Sử dụng mùn cưa biến tính fe III áp dụng cho quá trình oxy hoá nâng cao loại bỏ phẩm màu

LỜI CẢM ƠN
Sau khi hồn thành khóa luận tốt nghiệp của mình, em xin gửi lời cảm ơn
chân thành và sự tri ân sâu sắc đối với các thầy cô trƣờng Đại học Lâm Nghiệp,
đặc biệt là các thầy cô ở Trung tâm Phân tích và ứng dụng cơng nghệ địa khơng
gian đã tạo điều kiện tốt cho q trình thực tập của em.
Em cũng xin cảm ơn TS. Vũ Huy Định và ThS. Đặng Thế Anh đã tận tình
hƣớng dẫn em trong suốt quá trình làm luận văn.
Em rất mong nhận đƣợc sự đóng góp của thầy, cơ để luận văn của em
đƣợc hồn thiện hơn.
Em xin kính chúc thầy cô dồi dào sức khỏe, đạt đƣợc nhiều thành cơng
trong sự nghiệp cao q của mình.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 11 tháng 5 năm 2018
Sinh viên

Lê Thị Thanh Thanh

i


TĨM TẮT NỘI DUNG KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
1. Tên khóa luận tốt nghiệp:
“SỬ DỤNG MÙN CƢA BIẾN TÍNH-Fe(III), ÁP DỤNG CHO Q
TRÌNH OXY HĨA NÂNG CAO LOẠI BỎ PHẨM MÀU”
2. Giáo viên hƣớng dẫn:TS. Vũ Huy Định
ThS. Đặng Thế Anh
Sinh viên thực hiện: Lê Thị Thanh Thanh-K59B-KHMT
3. Mục tiêu nghiên cứu:
 Mục tiêu tổng quát: Tìm kiếm vật liệu thân thiện với mơi trƣờng, giá
thành thấp để biến tính thành vật liệu xúc tác cho quá trình Fenton xử lý các hợp
chất hữu cơ có trong nƣớc thải dệt nhuộm.

 Mục tiêu cụ thể:
 Tìm đƣợc các điều kiện biến tính mùn cƣa và muối sắt (III) thành vật
liệu xúc tác.
 Tìm ra điều kiện nhƣ: nhiệt độ, pH, lƣợng chất oxi hố, lƣợng vật liệu
biến tính…thích hợp cho q trình Fenton khi sử dụng hệ xúc tác mùn cƣa biến
tính.
4. Đối tƣợng nghiên cứu
 Mùn cƣa, Muối sắt (III): Fe(NO3)3.9H2O.
 Phẩm màu: Đƣợc cung cấp bởi công ty TNHH Thƣơng Mại Tân Hồng
Phát – số 92 Cửa Bắc, Quán Thánh, Ba Đình, Hà Nội.
5. Nội dung nghiên cứu
 Nghiên cứu biến tính mùn cƣa thành vật liệu có khả năng xúc tác.
 Nghiên cứu các yếu tố ảnh hƣởng đến hiệu suất xử lý phẩm màu.
 Ứng dụng kỹ thuật Fenton - mùn cƣa biến tính để xử lý các mẫu phẩm màu.
6. Phƣơng pháp nghiên cứu
 Phƣơng pháp biến tình mùn cƣa;
 Phƣơng pháp phân tích phổ (EDX);

ii


 Phƣơng pháp xác định đặc điểm bề mặt vật liệu (SEM);
 Phƣơng pháp UV-vis xác định nồng độ phẩm màu;
 Phƣơng pháp khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến q trình Fenton/Mùn
cƣa biến tính.
7. Những kết quả đạt đƣợc
Các kết quả chính của khóa luận thu đƣợc nhƣ sau:
- Quy trình biến tính mùn cƣa thành vật liệu có hoạt tính xúc tác cao: 10g
mùn cƣa trộn cùng 0,5g muối Fe(NO3)3.9H2O và 200ml nƣớc. Khuấy trong 1h
rồi sấy khơ, nung 2h với nhiệt độ 400oC.

- Phân tích thành phần hóa học của vật liệu sau biến tính bằng phƣơng
pháp phân tích phổ tán xạ tia X (EDX). Kết quả cho thấy thành phần chính có
silic (53,12%), oxi (26,79%), cacbon (7,87%), sắt (5,78%). Sự tồn tại của sắt
trong vật liệu sau biến tính đã chứng tỏ q trình gắn sắt vào chất nền đã thành
cơng, sắt chính là nhân tố chính của hệ xúc tác; cịn các thành phần khác đóng
vai cho hấp phụ, tạo điều kiện cho quá trình oxi hố nâng cao theo cơ chế hấp
phụ - oxi hố.
- Các đặc trƣng vật liệu nhƣ kích thƣớc, tính chất của bề mặt mùn cƣa sau
khi biến tính đƣợc xác định bằng phƣơng pháp SEM. Kết quả cho thấy thành
phần bề mặt mùn cƣa sau biến tính có cấu trúc đặc khít hơn. Ngồi ra, trên bề
mặt cấu trúc mùn cƣa có các khoảng trống lớn do sự hòa tan tạo điều kiện cho
các tiểu phân sắt (III) oxit bám trên bề mặt mùn cƣa hình thành trung tâm xúc
tác của hệ xúc tác.
- Tìm đƣợc các điều kiện thích hợp tiến hành q trình Fenton, sử dụng
mùn cƣa biến tính xử lý phẩm màu. Các yếu tố ảnh hƣởng đến hiệu suất khi áp
dụng kỹ thuật Fenton dị thể dùng hệ xúc tác mùn cƣa cho đối tƣợng phẩm màu
Reactive Yellow 160 (RY 160), Direct Red 239 (DR 239), Direct Red 224 (DR
224), Direct Blue 199 (DB 199), Acid Red 23 (AR 23) với nồng độ 0,05g/l.
Điều kiện thích hợp: lƣợng mùn cƣa xúc tác là 0,05g; nồng độ H2O2 4,895mM;

iii


pH = 2; nhiệt độ phịng. Hệ xúc tác có khả năng tái sử dụng nhiều lần, tuy nhiên
hiệu suất xử lý phẩm màu có xu hƣớng giảm khi tái sử dụng.
- Đánh giá đƣợc khả năng áp dụng điều kiện xử lý tƣơng tự của phẩm màu
RY 160 cho các phẩm màu DR 239, DR 224, DB 199, AR 23. Kết quả cho thấy
khả năng xử lý các phẩm màu này bằng kỹ thuật Fenton sử dụng vật liệu mùn
cƣa biến tính cho kết quả tốt

iv


MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG.................................................................................. vii
DANH MỤC CÁC HÌNH .................................................................................... ix
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .................................................................... vii
MỞ ĐẦU ............................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1.TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU........................................ 3
1.1 Phẩm màu hữu cơ khó phân hủy ..................................................................... 3
1.1.1. Phẩm nhuộm................................................................................................ 3
1.1.2. Phân loại phẩm nhuộm ................................................................................ 3
1.1.3. Một số loại phẩm nhuộm tiêu biểu ............................................................. 6
1.2.Nƣớc thải dệt nhuộm chứa phẩm màu hữu cơ khó phân hủy ......................... 8
1.2.1 Thành phần và tính chất trong nƣớc thải dệt nhuộm ................................... 9
1.2.2 Ảnh hƣởng của nƣớc thải dệt nhuộm ......................................................... 10
1.3 Tổng quan các phƣơng pháp xử lý thuốc nhuộm trong nƣớc thải dệt
nhuộm……….. .................................................................................................... 12
1.3.1. Các phƣơng pháp hóa lý ............................................................................ 12
1.3.2. Các phƣơng pháp sinh học ........................................................................ 14
1.3.3. Các phƣơng pháp điện hóa ........................................................................ 14
1.3.4. Các phƣơng pháp hóa học ......................................................................... 15
1.4 Tổng quan về vật liệu nghiên cứu: Mùn cƣa................................................. 19
1.4.1 Nguồn gốc mùn cƣa ................................... Error! Bookmark not defined.
1.4.2 Đặc tính của mùn cƣa ................................................................................. 20
1.4.3 Ứng dụng của mùn cƣa .............................................................................. 20
1.5. Các yếu tố ảnh hƣởng................................................................................... 22
CHƢƠNG 2.MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU ..................................................................................................... 24

2.1. Mục tiêu nghiên cứu ..................................................................................... 24
2.2 Đối tƣợng nghiên cứu.................................................................................... 24
2.3 Nội dung nghiên cứu ..................................................................................... 25
v


2.4. Hóa chất, thiết bị và dụng cụ........................................................................ 25
2.4.1 Hóa chất...................................................................................................... 26
2.4.2 Thiết bị ....................................................................................................... 26
2.4.3 Dụng cụ ...................................................................................................... 27
2.5.1. Phƣơng pháp biến tính mùn cửa ............................................................... 27
2.5.2. Phƣơng pháp xác định đặc điểm bề mặt vật liệu ...................................... 27
2.5.3. Phƣơng pháp phân tích phổ EDX ............................................................. 28
2.5.4 Phƣơng pháp UV-vis xác định nồng độ phẩm màu ................................... 29
2.5.5. Phƣơng pháp khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình Fenton/mùn
cửa biến tính ........................................................................................................ 32
CHƢƠNG 3.KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ....................................................... 33
3.1 Xây dựng đƣờng chuẩn và xác định nồng độ phẩm màu .............................. 33
3.2 Nghiên cứu biến tính mùn cƣa thành vật liệu có khả năng xúc tác .............. 34
3.2.1 Quy trình biến tính mùn cƣa ...................................................................... 34
3.2.2 Ảnh hƣởng của lƣợng Fe (III) .................................................................... 34
3.2.3 Đặc tính của mùn cƣa biến tính.................................................................. 34
3.3 Các yếu tố ảnh hƣởng đến hiệu suất xử lý phẩm màu .................................. 37
3.3.1 Ảnh hƣởng của nhiệt độ nung đến hiệu suất xử lý phẩm màu................... 38
3.3.2 Ảnh hƣởng của thời gian nung đến hiệu suất xử lý phẩm màu ................. 38
3.3.3 Ảnh hƣởng của lƣợng muối Fe(NO3)3.9H2O đến hiệu suất xử lý phẩm màu
39
3.3.4 Ảnh hƣởng của tái sử dụng xúc tác Mùn cƣa- Fe(III) ............................... 40
3.3.5 Ảnh hƣởng của các phẩm màu khác đến hiệu suất xử lý phẩm màu ......... 41
KẾT LUẬN ......................................................................................................... 43

TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC 1

vi


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Viết đầy đủ

Viết tắt
RY 160

Reactive Yellow 160
Phẩm màu vàng 160

DB 199

Direct Blue 199
Phẩm màu xanh da trời 199

DR 239

Direct Red 239
Phẩm màu đỏ cánh sen 239

DR 224

Direct Red 224
Phẩm màu đỏ cờ 224

AR 23

Acid Red 23
Phẩm màu đỏ vang 23

EDX

Energy-dispersive X-ray spectroscopy
Phổ tán xạ năng lƣợng tia X

SEM

Scanning electron microscope
Kính hiển vi điện tử

UV-vis

Ultraviolet-visible spectroscopy
Phổ tử ngoại khả biến

vii


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1 Các chất ô nhiễm và đặc tính của nƣớc thải ngành dệt nhuộm ............. 9
Bảng 1.2. Điện thế oxi hóa của một số tác nhân oxi hóa mạnhtrong mơi trƣờng
lỏng……………. ................................................................................................. 18
Bảng 2.1 Các phẩm mùa hữu cơ ......................................................................... 25
Bảng 2.2 Hóa chất ............................................................................................... 26
Bảng 2.3 Thiết bị ................................................................................................. 26

Bảng 2.4 Dụng cụ ................................................................................................ 27
Bảng 3.1 Bƣớc sóng hấp thụ cực đại của 5 phẩm màu ....................................... 33
Bảng 3.2 Đƣờng chuẩn nồng độ của 5 phẩm màu ............................................. 33
Bảng 3.3 Thành phần các nguyên tố trong mùn cƣa sau biến tính ..................... 35

viii


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1 Các q trình hình thành gốc hydroxyl ................................................ 19
Hình 1.2 Mùn cƣa................................................................................................ 19
Hình 2.1 Sơ đồ khối kính hiển vi điện tử qt .................................................... 28
Hình 2.2 Máy quang phổ khả kiến (UV-vis) ...................................................... 29
Hình 3.1 Phổ EDX của mùn cƣa biến tính .......................................................... 35
Hình 3.2a Ảnh SEM bề mặt vật liệu mùn cƣa sau biến tính ............................... 36
Hình 3.2bẢnh SEM bề mặt vật liệu mùn cƣa sau biến tính ............................... 37
Hình 3.2cẢnh SEM bề mặt vật liệu mùn cƣa sau biến tính ................................ 37
Hình 3.3 Ảnh hƣởng của nhiệt độ nung tới hiệu suất xử lý ................................ 38
Hình 3.4 Ảnh hƣởng của thời gian nung tới hiệu suất xử lý............................... 39
Hình 3.5 Ảnh hƣởng của lƣợng muối Fe(NO3)3.9H2O tới hiệu suất xử lý ......... 40
Hình 3.6 Ảnh hƣởng của mẫu tái sử dụng đến hiệu suất xử lý phẩm màu ........ 41
Hình 3.7 Hiệu suất xử lý các phẩm màu ............................................................. 42

ix


MỞ ĐẦU

Hiện nay, trƣớc sự phát triển ngày càng lớn mạnh của đất nƣớc về kinh tế
và xã hội, đặc biệt là sự phát triển mạnh mẽ của các ngành công nghiệp đã ảnh

hƣởng lớn đến môi trƣờng sống của con ngƣời.Bên cạnh sự lớn mạnh của nền
kinh tế đất nƣớc là hiện trạng các cơ sở hạ tầng xuống cấp trầm trọng và sự ô
nhiễm môi trƣờng đang ở mức báo động. Nguồn gốc ô nhiễm môi trƣờng nƣớc
chủ yếu là do các nguồn nƣớc thải không đƣợc xử lý thải trực tiếp ra môi trƣờng
bao gồm từ: các hoạt động sản xuất nông nghiệp, sinh hoat, vui chơi giải trí…
Trong đó, nƣớc thải từ các hoạt động cơng nghiệp có ảnh hƣởng nhiều nhất đến
mơi trƣờng do tính đa dạng và phức tạp. Trong nƣớc thải công nghiệp, thành
phần khó xử lý nhất là chất hữu cơ khó phân hủy sinh học.Một trong những
ngành công nghiệp gây ô nhiễm môi trƣờng lớn là ngành dệt nhuộm.Bên cạnh
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.
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: phƣơng pháp vật lý, phƣơng pháp sinh học, phƣơng pháp hóa học, phƣơng
pháp điện hóa…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 oxy 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.

1


Việc tìm ra vật liệu có khả năng xúc tác cho q trình oxy hóa nâng cao
vẫn đang đƣợc quan tâm nhằm tìm ra vật liệu có hoạt tính xúc tác cao, chi phí
thấp, ít ảnh hƣởng đến mơi trƣờng. Trong khóa luận vật liệu đƣợc chọn là mùn

cƣa, một loại vật liệu đã, đang và sẽ đƣợc các nhà khoa học trong và ngoài nƣớc
quan tâm, nghiên cứu nhiều hơn cho các ứng dụng vô cùng mới mẻ và hữu ích
của nó trong nhiều lĩnh vực. Cũng bởi vì lý do trên em chọn lựa đề tài“Sử dụng
mùn cƣa biến tính-Fe(III), áp dụng cho q trình oxy hố nâng cao loại bỏ phẩm
màu” để tập trung nghiên cứu xử lý phẩm màu có trong nƣớc thải dệt nhuộm
bằng phƣơng pháp Fenton dị thể sử dụng hệ xúc tác là mùn cƣa sau khi biến
tính.

2


CHƢƠNG 1.TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1 Phẩm màu hữu cơ khó phân hủy
1.1.1. Phẩm nhuộm
Thuốc nhuộm là những chất hữu cơ có màu, hấp thụ mạnh một phần nhất
định của quang phổ ánh sáng nhìn thấy và có khả năng gắn kết vào vật liệu dệt
trong những điều kiện quy định (tính gắn màu).[3]
Thuốc nhuộm có thể có nguồn gốc thiên nhiên hoặc tổng hợp. Hiện nay
con ngƣời hầu nhƣ chỉ sử dụng thuốc nhuộm tổng hợp. Đặc điểm nổi bật của
thuốc nhuộm là bền màu và tính chất không bị phân hủy. Màu sắc của thuốc
nhuộm là do cấu trúc hóa học: một cách chung nhất, cấu trúc thuốc nhuộm bao
gồm nhóm mang màu và nhóm trợ màu. Nhóm mang màu là những nhóm chứa
các nối đơi liên hợp với hệ điện tử không cố định nhƣ:
>C = C<; >C = N-; -N = N-; -NO2…
Nhóm trợ màu là những nhóm thế cho và nhận điền tử nhƣ: -NH2, COOH, -SO3H, -OH… đóng vai trị tăng cƣờng màu của nhóm mang màu bằng
cách dịch chuyển năng lƣợng của hệ điện tử. [3]
1.1.2. Phân loại phẩm nhuộm
Thuốc nhuộm đƣợc sử dụng chủ yếu ở Việt Nam trƣớc đây 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. Ở nƣớc ta hiện nay, thuốc nhuộm thƣơng 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. 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. [1]
Có hai cách cơ bản để phân loại thuốc nhuộm:

3


Phân loại theo cấu trúc hóa học
 Thuốc nhuộm nitro: Phân tử thuốc nhuộm có từ hai hoặc nhiều nhân
đơn (benzene, naphtalen) ít nhất là một nhóm nitro (NO2) và một nhóm cho điện
tử (NH2,OH).
 Thuốc nhuộm azo: Là loại thuốc nhuộm quan trọng và có lịch sử phát
triển lâu đời, chiềm khoảng 50% tổng sản lƣợng thuốc nhuộm. Trong phân tử
chiếm một hoặc nhiều nhóm azo.
 Thuốc nhuộm antraquinon: Trong phân tử có một hoặc nhiều nhóm
antraquinon hoặc dẫn xuất gốc của nó.

 Thuốc nhuộm indigoit: Loại thuốc nhuộm này trƣớc kia có nguồn gốc
từ thực vật màu xanh xẫm trích từ là cây tràm.
 Thuốc nhuộm lƣu huỳnh: Là những gốc thuốc nhuộm có chứa nhiều
nguyên tử lƣu huỳnh.
 Thuốc nhuộm triarylmetan: Là những dẫn xuất của metan, trong đó các
nguyên tử cacbon trung tâm sẽ tham gia vào mạch liên kết của hệ thống mang
màu.
diaryl metan

triaryl metan
 Thuốc nhuộm hồn ngun đa vịng: Trong phân tử có hệ mang màu là các
hợp chất đa tụ giữa antraquinon với các vòng dị thể khác tạo nên mạch đa vòng. [1]
 Phân loại theo lớp kỹ thuật
4


 Thuốc nhuộm hoạt tính: Là những hợp chất màu mà trong phân tử của
chúng có chứa các nhóm nguyên tử có thể thực hiện mối liên kết cộng hóa trị
với vật liệu nói chung nhờ vậy nên độ bền màu cao.
Các loại thuốc nhuộm thuộc nhóm này có cơng thức cấu tạo tổng quát là:
S-R-T-X
Trong đó:
S: là nhóm làm cho thuốc nhuộm có tính tan.
R: là phần mang màu, thƣờng là các hợp chất azo (-N = N), antraquinon, axit
chứa kim loại hoặc ftaloxyamin.
T: là gốc mang nhóm phản ứng.
X: là nguyên tử hay nhóm phản ứng.
Loại thuốc nhuộm này khi thải vào mơi trƣờng có khả năng tạo thành các
amin thơm đƣợc xem là tác nhân gây ung thƣ.
 Thuốc nhuộm Axit: Thuốc nhuộm này có những đặc điểm chung là hòa
tan trong nƣớc, thƣờng dùng để nhuộm lơng thú hoặc nhuộm da.
Theo cấu trúc hóa học, đa số loại thuốc nhuộm này thuộc về nhóm azo,
một số tạo phức với kim loại. Cơng thức tổng qt có thể viết dƣới dạng:
Ar-SO3Na
Trong đó:
Ar-SO3: là nhóm mang màu
 Thuốc nhuộm trực tiếp: Là loại thuốc nhuộm tự bắt màu, chúng là những
hợp chất màu tự hòa tan trong nƣớc và có khả năng tự bắt màu với các vật liệu một
cách trực tiếp nhờ các lực hấp thụ trong mơi trƣờng trung tính hoặc kiềm.

Hầu hết chúng thuộc nhóm azo, một số ít là dẫn xuất dioxazin và
ftaloxiamin, nhƣng dạng tổng quát chung đƣợc biểu diễn: Ar-SO3Na
Với Ar là gốc hữu cơ mang màu của thuốc nhuộm.
Khả năng tự bắt màu trực tiếp phụ thuộc vào ba yếu tố dƣới đây:
 Phân tử thuốc nhuộm phải chứa một hệ thống mối liên kết nối đôi các
không dƣới tám kể từ đầu nhóm trợ màu này đến nhóm trợ màu kia, nhƣ vậy
5


phân tử thuốc nhuộm sẽ luôn ở trạng thái cƣa bão hịa hóa trị và có khả năng
thực hiện các liên kết Vander Waals và liên kết Hydro với vật liệu.
 Phân tử thuốc nhuộm phải thẳng vì xenlulo nói riêng và những vật liệu
mà thuốc nhuộm có khả năng bắt màu đều có cấu tạo phân tử mạch thẳng, có
nhƣ vậy phân tử thuốc nhuộm mới dễ dàng tiếp cận với vật liệu và thực hiện các
liên kết.
 Phân tử thuốc nhiểm phải có cấu tạo thẳng, các nhân thơm hoặc các
nhóm chức của thuốc nhuộm phải nằm trên cùng một mặt phẳng để nó có thể
tiếp cận cao nhất với mặt phẳng của phân tử vật liệu, cũng là yếu tố quan trọng
cho việc phát sinh và duy trì các lực liên kết của nó với vật liệu.
 Thuốc nhuộm hoàn nguyên: là những hợp chất màu hữu cơ khơng hịa
tan trong nƣớc, tuy có cấu tạo hóa học và màu sắc khác nhau nhƣng chúng có
chung một tính chất: tất cả đều chứa các nhóm ceton phân tử.
 Thuốc nhuộm phân tán: là những hợp chất màu khơng tan trong nƣớc
do trong phân tử khơng chứ nhóm tạo tính tan –SO3Na, -COONa, cịn kích
thƣớc phân tử nhỏ, khối lƣợng phân tử không lớn, cấu tạo không phức tạp.
Phân tử chứa các nhóm –NH2, -HR2, -OH, -OR (R có thể là gốc alkyl,
aryl, alkyl hydro oxyl). [2]
1.1.3. Một số loại phẩm nhuộm tiêu biểu
 Phẩm nhuộm Acriđin: dẫn xuất của acriđin hoặc 9 – phenylacriđin, có
những nhóm thế khác nhau (OH, NH2, SH,…) ở vị trí 3 và 6. Phẩm nhuộm

acriđin thuộc loại phẩm nhuộm arymetan có màu vàng và da cam. Dùng để
nhuộm da, giấy, gỗ, …
 Phẩm nhuộm azo: phẩm nhuộm tổng hợp mà trong phân tử có chứa một
hoặc vài nhóm mang màu azo (-N = N-) liên kết với các gốc thơm. Phẩm nhuộm
azo là những chất rắn, chỉ hòa tan trong nƣớc khi trong phân tử có chứa các
nhóm SO3H, COOH hoặc R4N+. Nhiều phẩm nhuộm azo (khi khơng có nhóm
SO3H hoặc có nhóm NH2) và chất cháy vào dƣới dạng hỗn hợp với bụi khơng
khí dễ gây nổ nguy hiểm. Nhờ ngun liệu đầu phong phú, phƣơng pháp tổng
6


hợp đơn giản, hiệu suất cao, phẩm nhuộm azo thuộc loại các phẩm nhuộm quan
trọng nhất (chiếm trên 50% tổng sản lƣợng các loại phẩm nhuộm). Dùng để
nhuộm vải, sợi, giấy, da, cao su, chất dẻo,…Ƣu điểm của phẩm nhuộm azo là sử
dụng đơn giản và giá rẻ. Tuy nhiên, hiện nay phẩm nhuộm azo đã bị cấm sử
dụng ở hầu hết các nƣớc trên thế giới vì có khả năng gây ung thƣ mạnh.
 Phẩm nhuộm hoàn nguyên: Gồm các phẩm màu indigo, một số dẫn
xuất của antraquinon và đồng đẳng, một vài phẩm nhuộm lƣu huỳnh. Loại phẩm
này không tan trong nƣớc nên khi sử dụng phải khử với natri hidrosunfit trong
môi trƣờng kiềm mạnh nhằm chuyển thành dạng hòa tan gọi là dẫn xuất loco
bám rất chắc vào sợi xenlulozo. Khi nhuộm, sợi đƣợc tẩm ƣớt dung dịch loco,
sau đó phẩm màu đƣợc tái sinh do loco bị oxy hóa. Thƣờng loco dễ bị oxy hóa
khi phơi ngồi khơng khí hoặc dùng các chất oxy hóa nhƣ H2O2, kali
dicromat,…Phẩm có nhiều màu khác nhau, rất bền đối với ánh sáng, thời tiết và
giặt giũ.
 Phẩm nhuộm Nitro: phẩm nhuộm hữu cơ hoặc dãy benzene và
naphatalen có chứa tí nhất một nhóm nitro cùng với nhóm hidroxy - OH, imino
= NH, sunfo-SO3H hoặc các nhóm khác. Ví dụ: vàng naphtol… Phẩm nhuộm
nitro chủ yếu có màu vàng; dùng để nhuộm len, da, sợi axetat, poliamit, và các
chất dẻo.

 Phẩm nhuộm sunfua: hỗn hợp phức tạp gồm nhiều chất mà phân từ có
chứa các phần dị vịng, vịng thơm và vòng quinoit; các phần này đƣợc liên kết
với nhau bằng các nhóm disunfua, sunfoxit hoặc các nhóm cầu nồi khác. Phẩm
nhuộm sunfua không tan tring nƣớc, nhƣng nếu khử bằng dung dịch Na2S trong
nƣớc thì phẩm nhuộm chuyển thành dạng loco tan đƣợc (chủ yếu là do khử các
nhóm cầu nối SS thành nhóm SNa) và bám chắc vào vải bơng. Sau khi bị oxi
hố bởi khơng khí trên thớ sợi, phẩm nhuộm lại chuyển thành dạng không tan.
Màu phẩm nhuộm sunfua không tƣơi nhƣng bền với ánh sáng (trừ màu vàng,
màu da cam) và độ ẩm, không bền với vò xát và tác dụng của clo. Phẩm nhuộm
sunfua không bền khi bảo quản, phƣơng pháp nhuộm phức tạp, thang màu thiếu
7


màu đỏ. Điều chế bằng cách cho hợp chất hữu cơ (ví dụ: aminophenol,
nitrophenol, các amin và diamin thơm, các indophenol, các azin, các dẫn xuất
của diphenylamin) tác dụng với lƣu huỳnh hoặc dung dịch nƣớc Na2Sx (x > 2)
 Phẩm đen aniin: phẩm đen đƣợc tạo ra do sự oxy hóa anilin và các
đồng đẳng của nó. Dùng làm phẩm nhuộm cho vải, da, gỗ…; làm mực viết, xi
đánh giày,…
1.2.Nƣớc thải dệt nhuộm chứa phẩm màu hữu cơ khó phân hủy
Nguồn nƣớc thải phát sinh trong công nghiệp dệt nhuộm từ các công đoạn
hồ sợi, giữ hồ, nấu tẩy, nhuộm và hồn tất. Trong đó lƣợng nƣớc thải chủ yếu do
q trình giặt sau mỗi cơng đoạn. Nhu cầu sử dụng nƣớc trong nhà máy dệt
nhuộm rất lớn và thay đổi tùy theo mặt hàng khác nhau. Theo phân tích của các
chuyên gia, lƣợng nƣớc đƣợc sử dụng trong các công đoạn sản xuất chiếm
72,3%, chủ yếu từ các cơng đoạn nhuộm và hồn tất sản phẩm. Ngƣời ta có thể
tính sơ lƣợc nhu cầu sử dụng nƣớc nƣớc cho 1 mét vải nằm trong phạm vi từ 1265 lít và thải ra 10-40 lít nƣớc. Vấn đề chủ yếu trong nghành công nghiệp dệt
nhuộm là sự ô nhiễm nguồn nƣớc.
Các chất ơ nhiễm chủ yếu có trong nƣớc thải dệt nhuộm là các chất hữu
cơ khó phân hủy, thuốc nhuộm, chất hoạt động bề mặt, các hợp chất halogen

hữu cơ, muối trung tính làm tăng tổng hàm lƣợng chất rắn, nhiệt độ cao và pH
của nƣớc thải cao do lƣợng kiềm lớn. Trong đó, thuốc nhuộm là thành phần khó
xử lý nhất, đặc biệt là thuốc nhuộm azo - loại thuốc nhuộm đƣợc sử dụng phổ
biến nhất hiện nay, chiếm tới 60-70% thị phần.
Thông thƣờng, các chất màu có trong thuốc nhuộm khơng bám dính hết
vào sợi vải trong q trình nhuộm mà cịn lại một lƣợng dƣ nhất định tồn tại
trong nƣớc thải. Lƣợng thuốc nhuộm dƣ sau cơng đoạn nhuộm có thể lên đến
50% tổng lƣợng thuốc nhuộm đƣợc sử dụng ban đầu. Đây chính là nguyên nhân
làm cho nƣớc thải dệt nhuộm có độ màu cao và nồng độ chất ô nhiễm lớn.

8


1.2.1 Thành phần và tính chất trong nước thải dệt nhuộm
Tính chất nƣớc thải giữ vai trị quan trọng trong thiết kế,vận hành hệ
thống xử lý và quản lý chất lƣợng môi trƣờng. Sự dao động về lƣu lƣợng và tính
chất nƣớc thải quyết định tải trọng thiết kế cho các cơng trình đơn vị.
Nƣớc thải dệt nhuộm sẽ khác nhau khi sử dụng các loại nguyên liệu khác
nhau.Chẳng hạn nhƣ len và cotton thô sẽ thải ra chất bẩn tự nhiên của sợi.Nƣớc
thải này có độ màu, độ kiềm, BOD và chất lơ lửng (SS) cao. Ở nguyên liệu sợi
tổng hợp, nguồn gây ơ nhiễm chính là hóa học do các loại hóa chất sử dụng
trong giai đoạn tẩy và nhuộm.
Hóa chất sử dụng: Hồ tinh bột, H2SO4, CH3COOH, NaOH, NaOCl, H2O2,
Na2CO3, Na2SO3,…các loại thuốc nhuộm, các chất trơ, chất ngấm, chất cầm
màu, chất tẩy giặt.
Đặc tính của nƣớc thải dệt chứa loại hợp chất tạo màu hữu cơ, do đó có
các chỉ số pH, độ màu, BOD, COD rất cao.
Bảng 1.1 Các chất ơ nhiễm và đặc tính của nước thải ngành dệt nhuộm
Công đoạn

Chất ô nhiễm trong
nƣớc thải

Hồ sợi, rũ hồ

Tinh bột, glucose,
polyvinyl, alcol, nhựa

BOD cao (34-50 tổng
lƣợng BOD)

Nấu tẩy

NaOH, chất sáp,
soda,silicat và sợi vải
vụn

Độ kiềm cao, màu tối,
BOD cao

Tẩy trắng

Làm bóng
Nhuộm

Đặc tính của nƣớc thải

Hypoclorit,các hợp
Độ kiềm cao, BOD thấp
chất chứa Clo, axit, tạp

(dƣới 1% BOD tổng)
chất
NaOH, tạp chất

Độ màu rất cao, BOD khá
cao (6% BOD tổng), SS
cao

Các loại thuốc nhuộm,

Độ kiềm nhẹ, BOD thấp

9


axit axetic, các muối
kim loại
In

Hoàn tất

Chất màu, tinh bột,
dầu muối, kim loại,
axit,..
Vết tinh bột, mỡ động
vật, muối

1.2.2 Ảnh hưởng của nước thải dệt nhuộm
Các thuốc nhuộm hữu cơ nói chung đƣợc xếp loại từ ít độc đến khơng độc
đối với con ngƣời (đƣợc đặc trƣng bằng chỉ số LD50). Các kiểm tra về tính kích

thích da, mắt cho thấy đa số thuốc nhuộm khơng gây kích thích với vật thử
nghiệm (thỏ) ngoại trừ một số cho kích thích nhẹ.
Tác hại gây ung thƣ và nghi ngờ gây ung thƣ:Các thuốc nhuộm azo đƣợc
sử dụng nhiều nhất trong ngành dệt, tuy nhiên chỉ có một số màu azo,chủ yếu là
thuốc nhuộm benzidin, có tác hại gây ung thƣ. Các nhà sản xuất châu Âu đã
ngừng sản xuất loại này, nhƣng trên thực tế chúng vẫn đƣợc tìm thấy trên thị
trƣờng do giá thành rẻ và hiệu quả nhuộm màu cao.
Mức độ độc hại với cá và các loài thủy sinh:Các thử nghiệm trên cá của
hơn 3000 thuốc nhuộm đƣợc sử dụng thông thƣờng cho thấy thuốc nhuộm nằm
trong tất cả các nhóm từ khơng độc, độc vừa, độc, rất độc đến cực độc. Trong đó
có khoảng 37% thuốc nhuộm gây độc vừa đến độc cho cá và thủy sinh,chỉ 2%
thuốc nhuộm ở mức độ rất độc và cực độc cho cá và thủy sinh.
Khi đi vào nguồn nƣớc nhận nhƣ sông,hồ, …với một nồng độ rất nhỏ
thuốc nhuộm đã cho cảm nhận về màu sắc. Thuốc nhuộm hoạt tính sử dụng càng
nhiều thì màu nƣớc thải càng đậm. Màu đậm của nƣớc thải cản trở sự hấp thụ
oxy và ánh sáng mặt trời, gây bất lợi cho sự hô hấp, sinh trƣởng của các lồi
thủy sinh vật. Nó tác động xấu đến khả năng phân giải của vi sinh đối với các
chất hữu cơ trong nƣớc thải. Các nghiên cứu cho thấy khả năng phân giải trực
10


tiếp thuốc nhuộm hoạt tính bằng vi sinh rất thấp. Ở Việt Nam, qua số liệu điều
tra tại các công ty dệt may lớn đều cho thấy màu nƣớc thải dệt nhuộm chủ yếu
do thuốc nhuộm hoạt tính và một phần do các loại thuốc nhuộm khơng tận trích
hết khác gây ra. [1]

11


1.3 Tổng quan các phƣơng pháp xử lý thuốc nhuộm trong nƣớc thải dệt nhuộm

1.3.1. Các phương pháp hóa lý
1.3.1.1. Phương pháp hấp phụ
Phƣơng pháp hấp phụ đƣợc dùng để phân hủy các chất hữu cơ khơng hoặc
khó phân hủy sinh học. Trong công nghệ xử lý nƣớc thải dệt nhuộm, thƣờng
dùng chúng để khử màu nƣớc thải dệt nhuộm hịa tan và thuốc nhuộm hoạt tính.
Cơ sở của q trình là sự hấp phụ chất tan lên bề mặt chất rắn (chất hấp
phụ), sau đó giải hấp để tái sinh chất hấp phụ. Các chất hấp phụ thƣờng đƣợc sử
dụng là than hoạt tính, than nâu, đất sét, magie cacbonat. Trong số đó, than hoạt
tính hấp phụ hiệu quả nhất là do có bề mặt riêng lớn 400 - 1500 m2/g. Ngồi ra
ngƣời ta cịn dùng xenlulo biến tính và lignoxenlulo để hấp phụ thuốc nhuộm
axit và thuốc nhuộm cation. Các vật liệu thiên nhiên nhƣ lõi ngô, mạt cƣa, thân
cây mía, trấu, … cũng đƣợc thử nghiệm khả năng hấp phụ thuốc nhuộm.
Phƣơng pháp này có nhiều ƣu điểm nhƣng nằm trong chính bản chất của
nó là chuyển chất màu từ pha này sang pha khác và đòi hỏi thời gian tiếp xúc,
tạo một lƣợng thải sau hấp phụ, không xử lý triệt để chất ô nhiễm nên không
đƣợc sử dụng rộng rãi trong xử lý thuốc nhuộm.
1.3.1.2. Phương pháp keo tụ
Hiện tƣợng keo tụ là hiện tƣợng các hạt keo cùng loại có thể hút nhau tạo
thành những tập hợp hạt có kích thƣớc và khối lƣợng đủ lớn để có thể lắng
xuống do trọng lực trong một thời gian đủ ngắn.
Phèn nhơm Al2(SO4)3. nH2O (n=14÷18), muối sắt Fe2(SO4)3. nH2O hoặc
FeCl3. nH2O (n=1÷6) đƣợc coi là những chất keo tụ cổ điển, trong đó phèn
nhơm là chất keo tụ phổ biến nhất tại Việt Nam, trong khi đó muối sắt lại là chất
keo tụ phổ biến ở các nƣớc công nghiệp phát triển do khoảng pH keo tụ tối ƣu
rộng hơn (5 ÷ 9), bơng cặn nặng, bền hơn và dƣ lƣợng sắt trong nƣớc thấp hơn
so với dùng phèn nhơm (pH keo tụ 5,5÷7). Polime nhơm (PAC):Khi hòa tan
12


PAC tạo các hạt polime Al13 (thực chất là Al13O4(OH)247+) có điện tích vƣợt trội

(7+) và kích thƣớc lớn gây keo tụ mạnh, bông cặn lớn và thủy phân chậm nên
tăng tác dụng của chúng lên các hạt keo cần xử lý.
Phƣơng pháp keo tụ đƣợc sử dụng rộng rãi trong xử lý nƣớc thải dệt
nhuộm chứa các thuốc nhuộm phân tán và không tan. Đây là phƣơng pháp khả
thi về mặt kinh thế tuy nhiên nó khơng xử lý đƣợc tất cả các loại thuốc nhuộm:
 Thuốc nhuộm axit, thuốc nhuộm trực tiếp, thuốc nhuộm hoàn nguyên
keo tụ tốt nhƣng không kết lắng dễ dàng, bông cặn chất lƣợng thấp.
 Thuốc nhuộm hoạt tính rất khó xử lý bằng các tác nhân keo tụ thơng
thƣờng và cịn ít đƣợc nghiên cứu.
Bên cạnh đó phƣơng pháp keo tụ cũng tạo ra một lƣợng bùn thải lớn và
không làm giảm tổng chất rắn hịa tan nên gây khó khăn cho tuần hồn nƣớc.[5]
1.3.1.2. Phương pháp lọc
Các kỹ thuật lọc thơng thƣờng là quá trình tách chất rắn ra khỏi nƣớc khi
cho nƣớc đi qua vật liệu lọc có thể giữ cặn và cho nƣớc đi qua. Các kỹ thuật lọc
thông thƣờng khơng xử lý đƣợc các tạp chất tan nói chung và thuốc nhuộm nói
riêng.
Các kỹ thuật lọc màng, có thể tách đƣợc thuốc nhuộm tan ra khỏi nƣớc
thải dệt nhuộm gồm có vi lọc, siêu lọc, thẩm thấu ngƣợc. . . Điểm khác biệt giữa
ba kỹ thuật trên là kích thƣớc hạt mà chúng có thể lọc đƣợc. Q trình vi lc cú
ng kớnh l mng t 0,1ữ10 àm, siờu lọc có kích thƣớc lỗ màng trong khoảng
2÷100nm, cịn trong thẩm thấu ngƣợc lỗ màng có kích thức từ 0,5÷2 nm. Siêu
lọc có thể lọc đƣợc các phần tử ở kích cỡ nano, với các hiệu ứng hấp phụ, tạo
màng thứ cấp, siêu lọc cho phép lọc các phân tử. Trong phƣơng pháp thẩm thấu
ngƣợc, màng chỉ cho phép nƣớc đi qua trong khi muối, axit và các phân tử hữu
cơ không đi qua do đặt vào dung dịch nƣớc thải cần xử lý một áp suất lớn hơn
áp suất thẩm thấu của dung dịch đó. Trong các kỹ thuật màng thì kỹ thuật siêu

13

lọc có thể loại bỏ các chất tan với khối lƣợng phân tử lớn cỡ 1000÷100.000
g/mol. Tuy nhiên nó khơng lọc đƣợc các loại thuốc nhuộm tan và có phân tử
lƣợng thấp, kích thƣớc nhỏ. Việc loại bỏ các loại thuốc nhuộm này đƣợc thực
hiện bằng phƣơng pháp lọc nano và thẩm thấu ngƣợc. Lọc nano đã đƣợc chứng
minh là có thể tách thuốc nhuộm hoạt tính có khối lƣợng phân tử khoảng
400g/mol ra khỏi nƣớc thải.[5]
Tuy với những ƣu điểm trên nhƣng giá thành của màng, thiết bị lọc cao và năng
suất giảm dần do thuốc nhuộm lắng xuống làm bẩn màng lọc.
1.3.2. Các phương pháp sinh học
Cơ sở của phƣơng pháp sinh học là sử dụng các vi sinh vật để phân hủy
các hợp chất hữu cơ trong nƣớc thải. Phƣơng pháp sinh học đạt hiệu quả cao
trong xử lý nƣớc thải chứa các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học với pH, nhiệt
độ, chủng vi sinh thích hợp và khơng chứa các chất độc làm ức chế vi sinh. Tuy
nhiên nƣớc thải xƣởng nhuộm chứa thuốc nhuộm rất bền vi sinh hầu nhƣ không
bị phân hủy sinh học. Vì vậy để xử lý nƣớc thải dệt nhuộm cần qua hai
bƣớc:Tiền xử lý chất hữu cơ khó phân giải sinh học chuyển chúng thành những
chất có thể phân hủy sinh học, tiếp theo là dùng phƣơng pháp vi sinh.
Xử lý sinh học có thể là xử lý vi sinh hiếu khí hoặc yếm khí tùy thuộc vào
sự có mặt hay khơng có mặt oxi. Q trình yếm khí xảy ra sự khử cịn q trình
hiếu khí xảy ra sự oxi hóa các chất hữu cơ. Q trình yếm khí có thể chạy với tải
lƣợng hữu cơ lớn, loại bỏ một lƣợng lớn các chất hữu cơ đồng thời tạo ra khí
sinh học, tiêu tốn ít năng lƣợng. Lƣợng bùn thải của q trình yếm khí rất thấp.
Tuy nhiên, hiệu quả khử màu của q trình này khơng cao (đối với thuốc nhuộm
axit là 80 – 90%, thuốc nhuộm trực tiếp là 81%). Ngƣợc lại, quá trình hiếu khí
có hiệu suất cao trên 85% nhƣng nó lại tiêu tốn năng lƣợng cho sục khí và tạo
lƣợng bùn thải lớn. [6]
1.3.3. Các phương pháp điện hóa

14

Phƣơng pháp này dựa trên cơ sở quá trình oxi hóa/ khử xảy ra trên các
điện cực. Ở anot, nƣớc và các ion clorua bị oxi hóa dẫn đến sự hình thành O2,
O3, Cl2 và các gốc là tác nhân oxi hóa các chất hữu cơ trong dung dịch. Q
trình khử điện hóa các hợp chất hữu cơ nhƣ thuốc nhuộm, ở catot, kết hợp với
phản ứng oxi hóa điện hóa và q trình tuyển nổi, keo tụ điện hóa dẫn đến hiệu
suất xử lý màu và khống hóa cao. Phƣơng pháp điện hóa với điện cực nhơm
hoặc sắt là công nghệ xử lý hiệu quả độ màu, COD, BOD, TOC, kim loại nặng,
chất rắn lơ lửng. 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 đạt tới 90%.
Đây là phƣơng pháp đƣợc chứng minh hiệu quả đối với việc xử lý độ màu,
COD, BOD, TOC, kim loại nặng, chất rắn lơ lửng của nƣớc thải dệt nhuộm. Tuy
nhiên phƣơng pháp điện hóa có giá thành cao do tiêu tốn năng lƣợng và kim loại
làm điện cực. [5]
1.3.4. Các phương pháp hóa học
1.3.4.1. 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 thành các amin thơm khơng màu có khản năng phân giải vi sinh hiếu
khí tốt hơn thuốc nhuộm gốc.
Khử hóa học trên cơ sở natri bohidrid, xúc tác bisunfit áp dụng với thuốc
nhuộm tan trong nƣớc nhƣ thuốc nhuộm trực tiếp, axit, hoạt tính chứa các nhóm
azo hoặc các nhóm khử đƣợc và thuốc nhuộm phức đồng. Quy trình này có thể
khử màu trên 90% với các loại thuốc nhuộm kể trên.
1.3.4.2. Oxi hóa hóa học
 Oxi hóa bằng tác nhân thông thường

15

Cơ sở của phƣơng pháp này là dùng các chất oxi hóa mạnh để phá vỡ một
phần hay tồn bộ phân tử thuốc nhuộm chuyển thành dạng đơn giản khác. Các
chất oxi hóa thƣờng dùng gồm O3, H2O2, Cl2.
Ozon là chất oxi hóa mạnh, đƣợc dùng để phá hủy các hợp chất hữu cơ
đặc biệt là các hợp chất màu azo có mặt trong nƣớc thải dệt nhuộm. Ƣu điểm
của nó là dễ tan trong nƣớc, tốc độ phản ứng nhanh, xử lý triệt để, không tạo bùn
cặn, cải thiện phân giải vi sinh, giảm chỉ số COD của nƣớc. Ozon có thể sử dụng
đơn lẻ hay kết hợp với hydroperoxit, tia tử ngoại, siêu âm, hấp phụ than hoạt
tính để phá huỷ nhiều thuốc nhuộm. Jamshid Behin và cộng sự [1] đã nghiên
cứu xử lý phẩm nhuộm Acid Brown 214, một thuốc nhuộm triazo điển hình
bằng ozon thu đƣợc kết quả loại bỏ màu hoàn toàn trong 30 phút, hay một
nghiên cứu khác của Yongjun Shen và cộng sự [1] đã cho thấy hiệu quả cao khi
xử lý phẩm màu Reactive Red X-3B bằng ozon và ozon kết hợp sóng siêu âm,
99,2% phẩm nhuộm đƣợc phân hủy trong vịng 6 phút.
Hydroperoxit cũng là một chất oxi hóa mạnh, có khả năng oxi hóa
nhiều hợp chất hữu cơ và vơ cơ. Tuy nhiên nếu phản ứng oxi hóa chỉ bằng
hydroperoxit khơng đủ hiệu quả để oxi hóa các chất màu có nồng độ lớn. Sự kết
hợp giữa H2O2 và FeSO4 tạo nên hiệu ứng Fenton [4], cho phép khống hóa rất
nhiều hợp chất hữu cơ và nhiều loại thuốc nhuộm khác nhau (hoạt tính, trực tiếp,
bazơ, axit và phân tán), làm giảm chỉ số COD của nƣớc.
Các chất chứa clo hoạt tính (NaClO, Cl2, …) có thể xử lý nhiều thuốc
nhuộm khác nhau tƣơng đối hiệu quả, tuy nhiên nó cũng có các hạn chế nhất
định. Các nghiên cứu của Qianyuan Wu và cộng sự cho thấy khả năng loại bỏ
phẩm màu Reactive Red 2 với hiệu suất và tốc độ lớn bằng clo đồng thời chiếu
tia UV. Tuy nhiên, các nghiên cứu của Hamada và cộng sự [1] đã chỉ ra rằng
việc xử lý các chất màu họ azo có thể đƣợc oxi hóa nhờ natri hypoclorơ
(NaClO), nhƣng sau khi phá hủy các hợp chất hữu cơ, các halogen dễ dàng hình
thành các trihalogenmetan và gây ơ nhiễm mơi trƣờng thứ cấp.

16