Nghiên cứu xử lý một số loại phẩm nhuộm trong nước thải bằng phương pháp oxy hóa tăng cường

ĐẠI HỌC QUỐC GI A HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T ự NHIÊN
NGHIÊN CỨU XỬ LÝ MỘT SỐ LOẠI
PHẢM NHUỘM TRONG NƯỚC THÃI BẰNG
PHƯƠNG PHÁP OXY HÓA TĂNG CƯỜNG
Mã số: Q T - 09 - 22
Chủ trì đề tài: ThS. Đào Sỹ Đức
Hà Nội-2010
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T ự NHIÊN
NGHIÊN CỨU XỬ LÝ MỘT SỐ LOẠI
PHẢM NHUỘM TRONG NƯỚC THẢI BẰNG
PHƯƠNG PHÁP OXY HÓA TĂNG CƯỜNG
Mã số: QT - 09 - 22
Chu trì đề tài: ThS. Đào Sỹ Đức
Cán bộ tham gia: TS. Hoàng Văn Hà
TS. Ngô Thị Thanh Vân
! r^£.| hQT Q u ô c rSr - :-*A NQl
*(?'.'• NG» TÂM Thông tin thu 7'ẻỉ
O C C Ó O C C C C ^
Hà Nội-2010
Đào Sỹ Đức
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
AOPs
AOX
BOD
COD
DOC
TOC
TS
TSS

ƯV
vcs
DANH MỤC VIÉT TẮT
Advanced Oxidatioìì Processes
Các quá trình oxy hóa tă n g cường
Adsorbabỉe Organic Hologen
H alogen h ù n CO'
Biologicaỉ Oxvgeti Demand
N hu cầu oxv sin h hóa
Chem ical O xrẹen Dem and
N hu cầu Ơ.YV hóa học
Dissoỉved Organic Carboti
Cacbon h ữ u cơ hòa tan
Total O rqanic Carhon
Tong cacbon hĩm cơ
Total Solids
Tong chất rắn
Totaỉ Suspended Stìlici
Tông chất rắn lơ lửnự
Ưntraviolet
Tử ngoại
Và cộng s ự
Báo cáo Tỏng két Đê tài QT-09-22
Đào Sỹ Đức
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
DANH MỤC BẢNG
STT Bảng Nội dung Trang
1 1.1 Ket quả phân tích nước thai toàn Công ty và nước thải 4
phàn xương nhuộm cua cỏim ty Dệt len Mùa Đônc
(01/4/2006)

2 1.2 Đặc tính nước thai dệt nhuộm 6
3 1.3 Thế oxy hóa cua một số tác nhân trong nước 15
4 1.4 Cơ chế chung của các quá trình quang xúc tác TiO; 26
5 2.1 Danh mục các hóa chất sư dụng trong nghiên cứu 27
6 2.2 Danh mục các thiết bị sư dụng trong nghiên cứu 28
7 3.1 Kêt qua xây dựng đường chuân nông độ thuôc nhuộm - 31
ABS
8 3.2 Kêt qua nghiên cún anh hương cua hàm lượng hydro 32
peoxit
9 3.3 Sự thay đôi cua ln(C0/C) theo nồng độ hydro peoxit 33
10 3.4 Kết quả nghiên cứu anh hưởng cua hàm lượn tỉ sắt (II) 33
sunfat
11 3.5 Sự thay đôi cua ln( c y o theo nồng độ muối sát (II) 35
12 3.6 Kết qua nghiên cứu anh hương cua pH 37
Ị 3 3 7 Sự thay đoi cua ln(CyC) theo pH 3 g
14 3.8 Kết qua nghiên cứu anh hương cua ánh sáng 39
25 3 ọ Sự phụ thuộc của ln(C0/C) vào điều kiện chiếu sáng 4 Ị
16 3.10 Kết qua nghiên cứu anh hương cua quá trình trung hòa 42
17 3.11 Sự biến thiên cùa ln(C0/C) theo điều kiện trung hòa 43
18 3.12 Ket qua nahiên cứu anh hương cua các kim loại chuyên 44
Báo cáo TÒI1Ơ kết Đè tài QT-09-22
V111
Đào Sỹ Đức
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
tiếp
19 3.13
Sự biên thiên cùa ln(Cu/C) theo loại muôi sử dụng
45
20 3.14
Ket quả nghiên cứu ảnh hương của nhiệt độ

45
21
3.15
Sự biến thiên cua ln(C0/C) theo nhiệt độ
46
22 3.16.
Anh hường cua hàm lượng xúc tác TìOt tới hiệu qua xứ lý 48
23 3.17
Ánh hường cua nồng độ Fe2* (có xúc tác TìOị ) 50
24 3.18
Kêt quả nghiên cứu ánh hương cua hàm lượng peoxit (có
xúc tác TÌO2)
51
Đào Sỹ Đức
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
DANH MỤC HÌNH
STT Hình Nội dung
Trang
1
1.1
Quá trình san xuất dệt, nhuộm và các nguồn thai
7
2
1.2
Những quá trình oxy hóa tăng cường điên hình 16
3
1.3
Nguyên lý xúc tác quang hóa
20
4 1.4

Một số dạng thù hình chính cua TìOt
22
5 1.5 Giang đồ năng lượng cua Anatase và Rutine
22
6 1.6
Co' chê phát sinh gốc tự do OH' từ TìOị ờ dạng Anatase
23
7
2.1
Sơ đồ thiết bị xử lý oxy hóa Fenton 29
8
3.1
Phổ UV-Vis cua phârn RB 161 CI
30
9
3.2 Đường chuẩn sư dụntỉ trong ntĩhiên cứu (với phâm RB
161 cì)
31
10 3.3 Anh hưởng cùa hàm lượng H2O2 tới hiệu qua xư lý màu
33
11 3.4
Anh hường cua hàm lượng H^Oị tới hăng sô tỏc độ cua
quá trình phân hủy màu
33
12
3.5
Anh hường cua hàm lượng sắt (II) suníat tới hiệu qua xư
lý màu
35
13

3.6
Anh hương cua hàm lượng săt (II) sunfat tới hàng số tốc
độ phan ứng phân huv RB 161 CI
35
14
3.7
Anh hường cua pH tói hiệu qua xử lý màu
37
15 3.8
Anh hưởng cua pH tói hằng số tốc độ phan ứng phân huy
RB 161 CI
37
16 3.9
Anh hương cua ánh sáng đến hiệu qua xư lý màu
40
17 3.10
Anh hướng cua điều kiện chièu sáng tới hăng sô tôc độ
phan ứng phản hùy RB 161 CI
40
Báo cáo Tỏn% kết Đe tài QT-09-22
X
Đào Sỹ Đức
Trường Dại học Khoa học Tự nhiên
18
3.11
Phổ UV-Vis của mẫu phàm nhuộm RB 161 CI chưa xử lý.
sau xử lý 45 và 90 phút
41
19
3.12

Anh hường của quá trình trung hòa đến hiệu qua xư lý
màu
42
20 3.13
Anh hướng của sự trung hòa tới hàng số tốc độ phan ínm
phân hủy RB 161 c I
42
21
3.14
Anh hương cùa kim loại chuyên tiếp tới hiệu qua xừ lý
màu
44
22
3.15
Anh hướng cua kim loại chuyên tiếp tới hằng số tốc độ
phan ứng phân huy RB 161 CI
44
23 3.16
Anh hường của nhiệt độ đèn hiệu quả xử lý màu 46
24 3.17 Anh hưởng cua nhiệt độ tới hang số tốc độ phan ứng phân
húy RB 161 CI
46
25 3.18 Kêt quả xác định năng lượng hoạt hóa
47
26 3.19 Anh hướng cua hàm lượng TìOị tới hiệu qua xư lý RB161
49
27
3.20
Anh hưưntí của hàm lưựniỉ Fe: tới hiệu qua xư lý RB161
49

28 3.21
Anh hương cua hàm lượng HiO- tới hiệu qua XU' lý RB161
52
29 3 22
Anh hương cua pH tới hiệu qua xư lý RB161
52
30 3.23
Kết qua xác định hang số tốc độ phân huy RB161 (trong
trườne hợp có xúc tác)
54
Báo cáo Tông két Đê tài QT-09-22
XI
Đào Sỹ Đức
Trường Đại học Khoa học Tụ nhiên
MỤC LỤC
TÓiVl T Ả T i
DANH MỤC M É T TA T vii
DANH MỤC BẢ N G viii
DANH MỤC H ÌN H X
MỤC L Ụ C \ii
MỞ ĐẦU 1
PHẦN 1. TÒNG Q U A N 3
1. Đôi nét về ngành Dệt may Việt Nam 3
1.1. Hiện trạng và tương lai 3
1.1.1. Hiện trạníỊ 3
1.1.2. Tươìĩg la i 3
1.2. Quy trình công nghệ 4
1.2.1. Tây trắng 4
1.2.2. Nhuộm và hoàn thiện 5
2. Đặc tính và ảnh hưởng của nưóc thái dệt nhuộm 5

3. Các phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm 8
3.1. Phương pháp keo tụ 8
3.2. Phương pháp hảp ph ụ 10
3.3. Phươim pháp sinh h ọ c 11
3.4. Phương pháp ozon h ó a 13
3.5. Phương pháp oxy hóa tăng cường 14
3.5. ỉ. Phươiiẹpháp Oỹ/uv ỉ 6
3.5.2. Oị/H ị O t/U V 16
3.5.3. Phư ơ ng p há p Fenton và ph o to-F ento n
/
Báo cáo Tỏng kết Đe tài QT-09-22
X!1
Đào Sỹ Đức
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
3.6. Xúc tác quang hóa, TìOt và ứng dụng trong xử lý mỏi trường 19
3.6.1. Xúc tác quang hóa / 9
3.6.2. Nguyên lý cơ bản cùa quá trình xúc tác quan ụ; h ó a 19
3.6.3. X úc tác quang hóa TiO2 21
3.6.3.1. Giói thiệu chung vê T iO 21
3.6.3.2. Cơ chê xúc tác quang hóa cua TiO j 24
3.6.3.3. Các ứng dụng môi tnrờỉìẹ cua n o 24
PHẦN 2. THỤC NGHIỆM 26
1. Đối tưọìig nghiên cứu 27
2. Mục tiêu nghiên cứu 27
3. Hóa chất và dụng cụ 27
3.1. Hóa chất 27
3.2. Dụng cụ 28
4. Phưoiig pháp nghiên cứ u 28
PHẦN 3. KÉT QƯA VÀ THAO LU Ậ N 30
3.1. Xây dựim đường chuân biêu diễn sự phụ thuộc cua độ hâp thụ quaim (ABS) vào nôntỉ

độ m àu 30
3.2. Nghiên cứu xừ lý nước thai dệt nhuộm bằng kỹ thuật oxv hóa tăng cường (không sư
dụng xúc tác ) 31
3.2.1. Nghiên cứu anh hưong cua hàm Ìưọiìg hydro p c o x it 31
3.2.2. Nghiên cửu anh lurovg cua hàm ỉưọvg săt (II) su n ù it 34
3.2.3. Níị/úờh cứu anh InrouiỊ cua pH Ỉ6
3.2.4. Nghiên cửu anh hườiig cua ánh sáng 3S
3.2.5. NíỊỈiièn cửu anh hưoníỊ cua quá trình trung h o a 41
3.2.6. Nghiên cừu anh ìnrờiiạ cua các kim loại chuyên tiê p
43
3.2.7. Nghiên cửu anh hiròĩìĩỊ cua nhiệt đ ộ
Báo cáo Tông kèt Đẽ tài QT-09-22
XI11
Đào Sỹ Đức
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
3.3. Bước đầu nghiên cứu xừ lý phẩm nhuộm trong nước thai bàne phương pháp oxv hóa
tăng cường (kết hợp sư dụng xúc tác quang hóa dị thè titan dioxit. T iO )
47
3.3.1. Anh Inroiìg cùa hàm lượng xúc tác 47
3.3.2. Anh hướng cua hàm lượng sắt (11) su n ịa t 50
3.3.3. Anh ỉnrỏvg cua hàm lượng hydro p eo x it
51
3.3.4. Ảnh hưởng cua p H 52
3.3.5. X ác định hăng sỏ tỏc độ phân huy RB161 53
KÉT LU Ậ N 55
TÀI LIỆU THAM KHẢO 56
CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC LIÊN QUAN TỚI ĐÈ TÀI QT-09-22

61
Báo cáo Tỏng, kết Đe tài QT-09-22

XIV
Đào Sỹ Đức
Trườns Đại học Khoa học Tự nhiên
MỎ ĐẦU
Nước là nguôn gốc cua sự sống, là mỏi trường diễn ra các hoạt động sốns từ đơn
gian đên phức tạp. Nước tham gia vào mọi quá trinh vận động cua con nmrời từ sinh hoạt,
san xuât nông nghiệp, công nghiệp, dịch vụ. Niĩàv nay, cùim với sự phát triên mạnh mẽ
cua các quá trình san xuât và dịch vụ, vấn dè ô nhiễm mỏi trường ngày càne trơ nôn trầm
trọng. Hàng năm, con người thai vào mỏi trường hàng triệu tấn chất thai, phần nhiều trong
sô đó là các chất có độc tính cao. làm môi trường sống bị ỏ nhiễm nặnti nè. anh hướng
xấu đến canh quan và sức khoe con người. Ó nhiễm mỏi tnrờntí nước đaim là vắn đổ thời
sự, đáng quan tàm, giai quyết cua toàn nhân loại, đặc biệt la các quốc lúa đane phát triên.
tron tỉ đó có Việt Nam.
Trong những năm gần đây, dệt nhuộm đang trư thành ngành mũi nhọn troim các
ntỉành cône nghiệp và nhận được sự quan tâm cua Nhà nước. Đây là ngành cho doanh thu
lớn thứ hai, chi sau xuât khuâu dâu thô, nỏ đã giãi quyôt được việc làm cho sô lượn tỉ lớn
lao động. Hàng năm, ngành dệt nhuộm sư dụng một lượng nước lớn đẻ san xuất: từ 12 -65
lít nước cho 1 mét vai và thai ra từ 1(H40 lít (Lươim Dức Phàm. 2 <»(1_). ước tính các nha
máy dệt may thai vào mỏi trường hơn 30 triệu m / năm. COD khoaim 15000 tản (\Liuycn
Đãc Vinli vcs. 2007). Níĩuôn nước thai nay nêu thai ra mỏi trườne khi khòrm chưa được
xứ lý hoặc đã xứ lý nhune chưa đáp ửne được các tiêu chuản mỏi trưừrm. đặc biệt la ò
nhiễm màu sắc và các chất hữu cơ sò làm màt thảm mỹ, tíãv anh hươim imhiêm trọim và
trực tiếp tói các loài thúy sinh cùníi như cuộc sôrm cua con người. Việc nghiên cứu. đê
xuất các quy trình xư lý nước thai dệt nhuộm vì thê co nghĩa lớn và cực ky cân thiêt.
Hiện nav có n h iề u phươne pháp khác nhau XU' ly nước thai dẹt nhuộm, điên hình là
các kỹ thuật hóa lý như keo tụ. điện hóa học, hấp phụ, các kỹ thuật sinh học yẽm khí. hièu
khí, các kỹ thuật hóa học như ozon hoá, oxi hóa tiên tiên Trong đó hãp thụ cho hiệu qua
cao nhưng đòi hoi chi phí lớn. kho áp dụng. Kỹ thuật sinh học cho hiệu qua xư ly BOD va
ss rắt tốt nhưnu khôim xư ly được màu do các loại thuốc nhuộm có cảu trúc phức tạp. sỏ
vònu thom lớn trone phàn tư và ben vững, chứa nhom azơ khó phàn huy sinh học thậm

chí gây độc cho vi sinh, thời íiian xư ly kéo dài. Phirơng pháp kco tụ tạo ra một lượng bún
lớn tạo nên một vấn đề mòi trường mới cân xư lý đặc biệt (Nguyên I);ìc \ mh vcs. 20OS;
Trịnh Lè Hiine. 2008; Alcboych A/am vcs. 2005: \iang- Rong Xu. 2(104). Việc su dụng
các kỳ thuật oxy hóa tiên tiến một cách phù họp có thè cho hiệu qua xư ly cao \Ơ1 chi phí
Báo cáo Tông kct Dô tài QT-09-22
I
Đào Sỹ Đức
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
phù hợp. Theo thống kê, hầu hết các loại phâm nhuộm (đặc biệt là các loại phàm màu khó
xử lý bằng các kỳ thuật khác) có thê phàn huy gần như triệt đẻ khi sư dụns các kỹ thuật
AOPs. Nghiên cứu này tập trung “N ghiên cứu x ử lý m ột số loại phẩ m nhuộm trong
nướ c th ải bằng pìtư ơ ỉtg p há p oxy hóa tăng cường" nhàm tìm ra điều kiện kỹ thuật phù
hợp đê xử lý nước thai dệt nhuộm bằng phưong pháp oxy hóa tăng cường với phan ứng
Fenton (có thê kết họp với việc sừ dụne xúc tác). Vi một số lý do. nehiên cứu này chu yếu
tập truna; nghiên cứu, khao sát trên phấm nhuộm Rcactive Blue 161. một loại phâm
nhuộm được sư dụng rất phô biến ơ các cơ SO' sán xuất dệt nhuộm ơ miền Bấc Việt Nam.
Báo cáo Tông kết DỂ tài QT-09-22
Đào Sỹ Đức
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
PHẦN 1
TỒNG QUAN
1. Đôi nét về ngành Dệt may Việt Nam
1.1. H iện trạng và tư ơ ng lai
1.1.1. Hiện trạng
Trong sự phát triẻn của nhân loại, dệt nhuộm là một trong nhữne neành có lịch sư
lâu đời nhàt. Đây là ngành găn liên VỚI nhu cảu ăn mặc cua con nmrời nên cùnti với sụ
phát triên của nền vãn minh nhân loại thì công nghiệp dệt nhuộm nuày càne được quan
tâm, đâu tư và phát triên. Trong nhữnu năm gàn đây. cùng với sụ phát trièn khỏne ngùng
cùa nên kinh tê đất nước, công nghiệp dệt nhuộm là một trong những imành cônti imhiệp
đóng vai trò quan trọng tro nu nền kinh tố nước ta. Năm 1996, có 210 xí ntĩhiệp với san

lượng 450 triệu mét vai/năm, năm 2000 san xuất 2 ty mét vai. Hiện nay. ca nước có
khoáng 60 công ty nhà nước quy mò lớn và hàn ÍT trăm công ty tư nhân với quv mò khác
nhau. San phâm dệt may ntiày càng tăng vè sỏ lượng cũnc như chât lưựnií, đa dạnií vê
mẫu mã, màu săc (Tràn Văn Nhãn \cs. 2002) và ngay càng có chồ đứnu ư thị trường
trone nước và quốc tế.
Mức tăne trường binh quân hàng năm cua ìmành dẹt may đạt 11%. mồi năm dóng
góp khanc 30° 0 tône san lượng ngành cônc nghiệp, xuất khâu, hàng năm binh quản đạt
20%. chiếm 19,8°0 tồnỉỉ kim ngạch xuất khâu. 41% kim ngạch xuất khâu cua ngành còng
nghiệp. Kim ngạch xuất khâu hàng dệt may tăng liên tục qua các năm đạt trẽn 1 ty USB.
Năm 1996. dệt may đírnơ hàns thử 2 về kim nuạch xuất khàu chi sau dâu thô và ngành
xuất khấu có tốc độ tăng trướng ổn định tronc một thời gian dài. Ca nước có khoang 758
đơn vị san xuất và xuất khâu, troim đó Tông Công ty Dệt may Việt Nam la đon vị chu đạo
cua ngành có 38 đơn vị doanh nghiệp thành viên. Ngoài ra còn không ít các làng nghe dệt
nhuộm đóng eóp không nho vào san phàm chung toàn ngành (Nguòn Tong c ỏnu ty Dột
may).
1.1.2. TirơiiiỊ lui
Theo dụ báo nluìna năm tới đây, ngành dệt nhuộm vần tiếp tục phát Iricn va giữ
vai trò quan trọim troim nền kinh tê quốc dàn. Theo Bộ Công nghiệp đến năm 2010 ngành
dệt may ca nước sẽ sản xuât 2 ty mct \ ãi, nâng giá tn xuat khau tư 3.5 - 4 ty USD, tạo la
1 8 triệu việc làm với mức tăng trường 14°0.
Báo cáo TỎIĨ2, két Đẻ tài QT-09-22
3
Đào Sỹ Đức
Trườnơ Đại học Khoa học Tự nhiên
1.2. Q uy trình công ng h ệ
Công nghiệp dệt nhuộm là ngành có dây truyền công nghệ phức tạp, áp dụnu nhiều
loại hình công nghệ; quá trình sản xuất sừ dụng các nguồn nguyên liệu, hoá chất khác
nhau (Hình 1.1). Nguyên liệu chủ yếu cua quá trình san xuất là XO' sợi, xơ nhãn tạo, hoặc
tông họp và len, ngoài ra còn dùng các xơ đay gai, tơ tàm. Nhìn chuns san phàm cua
ngành này khá phong phú và đa dạng (Lươne Đức Phâm. 2007; Trịnh Lê Ilùnti. 2 0 0 S).

Một quy trình dệt nhuộm cơ ban gồm 3 quá trinh chính: kéo sợi và dệt vai, xư lý
vải; nhuộm và hoàn thiện. Trong mỗi quá trình lại gồm nhiều cỏns đoạn. Các quá trình
kéo sợi, dệt vải dùng một lượng nước và hóa chất khônu lớn nên ô nhiễm mỏi trưừníỉ eây
ra trong công đoạn này là không đáng kế. Trong nước thai chi chứa các chất như hồ tinh
bột biến tính, tạp chât thicn nhiên cua sơ sợi. dàu mỡ. sáp Nguồn thai sinh ra trong quá
trình dệt nhuộm tập trung chu yếu ơ hai cỏntỉ đoạn: tây trảng, nhuộm và hoàn thiện san
phẩm (Adclal - Kdast vcs. 2005; M. Koch YCS. 2002; Shene II. Lin \cs. 1^)5).
Báng 1.1. Kêt qua p/uìn tích nước thái toàn Cóng ty và mrớc thai phân \uung nhuộm cua
Công tv Dệt len Mùa Đỏng ngày 01-4-2006
STT
Thông số phân tích
Đon vị
Nước thải
toàn công ty
NinVc thải
phân xương
nhuộm
1
Nhiệt độ
"c
32
41
2
pH
-
5.7
5 5
-Ị
Ó
BOD

me L
35
38
4
COD
mc/ L
1400
] 800
5
TSS
niC/ L
86
35
6
Dàu mờ
mg/ L
1.63
2.51
7
Tông Nitơ
ms/ L
34
50
8
Ammoniac (tính theo N)
nm/L
15,6
14,3
9
Độ màu

mg/L
43.5
123
10
DO
mc/L
1.7
1,6
1.2.1. Tày trăn ẹ
Tẩy trắne là quá trình dùim đẻ tây màu tự nhiên cua \ ai. làm sạch các \ct bân. làm
cho vái có độ trắng đúng yêu câu. Trong quá trình tây trăng, các tac nhan chinh đuọc su
dụng gồm có NaClCK NaOCl. H2Oz, NaClO có tác dụng tây trâng tốt trong mõi
Báo cáo Tônơ kết Đe tài QT-09-22
4
Đào Sỹ Đức
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
trường kiêm; trong khi NaClOn có tác dụng tốt trone vùng axit. Hiện nay. hyđro peoxit
đang dân được thay thê cho các hợp chất chứa clo. Việc sư dụng các họp chất clo đẻ tày
trăng có thê làm tăng hàm lượng AOX trong nước thai; đày là các họp chất có khá năng
gây ung thư mạnh. Việc sư dụng hydro peoxit làm tác nhân tây trắng có thê làm giảm ô
nhiễm môi trường nước (Lương Đức Phàm. 2007: Trằn Vãn Nhàn YCS. 2002).
1.2.2. Nhuộm vái và hoàn thiện
Quá trình này đê tạo màu sẳc khác nhau cho vai. Đẻ nhuộm vải người ta thường
dùng chù yêu là loại thuôc nhuộm tông hợp và các chất trợ nhuộm đê tạo sự gắn màu cho
vải. Phân thuòc nhuộm dư không găn vào vai đi vào nước thai, phần này chiếm từ 10 -
50% (Trân Vãn Nhàn vcs, 2002). Phâm nhuộm sư dụng trong công đoạn này rất phong
phú: phàm trực tiếp, hoàn nguyên, cation, hoạt tinh, phàn tán. axit, lưu huvnh độ íián
màu của các loại phàm nhuộm là khác nhau.
2. Đặc tính và ảnh hưòng của nu'ó'c thải dệt nhuộm
Đặc trưng quan trọng nhất cua nước thai từ các cơ sơ dệt nhuộm là sự dao động rất

lớn vê lun lượng và tai lượng các chất ô nhiễm, nó thay đôi từ ncày này saim ngày khác,
từ giờ này sang giờ khác, tùy thuộc vào từng loại phâm, loại vai và các chất phụ gia, chất
làm bên. đông thời phụ thuộc vào các loại mặt hàrrn cũng như chât lượng san phám
(Lương Đức Pliàm. 2007; Tak-Hvun kim vcs. 2004: Tak-Hyun Ivim YCS, 2003).
Ngành công nghiệp dệt nhuộm sư dụng một lượng lớn các loại phâm màu. Trèn thế
giới ước tính có khoang 10000 loại phâm nhuộm, môi năm trên 700000 tân phàm nhuộm
được san xuất (.luliđe Yener ves, 200,S; Baovou Shi vcs. 2007), trong đó chi có 47°0 các
loại thuốc nhuộm có thẻ phân huy sinh học (Adelal-Kdasi \cs. 2005). Tronu các loại
phẩm nhuộm, phàm nhuộm azo được sư dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp dệt
nhuộm, nó chiếm 50° 0 các loại phàm nhuộm có mặt trên thị trường (Aleboyelì A/am YCN.
2005). Thuốc nhuộm azo có độ bám dinh tốt. bền lâu và chịu được ánh năns mặt trời, các
quá trình hóa học (Laszló YVojnáro\ its \ cs. 2008). Phàm nhuộm có liên kẻt mang màu azo
-N=N- có nhiều vòng thom trong phàn từ nên khó phân huy vi sinh, thậm chí nảy độc và
có hại cho vi sinh (Ya-Li SoiiLT ves. 2008; Alcboych Azam vcs. 2005). Ban thân thuốc
nhuộm không phai là chắt độc tuy nhiên nó có kha năng chuyên hóa thành các amin tỉây
ung thư và thai ra môi trường nguy hại cho con người và sinh vật (Baoyou Shi vcs, 2007).
gây nên độ màu khá lớn cho imuồn nước tiếp nhận, làm nguy hại đên mỏi trường. làm
giam lượn" OX1 hoà tan trong nước, nsăn can việc truvên sáng vào nước, can trơ quả trình
quang họp phát sinh các chất độc làm anh hương đến hoạt động sống cua các loài tlniy
sinh tro nơ môi trường nước o a-Li Sonu vcs, 200N: Sayra L.( (ra/co YCS. 2(I()N; Bai'\('iis|ii
Báo cáo Tông kêt Đê tài QT-09-22
5
Đào Sỹ Đức
Trướrm Đại học Khoa học Tự nhiên
YCS, 2007), đ ô n g th ời ả nh hướng đ ẻ n m ỹ qua n - m à u c ua p h àm nhuộm có thê n h ìn th ấy
ngay ơ nồng độ thấp (Tak-lỉyun Kim YCS, 2004; Tak-llyun Kim vcs, 2003). Vì vậy xư ly
màu là một mục tiêu quan trọng nhất trong xư lý nước thai dệt nhuộm.
Trong quá trình dệt nhuộm, các chất tây rua, chất hoạt động bồ mặt và nhiồu tác
nhân hóa học khác cùng được sư dụng, đây là nguyên nhân làm xuất hiện các hợp chất
khó phân huy như các sunĩit, kim loại nặng và đặc biệt la các hợp chắt cơ halogen hữu cơ

ít phân cực. dễ dàng tan trong mỡ, tích lũy trong cơ thè cua thuy sinh và nhieu độim vật
có xương sống tồn tại trong nguồn nước tiếp nhận. Một điều đáng lo neại. phần lon cac
chât độc hại trên đèu có kha năng tích trữ trong các chuỗi thức ăn. cày anh hươne trầm
trọng tới sức khoe con người nếu không được xir lý ma thai ra mòi trương I l);io S\' L)ưc.
2007: Tràn Văn Nhân \cs. 2002).
Đặc tính cua nước thai dệt nhuộm phụ thuộc vào quy trình cỏne nuhệ. tuy nhiên
phần lớn nước thai dệt nhuộm có độ kiềm khá cao, làm tăim pH cua nước. Nốu
pH > 9 sẽ gây độc cho các loài thuy sinh và ăn mòn các đường ôna dẫn vá các hệ thông
xứ lý nước thai
Như vậy, với nhữnn đặc tính nêu trên cỏ thê nhận thây, nirỏc thai dệt nhuộm là
ntĩuồn thai được đặc trưng bưi hàm lượn tỉ cao các chât hữu cơ và võ cơ hoa tan: TS. CUD
cao, đặc biệt là độ màu cao (Sayra L.Oro/co VCN. 200N. Nuuycn Dite Vinh. 2í»07. Adckil-
Kdasi vcs. 2005; Xúmu-Roim Xu. 2004: ĩak-1 Ivmi iviiìi \cs. 2004: Ni. Koch \c:>. 2’. 102:
Sheng 11. Lin \ cs. 1 ).
Bang 1.2. Đăc tính nirớc thai dỌt nhuộm I h/cìtil-kihi^i ’ ( V -'II1.'!
o
STT
Thông sô
Đon vị
Giá trị
1 pH
7.0 - 9.0
9
BOD
nm L
XO - 6000
-}
3
COD
mii L

150 - 12000
4
TOC
mg L
100 - 350
s
TSS
me L
15 - 8000
6
c r
me L
10 00 - 1600
7
Màu
Pt-Co
50 - 2500
Báo cáo Tông kết Đê tài QT-09-22
h
Đào Sỹ Đức
Trường Đại học Khoa học Tự nhièn
H ìn h 1.1. Quá trình san xucíl dệt. nhuộm và các nguon thai
Bao cáo Tônơ két Dê tài QT-09-22
Đào Sỹ Đức
Trường Đại học Khoa học Tự nhiòn
3. Các phương pháp xử lý nuóc thải dệt nhuộm
Trước khi dùng các biện pháp xìr lý nước thai dệt nhuộm, các đon vị san xuất cũng
nên dùng các biện pháp ngăn ngừa giảm thiêu bớt sự ô nhiễm cua nước thải dệt nhuộm
như:
+ Giảm nhu cầu sử dụng nước, thường xuyên kiêm tra đườne ống cấp nước, tránh

rò rì, tuân hoàn sử dụng lại các dòng nước siặt ít ò nhiễm và nước làm nguội;
+ Hạn chế sử dụng các chất trợ, thuốc nhuộm ờ dạns độc tính hay khó phàn huy
sinh học, nèn sử dụng các loại thuốc nhuộm ít ánh hương tói môi trườn SI. kha nãnii tuần
hoàn cao và thành phân kim loại trons thuốc nhuộm nam trong mói hạn tièu chuân cho
phép, không gây hại cho mỏi trường;
+ Sử dụnc nhiêu lần dịch nhuộm vừa tiết kiệm hoá chất, thuốc nhuộm, vừa giam
được ô nhiễm môi trường;
+ Có thê kết hợp tây hai cấp đẽ giam thiêu các chất gây ô nhicm trong quá trình táy
mà vần đam báo được độ trăim cua vai bông, đặc biệt là các chât có chứa clo như NaClO,
NaClO,;
+ Giam ồ nhiễm trong nước thai từ công đoạn làm bóng, thay vì làm bóng nên kết
hợp làm bóng nóng và tận thu xút bàng phương pháp cô đặc.
Hiện nay, the giới và ca ơ Việt Nam đà áp dụng rất nhiêu phươne pháp xư lý nước
thải dệt nhuộm cho hiệu qua tương đối cao, điên hình là các phương pháp hóa ]ý như điện
hóa, keo tụ (Baoyou Shi vcs, 2007; Tak-llyun Kim vcs. 2004; Tak-llyim kim vcs. 2(103).
hấp phụ (iulide Yencr YCS. 200S: Ya-Li Sone vcs. 2008; N.Diztre vcs. 200X: Sibel Rilinic
Alpat vcs. 2008), các phương pháp sinh học yếm khí và hiếu khí, phưong pháp oxy hỏa
điển hình như các phương pháp oxy hóa tãne cường (Idil Arslan Alaton vcs. 200N;
Aleboveli A/am vcs, 2005; Xianu-Ronu Xu, 2005: Xianu-Rorm Xu vcs. 2004: Shvh-Kmg
Karm vcs. 2002). Mồi phương pháp có một ưu, nhược điêm riêng, cũng có nhiêu giai
pháp xử lý kết họp 2 Ìữa các phương pháp với nhau đã được các nhà khoa học đưa ra như
kết hợp giữa keo tụ và Fenton (Xianti \V;nm vcs. 2 0 0 H), hóa học và sinh học (Stanislo\\
Lcdakou icz YCS. 1998). keo tụ, điện hóa và bùn hoạt tính (Sheng ll.Lin vcs. 19c>5)
cũng cho hiệu qua xử lý khá tôt.
3.1. Phương pháp keo tụ
Keo tụ là phươniĩ pháp thôim dụníỉ đê xư lý nước thai dệt nhuộm. Phương pháp
này có tác dụng tách các chất íỉây nhiễm bân ờ dạng keo do chúng có kích thước quá nho
nên không thẻ tách bằng phương pháp lẳng hay lọc. Đẽ tách các hạt răn trong dung dịch
keo đó một cách có hiệu qua bàng phương pháp lắng cản tăng kích thước cua chứng nhờ
Báo cáo Tông két Đe tài QT-09-22

X
Đào Sỹ Đức
Trường Dại học Khoa học Tự nhiòn
sự tác động tương hồ giữa các hạt phân tán liên kết thành tập họp các hạt nhàm 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 bàng các chất đông keo tụ tạo thành các khối kết tua bông lon. các
khối bỏng này sẽ lắng xuống kéo theo các hạt lơ lưng và tạp chất khác làm giảm màu cua
nước. Đê tăng nhanh tốc độ keo tụ. độ sa lắng, làm giam lượng chát keo tụ co thè dùne
thêm chất trợ kco, chất này có vai trò tạo cầu liên kết giữa các hạt keo với nhau. Khác với
chất keo tụ, chất trợ kco chi cần một lượng nho (vài phần triệu) và chi có tác dụne khi su
dụng với liều lượng thích hợp nếu dùng nhiều quá thì xay ra hiện tưọrm tái bèn hệ keo
(Trịnh Lè llurm. 2008; Nmiyen Dãc Vinh vcs, 2007). Các chất keo tụ thirừniĩ dium đưực
chia làm 2 loại: các chất keo tụ có nguồn íỉốc vô cư và các polyme hữu cơ. Các chất keơ
tụ truyền thống như muối nhôm (phèn) Al;(S04h.lXII:0. K.AKSO4K 121ỉ;0.
NH4A1(S04): . 12H:0 , muối sất. vôi sổne. Các ion dươntr săt và nhòm thuy phân tạo các
hydroxit có kha năim hàp phụ và loại bo các kim loại . phàm nhuộm phàn tán và phàm
axit trong nước thai phâm nhuộm (Baoyou Shi vcs. 2007; Tak-liyun Ivim YCS. 2003 Ị.
Phèn nhôm hòa tan tỏt trong nước, chi phí tháp, hoạt động có hiệu qua cao trone khoaim
pll = 5 - 7.5 (Nuuyền Dẳc Vinh \cs. 2007: Trần \ ’ăn Nhãn vcs. 2002). Muối sầt co nhiều
ưu đièm hơn muôi nhỏm nó có tác chum tôt ơ nhiệt độ thâp hơn hơn. khoane ciá trị pH tỏi
ưu cùa mỏi trường rộn tỉ hơn. độ hên lớn. kích thước bông keo cỏ khoang iiiới hạn rộn u
(Tak-Hyun Kim vcs. 2004; Tak-llyun Kim YCS, 2003: Tràn \'ăn Nhan vcs. 2002).
Hiện nav. PAC (polv aluminium chloridc) được đánh iiia là một chát keo tụ có
nh iêu ư u đ iẻm h ơn ca vê m ặt hiệu q ua XU' lý cũnií n h ư chi phí tíiá thanh, dâ y la m ột chât
keo tụ polvme vỏ cơ quan trọns nhất đưực sư dụnn rộng rãi trên khãp thè giới. Công thức
PAC có dạnii chune là (AlClx(OH);,.x)n. X =1-2, phân tư khối từ 7000-35000 đvC. tốc độ
keo tụ lớn và tạo ra kết tua Al(OHh vô định hình trong điều kiện nhiệt độ không cao.
Mạng polymc có mật độ điện tích dưcme cao nên kha năng hâp phụ và trung hòa các hạt
huyên phù manti điện tích âm ràt tỏt. Tronu mòi trườn ti pH đèn 9.5 quá trình hình thanh

aluminat từ polvmc chậm nèn vàn có kha năng keo tụ tôt. Hàm lượng A1;0;, đạt khoang
36% tronu khi loại phèn nhòm có chất lượng cao nhắt đạt khoang 15°0 (\gu_\en Dăc \'mli
\ cs. 2007).
Baoyou Shi (2006) đã tiến hành nghiên cửu xừ lý phàm Direct Red 2X và Direct
Blue 86 bàim phươim pháp hấp phụ với AlCli. PAC. Direct Red 2K cho hiệu qua \U' ly
màu trẽn 90no với ca AlClì. PAC. Direct Blue 8 6 cho hiệu qua \u ly mau đạt \(VI
MCI;,, và 70°0 vói PAC.
Báo cáo Tó/lự kèt Dè tài QT-09-22
Đào Sỹ Đức
Trường Dại học Khoa học Tự nhièn
Phương pháp keo tụ khử màu và làm giam lượng BOD đáng kẻ đặc biệt khônu tạo
ra các sản phâm phụ, trung gian độc hại (Baoyou Shi vcs. 2007). Tuy nhiên hạn chế cua
phương pháp này là nó sinh ra một lượng bùn lớn tạo nên một vấn đề mỏi trường mới cần
xử lý đặc biệt (Trịnh Lè Ilùng. 2008; Nguyền Đãc Vinh vcs. 2007: Baovou Shi \cs. 2007;
Aleboveh Azani vcs. 2005). Phương pháp keo tụ là phương pháp kha thi về mặt kinh tố
nhưng không xử lý được nhiều loại phâm nhuộm. Các phẩm nhuộm phân tán và keo tụ
tốt, kết tua dề dàng, trong đó các loại phẩm nhuộm trực tiếp, axit, hoàn nguyên, cũng keo
tụ tốt nhưng kết tủa dạng bông, khó kết lắng, phâm nhuộm cation nói chunii khỏ keo tụ
(Adelal-Kdasi, 2005). Vì những lý do nêu trên, hiện nay ngưòi ta thường sư dụng keo tụ
đê tiền xử lý phâm nhuộm, xư lý COD, độ màu. độ đục đến một lỉiới hạn đè có thê tiến
hành các phương pháp xử lý tiếp theo.
3.2. Ph ư ơ ng p h áp hấp p h ụ
Hấp phụ là quá trình tích lũy chất trên bề mặt phàn cách pha. Chất hấp phụ là
nhùng chàt xôp, có nhiêu truim tàm hoạt độnư bề mặt và diện tích bề mặt riêim lớn (N
Dizuc vcs, 2008; .lulide Yener vcs. 2008; Niiuyen Dãc Vinh vcs. 2007). Bc mặt chất hấp
phụ thường chứa các các mao quan có kích thước khác nhau anh hươne đến quá trình hấp
phụ (Neuyền Đăc Vinh ves. 2007). Với các đặc tính trên, nhiều vật liệu có thê được sư
dụng làm chất hấp phụ trong đó than hoạt tính là một chất hấp phụ được sư dụng phò biến
hơn cà. Than hoạt tính thường có diện tích bề mặt 600-1200 m e than, được sư dụng
rộng rãi đẻ xứ lý các nhóm phâm nhuộm khác nhau như phàm axit. trực tiếp, bazư. hoạt

tính, phân tán (Trịnh Lè Hùm:. 200N; Ntỉuycn Diic Vinh vcs. 2007), nỏ có kha nănu hãp
phụ ca chất vỏ cư và hữu cơ, các chât phân cực và không phân cực. Than hoạt tính được
san xuất từ những vật liệu tự nhiên chứa cacbon nhu dâu. than đá. than bùn (.lulidc Yencr
\cs, 2008) và có thẻ tái sinh sư dụng lại. Việc tái sinh vật liệu hâp phụ có thẻ áp dụnti một
sô kỹ thuật khác nhau: tái sinh banu hơi nước, tái sinh băn tỉ nhiệt, tái sinh băng hóa chàt.
Hấp phụ bằníi than hoạt tính hiệu qua xư lý đạt được 58-59% các hợp chất hữu cư và
màu. Bên cạnh nhímII ưu điẻm nôi bật nếu trên, việc sư đụne than hoạt tính trong xư lý
nước thai cũng có một số hạn chế, đặc biệt là nhừníí can trớ vẻ chi phí xư ly va tái sinh
vật liệu hấp phụ. Trong thực tế, việc sừ dụng than hoạt tính đẻ xu lý nước thai dệt nhuộm
- một nguồn thai với lưu lượng lớn, nồng độ ỏ nhiễm cao thường rát tôn kém, khó tách
than ra khoi nước (đặc biệt là than bột), đồng thời còn gặp nhiều khó khăn trong việc tái
sinh lại than, eiá thành cho quá trinh tái sinh đôi khi ngang với gia thanh ban dâu (Sihcl
Kilinic Alpat vcs. 2008; Baoyou Shi vcs. 2007), than có thẻ bị nhiễm bàn. ăn mòn bơi cac
chất hóa học (Julidc Yencr YCS, 2008). Do vậy, hấp phụ bằng than hoạt tính được sư dụng
Bán cáo Tôn% kèt Dê tài QT-09-22
10
Đào Sỹ Đúc
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
như công đoạn xử lý hoàn thiện cuối cùng, làm trone nước sau các qua trình hóa lý. hóa
học, sinh học (Đào Sỹ Đức. 2007).
Hiện nay, có nhiều nghiên cứu đưa các chất hấp phụ khác re tiền hơn nhưnu vần
cho hiệu qua cao như silicagen, đất sét, zeolit. tro bay. hentonit Zeolit là một chất hấp
phụ có sự trao đôi ion cao, kha năng hấp phụ tốt. có độ hồn nhiệt, bền cơ học tốt đưọc su
dụng đê loại bỏ màu trong nước thai dệt nhuộm cho hiệu qua tốt iSibel Kilimc Alpat \cs.
2008). Bentonit là chất hấp phụ được biến tính từ đất sét có bề mặt rièim có thè đạt lói
800m2/gam (Trịnh Lẽ Hùng. 2008). khi nựâm vào nước bị trương no; tạo bònti. kha nãim
hàp phụ tăng nhưng kha năng lăng giam, do đó thường được dùne kết hợp \ ói các chất trọ
keo(Nguyền Đẩc Vinh vcs. 2007). Các nghiên cứu cho thấy bcntonit Weimiim (bontonit
W) hấp phụ phàm nhuộm kcm hon than hoạt tinh, dung lượng hấp phụ cực đại cua than
hoạt tính và Bentonit w tương ứng là 753.46 mtỉ/g. 574.27 mg/tỉ (Neuyen Đãc Vinh \cs.

2007). Lượng Bentonit dùng đê loại bo màu 100 mL nước thai dệt nhuộm có nồ 11II độ
362.18 mg/L là 75-100 ma trontỉ đó lưọng than dùng là 70-75 mg ( Nuu\cn Dãc Vinh
vcs, 2007). ơ Việt Nam, nguồn đất sót bcntonit có trữ lượng khá lớn nên chuyên hóa và
sư dụng bentonit đẻ xứ lý nước thai dẹt nhuộm là thuận lọi và có hiệu qua.
Hâp phụ là phương pháp có nhiêu ưu điêm; quy trình XU' lý đon iúan \ới nhữnti
thiết bị không phức tạp, hạn chế lớn nhất cua kỹ thuật hấp phụ là chi phí má thanh cao.
Hiện nay, người ta chi áp dụiiíi kỳ thuật hàp phụ trong các cônu đoạn XU' lý cuòi cùntỉ.
3.3. Phương pháp siìth học
Nhiêu thành phần hữu cơ trong nirức thai dệt nhuộm thuộc nhóm có kha nănii phàn
huy sinh học. Phân còn lại, tuy khỗrm có kha năntĩ (hoặc khó) phân huy sinh hục nlnrnti
nêu được áp dụne với một kỹ thuật tiên XU' lý khác (thưừim là oxy hoa tăn” cườne. AOPs)
thì có thê chuyên hóa thành các hợp chất hữu cư dồ dàim phân huy sinh học. Vê nguyên
tăc, kỹ thuật sinh học thường là một lựa chọn hợp lý đê XU' lý các nmiòn thai sinh ra troiiLỉ
quá trinh dệt nhuộm nếu được áp dụng một cách họp ly.
Nguyên tảc cua phirơim pháp xư lý sinh học là dựa trẽn hoạt động sòng cua vi sinh
vặt chu. Qua quá trình hoạt độne cua các vi sinh vật. các chat o nhiêm hữu co đuọc
khoántỉ hóa trơ thành các chàt vỏ cư. các chát khí đơn gian và nước. Cho đèn nay, người
ta đã xác định được 1'ăne vi sinh vật có kha năng phân huy tàt ca các chát hữu cơ có nguôn
góc từ tụ nhiên, nhiều chất hữu cư tốim họp. nhãn tạo khác (Luơny Đuv Pham. 21111":
Tràn Văn Nhãn \cs. 2002). Đê cỏ thê áp dụng kỹ thuật sinh học một cách co hiệu qua
nirớc thài phai có ty lệ BOD/COD > 0.4-0.5 ; BOD: N: p = 100:5:1 I I rịnlì Lc lluiVỊ.
2008; Đào Sỳ Dưc, 2007: Trân \'ăn Nhan YCS. 20(12 I. Thưong nước thai dệt nhuộm thiếu
Bao cáo TÓI1V két Dẻ tài QT-09-22
Đào Sỹ Đức
Trường Đại học Khoa học Tự nhiẽn
hàm lượng nitơ và photpho, do đó phái bô sung 2 nguồn dinh dưỡne nàv hoặc trộn với
nước thải sinh hoạt đê các chât dinh dưỡng trong nước thai dệt nhuộm càn bàng hơn.
Có thê áp dụng ca kỳ thuật yếm khí và kỳ thuật hiếu khí đê xư lý các nguồn thai
hữu cơ trong nước thải dệt nhuộm. Phương pháp yếm khí là quá trình sinh học xay ra
trong điều kiện không có

0 X1. Một số nghiên cứu đã chứne minh liên kết azo cua thuốc
nhuộm hoạt tính có thê bị khừ bởi vi sinh vật yếm khí (Ntiuycn Đăc Vinh vcs, 2 0 0 7 ). tuy
nhiên phương pháp yếm khí không thê phân huy được các san phàm trung gian như các
amin thơm (Nguyền Đăc Vinh vcs. 2007; Esther Foruacs vcs, 2004).
Phương pháp hiếu khí là phươns pháp tiến hành dựa trên hoạt độim sống cua các
vi sinh vật ưa khí. Màu cua phàm nhuộm có thê được xử lý do sự hấp phụ phàm nhuộm
lẻn sinh khối và một phần phâm nhuộm có thê bị phân hùy Ư điều kiện hiếu khí. Tuy
nhiên khả năng khư liên kêt azo là rât thâp gân như không có. Trong phươim pháp hiếu
khí, phương pháp bùn hoạt tính là một phương pháp truyền thốim, có hiệu qua và có tính
kinh tế cao, tuy nhiên trong đa số trườn tỉ họp bùn hoạt tính khôntỉ có hiệu qua troim việc
xứ lý màu phâm. Bùn hoạt tính là một tập hợp các vi sinh vật khác nhau chu yêu la vi
khuân kết lại thành dạng hạt bông, với trung tâm là các hạt chát răn lơ lưng trorni nước,
kích thước 3-150 Ị.UYL những bông này gôm các vi sinh vật sôntí và cặn răn. Các chât keo
dinh trong khôi nhảy cua bùn hâp phụ các chât lơ lưng, màu. các họp chát hữu cư troim
nước. Do đó các san phàm trung gian trong quá tình xu lý phàm như các hợp chât amin
thơm được giam đi rất nhiều qua quá trình sinh học hiêu khí (Nmiyòn Dăc Vinh YCS.
2007; listher Forqacs vcs. 2004).
Phươnơ pháp yếm khí có nhiều ưu diêm hơn phương pháp hiểu khí như hàm lưựng
bùn sinh ra thấp, tiêu hao ít hóa chất, thiết bị nho hơn và có thc thu được nguồn năng
lượng - khí biogas (Đào SỸ Đức. 2007).
Quá trình yếm khí thường khư màu và liên kết azo mạnh hon hiếu khí tuy nhiên
phương pháp hiếu khí xứ lý được các họp chât truim uian độc hại trong quá trình XU' lý
nước thai dệt nhuộm mà yếm khí không XU' lý được. Do vậy ngày này các còng nghệ XU' lý
nước thai dệt nhuộm thường áp dụng kết họp ca 2 phương pháp nay đê lăng hiệu qua xư
lý. Quá trình được diễn ra trong một hệ thống kết hợp phân huy băng vi khuân và hàp phụ
trên bùn hoạt tính. Năm 2005, Kapdan đã nghiên cứu kha năng phân huy cua hộ UASB /
hiếu khí qui mô công nghiệp đôi với thuỏc nhuộm azo. với thòi gian lưu 4 X giờ. 85° 0 màu
và 90% COD đã được xư lý.
Phương pháp sinh học là phương pháp xu lý đơn gian giá thành thâp và thân thiện
với môi trường. Tuy nhiên phươne pháp này tốn thời gian, hiệu qua chậm, tóc độ xư ly

Báo cáo Tông kèt Đó tài QT-09-22
12
Đào Sỹ Đức
Trườne Dại học Khoa học Tự nhiên
chậm (Xiang-Rong Xu, 2005; Xiang-Rong Xu. 2004). bẽn cạnh đó nước thai dệt nhuộm
có chứa nhiêu chât độc với sinh vật như những phàm màu có cấu trúc phức tạp. chắt khư
vô cơ, kim loại nặng, AOX và các chât khó phân húy sinh học như chắt tây rứa. chắt
hoạt động bê mặt, các chât phụ gia Do đó. trước khi áp dụnơ phương pháp sinh học
người ta thường áp dụng các phưưng pháp hóa lý và hóa học đê làm mam ty lệ các chất
độc và khó phân hùy sinh học trong nước thai dệt nhuộm (Tak-IIvun kim \cs. 2003: Tak-
IIvun Kim vcs. 2003).
3.4. Phương pháp ozon hóa
Ozon là một tác nhân oxy hóa mạnh cho nước và nước thai, trone đo có nước thai
dệt nhuộm. 0 3 hòa tan trong nước, có tính oxy hóa v à tiệt trùmi cao (Ngtp.on Dãc \'inh
\cs. 2007; Barbara Kasprzyk-Hordern \'CS. 20(13). tác dụnu với hầu hốt c;ic họp chất hữu
cơ, khư màu, mùi, các chất hữu cơ và vô cơ tron tỉ mrức thai ([:. Neyens vcs. 2Ũ0.V
Mimiel. 2003). Tuy nhiên ozon cùng phan írim chậm vói một hợp chất hữu CO' thơm, và
các họp chàt hữu cơ có càu trúc phức tạp ( Bnrbara kaspi /\ k-I Iordem \ L'V 2003 ).
Quá trình ozon phân:
0 3
+
H:Q — 2HO* +
0 ;
k: -
1.1 • 10 ‘4M
o 3
+
OH -> 0 :*’ 1 1 1 0 2 -
= 70 M s 1
0 ,

+
HO* -» O; HO-* O *' + H
0 ; H02* 20; +
HO*
l<2 =
1.6 ■ 10f M' 1
2HO;« O; + H:0 :
Ozon có thê làm tăng kha năntr phàn huv sinh học cua nước thai dệt nhuộm băim
cách chuyên các hợp chất khó phàn huy sinh học thanh các họp ehât đon gian hon.
Các kết qua nghiên cini cho thấy ozon có thò khư màu cua hau hèt các loại phâm
nhuộm, trừ phám nhuộm phân tán. vì nỏ khó tan troim nươc (Addal-kđ:iM \L>. 2111)5 ).
Hiệu suất loại bo mau cua ozon phụ thuộc vào nònti dộ thuỏc nhuộm ban đau cua 11UƠC
thai (Ailelđl-kđasi. 2(105) và phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ. pH cua dune dịch (Adol.ll-
kd;isi \cs. 2(105; Fsther Homaes \cs. 2004; BarỉxiRi K;isprz>k-l lordern \L>. mòi
trường kiềm, nhiệt độ cao là điều kiện thuận lọi cho quá trinh loại bo các chãi hữu CO'
bàng 07.011 (Acỉehil-Kclasi YCS. 2005). Năm 2002, Mkoch \cs đã ngiên cửu xư lý phàm
Reactive Yello\v 84 CI, gần nhu được xư lý toàn bộ sau 60-90 phút VƠI nòng độ 0 ban
đẩu tương inm 18,5- 9.1 ma L. hiệu qua XU' lv COD đạt 50 - 40°o. TOC đạt 30 - 25"u
(M.Koch \cs. 2002). Năm 2003. Ahmet sư dụnu
07011
đê oxv hóa nirức thai dột nhuộm co
thê loại được 99° 0 màu trong thời gian 40-60 phút. Khi COD ban đàu la 169 và 203 mg L
thì tưong ứng khoan2 99% và 9 5 °0 màu được loại bo (Ahmei B. \cs. 2(103). Theo Gulcn
Bán cáo Tônv kèt Đê tài QT-09-22
13
Đào Sỹ Đức
Trường Đại học Khoa học Tự nhiòn
Eremektar vcs (2007) xử lý nước từ bể chứa quá trình dệt nhuộm với côim nghệ su dụnu
sợi coton, polyeste, phẩm nhuộm hoạt tính và phân tán thì khư được các chất độc cao đạt
hiệu suất 90% khi hàm lượng ozon hòa tan trong nước đạt 75%. Với các dung dịch thai có

COD 1700 mg/L và 1685 mg/L thì thời gian xư lý. hiệu suất xư lý COD và màu đạt đuọe
tương ứng là 20-30 phút, 57-64%, 96-86% (Gulen Ereme Ktar YCS. 2007).
Tuy nhiên hạn chế của phương pháp này là độ hòa tan và ôn định ozon trone nước
thấp, chỉ oxy hóa được một phần các hợp chất hữu cơ trong nưóc, giá thành san xuât O/OIÌ
cao vì vậy ozon không phai là một phương pháp kha thi ve mặt kinh tố.
3.5. Phương pháp oxi hóa tăng ctrừng
Ọ uá trình o x y hóa tăng cư ò n g là m ột phươntí pháp phù họp đê XU' ly nư ớc thai
chửa nhiều thành phần độc, khó phân huy sinh học. Nó có kha năim phân huy triệt đê
những chât hữu cơ có càu trúc bẽn, độc tính cao, chưa bi loại bo hoàn toan bơi các quá
trình hóa lý khác và khôntĩ bị oxy hóa bơi các chát oxy hóa thỏ ne thường, cũng như các
quá trình sinh học, trong đó có nước thai dệt nhuộm. Các phươim pháp oxy hoa tăng
cường đa phần sinh ra gốc O H \ có kha năng oxy hóa cao. Gốc tự do nay có độ chọn lọc
thấp, có kha năng phan ứng nhanh, mạnh, có thể phân huy được hầu hốt các hợp chất hữu
cơ (C.Von Sonntau. 2008: Lás/ló \Yoịnárovits vcs. 200X; Idil Arslan-AlcUon vcs. 2UON;
Alehoyeh Azam vcs. 2005; H.Ncycns vcs. 200?;) với hằng số tốc độ phan ứng O' vào
khoarm 106-10l' V r V (Barbara Kaspr/yk-Hordcm \cs. 2003). Sự hình thành gốc tụ do
OH" và quá trình oxy hóa các chất ô nhiễm hữu cơ diễn ra theo một CƯ chê phức tạp, bao
íĩồm các phan ứim sau:
Fe:"+ H ,0 ,

>Fe *+OH +OIỈ" (phan ứng tôi)
(6)
ịị-c (Oll I|

>Fe:' +OH* (À <450nm)
(7)
H ,0,

>20H’ ( Ã < 400 nm)
(S)

[Fe: (OHH H:Q; )(H;0)4*]

>[Fe4 (OH),,(H-())J
(9)
[Fe'*(OH),(H,C))J" + H:Q

>;iv f( )|| Iill ()' ; +OH' +OH
(1(
Fe' + H X ),

>Fe(0:H) + H (ỉ 1)
1 0 ( 0 11)

> jFe’ - O ’ Fc4' = 0[ + 0H* (UV hoặc ánh sáng nhìn thấy) (12)
Fe(0,H);*

>Fe'* = 0 + 0H (u v hoặc ánh sáng nhìn thảy) (13)
Các gốc tự do sinh ra sẽ phản huy và khoáng hóa các chất hữu cơ theo các phưong
trình:
Báo cáo Tông kêt Dè lài QT-09-22
14
Đào Sỹ Đức
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
OH* + RH

>R’ + H:0 k = ]07M'1S'1 (14) (E.Ncycns. J.
Baeyens, 2003)
R * + 0 ,

>RO‘ (15)

[Fe3*(RCO, r ] :*
> Fe:* + CO, + R* (16)
Gôc tự do OH* có kha năng oxy hóa rất mạnh, nó là chất oxy hoa có hiệu qua hơn
các chất hỏa học khác được sư dụnơ trong quá trinh oxy hóa (Miiuiel. 2003) iiôc này có
thế oxy hóa cao thứ 2, chi sau Flo (Bànụ 1.3).
Do câu trúc cua thuôc nhuộm bồn trong không khí và bồn vứi sinh học nên có thê
dùng phương pháp AOPs đê xư lý các hợp chất a/ 0 mang màu. câu trúc phàm nluiộm
phức tạp, các chất độc. những chất khỏ phân huy sinh học. Ưu điêm cua phươnu phitp nà\
là không sinh ra các chất tru ne gian sây độc, các chất hữu cơ độc hại đuọc chuyên thành
các chất không độc là c o và H^o (Nm.lVồn Dác Vinh vcs, 2007; [;.Nc\ cib \cs. 2003)
Bánự 1.3. The oxr hóa cua một sỏ tác nhân trong nước
(Ađelal-kdasi 2(105: Miciuel 201)3)
Thế OXV hóa Tác nhân oxy hóa
(eV)
3.06
F;
2.801 oir
2.07
0 ,
1.17
H:0;
1.36
Cl:
1.23
0 ,
Các qua trình AOPs điẽn hình đuợc thê hiện ư Iỉình 1.2.
Báo cán Tỏnọ, kết Đê tài QT-09-22
15