CHƯƠNG I. Tính cấp thiết của dé tài. Mục đích nghiÊn CỨU. Đối tượng và phạm vi nghiên €ỨU.
Đối tượng nghiên CỨU. Ý nghĩa dé tài. Tính mới của dé tài. -c:-cxc tt rht tg rH.
Ý nghĩa khoa học .---- ¿6 S2 SE SE£E#E#EEEEEEEEEE5 51121 1217115111111 1111k. Ý nghĩa thực tiỄn. Nguồn gốc phát sinh nước thải dệt nhuộm. Đặc tính nước thải dệt nhuộmn.
Anh hưởng đến con người và môi trường của nước thải dệt nhuộm. Các phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm. Tổng quan công nghệ Fenton điện hoá xúc tác dị thÊ. Đặc tính xúc tác nổi bat của FezOa/CeOa đối với quá trình Fenton điện hoá xúc TAC i thE 8h.
Tình hình nghiên cứu trong nước va trên Thế giới. Tình hình nghién cứu trong nƯỚC. - -- << 9 9 ng kh ree 17 2. Tình hình nghiên cứu trên Thế giới .------ ¿2-52 +©s+£++s+x+£++x+xezscxez 18 CHUONG III.
NOI DUNG VA PHƯƠNG PHAP NGHIÊN CỨU. Vat Hu nghién CUU 0a. Nước thải đầu vảo. Mô hình thí nghiỆm.
Nội dung nghiÊn CỨU. Thí nghiệm khảo sát các yếu tổ ảnh hưởng đến hiệu quả quá trình xử ly. Thí nghiệm kiểm chứng hiệu quả xử lý nước thải dệt nhuộm tại các điều kiện NUGOC thal 0 VƯHidỶYỶYỶcdtdddtỖ. Đánh giá khả năng tái sử dụng chất xúc tác FeaOa/CeO2.
Phương pháp nghiÊn CỨU. Phương pháp tong quan tài liệu. Phương pháp thực hiện thí nghiệm. Phương pháp phân tích thực nghiỆm.
Phương pháp thống kê và xử lý $6 liệu .---- 5-2-5 2+E+E+E+E+E+E+EzEeEerrees 29 CHUONG IV. KET QUA VÀ THẢO LUẬN. Kết quả phân tích đặc trưng cau trúc vật liệu FeaOza/CeOa. Kết quả phân tích nhiễu xa tia X (XRD).
Kết quả phân tích phổ tán xạ năng lượng tia X (EDX). Kết quả phân tích kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM]). Kết quả khảo sát các yếu tô ảnh hưởng đến quá trình Fenton điện hoá xúc tác dị ii 4. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH đến hiệu quả loại bỏ độ màu.
Kết quả khảo sát ảnh hưởng của hiệu điện thế đến hiệu quả loại bỏ độ màu. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của khoảng cách điện cực đến hiệu quả loại bỏ độ 4. Kết quả thí nghiệm kiểm chứng hiệu quả xử lý nước thải dệt nhuộm tại các điều Kiện tO ƯU. Phương trình động học của quá trình phân huỷ màu và TOC trong nước thải bang quá trình Fenton điện hóa xúc tác FeaC4/CÍ@2.
Đánh giá khả năng tái sử dung của chất xúc tác FesOa/CeOa. Điện năng tiêu thụ. - c1 111111191 1111 00 101 ng kh 50 CHUONG V. KẾT LUẬN VA KIÊN NGHỊ .- ¿2 2552522 £E£Ezezesrrsred 51 TAI LIEU THAM KHAO .cccccescscscscecececessevecscececssvevscececeeevavsceceevavscaceceesavaraceeeees 52 DANH MỤC CAC CONG TRINH KHOA HỌCC.-- 6s 32x eEseserxes 56 PHU LLỤCC.
11g 57 lil DANH MỤC BANG : Các chất gây 6 nhiễm và đặc tính nước thải ngành dệt nhuộm [12]. S : Thành phần đặc trưng nước thải dệt nhuộm tại Công ty CP Dệt may. 9 : Dac tính nước thải trước khi XU LY .-ĂĂ Si, 20 : Khảo sát ảnh hưởng của pH đến hiệu quả loại bỏ độ màu. 24 : Khảo sát ảnh hưởng của hiệu điện thé đến hiệu quả loại bỏ độ màu .24 : Khảo sát ảnh hưởng của khoảng cách điện cực đến hiệu quả loại bỏ độ màu ¬.
25 Khảo sát ảnh hưởng của lượng chất xúc tác đến hiệu quả loại bỏ độ màu ¬. 26 Khao sát ảnh hưởng của tỉ lệ FeaOa và CeO2 đến hiệu quả loại bỏ độ màu ¬. 26 : Khảo sát ảnh hưởng của vật liệu điện cực đến hiệu quả loại bỏ độ màu .27 : Các phương pháp phân tích trong nghiÊn cứỨu.--- «5+ << «<2 29 : Đặc tính nước thải sau khi XỬ Ìý. (<< 1S ng, 43 IV DANH MỤC HÌNH Hình 2.1: Sơ đỗ dây chuyển công nghệ dệt nhuộm Công ty CP Dệt may ĐT - TM Thành Công [13] .---- 5-5 SE E2 SE SEEE9E5 5 EE1E1E15E5E5 211111151111 1111115 11110 1xx rk.2: Sơ đồ quá trình Fenton điện hóa và sự tạo thành gốc °OH [I5]:.3: Cơ chế phản ứng hoạt hoá H2O2 nhờ chất xúc tác FeaOz/CeO2 trong điều Kiện acid.1: Mô hình thí nghiỆm.- -- (<< 1 E993 11 119999310111 ng re 21 Hình 3.2: So đỗ nội dung nghiên cứu w.1: Giản đồ XRD của vật liệu FesOz/CeOz ở tỉ lệ Fe304 va CeO? là 1:1.2: Giản đồ EDX của vật liệu FesOa/CeO2 ở tỉ lệ FesO4 và CeO? là 1:1.3: Ảnh phân tích TEM mẫu vật liệu FeaOa/C@O2 .----- - 55s sc+scsc: 33 Hình 4.4: Tính chất từ tính của vật liệu FesOza/C@O2,.5: Anh hưởng của pH đến hiệu quả loại bỏ độ màu ở điều kiện: .6: Ảnh hưởng của hiệu điện thế đến hiệu quả loại bỏ độ màu ở.7: Ảnh hưởng của khoảng cách điện cực đến hiệu quả loại bỏ độ mau.8: Ảnh hưởng của lượng chất xúc tác đến hiệu quả loại bỏ độ màu.9: Hiệu suất xử lý độ màu của quá trình ở các tỉ lệ Fes3O4 và CeOs lần lượt là 1:1, 1:2 Và 2:Í.
SG SE c2 2 3 1 1511511111115 1111111 1111111111111 1111 11 0111111110 00 01g 40 Hình 4.10: Hiệu suất xử lý độ màu khi thay đổi vật liệu điện cực.11: Phuong trình động học bậc nhất của sự phân huỷ độ mau trong quá trình Hình 4.15: Hiệu suất xử lý độ màu qua các chu kỳ tái sử dụng chất xúc tác Fe3O4/CeOr của quá trình Fenton điện hóa .- - << 3 99900 01 re49 DANH MỤC KÝ HIỆU, VIET TAT STT | Tên viết tắt Tên Tiếng anh Ý nghĩa 1 |AOX Adsorbable Organohalogens Halogen hữu cơ bị hap phụ 2 |APEO Alkylphenol Ethoxylate 3 | BOD Biochemical Oxygen Demand | Nhu câu oxy sinh hóa 4 | BTNMT Bo Tai nguyén Moi truong 5 | COD Chemical Oxygen Demand Nhu câu oxy hóa học 6 |CP Cô phân 7 |DO Dissolved Oxygen Oxy hoa tan 8 | DT Dau tu 9 | EDX Energy — dispersive X - ray Tan xạ năng lượng tia X 10 | PVA Polyvinyl Alcohol II | PEQ Polyethylene Glycols 12 | QCVN Quy chuan Viét Nam Standard Methods for the Bộ phương pháp chuân I3 |SMEWW Examination of Water and phân tích nước và nước Wastewater thai 14 | SS Suspended Solid Chat ran lo lửng 15 |TCVN Tiêu chuẩn Việt nam 16 | TOC Total Organic Carbon Tong carbon hitu co 17 | TP. HCM Thành phô Hỗ Chí Minh 18 | TS Total Solid Tong chat ran 19 |TM Thuong mai Transmission electron Kính hién vi điện tử 20 |TEM ` microscopy truyền qua 21 | XRD X-Ray Diffraction Nhiéu xa tia X VỊ CHUONG I. Tính cấp thiết của đề tài Với mục tiêu chung của đất nước là công nghiệp hoá, hiện đại hoá, việc đây mạnh phát triển kinh tế công nghiệp là hết sức quan trọng. Công nghiệp không ngừng phat triển sẽ thúc đây nên kinh tế tăng trưởng, xã hội phát triển văn minh, hiện đại.
Tuy nhiên, bên cạnh những tác động tích cực, phát triển công nghiệp đã và đang gây tác động lớn đến môi trường. Do vậy, phát triển kinh tế song song với giải quyết các vẫn đề về môi trường đang là mục tiêu và cũng là thách thức lớn nhất đối với nước ta. Dệt nhuộm là ngành công nghiệp có quy trình sản xuất phức tạp. Quá trình sản xuất tiêu thụ một lượng nước lớn, sử dụng nhiều nguyên liệu và hoá chất khác nhau, do vậy, lượng nước thải tạo ra lớn kèm theo độ màu, độc tính cao, khó phân hủy sinh học trong thuốc nhuộm và các hóa chất khác gây tác động mạnh đến môi trường [1].
Nước thải từ quá trình nhuộm và hoàn thiện chứa nhiều chất ô nhiễm nồng độ cao như COD, BOD, chất răn lơ lửng, muối, nitơ hữu cơ và một số kim loại nang [2], chúng gây hai cho thủy sinh vat và đời sống con người do tính chat gây độc, gây ung thư và gây biến đổi gen. Hiện nay, việc xử lý nước thải dệt nhuộm bị hạn chế và cũng gặp khó khăn trong việc đáp ứng quy chuẩn xả thải. Xử lý nước thải chứa thuốc nhuộm có độ bên cao và phức tạp đã trở thành một thách thức đối với phương pháp truyền thống. Các phương pháp sinh học không hiệu quả trong việc loại bỏ độ màu; sự hiện diện của vòng thơm, chất nhuộm hữu cơ, kim loại nặng có thé gây độc đối với vi sinh vật [3].
Do đó cần phải xử lý các chất độc này và giảm tỷ lệ các chất khó phân huỷ sinh học trước khi đưa vào công trình xử lý sinh học. Hơn nữa, phương pháp xử lý sinh học hiểu khí thường đòi hỏi năng lượng cao. Tương tự, các quá trình hóa lý cũng không thành công vì một số vấn đề như lượng bùn sinh ra lớn từ quá trình keo tụ, hiệu quả khử màu kém, thuốc nhuộm chuyền từ pha lỏng sang pha ran [3]. Các phương pháp hóa ly không được ưu tiên một phan do sử dụng các chất hóa hoc, chất hap phy, mang lọc có chỉ phí đầu tư cao và có thể gây ô nhiễm thứ cấp.
Đề khắc phục những nhược điểm trên, các quá trình oxy hóa nâng cao đã được nghiên cứu phát triển. Dựa trên cơ chế quá trình Fenton điện hoá, quá trình Fenton điện hoá xúc tác dị thể đã được xác định là một công cụ mạnh mẽ dé loại bỏ thuốc nhuộm từ nước thải nhờ sản sinh tại chỗ tác nhân phản ứng HO, hơn nữa các chất xúc tác làm nguôn sat có khả năng phân hủy xúc tác H2O> trên bé mặt và hình thành sốc hydroxyl (OH). Gốc *OH có kha năng oxy hóa các chat ô nhiễm hữu cơ một cách nhanh chóng, không chọn lọc thành các chất it 6 nhiễm hơn hoặc thành CO: va nước. Fenton điện hoá xúc tác dị thé sử dụng nguồn chất xúc tác ran được xem như là một giải pháp thay thế đầy hứa hẹn cho Fenton đồng thể nhờ các ưu điểm nỗi bật như khoảng pH rộng, chất xúc tác dị thể có thể sử dụng trong một thời gian dài mà không cần hoan nguyên hoặc thay thế, giảm lượng bùn thải sau xử lý.
So với các phương pháp xử lý nước thải truyền thống, quá trình Fenton điện hóa xúc tác dị thé đã thu hút được rất nhiều sự chú ý nhờ vào chi phí tương đối thấp, vận hành đơn giản và hiệu quả cao. Trên thực tế, một số các nghiên cứu trong nước gần đây đã cho thay vai trò của phương pháp Fenton, Fenton điện hóa hay Fenton xúc tác dị thé trong việc xử lý nước thải dệt nhuộm. tuy nhiên nghiên cứu về hiệu quả của phương pháp Fenton điện hóa xúc tác dị thể hiện nay chưa được thực hiện [7, 8]. Do đó, nghiên cứu Đánh giá một số yếu tô ảnh hưởng đến công nghệ Fenton điện hoá với chất xúc tác Fe3O/CeOa dé xử ly nước thai dét nhuộm được tiễn hành.