FLORIDA
3.4.1. Thành phần nước thải
Các mẫu nước thải được lấy ngay saucủa công đoạn nhuộm tại công ty Dệtthành phốHà Nội đƣợc sử dụng cho thí nghiệm.NT Rb và NT Rr đƣợc sử dụng làm mô hình nước thải cho nghiên cứu.tThành phần của các nước thải này trình bày trong bảng 3.4
Bảng 3.5.14.Thành phần của các mẫu nước thải thí nghiệm Đặc tính nước thải NTNước
thảiRb
NTNước thảiRr
pH 10-11 9-11
Comment [C19]: Trình bày lại bảng này, theo thời gian, lƣợng bổ sung…
Formatted: Left
Formatted: Justified
66
COD (mg/l) 723 682
BOD5 (mg/l) 362 338
Độ màu (Pt-Co) 2176 2283
TSS (mg/l) 1603 1724
3.4.2. iều kiện khử màu nước thải - Ảnh hưởng của nồng độ oxy
NT1 đƣợc lựa chọn để khảo sát nồng độ oxy thích hợp cho quá trình khử màu.
Nồng độ enzyme laccase đƣợc chọn ởtrong thí nghiệm này là 0.1 U/ml, 300C, pH 7, thí nghiệm đƣợc thực hiện trong 24h..
Hình 3.5.1135.Ảnh hư ng của nồng độ oxy tới khả năng khử màu nước thải Rb (KC: mẫu kiểm đốichứng chỉ chứa nước thải; 1: mẫu thí nghiệm Mẫu tĩnh với nồng độ
oxy hòa tan là 3.56 mg/l; 2: mẫu thí nghiệm Mẫu khuấy nhẹ với nồng độ oxy là 6.48 mg/l; 3: mẫu thí nghiệm Mẫu khuấy mạnh với nồng độ oxy hòa tan 7.12 mg/l) Sau 4h xử lý, hiệu quả các mẫu thí nghiệm ít có sự thay đổiỞ nồng độ enzyme 0,1U/ml, sau 24h, chỉ có <50% màu trong nước thải được khử(hHình 3.135) trong khi 100% màu được khử bởi enzyme ở nồng độ này với dung dịch thuốc nhuộm tương ứng trong cùng điều kiện (hHình 3.120). Như vậy, trong nước thải, có thể chứa các chất ức chế hoạt động khử màu của laccase.Khi quan sát sự khử màu thấy rằng nhƣng hiệu quả sau 24h có sựkhác biệt rõ hơn, hiệu quả xử lý màu đƣợc thể hiện theo hình 3.5.1. sự
Formatted: Space Before: 10 pt
67
khử màu diễn ra tương tự trong các mẫu nước thải trong 4h đầu, sau đó nhanh hơn tại các mẫu có nồng độ oxy cao hơn. Có thể do nồng độ oxy trong các mẫu chỉ đủ cho quá trình khử màu đến 4h, sau 4h lƣợng oxy khác nhau tại mỗi mẫu nên hiệu quả khử màu thay đổi.Nhƣ vậy, việc cung cấp oxy cho phản ứng khử màu cũng là một yếu tố cần kiểm soát.
- Nồng độ enzyme
Do trong nước thải có chứa nhiều chất có khả năng ức chế phản ứng enzyme, nồng độ enzyme cần cho phản ứng hiệu quả vì thế có thể thay đổi. Để khảo nồng độ enzyme cần thiết cho khử màu nước thải, tiến hành thí nghiệm các phản ứng khử màu 2 loại nước thải ở các nồng độ enzyme khác nhau 0.1; 0.2; 0.5; 1 U/ml (với các được kí hiệu làmẫu 2; 3; 4; 5). Mẫu bổ sung đệm thay cho enzyme đƣợc dùng làm mẫu kiểm đối chứng. Kết quả của thí nghiệm trênđƣợc thể hiện trong hình 3.5.4146 và 3.157..
Hình 3.1465.3. Sự khử màu nước thải b i các nồng độ enzyme khác nhau sau 24h A: Nước thải Rb B: Nước thải Rr
them ghi chu
68
Nồng độ enzyme laccase cần cho quá trình khử màulà 1 U/ml.
Hình 3.1517.4.Ảnh hư ngHiệu quảkhử màu nước thải Rb (A) và nước thải Rr (B)của tại các nồng độ enzym tới khả năngkhác nhaukhử màu nước thải Rb (A) và nước thải
Rr (B)
Kết quả cho thấy, ở nồng độ enzyme 0.1 U/ml, thì sự khử màu tỏ ra không hiệu quảm c dù có khả năng khử màu dung dịch thuốc nhuộm (Hình 3.2.1). Nồng độ enzyme 1 U/ml cho hiệu quả cao với cả 2 loại nước thải sau 24h (100% với NT1 và 75% so với NT2 trong khi đạt 100% khử màu với thuốc nhuộm Rb19 trong 24h). Tốc độ khử màu đạt cực đại trong thời gian 15 phút đầu với cả 2 loại nước thải ở tất cả các nồng độ enzyme sử dụng (Hình 3.168). Các Ở các nồng độ enzyme thấp, quá trình khử màu kém hiệu quảhơn có thể do các hóa chất trợ nhuộm Na2SO3 và Na2SO4ảnh hưởng và làm chậm phản ứng khử màu. Tốc độ đạt cực đại trong thời gian đầu trong 15 phút đầu với cả 2 loại nước thải (Hình 3.5.5).
Formatted: Font: Not Bold, Not Italic, Highlight
69
Hình 3.5.5168.Ảnh hư ng thời gian xử lý và nồng độ enzym tới tốc độ oxy hóakhử màu thuốc nhuộmtrong nước thải Rb (A) và nước thải Rr (B)
3.4.3. Xây dựng m hình thí nghiệm cho khử màu nước thải dệt nhuộm Rb19
Hệ thống được thiết lập như sau: Thể tích làm việc 1000 ml bao gồm 900 ml nước thải (sử dụng NTRb, có nồng độ thuốc nhuộm xác định là 43.12 mg/l Rb19), bổ sung 100 ml enzyme nồng độ 10U/ml, nồng độ enzyme cuối trong phản ứng là 1U/ml. Bình phản ứng đƣợc cấp oxy nhờ bơm sục khí và máy khuấy từ, DO trong bình đạt 7.3+
mg/l. Nhiệt độ phòng là 30oC. Hệ thống được khởi động với phương thức đóng, xác định nồng độ thuốc nhuộm theo thời gian. Sau 3h làm việc (khi màu thuốc nhuộm trong bình phản ứng bị khử 100%) hệ thống đƣợc đƣa vàochuyển sang chế độ làm việc liên tục với cáctốc độ dòngnước thải vào khác nhaukhông đổi Q = 225 – 400 ml/h (tương ứng với thời gian lưu nước thải trong thiết bị 4 ÷ 2.5h) để kiểm tra khả năng khử màu nước thải của hệ thống ở nồng độ enzyme xác định. Enzyme được định kỳ bổ sung vào bình phản ứng để ổn định nồng độ enzyme tương ứng với tốc độ dòng, nồng độ laccase bị giảm từ 1 U/ml xuống 0.48 U/ml. Nồng độ thuốc nhuộm trong nước thải đã bị khử hoàn toàn sau 3h.
Thí nghiệm 1 (Hình 3.5.7179): Sau 3h khởi động thệ thống phản ứng ở trạng thái đóng,bắt đầu bổ sung nước thải được bổ sung vào hệ thống dòng vàovới tốc độ dòng vào Q = 225ml/h (tương ứng9.72mg thuốc nhuộm /h), ). tTại thời điểm bổ sung, nồng độ enzyme trognng bình giảm xuống tới 0.48 U/ml. Màu nước thải dòng ra tiếp tục bị
Formatted: Space Before: 0 pt
Formatted: Font: Not Bold, Not Italic, Highlight
70
khử màu hoàn toàn,trong hệ thống, nồng độ enzyme laccase trong bình phản ứng bị giảm từ 0.48 U/ml xuống 0.14 U/ml. Tới 7h phản ứng, trong nước thải đầu ra đã xuất hiện màu nên tiến hành bổ sung thêm enzyme là 10 ml/h mỗi h để nồng độ enzyme laccase cuối tồn tại trong hệ thống ổn định khoảng 0.15 U/ml. Hệ thống khử hoàn toàn thuốc nhuộm hoạt động ổn định trong các giờ tiếp theo. Bổ sung nước thải Q = 225 ml/h. Nước thải dòng vào trong bình phản ứng (225 ml/h)
Formatted: Font: Not Bold Formatted: Indent: First line: 0"
71
Hình 3.5.6179. Khảo sát khả năng xử lý củaDi n biến quá trình khử màu nước thải NTRb hệ thống với nước thảitốc độ dòng vào là 225 ml/h
Hệ thống hoạt động ổn định ở Q = 225 ml/h, nồng độ laccase trong bình phản ứng:
0.15 U/ml, thời gian lưu của nước thải trong hệ thống xấp xỉ 4.4h. Hệ thống có khả năng chịu tải cao hơn, do vậy tốc độ dòng đƣợc taănglên trong các thí nghiệm sau..
Thí nghiêm 2 (Hình 3.5.81820): Sau 3h khởi động thệ thống phản ứng ở trạng thái đónghệ thống phản ứng, hệ thống chuyển sang hoạt động liên tục với tốc độ nước thải dòng vào Q = 300ml/h.Nước thải được khử màu hoàn toàn cùng với nồng độ enzyme laccase trong hệ thống giảm từ 0.48 U/ml xuống 0.2 U/ml. Tới giờ thứ 57, độ màu của nước thải ở dòng ra bắt đầu tăng lên nên tiến hành bổ sung thêm enzyme 15 ml/h để lƣợng enzyme tồn tại trong hệ thống ổn định khoảng 0.2 U/ml. Hệ thống chạy ổn định trong các giờ tiếp theo.
Comment [TKA20]: Hình vẽ sai
72
Hình 3.5.7 1820. Di n biến quá trình khử màu nước thải NTRb với tốc độ dòng vàoKhảo sát khả năng xử lý của hệ thống với nước thải dòng vào là 300 ml
Hệ thống hoạt động ổn định ở Q = 300 ml/h, (tương ứng 310g thuốc nhuộm/ngày) nồng độ laccase: 0.2 U/ml, thời gian lưu của nước thải trong hệ thống xấp xỉ 3.3 h. Hệ thống có thể có khả năng chịu tải cao hơn do vậy tiếp tục nâng tốc độ dòng, giảm thời gian lưu nước thải.
Formatted: Font: Not Bold
Formatted: Space Before: 0 pt Comment [TKA21]: trình bày tươgn tự trên Comment [TKA22]: vẽ hình sai
Formatted: Font: Not Bold, Not Italic, Not Highlight
73
Thí nghiệm 3 (Hình 3.5.1921):Sau 3h khởi động thệ thống phản ứng, hệ thống hoạt động liên tục với tốc độdòng vào Q = 400 ml/h, ngay sau khi bổ sung nước thải 1h, nước thải dòng ra đã xuất hiện màu (2.12 mg/l thuốc nhuộm Rb19). Tiếp tục bổ sung laccase 20 ml/h ở thời điểm 4h phản ứng và giữ ổn định nồng độ enzyme trong hệ thống là 0.2 U/ml.
Hình 3.5.81921. Di n biến quá trình khử màu nước thải NTRb với tốc độ dòng vàoKhảo sát khả năng xử lý của hệ thống với nước thải dòng vào là 400 ml
Comment [TKA23]: viết tươgn tự
Formatted: Font: Not Bold, Not Italic
Comment [TKA24]: vẽ hình sai
74
Kết quả của thí nghiệm là ở nước thải dòng ra liên tục xuất hiện màu của nước thải. Với Q = 400 ml/h, nồng độ laccase trong hệ thống là 0.2 U/ml và thời gian lưu 2.5h thì hệ thống quá tải. Do vậy nếu muốn tăng tốc độ dòng vào, nồng độ enzyme cần phải tăng cao. cần xác định lại nồng độ laccase cần bổ sung.
Trong thí nghiệm 2, hHiệu quả xử lý BOD của hệ thống đạt 87%, COD đạt 80.22%, độ màu Pt – Co đạt 85.8%.
Nước thải dòng ra của thí nghiệm ????2được xác định các chỉ tiêu của nước thải (Bảng 3.5.2). Kết quả này đƣợc so sánh với QCVN 13 : 2008/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc giavề nước thải công nghiệp dệt may.
Bảng 3.5.2. c tính của NT nước thải Rbtrước sau khi xử lý Đặc tính nước
thải
Nước Tthải Rb trước xử lý
Nước Tthải Rb sau xử lý