Nghiên cứu phương pháp xử lý nước thải công nghiệp in

- Cho tới nay trong nước hầu như chưa có nhà máy in nào có hệ thống xử lý nước thải in hoàn chỉnh.
- Do vậy, trước hết cần nghiên cứu phương pháp thích hợp để xử lý nước thải in offset.
- Qua đó đề xuất công nghệ xử lý nước thải in offset.
- Từ thực nghiệm, xác định được chất keo tụ thích hợp cho xử lý nước thải in offset bằng quá trình keo tụ và xác định phương pháp ôxy hóa thích hợp dùng để xử lý nước thải in offset.
- Áp dụng qui hoạch hóa thực nghiệm để xác định các thông số tối ưu của các quá trình xử lý nước thải in offset.
- Ý nghĩa thực tiễn của luận án : Luận án đã xác định được khả năng xử lý nước thải in bằng các phương pháp keo tụ, phương pháp Fenton và phương pháp điện hóa.
- Đã xây dựng được quá trình xử lý nước thải in offset có hiệu quả là quá trình kết hợp phương pháp keo tụ dùng chất keo tụ PAC với phương pháp điện hóa dùng điện cực anot ít tan ferosilic.
- Xác định được điện cực anot ferosilic có độ bền điện hóa cao, ít sinh bùn trong quá trình xử lý, rất có hiệu quả cho xử lý nước thải in offset bằng quá trình điện hóa (làm mất màu nước thải và đạt hiệu suất xử lý COD cao.
- Đã xây dựng được một công nghệ hợp lý để xử lý nước thải in offset đạt hiệu quả cao, bao gồm hai bậc: bậc 1 keo tụ với tác nhân keo tụ PAC và bậc hai điện hóa dùng điện cực anot ferosilic.
- Kết quả thu được là nước thải sau xử lý đạt tiêu chuẩn thải vào môi trường.
- Phụ lục5 là quá trình tạo nước thải in tự tạo.
- Trên cơ sở đó xây dựng công nghệ xử lý nước thải in offset đạt tiêu chuẩn thải.
- Để nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố lên hiệu quả xử lý nước thải in và tìm ra điều kiện thích hợp cho các phương pháp, NCS đã tiến hành thực nghiệm bằng hai cách.
- CHƯƠNG 3 – KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN Để đánh giá, so sánh hiệu quả của quá trình xử lý nước thải in bằng các phương pháp keo tụ, Fenton và điện hóa, trước hết chúng tôi khảo sát hiệu suất xử lý đối với nước thải in tự tạo (loại nước thải có thành phần, đặc điểm tương tự nước thải in thực tế).
- Sau đó làm thực nghiệm với nước thải in thực tế để so sánh hiệu quả xử lý nước thải in tự tạo với nước thải in thực tế bằng các phương pháp đã chọn.
- Tiến hành khảo sát các yếu tố chính ảnh hưởng đến quá trình xử lý nước thải in tự tạo.
- Sau đó so sánh hiệu quả xử lý nước thải của quá trình keo tụ với các mẫu nước thải in tự tạo và nước thải in thực tế có các thông số COD, độ màu khác nhau trong điều kiện xử lý như nhau.
- 3.1.1- Nghiên cứu xử lý nước thải in tự tạo bằng quá trình keo tụ.
- Nước thải in tự tạo dùng để nghiên cứu có các thông số: TS = 2646 mg/l.
- 3.1.1.1-Ảnh hưởng của hàm lượng chất keo tụ đến hiệu suất xử lý nước thải Điều kiện thí nghiệm.
- Kết quả nghiên cứu cho thấy, cùng hàm lượng chất keo tụ như nhau (200 mg/l) sử dụng chất keo tụ PAC cho hiệu quả xử lý nước thải in cao nhất.
- COD sau xử lý ( mg/l ηkCOD.
- Mặt khác kết quả nghiên cứu quá trình keo tụ xử lý nước thải in bằng các chất keo tụ FeSO4.7 H2O và Al2(SO4)3.18 H2O không có hiệu quả bằng PAC trong việc xử lý màu và khử COD.
- Do vậy chúng tôi chọn chất keo tụ PAC để nghiên cứu xử lý nước thải in ở các nghiên cứu tiếp theo.
- 3.1.1.3- Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ khuấy trộn đến hiệu suất xử lý Chế độ khuấy trộn ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý nước thải của quá trình keo tụ.
- a/Ảnh hưởng của chế độ khuấy giai đoạn phản ứng động tụ đến hiệu suất xử lý.
- Hình 3.13- Ảnh hưởng của thời gian khuấy ở giai đoạn tạo bông đến hiệu suất xử lý.
- 3.1.2- Kiểm chứng, so sánh hiệu quả xử lý của quá trình keo tụ với các mẫu nước thải in tự tạo và mẫu nước thải in thực tế.
- Bảng 3.9 - Hiệu quả xử lý nước thải in bằng quá trình keo tụ với các mẫu nước thải in khác nhau NTa1NTa4 là mẫu nước thải in tự tạo.
- Tuy nhiên quá trình keo tụ xử lý nước thải in thực tế cho hiệu quả xử lý thấp hơn chút ít so với nước thải in tự tạo.
- 3.1.3 - Nhận xét về khả năng xử lý nước thải in bằng quá trình keo tụ 1- Dùng phương pháp keo tụ trong xử lý nước thải in có thể giảm được hàm lượng COD trên 45% và màu trên 90%.
- Tuy nhiên quá trình keo tụ bằng PAC xử lý nước thải in thực tế cho hiệu quả xử lý thấp hơn chút ít so với nước thải in tự tạo.
- 3.2 - Nghiên cứu hiệu quả xử lý nước thải in bằng phương pháp Fenton.
- hàm lượng Fe2+ (hay tỉ lệ mol/mol của Fe2+/H2O2) và pH ban đầu của nước thải cần xử lý.
- Do vậy, để đánh giá được hiệu quả của quá trình xử lý nước thải in bằng phương pháp Fenton, trước hết chúng tôi khảo sát hiệu suất khử COD và màu theo các yếu tố trên.
- Thí nghiệm được tiến hành với nước thải in tự tạo có các thông số : TS = 2646 mg/l.
- Sau đó so sánh hiệu quả xử lý nước thải in của quá trình Fenton với các mẫu nước thải in tự tạo và nước thải in thực tế trong điều kiện xử lý như nhau.
- 3.2.1 Nghiên cứu xử lý nước thải in tự tạo bằng quá trình Fenton 3.2.1.1- Ảnh hưởng của tỷ lệ H2O2 /COD ban đầu đến hiệu suất xử lý.
- Với nước thải dùng nghiên cứu Hiệu suất xử lý màu.
- Hiệu suất xử lý COD.
- Hiệu suất xử lý.
- Kết quả thu được cho thấy hàm lượng H2O2 (hay tỷ lệ H2O2/COD) dùng cho xử lý nước thải in nằm trong khoảng nồng độ mà các nghiên cứu trước đây đã thực hiện .
- Bảng 3.11- Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ mol /mol Fe+2/H2O2 đến hiệu suất xử lý nước thải in TT H2O2 (mg/l) pH Fe2+/H2O2 (mol/mol) Nước sau xử lý COD (mg/l) ηkCOD.
- Hiệu suất xử lý màu.
- 3.2.1.3.Nghiên cứu ảnh hưởng của pH ban đầu đến hiệu suất xử lý nước thải in Điều kiện khảo sát: Thời gian khảo sát 30 phút.
- Bảng 3.12- Ảnh hưởng của pH ban đầu đến hiệu suất xử lý nước thải in STT pH H2O2 (mg/l) Fe2+/H2O2 (mol/mol) Nước sau xử lý COD (mg/l) ηkCOD.
- Hình 3.18 - Ảnh hưởng của pH ban đầu đến hiệu suất khử COD và màu 3.2.2 - Kiểm chứng, so sánh hiệu quả xử lý của quá trình Fenton với các mẫu nước thải in tự tạo và các mẫu nước thải in thực tế.
- So sánh hiệu quả xử lý nước thải bằng quá trình Fenton với các mẫu nước thải in tự tạo và các mẫu nước thải in thực tế trong điều kiện như nhau: pH = 3,5.
- Kết quả thực nghiệm thể hiện trên bảng Hiệu suất xử lý COD.
- 2- Hàm lượng H2O2 (hay tỷ lệ H2O2/COD), pH ban đầu và hàm lượng chất xúc tác Fe2+(hay tỷ lệ mol/mol của Fe2+/H2O2) ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý màu và COD.
- Hàm lượng H2O2 sử dụng trong quá trình Fenton để xử lý nước thải in quá lớn nhưng hiệu suất khử COD lại thấp (thấp hơn keo tụ) nên hiệu quả kinh tế không cao.
- Đồng thời nước thải sau xử lý Fenton, COD và độ màu còn lớn hơn QCVN40: 2011/BTNMT loại B rất nhiều.
- Nghiên cứu hiệu quả xử lý nước thải in bằng phương pháp điện hóa.
- Do vậy, trước hết tiến hành khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố chính là vật liệu điện cực, pH, thời gian điện hóa, mật độ dòng đến quá trình điện hóa xử lý với nước thải in tự tạo.
- Sau đó so sánh hiệu quả xử lý nước thải của quá trình điện hóa đối với các mẫu nước thải in tự tạo và nước thải in thực tế.
- 3.3.1-Nghiên cứu ảnh hưởng của vật liệu điện cực đến quá trình điện hóa xử lý nước thải in.
- 3.3.1.1- Ảnh hưởng của vật liệu điện cực đến điện thế điện cực trong môi trường nước thải in.
- Tiến hành đo phân cực của điện cực trong các dung dịch nước thải in khác nhau.
- 1-Nước thải trước khi xử lý.
- 2-Nước thải sau xử lý.
- 3-Nước thải sau khi điện hóa tách bã.
- Hình 3.21- Đường cong phân cực của điện cực anot Ferosilic trong dung dịch nước thải in trước và sau khi xử lý đông tụ điện hoá.
- 3.3.1.2 - Ảnh hưởng của vật liệu điện cực đến hiệu suất xử lý nước thải in bằng quá trình điện hóa Nước thải sử dụng để khảo sát là nước thải tự tạo có các thông số như sau : TS = 2646mg/l.
- Mật độ dòng điện I=12,9 A/dm2, Kết quả thu được ở bảng 3.15 Bảng 3.15 - Ảnh hưởng của điện cực đến hiệu quả xử lý nước thải in TT Điện cực Nước thải sau xử lý Hiệu suất xử lý COD (mg/l) Độ màu (Pt-Co) ηkCOD.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của mật độ dòng điện đến hiệu suất xử lý nước thải in bằng quá trình điện hóa dùng điện cực Ferosilic/Fe Dựa vào kết quả nghiên cứu trước cho thấy, keo tụ điện hóa dùng điện cực nền sắt với pH trung tính và sử dụng mật độ dòng từ 20 – 2000 A/m2 cho hiệu quả xử lý cao.
- Mặt khác kết quả nghiên cứu trước đó của chúng tôi cũng cho thấy ở thời gian điện hóa 20 phút với mật độ dòng từ 4,3 đến 15A/dm2 cho hiệu quả xử lý nước thải cao [8, 25].
- Bảng 3.16- Ảnh hưởng của mật độ dòng điện đến hiệu suất xử lý nước thải in TT Mật độ dòng điện (A/dm2) Nước thải sau xử lý điện hóa bằng điện cực Ferosilic /Fe COD mg/l ηkCOD.
- 3.3.3.Ảnh hưởng pH ban đầu của nước thải in đến hiệu suất xử lý COD và độ màu bằng quá trình điện hóa Dùng điều kiện đã làm thực nghiệm ở phần 3.3.2 (dùng điện cực Ferosilic/Fe với mật độ dòng j =10,8 A/dm2.
- Thời gian điện hóa = 20 phút) đã cho hiệu suất xử lý nước thải in cao để tiếp tục tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của pH đến hiệu suất của quá trình điện hóa xử lý nước thải in.
- OCl-+ H2O (3.48) Xử lý nước thải bởi phương pháp điện hóa dường như thích hợp hơn ở pH = 7 - 8 3OCl.
- Như vậy hiệu suất xử lý nước thải phụ thuộc lượng Fe2+ sinh ra tại anot, khả năng ôxy hóa của Fe2+ thành Fe3+ trong quá trình điện hóa.
- Do vậy để khảo sát ảnh hưởng của thời gian keo tụ điện hóa đến hiệu quả xử lý nước thải in trong điều kiện mật độ, pH ban đầu cho hiệu quả xử lý cao (ở phần và thời gian điện hóa thay đổi từ 10 đến 40 phút.
- Kết quả thể hiện trên bảng 3.18 và biểu đồ trên hình 3.24 Bảng 3.18- Ảnh hưởng của thời gian điện hóa đến hiệu suất xử lý nước thải in TT Thời gian (phút) Nước thải sau xử lý điện hóa bằng điện cực Ferosilic /Fe COD mg/l ηkCOD.
- Hình 3.24 -Ảnh hưởng của thời gian điện hóa đến hiệu suất xử lý 3.3.5- Kết quả kiểm tra , so sánh hiệu suất xử lý nước thải in tự tạo với nước thải in thực tế trong quá trình điện hóa xử lý nước thải in.
- Thực nghiệm cho thấy, thời gian ảnh hưởng nhiều đến hiệu quả xử lý.
- Kết quả thực nghiệm cho thấy, quá trình điện hóa xử lý nước thải in trong khoảng thời gian từ 10 đến 25 phút thì hiệu suất khử COD tăng rất mạnh.
- Thời gian điện hóa (phút) 19 trở lại.) Kết quả thực nghiệm cho thấy, hiệu suất xử lý cao nhất khi tiến hành điện hóa dung dịch nước thải in với thời gian 25 phút.
- So sánh hiệu quả xử lý nước thải in bằng quá trình điện hóa với các mẫu nước thải in tự tạo và các mẫu nước thải in thực tế trong điều kiện điện hóa như nhau : Mật độ dòng J =10.8 A/dm2.
- Điều đó được thể hiện ở kết quả điện hóa xử lý các mẫu nước thải in trên bảng 3.19 ( trang20).
- Bảng 3.19-Hiệu suất xử lý các loại nước thải in khác nhau bằng quá trình điện hóa TT Các mẫu nước thải COD mg/l Độ màu Pt-Co Nước thải sau xử lý với điện cực Ferosilic/ Fe COD mg/l ηkCOD.
- NTb1NTb4: mẫu nước thải in thực tế 3.3.3 - Nhận xét về khả năng xử lý nước thải in bằng quá trình điện hóa 1- Các loại điện cực khác nhau có độ hòa tan điện cực khác nhau.
- Vì vậy điện cực ferosilic có khả năng làm việc lâu dài, ít phải thay thế trong qúa trình điện hóa xử lý nước thải.
- Đây là một điểm cần được quan tâm đến trong quá trình chọn vật liệu làm điện cực anot để xử lý nước thải in.
- 2- Phương pháp điện hoá sử dụng điện cực anot tan để xử lý nước thải in có thể giảm thiểu trên 60% COD, độ màu trên 94%.
- So sánh với phương pháp keo tụ và phương pháp Fenton thì dùng phương pháp điện hóa xử lý nước thải in cho hiệu quả xử lý màu và COD cao hơn.
- 4- Khi xử lý nước thải in bằng phương pháp điện hoá với điện cực Ferosilic/Fe trong điều kiện pHban đầu từ 6 - 8.
- λ (nm) 1- Nước thải ban đầu 2- Nước thải sau xử lý Fenton.
- 3- Nước thải sau xử lý keo tụ.
- Điều đó thể hiện quá trình điện hóa đã làm suy thoái các chất hữu cơ có trong nước thải in nhiều nhất.
- Thực nghiệm cho thấy, quá trình keo tụ và keo tụ điện hóa phù hợp hơn cho xử lý nước thải in.
- Để xác định được khả năng của quá trình kết hợp keo tụ và điện hóa cho xử lý nước thải in, trước hết cần xác định được điều kiện tối ưu của mỗi quá trình.
- Nghiên cứu xử lý nước thải in bằng quá trình gồm hai bậc.
- Trong phần thực nghiệm chúng tôi kết hợp xử lý các mẫu nước thải in theo hai bậc: keo tụ kết hợp với điện hóa.
- Quá trình xử lý keo tụ ở điều kiện: pH ban đầu = 7.3 .
- Mặt khác kết quả cũng cho thấy, xử lý nước thải in offset bằng quá trình kết hợp keo tụ và điện hóa cũng đã xử lý được BOD, TDS, SS và kết quả đều đạt QCVN 40 : 2011/BTNMT loại B.
- Nước thải sau xử lý được chảy vào nguồn tiếp nhận.
- ở điều kiện pHban đầu gần với pH của nước thải in offset.
- Tuy nhiên nước thải sau xử lý có COD và độ màu còn cao (COD > 900 mg/lít và độ màu >180 Pt - Co, đều vượt QCVN 40:2011/BTNMT).
- 2- Dùng phương pháp Fenton trong xử lý nước thải in offset cho hiệu suất khử COD và màu cao nhất (với các giá trị tương ứng là 44.7% và 92.7% ở điều kiện tỷ lệ H2O2/COD = 1.
- 6- Qúa trình xử lý nước thải in gồm hai bậc ở điều kiện tối ưu của keo tụ và điện hóa đã cho hiệu suất xử lý cao: ηkCOD và ηkmàu = 98

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt