Tổng quan về một số quá trình oxy hóa bậc cao (AOPs) thông dụng trong xử lý nước thải tại Việt Nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM KHOA MÔI TRƯỜNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ QUÁ TRÌNH OXY HÓA BẬC CAO (AOP S ) THÔNG DỤNG TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI Ở VIỆT NAM GVHD : ThS. VÕ HỒNG THI SVTH : LÊ HOÀNG TOẠI TP.HCM, THÁNG 07 NĂM 2010 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐẠI HỌC KTCN TPHCM ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Khoa Môi Trường và Công Nghệ Sinh Học Ngành: Kỹ thuật môi trường Họ và tên: Lê Hoàng Toại MSSV: 207108039 Lớp: 07 CMT 1. Đầu đề đồ án tốt nghiệp: “Tổng quan về một số quá trình oxy hóa bậc cao (AOP S ) thông dụng trong xử lý nước thải ở Việt Nam” 2. Nhiệm vụ : - Tổng quan về một số các quá trình oxy hóa bậc cao thông dụng trong xử lý nước thải ở Việt Nam. - Trình bày một số áp dụng của các quá trình oxy hóa bậc cao trong xử lý nước thải ở Việt Nam. 3. Ngày giao đồ án tốt nghiệp: 4. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 5. Họ tên người hướng dẫn Phần hướng dẫn 1/ Th.S Võ Hồng Thi Nội dung và yêu cầu KLTN đã được thông qua Bộ môn. Ngày tháng năm 2010 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHÍNH PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN Người duyệt (chấm sơ bộ): Đơn vị: Ngày bảo vệ: Điểm tổng kết: Nơi lưu trữ Khóa luận tốt nghiệp: LỜI CẢM ƠN ! Lời đầu tiên của khóa luận tốt nghiệp này em xin trân trọng gửi đến quý thầy cô lời cảm ơn chân thành nhất! Trong suốt thời gian học tập tại trường dưới sự dìu dắt tận tình cuả các thầy cô khoa môi trường và công nghệ kĩ thuật cùng các thầy cô của các khoa khác cuả trường đại học kĩ thuật công nghệ TPHCM đã truyền dạy cho em những kiến thức những kinh nghiệm quý báo trong chuyên môn cũng như trong nhiều lĩnh vực khác . Sự tận tụy, say mê, lòng nhân ái nhiệt thành của thầy cô là động lực giúp em cố gắng trao dồi thêm kiến thức và vược qua khó khăn trong học tập. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cô Võ Hồng Thi đã tận tình hướng dẫn giúp đỡ em hoàn thành tốt luân văn tốt nghiệp này. Sau cùng em cảm ơn gia đình đã tạo điều kiện thuận lợi và là chỗ dựa cho em trong suốt những năm dài học tập . Đồng thời em cũng xin chân thành cảm ơn tất cả bạn bè đã gắn bó cùng nhau học tập và giúp đỡ nhau trong suốt thời gian qua , cũng như trong suốt quá trình thực hiện đề luận văn này . Em xin chân thành cảm ơn! TPHCM, ngày tháng năm 2010 Sinh viên Lê Hoàng Toại DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT - AOPs : các quá trình oxy hóa bậc cao(Advanced Oxidation Process) - ANPO: quá trình oxy hóa nâng cao không nhôø taùc nhaân aùnh saùng (Advanced Non –Photochemical Oxidation Process ) - APO: caùc quaù trình oxi hoùa naâng cao nhôø caùc taùc nhaân aùnh saùng( Advanced Photochemical Oxidation Procass ) - BOD: nhu cầu oxy sinh hóa (Biochemical Oxygen Demand) - COD: nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand) - 2,4 – D: 2,4 – Diclophenoxyaxetic axit - 2,4,5 – T: 2,4,5 – Triclophenoxyaxetic axit - BTEX: benzene, Toluen, Etylbenzen, xylem - TOC: Tổng lượng cacbon hữu cơ (Total Organic Carbon) DANH MỤC CÁC BẢNG - Bảng III.1 Quy định chất lượng nước mặt theo QCVN 08:2008/ BTNM - Bảng III.2 Phân loại các q trình oxy hóa bậc cao (US EPA,1998,US EPA,2001) - Bảng III.3. Hiệu suất lượng tử quá trình tạo gốc Hydroxyl *OH do bức xạ UV/khả kiến của dung dòch Fe III - Bảng III.4. Kết quả thí nghiệm độc học phản ứng DANH MỤC CÁC HÌNH - Hình III.1. Sơ đồ các phản ứng xảy ra trong quá trình quang Fenton - Hình III.2. Sơ đồ xử lý chung cho quá trình Fenton - Hình III.3 Mô hình hệ thống oxy hóa ô nhiễm hữu cơ trong nước thải dệt nhuộm bằng ozon và ozon/H 2 O 2 MỤC LỤC TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ QUÁ TRÌNH OXY HÓA BẬC CAO (AOPs) THÔNG DỤNG TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI TẠI VIỆT NAM CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU 1 1.1.Lý do hình thành đề tài 1 1.2.Mục tiêu nghiên cứu 2 1.3.Nội dung nghiên cứu 2 1.4 Phương pháp nghiên cứu 2 1.5 Giới hạn của đề tài 2 CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC THẢI VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI 3 2.1. Tổng quan về nước thải 3 2.1.1. Nguồn gốc và phân loại nước thải 3 2.1.1.1. Nguồn gốc 3 2.1.1.2. Phân loại 3 2.1.2 .Thành phần và đặc tính của nước thải 4 2.1.3. Các chỉ tiêu cơ bản về chất lượng nước thải 4 2.1.3.1.Các chỉ tiêu vật lý 4 2.1.3.2.Các chỉ tiêu hóa học – sinh học 5 2.1.3.3.Các chỉ tiêu vi sinh vật 6 2.2 Tổng quan các phương pháp xử lý nước thải 7 2.2.1. Phương pháp xử lí cơ học 7 2.2.2 Phương pháp xử lí hóa – lý 8 2.2.3Phương pháp sinh học 9 2.2.4 Phương pháp xử lý hóa học 9 2.3 Vai trò của quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp oxy hóa bậc cao 11 CHƯƠNG III: TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP OXY HÓA BẬC CAO (AOPs) 12 3.1.Sự cần thiết của các công nghệ cao 12 3.2.Nguyên tắc chung của quá trình 15 3.3.Phân loại các quá trình oxy hóa nâng cao 16 3.4.Quá trình Fenton và quang Fenton 17 3.4.1.Quá trình Fenton và quang Fenton 17 3.4.1.1 Giới thiệu chung về quá trình Fenton 17 3.4.1.2 Cơ chế của quá trình Fenton 19 3.4.2 Qúa trình quang Fenton 22 3.4.2.1 Giới thiệu chung về quá trình quang Fenton 22 3.4.2.2 Cơ chế của quá trình quang Fenton 23 3.4.3.Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình Fenton và quang Fenton 24 3.4.4. Ứng dụng quá trình Fenton trong xử lý một số loại nước thải tại Việt Nam 3.4.4.1. Ứng dụng quá trình Fenton trong xử lý nước thải dệt nhuộm 27 3.4.4.2. Ứng dụng quá trình Fenton trong xử lý nước rỉ rác từ bãi chôn lấp 29 3.4.4.3. Ứng quá trình Fenton vào xử lý nước thải thuốc trừ sâu 31 3.4.4.4. Ứng dụng phản ứng Fenton trong xử lý nước thải kênh rạch 31 3.5.Các quá trình dựa trên khả năng oxy hóa của O 3 31 3.5.1.Quá trình Ozon hóa 31 3.5.1.1.Giới thiệu chung về quá trình ozon hóa 31 3.5.1.2.Cơ chế quá trình ozon hóa 32 3.5.2.Qúa trình Peroxon 33 3.5.2.1.Giới thiệu chung về quá trình 33 3.5.2.2.Cơ chế của quá trình 33 3.5.2.3.Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình Ozon hóa và Peroxon 34 3.5.3.Ứng dụng quá trình oxy hóa bằng Ozon và Peroxon trong xử lý một số loại nước thải tại Việt Nam 35 3.5.3.1. Xử lý chất ô nhiễm hữu cơ trong nước thải nhuộm 35 3.5.3.2. Nghiên cứu phân hủy thuốc diệt cỏ 2,4 – D và 2,4,5 - T bằng ozon 37 3.5.3.3. Nghiên cứu xử lý phenol trong nước thải chế biến gỗ 39 3.6.Một số vấn đề cần lưu ý khi vận hành hệ thống xử lý nước thải bằng phương pháp AOPs 40 CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 42 4.1. Kết luận 42 4.2. Kiến nghị 42 [...]... q trình x lý nư c th i b ng phương pháp oxi hóa b c cao M t trong nh ng cơng nghê cao n i lên trong th i gian g n đây là cơng ngh phân h y khống hóa ch t ơ nhi m h u cơ trong nư c và nư c th i d a trên q trình oxy hóa nâng cao Các q trình oxy hóa nâng cao đư c đ nh nghĩa là nh ng q trình phân h y oxy hóa d a vào g c t do ho t đ ng hydroxyl *OH đư c t o ra ngay trong q trình x lý (in situ) G c hydroxyl... EPA, 1998, US EPA, 2001) NHÓM QUÁ TRÌNH QUÁ TRÌNH Nhóm các q trình oxy hóa nâng cao Q trình Fenton khơng nh tác (Advanced Non nhân – ánh sáng Q trình Peroxon Photochemical Q trình Catazon Q trìh oxy hóa đi n hóa Oxidation Process – ANOPO) Q trình Fenton đi n hóa Q trình siêu âm (*) Q trình b c x năng lư ng cao (*) Nhóm các q trình oxy hóa nâng cao Q trình UV/H2O2 nh Q trình UV/O3 tác nhân ánh sáng... n q trình oxy hóa gián ti p thơng qua g c hydroxyl, vì v y các q trình này đư c g i là q trình oxy hóa đư c nâng cao hay g i t t là các q trình hóa nâng cao (Advanced Oxidation Processes – AOPs) Các q trình oxy hóa nâng cao đã n i lên trong nh ng năm g n đây như là m t cơng ngh cao có t m quan tr ng trong vi c thúc đ y m nh q trình oxy hóa, giúp phân h y nhi u lo i ch t h u cơ ơ nhi m khác nhau trong. .. q trình oxy hóa nâng cao khơng nh tác nhân ánh sáng (Advanced Non – Photochemical Oxidation Process – ANPO) - Nhóm các q trình oxy hóa nâng cao nh tác nhân ánh sáng ( Advanced Photochemical Oxidation Process – APO) GVHD: Th.S Võ H ng Thi 16 SVTH: Lê Hồng To i T ng quan v m t s q trình oxy hóa b c cao (AOPS) thơng d ng trong x lý nư c th i Vi t Nam Bảng III.2 Phân loại các quá trình oxi hóa nâng cao. .. q trình oxy hóa b c cao (AOPS) thơng d ng trong x lý nư c th i Vi t Nam t i Vi t Nam đã ra đ i v i mong mu n b sung và hồn ch nh hơn cơ s lý thuy t có liên quan v m t s phương pháp oxy hóa b c cao hi n đang đư c áp d ng r ng rãi đ x lý nư c th i Vi t Nam 1.2 M c tiêu nghiên c u Xây d ng, b sung, biên h i, s p x p, l a ch n tài li u làm cơ s lý thuy t cho x lý nư c th i b ng các phương pháp oxy hóa. .. ng quan v m t s q trình oxy hóa b c cao (AOPS) thơng d ng trong x lý nư c th i Vi t Nam - T c đ hình thành g c hydroxyl tăng theo đ tăng pH trong kho ng t 5-9, trong khi đó Fenton đ ng th t c đ gi m m nh khi pH tăng - Hi u qu oxy hóa xúc tác c a goethithe khơng b nh hư ng đáng k b i n ng đ cacbonat vơ cơ 3.4.2 Qúa trình quang Fenton 3.4.2.1 Gi i thi u chung v q trình quang Fenton M i quan h gi a q trình. .. i T ng quan v m t s q trình oxy hóa b c cao (AOPS) thơng d ng trong x lý nư c th i Vi t Nam Quang phân H2O2 Quang phân ph c FeIII Ph n ng * OH+A Quang phân tr c ti p A+ hv Fe Fe A* +O2 III A Bư c sóng 300nm +O2 II A b oxi hóa Ph n ng Fenton FeII + H2O2 A b oxi hóa G c hydroxyl * OH Hình III.1 Sơ đ các ph n ng x y ra trong q trình quang Fenton Ghi chú : A- ch t ơ nhi m c n x lý A ,A*... các lo i thu c tr sâu, di t c d i Q trình này đư c g i là q trình quang Fenton, th c ch t là q trình Fenton đư c nâng cao nh b c x c a các photon ánh sáng GVHD: Th.S Võ H ng Thi 22 SVTH: Lê Hồng To i T ng quan v m t s q trình oxy hóa b c cao (AOPS) thơng d ng trong x lý nư c th i Vi t Nam 3.4.3.2 Cơ ch c a q trình quang Fenton Trong nh ng đi u ki n t i ưu c a q trình Fenton t c khi pH th p (pH . Tổng quan về một số quá trình oxy hóa bậc cao (AOP S ) thông dụng trong xử lý nước thải ở Việt Nam 2. Nhiệm vụ : - Tổng quan về một số các quá trình oxy hóa bậc cao thông dụng trong xử lý. và một số nghiên cứu đã có về một số quá trình oxy hóa bậc cao thường được áp dụng ở Việt Nam hiện nay. Tổng quan về một số quá trình oxy hóa bậc cao (AOP S ) thông dụng trong xử lý. hóa học (COD mg/l) để oxi hóa hoàn toàn các chất bẩn có trong nước thải. c )Oxy hòa tan – DO Tổng quan về một số quá trình oxy hóa bậc cao (AOP S ) thông dụng trong xử lý nước thải ở Việt Nam