nghiên cứu thực nghiệm xử lý hoạt tính trong nước thải dệt nhuộm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM
KHOA MÔI TRƯỜNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC








ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP


Đề Tài:


NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM XỬ LÝ MÀU
DỆT NHUỘM BẰNG MÔ HÌNH SINH HỌC
KỴ KHÍ HAI BẬC


GVHD : TS. LÊ ĐỨC TRUNG
SVTH : ĐẶNG THỊ HẰNG
LỚP : 08HMT1
MSSV : 08B1080020

HỒ CHÍ MINH, THÁNG 07 NĂM 2010
Nghiên cứu thực nghiệm xử lý màu dệt nhuộm bằng mô hình sinh học kỵ khí 2 bậc


GVHD: TS Lê Đức Trung
SVTH : Đặng Thò Hằng
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KTCN TP.HCM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
KHOA: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
& CN SINH HỌC



NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên : Đặng Thò Hằng MSSV : 08B1080020
Ngành : Kỹ thuật Môi Trường Lớp : 08HMT1
1. Đầu đề đồ án tốt nghiệp: Nghiên cứu thực nghiệm xử lý màu hoạt tính của
nước thải dệt nhuộm bằng mô hình sinh học kỵ khí 2 bậc
2. Nhiệm vụ:
Ø Tổng quan lý thuyết
Ø Xây dựng mô hình thực nghiệm
Ø Chạy mô hình thích nghi
Ø Khảo sát sự ảnh hưởng của yếu tố tải trọng hữu cơ đến hiệu quả
quá trình xử lý của mô hình
Ø Khảo sát thời gian vận hành của mô hình các các thời gian lưu
khác nhau

Ø Tổng hợp, xử lý số liệu, viết báo cáo
3. Ngày giao đồ án tốt nghiệp: 19/04/2010
4. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 20/07/2010
Nghiên cứu thực nghiệm xử lý màu dệt nhuộm bằng mô hình sinh học kỵ khí 2 bậc


GVHD: TS Lê Đức Trung
SVTH : Đặng Thò Hằng
5. Họ tên người hướng dẫn: Phần hướng dẫn:
TS Lê Đức Trung …………………………………
Nội dung và yêu cầu đồ án tốt nghiệp đã được thông qua bộ môn.
Ngày tháng năm 2010
Chủ nghiệm bộ môn. Người hướng dẫn chính
(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)

PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN
Người duyệt (chấm sơ bộ):……………………………………………………..
Đơn vò:……………………………………………………………………………………….
Ngày bảo vệ:…………………………………………………………………........
Điểm tổng kết:………………………………………………………………........
Nơi lưu trữ đồ án tốt nghiệp:……………………………………………………






Nghiên cứu thực nghiệm xử lý màu dệt nhuộm bằng mô hình sinh học kỵ khí 2 bậc

GVHD: TS Lê Đức Trung
SVTH : Đặng Thò Hằng
PHẦN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................






Nghiên cứu thực nghiệm xử lý màu dệt nhuộm bằng mô hình sinh học kỵ khí 2 bậc


GVHD: TS Lê Đức Trung
SVTH : Đặng Thò Hằng
PHẦN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................

.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................



Nghiên cứu thực nghiệm xử lý màu dệt nhuộm bằng mô hình sinh học kỵ khí 2 bậc


GVHD: TS Lê Đức Trung
SVTH : Đặng Thò Hằng
LỜI CẢM ƠN
Xin trân trọng bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến quý thầy cô toàn trường ĐH
kỹ thuật cơng nghệ nói chung và khoa môi trường nói riêng, đã truyền đạt cho em
những kiến thức q báu trong suốt thời gian học tập tại trường.
Em xin gởi lời cảm ơn tới TS Lê Đức Trung. Thầy đã tận tình chỉ bảo,
hướng dẫn em trong suốt thời gian làm khoá luận tốt nghiệp, cùng toàn thể các
thầy cô, anh chò trong phòng thí nghiệm của Viện tài nguyên và môi trường đã tạo
điều kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình nghiên cứu. Mặc dù bận rộn với nhiều
công việc nhưng vẫn nhiệt tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong suốt thời gian thực
tập tại Viện để em có thể hoàn thành tốt khoá luận tốt nghiệp này.
Con xin gửi lời cảm ơn sự giáo dục và hy sinh lớn lao của ba mẹ cho con từ

nhỏ cho đến lúc trưởng thành, luôn sát cánh bên con, giúp con vượt qua những khó
khăn trong cuộc sống.
Xin cảm ơn tất cả bạn bè đã luôn chia sẻ, giúp đỡ và động viên tôi rất nhiều
trong thời gian qua.
Và cuối cùng một lần nữa em xin kính chúc Ban Giám Hiệu, Khoa môi
trường cùng các q thầy cô sức khoẻ, thành công hơn nữa trong việc trồng người,
và em chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của TS Lê Đức Trung và các anh chò trong
Viện tài nguyên và môi trường
Trong suốt quá trình nghiên cứu tìm hiểu và học tập chắc chắn không thể
tránh khỏi nhiều thiếu sót, em rất mong sự đóng góp ý kiến q báu của q thầy
cô và cùng toàn thể các anh chò trong phòng thí nghiệm của Viện tài nguyên và
môi trường, để em có thể nâng cao kiến thức và góp phần tạo công việc của em
sau này tốt hơn.
Nghiên cứu thực nghiệm xử lý màu dệt nhuộm bằng mô hình sinh học kỵ khí 2 bậc


GVHD: TS Lê Đức Trung
SVTH : Đặng Thò Hằng
TpHCM. ngày 18/07/2010
Đặng Thò Hằng

Nghiên cứu thực nghiệm xử lý màu dệt nhuộm bằng mô hình sinh học kỵ khí 2 bậc


GVHD: TS Lê Đức Trung
SVTH : Đặng Thò Hằng
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1 : MỞ ĐẦU....................................................................................... 1
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................................... 1
1.2. MỤC TIÊU VÀ ĐỐI TƯNG NGHIÊN CỨU ............................................. 2
1.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .......................................................................... 2
1.4. PHẠM VI NGHIÊN CỨU ............................................................................. 3
1.5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................................................. 3
1.5.1. Nghiên cứu lý thuyết ............................................................................... 3
1.5.2 Nghiên cứu thực nghiệm .......................................................................... 3
1.6. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI ............ 4
1.6.1. Ý nghóa khoa học .................................................................................... 4
1.6.2. Ý nghóa thực tiễn ..................................................................................... 4
1.7. TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI.............................................................................. 4
CHƯƠNG 2 : TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ................................ 6
2.1. TỔNG QUAN VỀ NGÀNH DỆT NHUỘM VÀ CÔNG NGHỆ NHUỘM.... 6
2.1.1. Ngành dệt nhuộm .................................................................................... 6
2.1.2. Công đoạn nhuộm hoàn tất : ................................................................... 8
2.1.3. Các công nghệ nhuộm............................................................................. 8

2.2. TỔNG QUAN VỀ MÀU NHUỘM................................................................ 9
2.2.1. Nguồn gốc ............................................................................................... 9
2.2.2. Phân loại.................................................................................................. 9
2.3. Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG CỦA NƯỚC THẢI NGÀNH DỆT NHUỘM Ở
VIỆT NAM......................................................................................................... 14
2.4. MỘT SỐ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI NGÀNH DỆT NHUỘM ... 18
Nghiên cứu thực nghiệm xử lý màu dệt nhuộm bằng mô hình sinh học kỵ khí 2 bậc


GVHD: TS Lê Đức Trung
SVTH : Đặng Thò Hằng
2.4.1. Các sơ đồ công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm trên thế giới bằng công
nghệ sinh học kết hợp ..................................................................................... 18
2.4.2. Các sơ đồ công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm tại Việt Nam............. 20
2.4.3. Đánh giá các công nghệ xử lý nước thải ngành dệt nhuộm và đề xuất
công nghệ mới phù hợp................................................................................... 21
2.5. LÝ THUYẾT VỀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI KỴ KHÍ............... 22
2.5.1. Bản chất và phân loại các quá trình xử lý kỵ khí .................................. 22
2.5.2. Cơ sở sinh hóa và động học của quá trình phân hủy kỵ khí chất hữu cơ24
2.5.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hoạt động của các công trình sinh
học kỵ khí ........................................................................................................ 29
2.5.4. Ưu nhược điểm công nghệ sinh học kỵ khí ........................................... 32
2.5.5. Quá trình sinh học kỵ khí nhiều ngăn.................................................... 33
2.6. CƠ CHẾ LOẠI BỎ MÀU HOẠT TÍNH AZO TRONG ĐIỀU KIỆN KỴ KHÍ
............................................................................................................................ 39
2.6.1. Cơ chế ................................................................................................... 39
2.6.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự loại bỏ màu bằng sinh học ..................... 41
2.7. CÁC NGHIÊN CỨU XỬ LÝ MÀU NHUỘM BẰNG CÔNG NGHỆ SINH
HỌC TRÊN THẾ GIỚI ...................................................................................... 43
CHƯƠNG 3 : NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM................................................ 51

3.1. KẾ HOẠCH NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ........................................... 51
3.2. CÁC BƯỚC THỰC NGHIỆM..................................................................... 51
3.2.1. Giai đoạn 1: Chạy thích nghi mô hình................................................... 51
3.2.2. Giai đoạn 2: giai đoạn xử lý .................................................................. 52
3.3. GIỚI THIỆU MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM ................................................. 52
3.3.1. Mô hình sinh học kỵ khí 3 ngăn ............................................................ 52
Nghiên cứu thực nghiệm xử lý màu dệt nhuộm bằng mô hình sinh học kỵ khí 2 bậc


GVHD: TS Lê Đức Trung
SVTH : Đặng Thò Hằng
3.3.2. Mô hình cột lọc kỵ khí:.......................................................................... 56
3.4. NGUYÊN VẬT LIỆU SỬ DỤNG TRONG MÔ HÌNH............................... 58
3.4.1. Nước thải dệt nhuộm ............................................................................. 58
3.4.2. Sinh khối – bùn kỵ khí .......................................................................... 62
3.4.3. Giá thể vật liệu đệm.............................................................................. 62
3.5. NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA MÔ HÌNH ........................................ 63
3.6. CÁC THÔNG SỐ VẬN HÀNH MÔ HÌNH ................................................ 64
3.7. NỘI DUNG THÍ NGHIỆM ......................................................................... 65
3.7.1. Thí nghiệm giai đoạn thích nghi ........................................................... 65
3.7.2. Thí nghiệm giai đoạn tăng tải trọng...................................................... 66
3.7.3. Thí nghiệm xác đònh thời gian vận hành tối ưu..................................... 66
3.8. LẤY MẪU, BẢO QUẢN MẪU VÀ PHÂN TÍCH MẪU............................ 67
3.9. PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ XỬ LÝ..................................... 71
CHƯƠNG 4 : KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN........................................................ 72
4.1. GIAI ĐOẠN CHẠY THÍCH NGHI............................................................. 72
4.2. GIAI ĐOẠN CHẠY TĂNG TẢI TRỌNG .................................................. 75
4.3. XÁC ĐỊNH THỜI GIAN VẬN HÀNH TỐI ƯU......................................... 79
4.3.1. Thời gian lưu HRT = 24h ...................................................................... 79
4.3.2. Thời gian lưu HRT = 36h ...................................................................... 80

4.3.3. Thời gian lưu HRT = 48h ...................................................................... 82
4.3.4. Thời gian lưu HRT = 54h ...................................................................... 84
4.4. XÂY DỰNG PHƯƠNG TRÌNH.................................................................. 87
4.4.1 Phương trình sự tương quan giữa hiệu suất sử lý màu vào tải trọng....... 87
Nghiên cứu thực nghiệm xử lý màu dệt nhuộm bằng mô hình sinh học kỵ khí 2 bậc


GVHD: TS Lê Đức Trung
SVTH : Đặng Thò Hằng
4.4.2 Phương trình tương quan giữa tải trọng và thời gian lưu ........................ 88
CHƯƠNG 5 : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................... 90
5.1. KẾT LUẬN ................................................................................................. 90
5.2. KIẾN NGHỊ................................................................................................. 91

Nghiên cứu thực nghiệm xử lý màu dệt nhuộm bằng mô hình sinh học kỵ khí 2 bậc


GVHD: TS Lê Đức Trung
SVTH : Đặng Thò Hằng
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1. Những ưu và nhược điểm chủ yếu của màu nhuộm hoạt tính: .............. 14

Bảng 2.2. Các phân lớp màu nhuộm và phần trăm màu đi vào dòng thải............. 15

Bảng 2.3. Các phản ứng sinh acetate và sự thay đổi năng lượng tự do .......... 26

Bảng 2.4. Phản ứng sinh methane và sự thay đổi năng lượng tự do .............. 28

Bảng 2.5. So sánh quá trình phân huỷ kỵ khí ở hai khoảng nhiệt độ ưa ấm 35
o
C và
hiếu nhiệt 55
o
C ..................................................................................................... 30

Bảng 3.1. Kế hoạch nghiên cứu thực nghiệm........................................................ 51

Bảng 3.2. Thuốc nhuộm REACTIVE BRILLIANT RED K-2BP (C.I.REACTIVE
RED 24 ) ................................................................................................................ 59

Bảng 3.3. Chỉ số COD 1 lít nước thải pha với khối lượng tương ứng..................... 59

Bảng 3.4. Thành phần dinh dưỡng bổ sung vào dòng vào mô hình....................... 61

Bảng 3.5. Vạch bơm tương ứng với lưu lượng và thời gian lưu ............................. 67

Bảng 3.6. Các chỉ tiêu và phương pháp phân tích: ................................................ 69

Bảng 4.1. Kết quả thí nghiệm trong giai đoạn thích nghi...................................... 72

Bảng 4.2. Kết quả giai đoạn tăng tải trọng............................................................ 75

Bảng 4.3. Kết quả ở HRT = 24h ............................................................................ 79

Bảng 4.4. Kết quả xử lý nước thải ở HRT = 36h ................................................... 80

Bảng 4.5. Kết quả xử lý nước thải ở HRT = 48h ................................................... 82

Bảng 4.6. Kết quả xử lý nước thải ở HRT = 54h .................................................. 84

Bảng 4.7. Thông số phương trình sự tương quan giữa hiệu suất sử lý màu vào tải
trọng....................................................................................................................... 87

Bảng 4.8 Phương trình tương quan giữa tải trọng và thời gian lưu ........................ 88




Nghiên cứu thực nghiệm xử lý màu dệt nhuộm bằng mô hình sinh học kỵ khí 2 bậc

GVHD: TS Lê Đức Trung
SVTH : Đặng Thò Hằng
DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2.1. Công nghệ dệt nhuộm hàng sợi bông và các nguồn nước thải ................ 7

Hình 2.2. Công thức cấu tạo hoá học của nhân antraquinon ................................. 10

Hình 2.3. Công thức cấu tạo hoá học của gốc mang màu Azin và Tiazin ............. 11

Hình 2.4. Công thức cấu tạo hoá học của nhóm mang màu Phtaloxianin ............. 11

Hình 2.5. Cấu tạo màu nhuộm Procion Yellow HER (CI Reactive Yellow 84).... 13

Hình 2.6. Cấu tạo hoá học màu nhuộm dẫn xuất của pirimidin ............................ 13

Hình 2.7. Sơ đồ keo tụ - hiếu khí – hồ nhân tạo ở Greven (CHLB Đức) ............. 19

Hình 2.8. Sơ đồ công nghệ Hoá lý – Sinh học....................................................... 20

Hình 2.9. Sơ đồ quá trình phân hủy kỵ khí các hợp chất hữu cơ........................... 23

Hình 2.10. Các loại quá trình kỵ khí. ..................................................................... 24

Hình 2.11. Cấu tạo màng Vi sinh vật..................................................................... 34

Hình 2.12. Hoạt động của màng Vi sinh vật.......................................................... 35

Hình 2.13. Chuỗi các VSV tạo thành màng vi sinh ............................................... 36

Hình 2.14. Các cơ chế khử màu nhuộm azo .......................................................... 40

Hình 3.1. Mô hình sinh học kỵ khí 3 ngăn............................................................. 53

Hình 3.2. Khung giá thể vật liệu đệm và cách bố trí............................................. 54

Hình 3.3. Bố trí vật liệu đệm trong mô hình sinh học kỵ khí 3 ngăn..................... 55

Hình 3.4. Bơm đònh lượng...................................................................................... 56

Hình 3.5. Mô hình cột lọc sinh học kỵ khí ............................................................. 56

Hình 3.6. Mô hình kỵ khí ba ngăn trong thực nghiệm ........................................... 57

Hình 3.7. Cách bố trí giá thể vào mô hình coat lọc sinh học ................................ 57

Hình 3.8. Mô hình kỵ khí ba ngăn kết hợp với cột lọc kỵ khí trong thực nghiệm.. 58

Hình 3.9. Mẫu nước thải dệt nhuộm mô phỏng ..................................................... 61

Hình 3.10. Bùn vi sinh được nuôi cấy bởi Công ty Phân bón Hoà Bình – Quận Tân
Phú – Tp. Hồ Chí Minh ......................................................................................... 62

Hình 3.11.Cấu tạo giá thể...................................................................................... 63

Nghiên cứu thực nghiệm xử lý màu dệt nhuộm bằng mô hình sinh học kỵ khí 2 bậc

GVHD: TS Lê Đức Trung
SVTH : Đặng Thò Hằng
Hình 3.12. Giá thể trong mô hình thực nghiệm ..................................................... 63

Hình 3.13. Mô hình sinh học kỵ khí ba ngăn kết hợp với lọc sinh học kỵ khí ...... 64

Hình 3.14. Ống phân tích COD.............................................................................. 70

Hình 3.15. Máy đo pH ........................................................................................... 70

Hình 3.16 Máy đo độ màu ..................................................................................... 70

Hình 4.1.Hàm lượng COD vào và ra trong từng mô hình trong giai đoạn thích nghi
............................................................................................................................... 73

Hình 4.2. Độ màu vào và ra trong từng mô hình trong giai đoạn thích nghi ......... 73

Hình 4.3. Bùn chưa bám vào giá thể ..................................................................... 74

Hình 4.4. Bùn bám vào giá thể .............................................................................. 75

Hình 4.5. Hiệu suất xử lý COD theo tải trọng ...................................................... 76

Hình 4.6. Hiệu suất xử lý BOD theo tải trọng ....................................................... 76

Hình 4.7. Hiệu suất xử lý độ màu theo tải trọng.................................................... 76

Hình 4.8. Sự biến thiên pH qua các quá trình xử lý............................................... 78

Hình 4.9. Biểu đồ xử lý độ màu và COD, BOD ở HRT =24h................................ 79

Hình 4.10. Sự biến thiên giá trò pH ở HRT = 24h.................................................. 80

Hình 4.11. Hiệu quả xử lý độ màu và COD,BOD ở HRT = 36h........................... 81

Hình 4.12. Sự biến thiên giá trò pH ở HRT = 36h................................................. 81

Hình 4.13. Hiệu suất xử lý độ màu và COD, BOD ở HRT = 48h.......................... 82

Hình 4.14. Sự biến thiên pH ở HRT =48h ............................................................. 83

Hình.4.15. Mẫu nước thải đầu vào và mẫu đầu ra sau bể sinh học ba ngăn và cột
lọc ở HRT = 48h. ................................................................................................... 83

Hình 4.16. Hiệu quả xử lý độ màu và COD, BOD ở HRT = 54h.......................... 84

Hình 4.17. Sự biến thiên pH ở HRT =54h ............................................................. 85

Hình 4.18. Biểu đồ hiệu quả xử lý COD, BOD và màu trong các thời gian lưu.... 86

Hình 4.19. Biểu đồ biểu diễn hiệu suất xử lý COD theo thơi giai lưu................... 86

Hình 4.20. Biểu đồ chỉ số BOD và COD trong các thời gian lưu .......................... 86

Nghiên cứu thực nghiệm xử lý màu dệt nhuộm bằng mô hình sinh học kỵ khí 2 bậc

GVHD: TS Lê Đức Trung
SVTH : Đặng Thò Hằng
Hình 4.21. Biểu đồ thể hiện khả năng xứ lý của mô hình qua các thời gian lưu ... 87

Nghiên cứu thực nghiệm xử lý màu dệt nhuộm bằng mô hình sinh học kỵ khí 2 bậc

GVHD: TS Lê Đức Trung
SVTH : Đặng Thò Hằng

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
STT VIẾT TẮT CHÚ THÍCH
1.
BOD
Biochemical Oxygen Demand
Nhu cầu oxy sinh hóa
2. COD
Chemical Oxygen Demand
Nhu cầu oxy hóa học
3. DO
Dissolved Oxygen
Ôxy hòa tan
4. DTPA Diethylenetriaminepentacetic acid
5. EDTA Ethylenediaminetetracitic acid

6. FAS
Ferrous amonium sulfate
Fe(NH
4
)
2
(SO
4
)
2
.6H
2
O
7. HRT Hydraulic Retention Time – Thời gian lưu nước
8. MCABR
Multichamber anaerobic bioreactors
Bể phản ứng kỵ khí nhiều ngăn
9. SRT Sludge retention time -
10. SS
Suspended Solid
Chất rắn lơ lửng
11. TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam
12. VFA
Volatile fatty acids
Acid béo bay hơi
13. VSV Vi sinh vật
14. UAF Upflow Anaerobic Filter - Lọc kỵ khí với dòng lên
Nghiên cứu thực nghiệm xử lý màu dệt nhuộm bằng mô hình sinh học kỵ khí 2 bậc

GVHD: TS Lê Đức Trung

SVTH : Đặng Thò Hằng
TÓM TẮT LUẬN VĂN
Dệt nhuộm ở nước ta là ngành công nghiệp có mạng lưới sản xuất rộng lớn với
nhiều mặt hàng, nhiều chủng loại và gần đây tốc độ tăng trưởng kinh tế rất cao.
Các doanh nghiệp đã sử dụng rất nhiều phẩm màu mà thành phần cấu tạo của hợp
chất màu khó xử lý hoặc nếu xử lý rất tốn kém. Mặc khác, vấn đề ý thức môi
trường của các doanh nghiệp chỉ mang tính chất đối phó và công tác quản lý chưa
chặt chẽ, đồng bộ, nên vấn đề ô nhiễm từ ngành nhuộm chưa được khắc phục triệt
để. Từ đó, yêu cầu cần có những nghiên cứu công nghệ xử lý phù hợp cho ngành
dệt nhuộm tại TpHCM.
Đề tài “Nghiên cứu thực nghiệm xử lý màu hoạt tính trong nước thải dệt
nhuộm bằng mô hình công nghệ sinh học kỵ khí hai bậc ” Nghiên cứu khả
năng và hiệu quả xử lý màu của mô hình kết hợp giữa sinh học kỵ khí nhiều ngăn
với lọc kỵ khí dòng chảy ngược nhằm nâng cao hiệu quả xử lý màu hoạt tính trong
nước thải dệt nhuộm. Sau thời gian tổng hợp và nghiên cứu lý thuyết đưa ra quyết
đònh tiến hành pha nước thải dệt nhuộm với quy mô phòng thí nghiệm, với hai giai
đoạn và cách pha khác nhau:
- Giai đoạn chạy thích nghi pha theo phương trình thiết lập dựa trên tỷ lệ
COD/BOD.
- Giai đoạn nghiên cứu thực nghiệm pha theo đề tài nghiên cứu của nhóm tác
giả C. O’Nell, A. Lopez, S. Esteves, F. R. Hawkers được công bố trên tạp chí khoa
học với nghiên cứu “ Azo-dye degradation in an anaerobic – aerobic treatment
system operating on simulated textile effluent “ và được pha phù hợp với thuốc
nhuộm và điều kiện hóa chất nước ta.
Trong quá trình tiến hành làm khóa luận thu được nhiều hiện tượng và kết
quả tố góp phần mở tiền đề cho các nghiên cứu sau: hiện tượng phú dưỡng, sinh
Nghiên cứu thực nghiệm xử lý màu dệt nhuộm bằng mô hình sinh học kỵ khí 2 bậc

GVHD: TS Lê Đức Trung
SVTH : Đặng Thò Hằng

khí có mùi hôi, màng vi sinh bò chết… hiệu suất xử lý màu tối ưu và BOD, COD
cao ở HRT = 48h (hiệu suất màu đạt 91%) So với TCVN 5945:2005 - Nước thải
công nghiệp - Tiêu chuẩn thải cột A. Cùng với kết quả xây dựng phương trình
tương quan giữa hiệu suất xử lý màu và tải trọng, thời gian lưu làm tiền đề và cơ
sở xậy dựng trên thực tế và các nghiên cứu sau này.










Nghiên cứu thực nghiệm xử lý màu dệt nhuộm bằng mô hình sinh học kỵ khí 2 bậc

GVHD: TS Lê Đức Trung
SVTH : Đặng Thò Hằng Trang 1
CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Ngành công nghiệp dệt may đã được hình thành và phát triển hơn một thế
kỷ, đã trở thành một trong những ngành công nghiệp quan trọng trong đời sống xã
hội và kinh tế nước ta. Giá trò xuất khẩu ngành dệt may chỉ đứng sau công nghiệp
dầu khí.
Tuy nhiên ngành công nghiệp này làm phát sinh một lượng nước thải lớn và
khó xử lý, gây ra nhiều vấn đề cho môi trường nước khi được xả trực tiếp vào hệ
thống cống rãnh không qua xử lý. Đáng chú ý hơn, trong quá trình dệt nhuộm hàng
trăm loại hoá chất khác nhau đã được sử dụng như alkyl phenol ethoxylates,
ethylenediaminetetracitic acid (EDTA) và diethylenetriaminepentacetic acid

(DTPA) có độc tính cao đối với môi trường. Bên cạnh đó, sự hiện diện của thuốc
nhuộm trong nước ngăn cản sự xuyên thấu của ánh sáng mặt trời vào nước, làm
giảm quá trình quang hợp kéo theo sự giảm nồng độ oxy hòa tan trong nước và
làm tăng ô nhiễm nguồn nước. Thuốc nhuộm còn có độc tính đối với nhiều loài
động vật thủy sinh, màu của thuốc nhuộm làm mất vẻ mỹ quan của môi trường
nước. Hơn thế nữa, trong môi trường kỵ khí, một số loại thuốc nhuộm sẽ bò khử tạo
thành những vòng amin thơm, đây là những loại chất độc gây ra ung thư và biến dò
cho người và động vật.
Nhìn chung, phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm được áp dụng phổ biến
ở các cơ sở dệt nhuộm ở nước ta chủ yếu là phương pháp hoá học, sử dụng acid
trung hòa kiềm và các chất tạo phản ứng oxy hoá khử. Tuy đem lại hiệu quả xử lý
khá cao nhưng giá thành xử lý lại cao. Nên việc vận hành những hệ thống này
cũng không thường xuyên, mang tính chất đối phó với các cơ quan quản lý nhà
nước về môi trường
Bên cạnh phương pháp xử lý hóa học, phương pháp xử lý sinh học đang
được quan tâm nghiên cứu để xử lý nước thải dệt nhuộm do hiệu quả xử lý cao, giá
Nghiên cứu thực nghiệm xử lý màu dệt nhuộm bằng mô hình sinh học kỵ khí 2 bậc

GVHD: TS Lê Đức Trung
SVTH : Đặng Thò Hằng Trang 2
thành xử lý thấp, dễ vận hành. Bên cạnh đó, nhiều nghiên cứu cho thấy màu
nhuộm trong nước thải dệt nhuộm có thể được xử lý bằng các chủng vi sinh vật
thuần khiết hoặc hỗn hợp trong mô hình liên tục hoặc bán liên tục và bán liên tục
Vì vậy nghiên cứu tìm ra các quy trình để xử lý được nước thải mang màu từ các
cơ sở dệt nhuộm là nhu cầu của thực tiễn sản xuất, nhằm giải quyết triệt để những
tồn tại lâu nay trong nước thải từ ngành dệt nhuộm. Đề tài “Nghiên cứu thực
nghiệm xử lý màu hoạt tính trong nước thải dệt nhuộm bằng mô hình công
nghệ sinh học kỵ khí hai bậc” là một hướng nhằm góp phần giảm thiểu tác động
của màu từ nước thải dệt nhuộm ra môi trường bên ngoài.
1.2. MỤC TIÊU VÀ ĐỐI TƯNG NGHIÊN CỨU

Mục tiêu
: Nghiên cứu khả năng và hiệu quả xử lý của mô hình kết hợp
giữa sinh học kỵ khí nhiều ngăn với lọc kỵ khí dòng chảy ngược nhằm nâng cao
hiệu quả xử lý màu azo (hoạt tính) trong nước thải dệt nhuộm.
Đối tượng:
nước thải dệt nhuộm pha quy mô phòng thí nghiệm
1.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
− Tổng quan cơ sở lý thuyết và thực tế áp dụng công nghệ sinh học kỵ khí để
xử lý nước thải ngành công nghiệp dệt nhuộm.
− Thiết lập và chạy mô hình nghiên cứu thực nghiệm đánh giá khả năng của
mô hình công nghệ kết hợp giữa sinh học kỵ khí nhiều ngăn với mô hình lọc
kỵ khí dòng chảy ngược để xử lý màu trong nước thải ngành công nghiệp
dệt nhuộm.
− Đánh giá hiệu quả xử lý của mô hình công nghệ kết hợp trên cơ sở so sánh
với các mô hình công nghệ thông dụng khác trong xử lý màu hoạt tính của
nước thải dệt nhuộm.
− Thiết lập phương trình trương quan giữa hiệu suất xử lý màu phụ thuộc vào
tải trọng và thời gian lưu của nức thải dệt nhuộm

Nghiên cứu thực nghiệm xử lý màu dệt nhuộm bằng mô hình sinh học kỵ khí 2 bậc

GVHD: TS Lê Đức Trung
SVTH : Đặng Thò Hằng Trang 3
1.4. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Nước thải dệt nhuộm là một loại nước thải phức tạp về thành phần và tính
chất. Mặt khác, muốn đánh giá hiệu quả xử lý nước thải dệt nhuộm thì ta cần đánh
giá ở nhiều chỉ tiêu như: pH, độ màu, độ đục, mùi, COD, BOD, SS, N, P, các kim
loại nặng, …. Tuy nhiên, một bài luận văn tốt nghiệp với thời gian hoàn thành ngắn
nên không thể giải quyết được tất cả các vấn đề trên. Do đó, luận văn này chỉ tập
trung giải quyết các vấn đề bức xúc nhất của hầu hết các công trình xử lý nước

thải dệt nhuộm tại Việt Nam đó là vấn đề xử lý màu và COD, BOD, SS của nước
thải dệt nhuộm.
Về loại màu trong nước thải nhuộm, luận văn chỉ tập trung nghiên cứu
nhóm màu azo hiện chiếm khoảng 50 – 70% các loại màu đang sử dụng tại Việt
Nam.
−
Nghiên cứu được thực hiện trong quy mô phòng thí nghiệm tại Viện Môi
trường và Tài nguyên.
−
Các mẫu thí nghiệm được phân tích tại Viện Môi trường và Tài nguyên
1.5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1.5.1. Nghiên cứu lý thuyết
− Thu thập tài liệu trong và ngoài nước có liên quan đến nội dung nghiên cứu.
− Điều tra khảo sát thu thập số liệu thực tế về nước thải ô nhiễm của một
doanh nghiệp dệt nhuộm điển hình tại Tp.HCM.
− Tổng hợp phân tích, so sánh và đánh giá lựa chọn hướng nghiên cứu phù
hợp.
− Phân tích đánh giá điều kiện thực tế về kỹ thuật, kinh tế, xã hội để xác đònh
giới hạn nghiên cứu và phương án thực nghiệm.
1.5.2 Nghiên cứu thực nghiệm
− Xây dựng và vận hành mô hình qui mô phòng thí nghiệm đánh giá khả
năng xử lý màu, COD, BOD trong nước thải dệt nhuộm bằng công nghệ
Nghiên cứu thực nghiệm xử lý màu dệt nhuộm bằng mô hình sinh học kỵ khí 2 bậc

GVHD: TS Lê Đức Trung
SVTH : Đặng Thò Hằng Trang 4
sinh học kỵ khí kết hợp giữa mô hình kỵ khí nhiều ngăn và mô hình lọc kỵ
khí dòng chảy ngược.
− Lập kế hoạch thực nghiệm.
− Xử lý kết quả bằng Excel, phần mềm xử lý dữ liệu Statgraphics

1.6. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
1.6.1. Ý nghóa khoa học
Kết quả của đề tài là những dẫn liệu khoa học thực tế cho thấy cái nhìn
đúng hơn về tác dụng của các vi sinh vật kỵ khí trong xử lý màu, BOD và COD
trong nước thải dệt nhuộm hoạt tính, nó cũng là cơ sở khoa học để ứng dụng trong
nghiên cứu để xử lý các loại màu nhuộm khác nhau.
1.6.2. Ý nghóa thực tiễn
Màu là chỉ tiêu rất khó để xử lý. Các nhà máy, xí nghiệp nhuộm đang cần
có quy trình công nghệ thích hợp để xử lý hiệu quả màu trong dòng thải. Muốn xử
lý màu đạt chuẩn thải ra môi trường cần phải có những công nghệ tiên tiến như lọc
màng, oxi hóa.... tuy nhiên giá thành lại rất cao. Trong khi đó, công nghệ xử lý
sinh học với ưu điểm của mình là nguyên liệu rẻ, dễ tìm, hệ thống xử lý dễ vận
hành, giá thành thấp nên đang ngày càng chiếm dần ưu thế. Vì vậy, kết quả
nghiên cứu sẽ góp phần xây dựng quy trình xử lý phù hợp và cải tiến quy trình để
nâng cao hiệu quả xử lý màu trong nước thải từ các nhà máy nhuộm.
1.7. TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI
- Màu hoạt tính trong nước thải dệt nhuộm là hợp chất khó phân huỷ, khó
xử lý bằng phương pháp hóa lý. Công nghệ xử lý sinh học đã phát triển và được
ứng dụng rất hiệu quả trong việc xử lý loại nước thải này. Một số nghiên cứu cho
thấy xử lý nước thải dệt nhuộm bằng công nghệ kết hợp giữa kỵ khí và hiếu khí
mang lại hiệu quả khử COD rất cao. Tuy nhiên, nghiên cứu cũng cho thấy rằng,
màu của nước thải dệt nhuộm được xử lý chủ yếu ở giai đoạn kỵ khí, giai đoạn
hiếu khí mang lại hiệu quả khử màu không cao. Do vậy, luận văn tiến hành
Nghiên cứu thực nghiệm xử lý màu dệt nhuộm bằng mô hình sinh học kỵ khí 2 bậc

GVHD: TS Lê Đức Trung
SVTH : Đặng Thò Hằng Trang 5
nghiên cứu thí nghiệm mở rộng với mô hình sinh học kỵ khí nhiều ngăn (MCABR)
với lọc kỵ khí dòng chảy ngược (UAF) liên tục để tăng hiệu quả xử lý màu, COD
và BOD

- Việc áp dụng biện pháp sinh học trong xử lý dệt nhuộm được áp dụng
rộng rãi trên thế giới nói chung và tại Việt Nam nói riêng. Tuy nhiên, việc nghiên
cứu xử lý màu trong nước thải dệt nhuộm của mô hình kết hợp giữa sinh học kỵ
khí nhiều ngăn với lọc kỵ khí dòng chảy ngược chưa được nghiên cứu cụ thể tại
Việt Nam.
















Nghiên cứu thực nghiệm xử lý màu dệt nhuộm bằng mô hình sinh học kỵ khí 2 bậc

GVHD: TS Lê Đức Trung
SVTH : Đặng Thò Hằng Trang 6
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
2.1. TỔNG QUAN VỀ NGÀNH DỆT NHUỘM VÀ CÔNG NGHỆ NHUỘM
2.1.1. Ngành dệt nhuộm
Dệt nhuộm là loại hình công nghiệp đa dạng về chủng loại sản phẩm và có
sự thay đổi lớn về nguyên liệu, đặc biệt là thuốc nhuộm. Một cách tổng quát,

ngành công nghiệp dệt nhuộm ở nước ta được chia thành các loại sau:
- Dệt và nhuộm vải cotton: với loại vải này thuốc nhuộm hoạt tính hoặc thuốc
nhuộm hoàn nguyên hoặc thuốc nhuộm trực tiếp được sử dụng ở hầu hết các nhà
máy dệt (Công ty dệt may Gia Đònh, Công ty dệt Sài Gòn,…)
- Dệt và nhuộm sợi tổng hợp (polyester): thuốc nhuộm phân tán (Công ty dệt
Thành Công, Công ty dệt Sài Gòn,…)
- Dệt và nhuộm vải peco: thuốc nhuộm hoàn nguyên và phân tán (Công ty
dệt Sài Gòn)
- Ươm tơ và dệt lụa: đây là dạng công nghiệp mới được phát triển ở nước ta
thời gian sau này, với nguyên liệu chủ yếu là ở trong nước.
Với mọi loại xơ thì quy trình sản xuất dệt nhuộm đều có thể chia thành ba bước
chính: sản xuất sợi, dệt vải, xử lý hoàn tất vải.
Nhuộm được thực hiện để tạo ra màu sắc cho vải. Khâu này nằm trong bước
xử lý hoàn tất vải, cơ bản liên quan đến sự khuyếch tán các phân tử màu nhuộm
trong tấm vải cần nhuộm màu. Trong quá trình nhuộm, các phân tử màu nhuộm
này nhanh chóng liên kết với bề mặt của từng xơ sợi, hình thành nên một lớp
mỏng và khuyếch tán vào sâu bên trong xơ sợi.





Nghiên cứu thực nghiệm xử lý màu dệt nhuộm bằng mô hình sinh học kỵ khí 2 bậc

GVHD: TS Lê Đức Trung
SVTH : Đặng Thò Hằng Trang 7

Hình 2.1. Công nghệ dệt nhuộm hàng sợi bông và các nguồn nước thải .
Kéo sợi, chải, ghép,
đánh bóng
Hồ sợi
Dệt vải
Giũ hồ
Nấu
Xử lý axit, giặt
Tẩy trắng

Giặt
Làm bóng
Nhuộm, in hoa
Giặt
Hoàn tất, văng khổ
Sản phẩm
Nguyên liệu đầu vào
H
2
O, tinh bột, phụ gia,
hơi nước
Enzym, NaOH
NaOH, hóa chất Hơi
nước
H
2
SO
4
, H
2
O
Chất tẩy trắng
H
2
SO
4
H
2
O, chất tẩy
giặt

NaOH, hóa chất
Dung dòch nhuộm
H
2
SO
4,
H
2
O
2
, chất tẩy
giặt

Hơi nước, Hồ, hóa chất
Nước thải chứa hồ tinh
bột, hóa chất
Nước thải chứa hồ tinh
bột bò thủy phân
Nước thải
Nước thải
Nước thải
Nước thải
Nước thải
Dòch nhuộm thải
Nước thải
Nước thải
H
2
O
2

, NaOCl, hóa chất