Đề tài Nghiên cứu hấp phụ COD trong nước thải dệt nhuộm bằng than gỗ đước (Phần 1)

Nội dung text: Đề tài Nghiên cứu hấp phụ COD trong nước thải dệt nhuộm bằng than gỗ đước (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỀ TÀI NCKH SINH VIÊN NGHIÊN CỨU HẤP PHỤ COD TRONG NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM BẰNG THAN GỖ ĐƯỚC MÃ SỐ: SV2010 - 79 NGƯỜI CHỦ TRÌ: PHẠM THỊ THANH VIỆT NGƯỜI THAM GIA: QUAN DÂN HẠNH NGUYỄN THỊ BẢO XUYÊN ĐƠN VỊ: KHOA CN HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM S K C 0 0 2 8 5 8 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, THÁNG 03/2011
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM  ĐỀ TÀI NCKH SINH VIÊN NGHIÊN CỨU HẤP PHỤ COD TRONG NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM BẰNG THAN GỖ ĐƯỚC MÃ SỐ: SV2010 - 79 THUỘC NHĨM NGÀNH: KHOA HỌC KỸ THUẬT NGƯỜI CHỦ TRÌ :PHẠM THỊ THANH VIỆT NGƯỜI THAM GIA :QUAN DÂN HẠNH NGUYỄN THỊ BẢO XUYÊN ĐƠN VỊ : KHOA CN HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM TP. HỒ CHÍ MINH – 3/2011
3. Nghiên cứu hấp phụ COD trong nƣớc thải dệt nhuộm GVHD: PGS-TS Nguyễn Văn Sức LỜI CẢM ƠN Đầu tiên cho nhĩm chúng em đƣợc gởi lời cảm ơn chân thành đến Ban quản lý Nghiên Cứu Khoa Học cùng Quý Thầy Cơ Khoa Cơng Nghệ Hĩa Học Thực Phẩm đã tạo điều kiện cho nhĩm chúng em thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học. Đặc biệt chúng em xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Nguyễn Văn Sức, thầy đã định hƣớng cho chúng em lựa chọn đề tài và đã tận tụy, nhiệt tình giúp đỡ chúng em. Xin cảm ơn cơ Hồ Thị Yêu Ly, cơ Lê Thị Bạch Huệ và các cơ trong bộ mơn cơng nghệ mơi trƣờng đã tận tình chỉ dẫn và đã tạo điều kiện cho chúng em thực hiện đề tài. Cảm ơn các bạn đã nhiệt tình giúp đỡ chúng tơi trong quá trình thực hiện nghiên cứu khoa học. Sau cùng chúng em xin kính chúc Thầy Cơ luơn luơn dồi dào sức khỏe để tiếp tục dạy dỗ chúng em nên ngƣời. Tp.HCM, ngày tháng năm 2011 Nhĩm nghiên cứu 1
4. Nghiên cứu hấp phụ COD trong nƣớc thải dệt nhuộm GVHD: PGS-TS Nguyễn Văn Sức NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN Tp. HCM, ngày tháng năm 2011 2
5. Nghiên cứu hấp phụ COD trong nƣớc thải dệt nhuộm GVHD: PGS-TS Nguyễn Văn Sức NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Tp. HCM, ngày tháng năm 2011 3
6. Nghiên cứu hấp phụ COD trong nƣớc thải dệt nhuộm GVHD: PGS-TS Nguyễn Văn Sức MỤC LỤC Chƣơng 1 7 GIỚI THIỆU CHUNG 7 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ 7 1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 7 1.3. SỰ CẦN THIẾT 7 1.4. PHẠM VI NGHIÊN CỨU 8 1.5. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU 8 1.6. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 8 Chƣơng 2 9 TỔNG QUAN 9 2.1. TÌNH HÌNH Ơ NHIỄM CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ 9 2.1.1. TÌNH TRẠNG Ơ NHIỄM NƢỚC TRÊN THẾ GIỚI 9 2.1.2. TÌNH TRẠNG Ơ NHIỄM NƢỚC Ở VIỆT NAM. 9 2.2. NGUỒN GỐC Ơ NHIỄM CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ 11 2.2.1. CÁC CHẤT HỮU CƠ DỄ BỊ PHÂN HUỴ SINH HỌC (CÁC CHẤT TIÊU THỤ OXI) 11 2.2.2. CÁC CHẤT HỮU CƠ BỀN VỮNG 11 2.2.3. NHĨM HỢP CHẤT PHENOL 11 2.2.4. NHĨM HĨA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT (HCBVTV) HỮU CƠ 11 2.2.5. NHĨM HỢP CHẤT POLYCHLORINATED BIPHENYL (PCBs) 12 2.2.6. NHĨM HỢP CHẤT HIDROCACBON ĐA VÕNG NGƢNG TỤ (polynuclear aromatic hidrocacbon PAHs) 12 2.3. ĐẶC ĐIẾM CỦA CÂY ĐƢỚC 13 2.4. ĐẶC ĐIỂM CỦA NƢỚC THẢI DỆT NHUỘM 14 2.5. CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ COD TRONG NƢỚC THẢI DỆT NHUỘM 14 4
7. Nghiên cứu hấp phụ COD trong nƣớc thải dệt nhuộm GVHD: PGS-TS Nguyễn Văn Sức 2.5.1. PHƢƠNG PHÁP SINH HỌC KỲ KHÍ 14 2.5.2. PHƢƠNG PHÁP SINH HỌC HIẾU KHÍ 14 2.5.3. PHƢƠNG PHÁP HẤP PHỤ 15 2.5.4. MỤC ĐÍCH SỬ DỤNG THAN GỖ ĐƢỚC 15 Chƣơng 3 16 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ NGUYÊN LÝ DÙNG PHƢƠNG PHÁP HẤP PHỤ ĐỂ XỬ LÝ COD TRONG NƢỚC THẢI 16 3.1. LÝ THUYẾT HẤP PHỤ 16 3.2. CÂN BẰNG VÀ ĐẲNG NHIỆT HẤP PHỤ 17 3.3. PHƢƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC HẤP PHỤ BẬC HAI 17 3.4. PHƢƠNG TRÌNH ĐẲNG NHIỆT LANGMUIR 18 3.5. PHƢƠNG TRÌNH ĐẲNG NHIỆT FREUNDLICH 19 3.6. PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH COD 20 Chƣơng 4 22 VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 4.1. HĨA CHẤT VÀ DỤNG CỤ THIẾT BỊ 22 4.1.1. HĨA CHẤT 22 4.1.2. DỤNG CỤ 22 4.1.3. THIẾT BỊ 22 4.2. CHUẨN BỊ MẪU HĨA CHẤT 23 4.3. CÁC BƢỚC THỰC HIỆN TRƢỚC KHI THÍ NGHIỆM 23 4.4. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 23 4.4.1. KHẢO SÁT ẢNH HƢỞNG CỦA pH ĐẾN KHẢ NĂNG HẤP PHỤ CỦA THAN GỖ ĐƢỚC 23 4.4.2. KHẢO SÁT ẢNH HƢỞNG CỦA THỜI GIAN TIẾP XÚC LÊN KHẢ NĂNG HẤP PHỤ CỦA THAN GỖ ĐƢỚC 24 5
8. Nghiên cứu hấp phụ COD trong nƣớc thải dệt nhuộm GVHD: PGS-TS Nguyễn Văn Sức 4.4.3. KHẢO SÁT LƢỢNG THAN TỐI ƢU CHO QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ CỦA THAN GỖ ĐƢỚC 24 4.4.4. KHẢO SÁT DUNG LƢỢNG HẤP PHỤ TỐI ƢU CỦA THAN GỖ ĐƢỚC 25 Chƣơng 5 26 KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT 26 5.1. KHẢO ẢNH HƢỞNG CỦA pH ĐẾN KHẢ NĂNG HẤP PHỤ CỦA THAN GỖ ĐƢỚC VỚI COD= 1600 mg O2 /l 26 5.2. KHẢO SÁT ẢNH HƢỞNG CỦA THỜI GIAN TIẾP XƯC LÊN KHẢ NĂNG HẤP PHỤ CỦA THAN GỖ ĐƢỚC VỚI COD=640 mg O2 /l 27 5.3. KHẢO SÁT LƢỢNG THAN TỐI ƢU CHO QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ CỦA THAN GỖ ĐƢỚC COD=640mg O2 /l 28 5.4. KHẢO SÁT DUNG LƢỢNG HẤP PHỤ TỐI ƢU CỦA THAN GỖ ĐƢỚC 29 Chƣơng 6 31 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 31 6.1. KẾT LUẬN 31 6.2. KIẾN NGHỊ 31 6
9. Nghiên cứu hấp phụ COD trong nƣớc thải dệt nhuộm GVHD: PGS-TS Nguyễn Văn Sức Chƣơng 1 GIỚI THIỆU CHUNG 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ Than hoạt tính đƣợc phát hiện và sử dụng từ rất sớm, là một trong những vật liệu hấp phụ đƣợc sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành cơng nghiệp khác nhau nhƣ khai thác chế biến dầu mỏ, cơng nghiệp dệt, cơng nghiệp thực phẩm, dƣợc phẩm, xử lý mơi trƣờng Ngày nay, nhờ sự phát triển của các ngành khoa học mà than hoạt tính càng đƣợc nghiên cứu sâu về tính chất, phƣơng pháp điều chế, đƣợc nâng cao chất lƣợng và đặc biệt là việc mở rộng phạm vi ứng dụng của nĩ trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Ở nƣớc ta, nguyên liệu để sản xuất than hoạt tính bao gồm: than mỏ, than gỗ, than tre và than các loại vỏ quả, hạt, Qua khảo sát thấy rằng, than gỗ Đƣớc cĩ những ƣu điểm và tính chất nổi trội so với nguyên liệu khác để làm than hoạt tính nhƣ: cĩ độ sạch cao (hàm lƣợng tro thấp), hàm lƣợng cácbon cao, nhiệt lƣợng cao. Bên cạnh đĩ, hàm lƣợng chất bốc lớn rất thuận lợi cho quá trình hoạt hĩa vì chất bốc thốt ra hình thành các kẽ nứt ban đầu. Than gỗ đƣớc cĩ nhiều ở Việt Nam, là nguyên liệu rẻ tiền. Tuy nhiên, cho đến nay cơng nghệ sản xuất than hoạt tính từ than gỗ cây Đƣớc chƣa đƣợc nghiên cứu. Để sử dụng nguồn tài nguyên rừng ngập mặn cĩ hiệu quả thì việc nghiên cứu chế tạo than hoạt tính từ các sản phẩm trên là một việc rất cần thiết và quan trọng. 1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Tìm hiểu về nhu cầu oxy hĩa học (COD) trong nƣớc thải dệt nhuộm, ảnh hƣởng của nĩ lên con ngƣời, động vật, thực vật. Tìm hiểu về than gỗ đƣớc và nghiên cứu khả năng hấp phụ của than gỗ đƣớc đối với COD trong nƣớc thải dệt nhuộm. Nghiên cứu pH tối ƣu, thời gian tối ƣu, lƣợng than hấp phụ tối ƣu, lƣợng COD đƣợc hấp phụ tối ƣu. 1.3. SỰ CẦN THIẾT COD thể hiện nồng độ các chất hữu cơ trong nƣớc cao tạo điều kiện dễ dàng cho các vi sinh vật phát triển. Nƣớc bị nhiễm bẩn cĩ độ oxy hĩa cao làm giảm hiệu quả của quá trình xử lý và tốn nhiều hĩa chất trong các cơng tác khử trùng nƣớc. 7