Nghiên cứu chiết sắt từ bùn đỏ để xử lý nước thải dệt nhuộm sau hấp phụ bằng hệ fenton cải tiến fe(iii) - oxalat/h2o2/ ánh sáng mặt trời.

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

KHOA HÓA

------------

HUỲNH THỊ HÀ DUY

Đề tài:

NGHIÊN CỨU CHIẾT SẮT TỪ BÙN ĐỎ ĐỂ XỬ LÝ NƢỚC

THẢI DỆT NHUỘM SAU HẤP PHỤ BẰNG HỆ FENTON

CẢI TIẾN FE(III) – OXALAT/H2O2/ÁNH SÁNG MẶT TRỜI

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

CỬ NHÂN KHOA HỌC

Đà Nẵng, 05/ 2015

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

KHOA HÓA

------------

Đề tài:

NGHIÊN CỨU CHIẾT SẮT TỪ BÙN ĐỎ ĐỂ XỬ LÝ NƢỚC

THẢI DỆT NHUỘM SAU HẤP PHỤ BẰNG HỆ FENTON

CẢI TIẾN FE(III) – OXALAT/H2O2/ÁNH SÁNG MẶT TRỜI

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

CỬ NHÂN KHOA HỌC

Sinh viên thực hiện : Huỳnh Thị Hà Duy

Lớp : 11CHP

Giáo viên hướng dẫn : TS. Bùi Xuân Vững

Đà Nẵng, 05/ 2015

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƢỜNG ĐHSP Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

KHOA HÓA --------------------------------------

------------

NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: Huỳnh Thị Hà Duy

Lớp: 11CHP

1. Tên đề tài: Nghiên cứu chiết sắt từ bùn đỏ để xử lý nƣớc thải dệt nhuộm

sau hấp phụ bằng hệ Fenton cải tiến Fe(III) – Oxalat/H2O2/Ánh sáng mặt

trời.

2. Nguyên liệu, dụng cụ và thiết bị:

- Nguyên liệu: Bùn đỏ từ nhà máy Alumin Tân Rai – Lâm Đồng, nƣớc

thải dệt nhuộm và nƣớc biển trên địa bàn thành phố Đà Nẵng.

- Dụng cụ: Bình tam giác, bình định mức, pipet các loại, buret, phễu,

cốc, ống đong, bình nón.

- Thiết bị: Bếp cách thủy, máy đo pH Branson (Anh), cân phân tích

Precisa (Đức), máy quang phổ UV – VIS Lambda 25 – Perkin Elmer (USA),

máy nung COD Hach DRB200, tủ sấy, mấy khuấy từ.

- Hóa chất: FeCl3.6H2O, H2C2O4.6H2O, H2SO4 đậm đặc 98%, H2O2

30%, NH4OH, K2Cr2O7, HgSO4, Ag2SO4, KMnO4, nƣớc cất.

3. Nội dung nghiên cứu:

- Xác định các thông số của nƣớc thải trƣớc và sau xử lý: COD, BOD5,

TSS, hàm lƣợng kim loại nặng.

- Khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình chiết sắt trong bùn đỏ sau

trung hòa bằng hỗn hợp H2C2O4 + H2SO4 nhƣ: nhiệt độ, nồng độ axit, thể

tích axit, thời gian, khối lƣợng bùn đỏ,...sử dụng máy quang phổ UV – VIS.

- Khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình Fenton nhƣ pH, nồng độ

H2O2, nồng độ phức sắt (III) oxalat.

4. Giáo viên hƣớng dẫn: TS. Bùi Xuân Vững

5. Ngày giao đề tài: 15/05/2014

6. Ngày hoàn thành: 25/03/2015

Chủ nhiệm Khoa Giáo viên hƣớng dẫn

(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)

Sinh viên đã hoàn thành và nộp báo cáo cho Khoa ngày tháng năm 2015

Kết quả điểm đánh giá:

Ngày tháng năm 2015

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

(Ký và ghi rõ họ tên)

LỜI CẢM ƠN

Đƣợc sự phân công của Khoa Hóa trƣờng Đại học Sƣ Phạm Đà Nẵng,

và sự đồng ý của thầy giáo hƣớng dẫn TS. Bùi Xuân Vững tôi đã thực hiện

đề tài: “Nghiên cứu chiết sắt từ bùn đỏ để xử lý nước thải dệt nhuộm sau hấp

phụ bằng hệ Fenton cải tiến Fe(III) – Oxalat/H2O2/Ánh sáng mặt trời”.

Để hoàn thành khóa luận này, tôi xin chân thành cảm ơn các Thầy, Cô

trong Trƣờng Đại học Sƣ Phạm – Đại học Đà Nẵng thuộc các bộ môn, những

ngƣời đã dạy dỗ, giúp đỡ và chỉ bảo trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu

và rèn luyện ở trƣờng Đại học Sƣ Phạm Đà Nẵng.

Tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới thầy giáo hƣớng

dẫn TS. Bùi Xuân Vững đã tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ tôi thực hiện khóa

luận này.

Tôi cũng gửi lời cảm ơn bạn Nguyễn Thị Phƣơng Dung trong nhóm

nghiên cứu khoa học đã giúp đỡ, hỗ trợ tôi trong suốt quá trình làm khóa

luận.

Mặc dù đã có nhiều cố gắng để thực hiện đề tài một cách hoàn chỉnh

nhất, song do buổi đầu mới làm quen với công trình nghiên cứu, tiếp cận với

thực tế còn ít cũng nhƣ hạn chế về kiến thức và kinh nghiệm nên không thể

tránh khỏi những thiếu sót nhất định mà bản thân chƣa thấy đƣợc. Tôi rất

mong đƣợc sự góp ý của quý Thầy, Cô giáo và các bạn để khóa luận đƣợc

hoàn chỉnh hơn.

Cuối cùng, kính chúc quý Thầy, Cô dồi dào sức khỏe và thành công

trong sự nghiệp cao quý là truyền đạt kiến thức cho thế hệ mai sau.

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Đà Nẵng, ngày tháng năm 2015

Sinh viên thực hiện

Huỳnh Thị Hà Duy

MỤC LỤC

Trang

MỞ ĐẦU.....................................................................................................1

1. Lý do chọn đề tài ...............................................................................1

2. Mục đích nghiên cứu ..........................................................................3

3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu .......................................................3

3.1. Đối tƣợng nghiên cứu.........................................................................3

3.2. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................4

4. Phƣơng pháp nghiên cứu ....................................................................4

4.1. Nghiên cứu lý thuyết ..........................................................................4

4.2. Nghiên cứu thực nghiệm.....................................................................4

5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài.............................................5

6. Cấu trúc luận văn ...............................................................................5

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN .......................................................................6

1.1. GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ DỆT NHUỘM ..................................6

1.1.1. Sự phát triển của ngành dệt trên thế giới và Việt Nam ........................6

1.1.2. Sơ đồ công nghệ ngành dệt nhuộm .....................................................7

1.1.3. Ảnh hƣởng của nƣớc thải ngành dệt nhuộm đến môi trƣờng................8

1.2. TỔNG QUAN VỀ THUỐC NHUỘM TRONG CÔNG NGHỆ DỆT

NHUỘM ..........................................................................................11

1.2.1. Khái quát về thuốc nhuộm ................................................................11

1.2.2. Phân loại thuốc nhuộm .....................................................................11

1.3. CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THẢI DỆT NHUỘM ............15

1.3.1. Phƣơng pháp cơ học .........................................................................15

1.3.2. Phƣơng pháp sinh học ......................................................................16

1.3.3. Phƣơng pháp điện hóa ......................................................................16

1.3.4. Phƣơng pháp hóa lý..........................................................................17

1.3.5. Phƣơng pháp hóa học .......................................................................20

1.3.6. Quá trình oxy hóa nâng cao Fenton ..................................................22

1.3.6.1. Cơ sở lý thuyết của quá trình Fenton ........................................24

1.3.6.2. Quá trình Fenton đồng thể ........................................................25

1.3.6.3. Quá trình Fenton dị thể ............................................................27

1.3.6.4. Quá trình quang fenton.............................................................28

1.3.6.5. Phản ứng Fenton sử dụng hệ Fe(III) – Oxalat/H2O2/Ánh sáng mặt

trời ..........................................................................................29

1.4. TỔNG QUAN VỀ BÙN ĐỎ .............................................................31

1.4.1. Khái quát về Bauxite ........................................................................31

1.4.2. Công nghệ Bayer..............................................................................32

1.4.3. Thành phần và tác hại của bùn đỏ .....................................................33

1.4.4. Thực trạng thải bùn đỏ trên thế giới và Việt Nam .............................34

1.4.5. Một số phƣơng pháp xử lý bùn đỏ ....................................................35

1.4.6. Một số nghiên cứu ứng dụng bùn đỏ ở Việt Nam và trên thế giới......36

CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM ................................................................39

2.1. NGUYÊN LIỆU, DỤNG CỤ VÀ HÓA CHẤT................................39

2.1.1. Nguyên liệu và hóa chất ...................................................................39

2.1.2. Dụng cụ và thiết bị nghiên cứu .........................................................39

2.2. TIẾN HÀNH THỰC NGHIỆM ......................................................40

2.2.1. Phƣơng pháp nghiên cứu ..................................................................40

2.2.2. Xây dựng đƣờng chuẩn Fe(III) – Oxalat ...........................................43

2.2.3. Khảo sát quá trình chiết sắt từ bùn đỏ...............................................43

2.2.4. Khảo sát quá trình xử lý Fenton hệ Fe(III) – Oxalat/H2O2/Ánh sáng

mặt trời với phức sắt oxalat đƣợc chiết từ bùn đỏ .............................46

CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .............................................48

3.1. THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA BÙN ĐỎ ..................................48

3.2. KẾT QUẢ KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH CHIẾT SẮT TỪ BÙN ĐỎ..48

3.2.1. Xây dựng đƣờng chuẩn sắt oxalat .....................................................48

3.2.2. Kết quả khảo sát điều kiện tối ƣu cho quá trình chiết sắt từ bùn đỏ ...49