Đang tải... (xem toàn văn)
Phương pháp ozon là một phương pháp xử lý nước thải được sử dụng để phân huỷ các chất hữu cơ trong nước thải. Phương pháp này sử dụng khí ozon (O3) để phân hủy các chất hữu cơ và loại bỏ chúng khỏi nước thải. Phương pháp ozon được sử dụng rộng rãi cho xử lý nước thải trong các ngành công nghiệp. Các chất hữu cơ có thể được tạo ra trong quá trình sản xuất và xử lý các sản phẩm dệt nhuộm, vì vậy phương pháp ozon là một giải pháp hiệu quả cho việc loại bỏ chúng khỏi nước thải.
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC Tên đề tài: NGHIÊN CỨU XỬ LÝ CHẤT NHUỘM MÀU AXIT CAM II BẰNG QUÁ TRÌNH OZON VỚI XÚC TÁC TRO BAY GẮN KẾT NANO ZnO Học viên: Nguyễn Thị Ngọc Hà Lớp: QLTNMT K15 – A2 Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Văn Hữu Tập LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Quản lý Tài Nguyên Môi Trường Thái nguyên, 2023 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài luận án “Nghiên cứu xử lý chất nhuộm màu axit cam II trình ozon với xúc tác tro bay gắn kết nano ZnO” thực với hướng dẫn PGS.TS Văn Hữu Tập Các kết nghiên cứu luận án trung thực, xác chưa tác giả khác công bố Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm nội dung mà tơi trình bày Luận án Thái Nguyên, ngày tháng năm 2023 HỌC VIÊN Nguyễn Thị Ngọc Hà LỜI CẢM ƠN Trước hết xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Người hướng dẫn đề tài nghiên cứu – PGS.TS Văn Hữu Tập đinh hướng cho hướng nghiên cứu khoa học quan trọng q trình thực luận án Tơi xin trân trọng cảm ơn Ban Giám hiệu trường Đại học Khoa học quý thầy, cô giáo, cán viên chức khoa Tài nguyên Môi trường tận tình giảng dạy, hướng dẫn quan tâm tạo điều kiện cho tơi q trình học tập nghiên cứu Cảm ơn tất bạn bè gia đình giúp đỡ động viên tơi q trình thực đề tài Tôi mong nhận đóng góp ý kiếm q báu thầy giáo, quý vị bạn bè để luận văn hồn thiện Tơi xin chân thành cảm ơn! HỌC VIÊN Nguyễn Thị Ngọc Hà DANH MỤC BẢNG Bảng Tiêu thụ nước ngành dệt nhuộm Bảng Dòng thải chất ô nhiễm cần quan tâm nước thải ngành dệt Bảng Tỉ lệ khối lượng nguyên tố tro bay tro bay/ZnO 30 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Sơ đồ cơng nghệ dệt nhuộm kèm dịng thải Hình 1.2 Phương pháp xử lý sinh học 12 Hình 2.1: Công thức cấu tạo Axit Orange II .21 Hình 2.2 Máy tạo khí ôzôn Next 20P .23 Hình 3.1 Ảnh SEM tro bay (a) tro bay/ZnO (b) 28 Hình 3.2 Phổ EDX tro bay (a) tro bay/ZnO (b) 29 Hình 3.3 Ảnh hưởng tỉ lệ gắn kết ZnO tro bay đến hiệu suất xử lý màu 32 Hình 3.4 Ảnh hưởng tỉ lệ gắn kết ZnO tro bay đến hiệu suất xử lý TOC chất nhuộm màu Axit cam II .33 Hình 3.5 Ảnh hưởng pH đến hiệu suất xử lý TOC chất nhuộm màu Axit cam II băng trình ozon xúc tác ZnO/TB .34 Hình 3.6 Ảnh hưởng pH đến hiệu suất xử lý TOC chất nhuộm màu Axit cam II băng trình ozon xúc tác ZnO/TB .36 Hình 3.7 Ảnh hưởng hàm lượng chất xúc tác đến hiệu suất xử lý màu chất nhuộm màu Axit cam II băng trình ozon xúc tác ZnO/TB 38 Hình 3.8 Ảnh hưởng hàm lượng chất xúc tác đến hiệu suất xử lý TOC chất nhuộm màu Axit cam II băng trình ozon xúc tác ZnO/TB 41 Hình 3.9 Ảnh hưởng nồng độ đến hiệu suất xử lý màu chất nhuộm màu Axit cam II băng trình ozon xúc tác ZnO/TB .43 Hình 3.10 Ảnh hưởng nồng độ đến hiệu suất xử lý TOC chất nhuộm màu Axit cam II băng trình ozon xúc tác ZnO/TB .45 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT COD Chemical oxygen demand Biochemical (hay Biological) Oxygen Demand) Absorable Organic Halides Total suspended solids (Tổng chất rắn lơ lửng) Settleable Solids (Chất rắn lắng được) Vi sinh vật BOD AOX TSS SS VSV MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN .2 DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU .1 Lý chọn đề tài nghiên cứu .1 Mục tiêu nghiên cứu Ý nghĩa đề tài Chương 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan chất ô nhiễm dệt nhuộm 1.2 Một số phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm 10 1.2.1 Phương pháp vật lý .10 1.2.2 Phương pháp hóa lý 11 1.2.3 Phương pháp hoá học 12 1.2.4 Phương pháp sinh học 12 1.3 Công nghệ ozon 13 1.4 Tình hình nghiên cứu ngồi nước 14 1.4.1 Tình hình nghiên cứu giới 14 1.4.2 Tình hình nghiên cứu nước 18 Chương 2: ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21 2.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 21 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 21 2.1.2 Phạm vi nghiên cứu .21 2.2 Nội dung nghiên cứu 21 2.3 Phương pháp nghiên cứu 21 2.3.1 Các nội dung tiến hành thí nghiệm 21 2.3.2 Hóa chất sử dụng 22 2.3.3 Dụng cụ thiết bị thí nghiệm .23 2.3.4 Các phương pháp chế tạo vật liệu phân tích 24 Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 29 3.1 Đặc điểm xúc tác tro bay gắn kết nano ZnO 29 3.2 Đánh giá ảnh hưởng tỉ lệ gắn kết tro bay với nano ZnO cho xúc tác ozon xử lý chất nhuộm màu axit cam II 31 3.3 Nghiên cứu ảnh hưởng pH đến hiệu xử lý dung dịch chất nhuộm màu axit cam II ozon xúc tác tro bay gắn kết nano ZnO 35 3.4 Nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng chất xúc tác tro bay gắn kết nano ZnO đến hiệu xử lý dung dịch dịch chất nhuộm màu axit cam II ozon 38 3.5 Nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ ban đầu dịch chất nhuộm màu axit cam II tới hiệu xử lý ozon xúc tác tro bay gắn kết nano ZnO .42 KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 47 Kết luận 47 Kiến nghị 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO 49 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài nghiên cứu Trong năm gần đây, phát triển mạnh mẽ ngành công nghiệp dệt nhuộm đóng góp lớn vào phát triển kinh tế chung nước Ngành công nghiệp dệt nhuộm đáp ứng nhu cầu tiêu dùng người dân nước mà thu giá trị kinh tế nhờ xuất Tuy nhiên, trình sản xuất ngành dệt thải môi trường lượng lớn nước thải với nồng độ chất ô nhiễm cao Nước thải dệt nhuộm không gây vấn đề ô nhiễm môi trường khu công nghiệp cao, hay khu thị mà cịn xuất vùng nơng thơn, nơi có truyền thống dệt nhuộm Đặc thù nghề dệt nhuộm sử dụng nhiều nước, nước sử dụng có chứa nhiều hóa chất thuốc nhuộm nên thành phần chất ô nhiễm nước thải dệt nhuộm bao gồm tạp chất tự nhiên (tách từ sợi vải), chất bẩn, dầu, sáp, hợp chất chứa nito, pectin (trong trình nấu tẩy), loại thuốc nhuộm, chất tẩy giặt, Nguồn nước thải phát sinh công nghiệp dệt nhuộm từ công đoạn hồ sợi, rũ hồ, nhuộm hồn tất Do đó, nhiễm môi trường nước thải ngành dệt nhuộm vấn đề quan tâm cần có giải pháp xử lý phù hợp Phương pháp ozon phương pháp xử lý nước thải sử dụng để phân huỷ chất hữu nước thải Phương pháp sử dụng khí ozon (O3) để phân hủy chất hữu loại bỏ chúng khỏi nước thải Phương pháp ozon sử dụng rộng rãi cho xử lý nước thải ngành công nghiệp Các chất hữu tạo trình sản xuất xử lý sản phẩm dệt nhuộm, phương pháp ozon giải pháp hiệu cho việc loại bỏ chúng khỏi nước thải Tuy nhiên, sử dụng ozon thông thường hiệu chưa cao, kết hợp với chất xúc tác tăng khả phân huỷ Xu hướng sử dụng chất thải từ công nghiệp tro bay tăng cường khả xúc tác nano ZnO hứa hẹn mạng lại hiệu cao cho xử lý nước thải dệt nhuộm Chính vậy, tơi chọn tiến hành nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu xử lý chất nhuộm màu axit cam II trình ozon xúc tác tro bay gắn kết nano ZnO” nhằm đưa hướng xử lý lượng nước thải ngành dệt nhuộm nước ta Mục tiêu nghiên cứu Đánh giá khả xử lý chất nhuộm màu axit cam II trình ozon với xúc tác tro bay gắn kết nano ZnO Nội dung nghiên cứu - Thu gom tro bay, chế tạo nano ZnO tro bay gắn kết nano ZnO - Đánh giá ảnh hưởng hàm lượng xúc tác tro bay gắn kết nano ZnO đến hiệu xử lý chất nhuộm màu axit cam II ozon - Đánh giá ảnh hưởng pH đến hiệu xử lý chất nhuộm màu axit cam II ozon với xúc tác tro bay gắn kết nano ZnO - Đánh giá ảnh hưởng nồng độ chất nhuộm màu axit cam II đến hiệu xử lý ozon với xúc tác tro bay gắn kết nano ZnO Ý nghĩa đề tài - Ý nghĩa nghiên cứu khoa học: Nghiên cứu góp phần đánh giá khả xử lý chất nhuộm màu axit cam II trình ozon với xúc tác tro bay gắn kết nano ZnO - Ý nghĩa thực tiễn: Nghiên cứu dùng làm tài liệu tham khảo cho cán làm công tác quản lý môi trường quan quản lý nhà nước xử lý chất thải dệt nhuộm công tác quản lý môi trưởng Chương 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan chất ô nhiễm dệt nhuộm Ngành dệt ngành cơng nghiệp có dây chuyền cơng nghệ phức tạp, áp dụng nhiều loại hình cơng nghệ khác Đồng thời q trình sản xuất sử dụng nguồn nguyên liệu, hoá chất khác sản xuất nhiều mặt hàng có mẫu mã, màu sắc, chủng loại khác [1] Nguyên liệu chủ yếu sơ bông, sơ nhân tạo để sản xuất loại vải cotton vải pha Ngoài cịn sử dụng ngun liệu lơng thú, đay gai, tơ tằm để sản xuất mặt hàng tương ứng Bên cạnh đóng góp to lớn vào phát triển kinh tế đất nước đóng góp vấn đế đảm bảo an sinh xã hội hoạt động sản xuất ngành dệt may mang lại khơng nhũng tác động tiêu cực đến môi trường sinh thái Hoạt động sản xuất ngành dệt may bao gồm nhiều công đoạn, từ phát triển nguổn nguyên liệu (trồng nguyên liệu, sản xuất bơng xơ) kéo sợi, dệt vải, nhuộm hồn tất, may tiêu thụ sản phẩm Tùy thuộc vào đặc thù công đoạn sản xuất mà phát sinh nhiều dạng ô nhiễm như: bụi, tiếng ổn, nhiệt dư, chất thải rán, khí thải nước thải… Những đặc trưng loại nước thải có pH, nhiệt độ, COD cao độ màu tương đối cao Vấn để môi trường mà ngành dệt may Việt Nam gặp nhiều khó khăn nước thải Lượng nước sử dụng q trình nhuộm hồn tất vải có biên độ dao động lớn từ 16 – 900 m3/ sản phẩm.Tuy nhiên, năm gần kinh tế phát triển mạnh xuất nhiều nhà máy, xí nghiệp với cơng nghệ đại gây nhiễm mơi trường [2] Công nghiệp dệt nhuộm ngành công nghiệp đóng góp lớn cho kinh tế, tạo hàng triệu sản phẩm vải quần áo năm Tuy nhiên, ngành công nghiệp gây nhiều chất ô nhiễm tác động đáng kể đến môi trường sức khỏe người Các chất ô nhiễm thường gặp ngành