Tạp chí Khoa học 2012:23b 272-283 Trường Đại học Cần Thơ XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM BẰNG KỸ THUẬT LỌC NANO Nguyễn Xuân Hoàng1 Lê Hoàng Việt1 ABSTRACT Nanofiltration (NF) has become a widely accepted process not only for producing drinking water but also for recovering wastewater in industrial processes or removing pollutants from industrial wastewater effluent In the textile industry, the treatment of various dye baths with NF at room temperature have already been studied and was found feasible at lab-scale and also pilot scale The aim of this study was to investigate the capacity of textile wastewater effluent treatment of two nanofiltration DS5DL, DS5DK in a temperature range from 20oC to 70oC for both synthesis dye and real dye bath The performance of the NF membranes was evaluated by measuring the water flux, salt and colour rejection A membrane damage was observed for the membranes DS5DL at high temperature (>50oC) and this was elimintaed from the next experiment series The permeate quality of NF membrane DS5DK was satisfactory enough to recycle these effluents in reactive dyeing at elevated temperature (above 50oC) for water and energy savings Moreover, the fouling effect at higher temperature (>50oC) on NF membrane increased the Na2SO4 and colour rejection slightly and the platicizing or swelling effect on water flux and retention of salt and color were also observed There was a correlation between the results of experiments with synthetic solution and with real wastewater Keywords: Dye bath, industrial wastewater, nanofiltration, membrane Title: Treatment of dye-baths from textile industry by nano-filtration TÓM TẮT Kỹ thuật lọc nano (NF) chấp nhận rộng rãi khơng sản xuất nước uống mà cịn sử dụng để xử lý nước thải công nghiệp ứng dụng tái sử dụng nước thải cho q trình cơng nghiệp Các nghiên cứu ứng dụng NF xử lý nước thải công nghiệp dệt nhuộm nhiệt độ phòng tiến hành chứng tỏ hiểu qui mơ phịng thí nghiệm hay mơ hình Mục tiêu nghiên cứu tập trung vào khả xử lý nước thải công nghiệp dệt nhuộm hai loại màng lọc Desal DL, Desal DK nhiệt độ từ 20 – 70oC với hai loại nước dệt nhuộm phịng thí nghiệm nước thải thực tế Hiệu suất xử lý màng lọc đánh giá qua cường độ lọc, khả loại bỏ muối màu Có tổn thương màng lọc xuất NF DS5DL nhiệt độ cao (>50oC), màng lọc bị loại bỏ loạt thí nghiệm Chất lượng nước lọc đảm bảo cho tái sử dụng nhiệt độ tương đối cao (>50oC) để tiết kiệm nước lượng Ngoài ra, ảnh hưởng cặn bám làm tăng hiệu loại bỏ muối màu nhiệt độ cao (trên 50oC), đồng thời giãn nở bề mặt màng lọc ảnh hưởng đến cường độ hiệu suất lọc muối màu Thí nghiệm cho thấy kết xử lý cho nước dệt phịng thí nghiệm nước thải thực tế có mối tương quan với Từ khóa: Nước dệt nhuộm, nước thải cơng nghiệp, lọc nano, màng lọc TỔNG QUAN NF ứng dụng rộng rãi lĩnh vực làm nước uống công nghiệp xử lý nước thải làm mềm nước, loại bỏ chất ô nhiễm hữu Khoa Môi trường Tài nguyên Thiên nhiên, Trường Đại học Cần Thơ 272 Tạp chí Khoa học 2012:23b 272-283 Trường Đại học Cần Thơ cơ, ion đơn hóa trị đa hóa trị,… NF ngày có khả ứng dụng cho nhiều lĩnh vực cơng nghiệp, đặc biệt công nghiệp dệt nhuộm để xử lý tái sử dụng nước thải Kỹ thuật lọc màng cho nước thải dệt nhuộm thập niên 1970, với loại màng siêu lọc (ultrafiltration), màng vi lọc (microfiltration) thẩm thấu ngược Tuy vậy, nghiên cứu lọc nano ngành bắt đầu thực từ năm 1990, để loại bỏ số ion hợp chất hữu nước nhuộm Với đặc trưng sử dụng nhiều nước lượng lớn hóa chất bột giặt, chất tẩy, cặn, dầu, sáp (hồ) chất tẩy trắng; thế, nước thải từ công nghiệp dệt nhuộm chứa hóa chất hữu cơ, vơ cơ, COD nồng độ cao đậm màu đồng thời công đoạn nhuộm, rửa sơ cấp thứ cấp sản sinh nhiều nước thải Do đó, có cơng nghệ xử lý nước đảm bảo chất lượng để tái sử dụng chúng qui trình sản xuất mang lại lợi ích tiết kiệm đáng kể (Koyuncu et al., 2003; 2004) Hơn nữa, nước nhuộm nước chuội vải thường có nhiệt độ cao khoảng 90oC (Allègre et al., 2006) cao hơn; đồng thời chứa nhiều loại hóa chất nên khơng thể xử lý trực tiếp biện pháp sinh học Các ứng dụng NF để xử lý nước thải loại nhiệt độ phòng chứng minh với tính khả thi cao phịng thí nghiệm thực tiễn (Van der Bruggen et al., 2001a) Nhiều nghiên cứu công bố kết ứng dụng NF để loại bỏ muối, tăng chất lượng nước lọc tầm quan trọng đóng cặn với thời gian lọc ngắn (Koyuncu et al., 2002; Van der Bruggen et al., 2001b), ảnh hưởng pH, muối nhiệt độ lên hiệu suất lọc, đánh giá chi phí nhiệt độ cao (Toshinori et al., 2000; Nilsson et al., 2008), hạn chế NF biện pháp đề phòng (Van der Bruggen et al., 2008) Tuy vậy, kết nghiên cứu NF cho nước dệt nhuộm nhiệt độ cao hạn chế Các nhà sản xuất màng lọc thường đưa thông số chịu nhiệt lớn mà màng lọc áp dụng được; nhiên, chưa cường độ chịu nhiệt màng lọc (Mänttäri et al., 2002) Do đó, cần thiết phải có thêm nghiên cứu NF để loại bỏ muối, màu, hợp chất hữu vô nhiệt độ cao (trên 50oC), từ sử dụng lại nước cho q trình sản xuất tiết kiệm lượng đun nóng Thí nghiệm nhằm nghiên cứu xem màng lọc nano hoạt động nhiệt độ cao (trên 50oC), ảnh hưởng nhiệt độ lên hiệu suất loại bỏ muối, màu cố tắc nghẽn lọc nào? Mục tiêu cuối kết hợp tiết kiệm nước lượng thu qua nước xử lý dung dịch nhuộm đạt tiêu chuẩn chất lượng nhiệt độ tương đối cao để tuần hồn lại q trình sản xuất PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu thực phòng thí nghiệm với hai loại màng lọc nano DS5DL, DS5DK Nước thải loại dung dịch nhuộm pha chế phịng thí nghiệm nước thải thực tế Thí nghiệm thực nhiệt độ 20 – 70oC thiết bị xi lanh (cylinder) thiết bị lọc dòng chéo (crossflow) Áp lực lọc cố định áp suất 10 bar 273 Tạp chí Khoa học 2012:23b 272-283 Trường Đại học Cần Thơ 2.2 Đặc tính vật liệu thí nghiệm Màng lọc: Các màng lọc dùng thí nghiệm hai loại màng lọc nano polymeric mỏng có thị trường có khả hoạt động nhiệt độ cao (bảng 1) Bảng 1: Đặc tính hai loại màng lọc nano dùng thí nghiệm Màng lọc Nhà sản xuất Vật liệu Trọng lượng phân tử giới hạn MWCO (Da) Cường độ lọc (Lm-2h-1 bar-1) Nhiệt độ tối đa (°C) Lỗ rỗng (nm) Áp suất tối đa (bar) pH Desal DK GE Osmonics polyamide 150-300 5.4 90 0.47 15 - 11.5 Desal DL GE Osmonics polyamide 150-300 9.0 90 -40 - 11.5 Nước thải: Các thành phần cấu thành dung dịch nhuộm pha trộn vào dung dịch nước nhuộm nhằm đánh giá ảnh hưởng thành phần cách độc lập Cụ thể chuẩn bị dung dịch nước nhuộm dựa theo công thức cấu tạo thực tế; sau đó, chất phụ gia muối cho thêm vào dung dịch để tạo nghiệm thức khác Hóa chất sử dụng để tạo dung dịch nhuộm axít victoria blue (VB: C33H32ClN3 – triarylmethane) sodium sulphate (dạng kết tinh màu trắng - Na2SO4) (xem Hình 1) pha chế độc lập kết hợp Bước tiếp theo, nước nhuộm thực tế sử dụng để kiểm tra kết thí nghiệm với dung dịch nhuộm pha chế giai đoạn Sodium sulfate Victoria blue C33H32ClN3 (triarylmethan) Hình 1: Cấu trúc hóa học chất dùng pha chế dung dịch nhuộm Nhằm kiểm tra khả hoạt động màng lọc nhiệt độ cao, loạt thí nghiệm thực cho màng lọc với nước cất dung dịch muối vô (10 g/L Na2SO4) màu (50 mg/L VB) - hữu - thiết bị xi lanh thiết bị lọc dịng chéo Các thí nghiệm tiến hành cho nghiệm thức theo qui trình Kế tiếp, loạt thí nghiệm với dung dịch hữu nồng độ cao g/L dung dịch hỗn hợp phối trộn từ hai cấp nồng độ VB với muối nồng độ 10 g/L nước thải thực tế (từ công ty dệt DESSO) nghiệm thức sau Thông số chi tiết ghi bảng Bảng 2: Các nghiệm thức nồng độ chất thí nghiệm Nghiệm thức F1(NC) F2(M) F3a(VB) F3b(VB) F4a(M+VB) F4b(M+VB) F5(NT) Nồng độ chất thành phần Nước cất Dung dịch muối, 10 g/L NaCl Dung dịch nhuộm, 50 mg/L VB Dung dịch nhuộm, 3.0 g/L VB 10 g/L NaCl 50 mg/L VB 10 g/L NaCL 3.0 g/L VB Nước thải thực tế* *: mẫu nước thải từ nhà máy dệt DESSO (Bỉ) 274 Lọc xi lanh x x x Lọc dòng chéo x x x x x x x Tạp chí Khoa học 2012:23b 272-283 Trường Đại học Cần Thơ 2.3 Phương pháp thí nghiệm 2.3.1 Quy trình thí nghiệm Ở giai đoạn đầu, màng lọc kiểm tra qua thiết bị lọc xi lanh (LXL) có khuấy từ (SterlitechTM HP4750 stirred cell) với nước cất, dung dịch muối dung dịch nhuộm Màng lọc (diện tích 12.56 cm2) chèn vào đáy xi lanh giữ chặt đĩa thép đệm có lỗ rỗng khn đáy Dung dịch cần lọc đổ vào thân xi lanh (cao 22.4 cm, thể tích 300 ml) có lắp đặt cánh khuấy từ khuấy liên tục nhằm tránh cặn bám bề mặt màng lọc Áp suất lọc cố định 10 bar, nhiệt độ điều chỉnh tăng 10oC từ 20 – 70oC Thể tích nước lọc đầu đo ống đo thủy tinh Các thí nghiệm tương tự thực với thiết bị lọc dòng chéo (LDC) Amafilter Test Rig PSS1TZ điều kiện áp suất, nhiệt độ (Hình 2) Trong thí nghiệm này, hai dòng thấm qua (permeate) dòng giữ lại (retentate) tuần hồn đến thùng chứa 10 lít nhằm giữ cho nồng độ chất ổn định hạn chế thể tích nước nạp cần thiết (Schaep, 1999; Van der Bruggen et al., 2001a) Dung dịch nạp (5) bơm vào màng lọc bơm ba cấp (6) Quá trình lọc xảy phận thép không rỉ chịu áp gọi buồng lọc (TZA 944) dạng dòng chéo (2) Màng lọc chuẩn bị sẵn (đường kính 0.09 m, diện tích 0.004 m2) đặt vào đĩa khuôn buồng lọc (2) Rãnh chữ nhật đáy khn có đường kính thủy lực 4.2 mm chiều dài 293 cm Nhiệt độ kiểm soát điều khiển tự động (OMRON E5AJ) Dòng thấm qua (3) thu gom đo ống thủy tinh có chia vạch; chúng tuần hoàn thùng chứa thải bỏ tùy theo thiết kế 1: van nạp 2: buồng lọc 3: dòng thấm qua 4: dòng giữ lại 5: thùng chứa 6: bơm Hình 2: Sơ đồ dịng q trình lọc nano thiết bị lọc dòng chéo 2.3.2 Kỹ thuật phân tích Màu mẫu nước phân tích thiết bị quang phổ Shimadzu UV-210A Hiệu suất màng lọc nano đánh giá qua việc đo tắc nghẽn màng lọc với cường độ dòng thấm qua, khả loại bỏ muối màu KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Sự phụ thuộc cường độ lọc vào nhiệt độ thời gian Khả thích ứng màng lọc nhiệt độ cao 275 Tạp chí Khoa học 2012:23b 272-283 Trường Đại học Cần Thơ a Cường độ lọc với dd màu muối, LXL b Hiệu suất loại bỏ muối màu, LXL 100 150 Hiệu suất R (%) Desal DL(F3a) Desal DK(F3a) Desal DL(F2) Desal DK(F2) Desal DL(F1) Desal DK(F1) Cường độ lọc F (L/mh) 200 100 50 Desal DL(F2) Desal DK(F2) Desal DL(F3a) Desal DK(F3a) 80 60 40 20 F2 (CM =10 g/L) F3a(CVB =50 mg/L) 0 20 30 40 50 60 20 70 30 40 50 60 70 Nhiệt độ (°C) Nhiệt độ (°C) Hình 3: Cường độ lọc (a) hiệu suất lọc (b) LXL Qua kết thí nghiệm kiểm tra ban đầu khả thích ứng màng lọc nhiệt độ cao với nghiệm thức F1, F2 F3a (chỉ thực LXL), khác cường độ lọc hiệu suất lọc trình bày hình LXL hình LDC Cường độ lọc F (L/m /h) Desal DL (F2) Desal DK (F2) 150 b Hiệu suất loại bỏ muối, LDC CM=10 g/L Hiệu suất R (%) a Cường độ lọc với dung dịch muối, LDC 200 100 CM=10 g/L 100 80 60 40 50 Desal DL (F2) Desal DK (F2) 20 0 20 30 40 50 60 70 Nhiệt độ (°C) 20 30 40 50 60 70 Nhiệt độ (°C) Hình 4: Cường độ lọc (a) hiệu suất lọc (b) LDC Đối với cường độ lọc, giá trị cường độ lọc với dung dịch muối màu thí nghiệm LXL (Hình 3a) tăng nhiệt độ tăng; điều nhận thấy rõ thí nghiệm LDC (Hình 4a) dung dịch muối Các giá trị cường độ lọc có xu hướng tăng dần nhiệt độ tăng; Tuy nhiên, giá trị cường độ lọc dung dịch muối LDC lớn LXL, cơng suất LDC lớn Quan sát cường độ lọc nhiệt độ cao thí nghiệm LXL, ta thấy có xuất giá trị khơng ổn định nhiệt độ cao (60 70oC) nghiệm thức F3a màng lọc DS5DL – đường nét đứt (Hình 3a) Các giá trị cường độ lọc tăng dần dải nhiệt độ từ 20 đến 50oC hai nghiệm thức với dung dịch muối (F2) màu (F3a), đến nhiệt độ cao 60 – 70oC, có tăng đột biến giá trị cường độ lọc nghiệm thức với dung dịch muối F2 Các giá trị tăng bất thường cho thấy khả cho nước qua màng lọc nhiều so với xu hướng tăng chúng, có xuất tổn thương màng lọc làm việc nhiệt độ cao Xét đến ảnh hưởng nhiệt độ lên hiệu suất lọc, ta thấy xu hướng giảm hiệu xuất lọc nhiệt độ tăng hai màng lọc Tuy nhiên, số giá trị tăng, giảm bất thường xuất nhiệt độ cao 60 – 70oC Trên hình 3b, hiệu suất lọc muối DS5DL xu hướng giảm nhanh từ 55-22% nhiệt độ tăng từ 20 - 40oC, chúng bất ngờ đổi hướng tăng 50oC (23%) 60oC (29%) lại 276 Tạp chí Khoa học 2012:23b 272-283 Trường Đại học Cần Thơ giảm thấp 70oC (17%) Ở LDC (hình 4b), hiệu suất lọc muối giảm từ 6157% nhiệt độ tăng từ 20 - 40oC, chúng giảm 50oC (42%) lại tăng độ ngột 60oC (74%) giảm thấp 70oC (41%) Ngược lại với LXL (Hình 3b), hiệu suất lọc màu giảm từ 99 – 96,5% từ 20-50 oC; chúng đột ngột giảm đến 76% (ở 60oC) tăng lên 85% (ở 70oC) Sự tăng cường độ lọc dung dịch màu với hiệu suất lọc màu giảm nhiệt độ cao 60 – 70oC giải thích tổn thương màng lọc, cho phép cường độ lọc qua nhiều làm giảm hiệu suất lọc Nhưng giá trị bất thường thí nghiệm với dung dịch muối khó giải thích Nhìn chung, giá trị cường độ lọc hiệu suất lọc DS5DL không ổn định nhiệt độ cao 50oC, từ khẳng định màng lọc khơng thích hợp cho hoạt động nhiệt độ cao so với mục tiêu đưa; đó, màng DS5DL bị loại bỏ thí nghiệm Qua đó, ta khẳng định thơng tin cung cấp nhà sản xuất chưa chắn hoàn toàn cần kiểm chứng trước sử dụng Sự phụ thuộc vào thời gian Bảng 3: Phần trăm sụt giảm dòng thấm DS5DK thiết bị lọc dòng chéo DS5 DK Màng lọc o T gian Sự sụt giảm dòng thấm (%) theo nhiệt độ ( C) 20 30 40 50 60 70 (phút) F2= Muối 10 g/L 15/30 0.00 0.00 0.00 1.99 1.68 5.48 30/50 0.25 0.00 0.00 5.07 2.26 3.24 F3a= 50mg/L VB 15/30 0.54 6.02 0.93 0.00 0.00 0.00 30/50 0.84 2.91 0.77 0.00 0.00 0.00 F3b= 3.0g/L VB 15/30 1.83 2.01 4.55 4.71 2.74 3.79 30/50 0.57 0.00 6.26 5.81 5.81 2.36 F4a= F2 + F3a 15/30 2.87 3.73 4.98 4.62 4.52 3.45 30/50 7.22 5.98 7.83 4.79 5.48 1.78 F4b= F2 + F3b 15/30 4.75 3.18 2.85 0.79 4.68 4.51 30/50 5.51 5.18 2.28 0.26 5.38 3.56 Nghiệm thức 15/30: Sự sụt giảm dòng thấm phút 30 so với phút 15 30/50: Sự sụt giảm dòng thấm phút 50 so với phút 30 Cũng với thí nghiệm trên, thời gian để cường độ lọc đạt trạng thái ổn định theo dõi xác định sau 10 phút vận hành hệ thống Số liệu tính tốn bảng cho thấy mức độ sụt giảm dòng thấm thiết bị lọc dòng chéo tương ứng với kết quan sát lọc xi lanh Đối với màng lọc DS5DK, cường độ lọc ổn định khoảng nhiệt độ từ 20 đến 40oC Ở nhiệt độ cao 50oC, sụt giảm dòng thấm xảy ra, ảnh hưởng không lớn, chiếm khoảng vài phần trăm Từ bảng số liệu cho thấy sụt giảm cường độ dịng thấm theo thời gian khơng đáng kể tất nghiệm thức (50oC), giãn nở biến dạng hình thái lớn nên làm cho khả thấm cao hơn; làm giảm hiệu suất loại bỏ muối Điều dễ dàng nhận biết nghiệm thức có nồng độ VB cao (3g/L) Như kết luận có diện thuốc nhuộm hiệu suất lọc muối giảm, điều trái ngược với kết luận công bố nghiên cứu Jiraratananon et al (2000) hiệu suất lọc muối tăng có diện thuốc nhuộm Hiệu suất lọc màu Theo biểu đồ hình 6b ta thấy, hiệu suất lọc màu cao (>98%) nhiệt độ 20 30oC, sau giảm dần nhiệt độ tăng Khi có thuốc nhuộm dung dịch, hai nghiệm thức F3a F3b, hiệu suất loại bỏ màu không khác nhiều lớn 97% Với dung dịch có nồng độ VB cao (3g/L), hiệu suất loại bỏ màu lớn Điều giải thích hút bám chất hữu lên bề mặt màng lọc làm cho lỗ rỗng màng hẹp khả thấm giảm hiệu suất loại bỏ màu tăng Ở nghiệm thức F4a F4b, có diện muối dung dịch, cộng hưởng áp suất thẩm thấu độ phân cực dung dịch làm cho cường độ lọc suy giảm (Jiraratananon et al., 2000) làm tăng hiệu suất lọc màu nhiệt độ thấp 20 – 40oC Ở nhiệt độ cao hơn, giãn nở cấu trúc màng lọc thảo luận với cộng hưởng ảnh hưởng muối dung dịch làm tăng cường độ lọc đáng kể làm giảm hiệu suất lọc màu 280 Tạp chí Khoa học 2012:23b 272-283 Trường Đại học Cần Thơ 3.4 Thí nghiệm với nước thải thực tế Đối với nước thải thực tế, cường độ lọc hiệu suất lọc màu muối ghi nhận, tính tốn trình bày biểu đồ hình a Cường độ lọc hiệu chỉnh với nước thải b Hiệu suất lọc muối màu, LDC P=10 bar P=10 bar 100 Desal DK, F5 HC Desal DK, F1(NC) 150 Hiệu suất (%) Cường độ F (L/m2 h) 200 1.6 100 1.34 80 60 40 50 Desal DK-màu 20 Desal DK-M 0 20 30 40 50 60 70 Nhiệt độ (°C) 20 30 40 50 60 Nhiệt độ 70 Hình 7: Cường độ hiệu suất lọc màng DS5DK với nước thải thực tế Ở hình 7a ta thấy cường độ lọc màng DS5DK với nước thải thực tế thấp nước cất; giá trị 32 L/m2h (20oC) 90 L/m2h (70oC) nước thải thực tế 55 L/m2h (20 oC) 135 L/m2h (70oC) nước cất Giá trị tương ứng với đột sụt giảm dòng thấm 42% 20oC 34% 70oC Thêm vào đó, độ dốc tương đối cường độ lọc nước thải 1.34, thấp giá trị nước cất 1.6 cho thấy có ảnh hưởng nhiệt độ lên tắc nghẽn dần màng lọc, nhiệt độ cao, ảnh hưởng lớn Do ta kết luận rằng, cường độ lọc giảm tắc nghẽn dần màng lọc ảnh hưởng nhiệt độ giảm yếu tố Hiệu suất loại bỏ muối Từ biểu đồ hình 7b, hiệu suất lọc muối DS5DK giảm dần nhiệt độ tăng; hiệu suất loại bỏ muối khoảng 60% 20oC giảm 50% 70oC Điều lần khẳng định hiệu suất lọc muối phụ thuộc vào nhiệt độ Do hiệu suất lọc muối thấp khoảng 50%, giá trị tương ứng với hiệu suất lọc bỏ muối dung dịch hỗn hợp muối màu pha chế phịng thí nghiệm (dao động từ 40% - 80%) Hiệu suất loại bỏ màu Hiệu suất lọc màu màng lọc nano nhân tố quan trọng nghiên cứu Trên hình 7b, hiệu suất lọc màu lớn 93% tương đối ổn định không phụ thuộc vào nhiệt độ Với hiệu suất lọc tương đối cao hoàn toàn tuần hồn nước cho mục đích tái sử dụng nhiệt độ cao (đến 70oC) Với kết thu ta thấy màng lọc nano DS5DK chịu ảnh hưởng tắc nghẽn dần màng lọc thời gian nghiên cứu Hiệu suất lọc muối tương đối thấp, hiệu suất lọc màu cao thuận lợi lớn việc tái sử dụng nước thải xử lý nhiệt độ cao (đến 70oC) thông qua việc giảm nguy tắc lọc tránh rửa cột lọc liên tục, tiết kiệm lượng muối đồng thời tiết kiệm lượng đun nóng nước đáng kể Tuy nhiên, chất lượng nước cần kiểm tra kiểm soát trước đưa ứng dụng vào thực tế 281 Tạp chí Khoa học 2012:23b 272-283 Trường Đại học Cần Thơ KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 KẾT LUẬN Qua thí nghiệm lọc nano với dung dịch nhuộm phịng thí nghiệm với nước thải thực tế ghi nhận số kết luận sau: - Cường độ lọc tăng nhiệt độ tăng (hoặc độ nhớt giảm) theo định luật HagenPoiseuille; ảnh hưởng nhiệt độ thấp ảnh hưởng chất hòa tan dung dịch Khi nồng độ chất hữu (VB) cao có tượng suy giảm cường độ lọc, chừng mực lại làm tăng hiệu loại bỏ màu - Ngoài ảnh hưởng nhiệt độ lên cường độ hiệu suất lọc, giãn nở hay trương phồng màng lọc nano cho phép chất lỏng thấm qua màng lọc nhiều hơn, kết làm giảm hiệu suất lọc muối màu Hơn nữa, diện muối NaCl dung dịch làm tăng cường độ lọc làm suy giảm hiệu suất lọc màng - Có hấp phụ chất hữu (VB) lên bề mặt màng lọc làm cản trở di chuyển chất lỏng hay làm giảm dòng thấm qua màng nano chưa xảy tượng tắc nghẽn lọc, đặc biệt dung dịch có nồng độ chất hữu cao - Màng lọc nano DS5DL bị tổn thương khơng thích hợp làm việc với nhiệt độ cao (≥50oC) Vì cần kiểm tra lại thơng số kỹ thuật cung cấp nhà sản xuất - Nước thải thực tế cho hiệu suất loại bỏ màu cao hiệu suất loại bỏ muối thấp ưu cho mục đích tái sử dụng nước chứa muối tiết kiệm đáng kể lượng (tái sử dụng nước 60-70oC) Tuy nhiên cần kiểm tra kỹ chất lượng nước xử lý theo yêu cầu cụ thể dây chuyền sản xuất 4.2 KIẾN NGHỊ - Điểm bất lợi lớn ứng dụng lọc nano ảnh hưởng biến dạng dẻo màng lọc tắc lọc thời gian vận hành dài Do đó, cần có nghiên cứu ảnh hưởng thời gian vận hành lên trình tắc nghẽn lọc biến dạng màng lọc - Hỗn hợp nước dệt nhuộm khác có độ nhớt khác nhau, cần có nghiên cứu ảnh hưởng độ nhớt loại dung dịch lọc lên hiệu suất loại bỏ muối màu TÀI LIỆU THAM KHẢO Allègre, C., Molulin, P., Maisseu, M., and Charrbit, F., 2006 Treatment and reuse of reactive dying effluents J Membr Sci., 269:15 Duthie X., S Kentish, C Powell, K Nagai, G Qiao and G Stevens, 2007 Operating temperature effects on the plasticization of polyimide gas separation membranes J Membr Sci., 294, 40-49 Jiraratananon R., A Sungpet, P Luangsowan, 2000 Performance evaluation of NF membranes for treatment of effluents containing reactive dye and salt Desalination 130, 177-183 Koyuncu I., 2003 Influence of dyes, salts and auxiliary chemicals on nanofiltration of reactive dye baths: experimental observations and model verification, Desalination 154 (1), 79–88 282 Tạp chí Khoa học 2012:23b 272-283 Trường Đại học Cần Thơ Koyuncu I., D Topacik, and E Yuksel, 2004 Reuse of reactive dyehouse wastewater by NF: process water quality and economical implications, Separ Purif Technol., 36: 77-78 Koyuncu I., D.Topacik, 2002 Effect of organic ion on the separation of salts by nanofiltration membranes J Membr Sci., 195((1)): p 247-263 Mänttäri M., A Pihlajamäki, A Kaipainen, M Nystrom, 2002 Effect of temp and membrane pre-treatment by pressure on the filtration properties of NF membranes, Desalination 145, 81-86 Mulder M., 1997 Basic principles of membrane technology 2nd ed Kluwer Academic Publishers Nilsson M., F Lipnizki, G Trägårdh, and K Östergren, 2008a Performance, energy and cost evaluation of a NF plant operated at elevated temperatures J Membr Sci., 60: p.36-45 Nilsson M., Gun Trägårdh, and Karin Östergren 2008b The influence of pH, salt and temperature on nanofiltration performance J Membr Sci., 312: p 97-106 Schaep J., 1999 Nanofiltration for the removal of ionic components from water PhD thesis Katholieke Universiteit Leuven, Heverlee, Belgium Schäfer, A.I., Fane, A.G., Waite, T.D., 1998 Nanofiltration of Natural Organic Matter: Removal, Fouling and the Influence of Multivalent Ions, Desalination 118, 109-122 Sharma R R , Rachana Agrawal, Shankararaman Chellam, 2003 “Temperature effects on sieving characteristics of thin-film composite nanofiltration membranes: pore size distributions and transport parameters” J Membr Sci., 223, 69–87 Toshinori T., S Izumi, T Yoshioka and M Asaeda, 2000 Temperature effect on transport performance by inorganic nanofiltration membranes Journal of AIChE 46 (3): p 565-574 Van der Bruggen B., Daems B., Vandecasteele C., 2001a Mechanisms of retention and flux decline for the NF of dye baths from the textile industry Separ Purif Technol., 22-23, 519-528 Van der Bruggen B., Daems B., Vandecasteele C., 2001b Water reclamation in the textile industry: NF of dye bath for wool dyeing Ind Engineering Chemistry Resource 40(18): p 3973-3978 Van der Bruggen B., Braeken L., Vandecasteele C., 2002 Flux decline in nanofiltration due to adsorption of organic compounds Separation and purification technology, 29 (1), 23-31 Van der Bruggen B., Mänttäri M., Nyström M., 2008 Drawbacks of applying nanofiltration and How to avoid them: A review Separ Purif Technol., 63, 251-263 Weast R C., 1982 CRC Handbook of Chemistry and Physics CRC Press Inc., 62nd ed 283 ... đặc biệt công nghiệp dệt nhuộm để xử lý tái sử dụng nước thải Kỹ thuật lọc màng cho nước thải dệt nhuộm thập niên 1970, với loại màng siêu lọc (ultrafiltration), màng vi lọc (microfiltration)... thế, nước thải từ cơng nghiệp dệt nhuộm ln chứa hóa chất hữu cơ, vơ cơ, COD nồng độ cao đậm màu đồng thời công đoạn nhuộm, rửa sơ cấp thứ cấp sản sinh nhiều nước thải Do đó, có công nghệ xử lý nước. .. Cường độ hiệu suất lọc màng DS5DK với nước thải thực tế Ở hình 7a ta thấy cường độ lọc màng DS5DK với nước thải thực tế thấp nước cất; giá trị 32 L/m2h (20oC) 90 L/m2h (70oC) nước thải thực tế 55