TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA HÓA HỌC KHÓA KHÓA LUẬN LUẬN TỐT TỐT NGHIỆP NGHIỆP “NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG PHÂN HỦY XANH METYLEN BẰNG SẮT KIM LOẠI KẾT HỢP VỚI MUỐI KALI PESUNFAT VÀ ỨNG DỤNG XỬ LÍ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM” GVHD: TS Hồ Phương Hiền SVTH : Vũ Văn Thịnh Lớp : K63B Lí chọn đề tài - Ngành dệt may giữ vai trò quan trọng kinh tế quốc dân - Đi với đó, ngành dệt may có không tác động tiêu cực đến môi trường sinh thái - Nước thải ngành dệt nhuộm là loại nước thải ô nhiễm nặng - Do đó, cần có biện pháp xử lí triệt để lượng nước thải trước xả thải môi truờng Lí chọn đề tài Hình ảnh ô nhiễm nước thải dệt nhuộm Quá trình oxi hóa nâng cao - Định nghĩa: Là trình phân hủy oxi hóa dựa vào gốc tự OH* hoạt động tạo trình xử lí - Ưu điểm: + Thời gian phản ứng nhanh + Khả phân hủy cao + Dễ áp dụng + Công nghệ đơn giản + Chi phí thấp Sơ lược xanh metylen • CTPT : C16H18N3SCl • CTCT : • Vì loại thuốc nhuộm (thuốc nhuộm cation) nên metylen xanh (C16H18N3SCl) chọn để nghiên cứu mẫu tự tạo Cơ chế tạo gốc tự từ hệ Fe0 K2S2O8 2+ Giai đoạn 1: giai đoạn oxi hóa Fe thành Fe Giai đoạn 2: giai đoạn hoạt hóa pesunfat Fe 2+ *tạo thành gốc tự sunfat SO4 2+ 23+ Fe + S2O8 → 2Fe + 2SO4* Fe 2+ + S2 O 2- 3+ 2→ Fe + SO4 + SO4* Trong môi trường kiềm: SO4* - + H2O → OH - SO4* + OH - * + 2+ H + SO4 → OH * + SO4 2- Nhiệm vụ nghiên cứu Xây dựng đường chuẩn xác định hàm lượng COD phương pháp đo quang Xây dựng đường chuẩn xác định hàm lượng xanh metylen phương pháp đo quang Xác định điều kiện tối ưu trình xử lí xanh metylen kim loại sắt kết hợp với muối kali pesunfat Sử dụng sắt kim loại kết hợp với muối kali pesunfat để xử lí nước thải dệt nhuộm làng Vạn Phúc-Hà Đông- Hà Nội Đánh giá hàm lượng COD nước thải dệt nhuộm trước sau xử lí Kết thảo luận Xây dựng đường chuẩn xác định COD Giá trị mật độ quang dung dịch có COD khác Kết thảo luận Xây dựng đường chuẩn xác định COD Đường chuẩn xác định COD Phương trình đường chuẩn có dạng: Abs = (0,00032 ± 0,00003)×COD + (0,023 ± 0,007) Kết thảo luận Xây dựng đường chuẩn xác định hàm lượng xanh metylen Phổ hấp thụ UV – Vis dung dịch xanh metylen 10 mg/l pH = ( λ = 663 nm) Kết thảo luận C xanh metylen mg/l 3.1 Khảo sát hàm lượng Fe t ( phút) 0.2 g/l 0.4 g/l Ảnh hưởng hàm lượng sắt đến trình xử lí dung dịch xanh metylen Kết thảo luận 3.2 Khảo sát nồng độ K2S2O8 Nồng độ xanh metylen lại (mg/L) sau khoảng thời gian xử lí với nồng độ K 2S2O8 1,0; 1,5; 2,0; 3,5; 4,0; 5,0 mM Thời gian (phút) Cmetylen xanh(mg/L) 1,0 1,5 2,0 3,5 4,0 5,0 2.82 2.79 2.34 1.64 1.59 1.51 10 2.67 2.57 1.84 1.27 1.21 1.16 15 2.52 2.42 1.57 1.08 1.00 1.04 20 2.35 2.24 1.43 0.94 0.87 0.95 25 2.22 2.08 1.33 0.78 0.70 0.86 30 2.18 1.87 1.19 0.69 0.61 _ 35 2.13 1.76 1.11 0.54 0.47 _ 40 2.02 1.67 0.98 0.48 0.36 _ 45 1.97 1.63 0.93 0.46 0.29 _ Kết thảo luận 3.2 Khảo sát nồng độ K2S2O8 C Xanh metylen mg/l mM 1.5 mM mM 3.5 mM t ( phút) Ảnh hưởng nồng độ K2S2O8 đến trình xử lí dung dịch xanh metylen Kết thảo luận C xanh metylen mg/l 3.3 Khảo sát ảnh hưởng pH pH=3 pH=7 pH=1 t ( phút) Ảnh hưởng pH tới trình xử lí xanh metylen sắt kim loại kết hợp với muối kali pesunfat Kết thảo luận C xanh metylen mg/l 3.4 Khảo sát ảnh hưởng thời gian t ( phút) Khảo sát thời gian trình xử lí xanh metylen sắt kim loại kết hợp với muối kali pesunfat Kết thảo luận C xanh metylen mg/l 3.5 Khảo sát khuấy trộn t ( phút) Có khuấy trộn Không khuấy trộn Khảo sát ảnh hưởng khuấy trộn đến trình xử lí xanh metylen sắt kim loại kết hợp với muối kali pesunfat Kết thảo luận Tổng hợp điều kiện tối ưu: • Lượng sắt kim loại kết hợp với K2S2O8 theo tỉ lệ 0,4g/l sắt: mM K2S2O8 • *Môi trường axit pH=3, tăng khả sản sinh gốc tự SO • Thời gian xử lí tối ưu: khoảng 45 phút • Cần phải khuấy trộn nhằm tăng tốc độ phản ứng Kết thảo luận Nghiên cứu khả xử lí nước thải dệt nhuộm làng Vạn Phúc, Hà Đông, Hà Nội Fe kim loại kết hợp với K2S2O8 Mô tả mẫu trước xử lí Ngày lấy mẫu Màu sắc 10/01/2017 Xanh đen CODđầu 262 Giá trị COD mẫu nước thải trước xử lí (mẫu nước pha loãng lần) Mẫu nước thải dệt nhuộm Kết thảo luận 5.1 Nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ K2S2O8 đến khả xử lí nước thải dệt nhuộm làng Vạn Phúc, Hà Đông, Hà Nội STT Nồng độ K2S2O8 (mM) CODcuối Hiệu suất (%) 2,0 203 22,5 4,0 188 28,2 6,0 113 56,9 8,0 136 48,1 Hiệu suất xử lí COD mẫu nước thải dệt nhuộm sau 45 phút xử lí với nồng độ K2S2O8 khác (CODđầu=262) Kết thảo luận 5.2 Nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng sắt đến khả xử lí nước thải dệt nhuộm làng Vạn Phúc, Hà Đông, Hà Nội Hiệu suất xử lí COD mẫu nước thải dệt nhuộm sau 45 phút xử lí với hàm lượng Fe khác (CODđầu=262) STT Hàm lượng Fe (g/L) CODcuối Hiệu suất (%) 0,4 113 56,9 0,6 128 51,1 0,8 141 46,2 Kết thảo luận 5.3 Nghiên cứu ảnh hưởng thời gian đến khả xử lí nước thải dệt nhuộm làng Vạn Phúc, Hà Đông, Hà Nội Hiệu suất xử lí COD mẫu nước thải dệt nhuộm sau khoảng thời gian xử lí khác (COD đầu=262) STT Thời gian xử lí (phút) CODcuối Hiệu suất (%) 45 113 56,9 60 75 71,4 90 56 78,6 120 63 76,0 Kết thảo luận Hình ảnh mẫu nước thải trước sau xử lí Mẫu a • Mẫu a – Trước xử lí • Mẫu b – Sau xử lí Mẫu b Kết thảo luận 5.3 Quy trình xử lí nước thải dệt nhuộm thể tích V = lít 0,4g/L Fe V = lít nước thải mM K2S2O8 dệt nhuộm pH = t = 90 phút CODcuối Hiệu suất(%) 56 78 Xác định COD Kết luận Độ phân hủy xanh metylen Fe kim loại kết hợp với K2S2O8 sau thời gian 45 phút 99,0% Điều kiện tối ưu phản ứng: tỉ lệ 0,4g/L sắt: 4,0 mM K2S2O8, pH =3,0 Điều kiện tối ưu trình xử lí nước thải dệt nhuộm làng Vạn Phúc, Hà Đông, Hà Nội là: tỉ lệ 0,4g/L sắt: 6,0 mM K2S2O8, pH = 3 Hiệu suất trình xử lí nước thải dệt nhuộm làng Vạn Phúc, Hà Đông, Hà Nội đạt giá trị tốt khoảng 78 % Cảm ơn thầy cô bạn lắng nghe!