Tiểu luận nhóm hóa lý ứng dụng điện hóa trong xử lý môi trường

Các chất thải nói chung lại rất khó loại bỏ bằng biện pháp xử lý rácthải thông thường và nếu chúng xâm nhập vào các nguồn nước sinh hoạt ở mứccao hơn mức cho phép thì sẽ là nguồn gốc của

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA

***

TIỂU LUẬN NHÓM HỌC PHẦN: HÓA LÝ

ỨNG DỤNG ĐIỆN HÓA TRONG XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG

Sinh viên thực hiện: Đào Xuân Dương

Trần Quang Thao Bùi Thị Thùy

Giáo viên hướng dẫn: TS.Đàm Xuân Thắng

Hà Nội, tháng 10 năm 2023

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN

KẾT QUẢ BÀI ĐÁNH GIÁ

Họ Tên Sinh Viên Điểm Chữ Ký Của Giảng Viên

Đào Xuân Dương

Trần Quang Thao

Bùi Thị Thùy

Tên Thành Viên Công Việc Thời Gian Hoàn Thành Mức Độ Hoàn Thành Đào Xuân Dương Nội dung, phần mở đầu Trần Quang Thao Làm powerpoint, nội dung và thuyết trình Bùi Thị Thùy Làm word, nội dung và thuyết trình BẢNG PHÂN CÔNG CÔNG VIỆC MỤC LỤC MỞ ĐẦU 5

I XỬ LÝ KHÍ THẢI 6

1.Khí thải môi trường là gì? 6

2.Tầm quan trọng của việc xử lý khí thải môi trường 6

3.Các phương pháp xử lý khí thải 6

4 Ứng dụng của các phương pháp xử lý khí thải 8

II XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG ĐẤT 9

1.Môi trường đất là gì? 9

2.Ô nhiễm môi trường đất là gì? 9

3.Hệ quả từ việc ô nhiễm môi trường đất 10

4.Phương pháp hóa lý trong xử lý môi trường đất 11

4.1.Phương pháp oxi hóa 11

4.2.Phương pháp khử 12

4.3.Phương pháp trung hòa 12

4.4.Phương pháp tách 13

4.5.Phương pháp phân hủy sinh học 13

III.XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG NƯỚC 14

1.Phương pháp điện hóa xử lý nước thải là gì? 14

2.Sơ lược về xử lý nước thải bằng phương pháp hoá lý ? 14

3.Một số phương pháp hoá lý trong xử lý nước thải 15

3.1 Phương pháp hoá lý keo tụ - tạo bông 15

3.2.Phương pháp hóa lý trao đổi ion 15

3.3 Phương pháp hấp thụ 16

3.4 Phương pháp oxi hóa điện hoá 16

3.5 Phương pháp trung hoà 17

4.Ưu điểm 17

5.Nhược điểm 17

MỞ ĐẦU

Ô nhiễm môi trường là một trong những vấn đề toàn cầu nóng bỏng của nhân loại, cụ thể là hiện trạng môi trường xuất hiện những chất độc, chất hại dẫn đến thay đổi nhanh chóng và gây tác hại xấu đến cuộc sống con người.Các hoạt động công nghiệp, giao thông và sinh hoạt hàng ngày của chúng ta đã tạo ra lượng lớn khí thải và chất thải gây hại cho môi trường Điều này không chỉ ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người, mà còn làm suy giảm chất lượng không khí,

nước và đất Các chất thải nói chung lại rất khó loại bỏ bằng biện pháp xử lý rác thải thông thường và nếu chúng xâm nhập vào các nguồn nước sinh hoạt ở mức cao hơn mức cho phép thì sẽ là nguồn gốc của nhiều bệnh hiểm nghèo, đe dọa sức khỏe và tính mạng của con người

Để giải quyết vấn đề này, ứng dụng điện hóa trong xử lý môi trường đã được coi là một phương pháp tiềm năng Điện hóa là quá trình sử dụng điện tích

để biến đổi các chất ô nhiễm thành các sản phẩm ít có hại hoặc tái sử dụng được Phương pháp này có thể áp dụng trong việc xử lý rác thải, xử lý nước thải công nghiệp và tái chế kim loại Trong việc xử lý rác thải, ứng dụng điện hóa có thể giúp tiêu diệt các chất ô nhiễm như thuốc diệt cỏ, hóa chất độc hại và chất thải y

tế Ngoài ra, nó cũng có thể giảm thiểu khí thải gây hiệu ứng nhà kính từ quá trình phân hủy rác Trong xử lý nước thải công nghiệp, điện hóa có thể loại bỏ các chất ô nhiễm như kim loại nặng và các chất hữu cơ gây ô nhiễm Phương pháp này không chỉ hiệu quả mà còn tiết kiệm chi phí so với các phương pháp truyền thống khác Ngoài ra, ứng dụng điện hóa cũng được sử dụng trong tái chế kim loại Qua quá trình điện ly hoặc điện giải, kim loại có thể được tách ra từ các sản phẩm đã qua sử dụng để tái sử dụng lại trong sản xuất mới Điều này giúp giảm thiểu việc khai thác nguyên liệu tự nhiên và tiêu tốn năng lượng Tổng quan, ứng dụng điện hóa trong xử lý môi trường mang lại những triển vọng tích cực cho việc giảm ô nhiễm và bảo vệ môi trường Tuy vẫn cần công cuộc nghiên cứu và phát triển thêm, nhưng việc áp dụng phương pháp này có thể đóng góp quan trọng vào việc xây dựng một tương lai bền vững và trong lành cho hành tinh chúng ta

I.ỨNG DỤNG ĐIỆN HÓA TRONG XỬ LÝ KHÍ THẢI

1.Khí thải môi trường là gì?

Khí thải môi trường là các khí, hơi hoặc bụi phát ra từ các hoạt động sản xuất, vận chuyển hoặc sử dụng năng lượng và có thể gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến sức khỏe con người Các loại khí thải môi trường thường gặp bao gồm khí CO2, SOx, NOx, khí thải từ xe cộ và các chất bụi

Các ngành công nghiệp như công nghiệp sản xuất, sản xuất điện, và giao thông vận tải là những nguồn phát thải chính của khí thải môi trường Việc xử lý

khí thải môi trường trở thành một nhu cầu thiết yếu để giảm thiểu tác động tiêu cực của các khí thải môi trường đến môi trường và sức khỏe con người

2.Tầm quan trọng của việc xử lý khí thải môi trường

Việc xử lý khí thải môi trường là một yếu tố quan trọng để bảo vệ môi trường và sức khỏe con người:

 Bảo vệ sức khỏe con người

 Bảo vệ môi trường, tuân thủ quy định pháp luật

 Giảm thiểu tác động tiêu cực đến kinh tế

3.Các phương pháp xử lý khí thải

Có thể gặp phải các khí thải chứa bụi phát sinh từ các quá trình như nghiền,

xay hoặc trộn các nguyên liệu trong các ngành sản xuất xi măng, tuyển quặng và nhiều ngành công nghiệp khác Số lượng bụi trong khí thải có thể rất cao và nếu không được thu gom và xử lý, sẽ gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường làm việc và sức khỏe của công nhân viên Để xử lý khí thải chứa hàm lượng bụi cao, phương pháp thông thường là tách bụi ra khỏi khí thải Việc tách bụi ra thường được thực hiện bằng cách sử dụng một vài biện pháp như:

• Cyclon: Thiết bị Cyclon được sử dụng rộng rãi trong nhiều hệ thống xử

lý khí thải, đóng vai trò quan trọng trong giai đoạn xử lý sơ bộ để tách lượng bụi lớn trong dòng khí thải.Thiết bị Cyclon được sử dụng rộng rãi trong nhiều hệ thống xử lý khí thải, đóng vai trò quan trọng trong giai đoạn xử lý sơ bộ để tách

lượng bụi lớn trong dòng khí thải.

• Túi lọc bụi: là một trong những thiết bị phổ biến nhất được sử dụng trong

các công trình xử lý khí thải Điều này là do túi lọc bụi có hiệu quả cao, dễ thi công và giá thành tương đối hợp lý

• Lọc bụi tĩnh điện: Thiết bị lọc bụi tĩnh điện được thường xuyên sử dụng

để xử lý các hệ thống khí phát sinh nhiều bụi mịn, chẳng hạn như tại các nhà

máy nhiệt điện hoặc các lò hơi đốt than.

Lọc bụi tĩnh điện là 1 trong những phương pháp tối ưu

• Xử lý khí thải bằng tháp hấp phụ: Phương pháp xử lý khí thải bằng vật

liệu hấp phụ là phương pháp thường được sử dụng để xử lý các loại khí thải chứa hơi dung môi hay có mùi Hiệu quả của phương pháp này có thể đạt tới 90

~ 98%

Nguyên lý xử lý khí thải bằng phương pháp hấp phụ

• Sử dụng than hoạt tính: Phương pháp xử lý khí thải bằng tháp hấp phụ than hoạt tính thường được áp dụng trong máy in công nghiệp và các buồng gia nhiệt có công suất nhỏ Đặc tính của phương pháp này là xử lý được lượng khí thải nhỏ và nồng độ ô nhiễm trong khí thải thấp

• Vật liệu rắn có khả năng tác dụng hóa học với khí thải: Các vật liệu hấp phụ phổ biến bao gồm Silicagel và Zeolit Tuy nhiên, phương pháp này thường chỉ được sử dụng khi xử lý khí thải chỉ chứa một thành phần ô nhiễm nhất định hoặc trong quá trình thu hồi khí thải, làm khô khí (ví dụ như oxy, khí thiên nhiên) và hấp phụ các hydrocacbon nặng (phân cực) từ khí gas thiên nhiên

Tuy nhiên, phương pháp này chưa được ứng dụng rộng rãi trong thực tế

4 Ứng dụng của các phương pháp xử lý khí thải

Các phương pháp xử lý khí thải môi trường có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau, bao gồm:

 Sản xuất điện

Ứng dụng phương pháp xử lý khí thải môi trường trong từng ngành nghề

 Giao thông vận tải

 Các hoạt động khai thác tài nguyên

Tuy nhiên, việc lựa chọn đơn vị chuyên thi công, lắp đặt hệ thống xử lý khí thải uy tín là một điều không hề đơn giản Để đảm bảo hiệu quả xử lý, độ bền và tính bền vững của hệ thống, cần phải lựa chọn các nhà cung cấp có kinh nghiệm, đội ngũ kỹ thuật viên chuyên nghiệp, đảm bảo các tiêu chuẩn chất lượng và an toàn môi trường

II.XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG ĐẤT

1.Môi trường đất là gì?

Đất hay còn được gọi là thổ nhưỡng là lớp ngoài cùng của thạch quyển Đất

bị biến đổi tự nhiên dưới tác động của những nhân tố môi trường khác như không khí, nước, sinh vật

Đất là 1 bộ phận quan trọng trong hệ sinh thái Môi trường đất đóng vai trò quan trọng trong đời sống Đây là nơi nuôi dưỡng các loại cây, sinh vật… Và trong đó có con người, đất là nơi không gian thích hợp để con người trồng trọt, xây dựng nhà ở và các công trình khác

2.Ô nhiễm môi trường đất là gì?

Ô nhiễm môi trường đất là sự thay đổi trong đất, do tiếp xúc với chất thải rắn, chất thải lỏng, hóa chất… làm cho đất bị suy thoái

Đất có đầy đủ sự sống, đặc biệt là lớp ban đầu 15cm của nó, nơi chúng ta tìm thấy vi khuẩn, nấm, động vật nguyên sinh và giun phân hủy Chúng có trách nhiệm cân bằng các mức độ dinh dưỡng khác nhau cho đất

Đất được hình thành do sự phân hủy của đá, sự phân hủy của xác động thực vật và các điều kiện thời tiết khác như mưa, gió…

Khi mà công nghiệp hóa hiện đại hóa ngày càng phát triển, dân số tăng nhanh, vấn đề về canh tác và rác thải sinh hoạt trở thành gánh nặng Con người khai thác khoáng sản quá mức, xả nhiều rác ra môi trường khiến cho đất bị ô nhiễm trầm trọng

Môi trường đất bị ô nhiễm

Nguyên nhân:

⁕ do nhiều yếu tố tác động, có thể từ tự nhiên và do con người

 Mưa axit

 Nạn chặt phá rừng bừa bãi

 Tai nạn tràn chất ô nhiễm

 Cây biến đổi gen

 Tai nạn công nghiệp

 Rác thải phóng xạ

 Bãi chôn lấp và vứt xả rác thải không đúng quy định

 Các hoạt động nông nghiệp: phun thuốc trừ sâu, sử dụng phân bón và thuốc diệt cỏ

 Chôn lấp rác thải

 Khai thác mỏ và cách ngành công nghiệp khác

 Nước bị ô nhiễm thấm vào đất

 Dầu và nhiên liệu thải bỏ

 Rác thải điện tử

 Các hóa chất, dung môi, chì, hydrocarbon dầu và các kim loại nặng khác

3.Hệ quả từ việc ô nhiễm môi trường đất

Ô nhiễm môi trường đất gây ra những hậu quả nặng nề đối với đất đai, đời sống và sức khỏe của con người

- Ảnh hưởng đến đất đai: Ô nhiễm môi trường đất làm thay đổi cấu trúc đất, làm cho nó dễ bị xói mòn và mất đi các chất dinh dưỡng khi có mưa lớn Trong tình trạng nghiêm trọng, ô nhiễm đất có thể làm mất khả năng khai thác của đất, gây thiệt hại lớn cho nền nông nghiệp và môi trường sống tự nhiên

- Ảnh hưởng đến sức khỏe: Tiếp xúc với môi trường đất bị ô nhiễm trong thời gian dài có thể gây ra các bệnh như ung thư, bệnh gan, nhiễm độc và các bệnh khác liên quan đến hệ thống hô hấp Đặc biệt, trẻ em là nhóm dễ bị tổn thương khi tiếp xúc với đất ô nhiễm, có thể gặp phải nguy cơ dị tật bẩm sinh, rối loạn hô hấp và các vấn đề sức khỏe ngoài da

-Ảnh hưởng đến nguồn nước: Hiện tượng ô nhiễm môi trường đất cũng gây ảnh hưởng tiêu cực đến các nguồn nước ngầm Hệ thống thẩm thấu của đất bị nhiễm độc và làm giảm chất lượng nước ngầm, ảnh hưởng đến nguồn nước dự trữ quan trọng cho con người Điều này đặc biệt đáng lo ngại vì hầu hết lượng nước sử dụng hàng ngày trong sinh hoạt đến từ nguồn nước ngầm

- Ảnh hưởng tới các loài động vật: Ô nhiễm đất cản trở và thay đổi môi trường sống tự nhiên của nhiều loài động vật Điều này đòi hỏi chúng phải di chuyển tới các khu vực mới để sinh sống, tuy nhiên, không tất cả các loài có thể thích nghi và số lượng động vật chết do thiếu nguồn thực phẩm và môi trường sống phù hợp

4.Phương pháp hóa lý trong xử lý môi trường đất

Phương pháp hoá lý là một trong những phương pháp xử lý ô nhiễm môi trường đất hiệu quả Phương pháp này sử dụng các phản ứng hóa học để loại bỏ các chất độc hại khỏi đất Các phương pháp hoá lý bao gồm:

• Oxy hóa: Sử dụng các chất oxy hóa để phá vỡ các hợp chất độc hại thành các chất không độc hại

• Khử: Sử dụng các chất khử để giảm độc tính của các chất độc hại

• Trung hòa: Sử dụng các chất trung hòa để giảm độ axit của đất và loại

bỏ các chất độc hại

• Tách: Sử dụng các phương pháp tách để tách các chất độc hại khỏi đất

• Phân hủy sinh học: Sử dụng vi khuẩn và vi sinh vật để phân hủy các chất độc hại trong đất

Tuy nhiên, việc sử dụng phương pháp hoá lý cần được thực hiện cẩn thận

và đúng cách để tránh gây hại cho môi trường và sức khỏe con người

4.1 Phương pháp oxi hóa

Phương pháp oxi hóa là một trong những phương pháp xử lý ô nhiễm môi trường đất hiệu quả Phương pháp này sử dụng các chất oxy hóa để phá vỡ các hợp chất độc hại thành các chất không độc hại Các chất oxy hóa thường được

sử dụng bao gồm: ozon, peroxit hydrogen, clo, clo đioxit, cloamin, và cloamin axit

Các chất oxy hóa này có khả năng phá vỡ các liên kết hóa học của các chất độc hại, biến chúng thành các chất không độc hại hoặc ít độc hại hơn Phương

pháp oxi hóa thường được sử dụng để xử lý các chất độc hại như dioxin, PCB, các hợp chất hữu cơ halogen, các kim loại nặng và các chất độc hại khác

Tuy nhiên, việc sử dụng phương pháp oxi hóa cần được thực hiện cẩn thận

và đúng cách để tránh gây hại cho môi trường và sức khỏe con người Ngoài ra, phương pháp này cũng có thể gây ra các chất phụ thuộc vào loại chất oxy hóa được sử dụng và điều kiện xử lý

4.2 Phương pháp khử

Phương pháp khử là một trong những phương pháp xử lý ô nhiễm môi trường đất hiệu quả Phương pháp này sử dụng các chất khử để giảm hoặc loại

bỏ các chất độc hại trong đất Các chất khử thường được sử dụng bao gồm: sắt, mangan, sulfat, nitrat, và các chất hữu cơ

Các chất khử này có khả năng giảm hoặc loại bỏ các chất độc hại trong đất bằng cách chuyển đổi chúng thành các chất không độc hại hoặc ít độc hại hơn Phương pháp khử thường được sử dụng để xử lý các chất độc hại như các hợp chất hữu cơ halogen, các kim loại nặng và các chất độc hại khác

Tuy nhiên, việc sử dụng phương pháp khử cũng cần được thực hiện cẩn thận và đúng cách để tránh gây hại cho môi trường và sức khỏe con người Ngoài ra, phương pháp này cũng có thể gây ra các chất phụ thuộc vào loại chất khử được sử dụng và điều kiện xử lý

4.3 Phương pháp trung hoà

Phương pháp trung hoà là một trong những phương pháp xử lý ô nhiễm môi trường đất hiệu quả Phương pháp này sử dụng các chất trung hoà để giảm

độ axit của đất và loại bỏ các chất độc hại Các chất trung hoà thường được sử dụng bao gồm: vôi, đá vôi, tro bay, tro nung, đất sét và các chất hữu cơ

Các chất trung hoà này có khả năng giảm độ axit của đất bằng cách tương tác với các ion axit trong đất và chuyển đổi chúng thành các chất không độc hại hoặc ít độc hại hơn Phương pháp trung hoà thường được sử dụng để xử lý các chất độc hại như axit sulfuric, axit nitric và các chất độc hại khác

Tuy nhiên, việc sử dụng phương pháp trung hoà cũng cần được thực hiện cẩn thận và đúng cách để tránh gây hại cho môi trường và sức khỏe con người Ngoài ra, phương pháp này cũng có thể gây ra các chất phụ thuộc vào loại chất trung hoà được sử dụng và điều kiện xử lý

4.4 Phương pháp tách

Phương pháp tách là một trong những phương pháp xử lý ô nhiễm môi trường đất hiệu quả Phương pháp này sử dụng các kỹ thuật tách để loại bỏ các chất độc hại khỏi đất Các kỹ thuật tách thường được sử dụng bao gồm:

4.4.1 Kỹ thuật tách hóa học: Sử dụng các chất hóa học để tách các chất độc hại khỏi đất Ví dụ như sử dụng dung dịch axit hoặc kiềm để tách các chất kim loại nặng khỏi đất

4.4.2 Kỹ thuật tách vật lý: Sử dụng các kỹ thuật vật lý để tách các chất độc hại khỏi đất Ví dụ như sử dụng kỹ thuật lọc hoặc kỹ thuật phân tầng để tách các chất độc hại khỏi đất

4.4.3 Kỹ thuật tách sinh học: Sử dụng các vi sinh vật hoặc các quá trình sinh học để tách các chất độc hại khỏi đất Ví dụ như sử dụng vi khuẩn để phân hủy các chất hữu cơ trong đất

Tuy nhiên, việc sử dụng phương pháp tách cũng cần được thực hiện cẩn thận và đúng cách để tránh gây hại cho môi trường và sức khỏe con người Ngoài ra, phương pháp này cũng có thể gây ra các chất phụ thuộc vào loại kỹ thuật tách được sử dụng và điều kiện xử lý

4.5 Phương pháp phân hủy sinh học

Phương pháp phân hủy sinh học là một trong những phương pháp xử lý ô nhiễm môi trường đất hiệu quả Phương pháp này sử dụng các vi sinh vật hoặc các quá trình sinh học để phân hủy các chất độc hại trong đất

Các vi sinh vật như vi khuẩn, nấm hoặc vi khuẩn phân hủy có thể được sử dụng để phân hủy các chất hữu cơ trong đất Các quá trình sinh học khác như phân hủy sinh học, oxy hóa sinh học và khử trùng sinh học cũng có thể được sử dụng để xử lý các chất độc hại trong đất Các quá trình này thường được thực hiện trong các bể xử lý hoặc trên mặt đất

Tuy nhiên, việc sử dụng phương pháp phân hủy sinh học cũng cần được thực hiện cẩn thận và đúng cách để tránh gây hại cho môi trường và sức khỏe con người Ngoài ra, phương pháp này cũng có thể gây ra các chất phụ thuộc vào loại vi sinh vật hoặc quá trình sinh học được sử dụng và điều kiện xử lý