Nghiên cứu xử lý nước thải nhuộm chiếu ở xã Duy Vinh
Làng nghề có ý nghĩa lớn thúc đẩy phát triển kinh tế – xã hội ở nông thôn. Hoạt động làng nghề thu hút nhiều thành phần kinh tế tham gia.
Xã Duy Vinh huyện Duy Xuyên từ lâu nổi tiếng với nghề chiếu cói. Thôn Đông Bình được xem là cái nôi của nghề chiếu cói Bàn Thạch vốn nổi tiếng xưa nay. Làng có 355 hộ dân thì khoảng 300 hộ làm chiếu, vì nghề này cần ít vốn, có thể làm vào những lúc rãnh rỗi. Tuy nhiên, hiện trạng ô nhiễm nước thải từ làng chiếu Bàn Thạch phát sinh chính từ hoạt động làng nghề. Vì chỉ với quy mô nhỏ hộ gia đình, công nghệ thủ công, lỗi thời, không đồng bộ, phát triển tự phát chủ yếu chịu sự chi phối của thị trường, không có hệ thống xử lý nước thải khoa học do chi phí thiết kế hệ thống xử lý nước thải cao, và do không có sự hiểu biết của người dân về tác hại của nước thải đến sức khỏe của chính bản thân mình và những người xung quanh. Vậy nên sau khi nhuộm lát xong thì nước thải nhuộm được người dân xả trực tiếp ra môi trường xung quanh.
Chính vì những lý do trên, tôi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu xử lý nước thải nhuộm chiếu ở xã Duy Vinh, huyện Duy Xuyên, tỉnh Quảng Nam”.
– Nghiên cứu quá trình phân hủy màu trong nước thải nhuộm bằng phương pháp keo tụ và Fenton, các yếu tố ảnh hưởng đến hai quá trình, từ đó tìm ra các thông số tối ưu cho các quá trình đạt hiệu quả caonhất.
– Đóng góp thêm tư liệu cần thiết nhằm xây dựng mô hình xử lý nước thải nhuộm chiếu với quy mô nhỏ ở xã Duy Vinh.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
3.1. Đối tượng nghiên cứu
Nước thải nhuộm chiếu ở xã Duy Vinh, huyện Duy Xuyên, tỉnh Quảng Nam.
3.2. Phạm vi nghiên cứu
– Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình keo tụ với các thông số như: pH, nồng độ PAC, thời gian khuấy.
– Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình Fenton với các thông số như: pH, nồng độ Fe3+, nồng độ H2C2O4, nồng độ H2O2, thời gian xử lý.
4.1. Nghiên cứu lý thuyết
– Nghiên cứu giáo trình và tài liệu tham khảo trong thư viện và trên Internet có liên quan đến đề tài.
– Trao đổi với giáo viên hướng dẫn và các giáo viên có kinh nghiệm trong lĩnh vực phân tích.
– Nghiên cứu tác hại của nước thải nhuộm chiếu.
– Nghiên cứu các phương pháp xử lý nước thải.
– Phân tích và tổng hợp lý thuyết tìm ra hướng nghiên cứu phù hợp cho đề tài.
– Thống kê và xử lý kết quả.
– Đề xuất mô hình xử lý nước thải nhuộm chiếu với quy mô nhỏ ở xã Duy Vinh.
4.2. Nghiên cứu thực nghiệm
– Tìm bước sóng hấp thụ cực đại nước thải bằng cách đo mật độ quang trên máy quang phổ UV – VIS.
– Tìm mật độ quang của nước thải bằng cách đo trên máy đo quang UV – VIS.
– Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình keo tụ và phân hủy màu nước thải bằng phương pháp Fenton.
– Xác định hiệu suất xử lý màu của nước thải theo các yếu tố ảnh hưởng.
– Phân tích và xử lý số liệu thu được.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
– Nghiên cứu quá trình xử lý nước thải nhuộm chiếu bằng keo tụ và Fenton nhằm góp phần tìm ra hướng xử lý đơn giản, tiết kiệm được hóa chất, hiệu quả cao.
– Góp phần tư liệu cần thiết để áp dụng cho hướng xử lý nước thải nhuộm chiếu ở xã Duy Vinh.
Ngoài phần mở đầu, kết luận, kiến nghị, nội dung luận văn gồm:
Chương 1- Tổng quan.
Chương 2- Thực nghiệm.
Chương 3- Kết quả.
CHƯƠNG 1
Thuốc nhuộm là tên chỉ chung những hợp chất hữu cơ có màu rất đa dạng về màu sắc và chủng loại, chúng có khả năng nhuộm màu, nghĩa là bắt màu hay gắn màu trực tiếp cho các vật liệu khác.
Nguồn gốc của thuốc nhuộm có thể từ tự nhiên hoặc do con người tổng hợp. Hiện nay, hầu như chúng ta chỉ sử dụng thuốc nhuộm tổng hợp.
Đến nay người ta đã xác định được công thức cấu tạo của một số thuốc nhuộm thiên nhiên theo từng loại màu.
b. Thuốc nhuộm tổng hợp
Thuốc nhuộm tổng hợp rất đa dạng về thành phần hóa học, màu sắc, phạm vi sử dụng.
1.2. VÀI NÉT SƠ LƯỢC VỀ NGÀNH NHUỘM
1.2.1. Sơ lược sự phát triển của ngành nhuộm
Từ thời xa xưa tổ tiên loài người đã biết dùng thuốc nhuộm để nhuộm quần áo.
Ngày nay người ta đã tổng hợp được đến hơn một vạn loại thuốc nhuộm và hình thành một khoa học mới là hóa học thuốc nhuộm. Họ thuốc nhuộm phổ biến nhất hiện nay là thuốc nhuộm azo.
1.2.2. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước thải nhuộm
– Nhiệt độ
– Độ màu
– Độ pH
– Kim loại nặng và các chất độc hại
– Tổng lượng chất rắn (TS)
– Hàm lượng oxy hòa tan trong nước (DO)
1.2.3. Ảnh hưởng của nước thải nhuộm đến môi trường
Nước thải dệt nhuộm gây ra các vấn đề ô nhiễm môi trường không chỉ xuất hiện tại những khu công nghiệp cao, hay những vùng đô thị mà còn xuất hiện cả ở những vùng nông thôn, nơi có những làng nghề truyền thống liên quan đến ngành nhuộm. Những tác hại của nước thải nhuộm tại các làng nghề là quá lớn, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe cũng như gây ô nhiễm môi trường, đặc biệt là ô nhiễm môi trường nguồn nước. Hậu quả chung của tình trạng ô nhiễm nước là tỉ lệ người mắc các bệnh cấp và mạn tính liên quan đến ô nhiễm nước như viêm màng kết, tiêu chảy, ung thư… ngày càng tăng. Người dân sinh sống quanh khu vực ô nhiễm ngày càng mắc nhiều loại bệnh tình nghi là do dùng nước bẩn trong mọi sinh hoạt.
1.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI
Ứng dụng của phương pháp này là tách các tạp chất rắn hoặc các chất phân tán khô ra khỏi nước thải bằng cách lắng và lọc.
Mục đích của phương pháp này là loại các tạp chất bẩn (như: giẻ rác, vỏ đồ hộp, các mẫu đá…) có thể gây sự cố trong quá trình vận hành hệ thống xử lí nước thải như tắc ống bơm, ống dẫn…
Các loại nước thải khác nhau sẽ có thành phần bùn cặn khác nhau do đó vận tốc lắng các hạt khác nhau.
Cơ sở của phương pháp này là dựa trên hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các hợp chất hữu cơ nhiễm bẩn có trong nước thải.
Các phương pháp hóa lí được ứng dụng trong trường hợp cần loại ra khỏi nước thải các chất bẩn có nguồn gốc vô cơ mà phương pháp làm sạch sinh học không thể loại được.
Đối với hệ phân tán có diện tích bề mặt riêng lớn (bụi trong không khí, bùn, phù sa trong nước…) các hạt luôn có xu hướng co cụm lại tạo hạt lớn hơn để giảm năng lượng bề mặt.
* Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình keo tụ
– pH.
– Liều lượng của chất keo tụ.
– Độ đục ban đầu của mẫu nước thải.
– Chất hữu cơ.
– Anion và cation trong nước thải.
– Hiệu ứng khuấy.
– Nhiệt độ.
* Các chất keo tụ thường dùng
Các chất keo tụ thường được sử dụng là FeCl3, các polime của nhôm, sắt như PAC, PFC…
* Thí nghiệm Jartest
Thí nghiệm Jartest là thí nghiệm xác định pH tối ưu cho quá trình keo tụ đối với từng màu của nước thải nhuộm đồng thời xác định liều lượng phèn tối ưu ứng với pH tối ưu cho từng màu đó, thí nghiệm này còn xác định PAC tối ưu của quá trình keo tụ tạo bông trong một hệ thống xử lý nước thải.
Đây là một quá trình hóa lí phức tạp trong đó các phần tử có bề mặt kị nước sẽ có khả năng kết dính vào các bọt khí.
Để làm sạch bể nước thải công nghiệp khỏi các chất hữu cơ khi hàm lượng rất nhỏ được hòa tan sau xử lí sinh học người ta dùng phương pháp hấp phụ.
Là quá trình trao đổi ion dựa trên sự tương tác hóa học giữa ion trong pha lỏng và ion trong pha rắn.
– Trung hòa bằng cách trộn nước thải chứa axit và nước thải chứa kiềm.
– Trung hòa bằng cách dùng tác nhân hóa học.
– Trung hòa bằng cách cho qua vật liệu trung hòa.
– Trung hòa nước thải bằng cách dùng khí thải, khói lò hơi.
Phương pháp này sẽ chuyển các chất độc hại thành ít độc hại hơn hoặc tách luôn ra khỏi nước. Các chất oxy hóa được sử dụng thông thường thường như clo, clodioxit, natri hipoclorit, kali permanganate, ozon, dicromat, hidropeoxit…
Đây là phương pháp được chứng minh hiệu quả đối với việc xử lý độ màu, COD, BOD, TOC, kim loại nặng, chất rắn lơ lửng của nước thải dệt nhuộm.
1.3.6. Các quá trình oxy hóa nâng cao Fenton
Gốc hydroxyl là tác nhân oxy hóa rất mạnh với thế oxy hóa là 2,8 V (chỉ đứng sau F2), có khả năng phân hủy oxy hóa không chọn lựa mọi hợp chất hữu cơ dù là loại khó phân hủy nhất, biến chúng thành những hợp chất vô cơ (còn gọi là khoáng hóa) không độc hại như CO2, H2O, axit vô cơ…
e. Phản ứng Fenton sử dụng hệ Fe3+ – Oxalat/H2O2/ánh sáng mặt trời
UV là nguồn sáng được sử dụng phổ biến trong quá trình quang oxy hóa nhưng việc tạo nguồn sáng UV lại chiếm giá thành lớn trong tổng giá thành xử lý. Do đó, ánh sáng mặt trời được xem là nguồn ánh sáng mang lại giá trị kinh tế.
f. Các yếu tố ảnh hưởng đến hệ Fenton Fe3+ ̶ Oxalat/H2O2/Vis
* Ảnh hưởng của độ pH
Trong phản ứng Fenton, pH tối ưu của phản ứng Fenton trong khoảng 3 – 5.
* Ảnh hưởng của dạng sắt:
Muối Fe2+ hay Fe3+ đều có thể dùng xúc tác phản ứng. Phản ứng bắt đầu xúc tác nhanh chóng nếu H2O2 nhiều.
* Ảnh hưởng của ion oxalat
Đối với hệ Fe3+ – Oxalat/H2O2/ánh sáng mặt trời, ion oxalat tạo phức với ion Fe3+ để hình thành phức sắt oxalat.
g. Ưu điểm và nhược điểm của phương pháp Fenton
* Ưu điểm
Phương pháp Fenton là một phương pháp khả thi trong việc loại bỏ màu hoàn toàn của nước thải nhuộm. Hơn nữa nó dễ dàng thực hiện và rẻ hơn so với các phương pháp oxy hóa khác. Phương pháp này thân thiện với môi trường do sản phẩm phân hủy tạo ra CO2, H2O, các muối vô cơ hoặc các sản phẩm dễ phân hủy sinh học.
* Nhược điểm
Phương pháp này hiệu quả ở pH từ 2 đến 4 nên tốn hóa chất để điều chỉnh pH phản ứng và sau khi phản ứng cũng tốn hóa chất để trung hòa lại nước thải đã xử lý.
h. Ứng dụng của phương pháp Fenton
Phương pháp Fenton là một công cụ khử màu hiệu quả. Phương pháp Fenton cổ điển cho kết quả rất nhanh với khử màu, vừa phải với COD nhưng rất chậm với khử TOC và khử độc trong nước thải nhuộm.
Với tình trạng ô nhiễm nước như ở Việt Nam hiện nay, phương pháp Fenton đã được một số cơ sở ứng dụng trong xử lý nước thải.
1.4. PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ PHÂN TỬ UV – VIS
1.4.1. Sự hấp thụ bức xạ và màu sắc của các chất
Khi cho ánh sáng trắng chiếu qua một lăng kính, nó sẽ bị phân tích thành một số tia màu.
1.4.2. Cơ sở lý thuyết của phương pháp
a. Sự hấp thụ ánh sáng của dung dịch màu
Dung dịch có màu là do bản thân dung dịch đã hấp thụ một phần quang phổ của ánh sáng trắng, phần còn lại ló ra cho ta màu của dung dịch, chính là màu phụ của phần ánh sáng trắng đã bị hấp thụ.
b. Định luật cơ bản về sự hấp thụ ánh sáng
Lambert – Beer là định luật hợp nhất của Bouguer, có thể viết: A = lg(I0/I)λ = ελ.C.l
1.4.3. Các điều kiện tối ưu hóa
– Sự đơn sắc của nguồn bức xạ điện từ
– Bước sóng tối ưu λ max
– Ảnh hưởng của nồng độ
CHƯƠNG 2
2.1. NGUYÊN LIỆU, DỤNG CỤ, HÓA CHẤT
2.1.1. Nguyên liệu và hóa chất
– Mẫu nước thải được lấy ở nhà ông Trần Văn An ở thôn Vĩnh Nam và nhà bà Võ Thị Xuyên ở thôn Đông Bình, xã Duy Vinh, huyện Duy Xuyên, tỉnh Quảng Nam.
– PAC (Trung Quốc).
– Polime Vichemfloc 62424 (Nhật Bản).
– FeCl3.6H2O (Trung Quốc).
– H2C2O4.2H2O (Trung Quốc).
– H2O2 30% (Trung Quốc).
– NaOH, HCl, nước cất.
2.1.2. Dụng cụ và thiết bị nghiên cứu
– Máy đo quang UV – VIS.
– Cân phân tích.
– Thí nghiệm Jartest (tự thiết kế).
– Cốc có mỏ: 100ml, 250ml, 500ml.
– Đũa thủy tinh.
– Bình định mức: 50 ml, 100 ml, 250 ml.
– Pipet: 2 ml, 5 ml, 10 ml, 20 ml.
– Bình tam giác: 100ml, 250ml.
– Một số dụng cụ khác.
2.2.1. Phương pháp lấy mẫu và đo
Mẫu nước thải nhuộm được lấy trực tiếp nhà ông Trần Văn An ở thôn Vĩnh Nam và nhà bà Võ Thị Xuyên ở thôn Đông Bình, xã Duy Vinh, huyện Duy Xuyên, tỉnh Quảng Nam. Bảo quản ở điều kiện thường.
Sau đó tiến hành đo một số chỉ tiêu của nước thải.
– Pha dung dịch PAC: Cân 5 gam PAC cho vào bình định mức 100ml bằng nước cất đến vạch ta được dung dịch PAC 50g/l.
– Polime: Cân chính xác 0,1 gam Polime cho vào bình định mức 100ml bằng nước cất đến vạch ta được dung dịch Polime 103 ppm.
– Pha dung dịch Fe3+: Cân chính xác 2,7 gam FeCl3.6H2O cho vào bình định mức 100ml bằng nước cất đến vạch ta được dung dịch Fe3+ 0,1M.
– Pha dung dịch H2C2O4: Cân chính xác 31,5 gam H2C2O4.2H2O cho vào bình định mức 250 ml và thêm nước cất đến vạch ta được dung dịch H2C2O4 1M.
2.2.3. Xác định bước sóng cực đại của mẫu nước thải
Thực hiện quét tìm bước sóng cực đại của mẫu nước thải nhuộm trên máy đo quang UV – VIS.
2.2.4. Các thí nghiệm khảo sát xử lý keo tụ
Quá trình khảo sát được thực hiện trên thiết bị Jartest tự thiết kế.
Cho nước thải nhuộm vào 4 cốc 500ml, điều chỉnh pH, thay đổi các nồng độ PAC, tốc độ và thời gian khuấy, sau đó thêm Polime để gom kết tủa.
2.2.5. Các thí nghiệm khảo sát xử lý Fenton
Sau khi khảo sát các yếu tố tối ưu cho quá trình keo tụ, dung dịch thu được sau khi xử lý keo tụ sẽ tiến hành khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp Fenton/ánh sáng mặt trời.
– Khảo sát ảnh hưởng của pH
– Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ Fe3+
– Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ H2C2O4
– Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ H2O2
– Khảo sát ảnh hưởng của thời gian chiếu nắng
2.2.6. Tính hiệu suất xử lý màu
Hiệu suất xử lý màu được tính theo công thức:
Sau khi tìm được các giá trị tối ưu cho quá trình xử lý nước thải sẽ tiến hành lấy mẫu đo các giá trị thông số liên quan để kết luận tính an toàn của mẫu nước thải theo QCVN 13 – MT : 2015/ BTNMT (quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về nước thải công nghiệp dệt nhuộm của nước thải).
2.2.8. Thiết kế mô hình xử lý nước thải nhuộm
Sau khi tiến hành nghiên cứu các giá trị tối ưu của phương pháp keo tụ và phương pháp Fenton, ta có thể tiếp tục mở rộng nghiên cứu thiết kế mô hình với quy mô nhỏ nhằm xử lý nước thải nhuộm chiếu ở xã Duy Vinh, huyện Duy Xuyên, tỉnh Quảng Nam.
CHƯƠNG 3
3.1. CÁC THÔNG SỐ CỦA MẪU NƯỚC THẢI
Kết quả được đo ở Trung tâm kỹ thuật đo lường chất lượng II ở số 2 Ngô Quyền – Thành phố Đà Nẵng.
Bảng 3.1. Một số chỉ tiêu của mẫu nước thải nhuộm chiếu.
| Chỉ tiêu | Đơn vị | Kết quả |
| Độ màu | mgPt/L | 120000 |
| COD | mg/L | 5000 |
| Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) | mg/L | 5960 |
3.2. BƯỚC SÓNG CỰC ĐẠI CỦA NƯỚC THẢI
Kết quả xác định được đo bằng máy đo quang UV – VIS.
Hình 3.1. Bước sóng cực đại của mẫu nước thải.
Bước sóng cực đại của mẫu nước thải nhuộm đo được là 648nm, mật độ quang là 3,41.
Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH đến quá trình keo tụ được trình bày ở bảng 3.2.
Bảng 3.2. Ảnh hưởng của pH đến xử lý keo tụ.
| Mẫu | (1) | (2) | (3) | (4) |
| pH | 5 | 6 | 7 | 8 |
| PAC (ml) | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Thời gian khuấy (phút) | 15 | 15 | 15 | 15 |
| Hiệu suất xử lý màu (%) | 51,3 | 59,5 | 70,2 | 69,1 |
Như vậy, pH tối ưu cho điều kiện keo tụ tốt nhất khoảng bằng 7.
Kết quả khảo sát ảnh hưởng của PAC đến quá trình keo tụ được trình bày ở bảng 3.3.
Bảng 3.3. Ảnh hưởng của PAC đến xử lý keo tụ.
| Mẫu | (1) | (2) | (3) | (4) |
| pH | 7 | 7 | 7 | 7 |
| PAC (ml) | 0,5 | 1 | 1,5 | 2 |
| Thời gian khuấy (phút) | 15 | 15 | 15 | 15 |
| Hiệu suất xử lý màu (%) | 42,8 | 71,3 | 70,1 | 57,6 |
Lượng PAC dùng tối ưu là 1ml.
3.3.3. Ảnh hưởng của thời gian khuấy
Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian khuấy đến quá trình keo tụ được trình bày ở bảng 3.4.
Bảng 3.4. Ảnh hưởng của thời gian khuấy đến xử lý keo tụ.
| Mẫu | (1) | (2) | (3) | (4) |
| pH | 7 | 7 | 7 | 7 |
| PAC (ml) | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Thời gian khuấy (phút) | 10 | 15 | 20 | 25 |
| Hiệu suất xử lý màu (%) | 52,8 | 70,8 | 67,7 | 62,4 |
Thời gian khuấy khoảng 15 phút sẽ là tốt nhất, bông cặn to, nhanh, bám chặt nhau, ít xốp.
Hình 3.5. Nước thải sau khi keo tụ.
Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH đến hiệu suất khử màu trong quá trình Fenton được thể hiện ở bảng 3.5.
Bảng 3.5. Ảnh hưởng của pH đến quá trình Fenton.
| Mẫu | (1) | (2) | (3) | (4) | (5) |
|---|---|---|---|---|---|
| pH | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| Fe3+ (ml) | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| H2C2O4 (ml) | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| H2O2 (ml) | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| Thời gian chiếu nắng (phút) | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 |
| Hiệu suất xử lý màu (%) | 82,4 | 98,8 | 89,3 | 85,7 | 76,6 |
Xử lý nước thải bằng hệ Fenton Fe3+ – oxalat có hiệu quả cao trong khoảng pH bằng 4, do đó xử lý trong điều kiện này sẽ tiết kiệm được nhiều hóa chất hơn.
3.4.2. Ảnh hưởng của nồng độ Fe3+
Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ Fe3+ đến hiệu suất khử màu trong quá trình Fenton được thể hiện ở bảng 3.6.
Bảng 3.6. Ảnh hưởng của nồng độ Fe3+ đến quá trình Fenton.
| Mẫu | (1) | (2) | (3) | (4) | (5) |
| pH | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| Fe3+ (ml) | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| H2C2O4 (ml) | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| H2O2 (ml) | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| Thời gian chiếu nắng (phút) | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 |
| Hiệu suất xử lý màu (%) | 92,4 | 99,8 | 99,3 | 97,7 | 96,6 |
Nồng độ Fe3+ tối ưu để thu được hiệu quả xử lý mong muốn lại vừa giảm được chi phí xử lý là 5ml.
3.4.3. Ảnh hưởng của nồng độ H2O2
Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ H2O2 đến hiệu suất khử màu trong quá trình Fenton được thể hiện ở bảng 3.7.
Bảng 3.7. Ảnh hưởng của nồng độ H2O2 đến quá trình Fenton.
| Mẫu | (1) | (2) | (3) | (4) | (5) |
| pH | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| Fe3+ (ml) | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| H2C2O4 (ml) | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| H2O2 (ml) | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| Thời gian chiếu nắng (phút) | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 |
| Hiệu suất xử lý màu (%) | 95,4 | 99,1 | 99,7 | 99,6 | 98,8 |
H2O2 30% dùng để xử lý tối ưu là 5 ml.
3.4.4. Ảnh hưởng của nồng độ H2C2O4
Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ H2C2O4 đến hiệu suất khử màu trong quá trình Fenton được thể hiện ở bảng 3.8.
Bảng 3.8. Ảnh hưởng của nồng độ H2C2O4 đến quá trình Fenton.
| Mẫu | (1) | (2) | (3) | (4) | (5) |
| pH | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| Fe3+ (ml) | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| H2C2O4 (ml) | 1 | 1,5 | 2 | 2,5 | 3 |
| H2O2 (ml) | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| Thời gian chiếu nắng (phút) | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 |
| Hiệu suất xử lý màu (%) | 98,2 | 98,6 | 99,5 | 99,4 | 99,2 |
Nồng độ axit oxalic dùng tôi ưu là 2 ml.
3.4.5. Ảnh hưởng của thời gian chiếu nắng
Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian chiếu nắng đến hiệu suất khử màu trong quá trình Fenton được thể hiện ở bảng 3.9.
Bảng 3.9. Ảnh hưởng của thời gian chiếu nắng đến quá trình Fenton.
| Mẫu | (1) | (2) | (3) | (4) | (5) |
| pH | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| Fe3+ (ml) | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| H2C2O4 (ml) | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| H2O2 (ml) | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| Thời gian chiếu nắng (phút) | 30 | 45 | 60 | 75 | 90 |
| Hiệu suất xử lý màu (%) | 74,6 | 86,6 | 99,8 | 99,8 | 99,7 |
Vậy nên, thời gian xử lý màu tối ưu nhất là khoảng từ 60 phút đến 75 phút.
Bảng 3.10. Một số chỉ tiêu của mẫu nước thải đã xử lý.
| Chỉ tiêu | Đơn vị | Kết quả |
| Độ màu | mgPt/L | 25 |
| COD | mg/L | KPH (< 10) |
| Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) | mg/L | 5,7 |
Bảng 3.11. Bảng giá trị tối đa cho phép của các thông số ô nhiễm trong nước thải dệt nhuộm theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 13-MT:2015/BTNMT.
| Chỉ tiêu | Đơn vị | Giá trị cho phép | ||
| A | B | |||
| Độ màu | Cơ sở mới | mgPt/L | 50 | 150 |
| Cơ sở đang hoạt động | mgPt/L | 75 | 200 | |
| Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) | mg/L | 50 | 100 | |
| COD | Cơ sở mới | mg/L | 75 | 150 |
| Cơ sở đang hoạt dộng | mg/L | 100 | 200 | |
So sánh bảng 3.10. và bảng 3.11. ta có thể thấy chất lượng nước thải nhuộm sau khi xử lý rất an toàn, các chỉ tiêu đều rất thấp so với giá trị cho phép của nước thải công nghiệp loại A, gần như có thể dùng làm nước cấp. Tuy nhiên, để có thể kết luận dùng làm nước cấp được hay không còn phải tiến hành kiểm tra kỹ thêm các chỉ tiêu khác.
Hình 3.11.Nước thải sau khi xử lý bằng quá trình Fenton.
Như vậy đối với mẫu nước thải nhuộm, các giá trị tối ưu để xử lý trong quá trình keo tụ là: pH bằng 7; PAC là 1 ml (50g/L) và thời gian khuấy là 15 phút. Trong quá trình xử lý Fenton là: pH bằng 4; Fe3+ 0,1M là 5 ml; H2O2 30% là 5 ml; H2C2O4 1M là 2 ml và chiếu nắng trong vòng 70 phút.
Kết quả đo được:
* Quá trình keo tụ: Bảng 3.12.
Bảng 3.12. Kết quả keo tụ của mẫu nước thải nhuộm.
| pH | PAC 50g/L | Thời gian khuấy | Hiệu suất xử lý màu |
| 7 | 1 ml | 15 phút | 72,4% |
* Quá trình Fenton: Bảng 3.13.
Bảng 3.13. Kết quả Fenton của mẫu nước thải nhuộm.
| pH | Fe3+ 0,1M | H2O2 30% | H2C2O4 1M | Thời gian chiếu nắng | Hiệu suất xử lý |
| 4 | 5 ml | 5 ml | 2 ml | 70 phút | 99,8% |
3.5. DỰ KIẾN MÔ HÌNH XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHUỘM CHIẾU VỚI QUY MÔ NHỎ
Hình 3.12. Mô hình xử lý nước thải nhuộm chiếu với quy mô nhỏ.
1. Kết luận
Cho đến nay vẫn chưa có công trình nghiên cứu xử lý nước thải nhuộm chiếu ở xã Duy Vinh, huyện Duy Xuyên, tỉnh Quảng Nam. Việc tiếp cận và bước đầu nghiên cứu về xử lý nước thải nhuộm này là cần thiết. Ngày nay cùng với sự phát triển của xã hội, việc tìm ra các phương án và lựa chọn hóa chất tối ưu để xử lý nước thải nhuộm cũng rất đa dạng và phong phú. Các hóa chất tốt hơn ngày càng được điều chế nhiều, áp dụng rộng rãi. Và PAC là một hóa chất như vậy, nó vừa dễ mua ở trên thị trường đồng thời khả năng xử lý tốt. Một phương pháp quan trọng nữa đã được rất nhiều nghiên cứu quan tâm là phương pháp Fenton. Có thể khẳng định đây là phương pháp vượt trội trong xử lý nước thải nói chung và nước thải nhuộm nói riêng. Vậy nên tôi đã mạnh dạn chọn PAC cùng phương pháp Fenton để xử lý nước thải nhuộm chiếu ở Duy Vinh. Qua thời gian tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu xử lý nước thải nhuộm chiếu ở xã Duy Vinh, huyện Duy Xuyên, tỉnh Quảng Nam”, tôi rút ra một số kết luận:
a. Quá trình keo tụ
Tuy hiệu suất xử lý màu nước thải nhuộm không cao như mong đợi nhưng vẫn tìm ra được các giá trị tối ưu để thực hiện keo tụ với hiệu suất cho phép, cụ thể là:
+ Điều chỉnh pH mẫu nước thải bằng 7.
+ Với 300ml nước thải ta dùng 1ml PAC (50g/lít) và khuấy trong thời gian 15 phút, hiệu suất xử lý màu cao nhất có thể đạt 73%.
b. Quá trình Fenton
Phương pháp Fenton cho kết quả thật sự rất tốt. Hiệu suất xử lý màu gần như hoàn toàn, lên đến 99,8%, với các điều kiện tối ưu như sau:
+ Dùng 5 ml Fe3+, 5 ml H2O2và 2 ml H2C2O4 cho 300 ml nước thải nhuộm.
+ pH tương ứng bằng 4 và phơi nắng trong khoảng thời gian từ 60 đến 75 phút.
Một lý do để dùng phương pháp Fenton rất hiệu quả trong việc xử lý nước thải nhuộm chiếu là khi trời nắng, người ta mới tiến hành nhuộm.Việc này rất thích hợp để dùng phương pháp Fenton, lợi dụng ánh nắng mặt trời đồng nghĩa sẽ tiết kiệm được một khoảng chi phí lớn, hiệu quả lại cao.
2. Kiến nghị
Kết quả nghiên cứu thu được bước đầu có thể khẳng định xử lý được nước thải nhuộm chiếu ở xã Duy Vinh, huyện Duy Xuyên. Tuy nhiên, sự kết hợp các phương pháp xử lý cũng sẽ khiến công nghệ xử lý cồng kềnh. Vậy nên:
+ Có thể tiếp tục nghiên cứu và tìm được phương pháp duy nhất để xử lý màu nước thải nhuộm.
+ Hoặc nếu vẫn kết hợp các phương pháp để xử lý thì tiếp tục nghiên cứu có thể tìm được chất nào có thể thay thế các chất trong quy trình nghiên cứu của đề tài này nhằm làm giảm chi phí khi sử dụng.
+ Trên cơ sở kết quả của nghiên cứu có thể xây dựng mô hình xử lý nước thải nhuộm chiếu ở xã Duy Vinh, huyện Duy Xuyên, tỉnh Quảng Nam như đã nêu ở trên.
E:\DỮ LIỆU COP CỦA CHỊ YẾN\DAI HOC DA NANG\HOA HUU CO\NGUYEN VAN TU\SAU BAO VE
