V. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
3.2. XÁC ĐỊNH CÁC YẾU TỐ THÍCH HỢP CHO QUÁ TRÌNH KHỬ MÀU
BẰNG CHITOSAN
Để so sánh hiệu suất khử màu của gum so với các hóa chất khác, chúng tôi tiến hành nghiên cứu khả năng xử lý các màu nhuộm này bằng chất keo tụ là chitosan, PAC và phèn sắt II. Đây là những chất keo tụ phổ biển áp dụng trong xử lý hầu hết các loại nước thải công nghiệp trong đó có ngành nhuộm.
3.1.1. Xác định pH tối ưu
Chitosan là một polymer nên ở pH quá thấp nó sẽ bị phá hủy làm mất hoạt tính của chitosan. Còn ở pH quá cao thì nhóm –NH3+ sẽ bị deproton hóa làm tương tác tĩnh điện giữa hai nhóm R-NH3+ và Dye-SO3- giảm, độ hấp thụ của chitosan sẽ giảm khi pH tăng.
Để xác định pH tối ưu cho quá trình xử lý chúng tôi tiến hành khảo sát ở các điểm pH 5, 7, 9, 10 và 11 khi cố định các yếu tố nồng độ chitosan, nồng độ chất màu, tốc độ, thời gian khuấy (bảng 3.6) kết quả được biểu diển theo hình 3.8.
Bảng 3.6. Điều kiện ban đầu của thí nghiệm khảo sát pH của chitosan
Màu nhuộmTốc độ khuấy Thời gian
Nồng độ chitosan IDC pH [Vòng/phút] [phút] [mg/L] [mg/L] SBB 60 15 60 50 5, 7, 9, 10, 11 SRS 90 30 80
Hình 3.8. Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất khử màu bằng chitosan
Nhận xét: Qua đồ thị ta thấy được khoảng pH để chất keo tụ chitosan khử màu nhuộm tốt nhất là 9. Ở pH = 9, hiệu quả khử màu của màu SBB là 81.7% màu và 85.3% COD trong khi màu SRS là 59.2% màu và 83.7% COD, Có thể thấy rằng pH = 9 là pH phù hợp với nước thải dệt nhuộm, không làm mất đi hoạt tính của chitosan và không tốn quá nhiều hóa chất để chỉnh pH đầu vào nước thải.
3.2.2. Xác định tốc độ khuấy tối ưu
Nhằm xác định tốc độ khuấy thích hợp cho quá trình khử màu chúng tôi tiến hành thay đổi tốc độ khuấy từ 60 đến 120 vòng/ phút khi cố định các yếu tố nồng độ chitosan, nồng độ chất màu, pH, thời gian khuấy (bảng 3.7) kết quả được biểu diển
Bảng 3.7. Điều kiện ban đầu của thí nghiệm khảo sát tốc độ khuấy dùng chitosan
Màu nhuộm pH Thời gian Nồng độ chitosan IDC Tốc độ khuấy trộn - [phút] [mg/L] [mg/L] [Vòng/phút]
SBB 9 15 60
50 60, 75, 90 và 120
SRS 9 30 80
Hình 3.9. Ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến hiệu suất khử màu bằng chitosan Nhận xét: Qua biểu đồ trên ta thấy rằng với chất keo tụ chitosan: tốc độ khấy chậm thì hiệu quả tốt, trong khi màu SBB đạt hiệu quả khử màu và COD tốt nhất ở tốc độ khuấy 60 vòng/phút, thì màu SRS hiệu quả tốt hơn ở 75 vòng/ phút. Sự khác biệt này có thể đến từ sự sai khác cấu trúc của hai màu. Ở tốc độ khuấy 60 vòng/phút, màu SBB có hiệu suất xử lý màu và COD lần lượt là 83.0% và 81.1.6%, còn tại 75 vòng/ phút màu SRS cho hiệu suất xử lý màu và COD lần lượt là 80.1% và 82.7%. Các tốc độ vòng này được lựa chọn cho các thí nghiệm tiếp theo.
4.2.3. Xác định thời gian khuấy tối ưu
Trong thí nghiệm này thời gian xử lý thay đổi từ 15 – 90 phút (Bảng 3.8) nhằm tìm hiểu ảnh hưởng của yếu tố này đến quá trình keo tụ bằng gum kết quả thu được trình bày trên Hình 3.10.
Bảng 3.8. Điều kiện ban đầu của thí nghiệm khảo sát thời gian khuấy dùng chitosan
Màu nhuộm PH Tốc độ Nồng độ chitosan IDC Thời gian khuấy trộn - [Vòng/phút] [mg/L] [mg/L] [phút]
SBB 9 60 60
50 15, 30, 45, 60 và 90
SRS 9 75 80
Hình 3.10. Ảnh hưởng của thời gian khuấy đến hiệu suất khử màu bằng chitosan Qua biểu đồ trên ta thấy được qua khoảng 30 phút đầu tiên thì màu và COD của
3.2.4. Xác định nồng độ chitosan tối ưu
Lượng chất keo tụ là một trong những yếu tố có tác động trực tiếp đến chất lượng nước sau xử lý, vì vậy phải tìm ra lượng chất keo tụ chitosan thích hợp nhất cho phản ứng keo tụ. Điều kiện ban đầu của thí nghiệm xác định nồng độ chitosan.
Bảng 3.9. Điều kiện ban đầu của thí nghiệm khảo sát nồng độ chitosan
Màu nhuộm
pH Tốc độ Thời gian IDC Nồng độ chitosan - [Vòng/ph út] [phút] [mg/L ] [mg/L] SBB 9 60 30 50 20, 40, 60, 80 và 120 SRS 9 75 40, 60, 80, 120 và 140
Hình 3.11. Ảnh hưởng của nồng độ chitosan đến hiệu suất khử màu Sai Gon University
Hình 3.11 cho thấy nồng độ chitosan hiệu quả nhất để loại hai màu SRS và SBB lần lượt là 60 và 80 mg/L. Hiệu suất khử màu và COD của màu SRS là 97.5% và 83.2% và màu SBB là 96.7% và 82.0%.
3.2.5 Xác định nồng độ màu tối ưu
Trong giai đoạn này nồng độ màu được thay đổi từ 20-140 mg/L. Các yếu tố khác được giữ cố định như trong Bảng 3.10.
Bảng 3.10 Điều kiện ban đầu của thí nghiệm khảo sát nồng độ màu bằng chitosan
Màu nhuộm
pH Tốc độ Thời gian Nồng độ chitosan Nồng độ màu - [Vòng/ph út] [phút] [mg/L] [mg/L] SBB 9 60 30 80 20, 50, 80, 120 và 140 SRS 75 60
Hình 3.12. Ảnh hưởng của nồng độ màu đến hiệu suất khử màu bằng chitosan Sai Gon University
đáng kể khi nồng độ màu tăng từ 20 đến 140 mg/L hiệu quả giảm màu giảm sâu từ 99. 4 xuống 53.8%. Nhưng nhìn chung khi nồng độ màu càng thấp hiệu quả xử lý càng cao.