Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy thuốc nhuộm levafix red ca bằng tác nhân h2o2uv và fentonuv (fe2+h2o2uv)

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐHSP Độc lập – Tự – Hạnh phúc - NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: NGUYỄN THỊ THU THÃO Lớp: 08CHP ( Cử nhân hóa Phân tích – Mơi trường ) Tên đề tài: Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến trình phân hủy thuốc nhuộm Levafix red CA tác nhân UV/H2O2 Fenton/UV (Fe2+/UV/H2O2) Nguyên liệu, dụng cụ thiết bị: 2.1 Dụng cụ thiết bị - Pipet 10ml, 5ml, 2ml, 1ml - Bình định mức 1000ml, 500ml, 100ml, 50ml, 25ml, 10ml - Cốc thủy tinh 2000ml, 1000ml, 500ml, 100ml - Ống thủy tinh có nắp vặn 19ml - Micro xiranh 5µl, 50µl - Bếp từ - Bếp cách cát - Cuvet nhựa - Máy quang phổ UV – VIS (UV – VIS spectrophotometer V530 – JACO ) - Cân kỹ thuật PLS 310 – với độ xác d = 0.001g - Máy đo pH - Máy khuấy từ nhiệt độ ( Trung Quốc ) 2.2 Hóa chất - Levafix red CA - H2SO4 đậm đặc 98% ( Trung Quốc ) - KOH - Muối FeSO4.7H2O ( Trung Quốc ) - Ag2SO4 - Hg2SO4 - K2Cr2O7 - H2 O2 - Nước cất lần Nội dung nghiên cứu 3.1 Phân hủy Levafix rea CA tác nhân UV/ H2O2 - Các yếu tố ảnh hưởng cần khảo sát + Ảnh hưởng nồng độ H2O2 + Ảnh hưởng nhiệt độ + Ảnh hưởng pH 3.2 Phân hủy Levafix rea CA tác nhân Fe2+/UV/ H2O2 + Ảnh hưởng nồng độ H2O2 + Ảnh hưởng Fe2+ + Ảnh hưởng pH + Ảnh hưởng nhiệt độ Giáo viên hướng dẫn: TS BÙI XUÂN VỮNG Ngày giao đề tài: 25/07/2011 Ngày hoàn thành: 27/02/2012 Chủ nhiệm Khoa Giáo viên hướng dẫn ( Ký ghi rõ họ, tên ) ( Ký ghi rõ họ, tên) Sinh viên hoàn thành nộp báo cáo cho Khoa ngày 25 tháng năm 2012 Kết điểm đánh giá: Ngày tháng năm 2012 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG (Ký ghi rõ họ tên) Em xin chân thành cảm ơn Khoa Hóa – Trường Đại Học Sư Phạm – Đại Học Đà Nẵng tạo điều kiện tốt cho em hồn thành khóa luận Em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn tận tình thầy Bùi Xuân Vững Trong suốt thời gian thực luận văn, thầy dành nhiều thời gian tâm huyết việc hướng dẫn em Thầy cung cấp, chia sẻ nhiều kiến thức để em hoàn thành tốt luận văn Em xin chân thành cảm ơn q Thầy Cơ khoa Hóa trường Đại Học Sư Phạm Đà Nẵng Em xin chân thành cảm ơn anh chị cao học bạn bè ủng hộ, giúp đỡ, động viên thời gian thực tập nghiên cứu Đà Nẵng, tháng 05 năm 2012 Sinh viên NGUYỄN THỊ THU THÃO DANH MỤC BẢNG SỐ LIỆU Bảng 3.1: Ảnh hưởng nồng độ H2O2 ban đầu đến hiệu suất chuyển hóa levafix red CA(%) 30 Bảng 3.2: Ảnh hưởng nồng độ H2O2 ban đầu đến hiệu suất COD(%) 31 Bảng 3.3: Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất chuyển hóa levafix red CA(%) 32 Bảng 3.4: Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất chuyển hóa COD(%) 32 Bảng 3.5: Ảnh hưởng pH đến hiệu suất chuyển hóa levafix red CA(%) 33 Bảng 3.6: Ảnh hưởng pH đến hiệu suất COD (%) 35 Bảng 3.7: Ảnh hưởng nồng độ H2O2 ban đầu đến hiệu suất chuyển hóa levafix red CA(%) 35 Bảng 3.8: Ảnh hưởng nồng độ H2O2 ban đầu đến hiệu suất COD(%) 36 Bảng 3.9: Ảnh hưởng nồng độ Fe2+ ban đầu đến hiệu suất chuyển hóa levafix red CA(%) 37 Bảng 3.10: Ảnh hưởng nồng độ Fe2+ ban đầu đến hiệu suất chuyển hóa COD(%) .37 Bảng 3.11: Ảnh hưởng pH ban đầu đến hiệu suất chuyển hóa levafix red CA(%) 38 Bảng 3.12: Ảnh hưởng pH ban đầu đến hiệu suất chuyển hóa COD(%) 39 Bảng 3.13: Ảnh hưởng nhiệt độ ban đầu đến hiệu suất chuyển hóa levafix red CA(%) .40 Bảng 3.14 : Ảnh hưởng nhiệt độ ban đầu đến hiệu suất chuyển hóa COD(%) .41 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Sơ đồ hệ thống thí nghiệm 22 Hình 1.2: Hệ thống phản ứng Fenton/UV UV/H2O2 phân hủy levafix red CA 24 Hình 3.1: Đồ thị thể ảnh hưởng nồng độ H2O2 ban đầu đến hiệu suất chuyển hóa levafix red CA 30 Hình 3.2: Đồ thị thể ảnh hưởng nồng độ H2O2 ban đầu đến hiệu suất COD(%) 31 Hình 3.3: Đồ thị thể ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất chuyển hóa levafix red CA(%) 32 Hình 3.4: Đồ thị thể ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất COD(%) 33 Hình 3.5: Đồ thị thể ảnh hưởng pH đến hiệu suất chuyển hóa levafix red CA(%) .34 Hình 3.6: Đồ thị thể ảnh hưởng pH đến chuyển hóa COD(%) 34 Hình 3.7: Đồ thị thể ảnh hưởng nồng độ H2O2 ban đầu đến hiệu suất chuyển hóa levafix red CA 35 Hình 3.8: Đồ thị thể ảnh hưởng nồng độ H2O2 ban đầu đến hiệu suất COD(%) 36 Hình 3.9: Đồ thị ảnh hưởng nồng độ Fe2+ ban đầu đến hiệu suất chuyển hóa levafix red CA(%) 37 Hình 3.10: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng nồng độ Fe2+ ban đầu đến hiệu suất chuyển hóa COD(%) 38 Hình 3.11: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng pH ban đầu đến hiệu suất chuyển hóa levafix red CA(%) 39 Hình 3.12: Đồ thị biểu diễn Ảnh hưởng pH ban đầu đến hiệu suất chuyển hóa COD(%) .39 Hình 3.13: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng nhiệt độ ban đầu đến hiệu suất chuyển hóa levafix red CA(%) 40 Hình 3.14: Đồ thị biểu ảnh hưởng nhiệt độ ban đầu đến hiệu suất chuyển hóa COD(%) .41 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU COD: Nhu cầu oxi hóa học UV-VIS: Ustra violet – visible (quang phổ tử ngoại khả kiến) t: Thời gian NTDN: Nước thải dệt nhuộm XLNT: Xử lý nước thải MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu .1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Kết cấu đề tài Đóng góp đề tài .2 CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Nước thải dệt nhuộm 1.1.1 Giới thiệu thuốc nhuộm .3 1.1.2 Các loại thuốc nhuộm thường dùng .4 1.1.2.1 Phân loại theo cấu trúc hóa học: 1.1.2.2 Phân loại theo đặc tính áp dụng: 1.1.3 Levafix red CA 1.2 Các phương pháp xử lý nước thải .8 1.2.1 Phương pháp hấp phụ 1.2.2 Phương pháp oxi hóa 1.2.3 Phương pháp keo tụ 10 1.2.4 Kỹ thuật điện hóa 10 1.2.4.1 Oxi hóa điện hóa 10 1.2.4.2 Đông tụ điện 11 1.2.4.3 Tuyển điện 11 1.2.5 Phương pháp sinh học 11 1.2.6 Phương pháp hóa lý .11 1.2.7 Phương pháp lọc 11 1.3 Phương pháp Fenton 12 1.3.1 Cơ sở lý thuyết trình Fenton 12 1.3.2 Phương thức phản ứng gốc hydroxyl HO• 12 1.3.3 Cơ chế tạo thành gốc hydroxyl HO• động học phản ứng Fenton 13 1.3.4 Quá trình quang Fenton (Fenton/UV) 14 1.3.5 Những yếu tố ảnh hưởng phương pháp Fenton .16 1.3.5.1 Ảnh hưởng độ pH 16 1.3.5.2 Ảnh hưởng tỉ lệ Fe2+/H2O2 loại ion Fe (Fe2+ hay Fe3+) 16 1.3.5.3 Ảnh hưởng anion vô 17 1.3.7 Ưu điểm nhược điểm phương pháp Fenton .17 1.4 Ứng dụng phương pháp Fenton 18 1.4.1 Ứng dụng phương pháp Fenton xử lí nước thải dệt nhuộm .18 1.5 Tình hình nghiên cứu áp dụng trình Fenton Việt Nam 19 1.6 Kết luận tổng quan 20 CHƯƠNG II NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 20 2.1 Dụng cụ, thiết bị, hóa chất .21 2.1.1 Dụng cụ - thiết bị 21 2.1.2 Hóa chất 22 2.2 Các bước tiến hành thực nghiệm 23 2.2.1 Xác định hiệu suất COD phương pháp bicromat Cr2O72-/Cr3+ 24 2.2.1.1 Định nghĩa 24 2.2.1.2 Nguyên tắc phương pháp xác định COD .24 2.2.1.3 Qui trình phân tích mẫu .25 2.2.2 Xác định hiệu suất chuyển hoá levafix red CA phương pháp đo quang 26 2.3 Nội dung nghiên cứu thực nghiệm 27 2.3.1 Phân hủy levafix red CA hệ tác nhân UV/H2O2 28 2.3.1.1 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ H2O2 ban đầu đến phân hủy levafix red CA 28 2.3.1.2 Khảo sát ảnh hưởng pH ban đầu đến phân hủy levafix red CA .28 2.3.1.3 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ ban đầu đến phân hủy levafixred CA 28 2.3.2 Phân hủy levafix red CA hệ tác nhân Fe2+/H2O2/UV 28 2.3.2.1 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ H2O2 ban đầu đến phân hủy levafix red CA 28 2.3.2.2 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ Fe2+ ban đầu đến phân hủy levafix red CA 28 2.3.2.3 Khảo sát ảnh hưởng pH ban đầu đến phân hủy levafix red CA .28 2.3.2.4 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ ban đầu đến phân hủy levafix red CA 29 2.3.3 So sánh hiệu phân hủy levafix red CA hệ tác nhân 29 CHƯƠNG III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 30 3.1 Kết khảo sát phân hủy levafix red CA hệ phản ứng H2O2.UV .30 3.1.1 Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ H2O2 ban đầu đến phân hủy levafix red CA 30 3.1.2 Kết khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến phân hủy levafix red CA 31 3.1.3 Kết khảo sát ảnh hưởng pH đến phân hủy levafix red CA 33 3.2 Kết khảo sát phân hủy levafix red CA hệ phản ứng Fenton.UV 35 3.2.1 Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ H2O2 ban đầu đến phân hủy levafix red CA 35 3.2.2 Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ Fe2+ ban đầu đến phân hủy levafix red CA 36 3.2.3 Kết khảo sát ảnh hưởng pH ban đầu đến phân hủy levafix red CA 38 3.2.4 Kết khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ ban đầu đến phân hủy levafix red CA .40 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO 43 CHƯƠNG III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Kết khảo sát phân hủy levafix red CA hệ phản ứng H2O2.UV 3.1.1 Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ H2O2 ban đầu đến phân hủy levafix red CA a/ Hiệu suất chuyển hóa levafix red CA(%) Bảng 3.1: Ảnh hưởng nồng độ H2O2 ban đầu đến hiệu suất chuyển hóa levafix red CA(%) [H2O2](ppm) phút phút phút 12 phút 15 phút 18 phút 21 phút 40ppm 3.7 7.2 11.5 14.7 16.3 17.1 17.9 60ppm 6.4 13.2 17.2 19.8 21.8 23.9 24.8 80ppm 10.3 17.8 22.1 25.2 27.6 28.6 29.1 100ppm 19.1 25.4 27.8 30.1 31.1 31.2 32.7 120ppm 22.5 27.6 28.1 29.9 32.1 33.1 33.0 Hình 3.1: Đồ thị thể ảnh hưởng nồng độ H2O2 ban đầu đến hiệu suất chuyển hóa levafix red CA b/ Hiệu suất COD(%) 30 Bảng 3.2: Ảnh hưởng nồng độ H2O2 ban đầu đến hiệu suất COD(%) H2O2 phút phút phút 12 phút 15 phút 18 phút 21 phút 40ppm 2.6 7.1 9.2 10.9 11.1 11.9 12.1 60ppm 5.3 10.6 12.7 17.3 18.2 19.1 19.8 80ppm 9.4 14.8 18.4 21.2 22.4 22.9 23.3 100ppm 14.7 17.9 21.5 22.5 23.7 23.8 24.9 120ppm 17.8 19.3 23.1 23.6 24.4 25.3 26.0 Hình 3.2: Đồ thị thể ảnh hưởng nồng độ H2O2 ban đầu đến hiệu suất COD(%) Kết từ hình 3.1 hình 3.2 cho thấy việc tăng [H2O2] làm hiệu suất chuyển hóa hiệu suất COD Levafix red CA tăng lên tăng chậm Hiệu suất chuyển hóa đạt 33.0% hiệu suất COD 26.0% với nồng độ H2O2 120ppm sau 21 phút xử lý Dựa vào kết để tiết kiệm hóa chất đỡ tốn cơng việc xử lý H2O2 dư sau phản ứng, chọn [H2O2]0 80ppm 3.1.2 Kết khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến phân hủy levafix red CA a/ Hiệu suất chuyển hóa levafix red CA(%) 31 Bảng 3.3: Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất chuyển hóa levafix red CA(%) Nhiệt độ phút phút phút 12 phút 15 phút 18 phút 21 phút 30C 17.3 22.4 26.6 29.0 31.9 32.9 34.3 40C 18.4 24.1 28.1 30.2 33.1 34.8 35.6 50C 24.5 30.4 33.8 35.7 36.4 37.1 37.4 60C 27.7 32.7 34.0 36.0 37.6 38.0 38.2 70C 22.6 29.9 31.8 34.1 34.5 36.2 36.9 Hình 3.3: Đồ thị thể ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất chuyển hóa levafix red CA(%) b/ Hiệu suất COD(%) Bảng 3.4: Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất chuyển hóa COD(%) Nhiệt độ phút phút phút 12 phút 15 phút 18 phút 21 phút 30C 17.5 22.2 25.4 26.7 27.8 28.1 28.3 40C 20.1 24.1 26.9 27.6 29.1 29.8 30.8 50C 24.3 28.7 30.0 30.8 31.9 31.6 31.9 60C 27.4 30.9 31.4 32.0 34.1 34.5 35.0 70C 22.1 28.5 29.1 29.8 32.1 32.6 33.0 32 Hình 3.4: Đồ thị thể ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất COD(%) Từ kết hình 3.3 3.4 cho thấy tăng nhiệt độ khả phân hủy Levafix red CA tăng chậm Khi nhiệt độ đến 700C hiệu suất chuyển hóa đạt 36.9% hiệu suất COD 33.0% không cao so với 300C sau 21 phút phản ứng Dựa vào kết tăng khảo sát trình xử lý, chọn nhiệt độ tối ưu 300C 3.1.3 Kết khảo sát ảnh hưởng pH đến phân hủy levafix red CA a/ Hiệu suất chuyển hóa levafix red CA(%) Bảng 3.5: Ảnh hưởng pH đến hiệu suất chuyển hóa levafix red CA(%) pH phút phút phút 12 phút 15 phút 18 phút 21 phút pH=2 2.5 8.9 13.1 15.6 18.3 18.9 19.4 pH=3 10.7 18.7 23.2 24.1 27.4 27.9 29.8 pH=4 15.0 21.7 25.1 28.4 31.2 32.1 32.7 pH=5 17.2 23.0 26.9 29.3 32.1 32.7 33.9 pH=6 12.4 19.1 22.3 25.9 28.0 28.8 29.1 33 Hình 3.5: Đồ thị thể ảnh hưởng pH đến hiệu suất chuyển hóa levafix red CA(%) b/ Hiệu suất COD(%) Bảng 3.6: Ảnh hưởng pH đến hiệu suất COD(%) pH phút phút phút 12 phút 15 phút 18 phút 21 phút pH=2 6.7 10.9 13.2 14.7 16.0 17.1 17.6 pH=3 9.4 14.1 18.4 20.7 21.5 22.1 23.2 pH=4 12.5 19.4 23.2 25.8 26.6 27.3 27.5 pH=5 15.6 21.0 24.6 26.8 28.4 27.6 28.1 pH=6 14.5 16.8 19.1 20.9 23.1 24.2 25.4 Hình 3.6: Đồ thị thể ảnh hưởng pH đến chuyển hóa COD(%) 34 Từ kết hình 3.5 3.6 cho thấy pH hiệu suất phân hủy cao với hiệu suất chuyển hóa 32.7% hiệu suất COD 27.5% vòng 21 phút phản ứng Dựa vào kết khảo sát để tiết kiệm hóa chất pH=4 đạt kết tối ưu trình xử lý 3.2 Kết khảo sát phân hủy levafix red CA hệ phản ứng Fenton.UV 3.2.1 Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ H2O2 ban đầu đến phân hủy levafix red CA a/ Hiệu suất chuyển hóa levafix red CA(%) Bảng 3.7: Ảnh hưởng nồng độ H2O2 ban đầu đến hiệu suất chuyển hóa levafix red CA(%) H2 O phút phút phút 12 phút 15 phút 40ppm 48.3 68.7 76.9 81.5 84.6 60ppm 63.5 69.5 86.3 89.2 90.3 80ppm 70.3 83.1 90.3 94.8 95.1 100ppm 81.3 91.2 94.7 96.0 96.6 120ppm 86.5 93.7 95.0 96.5 97.0 Hình 3.7: Đồ thị thể ảnh hưởng nồng độ H2O2 ban đầu đến hiệu suất chuyển hóa levafix red CA 35 b/ Hiệu suất COD(%) Bảng 3.8: Ảnh hưởng nồng độ H2O2 ban đầu đến hiệu suất COD(%) H2 O phút phút phút 12 phút 15 phút 40ppm 17.2 43.6 47.8 51.4 58.0 60ppm 28.3 48.9 58.2 60.1 68.2 80ppm 38.1 54.2 63.8 71.3 80.2 100ppm 48.7 60.1 72.5 77.4 81.5 120ppm 62.8 68.7 78.1 81.2 87.3 Hình 3.8: Đồ thị thể ảnh hưởng nồng độ H2O2 ban đầu đến hiệu suất COD(%) Nhận xét: Kết từ hình 3.7 3.8 cho thấy việc tăng [H2O2]0 làm tốc độ phân ly Levafix red CA tăng lên hệ tốc độ phân hủy thuốc nhuộm tăng nhanh tăng [H2O2]0 Hiệu suất chuyển hóa cao đạt 95.1% hiệu suất COD(%) đạt 80.2% sau 15 phút xử lý Dựa vào kết kết khảo sát để tiết kiệm hóa chất nồng độ tối ưu để phân hủy thuốc nhuộm 80ppm 3.2.2 Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ Fe2+ ban đầu đến phân hủy levafix red CA a/ Hiệu suất chuyển hóa levafix red CA(%) 36 Bảng 3.9: Ảnh hưởng nồng độ Fe2+ ban đầu đến hiệu suất chuyển hóa levafix red CA(%) Fe2+ phút phút phút 12 phút 15 phút 2ppm 30.0 43.1 54.6 68.9 74.3 3.5ppm 37.3 50.3 67.9 85.7 90.2 5ppm 39.1 57.9 75.8 87.0 96.3 6.5ppm 55.5 75.1 85.4 90.3 96.8 8ppm 63.7 82.3 90.1 95.4 97.2 Hình 3.9: Đồ thị ảnh hưởng nồng độ Fe2+ ban đầu đến hiệu suất chuyển hóa levafix red CA(%) b/ Hiệu suất COD(%) Bảng 3.10: Ảnh hưởng nồng độ Fe2+ ban đầu đến hiệu suất chuyển hóa COD(%) Fe2+ phút phút phút 12 phút 15 phút 2ppm 18.7 28.6 40.1 47.7 58.4 3.5ppm 22.7 30.9 42.3 50.0 61.2 5ppm 30.5 42.7 57.1 67.9 82.0 6.5ppm 37.5 50.3 59.5 68.1 83.0 8ppm 39.8 57.2 61.2 69.4 80.2 37 Hình 3.10: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng nồng độ Fe2+ ban đầu đến hiệu suất chuyển hóa COD(%) Nhận xét: Kết từ đồ thị 3.9 3.10 cho thấy việc tăng Fe2+ làm tốc độ phân hủy Levafix red CA tăng lên sau tăng 5ppm tăng khơng đáng kể Nồng độ Fe2+ tối ưu cho trình phân hủy 5ppm hiệu suất chuyển hóa hiệu suất COD cao tiết kiệm hóa chất Giải thích: Là việc tăng hàm lượng Fe2+ làm tăng gốc HO* tạo thành theo phương trình: Fe2+ + H2O2 → Fe3+ + HO* + HONhưng hàm lượng Fe2+ tăng đủ lớn lượng gốc tự HO* hình thành phản ứng với Fe2+ phản ứng: HO* + Fe2+ → Fe3+ + HO3.2.3 Kết khảo sát ảnh hưởng pH ban đầu đến phân hủy levafix red CA a/ Hiệu suất chuyển hóa levafix red CA(%) Bảng 3.11: Ảnh hưởng pH ban đầu đến hiệu suất chuyển hóa levafix red CA(%) pH phút phút phút 12 phút 15 phút pH=1 8.7 23.1 27.8 34.7 42.9 pH=2 37.6 57.2 68.7 75.3 79.5 pH=3 43.2 75.1 90.5 94.6 96.7 pH=4 47.2 72.4 84.2 92.1 93.4 pH=5 43.8 58.3 67.3 79.3 78.4 38 Hình 3.11: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng pH ban đầu đến hiệu suất chuyển hóa levafix red CA(%) b/ Hiệu suất COD(%) Bảng 3.12: Ảnh hưởng pH ban đầu đến hiệu suất chuyển hóa COD(%) pH phút phút phút 12 phút 15 phút pH=1 8.3 12.6 22.8 26.1 27.9 pH=2 20.3 38.2 47.3 59.3 66.9 pH=3 38.0 55.4 65.9 74.1 82.1 pH=4 43.9 53.2 67.1 76.0 80.5 pH=5 32.1 38.8 45.1 55.2 63.7 Hình 3.12: Đồ thị biểu diễn Ảnh hưởng pH ban đầu đến hiệu suất chuyển hóa COD(%) 39 Nhận xét: Từ đồ thị 3.11 3.12 cho ta thấy khuynh hướng chung phân hủy Levafix red CA tăng dần pH tăng từ đến sau giảm xuống Vậy pH tối ưu cho q trình phân hủy pH=3 Giải thích: Tại pH4, tốc độ phân hủy bị giảm ion sắt tự bị giảm dung dịch tạo thành kết tủa Fe(OH)3 làm ngăn cản tái sinh ion Fe2+ 3.2.4 Kết khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ ban đầu đến phân hủy levafix red CA a/ Hiệu suất chuyển hóa levafix red CA(%) Bảng 3.13: Ảnh hưởng nhiệt độ ban đầu đến hiệu suất chuyển hóa levafix red CA(%) Nhiệt độ phút phút phút 12 phút 15 phút 300C 55.6 77.5 89.8 94.2 98.8 400C 84.3 92.4 95.3 96.1 98.4 500C 90.2 94.7 96.4 98.8 99.0 600C 92.7 95.9 97.5 99.1 99.3 700C 78.2 89.2 93.1 94.6 96.5 Hình 3.13: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng nhiệt độ ban đầu đến hiệu suất chuyển hóa levafix red CA(%) 40 b/ Hiệu suất COD(%) Bảng 3.14 : Ảnh hưởng nhiệt độ ban đầu đến hiệu suất chuyển hóa COD(%) Nhiệt độ phút phút phút 12 phút 15 phút 300C 38.5 56.2 67.0 75.3 85.6 400C 49.4 62.4 75.4 80.1 85.0 500C 61.2 69.8 82.7 85.4 86.1 600C 65.4 72.6 79.1 85.2 86.5 700C 55.3 63.1 74.2 79.3 82.1 Hình 3.14: Đồ thị biểu ảnh hưởng nhiệt độ ban đầu đến hiệu suất chuyển hóa COD(%) Nhận xét: Từ đồ thi 3.13 3.14 cho ta thấy tăng nhiệt độ độ phân hủy Levafix red CA tăng theo nhanh đun đến 500C hiệu suất chuyển hóa đạt gần tới 100% hiệu suất COD không cao sau 15 phút xử lý, nhiên nhiệt độ 50-700C hiệu suất phân hủy không thay đổi nhiều so với 300C Vậy nhiêt độ tối ưu để phân hủy 300C Giải thích: Do nhiệt độ tăng cao làm phân hủy H2O2 tăng dẫn đến khả phân hủy Levafix red CA khống hóa thay đổi khơng đáng kể 41 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ A Kết luận Các yếu tố ảnh hưởng đến phân hủy thuốc nhuộm Levafx red CA nước hệ phản ứng UV/ H2O2 Fenton/UV ( có chiếu xạ UV bước sóng 254 nm ) khảo sát: - Hệ UV/H2O2: phân hủy đạt hiệu suất thấp, khả phân hủy không triệt để Sau khảo sát điều kiện tối ưu [H2O2] = 80ppm, nhiệt độ = 300C, pH=4 thời gian phân hủy 21 phút thu kết tối ưu hiệu suất chuyển hóa đạt 37.2% hiệu suất tách COD đạt 27.5% Điều chứng tỏ dùng tác nhân H2O2 cho trình xử lý phản ứng xảy chậm không đạt hiệu suất cao - Hệ Fe2+ /H2O2/UV: Sau khảo sát hết điều kiện tối ưu pH = 3, [H2O2] = 80ppm, [Fe2+] = 5ppm, nhiệt độ = 300C thời gian phân hủy 15 phút thu kết tối ưu hiệu suất chuyển hóa đạt 98.8% hiệu suất COD đạt 85.6%  Từ kết mà khảo sát thu cho thấy hệ Fenton/UV đạt hiệu nhiều so với hệ H2O2/UV Với hiêu suất chuyển hóa hệ Fenton/UV đạt 98.8% hiệu suất COD đạt 85.6% mà vòng 15 phút xử lý B Kiến nghị - Chất xúc tác Fe2+/H2O2/UV có chi phí thấp dễ tìm mà hiệu xử lý chất hữu độc hại cao nên triển khai đưa vào xử lý nước thải - Chất xúc tác sau tiến hành xử lý tồn dạng hydroxit sắt cần có phương pháp lắng loại bỏ khỏi dòng thải 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: [1] Võ Thị Thùy Dung (2011), Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến trình phân hủy thuốc nhuộm Methyl Blue tác nhân Fe2+/H2O2, UV/H2O2 [2] Phạm Thị Hà (2008), Các phương pháp phân tích quang học, TP Đà Nẵng [3] Nguyễn Thị Hường (2004), Nghiên cứu sử dụng chất phản ứngFenton để khử màu thuốc nhuộm hoạt tính nước thải cơng nghệ dệt nhuộm, Luận văn thạc sĩ khoa học, Đại học Đà Nẵng [4] Tổng cục môi trường (2008), Hướng dẫn lập báo cáo đánh giá tác động môi trường dự án dệt nhuộm, Hà Nội [5] Nguyễn Thị Minh Trang (2011), Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến trình phân hủy Nitrobenzene 2,4-Dichlorophenol hệ xúc tác quang hóa đồng thể Fe2+/H2O2/UV, Luận văn thạc sĩ khoa học hóa học, Đại học Đà Nẵng Tiếng Anh: [6] C Walling, A Goosen (1973), “Mechanisms of the ferric ion catalyzed decomposition of hydrogen peroxide”, J Am Chem Soc, 95, pp 2987 – 2991 [7] EPA (1993), “Standard methods for the determination of chemical oxigen demand by semi-automated colorimetry, method 410.4”, U.S environmental protection agency, Cincinnati, Ohio 45268 [8] L S Clesceri, A E Greenberg, A D Eaton (1998), “Standard methods for the examination of water and wastewater”, 20th Ed., APHA, AWWA, WEP, USA [9] Pooja Tripathi, Malay Chaudhuri (2004), “Decolourisation of metal complex azo dyes and treatment of a dyehouse waste by modified photo – Fenton (UVvis/ferrioxalate/H2O2) process”, Indian Journal of Engineering & Materials Sciences, 11, pp 499 – 504 [10] S Stasinakis (2008), “Use of selected advanced oxidation processes (AOPs) for wastewater treatment – a mini review”, Global NEST Journal, 10(3), pp 376 – 385 [11] S U Abo – Farha (2010), “Comparative Study of Oxidation of Some Azo Dyes by Different Advanced Oxidation Procesess: Fenton, Fenton – Like, Photo – 43 Fenton and Photo – Fenton – Like”, Journal of American Science, 6(10), pp 128 – 142 [12] Sỹreyya Meriỗ, Deniz Kaptan, Tuba ệlmez (2004), Color and COD removal from wastewater containing Reactive Black using Fenton’s oxidation process”, Chemosphere, Vol 54, pp 435 – 441 [13] U Kurt, M.T Gonullu (2009), “Treatment of pretreated domestic wastewater by fenton process in a sea outfall”, Yildiz Technical University [14] X Yinde, C Feng, H Jianjun, J Zhao (2000), “Recent advance in photo – Fenton reaction”, Science Photochemistry, 18, pp 357 – 365 [15].http://baovemoitruong.vn/?page=news_detail&category_id=2023&id=3374&p ortal=baovemoitruong [16] tainguyenso.vnu.edu.vn 44 ... phạm vi nghiên cứu a Đối tượng nghiên cứu Tiến hành nghiên cứu mẫu giả chứa thuốc nhuộm Levafix red CA, khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến phân hủy thuốc nhuộm Levafix red CA b Phạm vi nghiên cứu Đề... sát ảnh hưởng nhiệt độ ban đầu đến phân hủy levafixred CA 28 2.3.2 Phân hủy levafix red CA hệ tác nhân Fe2+/H2O2/UV 28 2.3.2.1 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ H2O2 ban đầu đến phân hủy levafix red. .. tác nhân UV/ H2O2 - Các yếu tố ảnh hưởng cần khảo sát + Ảnh hưởng nồng độ H2O2 + Ảnh hưởng nhiệt độ + Ảnh hưởng pH 3.2 Phân hủy Levafix rea CA tác nhân Fe2+/UV/ H2O2 + Ảnh hưởng nồng độ H2O2 + Ảnh