HÓA CHẤT XỬ LÝ MÀU NƯỚC THẢI HCHN

HÓA CHẤT KHỬ MÀU NƯỚC THẢI 

Hóa chất khử màu nước thải nhằm mục đích phá các hợp chất hữu cơ khó phân hủy trong nước thải thường là các mạch vòng Benzen có trong nước thải rỉ rác, dệt nhuộm, sản xuất cồn, sản xuất dược phẩm.

Nước thải công nghiệp dệt nhuộm gồm có các chất ô nhiễm chính: Nhiệt độ cao, các tạp chất tách ra từ vải sợi như dầu mỡ, các hợp chất chứa nitơ, pectin, các chất bụi bẩn dính vào sợi; Các hóa chất sử dụng trong quy trình công nghệ như hồ tinh bột, H₂SO₄, CH₃COOH, NaOH, NaOCl, H₂O₂, Na₂CO₃, Na₂SO₃… các loại thuốc nhuộm, các chất trợ, chất ngấm, chất cầm màu, chất tẩy giặt. Lượng hóa chất sử dụng tùy thuộc loại vải, màu và chủ yếu đi vào nước thải của các công đoạn sản xuất.

Nước thải dệt nhuộm luôn dao động rất lớn về lưu lượng và tải lượng ô nhiễm, thay đổi theo mùa, theo loại hàng sản xuất và chất lượng sản phẩm. Tuy nhiên, các đặc trưng ô nhiễm của nước thải công nghiệp dệt nhuộm ở Việt Nam gồm: pH = 9,0 – 14,0; BOD = 150 – 620 mg/L; COD = 570 – 4200 mg/L; TSS = 800 – 1100 mg/L; Độ màu= 1000- 2500 (Pt-Co).

Hiện nay, công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm, về cơ bản qua các bước sau: Tách rác – Xử lý hóa học – Xử lý hóa lý – Xử lý sinh học –Lọc thô – Khử trùng – Xả ra nguồn tiếp nhận. Có một vài đơn vị đưa ra công nghệ vi sinh trước hóa lý sau cho dệt Phong Phú, dệt Phước Long nhưng hệ thống hoạt động không hiệu quả lắm.

Các phương pháp hóa học, hóa lý truyền thống để xử lý nước thải dệt nhuộm là trung hòa điều chỉnh pH, đông keo tụ, hấp phụ, oxy hóa. Tuy nhiên, độ màu và một số chất hữu cơ khó phân hủy sinh học trong nước thải dệt nhuộm rất khó xử lý, gây màu tối cho nguồn tiếp nhận, ảnh hưởng tới quá trình quang hợp của các loài thủy sinh, ảnh hưởng xấu tới cảnh quan.

 Các hợp chất hữu cơ khó phân hủy trong nước thải thường là các mạch vòng Benzen. Để khử các màu trong nước thải khó phân giải bằng vi sinh có các phương pháp lý thuyết như sau:

– Quá trình ozone hóa (Advanced oxidation processes : AOPs – Oxi hóa bậc cao)

Với vai trò là tác nhân ái điện tử, ozone tấn công vào các chất ở các vị trí giàu điện tử.

Phản ứng của ozone với phenol

Đối với hợp chất thơm có nhóm cho điện tử như –OH, – NH₂ ,… gắn vào vòng benzen, ozone phản ứng nhanh chóng với các hợp chất này ở các vị trí ortho và para. Kết quả của quá trình ozone hóa các hợp chất chứa vòng benzen là làm mất đi cấu trúc vòng và tạo ra những sản phẩm là các chất đơn giản như aldehid, acid mạch ngắn. Các sản phẩm này có thể bị ozone hóa tạo ra CO₂  và H₂O.

– Quang Fenton H₂O₂ và Fe²⁺ và năng lượng photon UV

Hệ quang hóa Fenton (Fenton/UV) là phương pháp có hiệu quả xử lí tốt hơn hệ phản ứng Fenton không quang hóa nhờ sự tương tác của các bức xạ UV với tác nhân Fenton tạo nhiều hơn gốc hydroxyl HO^• có khả năng oxi hóa mạnh hơn cả ozon và H₂O₂ và chỉ sau Flo [1]. Trong hệ phản ứng Fenton, sự sản sinh ra gốc HO^• theo cơ chế xúc tác của Fe²⁺ như sau:

Đầu tiên xảy ra phản ứng tạo gốc HO^•:

 Fe²⁺ + H₂O₂ + hv → Fe³⁺ + HO¯ + HO^• (1)

Sau đó xảy ra phản ứng phục hồi Fe²⁺:

 Fe³⁺ + H₂O₂ + hv → Fe²⁺ + H⁺ + HO₂^• (2)

Khi chiếu UV HO^• còn  được tạo thành do sự tương tác của chùm tia UV với H₂O₂ [2]:

 H₂O₂ + hν → 2HO^• (3)

H₂O₂ + Fe²⁺ + hν → Fe³⁺ + HO⁻ + HO^• (4)

Nitrobenzene là chất độc hại được khuyến cáo có tiềm năng gây ung thư [3]. Nó được thải ra môi trường từ các nhà máy sản xuất hoá chất, thuốc trừ sâu, cao su tổng hợp… và các dịch rỉ ra từ các bãi rác tập trung. Vì vậy việc nghiên cứu xử lí nó trong nước thải đang là vấn đề cần giải quyết.

Trong bài báo này, chúng tôi tiến hành khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy nitrobenzene bằng hệ Fenton/UV thông qua việc đánh giá độ chuyển hóa nitrobenzene và độ giảm COD. Các sản phẩm trung gian cũng được nhận diện để bước đầu tìm hiểu cơ chế chuyển hóa nitrobenzene bởi Fenton/UV.

Quá trình này được sử dụng để oxy hóa các hợp chất hữu cơ trong nước với các tác chất là H₂O₂ và FeSO₄.

Fe³⁺+H₂O → *HO + Fe²⁺+ H⁺

Fe²⁺ + H₂O₂ → Fe³⁺+ OH^– +*HO

– Peroxon H₂O₂ và O₃

Quá trình oxi hóa của ozon với sự có mặt của hydrogen peroxit (O₃/H₂O₂) được gọi là quá trình Peroxon hoặc Perozon

H₂O₂ + 2O₃ →  2*HO + 3O₂

Sự khác nhau cơ bản giữa hai quá trình Ozon và Peroxon là ở chỗ, quá trình ozon thực hiện quá trình oxi hóa các chất ô nhiễm chủ yếu trực tiếp bằng phân tử ozon trong nước trong khi đó quá trình Peroxon thực hiện sự oxi hóa các chất ô nhiễm chủ yếu là gián tiếp thông qua gốc hydroxyl được tạo ra từ ozon.

Sự có mặt của H₂O₂ được xem như làm tác dụng khơi mào cho sự phân hủy O₃ thông qua ion hydroperoxit HO₂^– được mô tả trong các phương trình sau:

 H₂O₂ → HO₂^– +   H⁺

 HO₂^– +  O₃ → *O₃^– +  *HO₂

Các phản ứng tạo thành gốc *HO:

–  Tạo gốc *HO từ *O₃^–

 O₃ +   H⁺ → *HO₃

 *HO₃  → *HO  +  O₂

–  Tạo gốc *HO từ *HO₂

 *HO₂  → H⁺ +  *O₂^–

 *O₂^– +  O₃ →   *O₃^– +  O₂

 *O₃^– +   H⁺ →*HO₃

 *HO₃  →  *HO  +  O₃

– Chất xúc tác bán dẫn quang hóa TiO₂ và năng lượng photon UV

TiO₂ là một vật liệu bán dẫn vùng cấm rộng, trong suốt, chiết suất cao, từ lâu đã được ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp như: Sơn, nhựa, giấy, mỹ phẩm, dược phẩm… Tuy nhiên, những ứng dụng quan trọng nhất của TiO₂ ở kích thước nano là khả năng làm sạch môi trường thông qua phản ứng quang xúc tác và khả năng chuyển đổi năng lượng mặt trời thành điện năng ở quy mô dân dụng. Trong lĩnh vực công nghệ nano, thật khó tìm thấy một loại vật liệu nào lại có nhiều ứng dụng quý giá, thậm chí không thể thay thế như vật liệu nano TiO₂.

Chất xúc tác là chất có tác dụng làm giảm năng lượng kích hoạt của phản ứng hoá học và không bị mất sau khi phản ứng. Nếu quá trình xúc tác được kích thích bằng ánh sáng thì được gọi là quang xúc tác. Chất có tính năng kích hoạt các phản ứng hoá học khi được chiếu sáng gọi là chất quang xúc tác. Nhiều hợp chất bán dẫn như TiO₂, ZnO, In₂O₃ có tính năng quang xúc tác, nhưng nano TiO₂ là một vật liệu quang xúc tác tiêu biểu:

– Khi được chiếu ánh sáng, nano TiO₂ trở thành một chất oxy hoá khử mạnh nhất trong số những chất đã biết (gấp 1,5 lần ozôn, gấp hơn 2 lần clo – là những chất thông dụng vẫn được dùng trong xử lý môi trường). Điều này tạo cho vật liệu nhiều ứng dụng phong phú, đa dạng và quý giá. Nano TiO₂ có thể phân huỷ được các chất độc hại bền vững như điôxin, thuốc trừ sâu, benzen… cũng như một số loại virus, vi khuẩn gây bệnh với hiệu suất cao hơn so với các phương pháp khác. Dưới tác dụng của ánh sáng, nano TiO₂ trở nên kỵ nước hay ái nước tuỳ thuộc vào công nghệ chế tạo. Khả năng này được ứng dụng để tạo ra các bề mặt tự tẩy rửa không cần hoá chất và tác động cơ học hoặc các thiết bị làm lạnh không cần điện. Khả năng quang xúc tác mạnh của nano TiO₂ còn đang được nghiên cứu ứng dụng trong pin nhiên liệu và xử lý CO₂ gây hiệu ứng nhà kính.

– Nano TiO₂ kháng khuẩn bằng cơ chế phân huỷ, tác động vào vi sinh vật như phân huỷ một hợp chất hữu cơ. Vì vậy, nó tránh được hiện tượng “nhờn thuốc” và là một công cụ hữu hiệu chống lại sự biến đổi gen của vi sinh vật gây bệnh.

– Nano TiO₂ hoạt động theo cơ chế xúc tác nên bản thân không bị tiêu hao, nghĩa là đầu tư một lần và sử dụng lâu dài.

– Bản thân nano TiO₂ không độc hại, sản phẩm của sự phân huỷ chất này cũng an toàn.

Những đặc tính này tạo cho nano TiO₂ những lợi thế vượt trội về hiệu quả kinh tế và kỹ thuật trong việc làm sạch môi trường nước và không khí khỏi các tác nhân ô nhiễm hữu cơ, vô cơ và sinh học.

 TiO₂ → e^– + h⁺

 h⁺ + H₂O → *HO + H⁺

 h⁺ + OH^– → *HO + H⁺

 Hóa Chất Hano Ngọc Lân

Tất cả các phương pháp nêu trên đều chỉ mới nằm trên lý thuyết hoặc nếu có áp dụng vào thực tế thì chi phí thiết bị, chi phí vận hành quá cao, đòi hỏi nhân viên vận hành phải có trình độ chuyên môn. Giá thành vận hành các phương pháp trên dao động từ 15.000 đồng đến 50.000 đồng.

Hiện nay có các hóa chất khử màu nước thải: hóa chất khử màu nước thải Hàn Quốc, hóa chất khử màu nước thải Trung Quốc, hóa chất khử màu nước thải Nhật Bản.

Để khắc phục những khó khăn trên, phòng thí nghiệm công ty Môi Trường Ngọc Lân đã nghiên cứu thành công hoá chất tổng hợp khử màu cho nước thải dệt nhuộm, rỉ rác… Chi phí vận hành, đầu tư ban đầu thấp, vận hành đơn giản, độ màu nhỏ hơn 40 Pt – Co, nước trong thuận tiện cho việc tái sử dụng nước (sau khi kết hợp hóa lý, vi sinh) vì dệt nhuộm cần một lượng nước lớn trong sản xuất -> giảm chi phí sản xuất rất lớn. Chi phi đầu tư hệ thống khử màu chỉ bằng 1/100 so với các phương pháp khác. Chi phí vận hành từ 800 đồng đến 18.000 đồng tùy theo độ màu và các chỉ số các chất ô nhiễm khác.

THAM KHẢO THÊM

☆Tham khảo

Một số sản phẩm khác tại đây !

☆ Video sản xuất

Tìm hiểu nhiều hơn tại đây !

☆Hỗ trợ kỹ thuật/mua hàng

Quý khách có nhu cầu mua hàng hoặc cần tư vấn cách dùng vui lòng liên hệ chi nhánh gần nhất của VMCGROUP ở cuối trang website hoặc tại đây !

Trân trọng cảm ơn Quý khách đã đến với Hóa chất Hà Nam !

 ️Quý khách có nhu cầu vui lòng liên hệ chi nhánh gần nhất của Việt Mỹ dưới đây, trân trọng cảm ơn!
Chúng tôi luôn cam kết 100% về chất lượng, hàng chuẩn