Xử lý phẩm màu bằng kỹ thuật fenton sử dụng vật liệu biến tính từ than trấu bằng muối sắt II

TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP
KHOA QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG & MƠI TRƢỜNG
----------------------------------

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
XỬ LÝ PHẨM MÀU BẰNG KỸ THUẬT FENTON XỬ DỤNG
VẬT LIỆU BIẾN TÍNH TỪ THAN TRẤU BẰNG MUỐI SẮT(II)

NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG
MÃ SỐ : 306

Giáo viên hướng dẫn

: TS. Vũ Huy Định
: Th.S Đặng Thế Anh

Sinh viên thực hiện

: Nguyễn Thị Phương Lan

Mã sinh viên

: 1453060955

Lớp

: K59B – KHMT

Khóa học

: 2017 – 2018

Hà Nội, 2018


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: “Xử lý phẩm màu bằng kỹ thuật
Fenton sử dụng vật liệu biến tính từ than trấu bằng muối sắt(II)”. 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 này đến TS. Vũ Huy Định; ThS. Đặng Thế Anh
đã chỉ bảo và tạo điều kiện để giúp đỡ tôi 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 phân tích và ứng dụng cơng nghệ địa khơng gian, các thầy cơ giáo
cùng tồn thể cán bộ công 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 10 tháng 5 năm 2018
Sinh viên

Nguyễn Thị Phƣơng Lan

i


TĨM TẮT NỘI DUNG KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP

1. Tên khóa luận tốt nghiệp: “Xử lý phẩm màu bằng kỹ thuật Fenton sử
dụng vật liệu biến tính từ than trấu bằng muối sắt(II)”
2. Giáo viên hƣớng dẫn: ThS. Đặng Thế Anh
TS. Vũ Huy Định
3. Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Phƣơng Lan
Chuyên ngành học: Khoa học môi trƣờng
4. Mục tiêu nghiên cứu.
Mục tiêu tổng quát: Chế tạo vật liệu có khả năng xúc tác cho q trình oxy
hóa nâng cao xử lý các hợp chất hữu cơ khó phân hủy trong nƣớc thải.
Mục tiêu cụ thể:
- Biến tính than trấu thành vật liệu có khả năng xúc tác cho q trình
Fenton
- Xác định hình thái, đặc điểm thành phần của than trấu sau biến tính biến
tính.
- Tìm ra điều kiện thích hợp áp dụng phƣơng pháp Fenton dị thể xử lý loại
bỏ phẩm màu RY 160 bằng xúc tác than trấu biến tính.
- Áp dụng kỹ thuật Fenton/than trấu biến tính cho đối tƣợng phẩm nhuộm
thông dụng khác
5. Đối tƣợng nghiên cứu
- Than trấu.
- 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.
- Muối Mohr
6. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu biến tính than trấu thành vật liệu có khả năng xúc tác.
- Khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến hiệu suất khi sử dụng than trấu biến
tính xử lý dung dịch phẩm màu.

ii

- Áp dụng kỹ thuật Fenton/than trấu biến tính để xử lý cho các mẫu nƣớc
phẩm màu.
7. Phƣơng pháp nghiên cứu.
- Phƣơng pháp biến tính than trấu bằng các muối sắt và gia nhiệt.
- Phƣơng pháp xác định đặc trƣng bề mặt vật liệu (SEM), thành phần hóa
học (EDX).
- 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 khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến q trình Fenton/than
trấu biến tính.
8. Những kết quả đạt đƣợc
Các kết quả chính của khóa luận thu đƣợc nhƣ sau:
- Quy trình biến tính than trấu thành vật liệu có hoạt tính xúc tác cao, ứng
dụng cho quá trình Fenton dị thể phân hủy phẩm màu hữu cơ Reactive Yellow
160..
- Xác định đƣợc đặc trƣng vật liệu nhƣ kích thƣớc, tính chất bề mặt của
than trấu sau khi biến tính đƣợc xác định bằng phƣơng pháp SEM, xác định
đƣợc thành phần hóa học bằng phƣơng pháp EDX. Kết quả cho thấy bề mặt than
trấu sau biến tính sần sùi, khơng trơn nhẵn, nhiều lỗ xốp, diện tích bề mặt lớn,
tạo điều kiện cho q trình hấp phụ-oxi hóa. Thành phần hóa học của vật liệu
sau biến tính có nhiều silic ở dạng SiO2, cũng tăng khả năng hấp phụ của vật
liệu; đặc biệt sự xuất hiện của nguyên tố sắt (0,65%), đã khẳng định sự tham gia
của muối Mohr vào cấu trúc than trấu
- Tìm đƣợc điều kiện thích hợp để tiến hành kỹ thuật Fenton, sử dụng than
trấu biến tính cho các mẫu phẩm màu. Điều kiện thích hợp: lƣợng than trấu biến
tính 1g/L; thể tích H2O2 30% 0,2ml ( nồng độ 0,435mM); pH=2, ở nhiệt độ phòng.
- Áp dụng xử lý tƣơng tự của phẩm màu RY 160 cho các phẩm màu phổ

biến khác: DR 239, DR 224, AR 23 và DB 199 cho hiệu quả xử lý cao..
iii


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................ i
TÓM TẮT NỘI DUNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ....................................... ii
MỤC LỤC ............................................................................................................ iv
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ..................................................................... vi
DANH MỤC BẢNG ........................................................................................... vii
DANH MỤC HÌNH ........................................................................................... viii
ĐẶT VẤN ĐỀ ....................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ................................ 3
1.1.Tổng quan về nƣớc thải dệt nhuộm................................................................. 3
1.1.1. Nguồn phát sinh nƣớc thải dệt nhuộm ........................................................ 3
1.1.2. Đặc tính của nƣớc thải dệt nhuộm .............................................................. 3
1.1.3. Khả năng gây ô nhiễm môi trƣờng của nƣớc thải ngành dệt nhuộm .......... 4
1.2.Các phƣơng pháp xử lý thuốc nhuộm trong nƣớc thải dệt nhuộm. ................ 8
1.2.1. Xử lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp cơ học ................................................. 8
1.2.2. Phƣơng pháp hóa lý..................................................................................... 9
1.2.3. Phƣơng pháp sinh học ............................................................................... 11
1.2.4. Phƣơng pháp hóa học ................................................................................ 11
1.3.Tổng quan về vật liệu biến tính than trấu ..................................................... 13
1.3.1. Đặc điểm cấu tạo và thành phần ............................................................... 13
1.3.2. Ứng dụng than trấu.................................................................................... 14
CHƢƠNG 2: MỤC TIÊU - ĐỐI TƢỢNG - NỘI DUNG PHƢƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU .................................................................................................... 15
2.1.Mục tiêu nghiên cứu...................................................................................... 15
2.2.Đối tƣợng nghiên cứu.................................................................................... 15
2.3.Nội dung nghiên cứu ..................................................................................... 17

2.4.Hóa chất, thiết bị, dụng cụ ............................................................................ 17
2.4.1. Hóa chất .................................................................................................... 17
2.4.2. Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm ................................................................. 18
iv


2.5.Quy trình thực nghiệm .................................................................................. 19
2.5.1. Biến tính than trấu .................................................................................. 19
2.5.2. Khảo sát hoạt tính của xúc tác .................................................................. 19
2.6.Các phƣơng pháp nghiên cứu........................................................................ 20
2.6.1. Phƣơng pháp xác định nồng độ phẩm màu ............................................... 20
2.6.2. Phƣơng pháp sử dụng kính hiển vi điện tử quét ( SEM) .......................... 21
2.6.3. Phƣơng pháp phổ tán xạ năng lƣợng tia X (EDX).................................... 21
2.6.4. Phƣơng pháp xử lý số liệu......................................................................... 21
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ...................................................... 22
3.1.Nghiên cứu đặc trƣng bề mặt và thành phần than trấu sau biến tính ............ 22
3.1.1. Đặc trƣng của bề mặt than trấu biến tính .................................................. 22
3.1.2. Nghiên cứu thành phần của than trấu sau biến tính .................................. 23
3.2.Xác định bƣớc sóng hấp thụ đặc trƣng và xây dựng đƣờng chuẩn của các
phẩm nhuộm ........................................................................................................ 24
3.3.Khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng hoạt tính đến điều kiện biến tính. ............... 28
3.3.1. Ảnh hƣởng của lƣợng muối Mohr đƣa vào biến tính than trấu ................ 29
3.3.2. Ảnh hƣởng của nhiệt độ nung than trấu .................................................... 30
3.3.3. Ảnh hƣởng của thời gian nung than trấu .................................................. 31
3.4.Khảo sát điều kiện thực hiện phƣơng pháp Fenton dị thể ............................ 32
3.4.1. Ảnh hƣởng của lƣợng xúc tác Ric-Fe(II) .................................................. 32
3.4.2. Ảnh hƣởng của nồng độ chất oxy hóa ...................................................... 33
3.4.3. Ảnh hƣởng của thời gian đến hiệu suất xử lý ........................................... 34
3.4.4. Khảo sát khả năng tái sử dụng của vật liệu Ric- Fe(III) ........................... 35
3.5.Khảo sát khả năng áp dụng q trình Fenton/ Ric-Fe(III) cho các phẩm màu

thơng dụng ........................................................................................................... 36
KẾT LUẬN – TỒN TẠI – KIẾN NGHỊ ............................................................ 37
TÀI LIỆU TAM KHẢO
PHỤ LỤC

v


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Từ viết tắt

Viết đầy đủ

Ric–Fe(III)

Than trấu biến tính

RY 160

Reactive Yellow 160

DR 239

Direct Red 239

DR 224

Direct Red 224

AR 23

Axit Red 23

DB 199

Direct Blue 199

VLHP

Vật liệu hấp phụ

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

SEM

Scanning Electron Microscope

EDX

Energy-dispersive X-ray spectroscopy

UV - vis

phổ tử ngoại khả kiến

vi

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Tổn thất thuốc nhuộm khi nhuộm các loại xơ sợi ................................ 5
Bảng 1.2. Nồng độ thuốc nhuộm trong nƣớc sông là kết quả của thuốc nhuộm
thải loại bởi công nghiệp dệt nhuộm ..................................................................... 6
Bảng 2.1. Các đặc tính của phẩm màu ................................................................ 15
Bảng 2.2. Bảng cơng thức cấu tạo của các phẩm màu ........................................ 16
Bảng 2.3. Hóa chất cơ bản đƣợc sử dụng để tiến hành thí nghiệm .................... 18
Bảng 2.4. Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm ........................................................... 18
Bảng 3.1. Thành phần nguyên tố của than trấu sau biến tính ............................. 24
Bảng 3.2. Bƣớc sóng hấp thụ cực đại của các phẩm màu ................................... 25
Bảng 3.3. Đƣờng chuẩn nồng độ và độ hấp thụ quang của các phẩm màu ........ 28
Bảng 3.4. Hàm lƣợng muối Mohr đƣợc sử dụng để biến tính than trấu ............. 29

vii


DANH MỤC HÌNH
Hình 3.1. Ảnh SEM của mẫu vật liệu sau biến tính ở kích thƣớc 50 µ𝑚 (a) và
100 µ𝑚 (b)........................................................................................................... 22
Hình 3.2. Phổ EDX của than trấu sau khi biến tính ........................................... 23
Hình 3.3. Đƣờng chuẩn của các phẩm màu (a) RY 160; (b) DB 199; (c) AR 23;
(d) DR 239; (e) DR 224....................................................................................... 27
Hình 3.4. Ảnh hƣởng của lƣợng Fe(II) đƣa vào biến tính than trấu ([RY 160] =
0,05 g/L; [H2O2] = 9,79 mM; pH 2; [Ric-Fe(III)] = 1 g/L) ................................ 29
Hình 3.5. Ảnh hƣởng của nhiệt độ nung than trấu ([RY 160] = 0,05 g/L; [H2O2]
= 9,79 mM; pH 2; [Ric-Fe(III)] = 1 g/L) ............................................................ 30
Hình 3.6. Ảnh hƣởng của thời gian nung than trấu ([RY 160] = 0,05 g/L; [H2O2]
= 9,79 mM; pH 2; [Ric-Fe(III)] = 1 g/L) ............................................................ 31
Hình 3.7. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng xúc tác tới hiệu quả xử lý ........................ 32
Hình 3.8. Ảnh hƣởng của nồng độ H2O2 tới hiệu quả xử lý ............................... 33

Hình 3. 9. Ảnh hƣởng của thời gian đến hiệu suất.............................................. 34
Hình 3. 10. Đồ thị biểu diễn khả năng tái sử dụng của vật liệu .......................... 35
Hình 3.11. Hiệu suất xử lý các phẩm màu khác ................................................. 36

viii


ĐẶT VẤN ĐỀ
Mơi trƣờng là một nhân tố có ảnh hƣởng quyết định đến sự tồn tại và phát
triển của mỗi con ngƣời, mỗi quốc gia trên thế giới. Chính vì vậy bảo vệ mơi
trƣờng và đảm bảo phát triển bền vững là vấn đề có tính sống cịn của mỗi quốc
gia trên toàn cầu.
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 ngành cơng nghiệp cao su, hóa chất, cơng nghiệp
thực phẩm, thuốc bảo vệ thực vật, y dƣợc, luyện kim, xi ma, 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 cơng nghiệp nặng phát triển mạnh nhƣ nƣớc ta.
Hầu hết các nhà máy xí nghiệp dệt nhuộm ở nƣớc ta đã có hệ thống xử lý nƣớc
thải tuy nhiên nƣớc thải đầu ra chƣa đạt QCVN 13: 2015/BTNMT. Ngun nhân
do các cơng 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 đế 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 nhƣ: phƣơng pháp vật lý, sinh học, hóa học, phƣơng pháp điện hóa… mỗi
phƣơng pháp đều có những ƣu nhƣợc điểm 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
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.

1


Than trấu (tên tiếng anh là Rice husk ) đƣợc làm từ vỏ trấu, đƣợc đốt cháy
trong điều kiện yếm khí, thiếu oxi.
Than trấu có thành phần chủ yếu là carbon và SiO2 chiếm 58% trong
thành phần tro sau khi đốt cháy hoàn toàn carbon. Đặc biệt tinh thể SiO2 trong
trấu có kích thƣớc rất nhỏ và tinh khiết. Than vỏ trấu đƣợc ứng dụng làm phụ
gia trong công nghệ sản xuất xi măng, làm vật liệu hút ẩm, lắng, lọc. Cả hai chất
này đều có khả năng hấp phụ kim loại. Diện tích bề mặt của than trấu khá lớn
nên có khả năng hấp phụ các chất nhƣ kim loại nặng, các hợp chất hữu cơ.
Chính vì vậy, việc biến tính than trấu 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 mơi trƣờng.
Mặt khác Việt Nam là một nƣớc có nguồn phế thải nông nghiệp dồi dào
song việc sử dụng chúng vào chế tạo vật liệu hấp phụ (VLHP) nhằm xử lý nƣớc
thải cịn ít đƣợc quan tâm. Xuất phát từ những lý do trên, tôi chọn đề tài:” Xử lý
phẩm màu bằng kỹ thuật Fenton sử dụng vật liệu biến tính từ than trấu
bằng muối sắt(II)” tập trung nghiên cứu biến tính than trấu 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 VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan về nƣớc thải dệt nhuộm
1.1.1. Nguồn phát sinh nước thải dệt nhuộm
Nguồn nƣớc thải phát sinh trong công nghiệp dệt nhuộm từ các công đoạn
hồ sợi, giũ hồ, nấu, tẩy, nhuộm và hồn tất. trong đó lƣợng nƣớc thải chủ yếu do
quá trinh giặt sau mỗi công 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 cho 1m2 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. Xét 2 yếu tố là lƣợng nƣớc thải và thành phần
các chất ô nhiễm trong nƣớc thải thì ngành dệt nhuộm đƣợc đánh giá là ô nhiễm
nhất trong số các ngành công nghiệp.[1], [2]
1.1.2. Đặc tính của nước thải dệt nhuộm
a) Ơ nhiễm chất hữu cơ
Mức độ ô nhiễm do các hợp chất hữu cơ và vơ cơ sử dụng oxy hóa đƣợc
thể hiện bằng các chỉ tiêu đặc trƣng nhất là BOD và COD:
Nhu cầu oxy sinh hóa BOD: Trong nƣớc thải của các cơng ty dệt có đủ cả
những chất dễ phân hủy sinh học và những chất khó phân giải sinh học. Nƣớc
thải chứa nhiều tạp chất hữu cơ cần nhiều oxy để các loài vi sinh vật phân giải,
hàm lƣợng BOD rất cao (67 – 159 mg/L).[9]
Nhu cầu oxy hóa học COD: Nƣớc thải có những chất khó phân giải sinh
học mà chỉ loại bỏ đƣợc 1 phần nhờ hấp thụ lên bùn hoạt tính hoặc oxy hóa học.
Những nơi có các xơ sợi tổng hợp thì COD càng cao (139 – 423mg/L).[9]
Tỷ lệ COD/BOD của nƣớc thải dệt nhuộm ở nƣớc ta trong khoảng 2:1 tới
3:1. Song xu hƣớng sử dụng xơ sợi tổng hợp thì nƣớc thải ngày càng khó phân
hủy vi sinh.

3


b) Tính độc
- Nƣớc thải có nhiệt độ cao khơng đƣợc phép thải trực tiếp ra môi trƣờng
giới hạn theo tiêu chuẩn thải cột B (TCVN 1995) là 400 C. Còn nhiệt độ tối ƣu
cho các vi sinh vật phân giải các chất hữu cơ chỉ trong phạm vi rất hẹp, nhiệt độ
cao nhất là 350 C, trên nhiệt độ này ảnh hƣởng đến hiệu quả làm sạch của nƣớc
thải của vi sinh vật bị ức chế.
- Độ kiềm cao làm tăng độ pH của nƣớc. Nếu pH>9 sẽ gây độc hại với các
loại thủy sinh, gây ăn mòn các cơng trình thốt nƣớc và hệ thơng xử lý nƣớc
thải.
- Muối trung tính làm tăng hàm lƣợng tổng chất rắn TSS. Lƣợng thải lớn
gây tác hại đối với các loại thủy sinh do làm tăng áp suất thẩm thấu.
- Hồ tinh bột biến tính làm tăng BOD, COD của nguồn nƣớc, gây tác hại
đối với đồi sống thủy sinh do làm giảm oxi hòa tan trong nƣớc.
- Độ màu cao do lƣợng thuốc nhuộm dƣ đi vào nƣớc thải gây màu cho
dịng tiếp nhận, ảnh hƣởng tới q trình quang hợp của các loài thủy sinh, xấu
cảnh quan.
- Các chất độc nhƣ sunfit, kim loại nặng, hợp chất halogen hữu cơ (AOX)
có khả năng tích tụ trong cơ thể sinh vật gây ra một số bệnh mãn tính hay ung
thƣ đối với ngƣời và động vật.
1.1.3. Khả năng gây ô nhiễm mơi trường của nước thải ngành dệt nhuộm
Ơ nhiễm nƣớc thải dệt nhuộm phụ thuộc vào các hóa chất, chất trợ, thuốc
nhuộm và công nghệ sử dụng. đối với nƣớc thải dệt nhuộm thì nguồn ơ nhiễm
do chất trợ và hóa chất dệt nhuộm có thể đƣợc giải quyết bằng các phƣơng pháp
truyền thống, trong khi đó, ơ nhiễm do thuốc nhuộm trở thành vấn đề chủ yếu
đối với nƣớc thải dệt nhuộm. thuốc nhuộm sử dụng hiện nay là các thuốc nhuộm
tổng hợp hữu cơ. Nồng độ thuốc nhuộm trong môi trƣờng nƣớc tiếp nhận đối

với các công đoạn dệt- nhuộm phụ thuộc các yếu tố:
 Mức độ sử dụng hàng ngày của thuốc nhuộm
 Độ gắn màu của thuốc nhuộm lên vật liệu dệt
4


 Mức độ loại bỏ trong các công đoạn xử lý nƣớc thải
 Hệ số làm loãng trong nguồn nƣớc tiếp nhận.
Mức độ gắn màu là một yếu tố quan trọng, nó phụ thuộc vào độ đậm màu,
cơng nghệ áp dụng, tỷ lệ khối lƣợng hàng nhuộm và dung dịch nƣớc dùng trong
máy nhuộm, vật liệu dệt và thuốc nhuộm sử dụng. Tổn thất thuốc nhuộm đƣa
vào nƣớc trung bình là 10% với màu đậm, 2% với màu trung bình và <2% với
màu nhạt. Trong in hoa thì tổn thất thuốc nhuộm có thể lớn hơn nhiều.[8]
Bảng 1.1. Tổn thất thuốc nhuộm khi nhuộm các loại xơ sợi
Loại thuốc nhuộm

STT

Loại xơ sợi

Tổn thất vào dịng thải
(%)

1

Axit

polyamit

5÷10

2

Bazo

acrylic

0÷5

3

Trực tiếp

xenlulo

5÷30

4

Phân tán

polyeste

0÷10

5

Hoạt tính

xenlulo

10÷50

6

Lƣu hóa

xenlulo

10÷40

7

Hồn ngun

xenlulo

5÷20

Các thuốc nhuộm thƣờng có trong nƣớc thải xƣởng nhuộm ở nồng độ
10÷50 mg/L. Tuy nhiên nồng độ của chúng trong nƣớc sơng tiếp nhận thì nhỏ
hơn nhiều. Ngƣời ta đã đƣa ra giá trị điển hình trung bình là 1mg/L đối với
một thuốc nhuộm đơn trong dịng sơng.[13] Đây chỉ là giá trị trung bình hàng
năm, rất thấp so với thực tế. Tùy theo mức độ sản xuất ngành dệt có những
trƣờng hợp nồng độ thuốc nhuộm có thể cao hơn. Ví dụ, cơng trình của Hobbs
đã mơ tả tổng quan nồng độ thuốc nhuộm có trong nƣớc sơng của Anh [13]
nhƣ sau:

5

Bảng 1.2. Nồng độ thuốc nhuộm trong nước sông là kết quả của thuốc nhuộm
thải loại bởi công nghiệp dệt nhuộm
Đặc điểm q trình
Nhuộm tận trích sợi bơng

Mức độ

Nồng độ thuốc nhuộm
trong nƣớc sơng(mg/L)

Trung bình

5,3

bằng thuốc nhuộm hoạt tính

Xấu nhất

1555

Nhuộm tận trích sợi len

Trung bình

1,2

bằng thuốc nhuộm axit

Xấu nhất

364

Với nồng độ nhƣ vậy, nƣớc thải dệt nhuộm sẽ có màu thƣờng rất đậm,
làm cản trở khả năng xuyên qua của ánh sáng mặt trời, giảm nồng độ hoà tan
oxy trong nƣớc. Ngồi ra, thuốc nhuộm đƣợc sản xuất có độ ổn định hóa học và
độ quang hóa cao để thỏa mãn yêu cầu về độ bền màu của các nhà bán lẻ và
ngƣời tiêu dùng. Một hậu quả của độ ổn định đó là khi đi vào dịng thải chúng
khơng dễ dàng đƣợc phân hủy bởi vi sinh và các phƣơng pháp xử lý thông
thƣờng, nhất là thuốc nhuộm hoạt tính.
 Ảnh hƣởng của nƣớc thải dệt nhuộm.
Các loại phẩm nhuộm tổng hợp 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.
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.[10,11]
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
6


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.
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 oxi và ánh sáng mặt trời, cản trở q trình quang hợp, do đó làm giảm
thiểu lƣợng oxi hòa tan trong nƣớc, gây tác hại cho sự hơ hấp, sinh trƣởng của
các lồi thủy sinh, 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 lâu dài trong môi trƣờng.[11]
Nƣớc thải dệt nhuộm rất đa dạng và phức tạp. từ các loại hóa chất sử
dụng: phẩm nhuộm, chất hoạt dộng bề mặt, chất điện ly, chất ngậm, chất tạo môi
trƣờng tinh bột, men, chất oxy hóa… nhiều loại hố chất này hịa tan dƣới dạng
ion và các chất kim loaị nặng tăng thêm tính độc hại khơng những tức thời trƣớc
mắt mà cịn về lâu dài sau này. Công nghệ dệt nhuộm sử dụng một lƣợng lớn
nƣớc phục vụ cho các công đoạn sản xuất đồng thời xả ra lƣợng nƣớc tƣơng
ứng, bình quân khoảng 12- 300 m3/tấn vải. Trong đó có 2 nguồn ơ nhiễm chính
là cơng đoạn dệt nhuộm và nấu vải.
- Nƣớc thải nhuộm: nƣớc thải không ổn định và đa dạng, thay đổi ngay
trong từng nhà máy khi nhuộm, thậm chí ngay cả khi cùng một loại vải với
thuốc nhuộm khác, mơi trƣờng nhuộm có thể có axit, bazo, trung tính. Hiệu quả
hấp thụ khoảng 60 - 70%, 30 - 40% phẩm nhuộm thừa còn lại ở dạng nguyên
thủy, chất điện ly…đó là nguyên nhân gây độ màu cao.
- Thành phần chính của nƣớc thải nhuộm thƣờng chứa các gốc nhƣ:
RSO3Na, RSO3, N-OH, R-NH2, R-Cl…pH của nƣớc thay đổi từ 2-14, độ màu

7


rất cao có khi lên đến 50,000Pt-Co hàm lƣợng COD thay đổi từ 80 -18,000

mg/L. Mức độ gây ô nhiễm của nƣớc thải dệt nhuộm phụ thuộc vào chủng loại
và số lƣợng thuốc nhuộm và công nghệ áp dụng.
- Nƣớc thải tẩy dệt: có pH dao động từ 9 - 12 hàm lƣợng chất hữu cơ cao
(COD= 1000 - 3000 mg/L). Độ màu của nƣớc thải khá lớn ở những giai đoạn
tẩy ban đầu và có thể đến 10000 Pt-Co, hàm lƣợng cặn lơ lửng có thể đạt đến
200 mg/L.
1.2. Các phƣơng pháp xử lý thuốc nhuộm trong nƣớc thải dệt nhuộm.
Do đặc thù của công nghệ, nƣớc thải dệt nhuộm chứa tổng hàm lƣợng
chất rắn TSS, chất rắn lơ lửng, độ màu, BOD, COD cao nên chọn phƣơng pháp
xử lý thích hợp phải dựa vào nhiều yếu tố nhƣ lƣợng nƣớc thải, đặc tính nƣớc
thải, tiêu chuẩn thải, xử lý tập trung hay cục bộ. Về nguyên lý xử lý, nƣớc thải
dệt nhuộm có thể áp dụng các phƣơng pháp sau: Phƣơng pháp cơ học, phƣơng
pháp hóa – lý, phƣơng pháp hóa học, phƣơng pháp sinh học.
Phƣơng pháp sinh học là phƣơng pháp kinh tế và sinh thái nhất, là
phƣơng pháp đƣợc nghĩ đến đầu tiên trong xử lý nƣớc thải. Nhƣng với những
đặc điểm của nƣớc thải dệt nhuộm, nhất là nƣớc thải chứa thuốc nhuộm hoạt
tính thì một mình phƣơng pháp vi sinh khơng thể giải quyết đƣợc vấn đề. Ngƣời
ta nghĩ đến việc phải tiến hành tiền xử lý các chất màu (thuốc nhuộm) khó hoặc
khơng phân giải sinh học trong nƣớc thải dệt nhuộm bằng phƣơng pháp hóa lý,
hóa học rồi mới xử lý hồn tất bằng phƣơng pháp vi sinh. Đối với thuốc nhuộm
hoạt tính, hiện nay trên thế giới và tại Việt Nam vẫn chƣa có một phƣơng pháp
tiền xử lý thật sự hiệu quả và kinh tế vì đặc tính tan, bền và đa dạng về chủng
loại của nó, đặc biệt là phƣơng pháp oxi hóa tỏ ra có tiềm năng trong giải quyết
vấn đề này.
1.2.1. Xử lý nước thải bằng phương pháp cơ học
Trong nƣớc thải thƣờng chứa các chất không tan ở dạng lơ lửng. Để tách
các chất này ra khỏi nƣớc thải. Thƣờng sử dụng các phƣơng pháp cơ học nhƣ lọc
qua song chắn rác hoặc lƣới chắn rác, lắng dƣới tác dụng của trọng lực hoặc lực

8

li tâm và lọc. Tùy theo kích thƣớc, tính chất lý hóa, nồng độ chất lơ lửng, lƣu
lƣợng nƣớc thải và mức độ cần làm sạch mà lựa chọn công nghệ xử lý thích hợp.
Các cơng nghệ nhƣ: song chắn rác, lƣới chắn rác, bể lắng cát, bể vớt dầu
mỡ,v.v.
Các kỹ thuật lọc thơng thƣờng là q 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 không xử lý đƣợc các tạp chất tan nói chung và thuốc nhuộm nói
riêng.[1]
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 3
kỹ thuật trên là kích thƣớc hạt mà chúng có thể lọc đƣợc.
Trong các kỹ thuật màng thì kỹ thuật siêu lọc có thể loại bỏ các chất tan
và khối lƣợng phân tử lớn cỡ 1000 ÷ 100000 g/mol. Tuy nhiên nó khơng lọc
đƣợc các loại thuốc nhuộm tan và có phân tử lƣợng thấp. 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.
Tuy với những ƣu điểm trên nhƣng giá thành của màng, thiết bị lọc cao và
năng suất thấp do thuốc nhuộm lắng xuống làm bẩn màng.
1.2.2. Phương pháp hóa lý


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.[2]
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.
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 quá trình hấp phụ;

9


- Di chuyển chất ô nhiễm vào bên trong hạt hấp phụ (vùng khuếch tán
trong).Ngƣời ta thƣờng dùng than hoạt tính, các chất tổng hợp hoặc một số chất
thải của sản xuất nhƣ xỉ tro, xỉ, mạt sắt và các chất hấp phụ bằng khoáng sản
nhƣ đất sét, silicagen…Để loại những chất ô nhiễm nhƣ: chất hoạt động bề mặt,
chất màu tổng hợp, dung mơi clo hố, dẫn xuất phenol và hydroxyl…
Ứng dụng của quá trình hấp phụ
- 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.
Hấp phụ là phƣơng pháp đƣợc nghĩ đến nhiều trong xử lý thuốc nhuộm
hoạt tính. Nhƣợc điểm của phƣơng pháp này nằm chính trong bản chất của nó là
giữ lại chất hấp phụ trên bề mặt chất hấp phụ mà khơng có khả năng chuyển
hóa, thời gian xử lý dài và khơng triệt để. Ứng dụng cịn hạn chế do chi phí cao.
Phƣơng pháp keo tụ tạo bơng: Q trình này thƣờng đƣợc áp dụng để khử
màu, giảm độ đục, cặn lơ lửng và vi sinh vật. Khi cho chất keo tụ vào nƣớc thô
chứa cặn lắng chậm (hoặc không lắng đƣợc), các hạt mịn kết hợp lại với nhau
thành các bông cặn lớn hơn và nặng, các bơng cặn này có thể tự tách ra khỏi
nƣớc bằng lắng trọng lực.
Hầu hết chất keo tụ ở dạng Fe(III), Al(III); Al2(SO4)3.14H2O, FeCl3. Tuy
nhiên trong thực tế ngƣời ta thƣờng sử dụng phèn sắt hơn do chúng có ƣu điểm
nhiều hơn phèn nhơm. Trong q trình keo tụ ngƣời ta cịn sử dụng chất trợ keo

tụ để tăng tính chất lắng nhanh và đặc chắc do đó sẽ hình thành bơng lắng nhanh
và đặc chắc nhƣ sét, silicat hoạt tính và polymer.
Phƣơng pháp này đƣợc sử dụng rộng rãi trong xử lý nƣớc thải dệt nhuộm
đối với các thuốc nhuộm phân tán và không tan. Đây là phƣơng pháp khả thi về
mặt kinh tế, tuy nhiên nó khơng xử lý đƣợc tất cả các loại thuốc nhuộm. Bên
cạnh đó phƣơng pháp này cũng tạo ra lƣợng bùn thải lớn và không làm giảm
tổng chất rắn hịa tan nên gây khó khăn cho tuần hồn nƣớc.

10


1.2.3. 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
khóa phân hủy sinh học nhƣ: chất tẩy, giặt hồ, các loại dầu khống… Do đó,
trƣớc khi đi 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 công nghiệp dêt
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, nhƣợc điểm là thời gian xử
lý dài và hiệu quả xử lý các chất màu và các hợp chất hữu cơ khó phân hủy thấp.
1.2.4. Phương pháp hóa học
Ƣu điểm nổi bật của phƣơng pháp hóa học so với các phƣơng pháp hóa lý
là biến đổi, phân hủy chất ô nhiễm (chất màu) thành các chất dễ phân hủy sinh
học hoặc không ô nhiễm chứ không phải chuyển chúng từ pha này sang pha
khác. So với phƣơng pháp vi sinh thì tốc độ xử lý chất thải bằng phƣơng pháp
hóa học nhanh hơn nhiều
a) Phương pháp trung hịa

- Trung hòa nƣớc thải đƣợc thực hiện bằng nhiều cách khác nhau.
- Trộn lẫn nƣớc thải với axit hoặc kiềm.
- Bổ sung các tác nhân hóa học.
- Lọc nƣớc axit qua vật liệu lọc có tác dụng trung hịa.
Hấp thụ khí axit bằng chất kiềm hoặc hấp thụ amoniăc bằng nƣớc axit.
Trong q trình trung hịa một lƣợng bùn cặn đƣợc tạo thành. Lƣợng bùn này
phụ thuộc vào nồng độ và thành phần của nƣớc thải cũng nhƣ loại và lƣợng các
tác nhân sử dụng cho quá trình.

11


b) Phương pháp oxy hóa
Để làm sạch nƣớc thải có thể dùng các chất oxy hóa nhƣ clo ở dạng khí và
hóa lỏng, dioxyt clo, clorat canxi, hypoclorit canxi và natri, pemanganat kali,
bicromat kali, oxy khơng khí, ozon... [2]
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 q trình oxy hóa học chỉ đƣợc dùng trong
những trƣờng hợp khi các tạp chất gây nhiễm bẩn trong nƣớc thải không thể tách
bằng những phƣơng pháp khác.


Oxy hóa bằng Clo
Clo và các chất có chứa clo hoạt tính là chất oxy hóa thơng dụng nhất. Các

xí nghiệp dệt nhuộm thƣờng sử dụng chúng để tách H 2S, hydrosunfit, các hợp
chất chứa metylsunfit, phenol, xyanua ra khỏi nƣớc thải.
Khi clo tác dụng với nƣớc thải xảy ra phản ứng
Cl2 + H2O → HOCl + HCl

HOCl ↔ H+ + OClTổng clo, HOCl và OCl- đƣợc gọi là clo tự do hay clo hoạt tính.
Các nguồn cung cấp clo hoạt tính cịn có clorat canxi (CaOCl 2), hypoclorit,
clorat, dioxyt clo, clorat canxi đƣợc nhận theo phản ứng
Ca(OH)2 + Cl2 → CaOCl2 + H2O
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 hoàn toàn.


Phƣơng pháp Ozon hóa
Ozon tác động mạnh mẽ với các chất khống 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 cịn oxy hóa các hợp
chất Nito, Photpho...

12


c) Phương pháp oxy hóa nâng cao
Trong xử lý nƣớc thải, nó đƣợc đặt tên là oxy hóa bậc cao (AOPsAdvanced Oxidation Processes). Giải pháp này đòi 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
Fentom (Fenton – like processes) đƣợc cho là giải pháp có hiệu quả cao. Cơng
trình nghiên cứu này đƣợc J.H. Fenton cơng bố vào năm 1894 trong tạp chí hội
hóa học ở Mỹ.[2] Quá trình này dùng tác nhân là tổ hợp H2O2 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 nó là, việc oxy hóa có thể dẫn tới
khống hóa hồn tồn các chất hữu cơ thành CO2, nƣớc, các ion vô cơ và do vậy
phải sử dụng nhiều hóa chất sau xử lý này làm cho chi phí xử lý cao. 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.
1.3. Tổng quan về vật liệu biến tính than trấu
1.3.1. Đặc điểm cấu tạo và thành phần
Trấu là lớp vỏ ngoài cùng của hạt lúa và đƣợc tách ra trong quá trình xay
xát. Trong vỏ trấu có chứa khoảng 75 % chất hữu cơ dễ bay hơi sẽ cháy trong
quá trình đốt và khoảng 25 % còn lại sẽ chuyển thành tro.
Tùy theo từng loại trấu mà trấu có chiều dài từ (5 – 10)mm, chiều ngang
bằng (1/2 – 1/3) chiều dài Góc nghỉ của trấu từ (35 – 50)0 tùy theo độ ẩm và điều
kiện môi trƣờng. Vỏ trấu không cháy dễ dàng với ngọn lửa trừ khi có khơng khí
thổi qua. Vỏ trấu có khả năng chống ẩm và mục rữa nên nó là vật liệu cách nhiệt
tốt
Thành phần chủ yếu của than trấu là xenlulozo, silic dioxit, cả hai chất
này đều có khả năng hấp phụ kim loại

13


Than trấu chứa nhiều SiO2 gây nên hiện tƣợng ăn mòn các loại lò sử dụng
vỏ trấu làm chất đốt.
Trong than trấu có chứa một lƣợng lớn silic dioxit nên có khả năng hấp
phụ kim loại. Đã có nhiều nghiên cứu tách silic dioxit từ trấu để xử lý nƣớc và
đã đƣợc ứng dụng tại một số nơi, phát triển khả năng ứng dụng của than trấu
trong việc xử lý nƣớc giúp làm giảm ô nhiễm môi trƣờng do vỏ trấu và tận dụng
đƣợc nguồn nguyên liệu dồi dào.
Diện tích bề mặt của than trấu khá lớn nên than trấu có khả năng hấp phụ
các chất nhƣ kim loại nặng, các hợp chất hữu cơ…
1.3.2. Ứng dụng than trấu
Than trấu đƣợc ứng dụng làm phụ gia trong ngành sản xuất thép, phụ gia

trong công nghệ sản xuất xi măn, làm vật liệu hút ẩm, lắng, lọc, … Hàm lƣợng
carbon cố định là 48,73 % hàm lƣợng SiO2 là 37,43 %, và độ ẩm lớn nhất là 9
%.[12]

14


CHƢƠNG 2:
MỤC TIÊU - ĐỐI TƢỢNG - NỘI DUNG
PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1.Mục tiêu nghiên cứu
a. Mục tiêu tổng quát
Chế tạo vật liệu có khả năng xúc tác cho q trình oxy hóa nâng cao xử lý
các hợp chất hữu cơ khó phân hủy trong nƣớc thải.
b. Mục tiêu cụ thể
- Biến tính than trấu thành vật liệu có khả năng xúc tác cho quá trình
Fenton
- Xác định hình thái, đặc điểm thành phần của than trấu sau biến tính biến
tính.
- Tìm ra điều kiện thích hợp áp dụng phƣơng pháp Fenton dị thể xử lý loại
bỏ phẩm màu RY 160 bằng xúc tác than trấu biến tính.
-Áp dụng kỹ thuật Fenton/than trấu biến tính cho đối tƣợng phẩm nhuộm
thơng dụng khác.
2.2. Đối tƣợng nghiên cứu
- Than trấu.
- Các phẩm màu: màu đỏ cờ, màu đỏ sen, màu đỏ vang, màu xanh của
công ty TNHH Thƣơng mại Tân Hồng Phát – số 92 Cửa Bắc, Quán Thánh, Ba
Đình, Hà Nội.
Bảng 2.1. Các đặc tính của phẩm màu
STT

Tên thƣơng mại

1

Reactive Yellow 160
(vàng)
Direct Blue 199
(xanh)
Direct Red 224
(đỏ sen)
Acid Red 23
(đỏ vang)
Direct Red 239
(đỏ cờ)

2
3
4
5

Tên viết
tắt

CTPT

khối
lƣợng
phân tử

RY 160

C25H22ClN9Na2O12S3

818,13

DB 199

-

-

DR 224

C41H34N10Na4O18S4

1174,99

AR 23

C18H13N3Na2O8S2

509,42

DR 239

C31H19ClN7Na5O19S6

1136,32

15


Bảng 2.2. Bảng công thức cấu tạo của các phẩm màu
Phẩm màu

Công thức cấu tạo

RY 160

DB 199

DR 224

16