Nghiên cứu khả năng xử lý độ màu nước thải dệt nhuộm bằng hệ quang xúc tác TiO2

Nghiên cứu khả năng xử lý độ màu nước thải dệt nhuộm bằng hệ quang xúc tác TiO2 dạng bột trong quy mô phòng thí nghiệm đã được thực hiện. Trước tiên, chúng tôi tiến hành khảo sát các thông số ảnh hưởng đến quá trình xử lý độ màu bằng hệ quang xúc tác dạng bột, từ đó đưa ra điều kiện tối ưu hóa nhằm ứng dụng vào xử lý nước thải dệt nhuộm thực tế bằng việc thêm các tác nhân bổ trợ như O2 và H2O2.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu khả năng xử lý độ màu nước thải dệt nhuộm bằng hệ quang xúc tác TiO2 TAÏP CHÍ KHOA HOÏC ÑAÏI HOÏC SAØI GOØN Soá 3(28) - Thaùng 5/2015 NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ ĐỘ MÀU NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM BẰNG HỆ QUANG XÚC TÁC TiO2 PHẠM NGUYỄN KIM TUYẾN(*) TÓM TẮT Nghiên cứu khả năng xử lý độ màu nước thải dệt nhuộm bằng hệ quang xúc tác TiO2 dạng bột trong quy mô phòng thí nghiệm đã được thực hiện. Trước tiên, chúng tôi tiến hành khảo sát các thông số ảnh hưởng đến quá trình xử lý độ màu bằng hệ quang xúc tác dạng bột, từ đó đưa ra điều kiện tối ưu hóa nhằm ứng dụng vào xử lý nước thải dệt nhuộm thực tế bằng việc thêm các tác nhân bổ trợ như O2 và H2O2. Kết quả thu được cho thấy việc thêm O2, H2O2 có thể tăng hiệu suất xử lý nước thải và hệ xúc tác TiO2 cho thấy có độ bền rất cao, hoạt tính xử lý methylen xanh gần như không giảm sau 4 lần sử dụng liên tiếp. Khi kết hợp hệ xúc tác TiO2 với O2/H2O2 để xử lý một số nguồn nước thải thật với đầu vào có độ màu tương ứng với đầu ra của chuẩn cột B thì kết quả cho thấy trong thời gian 90 phút, độ màu của nước thải sau khi qua hệ xúc tác đều đạt tiêu chuẩn loại A của QCVN 13: 2008/BTNMT, dưới 50 Pt-Co. Kết quả này cho thấy khả năng ứng dụng hệ TiO2 kết hợp O2/H2O2 vào thực tế là rất cao. Từ khóa: TiO2, xử lý độ màu, nước thải dệt nhuộm, methylene xanh, xúc tác quang hóa ABSTRACT Research is carried out in lab-scale for optimizing the decolorization of textile wastewater under powdered TiO2 photocatalytic system. Study was conducted to evaluate the parameters that can effect on the textile wastewater decolorization process over TiO2 powdered photocatalyst. The optimum condition is obtained and the addition of O2, H2O2 can improve the treatment efficiency. TiO2 system also showed very high stable and recycle ability, the methylene blue treatment output remains unchanged after 4 consecutive uses. When the combination of TiO2 system and O2/H2O2 was applied to real wastewater sources that have input color corresponding to standard output of column B, the results showed that after a period of 90 minutes running through the catalytic system, all the wastewater sources had color indexes of 50 in Pt/Co scale (standard type A). It proved a very promising opportunity for full-scale application of the TiO2 system with O2/H2O2 catalysts. Keyword: TiO2, decolorization, textile wastewater, methylene blue, photocatalytic 1. PHẦN MỞ ĐẦU (*) kể, trong đó, lượng nước được sử dụng Nước thải dệt nhuộm là sự tổng hợp trong các công đoạn sản xuất chiếm 72,3%, nước thải phát sinh từ tất cả các công đoạn chủ yếu là trong công đoạn nhuộm và hoàn hồ sợi, nấu tẩy, tẩy trắng, làm bóng sợi, tất sản phẩm [1]. Xét hai yếu tố là lượng nhuộm in và hoàn tất. Theo phân tích của nước thải và thành phần các chất ô nhiễm các chuyên gia, trung bình, một nhà máy trong nước thải, ngành dệt nhuộm được dệt nhuộm sử dụng một lượng nước đáng đánh giá là ô nhiễm nhất trong số các ngành công nghiệp [2-4]. Trong số các chất (*) TS, Trường Đại học Sài Gòn 39 ô nhiễm có trong nước thải dệt nhuộm, sát. Ngoài ra, nghiên cứu cũng tiến hành thí thuốc nhuộm là thành phần khó xử lý nhất, nghiệm nâng cao hiệu suất xử lý khi thêm đặc biệt là thuốc nhuộm azo không tan – O2 và H2O2 vào hệ. loại thuốc nhuộm được sử dụng phổ biến 2. THỰC NGHIỆM nhất hiện nay, chiếm 60-70% thị phần [1]. 2.1. Hóa chất – dụng cụ Thông thường, các chất màu có trong thuốc Xúc tác titanium dioxide (TiO2) dạng nhuộm không bám dính hết vào sợi vải bột và methylene xanh (MB) sử dụng trong trong quá trình nhuộm mà bao giờ cũng quá trình nghiên cứu được mua từ hãng còn lại một lượng dư nhất định tồn tại Merck - Đức. Trong khi đó, congo đỏ và trong nước thải. Lượng thuốc nhuộm dư orange cam có xuất xứ từ Trung Quốc. sau công đoạn nhuộm có thể lên đến 50% Mẫu nước thải sau khi được xử lý bằng tổng lượng thuốc nhuộm được sử dụng ban hệ quang xúc tác TiO2 dạng bột được đem đầu [1,3,5]. Xử lý độ màu nước thải dệt đi ly tâm tách TiO2 bằng máy ly tâm Beoco nhuộm có rất nhiều phương pháp bao gồm U320R và đo mật độ quang để xác định độ cả sinh học và hóa lý, trong đó các phương màu bằng máy đo quang DR3000. pháp hóa lý thường được áp dụng là các 2.2. Nguồn nước thải dệt nhuộm quá trình oxy hóa nâng cao (AOPs – Nghiên cứu khả năng xử lý độ màu của Advanced Oxidation Processes) [4-10]. nước thải dệt nhuộm của quá trình quang AOPs ...