Khoa luan tot nghiep su pham hoa

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI
KHOA HÓA HỌC

KHÓA
KHÓA LUẬN
LUẬN TỐT
TỐT NGHIỆP
NGHIỆP

“NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG PHÂN HỦY
XANH METYLEN BẰNG SẮT KIM LOẠI KẾT HỢP VỚI MUỐI KALI PESUNFAT VÀ
ỨNG DỤNG XỬ LÍ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM”

GVHD: TS. Hồ Phương Hiền
SVTH : Vũ Văn Thịnh
Lớp

: K63B


Lí do chọn đề tài

- Ngành dệt may đang giữ một vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân .
- Đi cùng với đó, ngành dệt may cũng có không ít tác động tiêu cực đến môi
trường sinh thái.

- Nước thải ngành dệt nhuộm là một trong những loại nước thải ô nhiễm nặng.
- Do đó, cần có biện pháp xử lí triệt để lượng nước thải này trước khi xả thải ra
môi truờng.

Lí do chọn đề tài

Hình ảnh về ô nhiễm nước thải dệt nhuộm


Quá trình oxi hóa nâng cao

- Định nghĩa:
Là các quá trình phân hủy oxi hóa dựa vào gốc tự do OH* hoạt động được
tạo ra trong quá trình xử lí.

- Ưu điểm:
+ Thời gian phản ứng nhanh.
+ Khả năng phân hủy cao.
+ Dễ áp dụng.
+ Công nghệ đơn giản.
+ Chi phí thấp.


Sơ lược về xanh metylen

•

CTPT : C16H18N3SCl

•

CTCT :

•

Vì là một loại thuốc nhuộm (thuốc nhuộm cation) nên metylen xanh
(C16H18N3SCl) được chọn để nghiên cứu trong các mẫu tự tạo.


Cơ chế tạo gốc tự do từ hệ Fe0 và K2S2O8
0
2+
Giai đoạn 1: là giai đoạn oxi hóa Fe thành Fe

Giai đoạn 2: là giai đoạn hoạt hóa pesunfat của Fe

2+

*tạo thành gốc tự do sunfat SO4

2+
23+
Fe + S2O8 → 2Fe + 2SO4*
Fe

2+

+ S2 O 8

2-

3+
2→ Fe + SO4 + SO4*

Trong môi trường kiềm:
SO4*

-

+ H2O → OH
-

SO4*

+ OH

-

*

+
2+ H
+ SO4

→ OH

*

+ SO4

2-


Nhiệm vụ nghiên cứu

1. Xây dựng đường chuẩn xác định hàm lượng COD bằng phương pháp đo quang.

2. Xây dựng đường chuẩn xác định hàm lượng xanh metylen bằng phương pháp đo quang .

3. Xác định các điều kiện tối ưu của quá trình xử lí xanh metylen bằng kim loại sắt kết hợp
với muối kali pesunfat.

4. Sử dụng sắt kim loại kết hợp với muối kali pesunfat để xử lí nước thải dệt nhuộm của làng
Vạn Phúc-Hà Đông- Hà Nội. Đánh giá hàm lượng COD của nước thải dệt nhuộm trước và
sau xử lí.


Kết quả và thảo luận
1. Xây dựng đường chuẩn xác định COD

Giá trị mật độ quang của các dung dịch có COD khác nhau


Kết quả và thảo luận

1. Xây dựng đường chuẩn xác định COD

Đường chuẩn xác định COD

Phương trình đường chuẩn có dạng:
Abs = (0,00032 ± 0,00003)×COD + (0,023 ± 0,007)


Kết quả và thảo luận

2. Xây dựng đường chuẩn xác định hàm lượng xanh metylen

Phổ hấp thụ UV – Vis của dung dịch xanh metylen 10 mg/l tại pH = 3

( λ = 663 nm).


Kết quả và thảo luận
2. Xây dựng đường chuẩn xác định hàm lượng xanh metylen
STT

1
2
3
4
5
6
7

Nồng độ xanh metylen (mg/l)

Abs (663 nm)

1

0,218

2

0,439

4

0,863

5

1,115

8

1,718

10

2,070

12

2,382

Sự phụ thuộc của giá trị mật độ quang vào nồng độ xanh metylen, pH = 3


Kết quả và thảo luận
2. Xây dựng đường chuẩn xác định hàm lượng xanh metylen

Abs ( = 663 nm)

f(x) = 0.2x + 0.06

Nồng độ xanh metylen (mg/l)
Đường chuẩn xác định hàm lượng xanh metylen, pH = 3

Phương trình đường chuẩn: Abs = (0,207 ± 0,008)×C


Kết quả và thảo luận

3. Khảo sát các điều kiện tối ưu của quá trình xử lí xanh metylen bằng Fe kết hợp với K2S2O8

Hàm
Hàm lượng
lượng Fe
Fe

pH
pH

Sự
Sự khuấy
khuấy trộn
trộn

Nồng
Nồng độ
độ
K
S O
K2

2S2
2O8
8

Thời
Thời gian
gian


Kết quả và thảo luận
3.1 Khảo sát hàm lượng Fe
Nồng độ metylen xanh còn lại (mg/L) sau các khoảng thời gian xử lí với hàm lượng Fe là 0; 0,2; 0,4 và 0,8
g/L
C metylen xanh (mg/l)

Thời gian
(phút)

0

0,2

0,4

0,8

5

3,22

2,38

2,22

2,26

10

3,09

1,43

1,18

1,51

15

2,99

1,03

1,01

1,39

20

2,87

0,89

0,91

1,29

25

2,73

0,87

0,85

1,19

30

2,65

0,82

0,73

1,13

35

2,39

0,80

0,59

_

40

2,26

0,72

0,49

_

45

2,18

0,66

0,29

_


Kết quả và thảo luận

C xanh metylen mg/l

3.1 Khảo sát hàm lượng Fe

0

t ( phút)
0.2 g/l
0.4 g/l

Ảnh hưởng của hàm lượng sắt đến quá trình xử lí dung dịch xanh metylen


Kết quả và thảo luận
3.2 Khảo sát nồng độ K2S2O8
Nồng độ xanh metylen còn lại (mg/L) sau các khoảng thời gian xử lí với nồng độ K 2S2O8 là 1,0; 1,5; 2,0; 3,5; 4,0;
5,0 mM
Thời gian
(phút)

Cmetylen xanh(mg/L)
1,0

1,5

2,0

3,5

4,0

5,0

5

2.82

2.79

2.34

1.64

1.59

1.51

10

2.67

2.57

1.84

1.27

1.21

1.16

15

2.52

2.42

1.57

1.08

1.00

1.04

20

2.35

2.24

1.43

0.94

0.87

0.95

25

2.22

2.08

1.33

0.78

0.70

0.86

30

2.18

1.87

1.19

0.69

0.61

_

35

2.13

1.76

1.11

0.54

0.47

_

40

2.02

1.67

0.98

0.48

0.36

_

45

1.97

1.63

0.93

0.46

0.29

_


Kết quả và thảo luận
3.2 Khảo sát nồng độ K2S2O8

C Xanh metylen mg/l

1 mM
1.5
mM
2 mM
3.5
mM

t ( phút)
Ảnh hưởng của nồng độ K2S2O8 đến quá trình xử lí dung dịch xanh metylen.


Kết quả và thảo luận

C xanh metylen mg/l

3.3 Khảo sát ảnh hưởng của pH

pH=3
pH=7
pH=1
0

t ( phút)
Ảnh hưởng của pH tới quá trình xử lí xanh metylen
bằng sắt kim loại kết hợp với muối kali pesunfat.


Kết quả và thảo luận

C xanh metylen mg/l

3.4 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian

t ( phút)
Khảo sát thời gian quá trình xử lí xanh metylen bằng sắt kim loại kết hợp với muối kali pesunfat.


Kết quả và thảo luận

C xanh metylen mg/l

3.5 Khảo sát sự khuấy trộn

t ( phút)
Có khuấy trộn
Không khuấy trộn

Khảo sát sự ảnh hưởng của khuấy trộn đến quá trình xử lí xanh metylen bằng sắt kim loại kết hợp với muối kali
pesunfat


Kết quả và thảo luận
4. Tổng hợp các điều kiện tối ưu:

•

Lượng sắt kim loại kết hợp với K2S2O8 theo tỉ lệ 0,4g/l sắt: 4 mM K2S2O8.

•

*Môi trường axit pH=3, tăng khả năng sản sinh gốc tự do SO 4 .

•

Thời gian xử lí tối ưu: khoảng 45 phút.

•

Cần phải sự khuấy trộn nhằm tăng tốc độ phản ứng.


Kết quả và thảo luận
5. Nghiên cứu khả năng xử lí nước thải dệt nhuộm làng Vạn Phúc, Hà Đông, Hà Nội bằng Fe kim loại kết
hợp với K2S2O8
Mô tả mẫu trước khi xử lí

Ngày lấy mẫu

Màu sắc

10/01/2017

Xanh đen

CODđầu

262

Giá trị COD của mẫu nước thải trước khi xử lí (mẫu nước được pha
loãng 2 lần)
Mẫu nước thải dệt nhuộm


Kết quả và thảo luận
5.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ K2S2O8 đến khả năng xử lí nước thải dệt nhuộm làng Vạn Phúc,
Hà Đông, Hà Nội

STT

Nồng độ K2S2O8 (mM)

CODcuối

Hiệu suất (%)

1

2,0

203

22,5

2

4,0

188

28,2

3

6,0

113

56,9

4

8,0

136

48,1

Hiệu suất xử lí và COD của mẫu nước thải dệt nhuộm sau 45 phút xử lí
với các nồng độ K2S2O8 khác nhau (CODđầu=262)


Kết quả và thảo luận
5.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng sắt đến khả năng xử lí nước thải dệt nhuộm làng Vạn
Phúc, Hà Đông, Hà Nội.

Hiệu suất xử lí và COD của mẫu nước thải dệt nhuộm sau 45 phút xử lí
với các hàm lượng Fe khác nhau (CODđầu=262)

STT

Hàm lượng Fe (g/L)

CODcuối

Hiệu suất (%)

1

0,4

113

56,9

2

0,6

128

51,1

3

0,8

141

46,2


Kết quả và thảo luận
5.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian đến khả năng xử lí nước thải dệt nhuộm làng Vạn Phúc, Hà
Đông, Hà Nội.
Hiệu suất xử lí và COD của mẫu nước thải dệt nhuộm sau khoảng thời gian xử lí khác nhau (COD đầu=262).

STT

Thời gian xử lí (phút)

CODcuối

Hiệu suất (%)

1

45

113

56,9

2

60

75

71,4

3

90

56

78,6

4

120

63

76,0