Nghiên cứu vật liệu tổ hợp và công nghệ xử lý loại bỏ thuốc nhuộm trong nước thải nhuộm.

Chủ nhiệm đề tài TS. Bùi Quang Cư
Đơn vị thực hiện Viện Công nghệ Hoá học
Thời gian thực hiện 2008 - 2009
Tổng kinh phí 300 triệu đồng
Mục tiêu đề tài
  • Tìm kiếm và nghiên cứu vật liệu tổ hợp hấp phụ và keo tụ để loại bỏ thuốc nhuộm khác nhau trong nước thải và tái sử dụng một phần nước thải.
  • Đánh giá khả năng của một số vật liệu silicat thiên nhiên và tổng hợp trong việc hấp phụ thuốc nhuộm dư trong nước thải nhuộm.
  • Thay thế vật liệu tương tự của nước ngoài
Nội dung đề tài

Biến tính mụn xơ dừa thành vật liệu hấp phụ:

  • Nghiên cứu khảo sát vật liệu mụn xơ dừa. Nghiên cứu chế độ biến tính mụn xơ dừa, chọn chế độ biến tính tối ưu.
  • Đánh giá chất lựơng và tính chất của vật liệu than hoạt tính từ mụn xơ dừa. Khảo sát khả năng hấp phụ màu của mụn xơ dừa biến tính đối với các loại thuốc nhuộm .

Tổng hợp hydrotalcite:

  • Tổng hợp hydrotalcite từ muối Nhôm và muối Magie, khảo sát môi trường, điều kiện phản ứng.
  • Đánh giá tính chất của vật liệu hydrotalcite thu được  đối với việc hấp phụ  thuốc nhuộm khác nhau.

Bentonite:

  • Khảo sát bentonite nguyên khai, phân tích các yếu tố chính về thành phần khả năng hấp phụ màu, dung lượng trao đổi ion, khả năng hấp phụ thuốc nhuộm các loại.
  • Khảo sát khả năng biến tính bentonite bằng các bazơ hữu cơ khác nhau (muối ammoni bậc 3, bậc 4). Khảo sát tính chất của vật liệu thu được, đánh giá đặc trưng của vật liệu và thử sử dụng để hấp phụ các loại thuốc nhuộm khác nhau.

Tổ hợp vật liệu hấp phụ:

  • Nghiên cứu tổ hợp từ các vật liệu thu được để có loại chế phẩm tổ hợp dùng cho xử lý nước thải nhuộm có thành phần phức tạp.
  • Đánh giá khà năng ứng dụng của  vật liệu tổ hợp .

Khảo sát điều kiện hấp phụ của các vật liệu đối với thuốc nhuộm:

  • Khảo sát các điều kiện hấp phụ (pH, thời gian tiếp xúc, lượng vật liệu hấp phụ dung lượng hấp phụ) của vật liệu tổ hợp đối với các loại thuốc nhuộm: hoạt tính, thuốc nhuộm axit, thuốc nhuộm bazơ, hoàn nguyên thuốc nhuộm phân tán...
  • Khảo sát hấp phụ của vật liệu tổ hợp với nước thải thực tế lấy từ các cơ sở sản xuất 
Kết quả đạt được

Đề tài đã điều chế được các vật liệu hấp thụ thuốc nhuộm từ các vật liệu khác nhau:
1. Vật liệu MDNa bằng cách biến tính mụn xơ dừa bằng axit sunphuaric đặc ở nhiệt độ 1800C, sau đó rửa và trung hòa bằng soda hoặc xút sấy khô, thu được bột than hóa có khả năng hấp thụ tốt thuốc nhuộm cationic. Dung lượng hấp phụ đối với Methylene Blue là 412mg/g, pH dung dịch 10, thời gian hấp phụ 60 phút.
2. Vật liệu HTC-UM (hydrotalcite nung) bằng cách đồng kết tủa từ dung dịch muối magie clorua và nhôm chlorua trong môi trường kiềm pH 10,5 - 11,0 (Na2C03) theo tỷ lệ mol Mg: Al =3:1, sử dụng sóng siêu âm trong quá trình phản ứng và già hóa kết tủa trong microwave. Sau khi rửa kết tủa, sấy khô và nung ở nhiệt độ 4500 C, thu được sản phẩm  bột màu trắng, có khả năng hấp phụ tốt các loại thuốc nhuộm anionic. Dung lượng hấp phụ Reactive Orange -13 là 240 mg/g ở pH dung dịch 8, nồng độ thuốc nhuộm RO-13 là 450 mg/l  thời gian hấp phụ 50 phút.
3. Vật liệu Bent-H bằng cách biến tính bentonite Tuy Phong, Bình Thuận trong môi trường a xit (axit sunphuaric) có gia nhiệt. Rửa bentonite đến pH 3-4, sấy khô, nghiền, thu được bentonite biến tính có khả năng hấp phụ thuốc nhuộm cationnic thử trên Methylene Blue. Dung lượng hấp phụ MB lên bentonite biến tính bằng axit là 110 mg/g ở pH dung dich bằng 9, thời gian hấp phụ 50 phút.
4. Vật liệu Bent-HDTA bằng cách biến tính bentonite Tuy Phong, Bình Thuận bằng dung dịch amin hữu cơ bậc bốn Hexadecyltrimethylammonium bromide, bentonite sau khi tuyển, cho phản ứng với tỷ lệ HDTA: Bentonite = 1,0 CEC. Trong điều kiện khuấy mạnh. Sau khi trao đổi, hỗn hợp được rửa sạch (thử với ion Br-) sấy khô và nghiền. Dung lượng hấp phụ của Bent -HDTA với RO-13 và RY-2 (reactive yellow 2)  tương ứng là 255 mg/g và 241mg/g.
Đã khảo sát đánh giá hấp phụ các loại thuốc nhuộm cation (Methylene blue) và thuốc nhuộm anion (Reactive Orange 3, Reactive Yellow 2) bằng 4 vật liệu hấp phụ thu được, cho thấy các vật liệu MDNa, Bent- H cho hấp phụ tốt thuốc nhuộm cation - Methylene Blue; vật liệu HTC-UM và Bent- HDTA hấp phụ tốt các thuốc nhuộm anion - Reactive Orange 13 và Reactive Yellow 2.
Đã khảo sát khả năng hấp phụ thuốc nhuộm của 4 vật liệu với nước thải thực tế và cho thấy vật liệu hấp phụ Bent - HDTA; HTC-UM; và các vật liệu tổ hợp MDNa với  HTC-UM và Bent-H với Bent-HDTA có khả năng hấp phụ loại gần hết thuốc nhuộm có trong nước thải, hiệu quả loại bỏ màu có thể đạt 95- 97%.
Đã đề xuất công nghệ  xử lý loại bỏ thuốc nhuộm trong nước thải bằng cách sử dụng vật liệu hấp phụ kết hợp với keo tụ bằng muối kim loại đa hóa trị (PAC, phèn nhôm, phèn sắt, muối magie …). Theo qui trình như sau: nước thải nhuộm →  thêm vật liệu hấp phụ → thêm các muối kim loại đa hóa trị →điều chỉnh pH nước thải  khoảng 10-11 → thêm chất tạo bông PAA → lắng → gạn bỏ cặn lắng →nước trong (hết thuốc nhuộm)  xử lý sinh học tiếp theo → thải bỏ ( đạt yêu cầu).

Những đóng góp mới
  •  Tổ hợp các vật liệu (mụn xơ dừa biến tính bằng axit, hydrotalcite, bentonite biến tính…) thành vật liệu có khả năng hấp phụ các loại thuốc nhuộm trong nước thải.
  • Đề xuất quy trình công nghệ xử lý hoàn toàn thuốc nhuộm trong nước thải bằng phương pháp hấp phụ và lắng.

Bản quyền thuộc về Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Địa chỉ: 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội. Email: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
Khi phát hành lại thông tin trên Website cần ghi rõ nguồn: "Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam".