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 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:  GIỚI THIỆU  VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP  KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN  KẾT LUẬN 1 GIỚI THIỆU  Quản lý chất thải rắn trở thành vấn đề toàn cầu nước phát triển  Các sách quốc tế quản lý chất thải hữu ngày theo hướng tái chế  Có công nghệ khác để tái chế chất thải hữu  Quá trình đầu tư thấp để chuyển đổi chất thải hữu để làm phân hữu gọi trình ủ phân 1 GIỚI THIỆU  Một vấn đề liên quan đến việc xử lý chất thải hữu sở ủ phân quản lý xử lý nước rỉ rác, gây tải hữu cao lưu trữ nhà máy  Quá trình oxy hóa nâng cao (AOPs) dùng để giảm tải hữu hay độc tính nước thải  AOPs dựa hình thành gốc tự hydroxyl, với oxy hóa điện hóa cao  AOPs trình Fenton sử dụng hiệu trình hóa học xử lý nước thải xử lý trước 1 GIỚI THIỆU  Hệ thống Fenton bao gồm muối sắt kết hợp với hydrogen peroxide điều kiện có tính axit  Một loạt ứng dụng thuốc thử Fenton báo cáo, chẳng hạn như:  Xử lý nước thải dệt  Khử Polynuclear Aromatic Hydrocarbons (PAH) nước  Loại bỏ halogen hữu hấp thụ (AOX) từ nước thải dược phẩm  Xử lý nước thải sản xuất bột giấy 1 GIỚI THIỆU Mục đích báo nghiên cứu sử dụng phản ứng Fenton để xử lý nước rỉ rác từ trình ủ hai loại chất thải hữu điển hình: nước thải bùn (WS) phần hữu chất thải rắn đô thị (OFMSW)  Hiệu trình Fenton đánh giá theo khử chất hữu 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 2.1 Thu gom nước rỉ rác Mẫu khác nước rỉ rác từ việc ủ phân nước thải bùn thu thập phần hữu chất thải rắn lựa chọn từ nhà máy ủ Jorba (Barcelona, Tây Ban Nha) giai đoạn từ 06/2005 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 2.1 Thu gom nước rỉ rác Bảng Đặc tính nước rỉ rác từ phần hữu chất thải rắn đô thị nước thải bùn Thông số Nước rỉ từ nước thải bùn ủ Nước rỉ từ chất thải rắn ủ Tổng COD (g/l) 132±8 COD hòa tan (g/l) 65±6 BOD5 (g/l) 71±1 87±2 Tỉ lệ BOD5/COD 0.54 0.49 pH 7.11±0.03 6.16±0.02 Độ dẫn điện (mS/cm) 47.1±0.4 51.6±0.5 Màu sắc Đen Nâu sẫm thai 177±8 117±2 Kết đặc tính nước rỉ rác Bảng trình bày giá trị trung bình với độ lệch chuẩn 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 (BOD5), pH độ dẫn điện thực theo phương pháp tiêu chuẩn 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 2.3 Phản ứng Fenton Trong  tất thí nghiệm: Tỷ lệ [H2O2] / [COD]0 (g/g) (tổng COD) cố định tỷ lệ [Fe2+] / [COD]0 (mol/mol) cố định mức 0,5, 0,1 0,05  H2O2 33% sử dụng để giảm thiểu hiệu ứng pha loãng liên quan đến H2O2 (hiệu ứng pha loãng xem xét tính toán BOD5 COD)  pH tất mẫu trước thực phản ứng Fenton cố định đến cách thêm H2SO4 đậm đặc, không quan sát thấy có kết tủa sau điều chỉnh pH 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 2.3 Phản ứng Fenton Phản ứng Fenton thực 25 0C áp suất khí Tất điều kiện thử nghiệm thực ba lần Phản ứng Fenton kết thúc sau 60 phút, phản ứng trực quan quan sát 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 2.4 Phân tích liệu Ý nghĩa thống kê giá trị lặp lại thực chuẩn F-test (phân tích phương sai) t-test Student (chuẩn phân tích) xác suất 5% 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Đặc trưng nước rỉ rác Các đặc trưng nước rỉ rác từ trình ủ WS OFMSW trình bày Bảng 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Đặc trưng nước rỉ rác Theo dự kiến, hai loại nước rỉ rác cho thấy mức cao COD BOD5, tỷ lệ BOD5/COD khoảng 0,5, tương ứng với mức độ phân hủy sinh học cao chất hữu  Những kết cao so với tìm thấy nước rỉ rác từ bãi rác, giá trị COD thường có 5-10 g/l giá trị phân hủy sinh học thấp (tỷ lệ BOD5/COD khoảng 0,1) Có thể giải thích cho thực tế nước rác ủ bao gồm hạt hòa tan chất hữu từ nước chất thải trẻ thay bãi rác mà hỗn hợp vật liệu có tuổi khác 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Đặc trưng nước rỉ rác Các mức cao BOD5 tìm thấy (trong trường hợp bùn ủ chí cao so với COD hòa tan) số lượng đáng kể hạt hữu phân hủy Tuy nhiên, giá trị tìm thấy để nước rác ủ phạm vi dòng chất lỏng xử lý AOPs Hơn nữa, với giá trị cao COD BOD5, trình sinh học để xử lý nước rác ủ đạt yêu cầu pháp lý chất lượng nước 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Đặc trưng nước rỉ rác Liên quan đến pH, giá trị tìm thấy nước rác WS OFMSW xa giá trị coi tối ưu cho phản ứng Fenton, mà thường thực giá trị pH 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.2 BOD5 COD giảm phản ứng Fenton Các phản ứng Fenton thực mẫu nước rác WS OFMSW tỷ lệ khác [Fe2+]/[COD]0 (0.5, 0.1 0,05), tỷ lệ [H2O2]/[COD]0 (g / g) cố định Những điều kiện thí nghiệm lựa chọn chúng thường sử dụng phản ứng Fenton Ví dụ, Kurt et al [17] Kim et al [18] sử dụng tỷ lệ [H2O2] / [COD]0 cho xử lý nước rác khác cho thấy khác biệt đáng kể COD tỷ lệ thay đổi xung quanh giá trị cân hóa học lý thuyết, tỷ lệ tối ưu [Fe2+]/[COD]0 cho thấy biến đổi lớn nghiên cứu khác xử lý nước thải 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.2 BOD5 COD giảm phản ứng Fenton Bảng Sự giảm BOD5 COD thu phản ứng Fenton nước rỉ rác điều kiện khác Mẫu a Điều kiện thí nghiệm [Fe2+]/ [COD]0 Tổng COD giảm (%)a BOD5 giảm (%) Tỉ lệ cuối BOD5/COD Nước thải từ 0.5 74±10 a - - Nước thải bùn 0.1 77±8 a 90±2 0.23 Ủ 0.05 58±6 b - - Nước thải từ 0.5 57±11 c - - Chất thải rắn 0.1 75±8 d 98±2 0.04 Ủ chất thải 0.05 59±5 c - - Chữ khác phân biệt ý nghĩa thống kê KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.2 BOD5 COD giảm phản ứng Fenton Bảng cho thấy kết xử lý COD dùng phản ứng Fenton Trong hai loại nước rác WS OFMSW tối ưu tỷ lệ [Fe2+] / [COD]0 0.1, làm giảm COD tương ứng cho WS OFMSW 77 75%  Tuy nhiên, kết tủa oxit sắt ngậm nước quan sát thấy sử dụng nồng độ Fe2+ cao Trong trường hợp này, xảy số thay đổi COD liên quan đến đồng kết tủa không với phản ứng Fenton 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.2 BOD5 COD giảm phản ứng Fenton Những kết chứng minh phù hợp phản ứng Fenton cho xử lý nước rác từ chất thải rắn có hàm lượng cao chất hữu Nghiên cứu ảnh hưởng phản ứng Fenton trình ủ nước rác phân hủy sinh học, việc làm giảm BOD5 nghiên cứu với điều kiện tối ưu cho thấy COD giảm ([Fe2+] / [COD]0 = 0,1) Kết thể Bảng BOD5 giảm cho hai loại nước rác cao (90 98% theo thứ tự WS OFMSW) 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.2 BOD5 COD giảm phản ứng Fenton Đặc biệt kết cho BOD5 giảm cao so với giảm COD Điều quan sát thấy giá trị tỷ lệ BOD5/COD, giảm rõ sau xử lý Fenton (Bảng 2) Giả thuyết cho điều thực tế trình Fenton có khả oxy hóa chất hữu phân hủy sinh học tốt hơn, thành phần hữu nước rác trình ủ, xử lý Fenton nước rỉ rác làm tăng khả phân hủy sinh học (tăng tỷ lệ BOD5/COD 0,13-0,42) KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.2 BOD5 COD giảm phản ứng Fenton Kết thu rằng, tỷ lệ BOD5/COD tương đối cao, trình xử lý toàn nên bao gồm trình sinh học với xử lý sau phản ứng Fenton Phản ứng Fenton đề xuất, cách xử lý cho nước rỉ rác ủ xử lý trước xử lý sinh học (thiếu khí hay kỵ khí) 4 KẾT LUẬN  Nước thải từ trình ủ hai chất thải hữu điển hình (WS OFMSW) đặc trưng thành phần hữu  Các điều kiện tối ưu cho phản ứng Fenton tìm thấy tỷ lệ [Fe2+]/[COD]0 0,1 tỷ lệ [H2O2]/[COD]0 trì Cả hai loại nước rác bị oxy hóa đáng kể điều kiện COD (77 75% tương ứng cho nước rỉ rác WS OFMSW) làm giảm BOD5 (90 98% tương ứng cho WS nước rỉ rác OFMSW)  Phản ứng Fenton xem oxy hóa tốt phân hủy sinh học chất hữu nước rác, dẫn đến làm giảm tỷ lệ BOD5/COD cho hai loại nước rác [...]... 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. .. kiện tối ưu cho phản ứng Fenton đã được tìm thấy ở một tỷ lệ [Fe2+]/[COD]0 bằng 0,1 khi tỷ lệ [H2O2]/[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 BOD5 (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... 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 BOD5, 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, ... 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 Fe2+ 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 BOD5 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. .. 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 BOD5, trong khi tỷ lệ BOD5/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. .. 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 [Fe2+]/[COD]0 (0.5, 0.1 và 0,05), trong khi tỷ lệ [H2O2]/[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 [H2O2] / [COD]0 bằng 1 cho xử lý nước rác khác... BOD5/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 BOD5/COD 0,13-0,42) 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.2 BOD5 và COD giảm do phản ứng Fenton Kết quả thu... 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 [Fe2+]/[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 BOD5 và COD giảm do phản ứng Fenton Bảng 2 Sự giảm BOD5 và COD thu được bằng phản ứng Fenton đối với nước rỉ rác dưới các... cứu ảnh hưởng của phản ứng Fenton trên quá trình ủ nước rác phân hủy sinh học, việc làm giảm BOD5 đã được nghiên cứu với các điều kiện tối ưu cho thấy COD giảm ([Fe2+] / [COD]0 = 0,1) Kết quả được thể hiện trong Bảng 2 BOD5 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 BOD5 và COD giảm do phản ứng Fenton Đặc biệt các kết quả cho BOD5 giảm cao... cùng BOD5/COD Nước thải từ 0.5 74±10 a - - Nước thải bùn 0.1 77±8 a 90±2 0.23 Ủ 0.05 58±6 b - - Nước thải từ 0.5 57±11 c - - Chất thải rắn 0.1 75±8 d 98±2 0.04 Ủ chất thải 0.05 59±5 c - - Chữ cái khác nhau chỉ ra sự phân biệt ý nghĩa thống kê 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.2 BOD5 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 ... trình xử lý toàn nên bao gồm trình sinh học với xử lý sau phản ứng Fenton Phản ứng Fenton đề xuất, cách xử lý cho nước rỉ rác ủ xử lý trước xử lý sinh học (thiếu khí hay kỵ khí) 4 KẾT LUẬN  Nước. .. Những kết chứng minh phù hợp phản ứng Fenton cho xử lý nước rác từ chất thải rắn có hàm lượng cao chất hữu Nghiên cứu ảnh hưởng phản ứng Fenton trình ủ nước rác phân hủy sinh học, việc làm giảm... LUẬN 3.1 Đặc trưng nước rỉ rác Các đặc trưng nước rỉ rác từ trình ủ WS OFMSW trình bày Bảng 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Đặc trưng nước rỉ rác Theo dự kiến, hai loại nước rỉ rác cho thấy mức cao