Luận án tiến sĩ nghiên cứu xử lý nâng cao nước thải chứa thuốc nhuộm hoạt tính bằng phương pháp điện hóa với điện cực chọn lọc (tt)

Những đóng góp mới của đề tài - Xác định được vật liệu điện cực anot thép Ferosilic 0,7Mn sử dụng cho hệ thống xử lý điện hóa có khả năng xử lý độ màu và phân hủy được các chất hữu cơ k

MỞ ĐẦU

Ứng dụng công nghệ điện hóa như một bước xử lý cấp 3 để giảm

độ màu nước thải dệt nhuộm đã thu hút được sự quan tâm của nhiều nhà khoa học trên thế giới trong những năm gần đây do những ưu điểm nổi trội của phương pháp như phạm vi áp dụng rộng, thiết bị đơn giản và gọn nhẹ, dễ hoạt động, nhiệt độ xử lý thấp hơn so với các phương pháp khác và không tạo bùn, ít sản phẩm phụ sau quá trình xử lý Nhược điểm lớn nhất của phương pháp điện hóa là tiêu tốn năng lượng Tuy nhiên việc tìm tòi và cải tiến các vật liệu điện cực có xu hướng giảm thiểu được chi phí về năng lượng

Trước thực trạng nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm như hiện nay thì vấn đề đối với Việt Nam là tìm ra được một phương pháp xử

lý nước thải có chứa thuốc nhuộm hoạt tính sao cho đồng thời thỏa

mãn cả về hiệu quả xử lý và phù hợp về kinh tế Đề tài “Nghiên cứu

xử lý nâng cao nước thải chứa thuốc nhuộm hoạt tính bằng phương pháp điện hóa với điện cực chọn lọc” được thực hiện

nhằm góp phần xử lý triệt để các chất ô nhiễm trong nước thải dệt

nhuộm

Mục tiêu của đề tài

- Nghiên cứu tìm ra loại vật liệu điện cực sử dụng trong hệ thống điện hóa để xử lý nâng cao nước thải dệt nhuộm với chi phí điện cực

và chi phí năng lượng thấp

- Xác định được chế độ làm việc tối ưu của quá trình xử lý điện hóa các thuốc nhuộm hoạt tính khó phân hủy sinh học trong nước thải dệt nhuộm nhằm đạt được hiệu suất xử lý cao mà năng lượng điện tiêu thụ thấp

- Áp dụng phương pháp điện hóa với vật liệu điện cực đã xác định được

để xử lý nâng cao nước thải của Công ty CP Dệt may 29/3 –Đà Nẵng

Đối tượng nghiên cứu

- Nước thải dệt nhuộm tự tạo chứa thuốc nhuộm hoạt tính

- Nước thải thực tế của Công ty Cổ phần Dệt may 29/3 – Đà Nẵng nhằm kiểm chứng

Nội dung nghiên cứu

- Xác định tính chất điện hóa của một số loại điện cực anot được lựa chọn sử dụng trong nghiên cứu

- Nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố chính (pH, mật độ dòng điện, nồng độ chất điện ly, thời gian và nồng độ thuốc nhuộm đầu vào) lên

hiệu quả xử lý độ màu và độ giảm COD của nước thải chứa TNHT bằng các vật liệu điện cực nghiên cứu

- Lựa chọn vật liệu điện cực anot thích hợp sử dụng trong hệ thống điện hóa để xử lý nâng cao nước thải chứa TNHT với chi phí điện cực và chi phí năng lượng thấp

- Xây dưng phương trình động học của quá trình xử lý điện hóa nước thải chứa TNHT bằng điện cực anot đã xác định được Đánh giá hiệu quả phân hủy TNHT của phương pháp điện hóa thông qua các kết quả phân tích GC/MS, LC/MS, IR, XRD…

- Xác định chế độ vận hành tối ưu của quá trình xử lý nước thải chứa TNHT bằng phương pháp điện hóa với điện cực đã lựa chọn bằng bài toán quy hoạch thực nghiệm Kiểm chứng phương pháp xử lý với nước thải thực của công ty CP Dệt may 29/3 – Đà Nẵng

Phạm vi nghiên cứu

Đề tài sử dụng công nghệ điện hóa để xử lý nâng cao (xử lý bậc 3) các thuốc nhuộm hoạt tính khó phân hủy sinh học trong nước thải dệt nhuộm ở quy mô phòng thí nghiệm Lựa chọn chỉ tiêu COD (mgO2/l) và độ màu (Pt-Co) là những thông số chính để đánh giá hiệu quả xử lý của phương pháp

Ý nghĩa khoa học của đề tài

Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ góp phần hoàn thiện công nghệ điện hóa sử dụng hệ điện cực đáp ứng các yêu cầu về kỹ thuật, kết hợp với các chế độ vận hành thích hợp có thể xử lý nâng cao nước thải chứa thuốc nhuộm hoạt tính với hiệu quả cao, tiết kiệm năng lượng và giảm chi phí xử lý

Những đóng góp mới của đề tài

- Xác định được vật liệu điện cực anot thép Ferosilic 0,7Mn) sử dụng cho hệ thống xử lý điện hóa có khả năng xử lý độ màu và phân hủy được các chất hữu cơ khó phân hủy sinh học trong nước thải dệt nhuộm với năng lượng tiêu thụ thấp Điện cực Ferosilic được chế tạo từ nền sắt và các nguyên tố hợp kim, trong đó hàm lượng nguyên tố Si là 14% Đây là loại vật liệu điện cực mới trong lĩnh vực xử lý nước thải dệt nhuộm với các ưu điểm: có giá thành thấp, ít tan trong quá trình điện hóa nên không sinh ra nhiều bùn, có

(Fe-14Si-5Cr-độ bền hóa và bền điện hóa cao nên ít phải thay thế do đó có thể tiết kiệm được chi phí đầu tư, có khả năng xúc tác điện hóa cao dẫn đến tăng hiệu suất xử lý cho quá trình

- Xác định được mô hình động học của quá trình phân hủy TNHT Yellow 145 và Red 198 bằng phương pháp oxi hóa điên hóa với điện cực thép Ferosilic tuân theo phản ứng giả bậc 1 có các hằng số tốc

độ phản ứng tương ứng là 68,2 10-3

phút-1 và 88,2.10-3 phút-1

- Xác định được các điều kiện vận hành tối ưu (mật độ dòng điện,

pH, nồng độ chất điện ly, thời gian điện hóa, nhiệt độ, nồng độ thuốc nhuộm đầu vào, tỷ lệ diện tích giữa các điện cực anot và catot) để xử

lý điện hóa nước thải chứa thuốc nhuộm hoạt tính với hiệu suất xử lý cao và tiết kiệm năng lượng

CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN 1.1 Công nghệ dệt nhuộm và đặc tính nước thải

1.1.1 Quy trình công nghệ

1.1.2 Đặc tính của nước thải dệt nhuộm

1.1.3 Tác động đến môi trường của nước thải dệt nhuộm

1.2 Phân loại thuốc nhuộm và đặc tính của thuốc nhuộm hoạt tính

1.2.1 Phân loại thuốc nhuộm

1.2.2 Đặc tính của thuốc nhuộm hoạt tính

1.3 Các phương pháp xử lý TNHT trong nước thải dệt nhuộm

1.3.2 Các phương pháp oxi hóa nâng cao

1.3.2.1 Các phương pháp nâng cao trên cơ sở Ozon và UV

1.3.2.2 Các hệ Fenton (H 2 O 2 /Fe 2+ ) và hệ kiểu Fenton (H 2 O 2 /Fe 3+ ) 1.3.2.3 Phương pháp điện hóa

1.4 Xử lý nước thải dệt nhuộm bằng phương pháp điện hóa

1.4.1 Cơ sở lý thuyết quá trình xử lý nước thải bằng điện hóa

1.4.1.1 Sơ đồ nguyên lý xử lý nước thải bằng phương pháp điện hóa 1.4.1.2 Các quá trình điện cực khi điện phân xử lý nước thải

1.4.1.3 Các phương pháp điện hóa trong xử lý nước thải

1.4.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình điện hóa trong xử lý nước thải

1.4.2.1 Ảnh hưởng của vật liệu làm điện cực

1.4.2.2 Ảnh hưởng của mật độ dòng điện

1.4.2.3 Ảnh hưởng của bản chất nước thải

1.4.2.4 Ảnh hưởng của một số thông số khác

1.4.3 Vật liệu điện cực trong xử lý điện hóa

1.4.3.1 Vật liệu điện cực anot

1.4.3.2.Vật liệu điện cực catot

1.4.4 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng phương pháp điện hóa trong xử lý nước thải dệt nhuộm

Các kết quả nghiên cứu trên thế giới đã cho thấy:

- Quá trinh điện hóa có thể xử lý được tất cả các loại thuốc nhuộm Tuy nhiên, hiệu quả xử lý các thuốc nhuộm thấp hay cao phụ thuộc nhiều vào loại vật liệu làm điện cực áp dụng, loại thuốc nhuộm xử lý

và các điều kiện vận hành (pH, chất điện ly, mật độ dòng…)

- Hiệu quả xử lý thuốc nhuộm của một số vật liệu điện cực chưa cao

do hiệu quả dòng thấp, hoạt tính không cao và không ổn định trong quá trình xử lý Ngoài ra, chi phí điện cực cao và tiêu hao năng lượng lớn là các yếu tố gây hạn chế cho việc ứng dụng vào xử lý thực tế của một số loại vật liệu điện cực như Pt và BDD

Hướng nghiên cứu xử lý điện hóa nước thải dệt nhuộm ở Việt nam còn rất ít, mang tính riêng lẻ Phần lớn các nghiên cứu chỉ dừng lại ở quá trình xử lý các chất ô nhiễm theo cơ chế keo tụ điện hóa sử dụng các điện cực hợp kim nhôm Trong quá trình xử lý, điện cực này bị hòa tan nhiều dẫn đến hay phải thay thế do đó làm tăng chi phí điện cực Một số nghiên cứu khác thì xử lý chất ô nhiễm theo hiệu ứng fenton điện hóa, thời gian xử lý lâu do đó tốn năng lượng Ngoài ra, việc ứng dụng phương pháp xử lý này trong thực tế còn rất hạn chế Các kết quả nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm bằng các loại vật liệu điện cực khác nhau trên Thế giới và ở Việt nam cho thấy, việc khảo sát để tìm ra vật liệu điện cực mới cho hiệu quả xử lý tốt, giá thành thấp, dễ chế tạo cho lĩnh vực xử lý nước thải dệt nhuộm là rất cần thiết Do vậy, luận án này sẽ tập trung vào việc nghiên cứu tìm ra loại vật liệu điện cực anot phổ biến, có giá thành thấp để có thể xử lý nước thải dệt nhuộm chứa TNHT sao cho đồng thời thỏa mãn cả về hiệu quả xử lý và phù hợp về kinh tế

1.5 Đặc tính một số vật liệu được lựa chọn làm điện cực anot sử dụng trong nghiên cứu

Ở Việt nam, vật liệu composite trên nền sắt khá phổ biến và là loại vật liệu đáp ứng được các điều kiện để có thể sử dụng làm điện

cực trong xử lý nước thải dệt nhuộm Lựa chọn các vật liệu điện cực thép SUS 304 và thép Ferosilic (Fe-14Si-5Cr-0.7Mn) để nghiên cứu

xử lý nước thải chứa TNHT vì đây là loại vật liệu có độ bền hóa học, bền điện hóa, mật độ dòng cho phép khá cao và giá thành thấp phù hợp với lĩnh vực xử lý nước thải dệt nhuộm ở quy mô công nghiệp Trong luận án cũng sử dụng điện cực Pt để nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm nhằm khảo sát khả năng xử lý và so sánh hiệu quả xử

lý các chất hữu cơ khó phân hủy sinh học và độ màu của nước thải dệt nhuộm với các vật liệu anot được chế tạo từ thép hợp kim

CHƯƠNG 2 - PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM

2.1 Thiết bị, dụng cụ, hóa chất và vật liệu nghiên cứu

2.1.1 Thiết bị, dụng cụ

Hệ thống nghiên cứu xử lý nước thải chứa

thuốc nhuộm hoạt tính bằng phương pháp

điện hóa theo sơ đồ nguyên tắc được thể

cm2 Catot là thép không gỉ với diện tích khoảng 6,5 cm2

2.2 Các phương pháp thực nghiệm và xử lý số liệu

2.2.1 Phương pháp thực nghiệm

2.2.1.1 Sơ đồ tổng thể phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

Quy trình thực nghiệm được thực hiện như sơ đồ trong hình 2.3

2.2.1.2 Chuẩn bị nước thải

Để thực hiện nghiên cứu, pha dung dịch thuốc nhuộm hoạt tính

(Yellow 145, Red 198 và Blue 21) giống với nước thải thực từ máy

nhuộm của công ty cổ phần dệt may 29/3 (Đà Nẵng) - một công ty dệt nhuộm có tính điển hình về sử dụng các loại thuốc nhuộm hoạt tính trong quá trình sản xuất

Hình 2.3 Sơ đồ quy trình nghiên cứu thực nghiệm

Trong thực tế, để tạo ra nhiều gam màu khác nhau người ta thường dùng kỹ thuật phối ghép từ 3 màu cơ bản đỏ, vàng và xanh với tỷ lệ khác nhau Vì vậy để việc nghiên cứu có ý nghĩa đối với việc xử lý nước thải thực, bên cạnh các mẫu đơn ( pha với các TNHT Red 198, Yellow145 và Blue 21) mẫu hỗn hợp dung dịch thuốc nhuộm hoạt tính

sẽ được chuẩn bị bằng cách pha các loại thuốc nhuộm ở trên theo tỷ lệ thể tích như nhau

- Các mẫu nước thải thực được lấy ngay sau các máy nhuộm của Công ty CP Dệt may 29/3 - Đà Nẵng

2.2.1.3 Keo tụ nước thải bằng chất keo tụ PAC

2.2.1.4.Xác định tính chất của một số vật liệu điện cực anot sử dụng trong nghiên cứu

- Xây dựng đường cong phân cực

- Xác định độ hòa tan của các vật liệu điện cực anot sử dụng trong nghiên cứu

- Xác định đặc tính điện hóa của các điện cực nghiên cứu bằng phương pháp đường cong phân cực

2.2.1.5 Nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố chính đến hiệu quả xử

lý độ màu và độ giảm COD của nước thải chứa TNHT bằng phương pháp điện hóa với các vật liệu điện cực khác nhau

2.2.1.6 Nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố khác đến hiệu quả xử

lý độ màu và độ giảm COD của nước thải chứa TNHT bằng phương pháp điện hóa với điện cực lựa chọn – thép Ferosilic

2.2.2 Các phương pháp xử lý số liệu

2.2.2.1 Phương pháp quy hoạch thực nghiệm xác định chế độ tối ưu cho quá trình xử lý điện hóa nước thải chứa TNHT bằng điện cực Ferosilic

2.2.2.2 Phương pháp xây dựng phương trình động học phản ứng oxy hóa điện hóa phân hủy thuốc nhuộm trong nước thải (động học hình thức)

2.2.3 Các phương pháp phân tích

CHƯƠNG 3 – KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1 Tính chất của các loại vật liệu điện cực nghiên cứu

3.1.1 Đường cong phân cực các vật liệu điện cực nghiên cứu

Kết quả đo đường cong phân cực được thể hiện trong các hình 3.1(a,b,c)

Hình 3.1 Đường cong phân cực của điện cực Pt (a) thép Ferrosilic (b),

thép SUS 304(c) trong nước thải dệt nhuộm chứa TNHT

Từ kết quả thu được có thể thấy Pt là một kim loại có độ bền điện hóa rất cao Nó là loại điện cực trơ không tan khi phân cực anot, điều này phù hợp với các kết quả nghiên cứu trước đây đã kết luận Các điện cực thép SUS 304 và thép Ferosilic đều khá bền khi phân cực

(c) (a)

anot Điện cực Ferosilic có điện thế ổn định dương hơn (- 0,4V) so với điện thế ổn định của thép SUS 304 (- 0,45 V) Khi vật liệu có điện thế âm lớn hơn thì sự hoà tan của điện cực anot tăng lên làm tăng tổn thất vật liệu điện cực Theo đồ thị hình 3.1 (b,c), dòng thụ động của 2 loại vật liệu hợp kim thép ở trong khoảng điện thế hẹp gần như nhau, nhưng khi phân cực anot lớn đến +0,75 V thì dòng anot của thép Ferosilic (khoảng 0,45 10-4 mA/cm2) nhỏ hơn dòng anot của thép SUS 304 (khoảng 1,7.103 mA/cm2 ) Điều này có nghĩa tốc độ hòa tan của thép SUS 304 lớn hơn khá nhiều so với thép Ferosilic Với các kết quả này, điện cực Ferosilic có độ bền điện hóa cao hơn thép SUS 304

3.1.2 Độ hòa tan của điện cực thép SUS 304 và thép Ferosilic

Tổn thất khối lượng các loại vật liệu anot nghiên cứu thu được từ thực nghiệm với điện cực thép SUS 304 là 9.10-3 g/dm2.h và điện cực thép Ferosilic là 1,25 10-3 g/dm2.h Như vậy trong 2 loai điện cực trên thì điện cực thép Ferosilic có độ hoà tan nhỏ hơn

3.1.3 Đặc tính điện hóa của các điện cực anot Pt, thép Ferosilic và thép SUS 304 trong dung dịch nghiên cứu

3.1.3.1 Các phản ứng trên điện cực Pt

Từ kết quả đường cong phân cực anot của điện cực Pt trong dung dịch NaCl (0,5 g/l) cho thấy tăng điện thế phân cực anot tới 0,5V/SCE dòng anot tăng nhẹ và khi điện thế lớn hơn 1V/SCE, dòng anot tăng vọt tương ứng với phản ứng oxy hoá nước trên điện cực Pt

Từ đường cong phân cực anot của điện cực Pt trong dung dịch NaCl (0,5 g/l) + TNHT màu hỗn hợp (0,6 g/l), cho thấy khi bổ sung thêm thuốc nhuộm trong dung dịch khảo sát, so với đường cong phân cực trong dung dịch vắng mặt thuốc nhuộm, dòng điện anot tăng nhẹ tại điện thế khoảng 0,9 V/SCE, cho phép dự đoán trong dung dịch NaCl và thuốc nhuộm có khả năng xảy ra phản ứng oxy hóa trực tiếp các TNHT trên điện cực anot Pt tại điện thế 0.9 V/SCE

3.1.3.2 Các phản ứng trên điện cực anot thép SUS 304

Từ kết quả đường cong phân cực anot của điện cực thép SUS 304 trong dung dịch NaCl (0,5 g/l), cho thấy tại điện thế khoảng – 0,2V/SCE, kim loại bắt đầu bị ăn mòn theo phản ứng hòa tan kim loại, dòng anot tăng mạnh Theo lý thuyết, trong dung dịch NaCl, nếu có phản ứng oxy hóa thì chỉ có duy nhất 2 phản ứng oxy hóa nước và oxy hóa kim loại xảy ra Từ kết quả thu được đã cho thấy

khi điện thế anot tăng, mật độ dòng điện thu được là do phản ứng hòa tan kim loại thép SUS 304 và oxy hóa nước trên điện cực thép SUS

304

Từ kết quả đường cong phân cực anot của điện cực SUS 304 trong dung dịch NaCl (0,5 g/l) + TNHT màu hỗn hợp (0,6 g/l), cho thấy khi bổ sung thêm thuốc nhuộm vào dung dịch khảo sát, tại điện thế -0,45V/SCE có sự tăng nhẹ của mật độ dòng điện Điều này tương ứng với sự oxy hóa thuốc nhuộm trong dung dịch khảo sát Như vậy, kết quả thu được đã cho thấy thuốc nhuộm có khả năng bị oxy hóa trực tiếp trên điện cực anot thép SUS 304 tại điện thế khoảng -0,45 V/SCE trong dung dịch NaCl

3.1.3.3 Các phản ứng trên điện cực anot thép Ferosilic

Từ kết quả đường cong phân cực anot của điện cực thép Ferosilic trong dung dịch NaCl (0,5 g/l), cho thấy điện thế tăng dẫn đến mật

độ dòng điện tăng nhưng khi điện thế đạt khoảng 0.35V/SCE thì mật

độ dòng điện gần như không tăng và ổn định ở khoảng 2.10-4 mA/cm2 Điều này có thể cho phép dự đoán thép Ferosilic có khả năng bị thụ động Khi điện thế tăng đến giá trị 0.8V/SCE, dòng điện lại tiếp tục tăng tương ứng với phản ứng oxy hóa nước Quan sát độ lớn của mật độ dòng điện anot thì thấy rõ, mật độ dòng điện hòa tan thép Ferosilic và dòng oxy hóa nước trên điện cực thép Ferosilic nhỏ hơn nhiều so với thép SUS 304

Từ kết quả đường cong phân cực anot của điện cực thép Ferosilic trong dung dịch NaCl (0,5 g/l) + TNHT màu hỗn hợp (0,6 g/l), cho thấy khi bổ sung thêm thuốc nhuộm sẽ có sự tăng mật độ dòng điện tại điện thế -0.4 V/SCE, tương ứng với quá trình hòa tan thép và sự oxy hóa thuốc nhuộm trong dung dịch khảo sát Kết quả thu được cũng đã cho thấy khi có mặt thuốc nhuộm trong dung dịch khảo sát, mật độ dòng điện tăng đáng kể so với trường hợp không có thuốc nhuộm Điều này chứng tỏ phản ứng oxy hóa thuốc nhuộm xảy ra trên điện cực thép Ferosilic với tốc độ tương đối lớn

Như vậy, các kết quả thu được từ mục 3.1 cho phép đi đến một số kết luận về tính chất điện hóa của 2 loại vật liệu thép Ferosilic và thép SUS 304 như sau :

- Cả 2 loại vật liệu điện cực thép Ferosilic và thép SUS 304 đều có

độ bền điện hóa tương đối cao, do đó lượng sắt bị hòa tan ít trong quá trình xử lý điện hóa nước thải chứa TNHT

- Điện cực thép Ferosilic có độ bền điện hóa cao hơn so với điện cực thép SUS 304

- Khi xử lý điện hóa nước thải chứa TNHT bằng vật liệu điện cực thép Ferosilic, các TNHT sẽ bị phân hủy theo cơ chế oxy hóa trực tiếp trên điện cực anot là chủ yếu Thuốc nhuộm hoạt tính cũng có thể được tách ra khỏi nước thải bằng quá trình keo tụ điện hóa do có một lượng nhỏ sắt tan ra Tuy nhiên, quá trình keo tụ điện hóa chỉ là quá trình phụ, không phải là quá trình xử lý chiếm vai trò chủ đạo

3.2 Ảnh hưởng của các yếu tố chính lên hiệu quả xử lý độ màu

và độ giảm COD của nước thải chứa TNHT bằng phương pháp điện hóa với các loại vật liệu điện cực khác nhau

3.2.1.Ảnh hưởng của mật độ dòng điện

Kết quả nghiên cứu đã cho thấy để quá trình xử lý điện hóa nước thải chứa TNHT màu hỗn hợp đạt hiệu quả xử lý độ màu và hiệu suất giảm CODcao mà điện năng tiêu tốn ít, với điện cực Ferosilic sử dụng mật độ dòng điện 15,1 mA/cm2; với điện cực Pt sử dụng mật

độ dòng điện là 45 mA/cm2

và với điện cực Pt sử dụng mật độ dòng điện là 30 mA/cm2

3.2.2 Ảnh hưởng của pH ban đầu

Từ kết quả nghiên cứu thu được, lựa chọn giá trị pH thích hợp cho điện cực Pt là 4, điện cực thép SUS 304 là 5 và điện cực thép Ferosilic là 3 để quá trình xử lý đạt được hiệu quả cao mà vẫn tiết kiệm năng lượng và đồng thời tốn ít hóa chất để điều chỉnh pH sau quá trình keo tụ (pH sau quá trình keo tụ là 4,8)

3.2.3 Ảnh hưởng của nồng độ chất điện ly

Từ kết quả nghiên cứu thu được, lựa chọn hàm lượng NaCl hợp lý

là 0,25 g/l đối với điện cực SUS 304, 0,5 g/l với điện cực Pt và thép Ferosilic khi xử lý điện hóa nước thải dệt nhuộm chứa TNHT màu hỗn hợp

3.2.4 Ảnh hưởng của thời gian điện hóa

Trong quá trình điện hóa xử lý nước thải dệt nhuộm chứa TNHT, với mỗi loại vật liệu điện cực ta cần chọn thời gian xử lý thích hợp

để sao cho hiệu suất xử lý cao mà điện năng tiêu thụ nhỏ nhằm tiết kiệm chi phí xử lý Từ các kết quả khảo sát thu được, lựa chọn thời gian xử lý thích hợp cho quá trình xử lý nước thải chứa TNHT màu hỗn hợp với vật liệu điện cực thép SUS 304 là 15 phút, điện cực Pt là

20 phút và điện cực thép Ferosilic là 30 phút

3.2.5 Ảnh hưởng của nồng độ thuốc nhuộm đầu vào

Các kết quả thu được đã cho thấy, quá trình xử lý điện hóa nước thải chứa TNHT màu hỗn hợp bằng các vật liệu điện cực nghiên cứu chỉ đạt hiệu quả cao trong dải nồng độ COD đầu vào ≤ 345 mg/L đối với các điện cực thép Ferosilic và thép SUS 304 và CODv ≤ 300 mg/L đối với điện cực Pt

Như vậy, từ các kết quả thu được trong mục 3.2 có thể đi đến một

số kết luận sau :

- Hiệu suất xử lý độ màu và độ giảm COD của quá trình xử lý điện hóa nước thải dệt nhuộm với các vật liệu điện cực nghiên cứu bị ảnh hưởng chủ yếu bới 5 yếu tố: Mật độ dòng điện, pH, nồng độ chất điện ly, thời gian điện hóa và nồng độ thuốc nhuộm đầu vào

- Xác định được điều kiện làm việc thích hợp cho hiệu quả cao mà tiết kiệm năng lượng của 3 vật liệu điện cực nghiên cứu như trong bảng 3.7

Bảng 3.7 Một số điều kiện vận hành thích hợp của quá trình xử lý điện hóa nước thải chứa TNHT màu hỗn hợp với các vật liệu điện cực khác nhau

304

Thép Ferosilic

và tiết kiệm năng lượng của mỗi vật liệu điện cực nghiên cứu xác

định từ thực nghiệm được trình bày trong bảng 3.8

Bảng 3.8 Hiệu quả xử lý độ màu, độ giảm COD và năng lượng điện tiêu thụ của quá trình xử lý điện hóa nước thải chứa TNHT màu hỗn hợp với các

vật liệu điện cực khác nhau

COD (mg/l)

Độ màu (Pt-Co)

COD (mg/l)

Độ màu (Pt-Co)

ηkCOD (%)

ηkmàu (%)

lý điện hóa nước thải dệt nhuộm

3.4 Ảnh hưởng của các yếu tố khác lên hiệu quả xử lý độ màu và

độ giảm COD của nước thải chứa TNHT bằng phương pháp điện hóa với điện cực thép Ferosilic

3.4.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ

Kết quả nghiên cứu đã cho thấy khi xử lý nước thải chứa TNHT bằng quá trình điện hóa với điện cực thép Ferosilic, hiệu quả xử lý

độ màu và độ giảm CODcủa phương pháp không bị ảnh hưởng nhiều khi thay đổi nhiệt độ của dung dịch nước thải trong khoảng từ 25°C