PHẢN ỨNG FENTON CHO VIỆC xử lý nước rỉ rác

BÀI BÁO CÁO MÔN: CÁC PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ MÔI TRƯỜNGSỬ DỤNG PHẢN ỨNG FENTON CHO VIỆC XỬ LÝ NƯỚC RỈ RÁC CỦA QUÁ TRÌNH Ủ TỪ CÁC CHẤT THẢI KHÁC NHAU HV thực hiện: Trương

BÀI BÁO CÁO MÔN: CÁC PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG

SỬ DỤNG PHẢN ỨNG FENTON CHO VIỆC XỬ LÝ NƯỚC RỈ RÁC CỦA

QUÁ TRÌNH Ủ TỪ CÁC CHẤT THẢI KHÁC NHAU

HV thực hiện: Trương Xuân Toàn

Phan Thị Bạch Yến

NỘI DUNG TRÌNH BÀY:

 1 GIỚI THIỆU.

 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP.

 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.

 4 KẾT LUẬN.

1 GIỚI THIỆU

 Một trong những vấn đề chính liên quan đến việc xử lý các chất thải hữu cơ tại các cơ sở ủ phân là quản lý và xử lý nước

rỉ rác, gây ra một quá tải hữu cơ cao và không thể lưu trữ

được trong nhà máy.

 Quá trình oxy hóa nâng cao (AOPs) được dùng để giảm tải hữu cơ hay độc tính của nước thải.

 AOPs dựa trên sự hình thành của các gốc tự do hydroxyl, với một thế oxy hóa điện hóa cao.

 AOPs của quá trình Fenton đã được sử dụng hiệu quả như là một quá trình hóa học xử lý nước thải và xử lý trước.

 Loại bỏ các halogen hữu cơ có thể hấp thụ (AOX) từ

nước thải dược phẩm

 Xử lý nước thải của sản xuất bột giấy

1 GIỚI THIỆU

 Mục đích của bài báo này là nghiên cứu sử dụng các

phản ứng Fenton để xử lý nước rỉ rác từ quá trình ủ hai loại chất thải hữu cơ điển hình: nước thải bùn (WS) và một phần hữu cơ của chất thải rắn đô thị (OFMSW).

Hiệu quả của quá trình Fenton được đánh giá theo sự khử chất hữu cơ.

2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

2.1 Thu gom nước rỉ rác

Mẫu khác nhau của nước rỉ rác từ việc ủ phân nước thải bùn và thu thập phần hữu cơ của chất thải rắn được lựa chọn từ các nhà máy ủ Jorba (Barcelona, Tây Ban Nha) trong giai đoạn từ 06/2005.

2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

2.1 Thu gom nước rỉ rác

Bảng 1 Đặc tính của nước rỉ rác từ phần hữu cơ của chất

thải rắn đô thị và nước thải bùn

2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

2.2 Quy trình phân tích

Quy trình phân tích để xác định nhu cầu oxi hóa học

(COD), nhu cầu oxy sinh hóa (BOD 5 ), pH và độ dẫn điện được thực hiện theo phương pháp tiêu chuẩn.

 pH của tất cả các mẫu trước khi thực hiện phản ứng Fenton

đã cố định đến 3 bằng cách thêm H2SO4 đậm đặc, không

quan sát thấy có kết tủa sau khi điều chỉnh pH

2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

2.3 Phản ứng Fenton

Phản ứng Fenton được thực hiện tại 25 0 C ở áp suất khí

quyển

Tất cả các điều kiện thử nghiệm được thực hiện trong ba lần.

Phản ứng Fenton đã kết thúc sau 60 phút, khi không có phản ứng là trực quan quan sát.

2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

2.4 Phân tích dữ liệu

Ý nghĩa thống kê của các giá trị lặp lại được thực hiện bởi chuẩn của F-test (phân tích phương sai) và t-test của Student (chuẩn phân tích) xác suất 5%.

3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.

3.1 Đặc trưng nước rỉ rác

Các đặc trưng của nước rỉ rác từ quá trình ủ WS và OFMSW được trình bày trong Bảng 1.

3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.

3.1 Đặc trưng nước rỉ rác

 Theo dự kiến, cả hai loại nước rỉ rác cho thấy một mức cao của COD và BOD 5 , trong khi tỷ lệ BOD 5 /COD là khoảng 0,5, tương ứng với mức độ phân hủy sinh học cao của các chất hữu cơ.

Những kết quả này cao hơn so với những gì được tìm thấy trong nước rỉ rác từ bãi rác, giá trị COD thường có 5-10 g/l và giá trị phân hủy sinh học thấp (tỷ lệ BOD 5 /COD khoảng 0,1).

Có thể giải thích cho thực tế này là nước rác ủ bao gồm các hạt

và hòa tan các chất hữu cơ từ nước ngọt và chất thải trẻ thay vì bãi rác mà là một hỗn hợp vật liệu có tuổi khác nhau.

3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.

3.1 Đặc trưng nước rỉ rác

Các mức cao của BOD 5 tìm thấy (trong trường hợp bùn ủ thậm chí còn cao hơn so với COD hòa tan) chỉ ra một số lượng đáng

kể của các hạt hữu cơ cũng phân hủy.

Tuy nhiên, các giá trị tìm thấy để nước rác ủ đang trong

phạm vi của dòng chất lỏng đang được xử lý bởi AOPs.

Hơn nữa, với các giá trị cao của COD và BOD 5 , một quá trình sinh học để xử lý nước rác ủ sẽ không thể đạt được các yêu cầu pháp lý về chất lượng nước

3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.

3.1 Đặc trưng nước rỉ rác

Liên quan đến pH, các giá trị được tìm thấy trong nước rác

WS và OFMSW xa những giá trị coi là tối ưu cho phản ứng Fenton, mà thường được thực hiện tại các giá trị pH dưới 4.

3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.

3.2 BOD 5 và COD giảm do phản ứng Fenton

Các phản ứng Fenton được thực hiện trên các mẫu nước rác WS

và OFMSW ở các tỷ lệ khác nhau [Fe 2+ ]/[COD] 0 (0.5, 0.1 và 0,05), trong khi tỷ lệ [H 2 O 2 ]/[COD] 0 (g / g) được cố định 1

Những điều kiện thí nghiệm đã được lựa chọn vì chúng thường được sử dụng trong phản ứng Fenton.

Ví dụ, Kurt et al [17] và Kim et al [18] sử dụng một tỷ lệ [H 2 O 2 ] / [COD] 0 bằng 1 cho xử lý nước rác khác nhau và cho thấy không có

sự khác biệt đáng kể trong COD khi tỷ lệ này đã được thay đổi xung quanh giá trị cân bằng hóa học lý thuyết, trong khi tỷ lệ tối ưu

[Fe 2+ ]/[COD] 0 cho thấy một sự biến đổi lớn trong các nghiên cứu khác nhau xử lý nước thải.

3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.

3.2 BOD 5 và COD giảm do phản ứng Fenton

nước rỉ rác dưới các điều kiện khác nhau

a Chữ cái khác nhau chỉ ra sự phân biệt ý nghĩa thống kê

Mẫu Điều kiện thí

nghiệm [Fe 2+ ]/

[COD] 0

Tổng COD giảm (%) a

BOD 5 giảm (%)

Tỉ lệ cuối cùng BOD 5 /COD

-3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.

3.2 BOD 5 và COD giảm do phản ứng Fenton

Bảng 2 cho thấy các kết quả xử lý COD khi dùng phản ứng Fenton.

 Trong cả hai loại nước rác WS và OFMSW tối ưu

tỷ lệ [Fe 2+ ] / [COD] 0 là 0.1, đã làm giảm COD tương ứng cho

WS và OFMSW là 77 và 75%

Tuy nhiên, nó chỉ là kết tủa của oxit sắt ngậm nước quan sát thấy khi sử dụng nồng độ Fe 2+ cao Trong trường hợp này, có thể xảy ra một số thay đổi COD liên quan đến đồng kết tủa và không đúng với phản ứng Fenton

3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.

3.2 BOD 5 và COD giảm do phản ứng Fenton

Những kết quả này chứng minh sự phù hợp của các phản

ứng Fenton cho xử lý nước rác từ chất thải rắn có hàm lượng cao

chất hữu cơ.

Nghiên cứu ảnh hưởng của phản ứng Fenton trên quá trình

ủ nước rác phân hủy sinh học, việc làm giảm BOD 5 đã được nghiên cứu với các điều kiện tối ưu cho thấy COD giảm ([Fe 2+ ] / [COD] 0 = 0,1) Kết quả được thể hiện trong Bảng 2.

BOD 5 giảm cho cả hai loại nước rác là rất cao (90 và 98%

theo thứ tự WS và OFMSW).

3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.

3.2 BOD 5 và COD giảm do phản ứng Fenton

Đặc biệt các kết quả cho BOD 5 giảm cao hơn so với giảm

COD Điều này cũng có thể quan sát thấy trong các giá trị của

tỷ lệ BOD 5 /COD, giảm rõ sau xử lý Fenton (Bảng 2).

Giả thuyết cho điều này là thực tế quá trình Fenton có khả năng oxy hóa các chất hữu cơ phân hủy sinh học tốt hơn, đó cũng là thành phần hữu cơ trong nước rác của quá trình ủ, xử

lý Fenton đối với nước rỉ rác làm tăng khả năng phân hủy

sinh học (tăng trong tỷ lệ BOD 5 /COD 0,13-0,42)

3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.

3.2 BOD 5 và COD giảm do phản ứng Fenton

Kết quả thu được chỉ rằng, tỷ lệ BOD 5 /COD tương đối cao, quá trình xử lý toàn bộ nên được bao gồm trong một quá trình sinh học đầu tiên với một xử lý sau đó bằng phản ứng Fenton.

Phản ứng Fenton có thể được đề xuất, như là một cách xử lý cho nước rỉ rác ủ đã được xử lý trước đó bằng xử lý sinh học (thiếu khí hay kỵ khí).

4 KẾT LUẬN

 Nước thải từ quá trình ủ hai chất thải hữu cơ điển hình (WS và

OFMSW) đã được đặc trưng thành phần hữu cơ.

 Các điều kiện tối ưu cho phản ứng Fenton đã được tìm thấy ở một tỷ

lệ [Fe 2+ ]/[COD] 0 bằng 0,1 khi tỷ lệ [H 2 O 2 ]/[COD] 0 đã được duy trì ở 1

Cả hai loại nước rác bị oxy hóa đáng kể trong các điều kiện về COD (77 và 75% tương ứng cho nước rỉ rác WS và OFMSW) và làm giảm BOD 5 (90 và 98% tương ứng cho WS và nước rỉ rác OFMSW).

 Phản ứng Fenton được xem là oxy hóa tốt phân hủy sinh học chất hữu cơ của nước rác, dẫn đến làm giảm tỷ lệ BOD 5 /COD cho cả hai loại nước rác.