Nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm bằng các phương pháp hóa lý

Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA LÊ THỊ LAN THẢO NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM BẰNG CÁC PHƯƠNG PHÁP HĨA LÝ Chun ngành: Cơng nghệ mơi trường LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 08 năm 2010 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học : Tiến sĩ Lê Hoàng Nghiêm Cán hướng dẫn khoa học : Cán chấm nhận xét : Tiến sĩ Đặng Viết Hùng Cán chấm nhận xét : Tiến sĩ Huỳnh Kỳ Phương Hạ Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 27 tháng năm 2010 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) Giáo sư-Tiến Sĩ Nguyễn Đinh Tuấn Tiến Sĩ Lê Hoàng Nghiêm Tiến sĩ Đặng Viết Hùng Tiến sĩ Huỳnh Kỳ Phương Hạ Tiến sĩ Lê Tuấn Anh Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Bộ môn quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Bộ môn quản lý chuyên ngành TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA TP HCM PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH CỘNG HÒA Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Tp HCM, ngày tháng năm 200 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Lê Thị Lan Thảo Phái: Nữ Ngày, tháng, năm sinh: 17/2/1983 Nơi sinh: Nha Trang – Khánh Hồ Chun ngành: Kỹ thuật Mơi trường MSHV: 02507623 I - TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm phương pháp hóa lý II – NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG Nghiên cứu nước thải dệt nhuộm sau xử lý sinh học, bao gồm phương pháp xử lý hóa lý sau: - Xác định hiệu khử màu COD nước thải dệt nhuộm sau xử lý sinh học phương pháp oxi hóa - Xác định hiệu khử màu COD nước thải dệt nhuộm sau xử lý sinh học phương pháp keo tụ hóa học - Xác định hiệu khử màu COD nước thải dệt nhuộm sau xử lý sinh học phương pháp hấp phụ sử dụng than hoạt tính - Xác định hiệu khử màu COD nước thải dệt nhuộm sau xử lý sinh học phương pháp hóa lý sử dụng tia cực tím (Ultraviolet – UV) hệ UV+H2O2 Trên sở kết thí nghiệm trên, đánh giá, so sánh khả xử lý củacác phương pháp sử dụng III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 20/ 01/ 2009 IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 02/ 07/ 2010 V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TS Lê Hồng Nghiêm CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CN BỘ MƠN LỜI CÁM ƠN Trong suốt thời gian học viên trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM, chúng em thu nhận nhiều kiến thức từ giảng viên trường Nay chúng em xin chân thành cảm ơn thầy tận tình dạy bảo truyền đạt cho chúng em kiến thức phục vụ cho cơng tác làm luận văn mà cịn kiến thức khác giúp chúng em vào đời Chúc thầy cô mạnh khỏe tiếp tục tốt công tác giảng dạy mình! Để hồn thành luận văn, chúng em không nhắc đến hướng dẫn Tiến sĩ Lê Hoàng Nghiêm Thầy dẫn dắt chúng em tận tình từ ngày đầu làm quen với công tác nghiên cứu Chúng em xin gửi đến thầy lời cảm ơn sâu sắc nhất, chúc thầy khỏe mạnh tiếp tục dẫn dắt lớp đàn em sau Ngồi ra, chúng tơi xin cảm ơn tồn bạn khóa giúp đỡ động viên chúng tơi hồn thành luận văn Cuối cùng, chúng em không quên cảm ơn gia đình tạo điều kiện cho chúng em ngày hôm Dẫu biết, kiến thức thu lượm muối bỏ biển chúng em cố gắng tiếp tục học hỏi sử dụng học thật hữu ích Xin chân thành cảm ơn! TÓM TẮT LUẬN VĂN Nội dung luận văn xoay quanh việc nghiên cứu nước thải qua công đoạn xử lý sinh học nhà máy dệt nhuộm nhằm nâng cao hiệu suất xử lý cải thiện môi trường Nghiên cứu thực phương pháp xử lý sau: Phương pháp oxi hóa nâng cao hệ Fenton Phương pháp oxi hóa tia UV kết hợp UV với H2O2 Phương pháp keo tụ hóa học Phương pháp hấp phụ than hoạt tính Kết nghiên cứu cung cấp điều kiện vận hành q trình với nhu cầu hóa chất cho qui trình xử lý Các yếu tố hỗ trợ cho việc lựa chọn qui trình xử lý công tác xây dựng nâng cấp trạm xử lý cho nhà máy sản xuất hoạt động lĩnh vực dệt nhuộm MỤC LỤC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT CHƯƠNG GIỚI THIỆU 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 1.4 PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1.5 Ý NGHĨA KHOA HỌC, KINH TẾ, Xà HỘI VÀ MÔI TRƯỜNG 1.5.1 Ý nghĩa khoa học 1.5.2 Ý nghĩa kinh tế 1.5.3 Ý nghĩa xã hội môi trường CHƯƠNG TỔNG QUAN 2.1 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH DỆT NHUỘM 2.1.1 Nguyên liệu sản xuất 2.1.2 Quy trình sản xuất 2.1.3 Giới thiệu loại thuốc nhuộm sử dụng công nghệ nhuộm 2.1.4 Các tác động đến Môi trừơng thuốc nhuộm 14 2.1.5 Nguồn gốc phát sinh, tính chất ảnh hửơng nước thải dệt nhuộm 15 2.2 TỔNG QUAN VỀ CÁC NHÀ MÁY DỆT NHUỘM 18 2.2.1 Công ty Cổ Phần Nguyên Phụ Liệu Dệt May Bình An 18 2.2.2.Tổng Công ty Phong Phú 21 2.3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24 2.3.1 Cơ sở lý thuyết thí nghiệm oxi hóa nâng cao hệ Fenton đồng thể 24 2.3.2.Cơ sở lý thuyết thí nghiệm keo tụ tạo 37 2.3.3 Cở sở lý thuyết thí nghiệm hấp phụ than hoạt tính 45 2.3.4 Cở sở lý thuyết thí nghiệm oxi hóa tia cực tím hệ cực tím UV+ H2O2 49 2.4 KẾT QUẢ CÁC NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 52 2.4.1 Các nghiên cứu nước 52 2.4.2 Các nghiên cứu nước 53 2.5 TIÊU CHUẨN SO SÁNH 55 CHƯƠNG 56 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 56 3.1 SƠ ĐỒ CHUNG VỀ PHƯƠNG PHÁP LUẬN 56 3.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 57 3.2.1 Kỹ thuật lấy mẫu 57 3.2.2 Phương pháp thực nghiệm 58 3.3 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ THỰC NGHIỆM 66 CHƯƠNG 69 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 69 4.1 TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI TRƯỚC KHI TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 69 Cơng ty Cổ Phần Nguyên Phụ Liệu Dệt May Bình An 69 TCVN 5945:2005 giá trị giới hạn B 69 QCVN 13:2008 giá trị giới hạn A 69 QCVN 13:2008 giá trị giới hạn B 69 4.2 THÍ NGHIỆM 1: OXY HÓA BẰNG KEO TỤ HÓA HỌC 69 Công ty Cổ Phần Nguyên Phụ Liệu Dệt May Bình An 70 4.2.1 Thí nghiệm 1.1: Khảo sát lượng PAC tối ưu giữ nguyên pH 70 4.2.2 Thí nghiệm 1.2: xác định pH tối ưu mẫu cố định lượng PAC 73 4.3 THÍ NGHIỆM 2: OXI HĨA NÂNG CAO BẰNG HỆ FENTON 78 CTCP Nguyên Phụ Liệu Dệt May Bình An 79 4.3.3 Xác định khả xử lý hệ Fenton 84 4.4 THÍ NGHIỆM – OXI HĨA BẰNG TIA CỰC TÍM (UV) 86 CTCP Nguyên Phụ Liệu Dệt May Bình An 86 4.5 THÍ NGHIỆM – HẤP PHỤ BẰNG THAN HOẠT TÍNH 97 4.5.2 Kết thí nghiệm hấp phụ mẫu nước thải cơng ty Bình An 100 4.6 ĐÁNH GIÁ, SO SÁNH KHẢ NĂNG XỬ LÝ CỦA CÁC THÍ NGHIỆM 102 4.6.1 Hiệu xử lý 102 4.6.2.Phương thức vận hành 103 CHƯƠNG 05 105 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 105 5.1 KẾT LUẬN 105 5.2 KIẾN NGHỊ 106 5.2.1 Kiến nghị chung 106 5.2.2 Kiến nghị mở rộng nghiên cứu 107 5.2.3 Kiến nghị áp dụng thực tế 107 TÀI LIỆU THAM KHẢO 110 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT AOX Adsorbable Organic Halogens - hợp chất hữu dễ hấp phụ THM Trihalometan – Các chất hữu chứa Clo COD Chemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxi hóa học BOD Biochemical Oxygen Demand – Nhu cầu oxi sinh hóa TOC Total organic cacbon – Tổng Carbon hữu IUPAC Hội hóa học ứng dụng quốc tế USEPA US Environmental Protection Agency – Cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ AOPs Advandced Oxidation Processes – Các q trình oxi hóa nâng cao PAC Poly aluminium chloride OH* Gốc tự hydroxyl QCVN Qui chuẩn Việt Nam Oxh Oxi hóa Ec Hiệu suất xử lý màu Ecod Hiệu suất xử lý COD TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam CHƯƠNG GIỚI THIỆU 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Trong năm gần đây, công nghiệp dệt nhuộm ngành công nghiệp quan trọng chiến lược phát triển kinh tế, xã hội nước ta Theo dự báo, tới năm 2010, ngành dệt nhuộm nước sản xuất khoảng tỷ mét vải/năm, xuất đạt 3,5 – tỷ đô la Công nghiệp dệt may Việt Nam năm qua ln có tăng trưởng lớn, đem lại giá trị thặng dư góp phần vào tăng trưởng kinh tế xã hội Công nghệ dệt sợi, nhuộm in hoa ngày phát triển đại, kéo theo lượng nước sử dụng cần cho ngành ngày tăng Do đó, lượng nước thải xả ngày nhiều tiềm ẩn nguy ô nhiễm lớn; Nhìn chung, ngành cơng nghiệp dệt may bên cạnh lợi tạo lợi nhuận ngành tạo lượng chất thải tương đối lớn, nước thải từ trình dệt nhuộm Nếu lượng nước thải không qua xử lý xử lý chưa đạt tiêu chuẩn quy định mơi trường bị ảnh hưởng ngày nặng nề; Nguyên liệu chủ yếu ngành Dệt may Việt Nam xơ sợi tổng hợp polyester, loại sợi khác sử dụng không nhiều như: acrylic, nylon, tơ tằm, len, Ngồi ngành Dệt may cịn sử dụng phần phụ liệu hóa chất, thuốc nhuộm, chât phụ trợ Theo Vinatex, đánh giá thiết bị in nhuộm Tp Hồ Chí Minh sau: 35% thiết bị tốt, 30% thiết bị cần khôi phục đại hóa, 35% thiết bị cần loại bỏ đến năm 2010 Hiệu hấp phụ màu số thuốc nhuộm loại vải sợi đạt khoảng 50 – 80% nên khoảng 20 – 50% lại thành phần thuốc nhuộm thải vào nước thải Ơ nhiễm mơi trường nước vấn đề cấp bách nhà máy, công ty dệt nhuộm Cơng đoạn in, nhuộm hồn thiện sản phẩm sử dụng nhiều nước, nhiều loại hoá chất, thuốc nhuộm, chất tẩy rửa đặc biệt có chứa nhiều hợp chất khó phân hủy sinh học Chính sau cơng trình sinh học chất cịn tồn nước thải đặc biệt COD độ màu Nước thải từ cơng nghiệp dệt nhuộm có độ màu cao thành phần không ổn định Thành phần nước thải dệt nhuộm thay đổi tùy thuộc vào trình xử lý sợi, thuốc nhuộm sử dụng hóa chất phụ trợ Các yếu tố thường xuyên thay đổi phụ thuộc vào yêu cầu thị trường tiêu thụ Nước thải ngành công nghiệp dệt nhuộm gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng làm mỹ quan cho nguồn tiếp nhận Thành phần nước thải chứa nhiều hóa chất độc hại có khả gây ung thư chậm phân hủy môi trường tự nhiên Tại Việt Nam, hầu hết trạm xử lý nước thải dệt nhuộm có sử dụng cơng đoạn xử lý sinh học q trình bùn hoạt tính, nhiên nước thải đầu từ trạm xử lý nước thải có COD độ màu (nhất màu đỏ) khó đạt giá trị giới hạn cho phép mức A B theo tiêu chuẩn TCVN 5945:2005 Do vậy, việc nghiên cứu tìm phương pháp xử lý bổ sung thích hợp nước thải sau xử lý sinh học cần thiết Để khắc phục vấn đề trên, nhà khoa học nghiên cứu phương pháp xử lý trình sinh học, q trình hố lý Từ đó, tìm phương pháp có hiệu cao trình xử lý nước thải từ nhà máy dệt nhuộm Từ thực tiễn trên, thực đề tài:”Nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm trình hóa lý” 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Nghiên cứu so sánh đánh giá hiệu xử lý màu COD nước thải dệt nhuộm qua công đoạn xử lý sinh học bùn hoạt tính phương pháp hoá lý 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Nghiên cứu thực với trình xử lý sau: Xác định hiệu khử màu COD nước thải dệt nhuộm sau xử lý sinh học phương pháp oxy hoá hoá học: sử dụng hệ Fenton Fe2+ + H2O2: điều kiện pH, liều lượng hóa chất khác Xác định hiệu khử màu COD nước thải dệt nhuộm sau xử lý sinh học phương pháp keo tụ hố học sử dụng phèn nhơm phèn sắt: thực thí nghiệm thiết bị Jartest điều kiện pH liều lượng phèn khác Xác định hiệu khử màu COD nước thải dệt nhuộm sau xử lý sinh học phương pháp vật lý sử dụng tia cực tím UV (Ultra Violet) hệ tia cực tím + H2O2: thực thí nghiệm thiết bị đèn phát tia cực tím điều kiện cường độ chiếu sáng không thay đổi (280 – 330nm), pH thay 45 36 72.31 40.80 71.21 18 87 39 50 50 34 73.85 38.40 73.48 15 89 37 53 55 32 75.38 35.10 71.97 17 87 36 53 60 30 76.92 37.80 75.00 16 88 35 55 65 29 77.69 33.90 77.27 14 90 33 57 70 32 75.38 30.40 81.06 15 89 31 60 75 35 73.08 25.70 82.58 14 90 30 61 80 27 79.23 23.90 81.82 12 91 33 57 85 25 80.77 24.60 84.85 11 92 30 61 90 25 80.77 20.30 81.06 10 93 29 62 95 27 79.23 25.70 79.55 13 90 31 60 100 28 78.46 27.40 24.24 14 90 30 62 Nhận xét: - Về khả xử lý Màu (Hình 4.16): với thời gian lưu > 20 phút độ màu mẫu P1 giảm xuống QCVN cột A, mẫu P2 thời gian lưu cần >15 phút - Về khả xử lý COD (Hình 4.17): với thời gian lưu >35 phút COD mẫu nước thải giảm xuống QCVN 13:2008 cột A, riêng mẫu P2 thời gian lưu >30 phút - Hình 4.18 biểu diễn hiệu xử lý Bảng 4.62 Từ Hình 4.18 ta nhận thấy: – Hiệu xử lý cao khảo sát ứng với mẫu P1: hiệu xử lý màu 80,77%; hiệu xử lý COD 84,85% – Hiệu xử lý cao khảo sát ứng với mẫu P2: hiệu xử lý màu 92,20%; hiệu xử lý COD 62,64% Từ ta thấy khả xử lý màu COD không tương ứng với (ở mẫu P2 hiệu xử lý màu cao hiệu xử lý COD lại thấp mẫu P1 hiệu xử lý màu COD gần nhau) Mẫu P1 Mẫu P2 Mẫu P1 Mẫu P2 Hình 4.16 Khảo sát độ Màu nước thải Phong Phú sau hấp phụ theo thời gian Mẫu P1 Mẫu P2 Hình 4.17 Khảo sát COD nước thải Phong Phú sau hấp phụ theo thời gian Mẫu P1 Mẫu P2 Hình 4.18: Khảo sát hiệu xử lý Màu COD nước thải Phong Phú sau hấp phụ theo thời gian Dựa vào bảng số liệu đồ thị trình bày ta thấy: • Với mẫu P1: thời gian lưu tối ưu để mẫu đạt QCVN cột A 30 phút tương ứng với hiệu xử lý màu 71,54% hiệu xử lý COD 59,85% • Với mẫu P2: thời gian lưu tối ưu để mẫu đạt QCVN cột A 35 phút tương ứng với hiệu xử lý màu 84,40% hiệu xử lý COD 46,42% 4.5.2 Kết thí nghiệm hấp phụ mẫu nước thải cơng ty Bình An Các kết thí nghiệm hấp phụ than hoạt tính mẫu nước thải cơng ty Bình An trình bày Bảng 4.67 Bảng 4.673 Kết TN4A1 TN4A2 - khảo sát Màu COD theo thời gian Thời Mẫu A1 gian lưu Độ Màu (phút) Ec (Pt- Co) (%) Mẫu A2 COD Ecod Độ Màu Ec COD Ecod (mgO2/L) (%) (Pt-Co) (%) (mgO2/L) (%) 281 97 226 87 262 85 12 171 24 79 10 213 24 81 16 163 27 78 10 15 205 27 78 19 157 30 63 27 20 177 37 76 21 148 34 60 30 25 168 40 67 30 140 38 58 33 30 160 43 53 45 132 41 49 43 35 157 44 50 47 127 43 36 58 40 153 45 47 51 124 45 36 58 45 150 46 49 49 119 47 36 58 50 123 56 53 45 108 52 24 72 55 119 57 47 51 100 55 25 70 60 117 58 48 50 97 57 27 68 65 116 58 50 48 94 58 27 68 70 116 58 49 49 90 60 25 70 75 114 59 57 41 87 61 20 76 80 111 60 55 43 80 64 17 80 85 107 61 52 46 80 64 18 79 90 101 64 47 51 78 65 17 80 95 98 65 49 49 76 66 18 79 100 95 66 53 45 75 66 18 79 BÀN LUẬN: − Mẫu A1 Mẫu A2 • Hình 4.19: Khảo sát độ Màu nước thải Bình An sau hấp phụ theo thời gian Mẫu A1 Mẫu A2 Hình 4.20: Khảo sát COD nước thải Bình An sau hấp phụ theo thời gian Mẫu A1 Mẫu A2 Mẫu A1 Mẫu A2 Hình 4.21: Khảo sát hiệu xử lý Màu COD nước thải Bình An sau hấp phụ theo thời gian Về khả xử lý Màu (Hình 4.19): thời gian lưu >50 phút độ màu mẫu A1 giảm xuống QCVN cột A, với mẫu A2 thời gian lưu cần >20 phút − Về khả xử lý COD (Hình 4.20): • Với mẫu A1, khả xử lý COD không ổn định, thời gian lưu khoảng 40-45 phút 55-60 phút COD giảm xuống QCVN cột A Với mẫu A2, khả xử lý COD ổn định hơn, thời gian lưu > 30 phút COD đạt QCVN cột A – Hiệu xử lý cao khảo sát ứng với mẫu A1: hiệu xử lý màu 66,19%; hiệu xử lý COD 51,54% – Hiệu xử lý cao khảo sát ứng với mẫu A2: hiệu xử lý màu 66,81%; hiệu xử lý COD 79,15% Dựa vào bảng số liệu đồ thị trình bày ta thấy: • Với mẫu A1: thời gian lưu tối ưu để mẫu đạt QCVN cột A 50 phút tương ứng với hiệu xử lý màu 56,23% hiệu xử lý COD 45,16% • Với mẫu A2: thời gian lưu tối ưu để mẫu đạt QCVN cột A 30 phút tương ứng với hiệu xử lý màu 41,59% hiệu xử lý COD 43,41% Nhận xét chung: Đối với nước thải công ty Phong Phú, với thời gian lưu >30 phút tính chất nước thải sau thí nghiệm đạt QCVN 13:2008 cột A Ngược lại, hiệu xử lý phương pháp công ty Bình An thấp khơng ổn định, tính chất nước thải đầu chưa đạt QCVN 13:2008 cột A 4.6 ĐÁNH GIÁ, SO SÁNH KHẢ NĂNG XỬ LÝ CỦA CÁC THÍ NGHIỆM Đánh giá thực 02 phương diện hiệu xử lý phương thức vận hành 4.6.1 Hiệu xử lý – Đối với thông số độ Màu, kết thí nghiệm cho thấy phương pháp oxi hóa nâng cao hệ Fenton cho hiệu xử lý cao nhất, sau phương pháp oxi hóa hệ UV/H2O2 Cịn phương pháp hấp phụ than hoạt tính keo tụ hóa học cho hiệu khơng rõ rệt Cụ thể sau: • Phương pháp oxi hóa nâng cao hệ Fenton có hiệu xử lý Màu cao (>90%) Hệ tỏ hiệu để khử độ Màu xuống xấp xỉ 20 Pt-Co • Phương pháp oxi hóa hệ UV/H2O2 có hiệu xử lý độ màu thấp hơn, cao 82%, độ màu chưa đạt QCVN 13:2008 cột A • Phương pháp keo tụ hóa học có hiệu xử lý màu chưa cao (80%) Hiệu khử màu nước thải công ty Phong Phú đạt QCVN 13:2008 cột A • Phương pháp hấp phụ than hoạt tính cho hiệu xử lý Màu khơng ổn định phụ thuộc vào tính chất nước thải đầu nhà máy Riêng mẫu nước thải nhà máy dệt may Phong Phú có hiệu cao, có cao Phương pháp keo tụ hóa học độ màu đạt QCVN 13:2008 cột A − Đối với thơng số COD: COD đầu vào mẫu nước thải nghiên cứu thấp (gần đạt tiêu chuẩn xả thải) nên hầu hết phương pháp có khả xử lý COD đạt tiêu chuẩn cho phép QCVN 13:2008 cột A Tuy nhiên, phương pháp hấp phụ than hoạt tính khơng tỏ hiệu mẫu nước thải công ty Bình An 4.6.2.Phương thức vận hành Để thực trình xử lý dựa phương pháp nghiên cứu, thực tế, người ta cần xây dựng cơng trình đơn vị sau: − Phương pháp oxi hóa nâng cao hệ Fenton: Nước thải bơm vào bể trộn thứ nhằm hòa trộn hồn tồn hóa chất với nước thải Sau hỗn hợp dẫn vào bể đệm để thực phàn ứng Kế tiếp hỗn hợp nước thải đưa vào buồng trộn thứ hai nhằm châm Xút nâng pH Cuối nước cho qua bể lắng để tách bùn sắt khỏi nước thải trước thải ngồi − Phương pháp oxi hóa hệ UV/H2O2: nước thải bơm vào bể chứa có lắp thiết bị đèn UV, sau châm thêm H2O2 để thực phản ứng Sau nước dẫn sang bể lọc để lọc cặn bẩn ngồi Nhằm tránh tượng đóng cặn bẩn trì hiệu xử lý, bề mặt tiếp xúc bóng đèn nước thải phải vệ sinh định kỳ − Phương pháp keo tụ hóa học: bao gồm cơng trình bể khuấy trơn, bể phản ứng bể lắng Cách thức vận hành trình chủ yếu kiểm soát tốc độ quay cánh khuấy liều lượng hóa chất bơm vào bể − Phương pháp hấp phụ than hoạt tính: Trên thực tế, dòng nước thải cho bơm vào bể phản ứng có chứa than hoạt tính, dịng thải xáo trộn nhờ hệ thống sục khí đáy bể Sau chu kì sục khí, bể hoạt động chu kì lắng, nước sau lắng cho qua bồn lọc để lọc bỏ cặn bẩn thải ngồi Như vậy, tất các q trình mơ hình phản ứng hệ UV/H2O2 phức tạp cấu tạo phương thức vận hành Bên cạnh đó, mơ hình keo tụ hóa học, mơ hình ứng dụng hệ Fenton, hay hấp phụ than hoạt tính lại có cấu tạo đơn giản, vận hành dễ, tốn đầu tư ban đầu xây dựng cơng trình cịn lại, cịn q trình vận hành trọng liều lượng hóa chất bơm vào 105 CHƯƠNG 05 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Luận văn nghiên cứu xử lý Màu COD nước thải dệt nhuộm sau xử lý sinh học từ trạm xử lý nước thải Tổng công ty dệt may Phong Phú cơng ty Cổ phần phụ liệu may Bình An phương pháp: oxi hóa nâng cao hệ Fenton, oxi hóa UV/H2O2, keo tụ hóa học hấp phụ than hoạt tính Dựa kết thí nghiệm, đưa kết luận kiến nghị sau: 5.1 KẾT LUẬN Mỗi phương pháp có ưu nhược điểm riêng, tùy thuộc vào mục tiêu xử lý mà ta chọn phương pháp phù hợp – Độ màu COD nước thải dệt nhuộm công ty: Tổng công ty Phong Phú Cơng ty cổ phần ngun phụ liệu may Bình An xử lý đạt QCVN 13:2008 cột A TCVN 5945:2005 giá trị cột B phương pháp: • Tổng cơng ty Phong Phú: Oxy hóa Fenton, keo tụ hóa học sử dụng PAC (tại giá trị tối ưu pH = lượng PAC = 1000mg/L), hấp phụ than hoạt tính • Cơng ty cổ phần nguyên phụ liệu dệt may Bình An: Oxy hóa Fenton – Phương pháp oxi hóa nâng cao hệ Fenton: có hiệu xử lý (>90%) phổ rộng hàm lượng chất ô nhiễm không chọn lọc chất xử lý Tuy nhiên, trình Fenton hoạt động pH thấp lân cận nên ảnh hưởng đến tính chất nước thải đầu Vì vậy, cần trung hòa pH nước thải trước đổ nguồn tiếp nhận – Phương pháp oxi hóa UV/H2O2 có hiệu xử lý độ màu thấp hơn, đạt 80%, nước thải sau thí nghiệm 50% đạt QCVN 13:2008 cột A Phương pháp có chi phí đầu tư ban đầu cao lượng hóa chất sử dụng nhiều, nước thải đầu cần phải trung hòa trước đổ nguồn tiếp nhận Bên cạnh đó, phương pháp vận hành phức tạp, phải thường xuyên vệ sinh bề mặt tiếp xúc đèn phát tia UV nước thải, đảm bảo đạt cường độ chiếu sáng cho 106 phép – Phương pháp keo tụ hóa học có hiệu suất xử lý trung bình (70-80% độ Màu) Tuy nhiên, phương pháp xử lý màu COD nước thải công ty Phong Phú khoảng hẹp (giá trị tối ưu) Bên cạnh đó, số mẫu nước thải cơng ty dệt may Bình An, q trình keo tụ khơng có hiệu xử lý – Phương pháp hấp phụ than hoạt tính có hiệu với nước thải cơng ty dệt may Phong Phú, xử lý nước thải cơng ty xuống 10Pt-Co Còn nước thải cơng ty cổ phần phụ liệu may Bình An, phương pháp khơng có hiệu Về mặt ứng dụng, phương pháp keo tụ hóa học hấp phụ than hoạt tính ứng dụng cho trạm xử lý có yêu cầu xử lý trung bình vốn đầu tư vừa phải Quá trình Fenton lại có chi phí hóa chất sử dụng lớn so với phương pháp khác nên ứng dụng cho cơng trình có hàm lượng chất nhiễm khó phân hủy cao, yêu cầu xử lý khắt khe, vốn đầu tư lớn Bên cạnh đó, phương pháp oxi hóa tia cực tím kết hợp H2O2 cho hiệu chưa đạt QCVN TCVN chi phí đầu tư ban đầu lại cao 5.2 KIẾN NGHỊ 5.2.1 Kiến nghị chung ƒ Tất nghiên cứu thực phạm vi luận văn phạm vi phịng thí nghiệm, nên trước áp dụng vào thực tế cần nghiên cứu thêm mơ hình pilot để có thơng số xác ƒ Do thời gian tiến hành thí nghiệm ngắn (1 giờ) nên tia UV tỏ hoạt động chưa hiệu cao khó kiểm sốt q trình vận hành thực tế Vì xu hướng nghiên cứu hệ xúc tác UV/H2O2 để tăng cường khả oxi hóa gốc tự OH* cần triển khai nghiên cứu thêm ƒ Phương pháp keo tụ hóa học phèn PAC tạo lượng lớn bùn hóa lý khó xử lý hiệu chưa cao Bên cạnh đó, q trình lắng hạt keo khơng hồn tồn nên nước đầu cịn chứa lượng ion nhơm gây hại cho mơi trường Vì 107 cần nghiên cứu thêm loại phèn có khả xử lý cao đạt TCVN 5945 – 2005 giá trị B QCVN 13:2008 giá trị A ƒ Phương pháp hấp phụ than hoạt tính vừa cho hiệu xử lý thấp, vừa tốn nhiều chi phí cho vật liệu hấp phụ giải hấp Vì cần nghiên cứu thêm nhiều vật liệu hấp phụ để vừa đạt hiệu xử lý cao vừa đảm bảo tối ưu kinh tế 5.2.2 Kiến nghị mở rộng nghiên cứu – Hệ Fenton đồng thể xử lý hiệu phẩm nhuộm khó phân hủy đảm bảo nhu cầu xả thải nhược điểm trình thải lượng bùn (sắt III) gây lãng phí cần phải xử lý bùn loại bùn hóa lý Thế nên, để tránh lãng phí hóa chất, đề nghị nghiên cứu thêm hệ Fenton dị thể nhằm bảo toàn lượng Sắt sử dụng Ngoài ra, trình gần trình Fenton cần nghiên cứu thêm để xác định loại xúc tác tốt sắt hay yếu tố thực trình nhằm nâng cao hiệu xử lý gốc OH* – Phương pháp oxi hóa bậc cao UV/H2O2 tỏ không ổn định hiệu suất xử lý Do đó, việc nghiên cứu thêm cách thức hịa tan gốc OH* vào nước để tăng hiệu xử lý cần thiết Ngồi nghiên cứu thực mơ hình phịng thí nghiệm bước sóng đèn UV cố định (280 – 320nm) nên chưa đánh giá toàn diện khả xử lý đèn UV Do cần thực nghiên cứu thêm q trình xử lý bước sóng tia UV cao 5.2.3 Kiến nghị áp dụng thực tế Dựa vào kết thí nghiệm đạt được, kiến nghị áp dụng vào xử lý nước thải dệt nhuộm cho công ty sau: ™ Tại công ty dệt nhuộm Phong Phú, sau trình xử lý sinh học q trình keo tụ sử dụng phèn nhơm Dựa vào kết thí nghiệm đạt được, kiến nghị thay trình keo tụ trình oxy hóa Fenton Khơng áp dụng q trình keo tụ phèn PAC hiệu xử lý chưa phổ rộng áp dụng được, khó kiểm sốt q trình hoạt động keo tụ ™ Tại cơng ty cổ phần nguyên phụ liệu may Bình An, sau cơng đoạn 108 xử lý sinh học nước thải xử lý tiếp tục trình hấp phụ than hoạt tính Q trình hấp phụ than hoạt tính khơng đem lại hiệu xử lý cao tốn nhiều chi phí vận hành Do kiến nghị thay trình hấp phụ trình oxy hóa bậc cao Fenton Nước thải đầu đạt TCVN 5945:2005 cột B QCVN 13:2008 cột A NT Bể chứa bùn SCR thô SCR tinh Hầm bơm Máy ép bùn Bùn Bể điều hịa Bể đơng kết Fe2(SO4)3 Bể tuyển Bể tiếp xúc Bể aerotank Bể lắng Bể đông kết H2SO4, Fe(SO4), H2O2 Bể lắng Bể chứa Ra mơi trường Hình 5.1 Sơ đồ kiến nghị cơng nghệ qui trình xử lý nước thải cơng ty dệt may Bình An 109 Nước thải thơ Tháp giải nhiệt Hố bơm Bể Aerotank Bể lắng nghiêng I H2SO4, Fe(SO4), H2O2 Bể phản ứng Bể chứa bùn Bể lắng nghiêng II Máng dẫn Xả vào cống thoát nước nhà máy Đường bùn Máy ép bùn Bùn đem xả bỏ Đường nước thải Hình 5.2 Sơ đồ kiến nghị cơng nghệ qui trình xử lý nước thải công ty dệt may Phong Phú 110 TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Văn Cát (2002) Hấp phụ trao đổi ion kỹ thuật xử lý nước nước thải NXB Thống Kê Hà Nội Trịnh Xuân Lai (2002) Cấp nước-Tập 2-Xử lý nước thiên nhiên cấp cho sinh hoạt công nghiệp NXB Khoa Học Kỹ Thuật Hà Nội Trần Văn Nhân – Ngô Thị Nga (2006) Giáo trình cơng nghệ xử lý nước thải NXB Khoa Học Kỹ Thuật PGS TS Đặng Trấn Phịng (2004), Sinh thái Mơi trường dệt nhuộm, NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội Nguyễn Văn Phước – Võ Chí Cường (2007) Nghiên cứu nâng cao hiệu xử lý COD khó phân hủy sinh học nước rác phản ứng Fenton Tạp chí Phát Triển Khoa Học Cơng Nghệ (số 01-tập 10) Qui chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải công nghiệp dệt may QCVN 13:2008 Trần Mạnh Trí – Trần Mạnh Trung (2005) Các q trình oxi hóa nâng cao xử lý nước nước thải NXB Khoa Học Kỹ Thuật Giáo trình thí nghiệm xử lý chất thải Khoa Mơi Trường Đại học Nông Lâm TP.HCM Tiêu chuẩn Việt Nam phân tích hóa nước TCVN 4565:1988 10 Tiêu chuẩn Việt Nam qui định xả thải TCVN 5945:2005 Tài liệu nước 11 EFA Guidance Manual Alternative Disinfectants and Oxidants 12 Flaherty K.A – Huang C.P (1976) Coutinuous Flow Applications of Fenton’s Reagent for the treatment of Refactory Wastewater Department of Civil Engineering – University of Delaware – USA 111 13 Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater – 20th Edition 14 William W P et al Remolval of color and TOC from Segregated Dye Discharges Using Ozone and Fenton’s Reagent – Virginia Polytechnic Institute and State University – USA 112 Lý lịch trích ngang Họ tên: Lê Thị Lan Thảo Ngày, tháng, năm sinh: 17/02/1983 Nơi sinh: Nha Trang – Khánh Hoà Địa liên lạc: Khoa công nghệ Môi trường – ĐH Nông Lâm TP Hồ Chí Minh Q TRÌNH ĐÀO TẠO: 2001 – 2005: Học ĐH Nơng Lâm TP Hồ Chí Minh 2007 – 2010: Học ThS chuyên ngành Môi trường – ĐH Bách Khoa TP.HCM Q TRÌNH CƠNG TÁC: Từ 2005 đến nay: công tác trường ĐH Nông Lâm TP HCM ... - TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm phương pháp hóa lý II – NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG Nghiên cứu nước thải dệt nhuộm sau xử lý sinh học, bao gồm phương pháp xử lý hóa lý sau: - Xác... tìm phương pháp có hiệu cao trình xử lý nước thải từ nhà máy dệt nhuộm Từ thực tiễn trên, thực đề tài:? ?Nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm q trình hóa lý? ?? 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Nghiên cứu. .. COD nước thải dệt nhuộm sau xử lý sinh học phương pháp oxi hóa - Xác định hiệu khử màu COD nước thải dệt nhuộm sau xử lý sinh học phương pháp keo tụ hóa học - Xác định hiệu khử màu COD nước thải