Ứng dụng hệ oxi hóa kép gốc tự do SO- và OH dựa trên cơ sở persulfate/ZVI/UV để xử lý nước thải dệt nhuộm Azo tại các làng nghề La Phù, Dương Nội và Vạn Phúc

Thuốc nhuộm azo là thuốc nhuộm công nghiệp chiếm 60-70 % thuốc nhuộm thương mại toàn cầu. Thuốc nhuộm azo thường được sử dụng nhiều trong các nhà máy dệt nhuộm. Liên kết trong phân tử azo khá bền, thể hiện ở khả năng khó phân hủy trong môi trường.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ứng dụng hệ oxi hóa kép gốc tự do SO- và OH dựa trên cơ sở persulfate/ZVI/UV để xử lý nước thải dệt nhuộm Azo tại các làng nghề La Phù, Dương Nội và Vạn Phúc Hóa học – Sinh học – Môi trường ỨNG DỤNG HỆ OXI HÓA KÉP GỐC TỰ DO SO VÀ OH DỰA TRÊN CƠ SỞ PERSULFATE/ZVI/UV ĐỂ XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM AZO TẠI CÁC LÀNG NGHỀ LA PHÙ, DƯƠNG NỘI VÀ VẠN PHÚC Nguyễn Thanh Bình1*, Nguyễn Đình Hưng2 Tóm tắt: Thuốc nhuộm azo là thuốc nhuộm công nghiệp chiếm 60-70 % thuốc nhuộm thương mại toàn cầu. Thuốc nhuộm azo thường đươc sử dụng nhiều trong các nhà máy dệt nhuộm. Liên kết trong phân tử azo khá bền, thể hiện ở khả năng khó phân hủy trong môi trường [4]. Nước thải từ các làng nghề Dương Nội, La Phù và Vạn Phúc chứa chủ yếu thuốc nhuộm dư trong quá trình nhuộm vải, thường vượt nhiều lần tiêu chuẩn cho phép. Quá trình oxi hóa nâng cao (AOPs) là phương pháp phù hợp để xử lý các chất hữu cơ bền, độc hại trong nước ô nhiễm và trong một số trường hợp AOPs còn được sử dụng là phương pháp tiền xử lý cho phương pháp sinh học. Những năm gần đây, hoạt hóa persulfate cũng được sử dụng làm tác nhân oxi hóa trong AOPs để phân hủy các chất hữu cơ bền trong nước. Hệ oxi hóa kép gồm hai gốc tự do SO4 và OH được sinh ra tại chỗ (in-situ) trong hệ phản ứng persulfate/ZVI/UV có hoạt tính oxi hóa mạnh (ESO4-= 2,6 V; EOH= 2,8 V) phân hủy các hợp chất azo trong nước thải. Ứng dụng hệ oxi hóa kép vào xử lý nước thải làng nghệ dệt nhuộm Dương Nội, La Phù và Vạn Phúc thông qua đánh giá chỉ tiêu COD trước và sau xử lý. Kết quả COD nước thải Dương Nội, La Phù và Vạn Phúc giảm lần lượt 87 %, 75 % và 95 %. So sánh với kết quả của các nghiên cứu khác, hiệu suất phân hủy các hợp chất azo trong nước thải của hệ này cho kết quả cao hơn.Từ khóa: Azo; Nước thải dệt nhuộm; AOPs; Persulfate; Sắt hóa trị không. 1. MỞ ĐẦU Quá trình oxi hóa nâng cao (Advanced oxidation processes-AOPs) gần đây được ứngdụng nhiều trong xử lý nước thải, đặc biệt là ứng dụng phân hủy các chất hữu cơ độc hạicó trong nước thải, trong đó có nước thải dệt nhuộm nói chung và nước thải chứa các hợpchất azo. Tiêu biểu cho quá trình AOPs trong xử lý nước thải đã được nghiên cứu và ứngdụng tại Việt Nam như: Fenton, Fenton-UV, Fenton- điện hóa, O3/H2O2, O3/UV,... [5].Tuy nhiên, quá trình oxi hóa nâng cao dựa trên persulfate (PS) hoạt hóa bằng sắt hóa trịkhông (Zero valent iron - ZVI) kết hợp ánh sáng tử ngoại UV ít được quan tâm. Kết quảnghiên cứu [2, 3] đã chỉ ra rằng: Hệ oxi hóa persulfate hoạt hóa bằng sắt hóa trị không vàánh sáng UV để phân hủy metyl da cam (methyl orange - MO) cho hiệu suất phân hủy khácao. Nghiên cứu ứng dụng hệ oxi hóa persulfate hoạt hóa bằng sắt hóa trị không, kết hợpvới ánh sáng UV để xử lý nước thải dệt nhuộm nhiễm azo được lấy mẫu tại các làng nghềDương Nội, La Phù và Vạn Phúc (Hà Nội). 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU2.1. Hóa chất và thiết bị2.1.1. Hóa chất - Sắt hóa trị không (ZVI), độ tinh khiết ≥ 99 %, đường kính hạt dNghiên cứu khoa học công nghệ2.1.2. Thiết bị - Máy phân tích đa chỉ tiêu pH, FK, Đức; - Cân phân tích CHYO, độ chính xác 0,1 mg, Nhật Bản; - Thiết bị phản ứng dạng mẻ có đèn chiếu tia UV (hình 1); - Đèn tử ngoại UV, công suất 15W, cường độ ánh sáng 875 Lux, bước sóng 254nm, USA; - Máy đo phổ hồng ngoại IR, Shimadzu, Nhật Bản; - Máy đo phổ tử ngoại khả kiến UV-VIS, Shimadzu, Nhật Bản; - Máy cất quay chân không Buchi, Thụy sĩ. 1 3 2 4 5 6 Hình 1. Thiết bị phản ứng dạng mẻ: 1 - Nguồn điện; 2 - Máy thổi khí; 3 - Ống dẫn không khí; 4 - Bình thuỷ tinh; 5 - Ống thạch anh; 6 - Đèn UV.2.2. Phương pháp nghiên cứu2.2.1. Phương pháp lấy mẫu và cách tiến hành thí nghiệma. Phương pháp lấy mẫu Ba mẫu nước thải: NTDN, NTLP và NTVP được lấy tại các xưởng dệt nhuộm ở DươngNội, La Phù và Vạn Phúc. Phương pháp lấy mẫu, bảo quản mẫu được thực hiện theo tiêuchuẩn TCVN 6663-3:2016. Ngoại quan ban đầu: nước thải Dương Nội có màu vàng nâuđậm, mùi hắc và nhiều váng dầu mỡ trên bề mặt; nước thải La Phù có màu xanh tím, mùihắc; nước thải Vạn Phúc có màu đen, mùi hắc, váng trên bề mặt.b. Cách tiến hành thí nghiệm Cho 200 mL các mẫu nước thải lần lượt vào bình cầu máy cất quay Buchi, cất ở nhiệtđộ 60 C, áp suất 20 mmHg. Phần chất rắn thu được mang đi xác định nhóm chức bằngphương pháp đo phổ hồng ngoại IR. Quá trình xử lý nước thả ...