Hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm
Giới thiệu sản phẩm
Một số chất ô nhiễm hữu cơ có nguồn gốc từ thuốc
nhuộm tổng hợp (trong một số ngành công nghiệp dệt may, da, sơn, in ấn…). Căn cứ
vào nhu cầu toàn thế giới ước tính có hơn 100000 tấn thuốc nhuộm đã được thương
mại hoá và hơn 70.000.000 tấn được sản xuất hàng năm. Trong quá trình nhuộm thì
có đến 12-15% tổng lượng thuốc nhuộm không phản ứng gắn màu, thất thoát theo nước
thải sau nhuộm. Theo quy định của EU hiện nay, thuốc nhuộm tổng hợp dựa trên
benzindine, 3, 3’-dimethoxybenzidine và 3, 3’-dimethylbenzidine đã được phân loại
là chất gây ung thư, vì thế nó đang là một vấn đề nhức nhối cho xã hội và đòi hỏi
phải có một phương pháp hiệu quả để loại bỏ những độc tính đó.
Hiện nay, để xử lý nguồn nước
thải từ các quá trình dệt nhuộm, người ta thường sử dụng các quá trình oxy hóa
nâng cao (Advanced oxidation processes : AOPs). Các quá trình này dựa trên cơ sở
oxy hóa các hợp chất hữu cơ (thuốc nhuộm) thành CO2 và H2O với tác nhân oxy hóa
là các gốc tự do hoạt động hydroxyl °OH được tạo ra ngay trong quá trình hoạt động
từ các tác nhân ban đầu an toàn, ít độc tính chứ không phải là quá trình sử dụng
trực tiếp các chất oxi hóa mạnh như Cl2, O3…
Ta
thấy gốc hydroxyl là tác nhân oxy hoá mạnh nhất có thế oxy hoá là 2.8V, cao gấp
1.52 lần ozone, gấp 2.05 lần clo.Với thế oxy hóa rất cao, gốc hydroxyl có khả
năng oxy hóa mọi hợp chất hữu cơ, dù là loại khó phân huỷ nhất, thành những hợp
chất vô cơ không độc hại như CO2, H2O, axít vô cơ…
Trong các quá trình oxi hóa
bậc cao thì quá trình Fenton và Fenton có sự bổ trợ của ánh sáng (photo-Fenton)
được sử dụng rất rộng rãi và có hiệu suất xử lý thuốc nhuộm rất cao.
Giới thiệu sản phẩm
Quá trình Fenton được phát
triển đầu tiên bởi Fenton vào năm 1894. Quá trình này được sử dụng để oxy hóa
các hợp chất hữu cơ trong nước với các tác chất là H2O2 và FeSO4. Mãi sau đó 14
năm thì cơ chế phản ứng mới được đề nghị bởi Haber-weiss(1934). Và kết quả quan
trọng nhất của cơ chế đề nghị này chính là sự hình thành gốc hydroxyl °OH như hợp
chất trung gian.
Ngoài ra, người ta cũng nhận thấy khả năng oxi hóa của quá trình Fenton có thể được tăng mạnh khi có sự chiếu sáng bằng tia UV hay thậm chí ánh sáng khả kiến.
Các quá trình
fenton hay photo fenton đều phụ thuộc vào nồng độ H2O2 (Hydrogen Peroxide) , nồng độ muối Fe và pH.
Trong quá trình tiến hành phản ứng, xúc tác
Fenton có thể là đồng thể hay dị thể. Ở hình dưới sẽ trình bày một số đặc điểm
quan trọng của hệ xúc tác đồng thể và dị thể
Fenton đồng thể và fenton dị thể
Trong
pha đồng thể, những sự thay đổi hóa họcchủ yếu phụ thuộc vào bản chất của sự
tương tác giữa các tác chất với nhau (thuốc thử Fenton và các hợp chất cần xử
lý). Tuy nhiên trong pha dị thể, ngoài quá trình xúc tác do tương tác của các
tâm hoạt tính với tác chất còn phải kể đến 2 quá trình hết sức quan trọng là hấp
phụ của tác chất lên bề mặt xúc tác (rắn) và quá trình giải hấp của sản phẩm ra
khỏi bề mặt xúc tác.
Quá trình Fenton đồng thể có
thể được hoạt hóa bởi những tâm hoạt tính của chúng là Fe2+ hoặc Fe3+, còn
trong quá trình Fenton dị thể tâm hoạt tính có thể là các ion sắt được mang
trên bề mặt các chất mang dưới dạng [Fe(OH)2]+, [Fe(H2O)]2+, [Fe(H2O)]3+,
[Fe2(OH)2]4+, Fe-polycation, Fe2O3 và α-FeOOH ...
Mặt khác chi phí cho quá
trình Fenton đồng thể để xử lí nước thải trở nên đắt đỏ do tiêu thụ nhiều H2O2,
khó khăn trong việc tách xúc tác ra khỏi sản phẩm ... làm cản trở việc xử lí ở
những nước đang phát triển. Ngoài ra, còn có những hạn chế như sự hình thành
bùn trong quá trình xử lí, giới hạn pH chỉ từ 2.5-3.5, lượng lớn sắt mất đi và
đi vào môi trường, khó khăn trong việc phục hồi ion sắt…
Do vậy nên chất xúc tác dị
thể để xử lí chất ô nhiễm nước thải trong hệ thống Fenton hiện đang rất được
quan tâm. Chất xúc tác dị thể có ưu thế vượt trội là dễ dàng tách ra khỏi sản
phẩm. Bên cạnh đó, cùng với sự hỗ trợ của bức xạ UV, phức Fe3+ bị phá hủy và dễ
dàng hoàn nguyên thành Fe2+ và tiếp tục tham gia vào chu kì xúc tác Fenton.
Trong pha rắn dị thể, kích thước lỗ xốp, sự phân tán lỗ xốp, đặc tính lỗ xốp và
bề mặt riêng là những nhân tố quan trọng cần thiết xem xét trước khi phản ứng.
Dựa vào IUPAC, kích thước lỗ xốp được phân loại làm 3 loại: microporous
(<2nm), mesoporous (từ 2-50nm) và macroporous lớn hơn 50nm. Đối với phản ứng
Fenton dị thể thì các chất mang với cấu trúc mesoporous thường được sử dụng nhiều
nhất để tổng hợp các hệ xúc tác xử lý thuốc nhuộm tổng hợp.
Khi so sánh phản ứng Fenton đồng thể và Fenton dị thể với những yếu tố khác nhau thì quá trình Fenton đồng thể gặp một số hạn chế như:
- Khoảng pH phải được kiểm soát chặt trong suốt quá trình phản ứng
- Lượng bùn Hydroxit kết tủa lớn, cần được xử lý
- Lượng chất xúc tác bị giảm nhiều sau quá trình phản ứng, giai đoạn tách, thu hồi chất xúc tác phức tạp
- Không thể tách chất xúc tác ra khỏi sản phẩm để tái sử dụng
- ...
Do những hạn chế trên của quá trình Fenton đồng thể nên quá trình Fenton dị thể được tập
trung phát triển nhiều hơn.
Nguồn cyberchemvn.com ; hoahocngaynay.com
Tag sản phẩm: oxi già, clorin, h2o2, hydrogen peroxide, xử lý nước thải, dệt nhuộm, hóa chất
--
Blog liên kết : Phụ gia hóa chất thực phẩm
Nguồn cyberchemvn.com ; hoahocngaynay.com
Tag sản phẩm: oxi già, clorin, h2o2, hydrogen peroxide, xử lý nước thải, dệt nhuộm, hóa chất
--
Tag: Cung cấp các loại hóa chất CÔNG NGHIỆP - THỰC PHẨM nhập khẩu trực tiếp tại Nha Trang, Khánh Hòa, Đắk Lắk, Lâm Đồng, Bình Thuận, Ninh Thuận, Phú Yên, Đắk Nông, ... - 098.996.5501 - vuongcong.kv@gmail.com
Blog liên kết : Phụ gia hóa chất thực phẩm
