Nghiên cứu ứng dụng phương pháp ôxy hóa nâng cao kết hợp ôzôn và tia uv trong xử lý nước thải dệt nhuộm khu công nghiệp phố Nối

Ngành Dệt may Việt Nam trong những năm gần

đây liên tục phát triển với tỷ lệ tăng trưởng bình quân

15%/năm, đến nay đã vươn lên trở thành ngành kinh tế

hàng đầu cả nước, với kim ngạch xuất khẩu đóng góp

từ 10 - 15% GDP hàng năm. 6 tháng đầu năm 2019, kim

ngạch xuất khẩu dệt may đạt 18 tỷ USD, tăng 8,61% so

với cùng kỳ năm 2018 [1].

Song song với sự phát triển mạnh mẽ của ngành là

các vấn đề môi trường phát sinh trong quá trình sản

xuất, đặc biệt là ô nhiễm nước thải ở các nhà máy dệt

nhuộm vẫn chưa được kiểm soát một cách chặt chẽ.

Lượng nước thải phát sinh từ các công đoạn dệt nhuộm

rất lớn, ước tính từ 50 - 300 m3/tấn vải. Thành phần các

chất ô nhiễm trong nước thải dệt nhuộm rất phức tạp,

bao gồm H2SO4, CH3COOH, NaOH, NaOCl, H2O2,

Na

2CO3, Na2SO3 , các loại thuốc nhuộm, chất hoạt

động bề mặt, chất ngấm, chất cầm màu, chất tẩy giặt .

Nhìn chung, nước thải dệt nhuộm có độ kiềm cao (pH

dao động từ 9 - 12), hàm lượng chất hữu cơ cao (COD

có thể lên tới 1000 - 3000 mg/l), độ màu của nước thải

khá lớn (có thể lên tới vài chục ngìn Pt-Co), hàm lượng

cặn lơ lửng cao (có thể đạt giá trị 2000 mg/l) [2]. Các

phương pháp hóa học, hóa lý truyền thống như trung

hòa điều chỉnh pH, đông keo tụ, hấp phụ, ôxy hóa được

áp dụng phổ biến để xử lý nước thải dệt nhuộm. Tuy

nhiên, độ màu và một số chất hữu cơ khó phân hủy

sinh học trong nước thải dệt nhuộm rất khó xử lý, gây

màu tối cho nguồn tiếp nhận, ảnh hưởng tới quá trình

quang hợp của các loài thủy sinh, ảnh hưởng xấu tới

cảnh quan và môi trường.

Nghiên cứu ứng dụng phương pháp ôxy hóa nâng cao kết hợp ôzôn và tia uv trong xử lý nước thải dệt nhuộm khu công nghiệp phố Nối trang 1

Trang 1

Nghiên cứu ứng dụng phương pháp ôxy hóa nâng cao kết hợp ôzôn và tia uv trong xử lý nước thải dệt nhuộm khu công nghiệp phố Nối trang 2

Trang 2

Nghiên cứu ứng dụng phương pháp ôxy hóa nâng cao kết hợp ôzôn và tia uv trong xử lý nước thải dệt nhuộm khu công nghiệp phố Nối trang 3

Trang 3

Nghiên cứu ứng dụng phương pháp ôxy hóa nâng cao kết hợp ôzôn và tia uv trong xử lý nước thải dệt nhuộm khu công nghiệp phố Nối trang 4

Trang 4

Nghiên cứu ứng dụng phương pháp ôxy hóa nâng cao kết hợp ôzôn và tia uv trong xử lý nước thải dệt nhuộm khu công nghiệp phố Nối trang 5

Trang 5

pdf 5 trang baonam 12480
Bạn đang xem tài liệu "Nghiên cứu ứng dụng phương pháp ôxy hóa nâng cao kết hợp ôzôn và tia uv trong xử lý nước thải dệt nhuộm khu công nghiệp phố Nối", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Nghiên cứu ứng dụng phương pháp ôxy hóa nâng cao kết hợp ôzôn và tia uv trong xử lý nước thải dệt nhuộm khu công nghiệp phố Nối

Nghiên cứu ứng dụng phương pháp ôxy hóa nâng cao kết hợp ôzôn và tia uv trong xử lý nước thải dệt nhuộm khu công nghiệp phố Nối
Chuyên đề IV, tháng 12 năm 202022
TÓM TẮT
Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu ứng dụng phương pháp ôxy hóa nâng cao kết hợp ôzôn và tia UV để 
xử lý COD trong nước thải dệt nhuộm khu công nghiệp Phố Nối B (Tỉnh Hưng Yên). Các thông số ảnh hưởng 
đến lớn đến quá trình này là tác nhân ôxy hóa (UV, ôzôn và ôzôn/UV kết hợp), thời gian phản ứng, pH và liều 
lượng khí ôzôn được khảo sát. Kết quả thực nghiệm cho thấy, phương pháp sử dụng ôzôn kết hợp với tác nhân 
tia UV cho hiệu quả xử lý COD cao hơn hẳn so với phương pháp sử dụng UV đơn lẻ và ôzôn đơn lẻ. Ở giá trị 
pH = 8 và liều lượng sục khí ôzôn 3,5 lít/phút.lít nước thải, COD đầu ra của nước thải giảm từ 624 mg/L xuống 
còn 198 mg/L, tương ứng với hiệu quả xử lý đạt 69,2% trong thời gian 60 phút, đạt QCVN 13:2015/BTNMT. 
Từ khóa: Nước thải dệt nhuộm, phương pháp ôxy hóa nâng cao, COD.
Nhận bài: 7/12/2020; Sửa chữa: 16/12/2020; Duyệt đăng: 25/12/2020.
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP ÔXY HÓA 
NÂNG CAO KẾT HỢP ÔZÔN VÀ TIA UV TRONG XỬ LÝ 
NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM KHU CÔNG NGHIỆP PHỐ NỐI 
1 Trường Đại học Công nghệ Giao thông vận tải
1. Đặt vấn đề
Ngành Dệt may Việt Nam trong những năm gần 
đây liên tục phát triển với tỷ lệ tăng trưởng bình quân 
15%/năm, đến nay đã vươn lên trở thành ngành kinh tế 
hàng đầu cả nước, với kim ngạch xuất khẩu đóng góp 
từ 10 - 15% GDP hàng năm. 6 tháng đầu năm 2019, kim 
ngạch xuất khẩu dệt may đạt 18 tỷ USD, tăng 8,61% so 
với cùng kỳ năm 2018 [1]. 
Song song với sự phát triển mạnh mẽ của ngành là 
các vấn đề môi trường phát sinh trong quá trình sản 
xuất, đặc biệt là ô nhiễm nước thải ở các nhà máy dệt 
nhuộm vẫn chưa được kiểm soát một cách chặt chẽ. 
Lượng nước thải phát sinh từ các công đoạn dệt nhuộm 
rất lớn, ước tính từ 50 - 300 m3/tấn vải. Thành phần các 
chất ô nhiễm trong nước thải dệt nhuộm rất phức tạp, 
bao gồm H2SO4, CH3COOH, NaOH, NaOCl, H2O2, 
Na2CO3, Na2SO3, các loại thuốc nhuộm, chất hoạt 
động bề mặt, chất ngấm, chất cầm màu, chất tẩy giặt. 
Nhìn chung, nước thải dệt nhuộm có độ kiềm cao (pH 
dao động từ 9 - 12), hàm lượng chất hữu cơ cao (COD 
có thể lên tới 1000 - 3000 mg/l), độ màu của nước thải 
khá lớn (có thể lên tới vài chục ngìn Pt-Co), hàm lượng 
cặn lơ lửng cao (có thể đạt giá trị 2000 mg/l) [2]. Các 
phương pháp hóa học, hóa lý truyền thống như trung 
hòa điều chỉnh pH, đông keo tụ, hấp phụ, ôxy hóa được 
áp dụng phổ biến để xử lý nước thải dệt nhuộm. Tuy 
nhiên, độ màu và một số chất hữu cơ khó phân hủy 
sinh học trong nước thải dệt nhuộm rất khó xử lý, gây 
màu tối cho nguồn tiếp nhận, ảnh hưởng tới quá trình 
quang hợp của các loài thủy sinh, ảnh hưởng xấu tới 
cảnh quan và môi trường.
Các quá trình ôxy hóa nâng cao là công nghệ mới 
được phát triển trong khoảng 20 năm trở lại đây và thể 
hiện nhiều ưu điểm trong xử lý nước thải dệt nhuộm so 
với các phương pháp xử lý nước thải truyền thống dựa 
vào phản ứng tạo ra các gốc tự do hoạt động hydroxyl 
*OH ngay trong quá trình xử lý. Gốc *OH là một tác 
nhân ôxy hóa mạnh (thế ôxy hóa bằng 2,80 V), có khả 
năng ôxy hóa không lựa chọn với mọi hợp chất hữu cơ, 
cả những chất khó phân hủy hoặc không phân hủy sinh 
học, biến chúng thành những hợp chất vô cơ như CO2, 
H2O, các axit vô cơ...[3].
Trong số các tác nhân ôxy hóa thì O3 được chứng 
minh mang lại hiệu quả cao trong việc phá vỡ các liên 
kết thẳng và không bão hòa trong các phân tử thuốc 
nhuộm, gây ra sự mất màu nhanh chóng của nước thải 
Nguyễn THị Phương Dung 
Lư THị Yến 
Phạm THị Ngọc THùy
(1)
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 
VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ
Chuyên đề IV, tháng 12 năm 2020 23
dệt nhuộm [4]. Ôzôn hấp thụ mạnh tia UV (nhất là ở 
bước sóng 254 nm) sản sinh ra H2O2, và ngay lập tức 
H2O2 phân hủy tạo thành gốc *OH:
O3 + hv → O2 + O
O + H2O → H2O2 → 2*OH
Trong môi trường axit, ôzôn ôxy hóa trực tiếp các 
hợp chất hữu cơ bằng phân tử ôzôn hòa tan trong nước. 
Trong khi đó, ở điều kiện pH cao, hoặc trong những 
điều kiện có các tác nhân tạo thuận lợi cho quá trình 
tạo gốc *OH như H2O2, UV, chất xúc tác con đường 
ôxy hoá gián tiếp thông qua gốc hydroxyl sẽ là chủ yếu 
và hiệu quả oxy hoá được nâng cao. Do đó, thay vì sử 
dụng ôzôn một mình, nhiều công trình nghiên cứu đã 
tìm kiếm các tác nhân phối hợp với ôzôn hoặc chất xúc 
tác nhằm tạo ra gốc *OH để nâng cao hiệu quả ôxy hóa 
của ôzôn khi cần xử lý những hợp chất bền vững, khó 
phân huỷ trong nước và nước thải [4].
Khi sử dụng nguồn UV là đèn thủy ngân thấp áp có 
bước song 254 nm, hệ số hấp thụ phân tử của ôzôn cao 
(3300 l/M.cm) rất thích hợp cho việc tạo ra gốc *OH. 
Hiệu suất tạo gốc *OH (hệ số tạo gốc *OH là 2) cao hơn 
rất nhiều so với hệ H2O2/UV (hệ số tạo gốc là 0.09).
Vì vậy, bài viết tập trung nghiên cứu các yếu tố ảnh 
hưởng đến hiệu quả xử lý COD trong nước thải dệt 
nhuộm bằng phương pháp ôxy hóa nâng cao kết hợp 
ôzôn và tia UV.
2. THực nghiệm
2.1. Hóa chất và vật liệu
Nước thải được dùng để thí nghiệm trong nghiên 
cứu này là nước thải dệt nhuộm được lấy tại Công ty 
CP Dệt kim Hanosimex (thuộc Khu Công nghiệp Dệt 
May Phố Nối B, Yên Mỹ, Hưng Yên). Mẫu nước thải 
dệt nhuộm được lấy tại bể điều hòa của trạm xử lý nước 
thải của Công ty (Hình 1). 
▲Hình 1. Vị trí lấy mẫu nước thải tại Công ty CP Dệt kim 
Hanosimex
Nước thải được lấy đầy vào can nhựa 10 lít. Kỹ thuật 
lấy mẫu được thực hiện theo TCVN 5999:1995: Chất 
lượng nước - Lấy mẫu - Hướng dẫn lấy mẫu nước thải. 
Mẫu nước được vận chuyển và bảo quản trong Phòng 
Thí nghiệm môi trường - Trường Đại học Công nghệ 
Giao thông vận tải theo TCVN 6663-3:2008: Chất 
lượng nước - Lấy mẫu - Phần 3: Hướng dẫn bảo quản 
và xử lý mẫu. Các thông số pH và COD của nước thải 
dệt nhuộm được phân tích tại Phòng thí nghiệm môi 
trường và được trình bày trong Bảng 1.
Bảng 1. Các thông số đầu vào của nước thải dệt nhuộm 
THông số 
đầu vào
Giá trị Đơn vị QCVN 13:2015/BTNMT 
(Cột B)
COD 624 mg/l 200
pH 8 5,5-9
Các hóa chất sử dụng trong thực nghiệm thuộc loại 
tinh khiết dùng cho phân tích.
2.2. Nội dung thí nghiệm
Thí nghiệm so sánh hiệu quả xử lý nước thải dệt 
nhuộm của các quá trình sử dụng ôzôn đơn lẻ, UV đơn 
lẻ và ôzôn/UV kết hợp. Mẫu nước thải thể tích 400 ml 
được nạp vào 3 bình, một bình chỉ xử lý bằng ôzôn, 
một bình chỉ xử lý bằng tia UV, một bình xử lý bằng 
ôzôn/UV kết hợp, các điều kiện thí nghiệm khác giữ 
nguyên (liều lượng khí ôzôn trong bình chỉ xử lý bằng 
ôzôn và bình xử lý bằng ôzôn/UV kết hợp duy trì ở giá 
trị 3,5 L/phút.L nước thải). Sau các thời gian phản ứng 
5, 20, 40 và 60 phút lấy mẫu nước thải sau xử lý để phân 
tích COD. So sánh để lựa chọn phương pháp có hiệu 
quả cao nhất.
Thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng các điều kiện thí 
nghiệm đến hiệu quả xử lý COD của phương pháp đã 
được lựa chọn, bao gồm:
+ Thời gian phản ứng: Tiến hành thí nghiệm với 
thời gian phản ứng là 6h, lấy mẫu nước thải sau từng 
khoảng thời gian phản ứng để phân tích COD. Xác 
định thời gian phản ứng thích hợp để nước thải sau xử 
lý đạt QCVN 13:2015/BTNMT [5].
+ pH: Tiến hành thí nghiệm ở các giá trị pH bằng 
4, 6, 8, 9, 10. Các điều kiện thí nghiệm khác (thời gian 
phản ứng thích hợp, liều lượng khí ôzôn, nồng độ 
COD đầu vào) giống nhau. Các bình chứa nước thải 
được điều chỉnh về các giá trị pH trên bằng dung dịch 
H2SO4 và NaOH. Lấy mẫu nước thải sau xử lý để phân 
tích COD. So sánh để lựa chọn giá trị pH cho hiệu quả 
xử lý cao nhất.
+ Liều lượng sục khí: Tiến hành với các liều lượng 
sục khí từ 1,0 - 7,5 L/phút.L nước thải với thời gian 
phản ứng và pH thích hợp đã xác định ở trên. Các liều 
lượng sục khí khác nhau được tạo ra bằng cách thay đổi 
lưu lượng sục khí và thể tích phản ứng. Lấy mẫu nước 
Chuyên đề IV, tháng 12 năm 202024
thải sau xử lý để phân tích COD. So sánh để lựa chọn 
liều lượng sục khí cho hiệu quả xử lý cao nhất..
2.3. Mô hình thí nghiệm
Để thực hiện các nội dung thí nghiệm trên, sử dụng 
mô hình thí nghiệm được bố trí như trên Hình 2.
▲Hình 2. Mô hình thí nghiệm
Ôzôn được sục trực tiếp vào nước thải nhờ máy tạo 
ôzôn (A.OZONE) có kích thước 30x15x45 cm, công 
suất tạo ôzôn 7.5 g/h, sử dụng phương pháp tạo ôzôn 
bằng plasma trong buồng phóng điện khí rung siêu 
thanh. Nguồn phát tia UV là đèn UV công suất 10W, 
phát bức xạ ở bước sóng 245 nm. 
Các bước để tiến hành thí nghiệm như sau:
- Cho nước thải dệt nhuộm vào bình phản ứng, 
đặt 2 đầu phân phối khí vào bình phản ứng để cho khí 
ôzôn có thể phân phối đều trong dung dịch nước thải.
- Đặt đèn UV vào vị trí, dùng lồng chắn tia UV phủ 
lên cả đèn và bình phản ứng.
- Mở van khí để lưu lượng khí ổn định đến giá trị 
mong muốn, rồi bật đồng thời máy ôzôn và đèn UV.
- Sau từng khoảng thời gian phản ứng, dừng sục khí 
và tắt đèn UV để tiến hành lấy mẫu và phân tích.
2.4. Các phương pháp phân tích
Hàm lượng COD trong các thí nghiệm được xác 
định theo TCVN 6491: 1999 [6]. pH được đo trực tiếp 
bằng máy đo pH (TOADKK HM-25R).
Hiệu suất xử lý COD (H, %) được được tính toán 
theo công thức: ( )o t
o
COD COD
H .100%
C
−
=
Trong đó: CODo và CODt là hàm lượng COD tại 
thời điểm ban đầu và tại thời điểm t phút trong các thí 
nghiệm (mg/L); V là thể tích mẫu nước thải trong mỗi 
thí nghiệm (L).
3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận
3.1. So sánh hiệu quả xử lý nước thải dệt nhuộm 
của các phương pháp ôxy hóa bậc cao sử dụng ôzôn 
đơn lẻ, UV đơn lẻ và ôzôn/UV kết hợp
 Hiệu quả xử lý nước thải dệt nhuộm của các phương 
pháp ôxy hóa bậc cao sử dụng ôzôn đơn lẻ, UV đơn lẻ 
và ôzôn/UV kết hợp được thể hiện trên Hình 3.
Từ đồ thị Hình 2 cho thấy, các mẫu xử lý bằng UV 
đơn lẻ, ôzôn đơn lẻ và Ôzôn/UV hiệu suất xử lý COD 
sau 5 phút lần lượt là 10,7%; 17,8% và 27,2%; hiệu 
suất xử lý COD sau 40 phút lần lượt là 16,4%; 40,2% 
và 47,8%; hiệu suất xử lý COD sau 60 phút lần lượt là 
20,0%; 41,2% và 54,3%. Các kết quả này cho thấy, sau 
từng khoảng thời gian phản ứng hiệu suất xử lý COD 
của phương pháp sử dụng kết hợp ôzôn/UV là tốt nhất, 
UV đơn lẻ là kém nhất. 
▲Hình 3. So sánh hiệu suất xử lý COD của các phương pháp 
ôzôn, UV và ôzôn/UV
Kết quả này phù hợp với lý thuyết về ảnh hưởng của 
tia UV, của ôzôn và ôzôn/UV kết hợp [7]. Tia UV đơn 
lẻ có tác dụng yếu đến các hợp chất hữu cơ no hoặc các 
chất hấp thụ bức xạ UV, nên độ giảm COD của nước 
thải khi được xử lý bẳng tia UV chỉ được thể hiện trong 
vài phút đầu còn trong khoảng thời gian tiếp theo hiệu 
suất tăng không đáng kể. Trong khi đó, hiệu suất xử lý 
COD khi sử dụng ôzôn đơn lẻ cao hơn nhiều so với UV 
đơn lẻ. Điều này được giải thích bởi tính ôxy hóa mạnh 
của ôzôn (thế oxy hóa của ôzôn bằng 2.08V). Bên cạnh 
đó, ở giá trị pH không quá cao (pH = 8) của nước thải 
dệt nhuộm trong nghiên, một lượng nhỏ ôzôn có khả 
năng phân hủy tạo thành gốc *OH có thế ôxy hóa cao 
hơn ôzôn (thế ôxy hóa của *OH bằng 2,8 V) [8] theo 
phương trình phản ứng:
3O3 + OH- + H+ → 2 *OH + 4 O2
Trong khi dưới tác dụng đồng thời của ôzôn và tia 
UV, hiệu quả tạo gốc *OH là rất cao nhờ phản ứng:
O3 + hυ → O2 + O
O + H2O → H2O2 → 2*OH
Và nhờ tính ôxy hóa mạnh mẽ của gốc *OH mà hiệu 
suất xử lý của phương pháp ôzôn/UV kết hợp vượt trội 
so với dùng UV đơn lẻ và cao hơn so với dùng ôzôn 
đơn lẻ.
3.2. Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến hiệu 
suất xử lý COD bằng phương pháp ôzôn/UV kết hợp
Nghiên cứu được tiến hành với nước thải dệt nhuộm 
có nồng độ COD ban đầu bằng 624 mg/L và pH =8, liều 
lượng khí ôzôn bằng 3,5 L/phút/L nước thải. Ảnh hưởng 
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 
VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ
Chuyên đề IV, tháng 12 năm 2020 25
của thời gian phản ứng đến hiệu suất xử lý COD được thể 
hiện trọng Bảng 2 và Hình 4. 
Số liệu Bảng 2 cho thấy, hiệu suất xử lý COD thay đổi 
theo thời gian phản ứng. Giá trị COD giảm mạnh trong 1 
giờ đầu tiên và hiệu suất xử lý đạt 60,7%. Đặc biệt, kết quả 
thí nghiệm cho thấy phản ứng diễn ra với tốc độ nhanh 
nhất trong 5 phút đầu (hiệu suất xử lý đạt 38,3%). Trong 
các giờ tiếp theo, COD tiếp tục giảm nhưng tốc độ phản 
ứng chậm. Hiệu suất sau 6 giờ đạt 71,5%, tức là trong 5 giờ 
tiếp theo hiệu suất quá trình chỉ tăng thêm 10,7%. Do vậy, 
có thể dừng thí nghiệm sau 60 phút vì nếu tiếp tục thì hiệu 
suất cũng được tăng thêm không đáng kể.
Từ đồ thị Hình 4 nhận thấy xu hướng của đường biến 
thiên COD là rất dốc trong khoảng thời gian đầu và độ 
dốc giảm dần theo thời gian, thể hiện rằng hiệu quả quá 
trình khử COD mạnh hơn trong thời gian đầu tiên, và 
càng về sau thì tốc độ giảm COD càng chậm lại. Điều này 
có thể được giải thích bởi thành phần các chất hữu cơ dễ 
phân hủy và khó phân hủy trong dung dịch nước thải. 
Ngoài các chất hữu cơ dễ phân hủy, trong nước thải dệt 
nhuộm còn có chứa các chất ô nhiễm với cấu tạo hóa học 
phức tạp. Để xử lý các chất hữu cơ này cần thời gian để 
các gốc *OH bẻ gãy các liên kết bền vững, chất hữu cơ mới 
được tạo thành có cấu tạo hóa học đơn giản hơn lại tiếp 
tục tham gia phản ứng oxy hóa. Do đó trong thời gian đầu 
các chất hữu cơ dễ phân hủy tham gia phản ứng ôxy hóa 
khiến COD giảm nhanh và trong nước thải còn lại chủ 
Bảng 2. Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến hiệu quả xử lý COD
THời gian phản ứng 0 phút 5 phút 1 h 2 h 3 h 4 h 5 h 6 h
Hàm lượng COD, 
mg/L
624 385 245 232 219 207 192 178
Hiệu suất xử lý 
COD, %
0 38,3 60,7 62,8 64,9 63,3 69,2 71,5
▲Hình 4. Đồ thị biến thiên giá trị COD theo thời gian phản 
ứng
yếu là các chất hữu cơ khó phân hủy. Việc ôxy hóa các 
chất hữu cơ này đòi hỏi thời gian phản ứng dài hơn khiến 
tốc độ giảm COD chậm đi và đường biến thiên COD theo 
thời gian có xu hướng sát với đường nằm ngang. 
3.3. Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất xử lý COD 
bằng phương pháp ôzôn/UV kết hợp
Thí nghiệm được tiến hành với các bình phản ứng 
chứa nước thải dệt nhuộm, pH được điều chỉnh nhờ dung 
dịch NaOH và H2SO4. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của 
pH đến hiệu quả xử lý COD của nước thải dệt nhuộm 
được trình bày trong Bảng 3 và Hình 5.
Từ Bảng 4 cho thấy, sau 60 phút, hiệu suất xử lý COD 
bằng phương pháp Ozon/UV kết hợp tại với các giá trị 
pH bằng 4, 6, 8, 9 và 10 lần lượt là 47,9%, 49,7%, 60,7%, 
52,9% và 51,3%. Ở pH = 8 ta thấy hiệu suất xử lý COD đạt 
Bảng 3. Ảnh hưởng của pH đến hiệu quả xử lý COD 
pH Hiệu quả xử lý COD (%) sau thời gian phản ứng
0 phút 5 phút 20 phút 40 phút 60 phút
4 0 22,6 33,3 39,6 47,9
6 0 27,2 40,0 46,8 49,7
8 0 38,3 46,5 52,6 60,7
9 0 36,5 43,3 50,0 52,9
10 0 33,0 41,2 47,4 51,3
▲Hình 5. Khả năng xử lý COD tại các giá trị pH khác nhau
Bảng 4. Ảnh hưởng của liều lượng sục khí ôzôn đến hiệu quả xử lý COD
Mẫu pH Liều lượng khí 
ôzôn (L/phút.L 
nước thải)
Hàm lượng COD (mg/L) sau thời gian phản ứng
0 phút 5 phút 20 phút 40 phút 60 phút
1 8 7,5 624 312 287 253 198
Hiệu suất xử lý COD (%) 0 50,0 54,0 59,5 69,2
2 8 3,5 624 385 332 296 245
Hiệu suất xử lý COD (%) 0 38,3 46,8 52,6 60,7
3 8 2,5 624 454 365 326 285
Hiệu suất xử lý COD (%) 0 27,2 41,5 47,8 54,3
▲Hình 6. Ảnh hưởng của liệu 
lượng sục khí ôzôn đến hiệu 
quả xử lý COD
Chuyên đề IV, tháng 12 năm 202026
cao hơn ở các pH còn lại và COD đầu ra là 245 mg/L, gần 
ngưỡng quy chuẩn thải cột B (Hình 5).
Kết quả này tương đối hợp lý vì theo lý thuyết của quá 
trình ôxy hóa nâng cao, trong môi trường kiềm thì hiệu 
quả của quá trình sản sinh gốc *OH là tốt hơn theo phản 
ứng: 
3O3 + OH- + H+ → 2OH + 4O2
3.4. Ảnh hưởng của liều lượng khí ôzôn đến hiệu 
suất xử lý COD bằng phương pháp ôzôn/UV kết hợp
Liều lượng khí ôzôn là một trong những yếu tố quan 
trọng ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý COD. Khảo sát ảnh 
hưởng của liều lượng khí ôzôn đến khả năng xử lý COD 
trong mẫu nước thải với nồng độ COD ban đầu là 624 
mg/L, pH =8. Khoảng liều lượng khí ozon khảo sát từ 2,5 
- 7,5 (L O3/phút.L nước thải). Kết quả thí nghiệm được thể 
hiện trình bày trong Bảng 4 và Hình 6.
Từ Bảng 4 cho thấy, khi tăng liều lượng sục khí ôzôn 
từ 2,5 (L/phút.L nước thải) đến 7,5 (L/phút.L nước thải), 
COD đầu ra có xu hướng giảm dần, sau 60 phút hàm lượng 
COD lần lượt giảm còn 285 mg/L và 198 mg/L, tương ứng 
hiệu quả xử lý COD tăng từ 54,3% lên 69,2% (Hình 6). 
Như vậy, hiệu quả xử lý COD tăng khi liều lượng ozon 
tăng vì nồng độ ôzôn trong nước tăng có vai trò thúc đẩy 
quá trình tạo gốc *OH mạnh mẽ hơn. Như vậy, sục ôzôn 
với liều lượng 7,5 (L/phút.L nước thải) sau 60 phút, COD 
đầu ra đạt 198 mg/L, đạt QCVN 13:2015/BTNMT cột B.
4. Kết luận
Từ kết quả nghiên cứu khả năng xử lý COD trong 
nước thải dệt nhuộm bằng các phương pháp ôxy hóa 
nâng cao (ôzôn đơn lẻ, UV đơn lẻ và ôzôn/UV kết hợp) 
có thể rút ra một số kết luận sau:
Hiệu suất xử lý COD của phương pháp sử dụng kết 
hợp ôzôn/UV là cao nhất so với phương pháp sử dụng 
UV đơn lẻ và ôzôn đơn lẻ.
Hiệu quả xử lý COD bằng phương pháp kết hợp ôzôn/
UV phụ thuộc vào thời gian phản ứng, pH và liều lượng 
sục khí ôzôn. Kết quả cho thấy ở giá trị pH = 8, thời gian 
phản ứng 60 phút và liều lượng khí ôzôn bằng 7,5 L/phút. 
L nước thải là điều kiện tối ưu, cho phép xử lý COD trong 
nước thải dệt nhuộm đạt quy chuẩn xả thải theo QCVN 
13:2015/BTNMT cột B■
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Hiệp hội Dệt may Việt Nam (2019), Báo cáo tình hình phát 
triển ngành dệt may Việt Nam 6 tháng đầu năm 2019.
2. Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga (2002). Giáo trình Công 
nghệ xử lý nước thải. NXB Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội.
3. Trần Mạnh Trí, Trần Mạnh Trung (2006), Các quá trình 
ôxy hóa nâng cao trong xử lý nước và nước thải, NXB khoa 
học kỹ thuật, Hà Nội.
4. Vũ Thị Bích Ngọc, Hoàng Thị Hương Huế, Trịnh Lê 
Hùng (2016). Xử lý màu nước thải dệt nhuộm thực tế 
bằng phương pháp ôxy hóa nâng cao. Tạp chí Khoa học 
ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Tập 32, Số 
4, Tr. 97-103.
5. QCVN 13:2008/BTNMT. Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về 
nước thải công nghiệp dệt may. Hà Nội - 2008.
6. TCVN 6491: 1999. Chất lượng nước – Xác định nhu cầu 
oxy hóa học. Hà Nội – 1999. 
7. Mohamed A. Hassaan, Ahmed El Nemr (2017). Advanced 
Oxidation Processes for Textile Wastewater Treatment. 
International Journal of Photochemistry and Photobiology, 
2(3), 85-93.
8. Baig S, Liechti P. A (2001). Ozone treatment for biorefractory 
COD removal. Water Sci. Technol, 43, 197–204.
RESEARCH ON THE APPLICATION OF ADVANCED OXYGATION 
METHODS COMBINING OZON AND UV TIA IN THERMAL WASTE 
WATER TREATMENT IN PHO NOI INDUSTRIAL ZONES
Nguyen THi Phuong Dung, Lu THi Yen, Pham THi Ngoc THuy
University of Transport Technology
ABSTRACT
The paper presents the results of an investigation of using advanced oxidation processes treatment using 
O3 in combination with UV of textile wastewater of Pho Noi B Industrial Park (Hung Yen province). The 
parameters that greatly affect this process as the oxidizing agent (UV, O3 and O3/UV combined), reaction 
time, pH and ozone dosage were investigated. Experiment showed that the highest effectiveness was 
achieved in the O3/UV combination compared to single agents as O3 and UV. At pH = 8 and ozone dosage 
of 3.5 liters/min.liter of wastewater, output COD reduced from 624 mg/L to 198 mg/L, equivalent to COD 
removal efficiency of 69.2% for 60 minutes reaction, reaching QCVN 13:2015/BTNMT.
Key words: Textile wastewater, advanced oxidation processes, COD.

File đính kèm:

  • pdfnghien_cuu_ung_dung_phuong_phap_oxy_hoa_nang_cao_ket_hop_ozo.pdf