Mặc dù giá hóa chất PGα21Ca cao hơn so với phèn
nhôm nhưng kết quả nghiên cứu đã cho thấy được rằng,
khả năng xử lý độ màu của vật liệu PGα21Ca (95%) cao
hơn so với vật liệu phèn nhôm (45%) đang được sử dụng tại
DANATEX. Bên cạnh đó, vật liệu PGα21Ca cũng góp phần
xử lý một phần CHC, giảm tải được công suất hoạt động của
công trình xử lý sinh học phía sau.
Sự kết hợp thành công khi sử dụng vật liệu keo tụ
PGα21Ca và mô hình tự động hóa xử lý nước thải dệt
nhuộm góp phần đáng kể trong việc nâng cao hiệu suất xử
lý, đơn giản hoá trong công tác giám sát và quản lý của nhân
viên trong việc vận hành và quản lý hệ thống xử lý nước thải
tại doanh nghiệp.
Trong tương lai, nhóm nghiên cứu sẽ tiếp tục nghiên
cứu, cải tiến và hướng tới mô hình có thể xử lý được cả
CHC và ít tiêu tốn năng lượng, đặc biệt có thể sử dụng năng
lượng mặt trời làm nguồn điện năng trong quá trình vận
hành mô hình
6 trang |
Chia sẻ: honghp95 | Lượt xem: 575 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đánh giá khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm của hóa chất keo tụ PGα21Ca và phèn nhôm - Lê Thị Xuân Thuỳ, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
5422(11) 11.2017
Khoa học Kỹ thuật và Công nghệ
Đặt vấn đề
Dệt may là ngành công nghiệp chiếm vị trí quan trọng
trong nền kinh tế quốc dân, đóng góp đáng kể vào nguồn
ngân sách quốc gia, đồng thời giải quyết công ăn việc làm
cho nhiều lao động [1]. Tuy nhiên, ngành dệt được biết là
một trong những ngành công nghiệp có nhu cầu nước sử
dụng là rất lớn, cụ thể như lượng nước cần cho một mét vải
dao động từ 12-65 lít và thải ra từ 10-40 lít [2]. Nước thải
dệt nhuộm là một trong những loại nước gây ô nhiễm nặng,
với hàm lượng các chất hữu cơ cao, đa dạng về màu sắc, khó
phân hủy và rất độc hại.
Hiện nay, có nhiều phương pháp để xử lý nước thải dệt
nhuộm, bao gồm: Sinh học, vật lý và hóa học, keo tụ... trong
đó kẹo tụ tạo bông là phương pháp hiệu quả nhất trong việc
xử lý màu và đang được nhiều nhà máy áp dụng. Các hóa
chất keo tụ như phèn nhôm, phèn sắt và PAC được sử dụng
nhiều bởi tính hiệu quả của nó trong việc xử lý nhiều loại
nước thải và chi phí tương đối thấp [3]. Tuy nhiên, nhiều
nghiên cứu gần đây đã chỉ ra một số hạn chế khi sử dụng
phèn nhôm, như sự tồn dư lượng nhôm trong nước sau xử
lý làm giảm độ pH và hiệu quả keo tụ, tạo ra lượng bùn lớn
[4]. Để giảm bớt các vấn đề liên quan đến các chất keo tụ
hóa học, một số nghiên cứu đã chỉ ra việc sử dụng các chất
keo tụ có nguồn gốc từ tự nhiên, được sản xuất hoặc chiết
xuất từ vi sinh vật, động vật hoặc thực vật [5].
Trong nghiên cứu này, các tác giả trình bày kết quả đánh
giá khả năng xử lý độ màu, pH, chất hữu cơ (CHC) trong
nước thải dệt nhuộm của vật liệu PGα21Ca - một vật liệu
keo tụ mới có nguồn gốc từ tự nhiên và phèn nhôm sunfat
(Al
2
(SO
4
)
3
.18H
2
O) - vật liệu keo tụ đang được sử dụng phổ
biến ở nước ta hiện nay, để đưa ra cái nhìn tổng quan hơn
về khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm của hai vật liệu này.
Trên cơ sở đó, chúng tôi sẽ đề xuất mô hình tự động xử lý
nước thải dệt nhuộm khi sử dụng vật liệu keo tụ PGα21Ca,
đảm bảo chỉ tiêu độ màu nước thải đạt QCVN 13:2015/
BTNMT - Cột B.
Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu
- Nhóm nghiên cứu sử dụng nước thải nhà máy dệt
nhuộm của Công ty Cổ phần dệt Hòa Khánh (DANATEX)
để tiến hành thí nghiệm.
- Hóa chất keo tụ: PGα21Ca; Al
2
(SO
4
)
3
.18H
2
O. Hóa chất
được sử dụng trong nghiên cứu đều thuộc loại cation, dưới
dạng bột.
- Mô hình tự động xử lý nước thải dệt nhuộm.
Phương pháp thực nghiệm
Khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm bằng vật liệu keo tụ
PGα21Ca và phèn nhuôm sunfat (sau đây gọi là phèn nhôm)
Đánh giá khả năng xử lý nước thải dệt nhuộm
của hóa chất keo tụ PGα21Ca và phèn nhôm
Lê Thị Xuân Thùy1*, Lê Thị Sương1, Lâm Hưng Thắng1, Lương Trần Bích Thảo1, Kazuyuki Oshita2
1Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng
2Trường Đại học Kyoto, Nhật Bản
Ngày nhận bài 17/8/2017; ngày chuyển phản biện 21/8/2017; ngày nhận phản biện 21/9/2017; ngày chấp nhận đăng 26/9/2017
Tóm tắt:
PGα21Ca là một polyme tự nhiên được trùng hợp từ axit poly-gamma glutamic, không độc hại, dễ phân hủy sinh
học, được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực xử lý nước thải dệt nhuộm tại Nhật Bản và một số quốc gia phát triển,
nhưng vẫn chưa được ứng dụng trong thực tế tại Việt Nam. Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu về khả năng
xử lý độ màu, pH, chất hữu cơ (CHC) trong nước thải dệt nhuộm của vật liệu PGα21Ca và phèn nhôm sunfat -
Al2(SO4)3.18H2O. Theo đó, hiệu suất xử lý màu và CHC của PGα21Ca cao hơn so với phèn nhôm. Đối với PGα21Ca,
hiệu suất xử lý độ màu đạt 95%, hiệu suất xử lý CHC đạt 35%; với phèn nhôm hiệu suất xử lý độ màu đạt 86%, hiệu
suất xử lý CHC đạt 13%; ngoài ra PGα21Ca còn có khả năng đưa giá trị pH của nước thải về trung tính. Trên cơ sở
nghiên cứu, bài báo đề xuất mô hình tự động xử lý nước thải dệt nhuộm khi sử dụng vật liệu keo tụ PGα21Ca, đảm
bảo chỉ tiêu độ màu nước thải đạt QCVN 13:2015/BTNMT - Cột B.
Từ khóa: Hóa chất keo tụ, nước thải dệt nhuộm, PGα21Ca, phèn nhôm sunfat, xử lý độ màu.
Chỉ số phân loại: 2.7
*Tác giả liên hệ: Email: letxthuy@gmail.com
5522(11) 11.2017
Khoa học Kỹ thuật và Công nghệ
được khảo sát tại các thông số khác nhau như nồng độ hóa
chất keo tụ, thời gian khuấy, tốc độ khuấy, pH. Trong đó,
nồng độ của vật liệu keo tụ được khảo sát tăng dần từ 0,02
đến 0,06%; thời gian khuấy được khảo sát từ 10 giây đến
30 phút; tốc độ khuấy được khảo sát trong khoảng từ 10 đến
200 vòng/phút, và theo dõi sự thay đổi của thông số pH khi
sử dụng hai vật liệu keo tụ khác nhau. Khi tiến hành khảo
sát thông số nào thì các giá trị của thông số đó được điều
chỉnh thay đổi, còn các thông số khác giữ cố định. Sau khi
xử lý, các bông keo tụ sẽ được để lắng trong thời gian 5 phút
trước khi được đem đi phân tích.
Phương pháp phân tích hóa học
Độ màu nước thải sau quá trình xử lý được xác định
bằng máy đo màu HANNA HI 96727. Hàm lượng COD của
nước thải sau quá trình xử lý được xác định bằng máy đo
HANNA 83214. Xác định pH bằng máy đo pH HANA HI
98107. Khối lượng PGα21Ca và phèn nhuôm đưa vào được
xác định bằng cân điện tử PRESICA XR 125 SM.
Phương pháp xây dựng mô hình thực nghiệm
Cấu tạo mô hình tự động hóa xử lý nước thải dệt nhuộm
gồm các bộ phận cơ bản sau: (1) Bể chứa nước thải dệt
nhuộm; (2) Bể phản ứng - keo tụ; (3) Bể chứa nước sau xử
lý; (4) Bể chứa cặn; (5) Máy khuấy tự động; (6) Van; (7)
Bơm.
Hình 1. Cấu tạo mô hình tự động hóa.
Sau khi cài đặt các thông số (chế độ, lượng hóa chất keo
tụ, tốc độ khuấy, thời gian lắng), mô hình tự động hóa xử
lý nước thải dệt nhuộm hoạt động theo nguyên tắc như sau:
Nước thải dệt nhuộm sẽ được bơm từ bể chứa nước thải vào
bể keo tụ. Hóa chất sẽ được tự động đong với khối lượng
xác định và tự động đổ vào bể khi nước đầy. Tiếp theo đó,
cánh khuấy khuếch tán hóa chất đều trong nước. Sau một
Evaluating the possibility of the
dyeing wastewater treatment using
the coagulating material PGα21Ca
and aluminium sulfate
Thi Xuan Thuy Le1*, Thi Suong Le1, Hung Thang Lam1,
Tran Bich Thao Luong1, Kazuyuki Oshita2
1University of Scicence and Technology, The University of Da Nang, Vietnam
2Kyoto University, Japan
Received 17 August 2017; accepted 26 September 2017
Abstract:
PGα21Ca is a natural polymer polymerized from poly-
gamma glutamic acid. It is non-toxic, biodegradable, and
widely used in the field of textile wastewater treatment
in Japan and some other developed countries; however,
it has not yet been used in Vietnam. This paper presents
the research results of a survey on the current dyeing
wastewater treatment quality in terms of colourants, pH,
organic compounds in dyeing wastewater by using a new
coagulating material PGα21Ca and aluminium sulfate
(Al2(SO4)3.18H2O). The experimental results showed
that the colour and COD removal efficiency of PGα21Ca
is higher than aluminium sulfate - Al2(SO4)3.18H2O. For
PGα21Ca, the color removal efficiency was 95%, and
the COD removal efficiency was 35%. For aluminium
sulfate, the color removal efficiency was 86%, and
the COD removal efficiency was 13%. In addition,
PGα21Ca was also capable of bringing the pH value
of the wastewater to the pH value of neutral medium.
On that basis, this article also showed the successful
operation of the automation treatment model for textile
dyeing wastewater using PGα21Ca, ensuring the colour
of textile dyeing wastewater after the treatment to reach
the National Technical Regulation on the effluent of
textile industry (QCVN 13:2015/BTNMT).
Keywords: Aluminium sunfate, coagulant, dyeing
wastewater, PGα21Ca, the treatment of colourants.
Classification number: 2.7
5622(11) 11.2017
Khoa học Kỹ thuật và Công nghệ
khoảng thời gian được đặt sẵn trên bảng điều khiển, cánh
khuấy sẽ ngừng khuấy, quá trình keo tụ tiếp tục diễn ra và
các bông keo tụ lắng xuống đáy bể. Nước sau lắng được
bơm qua bể chứa nước sau xử lý. Cuối cùng, van điện từ tự
động mở để xả phần cặn và các bông ở đáy bể vào bể chứa
cặn, chuẩn bị cho lần xử lý tiếp theo.
Phương pháp xử lý số liệu
Số liệu sau khi thu thập sẽ được xử lý và vẽ biểu đồ bằng
phần mềm Microsoft Office Excel, Microsoft Word. Hiệu
suất xử lý theo chỉ tiêu độ màu được tính theo công thức sau:
Trong đó, M
(T)
là độ màu (Pt-Co) hoặc COD (mg/l) của
nước trước khi xử lý; M
(S)
là độ màu (Pt-Co) hoặc COD
(mg/l) của nước sau khi xử lý.
Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Kết quả khảo sát chất lượng nước thải
Nước thải dệt nhuộm được lấy trước khi vào bể điều
hòa lưu lượng của DANATEX. Thời gian lấy mẫu được chia
làm 3 đợt, mỗi đợi lấy mẫu đều vào lúc 9 giờ sáng các ngày
18/1/2017, 18/3/2017, 18/4/2017. Kết quả chất lượng nước
thải sản xuất của nhà máy được thể hiện ở bảng 1.
Bảng 1. Kết quả nồng độ các chất ô nhiễm có trong nước
thải sản xuất của nhà máy dệt nhuộm.
Số liệu mỗi đợt lấy mẫu khác nhau, điều này có thể được
giải thích bởi sự ảnh hưởng của quá trình sản xuất cũng như
nguyên liệu thuốc phẩm nhuộm đầu vào mỗi thời điểm khác
nhau, đây là nguyên nhân ảnh hưởng trực tiếp đến lưu lượng
và đặc điểm nước thải sản xuất của nhà máy.
Trong các đợt lấy mẫu, giá trị pH nằm trong quy chuẩn,
độ màu vượt 3,05-8,12 lần, nồng độ CHC vượt 1,45-5,04
lần, nồng độ chất rắn lơ lửng (SS) vượt 0,8-1,49 lần so với
quy chuẩn cho phép. Vì vậy, việc xử lý nước thải trước khi
thải ra môi trường để đạt được nồng độ mà quy chuẩn cho
phép là rất cần thiết.
Kết quả nghiên cứu về khả năng xử lý độ màu và CHC
trong nước thải dệt nhuộm bằng hóa chất keo tụ
Ảnh hưởng của nồng độ hóa chất keo tụ khả năng xử lý
độ màu và CHC:
Hình 2. Ảnh hưởng của nồng độ hóa chất keo tụ đến khả
năng xử lý độ màu.
Theo biểu đồ hình 2, hiệu quả xử lý độ màu tỷ lệ thuận
với nồng độ PGα21Ca, với nồng độ từ 0,02-0,6% thì hiệu
suất xử lý từ 15-95%, và ứng với nồng độ PGα21Ca là 0,6%
thì độ màu đạt giá trị thấp nhất (100 Pt-Co). Ngược lại với
phèn nhôm, hiệu suất tăng giảm không đều khi tăng nồng
độ phèn nhôm, cụ thể khi tăng nồng độ phèn nhôm từ 0,02%
lên 0,1% thì hiệu suất xử lý tăng từ 10% lên 45%, ứng với
nồng độ 0,1% độ màu là 1.010 Pt-Co, khi nồng độ tăng từ
0,12 lên 0,6% hiệu suất xử lý bắt đầu giảm từ 42% xuống
10%.
Hình 3. Ảnh hưởng của nồng độ hóa chất keo tụ đến khả
năng xử lý CHC.
Theo hình 3, hiệu suất xử lý CHC trong nước thải dệt
nhuộm của phèn nhôm thấp hơn so với PGα21Ca. Đối với
PGα21Ca, khi tăng nồng độ từ 0,02% đến 0,6% thì hiệu xuất
xử lý có xu hướng tăng từ 9% đến 34% và ứng với nồng độ
PGα21Ca là 0,6% đạt giá trị cao nhất là 34%. Trong khi đó,
đối với phèn nhôm thì hiệu suất xử lý tăng từ 8% đến 13%
khi tăng nồng độ từ 0,02% đến 0,3%. Tuy nhiên, khi tiếp tục
tăng nồng độ từ 0,4% đến 2% thì hiệu suất lại giảm từ 8%
STT Thông số Đơn vị Đợt 1 Đợt 2 Đợt 3
QCVN 13:2015/
BTNMT - Cột B [6]
1 pH 8 7 7 5,5-9
2 Độ màu Pt-Co 1.825 710 810 200
3 COD mg/l 490 715 1.207 200
4 SS mg/l 180 193 249 100
5722(11) 11.2017
Khoa học Kỹ thuật và Công nghệ
xuống 6%. Ứng với nồng độ 0,3% thì hiệu suất xử lý của
phèn nhôm là cao nhất, đạt 13%.
Ảnh hưởng của thời gian đến khả năng xử lý độ màu,
CHC của hóa chất keo tụ:
Hình 4. Ảnh hưởng của thời gian khuấy đến khả năng xử
lý màu của hóa chất keo tụ.
Yếu tố thời gian không ảnh hưởng nhiều đến hiệu quả
xử lý độ màu của PGα21Ca, cụ thể khi tăng thời gian khuấy
từ 10 giây đến 30 phút, hiệu suất dao động trong khoảng
38% đến 39%. Ngược lại với PGα21Ca, thời gian khuấy
của phèn nhôm ảnh hướng lớn đến hiệu quả xử lý độ màu,
kết quả cho thấy khi tăng thời gian khuấy từ 10 giây lên 30
phút hiệu suất xử lý giảm từ 44% xuống 38% (hình 4). Hiệu
suất xử lý của phèn nhôm giảm có thể được giải thích như
sau: Khi càng tăng thời gian khuấy vượt quá ngưỡng thời
gian phù hợp với phèn nhôm thì những bông keo tụ được
tạo thành khi bị xáo trộn trong thời gian lâu phá vỡ, do vậy
hiệu quả keo tụ sẽ giảm.
Hình 5. Ảnh hưởng của thời gian khuấy đến hiệu quả xử
lý CHC của hóa chất keo tụ.
Cũng tương tự như kết quả xử lý màu của PGα21Ca,
thời gian khuấy không ảnh hưởng nhiều đến khả năng xử lý
CHC trong nước thải dệt nhuộm. Khi tăng thời gian khuấy
từ 10 giây lên 30 phút, hiệu suất xử lý CHC của PGα21Ca
dao động từ 30 đến 35%, còn đối với phèn nhôm càng tăng
thời gian khuấy thì hiệu suất càng giảm, cụ thể là với thời
gian từ 10 giây lên 30 phút thì hiệu suất giảm từ 11 xuống
5% (hình 5). Tuy nhiên, dù có thay đổi thời gian gian khuấy
như thế nào thì hiệu suất xử lý CHC trong nước thải dệt
nhuộm của phèn nhôm vẫn thấp hơn nhiều so với PGα21Ca.
Ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến xử lý độ màu, CHC của
hóa chất keo tụ:
Hình 6. Ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến xử lý độ màu của
hóa chất keo tụ.
Kết quả hình 6 cho ta thấy, với tốc độ 10 vòng/phút khả
năng xử lý của PGα21Ca là 89%, khi tăng tốc độ 15-200
vòng/phút thì hiệu suất xử lý màu có xu hướng tăng, dao
động từ 90 đến 94%. Điều đó cho thấy rằng, tốc độ khuấy
ảnh hưởng nhiều trong quá trình xử lý độ màu của vật liệu
PGα21Ca, tốc độ càng lớn thì quá trình xáo trộn càng lớn,
làm cho các bông keo tụ gắn kết với nhau nhiều hơn, tạo
thành các bông cặn lớn hơn. Tốc độ khuấy tối ưu đối với vật
liệu PGα21Ca là 120 vòng/phút.
Tương tự như vật liệu PGα21Ca, tốc độ khuấy ảnh
hưởng nhiều trong quá trình xử lý độ màu của phèn nhôm,
tuy nhiên tốc độ khuấy càng lớn thì quá trình tạo xáo trộn
càng lớn và làm cho các bông keo tụ bị phá vỡ, khác với
PGα21Ca tốc độ khuấy trộn càng nhỏ thì khả năng tạo bông
của phèn nhôm càng tốt, với tốc độ 10 vòng/phút khả năng
xử lý của phèn nhôm là 10%, khi tăng tốc độ 15-200 vòng/
phút thì hiệu suất xử lý màu có xu hướng giảm xuống, dao
động từ 10 xuống 5%. Do vậy, tốc độ tối ưu đối với phèn
nhôm là 10 vòng/phút.
Hình 7. Ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến hiệu quả xử lý
CHC của hóa chất keo tụ.
5822(11) 11.2017
Khoa học Kỹ thuật và Công nghệ
Tốc độ khuấy ảnh hưởng đáng kể đến khả năng xử lý
CHC của mỗi vật liệu. Đối với vật liệu PGα21Ca, khi tăng
tốc độ khuấy thì hiệu suất có xu hướng tăng lên và với tốc
độ 200 vòng/phút hiệu suất đạt là 35%, đây được xem là
tốc độ khuấy tối ưu của PGα21Ca (hình 7). Tuy nhiên, đối
với phèn nhôm thì hiệu suất có xu hướng giảm dần khi tăng
dần tốc độ khuấy và ứng với tốc độ tối ưu của phèn nhôm
15 vòng/phút thì hiệu suất đạt 13%.
Ảnh hưởng của PGα21Ca và phèn nhôm đến giá trị pH:
Khi cho lượng phèn nhôm vào để xử lý nước thải dệt
nhuộm, pH giảm nên phải đưa xút vào để nâng pH lên
khoảng cho phép quy định tại QCVN 13: 2015/BTNMT -
Cột B.
Hình 8. Ảnh hưởng của lượng hóa chất keo tụ đến giá trị
pH.
Với pH ban đầu là 8, khi sử dụng nồng độ PGα21Ca
tối ưu để xử lý độ màu, giá trị pH giảm về 7 và không thay
đổi khi tiếp tục tăng nồng độ PGα21Ca (hình 8). Điều này
có thể được giải thích như sau: PGα21Ca là một polyme
tự nhiên được trùng hợp từ poly-gamma glutamic axit, đây
là một axit yếu, PGα21Ca được tạo thành bởi sự phối trộn
từ poly-gamma glutamic axit với nguyên tố canxi, do vậy
trong bản thân hóa chất keo tụ PGα21Ca được tạo thành
vẫn còn tồn tại nhiều ion H+ của gốc -COOH. Khi được
hoàn trộn trong môi trường có pH cao thì các ion H+ sẽ được
trung hòa, đây là lý do khiến pH giảm xuống. Mặt khác,
các -COOH tạo liên kết hydro với nhau, làm tăng cấu trúc
không gian của mạch polyme nên cho dù tăng khối lượng
hóa chất lên thì môi trường dung dịch nước vẫn ở trung tính.
Trong khi đó, khi sử dụng phèn nhôm để xử lý nước thải dệt
nhuộm thì làm giảm giá trị pH khi tăng nồng độ phèn nhôm,
cụ thể là khi nồng độ phèn nhôm cho vào là 0,02% thì pH
là 7, khi tăng lên 0,04-0,06% thì pH là 6, tiếp tục tăng nồng
độ từ 0,08% đến 0,14% thì giá trị pH giảm xuống 5, trong
khoảng nồng độ từ 0,16-0,2% thì pH giảm về 4, khi tăng
nồng độ từ 0,3% đến 0,6% thì giá trị pH là 3, vượt ra ngoài
giá trị pH cho phép.
Nồng độ của hóa chất keo tụ sẽ ảnh hưởng đến sự thủy
phân trong quá trình keo tụ, sự giảm pH trong dung dịch,
do vậy sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý COD và xử lý màu
trong nước thải. Khi tăng nồng độ phèn nhôm ta thấy giá trị
pH giảm, điều đó có nghĩa là một lượng phèn đưa vào nước
để khử màu và khử các chất khác vượt quá ngưỡng tối ưu
của hóa chất keo tụ, tức là phèn nhôm rơi vào trạng thái “dư
thừa”, hiện tượng các muối nhôm (Al3+) đã bị thủy phân
trong nước càng nhiều, càng giải phóng nhiều ion H+ dẫn
đến hiện tượng pH giảm. Sự giảm pH trong dung dịch sau
xử lý khi sử dụng quá nhiều phèn nhôm cũng được nhiều
nghiên cứu đề cập. [4, 7, 8].
Đề xuất mô hình tự động hóa xử lý nước thải dệt
nhuộm bằng hóa chất keo tụ PGα21Ca (hình 9)
Ưu điểm của mô hình: Đáp ứng được khả năng xử lý độ
màu đạt QCVN 13:2015/BTNMT - Cột B; không cần phải
trung hòa pH nước sau xử lý; mô hình có cấu tạo đơn giản,
quản lý vận hành và bảo dưỡng dễ dàng; lượng hóa chất
được đưa vào vừa đủ để xử lý sau khi người sử dụng đã xác
định nồng độ chất tạo màu đầu vào; không tốn nhiều diện
tích đặt mô hình; mô hình có chế độ tự động tự làm sạch
nên dễ dàng vệ sinh cho máy móc; trong trường hợp bảng vi
mạch có vấn đề, mô hình sẽ thiết lập hệ thống bấm tay nên
vẫn có thể tiếp tục xử lý được nước thải.
Nhược điểm: Mô hình chưa tự phân tích màu đầu vào
của nước thải, do vậy chưa tự động xác định được lượng hóa
chất cần thêm vào.
Hình 9. Cấu tạo mô hình tự động hóa xử lý nước thải dệt
nhuộm.
Kết quả vận hành mô hình: Mô hình được vận hành thí
điểm 201 lượt, nước thải dệt nhuộm lấy từ DANATEX,
được tiến hành với các thông số như trình bày ở bảng 2.
5922(11) 11.2017
Khoa học Kỹ thuật và Công nghệ
Bảng 2. Thông số vận hành mô hình.
Thông số Giá trị thực hiện
Thể tích nước thải (l) 20
Lượng PGa21Ca (g) 60
Thời gian khuấy PGa21Ca (phút) 10
Thời gian lắng (phút) 10
Tốc độ khuấy (vòng/phút) 200
Độ màu ban đầu (Pt-Co) 1.825
COD đầu vào (mg/l) 490
Nước thải sau xử lý bởi mô hình tự động hóa có giá trị
pH = 7, độ màu là 100 Pt-Co đạt QCVN 13:2015/BTNMT -
Cột B (hiệu suất xử lý đạt 95%), nồng độ CHC là 322 mg/l
(hiệu suất xử lý CHC đạt 34, 01%) (hình 10).
Hình 10. Mẫu nước thải trước và sau xử lý.
Thông qua thí nghiệm, chúng tôi cũng tổng hợp chi phí
xử lý với mẫu 20 lít nước thải như sau: Với PGα21Ca là
12.000 VND; còn phèn nhôm (Al
2
(SO
4
)
3
.18H
2
O) là 2.400
VND. Tuy giá hóa chất cũng như chi phí đầu tư trong việc
xử lý nước thải của PGα21Ca đắt hơn so với phèn nhôm,
nhưng xét về hiệu suất xử lý màu và COD thì PGα21Ca hiệu
quả hơn so với phèn nhôm (95% so với 45%).
Kết luận
Mặc dù giá hóa chất PGα21Ca cao hơn so với phèn
nhôm nhưng kết quả nghiên cứu đã cho thấy được rằng,
khả năng xử lý độ màu của vật liệu PGα21Ca (95%) cao
hơn so với vật liệu phèn nhôm (45%) đang được sử dụng tại
DANATEX. Bên cạnh đó, vật liệu PGα21Ca cũng góp phần
xử lý một phần CHC, giảm tải được công suất hoạt động của
công trình xử lý sinh học phía sau.
Sự kết hợp thành công khi sử dụng vật liệu keo tụ
PGα21Ca và mô hình tự động hóa xử lý nước thải dệt
nhuộm góp phần đáng kể trong việc nâng cao hiệu suất xử
lý, đơn giản hoá trong công tác giám sát và quản lý của nhân
viên trong việc vận hành và quản lý hệ thống xử lý nước thải
tại doanh nghiệp.
Trong tương lai, nhóm nghiên cứu sẽ tiếp tục nghiên
cứu, cải tiến và hướng tới mô hình có thể xử lý được cả
CHC và ít tiêu tốn năng lượng, đặc biệt có thể sử dụng năng
lượng mặt trời làm nguồn điện năng trong quá trình vận
hành mô hình.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Tổng cục Môi trường (2011), Tài liệu kỹ thuật “Hướng dẫn đánh giá sự
phù hợp của công nghệ xử lý nước thải và một số công nghệ xử lý nước thải
đối với ngành Chế biến thủy sản, Dệt may, Giấy và bột giấy”.
[2] Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga (2002), Giáo trình công nghệ xử lý nước
thải, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật.
[3] M.S. Rahbar, E. Alipour, R.E. Sedighi (2006), “Color removal from
industrial wastewater with a novel coagulant flocculant formulation”, Int. J.
Environ. Sci. Technol., 3(1), pp.79-88.
[4] H. Patel, R.T. Vashi (2013), “Comparison of naturally prepared
coagulants for removal of COD and color from textile wastewater”, Global
NEST Journal, 15(4), pp.522-528.
[5] A.M.S. Vieira, M.F. Vieira, G.F. Silva, A.A. Araujo, M.R. Fagundes-Klen,
M.T. Veit, R. Bergamasco (2010), “Use of Moringa oleifera Seed as a Natural
Adsorbent for Wastewater Treatment”, Water Air Soil Poll., 206(1-4), pp.273-
281.
[6] QCVN 13:2015/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải
công nghiệp dệt nhuộm.
[7] S. Ashraf, P. Elmira, N. Manouchehr, A. Mokhtar (2011), “Removal of
Co(II) from Aqueous Solution by Electrocoagulation Process Using Aluminum
Electrodes”, Desalination, 279(1-3), pp.121-126.
[8] Bùi Thị Tuyết Loan (2013), Nghiên cứu phương pháp xử lý nước thải
công nghiệp in, Luận án tiến sỹ Kỹ thuật môi trường.
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- 37033_119237_1_pb_535_2098739.pdf