Nghiên cứu ứng dụng công nghệ plasma lạnh để loại bỏ thành phần hữu cơ và độ màu trong nước thải dệt nhuộm

Nước thải dệt nhuộm là một trong những loại nước thải có hàm lượng các chất hữu cơ cao và tính chất phức tạp. Nghiên cứu ứng dụng plasma lạnh trong xử lý nước thải dệt nhuộm, với quy mô phòng thí nghiệm đã chứng tỏ được tính ưu việt của công nghệ này về hiệu quả, thời gian xử lý và tính không chọn lọc đối với chất ô nhiễm, đặc biệt là các thành phần hữu cơ bền khó phân hủy.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu ứng dụng công nghệ plasma lạnh để loại bỏ thành phần hữu cơ và độ màu trong nước thải dệt nhuộm NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ PLASMA LẠNH ĐỂ LOẠI BỎ THÀNH PHẦN HỮU CƠ VÀ ĐỘ MÀU TRONG NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM Nguyễn Thị Thanh Phượng (1) Nguyễn Hoàng Lâm TÓM TẮT Nước thải dệt nhuộm là một trong những loại nước thải có hàm lượng các chất hữu cơ cao và tính chất phức tạp. Nghiên cứu ứng dụng plasma lạnh trong xử lý nước thải dệt nhuộm, với quy mô phòng thí nghiệm đã chứng tỏ được tính ưu việt của công nghệ này về hiệu quả, thời gian xử lý và tính không chọn lọc đối với chất ô nhiễm, đặc biệt là các thành phần hữu cơ bền khó phân hủy. Kết quả thử nghiệm với nước thải dệt nhuộm cho thấy, hiệu quả xử lý phụ thuộc vào các yếu tố như: Giá trị pH, thời gian xử lý, nguồn cấp khí - lưu lượng dòng khí và giá trị hiệu điện thế. Hiệu suất khử độ màu và nồng độ COD trong nước thải dệt nhuộm lên đến trên 90,09% và 85,75% trong điều kiện tối ưu vận hành được khảo sát. Song song với đó, công nghệ plasma lạnh cho thấy hiệu quả cao trong khâu khử trùng, diệt khuẩn. Nghiên cứu cũng đã xác định được nồng độ ôzôn, hydrogen peroxide và gốc hydroxyl tự do sinh ra trong quá trình xử lý – bản chất của quá trình xử lý bằng công nghệ plasma lạnh. Từ khóa: Plasma lạnh, nước thải dệt nhuộm. 1. Mở đầu đẩy. Plasma lạnh được tạo thành khi chỉ có một phần Nước thải dệt nhuộm, xét hai yếu tố là lượng nước nhỏ phân tử khí bị ion hóa, trong đó nhiệt độ điện tử thải và thành phần chất ô nhiễm trong nước thải, được đạt giá trị rất lớn dù nhiệt độ của ion và của chất khí đánh giá là ô nhiễm nhất trong số các ngành công xấp xỉ với môi trường [1]. Trong quá trình hình thành nghiệp. Các chất ô nhiễm chủ yếu có trong nước thải plasma, các tác nhân ôxy hóa cũng được sinh ra và dệt nhuộm là hợp chất hữu cơ khó phân hủy, thuốc có thể biểu diễn bằng các phương trình dưới đây [1]: nhuộm, chất hoạt động bề mặt, hợp chất halogen hữu Quá trình hình thành ôzôn dưới tác động của tia cơ (AOX - Adsorbable Organohalogens), muối trung lửa điện: tính làm tăng tổng hàm lượng chất rắn, nhiệt độ cao (thấp nhất là 40°C) và pH của nước thải cao từ 9 - 12, O2 + hv → O + O do lượng kiềm trong nước thải lớn. Trong số các chất O + O2 → O3 ô nhiễm có trong nước thải dệt nhuộm, thuốc nhuộm Quá trình hình thành hydrôxyl tự do khi ôzôn hòa là thành phần khó xử lý nhất, đặc biệt là thuốc nhuộm tan trong nước: azo không tan - loại thuốc nhuộm được sử dụng phổ O3 + OH- → O3•- + gOH biến nhất hiện nay, chiếm 60 - 70% thị phần. Thông thường, các chất màu có trong thuốc nhuộm không O3•- → O•- + O2 bám dính hết vào sợi vải trong quá trình nhuộm mà O•- + H2O ↔ gOH + OH- bao giờ cũng còn lại một lượng dư nhất định tồn tại Quá trình hình thành hydrôxyl tự do khi các điện trong nước thải. Lượng thuốc nhuộm dư sau công tử năng lượng hoặc ôxy nguyên tử va đập vào phân tử đoạn nhuộm có thể lên đến 50% tổng lượng thuốc hơi nước: nhuộm được sử dụng ban đầu. Đây chính là nguyên nhân làm cho nước thải dệt nhuộm có độ màu cao và e- + H2O → gOH + Hg + e- nồng độ chất ô nhiễm lớn. O + H2O → gOH + gOH Trong những năm gần đây, việc nghiên cứu ứng Với khả năng hình thành nên các tác nhân ôxy hóa dụng plasma lạnh vào quá trình xử lý nước thải chứa mạnh như O3, H2O2 và •OH, việc ứng dụng plasma lạnh thành phần phức tạp và độ ô nhiễm cao đang được thúc vào xử lý các loại nước thải có hàm lượng ô nhiễm cao 1 Viện Môi trường và Tài nguyên, ĐHQG TP.HCM 64 Chuyên đề IV, tháng 12 năm 2018  KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ có những ưu điểm so với các phương pháp khác như: Sơ đồ mô hình thực nghiệm được thể hiện như Không phụ thuộc nhiều vào hóa chất, mang lại hiệu Hình 1. Bể phản ứng được làm bằng nhựa cách điện, quả cao, không chọn lọc và thời gian xử lý ngắn [2]. cách nhiệt, có cấu tạo hình chóp cụt với thể tích là Theo nhiều nghiên cứu được công bố gần đây, công 1.500 mL. Bể được thiết kế có một đầu ra và một đầu nghệ plasma lạnh có tiềm năng ứng dụng cao trong vào. Đầu vào của nước được đặt bên dưới, đầu nước xử lý nước thải nhờ khả năng khử mùi, tiêu diệt hoặc ra được đặt giữa bể, nước đầu vào sẽ được đi từ dưới bất hoạt vi sinh vật gây hại cũng như ôxy hóa ...