 Tiểu Luận Xử lý nước thải ngành dệt nhuộm 1 MỤC LỤC CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT 4 1.1.Tổng quan về thuốc nhuộm 4 1.1.2. Cách gọi tên thuốc nhuộm 4 1.1.5.1.Đặc điểm của ánh sáng mặt trời 6 1.1.5.2.Năng lượng của ánh sáng 6 1.1.6.1.Theo cấu tạo hóa học 7 1.1.7.1.1Cấu tạo 11 1.2. Nước thải nghành dệt nhuộm 12 1.2.1.Giới thiệu 12 1.3.Tổng quan về điện phân 22 1.3.1. Điện phân 22 1.3.2.Điện phân dung dịch NaCl dùng điện cực trơ titan 24 1.3.2.1.1.Ở catot 25 1.3.2.2.Ở Anot 26 1.3.3.Định luật Faraday 28 1.3.4.Ứng dụng của phương pháp điện hóa 30 1.3.4 1Quá trình điện hóa 30 1.3.4 2Quá trình oxy hóa điện hóa 31 1.3.4 3Các kết quả nghiên cứu ở cấp độ thử nghiệm 31 CHƯƠNG II THỰC NGHIỆM 32 Kế hoạch thực nghiệm 32 2 Sơ đồ bảng biểu và hình vẽ Bảng 1.1: Bảng màu sắc và bước sóng tương ứng . Hình 1.1: Công thức phân tử của thuốc nhuộm acid yellow 17. Hình 1.2: Công thức phân tử của thuốc nhuộm acid blue US1. Hình 1.3: Công thức phân tử của thuốc nhuộm acid red 52. Hình 2.1: Sơ đồ quy trình xử lý nước thải ở các xí nghiệp liên doanh Donatex, cty Dệt may 7 và cty 28. Hình 2.2: Sơ đồ quy trình xử lý nước thải ở công ty dệt Choongnam Vietnam Textile Co.Ltd (Nhơn Trạch, Đồng Nai). Hình 2.3: Quy trình phức hợp gồm nhiều công đoạn: xử lý trước, xử lý hoá lý, xử lý vy sinh hiếu khí, lọc than hoạt tính của công ty dệt Việt Thắng. 3 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT 1.1. Tổng quan về thuốc nhuộm 1.1.1. Khái niệm Thuốc nhuộm là tên gọi chung của những hợp chất hữu cơ mang màu (có nguồn gốc tự nhiên hay tổng hợp) rất đa dạng về màu sắc cũng như chủng loại, chúng có khả năng nhuộm màu nghĩa là có khả năng bắt màu hay gắn màu trực tiếp. 1.1.2. Cách gọi tên thuốc nhuộm Gồm 3 phần: - Phần thứ 1: viết cả chữ, chỉ tên phân lớp kỹ thuật của thuốc nhuộm. - Phần thứ 2: viết cả chữ, thường là các tính từ chỉ màu sắc của thuốc nhuộm. - Phần thứ 3: được viết bằng chữ và chữ số chỉ sắc thái và cường độ của thuốc nhuộm. Để chỉ cường độ màu người ta dùng 2 chữ cái đi liền với nhau như BB, RR …., hoặc thêm vào các chữ số như: 2R, 6B, 4G…. 1.1.3. Cấu tạo chung tạo nên màu sắc của thuốc nhuộm Theo quan điểm của Butlervo và Alektsev năm 1876 O. Witt thì hợp chất hữu cơ mang màu là do trong phân tử của chúng có chứa những nhóm mang màu, đó là những nhóm nguyên tử chưa bão hòa hóa trị. Những nhóm mang màu quan trọng là: CH=CH nhóm etylen N=N nhóm azo CH=N nhóm azo metyl N=O nhóm nitrozo NO 2 nhóm nitro = C =O nhóm cacbonyl Ngoài những nhóm mang màu thì để màu sắc sâu hơn thì cần có nhóm trợ màu: -OH, -NH 2 , -N (CH 3 ) 2 1.1.4. Bản chất màu sắc trong tự nhiên 4 Màu sắc là một hiện tượng phụ thuộc chủ yếu vào các yếu tố sau đây: - Cấu tạo vật thể mang màu. - Thành phần của ánh sáng chiếu vào vật thể và góc quan sát. - Tình trạng mắt người quan sát. Trong thực tế khi nghiên cứu về màu sắc thì có các khái niệm: - Màu quang phổ: là màu nhận được khi phân tích ánh sáng trắng ra thành những tia màu hợp thành nhờ dụng cụ quang học, mỗi màu được đặc trưng bằng 1 bước sóng nhất định từ 380 đến 760nm và gọi là màu đơn sắc, đặc điểm của các màu này là tươi và thuần sắc. - Màu vô sắc: là những màu được đặc trưng bởi cường độ màu như nhau tại tất cả các bước sóng. - Màu hữu sắc: là những màu thiên nhiên thể hiện ở các vật xung quanh ta. - Tông màu: là khái niệm trừu tượng thường được hiểu là sắc, sắc thái hoặc là ánh màu. - Độ thuần sắc: là chỉ tiêu xác định mức độ sắc thái trong màu. - Độ sáng: đồng nghĩa với độ phản chiếu, được đánh giá bằng phần trăm các tia tới so với tổng chùm tia phản xạ. 5 1.1.5. Lý thuyết về ánh sáng và sự hấp thụ ánh sáng của vật thể 1.1.5.1. Đặc điểm của ánh sáng mặt trời Ánh sáng mặt trời mà con người cảm nhận được là ánh sáng trắng, ánh sáng này được hợp thành từ bảy màu đơn sắc có bước sóng khác nhau: đỏ, vành, cam, lục, lam, chàm, tím. Giữa 7 màu này là vô số màu trung gian do sự phối ghép màu của 2 màu lân cận. Những màu chính được trình bày: Bảng 1.1: Bảng các màu chính và bước sóng tương ứng Tên màu Bước sóng Tên màu Bước sóng Cực tím Tím Tím lam Xanh lam Xanh da trời Xanh lục Vàng lục 400 420 440 470 500 530 560 Vàng Vàng cam Da cam Đỏ cam Đỏ Cực đỏ 580 590 600 610 650 780 1.1.5.2. Năng lượng của ánh sáng Theo thuyết proton thì ánh sáng là kết quả của hiện tượng bức xạ sóng được truyền đi kèm theo năng lượng của chúng được tính bằng kilocalo. Khi một vật bị chiếu sáng thì một số nguyên tử nào đó được cấp năng lượng và nó chuyển từ trạng thái ổn định sang trạng thái không ổn định. Hai trạng thái này cách nhau bởi một năng lượng nằm trong khoảng 35kcal đến 70kcal tính cho mỗi phân tử nhuộm. Trong quá trình nhảy từ mức năng lượng này sang mức năng lượng khác thì các nguyên tử sẽ hấp thụ năng lượng và phát ra tia sáng có bước sóng nhất định. Theo định luật lượng tử ta sẽ tính được mức năng lượng theo công thức: 6 Trong đó: γ: tần số dao động h: hằng số planck h= 6,626.10 -27 erg/s C: tốc độ ánh sáng, C=300000km/s λ: bước sóng 1.1.6. Phân loại thuốc nhuộm Dựa vào nguồn gốc chia làm 2 loại: Thuốc nhuộm có nguồn gốc tự nhiên và thuốc nhuộm tổng hợp. - Thuốc nhuộm tự nhiên. - Thuôc nhuộm tổng hợp: được chia theo phân lớp kỹ thuật và theo cấu tạo hóa học 1.1.6.1. Theo cấu tạo hóa học - Thuốc nhuộm azo. - Thuốc nhuộm antraquinon. - Thuốc nhuộm indigoit. - Thuốc nhuộm arylmetan. - Thuốc nhuộm nitro. - Thuốc nhuộm nitrozo. - Thuốc nhuộm polymetyn. - Thuốc nhuộm lưu huỳnh. - Thuốc nhuộm arylamin. - Thuốc nhuộm azometyn. - Thuốc nhuộm hoàn nguyên đa vòng 7 - Thuốc nhuộm phtaloxianin. 1.1.6.2. Theo phân lớp kỹ thuật có - Thuốc nhuộm trực tiếp. - Thuốc nhuộm hoạt tính. - Thuốc nhuộm Bazo-cation. - Thuốc nhuộm Cầm màu. - Thuốc nhuộm Hoàn nguyên tan và không tan. - Thuốc nhuộm Lưu huỳnh. - Thuốc nhuộm Azo không tan. - Thuốc nhuộm Phân tán. - Thuốc nhuộm Oxy hóa. - Thuốc nhuộm Pigment. - Thuốc nhuộm acid. 1.1.6.3. Loại thuốc nhuộm nghiên cứu Thuốc nhuộm acid là các loại thuốc nhuộm có đặc điểm chung là hòa tan trong nước, có phạm vi sử dụng rộng, ngoài mục đích nhuộm len, tơ tằm và xơ, polyamit một số dùng để nhuộm da, lông thú. Lớp thuốc nhuộm này được gọi là “acid” vì chúng bắt màu vào xơ trong môi trường acid, còn bản thân thuốc nhuộm thì có phản ứng trung tính. Theo cấu tạo hóa học, đa số thuốc nhuộm acid đều thuộc nhóm azo, số ít hơn là dẫn xuất của antraquynon, triarymetan, xanten, azin, một số tạo phức với kim loại. Theo tính chất kỹ thuật thuốc nhuộm acid được chia làm 3 nhóm: + Thuốc nhuộm acid thông thường. + Thuốc nhuộm acid cầm màu. + Thuốc nhuộm acid chứa kim loại. 8 Ba nhóm thuốc nhuộm này có đặc điểm chung là đủ màu, màu của chúng tươi và thuần sắc. Đa số chúng là muối của các acid mạnh và bazơ mạnh nên khi hòa tan trong nước thì phân ly thành các ion như sau: Ar-SO 3 Na Ar-SO 3 - + Na + Các ion mang màu của thuốc nhuộm tích điện âm (Ar-SO 3 - ) sẽ hấp phụ vào các tâm tích điện dương của vật liệu. Nhờ vậy mà nó được gắn màu hay giữ lại trên vật liệu bằng mối liên kết ion hay liên kết muối, đó là đặc điểm riêng của thuốc nhuộm acid. Ngoài ra chúng cũng được liên kết với các vật liệu bằng lực vanderwaals, liên kết hydro và liên kết phối trí, nhưng những lực liên kết này không mạnh. Sau đây là ba màu thuốc nhuộm acid chúng em nghiên cứu: a. Thuốc nhuộm: acid yellow 17 Công thức phân tử: C 16 H 10 C l2 N 4 Na 2 O 7 S 2 Trọng lượng phân tử: 551.28 Công thức cấu tạo: Hình 1.1: Công thức cấu tạo của thuốc nhuộm acid yellow 17. b. Thuốc nhuộm acid blue US1 Công thức phân tử: C 27 H 31 N 2 NaO 6 S 2 Trọng lượng phân tử: 566.66 9 Công thức cấu tạo: Hình 1.2: công thức cấu tạo của thuốc nhuộm acid Blue US1. c. Thuốc nhuộm acid red 52 Tên sản xuất: Sulforhodamine b Tên quốc tế: Sulforhodamine b monosodium salt;sulforhodamine b; phloxine rhodamine;xylene red;xylene red b; (6-(diethylamino)-9-(2,4-disulfophenyl)-3h-xanthen-3-ylidene)diethyl- ammoniu;acidleatherredkb;AcidroseredB. Công thức phân tử : C 27 H 29 N 2 NaO 7 S 2 Khối lượng phân tử: 580.65 10 [...]... chất nước thải dệt nhuộm như trên nếu không được xử lý tốt, nước thải do dệt nhuộm sẽ gây ô nhiễm môi trường, đặc biệt là ô nhiễm nguồn nước mặt, nước ngầm 1.2.2 Tác nhân gây ô nhiễm 12 Các quá trình xử lý hoá học vật liệu dệt, còn được gọi là xử lý ướt” (tiền xử lý) , nhuộm, in hoa, có thể đến cả xử lý hoàn tất cuối cùng thuộc loại hình công nghiệp sử dụng nhiều nước Tính được rằng để xử lý 1kg hàng dệt. .. được xử lý cuối cùng cho ra số liệu và những đường cong phản xạ 11 1.2 Nước thải nghành dệt nhuộm 1.2.1 Giới thiệu Đề tài chúng em nghiên cứu về khả năng khử màu của thuốc nhuộm acid, đây là một phần trong việc xử lý ô nhiễm nước thải dệt nhuộm, để hiểu hơn về nước thải dệt nhuộm và có hướng ứng dụng đề tài hợp lý nhất chúng em sẽ đi tìm hiểu về phần nước thải mà chủ yếu là nước thải dệt nhuộm Nguồn nước. .. của nước thải dệt nhuộm + Trên thế giới, ở các nước công nghiệp tiên tiến (Đức, Áo, thụy sĩ ) đều có tiêu chuẩn nước thải dệt nhuộm vì tính đặc thù của ngành công nghiệp này Ở Việt Nam chúng ta ngành dệt may đang phát triển mạnh mẽ hiện nay cần phải xây dựng và ban hành ngay các tiêu chuẩn nước thải dệt nhuộm với các thông số đặc trưng như đã nêu ở trên 16 1.2.4 Hệ thống các phương pháp xử lý nước thải. .. khí Nước đã xử Bể lắng số 1 Tuy nhiên nước thải ngày càng có mức độ ô lý sơ bộ nhiễm cao nếu xử lý keo tụ bằng phèn Bể lắng số 2 nhôm thì hoàn toàn không thể đạt được tiêu chuẩn loại B Bể chứa bùn Xử lý nước thải bằng phương pháp hoá lý kết hợp với vi sinh tại công ty dệt Bùn hoạt tính Choongnam Vietnamlàm đặc bùn Bể Textile Co.Ltd (Nhơn Trạch, Đồng Nai) Tách nước Thải bùn Nước thải xử lý trước Nước. .. Sau xử lý keo tụ và tuyển nổi giảm mạnh chỉ tiêu SS (khoảng 70%), 3040%COD và một lượng tương ứng BOD cùng một phần màu sắc + Xử lý sinh học: tại đây nước thải được xử lý bằng bùn hoạt tính để phân giải các chất có thể phân giải bằng vi sinh trong nước thải Các thiết bị thanh lọc tách bùn ra khỏi nước sạch đã xử lý Nước sạch đã được xử lý thải ra ngoài, còn bùn dư cho quay lại hệ thống xử lý nước thải. .. Nước đã xử lý dẫn ra ngoài 18 FeSO4 Polime Polime Đặc trưng nước thải là kiềm tính cao (pH từ 10-12), COD thực tế đến 1700mg/l, và nước thải có màu rất đậm Hình 2.2: Sơ đồ xử lý nước thải bằng phương pháp hoá lý kết hợp với vi sinh tại công ty dệt Choongnam Vietnam Textile Co.Ltd (Nhơn Trạch, Đồng Nai) Kết quả thu được: nước thải xử lý đạt tiêu chuẩn ở mức cho phép của nước thải loại B và màu nước chỉ... thải 1.2.4.1 Các phương pháp xử lý Quá trình xử lý hóa học nhằm điều chỉnh, trung hòa độ pH của nước thải, dùng keo tụ, tạo bông để loại bỏ các loại thuốc nhuộm khó phân hủy sinh học sau khi xử lý sinh học Quá trình xử lý sinh học diễn ra nhờ sự phân hủy hiếu khí của bùn hoạt tính lơ lửng để phân hủy các chất hữu cơ trong nước thải 1.2.4.2 Dây chuyền xử lý nước thải: Nước thải đầu vào -> " SCR thô ->"... phức hợp gồm nhiều công đoạn: xử lý trước, xử lý hoá lý, xử lý vi sinh hiếu khí, lọc than hoạt tính của công ty dệt Việt Thắng: Lọc nước thải Nước thải Bể điều hòa Trung hòa-điều chỉnh pH Đông tụ - keo tụ H2SO 4 Phèn nhôm Chất đa điện ly Tuyển nổi Chất keo tụ đặc biệt Bể tiếp xúc Chất đa điện ly Bể thoáng khí xử lý sinh học Khoang chứa bùn Máy tách nước làm khô bùn Bùn thải Bể thanh lọc Than hoạt tính... ty dệt Việt Thắng + Xử lý trước: đầu tiên nước thải được tập hợp vào bơm trung tâm, sau đó được dẫn qua các thiết bị lọc, bể điều hoà Tại đây nước thải được khuấy trộn để tạo ra hổn hợp đồng thể, nước thải có tính kiềm cao nên được trung hoà bằng axit H2SO4 để giữ pH ở giới hạn cho phép 20 + Xử lý hoá lý: sau sàng lọc, điều hoà, trung hoà điều chỉnh pH, nước thải được bơm vào thiết bị keo tụ để sử lý. .. nước thải dệt nhuộm có nguồn gốc từ một số chất trợ, từ thuốc nhuộm, từ việc sử dụng clo tẩy trắng + Màu nước thải nhuộm, đôi khi rất đậm Nó cản trở bức xạ mặt trời đi vào nước, ảnh hưởng bất lợi đến khả năng của các vi sinh phân giải các hợp chất hữu cơ và gây ấn tượng thẩm mỹ xấu Mặc dù không được đưa vào tiêu chuẩn nước thải công nghiệp ở nước ta, nhưng để đánh giá ô nhiễm nước thải dệt nhuộm cần đưa . việc xử lý ô nhiễm nước thải dệt nhuộm, để hiểu hơn về nước thải dệt nhuộm và có hướng ứng dụng đề tài hợp lý nhất chúng em sẽ đi tìm hiểu về phần nước thải mà chủ yếu là nước thải dệt nhuộm. Nguồn. hoạt tính Nước đã xử lý dẫn ra ngoài Bể làm đặc bùn Tách nước Thải bùn Bể keo tụ Bể lắng số 1 Bể chứa bùn Nứơc thải nhuộm Bể chứa số 1 Nước đã xử lý sơ bộ H 2 SO 4 Nước thải đã xử lý FeSO 4 . đoạn: xử lý trước, xử lý hoá lý, xử lý vi sinh hiếu khí, lọc than hoạt tính của công ty dệt Việt Thắng: Nước thải Hình 2.3: Quy trình phức hợp của công ty dệt Việt Thắng + Xử lý trước: đầu tiên nước