Nước thải dệt nhuộm sau công đoạn sinh học được xử lý tăng cường bằng phương pháp ozone hóa trong bể phản ứng dạng cột. Điều kiện vận hành phù hợp xác định gồm pH từ 6,6, lưu lượng khí ozone 0,6 lít/phút, liều lượng ozone 4 g/h. Hiệu quả xử lý độ màu và COD có thể đạt được 100% sau 20 phút.
Từ khóa: ozone hóa, xúc tác, nước thải dệt nhuộm
Đặt vấn đề
Nước thải dệt nhuộm là một trong những nguồn gây ô nhiễm lớn hiện nay vì lưu lượng nước thải lớn và nồng độ ô nhiễm cao [1]. Công nghệ keo tụ tạo bông kết hợp với sinh học được áp dụng phổ biến để xử lý nước thải dệt nhuộm hiện nay ở Việt Nam. Công nghệ này tốn nhiều hóa chất, sinh ra nhiều bùn thải và chất lượng nước đầu ra chưa đảm bảo đạt cột A, QCVN 40:2011/BTNMT hoặc cột A, QCVN 13: /BTNMT. Ozone hóa là phương pháp oxi hóa mạnh, được chứng minh mang lại hiệu quả cao trong việc phá vỡ các liên kết thẳng và không bão hòa trong các phân tử thuốc nhuộm, gây ra sự mất màu nhanh chóng của nước thải dệt nhuộm trong nhiều nghiên cứu trong và ngoài nước [1]. Hiệu quả xử lý của phương pháp phụ thuộc vào đặc trưng của từng loại nước thải, pH, liều lượng ozone, lưu lượng ozone [1, 2]. Quá trình oxy hóa xúc tác ozone có thể cải thiện tốc độ phân hủy các chất ô nhiễm, các chất xúc tác có thể sử dụng gồm zeolit, các oxi kim loại, Kaolanh, Caxi carbonate [3,4]. Chất xúc tác giúp cải thiện đáng kể tốc độ khoáng hóa các chất ô nhiễm. Để áp dụng được phương pháp này vào thực tiễn cần phải nghiên cứu thực nghiệm để tìm ra điều kiện vận hành tối ưu. Với mong muốn nâng cao hiệu quả xử lý nước thải sau công trình sinh học để đáp ứng được yêu cầu xả thải ngày càng nghiêm ngặt, nghiên cứu “Nâng cao hiệu quả xử lý nước thải dệt nhuộm bằng công nghệ ozone hóa” được thực hiện.
Phương pháp nghiên cứu
Nước thải đầu vào: Nước thải đầu vào được đầu vào được lấy sau bể lắng sinh học, trước cụm keo tụ tạo bông của hệ thống xử lý nước thải thuộc Tổng Công ty Cổ phần Dệt nhuộm tại Quận 9, TP. Hồ Chí Minh.
Hình 1: Mô hình phản ứng ozone dạng cột
.jpg)
Dụng cụ, thiết bị: Máy đo pH, nhiệt độ HANNA HI 9811-5; Máy so màu INESA N2; Máy phá mẫu COD LOVIBOND RD 125.
Hóa chất: Axit H2SO4 1N, NaOH 0,1 N, chỉ thị Ferroin, dung dịch FAS 0.1N.
Mô hình thực nghiệm
Mỗi thí nghiệm lặp lại 3 lần để đảm bảo độ tin cậy
Kết quả và thảo luận
Kết quả khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý độ màu và COD
Tối ưu hóa thực nghiệm bằng phương pháp bề mặt đáp ứng (Response Surface) với 15 thí nghiệm bố trí theo Box-Behnken, sử dụng phần mềm Design Expert 12 với ba giá trị trung tâm gồm: pH, lưu lượng dòng khí O3, liều lượng ozone gồm: pH từ 3 - 9, lưu lượng ozone từ 0.25 L/phút – 0.75 L/phút, liều lượng ozone từ 2g/h - 6g/h. Mỗi thực nghiệm thực hiện với 10 lít nước thải sau sinh học. Kết quả phân tích RSM bằng phần mềm cho thấy pH, lưu lượng khí ozone, liều lượng ozone đều ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả xử lý độ màu và COD. Điều kiện vận hành phù hợp để xử lý màu và COD cao nhất sau 15 phút phản ứng, gồm pH 6,6; liều lượng O3 là 4 g/h; lưu lượng ozone 0,6 lít/phút.
Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu quả xử lý độ màu, COD được khảo sát từ 10 phút đến 25 phút. Kết quả cho thấy hiệu quả xử lý đạt trên 90% sau 15 phút phản ứng, và đạt được 100% sau 20 phút.
Hình 2: so sánh hiệu quả xử lý giữa ozone và ozone dị thể
.jpg)
Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải dệt nhuộm
Hiệu quả xử lý nước thải dệt nhuộm bằng ozone hóa
Hiệu quả xử lý trong điều kiện vận hành tối ưu, gồm pH 6,6; liều lượng O3 là 4 g/h; lưu lượng ozone 0,6 lít/phút, thời gian phản ứng 20 phút, trên mô hình dạng mẻ thực hiện với nước thải lấy 3 ngày khác nhau sau công trình sinh học. Kết quả cho thấy hiệu quả xử lý độ màu ổn định đạt 100%, COD đạt từ 98% - 100%, trung bình là 99,32±0,63%.
3.2.2 Hiệu quả xử lý nước thải dệt nhuộm bằng ozone hóa kết hợp với Zeolite từ tro bay.
Zeolite sử dụng trong nghiên cứu này là sản phẩm tổng hợp từ tro bay của nhà máy nhiệt điện. Liều lượng sử dụng 5g/L, cho vào 10 lít nước thải sau xử lý sinh học, thời gian phản ứng thay đổi từ 5 phút đến 20 phút. Hiệu quả xử lý cho thấy, khi thêm zeolite vào ozone hóa, hiệu quả xử lý độ màu và COD tăng lên đáng kể. Kết quả từ hình 2 cho thấy khi có xúc tác zeolite giúp rút ngắn thời gian phản ứng. cụ thể hiệu suất xử lý có thể đạt 100% sau 10 phút phản ứng. Điều này là do zeolite hỗ trợ quá trình bắt giữ chất ô nhiễm và tạo điều kiện tiếp xúc tốt giữa tác nhân oxi hóa với chất ô nhiễm. Kết quả này tương tự nghiên cứu trước đây về ozone dị hóa [5].
Kết luận
Ozone hóa là công nghệ mạnh thích hợp xử lý bậc cao cho nước thải dệt nhuộm sau sinh học. Hiệu suất xử lý ổn định và có thể loại bỏ 100% độ màu và COD sau 15 phản ứng. Khi có thêm zeolite, quá trình ozone hóa dị thể diễn ra mạnh mẻ hơn, rút ngắn được thời gian phản ứng, cụ thể, hiệu quả xử lý COD, độ màu đạt 100% sau 10 phút phản ứng. Trong quá trình xử lý không sinh ra bùn thải.
Tài liệu tham khảo:
[1] Pham-Hung Duong, Ngoc-Han T.Huynh, Yong-Soo Yoon, Treatment of C.I Reactive Blue 160 by ozonation system, IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 964 (2022) 012030;
[2] Bruno Langlais, David A. Reckhow, Deborah R. Brink, 1991. Ozone in water treatment application and engineering. Cooperative Research Report, Lewis publishers;
[3] Cuerda-Correa, E.M.; Alexandre-Franco, M.F.; Fernández - González, C. Advanced Oxidation Processes for the Removal of Antibiotics from Water. An Overview. Water 2019, 12, 102;
[4] Savvina Psaltou, Efthimia Kaprara, Konstantinos Triantafyllidis, Manassis Mitrakas, Anastasios Zouboulis, Heterogeneous catalytic ozonation: The significant contribution of PZC value and wettability of the catalysts, Journal of Environmental Chemical Engineering 9 (2021) 106173;
[5] S. Psaltoua, E. Kaprarab, M. Mitrakasb and A. Zouboulis, Comparative study on heterogeneous and homogeneous catalytic ozonation efficiency in micropollutants’ removal, AQUA - Water Infrastructure, Ecosystems and Society Vol 70 No 8, 1121.
DƯƠNG PHẠM HÙNG2, HUỲNH THỊ NGỌC HÂN1*
1 Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường TP. Hồ Chí Minh
2 Trường Đại học Thủ Dầu Một
* Tác giả chính- Email: han.htn_mt@hcmunre.edu.vn, điện thoại: 0984202040
Nguồn: Tạp chí Tài nguyên và Môi trường số 22 (Kỳ 2 tháng 11) năm 2024
Tóm tắt: Bài báo nghiên cứu giải pháp xử lý chất thải rắn sinh hoạt (CTRSH) bền vững cho Việt Nam thông qua tích hợp công nghệ vi sinh (phân hủy sinh học) và nhiệt phân. Trước áp lực gia tăng rác đô thị và yêu cầu phát triển kinh tế tuần hoàn, phương pháp này được đề xuất nhằm tận dụng tài nguyên từ rác, giảm chôn lấp và phát thải.
Nếu ở Kỳ 1, độc giả đã thấy những định hướng chiến lược và công nghệ xanh mở ra lối đi mới cho nông nghiệp Việt, thì đến Kỳ 2, điểm nhấn lại nằm ở những giải pháp cụ thể. Từ phòng thí nghiệm, nhiều nghiên cứu khoa học đã bước ra thực tiễn, đồng hành cùng doanh nghiệp, tạo nên các mô hình thành công: từ công nghệ bảo quản mới, chế biến cà phê hiện đại, đến kinh tế tuần hoàn phụ phẩm tôm và nâng tầm sản phẩm truyền thống như nước mắm. Đây chính là những hạt nhân giúp nông sản Việt gia tăng giá trị và chinh phục thị trường quốc tế.
Cao chloroform của Bí kỳ nam (Hydnophytum formicarum Jack.) được sắc ký cột với các hệ dung môi có độ phân cực khác nhau và kết hợp với kỹ thuật sắc ký lớp mỏng để thực hiện quá trình phân lập và tinh sạch các hợp chất. Cấu trúc của các hợp chất được xác định bằng phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân và kết hợp so sánh với tài liệu tham khảo. Ba hợp chất được tinh sạch và xác định cấu trúc bao gồm luteolin (1), quercetin (2) và quercitrin (3).
Hoạt tính xua đuổi hiệu quả của p-menthan-3,8-diol (PMD) đã được chứng minh là hiệu quả an toàn cho sức khỏe, tuy nhiên, hợp chất này vẫn chưa được sử dụng phổ biến ở Việt Nam. Đã có một số công trình nghiên cứu khảo sát tổng hợp PMD chủ yếu sử dụng xúc tác acid H2SO4 loãng với các điều kiện phản ứng khác nhau về thời gian và nhiệt độ.
Cháy nổ trong sinh hoạt dân dụng vẫn là một vấn đề nhức nhối tại Việt Nam, gây ra những thiệt hại nặng nề về người và tài sản do sự bất cẩn hoặc lỗi thiết bị điện. Các hệ thống cảnh báo cháy truyền thống thường có độ trễ cao, chỉ phản ứng khi cháy đã xảy ra rõ ràng, dễ gây báo động giả và thiếu khả năng cảnh báo từ xa.
Khu vực đảo Palawan (Philippine), Sempoma SABAH (Malaysia) nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa với hai mùa mưa, mùa khô rõ rệt. Tại Palawan, trung bình năm nhiệt độ không khí 28,50C, độ ẩm trung bình 58,4%, tổng lượng mưa 2.920 mm, tổng số giờ nắng trong khoảng 2,180 - 2,307h, nhiệt độ nước biển 29,30C và độ muối nước biển 33,3‰.
