Đề tài Xác định hiệu quả keo tụ nước thải phẩm nhuộm phân tán đối với từng màu riêng biệt

iv MỤC LỤC Mục lục Trang LỜI CẢM ƠN .......................................................................................................... i TĨM TẮT KHĨA LUẬN ....................................................................................... ii MỤC LỤC ............................................................................................................. iv DANH MỤC HÌNH ................................................................................................ v DANH MỤC BẢNG.............................................................................................. vi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ............................................................................. vii DANH SÁCH CÁC PHỤ LỤC ............................................................................. vii Chương 1. MỞ ĐẦU .............................................................................................. 1 Chương 2. TỔNG QUAN ....................................................................................... 3 2.1. Tổng quan về thuốc nhuộm phân tán............................................................. 3 2.1.1. Đặc điểm chung và cấu tạo hố học ....................................................... 3 2.1.2. Mối quan hệ giữa cấu tạo hĩa học và tính chất ....................................... 4 2.2. Nguyên lý phối màu trong cơng nghệ nhuộm ................................................ 6 2.3. Giới thiệu về cơng ty DK Vina ...................................................................... 8 Chương 3. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................... 9 3.1. Phương pháp keo tụ ...................................................................................... 9 3.1.1. Cơ sở lý thuyết của quá trình keo tụ ....................................................... 9 3.1.2. Thí nghiệm Jartest ............................................................................... 12 3.2. Nội dung nghiên cứu và trình tự thí nghiệm .................................................13 Chương 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................. 15 4.1. Thí nghiệm A: Test nhanh ............................................................................17 4.2. Thí nghiệm B: Thí nghiệm Jartest xét hiệu quả bằng định tính .....................18 4.2.1. Thí nghiệm B1: Nước thải màu Đỏ - Vitage marron ............................. 18 4.2.2. Thí nghiệm B2: nước thải màu Đỏ - Wine combo ................................ 19 4.2.3. Thí nghiệm B3: nước thải màu Xanh - Tobaco ..................................... 19 4.2.4. Thí nghiệm B4: nước thải màu Nâu - Brown ....................................... 20 4.3. Thí nghiệm C: Thí nghiệm Jartest xét hiệu quả bằng định lượng ..................20 4.3.1. Thí nghiệm C1: nước thải màu Đỏ - 1 .................................................. 20 4.3.2. Thí nghiệm C2: nước thải màu Xanh -2 ............................................... 22 4.3.3. Thí nghiệm C3: nước thải màu Xanh - Green....................................... 24 4.3.4. Thí nghiệm C4: nước thải màu Xanh - D165 ....................................... 25 4.3.5. Thí nghiệm C5: nước thải màu Đỏ - Granet ......................................... 27 4.3.6. Thí nghiệm C6: nước thải màu Nâu - Brown ....................................... 28 4.3.7. Thí nghiệm C7: nước thải màu Đỏ - Wine ........................................... 31 4.4. Thảo luận .....................................................................................................33 Chương 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.............................................................. 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 1 PHỤ LỤC .............................................................................................................. 2 v DANH MỤC HÌNH Hình 4.2. Thí nghiệm C1-A1: Sự biến thiên COD theo pH .................................. 21 Hình 4.3. Thí nghiệm C1-A2: Hiệu quả xử lý theo pH ........................................ 21 Hình 4.4. Thí nghiệm C1-B1: Sự biến thiên COD theo nồng độ PAC .................. 22 Hình 4.5. Thí nghiệm C1-B2: Hiệu quả xử lý theo nồng độ PAC......................... 22 Hình 4.6. Thí nghiệm C2-A1: Sự biến thiên COD theo pH .................................. 23 Hình 4.7. Thí nghiệm C2-A2: Hiệu quả xử lý theo pH ........................................ 23 Hình 4.8. Thí nghiệm C2-B1: Sự biến thiên COD theo nồng độ PAC .................. 23 Hình 4.9. Thí nghiệm C2-B2: Hiệu quả xử lý theo nồng độ PAC......................... 23 Hình 4.10. Thí nghiệm C3-A1: Sự biến thiên COD theo pH .................................. 24 Hình 4.11. Thí nghiệm C3-A2: Hiệu quả xử lý theo pH ........................................ 24 Hình 4.12. Thí nghiệm C3-B1: Sự biến thiên COD theo nồng độ PAC .................. 25 Hình 4.13. Thí nghiệm C3-B2: Hiệu quả xử lý theo nồng độ PAC......................... 25 Hình 4.14. Thí nghiệm C4-A1: Sự biến thiên COD theo pH .................................. 26 Hình 4.15. Thí nghiệm C4-A2: Hiệu quả xử lý theo pH ........................................ 26 Hình 4.16. Thí nghiệm C4-B1: Sự biến thiên COD theo nồng độ PAC .................. 26 Hình 4.17. Thí nghiệm C4-B2: Hiệu quả xử lý theo nồng độ PAC......................... 26 Hình 4.18. Thí nghiệm C5-A1: Sự biến thiên COD theo pH .................................. 27 Hình 4.19. Thí nghiệm C5-A2: Hiệu quả xử lý theo pH ........................................ 27 Hình 4.20. Thí nghiệm C5-B1: Sự biến thiên COD theo nồng độ PAC .................. 28 Hình 4.21. Thí nghiệm C5-B2: Hiệu quả xử lý theo nồng độ PAC......................... 28 Hình 4.22. Thí nghiệm C6-A1: Sự biến thiên COD theo pH .................................. 29 Hình 4.23. Thí nghiệm C6-A2: Hiệu quả xử lý theo pH ........................................ 29 Hình 4.24. Thí nghiệm C6-B1: Sự biến thiên COD theo nồng độ PAC .................. 29 Hình 4.25. Thí nghiệm C6-B2: Hiệu quả xử lý theo nồng độ PAC......................... 29 Hình 4.26. Thí nghiệm C6-C1: Sự biến thiên COD theo pH .................................. 30 Hình 4.27. Thí nghiệm C6-C2: Hiệu quả xử lý theo pH......................................... 30 Hình 4.28. Thí nghiệm C6-D1: Sự biến thiên COD theo nồng độ PAC .................. 30 Hình 4.29. Thí nghiệm C6-D2: Hiệu quả xử lý theo nồng độ PAC ........................ 30 Hình 4.30. Thí nghiệm C7-A1: Sự biến thiên COD theo pH .................................. 31 Hình 4.31. Thí nghiệm C7-A2: Hiệu quả xử lý theo pH ........................................ 31 Hình 4.32. Thí nghiệm C7-B1: Sự biến thiên COD theo nồng độ PAC .................. 32 Hình 4.33. Thí nghiệm C7-B2: Hiệu quả xử lý theo nồng độ PAC......................... 32 Hình 4.34. Thí nghiệm C7-C1: Sự biến thiên COD theo pH .................................. 32 Hình 4.35. Thí nghiệm C7-C2: Hiệu quả xử lý theo pH......................................... 32 vi DANH MỤC BẢNG Bảng 4.1. Bảng mơ tả thí nghiệm ......................................................................... 15 Bảng 4.2. Bảng tổng hợp kết quả thí nghiệm test nhanh. ...................................... 17 Bảng 4.3. Bố trí thí nghiệm B1 ............................................................................ 18 Bảng 4.4. Bố trí thí nghiệm B2 ............................................................................ 19 Bảng 4.5. Bố trí thí nghiệm B1 ............................................................................ 19 Bảng 4.6. Bố trí thí nghiệm B4 ............................................................................ 20 Bảng 4.7. Thí nghiệm C1-A: xác định pH tối ưu. ................................................. 21 Bảng 4.8. Thí nghiệm C1-B: xác định lượng PAC tối ưu. .................................... 21 Bảng 4.9. Thí nghiệm C2-A: xác định pH tối ưu .................................................. 22 Bảng 4.10. Thí nghiệm C2-B: xác định PAC tối ưu ............................................... 23 Bảng 4.11. Thí nghiệm C3-A: xác định pH tối ưu .................................................. 24 Bảng 4.12. Thí nghiệm C3-B: xác định PAC tối ưu ............................................... 24 Bảng 4.13. Thí nghiệm C4-A: xác định pH tối ưu .................................................. 25 Bảng 4.14. Thí nghiệm C4-B: xác định PAC tối ưu ............................................... 26 Bảng 4.15. Thí nghiệm C5-A: xác định pH tối ưu .................................................. 27 Bảng 4.16. Thí nghiệm C5-B: xác định PAC tối ưu ............................................... 27 Bảng 4.17. Thí nghiệm C6-A: xác định pH tối ưu .................................................. 28 Bảng 4.18. Thí nghiệm C6-B: xác định PAC tối ưu ............................................... 29 Bảng 4.19. Thí nghiệm C6-C: xác định pH tối ưu(lần 2) ........................................ 29 Bảng 4.20. Thí nghiệm C6-D: xác định PAC tối ưu (lần 2) .................................... 30 Bảng 4.21. Thí nghiệm C7-A: xác định pH tối ưu .................................................. 31 Bảng 4.22. Thí nghiệm C7-B: xác định PAC tối ưu ............................................... 31 Bảng 4.23. Thí nghiệm C7-C: xác định pH tối ưu ( lần 2) ...................................... 32 Bảng 4.24. Bảng kết quả pH tối ưu (kết quả định tính). ......................................... 33 Bảng 4.25. Bảng kết quả hiệu quả xử lý tối ưu. ...................................................... 34 vii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT COD (Chemical oxygen demand): nhu cầu ơxy hĩa học TN: thí nghiệm TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam PAC (poly alluminium chloride): hĩa chất keo tụ dùng trong xử lý nước thải PL: phụ lục DANH SÁCH CÁC PHỤ LỤC Phụ lục I: Phương pháp đo COD dùng trong thí nghiệm Phụ lục II: Một số hình ảnh tiến hành thí nghiệm Phụ lục III: Biện pháp áp dụng cụ thể đối với cơng ty DK Vina. Chương 1: Mở đầu Trang 1 Chương 1. MỞ ĐẦU 1.1. Tính cần thiết của đề tài Ngày nay với sự phát triển của thế giới về mọi mặt, đặc biệt trong lĩnh vực cơng nghiệp đã tạo ra ngày càng nhiều sản phẩm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người. Bên cạnh những thành tựu to lớn đĩ con người đã dần dần hủy hoại mơi trường sống của mình do các chất thải thải ra từ các cơng đoạn sản xuất mà khơng qua xử lý hoặc xử lý khơng triệt để. Để giải quyết vấn đề đĩ, thiết nghĩ cần thiết chúng ta phải tập trung đầu tư phát triển cơng nghệ mơi trường hơn nữa. Trong đĩ, nước thải của ngành dệt nhuộm với tính nguy hại cao: nồng độ ơ nhiễm cao ( COD cĩ thể lên tới 3000 mg/l), nhiệt độ cao ( cĩ những giai đoạn nước thải ra ở 1300C), độ màu cao (cĩ thể lên đến 10000 Pt-Co)… điểm đặc biệt là nước thải thay đổi (thay đổi về COD, pH, độ màu) liên tục do việc sử dụng nhiều loại phẩm màu và hĩa chất khác nhau, thậm chí là việc thay đổi màu sắc trong cùng một loại phẩm màu cũng làm cho tính chất nước thải thay đổi. Việc tính chất nước thải thay đổi sẽ làm ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý của các cơng trình trong hệ thống xử lý nước thải, trong đĩ cĩ keo tụ - tạo bơng là cơng trình thường được sử dụng trong xử lý nước thải dệt nhuộm. Luận văn nghiên cứu “xác định hiệu quả keo tụ nước thải phẩm nhuộm phân tán đối với từng màu riêng biệt” nhằm xác định ảnh hưởng của việc thay đổi màu sắc đối với quá trình keo tụ. Từ đĩ, luận văn xin được đĩng gĩp một phần nhỏ bé trong quá trình tìm tịi, nghiên cứu cơng nghệ xử lý nước thải nĩi chung và ngành dệt nhuộm nĩi riêng đồng thời nhằm giúp cơng ty DK Vina đạt được các yêu cầu về mơi trường ngày càng nghiêm ngặt của nhà nước. 1.2. Ý nghĩa khoa học, tính thực tiễn của luận văn ü Nội dung nghiên cứu trong luận văn khơng chỉ áp dụng để xử lý nước thải từ cơng đọan nhuộm cho Cơng ty DK Vina mà cịn tìm hiểu đặc tính và phương pháp phù hợp xử lý từng loại nước thải nhuộm làm tăng hiệu quả xử lý đối với nước thải ngành Chương 1: Mở đầu Trang 2 nhuộm. Do sự hạn chế về thời gian nên Luận văn và điều kiện thí nghiệm chỉ giới hạn trong tìm hiểu về nước thải của phẩm nhuộm phân tán. ü Quá trình nghiên cứu và thực hiện luận văn được thực hiện trực tiếp trên nước thải của Cơng ty DK Vina bằng mơ hình tại phịng thí nghiệm trung tâm mơi trường trường đại học Nơng lâm nên luận văn cĩ tính thực tế và sự phù hợp. ü Việc phân tích các chỉ tiêu được thực hiện bằng các phương pháp tiêu chuẩn và cĩ sự theo dõi của cán bộ hướng dẫn nên cĩ độ tin cậy cao. 1.3. Mục đích và nội dung luận văn 1.3.1. Mục đích ü Xác định khả năng keo tụ của nước thải phân tán đối với từng loại màu khác nhau. ü Xác định các điều kiện để đạt được hiệu quả cao nhất trong quá trình xử lý. ü Áp dụng các kết quả nghiên cứu vào điều kiện thực tế. 1.3.2. Nội dung ü Tiến hành keo tụ với nhiều loại PAC để cĩ thể tìm ra những loại PAC thích hợp cho nước thải của phẩm nhuộm phân tán ở cơng ty DK Vina. ü Tìm ra những điều kiện tối ưu trong quá trình tiến hành thí nghiệm keo tụ với những màu riêng biệt. ü Xác định hiệu quả xử lý đối với các điều kiện đĩ. ü Tìm ra hướng khắc phục lại sự thay đổi từ nhưng thơng tin thu được. ü Áp dụng các biện pháp vào trong hệ thống xử lý. 1.4. Giới hạn của đề tài ü Chỉ tiến hành được với nước thải của phẩm nhuộm phân tán, do cơng ty chi sử dụng một loại thuốc nhuộm. ü Mỗi màu sử dụng chưa phải là màu đơn sắc, thường một màu sẽ do từ 2 đến 3 màu chính tạo thành, do đĩ khơng thể cĩ thể kết luận chính xác về hiệu quả keo tụ với các màu chính. ü Những màu sắc của nước thải sử dụng trong thí nghiệm được lấy từ quá trình sản xuất nên thường là những màu hay sử dụng, ít cĩ sự đa dạng. Chương 2: Tổng quan Trang 3 Chương 2. TỔNG QUAN 2.1. Tổng quan về thuốc nhuộm phân tán 2.1.1. Đặc điểm chung và cấu tạo hố học Thuốc nhuộm phân tán là những hợp chất màu khơng tan trong nước do khơng chứa các nhĩm cho tính tan như : SO3Na , - COONa . Thuốc nhuộm phân tán hầu hết là các hợp chất màu azo và antraquinon . Tên gọi của lớp thuốc nhuộm này chỉ rằng chúng cĩ độ hịa tan rất thấp trong nước và phải sữ dụng ở dang huyền phù hay phân tán với kích thước hạt trong khoảng 0,2 – 2 m m, được dùng để nhuộm loại xơ nhân tạo ghét nước duy nhất bấy giờ là xơ acetat. Sau này thì thuốc nhuộm phân tán kiểu mới được tổng hợp để đáp ứng nhu cầu nhuộm của các xơ : polyamit, polyester, poly acrylonitrin, poly vinylic và các xơ tổng hợp khác nữa Theo phân lớp kỹ thuật thuốc nhuộm phân tán cĩ thể chia thành 3 phân nhĩm sau: - Loại thơng thường và cĩ thể diazo hố sau nhuộm - Loại chứa trong phân tử phân tử kim loại. - Loại phân tán hoạt tính, cĩ thể liên kết với xơ bằng liên kết hố trị . ü Thuốc nhuộm phân tán thơng thường và cĩ thể diazo hố sau nhuộm - Thuốc nhuộm phân tán gốc azo - Thuốc nhuộm phân tán là dẫn xuất của antraquinon - Những thuốc nhuộm phân tán cĩ cấu trúc khác ü Thuốc nhuộm phân tán chứa kim loại Thuốc nhuộm phân tán chứa kim loại 1:2 dùng để nhuộm xơ polyamit cĩ cấu tạo gần giống như thuốc nhuộm acid chứa kim loại 1:2 . Nhưng khác ở chỗ chúng khơng chứa các nhĩm tạo cho thuốc nhuộm tính tan Thuốc nhuộm phân tán chứa kim loại 1:1 cũng hồ tan trong nước được sản xuất ở dạng bột mịn phân tán cao. Chúng khác thuốc nhuộm phân tán thơng thường ở khả năng đều màu và khả năng che phủ cấu trúc khơng đều màu của xơ polyamid nhưng Chương 2: Tổng quan Trang 4 vuợt hẳn chúng về độ bền với gia cơng ướt, ánh sáng độ bền với ma sát rất khá. ü Thuốc nhuộm phân tán hoạt tính Đa số thuốc nhuộm lớp này được dùng để nhuộm xơ cellulose, số ít để nhuộm len, tơ tằm nhưng cũng cĩ một vài loại dùng để nhuộm sọi polyamit Đặc điểm chung: khơng chứa nhĩm cho tính tan ở phần mang màu cũng được sản xuất ở dạng bột mịn phân tán cao, nhưng cĩ chứa nhĩm phản ứng. Trong điều kiện nhuộm chúng sẽ thực hiện liên kết hố trị với xơ và nằm lại trên xơ vừa ở dạng khơng tan trong nước vừa ở dang liên kết với xơ Những loại thuốc nhuộm kiểu này chia làm các nhĩm sau : - Loại chứa nhĩm epoxy để nhuộm polyamid cĩ cơng thức tổng quát: R _ CH2 _ CH _ CH2 - Loại procynylon cĩ một trong các cơng thức tổng quát sau: R _ CH2 _ CH _ CH2 - Loại levafix cĩ dạng tổng quát: R _ SO2 _ NH _CH2 _ CH2_ OSO3Na 2.1.2. Mối quan hệ giữa cấu tạo hĩa học và tính chất ü Độ bền màu của thuốc nhuộm trên xơ acetat * Độ bền với ánh sáng : - Chỉ tiêu này phụ thuộc vào các yếu tố như: thành phần của chùm tia sáng, hàm lượng oxi của khí quyển xung quanh, độ ẩm và nhiệt độ của khơng khí và loại xơ. - Tính chất phức tạp của quá trình phá huỷ thuốc nhuộm bằng ánh sáng khơng cho phép ta tìm ra những quy luật chung, vì thế việc xác định cấu trúc tối ưu của thuốc nhuộm bị hạn chế bằng các tài liệu kinh nghiệm * Độ bền màu với giặt và gia cơng ướt : - Thơng thường thì những thuốc nhuộm được xơ hấp phụ dễ dàng sẽ cĩ độ bền màu thấp với giặt, đĩ là những thuốc nhuộm cĩ cấu tạo đơn giản , khối lượng phân tử thấp điển hình là các thuốc nhuộm màu vàng. Để nâng cao độ bền màu của chúng phải O HO Cl Chương 2: Tổng quan Trang 5 tăng khối lượng phân tử bằng cách đưa các nhĩm thế vào thuốc nhuộm với điều kiện khơng làm thay đổi các lực và sắc màu của chúng . * Độ bền màu với khĩi lị : - Ở các vùng cơng nghiệp, mặc dù khơng chịu tác dụng của ánh sáng. Một số thuốc nhuộm phân tán khi nằm trên xơ acetat vẫn bị bạc màu. Hiện tượng này thường gặp với thuốc nhuơm màu xanh lam. Các dẫn xuất của antraquinon chứa các nhĩm amin. - Hiện tượng phai màu xảy ra trong các trường hợp kể trên được giải thích là do tác dụng của các khí cĩ acid tính chứa chủ yếu Nitơ oxit thốt ra từ khĩi lị và các động cơ đốt trong. Khi này các nhĩm amin bậc nhất của thuốc nhuộm sẽ bị diazo hố, các nhĩm amin bậc 2 sẽ bị nitro hĩa, các phân tử sẽ bị oxi hĩa làm cho chúng mất màu. ü Độ bền màu của thuốc nhuộm phân tán trên xơ tổng hợp * Độ bền màu với ánh sáng: - Độ bền màu của thuốc nhuộm phân tán trên xơ tổng hợp với tác dụng của ánh sáng khơng chỉ phụ thuộc vào thuốc nhuộm mà cịn phụ thuộc vào cấu tạo hố và tính chất ký học của xơ sợi. Vì thế nên cùng một thuốc nhuộm sẽ cĩ độ bền màu khác nhau chỉ nhuộm cho các xơ khác nhau . - Các dẫn xuất của aminoazobenzen chứa ít nhĩm thế sẽ cĩ độ bền màu với ánh sáng trên xơ tổng hợp vào loại trung bình. Cịn các thuốc nhuộm phân tán cĩ gốc diazo, dẫn xuất của nitro diphenylaminvà antraquinon thì cĩ độ bền màu cao với ánh sáng. * Độ bền màu với giặt: - Nĩ phụ thuộc vào tính ghét nuớc của xơ nhiều hơn là phụ thuộc vào cấu tạo của thuốc nhuộm. Chẳng hạn khi cùng nhuộm bằng một thuốc nhuộm phân tán giống nhau vào các xơ: diaxetat, polyamid, polyester thì thấy rằng hai trường hợp đầu màu chỉ đạt được độ bền trung bình cịn trường hợp cuối thì màu cĩ độ bền rất cao. * Độ bền với khĩi lị: - Khĩi lị ít cĩ khả năng làm bạc màu thuốc nhuộm phân tán trên xơ tổng hợp điều này được giải thích là do nĩ khơng cĩ khả năng thấm sâu vào bên trong xơ. * Độ bền màu với thăng hoa: Chương 2: Tổng quan Trang 6 - Nhưng thuốc nhuộm monoazo cĩ cấu tạo đơn giãn bắt đầu thăng hoa ở ngay nhiệt độ 135 - 1700C, nghĩa là độ bền của chúng với thăng hoa khơng đạt yêu cầu. Vì khi nhuộm vải polyester bằng thuốc nhuộm phân tán phải gia nhiệt khơ ở nhiệt độ trên 180oC. Các thuốc nhuộm diazo cĩ khối lượng phân tử lớn hơn nên bắt đầu thăng hoa ở 160 - 180 0C - Để nâng cao độ bền màu với thăng hoa người ta đưa vào phân tử thuốc nhuộm phân tán cĩ nhĩm thế cĩ khả ngăng chịu nhiệt nhưng khơng làm giảm ái lực của thuốc nhuộm . 2.2. Nguyên lý phối màu trong cơng nghệ nhuộm Trong thực tế ít khi cĩ sẳn màu phù hợp với màu của các mặt hàng theo thị hiếu hoặc mốt của người tiêu dùng, vì vậy phối ghép để tạo nên các màu mới là cơng việc thường xuyên của các nhà kỹ thuật nhuộm, in hoa, hội hoạ và nghiên cứu màu sắc. Phối hợp thuốc nhuộm cũng dựa trên nguyên lý ghép cộng và ghép trừ các tia màu quang phổ và nguyên lý ghép từ ba màu cơ bản. Điều khác chủ yếu với ghép màu quang học là ở chỗ thuốc nhuộm khơng phải là các sản phẩm tinh khiết cĩ màu đơn sắc, lại chứa các phụ gia nên màu tạo thành cĩ sai lệch so với ghép quang học. Phối ghép màu từ thuốc nhuộm kỹ thuật cịn gọi là ghép cơ học cĩ thể thực hiện bằng biện pháp thủ cơng hoặc thiết bị xử lý bằng máy tính điện tử. Dù dùng phương pháp nào cũng phải dựa vào các nguyên tắc sau: 1- phải dùng thuốc nhuộm cùng lớp theo phân lớp kỹ thuật, và cĩ các tính chất kỹ thuật tương tự như nhau: cùng điều kiện nhuộm ( nhiệt độ, trị số pH, xúc tác, phụ gia ); cùng cĩ tốc độ bắt màu; cùng cĩ độ bền màu với các chỉ tiêu khác nhau. V. v. 2- Khi phối thuốc nhuộm thuộc các lớp khác nhau để nhuộm vải pha cần chọn những loại khơng tích điện trái dấu, khơng chứa các phụ gia cĩ tính chất kỵ nhau làm cho dung dịch nhuộm bị kết tủa, màu sa láng hoặc biến màu, khĩ ghép đồng màu; 3-Cĩ thể phối từ hai thuốc nhuộm kỹ thuật để tạo nên màu mới cần thiết, nhưng số màu mới tạo thành sẽ bị hạn chế. Để tạo nên nhiều gam màu khác nhau người ta dùng thuật phối ghép từ ba màu cơ bản: đỏ, vàng và xanh lam hoặc đỏ, vàng và xanh lục. Dù thị ghép màu được thiết lập theo hình tam giác đều, mổi màu cơ bản được đặt ở một đỉnh của tam giác, tỷ lệ phối ghép được chia đều theo các cạnh, màu tạo thành Chương 2: Tổng quan Trang 7 sẽ theo quy luật sau : - Theo mỗi cạnh của tam giác sẽ nhận được một dãy các màu trung gian do kết quả ghép từ hai màu - Theo các đường cao của tam giác sẽ là dãy màu do kết quả bổ trợ nhau của nhiều cặp màu tương ứng - Tâm của tam giác và vùng phụ cận sẽ là miền cĩ màu vơ sắc ( ghi , xám ) do hiệu quả trung hồ lẫn nhau của ba màu cơ bản cĩ cường độ màu tương đương. - Các điểm khác nhau ở bên trong tam giác sẽ là vơ số các màu được phối ghép từ ba màu cơ bản với tỷ lệ khác nhau, màu và ánh màu của chúng tuỳ thuộc vào toạ độ trên tam giác . Tam giác màu được biểu diễn như sau : Việc chọn ba thuốc nhuộm làm ba màu cơ bản đúng với yêu cầu của lý thuyết rất khĩ thoả mãn, trong thực tế yêu cầu này chỉ là tương đối, nên màu và ánh màu thu được do hiệu quả phối ghép phụ thuộc nhiều vào ba màu ban đầu. Dưới đây là một số thí dụ về kết quả ghép một số màu thường gặp: Màu phối ghép Màu nhận được Hồng + Vàng Lịng tơm Hồng + Ghi Tím hoa cà Vàng + Lục Vàng chanh Xanh lam + Tím Xanh tím than Xanh lam + Xanh lục Cẩm thạch Xanh lam + đen Ghi , Xám Nâu + Đen Ghi , Xám Kaki + Đen Cỏ úa Xanh lục Đỏ Da cam Vàng Xanh lam Tím Chương 2: Tổng quan Trang 8 Nâu + Vàng Be hồng Xanh lam + Đỏ + Đen Nâu Đen + Vàng + Xanh lục Màu ximăng Vàng + Da cam + Xanh lục Màu ơliu Xanh lục + Tím Xanh lá mạ Đỏ + Vàng + Nâu Vàng nâu da bị 2.3. Giới thiệu về cơng ty DK Vina Tên cơng ty: Cơng ty TNHH DK VINA Địa chỉ: D10, KCN Việt Hương 2, Bến Cát, Bình Dương Hình thức doanh nghiệp: 100% vốn đầu tư của nước ngồi. Ngành nghề kinh doanh: chuyên sản xuất, gia cơng các loại chỉ may, chỉ thêu... Quy trình sản xuất hiện tại của cơng ty: Chỉ nhập về đã được gia cơng sẵn, nhuộm theo yêu cầu của khách hàng. Sau quá trình giặt để loại bỏ bớt màu. Qua quá trình sấy khơ, rồi được quấn lại thành sản phẩm hồn chỉnh. Thành phần chỉ sử dụng là polyester Các hĩa chất sử dụng: thuốc nhuộm phân tán, NaOH, chất tải màu, chất làm mềm… Chỉ thơ Nhuộm Giặt Sấy Quấn lại, đĩng gĩi Chương 3: Nội dung và phương pháp nghiên cứu Trang 9 Chương 3. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. Phương pháp keo tụ 3.1.1. Cơ sở lý thuyết của quá trình keo tụ a) Lý thuyết về hệ keo Hạt keo là những phần tử nhỏ cĩ kích cỡ từ 10-6 đến 10-3, khơng cĩ khả năng lắng bởi trọng lực vì hạt keo cĩ diện tích bề mặt lớn nên cĩ xu hướng hấp phụ các chất như các phân tử nước và ion cho nên các hạt keo sẽ lớn dần hay cĩ thể tích điện với mơi trường nước xung quanh. Trong mơi trường nước chia ra 2 loại keo: ü Hệ keo kị nước: Hệ keo kị nước phần lớn là các chất vơ cơ chứa điện tích bề mặt và cĩ khả năng chuyển động trong điện trường, tốc độ keo tụ rất nhanh khi đưa vào hệ một chất điện li và đạt tốc độ keo tụ tối đa với một nồng độ chất điện li tới hạn nào đĩ. Độ bền của hệ keo chủ yếu là do điện tích của bề mặt hạt keo quyết định. Hệ keo cĩ tính bền được là do hạt keo cùng loại tích điện cùng dấu sinh ra tương tác tĩnh điện. Đồng thời với lực đẩy tĩnh điện, các hạt keo cũng hút lẫn nhau do lực tương tác phân tử Valder Walls. Chỉ khi lực đẩy tĩnh điện vượt trội so với lực hút phân tử thì các hạt keo khơng hoặc ít cĩ điều kiện tạo thành tập hợp lớn. Lực đẩy của hệ keo tăng khi khoảng cách của chúng được giảm. Qúa trình đẩy do lực tĩnh điện xuất hiện khi lớp khuếch tán của chúng tiếp cận lẫn nhau và xen phủ vào nhau. Khi cĩ mặt chất điện li lạ trong dung dịch, độ dày của lớp khuếch tán bị co lại làm giảm khoảng cách giữa chúng. Sự co lại của lớp khuếch tán phụ thuộc vào cường độ ion của chất điện li, hĩa trị lớn, nồng độ cao cĩ tác động làm co mạnh lớp khuếch tán. Song song với quá trình đẩy do lực tĩnh điện, khi hai hạt keo tiến sát gần nhau đến một khoảng cách nhất định chúng sẽ hút nhau do lực hấp phụ phân tử. Lực tương Chương 3: Nội dung và phương pháp nghiên cứu Trang 10 tác Valder Walls phụ thuộc vào bản chất của hạt keo, mật độ của chúng, và khơng phụ thuộc vào thành phần hĩa học của dung dịch nước. Đối với hệ cĩ cường độ ion thấp, thế năng tương tác tổng cĩ giá trị dương ở vùng cĩ khoảng cách nằm giữa các hạt keo, tức là lực đẩy chiếm ưu thế. Muốn tiến sát lại gần nhau và cĩ sự xen phủ của lớp khuếch tán, các hạt keo cần phải cĩ năng lượng lớn hơn hàng rào thế năng. Với hệ cĩ cường độ ion cao, tương tác giữa các hạt keo dễ dàng hơn do độ dày của lớp khuếch tán thấp, giá trị cực đại của thế năng tương tác tổng cĩ giá trị nhỏ, thậm chí bằng khơng. Để tạo điều kiện cho quá trình keo tụ, cần giảm giá trị của hàng rào thế năng bằng cách đưa vào hệ những chất điện li cĩ hĩa trị cao (cường độ ion lớn) hoặc tăng nhiệt độ (tăng động năng) hoặc khuấy trộn tạo điều kiện cho quá trình tạo tập hợp lớn. ü Hệ keo ưa nước: Độ bền của hệ keo ưa nước khơng chỉ do lực tương tác tĩnh điện mà cịn do vỏ hydrat của hạt keo. Lớp vỏ hydrat gồm hai lớp, lớp đầu được tạo thành do tương tác dipol định hướng của phân tử nước với bề mặt của hệ keo cĩ liên kết khá bền, tiếp theo là lớp vỏ cĩ tương tác thấp hơn do chịu chuyển động nhiệt. Hấp phụ các hợp chất tồn tại trong mơi trường trên bề mặt hạt keo ưa nước cũng làm tăng tính bền do sự che chắn, ngăn cản chúng tiếp xúc với nhau. b) Các cơ chế của quá trình keo tụ: ü Nén ép làm giảm độ dày lớp điện kép. ü Hấp phụ và trung hịa điện tích. ü Lơi cuốn, quét cùng với chất kết tủa. ü Hấp phụ và tạo cầu liên kết giữa các hạt keo, gồm 5 phản ứng: - Phản ứng 1: Hấp phụ ban đầu ở liều lượng polymer tối ưu. - Phản ứng 2: Hình thành bơng cặn. - Phản ứng 3: Hấp phụ lần 2 của polymer. - Phản ứng 4: Khi liều lượng polymer dư. - Phản ứng 5: Vỡ bơng cặn. Chương 3: Nội dung và phương pháp nghiên cứu Trang 11 c) Các giai đoạn của quá trình keo tụ d) Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình keo tụ ü pH : pH là một yếu tố cực kỳ quan trọng đối với quá trình keo tụ. Thơng thường, ở pH thấp các chất hữu cơ mang điện tích âm và pH cao chúng mang điện tích dương. Ảnh hưởng của pH đến tốc độ đơng tụ của dung dịch keo: tốc độ đơng tụ của dung dịch keo và điện thế ξ của nĩ cĩ quan hệ. Trị số ξ càng nhỏ, lực đẩy giữa các hạt keo càng yếu. Vì vậy tốc độ đơng tụ của nĩ càng nhanh. Khi điện thế ξ bằng khơng, nghĩa là đạt đến điểm đẳng điện, tốc độ đơng tụ của nĩ lớn nhất. Dung dịch keo hình thành từ hợp chất lưỡng tính, trị số ξ của nĩ và điểm đẳng điện chủ yếu quyết định bởi trị số pH của nước. Do đĩ, để đạt được hiệu quả keo tụ là tốt nhất thì phải chọn trị số pH thích hơp cho từng loại nước thải riêng. Trị số pH này gọi là pH tối ưu. Đối với mỗi loại nước khác nhau sẽ cĩ pH tối ưu khác nhau và khơng cĩ một phương pháp nào tính tốn mà phải dựa vào thực nghiệm thơng qua thí nghiệm Jartest trên từng loại nước thải riêng. ü Liều lượng chất keo tụ: quá trình keo tụ khơng phải là một phản ứng hĩa học thơng thường, nên lượng chất keo tụ cho vào khơng thể dựa vào các tính tốn để xác định. Tùy vào loại nước khác nhau, tùy vào hàm lượng chất keo mà phải tiến hành Thủy phân Keo tụ Keo tụ perikinetic Keo tụ Orthokineti c Cho chất keo tụ -Phản ứng với nước, ion hĩa, thủy phân,trùng hợp. Làm mất tính ổn định -Nén ép giảm độ dày lớp điện tích kép. - Hấp phụ ion từ chất keo tụ trên bề mặt các phân tử. - Liên kết các ion và phần tử khác trên bề mặt các phân tử. -Lơi cuốn hạt keo cùng chất kết tủa. - Tạo cầu liên kết giữa các hạt keo. Vận chuyển Chuyển khối do khuếch tán Brown Vận chuyển Keo tụ cưỡng bức Chương 3: Nội dung và phương pháp nghiên cứu Trang 12 thực nghiệm để xác định trị số pH tối ưu tương ứng với trị số pH tối ưu của nĩ. ü Độ đục ban đầu: một số loại nước cần keo tụ cĩ độ đục thấp, nghĩa là hàm lượng các chất lơ lửng thấp, khả năng liên kết với các chất keo tụ thấp cho nên hiệu quả keo tụ khơng cao. Lúc này phải tạo độ đục ban đầu bằng cách cho thêm các chất trợ keo tụ như vơi… ü Chất hữu cơ: các chất hữu cơ là mục tiêu keo tụ chính của quá trình keo tụ. Một số chất hữu cơ hịa tan gây khĩ khăn cho quá trình keo tụ. ü Anion, cation trong nước: sự cĩ mặt của các ion này trong nước cĩ khả năng làm giảm tính ổn định của hệ keo, tăng khả năng keo tụ của chúng. ü Hiệu ứng khuấy: Trong quá trình keo tụ, một trong những yếu tố quyết định nữa là tốc độ khuấy trộn được cung cấp. Quá trình keo tụ phải đựơc đảm bảo sự khuấy trộn thích hợp theo từng giai đoạn riêng biệt giúp cho chất keo tụ tiếp xúc được với hạt keo và các bơng keo tiếp xúc với nhau tạo thành các bơng lớn hơn nhằm đạt đến hiệu quả tạo bơng là tốt nhất ü Thế năng zeta của hệ: thế năng ξ của hệ quyết định đến pH tối ưu cho quá trình keo tụ. ü Nhiệt độ keo tụ: một số chất keo tụ bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ của nước thải. Ở nhiệt độ quá cao, do chuyển động nhiệt các bơng keo tạo thành khĩ cĩ khả năng lớn, hiệu quả lắng kém đi. 3.1.2. Thí nghiệm Jartest a) Mục đích ü Xác định loại PAC thích hợp cho quá trình xử lý. ü Xác định pH tối ưu cho quá trình keo tụ đối với từng màu của nước thải nhuộm đồng thời xác định liều lượng phèn tối ưu ứng với pH tối ưu cho từng màu đĩ. b) Mơ hình và hĩa chất Mơ hình: Nghiên cứu quá trình keo tụ tạo bơng được tiến hành trên mơ hình Jartest. Mẫu thí nghiệm được đựng trong các cốc thuỷ tinh 500 ml. Hệ thống cánh khuấy cĩ thể chỉnh được tốc độ vịng quay. Hĩa chất : - PAC Phobinh (ký hiệu 1) 5% Chương 3: Nội dung và phương pháp nghiên cứu Trang 13 - PAC Phobinh (ký hiệu 5) 5% - PAC (ký hiệu X) 5% - H2SO4 10% - NaOH 10% 3.2. Nội dung nghiên cứu và trình tự thí nghiệm a) Nội dung: ü Xác định loại PAC thích hợp cho quá trình keo tụ. ü Xác định điều kiện keo tụ tối ưu cho từng màu ( pH và PAC tối ưu). ü Tiến hành đo đạc hiệu quả keo tụ. ü Áp dụng kết quả nghiên cứu vào trong hệ thơng xử lý thực tế. b) Trình tự thí nghiệm : ü Thí nghiệm test nhanh: - Lấy 400ml nước thải cho vào cốc nước thủy tinh. - Giữ ở pH thường của nước thải, cho từ từ PAC vào cho đến khi keo tụ. Nếu khơng keo tụ ở pH thường thì lần lượt điều chỉnh lên pH = 7 và 8, tiến hành tương tự. - Tiến hành lần lượt quá trình với từng loại PAC để so sánh hiệu quả của các loại PAC. ü Thí nghiệm xác định pH tối ưu: - Lấy 500ml mẫu nước vào các cốc thuỷ tinh. - Cho cùng một liều lượng phèn (lượng phèn này được xác định dựa vào thí nghiệm test nhanh trước) vào các cốc. - Phân chia cách khoảng pH và dùng NaOH hay H2SO4 để chỉnh pH tới các giá trị mong muốn. Tùy theo loại nước thải mà khoảng pH này thay đổi phù hợp. Đặt vào mơ hình và cho khuấy ở tốc độ 100 vịng/phút trong 1 phút. - Sau đĩ, chỉnh tốc độ khuấy xuống 20 vịng/phút trong vịng 20 phút. - Lắng trong 30 phút. - Lấy mẫu nước trong phân tích COD và độ đục . - Giá trị pH tối ưu được xem xét từ khả năng xử lý COD. ü Thí nghiệm xác định lượng phèn tối ưu: - Lấy 500ml mẫu nước vào các cốc. Chương 3: Nội dung và phương pháp nghiên cứu Trang 14 - Cho vào các cốc một lượng phèn khác nhau với độ lệch về lượng cách đều nhau. - Dùng NaOH chỉnh pH về giá trị pH tối ưu xác định từ thí nghiệm pH tối ưu. - Chế độ khuấy tương tự như thí nghiệm xác định pH tối ưu. - Để lắng trong 30 phút. - Phân tích COD và độ đục phần nước trong thu được sau quá trình lắng. - Xác định hàm lượng phèn tối ưu. c) Áp dụng vào thực tế: ü Sử dụng các kết quả của quá trình nghiên cứu để đưa vào trong hệ thống xử lý ü Xem xét khả năng khi áp dụng vào trong hệ thống xử lý thực tế ü Đưa các điều kiện cụ thể để cĩ thể áp dụng kết quả nghiên cứu vào thực tế một cách khả thi. Chương 4: Kết quả và thảo luận Trang 15 Chương 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Bảng 4.1 mơ tả tồn bộ các thí nghiệm đã tiến hành, khái quát lại hệ thống thí nghiệm tiến hành trong quá trình thực hiện đề tài. Bảng 4.1. Bảng mơ tả thí nghiệm STT Tên TN Mơ tả I A Thí nghiệm test nhanh I.1 A1 Nước thải màu Tím hồng I.2 A2 Nước thải màu Xanh đục I.3 A3 Nước thải màu Vàng rơm - Amytan I.4 A4 Nước thải màu Đen - Black I.5 A5 Nước thải màu Xanh - 1 I.6 A6 Nước thải màu Xanh - Maurina I.7 A7 Nước thải màu Đỏ - Persimon I.8 A8 Nước thải màu Đen - Elipse I.9 A9 Nước thải màu Hồng - Lamingo II B Thí nghiệm jartest với các màu nước thải (xét hiệu quả bằng định tính) II.1 B1 Nước thải màu Đỏ - Vitage marron II.2 B2 Nước thải màu Đỏ - Wine combo II.3 B3 Nước thải màu Xanh - Tobaco II.4 B4 Nước thải màu Nâu - Brown II C Thí nghiệm jartest hiệu quả xử lý với các màu nước thải (xét hiệu quả bằng định lượng) III.1 C1 Nước thải màu Đỏ - 1 III.2 C2 Nước thải màu Xanh - 2 III.3 C3 Nước thải màu Xanh - Green III.4 C4 Nước thải màu Xanh - D165 III.5 C5 Nước thải màu Đỏ - Granet III.6 C6 Nước thải màu Nâu - Brown III.7 C7 Nước thải màu Đỏ - Wine Chương 4: Kết quả và thảo luận Trang 16 Thí nghiệm A tiến hành nhằm một số mục đích: ü Xác định xem việc thay đổi màu sắc cĩ ảnh hưởng đến quá trình keo tụ hay khơng. ü Tìm ra loại PAC thích hợp trong nhiều loại PAC sử dụng. ü Tạo nên một số thí nghiệm để tham khảo cho các thí nghiệm tiếp theo. Ở thí nghiệm B là những mẫu đã tiến hành thí nghiệm Jartest nhưng khơng tiến hành được quá trình đo đạc định lượng tiếp theo nên sắp xếp riêng. Thí nghiệm C là thí nghiệm chính của đề tài. Trong thí nghiệm cĩ quá trình đo lại hiệu quả xử lý. Giúp cho quá trình xác định những qui luật của quá trình keo tụ với các màu khác nhau. Mỗi màu được sử dụng được phối từ khoảng 2-3 màu, trong bài sẽ ghi theo thứ tự giảm dần. Ví dụ: Màu Đỏ- Vitage marron. Thành phần màu : red, blue, yellow Màu này được phối từ 3 màu chính, Red cĩ thành phần nhiều nhất, sau đĩ là blue và yellow. Chính vì vậy mà tùy theo đặt hàng sẽ cĩ rất nhiều màu được tạo ra, thí nghiệm khơng tiến hành hết tất cả các màu mà chú ý đến thành phần màu để xác định mối quan hệ giữa các màu và quá trình keo tụ. Chương 4: Kết quả và thảo luận Trang 17 4.1. Thí nghiệm A: Test nhanh Bảng 4.2. Bảng tổng hợp kết quả thí nghiệm test nhanh. TN Màu nước thải Ký hiệu Thành phần pH nước thải pH tiến hành keo tụ Lượng PAC(ml) bắt đầu keo tụ Chọn PAC sử dụng pH tối ưu Lượng PAC tối ưu 1 5 X A1 Tím hồng 9 9 1,5 1 1 A2 Xanh đục 6,2 6,2 4 3,5 4 A3 Vàng rơm Amytan 5,5 8 5 7 4,5 A4 Đen Black 5,5 5,5 1,2 1 1 5 5 1,7 A5 Xanh 5 5 9 9,5 5 A6 Xanh nước biển Maurina 5,5 6 1,5 1 1 5 2,5 A7 Đỏ Persimon 5,5-5,7 5,5 5 5 5 5 8 A8 Đen Elipse Black, Rubin, NavyBlue 5,5-5,7 5,5 2 1,5 1,5 X 5 2,25 A9 Hồng Lamingo Yellow, Red, Blue 4,5 5 3,5 3 3 X 4 Chương 4: Kết quả và thảo luận Trang 18 Qua thí nghiệm test nhanh, đưa ra một số nhận xét: ü Hai loại PAC là PAC ký hiệu X và PAC ký hiệu 5 cho hiệu quả tương đương nhau trong quá trình thí nghiệm. Chọn PAC ký hiệu X cho các quá trình thí nghiệm tiếp theo. ü Các mẫu màu đỏ và đen cĩ khả năng keo tụ tốt ở mức pH của nước thải ( khoảng 5,5), khi nâng pH lên khoảng 7 thì các bơng cặn bị tan ra. Như vậy nước thải ở màu đen và đỏ cĩ pH tối ưu ở khoảng pH thấp. Các mẫu màu xanh ở pH của nước thải khả năng keo tụ khơng được tốt, khi nâng pH lên khoảng 6 thì bắt đầu keo tụ, khoảng keo tụ tốt thường lên tới khoảng 7. Vậy nước thải màu xanh cĩ khả năng keo tụ tốt ở pH khoảng gần 7. ü Mẫu màu vàng hồn tồn khơng cĩ khả năng keo tụ ở pH nước thải ( pH = 5,5). Nâng pH lên 8 thì hiện tượng keo tụ mới bắt đầu xay ra, vậy ở mẫu màu vàng, khả năng keo tụ tốt ở pH khoảng 8. 4.2. Thí nghiệm B: Thí nghiệm Jartest xét hiệu quả bằng định tính 4.2.1. Thí nghiệm B1: Nước thải màu Đỏ - Vitage marron Thành phần màu: red, blue, yellow pH: 5,5~5,7 Bảng 4.3. Bố trí thí nghiệm B1 Tên TN Mẫu 1 2 3 4 5 Thí nghiệm A: xác định pH tối ưu pH 5,5 5 6 7 8 PAC (ml) 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 Nồng độ PAC(mg/l) 550 550 550 550 550 Thí nghiệm B: xác định lượng PAC tối ưu pH 7 7 7 7 7 PAC (ml) 4,5 5 5,5 6 6,5 Nồng độ PAC(mg/l) 450 500 550 600 650 Thí nghiệm A: mẫu 4 (pH = 7) đạt trong nhất, chọn pH = 7 cho thí nghiệm tiếp theo ( xem ở Phụ lục 2). Thí nghiệm B: mẫu 4 (PAC = 6 ml) đạt hiệu quả cao nhất ( xem ở Phụ lục 2). ü Kết quả: Màu Đỏ - Vitage marron cĩ hiệu quả keo tụ tối ưu ở pH = 7 và lượng PAC là 6 ml (nồng độ 600 mg/l). Chương 4: Kết quả và thảo luận Trang 19 4.2.2. Thí nghiệm B2: nước thải màu Đỏ - Wine combo Thành phần màu: rubin, yellow, blue pH: ~6 Bảng 4.4. Bố trí thí nghiệm B2 Tên TN Mẫu 1 2 3 4 5 Thí nghiệm A: xác định pH tối ưu pH 5 6 7 8 9 PAC (ml) 2 2 2 2 2 Nồng độ PAC(mg/l) 200 200 200 200 200 Thí nghiệm B: xác định pH tối ưu (lần 2) pH 5 6 7 8 9 PAC (ml) 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 Nồng độ PAC(mg/l) 250 250 250 250 250 Thí nghiệm C: xác định lượng PAC tối ưu pH 8 8 8 8 8 PAC (ml) 1,5 2 2,5 3 3,5 Nồng độ PAC(mg/l) 150 200 250 300 350 Thí nghiệm A: xuất hiện 2 khoảng pH cĩ khả năng keo tụ tốt (pH = 5 và pH = 8), chọn pH = 8 ( xem ở Phụ lục 2). Thí nghiệm B: kết quả tương đồng với thí nghiệm A( xem ở Phụ lục 2). Thí nghiệm C: mẫu 5 (PAC = 3,5 ml) đạt hiệu quả cao nhất ( xem ở Phụ lục 2). ü Kết quả: Màu Đỏ (ký hiệu Wine combo) cĩ hiệu quả keo tụ tối ưu ở pH = 8 và lượng PAC là 3,5 ml (nồng độ 350 mg/l). 4.2.3. Thí nghiệm B3: nước thải màu Xanh - Tobaco Thành phần màu: blue, red, yellow pH: ~ 5,5 Bảng 4.5. Bố trí thí nghiệm B1 Tên TN Mẫu 1 2 3 4 5 Thí nghiệm A: xác định pH tối ưu pH 5 6 7 8 9 PAC (ml) 1 1 1 1 1 Nồng độ PAC(mg/l) 100 100 100 100 100 Thí nghiệm B: xác định pH tối ưu (lần 2) pH 5 6 7 8 9 PAC (ml) 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 Nồng độ PAC(mg/l) 150 150 150 150 150 Thí nghiệm C: xác định lượng PAC tối ưu pH 7 7 7 7 7 PAC (ml) 0,5 1 1,5 2 2,5 Nồng độ PAC(mg/l) 50 100 150 200 250 Thí nghiệm A: xuất hiện 2 khoảng pH cĩ khả năng keo tụ tốt (pH = 5 và pH = 7), Chương 4: Kết quả và thảo luận Trang 20 chọn pH = 7 ( xem ở Phụ lục 2). Thí nghiệm B: kết quả tương đồng với thí nghiệm A( xem ở Phụ lục 2). Thí nghiệm C: mẫu 4 (PAC = 2 ml) đạt hiệu quả cao nhất ( xem ở Phụ lục 2). ü Kết quả: Màu Xanh (ký hiệu Tobaco) cĩ hiệu quả keo tụ tối ưu ở pH = 7 và lượng PAC là 2 ml (nồng độ 200mg/l). Mẫu xuất hiện 2 khoảng pH tối ưu, một khoảng ở pH=7 và một khoảng ở pH = 5. 4.2.4. Thí nghiệm B4: nước thải màu Nâu - Brown Thành phần màu: blue, red, yellow pH: ~ 5,5 Bảng 4.6. Bố trí thí nghiệm B4 Tên TN Mẫu 1 2 3 4 5 Thí nghiệm A: xác định pH tối ưu pH 6 7 8 9 10 PAC (ml) 3 3 3 3 3 Nồng độ PAC(mg/l) 300 300 300 300 300 Thí nghiệm B: xác định lượng PAC tối ưu pH 8 8 8 8 8 PAC (ml) 1 2 3 4 5 Nồng độ PAC(mg/l) 100 200 300 400 500 Thí nghiệm A: mẫu 3 (pH = 8) đạt trong nhất, chọn pH = 8 cho thí nghiệm tiếp theo ( xem ở Phụ lục 2). Thí nghiệm B: mẫu 4 (PAC = 4 ml) đạt hiệu quả cao nhất ( xem ở Phụ lục 2). ü Kết quả: Màu Nâu - Brown cĩ hiệu quả keo tụ tối ưu ở pH = 8 và lượng PAC là 4 ml (nồng độ 400 mg/l). 4.3. Thí nghiệm C: Thí nghiệm Jartest xét hiệu quả bằng định lượng 4.3.1. Thí nghiệm C1: nước thải màu Đỏ - 1 ü Thơng số nước thải: Thành phần màu: red, blue, yellow pH: ~5,5 COD: 510 (mg/l) Chương 4: Kết quả và thảo luận Trang 21 Bảng 4.7. Thí nghiệm C1-A: xác định pH tối ưu. Mẫu 1 2 3 4 5 pH 5,5 4 5 6 7 PAC(ml) 3 3 3 3 3 Nồng độ PAC(mg/l) 300 300 300 300 300 COD sau xử lý (mg/l) 197,82 325,82 290,91 174,55 363,64 Hiệu quả xử lý COD (%) 61,14 36,00 42,86 65,71 28,57 Độ đục (NTU) 22 65 74 13 58 100 200 300 400 3,5 5 6,5 8 pH C O D (m g/ l) 20 30 40 50 60 70 3,5 5 6,5 8 pH Hi ệu s uấ t ( % ) Hình 4.2. Thí nghiệm C1-A1: Sự biến thiên COD theo pH Hình 4.3. Thí nghiệm C1-A2: Hiệu quả xử lý theo pH Bảng 4.8. Thí nghiệm C1-B: xác định lượng PAC tối ưu. Mẫu 1 2 3 4 5 pH 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 PAC (ml) 2 3 4 5 6 Nồng độ PAC(mg/l) 200 300 400 500 600 COD sau xử lý (mg/l) 203,64 197,82 130,91 122,18 145,45 Hiệu quả xử lý COD (%) 60,00 61,14 74,29 76 71,43 Độ đục (NTU) 103 22 5 6 27 Chương 4: Kết quả và thảo luận Trang 22 100 140 180 220 50 200 350 500 650 Nồng độ PAC (mg/l) CO D (m g/ l) 55 65 75 85 100 300 500 700 Nồng độ PAC (mg/l) Hi ệu s uấ t ( % ) Hình 4.4. Thí nghiệm C1-B1: Sự biến thiên COD theo nồng độ PAC Hình 4.5. Thí nghiệm C1-B2: Hiệu quả xử lý theo nồng độ PAC ü Kết quả: Mẫu đạt hiệu quả tối ưu ở pH = 5,5 lượng PAC 5ml (500mg/l). Trong quá trình xét định tính để tiến hành thí nghiệm xác định PAC tối ưu, mẫu ở pH = 6 cĩ hiệu quả cao hơn, tuy nhiên do ở pH nước thải thì khơng phải thêm hĩa chất, nên tiến hành ở thí nghiệm với pH = 5,5. COD cao nhất sau khi xử lý là 203.64 mg/, với mức này thì cĩ thể chấp nhận được nếu ở trong hệ thống, vì sau hệ thống keo tụ cịn cĩ cơng trình sinh học cĩ thể làm giảm COD. Nếu áp dụng trong thực tế khơng cần phải để ở mức keo tụ tối ưu. 4.3.2. Thí nghiệm C2: nước thải màu Xanh -2 ü Thơng số nước thải: Thành phần màu: yellow, Tblue pH: ~5,5 COD: 2027 (mg/l) Bảng 4.9. Thí nghiệm C2-A: xác định pH tối ưu Mẫu 1 2 3 4 5 pH 5 6 7 8 9 PAC (ml) 5 5 5 5 5 Nồng độ PAC(mg/l) 500 500 500 500 500 COD sau xử lý (mg/l) 1745,45 741,82 1745,45 1745,45 1163,64 Hiệu quả xử lý COD (%) 13,04 63,04 13,04 13,04 42,03 Độ đục (NTU) 226 31 284 215 25 Chương 4: Kết quả và thảo luận Trang 23 900 1200 1500 1800 2100 4 6 8 10pH C O D (m g/ l) 10 25 40 55 4 6 8 10 pH H iệ u su ất (% ) Hình 4.6. Thí nghiệm C2-A1: Sự biến thiên COD theo pH Hình 4.7. Thí nghiệm C2-A2: Hiệu quả xử lý theo pH Bảng 4.10. Thí nghiệm C2-B: xác định PAC tối ưu Mẫu 1 2 3 4 5 pH 8 8 8 8 8 PAC (ml) 3 4 5 6 7 Nồng độ PAC(mg/l) 300 400 500 600 700 COD sau xử lý (mg/l) 1163,64 1454,55 1570,91 960 727,27 Hiệu quả xử lý COD (%) 42,03 27,54 21,74 52,17 63,77 Độ đục (NTU) 112 90 71 21 2,5 600 1000 1400 1800 100 300 500 700 900 Nồng độ PAC (mg/l) CO D (m g/ l) 10 30 50 70 200 400 600 800 Nồng độ PAC (mg/l) H iệ u su ất (% ) Hình 4.8. Thí nghiệm C2-B1: Sự biến thiên COD theo nồng độ PAC Hình 4.9. Thí nghiệm C2-B2: Hiệu quả xử lý theo nồng độ PAC ü Kết quả: Mẫu đạt hiệu quả tối ưu ở pH = 8 với lượng PAC là 7ml (700mg/l). Theo kết quả ở quá trình định lượng thì việc chọn pH = 8 cho thí nghiệm xác định PAC tối ưu là một kết quả khơng chính xác. Việc chọn pH = 8 là do khi làm thí nghiệm chọn lượng PAC bắt đầu keo tụ thì ở pH = 6 khơng xuất hiện nên kết quả keo tụ ở pH = 6 bị nghi ngờ. Tuy nhiên, theo bảng kết quả trong thí nghiệm xác định PAC tối ưu thì độ đục chỉ Chương 4: Kết quả và thảo luận Trang 24 cịn 2,5. Vậy tại khoảng tối ưu của thí nghiệm này (pH = 8 và PAC = 7ml), hiệu quả keo tụ đã đạt một trong những khoảng cao nhất cĩ thể. Vậy với mẫu nước thải này thì hiệu quả keo tụ chỉ cĩ thể đạt ở mức 63,77% là khoảng cao nhất. 4.3.3. Thí nghiệm C3: nước thải màu Xanh - Green ü Thơng số nước thải: Thành phần màu: yellow, blue, red pH: ~5,5 COD: 1336,36 (mg/l) Bảng 4.11. Thí nghiệm C3-A: xác định pH tối ưu Mẫu 1 2 3 4 5 pH 5 6 7 8 9 PAC (ml) 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 Nồng độ PAC(mg/l) 450 450 450 450 450 COD sau xử lý (mg/l) 190,91 409,09 60 150 136,36 Hiệu quả xử lý COD (%) 85,71 69,39 95,51 88,78 89,8 Độ đục (NTU) 14 100 1 1 1 0 150 300 450 4 6 8 10 pH CO D (m g/ l) 65 75 85 95 105 4 6 8 10pH Hi ệu s uấ t ( % ) Hình 4.10. Thí nghiệm C3-A1: Sự biến thiên COD theo pH Hình 4.11. Thí nghiệm C3-A2: Hiệu quả xử lý theo pH Bảng 4.12. Thí nghiệm C3-B: xác định PAC tối ưu Mẫu 1 2 3 4 5 pH 7 7 7 7 7 PAC (ml) 3,5 4,5 5,5 6,5 7,5 Nồng độ PAC(mg/l) 350 450 550 650 750 COD sau xử lý (mg/l) 122,73 81,82 103,64 79,09 68,18 Hiệu quả xử lý COD (%) 90,82 93,88 92,24 94,08 94,9 Độ đục (NTU) 5 1 1 1 1 Chương 4: Kết quả và thảo luận Trang 25 60 85 110 135 150 400 650 900 Nồng độ PAC (mg/l) CO D (m g/ l) 90 92 94 96 300 500 700 900 Nồng độ PAC (mg/l) Hi ệu s uấ t ( % ) Hình 4.12. Thí nghiệm C3-B1: Sự biến thiên COD theo nồng độ PAC Hình 4.13. Thí nghiệm C3-B2: Hiệu quả xử lý theo nồng độ PAC ü Kết quả: Mẫu đạt hiệu quả tối ưu ở pH = 7 với lượng PAC là 6,5ml. Một trường hợp cĩ khả năng xử lý COD cao, ở thí nghiệm xác định PAC tối ưu, hiệu quả xử lý ở các thí nghiệm đều đạt trên 90%. Nếu được điều chỉnh ở pH tối ưu thì khả năng xử lý chỉ chênh lệch khoảng 4% (thấp nhất là 90,82% và cao nhất là 94,9%), và tiết kiệm được khoảng chênh lệch PAC là 400mg/l(350 mg/l và 750mg/l). 4.3.4. Thí nghiệm C4: nước thải màu Xanh - D165 ü Thơng số nước thải: Thành phần màu: blue, red, yellow pH: ~5,5 COD: 1040 (mg/l) Bảng 4.13. Thí nghiệm C4-A: xác định pH tối ưu Mẫu 1 2 3 4 5 pH 5 5,5 6 7 8 PAC (ml) 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 Nồng độ PAC(mg/l) 450 450 450 450 450 COD sau xử lý (mg/l) 416 200 194,67 146,67 469,33 Hiệu quả xử lý COD (%) 60 80,77 81,28 85,9 54,87 Độ đục (NTU) 54 10 79 2 97 Chương 4: Kết quả và thảo luận Trang 26 100 250 400 550 4 6 8 10 pH CO D (m g/ l) 50 65 80 95 4 6 8 10 pH H iệ u su ất (% ) Hình 4.14. Thí nghiệm C4-A1: Sự biến thiên COD theo pH Hình 4.15. Thí nghiệm C4-A2: Hiệu quả xử lý theo pH Bảng 4.14. Thí nghiệm C4-B: xác định PAC tối ưu Mẫu 1 2 3 4 5 pH 7 7 7 7 7 PAC (ml) 3,5 4 4,5 5 5,5 Nồng độ PAC(mg/l) 350 400 450 500 550 COD sau xử lý (mg/l) 656 560 146,67 146,67 173,33 Hiệu quả xử lý COD (%) 36,92 46,15 85,9 85,9 83,33 Độ đục (NTU) 149 40 2 4 16 100 300 500 700 300 400 500 600 Nồng độ PAC (mg/l) C O D (m g/ l) 30 50 70 90 300 400 500 600 Nồng độ PAC (mg/l) H iệ u su ất (% ) Hình 4.16. Thí nghiệm C4-B1: Sự biến thiên COD theo nồng độ PAC Hình 4.17. Thí nghiệm C4-B2: Hiệu quả xử lý theo nồng độ PAC ü Kết quả: Mẫu đạt hiệu quả tối ưu ở pH = 7 với lượng PAC là 4,5ml. Mẫu cĩ hiệu quả xử lý ở mức pH từ 5,5 – 7(80,77%; 81,28%; 85,9%) khá tương đồng nhau, như vậy mức pH để xử lý cĩ thể linh động trong khoảng khá rộng, từ 5,5-7. Tuy nhiên, ở thí nghiệm PAC tối ưu, cĩ thể thấy khoảng cách khá lớn trong hiệu quả xử lý, khi ở mức PAC là 4 và 4,5 ml cĩ sự chênh lệch về hiệu suất lớn (46% và 85%). Chương 4: Kết quả và thảo luận Trang 27 Đây là một trường hợp nếu lượng phèn khơng đạt trong khoảng tối ưu thì nước thải đạt hiệu quả rất thấp. 4.3.5. Thí nghiệm C5: nước thải màu Đỏ - Granet ü Thơng số nước thải: Thành phần màu: rubin, scalet, blue pH: ~5,5 COD: 2000 (mg/l) Bảng 4.15. Thí nghiệm C5-A: xác định pH tối ưu Mẫu 1 2 3 4 5 pH 5 5,5 6 7 8 PAC (ml) 2 2 2 2 2 Nồng độ PAC(mg/l) 200 200 200 200 200 COD sau xử lý (mg/l) 333,33 600 733,33 1000 1000 Hiệu quả xử lý COD (%) 83,33 70 63,33 50 50 Độ đục (NTU) 71 180 97 153 117 200 500 800 1100 4 6 8 10 pH CO D (m g/ l) 40 60 80 100 4 6 8 10 pH Hi ệu s uấ t ( % ) Hình 4.18. Thí nghiệm C5-A1: Sự biến thiên COD theo pH Hình 4.19. Thí nghiệm C5-A2: Hiệu quả xử lý theo pH Bảng 4.16. Thí nghiệm C5-B: xác định PAC tối ưu Mẫu 1 2 3 4 5 pH 5 5 5 5 5 PAC (ml) 1 2 3 4 5 Nồng độ PAC(mg/l) 100 200 300 400 500 COD sau xử lý (mg/l) 866,67 733,33 186,67 122,67 128 Hiệu quả xử lý COD (%) 56,67 83,33 90,67 93,87 93,6 Độ đục (NTU) 145 71 23 2 3 Chương 4: Kết quả và thảo luận Trang 28 0 300 600 900 0 200 400 600 Nồng độ PAC (mg/l) CO D (m g/ l) 50 65 80 95 0 200 400 600 Nồng độ PAC (mg/l) H iệ u su ất (% ) Hình 4.20. Thí nghiệm C5-B1: Sự biến thiên COD theo nồng độ PAC Hình 4.21. Thí nghiệm C5-B2: Hiệu quả xử lý theo nồng độ PAC ü Kết quả: Mẫu đạt hiệu quả tối ưu ở pH = 5 với lượng PAC là 4ml. Cĩ kết quả cao khi đo kết quả xử lý(mẫu tối ưu đạt 93,87%). Tuy nhiên, khi chỉ định tính bằng mắt thường thì nhận thấy hiệu quả khơng cao, mẫu đạt khơng trong, lượng màu cịn khá nhiều. Cĩ thể hiệu quả của quá trình keo tụ cịn cĩ thể cao hơn nếu tăng PAC. 4.3.6. Thí nghiệm C6: nước thải màu Nâu - Brown ü Thơng số nước thải: Thành phần màu: red, blue, yellow pH: ~5,5 COD: 480 (mg/l) Bảng 4.17. Thí nghiệm C6-A: xác định pH tối ưu Mẫu 1 2 3 4 5 pH 5 5,5 6 7 8 PAC (ml) 1 1 1 1 1 Nồng độ PAC(mg/l) 100 100 100 100 100 COD sau xử lý (mg/l) 373,33 181,33 266,67 426,67 373,33 Hiệu quả xử lý COD (%) 22,22 62,22 44,44 11,11 22,22 Độ đục (NTU) 84 8 63 42 32 Chương 4: Kết quả và thảo luận Trang 29 150 250 350 450 4 6 8 10 pH CO D (m g/ l) 0 20 40 60 80 4 6 8 10 pH H iệ u su ất (% ) Hình 4.22. Thí nghiệm C6-A1: Sự biến thiên COD theo pH Hình 4.23. Thí nghiệm C6-A2: Hiệu quả xử lý theo pH Bảng 4.18. Thí nghiệm C6-B: xác định PAC tối ưu Mẫu 1 2 3 4 5 pH 5,5 5,5 5,5 5,5 5,5 PAC (ml) 0,5 1 1,5 2 2,5 Nồng độ PAC(mg/l) 50 100 150 200 250 COD sau xử lý (mg/l) 277,33 133,33 181,33 133,33 165,33 Hiệu quả xử lý COD (%) 42,22 72,22 62,22 72,22 65,56 Độ đục (NTU) 20 1 1 1 2 100 150 200 250 300 0 100 200 300 Nồng độ PAC (mg/l) C O D (m g/ l) 30 45 60 75 0 100 200 300 Nồng độ PAC (mg/l) H iệ u su ất (% ) Hình 4.24. Thí nghiệm C6-B1: Sự biến thiên COD theo nồng độ PAC Hình 4.25. Thí nghiệm C6-B2: Hiệu quả xử lý theo nồng độ PAC Bảng 4.19. Thí nghiệm C6-C: xác định pH tối ưu(lần 2) Mẫu 1 2 3 4 5 pH 5 5,5 6 7 8 PAC (ml) 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 Nồng độ PAC(mg/l) 150 150 150 150 150 COD sau xử lý (mg/l) 160 160 186,67 400 453,33 Hiệu quả xử lý COD (%) 66,67 66,67 61,11 16,67 5,56 Độ đục (NTU) 14 4 2 55 25 Chương 4: Kết quả và thảo luận Trang 30 100 200 300 400 500 4 6 8 10 pH CO D (m g/ l) 0 20 40 60 80 4 6 8 10 pH H iệ u su ất (% ) Hình 4.26. Thí nghiệm C6-C1: Sự biến thiên COD theo pH Hình 4.27. Thí nghiệm C6-C2: Hiệu quả xử lý theo pH Bảng 4.20. Thí nghiệm C6-D: xác định PAC tối ưu (lần 2) Mẫu 1 2 3 4 5 pH 6 6 6 6 6 PAC (ml) 1 1,5 2 2,5 3 Nồng độ PAC(mg/l) 100 150 200 250 300 COD sau xử lý (mg/l) 224,00 186,67 146,67 120 181,33 Hiệu quả xử lý COD (%) 53,33 61,11 69,44 75 62,22 Độ đục (NTU) 53 2 3 4 5 100 150 200 250 50 150 250 350 Nồng độ PAC (mg/l) CO D (m g/ l) 50 60 70 80 50 150 250 350 Nồng độ PAC (mg/l) H iệ u su ất (% ) Hình 4.28. Thí nghiệm C6-D1: Sự biến thiên COD theo nồng độ PAC Hình 4.29. Thí nghiệm C6-D2: Hiệu quả xử lý theo nồng độ PAC ü Kết quả: Mẫu đạt hiệu quả tối ưu ở pH = 5,5 với lượng PAC là 4ml. Ở mẫu này, tiến hành các thí nghiệm nhiều lần để xác định độ chính xác của các thí nghiệm từng làm cĩ chênh lệch nhiều so với nhau hay khơng. Ở mẫu tối ưu, giữa 2 lần thí nghiệm khơng cĩ sự chênh lệch nhiều( 72,22% và 75%), tuy nhiên ở biểu đồ của 2 lần thí nghiệm đã cĩ xuất hiện những điểm khác biệt. Như vậy trong quá trình tiến hành thí nghiệm vẫn cĩ xuất hiện những sai sĩt. Chương 4: Kết quả và thảo luận Trang 31 Nếu chỉ xét đến kết quả cuối cùng thì trong 2 lần thí nghiệm, các kết quả khơng cĩ độ chênh lệch nhiều về các thơng số kết quả ( COD và pH). Khi tiến hành ở 2 pH khác nhau ( 5,5 và 6) cho hiệu quả ở quá trình tối khơng chênh lệch nhau quá nhiều. 4.3.7. Thí nghiệm C7: nước thải màu Đỏ - Wine ü Thơng số nước thải: Ký hiệu: Wine Thành phần màu: red, blue, yellow pH: ~5,5 COD: 425 (mg/l) Bảng 4.21. Thí nghiệm C7-A: xác định pH tối ưu Mẫu 1 2 3 4 5 pH 5 6 7 8 9 PAC (ml) 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 Nồng độ PAC(mg/l) 150 150 150 150 150 COD sau xử lý (mg/l) 403,64 403,64 283,64 305,45 327,27 Hiệu quả xử lý COD (%) 5,13 5,13 33,33 28,21 23,08 Độ đục (NTU) 62 55 5 1 17 250 300 350 400 450 4 6 8 10 pH CO D (m g/ l) 0 10 20 30 40 4 6 8 10 pH Hi ệu s uấ t ( % ) Hình 4.30. Thí nghiệm C7-A1: Sự biến thiên COD theo pH Hình 4.31. Thí nghiệm C7-A2: Hiệu quả xử lý theo pH Bảng 4.22. Thí nghiệm C7-B: xác định PAC tối ưu Mẫu 1 2 3 4 5 pH 7 7 7 7 7 PAC (ml) 1 1,5 2 2,5 3 Nồng độ PAC(mg/l) 100 150 200 250 300 COD sau xử lý (mg/l) 373,09 360 283,64 303,27 309,82 Hiệu quả xử lý COD (%) 12,31 15,38 33,33 28,72 27,18 Độ đục (NTU) 24 20 1 4 9 Chương 4: Kết quả và thảo luận Trang 32 250 300 350 400 50 150 250 350 Nồng độ PAC (mg/l) CO D (m g/ l) 0 10 20 30 40 0 100 200 300 400 Nồng độ PAC (mg/l) Hi ệu s uấ t ( % ) Hình 4.32. Thí nghiệm C7-B1: Sự biến thiên COD theo nồng độ PAC Hình 4.33. Thí nghiệm C7-B2: Hiệu quả xử lý theo nồng độ PAC Bảng 4.23. Thí nghiệm C7-C: xác định pH tối ưu ( lần 2) Mẫu 1 2 3 4 5 pH 5 6 7 8 9 PAC (ml) 2 2 2 2 2 Nồng độ PAC(mg/l) 200 200 200 200 200 COD sau xử lý (mg/l) 392,73 416,73 272,73 298,91 327,27 Hiệu quả xử lý COD (%) 7,69 2,05 35,9 29,74 23,08 Độ đục (NTU) 36 66 5 4 22 200 300 400 500 4 6 8 10pH C O D (m g/ l) 0 10 20 30 40 4 6 8 10 pH Hi ệu s uấ t ( % ) Hình 4.34. Thí nghiệm C7-C1: Sự biến thiên COD theo pH Hình 4.35. Thí nghiệm C7-C2: Hiệu quả xử lý theo pH ü Kết quả: Mẫu đạt hiệu quả tối ưu ở pH = 7 với lượng PAC là 2ml. Là một mẫu đặc biệt, cĩ 2 khoảng pH tối ưu đồng thời là mẫu cĩ hiệu quả xử lý tối ưu thấp nhất ( 33,33%). Tuy nhiên, ở COD đầu ra ở 283,64 mg/l vẫn là khoảng chấp nhận được để các cơng trình sau xử lý. Chương 4: Kết quả và thảo luận Trang 33 4.4. Thảo luận a) Thảo luận kết quả thí nghiệm Bảng 4.24. Bảng kết quả pH tối ưu (kết quả định tính). Mẫu Mơ tả Thành phần pH tối ưu Ghi chú B1 Nước thải màu Đỏ - Vitage marron Red, blue, yellow 7 2 khoảng pH tối ưu B2 Nước thải màu Đỏ - Wine combo Reb, blue, yellow 8 2 khoảng pH tối ưu B3 Nước thải màu Xanh - Tobaco Blue, red, yellow 7 B4 Nước thải màu Nâu - Brown Red, blue, yellow 8 C1 Nước thải màu Đỏ Reb, blue, yellow 5,5 C2 Nước thải màu Xanh Yellow, Tblue 8 2 khoảng pH tối ưu C3 Nước thải màu Xanh - Green Yellow, blue, red 7 C4 Nước thải màu Xanh - D165 Blue, red, yellow 7 C5 Nước thải màu Đỏ - Granet Rubin, scalet, blue 5 C6 Nước thải màu Nâu - Brown Red, blue, yellow 5,5 C7 Nước thải màu Đỏ - Wine Red, blue, yellow 7 2 khoảng pH tối ưu Ở thí nghiệm jatest cĩ một số thay đổi so với thí nghiệm test nhanh: ü Một số mẫu cĩ nhĩm màu Red chiếm ưu thế trong thành phần nhưng cĩ pH tối ưu cao ( pH 7 và 8). ü Xuất hiện một số màu cĩ khả năng keo tụ ở hai khoảng pH. Nhận xét những nhĩm màu cĩ 2 khoảng pH tối ưu: ü Nước thải màu Đỏ - Vitage marron thành phần: Red, blue, yellow. ü Nước thải màu Đỏ - Wine combo thành phần: Reb, blue, yellow. ü Nước thải màu Xanh thành phần: Yellow, Tblue. ü Nước thải màu Đỏ - Wine thành phần: Red, blue, yellow. 3 nhĩm màu Đỏ đều cĩ chung thành phần là Red, blue, yellow, tuy nhiên, cĩ thí nghiệm C1 và C6 cũng ở màu cĩ chung cơng thức, nhưng lại cho pH ở khoảng 5,5. Như vậy cĩ thể thấy, khơng cĩ nghĩa là một nhĩm màu nào đĩ chiếm ưu thế thì keo tụ sẽ tốt nhất ở pH tối ưu của màu đĩ mà nĩ cịn bị ảnh hưởng của các thành phần màu Chương 4: Kết quả và thảo luận Trang 34 khác. Như nhận xét ở thí nghiệm A, thì những nhĩm màu Xanh và Vàng sẽ cĩ khả năng keo tụ tốt ở khoảng pH = 7 và 8, màu đỏ là ở pH = 5,5. Thì việc tạo thành 2 khoảng pH cĩ thể giải thích bằng cách là mỗi thành phần cĩ khả năng keo tụ độc lập ở khoảng pH tối ưu của mình. Nghĩa là nếu khoảng pH đĩ là tối ưu của một màu nào đĩ trong thành phần thì nhĩm màu đĩ sẽ tiến hành keo tụ, cĩ thể những nhĩm màu cịn lại thì khơng. Như vậy ở những nhĩm màu chỉ cĩ một khoảng keo tụ thì cĩ 2 lý do: ü Trong màu đĩ khơng cĩ nhĩm màu keo tụ tốt ở pH khác ( hoặc các nhĩm màu cĩ pH gần tương đương nhau) ü Thành phần màu cĩ pH keo tụ ở khoảng khác quá thấp nên khơng đủ khả năng keo tụ. Bảng 4.25. Bảng kết quả hiệu quả xử lý tối ưu. Mẫu Mơ tả Thành phần pH tối ưu Nồng độ PAC tối ưu (mg/l) Hiệu quả xử lý COD tối ưu(%) Độ đục C1 Nước thải màu Đỏ Reb, blue, yellow 5,5 5 76 6 C2 Nước thải màu Xanh Yellow, Tblue 8 7 63,77 2,5 C3 Nước thải màu Xanh - Green Yellow, blue, red 7 6,5 94,9 1 C4 Nước thải màu Xanh - D165 Blue, red, yellow 7 4,5 85,9 4 C5 Nước thải màu Đỏ - Granet Rubin, scalet, blue 5 4 93,87 2 C6 Nước thải màu Nâu - Brown Red, blue, yellow 5,5 4 75 3 C7 Nước thải màu Đỏ - Wine Red, blue, yellow 7 2 33,33 1 Xét các mẫu cĩ 2 khoảng pH (C2 và C7), 2 mẫu đều cĩ hiệu quả xử lý khơng cao, mặc dù độ đục cịn rất thấp (2,5 và 1 NTU), như vậy khả năng xử lý keo tụ đã ở mức độ tối ưu, khơng cĩ khả năng xử lý cao hơn được nữa. Ở mẫu C2, màu Yellow chiếm ưu thế, cĩ khả năng keo tụ tốt ở pH = 8 nên hiệu quả đạt 63,77%. Cịn ở mẫu C7, pH chọn keo tụ là 8, trong khi pH để quá trình keo tụ của nhĩm Red là 5-6, đề đĩ làm cho chỉ keo tụ được 2 nhĩm màu Blue và Yellow, hiệu Chương 4: Kết quả và thảo luận Trang 35 quả của quá trình keo tụ chỉ đạt 33,33%. 2 mẫu đạt hiệu quả cao nhất là C3 và C5: ü Mẫu C3, keo tụ ở pH = 7, thích họp cho quá trình keo tụ với 2 nhĩm màu chính trong thành phần là Yellow và Blue. ü Mẫu C5, keo tụ ở pH = 5, thích hợp cho quá trình keo tụ với 2 nhĩm màu chính trong thành phần là Rubin và Scalet. Như vậy, những kết quả trên cho thấy, mỗi nhĩm màu cĩ một khoảng pH để khả năng keo tụ là tốt nhất, nếu trong thành phần cĩ nhiều nhĩm màu khác nhau thì tùy theo liều lượng mà cĩ thể chia ra thành nhiều khoảng pH tối ưu với nước thải đĩ. Tuy nhiên, khoảng pH tối ưu nào thì chỉ cĩ thể keo tụ được các nhĩm màu cĩ khả năng thích hợp, cịn các nhĩm khác thì khơng cĩ tác dụng. b) Đề xuất biện pháp áp dụng thực tế Biện pháp kiến nghị hợp lý cho việc xử lý là tách ra 2 dịng riêng biệt, để cĩ thể xử lý hiệu quả hơn. Nước thải sau khi ra khỏi thiết bị nhuộm, thay vì được dẫn chung vào đường ống xả ra ngồi, sẽ được phân ra 2 dịng: một dịng là nước thải cĩ nhĩm màu Red chiếm ưu thế, dịng cịn lại là nhĩm màu Blue và Yellow chiếm ưu thế. Nước thải sau đĩ được dẫn hệ thống bể điều hỏa và hệ thống làm mát. Tại đây, nước thải được đưa vào 2 ngăn chứa riêng trong bể điều hịa, hệ thống sẽ Nước thải Nhĩm màu Red Nhĩm Blue và Yellow Bể điều hịa Bể điều hịa Keo tụ Chương 4: Kết quả và thảo luận Trang 36 được thiết lập để xử lý lần lượt từng ngăn một, nước thải sẽ được chuyển qua hệ thống làm mát và keo tụ ( được thiết lập để thích hợp cho từng màu), lần lượt xử lý từng ngăn. Hệ thống này sẽ phải cĩ một bể điều hịa lớn. Nếu như cơng suất của hệ thống lớn, nước xả thải liên tục, địi hỏi được xử lý liên tục thì cĩ thể tách riêng thành 2 quá trình xử lý riêng, chỉ hợp dịng ở quá trình sinh học. Khĩ khăn nhất là ở hệ thống phân dịng nước thải, đề xuất 2 biện pháp: ü Ở mỗi hệ thống xả, đặt 2 đường ống, cĩ thiết bị van để chuyển đổi đường nước. Như vậy, cơng nhân vận hành của hệ thống nhuộm được hướng dẫn để chuyển đổi cho nước thải thành 2 dịng riêng biệt. Ưu điểm của phương pháp này là ít tốn thêm chi phí, chỉ cĩ lắp đặt thêm đường ống. Tuy nhiên, để tập cho cơng nhân cĩ thể làm cho hệ thống hoạt động tốt cần cĩ thời gian. Đối với các hệ thống xử lý nhỏ, địi hỏi chi phí đầu tư thấp cĩ thể áp dụng biện pháp này. ü Lắp đặt một hệ thống xác định màu sắc, hệ thống này sẽ được thiết lập để phân dịng. Như vậy, sẽ khơng cần sự phân loại của cơng nhân, nhưng như vậy sẽ tốn chi phí để đầu tư cho hệ thống lớn. Biện pháp này cĩ thể áp dụng cho các hệ thống xử lý lớn, cĩ chi phí đầu tư cao. Tuy nhiên, sẽ gặp nhiều vấn đề phát sinh: nhiều hệ thống cùng ra một lần khi nhuộm, chế độ nhận màu, … Do đĩ giải pháp này cần được nghiên cứu thêm. Chương 5: Kết luận và kiến nghị Trang 37 Chương 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1. Kết luận ü Trong các loại PAC sử dụng, PAC Phobinh ký hiệu 5 và X thu được kết quả tốt, sử dụng PAC X cho các quá trình tiếp theo. ü Các nhĩm màu khác nhau cĩ những điều kiện keo tụ khác nhau, cụ thể: - Những màu cĩ nhĩm màu Red, Granet, Rubin, Black chiếm ưu thế trong thành phần màu cĩ khả năng keo tụ tốt ở pH khoảng 5,5. - Màu chính Blue chiếm ưu thế trong thành phần màu cĩ khả năng keo tụ tốt ở pH khoảng 7. - Màu chính Yellow chiếm ưu thế trong thành phần màu cĩ khả năng keo tụ tốt ở pH khoảng 8. ü Nếu như trong màu gồm nhiều nhĩm khác nhau, thì các nhĩm màu cĩ hiệu quả keo tụ thích hợp với mức pH sử dụng sẽ keo tụ, cịn các nhĩm khác ( cĩ khoảng pH khơng phù hợp) sẽ cĩ tác dụng thấp, làm cho hiệu quả xử lý cĩ thể khơng cao Ví dụ: Trong màu cĩ thành phần màu là: yellow, red, blue Nếu keo tụ ở pH = 7 hoặc 8 thì sẽ cĩ khả năng xử lý được nhĩm màu Yellow và Blue trong màu, nhưng khơng xử lý được nhĩm màu Red. Ở một số trường hợp, cĩ thể keo tụ ở pH = 5,5-6, lúc này sẽ xử lý được nhĩm màu Red, tuy nhiên khơng xử lý được 2 nhĩm màu cịn lại. => Như vậy, dù cho sau qui trình nhuộm, nước thải từ nhiều máy nhuộm khác nhau, nhiều loại màu khác nhau thì vẫn theo qui luật này. 5.2. Kiến nghị Đề tài cĩ thể phát triển thêm để giúp cho quá trình xử lý tốt hơn: ü Keo tụ với màu đơn sắc ( chỉ gồm một nhĩm màu) để cĩ thể xác định hiệu quả keo tụ cũng như pH tối ưu, làm tham khảo cho quá trình xử lý khi đã phối màu. ü Theo dõi tỷ lệ giữa các thành phần, tiến hành điều chỉnh để thấy được mối quan hệ giữa tỉ lệ các thành phần và pH tối ưu. Chương 5: Kết luận và kiến nghị Trang 38 ü Tiến hành thí nghiệm đối với các loại nước thải khác của các phẩm nhuộm khác ( hoạt tính, trực tiếp) ü Tiến hành pha trộn để tìm ra cách xử lý thích hợp (như pha trộn giữa nước thải màu Đỏ của nước thải phẩm nhuộm phân tán và màu Đỏ của phẩm nhuộm hoạt tính để tìm ra những nét tương đồng). Từ những kết quả đã rút ra được, đề xuất một số biện pháp: ü Tiến hành tách dịng với nước thải, tách ra 2 dịng, một là dịng cĩ nhĩm Red chiếm ưu thế, cịn lại là dịng cĩ nhĩm Blue và Yellow chiếm ưu thế. Như vậy cĩ thể điều chỉnh để cho quá trình xử lý từng dịng tối ưu. ü Lắp đạt thiết bị nhận màu, cĩ thể nhận dạng được nhĩm màu nào chiếm ưu thế để thay đổi pH và PAC thích hợp. 1 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Lâm Minh Triết (chủ biên), Nguyễn Thanh Hùng, Nguyễn Phước Dân. Xử Lý Nước Thải Đơ Thị Và Cơng Nghiệp – Tính Tốn Thiết Kế Cơng Trình, CEFINEA - Viện Mơi Trường Và Tài Nguyên. 2. Trần Thị Thanh Bình, Võ Thị Ngọc Châu, Trần Thụy Lan Chi, Phạm Thị Cúc, 2006. Kỹ thuật nhuộm trên vải PES. Đồ án chuyên ngành, Đại học Cơng nghiệp TP HCM, Việt Nam. 3. Nguyễn Thiện Nhân (chủ biên), Trần Ứng Long, Dương Thị Thành, 1998-1999. Sổ tay hướng dẫn xử lý ơ nhiễm mơi trường trong sản xuất tiểu thủ cơng nghiệp, tập 4. 4. Trung tâm nghiên cứu mơi trường Đại học Nơng lâm TP Hồ Chí Minh, 9-2002. Giáo trình thực hành hĩa mơi trường. 5. Metcalf – Eddy, Wastewater Engineering Treatment Disposal Reuse, Fourth Edition, McGRAWHILL. INC, 1998 Phụ lục 2 PHỤ LỤC Phụ lục I: Phương pháp đo COD dùng trong thí nghiệm ü Nguyên tắc Hầu hết các hợp chất hữu cơ đều bị phân hủy khi đun sơi trong hỗn hợp cromic và acid sunfuric: CnHaOb + cCr2O72- + 8cH+ → nCO2 + (a/2 + 4x)H2O + 2cCr3+ Với c = 2n/3 + a/6 – b/3. Lượng Cr2O72- biết trước sẽ giảm tương ứng với lượng chất hữu cơ cĩ trong mẫu. Lượng Cr2O72- dư sẽ phân giải bằng dung dịch FAS ( Ferrous Ammonium Sulfate – Fe(NH4)2(SO4)2) và lượng chất hữu cơ bị ơxy tương đương qua Cr2O72- bị khử. Lượng ơxy tương đương này chính là COD. ü Hĩa chất Dung dịch chuẩn K2Cr2O7 0,0167M: hịa tan 4,913g K2Cr2O7 (đã sấy ở 1050C trong 2 giờ) trong 500mL nước cất, thêm 167 mL H2SO4 đậm đặc và 33,3 HgSO4 khuấy tan, để nguội đến nhiệt độ phịng, định mức thành 1 lít. Acid sulfuric reagent: cân 5,5g AgSO4 trong 1kg H2SO4 đậm đặc (d = 1,84) để 1- 2 ngày để hịa tan hồn tồn. Chi thị màu Ferroin: hồ tan hồn tồn 1,485g 1,10-phenanthrolinemonohydrate và thêm 0,695g FeSO4.7H2O trong nước cất và định mức thành 100ml (khi hai chất này trộn lẫn với nhau thì dung dịch sẽ hịa tan và cĩ màu đỏ). Dung dịch FAS 0,1 M: hịa tan 39,2g FAS trong một ít nước cất, thêm vào 20ml H2SO4 đậm đặc, để nguội và định mức thành 1 lít. Chuẩn lại nồng độ FAS mỗi ngày với K2Cr2O7 0,0167M như sau: chọn thể tích mẫu (dùng nước cất thay cho mẫu) và hĩa chất sử dụng theo bảng sau: Ống thí nghiệm (đường kính x dài) (mm) Mẫu (ml) Dung dịch K2Cr2O7 0,0167M (ml) H2SO4 reagent (ml) Tổng thể tích 16 x 100 2,5 1,5 3,5 7,5 20 x 150 5,0 3,0 7,0 15,0 25 x 150 10,0 6,0 14,0 30,0 Phụ lục 3 Ống chuẩn 10 ml 2,5 1,5 3,5 7,5 Để nguội ống đến nhiệt độ phịng và thêm 0,05 – 0,1 ml (1 – 2 giọt) chỉ thị ferroin và chuẩn độ với FAS. Điểm kết thúc phản ứng chuẩn độ, dung dịch chuyển từ xanh lá cây sang màu nâu đỏ. M (FAS) = Thể tích K2Cr2O7 0,0167M (ml) x 0,1 Thể tích FAS dùng để chuẩn độ (ml) ü Tiến hành Rửa sạch ống nghiệm cĩ nút vặn kín với 20% trước khi sử dụng. Chọn thể tích mẫu và thể tích hĩa chất dùng tương ứng như theo bảng . Cho mẫu vào ống nghiệm, thêm , cẩn thận thêm reagent vào bằng cách cho acid chảy từ từ dọc theo thành của ống nghiệm. Đậy nút vặn ngay, lắc kỹ nhiều lần (cẩn thận vì phản ứng sinh nhiệt), đặt ống nghiệm trong giá inox và cho vào tủ sấy ở nhiệt độ 1500C trong 2 giờ. Để nguội đến nhiệt độ phịng, đổ dung dịch trong ống nghiệm vào bình tam giác 100ml, thêm 1 – 2 giọt chỉ thị ferroin và định phân bằng FAS 0,1M. Dứt điểm khi mẫu chuyển từ màu xanh lá cây sang màu đỏ. Làm hai mẫu trắng với nước cất (mẫu 0 và mẫu B). Tính tốn kết quả COD(mgO2/l) = (A – B) x M x 8000 ml mẫu Trong đĩ: A : thể tích FAS dùng định phân mẫu trắng B (ml). B : thể tích FAS dùng định phân mẫu cần xác định (ml). M : nồng độ mole của FAS. Phụ lục 4 Phụ lục II: Một số hình ảnh tiến hành thí nghiệm Hình PL-1: Thí nghiệm B1-A: Xác định pH tối ưu với màu Đỏ - Vitage marron Hình PL-2: Thí nghiệm B1-B: Xác định PAC tối ưu với màu Đỏ - Vitage marron Hình PL-3: Thí nghiệm B2-A: Xác định pH tối ưu với màu Đỏ - Wine combo Phụ lục 5 Hình PL-1: Thí nghiệm B4-B: Xác định pH tối ưu (lần 2) với màu Đỏ - Wine combo. Hình PL-1: Thí nghiệm B2-C: Xác định PAC tối ưu với màu Đỏ - Wine combo. Hình PL-1: Thí nghiệm B3-A: Xác định pH tối ưu với màu Xanh-Tobaco. Hình PL-1: Thí nghiệm B3-B: Xác định pH tối ưu (lần 2) với màu Xanh-Tobaco. Phụ lục 6 Hình PL-1: Thí nghiệm B3-C: Xác định PAC tối ưu với màu Xanh-Tobaco. Hình PL-1: Thí nghiệm B4-A: Xác định pH tối ưu với màu Nâu-Brown. Hình PL-2: Thí nghiệm B4-B: Xác định PAC tối ưu với màu Nâu-Brown. Phụ lục 7 Phụ lục III: Đề xuất áp dụng cụ thể ở cơng ty DK Vina Hệ thống xử lý hiện tại ở cơng ty: Vẫn giữ nguyên hệ thống cũ, chỉ tiến hành chia bể điều hịa thành 2 phần và lắp đặt thêm đường ống để cĩ thể chia dịng nước thải thành 2 dịng riêng. Từ đây, nước thải sẽ được xử lý lần lượt từng màu một. Đối với dịng của nhĩm Red, nước thải sẽ được keo tụ ở pH = 5,5. Lượng PAC sử dụng khoảng 400mg/l (mức trung bình để xử lý các màu cĩ nhĩm Red cao) để hiệu suất của quá trình khoảng 70-80%. Đối với dịng của nhĩm Blue và Yellow, nước thải sẽ được keo tụ ở pH = 7, lượng PAC sử dụng khoảng 500mg/l (mức trung bình để xử lý các màu cĩ nhĩm Blue và Yellow cao) để hiệu suất của quá trình khoảng 70-80%. Nguồn xả Bể điều hịa Hệ thống làm mát Hệ thống keo tụ Bể lắng Bể USBF Bể khử trùng Cống xả