biến tính tro bay làm xúc tác cho quá trình oxy hoá tiên tiến, ứng dụng trong xử lý nước thải dệt nhuộm

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc



Hà Nội, ngày tháng năm 2012

DANH SÁCH TÁC GIẢ THỰC HIỆN
ĐỀ TÀI KHCN CẤP NHÀ NƯỚC
(Danh sách những cá nhân đã đóng góp sáng tạo chủ yếu cho đề tài
được sắp xếp theo thứ tự đã thoả thuận)
1. Tên đề tài:
Biến tính tro bay làm xúc tác cho quá trình oxy hóa tiên tiến,
ứng dụng trong xử lý nước thải dệt nhuộm
Mã số: KC.08.TN05/11-15
Thuộc Chương trình: Nghiên cứu khoa học và công nghệ phục vụ phòng tránh thiên tai, bảo vệ
môi trường và sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên, mã số KC.08/11-15
Chủ nhiệm đề tài:
ThS. Đào Sỹ Đức
2. Thời gian thực hiện (Bắt đầu - kết thúc): Từ tháng 01/2012 đến tháng 12/2012
3. Tổ chức chủ trì: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
4. Cơ quan chủ quản: Đại học Quốc gia Hà Nội
5. Tác giả thực hiện đề tài trên gồm những người có tên trong danh sách sau (ghi không
quá 10 người kể cả chủ nhiệm đề tài):

Số
TT
Chức danh khoa học,
học vị, h

ọ và tên
Tổ chức công tác Chữ ký
1
ThS. Đào Sỹ Đức Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN

2
ThS. Vũ Thị Quyên Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN

3
ThS. Trịnh Xuân Đại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN

4
TS. Trần Thị Dung Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN

5
TS. Hoàng Văn Hà Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN

6
TS. Nguyễn Tiến Thảo Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN

7
TS. Nguyễn Thanh Bình Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN

8
ThS. Vũ Quỳnh Thương Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN

Chủ nhiệm đề tài
(Họ, tên và chữ ký)
Thủ trưởng tổ chức chủ trì Đề tài
(Họ, tên, chữ ký và đóng dấu)

ThS. Đào Sỹ Đức



MỤC LỤC



LỜI CAM ĐOAN i
LỜI CẢM ƠN ii
DANH MỤC VIẾT TẮT iii
DANH MỤC BẢNG iv
DANH MỤC HÌNH vi

MỞ ĐẦU 1
PHẦN 1. TỔNG QUAN 4
1.1. ĐÔI NÉT VỀ NGÀNH DỆT MAY VIỆT NAM 4
1.1.1. Hiện trạng và tương lai 4
1.1.1.1. Hi
ện trạng 4
1.1.1.2. Tương lai 4
1.1.2. Quy trình công nghệ 5
1.1.2.1. Tẩy trắng 5
1.1.2.2. Nhuộm vải và hoàn thiện 5
1.2. ĐẶC TÍNH VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM 6

1.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM 10
1.3.1. Phương pháp keo tụ 11
1.3.2. Phương pháp hấp phụ 13
1.3.3. Ph
ương pháp sinh học 14
1.3.4. Các kỹ thuật oxy hóa tiên tiến 16
1.3.4.1. Phương pháp ozon hóa 18
1.3.4.2. Phương pháp O
3
/UV 19
1.3.4.3. Phương pháp O
3
/H
2
O
2
/UV 20
1.3.4.4. Phương pháp Fenton và photo-Fenton 20
1.3.5. Xúc tác cho các quá trình oxy hóa tiên tiến ứng dụng trong xử lý nước thải
dệt nhuộm và cơ sở khoa học của việc lựa chọn Đề tài 23


1.3.5.1. Xúc tác quang hóa 23
1.3.5.2. Xúc tác Fenton dị thể 28
1.3.5.3. Cơ sở khoa học của việc lựa chọn Đề tài 29
PHẦN 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM 33
2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 33
2.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 33
2.3. HÓA CHẤT VÀ DỤNG CỤ 33
2.3.1. Hóa chất 33

2.3.2. Dụng cụ 33
2.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34
2.4.1. Xác định các đặc trưng của tro bay, nước thải 36
2.4.2. Nghiên cứu, khảo sát, lựa chọn quy trình, điều kiện biến tính vật liệu tạo
xúc tác và xác định đặc tính của xúc tác khi biến tính bằng Fe(NO
3
)
3
36
2.4.3. Nghiên cứu, khảo sát, lựa chọn quy trình, điều kiện biến tính vật liệu tạo
xúc tác và xác định đặc tính của xúc tác khi biến tính bằng FeCl
3
37
2.4.4. Nghiên cứu, khảo sát khả năng hấp phụ của tro bay trước biến tính 37
2.4.5. Nghiên cứu xử lý màu nước thải dệt nhuộm bằng quá trình Fenton đồng
thế 38
2.4.6. Khảo sát khả năng xúc tác của sản phẩm được biến tính 38
2.4.7. Khảo sát khả năng hấp phụ của sản phẩm sau biến tính 40
2.4.8. Đặc trưng cấu trúc và Phương pháp phân tích 40
2.4.8.1. Đặc tr
ưng cấu trúc 40
2.4.8.2. Phương pháp phân tích 41
PHẦN 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 43
3.1. XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA TRO BAY VÀ CÁC NGUỒN
THẢI DỆT NHUỘM 43
3.1.1. Xác định các đặc tính cơ bản của tro bay 43
3.1.2. Các thông số đặc trưng của nước thải, của phẩm nhuộm (sử dụng trong
nghiên cứu) 52
3.2. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨ
U BIẾN TÍNH TRO BAY BẰNG MUỐI SẮT

(III) NITRAT 57


3.2.1. Ảnh hưởng của hàm lượng muối Fe(NO
3
)
3
57
3.2.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ biến tính 59
3.2.3. Ảnh hưởng của thời gian nung 60
3.3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH TRO BAY BẰNG MUỐI SẮT
(III) CLORUA 62
3.3.1. Ảnh hưởng của hàm lượng muối FeCl
3
62
3.3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ biến tính 64
3.3.3. Ảnh hưởng của thời gian nung 65
3.4. KHẢO SÁT KHẢ NĂNG XỬ LÝ MÀU NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM
BẰNG QUÁ TRÌNH FENTON ĐỒNG THỂ 74
3.4.1. Ảnh hưởng của hàm lượng hydro peoxit 74
3.4.2. Ảnh hưởng của hàm lượng sắt (II) sunfat 76
3.4.3. Ảnh hưởng của pH 79
3.4.4. Ảnh h
ưởng của nhiệt độ 82
3.4.5. Xác định các thông số động học 85
3.4.5.1. Xác định hằng số tốc độ xử lý 85
3.4.5.2. Xác định năng lượng hoạt hóa 87
3.5. KHẢO SÁT HOẠT TÍNH XÚC TÁC CỦA SẢN PHẨM ĐƯỢC BIẾN
TÍNH 88
3.5.1. Khảo sát hoạt tính xúc tác của FA-N 88

3.5.1.1. Ảnh hưởng của hàm lượng hydro peoxit 88
3.5.1.2. Ả
nh hưởng của hàm lượng xúc tác 89
3.5.1.3. Ảnh hưởng của pH 90
3.5.2. Khảo sát hoạt tính xúc tác của FA-C 92
3.5.2.1. Ảnh hưởng của hàm lượng tro bay 92
3.5.1.2. Ảnh hưởng của pH 92
3.5.1.3. Ảnh hưởng của hàm lượng hydro peoxit 93
3.5.3. So sánh hoạt tính xúc tác của FA-N và FA-C 94
3.5.4. Tái sử dụng xúc tác FA-N 97
3.5.5. Động học của quá trình xử lý 97


3.6. KHẢO SÁT KHẢ NĂNG HẤP PHỤ PHẨM MÀU BẰNG TRO BAY
100
3.6.1. Khảo sát với tro bay thô (chưa biến tính) 100
3.6.1.1. Ảnh hưởng của pH 100
3.6.1.2. Ảnh hưởng của hàm lượng tro bay 102
3.6.1.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ hấp phụ 104
3.6.1.4. Ảnh hưởng của thời gian hấp phụ 106
3.6.2. Khảo sát với tro bay biến tính 107
3.6.2.1. Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng tro bay 107
3.6.2.2. Khảo sát ảnh hưởng của pH 110
3.6.2.3. Khảo sát ảnh h
ưởng của nhiệt độ 112
3.6.2.4. Ảnh hưởng của mức độ ô nhiễm 112
3.6.3. So sánh khả năng xử lý phẩm màu của tro bay chưa biến tính và tro bay
đã biến tính 116
3.7. TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ ĐỘNG HỌC 117
3.7.1. Xác định tốc độ hấp phụ 117

3.7.2. Đẳng nhiệt hấp phụ 118
3.8. ĐÁNH GIÁ CHUNG VỀ VIỆC THỰC HIỆN ĐỀ TÀI KHOA HỌC
CÔNG NGHỆ TIỀM NĂNG MÃ SỐ KC.08.TN05/11-15 120
3.8.1. Đánh giá về hiệ
u quả Khoa học, Công nghệ 120
3.8.2. Đánh giá về hiệu quả Kinh tế, Xã hội 121
3.8.3. Những đóng góp khác của Đề tài KC.08.TN05/11-15 122
KẾT LUẬN 127
KIẾN NGHỊ 129
TÀI LIỆU THAM KHẢO 130
PHỤ LỤC 142



i

LỜI CAM ĐOAN




Báo cáo tổng hợp Đề tài Nghiên cứu Khoa học và Phát triển Công nghệ
Tiềm năng cấp Nhà nước mã số KC.08.TN05/11-15 được chuẩn bị, trình bày
trên cơ sở Hướng dẫn của Bộ Khoa học và Công nghệ được quy định tại Thông
tư 12/2009/TT-BKHCN, ngày 08 tháng 5 năm 2009.
Các tác giả, các nhà khoa học tham gia thực hiện Đề tài, với tư cách và
danh dự của mình xin cam đoan rằng (i) những kết quả nghiên cứu, công bố
được thể
hiện trong Báo cáo là hoàn toàn trung thực và (ii) do chính nhóm
nghiên cứu thực hiện, hoàn chỉnh.

Chúng tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những thông tin đã được
công bố trong Báo cáo này.



Hà Nội, ngày 12 tháng 11 năm 2012
T/M. NHÓM NGHIÊN CỨU
Chủ trì Đề tài





ThS. Đào Sỹ Đức




ii
LỜI CẢM ƠN



Để có điều kiện thực hiện Đề tài Khoa học Công nghệ Tiềm năng cấp Nhà
nước: Biến tính tro bay làm xúc tác cho quá trình oxy hóa tiên tiến, ứng dụng
trong xử lý nước thải dệt nhuộm, mã số KC.08.TN05/11-15, các tác giả xin chân
thành cảm ơn sự quan tâm, tạo điều kiện của lãnh đạo Bộ Khoa học và Công
nghệ, Văn phòng Các Chương trình Trọng điểm cấp Nhà nước, Ban Chủ nhiệm
Ch
ương trình KC.08/06-10 và KC.08/11-15.

Các tác giả xin chân thành cảm ơn sự quan tâm, hỗ trợ, giúp đỡ về mặt cơ
sở vật chất, trang thiết bị của các cơ quan (i) khoa Hóa học, Trường Đại học
Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội; (ii) Trường Đại học Khoa học Tự
nhiên; (iii) Viện Khoa học Vật liệu, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam;
(iv) Viện Kỹ thuật Hóa học, Trường Đại học Bách khoa Hà N
ội.
Trong quá trình chuẩn bị mẫu nghiên cứu, khảo sát thực địa, chúng tôi đã
nhận được sự cộng tác, giúp đỡ của nhiều cơ quan, tổ chức; xin chân thành cảm
ơn Công ty Cổ phần Nhiệt điện Uông Bí, Công ty Cổ phần Nhiệt điện Phả Lại,
Quảng Ninh; Làng nghề Dệt nhuộm Dương Nội, Hà Đông, Hà Nội; các địa
phương thuộc thành phố Đà Nẵng và tỉnh Quả
ng Nam nơi đoàn cán bộ của Đề
tài đến khảo sát, làm việc
Các tác giả xin chân thành cảm ơn sự cộng tác của đông đảo các chuyên
gia, các nhà khoa học trong và ngoài khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học
Tự nhiên đã giành cho nhóm nghiên cứu nhiều đóng góp, gợi ý, thảo luận thú vị
có liên quan trực tiếp tới Đề tài KC.08.TN05/11-15.
Thay mặt nhóm chuyên gia trẻ thực hiện Đề tài KC.08.TN05/11-15, xin
chân thành cảm ơn tất cả sự ủng hộ
, giúp đỡ, đóng góp của đông đảo quý cơ
quan, quý thầy cô, bạn bè, đồng nghiệp và các em sinh viên. Rất mong tiếp tục
nhận được những ý kiến đóng góp cho bản Báo cáo tổng kết để nhóm nghiên
cứu có thể hoàn thành tốt nhất nhiệm vụ Nhà nước giao trong khả năng của
mình.
Xin trân trọng cảm ơn.

Hà Nội, ngày 12 tháng 11 năm 2012
Chủ nhiệm Đề tài KC.08.TN05/11-15

ThS. Đào Sỹ Đức


iii
DANH MỤC VIẾT TẮT




AOPs Advanced Oxidation Processes
Các quá trình oxy hóa tiên tiến
BOD Biological Oxygen Demand
Nhu cầu oxy sinh hóa
COD Chemical Oxygen Demand
Nhu cầu oxy hóa học
FA Fly ash
Tro bay
FA-C Tro bay biến tính bởi sắt (III) clorua
FA-N Tro bay biến tính bởi sắt (III) nitrat
RB 182 Reactive Blue 182
RB 181 Reactive Blue 181
SEM Scanning Electron Microscope
Kính hiển vi điện tử quét
UV Untraviolet
Tử ngoại
UV-Vis Untraviolet - Visible
Tử ngoại - khả kiến
vcs Và cộng sự

iv

DANH MỤC BẢNG



Bảng 1.1. Mức độ tổn thất phẩm màu trong quá trình nhuộm 6
Bảng 1.2. Một số loại phẩm nhuộm có khả năng gây ung thư trên người 8
Bảng 1.3. Thế oxy hóa của một số tác nhân trong nước 17
Bảng 2.1. Danh mục các hóa chất chính sử dụng trong nghiên cứu 34
Bảng 2.2. Danh mục các dụng cụ, thiết bị chính sử dụng trong nghiên cứu 35
Bảng 3.1.1. Thành phần nguyên tố hóa học của tro bay Uông Bí 44
Bảng 3.1.2. Thông số nước thải (ngày 06/01/2012) 54
Bảng 3.1.3. Thông số nước thải (ngày 11/01/2012) 55
Bảng 3.1.4. Thông số nước thải (ngày 25/3/2012) 56
Bảng 3.2.1. Ảnh hưởng của hàm lượng Fe(NO
3
)
3
57
Bảng 3.2.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ nung tới hiệu suất phân hủy RB 182 59
Bảng 3.2.3. Ảnh hưởng của thời gian nung xúc tác 61
Bảng 3.3.1. Ảnh hưởng của hàm lượng muối sắt (III) clorua tới quá trình biến
tính tro bay 63
Bảng 3.3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ nung tới hiệu suất phân hủy RB 182 65
Bảng 3.3.3. Ảnh hưởng của thời gian nung xúc tác 67
Bảng 3.4.1. Ảnh hưởng của hàm lượng hydro peoxit 75
Bảng 3.4.2. Ảnh hưởng của hàm lượng sắt (II) sunfat 77
Bảng 3.4.3. Ảnh hưởng của pH tới hiệu suất phân hủy RB 182 80

Bảng 3.4.4. Ảnh hưởng của pH tới hiệu suất xử lý COD 81
Bảng 3.4.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới hiệu suất phân hủy RB 182 83
Bảng 3.4.6. Ảnh hưở
ng của nhiệt độ tới hiệu suất loại bỏ COD 84
Bảng 3.4.7. Kết quả nghiên cứu xử lý một số loại nước thải chứa phẩm nhuộm
bằng kỹ thuật Fenton đồng thể 85
Bảng 3.4.8. Kết quả xác định hằng số tốc độ phân hủy màu (bậc nhất) 87
Bảng 3.4.9. Kết quả xác định hằng số tốc
độ phân hủy màu (bậc hai) 87
Bảng 3.6.1. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của pH 101
Bảng 3.6.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng tro bay 103
Bảng 3.6.3. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ 105
Bảng 3.6.4. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng tro bay sau biến tính


v
109
Bảng 3.6.5. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của pH 110
Bảng 3.6.6. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ 113
Bảng 3.6.7. Ảnh hưởng của mức độ ô nhiễm tới hiệu quả hấp phụ 114


vi

DANH MỤC HÌNH



Hình 1.1. Quá trình sản xuất dệt, nhuộm và các nguồn thải 9
Hình 1.2. Ảnh hưởng của vòng anthraquinon tới phân tử ADN 10

Hình 1.3. Các quá trình oxy hóa tiên tiến điển hình 18
Hình 1.4. Nguyên lý xúc tác quang hóa 24
Hình 1.5. Giản đồ năng lượng của anatase và rutile 26
Hình 1.6. Cơ chế sinh gốc tự do
OH
•
từ TiO
2
ở dạng anatase 27
Hình 1.7. Cơ chế xúc tác Fenton dị thể 29
Hình 2.1. Sơ đồ biến tính tro bay bằng muối Fe(NO
3
)
3
37
Hình 2.2. Sơ đồ biến tính tro bay bằng muối FeCl
3
37
Hình 2.3. Sơ đồ xử lý nước thải bằng quá trình Fenton đồng thể 39
Hình 2.4. Sơ đồ xử lý nước thải bằng quá trình Fenton dị thể 39
Hình 3.1.1. Ảnh SEM của tro bay trước biến tính 43
Hình 3.1.2. Phổ tán xạ năng lượng tia X của tro bay trước biến tính 45
Hình 3.1.3a. Giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD) của mẫu tro bay (ghi tại khoa Hóa
học) 46
Hình 3.1.3b. Giản đồ
nhiễu xạ tia X (XRD) của mẫu tro bay (ghi tại Viện Khoa
học Vật liệu, Viện Khoa học & Công nghệ Việt Nam) 47
Hình 3.1.4. Giản đồ phân tích nhiệt (TG) của mẫu tro bay 48
Hình 3.1.5. Phổ hồng ngoại (IR) của mẫu tro bay 49
Hình 3.1.6. Kết quả xác định diện tích bề mặt của tro bay thô (BET) 50

Hình 3.1.7. Giản đồ phân bố kích thước hạt của tro bay thô (chưa biến tính) 51
Hình 3.1.8. Phổ UV-Vis của phẩ
m màu Reactive Blue 181 52
Hình 3.1.9. Phổ UV-Vis của phẩm màu Reactive Blue 182 53
Hình 3.2.1. Ảnh hưởng của hàm lượng Fe(NO
3
)
3
.9H
2
O 58
Hình 3.2.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ nung tới hiệu suất loại bỏ phẩm màu 60
Hình 3.2.3. Ảnh hưởng của thời gian nung xúc tác 61


vii
Hình 3.3.1. Ảnh hưởng của hàm lượng tác nhân biến tính 63
Hình 3.3.2. Phổ UV-Vis của mẫu nước sau xử lý bằng mẫu xúc tác FA-C2 64
Hình 3.3.3. Hiệu suất xử lý màu của tro bay biến tính ở các nhiệt độ nung khác
nhau 66
Hình 3.3.4. Giản đồ nhiễu xạ tia X của các mẫu tro bay biến tính ở 400
o
C,
500
o
C, 600
o
C và tro bay thô 66
Hình 3.3.5. Hiệu suất xử lý phẩm nhuộm theo thời gian 67
Hình 3.3.6. Phổ UV-Vis của mẫu nước trước xử lý và sau xử lý 40 phút bằng

xúc tác được biến tính bởi sắt (III) clorua ở điều kiện phù hợp 68
Hình 3.3.7. Sơ đồ biến tính tro bay bằng muối Fe(NO
3
)
3
.9H
2
O 69
Hình 3.3.8. Mô hình Quy trình biến tính tro bay bằng Fe(NO
3
)
3
, tạo xúc tác FA-
N 70
Hình 3.3.9. Quy trình biến tính tro bay bằng muối sắt (III) nitrat, chế tạo FA-N.
71
Hình 3.4.1. Ảnh hưởng của hàm lượng hydro peoxit 75
Hình 3.4.2. Ảnh hưởng của hàm lượng hydro peoxit (nồng độ RB 182) 76
Hình 3.4.3. Ảnh hưởng của hàm lượng sắt (II) sunfat tới hiệu suất xử lý RB 182
7
Hình 3.4.4. Ảnh hưởng của hàm lượng sắ
t (II) sunfat tới sự giảm độ màu 78
Hình 3.4.5. Ảnh hưởng của pH tới hiệu quả phân hủy RB 182 80
Hình 3.4.6. Ảnh hưởng của pH tới hiệu suất xử lý COD 81
Hình 3.4.7. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới hiệu suất phân hủy RB 182 83
Hình 3.4.8. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới hiệu suất loại bỏ COD 84
Hình 3.4.9. Kết quả xác định hằng số tố
c độ phân hủy RB 182 (động học bậc
nhất) 86
Hình 3.4.10. Kết quả xác định hằng số tốc độ phân hủy RB 182 (động học bậc

hai) 86
Hình 3.4.11. Xác định năng lượng hoạt hóa 87
Hình 3.5.1. Ảnh hưởng của hàm lượng hydro peoxit 88
Hình 3.5.2. Ảnh hưởng của hàm lượng xúc tác 90
Hình 3.5.3. Ảnh hưởng của pH 91


viii
Hình 3.5.4. Phổ hồng ngoại của xúc tác, xúc tác sau xử lý và phẩm màu RB 182
91
Hình 3.5.5. Ảnh hưởng của hàm lượng xúc tác 93
Hình 3.5.6. Ảnh hưởng của pH 93
Hình 3.5.7. Ảnh hưởng của hàm lượng hydro peoxit 94
Hình 3.5.8. Ảnh hưởng của tác nhân biến tính tro bay tới hiệu suất phân hủy RB
182 95
Hình 3.5.9. Ảnh hưởng của tác nhân biến tính tro bay tới hiệu su
ất loại bỏ COD
95
Hình 3.5.10. Phổ UV-Vis của mẫu RB 182 trước xử lý, mẫu RB 182 sau xử lý 50
phút bằng FA-C, và mẫu RB 182 sau xử lý 50 phút bằng FA-N 96
Hình 3.5.11. Khảo sát khả năng tái sử dụng FA-N 97
Hình 3.5.12. Phổ UV-Vis của mẫu nước chứa RB 182 sau khi tái sử dụng FA-N
lần 3, lần 2 và lần đầu sử dụng 97
Hình 3.5.13. Xác định hằng số tộc độ phân hủ
y RB 182 bằng FA-C 98
Hình 3.5.14. Xác định hằng số tốc độ phân hủy RB 182 bằng FA-N 99
Hình 3.5.15. Kết quả xác định hằng số tốc độ loại bỏ COD bằng FA-N và FA-C
99
Hình 3.6.1. Ảnh hưởng của pH đến khả năng xử lý màu 102
Hình 3.6.2. Ảnh hưởng của hàm lượng tro bay đến hiệu quả xử lý màu 102

Hình 3.6.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệ
u suất xử lý màu 106
Hình 3.6.4. Kết quả xác định diện tích bề mặt tro bay Uông Bí bằng BET 108
Hình 3.6.5. Kết quả xác định diện tích bề mặt tro bay Uông Bí bằng đường hấp
phụ đẳng nhiệt Langmuir 108
Hình 3.6.6. Ảnh hưởng của hàm lượng tro bay đến hiệu suất xử lý màu 109
Hình 3.6.7. Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất xử lý màu 111
Hình 3.6.8. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất xử
lý màu 113
Hình 3.6.9. Ảnh hưởng của mức độ ô nhiễm tới hiệu quả hấp phụ 114
Hình 3.6.10. Phổ hồng ngoại (FT-IR) của (a) mẫu tro bay sau biến tính, trước hấp
phụ; (b) tro bay sau biến tính, sau hấp phụ và (c) phẩm nhuộm RB 182 115
Hình 3.6.11. Phổ FT-IR của mẫu tro bay trước (a) và sau (b) xúc tác 116


ix
Hình 3.6.12. So sánh khả năng xử lý màu của tro bay biến tính và không biến
tính 117
Hình 3.6.13. Kết quả xác định hằng số tốc độ hấp phụ 118
Hình 3.6.14. Kết quả xác định các thông số trong phương trình Langmuir 120
Hình 3.6.15. Mô hình Quy trình Công nghệ xử lý màu nước thải dệt nhuộm
bằng kỹ thuật Fenton dị thể sử dụng tro bay biến tính (FA-N) 123
Hình 3.6.16. Quy trình xử lý màu nước thải dệt nhuộm bằng kỹ thuật Fenton dị
thể, s
ử dụng xúc tác FA-N 124
1


MỞ ĐẦU

Nước, H
2
O, một hợp chất hóa học đơn giản, được tạo ra từ hydro và oxy
nhưng lại giữ vai trò cực kỳ quan trọng đối với sự sống của con người và sinh
vật. Có thể nói nước là yếu tố hình thành và quyết định các quá trình sống. Điều
đó cho thấy vai trò tối quan trọng của nước đối với sự sống của chúng ta. Lẽ tất
nhiên, nước bị chi phối, ảnh hưở
ng bởi các tác động tự nhiên, nhân tạo có tác
động đến môi trường.
Trên quy mô toàn cầu cũng như ở Việt Nam, sự phát triển nhanh, mạnh
của các quá trình sản xuất công nghiệp và dịch vụ đã đem lại sự đổi thay kì diệu
trong chất lượng đời sống của con người. Tuy nhiên, chính sự phát triển này
cũng là thủ phạm chính gây ô nhiễm môi trường nói chung, môi trường nước
nói riêng. Hàng năm, con người thải vào môi trường hàng triệu tấ
n chất thải,
phần nhiều trong số đó là các chất có độc tính cao, làm môi trường sống bị ô
nhiễm nặng nề, ảnh hưởng xấu đến cảnh quan, sinh thái và sức khỏe con người.
Ô nhiễm nguồn nước đang là vấn đề thời sự, đáng quan tâm, cần giải quyết của
toàn nhân loại, đặc biệt là các quốc gia đang phát triển, trong đó có Việt Nam.
Ở nước ta, dệt nhuộm là ngành giữ
vị trí chiến lược quan trọng trong sự
phát triển của nền kinh tế quốc dân. Theo Niên giám Thống kê các ngành công
nghiệp, dệt nhuộm là ngành có kim ngạch xuất khẩu lớn thứ hai, chỉ đứng sau
khai thác và xuất khẩu dầu thô. Theo dự đoán của nhiều chuyên gia kinh tế,
trong tương lai không xa đây sẽ là ngành chiếm thế thượng phong về kim ngạch
xuất khẩu, và giải quyết công ăn, việc làm cho nhiều lao động. Do có những vị
trí quan tr
ọng trên, ngành dệt nhuộm nhận được sự quan tâm, đầu tư của Đảng,

Nhà nước nên sẽ còn có tốc độ phát triển nhanh, mạnh trong tương lai gần.
Tuy vậy, do đặc thù của một ngành sản xuất phức tạp, sử dụng nhiều nước,
hóa chất (đặc biệt là các loại phẩm nhuộm) nên dệt may cũng là một trong số
2

những ngành công nghiệp điển hình gây ô nhiễm môi trường, làm xuống cấp
môi trường sống nói chung và nguồn nước nói riêng. Với một lượng lớn nước
thải tối màu, ước tính 30 triệu m
3
/ năm, với giá trị COD khoảng 15000 tấn, nếu
không được xử lý, các nguồn thải dệt nhuộm sẽ làm giảm sự quang hợp, giảm
hàm lượng oxy hòa tan trong nước, gây ảnh hưởng trực tiếp và nghiêm trọng tới
môi trường, sinh thái và đời sống của nhiều loài thủy sinh. Vấn đề càng trở nên
đáng báo động hơn khi nhiều loại phẩm nhuộm hữu cơ sử dụng trong quá trình
sản xuất dệt nhu
ộm được chỉ ra là có ảnh hưởng xấu tới sức khỏe con người, có
tiềm năng gây các bệnh về da, hô hấp, bang quang, đột biến da và cả ung thư.
Việc nghiên cứu, xử lý nước thải dệt nhuộm vì thế là nhiệm vụ cấp thiết, mang
ý nghĩa sống còn với ngành công nghiệp hàng đầu ở Việt Nam.
Tương đồng với ngành dệt nhuộm ở vai trò, vị trí, ảnh hưởng (cả tích cự
c
và tiêu cực - về góc độ môi trường) trong xã hội, nhưng vấn đề môi trường của
ngành nhiệt điện ở Việt Nam chủ yếu nằm ở vấn đề khí và chất thải rắn; trong
đó tro bay là một bài toán lớn, cần phải giải quyết ở các nhà máy nhiệt điện
Việt Nam. Với thành phần khá giống sét, nhưng chứa hàm lượng lớn kim loại
(nhôm, sắt, silic…), nhẹ, dễ phân tán nên tro bay gây ảnh h
ưởng tới môi trường
trên diện rộng. Hiện nay, có một số giải pháp đã được nghiên cứu, nhằm giảm
thiểu ảnh hưởng của tro bay, như sử dụng làm phụ gia bê tông, vật liệu xây
dựng, … tuy nhiên, hàm lượng tro bay sử dụng chưa lớn, điều này là nguyên

nhân dẫn tới hiện tượng tro bay ở các nhà máy nhiệt điện ngày càng nhiều mà
chưa có giải pháp xử lý hiệu quả.
Xét về phươ
ng diện kỹ thuật, nước thải dệt nhuộm có thể được xử lý
bằng nhiều kỹ thuật khác nhau, điển hình là các kỹ thuật hóa lý như keo tụ, điện
hóa học, hấp phụ, các kỹ thuật sinh học yếm khí, hiếu khí, các kỹ thuật hóa học
như ozon hoá, oxi hóa tiên tiến Kỹ thuật sinh học cho hiệu quả xử lý BOD và
SS rất tốt nhưng không xử lý được màu do các loại thuốc nhu
ộm có cấu trúc
phức tạp, số vòng thơm lớn trong phân tử và bền vững, chứa nhóm azo khó
phân huỷ sinh học thậm chí gây độc cho vi sinh, thời gian xử lý kéo dài.
3

Phương pháp keo tụ tạo ra một lượng bùn lớn, tạo nên một vấn đề môi trường
mới cần xử lý đặc biệt. Thông thường, kỹ thuật hấp phụ và oxy hóa tiên tiến
thường cho hiệu quả xử lý khá cao, đặc biệt các kỹ thuật này có ưu thế trong
việc loại bỏ các thành phần độc hại, khó phân hủy sinh học, nhưng có hạn chế
là chi phí nguyên vật liệu thường khá lớn. Hướng nghiên c
ứu gần đây được
nhiều nhà khoa học quốc tế chú ý, tập trung nghiên cứu là phát triển các hệ vật
liệu hấp phụ, xúc tác trên cơ sở các nguyên liệu tự nhiên, rẻ tiền, thậm chí là
các chất thải công nghiệp.
Đề tài này tập trung Biến tính tro bay làm xúc tác cho quá trình oxy
hóa tiên tiến, ứng dụng trong xử lý nước thải dệt nhuộm với mục tiêu cụ thể
là (i) xác định các đặc trưng của tro bay, (ii) khảo sát kh
ả năng biến tính tro bay
làm xúc tác cho quá trình oxy hóa tiên tiến, (iii) khảo sát khả năng hấp phụ của
tro bay, (iv) đánh giá khả năng ứng dụng của giải pháp oxy hóa, hấp phụ trên cơ
sở tro bay trong xử lý nước thải dệt nhuộm.

4

PHẦN 1

TỔNG QUAN
1.1. Đôi nét về ngành Dệt may Việt Nam
1.1.1. Hiện trạng và tương lai
1.1.1.1. Hiện trạng
Trong sự phát triển của nhân loại, dệt nhuộm là một trong những ngành
có lịch sử lâu đời nhất. Đây là ngành gắn liền với nhu cầu ăn mặc của con
người nên cùng với sự phát triển của nền văn minh nhân loại thì công nghiệp
dệt nhuộm ngày càng được quan tâm, đầu tư và phát triển. Trong những n
ăm
gần đây, cùng với sự phát triển không ngừng của nền kinh tế đất nước, công
nghiệp dệt nhuộm là một trong những ngành công nghiệp đóng vai trò quan
trọng trong nền kinh tế nước ta. Năm 1996, có 210 xí nghiệp với sản lượng 450
triệu mét vải/năm, năm 2000 sản xuất 2 tỷ mét vải. Hiện nay, cả nước có
khoảng 60 công ty nhà nước quy mô lớn và hàng trăm công ty tư nhân với quy
mô khác nhau. Sản phẩ
m dệt may ngày càng tăng về số lượng cũng như chất
lượng, đa dạng về mẫu mã, màu sắc [11] và ngày càng có chỗ đứng ở thị trường
trong nước và quốc tế.

Mức tăng trưởng bình quân hàng năm của ngành dệt may đạt 11%, mỗi
năm đóng góp khảng 30% tổng sản lượng ngành công nghiệp, xuất khẩu, hàng
năm bình quân đạt 20%, chiếm 19,8% tổng kim ngạch xuất khẩu, 41% kim
ng
ạch xuất khẩu của ngành công nghiệp. Kim ngạch xuất khẩu hàng dệt may
tăng liên tục qua các năm đạt trên 1tỷ USB. Năm1996, dệt may đứng hàng thứ
2 về kim ngạch xuất khẩu chỉ sau dầu thô và ngành xuất khẩu có tốc độ tăng
trưởng ổn định trong một thời gian dài. Cả nước có khoảng 758 đơn vị sản xuất
và xuất khẩu, trong đó Tổng Công ty Dệt may Việt Nam là đơ
n vị chủ đạo của
ngành có 38 đơn vị doanh nghiệp thành viên. Ngoài ra còn không ít các làng
nghề dệt nhuộm đóng góp không nhỏ vào sản phẩm chung toàn ngành.
1.1.1.2. Tương lai
Theo dự báo những năm tới đây, ngành dệt nhuộm vẫn tiếp tục phát triển
và giữ vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Theo những thông tin từ
Bộ Công nghiệp, đến năm 2010 ngành dệt may cả nước sẽ sản xuất 2 tỷ mét
5

vải, nâng giá trị xuất khẩu từ 3,5 - 4 tỷ USD, tạo ra 1,8 triệu việc làm với mức
tăng trưởng 14%.
1.1.2. Quy trình công nghệ
Công nghiệp dệt nhuộm là ngành có dây truyền công nghệ phức tạp, áp
dụng nhiều loại hình công nghệ; quá trình sản xuất sử dụng các nguồn nguyên
liệu, hoá chất khác nhau (hình 1.1). Nguyên liệu chủ yếu của quá trình sản xuất
là xơ sợi, xơ nhân tạo, hoặc tổng hợp và len, ngoài ra còn dùng các xơ
đay gai,
tơ tằm. Nhìn chung sản phẩm của ngành này khá phong phú và đa dạng [9],
[12].
Một quy trình dệt nhuộm cơ bản gồm 3 quá trình chính: kéo sợi và dệt
vải, xử lý vải; nhuộm và hoàn thiện. Trong mỗi quá trình lại gồm nhiều công

đoạn. Các quá trình kéo sợi, dệt vải dùng một lượng nước và hóa chất không
lớn nên ô nhiễm môi trường gây ra trong công đoạn này là không đáng kể.
Trong nước thải chỉ chứa các chất nh
ư hồ tinh bột biến tính, tạp chất thiên
nhiên của sơ sợi, dầu mỡ, sáp… Nguồn thải sinh ra trong quá trình dệt nhuộm
tập trung chủ yếu ở hai công đoạn: tẩy trắng, nhuộm và hoàn thiện sản phẩm
[18], [68], [85].
1.1.2.1. Tẩy trắng
Tẩy trắng là quá trình dùng để tẩy màu tự nhiên của vải, làm sạch các vết
bẩn, làm cho vải có độ trắng đúng yêu cầu. Trong quá trình tẩy trắng, các tác
nhân chính được sử dụng gồm có NaClO
2
, NaOCl, H
2
O
2
… H
2
O
2
, NaClO có tác
dụng tẩy trắng tốt trong môi trường kiềm; trong khi NaClO
2
có tác dụng tốt
trong vùng axit. Hiện nay, hydro peoxit đang dần được thay thế cho các hợp
chất chứa clo. Việc sử dụng các hợp chất clo để tẩy trắng có thể làm tăng hàm
lượng AOX trong nước thải; đây là các hợp chất có khả năng gây ung thư
mạnh. Việc sử dụng hydro peoxit làm tác nhân tẩy trắng có thể làm giảm ô
nhiễm môi trường nước [11], [12].
1.1.2.2. Nhuộm vải và hoàn thiện

Quá trình này để tạo màu sắ
c khác nhau cho vải. Để nhuộm vải người ta
thường dùng chủ yếu là loại thuốc nhuộm tổng hợp và các chất trợ nhuộm để
tạo sự gắn màu cho vải. Phần thuốc nhuộm dư không gắn vào vải đi vào nước
thải, phần này chiếm từ 10 - 50% [11]. Phẩm nhuộm sử dụng trong công đoạn
6

này rất phong phú: phẩm trực tiếp, hoàn nguyên, cation, hoạt tính, phân tán,
axit, lưu huỳnh…, độ gắn màu của các loại phẩm nhuộm là khác nhau.
1.2. Đặc tính và ảnh hưởng của nước thải dệt nhuộm
Đặc trưng quan trọng nhất của nước thải từ các cơ sở dệt nhuộm là sự
dao động rất lớn về lưu lượng và tải lượng các chất ô nhiễm, nó thay đổi từ
ngày này sang ngày khác, từ gi
ờ này sang giờ khác, tùy thuộc vào từng loại
phẩm, loại vải và các chất phụ gia, chất làm bền, đồng thời phụ thuộc vào các
loại mặt hàng cũng như chất lượng sản phẩm [11], [89], [90]. Bảng 1.1 cho biết
mức độ tổn thất thuốc nhuộm trong quá trình sản xuất có sử dụng một số loại
thuốc nhuộm điển hình.
Bảng 1.1. Mức độ tổn thất phẩm màu trong quá trình nhuộm [13]
STT Chủng loại
thuốc nhuộm
Loại xơ sợi
(để nhuộm)
Tổn thất vào dòng thải,
%
1 Axit Polyamit 5-20
2 Bazơ Acrylic 0-5
3 Trực tiếp Xenluloza 5-30
4 Phân tán Polyeste 0-10
5 Phức kim loại Len 2-20

6 Hoạt tính Xenluloza 10-50
7 Lưu hóa Xenluloza 10-40
8 Hoàn nguyên Xenluloza 5-20

Công nghiệp dệt nhuộm là ngành sử dụng một lượng lớn các loại phẩm
màu. Ước tính, hiện có khoảng 10000 loại phẩm màu đã được sản xuất và sử
dụng.
Theo thống kê, trên quy mô toàn thế giới, có hơn 700000 tấn phẩm nhuộm được
sản xuất và sử dụng hàng năm [29], [61]; trong đó chỉ có khoảng 47% có khả
năng phân huỷ sinh học [18]. Có thể nói azo là nhóm phẩm nhuộm
được sử
dụng rộng rãi nhất trong các ngành công nghiệp, trên thực tế loại phẩm nhuộm
này chiếm tới 50% các loại phẩm nhuộm có mặt trên thị trường [24]. Thuốc
nhuộm azo có độ bám dính tốt, bền và chịu được ánh nắng mặt trời, các quá
trình hóa học [62]. Phẩm nhuộm có liên kết mang màu azo, -N=N-, thường
7

chứa nhiều vòng thơm trong phân tử nên khó phân huỷ vi sinh, thậm chí gây
độc hại cho vi sinh [24], [101]. Theo một quan điểm khác, Baoyou Shi và cộng
sự [29] cho rằng bản thân thuốc nhuộm không phải là chất độc, tuy nhiên nó có
khả năng chuyển hóa thành các amin thơm, đây là những thành phần có khả
năng gây ung thư cao, gây nên độ màu khá lớn cho nguồn nước tiếp nhận, làm
nguy hại đến môi trường, làm giảm lượng oxi hoà tan trong nước, ngăn cản việc
truy
ền sáng vào nước, cản trở quá trình quang hợp, phát sinh các chất độc làm
ảnh hưởng đến hoạt động sống của các loài thuỷ sinh trong môi trường nước
[29], [35], [71], [80], [101], đồng thời ảnh hưởng đến mỹ quan - màu của phẩm
nhuộm có thể nhìn thấy ngay ở nồng độ thấp [89], [90].
Trong quá trình dệt nhuộm, các chất tẩy rửa, chất hoạt động bề mặt và
nhiều tác nhân hóa học khác cũng được s

ử dụng, đây là nguyên nhân làm xuất
hiện các hợp chất khó phân hủy như các sunfit, kim loại nặng và đặc biệt là các
hợp chất cơ halogen hữu cơ ít phân cực, dễ dàng tan trong mỡ, tích lũy trong cơ
thể của thủy sinh và nhiều động vật có xương sống tồn tại trong nguồn nước
tiếp nhận. Một điều đáng lo ngại, phần lớn các chất độc hại trên đều có khả

năng tích trữ trong các chuỗi thức ăn, gây ảnh hưởng trầm trọng tới sức khỏe
con người nếu không được xử lý mà thải ra môi trường [8], [11].
Đặc tính của nước thải dệt nhuộm phụ thuộc vào quy trình công nghệ,
tuy nhiên phần lớn nước thải dệt nhuộm có độ kiềm khá cao, làm tăng pH của
nước. Nếu pH > 9 sẽ gây độc cho các loài thuỷ sinh và ăn mòn các đường ống
dẫn và các h
ệ thống xử lý nước thải.
Xét riêng về ảnh hưởng, độc tính của các loại phẩm nhuộm cũng như
nước thải dệt nhuộm tới sức khỏe con người, có nhiều bằng chứng khoa học
cho thấy nếu tiếp xúc thường xuyên trong môi trường chứa phẩm nhuộm hoặc
môi trường bị ô nhiễm do nước thải dệt nhuộm, con người dễ bị nhiễm một số

căn bệnh, điển hình như dị ứng, hen suyễn, viêm xoang… Khi tiếp xúc trong
một thời gian dài, phẩm nhuộm là một trong những nguyên nhân gây đột biến
gen và một số bệnh nguy hiểm có liên quan tới gen trong đó có ung thư. Theo
thống kê, ung thư bàng quang là căn bệnh rất phổ biến ở các công nhân làm
việc trong các nhà máy dệt nhuộm ở Cộng hòa Liên bang Đức. Hình 1.2 cho
thấy cơ chế gây ảnh hưởng của vòng anthraquinon tới phân tử ADN, và
bảng
1.2 cho biết một số phẩm nhuộm có khả năng gây ung thư ở người.
8

Bảng 1.2. Một số loại phẩm nhuộm có khả năng gây ung thư trên người
Tên theo C. I Chỉ số C. I Lớp

Phẩm axit 16155 Azo
Acid Red 26 16150 Azo
Acid Violet 49 42640 Triphenylmetan
Basic Yellow 2 42100 Ketonimin
Basic Red 9 42500 Triphenylmetan
Basic Violet 14 42510 Triphenylamin
Disperse Orange 11 60700 Anthraquinon
Disperse Blue 1 64500 Anthraquinon
Solvent Yellow 1 11000 Azo
Solvent Yellow 2 11020 Azo
Solvent Yellow 34 41001:1 Diphenylmetan

Với những phân tích trên đây, có thể nhận thấy nếu không được xử lý mà
thải trực tiếp ra môi trường, nước thải sẽ gây những ảnh hưởng trầm trọng tới
môi trường, sinh thái và đời sống của nhiều loài thủy sinh sống trong các nguồn
nước tiếp nhận, ảnh hưởng tới đời sống của con người. Điều này là lý do khiến
bài toán xử lý nước thải của ngành công nghi
ệp dệt nhuộm trở nên cấp thiết,
thậm chí mang tính sống còn, quyết định sự tồn tại của nhiều đơn vị sản xuất
trong ngành.
9

Hình 1.1. Quá trình sản xuất dệt, nhuộm và các nguồn thải

Kéo sợ,
đánh ống
Hồ sợi
Dệt vải
Giũ hồ, nấu
Xử lý axit, giặt
Tẩy trắng, giặt,
làm bóng
Nhuộm, in hoa
Giặt
Hoàn tất
sản phẩm
N
guyên liệu
N
aOH, hóa chất, hơi nước
H
2
SO
4
, H
2
O, chất tẩy giặt
Nước thải chứa
H
2
SO
4
, chất tẩy giặt
H

2
O, H
2
O
2
, NaOH hóa chất
H
2
SO
4
, chất tẩy giặt
Nước thải chứa AOX
Hơi nước, hồ, hóa chất
Nước thải chứa thuốc
nhuộm, hóa chất

H
2
SO
4
, chất tẩy giặt
N
ước thải chứa
H
2
SO
4
, chất tẩy giặt
N
ước thải

H
2
O
,
tinh bột, phụ gia
N
huộm, thuốc nhuộm, hóa chất
N
ước thải chứa
tinh bột, hóa chất
10


Hình 1.2. Ảnh hưởng của vòng anthraquinon tới phân tử ADN
1.3. Các phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm
Ô nhiễm môi trường là mặt trái của quá trình sản xuất công nghiệp, do đó
hạn chế đến mức tối đa sự ô nhiễm cũng là một mục tiêu quan trọng mà nhiều
nhà kỹ thuật, công nghệ tập trung nghiên cứu, phát triển. Trong quá trình sản
xuất dệt nhuộm, việc áp dụng các giải pháp phù hợp nh
ằm giảm thiểu sự ô
nhiễm cũng giữ một vai trò tối quan trọng. Nếu làm tốt công việc này, có thể
giảm thiểu đến mức tối đa gánh nặng cho bài toán xử lý môi trường. Hiện nay,
người ta có thể áp dụng một số giải pháp nhằm giảm thiểu ô nhiễm trong quá
trình sản xuất dệt nhuộm, đó là:
+ Giảm nhu cầu sử dụng nước, thường xuyên kiểm tra đường ống c
ấp
nước, tránh rò rỉ, tuần hoàn sử dụng lại các dòng nước giặt ít ô nhiễm và nước
làm nguội;
+ Hạn chế sử dụng các chất trợ, thuốc nhuộm ở dạng độc tính hay khó
phân huỷ sinh học, nên sử dụng các loại thuốc nhuộm ít ảnh hưởng tới môi

trường, khả năng tuần hoàn cao và thành phần kim loại trong thuốc nhuộm nằm
trong giới hạn tiêu chuẩn cho phép, không gây hại cho môi trường;
+ S
ử dụng nhiều lần dịch nhuộm vừa tiết kiệm hoá chất, thuốc nhuộm,
vừa giảm được ô nhiễm môi trường;
+ Có thể kết hợp tẩy hai cấp để giảm thiểu các chất gây ô nhiễm trong
quá trình tẩy mà vẫn đảm bảo được độ trắng của vải bông, đặc biệt là các chất
có chứa clo như NaClO, NaClO
2
;
11

+ Giảm ô nhiễm trong nước thải từ công đoạn làm bóng, thay vì làm
bóng nên kết hợp làm bóng nóng và tận thu xút bằng phương pháp cô đặc.
Về nguyên tắc, để xử lý nước thải dệt nhuộm, người ta có thể áp dụng
hầu hết các kỹ thuật xử lý nước thông thường. Tuy nhiên, để đạt được mục tiêu
về mặt kinh tế, đồng thời đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật, người kỹ sư c
ần nghiên
cứu, áp dụng các kỹ thuật một cách linh hoạt, phù hợp và hiệu quả. Yếu tố tiên
quyết, quyết định việc lựa chọn các giải pháp kỹ thuật chính là thành phần hóa
học của nguồn thải mà quan trọng nhất là các loại phẩm nhuộm. Do nhu cầu, thị
hiếu của người tiêu dùng, hầu hết các phẩm màu công nghiệp hiện nay phải đáp
ứng tiêu chí bền màu, do đó chúng rất khó phân hủy sinh họ
c trong các điều
kiện sinh học thông thường. Điều này đồng nghĩa với việc khó có thể áp dụng
trực tiếp kỹ thuật sinh học để xử lý các nguồn thải dệt nhuộm. Chính hạn chế
trên là lý do các kỹ thuật xử lý khác, có ưu thế giải quyết các thành phần khó
phân hủy sinh học thường được ưu tiên, lựa chọn như các giải pháp tiền xử lý;
điển hình cho các kỹ thu
ật này là nhóm các phương pháp oxy hóa tiên tiến;

hoặc đôi khi là các kỹ thuật hóa lý như keo tụ, điện keo tụ Các kỹ thuật hấp
phụ, nếu được sử dụng hợp lý cũng cho hiệu quả xử lý rất cao với chi phí có thể
chấp nhận được. Phần dưới đây phân tích kỹ hơn về các kỹ thuật xử lý chính
thường được áp dụng trong xử lý nước thải dệt nhuộm (phân hủ
y phẩm màu).
1.3.1. Phương pháp keo tụ
Keo tụ là phương pháp thông dụng để xử lý nước thải dệt nhuộm.
Phương pháp này có tác dụng tách các chất ô nhiễm ở dạng keo do chúng có
kích thước quá nhỏ nên không thể tách bằng phương pháp lắng hay lọc. Để tách
các hạt rắn trong dung dịch keo đó một cách có hiệu quả bằng phương pháp
lắng cần tăng kích thước của chúng nhờ sự tác động tương hỗ giữa các hạ
t phân
tán liên kết thành tập hợp các hạt nhằm làm tăng tốc độ lắng của chúng.
Quá trình keo tụ đòi hỏi trước hết cần trung hòa điện tích các hạt keo, sau
đó liên kết chúng với nhau bằng các chất đông keo tụ tạo thành các khối kết tủa
bông lớn, các khối bông này sẽ lắng xuống kéo theo các hạt lơ lửng và tạp chất
khác làm giảm màu của nước. Để tăng nhanh tốc độ keo tụ,
độ sa lắng, làm
giảm lượng chất keo tụ có thể dùng thêm chất trợ keo, chất này có vai trò tạo
cầu liên kết giữa các hạt keo với nhau. Khác với chất keo tụ, chất trợ keo chỉ
cần một lượng nhỏ (vài phần triệu) và chỉ có tác dụng khi sử dụng với liều