Đồ án HCMUTE: Nghiên cứu xử lý nước thải và thuốc nhuộm hoạt tính bằng phương pháp điện hóa Fenton

• Tác giả: Nguyễn Hồng Ngọc Linh
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Thái Anh
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Môi Trường
• Đề tài: Nghiên Cứu, Khảo Sát Xử Lý Nước Thải Và Thuốc Nhuộm Hoạt Tính Trong Pha Lỏng Bằng Phương Pháp Điện Hóa Fenton
• Loại tài liệu: Đồ Án Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tổng quan về ngành dệt nhuộm
• 1.2. Nguồn gốc phát sinh nước thải dệt nhuộm
• 1.3. Nước thải dệt nhuộm
• 1.4. Sơ lược về thuốc nhuộm
• 1.5. Phân loại thuốc nhuộm
• 1.6. Tác hại của nước thải dệt nhuộm
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN HÓA FENTON
• 2.1. Giới thiệu phương pháp Fenton
• 2.2. Cơ chế hoạt động Fenton
• 2.3. Động học điện hóa Fenton
• 2.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình điện hóa Fenton
• 2.5. Các nghiên cứu trong và ngoài nước
• 3. CHƯƠNG 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Tóm tắt nội dung nghiên cứu
• 3.2. Dụng cụ, thiết bị và hóa chất
• 3.3. Nghiên cứu về hiệu quả xử lý của điện hóa Fenton đối với thuốc nhuộm hoạt tính trong pha lỏng
• 3.3.1. Xác định bước sóng tối ưu
• 3.3.2. Xác định đường chuẩn
• 3.3.3. Khảo sát pH tối ưu
• 3.3.4. Khảo sát lượng FeSO4 tối ưu
• 3.3.5. Khảo sát lượng NaCl tối ưu
• 3.3.6. Phương pháp quang phổ hồng ngoại FTIR
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ NHẬN XÉT
• 4.1. Thuốc nhuộm thương mại hoạt tính
• 4.2. Khảo sát bước sóng và đường chuẩn
• 4.3. Thuốc nhuộm Suncion Red
• 4.4. Thuốc nhuộm Suncion Blue
• 4.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý
• 4.5.1. Khảo sát pH tối ưu
• 4.5.2. Khảo sát lượng FeSO4 tối ưu
• 4.5.3. Khảo sát lượng NaCl
• 4.5.4. Khảo sát động học của thuốc nhuộm Suncion Red và Suncion Blue
• 4.6. Nước thải công ty TNHH Kim Thành Hưng
• 4.6.1. Khảo sát bước sóng
• 4.6.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý
• 4.6.2.1. Khảo sát pH tối ưu
• 4.6.2.2. Khảo sát lượng FeSO4 tối ưu
• 4.6.2.3. Khảo sát lượng NaCl tối ưu
• 4.7. So sánh hiệu quả xử lý màu phương pháp điện hóa Fenton và phương pháp kết hợp keo tụ và điện hóa Fenton cho nước thải thật
• 4.7.1. Phương pháp điện hóa Fenton cho nước thải thực
• 4.7.2. Phương pháp kết hợp (keo tụ + điện hóa Fenton) cho nước thải thực
• 4.8. Kết quả đo quang phổ chuyển đổi hồng ngoại FTIR
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Xử lý nước thải và thuốc nhuộm

Nghiên cứu tập trung vào xử lý nước thải, đặc biệt là nước thải dệt nhuộm, chứa hàm lượng cao thuốc nhuộm. Bài báo khảo sát hiệu quả của phương pháp điện hóa Fenton trong việc phân hủy thuốc nhuộm hoạt tính, cụ thể là Suncion Red và Suncion Blue. Nước thải công nghiệp, trong trường hợp này là từ công ty TNHH Kim Thành Hưng, được sử dụng để đánh giá hiệu quả thực tiễn. Nghiên cứu cũng so sánh phương pháp điện hóa Fenton với phương pháp kết hợp keo tụ và điện hóa Fenton. An toàn môi trường và bền vững môi trường là những mục tiêu quan trọng được đề cập.

1.1. Đặc điểm nước thải dệt nhuộm

Nước thải từ ngành dệt nhuộm chứa nhiều chất ô nhiễm, bao gồm thuốc nhuộm, chất hoạt động bề mặt, và các hợp chất hữu cơ khác. Các chất này gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng, ảnh hưởng đến sức khỏe con người và hệ sinh thái. Nước thải dệt nhuộm có đặc điểm pH cao, COD cao, và độ màu đậm. Thuốc nhuộm hoạt tính, như Suncion Red và Suncion Blue, là những chất khó phân hủy sinh học, cần các kỹ thuật xử lý nước thải tiên tiến để loại bỏ hiệu quả. Nghiên cứu đề cập đến phân tích nước thải, xác định các chỉ tiêu quan trọng như pH, COD, BOD, và nồng độ thuốc nhuộm. Phân tích nước thải này giúp đánh giá hiệu quả xử lý của các phương pháp được nghiên cứu.

1.2. Ứng dụng phương pháp điện hóa Fenton

Phương pháp điện hóa Fenton được lựa chọn vì hiệu quả cao trong xử lý nước thải khó phân hủy. Phương pháp này dựa trên quá trình oxi hóa điện hóa, sử dụng H2O2 và Fe2+ để tạo ra gốc hydroxyl (•OH), một chất oxy hóa mạnh. Quá trình điện hóa Fenton được tối ưu hóa bằng cách khảo sát các yếu tố ảnh hưởng như pH, nồng độ Fe2+, nồng độ H2O2, và mật độ dòng điện. Điện cực được sử dụng là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất phản ứng. Điện phân được điều khiển để tạo ra điều kiện tối ưu cho quá trình oxi hóa điện hóa. Hiệu quả xử lý được đánh giá thông qua việc đo nồng độ thuốc nhuộm còn lại sau quá trình xử lý. Hiệu suất xử lý là một trong những chỉ số quan trọng để đánh giá hiệu quả của phương pháp này.

II. Kết quả và phân tích

Nghiên cứu thực nghiệm khảo sát hiệu quả của phương pháp điện hóa Fenton trong xử lý thuốc nhuộm hoạt tính và nước thải dệt nhuộm thực tế. Các yếu tố như pH, nồng độ Fe2+, nồng độ H2O2, và thời gian xử lý được nghiên cứu để tìm ra điều kiện tối ưu. Hiệu suất xử lý được tính toán và so sánh với phương pháp kết hợp keo tụ và điện hóa Fenton. Phân tích FTIR được sử dụng để xác định sự thay đổi cấu trúc của thuốc nhuộm trước và sau khi xử lý. Chi phí xử lý cũng được xem xét để đánh giá tính khả thi của phương pháp.

2.1. Đánh giá hiệu quả xử lý

Kết quả cho thấy phương pháp điện hóa Fenton có hiệu quả cao trong việc giảm nồng độ thuốc nhuộm trong cả mẫu nước thải tổng hợp và nước thải dệt nhuộm thực tế. Hiệu suất xử lý phụ thuộc vào các yếu tố như pH, nồng độ Fe2+, và nồng độ H2O2. Thời gian xử lý cũng ảnh hưởng đến hiệu quả. Việc tìm ra điều kiện tối ưu giúp tối đa hóa hiệu quả xử lý. So sánh với phương pháp kết hợp cho thấy phương pháp điện hóa Fenton có thể hiệu quả hơn hoặc cần được kết hợp với các phương pháp khác tùy thuộc vào đặc tính của nước thải. Phân tích kinh tế cần được thực hiện để đánh giá chi phí.

2.2. Phân tích FTIR và kết luận

Phân tích FTIR xác nhận sự phá vỡ cấu trúc của thuốc nhuộm sau khi xử lý bằng phương pháp điện hóa Fenton. Sự biến đổi trong phổ FTIR cho thấy hiệu quả của quá trình phân hủy thuốc nhuộm. Nghiên cứu này đóng góp vào việc tìm kiếm giải pháp xử lý nước thải dệt nhuộm hiệu quả và thân thiện với môi trường. Phương pháp điện hóa Fenton cho thấy tiềm năng ứng dụng trong thực tiễn, giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường do ngành dệt nhuộm gây ra. Công nghệ xử lý nước thải này cần được nghiên cứu thêm để tối ưu hóa và áp dụng rộng rãi hơn. Kỹ thuật xử lý nước thải cần sự kết hợp đa dạng để có hiệu quả tối ưu.