Sử dụng đá ong biến tính làm xúc tác cho quá trình phân hủy phẩm màu hữu cơ trong nước thải dệt nhuộm

LỜI CẢM ƠN
Thực hiện kế hoạch đào tạo của trƣờng Đại học Lâm nghiệp, để đánh
giá kết quả học tập của sinh viên sau 4 năm học và làm quen với việc nghiên cứu
khoa học. Đƣợc sự đồng ý của Khoa Quản lý TNR&MT, Bộ mơn Hóa Học tơi
tiến hành thực hiện khóa luận tốt nghiệp: “Sử dụng đá ong biến tính làm xúc
tác cho q trình phân hủy phẩm màu hữu cơ trong nước thải dệt nhuộm”.
Sau một thời gian miệt mài nghiên cứu tơi đã hồn thành khóa luận này. Cho
phép tơi đƣợc bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến TS. Vũ Huy Định; ThS. Đặng Thế
Anh, giảng viên Bộ mơn Hóa Học đã tận tình hƣớng dẫn, chỉ bảo và tạo điều
kiện hết mình để giúp đỡ tơi thực hiện khóa luận này.
Trong q trình thực tập tại phịng thí nghiệm, Trƣờng Đại học Lâm
nghiệp tơi đã nhận đƣợc sự giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi của Ban giám
đốc Trung tâm, các thầy (cơ) giáo cùng tồn thể cán bộ cơng nhân viên của
Trung tâm, tôi xin chân thành cảm ơn.
Cuối cùng tôi xin cảm ơn gia đình, ngƣời thân và tồn thể bạn bè cùng
nhóm khóa luận đã giúp đỡ tơi trong suốt q trình học tập và thực hiện khóa
luận này.
Tơi xin chân thành cảm ơn !
Xuân Mai, ngày 18 tháng 05 năm 2017
Sinh viên
Nguyễn Thị Yến


TĨM TẮT NỘI DUNG KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
1. Tên khóa luận tốt nghiệp: “Sử dụng đá ong biến tính làm xúc tác cho quá
trình phân hủy phẩm màu hữu cơ trong nước thải dệt nhuộm”.
2. Giáo viên hƣớng dẫn: TS. Vũ Huy Định
Ths. Đặng Thế Anh
3. Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Yến
Chuyên ngành học: Khoa học môi trƣờng
4. Mục tiêu nghiên cứu.

Mục tiêu tổng qt: Góp phần tìm kiếm, điều chế vật liệu dễ kiếm, giá
thành rẻ, thân thiện với mơi trƣờng và có khả năng xúc tác cho q trình Fenton
xử lý các hợp chất hữu cơ khó phân hủy.
Mục tiêu cụ thể:
- Biến tính đá ong thành vật liệu có khả năng xúc tác cho q trình Fenton.
- Tìm ra điều kiện thích hợp để tiến hành kỹ thuật Fenton sử dụng đá ong
biến tính xử lý phẩm màu đạt hiệu suất tốt nhất.
- Đánh giá hiệu quả khi áp dụng kỹ thuật Fenton/đá ong biến tính cho đối
tƣợng nƣớc thải dệt nhuộm.
5. Đối tƣợng nghiên cứu.
- Đá ong tự nhiên đƣợc lấy ở Thạch Thất – Hà Đông – Hà Nội.
- Các phẩm màu: Màu đỏ cờ, màu đỏ sen, màu đỏ vang, màu xanh và màu
vàng đƣợc mua của công ty TNHH Thƣơng Mại Tân Hồng Phát – số 92 Cửa
Bắc, Quán Thánh, Ba Đình, Hà Nội.
6. Nội dung nghiên cứu.
- Nghiên cứu biến tính đá ong thành vật liệu có khả năng xúc tác.
- Khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến hiệu suất khi sử dụng đá ong biến tính
xử lý dung dịch phẩm màu.
- Áp dụng kỹ thuật Fenton/đá ong biến tính để xử lý cho các mẫu nƣớc phẩm
màu và mẫu nƣớc thải dệt nhuộm.


7. Phƣơng pháp nghiên cứu.
- Phƣơng pháp biến tính đá ong bằng các muối sắt và gia nhiệt.
- Phƣơng pháp xác định đặc trƣng bề mặt vật liệu (SEM).
- Phƣơng pháp lập đƣờng chuẩn tƣơng quan giữa độ hấp thụ quang và nồng
độ phẩm màu.
- Phƣơng pháp UV-vis xác định nồng độ phẩm màu.
- Phƣơng pháp xác định nhu cầu oxi hóa học (COD).
- Phƣơng pháp khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến q trình Fenton/ đá ong

biến tính.
8. Những kết quả đạt đƣợc.
Các kết quả chính của khóa luận thu đƣợc nhƣ sau:
- Quy trình biến tính đá ong thành vật liệu có hoạt tính xúc tác cao.
- Xác định đƣợc đặc trƣng vật liệu nhƣ kích thƣớc, tính chất bề mặt của đá
ong sau khi biến tính đƣợc xác định bằng phƣơng pháp SEM. Kết quả cho thấy
thành phần cho thấy bề mặt đá ong sau biến tính có cấu trúc đặc khít hơn.
- Tìm đƣợc các điều kiện thích hợp để tiến hành kỹ thuật Fenton, sử dụng đá
ong biến tính cho các mẫu phẩm màu. Điều kiện thích hợp: lƣợng đá ong biến
tính 1,25 g/L; thể tích H2O2 30% 0,05ml; pH=7; nhiệt độ 30oC.
- Áp dụng điều kiện xử lý tƣơng tự của phẩm màu RY 160 cho các phẩm
màu DB 199, DR 239, DR 224, AR 23. Kết quả cho thấy khả năng xử lý các
phẩm màu này bằng kỹ thuật Fenton sử dụng vật liệu đá ong biến tính cho kết
quả hiệu suất xử lý tốt (>90%, thời gian xử lý 120 phút), riêng chỉ có phẩm màu
DR 224 hiệu suất xử lý rất thấp (<10%, sau 120 phút xử lý).
- Đã đánh giá hiệu suất xử lý các mẫu phẩm màu phổ biến và mẫu nƣớc thải
dệt nhuộm, kết quả cho thấy: COD phân tích ở mẫu thử có hiệu suất xử lý cao,
tất cả các mẫu đều nằm trong giới hạn cho phép của cột B, so với quy chuẩn.
Còn COD phân tích ở mẫu nƣớc thải dệt nhuộm có hiệu suất xử lý tƣơng đối
cao.
Cịn COD phân tích ở mẫu nƣớc thải dệt nhuộm có hiệu suất xử lý tƣơng đối cao


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
TÓM TẮT NỘI DUNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
DANH MỤC BẢNG
DANH MỤC HÌNH

ĐẶT VẤN ĐỀ ..................................................................................................... .1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .................................... ..3
1.1. Tổng quan về phẩm nhuộm và nƣớc thải dệt nhuộm .................................. ..3
1.1.1. Nƣớc thải dệt nhuộm………. .................................................................... ..3
1.1.2.Một số nhóm thuốc nhuộm thƣờng dùng ở Việt Nam .............................. ..4
1.1.3. Ảnh hƣởng của nƣớc thải dệt nhuộm ....................................................... 10
1.2. Tổng quan các phƣơng pháp xử lý thuốc nhuộm trong nƣớc thải dệt nhuộm 11
1.2.1. Phƣơng pháp hấp phụ ............................................................................... 11
1.2.2. Phƣơng pháp oxi hóa ................................................................................ 12
1.2.3. Phƣơng pháp oxi hóa nâng cao ................................................................ 13
1.2.4. Phƣơng pháp sinh học .............................................................................. 14
1.3. Tổng quan về đá ong (Laterite) ................................................................... 14
1.3.1. Nguồn phát sinh ....................................................................................... 14
1.3.2. Đặc tính đá ong ........................................................................................ 15
1.3.3. Các hƣớng xử lý môi trƣờng sử dụng đá ong .......................................... 15
CHƢƠNG 2. MỤC TIÊU – ĐỐI TƢỢNG – NỘI DUNG – PHƢƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU ................................................................................................... 17
2.1. Mục tiêu nghiên cứu .................................................................................... 17
2.1.1. Mục tiêu tổng quát .................................................................................... 17
2.1.2. Mục tiêu cụ thể ......................................................................................... 17
2.2. Đối tƣợng nghiên cứu .................................................................................. 17
2.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................... 17


2.4. Hóa chất, thiết bị và dụng cụ ....................................................................... 17
2.4.1. Hóa chất .................................................................................................... 18
2.4.2. Thiết bị thí nghiệm ................................................................................... 18
2.4.3. Dụng cụ thí nghiệm .................................................................................. 19
2.5. Phƣơng pháp nghiên cứu ............................................................................. 19
2.5.1. Phƣơng pháp biến tính đá ong .................................................................. 19

3.1. Nghiên cứu biến tính đá ong thành vật liệu có khả năng xúc tác ............... 23
3.1.1. Quy trình biến tính đá ong ....................................................................... 23
3.1.2. Đặc trƣng bề mặt của đá ong biến tính .................................................... 23
3.1.3. Ảnh hƣởng của muối sắt đến hoạt tính xúc tác của vật liệu .................... 24
3.2. Xác định bƣớc sóng hấp thụ đặc trƣng của dung dịch phẩm nhuộm và xây
dựng đƣờng chuẩn nồng độ của dung dịch phẩm nhuộm .................................. 26
3.3. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hƣởng đến hiệu suất xử lý phẩm màu ............. 27
3.3.1. Ảnh hƣởng của nồng độ chất oxy hóa H2O2 ............................................ 28
3.3.2. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng vật liệu đá ong biến tính ............................... 29
3.3.3. Ảnh hƣởng của pH ................................................................................... 30
3.3.6. Nghiên cứu tái sử dụng xúc tác Lat-Fe(III) ............................................. 34
3.3.7. Nghiên cứu khả năng xử lý của các phẩm màu ....................................... 35
3.4. Áp dụng kỹ thuật Fenton – đá ong biến tính trong xử lý tải lƣợng COD của
mẫu phẩm màu và mẫu nƣớc thải dệt nhuộm .................................................... 36
3.4.1. Mẫu phẩm màu ......................................................................................... 36
3.4.2. Mẫu nƣớc thải dệt nhuộm ........................................................................ 37
CHƢƠNG 4. KẾT LUẬN – TỒN TẠI – KIẾN NGHỊ .................................... 39
4.1. Kết luận ....................................................................................................... 39
4.2. Tồn tại .......................................................................................................... 40
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ BIỂU


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
AR 23

Acid Red 23: Phẩm màu đỏ vang 23

BTNMT

Bộ tài nguyên môi trƣờng

COD

Chemical oxygen demand: Nhu cầu oxy hóa học

DB 199

Direct Blue 199: Phẩm màu xanh 199

DR 239

Direct Red 239: Phẩm màu đỏ cờ 239

DR 224

Direct Red 224: Phẩm màu đỏ sen 224

EDX

Engery dispersive X-ray spectroscopy: Phổ tán xạ năng
lƣợng tia X

Lat

Laterite

QC

Quy chuẩn

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

RY 160

Reactive Yellow 160: Phẩm màu vàng 160

SEM

Scanning Electron Microscope: Kính hiển vi điện tử quét

TSD

Tái sử dụng

UV-vis

Ultraviolet-visible spectroscopy : Phổ tử ngoại khả kiến


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1: Hóa chất thí nghiệm............................................................................ 18
Bảng 2.2: Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm ........................................................... 18
Bảng 2.3: Dụng cụ thí nghiệm ............................................................................ 19
Bảng 3.1. Bƣớc sóng hấp thụ cực đại của các phẩm màu ................................... 26
Bảng 3.2. Đƣờng chuẩn nồng độ và độ hấp thụ quang của các phẩm màu ........ 27
200ml [RY 160 = 50ppm]; VH2O2 30% 0,05ml; [Lat-Fe(III)] = 1,25 g/L; to =
30oC; tốc độ khuấy 120 vòng/phút). ................................................................... 30

Bảng 3.3. Kết quả đo COD của mẫu phẩm màu sau xử lý ................................. 36
Bảng 3.4. Số liệu và kết quả của COD mẫu nƣớc thải........................................ 38


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Mẫu đá ong với chiều rộng 8cm ......................................................... 15
Hình 3.1: Ảnh SEM của mẫu đá ong trƣớc và sau biến tính .............................. 24
Hình 3.2. Ảnh hƣởng của lƣợng Fe (III) đƣa vào biến tính đá ong .................... 25
Hình 3.3. Ảnh hƣởng của nồng độ H2O2 tới hiệu suất xử lý 200ml [RY 160 =
50ppm]; pH 7; [Lat-Fe(III)] = 1,25 g/L; to = 30oC; tốc độ khuấy 120
vịng/phút). .......................................................................................................... 28
Hình 3.4. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng xúc tác tới hiệu suất xử lý ....................... 29
Hình 3.5. Ảnh hƣởng của pH tới hiệu suất xử lý ................................................ 30
Hình 3.6. Ảnh hƣởng của nhiệt độ thí nghiệm tới hiệu suất xử lý...................... 31
phẩm màu 200ml [RY 160 = 50ppm]; VH2O2 30% 0,05ml; [Lat-Fe(III)] = 1,25
g/L; tốc độ khuấy 120 vịng/phút). ...................................................................... 31
Hình 3.7. Ảnh hƣởng của ion clorua (Cl-) tới hiệu suất xử lý phẩm màu 200ml
[RY 160 = 50ppm]; VH2O2 30% 0,05ml ; pH=7; [Lat-Fe(III)] = 1,25 g/L;
to=30oC; tốc độ khuấy 120 vịng/phút). ............................................................. 32
Hình 3.8. Ảnh hƣởng của ion sunfat (SO42-) tới hiệu suất xử lý phẩm màu 200ml
[RY 160 = 50ppm]; VH2O2 30% 0,05ml ; pH=7; [Lat-Fe(III)] = 1,25 g/L;
to=30oC; tốc độ khuấy 120 vòng/phút). ............................................................. 33
Hình 3.9. Ảnh hƣởng của ion nitrat (NO3-) tới hiệu suất xử lý phẩm màu 200ml
[RY 160 = 50ppm]; VH2O2 30% 0,05ml ; pH=7; [Lat-Fe(III)] = 1,25 g/L;
to=30oC; tốc độ khuấy 120 vịng/phút). ............................................................. 33
Hình 3.10. Kết quả tái sử dụng đá ong 200ml [RY 160 = 50ppm]; VH2O2 30%
0,05ml ; pH=7; [Lat-Fe(III)] = 1,25 g/L; to=30oC; tốc độ khuấy 120 vịng/phút). 34
Hình 3.11. Hiệu suất xử lý một số phẩm màu phổ biến ([DB 199]; [DR 239],
[DR 224], [Acid Red 23] = 200 ml (50ppm); VH2O2 30% 0,05ml; pH=7; [LatFe(III)] = 1,25 g/L; to=30oC; tốc độ khuấy 120 vòng/phút). ............................. 35
Hình 3.12. Lấy mẫu nƣớc thải dệt nhuộm tại làng nghề Vạn Phúc .................... 37

ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong những năm gần đây phát triển kinh tế gắn liền với bảo vệ môi trƣờng
là chủ đề tập trung sự quan tâm của nhiều nƣớc trên thế giới.
Một trong những vấn đề đặt ra cho các nƣớc đang phát triển trong đó
có Việt Nam là cải thiện môi trƣờng ô nhiễm do các chất độc hại của nền cơng
nghiệp tạo ra. Điển hình nhƣ các ngành cơng nghiệp cao su, hóa chất, cơng
nghiệp thực phẩm, thuốc bảo vệ thực vật, y dƣợc, luyện kim, xi mạ, giấy, đặc biệt
là ngành dệt nhuộm đang phát triển mạnh mẽ và chiếm kim ngạch xuất khẩu lớn
của Việt Nam. Ngành dệt nhuộm đã phát triển từ rất lâu trên thế giới nhƣng nó chỉ
mới hình thành và phát triển hơn 100 năm nay ở nƣớc ta. Ngành dệt may thu hút
nhiều lao động, góp phần giải quyết việc làm và phù hợp với những nƣớc đang
phát triển khơng có nền công nghiệp nặng phát triển mạnh nhƣ nƣớc ta. Nhƣng
hầu hết các nhà máy, xí nghiệp dệt nhuộm ở nƣớc ta chƣa có hệ thống xử lý nƣớc
thải đầu ra đạt QCVN 13 : 2015/BTNMT. Nguyên nhân do các công ty, nhà máy
cịn có hàng ngàn cơ sở nhỏ lẻ từ các làng nghề truyền thống. Với quy mô sản
xuất nhỏ, lẻ nên lƣợng nƣớc thải sau sản xuất hầu nhƣ không đƣợc xử lý, mà đƣợc
thải trực tiếp ra hệ thống cống rãnh và đổ thẳng xuống ao hồ, sơng, ngịi gây ơ
nhiễm nghiêm trọng tầng nƣớc mặt, mạch nƣớc ngầm và ảnh hƣởng lớn đến sức
khỏe con ngƣời [5], [6].
Trong những năm gần đây, đã có nhiều cơng trình nghiên cứu và sử dụng
các phƣơng pháp khác nhau nhằm xử lý các hợp chất hữu cơ độc hại trong nƣớc
thải nhƣ: phƣơng pháp vật lý, phƣơng pháp sinh học, phƣơng pháp hoá học,
phƣơng pháp điện hoá [8]... Mỗi phƣơng pháp đều có những ƣu điểm và hạn chế
nhất định về mặt kỹ thuật cũng nhƣ mức độ phù hợp với điều kiện kinh tế của
từng quốc gia. Trong đó, việc xử lý các hợp chất hữu cơ độc hại bằng phƣơng
pháp hấp phụ kết hợp và oxi hóa nâng cao với hiệu ứng Fenton là một trong
những hƣớng nghiên cứu mới đã và đang đƣợc nhiều nhà khoa học trong và ngoài
nƣớc quan tâm nghiên cứu [6].

1


Đá ong (tên tiếng Anh là Laterite) là nguồn khoáng liệu rất phổ biến ở Việt
Nam và có tính hấp phụ vì: độ xốp tƣơng đối cao, bề mặt riêng lớn có khả năng
hấp thụ các ion kim loại, nhƣng việc nghiên cứu, ứng dụng và chuyển hóa đá ong
thành vật liệu xúc tác hầu nhƣ chƣa đƣợc nghiên cứu nhiều [7].
Chính vì vây, việc biến tính đá ong có ý nghĩa đặc biệt cả về khoa học và
kinh tế, vừa tận dụng đƣợc nguồn nguyên liệu sẵn có, vừa tạo ra đƣợc vật liệu có
ứng dụng trong phân tích và xử lý môi trƣờng. Bởi hàm lƣợng Fe trong đá ong rất
cao nên nó có tiềm năng để biến tính và sử dụng nhƣ vật liệu xúc tác Fenton dị
thể, ứng dụng trong mục tiêu phân hủy các chất hữu cơ độc hại [1].
Đề tài “Sử dụng đá ong biến tính làm xúc tác cho q trình phân hủy
phẩm màu hữu cơ trong nước thải dệt nhuộm” tập trung nghiên cứu biến tính
đá ong thành vật liệu có hoạt tính xúc tác cao, ứng dụng trong kỹ thuật Fenton
xử lý phẩm màu có trong nƣớc thải dệt nhuộm.

2


CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan về phẩm nhuộm và nƣớc thải dệt nhuộm
1.1.1. Nước thải dệt nhuộm
Ngành dệt nhuộm sử dụng một lƣợng nƣớc thải lớn để sản xuất và đồng
thời thải ra một lƣợng nƣớc thải đáng kể cho môi trƣờng. Nhắc đến nƣớc thải
ngành dệt nhuộm là một trong những loại nƣớc thải ô nhiễm nặng, hàm lƣợng
các chất hữu cơ cao, khó phân hủy, pH dao động từ 9 - 12 do thành phần các
chất tẩy. Trong q trình sản xuất có rất nhiều hóa chất độc hại đƣợc sử dụng để
sản xuất tạo màu: nhƣ là phẩm nhuộm, chất hoạt động bề mặt, chất điện ly, chất

ngậm, chất tạo môi trƣờng, tinh bột, men, chất ơxy hố… Các chất này thƣờng
có chứa các ion kim loại hòa tan, hay kim loại nặng rất khó phân hủy trong mơi
trƣờng, có thể gây ô nhiễm môi trƣờng trầm trọng trong thời gian dài. Nếu chƣa
đƣợc xử lý và xử lý chƣa đạt QCVN mà thải ra ngồi thì các hóa chất này có thể
giết chết vi sinh vật xung quanh, làm chết cá và các loại động vật sống dƣới
nƣớc, các chất độc này cịn có thể thấm vào đất, tồn tại lâu dài và ảnh hƣởng tới
nguồn nƣớc ngầm và bên cạnh đó cịn ảnh hƣởng đến đời sống của con ngƣời.
Ngồi ra, nƣớc thải dệt nhuộm thƣờng có độ màu rất lớn và thay đổi thƣờng
xuyên tùy loại thuốc nhuộm, và có nhiệt độ cao nên cần phải đƣợc xử lý triệt để
trƣớc khi thải ra, tránh gây ô nhiễm môi trƣờng. Trong quá trình sản xuất của
ngành dệt nhuộm thì sử dụng nƣớc nhiều và nguồn phát sinh ra nƣớc thải ngành
dệt nhuộm ở rất nhiều công đoạn khác nhau, thay đổi theo từng loại sản phẩm.
Nhƣng đặc trƣng của loại nƣớc thải này có pH, nhiệt độ, COD cao và độ màu
tƣơng đối cao. Theo phân tích của các chuyên gia, lƣợng nƣớc đƣợc sử dụng
trong các công đoạn sản xuất chiếm 72,3 %, chủ yếu là từ các cơng đoạn nhuộm
và hồn tất sản phẩm. Ngƣời ta có thể tính sơ lƣợc nhu cầu sử dụng nƣớc cho 1
mét vải nằm trong phạm vi từ 12 - 65 lít và thải ra 10 - 40 lít nƣớc. Vấn đề ô
nhiễm chủ yếu trong ngành công nghiệp dệt nhuộm là sự ô nhiễm nguồn nƣớc
[5].

3


1.1.2. Một số nhóm thuốc nhuộm thường dùng ở Việt Nam
Thuốc nhuộm (hay còn gọi là phẩm nhuộm) là các hợp chất mang màu
dạng hữu cơ hoặc dạng phức của các kim loại nhƣ Cu, Co, Ni, Cr…Tuy nhiên,
hiện nay dạng phức kim loại khơng cịn sử dụng nhiều do nƣớc thải sau khi
nhuộm chứa hàm lƣợng lớn các kim loại nặng gây ô nhiễm môi trƣờng nghiêm
trọng. Thuốc nhuộm dạng hữu cơ mang màu hiện rất phổ biến trên thị trƣờng.
Tuỳ theo cấu tạo, tính chất và phạm vi sử dụng của chúng mà ngƣời ta chia

thuốc nhuộm thành các nhóm khác nhau. Ở nƣớc ta hiện nay, thuốc nhuộm
thƣờng phẩm vẫn chƣa đƣợc sản xuất, tất cả các loại thuốc nhuộm đều phải nhập
của các hãng sản xuất thuốc nhuộm trên thế giới.
Có hai cách để phân loại thuốc nhuộm:
 Phân loại thuốc nhuộm theo cấu trúc hóa học [5]:
 Thuốc nhuộm azo: nhóm mang màu là nhóm azo (-N=N-), phân tử
thuốc nhuộm có một (monoazo) hay nhiều nhóm azo (diazo, triazo, polyazo).
Đây là họ thuốc nhuộm quan trọng nhất và có số lƣợng lớn nhất, chiếm khoảng
60-70% số lƣợng các thuốc nhuộm tổng hợp, chiếm 2/3 các màu hữu cơ trong
Color Index.
 Thuốc nhuộm antraquinon: trong phân tử thuốc nhuộm chứa một hay
nhiều nhóm antraquinon hoặc các dẫn xuất của nó:

Họ thuốc nhuộm này chiếm đến 15% số lƣợng thuốc nhuộm tổng hợp.
 Thuốc nhuộm triaryl metan: triaryl metan là dẫn xuất của metan mà
trong đó nguyên tử C trung tâm sẽ tham gia liên kết vào mạch liên kết của hệ
mang màu:
diaryl metan

4


triaryl metan
Họ thuốc nhuộm này phổ biến thứ 3, chiếm 3% tổng số lƣợng thuốc nhuộm.
 Thuốc nhuộm phtaloxianin: hệ mang màu trong phân tử của chúng là
hệ liên hợp khép kín. Đặc điểm chung của họ thuốc nhuộm này là những nguyên
tử H trong nhóm imin dễ dàng bị thay thế bởi ion kim loại còn các nguyên tử N
khác thì tham gia tạo phức với kim loại làm màu sắc của thuốc nhuộm thay đổi.
Họ thuốc nhuộm này có độ bền màu với ánh sáng rất cao, chiếm khoảng 2%
tổng số lƣợng thuốc nhuộm.

Ngồi ra, cịn các họ thuốc nhuộm khác ít phổ biến, ít có quan trọng hơn
nhƣ: thuốc nhuộm nitrozo, nitro, polymetyl, arylamin, azometyn, thuốc nhuộm
lƣu huỳnh…


Phân loại theo đặc tính áp dụng [5], [10]:

Đây là cách phân loại các loại thuốc nhuộm thƣơng mại đã đƣợc thống
nhất trên toàn cầu và liệt kê trong bộ đại từ điển về thuốc nhuộm: Color Index
(CI), trong đó mỗi thuốc nhuộm đƣợc chỉ dẫn về cấu tạo hóa học, đặc điểm về
màu sắc và phạm vi sử dụng. Theo đặc tính áp dụng, ngƣời ta quan tâm nhiều
nhất đến thuốc nhuộm sử dụng cho xơ sợi xenlullo (bông, visco...), đó là các
thuốc nhuộm hồn ngun, lƣu hóa, hoạt tính và trực tiếp. Sau đó là các thuốc
nhuộm cho xơ sợi tổng hợp, len, tơ tằm nhƣ: thuốc nhuộm phân tán, thuốc
nhuộm bazơ (cation), thuốc nhuộm axit.
 Thuốc nhuộm hồn ngun, bao gồm:
- Thuốc nhuộm hồn ngun khơng tan: là hợp chất màu hữu cơ không
tan trong nƣớc, chứa nhóm xeton trong phân tử và có dạng tổng quát: R=C=O.
Trong quá trình nhuộm xảy ra sự biến đổi từ dạng layco axit không tan trong
nƣớc nhƣng tan trong kiềm tạo thành layco bazơ:

5


Hợp chất này bắt màu mạnh vào xơ, sau đó khi rửa sạch kiềm thì nó lại
trở về dạng layco axit và bị oxi khơng khí oxi hóa về dạng nguyên thủy.
- Thuốc nhuộm hoàn nguyên tan: là muối este sunfonat của hợp chất
layco axit của thuốc nhuộm hoàn nguyên khơng tan, R≡C-O-SO3Na. Nó dễ bị
thủy phân trong mơi trƣờng axit và bị oxi hóa về dạng khơng tan ban đầu.
Khoảng 80% thuốc nhuộm hồn ngun thuộc nhóm antraquinon.

 Thuốc nhuộm lƣu hóa: chứa nhóm disunfua đặc trƣng (D-S-S-D, Dnhóm mang màu thuốc nhuộm) có thể chuyển về dạng tan (layco: D-S-) qua q
trình khử. Giống nhƣ thuốc nhuộm hồn nguyên, thuốc nhuộm lƣu hóa dùng để
nhuộm vật liệu xenllulo qua 3 giai đoạn: hòa tan, hấp phụ vào xơ sợi và oxi hóa
trở lại.
 Thuốc nhuộm trực tiếp: đây là loại thuốc nhuộm anion có khả năng bắt
màu trực tiếp vào xơ sợi xenllulo và dạng tổng quát: Ar-SO3Na. Khi hịa tan
trong nƣớc, nó phân ly cho về dạng anion thuốc nhuộm và bắt màu vào sợi.
Trong mỗi màu thuốc nhuộm trực tiếp có ít nhất 70% cấu trúc azo, cịn tính
trong tổng số thuốc nhuộm trực tiếp thì có đến 92% thuộc lớp azo.
 Thuốc nhuộm phân tán: đây là loại thuốc nhuộm này có khả năng hịa
tan rất thấp trong nƣớc (có thể hịa tan nhất định trong dung dịch chất hoạt động
bề mặt). Thuốc nhuộm phân tán dùng để nhuộm các loại xơ sợi tổng hợp kị
nƣớc. Xét về mặt hóa học có đến 59% thuốc nhuộm phân tán thuộc cấu trúc azo,
32% thuộc cấu trúc antraquinon, cịn lại thuộc các lớp hóa học khác.
 Thuốc nhuộm bazơ – cation:
Các thuốc nhuộm bazơ trƣớc đây dùng để nhuộm tơ tằm, ca bông cầm
màu bằng tananh, là các muối clorua, oxalat hoặc muối kép của bazơ hữu cơ.
Chúng dễ tan trong nƣớc cho cation mang màu. Các thuốc nhuộm bazơ biến tính
- phân tử đƣợc đặc trƣng bởi một điện tích dƣơng khơng định vị - gọi là thuốc
nhuộm cation, dùng để nhuộm xơ acrylic. Trong các màu thuốc nhuộm bazơ,
6


các lớp hóa học đƣợc phân bố: azo (43%), metin (17%), triazylmetan (11%),
arcrydin (7%), antraquinon (5%) và các loại khác.
 Thuốc nhuộm axit: là muối của axit mạnh và bazơ mạnh nên chúng tan
trong nƣớc phân ly thành ion: Ar-SO3Na → Ar-SO3- + Na+, anion mang màu
thuốc nhuộm tạo liên kết ion với tâm tích điện dƣơng của vật liệu. Thuốc nhuộm
axit có khả năng tự nhuộm màu xơ sợi protein (len, tơ tằm, polyamit) trong môi
trƣờng axit. Xét về cấu tạo hóa học có 79% thuốc nhuộm axit azo, 10% là

antraquinon, 5% triarylmetan và 6% các lớp hóa học khác.
 Thuốc nhuộm hoạt tính: là thuốc nhuộm anion tan, có khả năng phản
ứng với xơ sợi trong những điều kiện áp dụng tạo thành liên kết cộng hóa trị với
xơ sợi. Trong cấu tạo của thuốc nhuộm hoạt tính có một hay nhiều nhóm hoạt
tính khác nhau, quan trọng nhất là các nhóm: vinylsunfon, halotriazin và
halopirimidin.
Dạng tổng quát của thuốc nhuộm hoạt tính: S – R – T – Y, trong đó:
- S: nhóm cho thuốc nhuộm độ hịa tan cần thiết (-SO3Na, -COONa,
-SO2CH3)
- R: nhóm mang màu của thuốc nhuộm
- Y: nhóm nguyên tử phản ứng, trong điều kiện nhuộm nó tách khỏi phân
tử thuốc nhuộm, tạo khả năng cho thuốc nhuộm phản ứng với xơ (-Cl, -SO2, SO3H, -CH=CH2,...)
- T: nhóm mang nguyên tử hay nhóm nguyên tử phản ứng, thực hiện liên
kết giữa thuốc nhuộm và xơ.
Là loại thuốc nhuộm duy nhất có liên kết cộng hóa trị với xơ sợi tạo độ
bền màu giặt và độ bền màu ƣớt rất cao nên thuốc nhuộm hoạt tính là một trong
những thuốc nhuộm đƣợc phát triển mạnh mẽ nhất trong thời gian qua đồng thời
là lớp thuốc nhuộm quan trọng nhất để nhuộm vải sợi bông và thành phần bông
trong vải sợi pha.

7


Tuy nhiên, thuốc nhuộm hoạt tính có nhƣợc điểm là: trong điều kiện
nhuộm, khi tiếp xúc với vật liệu nhuộm (xơ sợi), thuốc nhuộm hoạt tính khơng
chỉ tham gia vào phản ứng với vật liệu mà cịn bị thủy phân.
Ví dụ:

Thuốc nhuộm sunfatoetylsunfon

Thuốc nhuộm Vinylsunfon
(dạng hoạt hóa của thuốc nhuộm gốc)

Xơ đƣợc nhuộm (X là O-

Thuốc nhuộm Vinylsunfon
Xenlullo)

Thuốc nhuộm thủy phân (X là OH)
Do tham gia vào phản ứng thủy phân nên phản ứng giữa thuốc nhuộm và
xơ sợi không đạt hiệu suất 100%. Để đạt độ bền màu giặt và độ bền màu tối ƣu,
hàng nhuộm đƣợc giặt hoàn toàn để loại bỏ phần thuốc nhuộm dƣ và phần thuốc
nhuộm thủy phân. Vì thế, mức độ tổn thất đối với thuốc nhuộm hoạt tính cỡ
10÷50%, lớn nhất trong các loại thuốc nhuộm và màu thuốc nhuộm thủy phân
giống màu thuốc nhuộm gốc nên nó gây ra vấn đề màu nƣớc thải và ô nhiễm
nƣớc thải [1].

8


Màu vàng:
Tên gọi: C.I. Reactive Yellow 160 (RY 160)

Công thức cấu tạo:

Công thức phân tử:
C25H22ClN9Na2O12S3
Khối lƣợng phân tử: 818,13
Mã số đăng kí CAS: 129898-77-7
λmax : 421 nm

Màu xanh:
Tên gọi: C.I. Direct Blue 199

Công thức cấu tạo:

(DB 199)
Công thức phân tử:
Khối lƣợng phân tử:
Mã số đăng kí CAS: 12222-04-7/6395002-7
λmax :

606 nm

Màu đỏ cờ:
Tên gọi: C.I. Direct-Red-239 (DR Công thức cấu tạo:
239)
Công thức phân tử:
C31H19ClN7Na5O19S6
Khối lƣợng phân tử: 1136.32
Mã số đăng kí CAS: 60202-35-9
λmax :

521 nm

9


Màu đỏ sen:
Tên gọi: C.I. Direct-Red- Công thức cấu tạo:
224 (DR 224)

Cơng thức phân tử:
C41H34N10Na4O18S4
Khối

lƣợng

phân

tử:

1174.99
Mã số đăng kí CAS:
12222-48-9
λmax :

544 nm

Màu đỏ vang:
Tên gọi: C.I. Acid Red 23

Công thức cấu tạo:

Công thức phân tử:
C18H13N3Na2O8S2
Khối lƣợng phân tử: 509.42
Mã số đăng kí CAS: 5864-81-3
λmax : 497 nm

1.1.3. Ảnh hưởng của nước thải dệt nhuộm
Các loại phẩm nhuộm tổng hợp có chứa các hợp chất azo đã có từ lâu đời

và ngày càng đƣợc sử dụng phổ biến trong các ngành công nghiệp dệt may,
giấy, cao su, nhựa, da, mỹ phẩm, dƣợc phẩm và các ngành cơng nghiệp thực
phẩm do có đặc điểm là dễ sử dụng, giá thành rẻ, ổn định và đa dạng về màu sắc
so với màu sắc tự nhiên. Tuy nhiên việc sử dụng rộng rãi thuốc nhuộm và các
sản phẩm của chúng gây ra ô nhiễm nguồn nƣớc ảnh hƣởng tới sức khỏe của con
ngƣời và môi trƣờng sống.
10


Khi đi vào nguồn nƣớc tự nhiên nhƣ sông, hồ… với một lƣợng rất nhỏ của
thuốc nhuộm đã cho cảm giác về màu sắc. Màu đậm của nƣớc thải cản trở sự
hấp thụ oxy và ánh sáng mặt trời gây tác hại cho sự hơ hấp, sinh trƣởng của các
lồi thủy sinh, làm tác động xấu đến khả năng phân giải của vi sinh đối với các
chất hữu cơ trong nƣớc thải. Đối với cá và các loài thủy sinh, các kết quả thử
nghiệm trên cá của hơn 3000 loại thuốc nhuộm nằm trong tất cả các nhóm từ
khơng độc, độc vừa, rất độc đến cực độc cho thấy có khoảng 37 % loại thuốc
nhuộm gây độc cho cá và thủy sinh, khoảng 2 % thuộc loại rất độc và cực độc,
các nghiên cứu cho thấy khả năng phân giải trực tiếp thuốc nhuộm hoạt tính
bằng vi sinh rất thấp do đó thời gian tồn lƣu dài trong mơi trƣờng [9].
1.2. Tổng quan các phƣơng pháp xử lý thuốc nhuộm trong nƣớc thải dệt
nhuộm
Do đặc thù của công nghệ, nƣớc thải dệt nhuộm thƣờng có thành phần
khơng ổn định, tính chất nƣớc thải phụ thuộc vào thiết bị, sản phẩm, công nghệ
nhuộm. Đặc biệt, nƣớc thải dệt nhuộm chứa một lƣợng hóa chất lớn với các loại
hóa chất đa dạng, đủ màu sắc chủ yếu là các phẩm màu, chất trơ… Nhƣ vậy,
việc lựa chọn các phƣơng pháp xử lý thích hợp để có thể loại bỏ hiệu quả đƣợc
các thành phần chất hữu cơ, các chất ơ nhiễm khó phân hủy phải dựa vào nhiều
yếu tố nhƣ lƣợng nƣớc thải, đặc tính nƣớc thải, tiêu chuẩn thải, xử lý tập trung
hay cục bộ [5].
Dƣới đây là một số phƣơng pháp xử lý hóa học, sinh học, lý học đã đƣợc

nghiên cứu và ứng dụng xử lý nƣớc thải dệt nhuộm:
1.2.1. Phương pháp hấp phụ
Phƣơng pháp hấp phụ đƣợc dùng rộng rãi để làm sạch triệt để nƣớc thải
khỏi các chất hữu cơ hoà tan sau khi xử lý sinh học cũng nhƣ xử lý cục bộ khi
trong nƣớc thải có chứa một hàm lƣợng rất nhỏ các chất đó. Những chất này
không phân huỷ bằng con đƣờng sinh học và thƣờng có độc tính cao. Nếu các
chất cần khử bị hấp phụ tốt và khi chi phí riêng lƣợng chất hấp phụ khơng lớn
thì việc áp dụng phƣơng pháp này là hợp lý hơn cả [2].
11


Trong trƣờng hợp tổng quát, quá trình hấp phụ gồm 3 giai đoạn:
- Di chuyển các chất cần hấp phụ từ nƣớc thải tới bề mặt hạt hấp phụ;
- Thực hiện q trình hấp phụ;
- Di chuyển chất ơ nhiễm vào bên trong hạt hấp phụ (vùng khuếch
tán trong). Ngƣời ta thƣờng dùng than hoạt tính, đá ong và các chất
tổng hợp hoặc một số chất thải của sản xuất nhƣ xỉ tro, xỉ, mạt sắt
và các chất hấp phụ bằng khống sản nhƣ đất sét, silicagen…Để
loại những chất ơ nhiễm nhƣ: chất hoạt động bề mặt, chất màu tổng
hợp, dung mơi clo hố, dẫn xuất phenol và hydroxyl…
Ứng dụng của phƣơng pháp hấp phụ bằng vật liệu:
Tách các chất hữu cơ nhƣ phenol, alkylbenzen-sulphonic acid, thuốc
nhuộm, các hợp chất thơm từ nƣớc thải bằng than hoạt tính;
Có thể dùng than hoạt tính khử thuỷ ngân;
Có thể dùng để tách các chất nhuộm khó phân huỷ;
Nhƣợc điểm:
Đối với than hoạt tính khó tái sinh nếu bị đóng cặn, có thể bắt cháy khi tái
sinh. Silicagen có giá thành mắc hơn than hoạt tính.
Phƣơng pháp này có nhiều ƣu điểm nhƣng không kinh tế nên không đƣợc
sử dụng rộng rãi.

1.2.2. Phương pháp oxi hóa
Để làm sạch nƣớc thải có thể dùng các chất oxy hóa nhƣ clo ở dạng khí và
hóa lỏng, clodioxit, canxiclorat, natri hypoclorit, kali pemanganat, kali bicromat,
oxy không khí, ozon...
Trong q trình oxy hóa, các chất độc hại trong nƣớc thải đƣợc chuyển
thành các chất ít độc hơn và tách ra khỏi nƣớc thải. Quá trình này tiêu tốn một
lƣợng lớn tác nhân hóa học, do đó quá trình oxy hóa học chỉ đƣợc dùng trong
những trƣờng hợp khi các tạp chất gây nhiễm bẩn trong nƣớc thải khơng thể tách
bằng những phƣơng pháp khác.
- Oxy hóa bằng clo:
12


Clo và các chất có chứa clo hoạt tính là chất oxy hóa thơng dụng nhất.
Ngƣời ta sử dụng chúng để tách H2S, hydrosunfit, các hợp chất chứa phenol,
metylsunfit, xyanua ra khỏi nƣớc thải.
Khi clo tác dụng với nƣớc thải xảy ra phản ứng
Cl2 + H2O → HClO + HCl
HClO → H+ + ClOTổng clo, HClO và ClO- đƣợc gọi là clo tự do hay clo hoạt tính.
Các nguồn cung cấp clo hoạt tính cịn có hypoclorit, clorat, dioxyt clo…
Lƣợng clo hoạt tính cần thiết cho một đơn vị thể tích nƣớc thải là: 10 g/m3
đối với nƣớc thải sau xử lý cơ học, 5 g/m3 sau xử lý sinh học hồn tồn.
- Phƣơng pháp ozon hóa:
Ozon tác động mạnh mẽ với các chất khoáng và chất hữu cơ, oxy hóa
bằng ozon cho phép đồng thời khử màu, khử mùi, tiệt trùng của nƣớc. Sau q
trình ozon hóa số lƣợng vi khuẩn bị tiêu diệt đến hơn 99%, ozon còn oxy hóa
các hợp chất nito, photpho...[2].
1.2.3. Phương pháp oxi hóa nâng cao
Trong xử lý nƣớc thải, nó đƣợc đặt tên là oxy hóa nâng cao (AOPsAdvanced Oxidation Processes). Giải pháp này địi hỏi tạo ra một chất trung
gian có hoạt tính cao, có khả năng oxy hóa hiệu quả các chất hữu cơ khó phân

hủy sinh học, trong xử lý nƣớc thải đó là các gốc hydroxyl tự do (OH•). Trong
việc áp dụng giải pháp này (AOPs), quá trình Fenton và các quá trình kiểu
Fenton (Fenton – like processes) đƣợc cho là giải pháp có hiệu quả cao và tính
ứng dụng lớn trong xử lý các phẩm mẫu hữu cơ bền, khó phân hủy bằng phƣơng
pháp khác. Cơng trình nghiên cứu này đƣợc J.H. Fenton công bố vào năm 1894
trong tạp chí hội hóa học ở Mỹ. Q trình này dùng tác nhân là tổ hợp H 2O2 và
muối sắt Fe2+ làm tác nhân oxy hóa, thực tế đã chứng minh hiệu quả xử lý và
kinh tế của phƣơng pháp này khá cao. Nhƣợc điểm của của nó là phải duy trì
đƣợc mơi trƣờng pH thấp, tốn hóa chất, sản phẩm sau khi xử lý có thể bị khống
hóa hồn tồn, khơng tận dụng đƣợc ngun liệu cho q trình xử lý sinh hóa
13


tiếp theo. Vì vậy, trong các trƣờng hợp chỉ nên áp dụng quá trình Fenton để
phân hủy từng phần, chuyển các chất khó phân hủy sinh học thành có khả năng
phân hủy sinh học rồi tiếp tục dùng các quá trình xử lý sinh học tiếp sau [6].
1.2.4. Phương pháp sinh học
Các chất có trong nƣớc thải dệt nhuộm phần lớn là các chất có khả năng
phân hủy sinh học. Trong một số trƣờng hợp chứa các chất có tính độc đối với vi
sinh vật nhƣ: các chất khử vô cơ, fomandehit, kim loại nặng…và một số các
chất khó phân hủy sinh học nhƣ: chất tẩy, giặt hồ, các loại dầu khống… Do đó,
trƣớc khi đƣa vào xử lý sinh học nƣớc thải cần đƣợc khử các chất gây độc và
giảm tỷ lệ các chất khó phân hủy sinh học bằng phƣơng pháp xử lý cục bộ. Các
phƣơng pháp sinh học thƣờng đƣợc sử dụng cho xử lý nƣớc thải cơng nghiệp dệt
là phƣơng pháp bùn hoạt tính, lọc sinh học hoặc kết hợp xử lý sinh học nhiều
bậc. Quá trình xử lý sinh học với bùn hoạt tính hiếu khí và kỵ khí cũng có thể sử
dụng để xử lý nƣớc thải dệt nhuộm với hiệu quả cao, tuy nhiên nhƣợc điểm của
phƣơng pháp này là thời gian xử lý dài và hiệu quả xử lý các chất màu là các
hợp chất hữu cơ khó phân hủy thấp [2].
1.3. Tổng quan về đá ong (Laterite)

1.3.1. Nguồn phát sinh
Laterite là q trình rửa trơi và tích tụ tuyệt đối các cation Fe3+, Fe2+ , Al3+,
Mn6+ trong các tầng đất, dƣới tác động của điều kiện mơi trƣờng nhƣ sự phong
hóa, dòng chảy, mực nƣớc ngầm thay đổi, mất thảm phủ, xói mịn.
Trong laterite thành phần chủ yếu là hydroxit oxit sắt ngậm nƣớc hay
khơng ngậm nƣớc, một phần rất ít oxit nhôm. Trong tầng nƣớc thổ nhƣỡng gần
mặt đất chứa nhiều Fe2+. Các Fe2+ dễ dàng bị oxi hóa thành Fe3+ khi có điều kiện
tiếp xúc với oxy, chúng sẽ bị oxy hóa, các oxit của chúng liên kết với các nhân
là hạt keo sắt kaolinit để tạo thành mạng lƣới dày đặc, khi mất nƣớc chúng liên
kết ngày càng chặt hơn [1].

14


Laterite hình thành nới có độ dốc khơng cao lắm, có điều kiện tích tụ Fe,
Al, Mn. Nhất là các vùng đồi núi trung du các tỉnh: Hà Bắc, Vĩnh Phúc, Sơn
Tây, Đồng Nai, Tây Ninh, Bà Rịa – Vũng Tàu... [7].
1.3.2. Đặc tính đá ong
Đá ong là một sản phẩm màu đỏ phong hóa của đá bazan. Đây là những gì
cịn lại của các loại đá silicat thơng thƣờng nếu chúng ta loại bỏ phần lớn các
kim loại silica, kiềm và kiềm thổ. Nó là chủ yếu gồm sắt, nhơm, titan và oxit
mangan vì đây là những thành phần hòa tan nhất của các loại đá trải qua một
loại hóa chất đƣợc gọi là phong laterization hoặc lateritization [1].

Hình 1.1. Mẫu đá ong với chiều rộng 8cm
1.3.3. Các hướng xử lý mơi trường sử dụng đá ong
Có thể dùng đá ong để khử độc trong nƣớc, vì đá ong có thể bẻ gãy kết
cấu bền vững của các ion kim loại nặng trong nƣớc. Sau đó tùy từng đối tƣợng,
chúng sẽ thu giữ bằng hấp thụ, trao đổi ion và từ tính. Đặc biệt, tuy loại bỏ các
chất kim loại nặng nhƣng các khống chất hữu ích trong nƣớc vẫn đƣợc giữ

nguyên [1].

15


Ngồi ra, đá ong cịn đƣợc sử dụng để làm vật liệu thi công nhà. Đá ong
liên kết với nhau bằng xi măng, tạo nên những mạch vữa chắc chắn, đem đến
sức hút kỳ lạ cho cơng trình. Bên cạnh đó, do chúng có đặc điểm là hấp thụ nhiệt
kém, tỏa nhiệt nhanh. Vì vậy, cơng trình sử dụng vật liệu đá ong mát về mùa hè,
ấm áp vào mùa đông. Để hạn chế cho việc sử dụng máy điều hịa hay lị sƣởi
vào mùa đơng. Giúp tiết kiệm chi phí và vừa thân thiện với mơi trƣờng. Bên
cạnh đó, đá ong cịn đƣợc ứng dụng để tạo mơi trƣờng tốt cho cá [5].
Đề tài tập trung nghiên cứu dựa vào hàm lƣợng oxit sắt cao của đá ong, có
thể chiếm tới 65% về khối lƣợng để sử dụng làm nền hấp thụ muối sắt làm xúc
tác cho phản ứng Fenton xử lý phẩm màu hữu cơ khó phân hủy.
Kết luận tổng quan
Đá ong (laterite) là một khoáng chất phổ biến có trữ lƣợng lớn ở nƣớc ta,
đặc biệt là ở vùng giáp ranh giữa đồi núi và đồng bằng – những nơi có sự phong
hóa quặng chứa sắt và các dịng nƣớc ngầm có oxi hịa tan.
Đá ong chủ yếu bao gồm các khoáng vật kaolinit, goethite, hematit và
gibbsite hình thành trong q trình phong hóa. Các oxit sắt goethite và hematit
gây ra màu nâu đỏ của laterite.
Đá ong dùng để xử lý một số vấn đề trong môi trƣờng nhƣ: Khử độc trong
nƣớc, làm vật liệu thi công nhà...
Thành phần đá ong chứa nhiều Fe và có nhiều đặc tính hấp phụ tốt nhƣ:
độ xốp tƣơng đối cao, bề mặt riêng lớn nên đƣợc sử dụng làm chất xúc tác cho
phản ứng Fenton.

16

CHƢƠNG 2. MỤC TIÊU – ĐỐI TƢỢNG – NỘI DUNG – PHƢƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU

2.1. Mục tiêu nghiên cứu
2.1.1. Mục tiêu tổng qt
Góp phần tìm kiếm, điều chế vật liệu dễ kiếm, giá thành rẻ, thân thiện với
mơi trƣờng và có khả năng xúc tác cho quá trình Fenton để xử lý các hợp chất
hữu cơ khó phân hủy.
2.1.2. Mục tiêu cụ thể
- Biến tính đá ong thành vật liệu có khả năng xúc tác cho quá trình
Fenton.
- Tìm các điều kiện thích hợp để tiến hành kỹ thuật Fenton sử dụng đá
ong biến tính xử lý phẩm màu đạt hiệu suất tốt nhất.
- Đánh giá hiệu quả khi áp dụng kỹ thuật Fenton/đá ong biến tính cho đối
tƣợng nƣớc thải dệt nhuộm.
2.2. Đối tƣợng nghiên cứu
- Đá ong tự nhiên đƣợc lấy ở Thạch Thất – Hà Đông – Hà Nội.
- Các phẩm màu: Màu đỏ cờ, màu đỏ sen, màu đỏ vang, màu xanh và
màu vàng đƣợc mua của công ty TNHH Thƣơng Mại Tân Hồng Phát – số 92
Cửa Bắc, Quán Thánh, Ba Đình, Hà Nội.
- Mẫu nƣớc thải dệt nhuộm đƣợc lấy mẫu ở làng nghề dệt nhuộm Vạn
Phúc (Hà Đông).
2.3. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu biến tính đá ong thành vật liệu có khả năng xúc tác.
- Khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến hiệu suất khi áp dụng quá trình
Fenton sử dụng đá ong biến tính xử lý dung dịch phẩm màu.
- Áp dụng q trình Fenton/đá ong biến tính cho các mẫu nƣớc phẩm
nhuộm và mẫu nƣớc thải dệt nhuộm.
2.4. Hóa chất, thiết bị và dụng cụ

17