Luận văn Ứng dụng phương pháp keo tụ của sắt sunfate (FeSO4.7H2O) kết hợp với với canxi hydroxit (Ca(OH)2) để loại bỏ màu nước thải nhuộm hoạt tính

ỤNG PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ CỦA SẮT SUNFATE (FeSO4.7H2O) KẾT HỢP VỚI CANXI HYDROXIT(Ca(OH)2) ĐỂ LOẠI BỎ MÀU NƯỚC THẢI NHUỘM HOẠT TÍNH LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành : Kỹ Thuật Môi Trường Mã số ngành: 60520320 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TSKH LÊ HUY BÁ TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 10 năm 2017 ii CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM Cán bộ hướng dẫn khoa học : GS.TSKH LÊ HUY BÁ Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại Học Công Nghệ TP. HCM ngày 8 tháng 10 năm 2017 Thành phần hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: TT Họ và tên Chức danh hội Cơ quan công tác đồng 1 GS.TSKH. Nguyễn Trọng Cẩn Chủ tịch ĐH Công nghiệp Tp.HCM 2 PGS.TS Huỳnh Phú Phản biện 1 ĐH Công nghiệp Tp.HCM 3 TS. Nguyễn Xuân Trường Phản biện 2 ĐH CN thực phẩm Tp.HCM 4 PGS.TS Phạm Hồng Nhật Ủy viên Viện Nhiệt đới-Môi trường 5 TS. Nguyễn Thị Hai Ủy viên, Thư ký ĐH Công nghiệp Tp.HCM Xác nhận của chủ tịch hội đồng đánh giá luận sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có). Chủ tịch hội đồng đánh giá luận văn iii TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP. HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM PHÒNG QLKH – ĐTSĐH Độc lập – Tự do – Hạnh phúc TP. HCM, ngày 30 tháng 08 năm 2017 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Phan Kiêm Hào Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 28/06/1974 Nơi sinh: Hà Tĩnh Chuyên ngành: Kỹ Thuật Môi Trường MSHV: 1641810001 I- Tên đề tài: Ứng dụng phương pháp keo tụ của sắt Sunfate (FeSO4.7H2O) kết hợp với canxi hydroxit (Ca(OH)2) để lọai bỏ màu nước thải nhuộm hoạt tính. II- Nhiệm vụ và nội dung: - Tổng hợp các số liệu, biên hội và kế thừa các nghiên cứu , tài liệu liên quan - Thu thập dữ liệu, phân tích để tìm được các giá trị tối ưu trong quá trình xử lý độ màu nước thải dệt nhuộm bằng Sắt Sunfate kết hợp Canxi hydroxit (như nồng độ Sắt Sunfate, nồng độ canxi hydroxit, pH, nhiệt độ, thời gian phản ứng, thời gian lắngtối ưu nhất). Canxi hydroxit (Ca(OH)2) và Sắt Sulfate (FeSO4.7H2O) - Đánh giá khả năng xử lý độ màu của sắt sulfate với Canxi hydroxit để biết được khả năng áp dụng cho các công trình thực tế thông qua chi phí kinh tế và hiệu suất xử lý độ màu của phương pháp này. Hiểu rõ bản chất và giải thích những kết quả của thí nghiệm - So sánh khả năng xử lý độ màu của sắt sulfate kết hợp với Canxi hydroxit với các phương pháp khác (PAC, FeSO4.7H2O, Ca(OH)2) để chứng minh được phương pháp kết hợp Sắt Sunfate với Canxi hydroxit có ưu điểm hơn so với các phương pháp khác đang được áp dụng hiện nay. III- Ngày giao nhiệm vụ: 10/08/2016 IV- Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 30/8/2017 V- Cán bộ hướng dẫn: GS.TSKH LÊ HUY BÁ CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH iv LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong Luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong Luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc. Học viên thực hiện Luận văn Phan Kiêm Hào v LỜI CẢM ƠN Trong khoảng thời gian học tập tại Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ Tp. HCM, cùng với sự giúp đỡ rất nhiều từ thầy cô, gia đình, bạn bè. Đặc biệt trong khoảng thời gian làm luận văn thạc sĩ, cũng chính nhờ sự ủng hộ, giúp đỡ đó mà tôi có thêm động lực để phấn đấu thực hiện và rèn luyện trong thời gian qua. Tôi xin gửi lời cám ơn chân thành đến tất cả thầy cô khoa Môi trường- Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ Tp. HCM. Xin gửi lời cám ơn đến thầy GS.TSKH Lê Huy Bá, người thầy đã hướng dẫn và truyền đạt những kiến thức quý báu và giúp em hoàn thành khóa luận này. Chân thành cảm ơn đến tất cả các bạn lớp 15SMT11 những người có cùng niềm đam mê nghiên cứu và nhiệt huyết sáng tạo các kĩ thuật bảo vệ môi trường, các bạn đã luôn giúp đỡ những lúc tôi khó khăn nhất, là động lực chấp cánh cho tôi học tập. Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến gia đình tôi, vừa là ch dựa vững chắc vừa là nguồn động viên lớn nhất để tôi có đủ nghị lực vượt qua những thử thách để hoàn thành tốt nhiệm vụ của mình. Trong thời gian thực hiện nghiên cứu này, cùng sự cố gắng nhưng không thể tránh khỏi nhiều thiếu sót, rất mong nhận được sự góp ý và sửa chữa của thầy cô và các bạn về bài luận văn này. Xin chân thành cảm ơn! Tp.HCM ngày 30 tháng 08 năm 2017 Học viên thực hiện Phan Kiêm Hào vi TÓM TẮT Mục tiêu nghiên cứu sử dụng hóa chất FeSO4.7H2O kết hợp với Ca(OH)2 để loại bỏ màu nước thải dệt nhuộm hoạt tính. Hóa chất sử dụng trong thí nghiệm là FeSO4.7H2O kết hợp với Ca(OH)2 và hóa chất đối chứng ( PAC, phèn sắt, vôi ) Nghiên cứu sử dụng thiết bị Jartest 6 becker để khảo sát 5 yếu tố: pH, nồng độ màu nhuộm, nồng độ phèn và vôi, tốc độ và thời gian khuấy trộn. Màu hoạt tính sử dụng làm nước thải giả định trong nghiên cứu là phẩm nhuộm hoạt tính Sunzol Black B 150% và Sunfix Red S3B 100%. Hóa chất keo tụ là FeSO4.7H2O kết hợp Ca(OH)2 sử dụng trong quá trình thí nghiệm với liều lượng tối ưu FeSO4: 800mg/L và Ca(OH)2 : 600 mg/L tại pH 11.6. Các hóa chất thí nghiệm đối chứng như PAC, phèn sắt, vôi có khả năng xử lý màu nhuộm hoạt tính khá tốt (80-90%) ở độ màu dưới 1000 Pt-Co. Tuy nhiên độ màu trên 1000 Pt-Co thì các hóa chất nói trên khử màu kém dần đi . Hiệu quả xử lý màu nước thải giả định SRS, SBB,SBB/SRS bằng FeSO4.7H2O kết hợp với Ca(OH)2 lần lượt 94.2, 92.2, 93.3% và hiệu quả xử lý COD lần lượt là 69.2, 71.2, 71.1%. Kết quả thí nghiệm cho thấy hiệu quả xử lý độ màu ảnh hưởng nhiều nhất bởi các giá trị như độ pH, nồng độ màu và nồng độ chất keo tụ. Tại giá trị pH < 7 cấu trúc màu hoạt tính ở dạng Vinyl sulfone rất khó khử màu. Ở giá trị pH > 10 cấu trúc phẩm nhuộm chủ yếu ở dạng hydroxyethyl sulfone, liên kết π electron của màu nhuộm dễ dàng tạo liên kết với các nhóm hydroxy phèn sắt và Vôi để loại bỏ màu. Hóa chất keo tụ là FeSO4.7H2O kết hợp Ca(OH)2 thích hợp xử lý nước thải dệt nhuộm có độ màu cao 1000 -5000 Pt-Co , hiệu suất xử lý ổn định. Tuy nhiên hóa chất FeSO4 kết hợp Ca(OH)2 xử lý màu COD chưa triệt để. vii ABSTRACT Research objective is to apply common chemicals with low cost to remove color, COD in dyeing wastewater such as FeSO4. 7H2O combined with Ca(OH)2. The research is carried out to compare and consider efficiency of removing color and COD of the above chemicals, used in Jartest equipment with 5 factors: pH, the inital dye concentration, coagulation concentration, agitation speed and mixing time. Active colors used as putative wastewater in the research were those of reactive dyes. Chemical coagulant FeSO4.7H2O combined with Ca(OH)2 with optimal dose of FeSO4: 800mg / L and Ca(OH)2: 600mg/ L at pH 11.6. Efficiency of wastewater treatment with dyes - SRS, SBB, SBB / SRS was 94.2, 92.2, 93.3%, Processing effect COD treatment efficiency was 69.2, 71.2, 71.1%, respectively. The control laboratory chemicals such as PAC, iron alum, lime capable handling reactive dye pretty good (80-90%). At color below 1000 PT Co. However, with the color above 1000 Pt-Co, the above-mentioned chemical degradation deteriorates. The results of the experiment showed that color treatment efficiency was the most influenced by pH value, the initial dye concentration and coagulation concentration. At pH value < 7, color structure in form of non-coagulative Vinyl sulfone with chemical coagulant. At pH value > 10, the structure of dyes is in form hydroxyethyl sulfone, π bond electrons of the dye were easy to bind to hydroxylation group of coagulant. Chemical coagulant FeSO4 combined with Ca(OH)2 suitable with dyeing wastewater with high color (1000-5000 Pt-Co), Stable processing performance. However, FeSO4 chemical combined of Ca (OH) 2 processor performance COD was not absolute. viii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................. iv LỜI CẢM ƠN ......................................................................................................... v TÓM TẮT ............................................................................................................. vi ABSTRACT ......................................................................................................... vii MỤC LỤC ........................................................................................................... viii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT .................................................................. xi DANH MỤC HÌNH ẢNH .................................................................................. xiv MỞ ĐẦU .................................................................................................................. 1 1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI .................................................................................. 1 2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU ........................................................................... 2 3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ............................................... 2 4. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI ............................. 3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ............................................................................................. 4 1.1 Công nghệ dệt và đặc tính nước thải ............................................................ 4 1.1.1 Quy trình chung về công nghệ ngành dệt nhuộm ................................. 4 1.1.2 Nước thải dệt nhuộm tác động đến môi trường .................................... 8 1.2 Các loại thuốc nhuộm và đặc tính của thuốc nhuộm hoạt tính .................... 9 1.2.1 Phân loại các thuốc nhuộm hoạt tính .................................................... 9 1.2.2 Tính chất của thuốc nhuộm hoạt tính ................................................. 10 1.3 Các phương pháp nước thải dệt nhuộm hoạt tính. ...................................... 15 1.3.1 Các phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm trong và ngoài nước .... 15 1.3.2 Nhận xét về các phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm ................ 28 1.3.3 Phương pháp keo tụ sử dụng Sắt Sunfate kết hợp Canxi hydroxit được chọn làm nghiên cứu. .......................................................................... 29 CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU ........................... 31 2.1. Đối tượng nghiên cứu............................................................................... 31 2.2 Phương pháp nghiên cứu .......................................................................... 35 ix 2.2.1 Hóa chất, dụng cụ thí nghiệm và thiết bị nghiên cứu .................... 35 2.2.2 Phương pháp phân tích..................................................................... 38 2.2.3 Phương pháp xử lý số liệu ................................................................ 38 2.2.3.1 Phương pháp hồi quy tuyến tính .............................................. 38 2.2.3.2 Phương pháp thống kê toán học ............................................... 38 2.3 Tính toán hiệu suất xử lý COD, độ màu ................................................. 39 2.3.1 Khảo sát quá trình keo tụ của PAC ..................................................... 40 2.3.2 Khảo sát quá trình keo tụ nước thải bằng các hóa chất keo tụ khác: . 43 3.1 Khảo sát kết quả xử lý mẫu nước thải giả định của PAC .......................... 47 3.1.1. Xác định độ pH tối ưu ...................................................................... 47 3.1.2 Xác định tốc độ khuấy tối ưu .............................................................. 50 3.1.3 Xác định thời gian khuấy tối ưu .......................................................... 51 3.1.4 Xác định nồng độ PAC tối ưu .......................................................... 52 3.1.5 Xác định hiệu quả xử lý theo độ màu .............................................. 53 3.2 Khảo sát kết quả xử lý mẫu nước thải giả định của Phèn Sắt .............. 55 3.2.1 Xác định pH tối ưu ............................................................................ 55 3.2.2 Khảo sát tốc độ khuấy tối ưu ........................................................... 57 3.2.3. Khảo sát thời gian khuấy tối ưu tiến hành với sắt.............................. 58 3.2.4. Khảo sát nồng độ sắt tối ưu ............................................................. 59 3.2.5. Khảo sát hiệu quả xử lý theo nồng độ màu .................................... 60 3.3. Khảo sát kết quả xử lý mẫu nước thải giả định của Vôi ............................ 61 3.3.1 Khảo sát pH tối ưu ............................................................................. 61 3.3.2 Khảo sát thời gian khuấy tối ưu ....................................................... 63 3.3.3 Khảo sát hiệu quả xử lý theo nồng độ màu ......................................... 64 3.4 Xác định các yếu tố thích hợp cho quá trình xử lý màu với chất keo tụ phèn sắt kết hợp với vôi ................................................................................. 65 3.4.1 Xác định lượng vôi tối ưu ................................................................. 65 3.4.2 Xác định pH tối ưu ............................................................................ 66 3.4.3 Khảo sát tốc độ khuấy tối ưu ........................................................... 68 x 3.4.4 Khảo sát thời gian khuấy tối ưu ....................................................... 69 3.4.5 Khảo sát nồng độ phèn sắt tối ưu .................................................... 70 3.4.6 Khảo sát hiệu quả xử lý theo nồng độ màu ..................................... 71 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ .................................................................................... 73 1. KỂT LUẬN ................................................................................................ 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................. 75 xi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT BOD Nhu cầu oxy sinh học COD Nhu cầu oxy hóa học QCVN Quy chuẩn Việt Nam PAC Polyaluminium Chloride TNHT Thuốc nhuộm hoạt tính AOX Hợp chất halogen hữu cơ dễ hấp phụ SBB Màu nhuộm hoạt tính Sunzol Black B 150% SRS Màu nhuộm hoạt tính Sunfix Red S3B 100% SBB/SRS Màu nhuộm hoạt tính Sunzol Black B / Sunfix Red S3B Phèn sắt Sắt Sulfate (FeSO4.7H2O) Vôi Caxi hydroxit (Ca(OH)2 VSV Vi sinh vật xii DANH MỤC BẢNG BIỂU – ĐỒ THỊ Bảng 1.1. Đặc tính nước thải nhuộm . ................................................................................ 7 Bảng 1.2 Các loại thuốc nhuộm hoạt tính phổ biến trên thế giới và Việt Nam ............... 14 Bảng 1. 3. Điện thế oxy hóa của một số tác nhân oxy hóa mạnh trong môi trường lỏng 23 Bảng 2. 1. Các phương pháp phân tích sử dụng trong nghiên cứu ................................... 38 Bảng 2.2. Các bước tiến hành khảo sát với FeSO4.7H2O, Ca(OH)2. ................................ 43 Bảng 3. 1. Điều kiện lúc đầu khảo sát pH ......................................................................... 47 Bảng 3. 2. Điều kiện khảo sát tốc độ khuấy với PAC ....................................................... 50 Bảng 3. 3. Điều kiện khảo sát thời gian khuấy với PAC .................................................. 51 Bảng 3.4. Điều kiện ban đầu khảo sát nồng độ PAC ....................................................... 52 Bảng 3.5. Điều kiện ban đầu khảo sát nồng độ màu của PAC.......................................... 54 Bảng 3.6 Điều kiện thực hiện xác định pH tối ưu của phèn sắt ....................................... 55 Bảng 3.7 Điều kiện thực hiện xác định tốc độ khuấy tối ưu của phèn sắt ....................... 57 Bảng 3.8 Điều kiện ban đầu tiến hành khảo sát thời gian khuấy ...................................... 58 Bảng 3.9 Điều kiện ban đầu khảo sát nồng độ phèn sắt.................................................. 59 Bảng 3.9 Điều kiện ban đầu khảo sát hiệu quả xử lý theo độ màu ................................. 60 Bảng 3.10 Điều kiện thực hiện xác định pH tối ưu của Vôi ............................................ 61 Bảng 3.11 Điều kiện thực hiện xác định tốc độ khuấy tối ưu của Vôi ............................ 62 Bảng 3.12 Điều kiện ban đầu tiến hành khảo sát thời gian khuấy ................................... 63 Bảng 3.13 Điều kiện ban đầu khảo sát hiệu quả xử lý theo độ màu ............................... 64 Bảng 3.14 Điều kiện khảo sát ban đầu liều lượng vôi châm vào ..................................... 65 Bảng 3.15 Điều kiện khảo sát ban đầu khảo sát pH .......................................................... 66 Bảng 3.16 Điều kiện khảo sát ban đầu khảo sát tốc độ khuấy .......................................... 68 Bảng 3.17 Điều kiện khảo sát ban đầu khảo sát thời gian khuấy...................................... 69 Bảng 3.37 Điều kiện khảo sát ban đầu khảo sát nồng độ phèn sắt ................................... 70 Bảng 3.18 Điều kiện ban đầu khảo sát độ màu của phèn sắt/vôi ...................................... 71 Đồ Thị 2.1 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc độ hấp thu và độ màu vào hàm lượng màu của màu Sunzol Black B 150% ở bước sóng 600nm .............................................................. 34 xiii Đồ Thị 2.2 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc độ hấp thu và độ màu vào hàm lượng màu của màu Sunfix Red S3B 100%ở bước sóng 541nm ............................................................... 34 Đồ thị 2.3. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc độ hấp thu và độ màu vào hàm lượng màu của màu Sunfix Red S3B 100% và màu Sunzol Black B 150% ở bước sóng 580nm ............ 35 xiv DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1. Sơ đồ nguyên lý công nghệ dệt nhuộm và các nguồn nước thải ......................... 4 Hình 1. 2. Cấu tạo của hạt keo .......................................................................................... 16 Hình 1. 3. Các quá trình hình thành các gốc hydroxyl ..................................................... 24 Hình 1.4 Phân rã yếm khí nhóm azo của màu nhuộm ..................................................... 27 Hình 2.1 : Sơ đồ nghiên cứu ............................................................................................. 31 Hình 2.2. Quy trình pha nước thải nhuộm giả lập ........................................................... 33 Hình 2.3. Đặc tính lý học của các màu dùng trong thí nghiệm . ...................................... 33 Hình 2. 4. Mô hình Jartest ................................................................................................. 36 Hình 2.5. Máy quang phổ UV-Vis ................................................................................... 37 Hình 2. 6. Máy đun hoàn lưu COD reactor ....................................................................... 37 Hình 2. 7. Máy đo pH do hãng Mettler Toledo (Thụy Sĩ) ................................................ 38 Hình 3.1. Biểu đồ ảnh hưởng của pH đến hiệu suất xử lý COD, màu của PAC .............. 48 Hình 3.2. Cấu trúc màu nhuộm nghiên cứu tại các pH 3,7,10 ......................................... 49 Hình 3. 3. Ảnh hưởng tốc độ khuấy lện hiệu suất xử lý của PAC .................................... 50 Hình 3.4. Ảnh hưởng của thời gian khuấy lên hiệu quả xử lý của PAC ........................... 51 Hình 3.5. Ảnh hưởng nồng độ PAC đến hiệu suất xử lý .................................................. 53 Hình 3. 6. Ảnh hưởng của nồng độ màu đến hiệu suất khử màu của PAC ...................... 54 Hình 3.7. Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất xử lý của phèn sắt ........................................ 55 Hình 3.8. Sắt (II) tồn tại ở trong nước thải có độ pH khác nhau ..................................... 56 Hình 3. 9. Hiệu suất của tốc độ khuấy .............................................................................. 57 Hình 3.10. Hiệu suất xử lý COD, màu khảo sát với thời gian khuấy ............................... 58 Hình 3. 11. Ảnh hưởng của nồng độ Phèn sắt lên hiệu quả quá trình keo tụ .................... 59 Hình 3. 12. Ảnh hưởng của độ màu lên hiệu quả xử lý bằng phèn sắt ............................. 60 Hình 3.13. Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất xử lý của Vôi ............................................. 61 Hình 3.14 Ảnh hưởng của tốc độ khuấy ........................................................................... 62 Hình 3.15. Ảnh hưởng của thời gian khuấy lên hiểu quả xử lý bằng Vôi ........................ 63 Hình 3. 16. Ảnh hưởng của độ màu lên hiệu quả xử lý bằng vôi ..................................... 64 Hình 3. 17. Ảnh hưởng của vôi lên quá trình keo tụ ......................................................... 66 Hình 3. 18. Ảnh hưởng của pH lên quá trình keo tụ phèn sắt/vôi .................................... 67 xv Hình 3.19. Cấu trúc màu nhuộm nghiên cứu tại các pH 3,7,10 ....................................... 68 Hình 3.20. Ảnh hưởng của tốc độ khuấy lên quá trình keo tụ phèn sắt/vôi ...................... 69 Hình 3.21 Ảnh hưởng của thời gian khuấy lên quá trình keo tụ phèn sắt/vôi .................. 70 Hình 3. 22 Ảnh hưởng của nồng độ phèn sắt lên quá trình keo tụ phèn sắt/vôi. .............. 71 Hình 3. 23 Hiệu quả xử lý của phèn sắt/vôi với các độ màu khác nhau ........................... 72 1 MỞ ĐẦU 1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Qua quá trình tìm hiểu tài liệu trên thế giới và thực tế, tác giả nhận thấy việc sử dụng Sắt Sunfate kết hợp với Canxi hydroxit để xử lý màu nước thải dệt nhuộm, mang lại hiệu quả xử lý cao, giá thành rẻ, dễ sử dụng, thuận tiện cho các công trình xử lý nước thải. Cụ thể cho một số nhà máy đã áp dụng như Công ty TNHH Dệt Triệu Tài, Công ty Quốc Tế Radian, Công ty CP Dệt May Liên Phương, Công ty TNHH Phú Thuận Hưng, Công ty TNHH Esquel,sử dụng Sắt Sunfate kết hợp Canxi dihydroxit để khử màu trong nước thải dệt nhuộm đều mang lại hiệu quả xử lý độ màu khá cao, tuy nhiên hiệu suất xử lý không ổn định bởi các giá trị pH, độ màu, liều lượng hóa chất chưa tối ưu hóa bởi các nồng độ ô nhiễm nước thải liên tục thay đổi. Ngành dệt nhuộm sử dụng một lượng lớn phẩm nhuộm để nhuộm vải. Trong đó, thuốc nhuộm hoạt tính được sử dụng khá phổ biến bởi chúng có màu sắc tươi tắn, đẹp và có độ bền màu cao. Ngày nay, lượng thuốc nhuộm hoạt tính sử dụng trong ngành dệt may chiếm khoảng 50% tổng lượng thuốc nhuộm được sử dụng trên thị trường vì chúng được sử dụng để nhuộm sợi cotton là loại vật liệu chiếm khoảng một nửa lượng sợi tiêu thụ trên thế giới [33]. Khi nhuộm xơ xenlulo bằng phẩm nhuộm hoạt tính, quá trình sự gắn màu đi cùng với thủy phân thuốc nhuộm nên không sử dụng hết lượng thuốc nhuộm. Độ mất mát đối với thuốc nhuộm hoạt tính khoảng 10÷50%, lớn nhất trong các loại thuốc nhuộm [34]. Phần lớn thuốc nhuộm hoạt tính đựợc tổng hợp từ các hợp chất hữu cơ có phân tử lượng khá lớn, chứa nhiều vòng thơm (đơn vòng, đa vòng, dị vòng), nhiều nhóm chức khác nhau nên ở dạng thông thường và dạng bị thủy phân đều không dễ dàng phân hủy được bằng phương pháp sinh học. Do đó, tách TNHT ra khỏi dòng thải đã trở thành một thách thức đối với ngành công nghệ xử lý nước thải và là vấn đề quan trọng trong bảo vệ môi trường [34]. Đây chính là nguyên nhân làm cho nước thải dệt nhuộm có độ màu cao, nồng độ chất ô nhiễm lớn. 2 Với mục tiêu tìm ra các giá trị tối ưu để áp dụng tốt hơn cho quá trình xử lý độ màu nước thải dệt nhuộm, vừa mang lại hiệu quả kinh tế, vừa có hiệu suất xử lý cao khi áp dụng thực tế, tác giả đã mạnh dạn thực hiện đề tài “Nghiên cứu khả năng keo tụ của Sắt Sunfate kết hợp với Canxi hydroxit để loại bỏ màu nước thải dệt nhuộm hoạt tính”. 2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Mục tiêu tổng quát: Ứng dụng phương pháp keo tụ của Sắt Sulfate kết hợp với Canxi hydroxit để loại bỏ màu nhuộm hoạt tính Mục tiêu cụ thể:  Tìm được các giá trị tối ưu trong quá trình xử lý độ màu, COD nước thải dệt nhuộm bằng Sắt Sunfate kết hợp Canxi hydroxit (nồng độ Sắt Sunfate, nồng độ Canxi hydroxit tối ưu nhất).  Đánh giá khả năng xử lý độ màu của Sắt Sulfate với Canxi hydroxit để biết được khả năng áp dụng cho các công trình thực tế thông qua chi phí kinh tế và hiệu suất xử lý độ màu của phương pháp này.  So sánh khả năng xử lý độ màu của sắt sulfate kết hợp với Canxi hydroxit với các phương pháp khác để chứng minh được phương pháp kết hợp Sắt Sunfate với Canxi hydroxit có ưu điểm hơn so với các phương pháp khác đang được áp dụng hiện nay. 3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu Khảo sát trên mẫu nước thải pha giả lập: được thực hiện trên các mẫu nước thải màu nhuộm hoạt tính giả định là hóa chất Sunfix Red S3B 100% (SRS) của hãng Oh-Young và hóa chất Sunzol Black B 150% (SBB) được sản xuất bởi Hàn Quốc. Phạm vi nghiên cứu đề tài Đề tài được nghiên cứu tại Trường ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh. 3 4. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI Ý nghĩa thực tế - Thông qua kết quả nghiên cứu được và tìm giá trị tối ưu khi áp dụng phương pháp này để xử lý màu nước thải dệt nhuộm sao cho phù hợp với các điều kiện thực tế về chất lượng nước thải cũng như tiết kiệm chi phí đầu tư. - Làm cơ sở để mở rộng phạm vi, đối tượng cũng như nghiên cứu sâu hơn về xử lý nước thải bằng phương pháp này. Ý nghĩa khoa học - Tối ưu hóa được các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý độ màu nước thải dệt nhuộm bằng phương pháp Sắt Sunfate kết hợp Canxi hydroxit xử lý màu nước thải dệt nhuộm. - Đánh giá được khả năng xử lý độ màu nước thải dệt nhuộm bằng Sắt Sunfate kết hợp với Canxi hydroxit. 4 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1 Công nghệ dệt và đặc tính nước thải 1.1.1 Quy trình chung về công nghệ ngành dệt nhuộm Nguyên liệu đầu Kéo sợi, chải, ghép, đánh ống Nước, tinh bột , phụ gia Hồ sợi Nước thải chứa Hơi nước hồ tinh bột, hóa chất Dệt vải Nước thải chứa Enzym Giũ hồ hồ, tinh bột bị NaOH thủy phân, NaOH NaOH, hóa chất Nấu Nước thải Hơi nước H SO , H O 2 4 2 Xử lý axit, giặt Nước thải Chất tẩy giặt H2O2, NaOCl, Tẩy trắng Nước thải Hóa chất H2SO4, H2O2, chất Giặt Nước thải tẩy giặt NaOH, hóa chất Làm bóng Nước thải Dung dịch nhuộm Nhuộm, in hoa Dịch nhuộm thải H2SO4, H2O2 Chất tẩy giặt Giặt Nước thải Hơi nước, hồ, Hoàn tất, văng khổ Nước thải Hóa chất Sản phẩm Hình 1.1. Sơ đồ nguyên lý công nghệ dệt nhuộm và các nguồn nước thải 5 Dệt nhuộm là ngành công nghiệp bao gồm nhiều công đoạn sản xuất. Tùy thuộc vào dây chuyền công nghệ và sản phẩm của các cơ sở sản xuất mà quy trình công nghệ được áp dụng cho phù hợp. Thông thường công nghệ dệt nhuộm gồm 3 quá trình cơ bản: Kéo sợi, dệt vải – xử lý hóa học (nấu, tẩy), nhuộm – hoàn thiện vải. Dây chuyền công nghệ sản xuất chung của ngành dệt nhuộm được áp dụng như trong hình 1.1. Nhập nguyên liệu: Nguyên liệu được nhập dưới các điều kiện bông thô chứa các sợi bông có kích thước khác nhau cùng các tạp chất tự nhiên như bụi đất, hạt cỏ rác. Ngoài ra còn sử dụng các nguyên liệu như lông thú, đay gai, tơ tằm để sản xuất các mặt hàng. Làm sạch: Nguyên liệu bông thô được đánh tung, làm sạch và trộn đều bông thô để thu nguyên liệu sạch và đồng đều. Sau quá trình làm sạch, bông thu được dưới dạng các tấm bông phẳng đều. Chải: Các sợi bông được chải song song và tạo thành các sợi thô xoắn trên máy chải. Kéo sợi: Kéo sợi để giảm kích thước và tăng độ bền sợi. Hồ sợi: Đối với sợi bông sử dụng hồ tinh bột và tinh bột biến tính, đối với sợi nhân tạo sử dụng PVA (Polyvinylancol), polycrylat. Mục đích của quá trình này là tạo màng hồ bao quanh sợi, tăng độ bền, độ bôi trơn và độ bông của sợi để tiến hành dệt. Dệt vải: Kết hợp các sợi ngang và sợi dọc để hình thành các tấm vải. Giũ hồ: Sử dụng dung dịch xút hoặc enzyme amilaza để tách các phần hồ còn lại trên tấm vải. Nấu vải: Là quà trình nấu vải ở áp suất, nhiệt độ cao (2 – 3at, 120 – 130OC) trong h n hợp dung dịch gồm NaOH, Na2CO3, chất phụ trợ để tách phần hồ còn bám lại trên sợi và các tạp chất thiên nhiên trong sợi (như pectin, hợp chất chứa Nitơ, acid hữa cơ, dầu, sáp ) đồng thời làm tăng độ mao dẫn, độ ngấm của vải và tăng khả năng bắt màu thuốc nhuộm của vải. Vì vậy, nước thải từ quá trình nấu có độ kiềm cao, chứa dầu mỡ và chất tẩy rửa và một lượng lớn hồ tinh bột. 6 Tẩy trắng: Mục đích là làm cho vải mất màu tự nhiên, sạch vết dầu, mỡ, làm cho vải có độ trắng theo yêu cầu đặt ra. Chất tẩy trắng thường dùng là nước Javen (natri hypoclorit NaClO, natriclorit NaClO2), dung dịch clo, hydropeoxit H2O2 cùng các hoá chất phụ trợ khác để tạo môi trường. Nếu sử dụng H2O2 tuy giá thành sản phẩm cao hơn nhưng không ảnh hưởng đến môi trường sinh thái. Nước thải chủ yếu chứa kiềm dư và các chất hoạt động bề mặt. Nếu sử dụng các chất tẩy chứa Clo: giá thành thấp hơn nhưng tạo ra hàm lượng AOX (hợp chất halogen hữu cơ dễ hấp phụ) trong nước thải. Các chất này khả năng gây ung thư và ảnh hưởng đến môi trường sinh thái. Làm bóng vải Mục đích là làm sợi vải trương nở, tăng khả năng thấm nước, tăng khả năng bắt màu thuốc nhuộm, sợi bóng hơn. Thông thường sử dụng dung dịch NaOH có nồng độ từ 280 – 300 g/l ở nhiệt độ thấp để làm bóng sợi vải (vải nhân tạo không cần làm bóng). Quá trình này tạo ra những sản phẩm có độ bóng cao. Thường áp dụng đối với loại vải cotton hoặc vải lụa tơ tằm. Quá trình ngâm kiềm sử dụng lượng lớn NaOH, độ kiềm của nước thải có giá trị pH lên tới khoảng 14, do vậy nước thải cần phải được trung hòa trước khi thải ra môi trường tiếp nhận. Nhuộm vải Đây là quá trình chính và phức tạp, sử dụng nhiều lo...o là trung hòa về điện. Mặt khác, các gốc này không tồn tại sẵn trong môi trường như những tác nhân oxy hóa thông thường, mà được sản sinh ngay trong quá trình phản ứng, có thời gian sống rất ngắn, khoảng vài nghìn giây nhưng liên tục được sinh ra trong suốt quá trình phản ứng. Bảng 1. 3. Điện thế oxy hóa của một số tác nhân oxy hóa mạnh trong môi trường lỏng [26]. Tác nhân oxy hóa Điện thế oxy hóa (V/SHE) OH• 2,80 O3 2,07 H2O2 1,77 HO2 1,70 ClO2 1,50 Cl2 1,36 O2 1,23 Nguồn: Buxton, 1988 Đặc điểm nổi trội của phương pháp oxy hóa tiên tiến là các gốc hydroxyl tạo ra có khả năng phản ứng nhanh và không chọn lọc với hầu hết các hợp chất hữu cơ (hằng số tốc độ phản ứng trong khoảng 107 và 1010 mol-1.l.s-1). Đặc tính oxy hóa không chọn lọc này vô cùng quan trọng, cho phép mở rộng phạm vi áp dụng của phương pháp với các nước thải không đồng nhất, chứa các hợp chất ô nhiễm khác nhau. Khả năng hoạt hóa nhanh phù hợp với thời gian sống ngắn và nồng độ tức thời thấp của các gốc tự do hydroxyl. Đặc biệt, phản ứng của gốc hydroxyl với các anken và các hợp chất thơm rất nhanh, hằng số tốc độ phản ứng trong khoảng 108- 1010 mol-1.l.s-1, do đó các gốc hydroxyl này cho phép khoáng hóa các chất hữu cơ ô nhiễm, khó phân hủy sinh học trong thời gian từ vài phút đến vài giờ. Các gốc 24 hydroxyl có thể được hình thành bằng các phương pháp khác nhau như được mô tả trên hình 1.4. Các quá trình oxy hóa tiên tiến được phân loại dựa vào trạng thái pha (đồng thể hoặc dị thể) hoặc dựa vào phương pháp tạo gốc hydroxyl (phương pháp hóa học, quang hóa, điện hóa). Hiệu quả của quá trình xử lý các chất ô nhiễm phụ thuộc vào rất nhiều thông số như nồng độ tác nhân oxy hóa, cường độ ánh sáng UV, pH, nhiệt độ cũng như thành phần của môi trường cần xử lý. Ngoài ra, hiệu quả của quá trình oxy hóa có thể bị ảnh hưởng do sự tiêu thụ gốc hydroxyl của các hợp chất vô cơ hoặc hữu cơ có mặt trong môi trường. Hằng số tốc độ phản ứng giữa gốc hydroxyl với cacbonat và bicacbonat lần lượt là 1,5.107 và 4,2.108 mol -1.l.s-1 [27]. Hình 1. 3. Các quá trình hình thành các gốc hydroxyl Nhìn chung các phản ứng của các quá trình oxy hóa tiên tiến tương tự nhau, tuy nhiên hiệu quả xử lý và hiệu quả kinh tế của quá trình phụ thuộc vào phương pháp hình thành gốc OH• và các điều kiện vận hành của hệ thống. Các quá trình oxid hóa nâng Ca(OH)2 (AOPs-Các quá trình oxid hóa với thế oxid hóa Ca(OH)2) hơn oxygen được dùng để xử lý nước thải nhuộm. Cơ sở của quá trình là tạo ra các gốc tự do có thế oxid hóa Ca(OH)2 có thể phản ứng với các 25 hợp chất khó phân hủy trong nước thải nhuộm như màu, chất hoạt động bề mặt. Các quá trình oxid hóa nâng Ca(OH)2 bao gồm: quá trình xử lý dùng siêu âm, ozon hóa, fenton, điện và quang hóa. Trong số đó quá trình Ozon, UV/H2O2, Fenton (Fe/H2O2) và UV/TiO2 là những kỹ thuật oxid hóa nâng Ca(OH)2 được sử dụng nhiều nhất. Màu và COD có thể được loại bỏ trong nước thải bằng (keo tụ và tạo bông). Quá trình này thường được dùng trước hoặc sau quá trình xử lý chính. Giai đoạn này thường bắt buộc phải thêm hóa chất keo tụ để tạo bông với các chất ô nhiễm và tách ra khỏi nước thải. Thông thường vôi, muối sắt và nhôm được sử dụng làm chất keo tụ. Gần đây các chất keo tụ bằng polymer hữu cơ thường được thêm vào để giảm thể tích bùn thải, nhưng hầu hết các polimer sử dụng trong trường hợp này đều độc cho hệ thống thủy sinh dù với liều lượng rất thấp [4] Phương pháp sinh học [2] Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học dựa trên hoạt động của vi sinh vật, chủ yếu là vi khuẩn dị dưỡng hoại sinh có trong nước thải. Quá trình hoạt động của chúng cho kết quả là các chất hữu cơ gây nhiễm bẩn được khoáng hóa và trở thành những chất vô cơ, các chất khí đơn giản và nước[2] Vi sinh vật có trong nước thải sử dụng các chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo ra năng lượng. Quá trình dinh dưỡng làm cho chúng sinh sản, phát triển tăng số lượng tế bào (tăng sinh khối), đồng thời làm sạch (có thể hoàn toàn) các chất hữu cơ hòa tan hoặc các hạt keo phân tán nhỏ. Do vậy, trong quá trình xử lý sinh học, người ta cần loại bỏ các tạp chất phân tán thô ra khỏi nước thải trong giai đoạn xử lý sơ bộ [28] Các phương pháp sinh học xử lý nước thải:  Hiếu khí  Kỵ khí a) Hiếu khí 26 Các phản ứng xảy ra trong quá trình này là do VSV hiếu khí hoạt động cần có mặt oxy của không khí để phân hủy các chất hữu cơ nhiễm bẩn trong nước. Quá trình phân hủy hiếu khí diễn ra 3 giai đoạn biểu hiện bằng các phản ứng:  Oxy hóa của các chất hữu cơ: các hợp chất hydrocarbon được phân hủy hiếu khí chủ yếu qua quá trình này  Tổng hợp xây dựng tế bào  Tự oxy hóa chất liệu tế bào b) Quá trình kỵ khí [28] Quá trình phân hủy kỵ khí là quá trình phân hủy của các chất hữu cơ và vô cơ trong điều kiện không có oxy phân tử của không khí bởi các VSV kỵ khí. Quá trình phân hủy kỵ khí diễn ra qua 2 giai đoạn:  Giai đoạn thủy phân: Dưới tác dụng của các enzym thủy phân do VSV tiết ra các chất hữu cơ sẽ bị thủy phân – hidratcarbon (kể cả các hợp chất không tan) phức tạp sẽ thành các đường đơn giản.  Giai đoạn tạo khí: Sản phẩm thủy phân sẽ tiếp tục bị phân giải và tạo thành các sản phẩm cuối cùng là h n hợp các khí chủ yếu là CO2 và CH4. Ngoài ra còn tạo các khí khác như H2, N2, H2S.  Xử lý sinh học màu: Dựa trên cơ sở là sự chuyển hóa màu sinh học của vi sinh vật. Màu rất khó phân hủy, khả năng phân hủy chất màu và sắc tố của vi sinh vật nói chung là rất yếu. Thí dụ người ta có thể dùng bùn non để loại bỏ chất màu ra khỏi nước thải, nhưng trong bùn non không xảy ra quá trình phân hủy bản thân chất màu mà chỉ tách chúng ra khỏi nước thải nhờ quá trình hấp phụ (cũng như hầu hết các kỹ thuật nêu ở trên).  Tuy nhiên cũng có một số nhóm màu, trong đó có màu azobenzen, là một trong những nhóm màu quan trọng nhất, lại dễ bị phân hủy bởi biện pháp xử lý sinh 27 học cả ở điều kiện hiếu khí và yếm khí. Nguyên nhân chủ yếu vì ở điều kiện yếm khí, nhiều loại vi sinh vật có khả năng tổng hợp enzim xúc tác phản ứng khử làm phân rã nhóm azo- của màu. Sau đó ở điều kiện hiếu khí các độc chất chứa nhóm amin nói trên sẽ bị phân rã tiếp bởi phản ứng oxid hóa được enzim “azoreductaz” do vi sinh vật tạo ra xúc tác. Vì vậy để xử lý màu nước thải nhuộm người ta thường kết hợp yếm khí và hiếu khí, nhược điểm của phương pháp này là quá trình khử màu azobenzen trong điều kiện yếm khí rất chậm, đòi hỏi thời gian xử lý lâu. Hình 1.4 Phân rã yếm khí nhóm azo của màu nhuộm  Tất cả những kỹ thuật khảo sát ở trên điều chưa cho thấy hiệu quả hoàn toàn trong quá trình xử lý màu từ nước thải nhuộm. Việc lựa chọn phương pháp xử lý ngoài việc phụ thuộc vào kinh nghiệm còn phụ thuộc vào chi phí đầu tư ban đầu, hiệu quả xử lý và phát sinh các chất thải thứ cấp. Điều đó cho thấy m i kỹ thuật xử lý đều có những giới hạn của nó. Màng lọc: Thường dùng để xử lý nước thải chứa màu hoạt tính, do bởi khả năng giảm lượng nước thải đồng thời thu hồi muối. Tuy nhiên do cấu trúc màng (kích thước l ) nhỏ, công nghệ này cần chia dòng nguồn thải. Ưu điểm: Kỹ thuật này xử lý rất nhanh chóng, hệ thống xử lý nhỏ gọn và màng có thể tái sử dụng. Nhược điểm: Dòng chứa càng nhiều chất thải giữ lại, màng dễ bị tắc nghẽn áp lực nước tăng dòng chảy giảm dần, cần phải thường xuyên rửa màng và thay thế các modul định kỳ. Hơn nữa, nước thải thu được sau quá trình rửa màng lọc phải xử lý lại và chi phí đầu tư ban đầu thường lớn. Phương pháp hấp phụ và trao đổi ion có thể sử dụng để “tách” màu ra khỏi 28 dòng thải. Chất sử dụng ở đây chủ yếu là than hoạt tính. 1.3.2 Nhận xét về các phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm Nhìn chung, đã có rất nhiều các nghiên cứu đề cập đến lĩnh vực xử lý nước thải dệt nhuộm bằng các phương pháp truyền thống như hóa lý, hóa học, sinh học và một số công nghệ xử lý mới như các phương pháp oxy hóa nâng cao. Từ thực tế nghiên cứu đó có thể rút ra một số kết luận sau : - Các phương pháp xử lý hóa lý: Phương pháp này cho phép giảm các chất hòa tan, chất lơ lửng, màu, và các chất khó lắng trong nước thải bằng phương pháp keo tụ hóa học kết hợp lắng. Phương pháp này có thể tách được màu nhưng có một số nhược điểm như phát sinh bùn thải, chi phí hóa chất Ca(OH)2, hiệu quả xử lý độ màu và độ giảm hàm lượng COD thấp. Đây cũng là các phương pháp khá nhạy với sự thay đổi thành phần của nước thải đầu vào [24]. Ngoài ra, khi áp dụng phương pháp này trong lĩnh vực xử lý nước thải dệt nhuộm, nước thải sau xử lý vẫn chưa đạt tiêu chuẩn thải mà vẫn phải xử lý tiếp. Các phương pháp khác như điện hóa, oxy hóa bằng ozon hoặc kết hợp với UV, ozon và H2O2 cũng là những công nghệ đầy triển vọng có thể áp dụng trong xử lý nước thải dệt nhuộm. Tuy nhiên, các phương pháp này có chi phí xử lý khá Ca(OH)2. Vì vậy chúng thường được áp dụng cho xử lý nâng Ca(OH)2 (sau keo tụ) để đạt tiêu chuẩn thải. - Xử lý sinh học bằng bùn hoạt tính: Phương pháp này đối với nước thải dệt nhuộm thường cho độ giảm hàm lượng COD cao nhưng không tách được hết màu do một số loại thuốc nhuộm khó phân hủy sinh học. Thuốc nhuộm azo rất bền với quá trình phân hủy sinh học dưới điều kiện hiếu khí trong khi lại xử lý khá thành công trong điều kiện yếm khí. Tuy nhiên, sử dụng phương pháp yếm khí để xử lý nước thải dệt nhuộm lại không thích hợp vì việc làm gãy mạch thuốc nhuộm azo dẫn đến sự hình thành các vòng thơm amin. Trong một số trường hợp, các vòng thơm amin này có thể là những chất còn độc hơn so với phân tử thuốc nhuộm ban đầu. - Phương pháp lọc màng cũng đang thu hút được nhiều sự quan tâm của các nhà khoa học trong lĩnh vực xử lý nước thải do hiệu quả xử lý Ca(OH)2 của phương 29 pháp. Công nghệ này là một giải pháp xử lý rất thực tế nhằm đạt được tiêu chuẩn dòng thải ngày càng khắt khe và tái sử dụng lại dòng thải dệt nhuộm với nước thải sau xử lý có chất lượng tốt.Tuy nhiên, chi phí cho phương pháp lọc màng khá Ca(OH)2 nên đã hạn chế phạm vi áp dụng của phương pháp này trong thực tế. Thường người ta chỉ áp dụng phương pháp này khi cần thu hồi và tái sử dụng lại nước thải dệt nhuộm. Các kết quả nghiên cứu thực tế cũng cho thấy không có một phương pháp xử lý nào đáp ứng được đồng thời cả yếu tố kinh tế và kỹ thuật. Chính vì vậy người ta thường phải kết hợp 2 hay 3 phương pháp với nhau để xử lý dòng thải đạt tiêu chuẩn môi trường và phù hợp về kinh tế như các phương pháp xử lý như kết hợp hấp phụ, các quá trình oxi hóa nâng cao (sử dụng H2O2, O3, UV) và xử lý sinh học (hiếu khí và yếm khí) cũng đã được đề xuất ở một số nghiên cứu xử lý thuốc nhuộm hoạt tính [5]. Tuy nhiên, công nghệ truyền thống kết hợp keo tụ với xử lý sinh học hiếu khí không thể dễ dàng tách được một số loại thuốc nhuộm hoạt tính do chúng có khả năng phân hủy sinh học rất thấp [23]. M i phương pháp xử lý có những ưu điểm và nhược điểm riêng do vậy việc lựa chọn phương pháp nào phụ thuộc chủ yếu vào mục đích cần đạt được của quá trình xử lý [2]. 1.3.3 Phương pháp keo tụ sử dụng Sắt Sunfate kết hợp Canxi hydroxit được chọn làm nghiên cứu. Các nghiên cứu xử lý màu nước thải dệt nhuộm bằng Sắt Sunfate kết hợp Canxi hydroxit trên thế giới thu lại các kết quả rất khả quan. Trong một nghiên cứu của D. Georgiou và cộng sự nước thải dệt nhuộm được thu thập ở các nhà máy dệt nhuộm cotton (Fanco, bắc Hy Lạp) để nghiên cứu xử lý bằng Sắt Sunfate kết hợp Canxi hydroxit thu được kết quả hiệu suất khử màu khá cao 70–90% [23]. Một nghiên cứu khác về các phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm của D. Georgiou và A. Aivasidis (2015) có kết luận chi phí vận hành của Sắt Sunfate kết hợp Canxi 3 hydroxit là 0.403 USD/m thấp hơn so với các phương pháp Oxy hóa UV / H2O2 3 3 (1.61 USD/m ), bùn hoạt tính, phương pháp UV / H2O2 (1.208 USD/m ) và phương pháp keo tụ tạo bông thông thường (0.666 USD/m3) [24]. 30 Trên cơ sở các nghiên cứu đó, luận văn “xử lý màu nước thải dệt nhuộm hoạt tính bằng Sắt Sunfate kết hợp Canxi hydroxit” của tác giả nghiên cứu trên thuốc nhuộm hoạt tính giả định SRS, SBB, SBB/SRS khảo sát các giá trị như hiệu suất khử màu, COD, tốc độ khuấy, thời gian lưu. 31 Rác CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Nghiên cứu trên mẫu nước thải giả định: được thực hiện trên các mẫu nước thải màu nhuộm hoạt tính giả định là hóa chất Sunzol Black B 150% (SBB), Sunfix Red S3B 100% (SRS) của hãng Oh-Young (Hàn Quốc). Phạm vi nghiên cứu Mô hình thí nghiệm được lắp đặt và tiến hành tại Trường ĐH Kỹ Thuật Công Nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh. Sơ đồ nghiên cứu Khảo sát thực tế Lập mẫu nước giả định Phân tích mẫu Xử lý số liệu Nhận xét Kết luận Hình 2.1 : Sơ đồ nghiên cứu 32 Pha chế nước thải giả định Từ khảo sát thực tế các nhà máy nhận thấy rằng trong số các nước thải dệt nhuộm gây ô nhiễm môi trường nước thải từ công đoạn nhuộm của màu nhuộm hoạt tính đang là loại nước thải khó xử lý và chiếm chi phí cao nhất. Vì thế nghiên cứu quyết định chọn đối tượng này trong nghiên cứu xử lý nước thải nhuộm. Một khó khăn khác trong quá trình nghiên cứu nước thải nhuộm hoạt tính đó là nước thải nhuộm thực tế thường bao gồm nhiều h n hợp màu do nhuộm nhiều sản phẩm có màu sắc khác nhau theo đơn đặt hàng, các màu nhuộm mặc dầu có chỉ số độ màu rất lớn nhưng thông số COD lại không cao, vì thế để khảo sát hiệu suất xử lý nếu chỉ dùng thông số COD sẽ không thực sự chính xác trong khi độ màu tổng cộng (hoặc độ hấp thu) lại gây sai số lớn (vì độ màu không có tính cộng gộp, giá trị độ màu chỉ cho giá trị có thông số của màu có ưu thế).[4] Do những lý do trên đề tài nghiên cứu sẽ tiến hành tạo ra mẫu nước thải giả lập với các màu nhuộm riêng biệt gần giống với thực tế đặc biệt là độ màu và COD là hai thông số quan trọng nhất trong nước thải. Quy trình chuẩn bị nước thải được tóm gọn trong Hình 2.2 Hai màu nhuộm sử dụng trong nghiên cứu là Sunzol Black B 150% (SBB), Sunfix Red S3B 100% (SRS) của hãng Oh-Young (Hàn Quốc). Xây dựng đường chuẩn của màu nhuộm Sau khi tạo mẫu nước thải giả lập, quét bước sóng từ 380–750 nm xác định được bước sóng ứng với độ hấp thu cực đại (Amax), đo độ hấp thu với bước sóng này (λmax) được bảng Mục Lục 1. Độ hấp thu cực đại ứng với từng nồng độ màu của màu nhuôm. Từ đó lập được đường chuẩn của hai loại màu nhuộm. Quy trình pha chế nước thải giả định: Cân m i loại bột màu với liều lượng 4g. Hòa tan chúng với 1000mL nước máy châm thêm dung dịch NaOH điều chỉnh lên pH 13. Sau đó định mức lên thành 2L. Tiếp tục mang mẫu đã pha mang đi đun nóng tới 70OC, khuấy từ trong 60 phút. Cất trữ lạnh dùng trong thí nghiệm xử lý. Khi tiến hành thí nghiệm mẫu trên được đo lại độ màu. Từ độ màu đã đo tính toán tỷ lệ pha mẫu để có được độ màu cần có. 33 Cân chuẩn rắn (1) 100mL Nước cất, vài giọt NaOH (2) Lắc đều tan Cho thêm nước, chỉnh pH 13, định mức thành 1 lít 0 (1) Đun nóng tới 70 C (2) Khuấy từ trong 60 phút Cất, trữ lạnh dùng trong thí nghiệm xử lý Hình 2.2. Quy trình pha nước thải nhuộm giả lập (SRS) Hình 2.3. Đặc tính lý học của các màu dùng trong thí nghiệm [4]. 34 (SRS) Đồ Thị 2.1 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc độ hấp thu và độ màu vào hàm lượng màu của màu Sunzol Black B 150% ở bước sóng 600nm Đồ Thị 2.2 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc độ hấp thu và độ màu vào hàm lượng màu của màu Sunfix Red S3B 100%ở bước sóng 541nm 35 Đồ thị 2.3. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc độ hấp thu và độ màu vào hàm lượng màu của màu Sunfix Red S3B 100% và màu Sunzol Black B 150% ở bước sóng 580nm 2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Hóa chất, dụng cụ thí nghiệm và thiết bị nghiên cứu a) Hóa chất - Chất keo tụ sử dụng xử lý nước thải: PAC (Poly Aluminium Chloride), 31 % Al2O3 công thức [Al2(OH)nCl6·nxH2O]m, Phèn sắt -Iron (II) Ferous Sulphate Hepta 14% Fe, công thức hóa học FeSO4.7H2O, Vôi ngậm nước Canxi hydroxit công thức hóa học Ca(OH)2 . - Hóa chất trợ keo tụ: Polyme anion, công thức hóa học CONH2[CH2-CH-]n. - Hóa chất điều chỉnh pH: NaOH, HCl - Hóa chất phân tích COD: Axit sunfuric (H2SO4); bạc sunfat (Ag2SO4); kalibicromat (K2Cr2O7); sắt (II) amoni sunfat [(NH4)2Fe(SO4)2.6H2O]; chỉ thị Feroin. Dung dịch chuẩn các chất keo tụ được tiến hành bằng cách hòa tan 200 ± 1 36 mg bột hóa chất (FeSO4.7H2O, PAC, Ca(OH)2 ) trong 100 mL nước cất (hay 0.006 mg trong trường hợp Polime) khuấy từ trong 5 phút – 30 phút, sau đó siêu âm trong 70 phút để tạo h n hợp đồng nhất. Dung dịch gốc được trữ lạnh 5°C và được pha loãng đến nồng độ thích hợp khi sử dụng (từ 80 mg/L đến 350 mg/L). b) Dụng cụ thí nghiệm  Cốc thủy tinh các loại  Pipet  Buret  Bình định mức  Đĩa khuấy c) Thiết bị dùng trong thí nghiệm Các thiết bị chính sử dụng cho quá trình thí nghiệm bao gồm: Máy phản ứng Jar- test: Dùng cho thí nghiệm khảo sát khử màu có 6 vị trí test mẫu Hình 2. 4. Mô hình Jartest Máy quang phổ dùng để đo độ hấp thu, độ màu của màu nhuộm trong quá trình thí nghiệm. Máy do hãng HACH (Hoa Kỳ) sản xuất, model DR5000, bước sóng quét từ 190–1100 nm. 37 Hình 2.5. Máy quang phổ UV-Vis Máy đun hoàn lưu dùng trong phân tích COD (COD REACTOR 230V/50Hz) do hãng HACH- Hoa kỳ sản xuất. Nhiệt độ được kiểm soát thông qua nhiệt kế theo kèm (Hình 2. 6). Hình 2. 6. Máy đun hoàn lưu COD reactor 38 Hình 2. 7. Máy đo pH do hãng Mettler Toledo (Thụy Sĩ) 2.2.2 Phương pháp phân tích Xác định pH, COD, độ màu Mẫu sau khi chạy Jar-test xong được phân tính tại phòng thí nghiệm khoa học Môi Trường – Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ Hồ Chí Minh. Bảng 2. 1. Các phương pháp phân tích sử dụng trong nghiên cứu Thông số Đơn vị Phương pháp phân tích pH - Đo bằng máy pH Mettler Toledo Độ màu Pt – Co Đo bằng máy quang phổ UV – VIS DR 5000 COD mg/l Standard method (SMEWW 5220C: 2012) 2.2.3 Phương pháp xử lý số liệu 2.2.3.1 Phương pháp hồi quy tuyến tính Dùng phần mềm bằng tính Excel xây dựng đường chuẩn biểu thị mối quan hệ giữa lượng màu có trong dung dịch với độ hấp thu quang cũng như lượng màu còn lại trong dung dịch với lượng màu bị hấp thu. 2.2.3.2 Phương pháp thống kê toán học Các phương pháp thống kê được thực hiện gồm các trị số trung bình và độ lệch chuẩn của 3 lần lặp lại các giá trị đo đạc và phân tích.  Trị số trung bình số học x được tính 39  Độ lệch chuẩn S được tính bởi công thức: Trong đó: là số bình quân là giá trị thu được lần thứ I khi thí nghiệm được lặp lại n lần n là số đơn vị tổng thể Trong đó: CODo: nồng độ COD đầu vào COD: nồng độ COD sau xử lý Trong đó: Ao: Độ màu đầu vào A: Độ màu sau xử lý 2.3 Tính toán hiệu suất xử lý COD, độ màu Hiệu quả xử lý COD được tính theo phương trình: Trong đó: CODo: nồng độ COD đầu vào COD: nồng độ COD sau xử lý Quá trình thí nghiệm 40 Màu nhuộm sử dụng trong nghiên cứu: Sunzol Black B 150% , Sunfix Red S3B 100% và nước thải kết hợp 2 loại màu theo tỷ lệ khối lượng SBB:SRS = 1:1. Quá trình thí nghiệm khảo sát các giá trị như sau 1. Tốc độ khuấy 2. Độ pH 3. Nồng độ chất keo tụ 4. Nồng độ màu Mẫu thí nghiệm được lặp lại 6 lần cho ba loại nước thải, 108 mẫu thí nghiệm cho m i một loại hóa chất keo tụ. Tổng cộng tôi thực hiện 432 mẫu thí nghiệm cho luận văn này. 2.3.1 Khảo sát quá trình keo tụ của PAC Xác định pH tối ưu  Cố định hàm lượng PAC với liều lượng 500 mg/L với nồng độ màu 1000 Pt-Co cho cả 3 loại nước thải, tốc độ khuấy và thời gian.  Điều chỉnh giá trị pH nước thải tại các điểm 5, 7, 9, 10, 11, 12 (điều chỉnh pH với dung dịch NaOH 0,1N và dung dịch HCl 0,1N).  Tiến hành thí nghiệm như sau:  Cho vào 6 becker đánh số thứ tự từ 1 đến 6, m i becker cho vào 500mL nước thải.  Dùng dung dịch NaOH và HCl để điều chỉnh và cố định các giá trị pH cần khảo sát (5, 7, 9, 10, 11, 12) cho m i loại nước thải  Cho lần lượt vào các becker lượng PAC với liều lượng 500mg/L  Đặt 6 becker vào giàn máy Jar-test, cho máy chạy với cùng một tốc độ 80 vòng/phút trong 3 phút.  Châm chất trợ lắng polime 0,1 N và máy chạy 30 vòng/phút trong 15 phút.  Sau 15 phút khuấy chậm tắt máy để lắng trong 30 phút. Sau đó lấy phần nước trong đo lại pH, độ màu và COD.  Xác định pH tối ưu. 41 Xác định tốc độ khuấy tối ưu  Thực hiện tương tự các bước khảo sát pH, nhưng cố định pH, thời gian khuấy, lượng PAC và độ màu 1000 Pt-Co của nước thải.  Thay đổi tốc độ khuấy ở các điểm 40, 60, 80, 100, 120, 140 vòng /phút.  Trình tự tiến hành như sau:  Cho vào 6 becker đánh số thứ tự từ 1 đến 6, m i becker cho vào 500mL nước thải.  Dùng dung dịch NaOH và HCl để điều chỉnh và cố định giá trị pH tối ưu.  Cho lần lượt vào các becker lượng PAC với liều lượng 500mg/L.  Đặt 6 becker vào giàn máy Jar-test, cho máy chạy với các tốc độ khuấy 40, 60, 80, 100, 120, 140 vòng/phút trong 3 phút.  Châm chất trợ lắng polime 0,1N và máy chạy 30 vòng/phút trong 15 phút.  Sau 15 phút khuấy chậm tắt máy để lắng trong 30 phút. Sau đó lấy phần nước trong đo lại pH, độ màu và COD.  Xác định tốc độ khuấy tối ưu. Xác định thời gian khuấy tối ưu  Cố định các định pH, tốc độ khuấy, lượng PAC và độ màu 1000 Pt-Co của nước thải.  Thay đổi thời gian khuấy từ 1, 3, 5, 7, 10, 15 phút  Trình tự tiến hành như sau:  Cho vào 6 becker đánh số thứ tự từ 1 đến 6, m i becker cho vào 500mL nước thải.  Dùng dung dịch NaOH và HCl để điều chỉnh và cố định giá trị pH tối ưu.  Cho lần lượt vào các becker lượng PAC với liều lượng 500mg/L  Đặt 6 becker vào giàn máy Jar-test, cho máy chạy với tốc độ khuấy tối ưu trong 1, 3, 5, 7, 10, 15 phút  Châm chất trợ lắng polime 0,1 N và máy chạy 30 vòng/phút trong 15 phút.  Sau 15 phút khuấy chậm tắt máy để lắng trong 30 phút. Sau đó lấy phần nước trong đo lại pH, độ màu và COD. 42  Xác định thời gian khuấy tối ưu. Xác định nồng độ PAC tối ưu  Cố định các định pH, tốc độ khuấy, thời gian khuấy và độ màu 1000 Pt-Co của nước thải.  Thay đổi liều lượng PAC châm vào với các giá trị 200, 400, 600, 800, 1000, 1200 mg/L.  Trình tự tiến hành như sau:  Cho vào 6 becker đánh số thứ tự từ 1 đến 6, m i becker cho vào 500mL nước thải.  Dùng dung dịch NaOH và HCl để điều chỉnh và cố định giá trị pH tối ưu.  Cho lần lượt vào các becker lượng PAC với các liều lượng khác nhau từ 200, 400, 600, 800, 1000, 1200 mg/L  Đặt 6 becker vào giàn máy Jar-test, cho máy chạy với tốc độ khuấy và thời gian khuấy tối ưu.  Châm chất trợ lắng polime 0,1N và máy chạy 30 vòng/phút trong 15 phút.  Sau 15 phút khuấy chậm tắt máy để lắng trong 30 phút. Sau đó lấy phần nước trong đo lại pH, độ màu và COD.  Xác định lượng PAC tối ưu châm vào. Xác định hiệu quả xử lý với các độ màu khác nhau.  Cố định các định pH, tốc độ khuấy, thời gian khuấy của nước thải.  Thay đổi liều lượng PAC châm vào với các độ màu khác nhau.  Trình tự tiến hành như sau:  Cho vào 6 becker đánh số thứ tự từ 1 đến 6, m i becker cho vào 500mL nước thải với độ màu 1000, 2000, 3000, 4200, 5000 Pt-Co.  Dùng dung dịch NaOH và HCl để điều chỉnh và cố định giá trị pH tối ưu.  Cho lần lượt vào các becker lượng PAC với liều lượng PAC tối ưu.  Đặt 5 becker vào giàn máy Jar-test, cho máy chạy với tốc độ khuấy và thời gian khuấy tối ưu, 43  Châm chất trợ lắng polime 0,1N và máy chạy 30 vòng/phút trong 15 phút.  Sau 15 phút khuấy chậm tắt máy để lắng trong 30 phút. Sau đó lấy phần nước trong đo lại pH, độ màu và COD.  Xác định hiệu quả xử lý màu qua các giá trị độ màu. 2.3.2 Khảo sát quá trình keo tụ nước thải bằng các hóa chất keo tụ khác: Các hóa chất keo tụ phèn sắt sunphat, vôi và h n hợp hóa chất kết hợp có các bước khảo sát tương tự như quy trình với PAC với các yếu tố như Bảng 2.2. Bảng 2.2. Các bước tiến hành khảo sát với FeSO4.7H2O, Ca(OH)2. Bước thí nghiệm Yếu tố Khoảng khảo sát 1 pH 5 – 13 2 Tốc độ khuấy (vòng/phút) 40 – 140 3 Thời gian khuấy phản 1 – 15 ứng(phút) 4 Nồng độ chất keo tụ (mg/L) 200 – 1400 5 Độ màu (Pt-Co) 1000 – 5000 Khảo sát quá trình keo tụ bằng phèn sắt sunphat và vôi (Ca(OH)2 + FeSO4.7H2O) Khảo sát với liều lượng vôi sử dụng tối ưu trong kết hợp vôi + sắt.  Cố định hàm lượng phèn sắt với liều lượng 600 mg/L, nồng độ màu 2000 Pt- Co, pH cho cả 3 loại nước thải.  Biến thiên liều lượng vôi châm vào từ 200, 400, 600, 800, 1200, 1500 mg/L  Tiến hành thí nghiệm như sau:  Cho vào 6 becker đánh số thứ tự từ 1 đến 6, m i becker cho vào 500mL nước thải  Châm vôi vào với liều lượng biến thiên 200, 400, 600, 800, 1000, 1200,1600 mg/L.  Cho lần lượt vào các becker lượng phèn sắt với liều lượng 600mg/L 44  Đặt 6 becker vào giàn máy Jar-test, cho máy chạy với cùng một tốc độ 80 vòng/phút trong 3 phút.  Châm chất trợ lắng polime 0,1N và máy chạy 30 vòng/phút trong 15 phút  Sau 15 phút khuấy chậm tắt máy để lắng trong 30 phút. Sau đó lấy phần nước trong đo lại pH, độ màu và COD.  Xác định lượng vôi tối ưu. Xác định nồng độ Phèn sắt tối ưu  Cố định các định liều lượng vôi 800 mg/l, tốc độ khuấy, thời gian khuấy, pH và độ màu 2000 Pt-Co của ba loại nước thải.  Thay đổi liều lượng phèn sắt châm vào với các giá trị 200, 400, 600, 800, 1000, 1200, 1400 mg/L.  Trình tự tiến hành như sau:  Cho vào 7 becker đánh số thứ tự từ 1 đến 7, m i becker cho vào 500mL nước thải.  Châm liều lượng vôi tối ưu, đo lại pH.  Cho lần lượt vào m i becker lượng phèn sắt với các liều lượng khác nhau từ 200, 400, 600, 800, 1000, 1200, 1400 mg/L  Đặt becker vào giàn máy Jar-test, cho máy chạy với tốc độ khuấy và thời gian khuấy 3 phút, tốc độ khuấy 80 vòng/phút.  Châm chất trợ lắng polime 0,1N và máy chạy 30 vòng/phút trong 15 phút  Sau 15 phút khuấy chậm tắt máy để lắng trong 30 phút.  Xác định lượng Phèn sắt tối ưu châm vào, đo lại pH, độ màu và COD. Khảo sát tốc độ khuấy tối ưu  Cố định hàm lượng phèn sắt với liều lượng 600 mg/L, vôi 800 mg/L, thời gian khuấy, nồng độ màu 2000 Pt-Co cho cả 3 loại nước thải.  Các tốc độ khảo sát 40, 60, 80, 100, 120, 140 vòng/phút  Tiến hành thí nghiệm như sau:  Cho vào 6 becker đánh số thứ tự từ 1 đến 6, m i becker cho vào 500mL nước thải. 45  Châm vôi vào với liều lượng tối ưu. Sau đó đo giá trị pH.  Cho lần lượt vào các becker với liều lượng phèn sắt 600 mg/L, vôi 800 mg/l.  Đặt 6 becker vào giàn máy Jar-test, cho máy chạy với các tốc độ khác. nhau 40, 60, 80, 100, 120, 140 vòng/phút trong 3 phút.  Châm chất trợ lắng polime 0,1 N và máy chạy 30 vòng/phút trong 15 phút.  Sau 15 phút khuấy chậm tắt máy để lắng trong 30 phút. Sau đó lấy phần nước trong đo lại pH, độ màu và COD.  Xác định lượng tốc độ khuấy tối ưu. Xác định pH tối ưu  Cố định hàm lượng hóa chất kết hợp với liều lượng vôi 800 mg/L, sắt sunphat 600 mg/L với nồng độ màu 2000 Pt-Co cho cả 3 loại nước thải, tốc độ khuấy và thời gian tối ưu  Điều chỉnh giá trị pH của các loại nước thải tại các điểm 5, 7, 9, 10, 11, 12 (điều chỉnh pH với dung dịch NaOH 0,1N và dung dịch HCl 0,1N).  Tiến hành thí nghiệm như sau:  Cho vào 6 becker đánh số thứ tự từ 1 đến 6, m i becker cho vào 500mL nước thải.  Dùng dung dịch NaOH và HCl để điều chỉnh và cố định các giá trị pH cần khảo sát.  Cho lần lượt vào các becker lượng phèn sắt với vôi tối ưu 600 và 800 mg  Đặt 6 becker vào giàn máy Jar-test, cho máy chạy với cùng một tốc độ 80 vòng/phút trong 3 phút.  Châm chất trợ lắng polime 0,1N và máy chạy 30 vòng/phút trong 15 phút.  Sau 15 phút khuấy chậm tắt máy để lắng trong 30 phút. Sau đó lấy phần nước trong đo lại pH, độ màu và COD.  Xác định pH tối ưu. Xác định hiệu quả xử lý với các độ màu khác nhau. 46  Cố định các định liều lượng, tốc độ khuấy, thời gian khuấy và pH của nước thải.  Từ việc xác định các giá trị tối ưu trên, nghiên cứu tiến hành xem xét hiệu quả xử lý với các độ màu khác nhau.  Trình tự tiến hành như sau:  Cho vào 6 becker đánh số thứ tự từ 1 đến 6, m i becker cho vào 500mL nước thải với độ màu lần lượt là 1000, 2000, 3000, 4200, 5000 Pt-Co.  Cho lần lượt vào các becker lượng phèn sắt với vôi tối ưu.  Đặt 6 becker vào giàn máy Jar-test, cho máy chạy với tốc độ khuấy 80 vòng/phút và thời gian khuấy tối ưu 3 phút.  Châm chất trợ lắng polimer 0,1N và máy chạy 30 vòng/phút trong 15 phút  Sau 15 phút khuấy chậm tắt máy để lắng trong 30 phút.  Xác định hiệu quả xử lý màu qua các giá trị độ màu, đo lại pH, độ màu và COD. 47 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Nghiên cứu cho thấy quá trình keo tụ của các loại hóa chất keo tụ chịu ảnh hưởng rất nhiều yếu tố, luận văn này tôi đánh giá khảo sát các ảnh hưởng của những yếu tố và xác định ra thông số tối ưu cho quá trình loại bỏ màu bởi quá trình này. Các ảnh hưởng đến quá trình keo tụ là: Tốc độ khuấy, thời gian khuấy, pH, liều lượng chất keo tụ và độ màu nước thải. Khi nghiên cứu ảnh hưởng đến yếu tố nào thì thay đổi yếu tố đó và giữ nguyên các giá trị khác để khảo sát. Kết quả được xem là hợp lý được xem là một yếu tố, sẽ được lựa chọn cho thí nghiệm khảo sát các yếu tố tiếp theo của luận văn. 3.1 Khảo sát kết quả xử lý mẫu nước thải giả định của PAC 3.1.1. Xác định độ pH tối ưu Xác định được độ pH tối ưu cho quá trình khử màu, tôi nghiên cứu tiến hành khảo sát hiệu quả xử lý với các giá trị pH khác nhau: 5, 7, 9, 10, 11, 12 và cố định các yếu tố khác nhau. Bảng 3. 1. Điều kiện lúc đầu khảo sát pH Thời gian Tốc độ khuấy Nồng độ PAC Độ màu Thu...ineering Chemistry 19, 571 – 579 [33] Sanja Papic, Natalija Koprivanac, Ana Loncaric Bozic, Azra Metes (2004) Removal of some reactive dyes from synthetic wastewater by combined Al(III) coagulation/carbon adsorption process. Dyes and Pigments 62, 291 – 298. [34] Stephane Trevin. Elodie Guivarch . Claude Lahitte . Mehmet A. Oturan (2003) Degradation of azo dyes in water by Electro-Fenton process. Environ Chem Lett 1, 38–44 [35]. X. Yang, B. Al-Duri, (2005). 'Kinetic modeling of liquid-phase adsorption of reactive dyes on activated carbon'. J. Colloid Interface Sci.,287 (1), 25-34. 79 [36]. X. Zhu, Y. Zheng, Z. Chen, Q. Chen, B. Gao, S. Yu, (2013). 'Removal of reactive dye from textile effluent through submerged filtration using hollow fiber composite nanofiltlration membrane'. Desalin. Water Treat.,51 (31-33), 6101- 6109. . PHỤ LỤC C.1 Độ hấp thu cực đại ứng với từng nồng độ màu của màu nhuộm Sunzol Black B 150% Sunfix Red S3B 100% Sunzol Black B 150% + Sunfix Red S3B 100% C Độ Độ COD Độ hấp COD (g/ Độ hấp thu màu COD L) màu thu Độ hấp Độ màu (Abs) (mg/L) (Pt- (mg/L) (Pt-Co) (Abs) thu (Abs) (Pt-Co) (mg/L) A Co) 0,01 0,235 246 8,13 0,154 65 4,07 0.199 165 6.78 0,02 0,461 484 16,21 0,322 129 4,07 0.399 379 12.16 0,03 0,685 750 19,92 0,467 191 6,13 0.588 THAP641 15.32 0,04 0,936 1030 24,37 0,638 256 6,18 0.804 NHAT886 18.31 0,05 1,160 1230 32,64 0,794 315 10,17 0.997 1185 25.15 0,06 1,360 1440 36,73 0,951 371 14,24 1.178 1371 29.23 1,577 1680 44,11 0,07 1,108 439 16,27 1.369 1480 34.83 0,08 1,804 1910 48,46 1,261 499 20,34 1.563 1819 39.09 0,09 2,011 2150 56,23 1,458 566 24,41 1.765 1934 45.62 2,243 2370 60,74 0,10 1,58 622 26,44 1.948 2164 49.31 0,11 2,491 2640 67,82 1,74 686 28,48 2.157 2411 54.71 0,12 2,683 2860 72,75 1,885 765 32,54 2.328 2677 59.35 0,13 2,900 3090 80,55 2,033 812 34,58 2.515 2747 65.23 0,14 3,078 3310 84,76 2,181 878 38,64 2.679 3013 69.39 0,15 3,302 3580 91,93 2,303 938 38,64 2.858 3403 74.17 0,16 3,519 3820 95,54 2,461 1001 42,76 3.049 3506 77.95 0,17 3,751 4030 100,21 2,612 1059 44,74 3.245 3845 81.72 0,18 3,929 4250 108,47 2,736 1116 48,81 3.399 4105 88.58 0,19 4,155 4520 112,53 2,931 1181 52,86 3.611 4180 92.64 0,20 4,355 4720 116,48 3,053 1243 54,92 3.776 4487 95.96 0,21 4,547 4950 121,26 3,221 1309 56,93 3.958 4826 99.82 0,22 4,771 5150 128,55 3,366 1384 61,01 4.147 5134 106.04 600 541 580 λ max C.2 Số Liệu Thí Nghiệm Ảnh hưởng của pH PAC pHban đầu pHsau IDC A T CPAC CR CODR Màu [vòng/p - [mg/L] [phút] [mg/L] [%] [%] hút] 5.3 4.1 29.4 42.5 6.9 5.3 40.7 53.5 9.1 6.5 57.2 58.0 SRS 10.8 10.7 58.7 60.7 11.0 8.9 63.1 57.3 12.1 11.1 62.7 50.7 2000 80 3 500 18.3 23.7 4.2 5.1 SBB 37.2 31.6 4.9 7.1 62.1 39.5 5.2 9.3 62.9 42.3 5.9 10.9 64.2 51.5 9.2 11.3 63.4 25.6 11.3 12.3 5.2 4.8 20.8 91.2 7.0 5.1 39.6 38.3 SBB/SRS 9.2 6.2 58.1 41.7 10.7 6.2 58.5 70.8 11.1 9.5 62.5 62.2 12.1 11.6 61.7 59.4 * CPAC: Nồng độ PAC, IDC: nồng độ màu nhuộm, T: thời gian, A: tốc độ khuấy, CR và CODR hiệu quả khử màu và COD Sắt pHban pHsau IDC A T CFe CR CODR Màu đầu - [mg/L] [vòng/phút] [phút] [mg/L] [%] [%] 5.0 - 0 0 7.0 3.9 20.0 20.0 9.0 3.9 38.4 28.3 SRS 10.1 3.9 75.7 55.5 11.1 4.2 89.8 63.3 2000 80 3 800 12.01 9.95 90.2 64.5 13.01 10.03 89.7 64.5 5.0 3.5 0 0 SBB 6.9 4.2 19.0 19.0 9.1 4.3 30.5 29.5 10.0 4.3 73.8 38.2 11.0 6.9 87.8 41.1 12.02 11.5 88.5 63.8 13.01 10.9 88.2 64.5 5.1 2.9 0 0 7.2 3.1 18.0 8.0 9.0 3.2 30.4 17.7 SBB/SRS 10.2 3.3 72.4 32.3 11.0 6.5 84.6 55.7 12.01 10.8 85.2 62.6 13.0 9.7 85.1 63.8 Vôi pHban đầu pHsau IDC A T CVôi CR CODR Màu [vòng/ [phút [mg/L - [mg/L] [%] [%] phút] ] ] 6.1 8.9 10.2 5.2 6.97 7.3 35.4 40.6 SRS 9.97 10.5 46.2 45.2 10.6 10.7 70.5 62.2 11.02 11.5 2000 80 3 800 72.1 66.4 11.07 12.04 72.9 66.5 11.04 12.05 84.3 66.5 5.1 5.5 12.6 15.9 SBB 7.01 7.5 37.1 46.5 8.99 9.2 48.7 49.3 10.9 11.03 72.1 63.2 10.05 10.92 75.8 68.4 10.15 10.71 75.7 68.5 11.01 11.13 86.8 68.4 5.3 4.3 7.5 10.2 7.02 5.4 32.3 40.0 9.03 6.7 41.2 45.5 SBB/SRS 10.1 10.7 60.4 52.7 11.4 10.6 70.1 56.9 12.01 11.05 71.5 56.8 13.03 12.07 85.2 56.5 Sắt + Vôi pHban pHsau IDC A T CVôi+CFe CR CODR Màu đầu - [mg/L] [vòng/phút] [phút] [mg/L] [%] [%] 5.0 4.5 5.6 20.3 7.0 6.3 20.3 41.7 9.1 8.5 52.9 56.5 SRS 9.9 9.01 60.9 65.2 11.0 10.7 81.2 68.4 12.02 11.06 94.2 69.2 13.01 12.08 2000 80 3 1400 94.2 69.3 5.1 4.3 8.3 25.5 6.9 6.02 24.4 50.3 9.1 8.7 60.2 66.8 SBB 10.2 9.8 75.1 67.4 10.9 10.05 80.6 68.9 12.05 11.6 92.1 71.1 13.02 12.7 92.2 71.1 5.3 4.5 6.7 23.2 7.01 6.7 29.2 42.6 9.03 8.6 63.4 35.4 SBB/SRS 10.05 9.5 76.3 65.7 11.02 10.9 91.1 68.7 12.05 11.84 93.2 70.2 13.00 12.54 93.2 70.1 Ảnh hưởng của tốc độ khuấy PAC pHban pHsau A IDC T CPAC CR CODR Màu đầu [vòng/phút] - [mg/L] [phút] [mg/L] [%] [%] 40 10.98 8.90 55.3 43.8 60 11.0 9.02 62.1 58.3 SRS 80 11.99 8.89 63.2 60.4 100 11.01 9.03 62.5 64.3 120 11.0 8.92 60.0 62.3 140 11.02 9.00 59.2 59.2 40 10.02 7.52 54.6 45.5 60 10.01 7.01 2000 3 500 63.1 50.8 SBB 80 9.99 6.82 64.4 52.3 100 9.98 6.83 64.1 50.7 120 10.0 6.84 64.2 45.5 140 10.01 6.74 63.7 42.8 40 11.51 8.23 60.1 57.6 SBB/SRS 60 11.50 8.35 61.2 60.4 80 11.49 7.93 61.9 58.5 100 11.50 7.95 62.6 58.8 120 11.52 7.96 62.2 56.8 140 12.55 7.23 60.8 55.5 Sắt pHban pHsau A IDC T CFe CR CODR Màu đầu [vòng/phút] - [mg/L] [phút] [mg/L] [%] [%] 40 11.9 8.99 89.5 63.2 60 11.8 9.23 92.2 64.8 80 12.0 10.16 90.2 66.7 SRS 100 12.0 10.18 90.2 66.7 120 12.0 10.25 90.2 64.3 140 11.9 9.87 90.1 62.5 40 12.00 11.12 85.6 62.5 60 12.00 11.28 87.5 66.7 80 12.01 11.43 88.2 65.5 SBB 2000 3 800 100 12.02 11.46 88.5 64.5 120 12.03 11.47 88.5 64.3 140 12.00 11.32 88.2 61.2 40 11.45 9.45 72.1 61.4 60 11.50 10.19 84.2 63.2 80 11.62 9.87 85.2 63.2 SBB/SRS 100 11.67 9.88 85.2 63.2 120 11.69 9.89 84.5 64.3 140 11.49 9.54 83.1 61.2 Vôi pHban pHsau A IDC T Cvôi CR CODR Màu đầu [vòng/phút] - [mg/L] [phút] [mg/L] [%] [%] 40 11.87 9.92 82.9 64.3 60 12.02 9.98 83.9 65.4 80 12.00 10.45 84.2 65.5 SRS 100 12.01 10.47 84.3 66.6 120 12.03 10.49 84.2 65.4 140 11.97 10.23 84.3 65.3 40 11.99 11.48 85.1 67.5 60 12.00 11.52 86.2 68.2 80 12.01 11.55 86.4 68.4 SBB 2000 3 800 100 12.03 11.63 86.8 68.5 120 12.04 11.64 86.5 68.4 140 12.00 11.58 86.7 67.3 40 11.52 9.37 84.9 55.9 60 11.25 9.41 85.1 56.6 80 11.47 9.75 85.1 56.6 SBB/SRS 100 11.51 9.77 85.2 56.9 120 11.62 9.78 85.2 56.7 140 11.58 9.61 84.9 56.8 Sắt+Vôi pHban pHsau A IDC T Cvôi+Csắt CR CODR Màu đầu [vòng/phút] - [mg/L] [phút] [mg/L] [%] [%] 40 11.49 10.56 94.1 69.2 60 11.52 11.57 94.2 69.3 SRS 80 11.87 11.58 2000 3 1400 94.2 69.3 100 11.91 1.62 94.2 69.3 120 11.93 11.69 93.4 69.2 140 11.92 11.56 93.1 68.7 40 11.89 11.53 92.1 71.0 60 11.95 11.71 92.1 71.1 80 12.04 11.92 92.1 71.0 SBB 100 12.05 11.88 92.2 71.1 120 12.07 11.92 92.0 71.1 140 11.95 11.69 91.5 71.0 40 11.79 11.87 90.1 70.1 60 11.82 12.61 93.2 70.2 80 11.98 12.18 93.3 70.2 SBB/SRS 100 12.01 12.12 93.2 70.3 120 12.03 12.14 93.2 70.2 140 11.87 11.82 90.2 68.4 Ảnh hưởng của thời gian khuấy PAC T pHban đầu pHsau IDC A CPAC CR CODR Màu [phút] - [mg/L] [vòng/phút] [mg/L] [%] [%] 1 10.98 9.53 52.9 53.7 3 10.99 8.94 62.7 63.2 5 11.01 9.38 63.6 62.5 SRS 7 11.3 9.86 63.1 61.4 10 11.2 9.45 62.7 58.6 15 11.00 9.45 62.5 55.6 1 9.87 6.49 50.6 48.6 2000 80 500 3 10.01 6.53 64.2 51.5 5 10.00 6.55 64.4 51.7 SBB 7 10.04 6.36 64.3 51.3 10 10.00 6.34 64.1 45.7 15 10.01 6.31 63.2 45.7 1 10.52 8.03 50.3 47.3 SBB/SRS 3 10.57 7.59 62.6 58.5 5 10.54 8.08 62.6 58.5 7 10.53 8.62 62.3 57.3 10 10.55 8.33 62.4 53.2 15 10.50 7.86 61.9 48.5 Sắt pHban pHsau T IDC A CFe CR CODR Màu đầu [phút] - [mg/L] [vòng/phút] [mg/L] [%] [%] 1 12.05 10.68 77.7 62.5 3 12.04 10.99 90.2 66.5 5 12.08 11.02 90.2 66.5 SRS 7 12.06 10.55 90.3 64.8 10 12.08 10.83 89.7 61.3 15 12.05 10.92 89.8 60.4 1 12.01 11.68 74.3 56.6 3 12.02 11.72 88.5 66.5 5 12.03 11.728 88.5 66.5 SBB 2000 80 800 7 11.97 11.7 88.5 66.5 10 11.98 10.38 88.4 66.0 15 12.01 11.68 87.9 64.5 1 11.89 10.54 78.2 59.5 3 11.9 10.93 85.4 63.3 5 11.94 10.96 85.4 63.3 SBB/SRS 7 11.97 10.85 85.4 63.3 10 11.78 10.82 85.3 62.9 15 11.77 10.82 84.9 60.9 Vôi pHban pHsau T IDC A CVôi CR CODR Màu đầu [phút] - [mg/L] [vòng/phút] [mg/L] [%] [%] 1 10.42 10.07 70.7 50.3 3 10.02 9.55 83.3 66.5 5 10.06 10.02 84.3 66.5 SRS 7 9.98 9.56 84.2 66.4 10 10.02 9.72 84.2 65.4 15 9.99 9.72 84.0 65.1 1 11.99 11.68 75.1 57.5 3 11.97 9.02 86.8 68.5 5 12.01 9.04 86.8 68.5 SBB 2000 80 800 7 12.03 11.78 86.7 68.4 10 12.04 10.7 86.7 68.4 15 11.99 11.7 85.6 67.1 1 11.69 11.44 74.2 45.4 3 11.45 9.26 85.2 56.9 5 11.53 9.33 85.2 56.9 SBB/SRS 7 11.36 11.15 85.2 56.9 10 11.29 9.99 85.1 56.8 15 11.21 10.97 84.3 56.7 Sắt+vôi pHban pHsau T IDC A Csắt+CVôi CR CODR Màu đầu [phút] - [mg/L] [vòng/phút] [mg/L] [%] [%] 1 11.58 10.43 87.5 54.5 SRS 2000 80 1400 3 11.62 10.61 94.2 69.3 5 11.71 10.98 94.3 69.3 7 11.92 10.63 94.2 68.7 10 11.58 10.55 93.9 68.2 15 11.67 10.74 91.2 59 1 11.57 11.14 82.1 68.3 3 11.68 9.51 92.2 71.0 5 11.72 9.54 92.3 71.1 SBB 7 11.53 11.18 92.2 70.9 10 11.58 9.62 91.9 70.7 15 11.65 11.24 89.4 69.5 1 11.59 10.52 90.2 67.4 3 11.42 9.31 93.2 70.2 5 11.51 9.39 93.4 70.2 SBB/SRS 7 11.65 10.76 93.2 70.2 10 11.52 10.01 93.0 69.4 15 11.39 10.60 90.2 68.0 Ảnh hưởng của nồng độ màu PAC pHban pHsau IDC A T CPAC CR CODR Màu đầu [mg/L] - [vòng/phút] [phút] [mg/L] [%] [%] 1000 11.0 8.44 63.9 63.5 2000 11.0 9.19 55.5 65.7 SRS 3000 11.0 8.38 48.4 67.3 4200 11.0 8.47 80 3 500 40.2 60.5 5000 11.0 8.61 39.2 53.6 1000 10.0 5.44 64.7 64.8 SBB 2000 10.0 6.19 54.6 52.2 3000 10.0 5.38 47.2 58.4 4200 10.0 5.47 42.7 63.5 5000 10.0 5.61 40.7 57.5 1000 10.67 6.11 62.6 62.6 2000 10.68 6.87 56.5 59.2 SBB/SRS 3000 10.75 6.13 49.2 57.5 4200 10.77 6.24 42.2 53.7 5000 10.79 6.4 39.6 47.3 Sắt pHban pHsau IDC A T CFe CR CODR Màu đầu [mg/L] - [vòng/phút] [phút] [mg/L] [%] [%] 1000 11.99 11.63 90.2 66.2 2000 12.04 11.59 80.3 59.7 SRS 3000 11.99 11.55 72.3 48.1 4200 11.98 11.54 66.5 42.9 5000 12.01 11.58 51.2 39.8 1000 12.0 11.6 88.5 66.5 2000 12.0 11.59 81.8 60.0 SBB 3000 12.0 11.55 80 3 800 73.1 54.8 4200 12.0 11.52 62.5 43.5 5000 12.0 11.49 52.4 38.4 1000 11.58 8.63 85.4 63.3 2000 11.59 11.23 80.5 59.2 SBB/SRS 3000 11.58 11.19 71.2 53.4 4200 11.67 11.16 64.4 42.6 5000 11.53 11.06 48.7 37.9 Vôi pHban pHsau IDC A T CVôi CR CODR Màu đầu [mg/L] - [vòng/phút] [phút] [mg/L] [%] [%] 1000 9 7.08 84.3 66.5 2000 8.97 7 72.2 51.2 SRS 3000 9.01 7.18 60.8 44.5 4200 9.02 7.12 52.5 33.3 5000 9.03 7.23 43.3 20.1 1000 8.94 5.02 86.8 68.5 2000 9.03 5.06 73.5 53.2 SBB 3000 9.03 5.2 80 3 800 65.1 42.2 4200 9.1 5.2 54.3 30.8 5000 8.92 5.12 45.8 25.6 1000 8.95 7.93 85.2 56.9 2000 8.98 7.9 70.3 45.7 SBB/SRS 3000 8.97 7.88 63.2 39.3 4200 8.99 7.98 56.6 33.2 5000 8.96 7.94 12.9 21.8 Sắt+vôi IDC pHban đầu pHsau A T Csắt+CVôi CR CODR Màu [mg/L] - [vòng/phút] [phút] [mg/L] [%] [%] 1000 9 8.87 95.2 70.9 2000 8.97 8.83 94.2 69.3 SRS 3000 9.01 8.88 80 3 1400 88.2 61.5 4200 9.02 8.88 85.3 53.3 5000 9.03 8.90 83.1 50.3 1000 9.04 8.79 93.9 71.2 2000 9.05 8.79 92.2 70.2 SBB 3000 9.01 8.76 89.5 63.3 4200 9.06 8.80 85.3 55.5 5000 9.00 8.75 81.4 49.2 1000 8.78 8.55 94.2 71.4 2000 8.85 8.77 93.2 70.2 SBB/SRS 3000 8.99 8.90 86.1 62.5 4200 9.01 8.92 84.7 54.7 5000 9.02 8.93 80.8 50.4 Ảnh hưởng của nồng độ chất keo tụ PAC CPAC pHban đầu pHsau IDC A T CR CODR Màu [mg/L] - [mg/L] [vòng/phút] [phút] [%] [%] 200 10.95 10.32 35.5 13.2 400 10.9 9.57 85.2 60.3 500 10.96 8.98 63.8 61.5 SRS 600 10.98 8.5 63.4 53.5 800 10.95 7.7 60.6 39.4 1000 10.98 7.4 30.7 37.5 1200 10.97 6.45 25.6 30.5 200 10.0 8.56 30.7 39.5 400 10.0 7.36 2000 80 3 55.6 42.7 500 10.0 6.81 64.6 52.9 SBB 600 10.0 6.46 64.2 50.2 800 10.0 6.09 63.7 31.0 1000 10.0 5.76 15.3 29.5 1200 10.0 5.75 10.2 20.9 200 11.87 9.36 15.4 9.2 SBB/SRS 400 11.88 9.17 55.0 48.2 500 11.91 8.7 62.5 69.7 600 11.92 8.32 62.1 67.7 800 11.93 7.92 54.2 53.7 1000 11.89 7.59 30.9 51.1 1200 11.90 7.59 27.4 32.3 Sắt pHban pHsau CFe IDC A T CR CODR Màu đầu [mg/L] - [mg/L] [vòng/phút] [phút] [%] [%] 0 11.94 11.36 0 0 200 11.95 11.21 21.7 20.8 400 12.04 11.22 30.4 38.9 600 11.95 9.96 69.5 45.3 SRS 800 11.99 9.79 90.3 66.2 1000 12.00 9.75 90.9 67.0 1200 12.01 9.79 80.2 67.2 1400 12.02 9.78 58.9 60.3 1800 12.03 9.79 39.1 50.1 0 12.0 11.62 0 0 2000 80 3 200 12.0 11.54 15.5 23.7 400 12.0 11.58 36.8 35.6 600 12.0 11.60 67.9 39.1 SBB 800 12.0 11.63 88.8 66.5 1000 12.0 11.61 89.1 67.5 1200 12.0 11.62 89.2 65.1 1400 12.0 11.65 60.1 57.2 1800 12.0 11.38 37.9 37.4 0 11.75 11.39 0 0 SBB/SRS 200 11.79 11.33 18.5 10.8 400 11.79 11.28 39.6 29.4 600 11.82 10.58 64.1 47.2 800 11.89 10.52 85.4 63.3 1000 11.9 10.49 86.1 64.1 1200 11.91 10.52 86.6 64.0 1400 11.75 11.39 61.2 57.2 1800 11.79 11.33 37.7 48.5 Vôi + phèn sắt : Vôi thay đổi liều lượng từ 200 – 1400 mg/l, sắt giữ nguyên 600 mg/l, pH 12 pHban CVôi pHsau IDC A T Csắt CR CODR đầu Màu [mg/L [mg/ [vòng/ [phút [mg/L - [%] [%] ] L] phút] ] ] 0 0 0 0 0 200 9.01 8.55 82.5 61.3 400 8.99 8.48 87.5 65.5 600 9.04 7.80 90.3 68.8 SRS 800 9.06 7.69 94.2 69.3 1000 8.98 7.57 94.0 70.2 1200 8.98 7.59 94.3 65.1 1400 9.06 7.66 94.2 65.0 0 0 0 0 0 200 9.04 8.80 81.9 62.5 400 9.08 8.79 86.2 65.6 2000 80 3 600 600 9.07 8.81 88.7 69.8 SBB 800 9 8.75 92.2 70.2 1000 9.04 8.81 93.1 69.6 1200 9.05 8.81 92.5 69.5 1400 9.00 8.76 92.1 66.1 0 0 0 0 0 200 9.99 9.63 82.1 59.8 SBB/SR 400 10.04 9.58 85.4 63.5 S 600 10.07 9.55 88.1 68.7 800 9.98 8.73 93.2 70.3 1000 9.98 8.60 91.9 64.3 1200 10.07 8.66 91.6 65.1 1400 10.03 8.65 91.6 65.0 Vôi + phèn sắt : Sắt thay đổi liều lượng từ 200 – 1400 mg/l, vôi giữ nguyên 800 mg/l, pH 12 pHban CFe pHsau IDC A T CVôi CR CODR đầu Màu [phú [mg/L] - [mg/L] [vòng/phút] [mg/L] [%] [%] t] 0 0 0 0 0 10.0 200 86.2 66.9 3 8.02 10.0 400 89.1 66.9 1 7.86 10.0 600 94.2 69.2 SRS 3 7.49 10.0 800 94.2 69.2 5 6.07 10.0 2000 80 3 800 1000 94.7 68.1 1 6.89 1200 10.02 7.01 93.8 65.1 1400 10.02 7.05 89.8 60 0 0 0 0 0 200 9.98 8.52 82.4 68.5 400 10.1 8.1 86.7 68.5 SBB 600 10.0 8.23 93.1 68.9 800 10.0 8.06 92.2 70.2 1000 10.0 6.91 93.0 68.9 1200 10.0 6.96 92.1 65.1 1400 10.0 7.02 88.8 60.2 0 9.68 8.08 0 0 200 9.67 7.97 83.7 57.4 400 9.77 7.87 87.2 65.8 600 9.78 7.34 92.8 66.2 SBB/SRS 800 9.80 7.84 93.2 70.2 1000 9.81 6.94 92.1 66.3 1200 9.75 7.59 91.4 66.2 1400 9.70 8.49 87.1 60.1 Phụ lục II. Danh mục bảng sự ảnh hưởng của các thông số đến hiệu xuất xử lý. PAC Bảng PL1: Khảo sát ảnh hưởng của pH đến quá trình xử lý của PAC CODR- CR- CODR-SRS CR-SRS CODR-SBB CR-SBB SBB/SRS SBB/SRS Độ Độ Độ pH COD HCOD màu Hđộmàu COD HCOD màu Hđộmàu COD HCOD màu Hđộmàu mg/l (%) Pt- (%) mg/l (%) Pt- (%) mg/l (%) Pt- (%) Co Co Co 5 690 42,5 1412 29,4 915,6 23,7 1634 18,3 105,6 35,6 1584 20,8 7 558 53,5 1186 40,7 820,8 31,6 1256 37,2 740,4 38,3 1208 39,6 9 504 58 856 57,2 726 39,5 758 62,1 699,6 41,7 838 58,1 10 471,6 60,7 826 58,7 692,4 42,3 742 62,9 350,4 70,8 830 58,5 11 512,4 57,3 738 64,5 582 51,5 716 67,4 453,6 62,2 750 65,5 12 591,6 50,7 746 62,7 892,8 25,6 732 63,4 487,2 59,4 766 61,7 Bảng PL2. Số liệu khảo sát ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến quá trình xử lý của PAC CODR- CR- CODR-SRS CR-SRS CODR-SBB CR-SBB SRS/ SBB SRS/SBB Tốc Độ Độ Độ độ COD HCOD màu Hđộmàu COD HCOD màu Hđộmàu COD HCOD màu Hđộmàu khuấy mg/l (%) Pt- (%) mg/l (%) Pt- (%) mg/l (%) Pt- (%) Co Co Co 40 674 43.8 894 55.3 654 45.5 908 54.6 508.8 57.6 798 60.1 60 500 58.3 758 62.1 590.4 50.8 738 63.1 475.2 60.4 776 61.2 80 475 60.4 736 63.2 572.4 52.3 712 64.4 498 58.5 762 61.9 100 428 64.3 750 62.5 591.6 50.7 718 64.1 494.4 58.8 748 62.6 120 452 62.3 800 60 654 45.5 716 64.2 518.4 56.8 756 62.2 140 490 59.2 816 59.2 686.4 42.8 726 63.7 534 55.5 784 60.8 Bảng PL3. Số liệu khảo sát của thời gian khuấy lên hiệu quả xử lý của PAC CODR- CODR-SRS CR-SRS CODR-SBB CR-SBB CR-SRS/SBB SRS/SBB Thời gian Độ Độ khuấy COD HCOD màu Hđộmàu COD HCOD màu Hđộmàu COD HCOD Độ màu Hđộmàu (%) mg/l (%) Pt- (%) mg/l (%) Pt- (%) mg/l (%) Pt-Co Co Co 632. 1 556 53.7 942 52.9 616,8 48.6 988 50.6 47.3 994 50.3 4 3 442 63.2 746 62.7 582 51.5 716 64.2 498 58.5 748 62.6 5 450 62.5 728 63.6 579.6 51.7 712 64.4 498 58.5 748 62.6 512. 7 463 61.4 738 63.1 584.4 51.3 714 64.3 57.3 754 62.3 4 561. 10 497 58.6 746 62.7 651.6 45.7 718 64.1 53.2 752 62.4 6 15 533 55.6 750 62.5 651.6 45.7 736 63.2 618 48.5 762 61.9 Bảng PL4. Số liệu khảo sát nồng độ PAC CODR- CODR-SRS CR-SRS CODR-SBB CR-SBB CR-SRS/SBB SRS/SBB Độ Độ Độ COD HCOD Hđộmàu COD HCOD Hđộmàu COD HCOD Hđộmàu PAC màu màu màu mg/l (%) (%) mg/l (%) (%) mg/l (%) (%) Pt-Co Pt-Co Pt-Co 200 1042 13.2 774 35.5 726 39.5 831.6 30.7 1089.6 9.2 1015.2 15.4 400 476 60.3 936 53.2 687.6 42.7 888 55.6 621.6 48.2 900 55 500 462 61.5 434.4 63.8 565.2 52.9 424.8 64.6 363.6 69.7 450 62.5 600 558 53.5 732 63.4 597.6 50.2 716 64.2 387.6 67.7 758 62.1 800 727 39.4 788 60.6 828 31 726 63.7 555.6 53.7 916 54.2 1000 750 37.5 1386 30.7 846 29.5 1694 15.3 586.8 51.1 1382 30.9 1200 834 30.5 1488 25.6 949.2 20.9 1796 10.2 812.4 32.3 1452 27.4 Bảng PL 5:Số liệu khảo sát nồng độ màu ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý của PAC CODR- CODR-SRS CR-SRS CODR-SBB CR-SBB CR-SRS/SBB SRS/SBB Độ Độ Độ Độ màu COD HCOD màu Hđộmàu COD HCOD màu Hđộmàu COD HCOD màu Hđộmàu mg/l (%) Pt- (%) mg/l (%) Pt- (%) mg/l (%) Pt- (%) Co Co Co 1000 438 63.5 722 63.9 422.4 64.8 706 64.7 448.8 62.6 748 62.6 2000 412 65.7 890 55.5 573.6 52.2 908 54.6 489.6 59.2 870 56.5 3000 392 67.3 1032 48.4 499.2 58.4 1056 47.2 510 57.5 1016 49.2 4200 474 60.5 1196 40.2 438 63.5 1146 42.7 555.6 53.7 1156 42.2 5000 557 53.6 1216 39.2 510 57.5 1186 40.7 632.4 47.3 1208 39.6 Phèn sắt Bảng PL6: khảo sát pH ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý của phèn sắt CODR- CR- CODR-SRS CR-SRS CODR-SBB CR-SBB SBB/SRS SBB/SRS Độ Độ Độ pH COD HCOD màu Hđộmàu COD HCOD màu Hđộmàu COD HCOD màu Hđộmàu mg/l (%) Pt- (%) mg/l (%) Pt- (%) mg/l (%) Pt- (%) Co Co Co 5 1200 0 2000 0 1200 0 2000 0 1200 0 2000 0 7 960 20 1600 20 972 19 1620 19 1104 8 1640 18 9 860,4 28,3 1232 38,4 846 29,5 1390 30,5 987,6 17,7 1392 30,4 10 534 55,5 486 75,7 741,6 38,2 524 73,8 812,4 32,3 552 72,4 11 440,4 63,3 204 87,3 706,8 41,1 244 86,1 531,6 55,7 308 84,6 12 426 64,5 196 90,2 434,4 63,8 230 88,5 448,8 62,6 296 85,2 13 426 64,5 206 85,6 426 64,5 236 84,2 434,4 63,8 298 82,1 Bảng PL 7:Số liệu khảo sát ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến quá trình keo tụ của phèn sắt CODR- CR- CODR-SRS CR-SRS CODR-SBB CR-SBB SRS/SBB SRS/SBB Tốc Độ Độ Độ độ COD HCOD màu Hđộmàu COD HCOD màu Hđộmàu COD HCOD màu Hđộmà khuấy mg/l (%) Pt- (%) mg/l (%) Pt- (%) mg/l (%) Pt- u (%) Co Co Co 40 441.6 63.2 210 89.5 450 62.5 288 85.6 463.2 61.4 558 72.1 60 422.4 64.8 156 92.2 399.6 66.7 250 87.5 441.6 63.2 316 84.2 80 399.6 66.7 196 90.2 414 65.5 236 88.2 441.6 63.2 296 85.2 100 399.6 66.7 196 90.2 426 64.5 230 88.5 441.6 63.2 296 85.2 120 428.4 64.3 196 90.2 428.4 64.3 230 88.5 428.4 64.3 310 84.5 140 450 62.5 198 90.1 465.6 61.2 236 88.2 465.6 61.2 338 83.1 Bảng PL 8:Các thông số khảo sát thời gian khuấy CODR- CR- CODR-SRS CR-SRS CODR-SBB CR-SBB SRS/SBB SRS/SBB Thời Độ Độ Độ gian COD HCOD màu Hđộmàu COD HCOD màu Hđộmàu COD HCOD màu Hđộmàu khuấy mg/l (%) Pt- (%) mg/l (%) Pt- (%) mg/l (%) Pt- (%) Co Co Co 1 450 62.5 446 77.7 520.8 56.6 514 74.3 486 59.5 436 78.2 3 402 66.5 196 90.2 402 66.5 230 88.5 440.4 63.3 292 85.4 5 402 66.5 196 90.2 402 66.5 230 88.5 440.4 63.3 292 85.4 7 422.4 64.8 194 90.3 402 66.5 230 88.5 440.4 63.3 292 85.4 10 464.4 61.3 206 89.7 408 66 232 88.4 445.2 62.9 294 85.3 15 475.2 60.4 204 89.8 426 64.5 242 87.9 469.2 60.9 302 84.9 Bảng PL 9: Số liệu khảo sát ảnh hưởng của nồng độ phèn sắt CODR- CODR-SRS CR-SRS CODR-SBB CR-SBB CR-SRS/SBB SRS/SBB Nồng Độ Độ Độ độ COD HCOD màu Hđộmàu COD HCOD màu Hđộmàu COD HCOD màu Hđộmàu sắt mg/l (%) Pt- (%) mg/l (%) Pt- (%) mg/l (%) Pt- (%) Co Co Co 0 1200 0 2000 0 1200 0 2000 0 1200 0 2000 0 200 950.4 20.8 1566 21.7 915.6 23.7 1690 15.5 1070 10.8 1630 18.5 400 733.2 38.9 1392 30.4 772.8 35.6 1264 36.8 847.2 29.4 1208 39.6 600 656.4 45.3 610 69.5 730.8 39.1 642 67.9 633.6 47.2 718 64.1 800 405.6 66.2 194 90.3 402 66.5 224 88.8 440.4 63.3 292 85.4 1000 396 67 182 90.9 390 67.5 218 89.1 430.8 64.1 278 86.1 1200 393.6 67.2 396 80.2 418.8 65.1 216 89.2 432 64 268 86.6 1400 476.4 60.3 822 58.9 513.6 57.2 798 60.1 513.6 57.2 776 61.2 1800 598.8 50.1 1218 39.1 751.2 37.4 1242 37.9 618 48.5 1246 37.7 Bảng PL 10: Số liệu khảo sát ảnh hưởng của nồng độ màu CODR- CODR-SRS CR-SRS CODR-SBB CR-SBB CR-SRS/SBB SRS/SBB Độ Độ Độ Độ màu COD HCOD màu Hđộmàu COD HCOD màu Hđộmàu COD HCOD màu Hđộmàu mg/l (%) Pt- (%) mg/l (%) Pt- (%) mg/l (%) Pt- (%) Co Co Co 1000 405.6 66.2 196 90.2 402 66.5 230 88.5 440.4 63.3 292 85.4 2000 483.6 59.7 394 80.3 480 60 364 81.8 489.6 59.2 390 80.5 3000 622.8 48.1 554 72.3 542.4 54.8 538 73.1 559.2 53.4 576 71.2 4200 685.2 42.9 670 66.5 678 43.5 750 62.5 688.8 42.6 712 64.4 5000 722.4 39.8 976 51.2 739.2 38.4 952 52.4 745.2 37.9 1026 48.7 Vôi Bảng PL11: Số liệu khảo sát ảnh hưởng của pH đến quá trình keo tụ của Vôi CODR- CR- CODR-SRS CR-SRS CODR-SBB CR-SBB SRS/SBB SRS/SBB Độ Độ Độ pH HCO COD màu Hđộmàu COD HCOD màu Hđộmàu COD HCOD màu Hđộmà D mg/l Pt- (%) mg/l (%) Pt- (%) mg/l (%) Pt- u (%) (%) Co Co Co 1077. 1009. 1077. 5 10.2 1822 8.9 15.9 1748 12.6 10.2 1850 7.5 6 2 6 7 712.8 40.6 1292 35.4 642 46.5 1258 37.1 720 40 1354 32.3 9 657.6 45.2 1076 46.2 608.4 49.3 1026 48.7 654 45.5 1176 41.2 10 453.6 62.2 590 70.5 441.6 63.2 558 72.1 567.6 52.7 792 60.4 11 403.2 66.4 558 72.1 379.2 68.4 484 75.8 517.2 56.9 598 70.1 12 402 66.5 542 72.9 378 68.5 486 75.7 518.4 56.8 570 71.5 13 402 66.5 314 84.3 379.2 68.4 264 86.8 522 56.5 296 85.2 Bảng PL 12: Số liệu khảo sát ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến quá trình keo tụ của Vôi CODR- CR- CODR-SRS CR-SRS CODR-SBB CR-SBB Tốc SRS/SBB SRS/SBB độ Độ Độ HCO Độ Hđộm khuấ COD HCOD Hđộmàu COD HCOD màu Hđộmàu COD màu D màu àu y mg/l (%) (%) mg/l (%) Pt- (%) mg/l Pt-Co (%) Pt-Co (%) Co 40 428.4 64.3 342 82.9 390 67.5 298 85.1 529.2 55.9 302 84.9 60 415.2 65.4 322 83.9 381.6 68.2 276 86.2 520.8 56.6 298 85.1 80 414 65.5 316 84.2 379.2 68.4 272 86.4 520.8 56.6 298 85.1 100 400.8 66.6 314 84.3 378 68.5 264 86.8 517.2 56.9 296 85.2 120 415.2 65.4 316 84.2 379.2 68.4 270 86.5 519.6 56.7 296 85.2 140 416.4 65.3 314 84.3 392.4 67.3 266 86.7 518.4 56.8 302 84.9 Bảng PL 13: Số liệu khảo sát ảnh hưởng của thời gian khuấy đến quá trình keo tụ của Vôi CODR- CODR-SRS CR-SRS CODR-SBB CR-SBB CR-SRS/SBB SRS/SBB Thời Độ Độ Độ gian COD HCOD màu Hđộmàu COD HCOD màu Hđộmàu COD HCOD màu Hđộmàu khuấy mg/l (%) Pt- (%) mg/l (%) Pt- (%) mg/l (%) Pt- (%) Co Co Co 1 596.4 50.3 586 70.7 510 57.5 498 75.1 655.2 45.4 516 74.2 3 402 66.5 334 83.3 378 68.5 264 86.8 517.2 56.9 296 85.2 5 402 66.5 314 84.3 378 68.5 264 86.8 517.2 56.9 296 85.2 7 403.2 66.4 316 84.2 379 68.4 266 86.7 517 56.9 296 85.2 10 415 65.4 316 84.2 379 68.4 266 86.7 518.4 56.8 298 85.1 15 418.8 65.1 320 84 394.8 67.1 288 85.6 519.6 56.7 314 84.3 Bảng PL 14: Số liệu khảo sát ảnh hưởng của nồng độ màu đến quá trình keo tụ của Vôi CODR- CODR-SRS CR-SRS CODR-SBB CR-SBB CR-SRS/SBB SRS/SBB Độ Độ Độ Độ màu COD HCOD màu Hđộmàu COD HCOD màu Hđộmàu COD HCOD màu Hđộmàu mg/l (%) Pt- (%) mg/l (%) Pt- (%) mg/l (%) Pt- (%) Co Co Co 1000 402 66.5 314 84.3 378 68.5 264 86.8 517.2 56.9 296 85.2 2000 585.6 51.2 556 72.2 561.6 53.2 530 73.5 651.2 45.7 594 70.3 3000 666 44.5 784 60.8 693.6 42.2 698 65.1 728.4 39.3 736 63.2 4200 800.4 33.3 950 52.5 830.4 30.8 914 54.3 801.6 33.2 868 56.6 5000 958.8 20.1 1134 43.3 892.8 25.6 1084 45.8 938.4 21.8 1142 42.9 Bảng PL 15: Số liệu khảo sát ảnh hưởng của liều lượng vôi châm vào CODR- CODR-SRS CR-SRS CODR-SBB CR-SBB CR-SRS/SBB SRS/SBB Độ Độ Độ Vôi COD HCOD màu Hđộmàu COD HCOD màu Hđộmàu COD HCOD màu Hđộmàu mg/l (%) Pt- (%) mg/l (%) Pt- (%) mg/l (%) Pt- (%) Co Co Co 200 464.4 61.3 350 82.5 450 62.5 362 81.9 482.4 59.8 358 82.1 400 414 65.5 250 87.5 412.8 65.6 276 86.2 438 63.5 292 85.4 600 374.4 68.8 194 90.3 362.4 69.8 226 88.7 375.6 68.7 238 88.1 800 368.4 69.3 116 94.2 357.6 70.2 156 92.2 356.4 70.3 136 93.2 1000 357.6 70.2 120 94 364.8 69.6 138 93.1 428.4 64.3 162 91.9 1200 418.8 65.1 114 94.3 366 69.5 150 92.5 418.8 65.1 168 91.6 1400 420 65 116 94.2 406.8 66.1 158 92.1 420 65 168 91.6 Sắt vôi kết hợp Bảng PL 16: Số liệu khảo sát ảnh hưởng của pH lên quá trình keo tụ phèn sắt/vôi CODR- CR- CODR-SRS CR-SRS CODR-SBB CR-SBB SRS/SBB SRS/SBB Tốc Độ Độ Độ độ COD HCOD màu Hđộmàu COD HCOD màu Hđộmàu COD HCOD màu Hđộmàu khuấy mg/l (%) Pt- (%) mg/l (%) Pt- (%) mg/l (%) Pt- (%) Co Co Co 40 369.6 69.2 118 94.1 348 71 158 92.1 358.8 70.1 198 90.1 60 368.4 69.3 116 94.2 346.8 71.1 158 92.1 357.6 70.2 136 93.2 80 368.4 69.3 116 94.2 348 71 158 92.1 357.6 70.2 134 93.3 100 368.4 69.3 116 94.2 346.8 71.1 156 92.2 356.4 70.3 136 93.2 120 369.6 69.2 132 93.4 346.8 71.1 160 92 357.6 70.2 136 93.2 140 375.6 68.7 138 93.1 348 71 170 91.5 379.2 68.4 196 90.2 Bảng PL 17: Số liệu khảo sát ảnh hưởng của tốc độ khuấy lên quá trình keo tụ phèn sắt/vôi CODR- CODR-SRS CR-SRS CODR-SBB CR-SBB CR-SRS/SBB SRS/SBB Độ Độ Độ pH COD HCOD màu Hđộmàu COD HCOD màu Hđộmàu COD HCOD màu Hđộmàu mg/l (%) Pt- (%) mg/l (%) Pt- (%) mg/l (%) Pt- (%) Co Co Co 5 956.4 20.3 1888 5.6 894 25.5 1834 8.3 921.6 23.2 1866 6.7 7 699.6 41.7 1594 20.3 596.4 50.3 1512 24.4 688.8 42.6 1416 29.2 9 522 56.5 942 52.9 398.4 66.8 796 60.2 775.2 35.4 732 63.4 10 417.6 65.2 782 60.9 391.2 67.4 498 75.1 411.6 65.7 474 76.3 11 379.2 68.4 376 81.2 373.2 68.9 388 80.6 375.6 68.7 178 91.1 12 369.6 69.2 116 94.2 346.8 71.1 158 92.1 357.6 70.2 136 93.2 13 368.4 69.3 116 94.2 346.8 71.1 156 92.2 358.8 70.1 136 93.2 Bảng PL 18: Số liệu khảo sát ảnh hưởng của thời gian khuấy lên quá trình keo tụ phèn sắt/vôi CODR- CR- CODR-SRS CR-SRS CODR-SBB CR-SBB SRS/SBB SRS/SBB Thời Độ Độ Độ gian COD HCOD màu Hđộmàu COD HCOD màu Hđộmàu COD HCOD màu Hđộmàu khuấy mg/l (%) Pt- (%) mg/l (%) Pt- (%) mg/l (%) Pt- (%) Co Co Co 1 546 54.5 250 87.5 380.4 68.3 358 82.1 391.2 67.4 196 90.2 3 368.4 69.3 116 94.2 348 71 156 92.2 357.6 70.2 136 93.2 5 368.4 69.3 114 94.3 346.8 71.1 154 92.3 357.6 70.2 132 93.4 7 375.6 68.7 116 94.2 349.2 70.9 156 92.2 357.6 70.2 136 93.2 10 381.6 68.2 122 93.9 351.6 70.7 162 91.9 367.2 69.4 140 93 15 492 59 176 91.2 366 69.5 212 89.4 384 68 196 90.2 Bảng PL 19: Số liệu khảo sát ảnh hưởng của nồng độ phèn sắt lên quá trình keo tụ phèn sắt/vôi CODR- CR- CODR-SRS CR-SRS CODR-SBB CR-SBB SRS/SBB SRS/SBB Phèn Độ Độ Độ H sắt COD H màu H COD H màu H COD H màu độm COD độmàu COD độmàu COD mg/l (%) Pt- (%) mg/l (%) Pt- (%) mg/l (%) Pt- àu (%) Co Co Co 200 397.2 66.9 276 86.2 378 68.5 352 82.4 511.2 57.4 326 83.7 400 397.2 66.9 218 89.1 378 68.5 266 86.7 410.4 65.8 256 87.2 600 369.6 69.2 116 94.2 373.2 68.9 138 93.1 405.6 66.2 144 92.8 800 369.6 69.2 116 94.2 357.6 70.2 156 92.2 357.6 70.2 136 93.2 1000 382.8 68.1 106 94.7 373.2 68.9 140 93 404.4 66.3 158 92.1 1200 418.8 65.1 124 93.8 418.8 65.1 158 92.1 405.6 66.2 172 91.4 1400 480 60 204 89.8 477.6 60.2 224 88.8 478.8 60.1 258 87.1 Bảng PL 20: Số liệu khảo sát ảnh hưởng của độ màu lên quá trình keo tụ phèn sắt/vôi CODR- CODR-SRS CR-SRS CODR-SBB CR-SBB CR-SBB/SRS SBB/SRS Độ Độ H H H Độ H CO H màu COD CO Độ màu độm COD CO độm CO màu H màu D độmàu mg/l D Pt-Co àu mg/l D àu D Pt- (%) (%) (%) (%) Pt-Co (%) mg/l (%) Co 343, 1000 349,2 76,6 96 95,2 345,6 78,6 122 93,9 75,7 116 94,2 2 357, 2000 368,4 69,3 116 94,2 357,6 70,2 156 92,2 70,2 136 93,2 6 3000 462 61,5 236 88,2 440,4 63,3 210 89,5 450 62,5 278 86,1 543, 4200 560,4 53,3 294 85,3 534 55,5 294 85,3 54,7 306 84,7 6 595, 5000 596,4 50,3 338 83,1 609,6 49,2 372 81,4 50,4 384 80,8 2