Luận văn Thạc sĩ Kĩ thuật môi trường: Nghiên cứu khử một số màu nhuộm hoạt tính bằng phương pháp keo tụ điện hóa

B Ộ GIÁO DỤC V À ĐÀO TẠO TRƯ ỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM --------------------------- LÝ TH Ế CH ƯƠNG NHUYNH NGHIÊN C ỨU KHỬ MÀU MỘT SỐ LOẠI MÀU NHU ỘM HOẠT TÍNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ ĐIỆN HÓA LU ẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: K ỹ thuật môi tr ường Mã s ố ngành: 60520320 TP. HỒ CHÍ MINH, năm 2015.

B Ộ GIÁO DỤC V À ĐÀO TẠO TRƯ ỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM --------------------------- LÝ TH Ế CH ƯƠNG NHUYNH NGHIÊN C ỨU KHỬ MÀU MỘT SỐ LOẠI MÀU NHU ỘM HOẠT TÍNH BẰNG PH ƯƠNG PHÁP KEO T Ụ ĐIỆN HÓA LU ẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: K ỹ thuật môi tr ường Mã s ố ngành: 60520320 CÁN B Ộ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TSKH LÂM MINH TRI ẾT TP. H Ồ CHÍ MINH, năm 2015

CÔNG TRÌNH ĐƯ ỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯ ỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM Cán b ộ hướng dẫn khoa học : GSTS. LÂM MINH TRI ẾT Lu ận văn Thạc sĩ đ ược b ảo vệ tại Tr ường Đại học Công nghệ TP. HCM ngày … tháng …… năm 2015 Thành ph ần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm: TT H ọ v à tên Ch ức danh Hội đồng 1 GS.TSKH Lê Huy Bá Ch ủ tịch 2 PGS.TS Ph ạm Hồng Nhật Ph ản biện 1 3 TS. Thái Văn Nam Ph ản biện 2 4 TS. Tr ịnh Ho àng Ngạn Ủy vi ên 5 TS. Nguy ễn Lệ Hà Ủy vi ên, Thư ký Xác nh ận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau khi Lu ận văn đãđược sửa chữa Ch ủ tịch Hội đồng đánh giá LV

TRƯ ỜNG ĐH CÔNG NGH Ệ TP. HCM PHÒNG QLKH – ĐTSĐH C ỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Đ ộc lập – T ự do – H ạnh phúc TP. HCM, ngày..… tháng….. năm 2015 NHI ỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ t ên h ọc viên : LÝ THÊ CH ƯƠNG NHUYNH Gi ới tính : Nam Ngày, tháng, năm sinh : 02/12/1982 Nơi sinh : Phú Yên Chuyên ngành : K ỹ thuật môi trường MSHV :1341810016 I- Tên đ ề tài :Nghiên c ứu khử một số màu nhuộm hoạt tính bằng ph ương pháp keo t ụ đi ện hóa II- Nhi ệm vụ v à nội dung : - Xác định được các thông số tối ưu trong thí nghiệm keo tụ một vài loại màu nước thải hoạt tính bằng keo tụ điện hóa. - So sánh hiệu quả, rút ra những kết luận xác thực và đề xuất định hướng của việc ứng dụng phương pháp keo tụ này. III- Ngày giao nhi ệm vụ : …../…../2014 IV- Ngày hoàn thành nhi ệm vụ : …../…../2015 V- Cán b ộ hướng dẫn: GSTS. LÂM MINH TRI ẾT CÁN B Ộ HƯỚNG DẪN KHOA QU ẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH

i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công tr ình nghiên c ứu của riêng tôi. Các số liệu, kết qu ả nê u trong Lu ận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tôi xin cam đoan r ằng mọi s ự giúp đỡ cho việc thực hiện L u ận văn n ày đ ã được cảm ơn và các thông tin trích d ẫn trong L u ận văn đã được chỉ rõ nguồn g ốc. H ọ c viên th ực hiện L u ận văn Lý Thế Chương Nhuynh

ii L ỜI CÁM ƠN Lu ận văn này được hoàn không chỉ công sức của riêng bản thân mà còn được sự quan tâm, giúp đ ỡ của nhiều người Chân thành t ỏ lòng biết ơn thầy hướng dẫn: GS.TSKH Lâm Minh Tri ết đ ã định hư ớng v à tận tình chỉ dẫn để hoàn thành luận văn này. Xin chân thành c ảm ơn TS Bùi M ạnh Hà, ThS. Huỳnh Ngọc Loan đ ã tạo điều ki ện thuận lợi giúp đỡ tôi trong quá tr ình học tập, nghiên cứu. Đồng thời đóng góp nhi ều ý kiến quí báu cho tôi trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Chân thành c ảm ơn các thầy nhận xét và phản biện đã đóng góp nhiều ý kiến quí báu cho b ản luận văn này. Xin g ửi lời cảm ơn đến tất cả các bạn học cùng lớp cao học ngành K ỹ Thuật Môi trư ờng khóa 2013 . Cu ối c ùng xin được bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, nh ững ng ư ời thân yêu nhất c ủa tôi đã nhiệt tìnhủng hộ và hỗ trợ tôi trong suốt quá trình học tập và công tác của mình. Lý Th ế Chương Nhuynh

iii TÓM T ẮT Lu ận văn nghiên cứu quá trình keo t ụ điện hóa đ ể lo ại màu c ủa hai lo ại ph ẩm nhuộm hoạt tính: Sunzol Black B 150% (SBB)vàSunfix Red S3B 100% (SRS) có trong màu pha. Quá trình nghiên c ứu đã tìm ra các thông số thích hợp là: m ật độ d òng 86,6 A/m 2 ; pH =11; n ồng độ m àu nhuộm 50 mg/L;th ời gian điện hóa 5 và 6 phút; n ồng độ muối sulphate 1200 và 1400 mg/L l ần lượt loại màu của SRS (98,7% màu, 54,7% COD) và SBB (97,1% màu, 79,9% COD). V ới n ước thải thực t ế keo tụ điện hóa loại gần như triệt để >98,8 % màu trong 4 phút với mật độ dòng 130 A/m 2 . Thí nghiệm đối chứng dùng phèn nhôm để keo tụ hai lo ại dung dịch m àu pha (Jar-test) cho th ấy hiệu quả xử lý r ất thấp (<30%). K ết quả trên m ột lần nữa kh ẳng định tính ưu việt của phương pháp xử lý keo t ụ điện hóa so với ph ương pháp keo t ụ thông thường .

iv ABSTRACT Electrocoagulation has been one of the treatment methods to reducedye concentration of two commercial reactive dyes: Sunzol Black B 150% (SBB) and Sunfix Red S3B 100% (SRS). The optimal parameters: current density 86.6 A/m 2 ; pH 11; dyes concentration: 50 mg/L, reaction time 5 and 6 min; Sulphate concentrations 1200 and 1400 mg/L for dye removal of SRS and SBB, respectively. With the above optimum surveyed conditions, the efficiency removal of color and COD were 98.7 and54.7% for SRS; and 97.7 and 79.9 % for SBB, respectively. In actual textile, the result of color removal was very successful, dye removal efficiency was reached over 98.8% in 4 min and 130 A/m 2 . The Jar-test compared experiment was tested on dye aqueous with low efficiencies (below 30% in decolorization).Once again, the results indicate a strong capacity of electrocoagulation on color removal.

v MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................i L ỜI CÁMƠN .......................................................................................................................ii TÓM T ẮT ................................................................................................................. iii ABSTRACT...............................................................................................................iv MỤC LỤC...................................................................................................................v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ..................................................................... viii DANH MỤC CÁC BẢNG.........................................................................................ix DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH..................................x MỞ ĐẦU.....................................................................................................................1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .......................................................................................4 1.1 Giới thiệu chung ngành nhuộm.............................................................................4 1.2 Thuốc nhuộm trong công nghệ dệt nhuộm ...........................................................5 1.2.1 Khái quát về thuốc nhuộm .................................................................................5 1.2.2 Phân loại, đặc điểm thuốc nhuộm ......................................................................6 1.3 Đặt điểm nước thải dệt nhuộm............................................................................11 1.4 Tác động của nước thải dệt nhuộm đến môi trường ..........................................14 CHƯƠNG 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ N Ư ỚC THẢI DỆT NHUỘM ...........16 2.1 Nghiên cứu nước ngoài.......................................................................................16 2.2 Nghiên cứu trong nước .......................................................................................18 2.3 Phương pháp xử lý n ư ớc thải bằng keo tụ điện hóa............................................20 2.3.1 Cơ sơ l ý thuy ết phương pháp keo tụ điện hóa .................................................20 2.3.1.1 Khái niệm......................................................................................................20 2.3.1.2 Cơ chế ...........................................................................................................20 2.3.1.3 Các phản ứng chính.......................................................................................22 2.3.1.4 Các phản ứng phụ..........................................................................................25 2.3.1.5 Các thông số ảnh hưởng................................................................................29 2.3.2 Ưu và nhược điểm của phương pháp keo tụ điện hóa .....................................33 2.3.2.1 Ưu điểm của phương pháp keo tụ điện hóa ..................................................33 2.3.2.2 Nhược điểm của phương pháp keo tụ điện hóa ............................................33

vi 2.3.3 Xử lý n ư ớc thải bằng phương pháp keo tụ điện hóa........................................33 2.3.3.1 Một số nước thải công nghiệp.......................................................................33 2.3.3.2 Nước thải dệt nhuộm.....................................................................................35 CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM..................................................................................37 3.1 Hóa chất và thiết bị .............................................................................................37 3.1.1 Hóa chất ...........................................................................................................37 3.1.2 Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm ........................................................................38 3.1.2.1 Máy quang phổ so màu.................................................................................38 3.1.2.2 Máy đo pH ....................................................................................................38 3.2. Phương pháp tạo mẫu nước chứa màu và chất keo tụ .......................................38 3.2.1 Phương pháp t ạo mẫu nướ c..............................................................................38 3.2.2 Phương pháp Jartes ..........................................................................................39 3.2.3 Kh ảo sát nồng độ màu tối ưu ...........................................................................39 3.2.4 Kh ảo sát quá trình xử lý màu bằng phèn nhôm ...............................................40 3.2.5 Phương pháp thí nghi ệm ..................................................................................40 3.3. Khảo sát quá trình xử lý màu pha bằng điện hóa...............................................41 3.3.1 Xác đ ịnh pH tối ưu ...........................................................................................42 3.3.2 Xác đ ịnh nồn g đ ộ sulphate tối ưu ....................................................................42 3.3.3 Xác đ ịnh mật độ dòng tối ưu ............................................................................43 3.3.4 Xác đ ịnh thời gian điện hóa tối ưu ...................................................................43 3.3.5 Xác đ ịnh nồng độ màu tối ưu ...........................................................................43 3.4. Phương pháp tính toán và xử lý số liệu..............................................................44 3.4.1 Phương pháp phân tích.....................................................................................44 3.4.1.1 Xác đ ịnh độ d ài sóng có độ h ấp thu cực đại .................................................44 3.4.1.2 Xác đ ịnh pH và COD ....................................................................................45 3.4.2 Phương pháp xử lý số liệu................................................................................45 3.4.2.1 Phương pháp qui hồi tuyến tính....................................................................45 3.4.2.2 Phương pháp thống kê toán học....................................................................45 3.4.3.3 Tính toán trong phòng thí nghiệm phân hủy màu.........................................45 CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .............................................................47 4.1. Xây d ựng đường chu ẩn của màu nhuộm ...........................................................47