Xử lý nước thải dệt nhuộm bằng phương pháp keo tụ kết hợp với oxi hóa nâng cao fenton

Nội dung text: Xử lý nước thải dệt nhuộm bằng phương pháp keo tụ kết hợp với oxi hóa nâng cao fenton

1. Tạp chí phân tích Hĩa, Lý và Sinh học – Tập 22, Số 4/2017 XỬ LÝ NƢỚC THẢI DỆT NHUỘM BẰNG PHƢƠNG PHÁP KEO TỤ KẾT HỢP VỚI OXI HĨA NÂNG CAO FENTON Đến tịa soạn: 10-8-2017 Nguyễn Trung Dũng, Đồn Thị Thêm, Đổng Thị Oanh, Nguyễn Thị Phƣợng Khoa Hĩa Lý Kỹ thuật- Học viện Kỹ thuật Quân sự SUMMARY THE TREATMENT OF TEXTILE WASTEWATER BY COMBINING COAGULATION METHOD WITH ADVANCED OXIDATION FENTON This article presents results of color removal, COD of textile wastewater by combining coagulation method with advanced oxidation Fenton. The experimental results showed that, among the three coagulants, PAC has the most advantages in the pre-treatment stage. COD removal efficiency was 62%, color removal of 93% achieved at pH=7, concentration of PAC was 500 mg/l, concentration of A101 coagulant aid was 10 mg/l. The optimal conditions for treatment of post-coagulation wastewater by Fenton process: pH=3, 2+ 2+ Fe /H2O2=1:10, concentration of Fe was 20mg/l, concentration of H2O2 was 200mg/l, the reaction time of 2 housr. Parameters of wastewater after treatment by combining the two methods reached QCVN13-MT2015/BTNMT (column B). Keywords: Coagulation, Fenton process, decolorization, textile wastewater. 1.MỞ ĐẦU Hiện nay, để xử lý nước thải dệt Nước thải dệt nhu m cĩ đ ơ nhiễm nhu m, người ta sử d ng riêng rẻ rất lớn, chứa nhiều hợp chất hữu c hoặc kết hợp các phư ng pháp khác mang màu, cĩ cấu trúc bền, khĩ phân nhau như: phư ng pháp hĩa lý, oxi hủy sinh học v cĩ đ c t nh cao đối hĩa nâng cao và phư ng pháp sinh với người v đ ng, thực vật. Đặc học [4-5]. Trong đĩ nổi bật h n cả là trưng của lo i nước thải này cĩ các việc xử lý nước thải dệt nhu m bằng chỉ số COD v đ m u tư ng đối phư ng pháp keo t kết hợp với oxy cao[1-3]. Vì vậy, nước thải dệt nhu m hĩa nâng cao. Keo t là phư ng pháp cần phải được xử lý triệt để trước khi xử lý hiệu quả, vận h nh đ n giản, thải ra, tránh gây ơ nhiễm mơi trường. quá trình keo t làm giảm các chất lở 98
2. lửng và chất hữu c trong nước thải khác nhau. C sở của nĩ được dựa bằng quá trình kết dính t o bơng keo trên phản ứng Fenton giữa ion Fe2+ và và lắng xuống. Quá trình này làm hydropeoit H2O2 trong mơi trường giảm m t phần các chất hữu c khĩ axit sinh ra gốc tự do HO•: 2+ 3+ • phân huỷ trong nước thải dệt nhu m H2O2 + Fe → Fe + + HO [6-7].Trong số các chất keo t , PAC Sau đĩ, gốc tự do HO• phản ứng với (Poly Aluminium Cloride) là lo i các chất hữu c trong nước thải là: • • phèn nhơm thế hệ mới tồn t i ở d ng RH + HO → H2O + R cao phân tử (polyme). Khi sử d ng R• + Fe3+ → R+ + Fe2+ + + PAC quá trình hồ tan sẽ t o các R + H2O → ROH + H 3+ 2+ + monome (Al , Al(OH) , Al(OH)2 , Các chất màu hữu c sẽ bị phá vỡ, - Al(OH)3 phân tử và Al(OH)4 ), được tách ra khỏi d ng nước thải. 4+ 5+ polime: Al2(OH)2 ; Al3(OH)4 và Phư ng pháp Fenton cĩ ưu điểm là 7+ Al13O4(OH)24 ) và Al(OH)3 rắn. khơng cần năng lượng kích thích tác 7+ Trong đĩ Al13O4(OH)24 gọi tắt là nhân phản ứng, gốc hydroxyl được Al13 là tác nhân gây keo t chính và thành t o với chi phí khơng quá cao, tốt nhất.PAC cĩ nhiều ưu điểm trong các hĩa chất li n quan đều thơng d ng, xử lý nước thải như hiệu quả lắng dễ sử d ng v t đ c h i [11-14]. trong cao, thời gian keo t nhanh, ít Trong bài báo này, chúng tơi nghiên làm biến đ ng đ pH của nước, khơng cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá cần hoặc dùng rất ít chất trợ keo t , trình tiền xử lý nước thải dệt nhu m khơng cần các thiết bị và thao tác bằng phư ng pháp keo t (các chất phức t p, khơng bị đ c khi dùng thiếu keo t PAC, Al2(SO4)3.18H2O và hoặc thừa phèn [5,8]. Fe2(SO4)3.18H2O) và sau keo t bằng 2+ Các quá trình oxy hĩa nâng cao hệ tác nhân Fenton (Fe và H2O2). (Advanced Oxidation Processes- Từ đĩ, đánh giá hiệu quả xử lý nước AOPs) là những quá trình phân hủy thải dệt nhu m theo QCVN13– oxy hĩa dựa vào gốc tự do ho t đ ng MT2015 /BTNMT(c t B). hydroxyl HO• được t o ra trong quá 2. THỰC NGHIỆM trình xử lý (in situ), là gốc oxy hĩa 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu rất m nh (thế oxy hĩa cao h n 2,80 Nước thải dệt nhu m được lấy t i V), hầu như khơng chọn lọc khi phản làng nghề V n Phúc, H Đơng, H ứng với các chất ơ nhiễm hữu c khác N i. Kết quả phân tích m t số thơng nhau để thành CO2, H2O, ion vơ c số ơ nhiễm được trình bày ở bảng 1. hoặc các hợp chất dễ phân hủy sinh Nước thải dệt nhu m đầu v o trước học [9-10]. Trong số các hệ oxi hĩa xử lý cĩ COD v đ màu cao. Các nâng cao, hệ tác nh n Fenton l tư ng thơng số đ màu, COD, BOD5 và SS đối phổ biến v được ứng d ng để xử đều vượt tiêu chuẩn cho phép theo lý các lo i nước thải cơng nghiệp QCVN13–MT2015 /BTNMT (c t B). 99
3. Bảng 1: Các thơng số đầu vào của PAC (Poly Aluminium Cloride) cơng nước thải dệt nhuộm trước xử lý nghiệp, các hĩa chất cịn l i đều QCVN13- thu c lo i tinh khiết phân tích (Trung Thơng MT2015/ TT Kết quả Quốc): phèn nhơm Al2(SO4)3.18H2O, số BTNMT (C t B) Fe2(SO4)3.18H2O), trợ keo t A101 (Acrylamic natri acrylat copolime), 1 pH 6,7 – 7,5 5,5 – 9 FeSO4.7H2O, H2O2. H2SO4 và NaOH Đ màu 2 4712 150 d ng để pha chế dung dịch điều (Pt-Co) chỉnh pH. COD 3 1002 150 (mg/l) 2.4. Phƣơng pháp thực nghiệm BOD Lấy 200 ml dung dịch nước thải dệt 4 5 292 50 (mg/l) nhu m chưa qua xử lý cĩ các thơng TSS 5 377 100 số pH, COD v đ m u được mơ tả ở (mg/l) bảng 1, điều chỉnh pH từ 3 đến 9 bằng 2.2. Lấy mẫu và phân tích các dung dịch H SO 1M và NaOH 1M. thơng số 2 4 Th m lượng chính xác dung dịch Lấy mẫu nước thải dệt nhu m theo PAC, Al (SO ) và Fe (SO ) . Khuấy TCVN 5999:1995 và bảo quản mẫu 2 4 3 2 4 3 ở tốc đ 300 vịng/phút trong thời theo TCVN 4556:1988 pH nước thải gian 3 phút Sau đĩ, th m v o h n được xác định theo TCVN hợp lượng chính xác chất trợ keo t 6492:2011 Phư ng pháp ph n t ch anion A101, khấy chậm với tốc đ 45 COD theo TCVN 6491:1999 Phư ng vịng/ phút trong thời gian 10 phút. pháp ph n t ch đ màu theo TCVN Nước thải được lọc, lấy dịch lọc xác 6185: 2008 Phư ng pháp ph n t ch định hiệu quả xử lý đ màu, phần cịn BOD theo TCVN 6001-1:2008. Chất 5 l i để lắng, g n lấy lớp nước trong rắn l lửng (TSS) được xác định theo phân tích COD. TCVN 6625:2000. Hiệu quả xử lý Lấy 200 ml mẫu nước thải sau keo t , COD v đ m u được tính theo cơng điều chỉnh pH từ 2 đến 6 bằng dung Ct thức: H(%) = (1 ) 100 dịch H2SO4 1M và NaOH 1M, thêm C s lần lượt Fe2+ (nồng đ từ 5 mg/l đến Ở đ y : C là giá trị COD mg/l) v đ t 40 mg/l), H2O2 50 mg/l đến 400 màu (Pt-Co) trước xử lý mg/l). Khuấy trong 2 giờ với tốc đ Cs : là giá trị COD mg/l) v đ màu 300 vịng/phút. Sau 2 giờ, dừng phản (Pt-Co) sau xử lý ứng, nâng pH của hệ lên 7÷8 bằng 2.3. Thiết bị và hĩa chất NaOH 5 N để kết tủa Fe3+. Mẫu nước B phá mẫu COD Velp (Ý), BOD sau khi chỉnh pH được lọc, lấy dịch Top Velp Ý), máy đo pH Inolab lọc xác định hiệu quả xử lý đ màu, Đức), máy trắc quang 752 (Trung phần cịn l i để lắng, g n lấy lớp nước Quốc), tủ sấy Ecocell Đức), cân phân trong phân tích COD. -4 t ch sartorius đ chính xác 10 g 2.5. Phân tích thống kê Đức), máy khuấy từ AREC (Ý). Kết quả thực nghiệm được xử lý bằng 100
4. phần mềm Origin Pro 8.0. xử lý đ màu của ba chất keo t là 3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN rất cao (từ 88,36 ÷ 95,31%) và gần 3.1. Tối ƣu các điều kiện tiền xử lý như tư ng đư ng, trong đĩ PAC đ t bằng phƣơng pháp keo tụ hiệu quả xử lý cao nhất và Fe2(SO4)3 3.1.1. Ảnh hƣởng của pH đến hiệu cho hiệu quả thấp nhất ở tất cả các quả keo tụ giá trị pH. Điều kiện tiến hành: COD=1002 Từ kết quả hình 2 cho thấy với chất mg/l, đ màu=4712(Pt-Co), nồng đ keo t PAC thì hiệu quả xử lý COD PAC=500mg/l, Al2(SO4)3=1600 mg/l, giảm dần khi tang pH từ 3 đến 6, đ t Fe (SO ) =1400 mg/l, trợ keo t 2 4 3 hiệu quả xử lý tốt nhất t i pH = 7 anion A101=10mg/l. pH của nước (trùng với pH ban đầu của nước thải thải được khảo sát từ 3 đến 9. Kết quả và khơng cần điều chỉnh pH trước khi ảnh hưởng của pH đến hiệu quả xử lý xử lý) khi COD giảm cịn 400,8 mg/l đ màu và COD bằng phư ng pháp với hiệu quả đ t 60%. Nếu tiếp t c keo t được trình bày trên hình 1 và 2 tăng pH từ 7,5 đến 9,5, lúc này PAC tư ng ứng. sẽ t o thành kết tủa rất nhanh và lắng xuống dẫn đến hiệu quả xử lý giảm. Đối với chất keo t Al2(SO4)3 thì hiệu quả xử lý tăng dần từ 3 đến 4, đ t hiệu quả xử lý tốt nhất t i pH=4, COD giảm cịn 356,31mg/l hiệu quả xử lý đ t 64,44%, sau đĩ khi tăng pH thì hiệu quả xử lý giảm dần. Khi sử d ng chất keo t Fe2(SO4)3 thì hiệu quả xử lý tăng khơng đáng kể khi pH Hình 1: Ảnh hưởng của pH đến hiệu tăng dần từ 3 ÷ 5,5 (từ 58,88 ÷ quả xử lý độ màu của các chất keo tụ 61,22%), hiệu quả xử lý đ t cao nhất t i pH = 5,5, COD giảm cịn 388,58 mg/l đ t hiệu quả xử lý 61,22%, sau đĩ khi tăng pH thì hiệu quả xử lý giảm dần Như vậy, pH=4; 5,5 và 7 là tối ưu đối với Al2(SO4)3, Fe2(SO4)3 và PAC tư ng ứng. 3.1.2. Ảnh hƣởng của nồng độ chất keo tụ Điều kiện tiến hành: COD=1002 Hình 2: Ảnh hưởng của pH đến hiệu mg/l, đ màu=4712(Pt-Co), pH=4; quả xử lý COD của các chất keo tụ 5,5 v 7 đối với Al2(SO4)3, Fe2(SO4)3 Từ kết quả hình 1 cho thấy hiệu quả và PAC tư ng ứng, nồng đ PAC từ 101
5. 300 đến 900mg/l, Al2(SO4)3 từ 800 Từ kết quả hình 3 và 4 nhận thấy hiệu đến 1800 mg/l, Fe (SO ) từ 1000 đến 2 4 3 quả xử lý đ m u đều đ t >90 %) và 1600 mg/l, trợ keo t anion COD (59,78÷62,67%) của cả ba chất A101=10mg/l,. Kết quả ảnh hưởng keo t tư ng đư ng nhau ở các nồng của nồng đ chất keo t đến hiệu quả xử lý đ m u v COD được trình bày đ tối ưu Đối với PAC, đ t hiệu quả tr n hình 3 v 4 tư ng ứng. xử lý tốt nhất t i nồng đ 500mg/l khi COD giảm cịn 389 mg/l với hiệu quả đ t 61,18%. Khi nồng đ PAC lớn h n 500mg/l hiệu quả xử lý COD giảm do làm tái ổn định hệ keo khi nồng đ chất keo t lớn. Đối với Al2(SO4)3 đ t hiệu quả xử lý tốt nhất t i nồng đ 1600mg/l khi COD giảm cịn 403 mg/l với hiệu quả đ t 59,78% Đối với Fe2(SO4)3 đ t hiệu quả xử lý tốt nhất t i nồng đ 1400mg/l khi COD giảm cịn 374 mg/l với hiệu quả đ t 62,67%. Như vậy, mặc dù hiệu quả xử lý của Hình 3: Ảnh hưởng của nồng độ các ba chất keo t l tư ng đư ng t i các chất keo tụ đến hiệu quả xử lý độ màu nồng đ tối ưu, nhưng so với Al2(SO4)3 và Fe2(SO4)3, khi sử d ng PAC trong xử lý nước thải dệt nhu m cĩ nhiều ưu điểm như khơng cần điều chỉnh pH trước xử lý, lượng PAC sử d ng t h n l m giảm ơ nhiễm thứ cấp do sự cĩ mặt của lượng lớn chất keo t ), thời gian keo t nhanh. Kết quả n y cũng tư ng tự như cơng bố của các tác giả Radin M.S.R.M[6]. Do đĩ, chúng tơi chọn PAC cho các nghiên cứu tiếp theo. 3.1.3. Ảnh hƣởng của chất trợ keo tụ Hình 4: Ảnh hưởng của nồng độ các Điều kiện tiến hành: COD=1002 chất keo tụ đến hiệu quả xử lý COD mg/l, đ màu=4712(Pt-Co), pH=7, 102
6. nồng đ PAC=500mg/l. Nồng đ chất Từ bảng 2 cho thấy khi tăng nồng đ trợ keo t A101 thay đổi từ 0÷25mg/l. chất trợ keo t A101 từ 0 đến 10 mg/l Kết quả xác định hiệu quả xử lý COD thì hiệu quả xử lý COD tăng rõ rệt từ v đ m u được thể hiện bảng 2. 40,92% đến 64,37 %, đ màu tăng từ 77,50% đến 91,62%. Tuy nhiên, khi Đ Hđ tiếp t c tăng nồng đ chất trợ keo t COD H màu TT pH COD (mg/l) (%) (Pt- màu từ 10 mg/l đến 25 mg/l thì hiệu quả (%) Co) xử lý COD giảm chậm (COD 62,28 ÷ 1 2 254 33,16 177 42,72 55,29%), đ màu gần khơng 2 2,5 212 44,21 147 52,43 giảm(90,77 ÷ 88,12%). Hiệu quả xử 3 3 190 50,00 116 62,46 lý đ t cao nhất t i nồng đ trợ keo t 4 3,5 228 40,00 147 52,43 A101 là 10 mg/l, khi đĩ COD giảm 5 4 260 31,58 169 45,31 6 5 294 22,63 163 47,25 cịn 357mg/l với hiệu quả xử lý đ t 7 6 324 14,74 178 42,39 64,37%, đ màu giảm cịn 395 (Pt- Co), hiệu quả xử lý đ t 91,62%. Bảng 2: Ảnh hưởng nồng độ trợ keo tụ anion A101 Nồng đ trợ keo t Đ màu Hđ màu TT COD (mg/l) HCOD (%) A101(mg/l) (Pt-Co) (%) 1 0 592 40,92 1060 77,50 2 2 581 42,02 935 80,15 3 5 523 47,80 435 90,77 4 10 357 64,37 395 91,62 5 12,5 378 62,28 435 90,77 6 15 411 58,98 435 90,77 7 20 426 57,49 435 90,77 8 25 448 55,29 560 88,12 Nguyên nhân A101 là chất trợ keo làm tái ổn định hệ keo dẫn đến hiệu anion, các h t keo giữa PAC và thuốc quả xử lý COD bị giảm. nhu m trong mơi trường pH trung 3.2. Tối ưu các điều kiện xử lý nước t nh mang điện tích dư ng, do đĩ khi thải sau keo tụ bằng tác nhân Fenton cĩ chất trợ keo t thì quá trình đơng 3.2.1. Ảnh hƣởng của pH t h t keo tốt h n dẫn đến khi tăng Điều kiện tiến hành: COD=380 mg/l, nồng đ chất trợ keo t thì hiệu quả đ màu=309(Pt-Co), Fe2+=20 mg/l, xử lý COD v đ màu tăng l n Tuy H2O2= 200mg/l, thời gian phản ứng nhiên, khi nồng đ trợ keo t quá cao 120 phút. pH của nước thải được thì l m tăng đ nhớt của dung dịch, khảo sát từ 2 đến 6. Kết quả được thể các polime sẽ bao bọc các h t keo l i hiện ở bảng 3. 103
7. Bảng 3: Ảnh hưởng của pH đến hiệu quả xử lý COD và độ màu bằng phương pháp Fenton Nồng đ Fe2+ Nồng đ H O Đ màu 2 2 COD (mg/l) H (%) H (%) (mg/l) (mg/l) COD (Pt-Co) đ màu 5 50 275 27,63 302 2,27 10 100 231 39,21 181 41,42 15 150 202 46,84 136 55,98 20 200 141 62,89 47 84,79 25 250 137 63,94 66 78,64 30 300 150 60,53 112 63,75 35 350 215 43,42 97 68,61 40 400 257 32,37 87 71,85 Từ bảng 3 cho thấy khi tăng pH từ 2 H2O2 chậm h n so với phức 2+ ÷3 thì hiệu quả xử lý COD v đ màu [Fe(OH)(H2O)5] (tồn t i ở pH = 3), tăng dần v đ t hiệu quả xử lý tốt nhất đồng thời l m tăng tốc đ phản ứng • t i pH = 3 với COD giảm cịn tiêu th HO bởi H2O2 n n lượng gốc 190mg/l đ t hiệu quả xử lý 50,00%, tự do HO• sinh ra giảm [12,14]. Hiệu đ màu giảm cịn 116(Pt-Co) đ t hiệu quả xử lý đ t cao nhất t i pH=3 (COD quả xử lý 62,46%. Khi tiếp t c tăng đ t 50,00%, đ m u đ t 62,46%), do pH từ 3 đến 6 thì hiệu quả xử lý COD đĩ chọn pH = 3 là pH tối ưu đối với v đ màu giảm. quá trình Fenton. Kết quả n y cũng Ở pH lớn h n 3, sự hình thành gốc tư ng tự như cơng bố của các tác giả HO• diễn ra chậm dần do Fe2+ bị mất Ipek Gulkaya [14] 2+ ho t tính xúc tác khi t o thành 3.2.2. Ảnh hƣởng tỷ lệ Fe / H2O2 • Fe(OH)3 kết tủa, làm giảm lượng HO Điều kiện tiến hành: COD=380 mg/l, sinh ra, giảm quá trình oxi hĩa các đ màu=309(Pt-Co), pH=3, Fe2+=20 chất hữu c h a tan trong nước thải, mg/l. Thời gian phản ứng Fenton 120 2+ dẫn đến giá trị COD giảm. Cùng xu phút. Ảnh hưởng của tỷ lệ Fe / H2O2 hướng đĩ, khi pH nhỏ h n 3, phản lên hiệu quả lo i bỏ màu và COD ứng trong hệ Fenton cũng diễn ra được khảo sát theo tỷ lệ 1:1 đến 1:30. chậm do hình thành phức d ng Kết quả được thể hiện ở bảng 4. 2+ [Fe(H2O)6] , phức này phản ứng với 2+ Bảng 4: Ảnh hưởng của tỷ lệ Fe /H2O2 đến hiệu quả xử lý COD và độ màu 2+ Tỷ lệ Fe /H2O2 Đ màu (Pt- TT COD (mg/l) HCOD (%) Hđ màu (%) (mg/l) Co) 1 1:1 337 11,32 177 42,72 2 1:5 290 23,68 149 51,78 3 1:10 185 51,32 82 73,46 4 1:15 254 33,16 135 56,31 5 1:20 301 20,79 168 45,63 6 1:30 327 13,95 194 37,21 104
8. Từ kết quả bảng 4 cho thấy, hiệu quả Bảng 5: Ảnh hưởng của nồng độ Fe2+ xử lý COD v đ m u đ t cao nhất t i và H2O2 đến hiệu quả xử lý COD và độ màu tỷ lệ Fe2+/H O là 1:10, với COD 2 2 Nồng Nồng Đ H đ đ COD H màu đ giảm c n 185 mg/l tư ng ứng với COD Fe2+ H O (mg/l) (%) (Pt- màu 2 2 (%) hiệu quả xử lý là 51,32%, đ màu (mg/l) (mg/l) Co) giảm cịn 82(Pt-Co) đ t hiệu quả 5 50 275 27,63 302 2,27 10 100 231 39,21 181 41,42 73,46% Điều này cĩ thể giải thích 15 150 202 46,84 136 55,98 khi tăng nồng đ H2O2 từ 20mg/l đến 20 200 141 62,89 47 84,79 25 250 137 63,94 66 78,64 200 mg/l, hiệu quả xử lý COD tăng từ 30 300 150 60,53 112 63,75 11,32% l n 51,32% v đ m u tăng từ 35 350 215 43,42 97 68,61 40 400 257 32,37 87 71,85 42,72% lên 73,46% do t o nhiều gốc Khi tăng nồng đ Fe2+ từ 5 mg/l đến HO• h n Tuy nhi n, nếu tăng nồng 20 mg/l (H2O2 là 50 ÷ 200 mg/l) hiệu đ H2O2 từ 200mg/l đến 600 mg/l thì quả xử lý tăng rõ rệt (COD 27,63% ÷ hiệu quả xử lý COD v đ màu giảm. 62,89%, đ màu 2,27% ÷ 84,79%). 2+ Khi đĩ lượng H2O2 dư nhiều sẽ cĩ Khi tiếp t c tăng nồng đ Fe từ 25 • phản ứng giữa H2O2 với gốc HO vừa mg/l đến 40 mg/l (H2O2 là mới sinh, đồng thời m t phần các gốc 250mg/l÷400 mg/l) thì hiệu quả xử lý tự do HO• cĩ xu hướng kết hợp l i với COD giảm dần từ 63,94% đến 32,27%, trong khi hiệu quả xử lý đ nhau t o thành H2O2 cũng dẫn đến giảm số lượng gốc tự do HO• trong hệ m u thay đổi khơng nhiều. Điều này được giải thích khi tăng dẫn đến hiệu quả xử lý COD v đ nồng đ Fe2+ và H O sẽ t o ra nhiều màu giảm. Hiệu quả xử lý COD v đ 2 2, gốc tự do HO•, thúc đẩy nhanh quá m u đ t lớn nhất khi tỷ lệ Fe2+/ H O 2 2 trình phá vỡ các chất hữu c . Tuy là 1:10. 2+ nhiên, khi nồng đ Fe và H2O2 lớn • • H2O2 + HO → H2O + HO2 sẽ xảy ra quá trình phản ứng giữa Fe2+ • • • HO + OH → H2O2 và H2O2 với gốc HO , làm giảm hiệu 3.2.3. Ảnh hƣởng nồng độ của Fe2+ quả xử lý COD v đ m u H n nữa, 2+ và H2O2 khi nồng đ Fe lớn sẽ làm phát sinh Điều kiện tiến hành: COD=380 mg/l, lượng sắt hydroxit kết tủa quá nhiều, đ màu=309(Pt-Co), pH=3, tỷ lệ Fe2+/ l m tăng chi ph xử lý bùn. Do đĩ, 2+ nồng đ tối ưu của Fe và H2O2 đối H2O2 là 1:10. Thời gian phản ứng Fenton 120 phút. Ảnh hưởng của với quá trình Fenton tư ng ứng là 20 2+ mg/l và 200 mg/l. nồng đ Fe và H2O2 lên hiệu quả Fe2+ + HO• → Fe3+ + OH– lo i bỏ m u v COD được thể hiện ở • • H2O2 + HO → H2O + HO2 bảng 5. 105
9. 3.2.4. Ảnh hƣởng thời gian phản chất hữu c ứng trong nước thải sẽ khơng phản ứng Điều kiện tiến hành: COD=380 mg/l, hồn tồn với tác nhân Fenton, nếu đ màu=309(Pt-Co), pH=3, Fe2+=20 thời gian phản ứng quá dài sẽ làm mg/l, H2O2=200 mg/l. Ảnh hưởng của tăng chi ph đầu tư trong khi hiệu quả thời gian phản ứng Fenton đến hiệu xử lý khơng được cải thiện đáng kể. quả lo i bỏ đ m u v COD được Mặt khác, theo thời gian phản ứng khảo sát trong khoảng 15 phút÷180 H2O2 sẽ bị phân hủy dần thành H2O phút. Kết quả được thể hiện trong và O2 cũng l m giảm hiệu quả của quá trình Do đĩ thời gian phản ứng bảng 6. Fenton là 120 phút là tối ưu Bảng 6: Ảnh hưởng của thời gian 3.3. Đánh giá hiệu quả xử lý nƣớc phản ứng Fenton đến hiệu quả xử lý thải dệt nhuộm bằng phƣơng pháp độ màu và COD Đ H keo tụ kết hợp với tác nhân Fenton Thời đ COD H màu Nước thải dệt nhu m sau khi xử lý TT gian COD màu (mg/l) (%) (Pt- (%) (phút) bằng keo t với PAC tất cả các thơng Co) số của nước thải đều giảm (bảng 7), 1 15 249 34,47 302 2,27 mặc d chưa đ t được tiêu chuẩn cho 2 30 244 35,79 264 14,56 phép theo QCVN13-MT2015/ 3 45 234 38,42 227 26,53 4 60 186 51,05 157 49,19 BTNMT (c t B), nhưng giai đo n tiền 5 90 160 57,89 112 63,75 xử lý n y đ lo i bỏ đáng kể m t phần 6 120 138 63,68 97 68,61 đáng kể chất rắn l lửng, COD v đặc 7 180 136 64,21 87 71,85 biệt l đ màu (93%) của nước thải Từ kết quả bảng 6 cho thấy khi tăng t o điều kiện thuận lợi cho giai đo n thời gian phản ứng từ 15 ÷ 120 phút xử lý tiếp theo bằng oxy hĩa nâng cao hiệu quả xử lý tăng dần (COD 34,47 Fenton. Sau quá trình xử lý bằng tác 2+ ÷ 63,68%, đ m u tăng từ 2,26 ÷ nhân Fenton (Fe /H2O2) cho thấy các 68,61%) Nhưng khi tăng từ 120÷180 thơng số nước thải sau xử lý đều đ t phút thì hiệu quả xử lý gần như khơng tiêu chuẩn cho phép theo QCVN13- tăng th m COD 63,68 ÷ 64,21%) MT2015/ BTNMT (c t B). Khi thời gian phản ứng quá ngắn, các Bảng 7: Các thơng số nước thải sau xử lý bằng phương pháp keo tụ PAC và tác nhân Fenton Kết quả xử lý nước QCVN13- Kết quả tiền Đầu vào thải sau keo t bằng MT2015/ TT Thơng số xử lý bằng tác nhân Fenton BTNMT keo t PAC (c t B) 1 pH 6,7 ÷ 7,5 5,6 7,5 5,5 ÷ 9 2 TSS (mg/l) 377 207 89 100 3 COD (mg/l) 1002 380 143 150 4 BOD5 (mg/l) 292 62 27 50 5 Đ màu (Pt – Co) 4712 309 49 150 106
10. 4. KẾT LUẬN Environmental Management, 93, 154- Nước thải dệt nhu m l đối tượng khĩ 168 (2012). xử lý. Kết hợp phư ng pháp keo t với 4. Holkar CR, Jadhav AJ, Pinjari DV, oxi hĩa nâng cao Fenton cĩ thể xử lý Mahamuni NM, Pandit AB, A critical triệt để nước thải dệt nhu m. Trong số review on textile wastewater các chất keo t đ khảo sát, PAC cĩ treatments: Possible approaches. nhiều ưu điểm trong tiền xử lý, hiệu Journal of Environmental quả xử lý COD đ t 62%, đ m u đ t Management, 182(1), 351-366 (2016). 93% Các điều kiện tối ưu xử lý nước 5. Edris Bazrafshan,, Mohammad thải sau keo t bằng phư ng pháp oxi Reza Alipour, Amir Hossein Mahvi. Textile wastewater treatment by hĩa nâng cao Fenton: pH=3, tỷ lệ phản 2+ application of combined chemical ứng Fe /H2O2 = 1:10, nồng đ 2+ coagulation, electrocoagulation, and Fe =20mg/l, nồng đ H2O2=200mg/l, adsorption processes, Desalination thời gian phản ứng là 2 giờ. Các thơng and Water Treatment 57(20), 1– số của nước thải sau khi xử lý bằng 13(2016). phư ng pháp keo t kết hợp với oxi 6. Radin Maya Saphira Radin hĩa nâng cao Fenton đều đ t Mohamed, Norasyikin Mt.Nanyan, QCVN13-MT2015/BTNMT (c t B). NurFaeeza Abdul Rahman, Nadira Mariam A Ibrahim Kutty, Amir TÀI LIỆU THAM KHẢO Hashim Mohd. Kassim . Colour 1.Dao Minh Trung, Le Hung Anh, Removal of Reactive Dye from Nguyen Thi Khanh Tuyen, Nguyen Textile Industrial Wastewater using Vo Chau Ngan, Effectiveness on Different Types of Coagulants .Asian color and COD of textile wastewater Journal of Applied Sciences 02(05), removing by biological material 650-657 (2014). obtained from Cassia fistula seed. J. 7. Pablo Cađizares , Fabiola Viet. Env. 8(2),121-128(2016). Martínez , Carlos Jiménez , Justo 2. Bisschops. H , Spanjers.H , Lobato , and Manuel A. Rodrigo, Literature review on textile Comparison of the Aluminum wastewater characterisation, Journal Speciation in Chemical and Environmental Technology, 24(11) Electrochemical Dosing Processes. (2003). Ind. Eng. Chem. Res., 45 (26), 8749– 3. Akshaya Kumar Verma, Rajesh 8756(2006). Roshan Dash, Puspendu Bhunia, A 8. O.T. Can, M. Kobya, E. Demirbas, review on chemical M. Bayramoglu, Treatment of the coagulation/flocculation technologies Textile Wastewater by Combined for removal of colour from textile Electrocoagulation, Chemosphere, 62, wastewaters. Journal of 181–187(2006). 107 Xem tiếp trang 88