Nôi dung chuyên đề " Nghiên cứu xử lý nước thải thuốc bảo vệ thực vật bằng phương pháp oxy hóa nâng cao (quá trình FENTO...
NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT BẰNG PHƯƠNG PHÁP OXI HỐ NÂNG CAO (Q TRÌNH FENTON ĐỒNG THỂ) Nhà máy sản xuất thuốc BVTV Nước thải thuốc BVTV Độc tố, kim loại nặng Khó phân hủy sinh học cao (các ô nhiễm hữu bền vững - POPs: Persistent Organic Pollutants) Giới thiệu • Quá trình oxi hố nâng cao (AOPs: Advanced Oxidation Processes): Là q trình phân huỷ oxi hố dựa vào gốc tự hoạt động hydroxyl OH* tạo trình xử lý (in situ) + Gốc OH*: Là tác nhân oxi hoá mạnh + Oxi hoá khơng lựa chọn HCHC khó phân huỷ (POPs) như: - Hydrocacbon halogen hoá (Trihalometan (THM), Tricloroetan , Tricloroetylen) - Hydrocacbon aromatic (BTEX- Benzen, Toluen, Etylbenzen, Xylen) - Polyclorbiphenyl (PCB) - Nitrophenol - Các hoá chất TBVTV, dioxin, furan, thuốc nhuộm,… Tạo hợp chất vô không độc (CO2, H2O, acid vô cơ,…) Giới thiệu AOPs ANPO (Advanced Non-Photochemical Oxidation Processes) Oxi hố nâng cao khơng nhờ tác nhân ánh sáng APO (Advanced Photochemical Oxidation Processes) Oxi hố nâng cao khơng nhờ tác nhân ánh sáng Giới thiệu Nhóm q trình Q trình Tác nhân phản ứng ANPO Quá trình Fenton H2O2 Fe2+ Quá trình Peroxon H2O2 O3 Quá trình Catazon O3 chất xúc tác Q trình Oxi hố điện hố H2O lượng điện hóa Q trình Fenton điện hố H2O với anốt Fe lượng điện hóa Q trình UV/H2O2 H2O2 lượng photon UV Quá trình UV/O3 O3 lượng photon UV Quá trình UV/H2O2 + O3 H2O2 /O3và lượng photon UV Quá trình quang Fenton H2O2 / Fe3+ (ion) lượng photon UV APO Giới thiệu Quá trình Fenton đồng thể Quá trình Fenton dị thể Fe2+ + H2O2 Fe3+ + *HO + OHFe3+ + H2O2 Fe2+ + H+ + *HO2 *HO + Fe2+ OH- + Fe3+ *HO + H2O2 H2O + *HO2 Fe2+ + *HO2 Fe3+ + HO2Fe3+ + *HO2 Fe2+ + O2 +H+ Nguồn sắt sử dụng xúc tác bổ sung từ quặng (Goethite: -FeOOH, Fe/SiO2, Fe/TiO2, Fe/than hoạt tính, Fe/Zeolit,…) Các yếu tố ảnh hưởng: -pH từ – 5, đạt tốc độ cao pH nằm khoảng hẹp -Tỷ lệ Fe2+: H2O2 loại ion Fe (Fe2+ hay Fe3+) 0,3-1:10 mol/mol -Các anion vô cơ: cacbonat (CO32-), bicacbonat (HCO3-), Clorua (Cl-) tóm bắt gốc hydroxyl *HO Giới thiệu Xác định thông số trình xử lý Áp dụng quy trình xử lý vào thực tế Phương pháp AOP (Fenton đồng thể) Tìm quy trình xử lý phù hợp PHƯƠNG PHÁP – PHƯƠNG TIỆN Thí nghiệm định hướng Diazinon 10 % Cố định Fe2+ = 5,1 mg/L H2O2 = 25 mg/L Thay đổi pH Fenonbucar 50 % Isoprothiolane 40 % Tìm pH thích hợp PHƯƠNG PHÁP – PHƯƠNG TIỆN Thí nghiệm nước thải thuốc BVTV (cơng ty CPC) Tìm thơng số thích hợp Fenton Tìm thơng số thích hợp pH, H2O2, Fe2+, thời gian khuấy thời gian lắng Thời gian lưu nước, chiều cao lớp lọc lưu lượng nạp nước Suy giảm ChE (enzyme Cholinesterase) Hấp phụ KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Kết định hướng tìm pH thích hợp thuốc BVTV Cố định H2O2 = 25 mg/L, Fe2+ = 5,1 mg/L COD lại (mg/L) 200 150 100 50 3,5 COD lại (mg/L) 2,5 pH 2,5 360 COD lại (mg/L) 350 300 250 200 150 100 50 3,5 pH 340 320 300 280 pH thích hợp từ đến 3,5 260 2,5 3,5 pH KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Kết nồng độ COD, độ kiềm pH nước thải Chỉ tiêu Đơn vị Đợt Đợt Đợt Đợt Trung bình pH - 6,88 7,1 7,12 7,5 7,15 Độ kiềm tổng mgCaCO3/L 620 664 690 723 674,5 COD mg/L 504,8 1.000 1.062,3 1.150 929,3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Kết thơng số q trình Fenton bậc Cố định Fe2+ = 10 mg/L, H2O2 = 50 mg/L Cố định Fe2+ = 10 mg/L, pH = 340 C O D c ò n lạ i (m g /L ) C O D c ò n lạ i (m g /L ) 400 380 360 340 320 320 300 280 260 240 300 2,5 3,5 pH pH thích hợp 50 60 70 80 90 H2O2 (mg/L) H2O2 thích hợp 80 mg/L KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Kết thông số trình Fenton bậc Cố định H2O2= 80mg/L, Fe2+ = 30 mg/L, pH =3 Cố định pH= 3, H2O2= 80mg/L C O D c ò n l i ( m g /L ) C O D c ò n lạ i (m g /L ) 340 320 300 280 260 240 25 28 30 Nồng độ Fe2+ (mg/L) Fe2+ thích hợp 30 32 35 310 300 290 280 270 260 250 240 230 220 10 20 30 40 50 60 Thời gian (phút) Thời gian khuấy thích hợp 30 phút KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Các thông số trình Fenton bậc pH = H2O2 = 80 mg/L Fe2+ = 30 mg/L Thời gian khuấy: 30 phút Thời gian lắng: 120 phút Nước thải đầu vào Nước thải đầu Fenton bậc COD = 929,3 mg/L COD = 455,4 mg/L Hiệu suất xử lý COD 50,9% KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN C O D c ò n lạ i (m g /L ) Kết thí nghiệm sử dụng chất trợ lắng PAC sắt dư 600 500 400 300 200 100 Mẫu đối chứng PAC (mg/L) PAC khơng ảnh hưởng đến q trình lắng Liều lượng Fe2+ dư KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Kết thơng số q trình Fenton bậc Cố định H2O2 = 80 mg/L, pH = Khuấy 30 phút lắng 120 phút 290 300 280 250 270 COD lại (mg/L) C O D c ò n lạ i (m g /L ) Tính tốn nồng độ Fe2+ = 30 mg/L, pH = Khuấy 30 phút lắng 120 phút 260 250 240 200 150 100 50 230 50 60 70 80 H2O2 (mg/L) H2O2 thích hợp 80 mg/L 90 10 15 20 25 Nồng độ Fe2+ (mg/L) Fe2+ thích hợp 20 mg/L 30 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Các thông số trình Fenton bậc pH = H2O2 = 80 mg/L Fe2+ = 20 mg/L Thời gian khuấy: 30 phút Thời gian lắng: 120 phút Nước thải đầu Fenton bậc Nước thải đầu Fenton bậc COD = 455,4 mg/L COD = 220,3 mg/L Hiệu suất xử lý COD 51,6% KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Kết thí nghiệm hấp phụ Chiều cao tổng cộng: 1,5 m Lưu lượng nạp nước: 123 ml/phút Tổng thời gian lưu: 60 phút 150,1 89 38,7 COD mg/L Nước thải sau Fenton bậc Nước thải đầu sau hấp phụ COD = 220,3 mg/L COD = 38,7 mg/L KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Đối chứng Đầu Fenton bậc Đầu sau hấp phụ (Thải mơi trường) Sau 46 h thí nghiệm Sau 10 h thí nghiệm Sau 10 h thí nghiệm Sau 46 h Cá bình thường Cá chết Cá bình thường Cá bình thường ChE ức chế 1,4 % so với đối chứng KẾT LUẬN Nước thải đầu vào H2O2 = 80 mg/L Fe2+ = 30 mg/L pH = Thời gian khuấy: 30 phút Thời gian lắng: 120 phút H2O2 = 80 mg/L Fe2+ = 20 mg/L pH = Thời gian khuấy: 30 phút Thời gian lắng: 120 phút (Công ty CPC) Fenton bậc COD = 929,3 mg/L) Sau h cá chết COD = 455,4 mg/L) Sau 10 h cá chết Fenton bậc COD = 220,3 mg/L Sau 22 h cá chết Chiều cao cột than hoạt tính: 1,5 m Lưu lượng nạp nước: 123 ml/phút Thời gian lưu: 60 phút COD = 38,7 mg/L Hấp phụ Đầu Sau 46 h cá bình thường, tỷ lệ ChE 1,4 % so với đối chứng KIẾN NGHỊ Kiểm tra tiêu gốc thuốc nước thải đầu so sánh với quy chuẩn QCVN 40: 2011/BTNMT Thiết bị vận hành nên có nắp đậy Lượng bùn sinh sau trình Fenton cần nghiên cứu xử lý Lượng than sau hấp phụ cần nghiên cứu xử lý Khảo sát với phương pháp AOPs khác Thí nghiệm nhiều loại cá khác để xác định độ độc nước thải CẢM ƠN QUÝ THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN SINH VIÊN ĐÃ LẮNG NGHE ... *HO Giới thiệu Xác định thơng số q trình xử lý Áp dụng quy trình xử lý vào thực tế Phương pháp AOP (Fenton đồng thể) Tìm quy trình xử lý phù hợp PHƯƠNG PHÁP – PHƯƠNG TIỆN Thí nghiệm định hướng... gốc thuốc nước thải đầu so sánh với quy chuẩn QCVN 40: 2011/BTNMT Thiết bị vận hành nên có nắp đậy Lượng bùn sinh sau trình Fenton cần nghiên cứu xử lý Lượng than sau hấp phụ cần nghiên cứu. .. hoá nâng cao khơng nhờ tác nhân ánh sáng Giới thiệu Nhóm q trình Quá trình Tác nhân phản ứng ANPO Quá trình Fenton H2O2 Fe2+ Quá trình Peroxon H2O2 O3 Quá trình Catazon O3 chất xúc tác Quá trình