tắt - Với đặc thù sản xuất mình, nƣớc thải dệt nhuộm độ màu cao Trong số phƣơng pháp hóa lý có khả xử lý màu, phƣơng pháp hấp phụ keo tụ đƣợc sử dụng rộng rãi phổ biến tính chất đơn giản, dễ vận hành hiệu xử lý cao Vật liệu hấp phụ thông dụng than hoạt tính, với mức độ vi mao quản cao, diện tích bề mặt tiếp xúc lớn, than hoạt tính dễ dàng khử màu, mùi,… Vật liệu keo tụ đƣợc chọn để nghiên cứu PG21Ca có nguồn gốc từ tự nhiên, có khả xử lý màu cao, thân thiện với môi trƣờng Với thành phần đƣợc tổng hợp từ γ-PGA - loại polymer chiết xuất từ đậu nành không độc hại, dễ phân hủy sinh học, PG21Ca đƣợc ứng dụng không lĩnh vực y học, thực phẩm, mỹ phẩm, mà lĩnh vực xử lý nƣớc Quá trình nghiên cứu tiến hành: Khảo sát đƣợc yếu tố ảnh hƣởng đến khả xử lý độ màu, TSS, pH, cụ thể lƣợng PGα21Ca AC, thời gian khuấy, tốc độ khuấy, nhiệt độ, độ màu thể tích nƣớc thải; So sánh khả xử lý nƣớc thải dệt nhuộm với kết hợp AC PGα21Ca phèn nhơm khả xử lý AC PGα21Ca có hiệu suất xử lý cao phèn nhơm; Và việc xử lý AC PGα21Ca không cần phải điều chỉnh pH nƣớc thải, nhƣ khơng cần sử dụng tới hóa chất trợ keo tụ khác Từ khóa - Xử lý nƣớc thải, dệt nhuộm, độ màu, than hoạt tính, PG21Ca RESEARCH ON ASSESSMENT TO THE POSSIBILITY OF WASTEWATER TREATMENT OF TEXTILE BLUE WITH ACTIVATED CHARCOAL COMBINATION PG21Ca Abstract - With its production characteristics, textile wastewater of high color Among the physicochemical methods of color treatment, the adsorption and coagulation methods are still widely used and are more popular because of their simplicity, ease of operation and high processing efficiency The most commonly used adsorbent is activated carbon, with high levels of microtuber, large surface area of contact, activated carbon can be easily decolorized, smell, The study is PG21Ca derived from nature, capable of high color processing, friendly to the environment With ingredients composed of γ-PGA - a non-toxic, biodegradable soybean polymer, PG21Ca is applied not only in the fields of medicine, food and cosmetics, but also also in the field of water treatment The study was conducted to investigate factors influencing the processing ability of color, TSS, pH, namely PG21Ca and AC, stirring time, stirring speed, temperature, color and volume of wastewater; Comparison of textile wastewater treatment with AC and PG21Ca for aluminum alum, the processing capacity of AC and PG21Ca has higher processing efficiency than aluminum alum; And the treatment with AC and PG21Ca does not need to adjust the pH of the wastewater, nor does it require the use of other coagulants Keywords - Wastewater treatment; textile dyeing; colour; activated carbon; PG21Ca MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN i DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT i DANH MỤC CÁC BẢNG ii DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ iv MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu 2.1 Mục tiêu tổng quát 2.2 Mục tiêu cụ thể .2 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 3.1 Ý nghĩa khoa học 3.2 Ý nghĩa thực tiễn Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu 4.1 Đối tượng nghiên cứu 4.2 Phạm vi nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu 5.1 Phương pháp thu thập tài liệu, số liệu có liên quan 5.2 Phương pháp xử lý số liệu 5.3 Phương pháp phân tích hóa học 5.4 Phương pháp lấy mẫu trường 5.5 Phương pháp kế thừa Cấu trúc luận văn Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 NGÀNH DỆT NHUỘM 1.1.1 Sơ lược ngành dệt nhuộm [14] .4 1.1.2 Các loại hóa chất tạo màu thường dùng ngành dệt nhuộm 1.2 PHƢƠNG PH P X LÝ M U TRONG NƢỚC THẢI DỆT NHUỘM 12 1.2.1 Phương pháp Đông tụ Keo tụ [11] 12 1.2.2 Phương pháp hấp phụ [12] .14 1.2.3 Phương pháp oxy hóa - khử 15 1.2.4 Phương pháp màng 17 1.2.5 Phương pháp sinh học 18 1.3 CÁC LOẠI VẬT LIỆU CÓ KHẢ NĂNG X LÝ MÀU 20 1.3.1 Muối nhôm [10] 20 1.3.2 Muối sắt [10] 22 1.3.3 Poly Aluminium chloride (PAC) .24 1.3.4 PG21Ca 25 1.3.5 Than hoạt tính 28 Chƣơng Đ I TƢ NG, PHẠM VI, NỘI DUNG V PHƢƠNG PH P NGHI N CỨU 30 2.1 Đ I TƢ NG NGHIÊN CỨU 30 2.1.1 Nước thải màu xanh Cơng ty Cổ phần Dệt Hịa Khánh - Đà Nẵng (DANATEX) 30 2.1.2 Vật liệu xử lý màu 36 2.2 PHẠM VI NGHI N CỨU 36 2.3 NỘI DUNG NGHI N CỨU 36 2.4 PHƢƠNG PH P NGHI N CỨU 37 2.4.1 Phương pháp phân tích hóa học .37 2.4.2 Phương pháp lấy mẫu trường 38 2.4.3 Phương pháp tính tốn 38 2.4.4 Phương pháp thực nghiệm 38 2.5 HÓA CHẤT V DỤNG CỤ NGHI N CỨU 39 2.5.1 Hóa chất 39 2.5.2 Dụng cụ thiết bị 39 Chƣơng KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 41 3.1 KẾT QUẢ KHẢO SÁT KHẢ NĂNG X LÝ NƢỚC THẢI MÀU XANH CỦA DỆT NHUỘM BẰNG THAN HOẠT TÍNH VÀ PG21Ca SO SÁNH VỚI CÁC VẬT LIỆU X LÝ MÀU KHÁC 41 3.1.1 Khảo sát khả xử lý nước thải màu xanh dệt nhuộm với loại vật liệu 41 3.1.2 Khảo sát khả xử lý nước thải màu xanh dệt nhuộm với loại vật liệu phèn nhôm, PAC, PG21Ca, AC 45 3.1.3 Khảo sát khả xử lý nước thải màu xanh dệt nhuộm với kết hợp vật liệu phèn nhôm, PAC, AC với PG21Ca 54 3.2 X C ĐỊNH CÁC YẾU T ẢNH HƢỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG X LÝ NƢỚC THẢI MÀU XANH CỦA DỆT NHUỘM BẰNG THAN HOẠT TÍNH (AC) KẾT H P PG21Ca 56 3.2.1 Ảnh hưởng tỉ lệ than hoạt tính (AC) PG21Ca 56 3.2.2 Ảnh hưởng liều lượng hóa chất 58 3.2.3 Ảnh hưởng thời gian tiếp xúc 61 3.2.4 Ảnh hưởng tốc độ khuấy 65 3.2.5 Ảnh hưởng nhiệt độ 67 3.2.5 Ảnh hưởng độ màu 69 3.2.6 So sánh kết trước sau xử lý màu xanh nước thải dệt nhuộm 71 3.3 TÍNH TỐN THIẾT KẾ - ĐỀ XUẤT ỨNG DỤNG V O D Y CHUYỀN CÔNG NGHỆ X LÝ NƢỚC THẢI M U XANH CỦA CÔNG TY CỔ PHẦN DỆT HÒA KHÁNH - Đ NẴNG 72 3.3.1 Đề xuất ứng dụng vào dây chuyền công nghệ xử lý nước thải Công ty cổ phần dệt Hòa Khánh - Đà Nẵng 72 3.3.2 Đề xuất xây dựng 74 3.3.3 Chi phí xử lý 77 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 79 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (Bản sao) PHỤ LỤC 1: PHỤ LỤC BẢNG VẼ PHỤ LỤC 2: BÀI BÁO KHOA HỌC i DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT AC : Activated Carbon (Than hoạt tính) BTNMT : Bộ Tài ngun Mơi trƣờng DANATEX : Cơng ty Cổ phần Dệt Hịa Khánh - Đà Nẵng KCN : Khu công nghiệp QCVN : Quy chuẩn Việt Nam QCVN 13-MT:2015/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nƣớc thải công nghiệp dệt nhuộm STT : Số thứ tự TNHH : Trách nhiệm hữu hạn KPH : Không phát γ-PGA : -poly glutamic acid ii DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu bảng Tên bảng Trang 1.1 Nguồn gốc chất thải tác động đến môi trƣờng ngành dệt may 1.2 Lƣợng nƣớc tiêu thụ số loại vải ngành dệt may 1.3 Thành phần nƣớc thải dệt nhuộm 1.4 Các trình sinh học dùng xử lý nƣớc thải 18 2.1 Danh sách hóa chất 39 2.2 Danh sách thiết bị 40 3.1 Kết số tiêu nƣớc thải đầu vào DANATEX 41 3.2 Hiệu suất xử lý nƣớc thải màu xanh dệt nhuộm với vật liệu khác 43 3.3 Hiệu suất xử lý nƣớc thải màu xanh dệt nhuộm phèn nhôm 46 3.4 Hiệu suất xử lý nƣớc thải màu xanh dệt nhuộm PAC 48 3.5 Hiệu suất xử lý nƣớc thải màu xanh dệt nhuộm PG21Ca 50 3.6 Hiệu suất xử lý nƣớc thải màu xanh dệt nhuộm AC 53 3.7 Hiệu suất xử lý nƣớc thải màu xanh dệt nhuộm kết hợp vật liệu phèn nhôm, PAC, AC với PG21Ca 55 3.8 Ảnh hƣởng tỉ lệ AC - PG21Ca đến hiệu suất xử lý nƣớc thải màu xanh dệt nhuộm 57 3.9 Ảnh hƣởng lƣợng AC - PG21Ca theo tỉ lệ 1-1 đến hiệu suất xử lý nƣớc thải màu xanh dệt nhuộm 60 3.10 Ảnh hƣởng thời gian AC đến hiệu suất xử lý nƣớc thải màu xanh dệt nhuộm 62 3.11 Ảnh hƣởng thời gian PG21Ca đến hiệu suất xử lý nƣớc thải màu xanh dệt nhuộm 64 3.12 Ảnh hƣởng tốc độ khuấy đến hiệu suất xử lý nƣớc thải màu xanh dệt nhuộm 66 3.13 Ảnh hƣởng nhiệt độ đến hiệu suất xử lý nƣớc thải màu xanh dệt nhuộm 68 iii 3.14 Ảnh hƣởng độ màu đến hiệu suất xử lý nƣớc thải màu xanh dệt nhuộm 70 3.15 Kết thử nghiệm nƣớc thải đầu vào nƣớc thải sau xử lý độ màu 71 3.16 Các thông số thiết kế bể keo tụ 77 iv DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, BIỂU ĐỒ Số hiệu hình vẽ Tên hình vẽ Trang 1.1 Các cơng đoạn phát sinh dòng thải ngành Dệt may 1.2 Quy trình cơng nghệ nhuộm hồn tất 1.3 Mối quan hệ điện tích bề mặt hạt keo 12 1.4 Giảm điện tích thực hạt rắn thêm ion trái dấu hóa trị 13 1.5 Sơ đồ thẩm thấu 17 1.6 Aluminium sulfate octadecahydrate 20 1.7 Cấu trúc hóa học Al2(SO4)3 18H2O 20 1.8 Iron (II) Sulfate Heptahydrate 22 1.9 Cấu trúc hóa học FeSO4 7H2O 22 1.10 Cấu trúc khung phân tử FeSO4 7H2O 22 1.11 Poly alumium chloride 24 1.12 Cấu trúc phân tử γ-PGA 26 1.13 PG21Ca 27 1.14 Than hoạt tính 28 2.1 Cơng ty Cổ phần Dệt Hòa Khánh - Đà Nẵng (DANATEX) 30 2.2 Vị trí địa lý Cơng ty Cổ phần Dệt Hịa Khánh - Đà Nẵng 32 2.3 Sơ đồ quy trình cơng đoạn hồ sợi 33 2.4 Sơ đồ quy trình cơng đoạn dệt 33 2.5 Sơ đồ quy trình cơng đoạn hồn tất 34 2.6 Sơ đồ hệ thống nƣớc mƣa chảy tràn 34 2.7 Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nƣớc thải dệt nhuộm DANATEX 35 3.1 Mẫu nƣớc thải đầu vào màu xanh DANATEX 42 3.2 Khảo sát khả xử lý màu xanh dệt nhuộm với loại vật liệu 43 3.3 Khả xử lý màu loại vật liệu 44 3.4 Khả xử lý nƣớc thải màu xanh dệt nhuộm phèn nhôm 45 3.5 Kết xử lý nƣớc thải màu xanh dệt nhuộm phèn nhôm 46 3.6 Khả xử lý nƣớc thải màu xanh dệt nhuộm PAC 48 3.7 Kết xử lý nƣớc thải màu xanh dệt nhuộm PAC 49 v 3.8 Khả xử lý nƣớc thải màu xanh dệt nhuộm PG21Ca 50 3.9 Kết xử lý nƣớc thải màu xanh dệt nhuộm PG21Ca 51 3.10 Khả xử lý nƣớc thải màu xanh dệt nhuộm AC 52 3.11 Kết xử lý nƣớc thải màu xanh dệt nhuộm AC 53 3.12 Khả xử lý nƣớc thải màu xanh dệt nhuộm kết hợp vật liệu phèn nhôm, PAC, AC với PG21Ca 54 3.13 Kết xử lý nƣớc thải màu xanh dệt nhuộm kết hợp vật liệu phèn nhôm, PAC, AC với PG21Ca 55 3.14 Khảo sát ảnh hƣởng AC PG21Ca 57 3.15 Khả xử lý màu theo tỷ lệ AC - PG21Ca 58 3.16 Khảo sát ảnh hƣởng liều lƣợng hóa chất AC PG21Ca 59 3.17 Khả xử lý màu theo lƣợng AC - PG21Ca với tỷ lệ 1-1 60 3.18 Khảo sát ảnh hƣởng thời gian tiếp xúc theo AC đến khả xử lý màu xanh dệt nhuộm 62 3.19 Khả xử lý màu theo thời gian AC 63 3.20 Khảo sát ảnh hƣởng thời gian tiếp xúc theo PG21Ca đến khả xử lý màu xanh dệt nhuộm 64 3.21 Khả xử lý màu theo thời gian PG21Ca 65 3.22 Khảo sát ảnh hƣởng tốc độ khuấy đến khả xử lý nƣớc thải màu xanh dệt nhuộm 66 3.23 Ảnh hƣởng tốc độ khuấy trộn đến khả xử lý 67 3.24 Khảo sát ảnh hƣởng nhiệt độ đến khả xử lý nƣớc thải màu xanh dệt nhuộm 68 3.25 Khả xử lý màu theo nhiệt độ nƣớc thải 69 3.26 Khảo sát ảnh hƣởng độ màu đến khả xử lý nƣớc thải màu xanh dệt nhuộm 70 3.27 Khả xử lý màu theo thay đổi độ màu nƣớc thải 71 3.28 Ƣu điểm polyme sinh học keo tụ vô 72 3.29 Sơ đồ dây chuyền công nghệ ứng dụng AC PG21Ca xử lý nƣớc thải dệt nhuộm Hòa Khánh 73 3.30 Cánh khuấy bể tạo 75 ... 3.9 Kết xử lý nƣớc thải màu xanh dệt nhuộm PG21Ca 51 3.10 Khả xử lý nƣớc thải màu xanh dệt nhuộm AC 52 3.11 Kết xử lý nƣớc thải màu xanh dệt nhuộm AC 53 3.12 Khả xử lý nƣớc thải màu xanh dệt nhuộm. .. nƣớc thải màu xanh dệt nhuộm phèn nhôm 46 3.6 Khả xử lý nƣớc thải màu xanh dệt nhuộm PAC 48 3.7 Kết xử lý nƣớc thải màu xanh dệt nhuộm PAC 49 v 3.8 Khả xử lý nƣớc thải màu xanh dệt nhuộm PG21Ca... nƣớc thải màu xanh dệt nhuộm PAC 48 3.5 Hiệu suất xử lý nƣớc thải màu xanh dệt nhuộm PG21Ca 50 3.6 Hiệu suất xử lý nƣớc thải màu xanh dệt nhuộm AC 53 3.7 Hiệu suất xử lý nƣớc thải màu xanh dệt nhuộm