Nghiên c u mô hình hóa động học phản ng xúc tác quang trong công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm

HUST

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ

TT

NỘI DUNG

TRANG

1

Hình 1.1

Một số phƣơng pháp xử lý nƣớc thải dệt nhuộm

12

2

Hình 1.2

Biến thiên enthalpy tự do Gibbs của phản ứng

23

3

Hình 1.3

Sự phụ thuộ v o nhiệt ộ ủ

4

Hình 1.4

Ảnh hƣởng ủ
huy n h

5

Hình 1.5

Xá

ộ huy n h

n

ng

ộng họ v nhiệt ộng họ tới ộ

ủ phản ứng h

hợp t

24
25

nhiệt

ịnh h ng số vận tốc phản ứng k(T) b ng phƣơng

pháp vi phân
6

Hình 1.6

Tá

7

Hình 1.7

So sánh giữa 2 xúc tác

29

8

Hình 1.8

Giản ồ quá trình hấp phụ ẳng nhiệt

30

9

Hình 1.9

Xá

31

10

Hình 1.10

Giản ồ quá trình hấp phụ ẳng áp

32

11

Hình 1.11

Giản ồ vận tốc phản ứng

33

12

Hình 1.12

Giản ồ nồng ộ của hệ dị th

34

13

Hình 2.1

Cấu tạo phân tử Methylene Blue trihydrat

36

14

Hình 3.1

Lấy mẫu MB theo ịnh lƣợng

39

15

Hình 3.2

Quá trình pha hóa chất MB

39

16

Hình 3.3

Đo dải hấp thụ quang b ng máy o UV-vis

40

17

Hình 3.4

Quang phổ hấp thụ của dung dịch MB

40

18

Hình 3.5

Đồ thị bi u thị ộ hấp thụ quang của phân tử MB

42

HV: Nguyễn Anh Tuấn

ộng của xúc tác

27

ịnh thông số Langmuir nm và b

29

1


HUST

TT

NỘI DUNG

TRANG

19

Hình 3.6

Đồ thị biến thiên nồng ộ MB hệ TiO2/Uv theo thời gian

42

20

Hình 3.7

Độ màu của MB hệ TiO2/UV theo tiến trình phản ứng

45

21

Hình 3.8

Đồ thị ộng học của hệ TiO2/UV tại các nồng ộ

45

22

Hình 3.9

Đồ thị bi u diễn biến thiên nồng ộ TiO2 theo h ng số
tố

23

Hình 3.10

ộ phản ứng

Độ màu MB theo tiến trình phản ứng có xúc tác
H2O2/UV.

24

Hình 3.11

Đồ thị biến thiên nồng ộ MB của hệ H2O2/UV theo thời
gian

25

Hình 3.12

Đồ thị ộng học của hệ H2O2/UV tại các nồng ộ

26

Hình 3.13

Đồ thị bi u diễn biến thiên nồng ộ H2O2 theo h ng số
tố

HV: Nguyễn Anh Tuấn

ộ phản ứng

46

48

48
49
50

2


HUST

DANH MỤC CÁC BẢNG

TT

NỘI DUNG
Thành phần nƣớc thải ặ trƣng ủa một nhà máy dệt

nhuộm
So sánh ƣu nhƣợ i m của một số phƣơng pháp ô xy
hóa

TRANG

1

Bảng 1.1

2

Bảng 1.2

3

Bảng 1.3

So sánh giữa hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học

32

4

Bảng 3.1

Độ hấp thụ quang của dung dịch MB theo nồng ộ

41

5

Bảng 3.2

6

Bảng 3.3

7

Bảng 3.4

Nồng ộ MB theo tiến trình phản ứng hệ H2O2/UV

47

8

Bảng 3.5

Biến ổi k theo C và sai số R2 hệ H2O2/UV

49

Biến thiên nồng ộ và hiệu quả xử lý theo thời gian hệ
TiO2/UV
Giá trị k0abs ở các giá trị khác nhau của xúc tác quang
TiO2.

HV: Nguyễn Anh Tuấn

11
20

44
46

3


HUST

DANH MỤC KÝ HIỆU, VIẾT TẮT

STT

Ký hiệu

1

AOPs

2

Diễn giải

Trang

Oxy hóa tiên tiến (Advanced Oxidation Processes)

15

UV

Tia cực tím (Ultra Violet)

15

3

ΔHR

Biến thi n enth npy ủ phản ứng

21

4

Δ

Biến thi n enth npy tự do Gibbs phụ thuộ nhiệt ộ tại
áp suất ti u hu n ng 1 r

23

Vận tốc phản ứng

25

5

r

6

k(T)

7

p

Áp suất riêng phần

33

8

θ

Nồng ộ phần mol

33

9

K(T)

H ng số cân b ng

34

10

MB

Methylene Blue trihydrate

36

HV: Nguyễn Anh Tuấn

H ng số tố

ộ phản ứng

25

4


HUST

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan các số liệu và kết quả nêu trong Luận văn là trung thực và chưa
được ai công bố trong bất kỳ một công trình nào khác. Trừ các phần tham khảo đã
được nêu rõ trong Luận văn.

Tác giả

Nguyễn Anh Tuấn

HV: Nguyễn Anh Tuấn

5


HUST

LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian thực hiện ồ án n y, tôi ã nhận ƣợc nhiều sự giúp ỡ hộ trợ
của thầy cô, bạn è v gi ình. Luận văn n y ƣợc thực hiện và hoàn thành tại Bộ
môn Máy và thiết bị công nghiệp hóa chất, trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội.
Trƣớc hết tôi xin bày t lòng biết ơn h n th nh ến TS. Tạ Hồng Đức, ngƣời
ã trực tiếp hƣớng dẫn, chỉ bảo, khuyến khí h, giúp ỡ tạo mọi iều kiện thuận lợi
giúp tôi hoàn thành luận văn n y.
Đồng thời ũng xin h n th nh ảm ơn TS. Nguyễn Minh Tân, Viện trƣởng
viện NC và PT Ứng dụng các hợp chất thiên nhiên (INAPRO) cùng các cán bộ, kỹ
thuật viên công tác tại INAPRO ã giúp ỡ và tạo mọi iều kiện cho tôi trong thời gian
làm luận văn.
Tôi ũng xin h n th nh ảm ơn á thầy, cô trong bộ môn Máy và thiết bị công
nghiệp hóa chất cùng toàn th bạn è, ồng nghiệp ã giúp ỡ, ủng hộ trong suốt thời
gian làm luận văn.
Hà Nội, ngày 03 tháng 09 năm 2015
Học viên

Nguyễn Anh Tuấn

HV: Nguyễn Anh Tuấn

6

HUST

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................9
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN .......................................................................................10
1.1. VÀI NÉT VỀ NGÀNH CÔNG NGHỆ DỆT MAY TẠI VIỆT NAM...................................10
1.2. GIỚI THIỆU SƠ BỘ VỀ TÍNH CHẤT NƢỚC THẢI DỆT NHUỘM ..................................10
1.2.1. Nước thải ......................................................................................................10
1.2.2. Ảnh hưởng của nước thải lên môi trường. ...................................................11
1.3. MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THẢI DỆT NHUỘM. ......................................12
1.3.1. Phương pháp lọc ..........................................................................................13
1.3.2. Phương pháp hóa lý .....................................................................................13
1.3.3. Phương pháp keo tụ .....................................................................................13
1.3.4. Phương pháp hấp phụ ..................................................................................14
1.3.5. Phương pháp điện hóa .................................................................................14
1.3.6. Phương pháp sinh học..................................................................................14
1.3.7. Phương pháp hóa học ..................................................................................15
1.4. LỰA CHỌN PHƢƠNG PHÁP. ...................................................................................19
1.5. CƠ SỞ LÝ THUYẾT ................................................................................................21
1.5.1. Các đ i lượng cơ ản. ..................................................................................21
1.5.2. Nhiệt động học phản ng. ............................................................................21
1.5.3. ộng học phản ng. .....................................................................................25
CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................36
2.1. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU .....................................................................................36
2.1.1. Hợp chất được nghiên c u ...........................................................................36
2.1.2. Hệ thống thí nghiệm và thiết bị phân tích ....................................................36
2.2. PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH....................................................................................37
2.3. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM TRÊN MB. ...............................................................37

2.3.1. Khảo sát điều kiện tối ưu quá trình oxi hóa ằng TiO2/UV.........................37
2.3.2. Khảo sát điều kiện tối ưu quá trình oxi hóa ằng H2O2/UV ........................37
2.3.3. Tiến hành thí nghiệm....................................................................................38
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ..................................................................39
3.1. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƢỚC THẢI VỚI XÚC TÁC QUANG TIO2 TRONG MÔI
TRƢỜNG ÁNH SÁNG UV. .............................................................................................39
3.1.1. Xác định λmax dung dịch Methylen blue trihydrat .......................................39
3.1.2. ồ thị đường chuẩn độ hấp thụ quang và nồng độ......................................40
3.1.3. Nghiên c u động học của xúc tác quang TiO2.............................................42
3.2. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƢỚC THẢI VỚI XÚC TÁC H2O2 CÓ SỬ DỤNG ĐÈN
UV. .............................................................................................................................46

HV: Nguyễn Anh Tuấn

7


HUST

CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN ..........................................................................................51
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................52
PHỤ LỤC: HÌNH ẢNH CÁC THIẾT BỊ TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM .......54

HV: Nguyễn Anh Tuấn

8


HUST

MỞ ĐẦU
Đất nƣớ

ng trong quá trình ông nghiệp hóa hiện ại hóa nền kinh tế,

ngành công nghiệp

ng v i trò qu n trọng, thú

y sự phát tri n kinh tế v

y sẽ

là nền móng phát tri n vũng hắc. Với hàng nghìn nhà máy mọ l n v h ng trăm
nghìn nh máy

ng hoạt ộng, h ng năm

tới hàng triệu mét khối (m3) nƣớc thải

hƣ qu xử lý thải trực tiếp v o môi trƣờng. Trong
vào nguồn nƣớc thải

ng nh dệt nhuộm

ng g p

một lƣợng tƣơng ối lớn. Với nƣớc thải ở ông oạn nấu,

t y và nhuộm. Chúng chứa các chất hữu ơ kh ph n hủy, các nhóm phức mang

màu có cấu trúc bền vững. Do

, nguồn nƣớc thải không ƣợc xử lý triệt

sẽ gây

ô nhiễm môi trƣờng ảnh hƣởng ến ộng thực vật v l tá nh n g y ung thƣ ho
on ngƣời.
Đ

ảm bảo sự phát tri n bền vững, nh nƣớ t

ã

n h nh những quy chu n

củ nƣớc thải phù hợp với nhƣng ti u hu n quốc tế, siết chặt ki m tr qu n lý á
sở sản xuất. Dƣới sứ ép

ơ

, á

ơ sở sản xuất dệt nhuộm cần phải ảm bảo tiêu

chu n nƣớc thải xả ra củ mình

ảm bảo sự tồn tại và cạnh tranh. Vì vậy, xử lý

nƣớc thải dệt nhuộm

ng l vấn ề ƣợc rất nhiều doanh nghiệp ơ sở sản xuất quan

t m hú ý ến.
Hiện nay có rất nhiều ề tài áp dụng các kỹ thuật xử lý nƣớc thải khác nhau
nhƣ quá trình sinh học hiếu khí và yếm khí, quá trình hóa lý: keo tụ, ông ặc, quá
trình ơ học lắng lọc lý tâm. Tuy nhiên, khi áp dụng các công nghệ này hay kết hợp
chúng với nh u thƣờng cho hiệu quả không

o. Nƣớc thải sau khi xử lý vẫn có một

lƣợng mầu rất lớn, không ảm bảo tiêu chu n nƣớc thải. Độ mầu chính là một thành
phần rất khó xử lý và biện pháp sử dụng màng lọ

ã ƣợ nghĩ tới nhƣng với quy mô

công nghiệp thì phƣơng pháp n y không kinh tế, tính thiết thực không cao.
Chính từ những yêu cầu cấp thiết của thực tế sản xuất nhƣ vậy, nhóm nghiên
cứu nhóm ã thực hiện ề tài “Nghiên c u mô hình hóa động học phản ng xúc tác
quang trong công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm” nh m

ƣợc cái nhìn tổng quan

về phƣơng pháp hiện ại và rất có hiệu quả này.

HV: Nguyễn Anh Tuấn

9

HUST

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Vài nét về ngành công nghệ dệt may tại Việt Nam
Ở nƣớc ta, ngành công nghiệp dệt m y
trọng trong nền kinh tế. Với tố

ng hiếm một vai trò và vị trí quan

ộ tăng trƣởng bình quân 23,8%, ngành dệt may Việt

Nam luôn là ngành có sự tăng trƣởng ổn ịnh và phát tri n vƣợt bậ

trở thành

ngành xuất kh u dẫn ầu cả nƣớc. Với gần 4000 doanh nghiệp và khoảng 2,5 triệu lao
ộng, ƣớ tính năm 2013 dệt may Việt N m ã ạt doanh thu xuất kh u trên 20 tỷ
USD, chiếm khoảng 15% GDP cả nƣớc.
Hơn nữ
trƣớ

ặ

i m của ngành dệt may cần phải sử dụng nhiều l o ộng, nên

y thƣờng phân bố ở những khu d n ƣ ông. Ở Việt Nam, ngành dệt may phân

bố và phát tri n trên toàn vùng lãnh thổ, nhƣng tập trung với mật ộ cao ở các thành
phố lớn nhƣ H Nội, Hồ Chí Minh, Đ Nẵng, Huế …
Ngành dệt may là một trong những ngành công nghiệp có lịch sử phát tri n lâu

nhất nƣớc ta, chính vì vậy mà trang thiết bị và công nghệ của ngành rất

dạng. Bên

cạnh các thiết bị công nghệ tiên tiến vẫn còn tồn tại rất nhiều các thiết bị lạc hậu, có cả
những thiết bị ƣợc sản xuất từ những năm 1930-1940.
Do ặ

i m của ngành là khâu nhuộm cần sử dụng lƣợng lớn v lƣợng nƣớc

thải chứa thuốc nhuộm lớn n n

ng l m tăng th m phần bức bách sự ô nhiễm môi

trƣờng, ảnh hƣởng ến mỹ quan và sức khoẻ cộng ồng.
1.2. Giới thiệu sơ bộ về tính chất nƣớc thải dệt nhuộm
1.2.1. Nƣớc thải
Dệt nhuộm ở nƣớ ta là ngành công nghiệp có mạng lƣới sản xuất rộng lớn với
nhiều mặt hàng, nhiều hủng loại và gần

y tố

ộ tăng trƣởng kinh tế cao. Tuy

nhiên, công nghệ dệt nhuộm sử dụng một lƣợng nƣớ khá lớn phụ vụ cho các công
oạn sản xuất ồng thời xả ra một lƣợng nƣớ thải bình quân 12 – 300 m3/tấn vải.
Lƣợng hóa hất sử dụng 200 – 1000 g/tấn vải và 20 – 80 g thuố nhuộm/tấn vải.
Trong

, nguồn ô nhiễm chính là từ nƣớ thải công oạn dệt nhuộm và nấu

t y. Nƣớ thải giặt có pH: 9 – 12, hàm lƣợng hất hữu ơ cao (có th lên ến 500
mg/l), ộ màu trên dƣới 800 Pt – Co, hàm lƣợng SS có th

ng 1500 mg/l.

Theo thông tin tham khảo chung ủ các nhà máy dệt nhuộm ở Việt Nam có
thành phần các hất ƣợ th hiện ở ảng 1.1

HV: Nguyễn Anh Tuấn

10


HUST

Đặc tính
sản ph m

Đơn vị

Hàng bông

Hàng pha

dệt thoi

dệt kim

Dệt len

Sợi

Nƣớc thải

m3/tấn vải

394

264

114

236

pH

-

8 - 11

9 - 10

9

9 - 11

TS

mg/l

400 - 1000

950 - 1380

420

800 - 1300

BOD5

mg/l

70 - 135

90 - 220

120 - 130

90 - 130

COD

mg/l

150 - 380

250 - 500

400 - 450

210 - 230

Độ màu

Pt-Co

350 - 600

250 - 500

260 300

-

Bảng 1.1. Thành phần nước thải đặc trưng của một nhà máy dệt nhuộm
Đặc biệt trong nƣớc thải dệt nhuộm có ộ m u

o do lƣợng hóa chất nhuộm

không hết, chỉ khoảng 70 – 80% m u ƣợc sử dụng còn 20 – 30% thải r môi trƣờng
gây ảnh hƣởng nghiêm trọng ến chất lƣợng nƣớc của các sông hồ, ao. Ảnh hƣởng lớn
ến ộng vật thủy sinh trong nƣớc.
Trong thành phần nƣớc thải dệt nhuộm có chứa Methylen Blue trihidrate, một
hóa chất ộc hại, gây ô nhiễm nghiêm trọng, v
biện pháp xử lý thông thƣờng. Do

ặc biệt là rất khó bị loại b b ng các

, ề tài sẽ tập trung nghiên cứu xử lý hóa chất này

b ng một phƣơng pháp hiện ại là phản ứng ô xy hóa tiên tiến sử dụng xúc tác quang,
với trọng t m l mô hình ộng họ v xá

ịnh h ng số tố

ộ phản ứng.

1.2.2. Ảnh hƣởng của nƣớc thải lên môi trƣờng.
- Độ kiềm

o l m tăng pH ủ nƣớc, nếu pH >9 sẽ g y ộc hại cho các loài thủy sinh.

- Muối trung tính l m tăng tổng h m lƣợng chất rắn. Nếu lƣợng nƣớc thải lớn sẽ gây
ộc hại cho các loài thủy sinh do tăng áp suất th m thấu, ảnh hƣởng ến quá trình trao
ổi chất của tế bào.
- Hồ tinh bột biến tính l m tăng BOD, COD ủa nguồn nƣớc gây tác hại ối với ời
sống thuỷ sinh do làm giảm oxy hò t n trong nƣớc.

HV: Nguyễn Anh Tuấn

11


HUST

- Độ m u

o do dƣ lƣợng thuốc nhuộm i nƣớc thải gây màu cho nguồn tiếp nhận,

ảnh hƣởng tới quá trình quang hợp của các loài thuỷ sinh, ảnh hƣởng tới cảnh quang.
Các chất ộc nặng nhƣ sunfit kim loại nặng, các hợp chất halogen hữu ơ (AOX)
khả năng tí h tụ trong ơ th sinh vật với h m lƣợng tăng dần theo chuỗi thứ ăn trong
hệ sinh thái nguồn nƣớc, gây ra một số bệnh mãn tính ối với ngƣời v
- H m lƣợng ô nhiễm các chất hữu ơ

ộng vật.

o sẽ làm giảm oxy hò t n trong nƣớc, ảnh

hƣởng ến sự sống các loài thuỷ sinh.
1.3. Một số phƣơng pháp xử lý nƣớc thải dệt nhuộm.
Phƣơng pháp vi sinh l phƣơng pháp kinh tế và sinh thái nhất, l phƣơng pháp
ƣợ nghĩ ến ầu tiên trong xử lý nƣớc thải. Nhƣng với những ặ

i m củ nƣớc

thải dệt nhuộm, nhất l nƣớc thải chứa thuốc nhuộm hoạt tính thì một mình phƣơng
pháp vi sinh không th giải quyết ƣợc vấn ề. Ngƣời t nghĩ ến việc phải tiến hành
tiền xử lý các chất màu (thuốc nhuộm) khó hoặc không phân giải sinh họ trong nƣớc
thải dệt nhuộm b ng phƣơng pháp h

lý, h

học rồi mới xử lý hoàn tất b ng phƣơng

pháp vi sinh. Đối với thuốc nhuộm hoạt tính, hiện nay trên thế giới và tại Việt Nam
vẫn hƣ
v

một phƣơng pháp tiền xử lý thật sự hiệu quả và kinh tế vì ặc tính tan, bền

dạng về chủng loại củ n . Phƣơng pháp oxi h , ặc biệt là oxi hóa pha l ng, t

ra có tiềm năng trong giải quyết vấn ề này.

Hình 1.1. Một số phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm

HV: Nguyễn Anh Tuấn

12


HUST

1.3.1. Phƣơng pháp lọc
Các kỹ thuật lọ thông thƣờng là quá trình tách chất rắn ra kh i nƣớc khi cho
nƣớ

i qu vật liệu lọc có th giữ cặn v

ho nƣớ

i qu . Các kỹ thuật lọc thông

thƣờng không xử lý ƣợc các tạp chất tan nói chung và thuốc nhuộm nói riêng.
Các kỹ thuật lọc màng, có th tá h ƣợc thuốc nhuộm tan ra kh i nƣớc thải dệt
nhuộm gồm có vi lọc, siêu lọc, th m thấu ngƣợ v

iện th m tí h. Đi m khác biệt

giữa ba kỹ thuật tr n l kí h thƣớc hạt mà chúng có th lọ
ƣờng kính lỗ màng từ 0,1÷10 µm, siêu lọ

ƣợc. Quá trình vi lọc có

kí h thƣớc lỗ màng trong khoảng 2 ÷

100nm, còn trong th m thấu ngƣợc lỗ màng có kích thức từ 0,5 ÷ 2nm. Siêu lọc có th
lọ

ƣợc các phần tử ở kích cỡ nano, cùng với các hiệu ứng hấp phụ, tạo màng thứ

cấp, siêu lọc cho phép lọc các phân tử. Trong phƣơng pháp th m thấu ngƣợc, màng chỉ
ho phép nƣớ

i qu trong khi muối, axit và các phân tử hữu ơ không i qu do ặt

vào dung dị h nƣớc thải cần xử lý một áp suất lớn hơn áp suất th m thấu của dung
dị h

. Trong á kỹ thuật màng thì kỹ thuật siêu lọc có th loại b các chất tan với

khối lƣợng phân tử lớn cỡ 1000÷100.000 g/mol. Tuy nhiên nó không lọ

ƣợc các loại

thuốc nhuộm tan và có phân tử lƣợng thấp. Việc loại b các loại thuốc nhuộm này
ƣợc thực hiện b ng phƣơng pháp lọc nano và th m thấu ngƣợc. Lọ n no ã ƣợc
chứng minh là có th tách thuốc nhuộm hoạt tính có khối lƣợng phân tử khoảng

400g/mol ra kh i nƣớc thải.
Tuy với những ƣu i m tr n nhƣng giá th nh ủa màng, thiết bị lọ

o v năng

suất thấp do thuốc nhuộm lắng xuống làm b n màng.
1.3.2. Phƣơng pháp hóa lý
Cá phƣơng pháp h

lý ơn thuần

ặ

i m chung là chuy n chất ô nhiễm

(chất màu) từ pha này sang pha khác mà không làm biến ổi bản chất, cấu trúc chất
m u. Do

, trong xử lý chất m u thì á phƣơng pháp h

không xử lý triệt

chất m u

lý

nhƣợ

i m chung là

chuy n chúng thành các chất không gây ô nhiễm hoặc

các chất dễ phân hủy sinh họ hơn.
1.3.3. Phƣơng pháp keo tụ
Hiện tƣợng keo tụ là hiện tƣợng các hạt keo cùng loại có th hút nhau tạo thành
những tập hợp hạt

kí h thƣớc và khối lƣợng ủ lớn

có th lắng xuống do trọng

lực trong một thời gi n ủ ngắn.
Phƣơng pháp keo tụ

xử lý chất màu dệt nhuộm l phƣơng pháp tá h loại chất

màu gây ô nhiễm ra kh i nƣớc dựa trên hiện tƣợng keo tụ.

HV: Nguyễn Anh Tuấn

13


HUST

Nhƣợ

i m: cần không gian lớn xây dựng b lắng, lọc. Khó tri n khai thực tế

tại các nhà máy dệt nhuộm trong các thành phố lớn.

1.3.4. Phƣơng pháp hấp phụ
Hấp phụ là sự tí h lũy hất trên bề mặt phân cách pha. Chất có bề mặt tr n
xảy ra sự hấp phụ ƣợc gọi là chất hấp phụ, chất ƣợ tí h lũy tr n ề mặt là chất bị
hấp phụ.
Dựa trên bản chất lực hấp phụ có th phân loại hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa
họ , trong

, hấp phụ vật lý gây ra bởi lực Van der Waals còn hấp phụ hóa học gây ra

bởi liên kết hóa học. Do bản chất lực hấp phụ nên hấp phụ hóa họ không vƣợt qua
ơn lớp phân tử còn hấp phụ vật lý có th có hiện tƣợng

lớp (pha rắn - khí).

Hấp phụ l phƣơng pháp ƣợ nghĩ ến nhiều trong xử lý thuốc nhuộm hoạt
tính, tuy nhi n nhƣợ

i m củ phƣơng pháp n y n m trong chính bản chất của nó là

chuy n chất màu từ ph n y s ng ph khá v
thải sau hấp phụ, không xử lý triệt

òi h i thời gian tiếp xúc, tạo một lƣợng

chất ô nhiễm.

1.3.5. Phƣơng pháp điện hóa
Phƣơng pháp n y ã ƣợc ứng dụng

xử lý nƣớc thải dệt nhuộm. Phƣơng

pháp này dự tr n ơ sở quá trình oxy hóa/ khử xảy r tr n á

iện cực.

Nghiên cứu cho thấy hiệu suất xử lý các loại nƣớc thải từ xƣởng nhuộm chứa
nhiều loại thuốc nhuộm khác nhau có khả năng ạt tới 90%. Đ y l phƣơng pháp ƣợc
chứng minh hiệu quả ối với việc xử lý ộ màu, COD, BOD, TOC, kim loại nặng,
chất rắn lơ lửng củ nƣớc thải dệt nhuộm.
Tuy nhi n phƣơng pháp iện hóa có giá thành cao do tiêu tốn năng lƣợng và
kim loại l m iện cực.
1.3.6. Phƣơng pháp sinh học
Cơ sở củ phƣơng pháp sinh học là sử dụng các vi sinh vật
chất hữu ơ trong nƣớc thải. Phƣơng pháp sinh họ

phân hủy các hợp

ặt hiệu quả cao trong xử lý nƣớc

thải chứa các chất hữu ơ dễ phân hủy sinh học với pH, nhiệt ộ, chủng vi sinh thích
hợp và không chứa các chất ộc làm ức chế vi sinh. Tuy nhi n nƣớc thải xƣởng nhuộm
chứa thuốc nhuộm rất bền vi sinh hầu nhƣ không ị phân hủy sinh học. Vì vậy

xử

lý nƣớc thải dệt nhuộm cần qu h i ƣớc: tiền xử lý chất hữu ơ kh ph n giải sinh
học chuy n chúng thành những chất có th phân hủy sinh học, tiếp theo là dùng
phƣơng pháp vi sinh.

HV: Nguyễn Anh Tuấn

14


HUST

1.3.7. Phƣơng pháp hóa học
Ƣu i m nổi bật củ

á phƣơng pháp h

học so với á phƣơng pháp hóa lý

là biến ổi, phân hủy chất ô nhiễm (chất màu) thành các chất dễ phân hủy sinh học
hoặc không ô nhiễm chứ không phải chuy n chúng từ pha này sang pha khác. So với
phƣơng pháp vi sinh thì tố

ộ xử lý chất thải b ng phƣơng pháp h

họ nh nh hơn

nhiều.
1.3.7.1 Khử hóa học
Đƣợc ứng dụng trong trƣờng hợp nƣớc thải chứa các chất dễ bị khử. Phƣơng
pháp khử hóa học hiệu quả với các thuốc nhuộm azo nhờ phân giải liên kết azo tạo
th nh á

min thơm không m u

khản năng ph n giải vi sinh hiếu khí tốt hơn thuốc

nhuộm gốc.
Khử hóa họ tr n ơ sở natri bohidrid, xúc tác bisunfit áp dụng với thuốc
nhuộm t n trong nƣớ nhƣ thuốc nhuộm trực tiếp, axit, hoạt tính chứa các nhóm azo
hoặc các nhóm khử ƣợc và thuốc nhuộm phứ

ồng. Quy trình này có th khử màu

trên 90%.
1.3.7.2 Oxy hóa tiên tiến (Advanced Oxidation Processes - AOPs):
Các quá trình oxi hóa tiến tiến dựa trên sự tạo thành các gốc tự do hoạt ộng
nhƣ OH•, gốc tự do n y

ng v i trò một tác nhân oxi hóa không chọn lọc. Trong các

quá trình này, sự khoáng h

ho n to n thu ƣợc ở iều kiện nhiệt ộ áp suất bình

thƣờng.
Các quá trình oxi hóa tiên tiến phân biệt nhau ở cách thức tạo ra gốc tự do. Gốc
tự do có th

ƣợc tạo ra b ng nhiều cách: chiếu tia UV, sự phân ly của H2O2 (có xúc

tác), O3, TiO2.
- Các quá trình quang hóa:
Gốc tự do ƣợc tạo th nh dƣới tác dụng của bức xạ tử ngoại:
+Quang hóa không xúc tác: bức xạ tử ngoại năng lƣợng

o ƣợc hấp thụ bởi các phân

tử, ƣ ph n tử chất hấp thụ lên trạng thái kích thích. Ở trạng thái này khả năng phản
ứng của nó là rất lớn, nó phân hủy cho các chất ít ộ hơn hoặ khơi m o phản ứng
dây chuyền phân hủy các chất hữu ơ trong hệ. Phản ứng tạo thành gốc OH•:
H2O → H-+OH•

HV: Nguyễn Anh Tuấn

15


HUST

+ Quá trình quang phân UV/ H2O2: sử dụng bức xạ tử ngoại

phân ly liên kết trong

•

H2O2 tạo ra gốc OH . Cơ hế qu ng ph n trong trƣờng hợp này là sự bẻ gãy liên kết O
- O do hấp thụ bức xạ tử ngoại, hình thành hai gốc OH•:
2OH•

H2O2→
Sự hấp thu của H2O2 ạt ƣợc cự

ại ối với bức xạ UV có tần số 220nm, vì

vậy sử dụng èn hơi thủy ngân trung áp là thích hợp. Tuy nhiên, trong thực tế ngƣời ta

thƣờng sử dụng nguồn UV củ

èn hơi thủy ngân thấp áp với ƣớ s ng ặ trƣng l

253,7 nm. Khi sử dụng èn hơi thủy ngân thấp áp thì hệ số hấp thu phân tử của H2O2
chỉ ạt 19,6 l.M-1.cm-1. Vì vậy, khi sử dụng èn hơi thủy ngân thấp áp với ƣớc sóng
253,7 nm, phải tăng năng lƣợng H2O2 ƣ v o

tạo r lƣợng gố HO* ủ cho quá

trình. Khi tăng lƣợng dƣ H2O2 sẽ xảy ra hiện tƣợng bị mất một số gốc HO* giảm hiệu
quả của quá trình do các phản ứng sau:
HO* + H2O2 → *HO2 + H2O
*HO2 + H2O2 → *HO + H2O + O2
*HO2 + *HO2 → H2O2 + O2
Ngo i on ƣờng tạo gốc HO* trực tiếp từ H2O2 còn một on ƣờng khác tạo ra
gốc HO* từ H2O2 thông qu gi i oạn trung gi n, nhƣ s u [Munter, 2001]:
H 2O 2

HO2-- + H+

HO2-- + h → HO* + *OAnion HO2— lại có hệ số hấp thụ bức xạ UV cao ở ƣớc sóng 253,7 nm. Vì
vậy, trong thực tế ũng

th sử dụng èn UV hơi thủy ngân thấp áp

tạo gốc HO*

từ H2O2.
Gố HO* ƣợc tạo thành từ phản ứng trên sẽ tham gia vào quá trình phân hủy

chất ô nhiễm hữu ơ. Quá trình oxi h

sử dụng UV kết hợp H2O2 ã ƣợc nghiên cứu

xử lý với nhiều ối tƣợng chất ô nhiễm khá nh u trong nƣớc cấp v nƣớc thải công
nghiệp.
Các nghiên cứu chỉ ra r ng, sử dụng H2O2 kết hợp với UV trong quá trình
AOPs em lại hiệu quả cao trong xử lý ộ màu củ nƣớc thải. Sự quang phân H2O2 ã
ƣợc nghiên cứu chứng minh [10, 16]. Các công trình nghiên cứu này chỉ ra r ng quá
trình sử dụng UV/ H2O2 có th oxi hóa hoàn toàn chất hữu ơ trong nƣớc thải do sinh
ra gốc HO*. Sử dụng th m UV l m tăng tố

ộ phần hủy H2O2, l m tăng tố

ộ hình

thành gốc HO*. Galindo và Kalt [17] ã hứng minh, sử dụng UV kết hợp H2O2 có th
phân hủy hoàn toàn thuốc nhuộm và tố

ộ phản ứng của thuốc nhuộm phụ thuộc vào

cấu trúc và bản chất của thuốc nhuộm.

HV: Nguyễn Anh Tuấn

16


HUST

+ Quá trình xú tá qu ng h : xú tá thƣờng là chất bán dẫn nhƣ TiO2 dạng anatase.
Chất bán dẫn hấp thụ năng lƣợng ánh sáng phù hợp với khoảng á h năng lƣợng giữa
hai vùng dẫn - không dẫn tạo ra cặp e- - lỗ trống.
TiO2→ e- + h+ , h+ là lỗ trống
Cặp e- - lỗ trống

ng v i trò hệ oxi hóa – khử trên bề mặt chất bán dẫn, thực

hiện phản ứng oxi hóa khử phân hủy các chất hữu ơ. Th m v o
sinh r trong quá trình n y, do

OH- ũng ƣợc

hất hữu ơ không hỉ bị phân hủy bởi phản ứng oxi

hóa khử mà còn bởi phản ứng với gốc tự do OH-:
TiO2(h+)H2Ohp → TiO2 + 2OH-hp + H+
TiO2(h+) +OH-hp/bm → TiO2 + OH-hp
TiO2(h+) + RXhp → TiO2 + RX-hp
- Ozon hóa:
Ozon h

ƣợc xem là một trong những quá trình oxi hóa tiên tiến ở pH kiềm

do các chất hữu ơ ị oxi hóa bởi gốc tự do hoạt ộng ƣợc tạo ra trong quá trình phân
hủy ozon. Thực ra trong mỗi quá trình ozon hóa, chất hữu ơ ị oxi hóa một phần do
phản ứng của các gốc tự do, một phần là sự ozon hóa trực tiếp chất hữu ơ. Bởi lẽ,
ozon là chất oxi hóa mạnh hơn oxy, v về mặt lý thuyết , không có hợp chất hữu ơ
nào không bị oxi hóa bởi ozon. Nhƣợ

i m lớn nhất củ phƣơng pháp n y l kh

khăn trong việ thu ƣợc ozon và sự nhạy cảm pH của quá trình [Ullmann, 1995].
Hiện n y, ozon h

ƣợc sử dụng ở ông oạn làm trắng trong sản xuất giấy.

Các quá trình ozon hóa gồm có:
+ Quá trình UV/O3: quá trình ozon h
•

ƣợc hỗ trợ b ng việc chiếu ánh sáng tử ngoại
•

tăng hiệu quả tạo OH hay tạo 2OH với nồng ộ

o hơn.

H2O+O3 → 2OH• + O2
+ Quá trình H2O2/O3: phản ứng giữa O3 và H2O2 tăng sự tạo thành gốc OH•. Trong
trƣờng hợp này, ngoài gốc OH• còn có gốc HO2-(tạo ra tử H2O2). Vì vậy phản ứng oxi
hóa chất hữu ơ ạt hiệu quả

o hơn.
H2O2 + 2O3 → 2OH• + 3O2

+ Quá trình H2O2/UV/O3: là sự kết hợp của các quá trình UV/O3, H2O2/O3, UV/H2O2
thu ƣợc hệ bậ 3. Đ y l quá trình hiệu quả nhất trong xử lý nƣớc thải ô nhiễm
nặng và cho phép giảm TOC, khoáng hóa hoàn toàn chất ô nhiễm. Cơ hế tạo gốc tự
do ƣợc chỉ ra trong phản ứng:

HV: Nguyễn Anh Tuấn

17


HUST

H2O2 + 2O3 → 2OH• + 3O2
+ Các hệ Fenton (H2O2/Fe2+) và hệ ki u Fenton (H2O2/Fe3+):
Là các hệ phản ứng trong

gốc tự do OH• ƣợc tạo ra do sự phân ly của H2O2

xúc tác bởi Fe2+, Fe3+ :
Fe2+ + H2O2→ Fe3+ + OH- + OH•
H2O2 + OH•-→ HO2• + H2O
Fe3+ + HO2- + H2O → Fe2+ + O2+ H3O+
Gốc OH• sinh ra tấn công các hợp chất hữu ơ:
OH• + RH → R•+ H2O
R• + Fe3+ → R+ + Fe2+
Ở pH thấp sẽ diễn ra phản ứng tái tạo Fe2+ , khi

Fe2+

ng v i trò xú tá

thật sự cho phản ứng phân hủy H2O2:
Fe3+ + H2O2→ H+ + FeOOH2+
FeOOH2+ → HO2• + Fe2+

Ngoài ra còn có các hệ tr n ơ sở hệ Fenton có sử dụng thêm UV hoặc oxalat
tăng ƣờng phản ứng oxi hóa các hợp chất hữu ơ, hệ quang Fenton tái tạo xúc tác
nhờ bức xạ tử ngoại: Fe(OH)2+ → Fe2+ + OH• .
Hệ Fenton có khả năng xử lý thuốc nhuộm tan (hoạt tính, axit, trực tiếp), thuốc
nhuộm không tan (hoàn nguyên, phân tán) ngay cả khi nƣớc thải có nồng ộ màu cao.
Sự oxi h

ũng l m giảm COD củ nƣớc thải ồng thời tăng khả năng ph n hủy sinh

học của các sản ph m sau phản ứng. So sánh với các quá trình oxi hóa - khử xử lý
thuốc nhuộm nhƣ iện h , ozon, hyp lorit thì Fenton ạt ƣợc hiệu quả xử lý tốt nhất.
Nhƣợ

i m củ phƣơng pháp n y l sản sinh lƣợng bùn thải lớn từ quá trình keo tụ

của chất phản ứng với thuốc nhuộm. Hơn nữa, do hệ Fenton thực hiện ở pH axit cỡ
2,5÷4 nên sau phản ứng tốn hóa chất
- Phƣơng pháp oxy h

trung hòa lại nƣớc thải ã xử lý.

ph l ng (WO):

Oxi hóa pha l ng là quá trình oxi hóa bởi các gốc tự do xảy ra khi một dung
dịch chứa các chất hữu ơ (hoặ vô ơ) ƣợc khuấy trộn tốt với khí oxy hoặc tác nhân
oxi hóa khác ở nhiệt ộ khoảng 150oC ến 325oC. Áp suất 20 ÷ 210 t ƣợ
tăng ƣờng phản ứng và ki m soát sự

y hơi.

Quá trình oxi hóa pha l ng thích hợp

HV: Nguyễn Anh Tuấn

ặt vào hệ

xử lý nƣớc thải chứa chất ô nhiễm

18


HUST

nồng ộ

o nhƣng l loãng ối với á phƣơng pháp thi u ốt và bền với sự oxi hóa

hóa họ thông thƣờng hoặc bền với phân giải vi sinh.
Phƣơng pháp n y thu ƣợc kết quả xử lý tốt nếu nhƣ á
suất ƣợc tối ƣu h . Tuy nhi n

y l phƣơng pháp

iều kiện nhiệt ộ, áp

hi phí khá

o nếu thực hiện

ở nhiệt ộ, áp suất cao (chi phí thiết bị, năng lƣợng,…). Vì vậy, tùy thuộc vào yêu cầu

xử lý m

n ối giữa mứ

ộ oxi hóa cần thiết và chi phí xử lý.

Ƣu i m củ phƣơng pháp oxi h

ph l ng là nó không tạo ra những sản ph m

thứ cấp g y ộ nhƣ á hợp chất SOx, NOx, fur n…
Phản ứng oxi hóa pha l ng không thƣờng ƣợc sử dụng nhƣ một phƣơng pháp
ộc lập trong xử lý các chất ô nhiễm bởi lẽ n thƣờng không oxi hóa chất hữu ơ ến
sản ph m cuối cùng là CO2 và H2O mà n thƣờng ƣợc dùng kết hợp với á phƣơng
pháp khác. Trong sự kết hợp

, oxi h

ph l ng oxi hóa không hoàn toàn chất ô

nhiễm, chuy n nó về dạng dễ phân giải sinh họ hơn
hợp này vừa khắc phụ

ƣ v o xử lý vi sinh. Sự kết

ƣợ kh khăn ủ phƣơng pháp vi sinh trong xử lý chất ô

nhiễm khó không phân hủy sinh học, vừa giảm chi phí xử lý. Không chỉ ƣợc sử dụng
nhƣ một phƣơng pháp tiền xử lý các chất hữu ơ ộc, bền mà oxi hóa pha l ng còn có
ứng dụng trong tái sinh than hoạt tính mà làm giảm rất ít hoạt tính của than. Trong một

số trƣờng hợp, phƣơng pháp n y òn ƣợ dùng

xử lý chất ô nhiễm nồng ộ rất cao

sau quá trình lọc màng. Những ứng dụng của oxi hóa pha l ng ều có một i m chung
là oxi hóa không hoàn toàn chất ô nhiễm bền, nồng ộ cao.
1.4. Lựa chọn phƣơng pháp.
Từ những phƣơng pháp ã ƣ r ở trên nhóm nghiên cứu lựa chọn phƣơng
pháp sử dụng tác nhân là OH• Trong phƣơng pháp oxy h

ti n tiến

xử lý nguồn

nƣớc thải của những nhà máy dệt nhuộm ã n u ở tr n. Do trong phƣơng pháp sử dụng
tác nhân OH• có nhiều loại có th tạo ra tác nhân OH• vì vậy nhóm nghiên cứu xin ƣ
ra bảng so sánh sau:
STT

Tác nhân
H2O2+

1

Fe2+/Fe/Fe3+

2

HV: Nguyễn Anh Tuấn

Ƣu i m

Nhƣợ

i m

- Quy trình thiết bị ơn giản

- Lƣợng dƣ l

- Hoá chất rẻ phổ biến.

nguồn ô nhiễm kim

- Hiệu quả phân huỷ cao.

loại.

- TiO2 ở dạng anatase có giá - Kích cỡ hạt xúc

19


HUST

th nh tƣơng ối rẻ

tác bé (cỡ nm) òi

ộ tƣơng ối cao nếu sử h i một quá trình ly

dụng ƣợc phần lớn diện tích tâm hay công nghệ
lọ vi lƣợng khá tốn
bề mặt.
- Tố

TiO2/UV

- Chỉ cần một lƣợng nh

ũng

cho hiệu quả xử lý cao.
- Khoáng hoá ho n to n lƣợng
lớn chất hữu ơ.

kém.
- khó hoàn nguyên
TiO2

trong

môi

trƣờng công nghiệp.

- Khả năng tái sinh xú tá .
- Khả năng tạo gốc hoạt ộng -

Không

hoàn

là rất lớn, một phần tử H2O2 nguy n ƣợc H2O2.
tạo hai gốc OH*.

- Cƣờng

- Không tạo cặn .

UV phải chọn lọc.

ộ chiếu

- không tạo chất thải sau khi xử

3

lý.
H2O2/UV

- H2O2 có sẵn một phần trong
nƣớc thải
- O2 tạo thành trong quá trình
phân hủy sinh học hiếu khí.
- Khả năng phản ứng cao.
- Loại trừ

4
O3/UV

- Giá thành cao.

ồng thời cả chất - Sự hoà tan của O3

hữu ơ v vi trùng.

thấp và thời gian
tồn tại ngắn.

Bảng 1.2. So sánh ưu nhược điểm của một số phương pháp ô xy hóa
Với những ƣu i m v nhƣợ

i m ƣ r ở tr n ũng nhƣ ặc tính của

nƣớc thải nhà máy khảo sát, ề t i “Nghiên cứu xây dựng mô hình động học
phản ứng xúc tác quang trong công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm” ã ƣợc
thực hiện, với nội dung sau:
1. Nghiên cứu thực nghiệm trên hệ thống phản ứng sử dụng èn UV v mô
hình hóa phản ứng theo thời gian. (sử dụng TiO2/UVvà H2O2 /UV).

HV: Nguyễn Anh Tuấn

20


HUST

2. Thiết lập ơ sở khoa học cho việc tính toán thiết kế thiết bị phản ứng Oxy
hóa tiên tiến AOP trong công nghiệp xử lý nƣớc thải công nghiệp dệt
nhuộm.

1.5. Cơ sở lý thuyết
1.5.1. Các đại lƣ ng cơ ản.
Mô tả hất i:
Số mol:

ni = mi / Mi

Nồng ộ mol:

ci = ni / V
̇

̇

Dòng mol:
Phần mol:

(quá trình li n tụ )

∑

Tiến trình phản ứng:
Độ huy n h :

Cho hệ kín:
̇ =

Cho hệ mở:
̇

Nếu V hoặ

onst thì

Độ tiến tri n ủ phản ứng:
νi: hệ số tỉ lƣợng
̇

Performance criteria:
Năng suất =

̇

Space Time Yield:
1.5.2. Nhiệt động học phản ứng.
Động lự họ

ề ập tới trạng thái

n

ng ủ phản ứng

) Tính iến thi n enth npy
) Tính toán th nh phần
1.5.2.1.

n

ng ủ hệ phản ứng

nthanp của phản ứng.

ΔHR: iến thi n enth npy ủ phản ứng
∑

HV: Nguyễn Anh Tuấn

21


HUST

ΔHR

0: phản ứng t

nhiệt

ΔHR

0: phản ứng thu nhiệt

Enth npy phản ứng l giá trị iến ổi. Sự th y ổi hỉ phụ thuộ trạng thái ầu v
ủ phản ứng m không phụ thuộ

uối

á h phản ứng diễn r .

Phép tính enth npy:
∑

∑

∑

Sự phụ thuộ v o nhiệt ộ v áp suất ủ ΔHR.
(

)

(

)

Sự phụ thuộ v o áp suất ủ ΔHR l rất ít.
Sự tƣơng qu n giữ enth npy phản ứng v nhiệt ộ
∑

∫

Giả thiết r ng nhiệt dung riêng của các chất tham gia và sản ph m ều phụ thuộc nhiệt
ộ:

1.5.2.2. C n

ng phản ứng.

Phản ứng ạt trạng thái

n

ng khi nồng ộ sản ph m v

hất th m gi không th y

ổi.
Đại lƣợng ơ ản
phản ứng. GR

nhận iết

0 khi hệ ạt

n

n

ng phản ứng l enth npy tự do Gi s GR ủ

ng.
∑

(**)

Tại nhiệt ộ v áp suất không ổi:
(

)

∑

Đồ thị hình 2 hỉ r r ng enth npy tự do Gi s l h m ủ
Phản ứng ạt

n

ộ tiến tri n phản ứng .

ng khi enth npy tự do Gi s ạt giá trị nh nhất

HV: Nguyễn Anh Tuấn

22


HUST

Hình 1.2. Biến thiên enthalpy tự do Gibbs của phản ứng
Chỉ số

ặ trƣng ho iều kiện áp suất ti u hu n (po
∑

r). Từ (**)

∑
∏ ( ) (Định luật bảo toàn khối lƣợng)

Δ
Δ

1

l enth npy tự do Gi s phụ thuộ nhiệt ộ tại áp suất ti u hu n
a.

nh nthanpy tự o i

ng 1

r.

s của phản ứng.
∑

Enth npy tự do Gi s li n hệ với enth npy phản ứng qu
(
b. H ng số c n

i u thứ :

)

ng KP v sự phụ thuộc v o nhiệt độ.

Phƣơng trình V nt Hoff mô tả sự phụ thuộ nhiệt ộ ủ h ng số
(

n

ng KP:

)

c. Ảnh hƣởng của áp suất tới c n

ng.

H ng số KP ho khí lí tƣởng l h m ủ nhiệt ộ, không phụ thuộ áp suất.
(

HV: Nguyễn Anh Tuấn

)

23


HUST

d. Qu t c xác đ nh c n
Một v i quy tắ

ơ ản

xá

ng.

ịnh á

iều kiện phản ứng:
∑

Hình 1.3. Sự ph thuộc v o nhiệt độ của độ chuyển hóa c n

ng

Một v i kết luận hung ho hƣơng n y:
 Phản ứng t

nhiệt n n ƣợ thự hiện ở nhiệt ộ thấp, phản ứng thu

nhiệt n n thự hiện ở nhiệt ộ
 Độ huy n h

o

ủ phản ứng h

hợp t

thấp. Đ y l môi trƣờng l m việ

hính ủ

nhiệt ị giới hạn ở nhiệt ộ
á

hất xú tá

ng ƣợ

ứng dụng
 Nhiệt ộ

o thƣờng dẫn tới á vấn ề về nguy n liệu v

á vấn ề

không mong muốn khá trong phản ứng thu nhiệt
 Độ huy n h

ủ phản ứng

n

ng giới hạn ị ảnh hƣởng ởi ộng

họ phản ứng ( ồ thị hình 1.4)

HV: Nguyễn Anh Tuấn

24


HUST

Hình 1.4. nh hư ng của động học v nhiệt động học tới độ chuyển hóa của

phản ứng hóa hợp t a nhiệt
1.5.3. Động học phản ứng.
Động họ phản ứng nghi n ứu mối qu n hệ giữ tố
lƣợng ảnh hƣởng tố

ộ phản ứng v

á

ại

ộ phản ứng.

Động họ phản ứng ồng th phụ thuộ nồng ộ v nhiệt ộ. Với phản ứng xú
tá dị th , sự ảnh hƣởng ủ nồng ộ v loại xú tá

ƣợ th hiện qu hệ số.

Với phản ứng nhiều ph , quá trình huy n khối v hiệu ứng ề mặt ần ƣợ
xét tới. Động họ

ủ hệ phản ứng dị th 1 mặt phụ thuộ

ản hất

n trong ủ phản

ứng ( ộng họ vi mô), một mặt phụ thuộ v o quá trình huy n khối ( ộng họ vĩ mô).
1.5.3.1. Tốc độ phản ứng.
a. Mô tả về tốc độ phản ứng

Xét phản ứng ồng th không thuận nghị h:
→
Phản ứng n y ƣợ thự hiện trong hệ kín.
Việc tính vận tốc phản ứng dự v o ịnh luật năng lƣợng.

r = k(T) cA2

,

Bậc 1

,

k[s-1]

,

Bậc 2

,

k[m3mol-1s-1]

,

Bậc 3

,

k[m3mol-1s-1]

(

HV: Nguyễn Anh Tuấn

)

25