Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu quá trình xử lý nước thải chứa thuốc nhuộm bằng phương pháp Fenton

Tài liệu Xử lý nước thải chứa thuốc nhuộm bằng phương pháp fenton tổng hợp lý thuyết và thực hành, phục vụ học tập ngành hiện nay

• Tác giả: Nguyễn Thị Cảnh
• Trường học: Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Công Nghệ Hóa Học
• Đề tài: Nghiên Cứu Xử Lý Nước Thải Chứa Thuốc Nhuộm Bằng Phương Pháp Fenton
• Loại tài liệu: luận văn
• Năm xuất bản: 2009
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Giới thiệu chung về công nghệ trong ngành dệt nhuộm
• 1.2. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước thải
• 1.2.1. Các thông số vật lý quan trọng
• 1.2.2. Các thông số hóa nhiễm học
• 1.2.3. Hàm lượng oxy hòa tan - DO (Dissolved oxygen)
• 1.2.4. Nhu cầu oxy hóa học - COD (Chemical oxygen demand)
• 1.2.5. Nhu cầu oxy sinh học - BOD (Biochemical oxygen demand)
• 1.3. Sơ lược các phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm
• 1.3.1. Các phương pháp ngăn ngừa, giảm thiểu
• 1.3.2. Phương pháp cơ học
• 1.3.3. Phương pháp hóa lý
• 1.3.4. Phương pháp sinh học
• 1.3.5. Phương pháp hóa học
• 1.3.6. Chăn công nghệ xử lý
• 1.3.7. Quy trình công nghệ
• 1.3.8. Phương pháp hóa học Oxy hóa Fenton
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA QUY HOẠCH HÓA THỰC NGHIỆM
• 2.1. Giới thiệu chung
• 2.2. Xác định cấu trúc của hệ
• 2.3. Xác định các thông số của mô hình thống kê
• 2.4. Cơ sở chọn tâm thử nghiệm
• 2.5. Kiểm tra tính có nghĩa của hệ số hồi quy
• 2.6. Kiểm tra tính tương hợp của mô hình thống kê
• 2.7. Phương pháp quy hoạch hóa tuyến tính bậc 1 và bậc 2
• 2.7.1. Quy hoạch tuyến tính bậc 1
• 2.7.2. Quy hoạch tuyến tính bậc một hai mục tiêu riêng phần
• 2.7.3. Quy hoạch thực nghiệm bậc 2
• 3. CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM
• 3.1. Đối tượng nghiên cứu
• 3.2. Mục đích nghiên cứu
• 3.3. Quy trình thực nghiệm
• 3.4. Các phương pháp phân tích sử dụng trong nghiên cứu
• 3.4.1. Dòng cơ và hóa chất
• 3.4.2. Phân tích định tính
• 3.4.3. Phân tích định lượng
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Sự ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ
• 4.2. Khảo sát sự ảnh hưởng của nồng độ Fe 2+
• 4.3. Khảo sát sự ảnh hưởng của nồng độ H2O2
• 4.4. Khảo sát sự ảnh hưởng của pH
• 4.5. Khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian
• 4.6. Quy hoạch thực nghiệm bậc 1 nghiên cứu ảnh hưởng đồng thời các yếu tố
• 4.7. Quy hoạch thực nghiệm bậc 2 nghiên cứu ảnh hưởng đồng thời các yếu tố
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu chung về công nghệ xử lý nước thải

Ngành dệt nhuộm là một trong những ngành công nghiệp mang lại lợi nhuận kinh tế cao, nhưng cũng gây ra nhiều vấn đề về ô nhiễm môi trường, đặc biệt là ô nhiễm nước. Nước thải từ ngành dệt nhuộm thường chứa nhiều loại thuốc nhuộm và hóa chất độc hại, có thể gây hại cho sức khỏe con người và hệ sinh thái. Việc xử lý nước thải chứa thuốc nhuộm là một yêu cầu cấp thiết nhằm bảo vệ môi trường và đảm bảo an toàn cho cộng đồng. Phương pháp Fenton là một trong những công nghệ tiên tiến được áp dụng để xử lý nước thải, đặc biệt là nước thải công nghiệp chứa thuốc nhuộm. Phương pháp này sử dụng phản ứng oxy hóa để phân hủy các hợp chất hữu cơ phức tạp trong nước thải, giúp giảm thiểu ô nhiễm và tái sử dụng nước. Theo nghiên cứu, việc áp dụng phương pháp Fenton có thể đạt hiệu quả cao trong việc xử lý nước thải, giảm thiểu nồng độ chất thải nguy hại và cải thiện chất lượng nước.

II. Tình hình nước thải tại nhà máy dệt nhuộm

Tại nhà máy dệt nhuộm, nước thải chủ yếu phát sinh từ quá trình nhuộm và hoàn tất sản phẩm. Nước thải này thường chứa nhiều loại thuốc nhuộm khác nhau, đặc biệt là các loại thuốc nhuộm azo. Các loại thuốc nhuộm này có tính bền vững cao, khó phân hủy sinh học, và có thể gây ô nhiễm nghiêm trọng cho nguồn nước. Theo thống kê, lượng nước thải phát sinh từ nhà máy dệt nhuộm có thể lên đến hàng trăm mét khối mỗi ngày, trong đó phần lớn là nước thải chứa thuốc nhuộm. Việc xử lý nước thải này không chỉ giúp bảo vệ môi trường mà còn đáp ứng các tiêu chuẩn về chất lượng nước thải trước khi thải ra môi trường. Do đó, việc áp dụng các công nghệ xử lý hiệu quả như phương pháp Fenton là rất cần thiết.

III. Phương pháp Fenton trong xử lý nước thải

Phương pháp Fenton là một trong những công nghệ xử lý nước thải tiên tiến, sử dụng phản ứng giữa hydrogen peroxide (H2O2) và ion sắt (Fe2+) để tạo ra các gốc hydroxyl (•OH) mạnh mẽ. Các gốc này có khả năng oxy hóa cao, giúp phân hủy các hợp chất hữu cơ phức tạp trong nước thải, bao gồm cả thuốc nhuộm. Quá trình này diễn ra trong môi trường axit, với pH tối ưu thường nằm trong khoảng 3-5. Nghiên cứu cho thấy, việc điều chỉnh nồng độ Fe2+ và H2O2 có thể ảnh hưởng lớn đến hiệu quả xử lý nước thải. Các yếu tố như thời gian phản ứng, nhiệt độ và pH cũng cần được kiểm soát chặt chẽ để đạt được hiệu quả tối ưu. Phương pháp Fenton không chỉ giúp giảm thiểu nồng độ chất thải nguy hại mà còn cải thiện đáng kể chất lượng nước thải sau xử lý.

IV. Kết quả và thảo luận

Kết quả nghiên cứu cho thấy, phương pháp Fenton có thể đạt hiệu quả xử lý cao đối với nước thải chứa thuốc nhuộm. Các thí nghiệm cho thấy, nồng độ COD (Chemical Oxygen Demand) giảm đáng kể sau khi áp dụng phương pháp này. Cụ thể, nồng độ COD có thể giảm từ 500 mg/L xuống dưới 100 mg/L chỉ sau 2 giờ xử lý. Điều này chứng tỏ rằng phương pháp Fenton không chỉ hiệu quả trong việc xử lý nước thải mà còn có thể được áp dụng rộng rãi trong các nhà máy dệt nhuộm. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng việc sử dụng hóa chất trong quá trình xử lý cũng cần được kiểm soát để tránh gây ra ô nhiễm thứ cấp. Do đó, việc nghiên cứu và phát triển các phương pháp xử lý nước thải an toàn và hiệu quả là rất cần thiết trong bối cảnh hiện nay.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Ngành công nghiệp dệt nhuộm tại Việt Nam phát triển nhanh chóng với hơn 1000 doanh nghiệp, trong đó có khoảng 28% doanh nghiệp nhà nước, 42% doanh nghiệp có vốn đầu tư nước ngoài và 30% doanh nghiệp liên doanh, thu hút trên 2 triệu lao động. Kim ngạch xuất khẩu sản phẩm nhuộm sang thị trường EU trong 6 tháng đầu năm 2004 đạt 360 triệu USD, chiếm 18% tổng kim ngạch xuất khẩu, tăng 50% so với cùng kỳ năm trước. Tuy nhiên, ngành này đang đối mặt với thách thức lớn về ô nhiễm môi trường, đặc biệt là ô nhiễm nguồn nước do nước thải chứa thuốc nhuộm và hóa chất độc hại chưa được xử lý triệt để.

Nước thải dệt nhuộm có thành phần phức tạp, chứa các loại thuốc nhuộm azo, thuốc nhuộm phân tán, thuốc nhuộm cation và nhiều hóa chất phụ trợ như axit, kiềm, muối, kim loại nặng. Trung bình mỗi tấn sản phẩm dệt nhuộm tạo ra từ 40 đến 300 m3 nước thải, trong đó chỉ khoảng 10% được xử lý trước khi thải ra môi trường. Các chỉ tiêu ô nhiễm như COD, BOD, độ màu, độ đục đều vượt mức quy chuẩn cho phép, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ sinh thái và sức khỏe con người.

Mục tiêu nghiên cứu là khảo sát và ứng dụng phương pháp Fenton trong xử lý nước thải chứa thuốc nhuộm tại Công ty Dệt Len Mùa Đông, nhằm giảm thiểu các chỉ tiêu ô nhiễm như COD, độ màu, BOD, đồng thời đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố như pH, nồng độ Fe2+, H2O2 và thời gian phản ứng đến hiệu quả xử lý. Nghiên cứu được thực hiện trong điều kiện thực tế tại nhà máy với lưu lượng nước thải khoảng 30 m3/ngày đêm, tập trung vào nước thải phân xưởng nhuộm chứa chủ yếu thuốc nhuộm azo và cation.

Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả xử lý nước thải dệt nhuộm, góp phần bảo vệ môi trường, đáp ứng tiêu chuẩn ISO 14000 và nâng cao năng lực cạnh tranh của ngành dệt nhuộm Việt Nam trên thị trường quốc tế.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

• Phương pháp Fenton: Là quá trình oxy hóa mạnh dựa trên phản ứng giữa H2O2 và Fe2+ tạo ra gốc hydroxyl (OH·) có khả năng phân hủy triệt để các hợp chất hữu cơ khó phân hủy trong nước thải, đặc biệt là thuốc nhuộm azo. Phản ứng chính:
  $$ \mathrm{Fe^{2+} + H_2O_2 \rightarrow Fe^{3+} + OH^- + \cdot OH} $$

• Chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước thải:

  • COD (Chemical Oxygen Demand): lượng oxy cần thiết để oxy hóa hoàn toàn các chất hữu cơ trong nước thải.
  • BOD (Biochemical Oxygen Demand): lượng oxy cần thiết cho quá trình phân hủy sinh học các chất hữu cơ trong 5 ngày ở 20°C.
  • DO (Dissolved Oxygen): hàm lượng oxy hòa tan trong nước, chỉ tiêu quan trọng cho sự sống của sinh vật thủy sinh.
  • Độ màu và độ đục: biểu hiện mức độ ô nhiễm do thuốc nhuộm và các chất rắn lơ lửng.

• Mô hình quy hoạch thực nghiệm:

  • Quy hoạch tuyến tính bậc 1 và bậc 2 để xác định ảnh hưởng độc lập và tương tác của các yếu tố đầu vào (pH, nồng độ Fe2+, H2O2, thời gian phản ứng) đến hiệu quả xử lý COD và độ màu.
  • Kiểm tra tính phù hợp của mô hình bằng phân tích hồi quy và kiểm định ý nghĩa thống kê.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu:

  • Nước thải lấy mẫu trực tiếp tại nhà máy Dệt Len Mùa Đông, lưu lượng khoảng 30 m3/ngày đêm, chủ yếu từ phân xưởng nhuộm chứa thuốc nhuộm azo và cation.
  • Phân tích thành phần nước thải theo tiêu chuẩn TCVN 5945-1995 và các phương pháp chuẩn của APHA.

• Phương pháp phân tích:

  • Đo COD bằng phương pháp bicromat.
  • Đo BOD5 theo phương pháp chuẩn.
  • Đo DO bằng phương pháp Winkler.
  • Đo độ màu theo chuẩn Pt-Co.
  • Phân tích kim loại nặng (Fe, Cu, Cr, Pb, Cd) bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử.
  • Thực nghiệm xử lý nước thải bằng phương pháp Fenton trong thiết bị phản ứng khuấy trộn, điều chỉnh pH, nồng độ Fe2+, H2O2 và thời gian phản ứng theo kế hoạch thực nghiệm.

• Timeline nghiên cứu:

  • Giai đoạn khảo sát hiện trạng và lấy mẫu: 1 tháng.
  • Giai đoạn thực nghiệm xử lý nước thải trong phòng thí nghiệm và pilot: 3 tháng.
  • Giai đoạn phân tích dữ liệu, xây dựng mô hình và báo cáo kết quả: 2 tháng.

• Cỡ mẫu và chọn mẫu:

  • Lấy mẫu nước thải định kỳ trong 1 tháng, mỗi lần lấy 3 mẫu đại diện cho các thời điểm khác nhau trong ngày để đảm bảo tính đại diện.
  • Chọn mẫu theo phương pháp ngẫu nhiên có kiểm soát nhằm phản ánh đúng đặc điểm nước thải thực tế.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Ảnh hưởng của pH đến hiệu quả xử lý:

   • pH tối ưu cho phản ứng Fenton là trong khoảng 3 đến 4.
   • Ở pH này, hiệu suất giảm COD đạt khoảng 85-90%, độ màu giảm trên 80%.
   • Khi pH tăng lên trên 5, hiệu quả giảm mạnh, chỉ còn khoảng 50-60% do sự tạo thành các phức chất Fe3+ không tan và giảm sinh gốc OH·.

2. Ảnh hưởng nồng độ Fe2+:

   • Nồng độ Fe2+ tối ưu là khoảng 0,5-1,0 mM.
   • Tăng nồng độ Fe2+ vượt quá mức này không làm tăng hiệu quả xử lý mà còn gây lãng phí hóa chất và tạo bùn sắt nhiều hơn.
   • Hiệu suất xử lý COD đạt 88% ở nồng độ Fe2+ 0,8 mM.

3. Ảnh hưởng nồng độ H2O2:

   • Tỷ lệ mol H2O2/Fe2+ khoảng 10:1 cho hiệu quả xử lý tốt nhất.
   • Nồng độ H2O2 quá cao gây phản ứng phân hủy H2O2 tạo ra oxy và nước, làm giảm gốc OH· tự do, giảm hiệu quả xử lý.
   • Ở nồng độ H2O2 30 mM, hiệu suất xử lý COD đạt 90%.

4. Ảnh hưởng thời gian phản ứng:

   • Thời gian phản ứng tối ưu là 60 phút.
   • Sau 60 phút, hiệu quả xử lý COD và độ màu không tăng đáng kể, cho thấy phản ứng gần như hoàn tất.
   • Hiệu suất xử lý COD đạt 92% sau 60 phút, độ màu giảm 85%.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy phương pháp Fenton có khả năng xử lý nước thải chứa thuốc nhuộm azo và cation hiệu quả, giảm đáng kể các chỉ tiêu ô nhiễm COD, BOD và độ màu. pH thấp tạo điều kiện thuận lợi cho sự sinh ra gốc hydroxyl mạnh, phù hợp với các nghiên cứu trước đây về xử lý nước thải dệt nhuộm. Nồng độ Fe2+ và H2O2 cần được điều chỉnh hợp lý để tối ưu hóa hiệu quả và tiết kiệm chi phí.

So sánh với các phương pháp xử lý khác như O3/UV hay H2O2/UV, phương pháp Fenton có ưu điểm là thiết bị đơn giản, chi phí thấp và hiệu quả cao trong điều kiện pH axit. Tuy nhiên, cần xử lý bùn sắt phát sinh và điều chỉnh pH sau xử lý để đảm bảo nước thải đạt tiêu chuẩn thải.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ thể hiện sự thay đổi % giảm COD và độ màu theo pH, nồng độ Fe2+, H2O2 và thời gian phản ứng, giúp trực quan hóa ảnh hưởng của từng yếu tố đến hiệu quả xử lý.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng quy trình xử lý Fenton tại nhà máy

   • Thực hiện điều chỉnh pH nước thải về khoảng 3,5 trước khi đưa vào bể phản ứng Fenton.
   • Định lượng Fe2+ khoảng 0,8 mM và H2O2 khoảng 30 mM theo tỷ lệ mol 10:1.
   • Thời gian phản ứng duy trì 60 phút để đạt hiệu quả xử lý tối ưu.
   • Chủ thể thực hiện: Bộ phận kỹ thuật môi trường nhà máy.
   • Thời gian triển khai: 3 tháng.

2. Xây dựng hệ thống thu hồi và xử lý bùn sắt

   • Lắp đặt bể lắng và hệ thống thu hồi bùn để xử lý triệt để bùn sắt phát sinh từ phản ứng Fenton.
   • Chủ thể thực hiện: Ban quản lý nhà máy phối hợp với đơn vị xử lý chất thải.
   • Thời gian: 6 tháng.

3. Đào tạo nhân viên vận hành và giám sát quy trình

   • Tổ chức các khóa đào tạo về vận hành thiết bị, kiểm soát pH, liều lượng hóa chất và an toàn lao động.
   • Chủ thể: Phòng nhân sự và kỹ thuật.
   • Thời gian: 1 tháng.

4. Theo dõi và đánh giá định kỳ chất lượng nước thải sau xử lý

   • Thiết lập hệ thống giám sát liên tục các chỉ tiêu COD, BOD, độ màu, pH và kim loại nặng.
   • Chủ thể: Phòng môi trường và phòng thí nghiệm.
   • Thời gian: Hàng tháng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà quản lý môi trường trong ngành dệt nhuộm

   • Lợi ích: Hiểu rõ về công nghệ xử lý nước thải hiệu quả, từ đó xây dựng chính sách và quy trình quản lý phù hợp.
   • Use case: Lập kế hoạch đầu tư hệ thống xử lý nước thải tại các nhà máy dệt nhuộm.

2. Kỹ sư môi trường và chuyên gia xử lý nước thải

   • Lợi ích: Nắm bắt kỹ thuật và các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý bằng phương pháp Fenton.
   • Use case: Thiết kế và vận hành hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm.

3. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành công nghệ môi trường

   • Lợi ích: Tham khảo cơ sở lý thuyết, phương pháp thực nghiệm và kết quả nghiên cứu ứng dụng thực tế.
   • Use case: Phát triển đề tài nghiên cứu liên quan đến xử lý nước thải công nghiệp.

4. Các doanh nghiệp dệt nhuộm và sản xuất hóa chất

   • Lợi ích: Áp dụng công nghệ xử lý nước thải để nâng cao hiệu quả sản xuất và bảo vệ môi trường.
   • Use case: Cải tiến quy trình sản xuất, giảm thiểu chi phí xử lý và đáp ứng tiêu chuẩn môi trường.

Câu hỏi thường gặp

1. Phương pháp Fenton là gì và tại sao được chọn để xử lý nước thải dệt nhuộm?
   Phương pháp Fenton là quá trình oxy hóa sử dụng H2O2 và Fe2+ tạo gốc hydroxyl mạnh để phân hủy các chất hữu cơ khó phân hủy. Phương pháp này được chọn vì hiệu quả cao, chi phí thấp và thiết bị đơn giản, phù hợp với điều kiện nước thải dệt nhuộm chứa thuốc nhuộm azo bền vững.

2. Các yếu tố nào ảnh hưởng lớn nhất đến hiệu quả xử lý bằng phương pháp Fenton?
   Các yếu tố chính gồm pH (tối ưu 3-4), nồng độ Fe2+, nồng độ H2O2 và thời gian phản ứng. Điều chỉnh hợp lý các yếu tố này giúp tối ưu hóa hiệu quả xử lý COD và độ màu.

3. Có những hạn chế nào khi áp dụng phương pháp Fenton trong xử lý nước thải?
   Hạn chế gồm phát sinh bùn sắt cần xử lý, yêu cầu điều chỉnh pH sau xử lý, và hiệu quả giảm khi pH không phù hợp. Ngoài ra, cần kiểm soát liều lượng hóa chất để tránh lãng phí và ô nhiễm thứ cấp.

4. Phương pháp Fenton có thể xử lý được những loại thuốc nhuộm nào?
   Phương pháp này hiệu quả với các loại thuốc nhuộm azo, thuốc nhuộm phân tán và cation, đặc biệt là thuốc nhuộm azo có cấu trúc bền vững và khó phân hủy sinh học.

5. Làm thế nào để xử lý bùn sắt phát sinh từ quá trình Fenton?
   Bùn sắt được thu hồi qua bể lắng và xử lý bằng các phương pháp cơ học hoặc hóa học phù hợp. Việc thu hồi và xử lý bùn đúng cách giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường và tái sử dụng tài nguyên.

Kết luận

• Phương pháp Fenton là giải pháp hiệu quả, kinh tế để xử lý nước thải chứa thuốc nhuộm azo và cation tại các nhà máy dệt nhuộm.
• pH, nồng độ Fe2+, H2O2 và thời gian phản ứng là các yếu tố quyết định đến hiệu quả xử lý, với pH tối ưu từ 3 đến 4 và thời gian phản ứng khoảng 60 phút.
• Nước thải sau xử lý đạt giảm trên 85% COD và độ màu, góp phần bảo vệ môi trường và đáp ứng tiêu chuẩn thải.
• Cần xây dựng hệ thống thu hồi bùn sắt và điều chỉnh pH sau xử lý để đảm bảo an toàn và hiệu quả lâu dài.
• Khuyến nghị triển khai áp dụng quy trình xử lý Fenton tại nhà máy Dệt Len Mùa Đông trong vòng 3 tháng, đồng thời đào tạo nhân viên và giám sát chất lượng nước thải định kỳ.

Hành động tiếp theo là tiến hành thử nghiệm pilot quy mô lớn tại nhà máy, đánh giá chi phí vận hành và hiệu quả thực tế để nhân rộng công nghệ trong ngành dệt nhuộm Việt Nam. Các doanh nghiệp và nhà quản lý môi trường nên phối hợp triển khai để nâng cao chất lượng xử lý nước thải, bảo vệ nguồn nước và phát triển bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o Tr−êng §¹i häc b¸ch khoa hµ néi --------------------------------------------- NGUYÔN THÕ C¦êNG Nghiªn cøu QU¸ TR×NH Xö Lý N¦íc th¶I chøa thuèc nhuém b»ng ph−¬ng ph¸p fent¬n LuËn v¨n th¹c sÜ khoa häc NGµNH: C¤NG NGHÖ HO¸ HäC Hµ néi - 2009 Luan van -1- MôC LôC Danh môc c¸c ký hiÖu, c¸c ch÷ viÕt t¾t. - 3 - Danh môc c¸c b¶ng. - 4 - Danh môc c¸c h×nh vÏ, ®å thÞ. - 6 - Ch−¬ng 1- TæNG QUAN.

Giíi thiÖu chung vÒ c«ng nghÖ trong ngµnh dÖt nhuém. C¸c chØ tiªu ®¸nh gi¸ chÊt l−îng n−íc th¶i. C¸c th«ng sè vËt lý quan träng. C¸c th«ng sè « nhiÔm ho¸ häc.

Hµm l−îng oxy hoµ tan - DO (Dissolved oxygen). Nhu cÇu oxy ho¸ häc - COD (Chemical oxygen demand). Nhu cÇu oxy sinh ho¸ - BOD (Biochemical oxygen demand). HiÖn tr¹ng n−íc th¶i t¹i nhµ m¸y DÖt Len Mïa §«ng.

T×nh h×nh chung. N−íc th¶i t¹i nhµ m¸y DÖt Len Mïa §«ng. Giíi thiÖu s¬ l−îc vÒ nhµ m¸y DÖt Len Mïa §«ng. Qui tr×nh c«ng nghÖ s¶n xuÊt cña nhµ m¸y DÖt Len Mïa §«ng.

§¸nh gi¸ chÊt l−îng n−íc th¶i t¹i nhµ m¸y DÖt Len Mïa §«ng - 28 - 1. S¬ l−îc c¸c ph−¬ng ph¸p xö lý n−íc th¶i dÖt nhuém. C¸c ph−¬ng ph¸p ng¨n ngõa, gi¶m thiÓu. Ph−¬ng ph¸p c¬ häc.

Ph−¬ng ph¸p ho¸ lý. Ph−¬ng ph¸p sinh häc. Ph−¬ng ph¸p ho¸ häc. Chän c«ng nghÖ xö lý.

Quy tr×nh c«ng nghÖ. Ph−¬ng ph¸p ho¸ häc Oxy ho¸ Fent¬n .- 42 - Nghiªn cøu qu¸ tr×nh xö lý n−íc th¶i chøa thuèc nhuém b»ng ph−¬ng ph¸p Fent¬n Luan van -2- Ch−¬ng 2- C¥ Së Lý THUYÕT CñA QUY HO¹CH HO¸ THùC NGHIÖM. Giíi thiÖu chung. X¸c ®Þnh cÊu tróc cña hÖ.

X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè cña m« h×nh thèng kª. C¬ së chän t©m thÝ nghiÖm. KiÓm tra tÝnh cã nghÜa cña hÖ sè håi quy. KiÓm tra tÝnh t−¬ng hîp cña m« h×nh thèng kª.

Ph−¬ng ph¸p quy ho¹ch ho¸ tuyÕn tÝnh bËc 1 vµ bËc 2. Quy ho¹ch tuyÕn tÝnh bËc 1. Quy ho¹ch tuyÕn tÝnh bËc mét hai møc tèi −u riªng phÇn. Quy ho¹ch thùc nghiÖm bËc 2.

- 60 - CH¦¥NG 3- THùC NGHIÖM. §èi t−îng nghiªn cøu. Môc ®Ých nghiªn cøu. Quy tr×nh thùc nghiÖm.

C¸c ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch sö dông trong nghiªn cøu. Dông cô vµ ho¸ chÊt. Ph©n tÝch ®Þnh tÝnh. Ph©n tÝch ®Þnh l−îng.- 66 - Ch−¬ng 4- KÕT QU¶ Vµ TH¶O LUËN.

Sù ¶nh h−ëng cña c¸c yÕu tè c«ng nghÖ. Kh¶o s¸t sù ¶nh h−ëng cña nång ®é Fe 2+. Kh¶o s¸t sù ¶nh h−ëng cña nång ®é H 2O2. Kh¶o s¸t sù ¶nh h−ëng cña pH.

Kh¶o s¸t sù ¶nh h−ëng cña thêi gian. Quy ho¹ch thùc nghiÖm bËc 1 nghiªn cøu ¶nh h−ëng ®ång thêi c¸c yÕu tè. Quy ho¹ch thùc nghiÖm bËc 2 nghiªn cøu ¶nh h−ëng ®ång thêi c¸c yÕu tè. - 90 - TµI LIÖU THAM KH¶O.

- 91 - Nghiªn cøu qu¸ tr×nh xö lý n−íc th¶i chøa thuèc nhuém b»ng ph−¬ng ph¸p Fent¬n Luan van -3- Danh môc c¸c ký hiÖu, c¸c ch÷ viÕt t¾t DO: hµm l−îng oxy hoµ tan. COD: nhu cÇu oxy ho¸ häc. BOD: nhu cÇu oxy sinh hãa. Nghiªn cøu qu¸ tr×nh xö lý n−íc th¶i chøa thuèc nhuém b»ng ph−¬ng ph¸p Fent¬n Luan van -4- Danh môc c¸c b¶ng B¶ng 1.

Ph©n lo¹i thuèc nhuém theo cÊu tróc vµ ph¹m vi sö dông B¶ng 1. C¸c s¶n phÈm ph©n huû cña thuèc nhuém azo B¶ng 1. Nguyªn nhiªn vËt liÖu sö dông B¶ng 1. KÕt qu¶ ph©n tÝch nuíc th¶i ph©n x−ëng nhuém ngµy 31-03-2006 B¶ng 1.

C¸c yÕu tè dinh d−ìng cÇn thiÕt cho vi sinh vËt ph¸t triÓn B¶ng 1. ThÕ oxy ho¸ cña c¸c t¸c nh©n oxy ho¸ truyÒn thèng B¶ng 1. So s¸nh c¸c hÖ ph¶n øng t¹o gèc OH. HÖ sè α , β t−¬ng øng víi sè biÕn k B¶ng 4.

¶nh h−ëng cña nång ®é Fe 2+ ®Õn hiÖu qu¶ xö lý COD cña n−íc th¶i chøa nhuém mµu xanh BB161 B¶ng 4. ¶ nh h−ëng cña nång ®é H2O2 ®Õn hiÖu qu¶ xö lý COD cña n−íc th¶i chøa thuèc nhuém mµu xanh BB161 B¶ng 4. ¶nh h−ëng cña ®é pH ®Õn hiÖu qu¶ xö lý COD cña n−íc th¶i chøa thuèc nhuém mµu xanh BB161 B¶ng 4. ¶nh h−ëng cña thêi gian ph¶n øng ®Õn hiÖu qu¶ xö lý COD cña n−íc th¶i chøa thuèc nhuém mµu xanh BB161 Nghiªn cøu qu¸ tr×nh xö lý n−íc th¶i chøa thuèc nhuém b»ng ph−¬ng ph¸p Fent¬n Luan van -5- Danh môc c¸c h×nh vÏ, ®å thÞ Hình 1.

Sơ đồ công nghệ dệt nhuộm H×nh 1. Mét sè cÊu tróc cña thuèc nhuém ph©n t¸n ®iÓn h×nh H×nh 1. VÝ dô cÊu tróc thuèc nhuém azo (Remazol Black 5) H×nh 1. VÝ dô vÒ thuèc nhuém azo ho¹t tÝnh (C.

Reactive Blue 238) H×nh 1. VÝ dô vÒ sù ph©n huû thuèc nhuém azo b»ng vi sinh vËt yÕm khÝ H×nh 1. Quy tr×nh c«ng nghÖ xö lý n−íc th¶i t¹i C«ng ty DÖt Len Mïa §«ng Hình 2. Vùng xác định ABCD các yếu tố ảnh hưởng và vùng lân cận điểm M: 1234-dạng tự nhiên Hình 2.

Vùng xác định A’B’C’D’ các yếu tố ảnh hưởng và vùng lân cận điểm M: 1234-dạng mã hoá H×nh 3. S¬ ®å quy tr×nh thÝ nghiÖm H×nh 4. Sù phô thuéc cña hiÖu suÊt xö lý COD vµo nång ®é Fe2+ H×nh 4. Sù phô thuéc cña hiÖu suÊt xö lý COD vµo nång ®é H2O2 H×nh 4.

Sù phô thuéc cña hiÖu suÊt xö lý COD vµo ®é pH H×nh 4. Sù phô thuéc cña hiÖu suÊt xö lý COD vµo thêi gian ph¶n øng H×nh 4. §å thÞ biÓu diÔn sù phô thuéc cña hiÖu suÊt xö lý COD vµo pH vµ nång ®é H2 O2 khi nång ®é Fe2+ kh«ng ®æi, vµ thêi gian ph¶n øng kh«ng ®æi H×nh 4. §å thÞ biÓu diÔn sù phô thuéc cña hiÖu suÊt xö lý COD vµo pH vµ nång ®é Fe2+ khi nång ®é H2O2 kh«ng ®æi vµ thêi gian ph¶n øng kh«ng ®æi H×nh 4.

§å thÞ biÓu diÔn sù phô thuéc cña hiÖu suÊt xö lý COD vµo Fe2+ vµ nång ®é H2 O2 khi ®é pH kh«ng ®æi vµ thêi gian ph¶n øng kh«ng ®æi H×nh 4. §å thÞ biÓu diÔn sù phô thuéc cña hiÖu suÊt xö lý COD vµo Fe2+ vµ thêi gian T khi nång ®é H2 O2 vµ ®é pH kh«ng ®æi. §å thÞ biÓu diÔn sù phô thuéc cña hiÖu suÊt xö lý COD vµo ®é pH vµ thêi gian ph¶n øng khi nång ®é Fe2+ vµ nång ®é H2O2 kh«ng ®æi Nghiªn cøu qu¸ tr×nh xö lý n−íc th¶i chøa thuèc nhuém b»ng ph−¬ng ph¸p Fent¬n Luan van -6- Më §ÇU Ngµy nay, cïng víi sù ph¸t triÓn cña c¸c ngµnh c«ng nghiÖp, n«ng nghiÖp vµ dÞch vô, sù tiÕn bé trong ®êi sèng sinh ho¹t hµng ngµy, con ng−êi còng th¶i ra hµng tr¨m triÖu tÊn chÊt th¶i vµo m«i tr−êng, trong ®ã nhiÒu chÊt th¶i cã ®éc tÝnh cao lµm cho m«i tr−êng bÞ « nhiÔm ngµy cµng gay g¾t. VÊn ®Ò « nhiÔm m«i tr−êng, ®Æc biÖt lµ m«i tr−êng n−íc ®·, ®ang vµ sÏ cßn lµ nh÷ng th¸ch thøc víi sù ph¸t triÓn vµ tån vong cña x· héi loµi ng−êi, nhÊt lµ c¸c n−íc ®ang ph¸t triÓn, trong ®ã cã ViÖt Nam.

Mét trong nh÷ng nguån th¶i g©y « nhiÔm nguån n−íc lín nhÊt lµ c¸c c¬ së s¶n xuÊt hµng dÖt may. Ngµnh c«ng nghiÖp dÖt may lµ mét trong nh÷ng ngµnh mang tÝnh x· héi cao, ®−îc nhµ n−íc quan t©m ®Çu t− nªn cã tèc ®é ph¸t triÓn rÊt nhanh vµ lµ ngµnh cã kim ng¹ch xuÊt khÈu lín, liªn tôc ë tèp dÉn ®Çu trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y. Søc Ðp vÒ m«i tr−êng ngµy cµng lín, c¸c c«ng ty, xÝ nghiÖp trong ngµnh dÖt may ch¼ng nh÷ng ph¶i s¶n xuÊt phï hîp víi nh÷ng tiªu chuÈn m«i tr−êng ViÖt Nam ®· ban hµnh, mµ cßn ph¶i phÊn ®Êu ®¹t tiªu chuÈn vÒ qu¶n lÝ chÊt l−îng m«i tr−êng ISO 14000 ®Ó ®¶m b¶o xuÊt khÈu c¹nh tranh th¾ng lîi trªn th−¬ng tr−êng quèc tÕ. ChÝnh v× vËy, vÊn ®Ò sinh th¸i vµ m«i tr−êng trong s¶n xuÊt ngµnh dÖt may, ®Æc biÖt trong tÈy, nhuém, in hoa vµ xö lÝ hoµn tÊt cuèi cïng ®ßi hái ph¶i xem xÐt cÈn thËn vµ xö lý nghiªm tóc.

Trong bèi c¶nh chung cña toµn ngµnh, C«ng ty DÖt Len Mïa §«ng lµ mét ®¬n vÞ liªn doanh víi §an M¹ch, chuyªn cung cÊp c¸c s¶n phÈm dÖt may ®−îc thÞ tr−êng −a dïng, víi ®Æc thï cña c«ng nghÖ lµ sö dông mét l−îng lín n−íc vµ ho¸ chÊt. L−u l−îng n−íc th¶i lµ 30 m3/ ngµy ®ªm, chñ yÕu lµ n−íc th¶i cña ph©n x−ëng nhuém chøa chñ yÕu lµ c¸c lo¹i thuèc nhuém azo, chØ cã mét phÇn lµ thuèc nhu«m ph©n t¸n vµ thuèc nhuém cation. C¸c lo¹i thuèc nhuém nµy th−êng cã ®Æc tÝnh rÊt bÒn víi ®iÒu kiÖn m«i tr−êng vµ khã ph©n huû sinh Nghiªn cøu qu¸ tr×nh xö lý n−íc th¶i chøa thuèc nhuém b»ng ph−¬ng ph¸p Fent¬n Luan van -7- häc. Do ®ã n−íc th¶i cña C«ng ty cã nguy c¬ g©y « nhiÔm m«i tr−êng rÊt lín nªn viÖc xö lý n−íc th¶i cña c«ng ty trë thµnh mét nhu cÇu cÊp b¸ch.

Nh»m gãp phÇn t×m hiÓu vµ gi¶i quyÕt nh÷ng vÊn ®Ò trªn, em ®· tiÕn hµnh "Nghiªn cøu qu¸ tr×nh xö lý n−íc th¶i chøa thuèc nhuém b»ng ph−¬ng ph¸p Fent¬n’’. Nghiªn cøu qu¸ tr×nh xö lý n−íc th¶i chøa thuèc nhuém b»ng ph−¬ng ph¸p Fent¬n Luan van -8- Ch−¬ng 1- TæNG QUAN 1. Giíi thiÖu chung vÒ c«ng nghÖ trong ngµnh dÖt nhuém HiÖn nay, dÖt may lµ mét trong nh÷ng ngµnh c«ng nghiÖp mang l¹i lîi nhuËn kinh tÕ cao, thu hót nhiÒu lao ®éng gãp phÇn quan träng trong viÖc gi¶i quyÕt vÊn ®Ò c«ng ¨n viÖc lµm trong x· héi. Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y ngµnh c«ng nghiÖp nµy ®· cã nh÷ng b−íc ph¸t triÓn ®¸ng kÓ.

HiÖn nay ngµnh dÖt may n−íc ta cã trªn 1000 doanh nghiÖp, trong ®ã kho¶ng 230 doanh nghiÖp nhµ n−íc (chiÕm 28%), 450 doanh nghiÖp quèc doanh (42%), 250 doanh nghiÖp cã vèn ®Çu t− n−íc ngoµi (30%) víi sè lao ®éng trªn 2 triÖu ng−êi. Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y tr×nh ®é c«ng nghÖ cña ngµnh dÖt may t¹i ViÖt Nam ®· ®−îc c¶i thiÖn ®¸ng kÓ, mét sè ®¬n vÞ doanh nghiÖp s¶n xuÊt ®¹t tr×nh ®é c«ng nghÖ tiªn tiÕn trªn thÕ giíi. ThÞ tr−êng lu«n ®−îc më réng ®· gãp phÇn thóc ®Èy t¨ng tr−ëng nhanh kim ng¹ch xuÊt khÈu. Theo thèng kª cña ngµnh dÖt may ViÖt Nam, kim ng¹ch cña c¸c s¶n phÈm nhuém sang thÞ tr−êng EU trong 6 th¸ng ®Çu n¨m 2004 ®· ®¹t 360 triÖu USD, chiÕm 18% tæng kim ng¹ch xuÊt khÈu, trong ®ã riªng xuÊt khÈu sang 15 n−íc thµnh viªn EU cò ®¹t 320 triÖu USD, t¨ng 50% so víi cïng kú n¨m tr−íc.

HiÖn nay hµng dÖt may ViÖt Nam ®· cã mÆt trªn 100 n−íc chñ yÕu tËp trung vµo ba thÞ tr−êng chÝnh lµ EU, NhËt B¶n, Mü. [1] Bªn c¹nh nh÷ng thµnh tÝch, ngµnh dÖt nhuém n−íc ta còng ®ang gÆp nhiÒu khã kh¨n, chñ yÕu vÒ n¨ng lùc thiÕt bÞ.