ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT

Để sản xuất vải màu, vải in trong ngành dệt nhuộm người ta phải sử dụng nhiều loại thuốc nhuộm khác nhau. Tỷ lệ thuốc nhuộm không liên kết với sợi vải tồn tại trong nước thải là b Các hóa chất khác dùng trong sản xuất dệt nhuộm.

Các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải sản xuất dệt nhuộm

• Xử lý nƣớc thải nhuộm bằng phƣơng pháp hấp phụ [2]
• Phƣơng pháp tuyển nổi [1]
• Phƣơng pháp trao đổi ion [3]
• Xử lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp keo tụ [2]
• Xử lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp oxy hóa tiên tiến (Advanced Oxidation Processes) [5]

Ngày nay người ta thường nói đến các phương pháp xử lý nước thải bằng AOPs (Advanced Oxidation Processes) - quá trình oxy hóa nâng cao. Vì vậy, quy trình Fenton được sử dụng rộng rãi để xử lý các loại nước thải này. Quá trình này được gọi là quá trình quang phân trực tiếp các chất ô nhiễm.

Ưu điểm chính của quá trình này là không tạo ra chất thải sau khi xử lý.

ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU

Làng nghề dệt nhuộm Nha Xá

PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

• Hoá chất, dụng cụ thí nghiệm và thiết bị nghiên cứu a. Hoá chất
• Phƣơng pháp phân tích
• Nghiên cứu thực nghiệm xử lý nƣớc thải nhuộm

Các thông số ô nhiễm trong nước thải được xác định tại phòng thí nghiệm Khoa Môi trường - Đại học Dân lập Hải Phòng. Nước thải từ quá trình nhuộm được nghiên cứu và xử lý là nước thải hỗn hợp có nhiều màu sắc khác nhau: đối với nước thải nhuộm hỗn hợp nồng độ COD ban đầu thường rất cao (khoảng mg/l). Để quá trình oxy hóa bằng tia UV/H2O2 diễn ra hiệu quả, cần có quy trình xử lý ở giai đoạn đầu - tạo bông để loại bỏ một lượng lớn chất hữu cơ.

Nghiên cứu ảnh hưởng của loại và lượng chất hỗ trợ lắng (Anion, Cation, Nonion) đến hiệu quả xử lý COD của nước thải nhuộm. Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện pH đến hiệu quả xử lý COD trong nước thải sử dụng chất keo tụ. Ảnh hưởng của tỷ lệ đầu vào H2O2:COD (theo thể tích): Hiệu quả xử lý COD bằng tác nhân UV/H2O2 phụ thuộc vào lượng H2O2:COD đầu vào.

Ảnh hưởng của pH: hiệu quả của quá trình oxy hóa khi sử dụng tác nhân UV kết hợp với H2O2 phụ thuộc nhiều vào điều kiện pH trong dung dịch. Điều kiện hình thành gốc HO^ khi sử dụng tác nhân UV/H2O2 là trong môi trường axit [Kowalska E., 2004]. Vì vậy, nồng độ H2O2 trong nước thải ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình tạo gốc HO.

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. Kết quả khảo sát đặc tính nƣớc thải dệt nhuộm

Kết quả xử lý nƣớc thải dệt nhuộm bằng phƣơng pháp keo tụ

Nghiên cứu ảnh hưởng của chất keo tụ đến hiệu quả xử lý nước thải. Loại, lượng chất keo tụ và điều kiện pH ảnh hưởng lớn đến hiệu quả xử lý COD trong nước thải. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của chất keo tụ FeSO4 đến hiệu quả xử lý.

Kết quả khảo sát ảnh hưởng của chất keo tụ Fe2(SO4)3 đến hiệu quả xử lý. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của chất keo tụ Al2(SO4)3 đến hiệu quả xử lý. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của chất keo tụ PAC đến hiệu quả xử lý.

So sánh hiệu quả xử lý nước thải với các chất keo tụ khác nhau. So sánh hiệu quả xử lý nước thải bằng Al2(SO4)3 và PAC cho thấy hiệu quả của PAC trong việc lọc COD trong nước thải cao hơn Al2(SO4)3 (trong khoảng pH tối ưu) và lượng PAC sử dụng đạt hiệu suất tối đa nhỏ hơn nhiều lần so với Al2(SO4)3. Nghiên cứu ảnh hưởng của chất hỗ trợ keo tụ đến hiệu quả xử lý nước thải.

Kết quả xử lý nước thải sau keo tụ bằng phương pháp oxy hóa nâng cao 3.3.1. Nếu tiếp tục tăng lượng H2O2, tức là tăng tỷ lệ H2O2/COD thì hiệu quả xử lý sẽ giảm. Điều kiện pH ảnh hưởng đến sự tồn tại của H2O2 trong nước thải trong quá trình xử lý.

Liều lượng tia UV (năng lượng quang phân) có ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả xử lý COD trong nước thải. Vì vậy, nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng của thời gian tiếp xúc với tia UV đến hiệu quả điều trị COPD trong khoảng thời gian từ 5 đến 40 phút (kết quả trình bày ở Bảng 3.10). Bảng 3.10 và Hình 3.9 cho thấy hiệu quả xử lý nước thải thuốc nhuộm hỗn hợp sau keo tụ bằng tác nhân UV không cao.

Khi thời gian tiếp xúc với tia UV tăng từ 5 đến 35 phút, hiệu quả xử lý COD tăng liên tục. Kết quả xử lý nước thải sau keo tụ bằng tác nhân H2O2 sử dụng hoạt hóa tia UV a.Theo kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của lượng H2O2 đến hiệu suất xử lý nước thải, hiệu suất xử lý cao nhất đạt được là 51,6%.

Thiết kế xây dựng mô hình xử lý nƣớc thải quy mô phòng thí nghiệm

Kết quả thực nghiệm cho thấy ở các điều kiện pH khác nhau hiệu suất xử lý đạt các giá trị khác nhau, hiệu suất xử lý tăng dần khi thời gian tiếp xúc tăng. Do liều lượng tia cực tím tỷ lệ thuận với thời gian tiếp xúc với tia cực tím nên liều tia cực tím càng lớn thì khả năng quang phân trực tiếp và gián tiếp càng mạnh, dẫn đến sự phân hủy chất hữu cơ trong nước thải càng mạnh. Nước thải sau keo tụ được chuyển sang bể chứa 70 lít (lắng thêm) có giá trị pH.

Nước thải sau khi xử lý liên tục bằng tuần hoàn H2O2/UV sẽ được xả vào bể (3) trong thời gian 60 phút.

Kết quả vận hành mô hình HTXLNT quy mô phòng thí nghiệm

Kết quả vận hành mô hình WWTP cho thấy hiệu suất xử lý COD tối ưu trong quá trình keo tụ là 75,3%, so sánh với kết quả nghiên cứu tìm ra điều kiện tối ưu thì hiệu quả xử lý tương đương. Hiệu suất xử lý COD khi vận hành nhà máy xử lý nước thải thấp hơn so với quá trình nghiên cứu, nguyên nhân là do trong quá trình nghiên cứu lưu lượng nước thải được xử lý thấp hơn trong quá trình vận hành nên liều lượng tia UV được tính trên một đơn vị. của quy trình nghiệp vụ nhỏ hơn quy trình khảo sát. Điều này dẫn đến hiệu quả của quá trình xử lý UV/H2O2 hoạt động thấp hơn so với kết quả khảo sát.

Xử lý sau xử lý nước thải theo mô hình hệ thống xây dựng đảm bảo các thông số COD cho phép theo tiêu chuẩn loại B). Tính toán chi phí xử lý nước thải bằng phương pháp keo tụ và oxy hóa tiên tiến.

Tính toán chi phí xử lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp keo tụ kết hợp oxy hóa tiên tiến

Chi phí tính toán cho việc xử lý 1 m3 nước thải dệt nhuộm tương đối thấp. Nước thải từ hoạt động sản xuất dệt nhuộm là một trong những loại nước thải có mức độ ô nhiễm cao, đặc trưng bởi hàm lượng cặn hữu cơ ổn định tồn tại trong nước thải cao. Hàm lượng COD theo nghiên cứu dao động từ khoảng mg/l đối với nước thải từ khâu nhuộm, còn đối với nước thải từ khâu nấu có thể đạt giá trị khoảng 25.000 mg/l.

Việc sử dụng loại phụ gia kết dính cation (polyme hữu cơ) mang lại hiệu quả xử lý COD cao nhất, lượng phụ gia kết dính tối ưu là 0,025g/l. Điều kiện pH = 5 là tối ưu cho quá trình keo tụ sử dụng phèn sắt III sunfat. Điều trị kết hợp bằng tia UV/H2O2 sẽ hiệu quả hơn điều trị không kết hợp.

Trên cơ sở kết quả nghiên cứu, nhóm nghiên cứu đã xây dựng thành công mô hình hệ thống phòng thí nghiệm xử lý nước thải. Sử dụng các điều kiện tối ưu đã được nghiên cứu để vận hành mô hình đã xây dựng của hệ thống xử lý. Kết quả xử lý COD trong nước thải đạt được khi vận hành mô hình là rất khả thi.

Đề xuất nghiên cứu tiếp theo

Kết quả nghiên cứu của đề tài này đã góp phần quan trọng vào quá trình học tập và nghiên cứu khoa học của sinh viên và giảng viên chuyên ngành Kỹ thuật Môi trường. Xác định các thông số TOC, AOX để đánh giá mức độ oxy hóa (khả năng loại bỏ triệt để chất hữu cơ) bằng tia UV/H2O2 và hàm lượng dẫn xuất clo trong chế phẩm thuốc nhuộm. Do điều kiện, nghiên cứu mới áp dụng mô hình hệ thống xử lý nước thải trong xử lý nước thải dệt may.

Do đó, đề xuất rằng nghiên cứu sâu hơn nên mở rộng ứng dụng mô hình NMXLNT cho các loại nước thải giàu chất hữu cơ bền vững khác. Trần Ngọc Phú (2004), Nghiên cứu thiết kế mô hình xử lý nước thải dệt may bằng phương pháp đông tụ kết hợp Ozon hóa trên quy mô bán trường, Luận văn Thạc sĩ Khoa học Môi trường, Khóa học Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội. Trần Mạnh Trí, Trần Mạnh Trung (2004), “Các quá trình oxy hóa nâng cao trong xử lý nước và nước thải”, Nhà xuất bản Khoa học và Công nghệ, Hà Nội.

Geissen and H. Schroeder (2004), “Treatment and reuse of textile wastewater by solar catalysis: results of a pilot plant in Tunisia”, Water Science and Technology, Vol. Boncz, A.M., H.Bruning and W.H.Rulkens (2003), “Innovative Reactor Technology for the Selective Oxidation of Toxic Organic Pollutants in Wastewater with Ozone”, Water Science and Technology, Vol. Brik M., B.Chamam, P.Schoberl, R.Braun and W.Fuchs (2004), "Effect of Ozone, Chlorine and Hydrogen Peroxide on Color Removal in MBR Treated Textile Wastewater", Water Science and Technology, vol.