Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy thuốc nhuộm methyl blue bằng các tác nhân fe2+h2o2, UVH2O2 và Fe2+UVH2O2

1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG



VÕ THỊ THÙY DUNG


NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN
QUÁ TRÌNH PHÂN HỦY THUỐC NHUỘM
METHYL BLUE BẲNG CÁC TÁC NHÂN
Fe
2+
/H
2
O
2
, UV/H
2
O
2
VÀ Fe
2+
/UV/H
2
O
2

Chuyên ngành : Hóa hữu cơ
Mã số : 60.44.27



TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỮU CƠ

2011


2











Công trình ñược hoàn thành tại
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

Người hướng dẫn khoa học: TS. BÙI XUÂN VỮNG

Phản biện 1:…………………………………………………….

Phản biện 2:…………………………… …………………….




Luận văn sẽ ñược bảo vệ trước Hội ñồng chấm
Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Hoá hữu cơ họp tại Đại học
Đà Nẵng vào ngày…….tháng…… năm………





Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Trung tâm thông tin-Học liệu, Đại học Đà Nẵng
- Thư viện trường Đại học Sư phạm, ñại học Đà Nẵng

3
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn ñề tài
Hiện nay, ngành công nghiệp dệt nhuộm ở nước ta ñang
phát triển ña dạng với những qui mô khác nhau. Trong quá trình hoạt
ñộng sản xuất, các cơ sở dệt nhuộm ñã tạo ra lượng lớn chất thải có
mức ñộ gây ô nhiễm cao. Nước thải sinh ra từ dệt nhuộm thường có
nhiệt ñộ cao (thấp nhất là 40
0
C), ñộ pH lớn, chứa nhiều loại hóa chất,
thuốc nhuộm khó phân hủy, ñộ màu cao và hàm lượng cặn lơ lửng
cao có chứa dầu mỡ. Lượng thuốc nhuộm dư sau công ñoạn nhuộm
có thể lên ñến 50% tổng lượng thuốc nhuộm ñược sử dụng ban ñầu.

Đây chính là nguyên nhân làm cho nước thải dệt nhuộm có ñộ màu
cao và nồng ñộ chất ô nhiễm lớn. Nếu không ñược xử lí tốt, nước thải
do dệt nhuộm sẽ gây ô nhiễm môi trường, ñặc biệt là ô nhiễm nguồn
nước mặt, nước ngầm.
Góp phần hạn chế và khắc phục tình trạng ô nhiễm môi
trường do nước thải dệt nhuộm, trong thời gian gần ñây ñã có nhiều
nỗ lực ñể giảm thiểu lượng và tính ñộc của các dòng thải công
nghiệp. Các công trình này chủ yếu áp dụng ñộc lập hoặc kết hợp
nhóm các phương pháp hóa lí, phương pháp sinh học và phương pháp
oxi hóa nâng cao. Quá trình xử lí sinh học diễn ra nhờ sự phân hủy
hiếu khí và kị khí của bùn hoạt tính lơ lửng ñể phân hủy các chất hữu
cơ dễ phân giải vi sinh (như bột sắn dùng hồ sợi dọc). Song, với
những chất hữu cơ ñộc hại và khó phân hủy sinh học như poly (vinyl
axetat), thuốc nhuộm phân tán, thuốc nhuộm hoạt tính và các chất
dùng ñể tẩy trắng vải thì phương pháp này tỏ ra không hiệu quả. Quá
4
trình xử lí hóa lí nhằm ñiều chỉnh, trung hòa ñộ pH của nước thải ,
dùng keo tụ, tạo bông ñể loại bỏ các loại thuốc nhuộm khó phân hủy
sinh học (giảm nồng ñộ BOD) và khử ñộ màu. Tuy nhiên, nhược
ñiểm của phương pháp này là chi phí hóa chất cao và lượng bùn sinh
ra lớn. Chính vì lẽ ñó, sự kết hợp các phương pháp truyền thống với
phương pháp oxi hóa nâng cao là một sự lựa chọn hợp lí.
Quá trình phân huỷ các chất hữu cơ ñộc hại bằng các
phương pháp hoá nâng cao như: quá trình Fenton, Fenton/UV… hiện
nay ñang rất ñược quan tâm nghiên cứu do có chi phí xử lí tương ñối
thấp, hoá chất lại dễ tìm, không ñộc hại và tỏ ra khá hiệu quả. Tuy
nhiên, tất cả các phương pháp ñều có ưu, có nhược, không một
phương pháp nào là hoàn hảo cả. Nếu sử dụng Fenton thì lượng hóa
chất dùng cho ñiều chỉnh pH cũng không ít, ñồng thời nếu hàm lượng
Fe

2+
dư sẽ rất khó ñể loại bỏ. Còn nếu sử dụng UV/H
2
O
2
thì sẽ không
hiệu quả với những nước thải dệt nhuộm màu ñen vì cản trở tia UV.
Chính vì vậy, tùy thuộc vào từng hoàn cảnh cụ thể mà chúng ta sẽ lựa
chọn phương pháp tối ưu nhất.
Cùng với những lí do trên, tôi ñã chọn ñề tài “Nghiên cứu
các yếu tố ảnh hưởng ñến quá trình phân hủy thuốc nhuộm methyl
blue bằng các tác nhân Fe
2+
/H
2
O
2
, UV/H
2
O
2
và Fe
2+
/UV/H
2
O
2
” với
mong muốn góp phần nhỏ bé vào việc xử lí nước thải dệt nhuộm ở
nước ta.

5
2. Mục ñích nghiên cứu
Tìm ñược các thông số tối ưu ñể quá trình phân hủy methyl
blue ñạt hiệu quả cao nhất bởi các tác nhân Fe
2+
/H
2
O
2
, UV/H
2
O
2
và
Fe
2+
/UV/H
2
O
2
.
So sánh mức ñộ phân hủy methyl blue bởi 3 tác nhân trên.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đề tài ñược thực hiện tại phòng thí nghiệm của trường Đại
học Sư phạm Đà Nẵng trên các mẫu giả chứa methyl blue.
4. Các phương pháp nghiên cứu
4.1. Nghiên cứu lí thuyết

4.2. Nghiên cứu thực nghiệm
- Đo cường ñộ chùm sáng trong bình phản ứng quang hoá bằng
phương pháp Uranil actinometer.
- Xác ñịnh nhu cầu oxi hoá học COD bằng phương pháp
Bicromat Cr
2
O
7
2-
/Cr
3+
hoặc phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử
UV-VIS.
- Xác ñịnh hàm lượng hữu cơ tổng TOC (nếu có ñiều kiện).
- Xác ñịnh ñộ chuyển hoá của methyl blue bằng phương pháp
quang phổ hấp thụ phân tử UV – VIS.
- Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng ñến quá trình phân huỷ methyl
blue bằng tác nhân Fe
2+
/H
2
O
2
.
- Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng ñến quá trình phân huỷ methyl
blue bằng tác nhân UV/H
2
O
2
.

- Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng ñến quá trình phân huỷ methyl
blue bằng tác nhân Fe
2+
/UV/H
2
O
2
.
6
- So sánh mức ñộ phân hủy giữa 3 tác nhân.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài
6. Bố cục luận văn
Nội dung của ñề tài ñược trình bày trong 3 chương
Chương I: Tổng quan
Chương II: Nghiên cứu thực nghiệm
Chương III: Kết quả và thảo luận
7
CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN
1.1. Nước thải dệt nhuộm
1.1.1. Sơ lược về thuốc nhuộm
1.1.2. Methyl Blue
Bảng 1.1 Một số thông số của Methyl Blue

Công thức phân tử C
37
H
27
N
3
Na

2
O
9
S
3

Công thức cấu tạo

Phân tử gam 799,814 g/mol
Độ tan trong nước ở
20
oC

300 g/l
Trạng thái Rắn dạng bột, màu xanh
1.1.3. Tác hại của ô nhiễm nước thải dệt nhuộm do thuốc nhuộm
1.1.4. Nguồn phát sinh nước thải trong công nghiệp dệt nhuộm
1.2. Các phương pháp xử lí nước thải dệt nhuộm hiện nay
1.2.1. Các phương pháp hóa lí
1.2.2. Các phương pháp sinh học
1.2.3. Các phương pháp cơ học
1.2.4. Các phương pháp hóa học
1.3. Cơ chế phản ứng Fenton
8
Quá trình Fenton ñồng thể thông thường tiến hành qua 4 giai
ñoạn:
Giai ñoạn 1:Điều chỉnh pH phù hợp.
Trong giai ñoạn phản ứng hóa xảy ra sự hình thành gốc HO


hoạt tính và phản ứng oxi hóa chất hữu cơ. Gốc HO

sau khi hình
thành sẽ tham gia vào phản ứng oxi hóa các hợp chất hữu cơ có trong
nước cần xử lý: chuyển chất hữu cơ từ dạng cao phân thành các chất
hữu cơ có khối lượng phân tử thấpnhư sau:
Hợp chất hữu cơ (cao phân tử) + HO

→ Hợp chất hữu cơ
(thấp phân tử) +CO
2
+H
2
O+ HO
-
(1)
Trong một số trường hợp nếu phản ứng xảy ra hoàn toàn,
một số chất hữu cơ sẽ chuyển hóa hết thành CO
2
và nước.
Giai ñoạn 2: Trung hòa và keo tụ
Sau khi xảy ra quá trình oxi hóa cần nâng pH dung dịch lên
trên 7 ñể thực hiện kết tủa Fe
3+
mới hình thành:
Fe
3+
+ 3OH
-
→ Fe(OH)

3
. (2)
Kết tủa Fe(OH)
3
mới hình thành sẽ thực hiện các cơ chế keo
tụ, ñông tụ, hấp phụ một phần các chất hữu cơ chủ yếu là các chất
hữu cơ cao phân tử.
Giai ñoạn 3: Quá trình lắng
Các bông keo sau khi hình thành sẽ lắng xuống khiến làm
giảm COD, màu, mùi trong nước thải. Sau quá trình lắng các chất
hữu cơ còn lại (nếu có) trong nước thải chủ yếu là các hợp chất hữu
cơ có khối lượng phân tử thấp sẽ ñược xử lý bổ sung bằng phương
pháp sinh học hoặc bằng các phương pháp khác.
9
1.3.1. Cơ chế tạo thành gốc hydroxyl HO

và ñộng học các phản
ứng Fenton
1.3.2. Quá trình quang Fenton (Fenton/UV)
1.3.3. Một số quá trình Fenton khác
1.3.4. Những nhân tố ảnh hưởng ñến quá trình Fenton:[7]
1.4. Phương pháp xác ñịnh chỉ số COD
1.4.1. Nguyên tắc
Hầu hết các chất hữu cơ ñều bị phân hủy khi ñun nóng với hỗn
hợp K
2
Cr
2
O
7

trong môi trường axit mạnh.
Lượng K
2
Cr
2
O
7
dư ñược xác ñịnh bằng phương pháp ño quang
màu của K
2
Cr
2
O
7
ở bước sóng hấp thụ là 439nm.
Các phản ứng hoá học xảy ra khi dùng K
2
Cr
2
O
7
hoá:
HCH + Cr
2
O
7
2-
+ H
+
→ CO

2
+ H
2
O + Cr
3+

Cr
2
O
7
2-
+ 14H
+
+ 6e → 2Cr
3+
+ 7H
2
O
1.4.2. Các yếu tố ảnh hưởng ñến quá trình oxi hoá
1.5 . Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS

CHƯƠNG 2 - NHỮNG NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM
2.1. Nguyên vật liệu, hoá chất, thiết bị, dụng cụ dùng cho thí
nghiệm nghiên cứu
2.1.1. Thiết bị
2.1.2. Dụng cụ và trang thiết bị phụ trợ
2.1.3. Hoá chất
2.2. Thí nghiệm xác ñịnh nhu cầu hoá hoá học COD
2.2.1. Hoá chất
10

2.2.2. Dụng cụ - Thiết bị
2.2.3. Qui trình lập ñường chuẩn của K
2
Cr
2
O
7

2ml mẫu kali biphtalat
với các nồng ñộ khác
nhau
1,5ml dung dịch
K
2
Cr
2
O
7
0,1N
(ñã thêm HgSO
4
)
3,5ml H
2
SO
4

ñậm dặc ( ñã
thêm Ag
2
SO
4
)
Ống nghiệm có
nút vặn
Đun trên bếp
cách cát ở 150
o

C
trong 2h


Để nguội và ño
mật ñộ quang
Lập ñường chuẩn
của K
2
Cr
2
O
7

11
2.2.4. Qui trình phân tích mẫu

2ml mẫu ñã bị oxi
hoá bằng Fe
2+
/H
2
O
2
,
Fe
2+
/UV/H
2
O
2
hoặc
UV/H
2
O
2

1,5ml dung
dịch K
2
Cr
2
O
7

0,1N
(ñã thêm
HgSO
4
)
3,5ml H
2
SO
4

ñậm dặc ( ñã
thêm Ag
2
SO
4
)
Ống nghiệm có
nút vặn
Đun trên bếp
cách cát ở
150
o

C trong 2h

Để nguội và ño
mật ñộ quang
→ nồng ñộ
Cr
2
O
7
2-
dư
12
2.2.5. Tính toán kết quả
2.3. Xác ñịnh ñộ chuyển hoá của methyl blue bằng phương pháp
ño quang
2.4. Các bước tiến hành thực nghiệm
2.4.1. Hệ Fe
2+
/H
2
O
2
(Fenton)
2.3.2. Hệ Fe
2+
/UV/H
2
O
2
( Fenton/UV)

2.3.3. Hệ UV/H
2
O
2

2.5. Các thí nghiệm khảo sát
2.5.1. Khảo sát ảnh hưởng nồng ñộ H
2
O
2
tới sự phân hủy methyl
blue
2.5.2. Khảo sát ảnh hưởng nồng ñộ Fe
2+
tới sự phân hủy methyl
blue
2.5.3. Khảo sát ảnh hưởng pH tới sự phân hủy methyl blue
2.5.4. Khảo sát ảnh hưởng nhiệt ñộ tới sự phân hủy methyl blue


13
CHƯƠNG 3 - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Kết quả sự phân hủy methyl blue bằng hệ phản ứng
UV/H
2
O
2
và hệ phản ứng Fenton/UV
3.1.1. Hệ UV/H
2

O
2
3.1.1.1. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng ñộ H
2
O
2
ban ñầu ñến
sự phân huỷ methylblue
a/ Hiệu suất chuyển hóa methyl blue (%

Bảng 3.1: Ảnh hưởng của nồng ñộ H
2
O
2
ban ñầu ñến hiệu suất
chuyển hoá methyl blue (%)

b/ Hiệu suất COD(%)
Bảng 3.2: Ảnh hưởng của nồng ñộ H
2
O
2
ban ñầu ñến hiệu suất
COD(%)
[H
2
O
2
]
o

/[mẫu
methyl blue]
5
phút 10 phút 15 phút 20 phút 25 phút
15 2.5 3.4 5.8 8.0 12.9
20 2.9 4.9 6.6 11.4 16.6
25 5.8 7.6 8.1 11.6 20.3
30 6.9 7.7 8.7 15.6 21.4
35 9.5 10.4 12.5 15.8 25.4
[H
2
O
2
]
o
/[mẫu
methyl blue] 5 phút 15 phút 25 phút
15 21.2 24.3 26.5
25 28.4 29.0 32.0
35 29.4 33.6 37.2
14
0
5
10
15
20
25
30
0 5 10 15 20 25 30
[H2O2]o/[mẫu MB]=35 [H2O2]o/[mẫu MB]=30

[H2O2]o/[mẫu MB]=25 [H2O2]o/[mẫu MB]=20
[H2O2]o/[mẫu MB]=15

Hình 3.1: Đồ thị thể hiện ảnh hưởng của nồng ñộ H
2
O
2
ban ñầu ñến
hiệu suất chuyển hoá methyl blue (%)
%
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 5 10 15 20 25 30
T
[H2O2]o/[mẫu MB]o =35 [H2O2]o/[mẫu MB]o =25 [H2O2]o/[mẫu MB]o =15

Hình 3.2: Đồ thị thể hiện ảnh hưởng của nồng ñộ H
2
O
2
ban ñầu
ñến hiệu suất COD(%)
15

Nhận xét : Kết quả từ hình 3 và 4 cho thấy ở hệ UV/H
2
O
2 ,
việc
tăng [H
2
O
2
]
o
làm tốc ñộ phân hủy methyl blue tăng lên nhưng tăng
chậm .Hiệu suất chuyển hóa chỉ ñạt 25.4% và hiệu suất COD cũng
chỉ ñạt ñược 37.2% với tỉ lệ nồng ñộ [H
2
O
2
]
o
/[mẫu methyl blue]
o
=
35 sau 25 phút xử lí .
3.1.1.2. Kết quả khảo sát ảnh hưởng nhiệt ñộ ñến sự phân huỷ
Methylblue
a/ Hiệu suất chuyển hóa methyl blue (%)
Bảng 3.3: Ảnh hưởng của nhiệt ñộ ñến hiệu suất chuyển hoá
Methylblue (%)
b/ Hiệu suất COD (%)
Bảng 3.4:.Ảnh hưởng của nhiệt ñộ ñến hiệu suất COD(%)

Nhiệt
ñộ 5 phút 10 phút
15
phút
20
phút 25 phút
30
o
C 4.0 6.6 7.1 8.3 10.6
50
o
C 6.6 10.8 12.1 14.3 15.4
70
o
C 9.7 11.2 13.6 15.7 16.4
Nhiệt ñộ 5 phút 15 phút 25 phút
30
0
C 24.5 25.8 31.4
50
0
C 24.7 28.9 32.9
70
0
C 27.2 28.8 33.9
16
0
2
4

6
8
10
12
14
16
18
0 5 10 15 20 25 30
T
%
30 ñộ C 50 ñộ C 70 ñộ C

Hình 3.3: Đồ thị thể hiện ảnh hưởng của nhiệt ñộ ñến hiệu suất
chuyển hoá Methylblue (%)

0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 5 10 15 20 25 30
t
%
30
ñộ
C 50

ñộ
C 70
ñộ
C

Hình 3.4 : Đồ thị thể hiện ảnh hưởng của nhiệt ñộ ñến hiệu suất
COD (%)

Nhận xét: Khi tăng nhiệt ñộ thì khả năng phân hủy methylblue
cũng tăng lên nhưng tăng chậm. Khi ñun ñến 70
0
C thì hiệu suất
chuyển hóa chỉ ñạt 16.4% và hiệu suất COD là 33.9% sau 25 phút
phản ứng.
17
3.1.2. Hệ Fenton và Fenton/UV
3.1.2.1. Ảnh hưởng của nồng ñộ H
2
O
2
ban ñầu
a/ Độ chuyển hóa và hiệu suất chuyển hóa
• Hệ Fenton
Bảng 3.5: Ảnh hưởng của nồng ñộ H
2
O
2
ñến hiệu suất chuyển hoá
methylblue (%)của hệ Fenton

• Hệ Fenton/UV
Bảng 3.6: Ảnh hưởng của nồng ñộ H
2
O
2
ñến hiệu suất chuyển hoá
methylblue (%)của hệ Fenton/UV
[H
2
O
2
]
o
/[mẫu
methyl blue]
35 30 25 20 15
5 phút 96.4 95.5 90.3 87.0 84.1
10 phút 98.5 97.2 96.5 94.8 86.6
15 phút 99.8 99.6 98.1 97.8 92.6
20 phút 100 100 99.5 99.0 95.2


Hiệu
suất
chuyển
hóa
25 phút 100 100 100 100 100
[H
2
O

2
]
o

(mM) 35 30 25 20 15
5 phút 81.3 76.9 72.1 67.8 65.2
10 phút 91.4 86.4 83.3 76.4 68.3
15 phút 95.7 91.8 90.2 83.6 71.4
20 phút 97.1 95.2 92.6 87.4 75.2


Hiệu
suất
chuyển
hóa
25 phút 97.3 96.0 94.1 90.3 78.2
18
y = -0.0237x - 0.9198
y = -0.0606x - 0.849
y = -0.0782x - 0.9915
y = -0.0912x - 1.0761
y = -0.0993x - 1.3933
-4.5
-4
-3.5
-3
-2.5
-2
-1.5
-1

-0.5
0
0 5 10 15 20 25 30
t (phút)
ln(C/Co)
y = -0.0845x - 1.3198
y = -0.1737x - 1.1986
y = -0.1942x - 1.3328
y = -0.2582x - 1.5317
y = -0.3554x - 1.2587
-12
-10
-8
-6
-4
-2
0
0 5 10 15 20 25 30
t (phút)
ln(C/Co)
60
70
80
90
100
0 5 10 15 20 25 30
t (phút)
Hch (%)
[H2O2]o = 8.75mM
[H2O2]o = 7.5mM

[H2O2]o = 6.25mM
[H2O2]o = 5mM
[H2O2]o = 3.75mM
82
84
86
88
90
92
94
96
98
100
102
0 5 10 15 20 25 30
t (phút)
Hch (%)
[H2O2]o = 8.75mM
[H2O2]o = 7.5mM
[H2O2]o = 6.25mM
[H2O2]o = 5mM
[H2O2]o = 3.75mM
* Và ñược biểu diễn trên ñồ thị Hình 3.5

Hình 3.5. Ảnh hưởng của [H
2
O
2
]
o
ñến ñộ chuyển hóa methyl blue
của hệ Fenton (trái) và hệ Fenton/UV (phải).

b/ Hiệu suất COD
• Hệ Fenton
Bảng 3.7: Ảnh hưởng của nồng ñộ H
2
O
2
ñến hiệu suất COD (%) của
hệ Fenton
[H
2
O
2
]
o

/[mẫu
methyl blue]
15 25 35
5 phút 58.3 45.8 36.9
15 phút 70.7 51.2 40.2
25 phút 83.8 60.1 54.7



19
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
5 15 25
t (phút)
H (COD%)
[H2O2]o = 8.75mM
[H2O2]o = 6.25mM
[H2O2]o = 3.75mM
0
10
20
30

40
50
60
70
80
90
5 15 25
t (phút)
H (COD%)
[H2O2]o = 8.75mM
[H2O2]o = 6.25mM
[H2O2]o = 3.75mM
• Hệ Fenton/UV
Bảng 3.8: Ảnh hưởng của nồng ñộ H
2
O
2
ñến hiệu suất COD (%) của
hệ Fenton/UV
[H
2
O
2
]
o
/[mẫu
methyl blue] 15 25 35
5 phút 70.6 43.3 37.5
15 phút 83.5 63.3 49.0
25 phút 86.2 75.5 59.7

Được biểu diễn trên ñồ thị Hình 3.6






Hình 3.6. Ảnh hưởng của [H
2
O
2
]
o
ñến hiệu suất COD của hệ Fenton
(trái) và hệ Fenton/UV (phải).

* Kết quả qua hai hình 5 và 6 cho thấy việc tăng [H
2
O
2
]
o
ban ñầu
làm hiệu suất phân hủy methyl blue và ñộ giảm COD (hiệu suất
COD) tăng lên.
3.1.2.2. Ảnh hưởng của nồng ñộ Fe
2+

a/ Độ chuyển hóa và hiệu suất chuyển hóa

20
• Hệ Fenton
Bảng 3.9: Ảnh hưởng của nồng ñộ Fe
2+
ñến hiệu suất chuyển hóa
methyl blue (%) của hệ Fenton
[H
2
O
2
]
o
/[Fe
2+
]
o

10 15 20 25 30
5 phút 85.8 83.6 73.7 70.6 69.8
10 phút 93.4 91.4 81.9 75.5 73.9
15 phút 95.7 94.8 89.6 79.9 76.6
20 phút 97.3 95.7 92.3 84.9 83.8
25 phút 98.1 96.6 94.0 87.4 88.3

• Hệ Fenton/UV
Bảng 3.10: Ảnh hưởng của nồng ñộ Fe
2+

ñến hiệu suất chuyển hóa
methyl blue (%) của hệ Fenton/UV
[H
2
O
2
]
o
/[Fe
2+
]
o

10 15 20 25 30
25 phút 98.2 94.1 90.7 86.9 82.7
20 phút 99.9 98.9 96.6 94.5 93.8
15 phút 100 99.7 98.0 98.1 95.2
10 phút 100 99.9 99.6 99.2 97.8
5 phút 100 100 99.9 99.8 99.3







21
y = -0.0984x - 1.609
y = -0.0775x - 1.5951
y = -0.0763x - 0.995

y = -0.0437x - 0.9861
y = -0.0475x - 0.8796
-4.5
-4
-3.5
-3
-2.5
-2
-1.5
-1
-0.5
0
0 5 10 15 20 25 30
t (phút)
ln(C/Co)
60
70
80
90
100
0 5 10 15 20 25 30
t (phút)
Hch (%)
[Fe2+]o = 0.625mM
[Fe2+]o = 0.4166mM
[Fe2+]o = 0.3125mM
[Fe2+]o = 0.25mM
[Fe2+]o = 0.2083mM
y = -0.1473x - 1.0544
y = -0.2051x - 0.9069

y = -0.2451x - 0.8523
y = -0.3145x - 1.3246
y = -0.6186x - 0.9367
-18
-16
-14
-12
-10
-8
-6
-4
-2
0
0 5 10 15 20 25 30
t (phút)
ln(C /Co)
80
82
84
86
88
90
92
94
96
98
100
102
0 5 10 15 20 25 30
t (phút)

Hch (% )
[Fe2+]o = 0.625mM
[Fe2+]o = 0.4166mM
[Fe2+]o = 0.3125mM
[Fe2+]o = 0.25mM
[Fe2+]o = 0.2083mM
* Và ñược biểu diễn trên ñồ thị Hình 3.7














Hình 3.7. Ảnh hưởng của [Fe
2+
]
o
ñến ñộ chuyển hóa methyl blue của
hệ Fenton (trái) và hệ Fenton/UV (phải).
b/ Hiệu suất COD
• Hệ Fenton
Bảng 3.11: Ảnh hưởng của nồng ñộ Fe

2+
ñến hiệu suất COD (%) của
hệ Fenton
[H
2
O
2
]
o
/[Fe
2+]
o

10 20 30
5 phút 50.3 39.9 15.3
15 phút 66.6 48.3 39.3
25 phút 74.6 60.5 48.6

22
0
10
20
30
40
50
60
70
80
5 15 25
t (phút)

H (C O D % )
[Fe2+]o = 0.625mM
[Fe2+]o = 0.3125mM
[Fe2+]o = 0.2083mM
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
5 15 25
t (phút)
H (CO D% )
[Fe2+]o = 0.625mM
[Fe2+]o = 0.3125mM
[Fe2+]o = 0.2083mM
• Hệ Fenton/UV
Bảng 3.12: Ảnh hưởng của nồng ñộ Fe
2+
ñến hiệu suất COD (%) của
hệ Fenton/UV

Được biểu diễn trên ñồ thị Hình 3.8

Hình 3.8. Ảnh hưởng của [H
2
O
2
]
o
ñến hiệu suất COD của hệ Fenton
(trái) và hệ Fenton/UV (phải).

* Kết quả qua hai Hình 3.7 và 3.8 cho thấy ñối với cả hai hệ
Fenton và Fenton/UV thì hiệu suất chuyển hóa methyl blue, ñộ giảm
COD có xu hướng tăng nhanh khi tăng hàm lượng Fe
2+
, nhưng khi
[Fe
2+
]
o
> 0.4mM thì tăng không ñáng kể nữa.
Với hệ Fenton/UV, sự chuyển hóa methyl blue, ñộ giảm COD
tăng nhanh hơn so với hệ Fenton.
3.1.2.3. Ảnh hưởng của pH
a/ Độ chuyển hóa và hiệu suất chuyển hóa
* Kết quả sau khi tiến hành thí nghiệm:
[H
2

O
2
]
o
/[Fe
2+]
o

10 20 30
5 phút 70.6 43.3 37.5
15 phút 83.5 63.3 49.0
25 phút 86.2 75.5 59.6
23
• Hệ Fenton
Bảng 3.13: Ảnh hưởng pH ñến hiệu suất chuyển hóa methylblue
của hệ Fenton
pH = 1 pH = 3 pH = 5
5 phút 50.0 63.6 9.3
10 phút 53.2 75.7 10.6
15 phút 68.1 84.0 11.9
20 phút 71.6 88.3 13.6
Hiệu suất
chuyển hóa

25 phút 79.3 91.4 16.5

b. Hệ Fenton/UV
Bảng 3.13: Ảnh hưởng pH ñến hiệu suất chuyển hóa methylblue
của hệ Fenton/UV
* Và ñược biểu diễn trên ñồ thị Hình 3.9

pH = 1 pH = 3 pH = 5
5 phút 57.2 90.3 13.3
10 phút 68.9 96.5 33.3
15 phút 75.5 98.1 53.1
20 phút 86.6 99.5 62.6
Hiệu suất
chuyển hóa
25 phút 95.8 100 73.3
24
y = -0.004x - 0.0725
y = -0.0453x - 0.406
y = -0.0724x - 0.6859
-3
-2.5
-2
-1.5
-1
-0.5
0
0 5 10 15 20 25 30
t (phút)
ln(C/Co)

0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 1 2 3 4 5 6
t (phút)
Hch (%)
pH = 1
pH = 3
pH = 5
y = -0.0587x + 0.1586
y = -0.1097x - 0.0759
y = -0.1942x - 1.3328
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
0 5 10 15 20 25 30
t (phút)

ln(C/Co)
0
20
40
60
80
100
120
0 1 2 3 4 5 6
t (phút)
Hch (%)
pH = 1
pH = 3
pH = 5










Hình 3.9. Ảnh hưởng của pH ñến ñộ chuyển hóa methyl blue của hệ
Fenton (trái) và Fenton/UV (phải).
b/ Hiệu suất COD
• Hệ Fenton
Bảng 3.14: Ảnh hưởng pH ñến hiệu suất COD(%) của hệ Fenton
pH = 1 pH = 3 pH = 5

5 phút 29.2 33.1 22.5
15 phút 35.0 44.3 25.0
25 phút 40.6 49.5 26.6
• Hệ Fenton/UV
Bảng 3.14: Ảnh hưởng pH ñến hiệu suất COD(%) của hệ Fenton/UV
pH = 1 pH = 3 pH = 5
5 phút 31.4 42.3 29.0
15 phút 39.8 45.3 35.5
25 phút 43.8 55.6 42.5


25
0
10
20
30
40
50
60
5 15 25
t (phút)
H (COD%)
pH = 1
pH = 3
pH = 5
0
10
20
30
40

50
60
5 15 25
t (phút)
H (COD%)
pH = 1
pH = 3
pH = 5
Được biểu diễn trên ñồ thị 3.10





Hình 3.10. Ảnh hưởng của pH ñến hiệu suất COD của hệ Fenton
(trái) và hệ Fenton/UV (phải).
* Từ hình 9 và 10 cho thấy, khuynh hướng chung là sự phân
hủy methyl blue tăng dần khi pH tăng từ 1 ñến 3 và sau ñó giảm
xuống khi tăng pH lên lớn hơn 4.
- Hệ Fenton/UV: hiệu suất chuyển hóa ñạt ñược rất cao (chỉ
sau 5 phút phản ứng ñã ñạt 90% và sau 25 phút phản ứng methyl blue
ñã chuyển hóa hoàn toàn), hiệu suất COD ño ñược sau 25 phút phản
ứng lên tới xấp xỉ 56%.
3.1.2.4. Ảnh hưởng của nhiệt ñộ
a/ Hiệu suất chuyển hóa
• Hệ Fenton
Bảng 3.15: Ảnh hưởng nhiệt ñộ ñến sự chuyển hóa methylblue của hệ
Fenton
t = 30
o

C t = 50
o
C t = 70
o
C
5 phút 81.7 96.7 98.7
10 phút 91.0 99.8 100
15 phút 93.7 100 100
20 phút 95.3 100 100
Hiệu
suất
chuyển
hóa
25 phút 96.7 100 100
26
80
82
84
86
88
90
92
94
96
98
100
102
0 5 10 15 20 25 30
t (phút)
Hch (%)

t = 30 ñộ
t = 50 ñộ
t = 70 ñộ
88
90
92
94
96
98
100
102
0 5 10 15 20 25 30
t (phút)
H ch (% )
t = 30 ñộ
t = 50 ñộ
t = 70 ñộ
• Hệ Fenton/UV
Bảng 3.16: Ảnh hưởng nhiệt ñộ ñến sự chuyển hóa methylblue của hệ
Fenton/UV
t = 30
o
C t = 50
o
C t = 70
o
C
5 phút 88.7 99.8 99.9
10 phút 96.6 100 100
15 phút 99.5 100 100

20 phút 100 100 100
Hiệu
suất
chuyển
hóa
25 phút 100 100 100
* Và ñược biểu diễn trên ñồ thị Hình 3.11
Hình 3.11. Ảnh hưởng của nhiệt ñộ ñến ñộ chuyển hóa methyl blue
của hệ Fenton (trái) và Fenton/UV (phải).
b/ Hiệu suất COD
• Hệ Fenton
Bảng 3.17: Ảnh hưởng nhiệt ñộ ñến sự chuyển hóa COD của hệ
Fenton
t = 70
o
C t = 50
o
C t = 30
o
C
5 phút 97.5 61.4 40.4
15 phút 99.2 74.8 49.9
25 phút 99.9 79.5 54.3
27
0
20
40
60
80
100

120
5 15 25
T (phút)
H (CO D% )
t = 70 ñộ
t = 50 ñộ
t = 30 ñộ
0
20
40
60
80
100
120
5 15 25
t (phút)
H (COD%)
t = 30 ñộ
t = 50 ñộ
t = 70 ñộ

• Hệ Fenton/UV
Bảng 3.18: Ảnh hưởng nhiệt ñộ ñến sự chuyển hóa COD của hệ
Fenton/UV
t = 30
o
C t = 50
o
C t = 70
o

C
5 phút 55.1 63.2 100
15 phút 60.9 71.9 100
25 phút 73.0 82.0 100
* Và ñược biểu diễn trên ñồ thị Hình 3.12







Hình 3.12. Ảnh hưởng của nhiệt ñộ ñến hiệu suất COD của hệ
Fenton (trái) và hệ Fenton/UV (phải).
Hình 11 và 12 cho thấy khi tăng nhiệt ñộ thì ñộ phân hủy methyl
blue và ñộ giảm COD cũng tăng theo rất nhanh và ñặc biệt tăng
nhanh hơn ñối với hệ Fenton/UV. Nếu ở hệ Fenton sau khi ñun 10
phút ở nhiệt ñộ 50
0
C hiệu suất chuyển hóa ñạt gần 100% thì ở hệ
Fenton/UV chỉ sau 5 phút ñun cũng ở nhiệt ñộ trên hiệu suất chuyển
hóa ñã ñạt xấp xỉ 100%.


28

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
I. KẾT LUẬN
Các yếu tố ảnh hưởng ñến sự phân hủy methyl blue trong
nước bằng hệ phản ứng Fenton (H

2
O
2
/Fe
2+
) và Fenton/UV (có chiếu
xạ UV bước sóng 254 nm) (H
2
O
2
/Fe
2+
/UV) ñã ñược khảo sát. Độ
chuyển hóa methyl blue và ñộ giảm COD tăng lên khi tăng [H
2
O
2
]
o

và [Fe
2+
]
o
cũng như khi tăng nhiệt ñộ dung dịch xử lí ñến 70
o
C. Sự
phân hủy ñạt hiệu suất cao trong khoảng pH từ 2 – 4. Ở nhiệt ñộ
phòng, ñiều kiện tối ưu khi phân hủy dung dịch methyl blue 200ppm
bằng cả hai hệ Fenton và Fenton/UV là [H

2
O
2
]
o
= 6.25mM, [Fe
2+
]
o
=
0.625mM, pH = 3. Ở ñiều kiện này sự chuyển hóa methyl blue ñạt
98% sau 25 phút xử lý bằng Fenton và 100% sau 15 phút xử lý bằng
Fenton/UV.
Nói chung công tác quản lý môi trường ở Việt Nam còn nhiều
hạn chế, ñặc biệt là việc xử lý nước thải trong các cơ sở sản xuất ñặc
biệt là cơ sở dệt nhuộm, ñiều này ảnh hưỏng rất lớn ñến sức khoẻ con
người, các loại ñộng thực vật thuỷ sinh và gây ô nhiễm môi trường
ngày càng nghiêm trọng. Do ñó việc tìm ra giải pháp ñể khắc phục và
giảm thiểu tác ñộng của nó là rất cần thiết. Fenton/UV có thể coi là
một công cụ hữu hiệu trong việc xử lý các chất hữu cơ ñộc và khó
phân huỷ.



29
II. KIẾN NGHỊ
Nghiên cứu này ñã khẳng ñịnh ưu thế của hệ quang xúc tác ñồng
thể Fenton/UV trong quá trình xử lý nước ô nhiễm. Ở nước ta,
phương pháp xử lý này hiện mới ñược ít người nghiên cứu. Qua ñề
tài này, tôi có một số kiến nghị như sau:

- Chất xúc tác Fenton/UV có chi phí thấp, rất dễ tìm mà hiệu
quả xử lý các chất hữu cơ ñộc hại khá cao do vậy nên ñược triển khai
ñưa vào xử lý nước thải.
- Chất xúc tác sau khi tiến hành xử lý tồn tại dưới dạng
hidroxit sắt cần có phương pháp lắng và loại bỏ khỏi dòng thải.