Nghiên cứu quá trình oxi hóa metyl da cam bằng sắt kim loại kết hợp với muối kali pesunfat

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

LỜI CẢM ƠN

Ơ

N

Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin cảm ơn cô giáo - Tiến Sĩ Hồ Phương

N

H

Hiền, giảng viên tổ bộ môn Công nghệ - Môi trường - Khoa Hóa học - trường Đại

U Y

học Sư phạm Hà Nội đã định hướng và giúp đỡ em trong suốt quá trình làm khóa

TP

.Q

luận.

ẠO

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo tổ bộ môn Công nghệ - Môi

Đ

trường cũng như các thầy cô giáo khác của khoa Hóa học- trường Đại học Sư phạm

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

G

Hà Nội đã truyền dạy những kiến thức cần thiết cho em trong suốt quá trình học,

H Ư

đồng thời và tạo điều kiện tốt nhất cho em hoàn thành khóa luận này .

TR ẦN

Trong phạm vi hạn chế của một khóa luận tốt nghiệp, những kết quả thu được là rất ít và quá trình làm việc khó tránh khỏi những thiếu sót em rất mong nhận

10 00

B

được những ý kiến đóng góp quý báu từ thầy cô và các bạn để bài luận văn này được hoàn chỉnh hơn.

Hà Nội, ngày 3 tháng 5 năm 2016 Sinh viên

Nguyễn Thị Hồng Nguyệt

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

Em xin chân thành cảm ơn !

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

MỤC LỤC MỞ ĐẦU ................................................................................................................... 1 1. Sự cần thiết của đề tài..................................................................................... 1

Ơ

N

2. Nhiệm vụ nghiên cứu ...................................................................................... 2

N

H

Chương I: TỔNG QUAN ........................................................................................... 3

U Y

I.1 Tổng quan về nước thải dệt nhuộm ............................................................... 3

.Q

I.1.1.Quy trình công nghệ dệt nhuộm ................................................................ 3

TP

I.1.1.1.Quy trình kéo sợi, dệt vải ...................................................................... 3

ẠO

I.1.1.2. Quy trình xử lí vải................................................................................. 3

Đ

I.1.1.3.Quy trình nhuộm và hoàn tất vải ........................................................... 3

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

G

I.1.2. Các loại thuốc nhuộm trong sản xuất dệt nhuộm ................................... 4

H Ư

I.1.2.1.Sơ lược về thuốc nhuộm ........................................................................ 4

TR ẦN

I.1.2.2 .Các loại thuốc nhuộm trong sản xuất dệt nhuộm ................................ 4 I.1.3. Ảnh hưởng của nước thải dệt nhuộm đến môi trường ........................... 9

B

I.1.3.1. Các chất gây ô nhiễm chính trong nước thải dệt nhuộm ..................... 9

10 00

I.1.3.2.Ảnh hưởng của nước thải dệt nhuộm đến môi trường ........................ 11 I.2. Các phương pháp hóa học xử lí nước thải dệt nhuộm.............................. 13

Ó

A

I.2.1.Phương pháp hấp phụ ............................................................................... 13

Í-

H

I.2.2.Phương pháp keo tụ tạo bông.................................................................... 13

-L

I.2.3.Phương pháp tuyển nổi.............................................................................. 14

ÁN

I.2.4.Phương pháp oxi hóa nâng cao ................................................................. 14

TO

I.2.5. Phương pháp sinh học .............................................................................. 15

D

IỄ N

Đ

ÀN

I.3. Quy trình xử lí nước thải dệt nhuôm bằngsắt kim loại và muối kali pesunfat ................................................................................................................ 16 I.3.1.Sơ lược về tính chất của sắt kim loại và muối pesunfat ............................ 16

I.4. Sử dụng phương pháp trắc quang trong định lượng hóa học.................. 20 I.4.1.Phương pháp so sánh ................................................................................ 20 I.4.2.Phương pháp thêm chuẩn .......................................................................... 20 I.4.3. Phương pháp đường chuẩn ...................................................................... 21

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Chương 2: THỰC NGHIỆM .................................................................................... 22 II.1. Quy trình thực nghiệm ............................................................................... 22 II.2. Hóa chất và dụng cụ ................................................................................... 22

Ơ

N

II.2.1. Hóa chất ................................................................................................. 22

N

H

II.2.2.Dụng cụ ................................................................................................... 23

U Y

II.3.1. Xây dựng đường chuẩn xác định hàm lượng COD ............................. 23

.Q

II.3.1.1. Nguyên tắc xác định .......................................................................... 23

TP

II.3.1.2.Chuẩn bị các dung dịch thuốc thử ..................................................... 24

ẠO

II.3.1.3. Xây dựng đường chuẩn xác định hàm lượng COD .......................... 24

Đ

II.3.1.4. Xác định COD ở mẫu nước thải dệt nhuộm: .................................... 24

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

G

II.3.2.Xây dựng đường chuẩn xác định hàm lượng metyl da cam ở pH=3 ... 25

H Ư

II.3.3.Xây đường chuẩn xác định hàm lượng metyl DC ở pH= 5.3 ............... 25

TR ẦN

II.4. Khảo sát các điều kiện tối ưu của quá trình xử lí metyl DC bằng sắt kim loại kết hợp với muối kali pesunfat ................................................................... 26 II.4.1.Khảo sát hàm lượng sắt .......................................................................... 26

10 00

B

II.4.2.Khảo sát nồng độ kali pesunfat .............................................................. 27 II.4.3.Khảo sát pH ............................................................................................. 28

Ó

A

II.4.4.Khảo sát thời gian ................................................................................... 28

H

II.4.5. Khảo sát ảnh hưởng của khuấy trộn .................................................... 28

ÁN

-L

Í-

II.5. Áp dụng quy trình xử lí bằng sắt kim loại kết hợp pesunfat để xử lí mẫu nước thải dệt nhuộm làng Vạn Phúc- Hà Đông- Hà Nội................................. 28

TO

II.5.1. Mô tả mẫu .............................................................................................. 29 II.5.2.Xử lí mẫu ................................................................................................. 29

D

IỄ N

Đ

ÀN

Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................... 31 III.1 Xây dựng đường chuẩn xác định COD .................................................... 31 III.2. Xây dựng đường chuẩn xác định hàm lượng metyl DC ........................ 32 III.2.1.Xây dựng đường chuẩn xác định hàm lượng metyl DC ở pH=3........ 32 III.2.1.1. Khảo sát bước sónghấp thụ tối ưu của dung dịch metyl DC tại pH=3 ............................................................................................................... 32

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

III.2.1.2. Đường chuẩn xác định hàm lượng metyl DC ở pH=3 .................... 32 III.2.2. Xây dựng đường chuẩn xác định hàm lượng metyl DC ở pH=5,3.... 34

Ơ

N

III.2.2.1. Khảo sát bước sóng hấp thụ tối ưu của dung dịch metyl DC tại pH=5,3 ............................................................................................................ 34

H

III.2.2.2. Đường chuẩn xác định hàm lượng metyl DC ở pH=5,3 ................. 34

U Y

N

III.3 Kết quả khảo sát các điều kiện tối ưu của quá trình xử lí metyl DC bằng sắt kim loại kết hợp với muối kali pesunfat ............................................ 35

TP

.Q

III.3.1. Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng sắt ............................................. 35

ẠO

III.3.2.Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ kali pesunfat .................................. 38

Đ

III.3.3.Khảo sát pH ........................................................................................... 40

G

III.3.4. Khảo sát thời gian phản ứng ............................................................... 42

H Ư

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

III.3.5. Khảo sát sảnh hưởng của khuấy trộn ................................................. 44

TR ẦN

III.4. Tổng hợp các điều kiện thực nghiệm tối ưu của quá trình xử lí metyl DC bằng sắt kim loại kết hợp với muối kali pesunfat K2S2O8 ........................ 46

B

III.5. Áp dụng quy trình xử lí bằng hệ sắt kim loại và muối pesunfat để xử lí mẫu nước thải dệt nhuộm của làng Vạn Phúc- Hà Đông- Hà Nội. ................ 46

10 00

KẾT LUẬN .............................................................................................................. 48

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 49

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

DANH MỤC HÌNH

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

G

Đ

ẠO

TP

.Q

U Y

N

H

Ơ

N

Hình III.1: Đường chuẩn xác định hàm lượng COD .............................................. 31 Hình III.2: Phổ hấp thụ UV-Vis của dung dịch metyl DC 8mg/l, pH=3 ............... 32 Hình III.3: Đường chuẩn xác định hàm lượng metyl DC ở pH=3 ......................... 33 Hình III.4: Phổ hấp thụ UV-Vis của dung dịch metyl DC 8mg/l, pH=5,3. ........... 34 Hình III.5: Đường chuẩn xác định hàm lượng metyl DC ở pH=5,3 ...................... 35 Hình III.6: Ảnh hưởng của hàm lượng sắt đến quá trình xử lí dung dịch metyl DC .................................................................................................................................. 37 Hình III.7: Ảnh hưởng của nồng độ K2S2O8 đến quá trình xử lí dung dịch metyl DC 39 Hình III.8: Ảnh hưởng của pH tới quá trình xử lí metyl DC bằng sắt kim loại kết hợp với muối kali pesunfat ....................................................................................... 41 Hình III.9: Khảo sát theo thời gian quá trình xử lí metyl DC ................................ 43 Hình III.10: Khảo sát sự ảnh hưởng của sự khuấy trộn đến quá trình xử lí metyl bằng sắt kim loại kết hợp với kali pesunfat. ............................................................ 45

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

N

DANH MỤC CÁC BẢNG

TP

.Q

U Y

N

H

Ơ

Bảng I. 1: Cách lựa chọn sử dụng thuốc nhuộm phù hợp với nguyên liệu vải sợi ... 9 Bảng I. 2: Lượng nước thải tính cho một đơn vị sản phẩm của một số mặt hàng .. 10 Bảng I. 3: Các chất gây ô nhiễm và đặc tính nước thải của ngành dệt nhuộm ....... 10 Bảng I. 4: Ảnh hưởng của các chất gây ô nhiễm trong nước thải ngành dệt nhuộm đến môi sinh ............................................................................................................. 12

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

G

Đ

ẠO

Bảng II. 1: Bảng thể tích các dung dịch để xây dựng dường chuẩn COD.............. 24 Bảng II. 2: Các thể tích ddo cần lấy đểchuẩn bị dd1÷ dd6........................................ 25 Bảng II. 3: Các thể tích ddo* cần lấy để chuẩn bị dd1÷ dd6 ..................................... 26 Bảng II. 4: Bảng thể tích và khối lượng các chất cần lấy để khảo sát hàm lượng sắt .................................................................................................................................. 26 Bảng II. 5: Bảng thể tích và khối lượng các chất cần lấy ....................................... 27 Bảng II. 6: Thể tích các dung dịch thuốc thử và nước thảicho quá trình xử lí nước thải bằng sắt kim loại và muối kali pesunfat ............................................................ 29

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

Bảng III. 1: Các giá trị COD với giá trị mật độ quang tương ứng ......................... 31 Bảng III. 2: Nồng độ metyl da cam với các giá trị mật độ quang tương ứng, pH=3 .................................................................................................................................. 33 Bảng III. 3: Nồng độ metyl da cam với các giá trị mật độ quang tương ứng, pH=5,3 ...................................................................................................................... 34 Bảng III. 4: Mật độ quang của dung dịch sau các khoảng thời gian xử lí .............. 36 Bảng III. 5: Nồng độ metyl DC còn lại sau các khoảng thời gian xử lí với hàm lượng Fe khác nhau .................................................................................................. 36 Bảng III. 6: Mật độ quang của dung dịch sau các khoảng thời gian xử lí với nồng độ K2S2O8 khác nhau ................................................................................................ 38 Bảng III. 7: Nồng độ metyl DC còn lại sau các khoảng thời gian xử lí ................. 38 Bảng III. 8: Giá trịmật độ quang và nồng độ metyl DC còn lại sau các khoảng thời gian xử lí ở pH=3 .............................................................................................. 40 Bảng III. 9: Giá trị mật độ quang và nồng độ metyl DC còn lại sau các khoảng thời gian xử lí ở pH=7 ..................................................................................................... 40 Bảng III. 10: Bảng kết đo quang và nồng độ MD qua các thời gian ở pH=10....... 41

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

G

Đ

ẠO

TP

.Q

U Y

N

H

Ơ

N

Bảng III. 11: Khảo sát sự giảm nồng độ metyl da cam theo thời gian xử lí bằng sắt kim loại kết hợp với muối kali pesunfat, pH=3 .................................................. 43 Bảng III. 12: So sánh giá trị mật độ quang thu được của hai quá trình xử lí có khuấy trộn và không khấy trộn................................................................................. 44 Bảng III. 13: So sánh nồng độ metyl DC còn lại của hai quá trình xử lí có khuấy trộn và không khấy trộn ........................................................................................... 45 Bảng III. 14: Mật độ quang và giá trị COD của mẫu nước thải dệt nhuộm trước và sau khi xử lí ................................................................................................ 47

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

MỞ ĐẦU 1. Sự cần thiết của đề tài

Ơ

N

Ở nước ta hiện nay ngành công nghiệp may mặc và dệt nhuộm đi đầu trong

N

H

phát triển kinh tế, tạo điều kiện công ăn việc làm cho công nhân lao động, thúc đẩy

U Y

GDP tăng. Song cùng với sự phát triển ấy là các phát sinh trong quá trình sản xuất

.Q

mà tiêu biểu đến là nước thải. Ngành dệt nhuộm sử dụng một lượng nước lớn để

TP

sản xuất và đồng thời thải ra một lượng nước thải đáng kể cho môi trường.

ẠO

Nước thải ngành dệt nhuộm là một trong những loại nước thải ô nhiễm nặng,

G

Đ

hàm lượng các chất hữu cơ cao, khó phân hủy, pH dao động từ 9÷12 do thành

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

phần các chất tẩy rửa. Trong quá trình sản xuất có rất nhiều hóa chất độc hại được

H Ư

sử dụng để sản xuất tạo màu như là phẩm nhuộm, chất hoạt động bề mặt, chất điện

TR ẦN

ly, chất tạo môi trường, tinh bột, men, chất ôxy hoá….Các chất này thường có chứa các ion kim loại hòa tan, hay kim loại nặng rất khó phân hủy trong môi trường, có

10 00

B

thể gây ô nhiễm môi trường trầm trọng trong thời gian dài. Nếu chưa được xử lý và xử lý chưa đạt QCVN mà thải ra ngoài thì các hóa chất này có thể giết chết vi sinh

A

vật xung quanh, làm chết cá và các loại động vật sống dưới nước, các chất độc này

H

Ó

còn có thể thấm vào đất, tồn tại lâu dài và ảnh hưởng tới nguồn nước ngầm và bên

Í-

cạnh đó còn ảnh hưởng đến đời sống của con người. Ngoài ra, nước thải dệt

-L

nhuộm thường có độ màu rất lớn, thay đổi thường xuyên tùy loại thuốc nhuộm nên

TO

ÁN

cần phải được xử lý triệt để trước khi thải ra, tránh gây ô nhiễm môi trường.

Hiện nay, có rất nhiều phương pháp được ứng dụng để xử lí các hợp chất hữu

ÀN

cơ độc hại có trong nước thải dệt nhuộm. Một trong những phương pháp được các

D

IỄ N

Đ

nhà khoa học rất quan tâm là phương pháp oxi hóa nâng cao. Lúc này, trong hệ phản ứng không chỉ có quá trình khử các hợp chất hữu cơ mà còn xảy ra quá trình oxi hóa nâng cao nhờ quá trinh sinh ra gốc tự do OH*, SO4*-. Ưu điểm rất lớn của phương pháp này là khả năng phân hủy cao, dễ áp dụng, công nghê đơn giản và giá thành thấp. Do đó, chúng tôi đã chọn đề tài “Nghiên cứu quá trình oxi hóa metyl

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

da cam bằng sắt kim loại kết hợp với muối kali pesunfat và ứng dụng xử lí nước thải dệt nhuộm’’.

2. Nhiệm vụ nghiên cứu

Ơ

N

Trong khóa luận này, chúng tôi thực hiện các nhiệm vụ sau:

N

H

- Xây dựng đường chuẩn xác định hàm lượng COD bằng phương pháp đo

U Y

quang.

.Q

- Xây dựng đường chuẩn xác định hàm lượng metyl da cam bằng phương pháp

TP

đo quang.

ẠO

- Xác định các điều kiện tối ưu của quá trình xử lí metyl da cam trong nước

G

Đ

bằng kim loại sắt kết hợp với muối kali pesunfat.

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

- Sử dụng sắt kim loại kết hợp với muối kali pesunfat để xử lí nước thải dệt

TR ẦN

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

thải dệt nhuộm trước và sau xử lí.

H Ư

nhuộm của làng Vạn Phúc-Hà Đông- Hà Nội. Đánh giá hàm lượng COD của nước

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Ơ

N

Chương I: TỔNG QUAN

N

H

I.1 Tổng quan về nước thải dệt nhuộm

.Q

U Y

I.1.1.Quy trình công nghệ dệt nhuộm Thông thường, công nghệ dệt nhuộm gồm 3 quá trình cơ bản: kéo sợi-dệt vải,

TP

xử lí (nấu tẩy), nhuộm và hoàn thiện vải [6].

ẠO

I.1.1.1.Quy trình kéo sợi, dệt vải

Đ

a) Chuẩn bị nguyên liệu:

G N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

- Làm sạch nguyên liệu

H Ư

- Chải: các sợi bông được chải song song thành các sợi thô

TR ẦN

- Kéo sợi, đánh bong, mắc sợi.

- Hồ sợi dọc

- Giũ hồ

H

-L

- Tẩy trắng

Í-

- Làm bong vải

Ó

A

- Nấu vải

10 00

I.1.1.2. Quy trình xử lí vải

B

b) Dệt vải: kết hợp sợi ngang với sợi dọc đã mắc thành hình tấm vải mộc.

TO

ÁN

I.1.1.3.Quy trình nhuộm và hoàn tất vải Quá trình nhuộm được thực hiện để phân bố đều ánh sắc trên mặt vải, trong đó

ÀN

xảy ra sự khuếch tán của phân tử thuốc nhuộm vào bên trong sợi vải để tạo cho vải màu sắc mong muốn. Mục tiêu của quá trình nhuộm là làm cho các phân tử thuốc

D

IỄ N

Đ

nhuộm gắn chặt vào vải, thường sử dụng các loại thuốc nhuộm tổng hợp cùng với các hóa chất trợ nhuộm để tạo sự gắn màu của vải. Phần thuốc nhuộm dư không gắn vào vải, đi vào nước thải và chúng phụ thuộc vào nhiều yếu tố như công nghệ nhuộm, loại vải cần nhuộm, độ màu yêu cầu.

Một số các phương pháp đưa thuốc nhuộm vào trong hoặc lên trên sợi vải như sau:

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

- Nhuộm tận trích: khuếch tán thuốc nhuộm đã hòa tan vào sợi vải.

- Nhuộm pigment: phủ thuốc nhuộm không hòa tan lên bề mặt sợi vải.

- Nhuộm khối và nhuộm gel: thuốc nhuộm được thâm nhập trong quá trình sản

Ơ

N

xuất sợi.

H

In hoa là tạo ra các văn hoa có một hoặc nhiều màu trên nền vải. Công đoạn

U Y

N

này được thực hiện bằng cách dùng hồ in có chứa thuốc nhuộm hoặc chất màu và

.Q

các chất trợ khác. Công đoạn này có thể sinh ra một lượng nước thải lớn có màu

TP

với nồng độ BOD cao [9].

ẠO

Sau nhuộm và in, vải sẽ được giặt lạnh nhiều lần. Phần thuốc nhuộm không

Đ

gắn vào vải sẽ đi vào nước thải. Văng khổ, hoàn tất vải với mục đích hoàn thiện

G

kích thước vải, chống nhàu và ổn định nhiệt, trong đó sử dụng một số hóa chất

H Ư

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

chống màu, chất làm mềm và hóa chất metylic, axit axetic, formanđehit.

TR ẦN

I.1.2. Các loại thuốc nhuộm trong sản xuất dệt nhuộm

B

I.1.2.1.Sơ lược về thuốc nhuộm Thuốc nhuộm là tên chỉ chung những hợp chất hữu cơ có màu (gốc thiên

10 00

nhiên và gốc tổng hợp), rất đa dạng về màu sắc và chủng loại, có khả năng nhuộm màu, nghĩa là bắt màu hay gắn trực tiếp cho các vật liệu khác.

Ó

A

Thuốc nhuộm được dùng chủ yếu để nhuộm vật liệu từ xơ thiên nhiên (bông,

H

len, lanh,..) tơ nhân tạo (visco, axetat,…) và xơ tổng hợp (polyacryloniton,

-L

Í-

polyvinylic, polyefin). Ngoài ra chúng còn được dùng để chế tạo nhuộm cao su

ÁN

chất dẻo, chất béo, sáp xà phòng, để chế tạo mực in trong công nghiệp ấn loát, văn

TO

phòng phẩm, vật liệu làm ảnh màu, dùng làm chất tăng và giảm độ nhạy với ánh

ÀN

sáng.

D

IỄ N

Đ

I.1.2.2 .Các loại thuốc nhuộm trong sản xuất dệt nhuộm a) Thuốc nhuộm thiên nhiên Phần lớn thuốc nhuộm màu chàm tự nhiên thu được từ các loài trong chi Chàm (Indigofera). Một số loài thực vật, như tùng lam (Isatis tinctoria), từng là nguồn cung cấp thuốc nhuộm có nguồn gốc từ khu vực nhiệt đới. Trong các khu vực có khí hậu ôn đới thuốc màu chàm từ các loài trong chi Indigofera thì sản

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

lượng thuốc nhuộm là cao hơn. Loài chàm có giá trị thương mại cũng có thể thu được từ tùng lam (Isatis tinctoria) và nghể chàm (Polygonum tinctorum), mặc dù chủ yếu tại châu Á là cây chàm (Indigofera tinctoria). Tại Trung Mỹ và Nam Mỹ

Ơ

N

thì hai loài Indigofera sufruticosa (chàm anil) và Indigofera arrecta (chàm Natal) là

H

quan trọng nhất [6].

U Y

N

Có một thực tế là rất ít chất nhuộm tự nhiên được sử dụng để nhuộm các loại vải

.Q

hiện nay kể cả tơ tằm.Thuốc nhuộm thiên nhiên nói chung có độ bền màu thấp,

TP

nhất là với ánh sáng, cường lực màu nhỏ do phần tử mang màu kém bền. Hơn nữa,

ẠO

hiệu suất khai thác từ thực vật rất thấp, phải dùng nhiều tấn nguyên liệu mới thu

Đ

được 1 kg thuốc nhuộm nên giá thành rất cao [6]. Hiện nay, hầu hết thuốc nhuộm

G

thiên nhiên đã bị thay thế bằng thuốc nhuộm tổng hợp, số còn lại dùng để nhuộm

H Ư

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

thực phẩm hoặc nhuộm vải cho các dân tộc ít người theo phong tục cổ truyền. b) Thuốc nhuộm tổng hợp

TR ẦN

Đến nay, việc nghiên cứu thuốc nhuộm đã đạt đến đỉnh cao cả về mặt khoa học và công nghệ. Các loại thuốc nhuộm hiện nay có một ưu điểm lớn là: màu sắc

10 00

B

đẹp và đa dạng, độ bền rất cao, dễ sản xuất hàng loạt, chi phí thấp.

Các loại thuốc nhuộm hiện nay chủ yếu được sản xuất từ dầu mỏ. Mỗi phân tử

A

thuốc nhuộm được xác định bởi 2 thành phần: chromophores (tạo nên hiệu ứng

H

Ó

màu) và auxochromophores (quyết định đặc tính của thuốc nhuộm) [6].

Í-

Thuốc nhuộm được phân loại theo các cách như sau [6]

-L

 Theo nguồn gốc xơ- sợi đem sử dụng

ÁN

- Thuốc nhuộm dùng cho xơ- sợi gốc thực vật như cotton, liren, visco,…

TO

- Thuốc nhuộm dành cho xơ- sợi gốc động vật như len, tơ tằm.

ÀN

- Thuốc nhuộm dành cho xơ- sợi tổng hợp.

D

IỄ N

Đ

 Theo cấu tạo hóa học Đây là cách phân loại dựa trên cấu tạo của nhóm mang màu, theo đó thuốc

nhuộm được phân thành 20-30 họ thuốc nhuộm khác nhau. Các họ chính là: - Thuốc nhuộm azo: nhóm mang màu là nhóm azo (-N=N-), phân tử thuốc nhuộm có một (monoazo) hay nhiều nhóm azo (điazo, triazo, polyazo). Đây là họ

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

thuốc nhuộm quan trọng nhất và có số lượng lớn nhất, chiếm khoảng 60-70% số lượng 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

TP

.Q

U Y

N

H

Ơ

N

nhóm antraquinon hoặc các dẫn xuất của nó:

Họ thuốc nhuộm này chiếm đến 15% số lượng thuốc nhuộm tổng hợp.

ẠO

- Thuốc nhuộm triaryl metan: triaryl metan là dẫn xuất của metan mà trong đó

TR ẦN

H Ư

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

G

Đ

nguyên tử C trung tâm sẽ tham gia liên kết vào mạch liên kết của hệ mang màu:

điaryl metan

B

triaryl metan

10 00

Họ thuốc nhuộm này phổ biến thứ 3, chiếm 3% tổng số lượng thuốc nhuộm.

- Thuốc nhuộm phtaloxianin: hệ mang màu trong phân tử của chúng là hệ liên

Ó

A

hợp khép kín. Đặc điểm chung của họ thuốc nhuộm này là những nguyên tử H

Í-

H

trong nhóm imin dễ dàng bị thay thế bởi ion kim loại còn các nguyên tử N khác thì

-L

tham gia tạo phức với kim loại làm màu sắc của thuốc nhuộm thay đổi. Họ thuốc

ÁN

nhuộm này có độ bền màu với ánh sáng rất cao, chiếm khoảng 2% tổng số lượng

TO

thuốc nhuộm.

ÀN

Ngoài ra, còn các họ thuốc nhuộm khác ít phổ biến, ít có quan trọng hơn như:

Đ

thuốc nhuộm nitrozo, nitro, polymetyl, arylamin, azometyn, thuốc nhuộm lưu

D

IỄ N

huỳnh…  Phân loại dựa trên đặc tính kĩ thuật Đây là cách phân loại các loại thuốc nhuộm thương mại đã được thống nhất trên toàn cầu và liệt kê trong bộ đại từ điển về thuốc nhuộm Color Index, trong đó mỗi thuốc nhuộm được chỉ dẫn về cấu tạo hóa học, đặc điểm về màu sắc và phạm

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

vi sử dụng. Theo đặc tính áp dụng, người ta quan tâm nhiều nhất đến thuốc nhuộm sử dụng cho xơ sợi xenlulo (bông, visco...), đó là các thuốc nhuộm hoàn nguyên,

Ơ

tơ tằm như: thuốc nhuộm phân tán, thuốc nhuộm bazơ (cation), thuốc nhuộm axit.

N

lưu hóa, hoạt tính và trực tiếp. Sau đó là các thuốc nhuộm cho xơ sợi tổng hợp, len,

H

- Thuốc nhuộm hoàn nguyên

U Y

N

+ Thuốc nhuộm hoàn nguyên không tan: là hợp chất màu hữu cơ không tan

.Q

trong nước, chứa nhóm xeton trong phân tử và có dạng tổng quát: R=C=O. Trong

TP

quá trình nhuộm xảy ra sự biến đổi từ dạng layco axit không tan trong nước nhưng

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

G

Đ

ẠO

tan trong kiềm tạo thành layco bazơ:

H Ư

Hợp chất này bắt màu mạnh vào xơ, sau đó khi rửa sạch kiềm thì nó lại trở về

TR ẦN

dạng layco axit và bị oxi không khí oxi hóa về dạng nguyên thủy. + Thuốc nhuộm hoàn nguyên tan: là muối este sunfonat của hợp chất layco axit

B

của thuốc nhuộm hoàn nguyên không tan, R≡C-O-SO3Na. Nó dễ bị thủy phân trong

10 00

môi trường axit và bị oxi hóa về dạng không tan ban đầu.

Khoảng 80% thuốc nhuộm hoàn nguyên thuộc nhóm antraquinon.

Ó

A

- Thuốc nhuộm lưu hóa: chứa nhóm đisunfua đặc trưng (D-S-S-D, D- nhóm

H

mang màu thuốc nhuộm) có thể chuyển về dạng tan (layco: D-S-) qua quá trình

-L

Í-

khử. Giống như thuốc nhuộm hoàn nguyên, thuốc nhuộm lưu hóa dùng để nhuộm

ÁN

vật liệu xenlulo 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

TO

trực tiếp vào xơ sợi xenlulo và dạng tổng quát: Ar-SO3Na. Khi hòa tan trong nước,

ÀN

nó phân ly cho về dạng anion thuốc nhuộm và bắt màu vào sợi. Trong mỗi màu

D

IỄ N

Đ

thuốc nhuộm trực tiếp có ít nhất 70% cấu trúc azo, còn 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 hòa tan rất thấp trong nước (có thể hòa 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 nước. Xét về

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

mặt hóa học có đến 59% thuốc nhuộm phân tán thuộc cấu trúc azo, 32% thuộc cấu trúc antraquinon, còn lại thuộc các lớp hóa học khác.

- Thuốc nhuộm bazơ – cation:

Ơ

N

Các thuốc nhuộm bazơ trước đây dùng để nhuộm tơ tằm, là các muối clorua,

H

oxalat hoặc muối kép của bazơ hữu cơ. Chúng dễ tan trong nước cho cation mang

U Y

N

màu. Các thuốc nhuộm bazơ biến tính - phân tử được đặc trưng bởi một điện tích

.Q

dương không định vị - gọi là thuốc nhuộm cation, dùng để nhuộm xơ acrylic. Trong

TP

các màu thuốc nhuộm bazơ, các lớp hóa học được phân bố: azo (43%), metin

ẠO

(17%), triazylmetan (11%), arcrydin (7%), antraquinon (5%) và các loại khác.

Đ

- Thuốc nhuộm axit: là muối của axit mạnh và bazơ mạnh nên chúng tan trong

G

nước phân ly thành ion: Ar-SO3Na → Ar-SO3- + Na+, anion mang màu thuốc

H Ư

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

nhuộm tạo liên kết ion với tâm tích điện dương của vật liệu. Thuốc nhuộm axit có khả năng tự nhuộm màu xơ sợi protein (len, tơ tằm, polyamit) trong môi trường

TR ẦN

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.

10 00

B

- 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.

A

Trong cấu tạo của thuốc nhuộm hoạt tính có một hay nhiều nhóm hoạt tính khác

H

Ó

nhau, quan trọng nhất là các nhóm: vinylsunfon, halotriazin và halopirimidin. Đây

Í-

là loại thuốc nhuộm duy nhất có liên kết cộng hóa trị với xơ sợi tạo độ bền màu giặt

-L

và độ bền màu ướt rất cao nên thuốc nhuộm hoạt tính là một trong những thuốc

ÁN

nhuộm được phát triển mạnh mẽ nhất trong thời gian qua đồng thời là lớp thuốc

TO

nhuộm quan trọng nhất để nhuộm vải sợi bông và thành phần bông trong vải sợi pha.

ÀN

Tuy nhiên, thuốc nhuộm hoạt tính có nhược điểm là: trong điều kiện nhuộm,

D

IỄ N

Đ

khi tiếp xúc với vật liệu nhuộm (xơ sợi), thuốc nhuộm hoạt tính không chỉ tham gia vào phản ứng với vật liệu mà còn bị thủy phân. 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 ưu, hàng nhuộm được giặt hoàn toàn để loại bỏ phần thuốc nhuộm dư 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. Hơn

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

nữa, màu thuốc nhuộm thủy phân giống màu thuốc nhuộm gốc nên nó gây ra vấn đề màu nước thải và ô nhiễm nước thải.

- Thuốc nhuộm pigment:

Ơ

N

Là thuốc nhuộm có gốc nhuộm nhóm azoic, hoàn nguyên đa vòng… và có cả

H

bột màu vô cơ. Chúng không tan trong nước (do trong phân tử không chứa các

U Y

N

nhóm có tính tan hoặc nhóm tan đã chuyển về dạng muối barium, calcium không

.Q

tan trong nước), không có ái lực với xơ sợi (không thể tự nhuộm), dùng để nhuộm

TP

và in hoa cho tất cả các loại xơ. Để gắn thuốc nhuộm lên xơ, người ta phải dùng

ẠO

chất gắn màu gọi là fixer, hoặc binder.

Loại nguyên liệu

Loại thuốc nhuộm sử dụng

1

Xơ – sợi gốc cellulose

2

Xơ – sợi gốc protein

G

STT

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

Đ

Bảng I. 1: Cách lựa chọn sử dụng thuốc nhuộm phù hợp với nguyên liệu vải sợi

H Ư

TR ẦN

Azoic, trực tiếp, hoạt tính, lưu hóa, hoàn

B

10 00

(rayon, viscose rayon…)

Xơ – sợi ester cellulose

4

nguyên, acid

Acid, phức kim loại, hoạt tính

Xơ – sợi cellulose tái sinh

3

Azoic, trực tiếp, hoạt tính, lưu hóa, hoàn

Azoic, phân tán, hoàn nguyên.

Ó

A

(acetate, triacetate…)

nguyên.

Xơ – sợi polyacrylic, CD

6

Xơ – sợi nylon

ÁN

-L

Í-

H

5

Xơ – sợi polyester

Acid, azoic, phức kim loại, hoạt tính, hoàn nguyên, phân tán.

Phân tán

ÀN

TO

7

Cationic, phân tán

D

IỄ N

Đ

I.1.3. Ảnh hưởng của nước thải dệt nhuộm đến môi trường I.1.3.1. Các chất gây ô nhiễm chính trong nước thải dệt nhuộm Hầu hết các khâu trong quy trình công nghệ dệt nhuộm đều phát sinh ra nước thải. Đặc trưng cơ bản nhất của nước thải công nghiệp dệt nhuộm là sự dao động rất lớn cả về lưu lượng, tải lượng ô nhiễm. Nó thay đổi theo mùa, theo mặt hàng và chất lượng sản phẩm. Các chất thải đổ vào nước bao gồm nước thải từ quy trình sản

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

xuất, nước rửa và nước làm lạnh. Trong quá trình sản xuất, lượng nước thải ra 12300 m3/tấn vải, chủ yếu từ công đoạn nhuộm và nấu tẩy.

Hàng vải bông, nhuộm, dệt thoi

80 ÷ 240

3

Hàng vải bông nhuộm, dệt kim

70 ÷ 180

4

Hàng vải bông in hoa, dệt thoi

65 ÷ 280

5

Chăn len màu từ sợi polyacrylonitrit

40 ÷ 140

H

2

N

100 ÷ 250

U Y

Hàng len nhuộm, dệt thoi

Đ

ẠO

TP

1

Ơ

Đơn vị (m3/tấn vải)

Sản phẩm

.Q

STT

N

Bảng I. 2: Lượng nước thải tính cho một đơn vị sản phẩm của một số mặt hàng

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

G

Nước thải từ các xí nghiệp dệt nhuộm rất phức tạp, nó bao gồm cả chất hữu

H Ư

cơ, chất màu và các chất độc hại cho môi trường. Các chất gây ô nhiễm chính cho

TR ẦN

môi trường bao gồm:

- Tạp chất tách ra từ xơ sợi, các chất dầu mỡ, các hợp chất chứa nitơ, các chất

B

bẩn dính vào sợi (trung bình là 6% tổng khối lượng xơ sợi).

10 00

- Các chất dùng trong quá trình công nghệ: hồ tinh bột, tinh bột biến tính, dextrin, agnat, các loại axit, xút, NaOCl, H2O2, sođa, sunfit,…các loai thuốc

Ó

A

nhuộm, chất phụ trợ, chất màu, chất cầm màu, hóa chất tẩy giặt. Lượng hóa chất sử

H

dụng đối với từng loại vải, từng loại màu là rất khác nhau và phần dư thừa đi vào

-L

Í-

nước thải tương ứng.

ÁN

- Đối với mặt hàng len từ lông cừu, nguyên liệu là len thô mang rất nhiều tạp

TO

chất (250-600 kg/tấn) bao gồm 20-25% mỡ (axit béo và sản phẩm cất mỡ, lông

ÀN

cừu), 10-15% đất và cát, 40-60% muối hữu cơ và các sản phẩm cất mỡ, lông cừu.

D

IỄ N

Đ

Bảng I. 3: Các chất gây ô nhiễm và đặc tính nước thải của ngành dệt nhuộm

Công đoạn

Chất gây ô nhiễm nước thải

Đặc tính của nước thải

Hồ sợi,

Tinh bột, glucôzơ, cacboxymethyl BOD cao, chiếm 34-50% tổng

giũ hồ

xenlulôzơ, polyvinyl alcol, nhựa, lượng BOD chất béo vào sáp

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

NaOH, chất sáp, dầu mỡ, tro, Độ kiềm cao, màu tối, BOD cao soda, silicat natri và xơ sợi vụn

N

NaOH, axit,…

BOD

NaOH, tạp chất

Độ kiềm cao, BOD thấp, dưới

H

U Y

Làm bong

Hipoclorit, hợp chất chứa clo, Độ kiềm cao, chiếm 5% tổng

N

Tẩy trắng

(30% tổng lượng BOD)

Ơ

Nấu, tẩy

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

.Q

1% tổng lượng BOD

TP

Các loại thuốc nhuộm, axit axetic Độ màu rất cao, BOD khoảng

Nhuộm

6% tổng lượng BOD, TS cao

Chất màu, tinh bột, dầu, đất sét, Độ màu cao, BOD cao và dầu

Đ

In

Vết tinh bột, mỡ động vật, muối

Kiềm nhẹ, BOD thấp, lượng nhỏ

N

G

mỡ

TR ẦN

Hoàn thiện

muối kim loại, axit

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

ẠO

và các muối kim loại

10 00

B

I.1.3.2.Ảnh hưởng của nước thải dệt nhuộm đến môi trường - Thuốc nhuộm azo chiếm khoảng 60-70% số lượng các thuốc nhuộm tổng hợp được giới thương mại ưa chuộng vì chúng dễ mua, dễ bảo quản, đặc biệt là giá

A

thành rẻ, độ ăn màu cao, quá trình nhuộm ngắn và dễ dàng. Chúng gây nên ảnh

H

Ó

hưởng đến con người trong quá trình nhuộm cũng như tiếp xúc với dòng thải của

Í-

chúng. Hơi bốc lên từ dung dịch nhuộm có thể gây ngộ độc cho người, làm đau

-L

đầu, buồn nôn [5]. Khi thuốc nhuộm tiếp xúc trực tiếp lên da, chúng có thể gây rát.

ÁN

Nếu thâm nhập vào cơ thể, thuốc nhuộm azo gây tổn thương các cơ quan nôi tạng

TO

và gây ung thư. Đối với trẻ em, liều lượng gây độc nhỏ hơn và ảnh hưởng mạnh

ÀN

hơn. Khi bị nhiễm độc, trẻ thường có cảm giác buồn ngủ, đau đầu, chóng mặt, buồn

D

IỄ N

Đ

nôn, thiếu tập trung. Với liều lượng lớn, trẻ có thể mất cảm giác ngon miệng, yếu tứ chi, thậm chí gây tử vong. Trong quá trình nhuộm, phần azo tách ra và tạo thành amin thâm nhập vào các chất hữu cơ gây độc tính. Một vài loại amin có chứa các kim loại nặng gắn trên nó như Zn, Cu, Cd được sử dụng như các chất tạo màu cho nhuộm vải. Các kim loại nặng khi xâm nhập vào cơ thể sẽ được giữ lại trong đó gây ảnh hưởng lâu dài. Các amin kim loại nặng sẽ bám vào sợi vải mà không bị

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

mất đi trong quá trình giặt. Ở đó, chúng có cơ hội thâm nhập vào cơ thể qua nhiều con đường khác nhau như hô hấp, tiêu hóa. Mức độ độc hại với cá và các loài thủy sinh: các thử nghiệm trên cá của hơn 3000 thuốc nhuộm được sử dụng thông

Ơ

N

thường cho thấy thuốc nhuộm nằm trong tất cả các nhóm từ không độc, độc vừa,

H

độc, rất độc đến cực độc. Trong đó có khoảng 37% thuốc nhuộm gây độc vừa đến

U Y

N

độc cho cá và thủy sinh, chỉ 2% thuốc nhuộm ở mức độ rất độc và cực độc cho cá

.Q

và thủy sinh [6]. Khi đi vào nguồn nước nhận như sông, hồ,… với một nồng độ rất

TP

nhỏ thuốc nhuộm đã cho cảm nhận về màu sắc. Thuốc nhuộm hoạt tính sử dụng

ẠO

càng nhiều thì màu nước thải càng đậm. Màu đậm của nước thải cản trở sự hấp thụ

Đ

oxy và ánh sáng mặt trời, gây bất lợi cho sự hô hấp, sinh trưởng của các loài thủy

G

sinh vật. Nó tác động xấu đến khả năng phân giải của vi sinh đối với các chất hữu

N H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

cơ trong nước thải.

- Ảnh hưởng của các chất gây ô nhiễm trong nước thải ngành dệt nhuộm có thể

TR ẦN

tóm tắt như sau:

10 00

B

Bảng I. 4: Ảnh hưởng của các chất gây ô nhiễm trong nước thải ngành dệt nhuộm đến môi sinh STT

Chất gây ô nhiễm

Chất hữu cơ,chất khó phân hủy

Í-

H

Ó

A

1

Các chất tẩy rửa

IỄ N D

sinh mùi hôi.

Làm pH nước thải tăng cao, pH 9÷12 gây ăn mòn cống rãnh, thiết bị, ảnh hưởng đến sinh vật thủy sinh.

Kim loại nặng, màu nhuộm, chất Ảnh hưởng nghiêm trọng đến thủy sinh tạo môi trường chất điện li

vật ở nguồn tiếp nhận, ngoài ra các hóa chất này còn có thể xâm nhập vào môi

Đ

ÀN

3

Hàm lượng, tạo môi trường yếm khí và

TO

ÁN

-L

2

Tác hại

trường đất, tích lũy và tồn tại lâu dài.

4

Muối trung tính

Làm tăng hàm lượng tổng chất rắn, gây tác hại đối với đời sống thủy sinh do làm tăng áp suất thẩm thấu, ảnh hưởng đến

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

quá trình trao đổi của tế bào.

5

Làm tăng BOD, COD của nguồn nước,

Hồ tinh bột biến tính

gây tác hại với đời sống thủy sinh do

Ơ

Gây mất cảnh quan, bên cạnh đó còn tác

H

Độ màu

6

N

làm giảm oxi hòa tan trong nước.

U Y

N

động đến quá trình quang hợp và hô hấp

.Q

của sinh vật do quá trình khuếch tán ánh

ẠO

TP

sáng và hòa tan oxi bị cản trở

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

G

Đ

I.2. Các phương pháp hóa học xử lí nước thải dệt nhuộm I.2.1.Phương pháp hấp phụ [3]

H Ư

Hiện nay, phương pháp hấp phụ là một trong những phương pháp được sử

TR ẦN

dụng rộng rãi nhất trong công nghệ xử lí các chất độc hại, bền vững trong môi trường và trong nước thải công nghiệp, đặc biệt là loại nước thải có màu. Phương pháp này cho phép xử lí nước thải chứa nhiều loại chất bẩn khác nhau, kể cả khi

10 00

B

nồng độ chất bẩn trong nước rất thấp, mà các phương pháp khác khó có thể xử lí được. Ngoài ra, phương pháp hấp phụ có thể dùng để xử lí triệt để nước thải sau khi

A

nguồn này đã được xử lí bằng các phương pháp khác.

H

Ó

Nguyên tắc cơ bản của phương pháp hấp phụ là dựa trên khả năng hấp phụ các

Í-

chất bẩn có trong nguồn nước thải của vật liệu hấp phụ. Nước thải sau khi cho qua

-L

vật liệu hấp phụ sẽ được kiểm tra chỉ tiêu trước khi cho thải ra môi trường.

ÁN

Các vật liệu hấp phụ thường dùng như than hoạt tính, zeolit, vật liệu nano,

TO

trong đó than hoạt tính là vật liệu được sử dụng rộng rãi nhất. Phương pháp hấp

ÀN

phụ thường kết hợp với các phương pháp khác để xử lí sản phẩm sau hấp phụ.

D

IỄ N

Đ

I.2.2.Phương pháp keo tụ tạo bông Phương pháp keo tụ tạo bông là một phương pháp được sử dụng rộng rãi trong việc xử lí nước thải nói chung và nước thải công nghệ dệt nhuộm nói riêng.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Hiện tượng keo tụ là hiện tượng các hạt keo cùng loại có thể hút nhau tạo thành những tập hợp hạt có kích thước và khối lượng đủ lớn để có thể lắng xuống do trọng lực trong một thời gian đủ ngắn.

Ơ

N

Quá trình này được áp dụng để khử màu, giảm độ đục, cặn lơ lửng và vi sinh

N

H

vật. Khi cho chất keo tụ vào nước thô chứa cặn lắng chậm (hoặc không lắng được),

U Y

các hạt mịn kết hợp với nhau tạo thành các bông cặn, các bông cặn này có thể tích

.Q

tụ lớn hơn và nặng, tự tách ra khỏi nước bằng phương pháp lắng trọng lực.

TP

Các chất keo tụ thường dùng là phèn nhôm: Al2(SO4)3.nH2O (n=14÷18)hoặc

ẠO

muối sắt FeCl3.nH2O. Phèn nhôm là chất keo tụ phổ biến nhất tại Việt Nam, nhưng

Đ

muối sắt lại là chất phổ biến ở các nước công nghiệp do khoảng pH keo tụ tối ưu

G

rộng (5÷9), bông cặn nặng, bền hơn và dư lượng sắt trong nước thấp hơn so với

H Ư

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

dùng phèn nhôm [6]. Trong quá trình keo tụ, người ta còn sử dụng các chất trợ keo tụ như sét, polymer, silicat hoạt tính để tăng tính chất lắng nhanh và đặc chắc, do I.2.3.Phương pháp tuyển nổi

TR ẦN

đó, sẽ hình thành bông lắng nhanh hơn và đặc hơn.

10 00

B

Mục đích: tách các tạp chất ở dạng hạt rắn (cặn lơ lửng) hoặc lỏng phân tán không tan (dầu mỡ), tự lắng kém ra khỏi pha lỏng, tách các hạt có tỷ trọng nhỏ hơn

A

tỷ trọng chất lỏng chứa nó, tách các chất hòa tan như chất hoạt động bề mặt. Trong

H

Ó

xử lí nước thải dệt nhuộm, phương pháp này giúp loại bỏ các chất vô cơ và hữu cơ

Í-

không tan trong nước thải

-L

Phương pháp tuyển nổi có ưu điểm là: hoạt động liên tục, phạm vi ứng dụng

ÁN

rộng rãi, chi phí đầu tư và ứng dụng vận hành không lớn, thiết bị đơn giản, vận tốc

TO

nổi lớn hơn vận tốc lắng, có thể thu cặn, tạp chất. Tuyển nổi kèm theo sự thổi khí,

ÀN

làm giảm nồng độ chất hoạt động bề mặt và các chất dễ bị oxi hóa.

D

IỄ N

Đ

I.2.4.Phương pháp oxi hóa nâng cao Thành phần các chất gây ô nhiễm trong nước thải dệt nhuộm nói chung đáng chú ý nhất là những hợp chất hữu cơ khó hoặc không thể bị phân hủy sinh học, những hợp chất độc hại và nguy hiểm vì những hợp chất này gây ô nhiễm môi trường trầm trọng, tính độc hại cao và khó xử lý loại bỏ một cách triệt để bằng các

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

phương pháp sinh học hoặc các phương pháp hóa lý thông thường. Trong lĩnh vực này, các quá trình oxy hóa nâng cao (Advanced Oxidation Processes-AOPs) có thể phân hủy hoàn toàn các hợp chất hữu có khó phân hủy sinh học thành các hợp chất

Ơ

N

đơn giản là CO2, H2O, nghĩa là vô cơ hóa hoàn toàn các hợp chất hữu cơ.

N

U Y

gốc tự do hoạt động hydroxyl OH* được tạo ra ngay trong quá trình xử lý.

H

Các quá trình oxi hóa nâng cao là những quá trình phân hủy oxi hóa dựa vào

.Q

Gốc hydroxyl OH* là một tác nhân oxi hóa mạnh trong số các tác nhân oxi

TP

hóa được biết từ trước đến nay. Thế oxi hóa của gốc hydroxyl OH* là 2,8V, cao

ẠO

nhất trong số các tác nhân oxi hóa thường gặp.

Đ

Theo cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ (US-EPA), dựa theo đặc tính của quá

G

trình có hay không có sử dụng nguồn năng lượng bức xạ tử ngoại UV mà có thể

H Ư

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

phân loại các quá trình oxi hóa nâng cao thành hai nhóm:

- Các quá trình oxi hóa nâng cao không nhờ tác nhân ánh sáng là các quá trình

TR ẦN

không nhờ năng lượng bức xạ tia cực tím UV trong quá trình phản ứng.

- Các quá trình oxi hóa nâng cao nhờ tác nhân ánh sáng: là các quá trình nhờ

10 00

B

năng lượng bức xạ tia cực tím UV trong quá trình phản ứng. Ôxi hóa bằng hóa chất có ưu điểm là thời gian phản ứng rất nhanh, trong phần

A

lớn các trường hợp thì hiệu quả là tức thì. Quá trình ôxi hóa có thể chỉ thực hiện

H

Ó

được bán phần, phá hủy phân tử màu làm mất màu nhưng lại dẫn tới sự hình thành

Í-

các sản phẩm trung gian phân tử khối nhỏ như các anđehit, carboxylat, sulfat và

ÁN

-L

nitơ. Quá trình ôxi hóa rất phụ thuộc vào pH và sự có mặt của xúc tác phù hợp.

TO

I.2.5. Phương pháp sinh học Là phương pháp dùng vi sinh, chủ yếu là vi khuẩn để phân hủy sinh hóa các

ÀN

hợp chất hữu cơ, biến các hợp chất có khả năng thối rữa thành các chất ổn định với

D

IỄ N

Đ

sản phẩm cuối cùng là cacbonic, nước và các chất vô cơ khác.

Phương pháp sinh học có thể chia là 2 loại đó là xử lí yếm khí và xử lí hiếu

khí trên cơ sở là có oxi hòa tan và không có oxi hòa tan.

Phương pháp hiếu khí: là phương pháp xử lí nước thải có sử dụng các vi sinh vật hiếu khí. Cần duy trì nhiệt độ trong khoảng 20÷40oC và cung cấp oxi liên tục

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

cho hoạt động của sinh vật Phương pháp yếm khí: là phương pháp dùng vi sinh vật yếm khí để xử lí nước thải. Dùng cho nước thải có nồng độ lớn, giàu các giàu các hạt lơ lửng, chứa

Ơ

N

các chất cần thời gian phân hủy lâu dài 30 ÷ 60 ngày, nhiệt độ duy trì 30 ÷ 35oC

N

H

với vi sinh vật ưa ấm, từ 50 ÷ 55oC với vi sinh vật ưa nhiệt và không sử dụng

U Y

oxy tự do.

.Q

Quá trình yếm khí có thể chạy với tải lượng hữu cơ lớn, loại bỏ một lượng lớn

TP

các chất hữu cơ đồng thời tạo ra khí sinh học, tiêu tốn ít năng lượng. Lượng bùn

ẠO

thải của quá trình yếm khí rất thấp. Tuy nhiên, hiệu quả khử màu của quá trình này

Đ

không cao (đối với thuốc nhuộm axit là 80 – 90%, thuốc nhuộm trực tiếp là 81%).

N

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

lượng cho sục khí và tạo lượng bùn thải lớn [7].

G

Ngược lại, quá trình hiếu khí có hiệu suất cao trên 85% nhưng nó lại tiêu tốn năng Có thể sử dụng quá trình vi sinh yếm khí để khử màu thuốc nhuộm azo và các

TR ẦN

thuốc nhuộm tan khác để tạo thành amin tương ứng. Song các amin tạo ra có tính độc lớn hơn thuốc nhuộm ban đầu tức là có mức độ ô nhiễm cao hơn.

10 00

B

Người ta có thể sử dụng kết hợp hai quá trình trên: yếm khí làm giảm độ màu và xử lý hữu cơ nồng độ cao, tiếp theo là hiếu khí để oxy hóa các amin sinh ra bởi

A

các quá trình trước.

H

Ó

Ngoài ra, người ta có thể khử màu thuốc nhuộm bằng việc sử dụng các vi

Í-

khuẩn, nấm, tảo và nấm men. Cơ chế của quá trình này thường đi từ hấp phụ thuốc

-L

nhuộm lên sinh khối tế bào rồi phân giải chất màu bằng hệ enzym.

ÁN

Quá trình xử lý sinh học có khả năng làm giảm BOD, COD, TS. . . những chất

TO

có khả năng phân huỷ sinh học nhưng nó là phương pháp ít hiệu quả để khử màu

ÀN

do đó phải tiến hành khử màu trước khi dưa vào xử lý sinh học. Mặt khác để xử lý BOD5/COD, tỉ lệ C:N:P, không có các tác nhân gây ức chế hoạt động của vi sinh vật.

D

IỄ N

Đ

sinh học được thì nước thải phải đáp ứng các điều kiện tối thiểu về pH, tỉ lệ

I.3. Quy trình xử lí nước thải dệt nhuộm bằngsắt kim loại và muối kali pesunfat I.3.1.Sơ lược về tính chất của sắt kim loại và muối pesunfat

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DấyKèmQuyNhƥn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

a) Sƥ lưᝣc vᝠtính chẼt cᝧa kim loấi sắt và vai trò cᝧa sắt trong x᝭ lí môi trư�ng Sắt là kim loấi đưᝣc s᝭ d᝼ng nhiᝠu nhẼt, chiếm khoảng 95% t᝕ng khᝑi lưᝣng kim loấi sản xuẼt trên toà n thế gi᝛i. Nó là m᝙t kim loấi rẝ tiᝠn và hiᝇu quả.

Ć

N

᝞ điᝠu kiᝇn thư�ng, sắt có tính kh᝭ trung bÏnh.

N

H

đ??¸ 0 đ??šđ?‘’ 2+/đ??šđ?‘’ = -0.440V

U Y

đ??¸ 0 đ??šđ?‘’ 3+/đ??šđ?‘’ = - 0.0363V

.Q

Vai trò cᝧa Fe (0) trong quå trÏnh loấi b�, x᝭ lý cåc hᝣp chẼt hᝯu cƥ bᝠn gây ô

TP

nhiáť…m mĂ´i trĆ°áť?ng đưᝣc tháťƒ hiᝇn nhĆ° sau:

áş O

- Vai trò là chẼt hẼp ph᝼ [3]: Sắt kim loấi trong dung dᝋch dư᝛i tåc d᝼ng cᝧa

Ä?

oxi không khí và nư᝛c hoạc dư᝛i tåc d᝼ng cᝧa dòng điᝇn (dòng anot), sắt kim loấi

G

hòa tan tấo thà nh Fe2+ và Fe3+. Tᝓn tấi chᝧ yếu dư᝛i dấng hᝣp chẼt Fe(OH)2,

H ĆŻ

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

Fe(OH)3, FeOOH. Ä?ây lĂ cĂĄc chẼt cĂł báť mạt xáť‘p cĂł tĂ­nh hẼp ph᝼ cao, cĂł tháťƒ hẼp lĂ˝ mĂ´i trĆ°áť?ng đất hiᝇu suẼt cao.

TR ẌN

ph᝼ táť‘i Ä‘a cĂĄc hᝣp chẼt hᝯu cĆĄ trong dung dáť‹ch. ChĂ­nh vĂŹ váş­y, viᝇc dĂšng sắt Ä‘áťƒ xáť­ - Vai trò lĂ chẼt kháť­ [3]:Sắt kim loấi lĂ chẼt kháť­ trung bĂŹnh nĂŞn cĂĄc chẼt hᝯu cĆĄ

10 00

B

cĂł tĂ­nh oxi hĂła cĹŠng phản ᝊng váť›i Fe. Ä?iáťƒn hĂŹnh lĂ cĂĄc chẼt hᝯu cĆĄ chᝊa cĂĄc nhĂłm NO2- (cĂĄc hᝣp chẼt nitro thĆĄm), cĂĄc hᝣp chẼt hᝯu cĆĄ chᝊa clo sáş˝ phản ᝊng váť›i sắt

A

giải phóng ra ion Cl-là m giảm tính đ᝙c hấi cᝧa cåc hᝣp chẼt nà y. Phản ᝊng diᝅn ra

Ă?-

H

Ă“

nhĆ° sau:

Fe + RCl + H+ → Fe2+ + RH + Cl-

-L

Trong dung dᝋch yếm khí (không có mạt O2) chᝉ có nư᝛c, cåc tåc nhân nhận

Ă N

electron cĂł tháťƒ lĂ H+ vĂ H2O, chĂşng báť‹ kháť­ tấo ra OH– vĂ H2. QuĂĄ trĂŹnh táť•ng tháťƒ vĂ

D

Iáť„ N

Ä?

Ă€N

TO

ăn mòn sắt trong hᝇ Fe – H2O đưᝣc biáťƒu diáť…n nhĆ° sau: Fe + 2H+→ Fe2++ H2 Fe + 2H2O → Fe2+ + H2 + 2OH–

Trong trư�ng hᝣp môi trư�ng nư᝛c có oxi hòa tan, oxi sẽ dᝅ dà ng nhận

electron theo phĆ°ĆĄng trĂŹnh:

SĆ°u tầm báť&#x;i GV. Nguyáť…n Thanh TĂş

2Fe + O2+ 2H2O →2Fe2++ 4OH–

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Phản ứng của các chất oxi hóa dạng hữu cơ này với sắt kim loại được chứng minh bằng sự khử clo hoặc chuyển nhóm –NO2 sang nhóm –NH2. Các phản ứng tổng quát được mô tả như sau:

Ơ

N

Fe + RX + H+ → Fe2+ + RH + X–

H

Fe + RNO2 + 4H+ → Fe2+ + RNH2 + 2H2O

U Y

N

Các hợp chất hữu cơ này sau khi bị khử bởi sắt kim loại, tính độc hại sẽ giảm

.Q

và sau đó có thể loại bỏ ra khỏi môi trường bằng nhiều phương pháp khác nhau như

TP

phương pháp sinh học, hấp phụ.

ẠO

b) Sơ lược về muối pesunfat

Đ

Trong điều kiện khô ráo, kali pesunfat là một chất bền, không bị phân hủy ở

G

điều kiện thường và dễ bảo quản. Khi đun nóng, kali pesunfat giải phóng oxi và tạo

N H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

ra K2S2O7.

Trong môi trường nước hoặc axit, nó bị thủy phân chậm ở nhiệt độ thường và

TR ẦN

nhanh khi đun nóng S2O82-+ 2H2O→2HSO4- + H2O2. Khi có chất xúc tác thích hợp H2O2 có thể chuyển thành gốc hiđroxyl là một gốc tự do có khả năng oxi hóa mạnh

10 00

B

ứng dụng trong xử lí chất hữu cơ gây ô nhiễm môi trường. Tuy nhiên, các phản ứng oxi hóa bằng pesunfat thường chậm ở nhiệt độ thường. Khi có các chất xúc tác như

A

Fe2+, Ag+, Co2+thì tốc độ phản ứng tăng lên nhanh chóng. Khi đó ion S2O82- bị hoạt

H

Ó

hóa nhanh chóng thành gốc sunfat tự do (SO4*-) và supeoxit bằng phản ứng kết hợp

Í-

sau:

-L

2S2O82-+ H2O →3SO42-+ SO4*-+ O2*-+ 4H+

ÁN

Hơn nữa, trong môi trường kiềm mạnh, gốc tự do sunfat còn phản ứng được SO4*-+ OH- → SO42- + OH*-

ÀN

TO

với nhóm hiđroxyl OH- thành gốc OH*- và anion sunfat

D

IỄ N

Đ

Như vậy, hệ sunfat trong môi trường kiềm, anion sunfat sẽ được hoạt hóa

thành các gốc tự do có khả năng oxi hóa mạnh, có thể phân hủy các chất hữu cơ gây ô nhiễm môi trường.

I.3.2.Cơ chế của phản ứngsắt kim loại với pesunfat Gần đây có một số nghiên cứu giữa Fe kết hợp với chất oxi hóa như KMnO4 hoặc hệ Fenton, nhằm tạo ra những gốc tự do có khả năng hoạt hóa rất mạnh như

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

OH*, tuy nhiên thời gian tồn tại của gốc tự do hoặc chất oxi hóa trong điều kiện phản ứng thường rất ngắn nên hiệu quả xử lý thường bị hạn chế [3].

Theo một số tác giả nước ngoài đã nghiên cứu, việc kết hợp giữa Fe với

Ơ

N

pesunfat rất hiệu quả vì tạo ra gốc SO4*- có thời gian tồn tại lâu và hoạt tính oxi

H

hóa rất mạnh (E0= 2,5-3,1V). Phương pháp này có rất nhiều ưu điểm: độ hòa tan

U Y

N

cao trong nước, phản ứng không chọn lọc và có hiệu quả rộng rãi với các chất gây

.Q

ô nhiễm môi trường [12].

TP

Quá trình tạo gốc tự do sunfat SO4*- từ sắt kim loại và amoni pesunfat được

ẠO

thực bởi hai giai đoạn.

Đ

+ Giai đoạn 1: là giai đoạn oxi hóa Fe0 thành Fe2+ bằng oxi không khí theo

G

phương trình sau:

H Ư

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

2Fe + O2 + 2H2O → 2Fe2+ + 4OHTrong điều kiện không có O2 không khí [12] 1

TR ẦN

Fe + H2O → Fe2+ + H2 + OH− 2

Quá trình này cũng có thể được thực hiện trong môi trường axit do quá trình:

10 00

B

Fe+ 2H+ → Fe2+ + H2

+ Giai đoạn 2: là giai đoạn hoạt hóa pesunfat của Fe2+ tạo thành gốc tự do

-L

Í-

H

Ó

A

sunfat SO4*- [13]

Fe2++ S2O82-→ 2Fe3++2SO4*-

Fe2+ + S2O82- → Fe3+ + SO42- + SO4*Fe2+ + SO4*− → Fe3+ + SO42−

ÁN

Khi cho hệ sắt hóa trị không và muối pesunfat tương tác với các chất hữu cơ

TO

khó bị phân hủy, khi đó gốc tự do SO4*- là một chất oxi hóa mạnh sẽ tương tác với

ÀN

hợp chất hữu cơ, khoáng hóa chúng thành các hợp chất vô cơ như CO2, H2O, muối Quá trình được mô tả bằng sơ đồ sau:

D

IỄ N

Đ

khoáng,..với hiệu suất khá cao

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

R+ SO4*-→ CO2+ H2O+ …

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DấyKèmQuyNhƥn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

I.4. Sáť­ d᝼ng phĆ°ĆĄng phĂĄp trắc quang trong Ä‘áť‹nh lưᝣng hĂła háť?c YĂŞu cầu váť cĂĄc hᝣp chẼt cần xĂĄc Ä‘áť‹nh lĂ phải báť n, Ă­t phân ly, áť•n Ä‘áť‹nh, khĂ´ng thay Ä‘áť•i thĂ nh phần trong khoảng tháť?i gian nhẼt Ä‘áť‹nh Ä‘áťƒ tháťąc hiᝇn phĂŠp Ä‘o (10-20

N

phĂşt). Hᝇ sáť‘ đ?œ€ láť›n cĂł giĂĄ tráť‹ tᝍ 103-5.104 L.mol-1.cm-1, tháťąc hiᝇn phản ᝊng tấo mĂ u

H

Ć

v᝛i cåc thuᝑc th᝭ vô cƥ và hᝯu cƥ [8].

U Y

N

Nᝓng đ᝙ cåc chẼt xåc đᝋnh theo đᝋnh luật Buge-Lambe-Bia. Khoảng xåc đᝋnh nᝓng đ᝙ theo phưƥng phåp là 10-6-10-2M. Gi᝛i hấn phåt hiᝇn phưƥng phåp là 10-7M.

TP

.Q

CĂĄc hᝣp chẼt lĂ phᝊc cần phải Ä‘o cĂł đ?œ†max khĂĄc xa váť›i đ?œ†max cᝧa thuáť‘c tháť­ trong

áş O

cĂšng Ä‘iáť u kiᝇn, tᝊc lĂ âˆ†đ?œ†>2 lần náť­a bĂĄn chiáť u ráť™ng cᝧa vân pháť• (khoảng 80-

Ä?

100nm).

H ĆŻ

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

G

I.4.1.Phưƥng phåp so sånh So sånh cư�ng đ᝙ mà u cᝧa dung dᝋch cần xåc đᝋnh v᝛i cư�ng đ᝙ mà u cᝧa dung dᝋch chuẊn đã biết nᝓng đ᝙.

TR ẌN

Ä?iáť u kiᝇn: cả 2 dung dáť‹ch trĂŞn phải náşąm trong khoảng tuân theo Ä‘áť‹nh luáş­t Bia Cx-----------Ax

10 00

B

C chuẊn-------A chuẊn Ax .CchuẊn AchuẊn

A

Ta cần xåc đᝋnh Cx: Cx=

Cx = C1 +

C2 −C1 A2 −A1

. ( Ax − A1 )

H

Ă“

Khi s᝭ d᝼ng 2 d᝼ng dᝋch chuẊn:

Ă?-

V᝛i A1, A2, C1, C2 mật đ᝙ quang và nᝓng đ᝙ cᝧa dung dᝋch chuẊn tưƥng ᝊng

Ă N

-L

sao cho A1<Ax<A2, C1<Cx<C2.

TO

I.4.2.PhĆ°ĆĄng phĂĄp thĂŞm chuẊn Phấm vi ᝊng d᝼ng lĂ xĂĄc Ä&#x2018;áť&#x2039;nh cĂĄc chẼt cĂł hĂ m lưᝣng vi lưᝣng hoạc siĂŞu vi NguyĂŞn tắc so sĂĄnh máş­t Ä&#x2018;áť&#x2122; quang cᝧa dung dáť&#x2039;ch nghiĂŞn cᝊu vĂ máş­t Ä&#x2018;áť&#x2122; quang

cᝧa dung dáť&#x2039;ch nghiĂŞn cᝊu Ä&#x2018;ưᝣc thĂŞm 1 lưᝣng chẼt chuẊn.

D

Iáť&#x201E; N

Ä?

Ă&#x20AC;N

lưᝣng, loấi báť? ảnh hĆ°áť&#x;ng cᝧa chẼt lấ.

đ??śđ?&#x2018;Ľ = đ??śđ?&#x2018;&#x17D;

đ??´đ?&#x2018;Ľ đ??´đ?&#x2018;Ľ+đ?&#x2018;&#x17D; â&#x2C6;&#x2019; đ??´đ?&#x2018;Ľ

Trong Ä&#x2018;Ăł: Ax lĂ máş­t Ä&#x2018;áť&#x2122; quang cᝧa dung dáť&#x2039;ch nghiĂŞn cᝊu cĂł náť&#x201C;ng Ä&#x2018;áť&#x2122; Cx.

SĆ°u tầm báť&#x;i GV. Nguyáť&#x2026;n Thanh TĂş

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DấyKèmQuyNhƥn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Ax+a: máş­t Ä&#x2018;áť&#x2122; quang cᝧa dung dáť&#x2039;ch cĂł thĂŞm chẼt chuẊn.

Ca: náť&#x201C;ng Ä&#x2018;áť&#x2122; cᝧa chẼt chuẊn thĂŞm vĂ o.

CĂ´ng thᝊc Ä&#x2018;ưᝣc thiáşżt láş­p tᝍ: đ??´đ?&#x2018;Ľ = đ?&#x153;&#x20AC;. đ?&#x2018;&#x2122;. đ??śđ?&#x2018;Ľ

N

U Y

I.4.3. PhĆ°ĆĄng phĂĄp Ä&#x2018;Ć°áť?ng chuẊn PhĆ°ĆĄng phĂĄp nĂ y cĂł Ć°u Ä&#x2018;iáť&#x192;m lĂ chĂ­nh xĂĄc, tháťąc hiáť&#x2021;n Ä&#x2018;ưᝣc nhiáť u lần.

H

Ć

N

đ??´(đ?&#x2018;Ľ+đ?&#x2018;&#x17D;) = đ?&#x153;&#x20AC;. đ?&#x2018;&#x2122;. (đ??śđ?&#x2018;Ľ + đ??śđ?&#x2018;&#x17D; )

.Q

CĂĄch tiáşżn hĂ nh:

TP

- ChuẊn báť&#x2039; 6 dung dáť&#x2039;ch chuẊn trong khoảng tuân theo Ä&#x2018;áť&#x2039;nh luáş­t Beer

áş O

- Tháťąc hiáť&#x2021;n phản ᝊng mĂ u váť&#x203A;i thuáť&#x2018;c tháť­

Ä?

- Ä?o máş­t Ä&#x2018;áť&#x2122; quang áť&#x; đ?&#x153;&#x2020;max so váť&#x203A;i cĂĄc dung dáť&#x2039;ch so sĂĄnh Ä&#x2018;ưᝣc chuẊn báť&#x2039; giáť&#x2018;ng nhĆ°

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

G

dung dáť&#x2039;ch tiĂŞu chuẊn nhĆ°ng khĂ´ng chᝊa ion cần xĂĄc Ä&#x2018;áť&#x2039;nh.

H ĆŻ

- Biáť&#x192;u diáť&#x2026;n sáťą ph᝼ thuáť&#x2122;c A theo C trĂŞn Ä&#x2018;áť&#x201C; tháť&#x2039; hoạc tĂ­nh theo phĆ°ĆĄng trĂŹnh háť&#x201C;i

TR ẌN

quy A=aĂ&#x2014;C+ b váť&#x203A;i a, b lĂ háť&#x2021; sáť&#x2018; cần tĂŹm cᝧa phĆ°ĆĄng trĂŹnh háť&#x201C;i quy- tĆ°ĆĄng quan.

- Dung dáť&#x2039;ch cần xĂĄc Ä&#x2018;áť&#x2039;nh Ä&#x2018;ưᝣc chuẊn báť&#x2039; vĂ phản ᝊng mĂ u giáť&#x2018;ng nhĆ° mẍu

x=

10 00

tháť&#x192; tĂ­nh Ä&#x2018;ưᝣc náť&#x201C;ng Ä&#x2018;áť&#x2122; cᝧa mẍu:

B

chuẊn. Tatiáşżn hĂ nh phản ᝊng vĂ Ä&#x2018;o Ä&#x2018;ưᝣc máş­t Ä&#x2018;áť&#x2122; quang cᝧa mẍu ( Amẍu =y), ta cĂł yâ&#x2C6;&#x2019;b a

Ă&#x201C;

A

Sáťą tĆ°ĆĄng quan giᝯa A vĂ náť&#x201C;ng Ä&#x2018;áť&#x2122; C khi l= const lĂ náť&#x2122;i dung cᝧa Ä&#x2018;áť&#x2039;nh luáş­t

Ă?-

H

Beer. Khoảng náť&#x201C;ng Ä&#x2018;áť&#x2122; nĂ y tháť?a mĂŁn khi R>0.999 [8]

-L

Háť&#x2021; sáť&#x2018; tĆ°ĆĄng quan R biáşżn Ä&#x2018;áť&#x2022;i trong khoảng: -1<R<1 (0<R2<1)

Ă N

Khi Râ&#x2030;&#x2C6;1: cĂł sáťą tĆ°ĆĄng quan chạt cháş˝ giᝯa x vĂ y theo táť&#x2030; láť&#x2021; thuáş­n.

TO

Khi Râ&#x2030;&#x2C6; -1: cĂł sáťą tĆ°ĆĄng quan chạt cháş˝ giᝯa x vĂ y theo táť&#x2030; láť&#x2021; ngháť&#x2039;ch.

D

Iáť&#x201E; N

Ä?

Ă&#x20AC;N

Khi Râ&#x2030;&#x2C6; 0: hai Ä&#x2018;ấi lưᝣng nĂ y khĂ´ng còn tĆ°ĆĄng quan.

SĆ°u tầm báť&#x;i GV. Nguyáť&#x2026;n Thanh TĂş

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Chương 2: THỰC NGHIỆM

Ơ

N

II.1. Quy trình thực nghiệm Thực nghiệm được tiến hànhvới 3 giai đoạn:

N

H

- Giai đoạn 1: Xây dựng đường chuẩn xác định hàm lượng COD, đường chuẩn

U Y

xác định hàm lượng metyl da cam.

.Q

- Giai đoạn 2: Khảo sát các điều kiện tối ưu của quá trình xử lí mẫu tự tạo

TP

(dung dịch metyl da cam) bằng sắt kim loại kết hợp với muối pesunfat.

ẠO

- Giai đoạn 3: Áp dụng các điều kiện tối ưu đã khảo sát được để xử lí nước thải

Đ

dệt nhuộm của làng Vạn Phúc, Hà Đông, Hà Nội.

G H Ư

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

II.2. Hóa chất và dụng cụ

TR ẦN

II.2.1. Hóa chất - Hóa chất dùng để xác định COD tinh khiết.

+ K2Cr2O7: kali bicromat tinh khiết, dạng tinh thể

10 00

+ Ag2SO4: bạc sunfat

B

+ H2SO4: axit sunfuric đặc 98% + HgSO4: thủy ngân sunfat

Ó

A

+ KHP kali hiđrogen phtalat

Í-

H

- Metyl da cam (Metyl DC), dạng bột

-L

CTPT của metyl DC: C14H14N3NaO3S CTCTcủa metyl DC

H3C

ÁN

N

N N

SO3Na

TO

H3C

Do CTCT của metyl DC có nhóm azo, gần giống với chất dệt nhuộm có nhóm

D

IỄ N

Đ

ÀN

azo nên được chọn làm mẫu giả trong phòng thí nghiệm.

Trong dung dịch có tính axit yếu, metyl DC chuyển dần từ màu đỏ (pH<3,1)

sang cam rồi sang vàng (pH>4.4) và ngược lại. Ở môi trường kiềm và trung tính, nó có màu vàng là màu của anion : H3C N

N

N

SO3

H3C

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DấyKèmQuyNhƥn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

BĆ°áť&#x203A;c sĂłng hẼp th᝼ cáťąc Ä&#x2018;ấi đ?&#x153;&#x2020;max= 465nm Trong mĂ´i trĆ°áť?ng axit, anion nĂ y káşżt hᝣp váť&#x203A;i proton (H+) chuyáť&#x192;n thĂ nh cation

N

N

H N

SO3H

Ć

H3C

N

mĂ u Ä&#x2018;áť?:

H

H3C

U Y

N

BĆ°áť&#x203A;c sĂłng hẼp th᝼ cáťąc Ä&#x2018;ấi đ?&#x153;&#x2020;max= 505nm

.Q

- Báť&#x2122;t sắt tinh khiáşżt cĂł thĂ nh phần hĂła háť?c lĂ C: 0,02%, S: 0,008%, Si: 0,003%,

TP

Si: 0,003% , P: 0,002% , Mn: 0,002%.

áş O

- K2S2O8: kali pesunfat, dấng báť&#x2122;t.

G

- Dung dáť&#x2039;ch NaOH 10%, H3PO4 Ä&#x2018;ạc, HNO3 0.01 M.

Ä?

- Cåc hóa chẼt khåc: Na2HPO4 .10H2O, NaH2PO4

H ĆŻ

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

- CĂĄc dung dáť&#x2039;ch Ä&#x2018;áť u Ä&#x2018;ưᝣc pha báşąng nĆ°áť&#x203A;c cẼt hai lần.

TR ẌN

II.2.2.D᝼ng c᝼ - MĂĄy quang pháť&#x2022; UV-VIS Biochrom S60 (Anh) - MĂĄy Ä&#x2018;o pH Ä&#x2018;áť&#x192; bĂ n TOA

10 00

B

- Cân phân tĂ­ch Ä&#x2018;iáť&#x2021;n táť­ cĂł Ä&#x2018;áť&#x2122; chĂ­nh xĂĄc Âą0.0001g.

- Måy phå mẍu COD hãng HACH

A

- Micropipet 10-100đ?&#x153;&#x2021;l, micropipet 100-1000đ?&#x153;&#x2021;l, micropipet 1-10 ml, pipet 5 ml

H

Ă&#x201C;

- BĂŹnh Ä&#x2018;áť&#x2039;nh mᝊc 10ml, 50ml, 100ml, 500ml, 1000ml (Ä?ᝊc).

Ă?-

- Cáť&#x2018;c thᝧy tinh 50ml, 100ml, 250ml, 500ml

-L

- �ng thᝧy tinh phå mẍu COD

TO

Ă N

II.3. Xây dáťąng Ä&#x2018;Ć°áť?ng chuẊn

Ă&#x20AC;N

II.3.1. Xây dáťąng Ä&#x2018;Ć°áť?ng chuẊn COD

D

Iáť&#x201E; N

Ä?

II.3.1.1. NguyĂŞn tắc xĂĄc Ä&#x2018;áť&#x2039;nh Oxi hĂła cĂĄc chẼt hᝯu cĆĄ báşąng dung dáť&#x2039;ch K2Cr2O7 dĆ° trong mĂ´i trĆ°áť?ng axit (cĂł Ag2SO4 xĂşc tĂĄc) báşąng cĂĄch Ä&#x2018;un háť&#x201C;i lĆ°u kĂ­n áť&#x; nhiáť&#x2021;t Ä&#x2018;áť&#x2122; 150oC. HĂ m lưᝣng oxi Ä&#x2018;ưᝣc xĂĄc Ä&#x2018;áť&#x2039;nh báşąng Ä&#x2018;o quang áť&#x; 600nm [10].

SĆ°u tầm báť&#x;i GV. Nguyáť&#x2026;n Thanh TĂş

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

II.3.1.2.Chuẩn bị các dung dịch thuốc thử - Dung dịch H2SO4: cân 5,5g Ag2SO4/1kg H2SO4 (cần 1-2 ngày để hòa tan hoàn toàn).

Ơ

N

- Dung dịch K2Cr2O7: 16,65g HgSO4 và 83,5ml H2SO4 hòa tan và định mức đến

H

500 ml.

N

- Cân 825 mg KHP, hòa tan trong nước cất rồi chuyển sang bình định mức

.Q

U Y

1000ml. Dung dịch này được coi là có nồng độ 1000 mgO2/l.

ẠO

TP

II.3.1.3. Xây dựng đường chuẩn xác định hàm lượng COD - Sử dụng 7 ống phá mẫu COD. Đánh số thứ tự từ 1-7

Đ

- Ta chuẩn bị 7 dung dịch với thể tích các chất như bảng II.1.

G

- Đậy nắp 7 ống phá mẫu và lắc đều.

H Ư

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

- 7 ống này được phá mẫu bằng máy HACH với nhiệt đô 150oC± 2oC trong 2h, sau đó để nguội rồi đem đo các giá trị mật độ quang.

TR ẦN

- Đo quang trên máy quang phổ Biocrom S60 tại bước sóng 600 nm.

COD(mg/l)

KHP (ml)

H2O (ml)

K2Cr2O7(ml)

Ag2SO4(ml)

1

0

0

2,500

1,5

3,5

2

50

0,125

2,375

1,5

3,5

3

100

0,250

2,250

1,5

3,5

4

-L

0,500

2,000

1,5

3,5

400

1,000

1,500

1,5

3,5

6

600

1,500

1,000

1,5

3,5

7

900

2,250

0,250

1,5

3,5

Ó H

Í-

ÁN

200

D

IỄ N

Đ

ÀN

5

A

STT

TO

10 00

B

Bảng II. 1: Bảng thể tích các dung dịch để xây dựng dường chuẩn xác định hàm lượng COD

II.3.1.4. Xác định COD ở mẫu nước thải dệt nhuộm: Lấy 2,5 ml nước mẫu, thêm 1,5ml K2Cr2O7, sau đó thêm 3,5ml H2SO4 rồi đậy nắp và lắc đều. Đem ống nghiệm trên đi phá mẫu bằng máy HACH với nhiệt độ 150oC ± 2oC trong thời gian 2h, để nguội rồi đem đi đo giá trị mật độ quang ở bước

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

sóng 600nm. Từ giá trị mật độ đo quang đo được ta xác định được hàm lượng COD theo phương trình đường chuẩn đã xây dựng.

Ơ

N

II.3.2.Xây dựng đường chuẩn xác định hàm lượng metyl da cam ở pH=3 - Dung dịch metyl DC gốc (ddo): Cân 0,05g metyl DC, hòa tan hoàn toàn vào

N

H

nước, định mức thành 1000 ml, thu được dung dịch metyl DC có nồng độ là

U Y

50mg/l.

.Q

- Chuẩn bị 6 dung dịch metyl DC với các nồng độ lần lượt 0, 1, 5, 8, 10, 15

TP

mg/l: lấy các thể tích ddo như bảng II.2.

0

2

1

3

5

ẠO

1

V ddo (ml)

Đ

Cmetyl dacam (mg/l)

H Ư

N

G

DD

TR ẦN

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

Bảng II. 2: Các thể tích ddo cần lấy để chuẩn bị dd1÷ dd6

4

1 1,6

10

2

15

3

10 00

6

0,2

8

B

5

0

Ó

A

- Điều chỉnh pH của 6 dung dịch này tới pH= 3.

Í-

H

- Định mức thành 10 ml.

-L

- Quét phổ đồ của các dung dịch này để tìm bước sóng tối ưu. Đo mật độ quang

ÁN

của 6 dung dịch tại bước sóng tối ưu vừa tìm được.

ÀN

TO

II.3.3.Xây dựng đường chuẩn xác định hàm lượng của metyl DC ở pH= 5.3 Dung dịch metyl DC gốc (ddo*): Cân 0,02g metyl DC, hòa tan hoàn toàn vào

D

IỄ N

Đ

nước, định mức thành 1000 ml, thu được dung dịch metyl DC có nồng độ là 20mg/l.

- Chuẩn bị 6 dung dịch metyl DC với các nồng độ lần lượt 0, 2, 4, 6, 8, 10 mg/l: lấy các thể tích ddo* như bảng II.3.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DấyKèmQuyNhƥn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bảng II. 3: CĂĄc tháť&#x192; tĂ­ch ddo* cần lẼy Ä&#x2018;áť&#x192; chuẊn báť&#x2039; dd1á dd6 C metyl DC (mg/l)

Vddo* ( ml)

1

0

0

2

2

1

3

4

2

4

6

3

5

8

4

6

10

5

áş O

TP

.Q

U Y

N

H

Ć

N

DD

Ä?

II.4. Khảo sĂĄt cĂĄc Ä&#x2018;iáť u kiáť&#x2021;n táť&#x2018;i Ć°u cᝧa quĂĄ trĂŹnh xáť­ lĂ­ metyl DC báşąng sắt kim

G N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

loấi káşżt hᝣp váť&#x203A;i muáť&#x2018;i kali pesunfat

H ĆŻ

II.4.1.Khảo såt hà m lưᝣng sắt

TR ẌN

- HĂ m lưᝣng sắt Ä&#x2018;ưᝣc thay Ä&#x2018;áť&#x2022;i lần lưᝣt: 0,2g/l; 0,5g/l; 0,7g/l.

- ChuẊn báť&#x2039; dung dáť&#x2039;ch K2S2O8: cân 0,5406g K2S2O8, hòa tan hoĂ n toĂ n vĂ o nĆ°áť&#x203A;c vĂ Ä&#x2018;áť&#x2039;nh mᝊc thĂ nh 100ml, thu Ä&#x2018;ưᝣc dung dáť&#x2039;ch K2S2O8 váť&#x203A;i náť&#x201C;ng Ä&#x2018;áť&#x2122; gáť&#x2018;c lĂ 0,02 M.

10 00

B

- ChuẊn báť&#x2039; dung dáť&#x2039;ch metyl DC: cân 0,05g metyl DC, hòa tan hoĂ n toĂ n vĂ o nĆ°áť&#x203A;c ráť&#x201C;i Ä&#x2018;áť&#x2039;nh mᝊc thĂ nh 1000ml, thu Ä&#x2018;ưᝣc dung dáť&#x2039;ch metyl DC váť&#x203A;i náť&#x201C;ng Ä&#x2018;áť&#x2122; lĂ

A

50mg/l.

H

Ă&#x201C;

- Sáť­ d᝼ng 3 bĂŹnh Ä&#x2018;áť&#x2039;nh mᝊc 10ml, Ä&#x2018;ĂĄnh sáť&#x2018; thᝊ táťą 1-3.

-L

Ă?-

- ThĂŞm vĂ o 3 bĂŹnh Ä&#x2018;áť&#x2039;nh mᝊc cĂĄc dung dáť&#x2039;ch cần thiáşżt nhĆ° bảng II.4.

DD

D

1

(0,2g Fe/l; K2S2O8 2,5mM, metyl DC 15mg/l)

Iáť&#x201E; N

Ä?

Ă&#x20AC;N

TO

Ă N

Bảng II. 4: Bảng tháť&#x192; tĂ­ch vĂ kháť&#x2018;i lưᝣng cĂĄc chẼt cần lẼy Ä&#x2018;áť&#x192; khảo sĂĄt hĂ m lưᝣng sắt

2 (0,5g Fe/l; K2S2O8 2,5mM, metyl DC 15mg/l)

3 (0,7g Fe/l; K2S2O8 2,5mM, metyl DC 15mg/l)

SĆ°u tầm báť&#x;i GV. Nguyáť&#x2026;n Thanh TĂş

mFe

đ?&#x2018;&#x2030;đ??ž2 đ?&#x2018;&#x2020;2đ?&#x2018;&#x201A;8

Vmetyl

(g)

(ml)

DC(ml)

0,002

1,25

3

0,005

1,25

3

0,007

1,25

3

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DấyKèmQuyNhƥn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

- Ä?iáť u cháť&#x2030;nh pH cᝧa 3 dung dáť&#x2039;ch váť&#x203A;i pH=3, Ä&#x2018;áť&#x2039;nh mᝊc thĂ nh 10ml.

- KhuẼy tráť&#x2122;n trong suáť&#x2018;t quĂĄ trĂŹnh phản ᝊng.

Ć

N

- Trong khoảng tháť?i gian tᝍ 5 Ä&#x2018;áşżn 60 phĂşt sau khi phản ᝊng, tiáşżn hĂ nh Ä&#x2018;o cĂĄc

H

giĂĄ tráť&#x2039; máş­t Ä&#x2018;áť&#x2122; quang cᝧa 3 dung dáť&#x2039;ch nĂ y tấi giĂĄ tráť&#x2039; bĆ°áť&#x203A;c sĂłng táť&#x2018;i Ć°u Ä&#x2018;áť&#x192; xĂĄc Ä&#x2018;áť&#x2039;nh

U Y

N

hĂ m lưᝣng sắt táť&#x2018;i Ć°u.

.Q

- Ion Fe3+ sinh ra trong quĂĄ trĂŹnh phản ᝊng Ä&#x2018;ưᝣc chĂşng tĂ´i tiáşżn hĂ nh che báşąng

TP

axit H3PO4 Ä&#x2018;áť&#x192; trĂĄnh nhᝯng sai sáť&#x2018; trong quĂĄ trĂŹnh Ä&#x2018;o quang.

áş O

II.4.2.Khảo sĂĄt náť&#x201C;ng Ä&#x2018;áť&#x2122; kali pesunfat

Ä?

- Náť&#x201C;ng Ä&#x2018;áť&#x2122; kali pesunfat thay Ä&#x2018;áť&#x2022;i lần lưᝣt: 0,5; 1,5; 2,5; 3,5; 4,5 mM (Ä&#x2018;ưᝣc pha

G

tᝍ dung dáť&#x2039;ch K2S2O8 gáť&#x2018;c 0,02 M).

N H ĆŻ

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

- Náť&#x201C;ng Ä&#x2018;áť&#x2122; sắt giᝯ cáť&#x2018; Ä&#x2018;áť&#x2039;nh 0,5g/l

- Náť&#x201C;ng Ä&#x2018;áť&#x2122; metyl DC 15mg/l(Ä&#x2018;ưᝣc pha tᝍ dung dáť&#x2039;ch metyl DC gáť&#x2018;c 50mg/l).

TR ẌN

- Sáť­ d᝼ng 5 bĂŹnh Ä&#x2018;áť&#x2039;nh mᝊc 10ml, Ä&#x2018;ĂĄnh sáť&#x2018; tᝍ 1-5.

- LẼy tháť&#x192; tĂ­ch cĂĄc dung dáť&#x2039;ch nhĆ° bảng II.5.

10 00

B

- Ä?iáť u cháť&#x2030;nh pH cᝧa 3 dung dáť&#x2039;ch váť&#x203A;i pH=3, Ä&#x2018;áť&#x2039;nh mᝊc thĂ nh 10ml.

- KhuẼy tráť&#x2122;n trong suáť&#x2018;t quĂĄ trĂŹnh phản ᝊng.

A

- Trong khoảng tháť?i gian tᝍ 5 Ä&#x2018;áşżn 60 phĂşt sau khi phản ᝊng, tiáşżn hĂ nh Ä&#x2018;o cĂĄc

H

Ă&#x201C;

giĂĄ tráť&#x2039; máş­t Ä&#x2018;áť&#x2122; quang cᝧa 5 dung dáť&#x2039;ch nĂ y tấi giĂĄ tráť&#x2039; bĆ°áť&#x203A;c sĂłng táť&#x2018;i Ć°u Ä&#x2018;áť&#x192; xĂĄc Ä&#x2018;áť&#x2039;nh

Ă?-

hĂ m lưᝣng sắt táť&#x2018;i Ć°u.

-L

Bảng II. 5: Bảng tháť&#x192; tĂ­ch vĂ kháť&#x2018;i lưᝣng cĂĄc chẼt cần lẼy

D

Iáť&#x201E; N

Ä?

Ă&#x20AC;N

TO

Ă N

Ä&#x2018;áť&#x192; khảo sĂĄt náť&#x201C;ng Ä&#x2018;áť&#x2122; K2S2O8 DD

1

(0,5g Fe/l; K2S2O80,5mM, Metyl DC 15mg/l)

2 (0,5g Fe/l; K2S2O81,5mM, Metyl DC 15mg/l)

3

SĆ°u tầm báť&#x;i GV. Nguyáť&#x2026;n Thanh TĂş

mFe

đ?&#x2018;&#x2030;đ??ž2 đ?&#x2018;&#x2020;2đ?&#x2018;&#x201A;8

Vmetyl DC

(g)

(ml)

(ml)

0,005

0,25

3

0,005

0,75

3

0,005

1,25

3

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

(0,5g Fe/l; K2S2O83,5mM, Metyl DC 15mg/l)

5

1,75

3

0,005

2,25

3

U Y

N

H

(0,5g Fe/l; K2S2O84,5mM, Metyl DC 15mg/l)

0,005

Ơ

4

N

(0,5g Fe/l; K2S2O8 2,5mM, Metyl DC 15mg/l)

II.4.3.Khảo sát pH

TP

.Q

- Chuẩn bị 3 bình định mức 10 ml, đều chứa 0,5g Fe/l; K2S2O8 3,5mM, metyl

ẠO

DC 15mg/l.

- Giá trị pH của mỗi bình được thay đổi lần lượt là: 3; 7; 10.

N

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

- Khuấy trộn trong suốt quá trình phản ứng.

G

Đ

- Định mức thành 10ml

- Đo giá trị mật độ quang của 3 dung dịch sau thời điểm thích hợp để xác định

TR ẦN

giá trị pH tối ưu.

II.4.4.Khảo sát thời gian 15mg/l.

A

- Điều chỉnh pH = 3.

10 00

B

- Chuẩn bị 1 bình định mức 10ml chứa 0,5g Fe/l; K2S2O83,5mM, metyl DC

Ó

- Định mức thành 10ml.

Í-

H

- Khuấy trộn trong suốt quá trình phản ứng.

-L

- Trong khoảng thời gian từ 5 đến 60 phút sau khi phản ứng, tiến hành đo các

ÁN

giá trị mật độ quang của dung dịch này tại giá trị bước sóng tối ưu để xác định hàm

TO

lượng sắt tối ưu để xác định khoảng thời gian tối ưu.

ÀN

II.4.5. Khảo sát ảnh hưởng của khuấy trộn

D

IỄ N

Đ

- Tiến hành tương tự thí nghiệm ở mục II.4.3 nhưng không khuấy trộn hệ phản

ứng trong suốt thời gian xử lí. So sánh với thí nghiệm ở mục II.4.3 để thấy ảnh hưởng của việc khuấy trộn đến hiệu suất xử lí metyl da cam bằng sắt kim loại kết hợp với muối kali pesunfat.

II.5. Áp dụng quy trình xử lí bằng sắt kim loại kết hợp pesunfat để xử lí mẫu nước thải dệt nhuộm làng Vạn Phúc- Hà Đông- Hà Nội

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DấyKèmQuyNhƥn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

II.5.1. MĂ´ tả mẍu - Mẍu nĆ°áť&#x203A;c thải dáť&#x2021;t nhuáť&#x2122;m Ä&#x2018;ưᝣc lẼy vĂ o lĂşc 15h30â&#x20AC;&#x2122; ngĂ y 17/3/2016 tấi gia Ä&#x2018;ĂŹnh Ă´ng Nguyáť&#x2026;n VÄ&#x192;n SĆĄn- LĂ ng Vấn PhĂşc- HĂ Ä?Ă´ng- HĂ Náť&#x2122;i.

Ć

N

- Mẍu nĆ°áť&#x203A;c thải Ä&#x2018;ưᝣc axit hĂła Ä&#x2018;áť&#x192; bảo quản mẍu theo táť&#x2030; láť&#x2021; 1ml H2SO4 Ä&#x2018;ạc/ 1 lit

N

H

nĆ°áť&#x203A;c thải.

U Y

II.5.2.X᝭ lí mẍu

.Q

ď ś Quy trĂŹnh xáť­ lĂ­:

TP

- Mẍu nĆ°áť&#x203A;c thải Ä&#x2018;ưᝣc pha loĂŁng váť&#x203A;i cĂĄc táť&#x2030; láť&#x2021; pha loĂŁng khĂĄc nhau.

áş O

- Xáť­ lĂ­ mẍu nĆ°áť&#x203A;c thải dáť&#x2021;t nhuáť&#x2122;m sau khi Ä&#x2018;ĂŁ pha loĂŁng báşąng sắt kim loấi káşżt hᝣp

Ä?

váť&#x203A;i kali pesunfat hĂ m lưᝣng 0,5g/l Fe; 3,5 mM K2S2O8 áť&#x; pH=3. KhuẼy tráť&#x2122;n trong

G

suáť&#x2018;t quĂĄ trĂŹnh xáť­ lĂ­ pesunfat váť&#x203A;i mẍu nĆ°áť&#x203A;c thải khĂ´ng Ä&#x2018;ưᝣc xáť­ lĂ­.

H ĆŻ

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

- So sĂĄnh mĂ u sắc cᝧa mẍu nĆ°áť&#x203A;c thải Ä&#x2018;ĂŁ xáť­ lĂ­ báşąng sắt kim loấi káşżt hᝣp váť&#x203A;i

TR ẌN

- Tiáşżn hĂ nh xĂĄc Ä&#x2018;áť&#x2039;nh giĂĄ tráť&#x2039; COD cᝧa mẍu nĆ°áť&#x203A;c thải dáť&#x2021;t nhuáť&#x2122;m váť&#x203A;i cĂĄc táť&#x2030; láť&#x2021; pha loĂŁng khĂĄc nhau, trĆ°áť&#x203A;c vĂ sau khi xáť­ lĂ­.

10 00

B

ď ś CĂĄch tiáşżn hĂ nh

- Xáť­ lĂ­ báşąng sắt kim loấi káşżt hᝣp váť&#x203A;i kali pesunfat váť&#x203A;i hĂ m lưᝣng 0,5g/l Fe; 3,5

A

mM K2S2O8 áť&#x; pH=3.

H

Ă&#x201C;

- ChuẊn báť&#x2039; 4 bĂŹnh Ä&#x2018;áť&#x2039;nh mᝊc 10 ml. Ä?ĂĄnh sáť&#x2018; thᝊ táťą tᝍ 1- 4.

Ă?-

- Lần lưᝣt lẼy cĂĄc tháť&#x192; tĂ­ch dung dáť&#x2039;ch thuáť&#x2018;c tháť­ vĂ nĆ°áť&#x203A;c thải theo bảng II.6:

D

Iáť&#x201E; N

Ä?

Ă&#x20AC;N

TO

Ă N

-L

Bảng II. 6: Tháť&#x192; tĂ­ch cĂĄc dung dáť&#x2039;ch thuáť&#x2018;c tháť­ vĂ nĆ°áť&#x203A;c thải cho quĂĄ trĂŹnh xáť­ lĂ­ nĆ°áť&#x203A;c thải dáť&#x2021;t nhuáť&#x2122;m báşąng sắt kim loấi vĂ muáť&#x2018;i kali pesunfat DD 1

0,5g Fe/l; K2S2O83,5mM, nĆ°áť&#x203A;c thải pha loĂŁng 2 lần

2 nĆ°áť&#x203A;c thải pha loĂŁng 2 lần

3 0,5g Fe/l; K2S2O83,5mM, nĆ°áť&#x203A;c thải pha loĂŁng 5 lần

4 nĆ°áť&#x203A;c thải pha loĂŁng 5 lần

SĆ°u tầm báť&#x;i GV. Nguyáť&#x2026;n Thanh TĂş

mFe (g)

đ?&#x2018;&#x2030;đ??ž2đ?&#x2018;&#x2020;2 đ?&#x2018;&#x201A;8 (ml)

VnĆ°áť&#x203A;c thải (ml)

0,005

1,75

5

0

0

5

0,005

1,75

2

0

0

2

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

- Điều chỉnh đến pH=3 và định mức thành 10ml.

- Khuấy trộn trong suốt quá trình xử lí.

N

- Xác định COD mẫu thực :

H

Ơ

Sau thời gian 40 phút, lấy 2,5 ml nước mẫu, thêm 1,5ml K2Cr2O7, sau đó thêm

N

3,5ml H2SO4 rồi đậy nắp và lắc đều. Đem ống nghiệm trên đi phá mẫu bằng máy

U Y

HACH với nhiệt độ 150oC ± 2oC trong thời gian 2h, để nguội rồi đo mật độ quang

TP

.Q

ở bước sóng 600nm. Từ giá trị mật độ đo quang đo được ta xác định được lượng

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

G

Đ

ẠO

COD theo đường chuẩn đã xây dựng.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DấyKèmQuyNhƥn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

ChĆ°ĆĄng 3: KáşžT QUẢ VĂ&#x20AC; THẢO LUẏN

Ć

N

III.1 Xây dáťąng Ä&#x2018;Ć°áť?ng chuẊn xĂĄc Ä&#x2018;áť&#x2039;nh hĂ m lưᝣng COD ChuẊn báť&#x2039; 7 dung dáť&#x2039;ch chuẊn nhĆ° trong bảng II.1, ráť&#x201C;i tiáşżn hĂ nh Ä&#x2018;o máş­t Ä&#x2018;áť&#x2122;

1

0

0,02

2

50

0,037

3

100

4

200

5

400

6

600

7

900

.Q

Abs

áş O

TP

COD( mg/l)

TR ẌN

H ĆŻ

N

G

Ä?

0,059 0,095 0,145 0,219 0,312

D

Iáť&#x201E; N

Ä?

Ă&#x20AC;N

TO

Ă N

-L

Ă?-

H

Ă&#x201C;

A

10 00

B

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

STT

U Y

Bảng III. 1: CĂĄc giĂĄ tráť&#x2039; COD váť&#x203A;i giĂĄ tráť&#x2039; máş­t Ä&#x2018;áť&#x2122; quang tĆ°ĆĄng ᝊng

N

H

quang Abs áť&#x; đ?&#x153;&#x2020;= 600nm. Káşżt quả Ä&#x2018;ưᝣc cháť&#x2030; ra áť&#x; Bảng III.1 vĂ HĂŹnh III.1 dĆ°áť&#x203A;i Ä&#x2018;ây.

HĂŹnh III.1:Ä?Ć°áť?ng chuẊn xĂĄc Ä&#x2018;áť&#x2039;nh hĂ m lưᝣng COD

SĆ°u tầm báť&#x;i GV. Nguyáť&#x2026;n Thanh TĂş

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DấyKèmQuyNhƥn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Sáť­ d᝼ng phần máť m tĂ­nh toĂĄn Excel, ta thu Ä&#x2018;ưᝣc phĆ°ĆĄng trĂŹnh Ä&#x2018;Ć°áť?ng chuẊn biáť&#x192;u

diáť&#x2026;n

sáťą

ph᝼

thuáť&#x2122;c

cᝧa

máş­t

Ä&#x2018;áť&#x2122;

quang

vĂ o

COD

nhĆ°

sau:

N

y=0,0003Ă&#x2014;x+0,0234.

H

Ć

III.2. Xây dáťąng Ä&#x2018;Ć°áť?ng chuẊn xĂĄc Ä&#x2018;áť&#x2039;nh hĂ m lưᝣng metyl DC

U Y

N

III.2.1.Xây dáťąng Ä&#x2018;Ć°áť?ng chuẊn xĂĄc Ä&#x2018;áť&#x2039;nh hĂ m lưᝣng metyl DC áť&#x; pH=3

TP

.Q

III.2.1.1. Khảo sĂĄt bĆ°áť&#x203A;c sĂłng hẼp th᝼ táť&#x2018;i Ć°u cᝧa dung dáť&#x2039;ch metyl DC tấi pH=3 Khảo sĂĄt pháť&#x2022; hẼp th᝼ cᝧa dung dáť&#x2039;ch metyl DC, náť&#x201C;ng Ä&#x2018;áť&#x2122; 10mg/l tấi pH=3 trong dải bĆ°áť&#x203A;c sĂłng tᝍ 350 Ä&#x2018;áşżn 700 nm. GiĂĄ tráť&#x2039; hẼp th᝼ cáťąc Ä&#x2018;ấi cᝧa dung dáť&#x2039;ch lĂ 1,106

TO

Ă N

-L

Ă?-

H

Ă&#x201C;

A

10 00

B

TR ẌN

H ĆŻ

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

G

Ä?

áş O

tấi bĆ°áť&#x203A;c sĂłng 505 nm. Váş­y bĆ°áť&#x203A;c sĂłng táť&#x2018;i Ć°u Ä&#x2018;ưᝣc xĂĄc Ä&#x2018;áť&#x2039;nh lĂ 505 nm (HĂŹnh III.2)

Ă&#x20AC;N

HĂŹnh III.2: Pháť&#x2022; hẼp th᝼ UV-Vis cᝧa dung dáť&#x2039;ch metyl DC 10mg/l, pH=3

D

Iáť&#x201E; N

Ä?

III.2.1.2. Ä?Ć°áť?ng chuẊn xĂĄc Ä&#x2018;áť&#x2039;nh hĂ m lưᝣng metyl DC áť&#x; pH=3 Pha 6 dung dáť&#x2039;ch nhĆ° áť&#x; bảng II.2 ráť&#x201C;i tiáşżn hĂ nh Ä&#x2018;o máş­t Ä&#x2018;áť&#x2122; quang áť&#x; đ?&#x153;&#x2020; = 505nm.

Káşżt quả Ä&#x2018;ưᝣc cháť&#x2030; ra áť&#x; Bảng III.2 vĂ HĂŹnh III.3.

SĆ°u tầm báť&#x;i GV. Nguyáť&#x2026;n Thanh TĂş

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DấyKèmQuyNhƥn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bảng III. 2: Náť&#x201C;ng Ä&#x2018;áť&#x2122; metyl DC váť&#x203A;i cĂĄc giĂĄ tráť&#x2039; máş­t Ä&#x2018;áť&#x2122; quang tĆ°ĆĄng ᝊng, pH=3 Náť&#x201C;ng Ä&#x2018;áť&#x2122; metyl DC (mg/l)

Abs (đ?&#x153;&#x2020;= 505nm)

0

0

0

1

1

0,076

2

5

0,511

3

8

0,821

4

10

1,083

5

12

1,300

6

15

1,676

Ă N

-L

Ă?-

H

Ă&#x201C;

A

10 00

B

TR ẌN

H ĆŻ

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

G

Ä?

áş O

TP

.Q

U Y

N

H

Ć

N

STT

TO

HĂŹnh III.3: Ä?Ć°áť?ng chuẊn xĂĄc Ä&#x2018;áť&#x2039;nh hĂ m lưᝣng metyl DC áť&#x; pH=3

Ă&#x20AC;N

Sáť­ d᝼ng phần máť m tĂ­nh toĂĄn Excel, phĆ°ĆĄng trĂŹnh Ä&#x2018;Ć°áť?ng chuẊn biáť&#x192;u diáť&#x2026;n sáťą ph᝼

y=0,111Ă&#x2014;x-0,032.

D

Iáť&#x201E; N

Ä?

thuáť&#x2122;c cᝧa máş­t Ä&#x2018;áť&#x2122; quang vĂ o náť&#x201C;ng Ä&#x2018;áť&#x2122; metyl DC áť&#x; pH=3 cĂł dấng nhĆ° sau:

SĆ°u tầm báť&#x;i GV. Nguyáť&#x2026;n Thanh TĂş

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DấyKèmQuyNhƥn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

III.2.2. Xây dáťąng Ä&#x2018;Ć°áť?ng chuẊn xĂĄc Ä&#x2018;áť&#x2039;nh hĂ m lưᝣng metyl DC áť&#x; pH=5,3 III.2.2.1. Khảo sĂĄt bĆ°áť&#x203A;c sĂłng hẼp th᝼ táť&#x2018;i Ć°u cᝧa dung dáť&#x2039;ch metyl DC tấi pH=5,3 Khảo sĂĄt pháť&#x2022; hẼp th᝼ cᝧa dung dáť&#x2039;ch metyl DC, náť&#x201C;ng Ä&#x2018;áť&#x2122; 10mg/l tấi pH=5,3

Ć

N

trong dải bĆ°áť&#x203A;c sĂłng tᝍ 350 Ä&#x2018;áşżn 700 nm. GiĂĄ tráť&#x2039; hẼp th᝼ cáťąc Ä&#x2018;ấi cᝧa dung dáť&#x2039;ch lĂ

N

H

0.720 tấi bĆ°áť&#x203A;c sĂłng 465 nm. Váş­y bĆ°áť&#x203A;c sĂłng táť&#x2018;i Ć°u Ä&#x2018;ưᝣc xĂĄc Ä&#x2018;áť&#x2039;nh lĂ 465 nm (HĂŹnh

10 00

B

TR ẌN

H ĆŻ

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

G

Ä?

áş O

TP

.Q

U Y

III.2)

Ă&#x201C;

A

HĂŹnh III.4: Pháť&#x2022; hẼp th᝼ UV-Vis cᝧa dung dáť&#x2039;ch metyl DC 10mg/l, pH=5,3.

-L

Ă?-

H

III.2.2.2. Ä?Ć°áť?ng chuẊn xĂĄc Ä&#x2018;áť&#x2039;nh hĂ m lưᝣng metyl DC áť&#x; pH=5,3 Pha 6 dung dáť&#x2039;ch nhĆ° áť&#x; Bảng II.3 ráť&#x201C;i tiáşżn hĂ nh Ä&#x2018;o máş­t Ä&#x2018;áť&#x2122; quang áť&#x; đ?&#x153;&#x2020; = 465nm.

Ă N

Káşżt quả Ä&#x2018;ưᝣc cháť&#x2030; ra áť&#x; Bảng III.3 vĂ HĂŹnh III.5

D

Iáť&#x201E; N

Ä?

Ă&#x20AC;N

TO

Bảng III. 3: Náť&#x201C;ng Ä&#x2018;áť&#x2122; metyl da cam váť&#x203A;i cĂĄc giĂĄ tráť&#x2039; máş­t Ä&#x2018;áť&#x2122; quang tĆ°ĆĄng ᝊng, pH=5.3 STT

Náť&#x201C;ng Ä&#x2018;áť&#x2122; Metyl DC

0

0

0

1

2

0,143

2

4

0,300

3

6

0,461

SĆ°u tầm báť&#x;i GV. Nguyáť&#x2026;n Thanh TĂş

Abs (đ?&#x153;&#x2020; = 465nm)

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DấyKèmQuyNhƥn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

8

0,601

5

10

0,740

TR ẌN

H ĆŻ

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

G

Ä?

áş O

TP

.Q

U Y

N

H

Ć

N

4

HĂŹnh III.5: Ä?Ć°áť?ng chuẊn xĂĄc Ä&#x2018;áť&#x2039;nh hĂ m lưᝣng metyl DC áť&#x; pH=5,3 Sáť­ d᝼ng phần máť m tĂ­nh toĂĄn Excel, phĆ°ĆĄng trĂŹnh Ä&#x2018;Ć°áť?ng chuẊn biáť&#x192;u diáť&#x2026;n sáťą

10 00

B

ph᝼ thuáť&#x2122;c cᝧa máş­t Ä&#x2018;áť&#x2122; quang vĂ o náť&#x201C;ng Ä&#x2018;áť&#x2122; metyl DC áť&#x; pH=5,3 cĂł dấng nhĆ° sau:

A

y=0,0748+0,0002.

Ă?-

H

Ă&#x201C;

III.3 Káşżt quả khảo sĂĄt cĂĄc Ä&#x2018;iáť u kiáť&#x2021;n táť&#x2018;i Ć°u cᝧa quĂĄ trĂŹnh xáť­ lĂ­ metyl DC báşąng sắt kim loấi káşżt hᝣp váť&#x203A;i muáť&#x2018;i kali pesunfat

Ă N

-L

III.3.1. Khảo sĂĄt hĂ m lưᝣng táť&#x2018;i Ć°u cᝧa sắt ChuẊn báť&#x2039; 3 dung dáť&#x2039;ch váť&#x203A;i hĂ m lưᝣng sắt khĂĄc nhau nhĆ° áť&#x; m᝼c II.4.1. Tiáşżn

TO

hĂ nh Ä&#x2018;o cĂĄc giĂĄ tráť&#x2039; máş­t Ä&#x2018;áť&#x2122; quang áť&#x; bĆ°áť&#x203A;c sĂłng đ?&#x153;&#x2020; = 505nm. Káşżt quả Ä&#x2018;ưᝣc cháť&#x2030; ra áť&#x;

D

Iáť&#x201E; N

Ä?

Ă&#x20AC;N

Bảng III.4:

SĆ°u tầm báť&#x;i GV. Nguyáť&#x2026;n Thanh TĂş

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bảng III. 4: Mật độ quang của dung dịch sau các khoảng thời gian xử lí

3

1,703

1,395

1,241

10

1,178

0,372

0,334

15

0,768

0,158

0,140

25

0,528

0,170

30

0,270

0,095

35

0,240

0,094

0,086

40

0,111

0,079

0,067

45

0,089

50

0,076

.Q TP

ẠO

Đ

G N

H Ư

0,108 0,089

0,066

0,053

0,062

0,05

TR ẦN

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

Ơ

0,7

H

0,5

U Y

0,2

t(phút) )

N

mFe(g/l)

N

với hàm lượng Fe khác nhau

Áp dụng đường chuẩn xác định nồng độ của metyl DC ở pH=3 là y=0,111×x-

B

0,032. Ta thu được kết quả nồng độ metyl DC còn lại sau các khoảng thời gian xử

10 00

lí khác nhau. Kết quả được chỉ ra ở Bảng III.5 và Hình III.6:

Í-

H

Ó

A

Bảng III. 5: Nồng độ metyl DC còn lại sau các khoảng thời gian xử lí với hàm lượng Fe khác nhau 0,2

0,5

0,7

3

15,63

12,86

11,47

10

10,90

3,64

3,30

15 25 30 35 40 45 50

7,21 5,05 2,72 2,45 1,29 1,09 0,97

1,71 1,82 1,14 1,14 1,00 0,88 0,85

1,55 1,26 1,09 1,06 0,89 0,77 0,74

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

t(phút) )

mFe(g/l)

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

N

18.00

Ơ

16.00

N

H

14.00

U Y TP

.Q

10.00

0.5gFe/l 0.7gFe/l

ẠO

8.00

0.2gFe/l

Đ

6.00 4.00

G

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

C metyl DC (mg/l)

12.00

H Ư

N

2.00 0.00

10

20

30 t (phut)

TR ẦN

0

40

50

60

10 00

B

Hình III.6: Ảnh hưởng của hàm lượng sắt đến quá trình xử lí dung dịch metyl DC Sau khoảng thời gian 50 phút tiến hành phản ứng giữa dung dịch metyl DC

Ó

A

với sự có mặt của sắt kim loại kết hợp với muối pesunfat, hàm lượng của metyl DC

H

đã giảm dần theo thời gian. Đồng thời tốc độ chuyển hóa tỉ lệ thuận với khối lượng

-L

Í-

của bột Fe. Khối lượng bột sắt tăng, tốc độ giảm hàm lượng metyl DC cũng

ÁN

tăng.Tuy nhiên sau 35 phút, tốc độ giảm của hàm lượng metyl DC rất chậm. Điều

TO

này có thể được giải lí giải là: khi hàm lượng Fe phản ứng đã đủ, nếu tăng khối lượng Fe thì chỉ quá trình hấp phụ metyl DC trên bề mặt Fe tăng, do diện tích bề

ÀN

mặt tăng lên làm tốc độ chuyển hóa metyl DC tăng. Sau 50 phút xử lí, metyl DC bị

D

IỄ N

Đ

phân hủy 94,3% với hàm lượng sắt là 0,5g/l.

Qua kết quả khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng Fe đến quá trình xử lí metyl DC, chúng tôi chọn sử dụng hàm lượng bột Fe là 0,5g/l cho các nghiên cứu tiếp theo.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DấyKèmQuyNhƥn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

III.3.2.Khảo sĂĄt náť&#x201C;ng Ä&#x2018;áť&#x2122; cᝧa kali pesunfat ChuẊn báť&#x2039; 5 dung dáť&#x2039;ch nhĆ° áť&#x; m᝼c II.4.2 ráť&#x201C;i tiáşżn hĂ nh Ä&#x2018;o máş­t Ä&#x2018;áť&#x2122; quang áť&#x; bĆ°áť&#x203A;c sĂłng đ?&#x153;&#x2020;= 505nm. Ta thu Ä&#x2018;ưᝣc káşżt quả áť&#x; Bảng III.6

U Y

2,5

3,5

1,666 1,307 1,012 0,727 0,625 0,510 0,374 0,281 0,168

1,420 0.950 0,640 0,384 0,256 0,181 0,154 0,130 0,108

1,326 0,610 0,369 0,182 0,118 0,095 0,091 0,087 0,081

1,343 0,606 0,354 0,158 0,094 0,063 0,056 0,050 0,043

G

Ä?

áş O

TP

.Q

1,5

N

5 11 17 23 27 35 42 47 55

0,5

TR ẌN

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

t(phĂşt) )

H ĆŻ

CK2S2O8(mM)

N

H

Ć

N

Bảng III. 6: Máş­t Ä&#x2018;áť&#x2122; quang cᝧa dung dáť&#x2039;ch sau cĂĄc khoảng tháť?i gian xáť­ lĂ­ váť&#x203A;i náť&#x201C;ng Ä&#x2018;áť&#x2122; K2S2O8 khĂĄc nhau 4,5

1,144 0,339 0,124 0,112 -

10 00

B

Ă p d᝼ng Ä&#x2018;Ć°áť?ng chuẊn xĂĄc Ä&#x2018;áť&#x2039;nh náť&#x201C;ng Ä&#x2018;áť&#x2122; cᝧa metyl DC áť&#x; pH=3 lĂ y=0,111Ă&#x2014;x0,032. Ta thu Ä&#x2018;ưᝣc káşżt quả náť&#x201C;ng Ä&#x2018;áť&#x2122; metyl DC còn lấi sau cĂĄc khoảng tháť?i gian xáť­

Ă&#x201C;

A

lĂ­ khĂĄc nhau. Káşżt quả Ä&#x2018;ưᝣc cháť&#x2030; ra áť&#x; Bảng III.7 vĂ HĂŹnh III.7:

-L

Ă?-

H

Bảng III. 7: Náť&#x201C;ng Ä&#x2018;áť&#x2122; metyl DC còn lấi sau cĂĄc khoảng tháť?i gian xáť­ lĂ­ váť&#x203A;i náť&#x201C;ng Ä&#x2018;áť&#x2122; K2S2O8 khĂĄc nhau

CK2S2O8(mM)

0,5

1,5

2,5

3,5

4,5

5

15,30

13,08

12,23

12,39

10,59

11

12,06

8,85

5,78

5,75

3,34

17 23 27 35 42

9,41 6,84 5,92 4,88 3,66

6,05 3,75 2,59 1,92 1,68

3,61 1,93 1,35 1,14 1,11

3,48 1,71 1,14 0,86 0,79

1,41 1,30 -

Ă N

D

Iáť&#x201E; N

Ä?

Ă&#x20AC;N

TO

t(phĂşt) )

SĆ°u tầm báť&#x;i GV. Nguyáť&#x2026;n Thanh TĂş

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

47 55

2,82 1,80

1,46 1,26

1,07 1,02

-

0,74 0,68

18

Ơ

N

16

N

H

14

U Y

Cmetyl DC (mg/l)

12 10

.Q

0,5mM

TP

8

G

Đ

4

0 10

20

30 t(phút)

40

50

60

TR ẦN

0

H Ư

N

2

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

2,5mM 3,5mM

ẠO

6

1,5mM

Hình III.7: Ảnh hưởng của nồng độ K2S2O8 đến quá trình xử lí dung dịch metyl DC

10 00

B

Khi tăng nồng độ của K2S2O8 thì nguồn cung cấp gốc tự do SO4*- tăng lên, làm tốc độ xử lí metyl DC tăng. Tuy nhiên, do lượng sắt không thay đổi nên lượng

Ó

A

gốc tự do được sinh ra khi Fe2+ tương tác với anion pesunfat tăng lên không đáng

H

kể khi tiếp tục tăng nồng độ của K2S2O8. Vì vậy, khi tiến hành xử lý metyl DC

-L

Í-

bằng hệ Fe0 kết hợp với muối pesunfat chỉ nên dùng lượng thích hợp muối K2S2O8.

Trong thí nghiệm trên, khi tăng lượng K2S2O8 lên tới 4,5mM, dung dịch trở

ÁN

nên vẩn đục sau thời gian xử lí là 23 phút. Điều này có thể được giải thích rằng: sản

TO

phẩm Fe3+ của phản ứng oxi hóa sinh ra quá nhiều làm cho dung dịch trở nên vẩn

ÀN

đục. Điều này làm cho việc xác định giá trị mật độ quang của dung dịch trở nên

D

IỄ N

Đ

không chính xác.

Từ kết quả của Bảng III.7 và Hình III.7 cho thấy:với nồng độ 3,5 mM K2S2O8, sau 55 phút xử lí thì hàm lương metyl DC còn lại là ít nhất. Do đó, trong các thí nghiệm tiếp theo, chúng tôi sử dụng nồng độ K2S2O8 là 3,5mM kết hợp với lượng bột Fe là 0,5g/l.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DấyKèmQuyNhƥn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

0,606

5,75

17

0,354

3,48

23

0,158

1,71

27

0,094

1,14

35

0,063

42

0,056

47

0,050

55

0,043

H

11

U Y

N

Cmetyl DC (mg/l)

5

Abs (đ?&#x153;&#x2020;=505nm) 1,343

G

Ä?

áş O

TP

.Q

12,39

TR ẌN

H ĆŻ

N

0,86 0,79 0,73 0,68

10 00

B

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

t (phĂşt)

Ć

Bảng III. 8: GiĂĄ tráť&#x2039; máş­t Ä&#x2018;áť&#x2122; quang vĂ náť&#x201C;ng Ä&#x2018;áť&#x2122; metyl DC còn lấi sau cĂĄc khoảng tháť?i gian xáť­ lĂ­ áť&#x; pH=3

N

III.3.3.Khảo sĂĄt pH Tiáşżn hĂ nh thĂ­ nghiáť&#x2021;m nhĆ° m᝼c II.4.3.

10

0,914

12,22

15

0,840

11,23

20

0,792

10,59

25

0,743

9,93

30

0,700

9,36

35

0,665

8,89

40

0,619

8,27

45

0,605

8,09

50

0,587

7,84

H

Ă&#x201C;

Abs (đ?&#x153;&#x2020;=465nm) 0,970

Cmetyl DC (mg/l)

Ă?-

t (phĂşt)

A

Bảng III. 9: GiĂĄ tráť&#x2039; máş­t Ä&#x2018;áť&#x2122; quang vĂ náť&#x201C;ng Ä&#x2018;áť&#x2122; metyl DC còn lấi sau cĂĄc khoảng tháť?i gian xáť­ lĂ­ áť&#x; pH=7

D

Iáť&#x201E; N

Ä?

Ă&#x20AC;N

TO

Ă N

-L

5

SĆ°u tầm báť&#x;i GV. Nguyáť&#x2026;n Thanh TĂş

12,97

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DấyKèmQuyNhƥn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

55

0,571

7,63

15

0,649

8,67

20

0,604

8,07

25

0,570

7,62

30

0,535

35

0,499

40

0,474

45

0,444

6,13

50

0,437

5,93

55

0,459

5,84

N U Y .Q TP

áş O

G N H ĆŻ

B 10 00

6,67 6,33

Ă&#x201C; H

12.00

-L

Ă?-

10.00 8.00

pH=7

Ă N

6.00

pH=10

4.00

pH=3

2.00 0.00

0

10

D

Iáť&#x201E; N

Ä?

Ă&#x20AC;N

TO

C metyl DC (mg/l)

7,15

A

14.00

N

9,72

Ć

0,727

H

10

11,49

TR ẌN

t (phĂşt)

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

Cmetyl DC (mg/l)

5

Abs (đ?&#x153;&#x2020;=465nm) 0,860

Ä?

Bảng III. 10: Bảng káşżt Ä&#x2018;o quang vĂ náť&#x201C;ng Ä&#x2018;áť&#x2122; metyl DC qua cĂĄc tháť?i gian áť&#x; pH=10

20

30

40

50

60

t ( phĂşt)

HĂŹnh III.8: Ảnh hĆ°áť&#x;ng cᝧa pH táť&#x203A;i quĂĄ trĂŹnh xáť­ lĂ­ metyl báşąng sắt kim loấi káşżt hᝣp váť&#x203A;i muáť&#x2018;i kali pesunfat

SĆ°u tầm báť&#x;i GV. Nguyáť&#x2026;n Thanh TĂş

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DấyKèmQuyNhƥn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Qua káşżt quả cᝧa Bảng III.10 vĂ HĂŹnh III.8, ta thẼy áť&#x; pH=3, qĂşa trĂŹnh phân hᝧy metyl DC lĂ nhanh nhẼt vĂ cháş­m nhẼt áť&#x; pH=7. Ä?iáť u nĂ y cĂł tháť&#x192; Ä&#x2018;ưᝣc giải thĂ­ch nhĆ° sau: áť&#x; giĂĄ tráť&#x2039; pH thẼp, lưᝣng Fe2+ sinh ra nhiáť u hĆĄn do phản ᝊng:

Ć

N

Fe+H+â&#x2020;&#x2019;Fe2++H2â&#x2020;&#x2018;

N

H

Lưᝣng Fe2+ sinh ra Ä&#x2018;Ăłng vai trò rẼt quan trong quĂĄ trĂŹnh hoất hĂła pesunfat thĂ nh

U Y

cĂĄc gáť&#x2018;c táťą do:

.Q

Fe2+ + S2O82- â&#x2020;&#x2019; Fe3+ + SO42- + SO4*-

TP

CĂĄc gáť&#x2018;c táťą do nĂ y sáş˝ tĆ°ĆĄng tĂĄc váť&#x203A;i metyl DC, phân hᝧy chĂşng thĂ nh cĂĄc chẼt vĂ´ cĆĄ

áş O

nhĆ° CO2 vĂ H2O, N2.

Ä?

Metyl DC + SO4*- â&#x2020;&#x2019; CO2+H2O+N2+â&#x20AC;Ś

G

Tấi pH=10, táť&#x2018;c Ä&#x2018;áť&#x2122; xáť­ lĂ­ metyl DC láť&#x203A;n hĆĄn so váť&#x203A;i pH=7 cĂł tháť&#x192; lĂ do trong mĂ´i

H ĆŻ

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

trĆ°áť?ng kiáť m, cĂĄc anion pesunfat cĂł tháť&#x192; tấo ra gáť&#x2018;c supeoxit (O2*-).Máť&#x2122;t sáť&#x2018; tĂ i liáť&#x2021;u khoa háť?c cho ráşąng, pesunfat cĂł tháť&#x192; tấo ra gáť&#x2018;c táťą do sunfat (SO4*-) vĂ supeoxit báşąng

TR ẌN

phản ᝊng kết hᝣp sau [3] :

2S2O82- + 2H2O â&#x2020;&#x2019; 3SO42- + SO4*- + O2*- + 4H+ OH* vĂ anion sunfat [3]:

10 00

B

VĂ gáť&#x2018;c táťą do sunfat còn phản ᝊng Ä&#x2018;ưᝣc váť&#x203A;i nhĂłm hiÄ&#x2018;roxyl OH- tấo thĂ nh gáť&#x2018;c

A

SO4*+ OH- â&#x2020;&#x2019; SO42- + OH*

-L

Ă?-

giĂĄ tráť&#x2039; pH táť&#x2018;i Ć°u.

H

Ă&#x201C;

VĂŹ táť&#x2018;c Ä&#x2018;áť&#x2122; phân hᝧy metyl DC láť&#x203A;n nhẼt lĂ áť&#x; pH=3 nĂŞn chĂşng tĂ´i cháť?n pH=3 lĂ

Ă N

III.3.4. Khảo sĂĄt tháť?i gian phản ᝊng ChuẊn báť&#x2039; thĂ­ nghiáť&#x2021;m nhĆ° m᝼c II.4.4, sau Ä&#x2018;Ăł tiáşżn hĂ nh Ä&#x2018;o giĂĄ tráť&#x2039; máş­t Ä&#x2018;áť&#x2122; quang

TO

cᝧa dung dáť&#x2039;ch áť&#x; bĆ°áť&#x203A;c sĂłng đ?&#x153;&#x2020;= 505nm. Ă p d᝼ng Ä&#x2018;Ć°áť?ng chuẊn xĂĄc Ä&#x2018;áť&#x2039;nh hĂ m lưᝣng

Ă&#x20AC;N

metyl DC áť&#x; pH=3 lĂ y=0,111Ă&#x2014;x-0,032, ta tĂ­nh Ä&#x2018;ưᝣc náť&#x201C;ng Ä&#x2018;áť&#x2122; metyl DC còn lấi sau

D

Iáť&#x201E; N

Ä?

cĂĄc khoảng tháť?i gian xáť­ lĂ­. Káşżt quả Ä&#x2018;ưᝣc cháť&#x2030; ra áť&#x; Bảng III.11:

SĆ°u tầm báť&#x;i GV. Nguyáť&#x2026;n Thanh TĂş

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DấyKèmQuyNhƥn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bảng III. 11: Khảo sĂĄt sáťą giảm náť&#x201C;ng Ä&#x2018;áť&#x2122; metyl da cam theo tháť?i gian xáť­ lĂ­ báşąng sắt kim loấi káşżt hᝣp váť&#x203A;i muáť&#x2018;i kali pesunfat, pH=3

6

0,927

8,64

10

0,372

3,64

15

0,158

1,71

20

0,170

1,82

25

0,095

1,14

30

0,093

1,13

35

0,079

40

0,069

45

0,066

50

0,062

Ć H N U Y .Q TP

áş O

Ä?

G

TR ẌN

H ĆŻ

N

1,00 0,91 0,88 0,85

A

12

H

Ă&#x201C;

10

-L

Ă?-

8

Ă N

6

TO

Cmetyl DC (mg/l)

12,86

10 00

14

4

N

Cmetyl DC (mg/l)

3

Abs (đ?&#x153;&#x2020;=505nm) 1,395

B

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

t (phĂşt)

0 0

10

20

30

40

50

60

t(phut)

D

Iáť&#x201E; N

Ä?

Ă&#x20AC;N

2

HĂŹnh III.9: Khảo sĂĄt theo tháť?i gian quĂĄ trĂŹnh xáť­ lĂ­ metyl DC báşąng sắt kim loấi káşżt hᝣp váť&#x203A;i muáť&#x2018;i kali pesunfat

SĆ°u tầm báť&#x;i GV. Nguyáť&#x2026;n Thanh TĂş

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DấyKèmQuyNhƥn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Tᝍ Bảng III.11 vĂ HĂŹnh III.9, chĂşng tĂ´i nháş­n thẼy sau khoảng 40 phĂşt thĂŹ hĂ m lưᝣng metyl DC còn lấi khĂ´ng thay Ä&#x2018;áť&#x2022;i nhiáť u vĂ hiáť&#x2021;u suẼt xáť­ lĂ­ Ä&#x2018;ất 94,2%. Do Ä&#x2018;Ăł, chĂşng tĂ´i cháť?n tháť?i gian táť&#x2018;i Ć°u cho quĂĄ trĂŹnh xáť­ lĂ­ báşąng háť&#x2021; Fe kim loấi káşżt hᝣp

Ć

N

muáť&#x2018;i kali pesunfat K2S2O8 lĂ 40 phĂşt.

U Y

N

H

III.3.5. Khảo sĂĄt sảnh hĆ°áť&#x;ng cᝧa khuẼy tráť&#x2122;n ChuẊn báť&#x2039; 2 dung dáť&#x2039;ch nhĆ° m᝼c II.4.5. Sau Ä&#x2018;Ăł tiáşżn hĂ nh Ä&#x2018;o giĂĄ tráť&#x2039; máş­t Ä&#x2018;áť&#x2122; quang

.Q

cᝧa dung dáť&#x2039;ch áť&#x; bĆ°áť&#x203A;c sĂłng đ?&#x153;&#x2020;= 505nm. Ă p d᝼ng Ä&#x2018;Ć°áť?ng chuẊn xĂĄc Ä&#x2018;áť&#x2039;nh hĂ m lưᝣng

TP

metyl DC áť&#x; pH=3 lĂ y=0,111Ă&#x2014;x-0,032, ta tĂ­nh Ä&#x2018;ưᝣc náť&#x201C;ng Ä&#x2018;áť&#x2122; metyl DC còn lấi sau

áş O

cĂĄc khoảng tháť?i gian xáť­ lĂ­. Káşżt quả Ä&#x2018;ưᝣc cháť&#x2030; ra áť&#x; Bảng III.12, Bảng III.13 vĂ HĂŹnh

Ä?

III.10.

CĂł khuẼy tráť&#x2122;n

5

1,155

1,426

8

0,635

1,273 1,212

0,202

1,162

0,151

1,122

0,082

1,067

24

0,055

1,002

27

0,045

0,994

31

0,041

0,983

34

0,038

0,969

37

0,036

0,959

40

0,036

0,948

10 00

0,340

14

TO

Ă N

-L

Ă&#x201C;

H

21

A

17

Ă&#x20AC;N

KhĂ´ng khuẼy tráť&#x2122;n

Ă?-

B

TR ẌN

t (phĂşt)

11

D

Iáť&#x201E; N

Ä?

H ĆŻ

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

G

Bảng III. 12: So sĂĄnh giĂĄ tráť&#x2039; máş­t Ä&#x2018;áť&#x2122; quang thu Ä&#x2018;ưᝣc cᝧa hai quĂĄ trĂŹnh xáť­ lĂ­ cĂł khuẼy tráť&#x2122;n vĂ khĂ´ng khẼy tráť&#x2122;n

SĆ°u tầm báť&#x;i GV. Nguyáť&#x2026;n Thanh TĂş

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Không khuấy trộn

5

10,69

13,13

8

6,01

11,75

11

3,35

11,20

14

2,10

10,75

17

1,64

10,39

21

1,02

9,90

24

0,78

ẠO

27

0,69

31

0,65

34

0,63

37

Ơ H N U Y .Q

TP

H Ư

N

G

Đ

9,31 9,24 9,14 9,01

0,61

8,92

0,61

8,82

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

40

N

Có khuấy trộn

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

t (phút)

TR ẦN

Bảng III. 13: So sánh nồng độ metyl DC còn lại của hai quá trình xử lí có khuấy trộn và không khấy trộn

Hình III.10: Khảo sát sự ảnh hưởng của sự khuấy trộn đến quá trình xử lí metyl bằng sắt kim loại kết hợp với kali pesunfat.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Qua Bảng III.13 và Hình III.10, trong khoảng 40 phút khảo sát, cả 2 thí nghiệm nồng độ metyl DC đều giảm dần theo thời gian. Tuy nhiên,ở thí nghiệm không khuấy trộn, nồng độ metyl DC giảm rất chậm theo thời gian so với thí

Ơ

N

nghiệm có sự khuấy trộn. Do phản ứng giữa metyl DC với sắt kim loại và kali

H

pesunfat là phản ứng dị thể, sự khuấy trộn dã làm tăng sự tiếp xúc giữa Fe với

U Y

N

K2S2O8 và metyl DC, dẫn tới khả năng phản ứng giữa metyl DC và hỗn hợp Fe và

.Q

K2S2O8 tăng.

ẠO

bằng sắt kim loại kết hợp với muối kali pesunfat K2S2O8

TP

III.4. Tổng hợp các điều kiện thực nghiệm tối ưu của quá trình xử lí metylDC

Đ

Các kết quả khảo sát trên cho thấy thời gian xử lí khoảng sau 35-40 phút, hàm

G

lượng metyl DC đã phân hủy hơn 94%. Thời gian xử lí tối ưu bằng hệ Fe kết hợp

N H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

K2S2O8 được chọn là khoảng 40 phút.

Theo kết quả khảo sát về hàm lượng sắt, sắt ở dạng bột nên được chọn để sử

TR ẦN

dụng. Lượng sắt kim loại kết hợp với K2S2O8 theo tỉ lệ 0,5g/l sắt: 3,5mM K2S2O8.

Vì khi đó, nồng độ gốc tự do SO4*- là lớn nhất.

10 00

B

Nên tạo môi trường axit hoặc bazơ mạnh sẽ tăng khả năng sản sinh gốc tự do có tính oxi hóa mạnh.

A

Khi tiến hành xử lí nước thải dệt nhuộm hoặc nước thải có chứa chất hữu cơ,

H

Ó

do phản ứng dị thể và sự hòa tan các chất hữu cơ trong nước thường kém,nên trong

Í-

quá trìnhxử lí chất hữu cơ bằng hệ Fe0 + K2S2O8 cần phải thiết kế bộ phận khuấy

-L

trộn nhằm mục đích tăng sự tiếp xúc giữa các cấu tử trong hệ phản ứng, giúp tăng

ÁN

tốc độ phản ứng, thời gian phản ứng sẽ giảm xuống.

TO

III.5. Áp dụng quy trình xử lí bằng hệ sắt kim loại và muối pesunfat để xử lí

ÀN

mẫu nước thải dệt nhuộm của làng Vạn Phúc- Hà Đông- Hà Nội.

D

IỄ N

Đ

Áp dụng quy trình xử lí metyl DC bằng sắt kim loại kết hợp với kali pesunfat

cho mẫu nước thải dệt nhuộm của làng Vạn Phúc, Hà Đông, Hà Nội. Mẫu nước thải dệt nhuộm được pha loãng, xử lí bằng sắt kim loại kết hợp với kali pesunfat và tiến hành phá mẫu, xác định giá trị COD, ta thu được kết quả như Bảng III.14.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DấyKèmQuyNhƥn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

Bảng III. 14: Máş­t Ä&#x2018;áť&#x2122; quang vĂ giĂĄ tráť&#x2039; COD cᝧa mẍu nĆ°áť&#x203A;c thải dáť&#x2021;t nhuáť&#x2122;m trĆ°áť&#x203A;c vĂ sau khi xáť­ lĂ­ TĂ­nh chẼt

Abs (đ?&#x153;&#x2020;=600nm)

COD

2 lần

TrĆ°áť&#x203A;c khi xáť­ lĂ­

0,173

498

Sau xáť­ lĂ­

0,072

162

TrĆ°áť&#x203A;c xáť­ lĂ­

0,091

225

Sau xáť­ lĂ­

0,039

Ć H

N

U Y 52

TP

.Q

5 lần

N

Táť&#x2030; láť&#x2021; pha loĂŁng

áş O

TrĆ°áť&#x203A;c khi xáť­ lĂ­ báşąng háť&#x2021; sắt kim loấi vĂ muáť&#x2018;i kali pesunfat K2S2O8, giĂĄ tráť&#x2039;

Ä?

COD cᝧa mẍu nĆ°áť&#x203A;c thải dáť&#x2021;t nhuáť&#x2122;m Ä&#x2018;ưᝣc pha loĂŁng 2 lần lĂ 498 vĂ pha loĂŁng 5 lần

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

G

lĂ 225. Mẍu nĆ°áť&#x203A;c thải nĂ y cĂł cháť&#x2030; sáť&#x2018; COD cao, vưᝣt quĂĄ cháť&#x2030; tiĂŞu nĆ°áť&#x203A;c thải loấi B

H ĆŻ

N

(QCVN-40:2011) là 6á8 lần. Sau khoảng th�i gian 40 phút cho quå trÏnh x᝭ lí 10ml

TR ẌN

nĆ°áť&#x203A;c thải Ä&#x2018;ĂŁ pha loĂŁng báşąng 0,5g Fe/l vĂ 3,5 mM K2S2O8 tấi pH=3, giĂĄ tráť&#x2039; COD Ä&#x2018;ĂŁ giảm xuáť&#x2018;ng còn 162 váť&#x203A;i mẍu pha loĂŁng 2 lần vĂ 52 váť&#x203A;i mẍu pha loĂŁng 5 lần.

Nhᝯng nghiĂŞn cᝊu bĆ°áť&#x203A;c Ä&#x2018;ầu nĂ y máť&#x; ra triáť&#x192;n váť?ng ĂĄp d᝼ng háť&#x2021; sắt kim loấi káşżt

10 00

B

hᝣp muáť&#x2018;i pesunfat Ä&#x2018;áť&#x192; xáť­ lĂ­ nhiáť u nguáť&#x201C;n nĆ°áť&#x203A;c thải cĂł chᝊa cĂĄc hᝣp chẼt hᝯu cĆĄ gây Ă´ nhiáť&#x2026;m khĂĄc, gĂłp phần vĂ o nhiáť&#x2021;m v᝼ xáť­ lĂ­ Ă´ nhiáť&#x2026;m mĂ´i trĆ°áť?ng Ä&#x2018;ang Ä&#x2018;ưᝣc Ä&#x2018;ạt ra

D

Iáť&#x201E; N

Ä?

Ă&#x20AC;N

TO

Ă N

-L

Ă?-

H

Ă&#x201C;

A

cẼp bĂĄch hiáť&#x2021;n nay.

SĆ°u tầm báť&#x;i GV. Nguyáť&#x2026;n Thanh TĂş

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

KẾT LUẬN Sau một thời gian tiến hành thực nghiệm, chúng tôi đã thu được một số kết

N

quả như sau:

H

Ơ

1. Đã xây dựng được đường chuẩn xác định COD bằng phương pháp quang phổ

N

hấp thụ UV- VIS.

.Q

U Y

2. Đã xây dựng được đường chuẩn xác định hàm lượng metyl DC bằng phương

TP

pháp quang phổ hấp thụ UV- VIS.

3. Tiến hành khảo sát các điều kiện tối ưu cho phản ứng oxi hóa metyl DC bằng

ẠO

hệ sắt kim loại và muối kali pesunfat K2S2O8và thu được một số kết quả:

G

Đ

- Phản ứng giữa sắt kim loại và pesunfat nên được tiến hành ở môi trường axit

N H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

pH=3.

- Sử dụng lượng sắt kết hợp với kali pesunfat K2S2O8 theo tỉ lệ 0,5g Fe/l:

TR ẦN

3,5mM K2S2O8, để lượng gốc tự do là lớn nhất.

- Cần phải thiết kế bộ phận khuấy trộn nhằm giúp tăng tốc độ xử lí.

B

4. Chỉ số COD trong mẫu nước thải dệt nhuộm của làng Vạn Phúc, Hà Đông, Hà

10 00

Nội được bước đầu xác định và chỉ số này vượt quá chỉ tiêu nước thải loại B (QCVN-40:2011) khoảng 6÷8 lần.

Ó

A

5. Áp dụng quy trình xử lí chất hữu cơ bằng sắt kim loại kết hợp với kali

Í-

H

pesunfat cho mẫu nước thải dệt nhuộm của làng Vạn Phúc, Hà Đông, Hà Nội và

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

thu được giá trị COD giảm xuống khoảng 3-4 lần.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

TÀI LIỆU THAM KHẢO Đào Hùng Cường, Nguyễn Thị Hường, báo cáo khoa học “Nghiên cứu sử dụng chất phản ứng fenton khử màu thuốc nhuộm hoạt tính trong nước thải công nghệ dệt nhuộm”, Tuyển tập các công trình Hội nghị Khoa học và Công nghệ Hoá học hữu cơ Toàn quốc lần thứ Ba, Hà Nội ,2005.

2. Nguyễn Tinh Dung, giáo trình “Hóa học phân tích- phần III: Các phương pháp định lượng hóa học”, NXB Giáo Dục, 2001.

3. Hoàng Thị Thu Hường, luận văn “Nghiên cứu quá trình xử lí 2,4,6trinitrotoluen (TNT) trong nước thải bằng sắt kim loại kết hợp với muối amoni pesunfat”, Đại học Sư phạm Hà Nội, 2015.

4. Lê Văn Huỳnh, “Nghiên cứu xử lí nước thải chứa nhiều Lignin bằng xúc tác tạo bởi ion Co(II) với axetylaxeton”, Tạp chí Xúc tác và Hấp phụ, T4, No 4A,tr 15-19, 2015.

5. Trần Đức Lượng, Trần Văn Chung, Hồ Viết Quý, “Phân hủy TNT, DNP và 2,4 D bằng oxi hóa không khí hoạt hóa trong dung dịch bởi sắt hóa trị không khí và ethylendiamintetra axetic”, , tạp chí Journal of science of HNUE, Vol.59, No.4,tr26-35, 2014.

6. Lê Thống Nhất, luận văn “Thiết kế hệ thống xử lí nước thải dệt nhuộm”, Trường Đại học Kĩ thuật Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh, 2005.

7. Nguyễn Văn Phước, Võ Chí Cường,Nghiên cứu nâng cao hiệu quả xử lí COD khó phân hủy sinh học,Tạp chí KH và CN, tập 10, số 1, 2007.

8. Hồ Viết Quý, Nguyễn Tinh Dung, giáo trình “ Các phương tích phân tích lí hóa”, NXB Đại học Sư Phạm Hà Nội, 1991 9. Trung tâm sản xuất sạch Việt Nam, Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường, Đại học Bách khoa Hà Nội, Tài liệu “ Sản xuất sạch hơn ngành dệt nhuộm”, 2008.

10. Aniruddha Pisal, “Water and environmental analysis”, PerkinElmer, 2010 11. Chafia Bouasla, Mohamed El-Hadi Samar, Fadhel Ismail, Degradation of methyl violet 6B dye by the Fenton process, Desalination, 254, 35 –41, 2010.

12. DengJ., Shao Y., Gao N., Deng Y., Tan C., ZhouS.,Zero-valent iron/persulfate (Fe0/PS) oxidation acetaminophen in water, Int. J. Environ. Sci. Technol. 11, 881–890, 2014.

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

G

Đ

ẠO

TP

.Q

U Y

N

H

Ơ

N

1.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

G

Đ

ẠO

TP

.Q

U Y

N

H

Ơ

N

13. Imtyaz Hussain, Yongqing Zhang, Shaobin Huang, Xiaozhe Du,Degradation of p -chloroaniline by persulfate activated with zero-valent iron,Chemical Engineering Journal 203, 269-276, 2012.

14. Jinying Zhao, Yaobin Zhang, Xie Quan, Shuo Chen,Enhanced oxidation of 4chlorophenol using sulfate radicals generated fromzero-valent iron and peroxydisulfate at ambient temperature,Separation and Purification Technology 71, 302–307, 2010.

15. Marco S. Lucas, Jose´ A. Peres, Decolorization of the azo dye Reactive Black 5 by Fenton and photo-Fenton oxidation, Dyes and Pigments 71, 236-244, 2006.

16. Seok-Young Oh , Hyeong-Woo Kim, Jun-Mo Park, Hung-Suck Park, Chohee Yoon,Oxidation of polyvinyl alcohol by persulfate activate d with heat, Fe 2+, and zero-valent iron, Journal of Hazardous Materials 16, 8, 346–351, 2009.

17. Tao Zhou, Yaozhong Li, Jing Ji, Fook-Sin Wong, Xiaohua Lu, Oxidation of 4chlorophenol in a heterogeneous zero valent iron/H2O2. Fenton-like system: Kinetic, pathway and effect factors, Separation and Purification Technology 62, 551–558, 2008.

18. Xiang-Rong Xu, Xiang-Zhong Li,Degradation of azo dye Orange G in aqueous solutions by persulfate with ferrous ion,Separation and Purification Technology 72, 105–111, 2010.

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial