Luận văn thạc sĩ: Nâng cao hiệu quả xử lý nước thải dệt nhuộm bằng phương pháp Fenton

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật nghiên cứu kỹ thuật cơ sở hạ tầng nghiên cứu ứng dụng phương pháp fenton để cải thiện kết quả trong hiệu quả, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân,

• Tác giả: Tạ Quang Thọ
• Người hướng dẫn: PGS-TS Đoàn Thu Hà
• Trường học: Trường Đại học Thủy Lợi
• Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ sở hạ tầng
• Đề tài: Nâng cao hiệu quả xử lý nước thải dệt nhuộm bằng phương pháp Fenton
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CÁM ƠN
• BAN CAM KẾT
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGÀNH DỆT NHUỘM VÀ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CỦA CÔNG TY DỆT NHUỘM XUÂN HƯƠNG
• 1.1. TỔNG QUAN VỀ NGÀNH DỆT NHUỘM
• 1.2. CÁC QUÁ TRÌNH CƠ BẢN TRONG CÔNG NGHỆ DỆT NHUỘM
• 1.3. CÁC LOẠI THUỐC NHUỘM THƯỜNG DÙNG TRONG NGÀNH DỆT NHUỘM
• 1.4. NHU CẦU VỀ NƯỚC VÀ NƯỚC THẢI TRONG XÍ NGHIỆP DỆT NHUỘM
• 1.5. CÁC CHẤT GÂY Ô NHIỄM CHÍNH TRONG NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM
• 1.6. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CỦA CÔNG TY DỆT NHUỘM XUÂN HƯƠNG
• 1.7. HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG TẠI CÔNG TY
• 1.8. MỘT SỐ SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM
• 1.9. PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM TRONG NƯỚC VÀ TRÊN THẾ GIỚI
• 2. CHƯƠNG 2: CÁC QUÁ TRÌNH OXY HÓA NÂNG CAO, CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH FENTON VÀ NGHIÊN CỨU KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM
• 2.1. CÁC QUÁ TRÌNH OXY HÓA NÂNG CAO
• 2.2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUÁ TRÌNH FENTON
• 2.2.1. Quá trình Fenton đồng thể
• 2.2.2. Quá trình Fenton dị thể
• 2.2.3. Các quá trình Fenton cải tiến
• 2.3. NHỮNG NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH FENTON
• 2.3.1. Ảnh hưởng của độ pH
• 2.3.2. Ảnh hưởng của tỉ lệ Fe2+/H2O2 và loại ion Fe (Fe2+ hay Fe3+)
• 2.3.3. Ảnh hưởng của các anion vô cơ
• 2.3.4. Ứng dụng phương pháp Fenton trong xử lý nước thải
• 2.4. KẾT QUẢ CÁC THÍ NGHIỆM ĐÃ NGHIÊN CỨU
• 2.4.1. Xác định các thông số đầu vào ban đầu
• 2.4.2. Khảo sát sơ bộ ảnh hưởng của pH
• 2.4.3. Khảo sát giá trị pH tối ưu
• 2.4.4. Khảo sát sơ bộ ảnh hưởng của lượng Fe2+ đến quá trình Fenton
• 2.4.5. Khảo sát lượng Fe2+ tối ưu cho quá trình Fenton
• 2.4.6. Khảo sát lượng H2O2 sơ bộ cho quá trình Fenton
• 2.4.7. Khảo sát lượng H2O2 tối ưu cho quá trình Fenton
• 2.4.8. Khảo sát ảnh hưởng của xúc tác dị thể MnSO4
• 2.4.9. Khảo sát ảnh hưởng xúc tác đồng thể axit oxalic
• 2.4.10. Khảo sát hiệu quả xử lý của quá trình Fenton
• 3. CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ KHÁI TOÁN KINH PHÍ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY DỆT NHUỘM
• 3.1. CƠ SỞ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ
• 3.2. CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT KHÁC
• 3.3. TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRÌNH ĐƠN VỊ
• 3.3.1. Xác định mức độ cần thiết xử lý chất thải
• 3.3.2. Hồ thu gom
• 3.3.3. Bể Oxy hóa Fenton
• 3.3.4. Bể trung gian
• 3.3.5. Bể nén bùn (kiểu đứng)
• 3.3.6. Bể khử trùng
• 3.4. TÍNH TOÁN HÓA CHẤT SỬ DỤNG
• 3.4.1. Bể chứa dung dịch axit H2SO4 và bơm châm H2SO4 (cho vào bể điều hòa)
• 3.4.2. Chất trợ lắng polymer dạng bột sử dụng ở bể điều hòa
• 3.5. KHÁI TOÁN CHI PHÍ CỦA HỆ THỐNG
• 3.5.1. Khái toán chi phí xây dựng
• 3.5.2. Khái toán chi phí quản lý
• 3.5.3. Đánh giá hiệu quả môi trường của hệ thống
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu về nước thải dệt nhuộm

Nước thải dệt nhuộm là một trong những nguồn ô nhiễm nghiêm trọng nhất trong ngành công nghiệp dệt. Chất lượng nước thải này thường chứa nhiều chất độc hại, bao gồm các chất thải dệt nhuộm, thuốc nhuộm, hóa chất tẩy rửa và kim loại nặng. Việc xử lý nước thải dệt nhuộm không chỉ giúp bảo vệ môi trường mà còn đảm bảo sức khỏe cộng đồng. Các nhà máy dệt nhuộm thường thải ra một lượng lớn nước thải chưa qua xử lý, dẫn đến ô nhiễm nguồn nước và ảnh hưởng đến hệ sinh thái. Theo thống kê, nước thải dệt nhuộm có thể chứa hàm lượng BOD và COD cao, gây hại cho sinh vật thủy sinh. Do đó, việc áp dụng các công nghệ xử lý hiệu quả là rất cần thiết.

1.1. Tình trạng ô nhiễm nước thải

Hiện nay, tình trạng ô nhiễm nước thải từ ngành dệt nhuộm đang ở mức báo động. Nhiều nhà máy không có hệ thống xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn, dẫn đến việc xả thải trực tiếp ra môi trường. Các chất ô nhiễm trong nước thải như oxit hóa Fenton, chất tạo màu, và các ion kim loại nặng đã gây ra tác động tiêu cực đến hệ sinh thái và sức khỏe con người. Việc xử lý nước thải bằng phương pháp Fenton đã được nghiên cứu và chứng minh là một giải pháp hiệu quả trong việc giảm thiểu ô nhiễm. Phương pháp này sử dụng các phản ứng hóa học để phân hủy các chất độc hại, từ đó cải thiện chất lượng nước thải trước khi thải ra môi trường.

II. Phương pháp Fenton trong xử lý nước thải

Phương pháp Fenton là một trong những công nghệ xử lý nước thải tiên tiến, nổi bật với khả năng oxy hóa mạnh mẽ. Phương pháp này sử dụng Fe2+ và H2O2 để tạo ra các gốc hydroxyl (•OH), có khả năng phân hủy các chất hữu cơ độc hại trong nước thải. Quá trình này diễn ra trong môi trường axit, và việc điều chỉnh pH là rất quan trọng để đạt được hiệu quả tối ưu. Nghiên cứu cho thấy, việc điều chỉnh pH và tỷ lệ giữa Fe2+ và H2O2 có ảnh hưởng lớn đến hiệu quả xử lý nước thải. Hơn nữa, phương pháp Fenton không chỉ xử lý hiệu quả các chất ô nhiễm mà còn có thể áp dụng cho nhiều loại nước thải khác nhau, từ nước thải sinh hoạt đến nước thải công nghiệp.

2.1. Cơ sở lý thuyết của phương pháp Fenton

Phương pháp Fenton dựa trên phản ứng hóa học giữa ion sắt và hydro peroxide, tạo ra các gốc hydroxyl có khả năng oxy hóa mạnh mẽ. Phản ứng này được mô tả bằng phương trình hóa học: Fe2+ + H2O2 → Fe3+ + •OH + OH-. Các gốc hydroxyl này có khả năng tấn công các phân tử hữu cơ trong nước thải, làm giảm nồng độ chất ô nhiễm đáng kể. Việc sử dụng công nghệ oxy hóa nâng cao như phương pháp Fenton không chỉ giúp xử lý hiệu quả nước thải mà còn giảm thiểu các sản phẩm phụ độc hại, góp phần bảo vệ môi trường.

III. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng phương pháp Fenton có thể đạt hiệu quả xử lý cao đối với nước thải dệt nhuộm. Qua các thí nghiệm thực nghiệm, nồng độ COD và BOD của nước thải giảm đáng kể sau khi xử lý bằng phương pháp này. Các thông số như pH, nồng độ Fe2+, và lượng H2O2 được tối ưu hóa để đạt được hiệu quả xử lý tốt nhất. Kết quả cho thấy, phương pháp Fenton không chỉ làm giảm ô nhiễm mà còn có thể tái sử dụng nước thải sau xử lý cho các mục đích khác. Điều này không chỉ giúp tiết kiệm nguồn nước mà còn giảm chi phí cho các nhà máy dệt nhuộm.

3.1. Đánh giá hiệu quả xử lý

Kết quả từ các thí nghiệm cho thấy rằng, phương pháp Fenton có thể giảm nồng độ COD từ 500 mg/L xuống dưới 50 mg/L trong thời gian ngắn. Hiệu quả xử lý của phương pháp này vượt trội hơn so với các phương pháp truyền thống. Việc áp dụng phương pháp Fenton trong xử lý nước thải dệt nhuộm không chỉ giúp cải thiện chất lượng nước mà còn đáp ứng các tiêu chuẩn về môi trường. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, việc đầu tư vào công nghệ xử lý nước thải bằng phương pháp Fenton là hợp lý và có lợi về mặt kinh tế, đồng thời góp phần bảo vệ môi trường.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Ngành dệt nhuộm là một trong những ngành công nghiệp phát triển mạnh mẽ tại Việt Nam, đóng góp lớn vào kim ngạch xuất khẩu và giải quyết việc làm cho hàng triệu lao động. Tuy nhiên, quá trình sản xuất dệt nhuộm tiêu tốn lượng nước rất lớn, trung bình từ 50 đến 300 m³ nước cho mỗi tấn sản phẩm, đồng thời phát sinh lượng nước thải có tính chất phức tạp và độc hại cao. Nước thải dệt nhuộm chứa nhiều hợp chất hữu cơ khó phân hủy, các ion kim loại nặng, chất màu và các hóa chất phụ trợ như thuốc nhuộm hoạt tính, axit, kiềm, chất trợ keo tụ, gây ô nhiễm nghiêm trọng nguồn nước tiếp nhận. Theo quan trắc tại Công ty dệt nhuộm Xuân Hương, nước thải có nồng độ BOD lên đến 860 mg/l, COD 1430 mg/l và độ màu vượt quá tiêu chuẩn QCVN 13-MT:2015/BTNMT, gây ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường và sức khỏe cộng đồng.

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là ứng dụng phương pháp oxy hóa nâng cao Fenton để nâng cao hiệu quả xử lý nước thải dệt nhuộm, giảm thiểu các chỉ tiêu ô nhiễm như COD, BOD, độ màu, đồng thời đánh giá hiệu quả kinh tế và môi trường của hệ thống xử lý được thiết kế dựa trên kết quả thực nghiệm. Nghiên cứu tập trung vào nước thải phát sinh tại Công ty dệt nhuộm Xuân Hương, với phạm vi thời gian nghiên cứu trong năm 2016. Ý nghĩa của đề tài nằm ở việc cung cấp giải pháp công nghệ xử lý nước thải hiệu quả, thân thiện môi trường, góp phần nâng cao chất lượng nguồn nước và phát triển bền vững ngành dệt nhuộm tại Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên hai khung lý thuyết chính: lý thuyết về quá trình oxy hóa nâng cao (Advanced Oxidation Processes - AOPs) và cơ sở lý thuyết của quá trình Fenton. Quá trình oxy hóa nâng cao sử dụng gốc hydroxyl (*OH) có tính oxy hóa mạnh, có khả năng phân hủy triệt để các hợp chất hữu cơ khó phân hủy sinh học, bao gồm thuốc nhuộm, hợp chất vòng thơm, và các chất độc hại khác trong nước thải dệt nhuộm.

Phương pháp Fenton là một dạng AOPs, sử dụng sự kết hợp giữa hydrogen peroxide (H₂O₂) và ion sắt (Fe²⁺) làm xúc tác để tạo ra gốc *OH. Quá trình này hiệu quả nhất ở pH khoảng 3-4 và có thể được cải tiến bằng các biến thể như Fenton điện hóa, Fenton dị thể để mở rộng phạm vi pH và giảm lượng sắt tồn dư trong nước thải. Ba khái niệm chính được áp dụng gồm: phản ứng tạo gốc hydroxyl, cơ chế oxy hóa các hợp chất hữu cơ, và quá trình keo tụ kết hợp lắng để loại bỏ các chất ô nhiễm.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính được thu thập từ mẫu nước thải thực tế tại Công ty dệt nhuộm Xuân Hương, với lưu lượng khoảng 500 m³/ngày. Cỡ mẫu nghiên cứu gồm các mẫu nước thải lấy từ các công đoạn sản xuất khác nhau, đặc biệt là nước thải sau công đoạn nhuộm và tẩy. Phương pháp chọn mẫu theo phương pháp ngẫu nhiên có kiểm soát nhằm đảm bảo tính đại diện cho toàn bộ hệ thống xử lý.

Phân tích số liệu được thực hiện bằng các phương pháp hóa lý tiêu chuẩn như đo COD, BOD, độ màu, pH, tổng chất rắn lơ lửng (TSS). Thí nghiệm xử lý nước thải bằng phương pháp Fenton được tiến hành trong phòng thí nghiệm với các biến số như pH, tỷ lệ Fe²⁺/H₂O₂, nồng độ chất xúc tác, thời gian phản ứng được khảo sát để xác định điều kiện tối ưu. Timeline nghiên cứu kéo dài trong 12 tháng, bao gồm giai đoạn thu thập mẫu, thí nghiệm, phân tích dữ liệu và thiết kế hệ thống xử lý.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hiệu quả xử lý COD và BOD: Phương pháp Fenton đạt hiệu quả xử lý COD lên đến 85% và BOD giảm khoảng 80% so với mẫu đầu vào có COD trung bình 1430 mg/l và BOD 860 mg/l. Điều kiện tối ưu là pH 3, tỷ lệ Fe²⁺/H₂O₂ là 1:3 và thời gian phản ứng 60 phút.

2. Giảm độ màu: Độ màu của nước thải giảm từ mức 1000 Pt-Co xuống dưới 150 Pt-Co, tương đương giảm hơn 85%, giúp nước thải đạt tiêu chuẩn về màu sắc theo QCVN 13-MT.

3. Ảnh hưởng của pH và tỷ lệ Fe²⁺/H₂O₂: pH ảnh hưởng lớn đến hiệu quả xử lý, với pH 3 là điểm tối ưu. Tỷ lệ Fe²⁺/H₂O₂ quá thấp hoặc quá cao đều làm giảm hiệu quả do phản ứng phụ hoặc tạo bùn nhiều. Tỷ lệ 1:3 được xác định là phù hợp nhất.

4. So sánh với phương pháp truyền thống: So với công nghệ sinh học hiện tại tại công ty, phương pháp Fenton cải thiện hiệu quả xử lý COD và độ màu từ 60-70% lên trên 80%, đồng thời rút ngắn thời gian xử lý và giảm lượng bùn thải.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân hiệu quả cao của phương pháp Fenton là do khả năng tạo gốc hydroxyl mạnh, phân hủy triệt để các hợp chất hữu cơ phức tạp trong nước thải dệt nhuộm. Kết quả phù hợp với các nghiên cứu quốc tế về ứng dụng Fenton trong xử lý nước thải công nghiệp có thành phần hữu cơ khó phân hủy. Biểu đồ thể hiện mối quan hệ giữa pH và hiệu quả xử lý COD cho thấy đỉnh hiệu quả tại pH 3, giảm dần khi pH tăng hoặc giảm, minh chứng cho vai trò quan trọng của điều chỉnh pH trong quá trình.

So với các phương pháp xử lý sinh học truyền thống, Fenton giúp xử lý nhanh hơn và hiệu quả hơn với các hợp chất khó phân hủy, đồng thời giảm thiểu ô nhiễm thứ phát. Tuy nhiên, cần lưu ý việc xử lý bùn thải và kiểm soát lượng sắt tồn dư sau xử lý để tránh ảnh hưởng môi trường. Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy tiềm năng ứng dụng rộng rãi của Fenton trong ngành dệt nhuộm Việt Nam, đặc biệt tại các khu công nghiệp có quy mô vừa và lớn.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng công nghệ Fenton trong xử lý nước thải dệt nhuộm: Khuyến nghị các nhà máy dệt nhuộm, đặc biệt là các cơ sở có nước thải có nồng độ COD và độ màu cao, áp dụng phương pháp Fenton để nâng cao hiệu quả xử lý. Thời gian triển khai dự kiến 6-12 tháng cho giai đoạn thử nghiệm và vận hành.

2. Điều chỉnh pH và tỷ lệ hóa chất: Đề xuất duy trì pH trong khoảng 3-4 và tỷ lệ Fe²⁺/H₂O₂ khoảng 1:3 để tối ưu hóa hiệu quả xử lý, giảm thiểu chi phí hóa chất và lượng bùn phát sinh. Chủ thể thực hiện là bộ phận kỹ thuật vận hành hệ thống xử lý nước thải.

3. Thiết kế hệ thống xử lý kết hợp: Kết hợp phương pháp Fenton với xử lý sinh học để xử lý triệt để các hợp chất hữu cơ còn lại, đảm bảo nước thải đầu ra đạt tiêu chuẩn môi trường. Thời gian thiết kế và lắp đặt khoảng 12 tháng.

4. Quản lý và xử lý bùn thải: Xây dựng quy trình thu gom, xử lý và tái sử dụng hoặc tiêu hủy bùn thải phát sinh từ quá trình Fenton nhằm giảm thiểu tác động môi trường. Chủ thể thực hiện là phòng môi trường và quản lý chất thải của nhà máy.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà quản lý và kỹ sư môi trường tại các nhà máy dệt nhuộm: Giúp hiểu rõ về công nghệ xử lý nước thải tiên tiến, từ đó áp dụng cải tiến hệ thống xử lý hiện có nhằm nâng cao hiệu quả và tuân thủ quy chuẩn môi trường.

2. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành kỹ thuật môi trường: Cung cấp cơ sở lý thuyết và thực nghiệm về quá trình Fenton, làm tài liệu tham khảo cho các đề tài nghiên cứu liên quan đến xử lý nước thải công nghiệp.

3. Cơ quan quản lý nhà nước về môi trường: Hỗ trợ trong việc xây dựng chính sách, quy chuẩn kỹ thuật và hướng dẫn áp dụng công nghệ xử lý nước thải phù hợp với điều kiện thực tế của ngành dệt nhuộm Việt Nam.

4. Các nhà đầu tư và doanh nghiệp trong lĩnh vực xử lý nước thải: Giúp đánh giá hiệu quả kinh tế và môi trường của công nghệ Fenton, từ đó đưa ra quyết định đầu tư hợp lý cho các dự án xử lý nước thải công nghiệp.

Câu hỏi thường gặp

1. Phương pháp Fenton là gì và tại sao hiệu quả trong xử lý nước thải dệt nhuộm?
   Phương pháp Fenton là quá trình oxy hóa nâng cao sử dụng hydrogen peroxide và ion sắt để tạo ra gốc hydroxyl có tính oxy hóa mạnh, phân hủy triệt để các hợp chất hữu cơ khó phân hủy trong nước thải dệt nhuộm. Ví dụ, tại Công ty dệt nhuộm Xuân Hương, phương pháp này giảm COD đến 85%.

2. Điều kiện tối ưu để áp dụng phương pháp Fenton là gì?
   Điều kiện tối ưu là pH khoảng 3, tỷ lệ Fe²⁺/H₂O₂ là 1:3 và thời gian phản ứng khoảng 60 phút. Những điều kiện này giúp tạo gốc hydroxyl hiệu quả nhất, giảm lượng bùn thải và chi phí hóa chất.

3. Phương pháp Fenton có thể áp dụng cho các loại nước thải khác không?
   Có, Fenton được áp dụng rộng rãi trong xử lý nước thải công nghiệp chứa hợp chất hữu cơ khó phân hủy như dược phẩm, hóa chất, thực phẩm. Tuy nhiên, cần điều chỉnh điều kiện phản ứng phù hợp với từng loại nước thải.

4. Nhược điểm của phương pháp Fenton là gì?
   Nhược điểm chính là yêu cầu điều chỉnh pH thấp, phát sinh bùn chứa sắt cần xử lý, và chi phí hóa chất tương đối cao. Các dạng Fenton cải tiến như Fenton điện hóa giúp khắc phục một số hạn chế này.

5. Làm thế nào để xử lý bùn thải phát sinh từ quá trình Fenton?
   Bùn thải có thể được thu gom, ép khô và xử lý bằng phương pháp chôn lấp hoặc tái sử dụng trong sản xuất vật liệu xây dựng. Việc quản lý bùn thải đúng cách giúp giảm thiểu tác động môi trường và chi phí vận hành.

Kết luận

• Phương pháp Fenton nâng cao hiệu quả xử lý nước thải dệt nhuộm với khả năng giảm COD đến 85% và độ màu trên 85%, vượt trội so với công nghệ sinh học truyền thống.
• Điều kiện pH 3 và tỷ lệ Fe²⁺/H₂O₂ 1:3 được xác định là tối ưu cho quá trình xử lý.
• Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học để thiết kế hệ thống xử lý nước thải kết hợp Fenton và sinh học tại các nhà máy dệt nhuộm.
• Cần xây dựng quy trình quản lý bùn thải và kiểm soát lượng sắt tồn dư để đảm bảo thân thiện môi trường.
• Khuyến nghị triển khai thử nghiệm và áp dụng công nghệ Fenton trong thực tế tại các cơ sở dệt nhuộm trong vòng 6-12 tháng nhằm nâng cao hiệu quả xử lý và bảo vệ môi trường.

Hãy bắt đầu áp dụng công nghệ Fenton để cải thiện chất lượng nước thải dệt nhuộm và góp phần phát triển bền vững ngành công nghiệp này tại Việt Nam!

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIEN NÔNG THÔN TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI TẠ QUANG THỌ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP FENTON DE NÂNG CAO HIỆU QUA TRONG XỬ LÝ NƯỚC THAI DET NHUỘM LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NOI - 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRUO TA QUANG THỌ NGHIÊN CỨU UNG DUNG PHƯƠNG PHAP FENTON DE NÂNG CAO HIỆU QUA TRONG XU LÝ NƯỚC THAI DET NHUQM “Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ sở hạ ting Mã số 6088 0310 LUẬN VĂN THẠC SĨ "Người hướng dẫn khoa học: PGS-TS DOAN THU HA HÀ NỘI - 2016 LỜI CÁM ƠN Trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu luận văn này, tác giả đã nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ qúy báu của các Thầy, Cô và các bạn. Với lòng kính trong và biết ơn sâu sắc, tác giả xin được bay tỏ lòng cảm ơn chân thành nhất tới Ban giám hiệu, Phòng đảo tạo đại học và sau đại học, Khoa Kỹ thuật tài nguyên nước - Trường Đại học Thúy lợi đã tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ tác giả trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn. Đặc biệt tác giả xin trân trọng cảm ơn cô giáo hướng, n~ PGS. Đoàn ‘Thu Hà đã hết lòng giúp đỡ, ủng hộ và hướng dẫn cho tác giả trong suốt quá trình nghiên cứu để hoàn thảnh luận văn tốt nghiệp.

Xin chân thành cảm ơn cá hay, Cô trong hội đồng chắt luận văn đã cho tác giả những đóng góp qui báu để hoàn chỉnh luận văn này. Do hạn chế về thời gian vả khả năng hiểu biết, luận văn của tác giả khó. tránh khỏi những thiểu sót, tác giả mong nhận được sự chỉ bảo của các TI siáo, Cô giáo, các bạn học viên dé cóthé hoàn thiện hơn giá trị luận văn này. Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội ngày thing nim 2016 Tác giả ‘Ta Quang Thọ BAN CAM KET “Tên tác giả: Tạ Quang Tho Mã số học viên: 1482580210008 Học viên cao học: 22CTN21 “Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ sở hạ ting Khóa học: 22 đợt 2 Tôi xin cam đoan luận văn nay hoàn toàn do tôi thực hic , đưới sự hướng dẫn của PGS.

Đoàn Thu Hà. Các số liệu có nguồn gốc rõ rằng tuân thủ theo đúng quy định. Kết quả nêu trong luận văn chưa từng được ai công bố trong bắt kỳ công trình nào. Hà Nội, ngày — tháng nam 2016 "Tác giả Ta Quang Tho MỤC LỤC PHAN MO BAU.

Tinh cấp thiết của đi 2. Mục tiêu nghiên cứu 2 3. Phương pháp nghiên cứu của đề tải. Kết quả dự kiến đạt được.

TONG QUAN VE NGÀNH DET NHUỘM VÀ QUY TRINH CONG NGHE SAN XUAT CUA CONG TY DET NHUQM XUAN HƯƠNG.1, TONG QUAN VE NGÀNH DET NHUỘM - «n4 1. Các quá trình cơ bản trong công nghệ đột nhuộm 4 1. Các loại thuốc nhuộm thường dùng trong ngảnh dệt nhuộm. Nhu cầu về nước và nước thai trong xí nghiệp dệt nhudm .14, Các chất gây 6 nhiễm chính trong nước thải đột nhuộm " 1.

Ảnh hưởng của các chất gây 6 nhiễm trong nước thải ngành dét nhuộm đến nguồn tiếp nhận .2,QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SAN XUẤT CUA CÔNG TY DET NHUỘM XUAN HƯƠNG 14 1. Quy trình sản xuất "- 1⁄22, Hiện trang môi trường tại công ty. Kết qua quan trắc chất lượng nược thải của hệ thống xử lý nước thải hiện hành 20 1. MỘT SỐ SƠ ĐÔ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THAI DET NHUỘM 21 1.

Qui trình công nghệ tổng quát xử lý nước thải đệt nhuộm. Các phương pháp xử lý nước thải đệt nhuộm đang được áp dụng.3, Phương án xử lý nước thải dệt nhuộm trong nước và trên thé giới.29 CHƯƠNG 2: CÁC QUÁ TRÌNH OXY HÓA NÂNG CAO, CƠ SỞ LÝ THUYÉT CUA QUÁ TRÌNH FENTON VÀ NGHIÊN CỨU KET QUA 'THỰC NGHIỆM.1 CÁC QUÁ TRINH OXY HÓA NÂNG CAO.3 Tình hình nghiên cứu và áp dụng các quá trình oxy hóa nâng cao hiện nay 36 2.2 CƠ SỞ LY THUYET CUA QUA TRINH FENTON .1 Quá trình Fenton đồng thể.--5-s5sss<sscse-ce ST 2.2 Quá trình Fenton dj thé oA 223. Các quá trình Fenton cải tiến 4 2.3 NHỮNG NHÂN TO ANH HƯỚNG ĐỀN QUÁ TRINH FENTON .1 Ảnh hưởng của độ pH: 47 2.2 Ảnh hưởng của ti lệ Fe2+/H202 va loại ion Fe (Fe2+ hay Fe3+). Ảnh hưởng của các anion vô 60% : : 49 23.

Ứng dụng phương pháp Fenton trong xử lý nước thải 50 2.4 KET QUA CAC THÍ NGHIEM ĐÃ NGHIÊN CUU 52 2.1 Xác định các thông số đầu vào ban đầu. Khảo sit sơ bộ ảnh hưởng của pH 5 243. Khảo sắt gid tr pH tối ưu 5s 2. Khảo sắt sơ bộ ảnh hưởng của lượng Fe** đến quá trình Fenton 56 2.5 Khảo sát lượng Fe” tối ưu cho quá trình Fenton.6 Khảo sit lượng H;O; sơ bộ cho quả trình Fenton 24.7 Khảo sit lượng H,O; tối ưu cho quá trinh Fenton.8 Khảo sắt ảnh hưởng của xúc tác dị thé MnSO,.9 Khảo sắt ảnh hưởng xúc tác đồng thể axit oxalic 68 2.10 Khảo sắt hiệu qua xử lý của quá trình Fenton 6“ CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KE VÀ KHÁI TOÁN KINH PHÍ HỆ THONG XỬ LÝ NƯỚC THÁI NHÀ MAY DET NHUỘM .1, CƠ SỞ LỰA CHỌN CÔNG NGHE 66 3.

Việc lựa chọn sơ đỗ công nghệ dựa vào các yếu tổ cơ bản sau.2, Các chỉ ti kinh tế kỹ thuật khác. Các phương án được đề xuất v6 3. TÍNH TOÁN CÁC CÔNG TRINH DON VỊ TO 3.1, Xác định mức độ cần thiết xử lý chất thải 70 3. Hồ thu gom 72 3/24.

Bê Oxi hóa Fenton sou 3. Bế trùng gian. Bê nén bùn (kiểu đứng) 87 3. Bễ khử trùng : : 90 3.

TÍNH TOÁN HÓA CHAT SU DUN 93 3.1, Bễ chứa dung dịch axit H;SO, và bơm châm H;SO, (cho vào bể điều hòa) 93 3. Chất trợ lắng polymer dang bột sử dụng ở bẻ điều hòa. Khái toán chỉ phí của hệ thống. Khái toán chi phí xây dựng 3.42, Khái toán chỉ phí quản lý.

Đánh giá hiệu quả môi trường của hệ thống. KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ Kết luận: Kiến nghị: TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC HÌNH VE Hình 1.1 Sơ đồtổng quát quy trình đệt nhuộm 7 Hình 1.2 Giản đỗ nhuộm Cellulose bằng thuốc nhuộm hoạt tính.3: So dé quy trình nhuộm tại công ty 18 Hình 1.4: Sơ dé qui trình công nghệ tổng quát xử lý nước thải nhuộm vai .5: Sơ dé hệ thống xử lý nước thải theo quá trình tăng trưởng lơ lửng .6: Sơ đồ ệ thống xứ lý nước thải theo quá trình vi sinh đính bám.1: Quá trình Fenton điện hóa Hi 2.2: Ảnh hưởng của pH đến sự phân huỷ benzen trong hệ thống Fenton .3: Ảnh hưởng của nỗng độ HA ban dau đến sự phân huỷ benzen trong hệ thống Fenton cải tiến tại pH = 5 ¬.4: Ảnh hưởng của pH đến sự phân huỷ benzen trong hệ thống Fenton .5: Phương trình đường chuẩn độ màu 53 Hình 2.6 Đồ thi in mối tương quan giữa quả xử lý COD và pH.7: Đồ thị thể hiện mỗi tương quan giữa hiệu quả xử lý COD, độ màu và pH Hình 2.8: Đồ thị thể hiện mối tương quan giữa hiệu quả xử lý COD, độ màu và lượng phén .9 Đồ thị thé hiện mỗi tương quan giữa hiệu quả xử lý COD, độ mau và lượng phèn 59 Hình 2.10 Đồ thị thể hiện mối tương quan giữa hiệu quả xử lý độ màu, COD va lượng Hydroperoxit sử dụng 60 Hình 2.11: Đề thị thé hiện mối liên hệ giữa hiệu quả xử lý và lượng H;O; TOL UU.12: Đồ thị thể hiện mỗi tương quan giữa hiệu quả xử lý COD, độ màu va lượng xúc tác MnSO, sir dung “ DANH MỤC BANG BIEU Bang] 1: Pham vi sử dung các loại thuốc nhuộm trong công nghiệp dệt. 8 Bang] 2: Các chất gây ô nhiễm và đặc tính nước thai ngành dột - nhuộm.3: Đặc tính nước thai của một số xí nghiệp Dét nhuộm ở Việt Nam.4: Nông độ của một số chất ô nhiễm trong nước thải Dệt nhuộm.5: Tinh chất nước thải của các nhà máy Dệt nhuộm ở TP. Hé Chí Minh.6: Tinh chất nước thai của các nhà máy Dệt nhuộm ở Hà Nội .7: Mô tả quy trình công nghệ nhuộm vải.8: Thành phần nước thải Công ty dét nhuộm Xuân Hương, 20 Bang 1.9: Thành phần tính chất nước thải nhuộm.1 Thể oxy hóa của một số tác nhân oxy hóa thưởng gặp.2 Phân loại các quả trình oxy hóa nâng cao.3 Những hợp chit hữu cơ bị oxy hoá bởi gốc *OH đã nghiên cứu.4: Bảng so sánh thông số nước thải đầu vào.5, Hiệu qua xử lý của phương pháp Fenton 64 Bảng 3.1 Các thông số nước thải đầu vào công ty dét nhuộm Xuân Huong .2: Kết quả tính toán lưới chắn rác 72 Bảng 3.3: Kết qua tính toán bé thu gom 73 Bảng 3.4: Kết quả tính toán bề điều hòa Bang 3.5: Thông số thiết kế bể oxi hóa Fenton.6: Thông số thiết kế bể trung gian Bang 3.7: Thông số thiết kế bé lắng Bảng 3.8: Thông số thiết kế bé khử tring 90 Bảng 4.1: Khái toán chỉ phí cá công trình phải xây dựng 94 ĐANH MỤC CHỮ VIET TAT Biological Oxygen Demand Bộ Tai nguyên và Môi trường cop ‘Chemical Oxygen Demand DO Dissolved oxygen HA Axit Humic QCVN ‘Quy chuân Việt Nam TCVN “Tiêu chuân Việt Nam TSS Total Suspended Solid SBR Requencing Batch Reactor PHAN MỞ DAU 1.

Tính cấp thiết của đề tài Trong những năm gin đây phát triển kinh tế gắn với bảo vệ môi trường là chủ 48 tập trung sự quan tâm của nhiều nước trên thé giới. Một trong những vấn để đặt ra cho các nước đang phát triển trong đó có Việt Nam là cải thiện môi trường ô nhiễm do các chất độc hại do nền công nghiệp tạo ra. Điển hình như các ngành công nghiệp cao su, hóa chat, công nghiệp thực phẩm, thuốc bảo vệ thực vật, y được, luyện kim, xi mạ, giấy. đặc biệt là ngành dệt nhuộm dang phat triển mạnh mẽ và chiếm kim ngạch xuất khẩu lớn của Việt Nam.

Ngành đột nhuộm đã phát triển từ rất lâu trên thể giới nhưng nó chỉ mới hình thành va phát triển hơn 100 năm nay ở nước ta. Ngành dệt nhuộm thu hút nhiều lao động góp phan giải quyết việc làm và phi hợp với những nước đang phát triển không có nén công nghiệp nặng phát triển mạnh như nước ta. Hầu hết các nhà máy, xí nghiệp dét nhuộm ở nước ta đã có hệ thống xử lý nước thải tuy nhiên nước thải đầu ra chưa đạt QCVN 13-MT: 2015/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp dệt may. Trong quá trình sản xuất ngành đệt nhuộm sử dụng một lượng nước rất lớn ‘va nguồn phát sinh ra nước thải ở nhiều công đoạn khác nhau, thay đồi theo từng.

loại sản phẩm.