Nghiên cứu ứng dụng quá trình oxy hóa nâng cao để xây dựng quy trình xử lý nước thải tại trung tâm thí nghiệm thực hành trường Đại học Phú Yên

Trong nghiên cứu này, quá trình oxy hóa nâng cao của hệ Fenton và hệ Catazon được khảo sát để xây dựng quy trình xử lý nước thải tại Trung tâm Thí nghiệm thực hành - Trường Đại học Phú Yên. Các thông số khảo sát gồm pH, hàm lượng phèn Fe2+, H2O2, tỷ lệ Fe2+/Al3+, O3, tốc độ khuấy. Các kết quả khảo sát tối ưu được lựa chọn và áp dụng trong việc xây dựng quy trình công nghệ xử lý nước thải tại Trung tâm Thí nghiệm thực hành, Trường Đại học Phú Yên.

Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Thực phẩm 19 (1) (2019) 69-79 NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG QUÁ TRÌNH OXY HĨA NÂNG CAO ĐỂ XÂY DỰNG QUY TRÌNH XỬ LÝ NƢỚC THẢI TẠI TRUNG TÂM THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH TRƢỜNG ĐẠI HỌC PHÚ N Trƣơng Minh Trí*, Nguyễn Tơ Quốc Chung, Nguyễn Thị Xuân Quý Trường Đại học Xây dựng Miền Trung *Email: truongminhtri@muce.edu.vn Ngày nhận bài: 08/7/2019; Ngày chấp nhận đăng: 05/9/2019 TÓM T T Trong nghiên cứu này, q trình oxy hóa nâng cao hệ Fenton hệ Catazon khảo sát để xây dựng quy trình xử lý nước thải Trung tâm Thí nghiệm thực hành - Trường Đại học Phú Yên Các thông số khảo sát gồm pH, hàm lượng phèn Fe 2+, H2O2, tỷ lệ Fe2+/Al3+, O3, tốc độ khuấy Các kết khảo sát tối ưu lựa chọn áp dụng việc xây dựng quy trình cơng nghệ xử lý nước thải Trung tâm Thí nghiệm thực hành, Trường Đại học Phú Yên Từ khóa: Hệ oxy hóa Fenton, hệ oxy hóa Catazon, hệ thống xử lý nước thải, trung tâm thí nghiệm thực hành Đ T V N ĐỀ Cùng với phát triển quy mô đào tạo Trường Đại học Phú Yên, nước thải Trung tâm Thí nghiệm Thực hành Trường thường tiêu thụ loại dung mơi, hố chất khoảng 5-10 lít/tháng [1-2] Nước thải chứa nhiều thành phần nhiễm khác phát sinh từ hóa chất thí nghiệm nguồn cần thí nghiệm Nước thải phát sinh từ q trình rửa dụng cụ thí nghiệm, lưu lượng nước thải không lớn thành phần ô nhiễm phức tạp khả gây ô nhiễm cục lớn [3]; không thu gom xử lý trước thải môi trường dễ gây phân tán nguồn cống thải ô nhiễm nguồn nước ngầm (nếu cho tự thấm), lâu dài gây ô nhiễm nguồn tiếp nhận khu cộng đồng dân cư [4, 5] Do nước thải cần xử lý triệt để trước thải mơi trường Do có độc tính cao, việc xử lý loại bỏ chất thải nguy hại khỏi nước thải thí nghiệm vấn đề trọng yếu nhằm đảm bảo sức khoẻ cộng đồng hướng đến phát triển bền vững [6] Hầu thải từ trung tâm thí nghiệm thực hành (TTTNTH) chứa nhiều chất thải nguy hại có khả gây ô nhiễm môi trường hệ sinh thái Nồng độ số chất hữu vô nước thải cao nhiều lần so với giá trị giới hạn QCVN hành (QCVN 40:2011/BTNMT) thường áp dụng quản lý kiểm soát chất lượng nước thải công nghiệp, khu chế xuất, sở sản suất, sử dụng hóa chất [7] Nghiên cứu này, giới thiệu số kết khảo sát hệ Fenton hệ Catazon phương pháp oxy hóa nâng cao; đánh giá hiệu xử lý nước thải Phịng thí nghiệm hệ Fenton Catazon việc khảo sát yếu tố ảnh hưởng pH, liều lượng xúc tác,… tới phân hủy COD, độ màu [8] 69 Trương Minh Trí, Nguyễn Tơ Quốc Chung, Nguyễn Thị Xn Q VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Dụng cụ hóa chất thí nghiệ Các thiết bị sử dụng nghiên cứu gồm: Máy đo pH PHS-550, máy tạo khí ozone (Ozonemaxx OM-Z2): (2 g/giờ), máy khuấy từ có gia nhiệt Joan Lab HS-12 - Đài Loan, máy lắc ngang Jeiotech - Hàn quốc: tốc độ lắc 5-100 vòng/phút, máy quang ph UV Vis- labomed, USA, thiết bị đo DO ch tiêu nước (WQC-22A - Nhật bản), COD (HANNA HI83214-02), BOD (Thiết bị phân tích BOD 10 vị trí VELP, model: BOD sensor system 10) Dụng cụ thủy tinh sử dụng thí nghiệm làm cách ngâm HNO3 10% 12 rửa nhiều lần nước khử khoáng trước sử dụng Hóa chất sử dụng gồm: dung dịch H2O2 30%, dung dịch H2SO4 đậm đặc, NaOH, ZnSO4, I2, K2Cr2O7, Na2S2O4, PAC, PE, FAS, KHP, phèn sắt, phèn nhôm - cung cấp hãng Merck (Đức) Nước sử dụng thí nghiệm lọc máy cất nước tự động lần (LASNI IDO 4D - n Độ) Nước thải lấy từ Trung tâm Thí nghiệm Thực hành - Trường Đại học Phú Yên 2.2 Phƣơng pháp thực nghiệ PTN Các phương pháp khảo sát đánh giá khả phản ứng hệ Fenton Catazon xây dựng sở t ng hợp nguồn tài liệu [5-12] Kết khảo sát sở để đề xuất quy trình thiết kế, thi cơng vận hành hệ thống xử lý nước thải trung tâm thí nghiệm thực hành Trường Đại học Phú Yên Bảng Kết đánh giá thông số ô nhiễm đặc trưng nước thải Trung tâm Thí nghiệm Thực hành QCVN QCVN 40:2011/BTNMT 14:2008/BTNMT (Cột A) (Cột A) Thông số ô nhiễm đặc trưng pH Trước xử lý 7,72 6-9 5-9 TSS (mg/L) Trước xử lý 356 ± 50 50 TDS (mg/L) Trước xử lý 910 ± 12 500 500 BOD5 (mgO2/L) Trước xử lý 462 ± 30 30 COD (mgO2/L) Trước xử lý 821 ± 11 75 Nitrat (NO3-) (mg/L) Trước xử lý 19,0 ± 0,95 30 Photphat (PO4 ) (mg/L) Trước xử lý 14,0 ± 0,6 3000 T.coliforms (MPN/100mL) Trước xử lý kphđ 3000 1160 ± 24 70 3- Độ màu (Pt – Co) Theo thông số Bảng 1, tất ch tiêu nước thải đầu vào TTTNTH vượt ngưỡng QCVN 40:2011/BTNMT (B) cho nước thải công nghiệp Ch tiêu COD, BOD gấp 10 lần so với tiêu chuẩn 70 Nghiên cứu ứng dụng q trình oxy hóa nâng cao để xây dựng quy trình xử lý nước thải 2.2.1 Thí nghiệm khảo sát hiệu xử lý hệ Fenton Khảo sát ảnh hưởng pH: Chuẩn bị cốc loại 500 mL, đánh số thứ tự từ 1-6 Thứ tự cho 250 mL nước thải vào cốc Tiếp tục cho mL Fe2+; điều ch nh giá trị pH 2-4,5 Cho tiếp mL H2O2 mL PE nồng độ 0,3% Sau đặt máy lắc ngang phút, tiếp tục cho vào máy khuấy từ (tốc độ 25 vòng/phút), khuấy 25 phút Tiến hành tương tự cho mẫu trắng Sau 03 lần thí nghiệm Kết quả: xác định giá trị pH tối ưu Khảo sát ảnh hưởng lượng Fe2+ đến trình Fenton: Chuẩn bị cốc loại 500 mL, đánh số thứ tự từ 1-6 Thứ tự cho 250 mL nước thải vào cốc Tiếp tục cho 2, 4, 6, 8, 10 12 mL Fe2+ vào cốc trên; điều ch nh giá trị pH 3,0; thêm mL H2O2 mL PE 0,3% vào cốc Sau đặt máy lắc ngang phút, tiếp tục cho vào máy khuấy từ (tốc độ 25 vòng/phút), khuấy 25 phút Tiến hành tương tự cho mẫu trắng Sau 03 lần thí nghiệm Kết quả: xác định hàm lượng Fe2+ tối ưu Khảo sát lượng H2O2 cho trình Fenton: Chuẩn bị cốc loại 500 mL, đánh số thứ tự từ 1-6 Thứ tự cho 250 mL nước thải vào cốc Tiếp tục cho 6.5mL Fe2+ vào cốc trên; điều ch nh giá trị pH 3,0; thêm 0,5; 1; 2; 3; mL, H2O2 vào cốc mL PE nồng độ 0,3% vào cốc Sau đặt máy lắc ngang phút, tiếp tục cho vào máy khuấy từ (tốc độ 25 vòng/phút), khuấy 25 phút Tiến hành tương tự cho mẫu trắng Sau lần thí nghiệm, xác hàm lượng H2O2 tối ưu 2.2.2 Thí nghiệm khảo sát hiệu xử lý hệ Catazon Khảo sát ảnh hưởng pH: Chuẩn bị cốc loại 500 mL, đánh số thứ tự từ 1-6 Lần lượt cho 250 mL nước thải vào cốc Tiếp tục cho 6mL Fe2+; mL Al3+ Điều ch nh pH (bởi dung dịch NaOH 2%) cốc pH 4; 5; 6,5; 7,5; 8,5 Sục khí ozon thời gian 20 phút: máy lắc ngang phút máy khuấy từ (tốc độ 25 vòng/phút) 15 phút Tiến hành tương tự cho mẫu trắng Thực thí nghiệm 03 lần Kết quả: xác định giá trị pH tối ưu Khảo sát ảnh hưởng lượng Fe2+ đến trình Catazon: Chuẩn bị cốc loại 500 mL, đánh số thứ tự từ 1-6 Lần lượt cho 250 mL nước thải vào cốc Cho vào cốc mL Al3+; Tiếp tục cho 2, 3, 4, 5, mL Fe2+ vào cốc trên; điều ch nh giá trị pH 8,0 dung dịch NaOH 2% Sục khí ozon thời gian 20 phút: máy lắc ngang phút máy khuấy từ (tốc độ 25 vòng/phút) 15 phút Tiến hành tương tự cho mẫu trắng Thực thí nghiệm 03 lần Kết quả: xác định hàm lượng Fe2+ tối ưu Khảo sát tỷ lệ phèn Fe2+/Al3+ tối ưu: Chuẩn bị cốc loại 500 mL, đánh số thứ tự từ 1–6 Lần lượt cho 250 mL nước thải vào cốc Cho vào cốc mL Fe3+; Tiếp tục cho V mL Al3+ vào cốc (theo tỷ lệ Fe2+/Al3+ = 2.5; 1.7; 1.3; 1; 0.8; 0.7); điều ch nh giá trị pH 8,0 dung dịch NaOH 2% Sục khí ozon thời gian 20 phút: máy lắc ngang phút 15 phút máy khuấy từ (tốc độ 25 vòng/phút) Tiến hành tương tự cho mẫu trắng Thực thí nghiệm 03 lần Kết xác định tỷ lệ Fe2+/Al3+ tối ưu (y mL Fe2+/, x mL Al3+) Khảo sát ảnh hưởng thời gian sục khí: Chuẩn bị cốc loại 500 mL, đánh số thứ tự từ 1-6 Lần lượt cho 250 mL nước thải vào cốc Cho vào cốc 5mL Al3+, mL Fe2+ vào cốc trên; điều ch nh giá trị pH 8,0; Sục khí ozon thời gian 10-60 phút: máy lắc ngang phút máy khuấy từ 5-55 phút (tốc độ 25 vòng/phút Tiến hành tương tự cho mẫu trắng Thực thí nghiệm 03 lần Kết xác định thời gian sục khí tối ưu 71 Trương Minh Trí, Nguyễn Tô Quốc Chung, Nguyễn Thị Xuân Quý Khảo sát ảnh hưởng tốc độ khuấy: Chuẩn bị cốc loại 500 mL, đánh số thứ tự từ 1-6 Lần lượt cho 250 mL nước thải vào cốc Cho vào cốc mL Al3+, mL Fe2+ vào cốc trên; điều ch nh giá trị pH 8,0; sục khí ozon thời gian phút máy lắc ngang 40 phút máy khuấy từ (thay đ i tốc độ khuấy: 15; 20; 25; 30; 40; 50 vòng/phút) Tiến hành tương tự cho mẫu trắng Thực thí nghiệm 03 lần Kết xác định tốc độ khuấy tối ưu Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng PAC 10%: Chuẩn bị cốc loại 500 mL, đánh số thứ tự từ 1-6 Lần lượt cho 250 mL nước thải vào cốc Cho vào cốc x mL Al3+, y mL Fe2+, điều ch nh giá trị pH Cho tiếp dung dịch PAC 10% vào cốc theo thứ tự: 0; 0,5; 1,0; 1,5; 2; 2,5 mL Sau sục khí ozon thời gian phút, tiếp tục cho vào máy khuấy từ (tốc độ 40 vòng/phút) thời gian 40 phút Tiến hành tương tự cho mẫu trắng Thực thí nghiệm 03 lần Kết quả: xác định hàm lượng PAC tối ưu Từ kết thí nghiệm 250 mL nước thải phịng thí nghiệm tính tốn áp dụng cho 10 m3 nước thải Hệ thống xử lý nước thải Trường Đại học Phú n mơ hình thực tế: Hình Hệ thống xử lý nước thải Trường Đại học Phú Yên KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Oxy hóa nâng cao phƣơng pháp Fenton 500 100 450 90 400 80 350 70 300 60 250 50 200 40 150 30 COD 100 90 3.5 70 200 60 150 50 40 100 30 COD 50 20 H (%) 10 0 2.5 80 10 100 250 20 H (%) 50 300 4.5 2.5 Hình Mối liên hệ pH với hiệu suất xử lý COD trình Fenton 2.7 2.9 3.1 3.3 3.5 3.7 Hình Mối liên hệ pH tối ưu với hiệu suất xử lý COD trình Fenton Từ kết thu thơng qua khảo sát mối liên hệ pH với hiệu suất xử lý COD đạt giá trị cao pH (Hình 2) Tiếp tục khào sát pH tối ưu quanh giá trị pH (Hình 3), cho kết quả: Khi pH 3,1 hiệu xuất xử lý COD đạt 88,06% Cũng từ kết thực 72 Nghiên cứu ứng dụng q trình oxy hóa nâng cao để xây dựng quy trình xử lý nước thải nghiệm, hiệu suất xử lý độ màu n định (H Pt – Co = 94,22%) pH 3,4 Khi hiệu suất xử lý COD lại giảm (H COD = 79,54%) Vì vậy, ta chọn giá trị pH 3,4 tối ưu để thực trình khử độ màu Kết cho thấy pH khoảng 3-4, dạng Fe2+ thuận lợi cho phản ứng hydroxyl tự *OH; pH thấp hay cao khoảng OH- hay H+ dư chất tìm diệt gốc *OH Ở giá trị pH cao xảy kết tủa feric hydrat oxyhydroxit Fe2O3.nH2O Để tránh việc tạo kết tủa cho phối tử có khả tạo phức với Fe(III) Fe(III) tồn dạng hòa tan giá trị pH cao Hình Mối liên hệ thể tích Fe2+ với hiệu suất xử lý COD trình Fenton Hình Mối liên hệ thể tích Fe2+ tối ưu với hiệu suất xử lý COD trình Fenton Kết khảo sát mối liên hệ thể tích Fe2+ với hiệu suất xử lý COD (Hình 5) cho thấy, lượng phèn sử dụng khoảng 6,5 mL (Hình 5) hiệu suất xử lý COD tối ưu đạt 90,50% Từ cho thấy hiệu suất xử lý COD không tăng thêm thêm lượng phèn Kết cho thấy: phèn sắt cho vào nước phân ly thành Fe2+ bị thủy phân thành Fe(OH)2 theo phương trình: Fe2+ + 2H2O = Fe(OH)2 + 2H+ Sau thời gian nâng pH lên 7-8 xảy trình kết tủa Fe3+ tạo thành Fe(OH)3 kết tủa lắng xuống Khi lượng phèn cho vào ít, ion Fe2+ sinh khơng đủ để làm vai trò xúc tác, nên số lượng gốc *OH sinh khơng đủ để oxy hóa hợp chất hữu nên COD cao, nước đục Vì vậy, chọn lượng phèn tối ưu cho trình xử lý nước thải 6,5 mL V H2O2 V H2O2 Hình Mối liên hệ thể tích H2O2 với hiệu suất xử lý COD trình Fenton Hình Mối liên hệ thể tích H2O2 tối ưu với hiệu suất xử lý COD trình Fenton Từ kết thí nghiệm cho thấy, hiệu suất xử lý độ màu cao sử dụng H2O2 mL Điều giải thích: lượng H2O2 gốc *OH sinh ít, giá trị COD sau xử lý giảm cho phèn vào xảy keo tụ làm cho nước Mặc khác, H2O2 mơi trường axít chất oxy hóa sử dụng nhiều dẫn đến dư sau phản ứng 73 Trương Minh Trí, Nguyễn Tơ Quốc Chung, Nguyễn Thị Xuân Quý nâng pH lên 7-8 lại trở thành chất khử làm làm tăng COD Dẫn đến kết quả, sử dụng nhiều H2O2 lượng COD đo cao Tốc độ khuấy (vịng/phút) Hình Mối liên hệ thời gian khuấy với hiệu suất xử lý COD trình Fenton Hình Mối liên hệ tốc độ khuấy với hiệu suất xử lý COD trình Fenton Hiệu suất xử lý COD đạt giá trị cao thời gian khuấy 25 phút tốc độ khuấy 25 vòng/phút 3.2 Oxy hóa nâng cao phƣơng pháp Catazon 600 450 100 90 400 90 80 350 80 70 300 60 250 50 200 100 500 pH 400 300 30 COD 100 20 H (%) pH COD 100 H (%) 30 20 10 0 40 150 50 10 60 50 40 200 70 pH 5.5 10 6.5 7.5 8.5 pH Hình 11 Mối liên hệ pH tối ưu với hiệu suất xử lý COD trình Catazon Hình 10 Mối liên hệ pH với hiệu suất xử lý COD trình Catazon Từ kết khảo sát ảnh hưởng pH hiệu suất xử lý COD (Hình 9) cho thấy, khả xử lý nước thải đạt hiệu suất cao giá trị pH Tiếp tục khảo sát quanh giá trị pH 6,5-8,5, cho thấy hiệu suất xử lý COD đạt giá trị cao pH (Hình 11) Lúc giá trị COD nước thải lại 312 mg/L, hiệu xuất xử lý đạt 61,99% So với Fenton q trình Catazon bơng cặn hình thành mịn hơn, khó lắng Thực phản ứng ozon hóa với mơi trường kiềm (pH 8) có tác dụng nâng cao đáng kể khả oxy hóa ozon Nguyên nhân, mơi trường pH cao phản ứng ion hydroxit (OH-) ozon dẫn đến hình thành gốc anion superoxit (O2-) gốc hydroxyl (*HO2): 2O3 + 3OH-  74 3*OH + 3O2- Nghiên cứu ứng dụng trình oxy hóa nâng cao để xây dựng quy trình xử lý nước thải Bằng phản ứng ozon gốc anion superoxit, gốc anion ozonit, *OH Kết phân tử ozon tạo gốc hydroxyl *OH sau: O3 + O2*O3- + O2 *O3- + H+ *HO3  *OH + O2 Hình 12 Mối liên hệ thể tích Fe2+ với hiệu suất xử lý COD trình Catazon Hình 13 Mối liên hệ tỷ lệ phèn sắt/phèn nhôm với hiệu suất xử lý COD trình Catazon Từ kết khảo sát (Hình 12) cho thấy hiệu xử lý đạt cao lượng phèn sắt sử dụng khoảng mL, hiệu xử lý COD đạt 72,35% Quá trình phân hủy ozon với chất xúc tác đồng thể Fe2+ (Fe2+/O3) có chuyển electron từ kim loại bị khử sang phân tử ozon, tạo thành Fe3+ gốc *O3, tạo thành gốc *OH theo chế sau: Fe2+ + O3 Fe3+ + *O3- *O3- + H+ *HO3 *OH + O2 Khi cho phèn vào hợp lý chất xúc tác để sinh nhiều gốc *OH tăng khả oxy hóa chất hữu cơ, làm giảm COD nước thải Kết khảo sát ta (Hình 13) cho thấy, tỷ lệ tối ưu 1:1 Khi tỷ lệ sử dụng loại phèn 1:1 hiệu xử lý COD đạt 73.45% Phèn nhôm cho vào giúp cho màu nước tốt Phèn sắt keo tụ tốt với cặn to, nặng gấp 1,5 lần phèn nhôm nên dễ lắng Trong điều kiện dùng kết hợp phèn sắt phèn nhôm pH kiềm đạt hiệu xử lý độ màu tốt Kết hợp ưu điểm loại phèn để đạt hiệu xử lý cao Từ kết thực nghiệm (Hình 14), khảo sát thời gian sục khí ozon, cho thấy: Trong 15 phút đầu tiên, trình oxy hóa diễn nhanh việc tạo thành gốc *OH nhanh, ch 10 phút mà có 50% chất bị oxy hóa Sau q trình xảy chậm chất hữu thời điểm dạng khó phân hủy, q trình đạt hiệu cao sau 45 phút Nếu tiến hành sục khí khoảng thời gian 60 phút hiệu xử lý COD giảm Khi sục khí ozon với thời gian lâu cặn sau có xu hướng lắng xuống bị bọt khí kéo lên hệ huyền phù bền vững trở lại nên nước trở lại màu đục Khí ozon sau hòa tan vào nước, thời gian lắng phân hủy thành oxy nguyên tử O2, khí oxy sinh lôi kéo cặn lên làm ảnh hưởng đến kết đo độ màu COD Kết trình bày Hình 15 cho thấy, tốc độ khuấy đạt từ 40 vòng/phút hiệu suất phản ứng đạt giá trị cao Vì vậy, nhóm tác giả chọn tốc độ vịng 40 vịng/phút để thực trình xử lý thải 75 Trương Minh Trí, Nguyễn Tơ Quốc Chung, Nguyễn Thị Xuân Quý Hình 14 Mối liên hệ thời gian sục khí ozon với hiệu suất xử lý COD trình Catazon Hình 15 Mối liên hệ tốc độ khuấy với hiệu suất xử lý COD trình Catazon 3.3 Áp dụng thực tế Áp dụng 02 phương pháp Fenton Catazon để xử lý nước thải Trung tâm Thí nghiệm Thực hành - Trường Đại học Phú n quy mơ Phịng thí nghiệm cho kết sau: Bảng Kết khảo sát số ch tiêu nước thải theo 02 phương pháp Fenton Catazon Thông số pH TSS (mg/L) TDS (mg/L) BOD5 (mgO2/L) COD (mgO2/L) Tình trạng Fenton Trước xử lý 7,72 7,72 Sau xử lý 7,01 7,01 Trước xử lý (H%) Fenton 356 ± Sau xử lý 22,7 ± 0,6 Trước xử lý 910 ± 12 Sau xử lý 280 ± Trước xử lý 462 ± 69,23 Sau xử lý 32,0 ± 0,7 Trước xử lý 821 ± 11 Sau xử lý 64,0 ± Trước xử lý Photphat (PO43-) (mg/L) Trước xử lý 14,0 ± 0,6 Sau xử lý 4,70 ± 0,15 Trước xử lý 1160 ± 24 Độ màu (Pt – Co) 19,0 ± 0,95 6,50 ± Sau xử lý 104 ± Sau xử lý KPH 93,07 92,20 Nitrat (NO3-) (mg/L) Sau xử lý 93,62 65,79 66,43 Catazon 356 ± 28,3 ± 0,7 910 ± 12 320 ± 462 ± 19,0 ± 0,95 821 ± 11 32,0 ± 0,7 19,0 ± 0,95 4,02 ± 0,18 14,0 ± 0,6 1,55 ± 0,05 (H%) Catazon 92,05 64,84 95,89 96,10 78,84 88,93 1160 ± 24 91,03 93 ± 91,98 KPH Kết cho thấy, hiệu suất xử lý toàn hệ thống theo Catazon hiệu theo Fenton ch tiêu BOD5, COD, nitrat, photphat, (Bảng 2) Vì vậy, nhóm tác giả lựa chọn phương pháp Catazon để khảo sát ảnh hưởng chất trợ lắng PAC (poly 76 Nghiên cứu ứng dụng q trình oxy hóa nâng cao để xây dựng quy trình xử lý nước thải aluminium clorit) hiệu xuất xử lý COD Các ch tiêu sau xử lý đạt loại B, QCVN 40:2011/BTNMT (B) Hình 16 Mối liên hệ thể tích PAC với hiệu suất xử lý COD - trình Catazon Hình 17 Mối liên hệ thể tích PAC với hiệu suất xử lý độ màu trình Catazon Giá trị tối ưu dùng PAC 10% mL Khi tăng hàm lượng PAC hiệu suất phản ứng tăng khơng đáng kể Vì vậy, nhóm tác giả chọn mL PAC 10% để thực quy trình xử lý thải ĐỀ XU T QUY TRÌNH XỬ LÝ NƢỚC THẢI TẠI TRUNG TÂM THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH ĐẠI HỌC PHÚ N Quy trình cơng nghệ hệ thống mạng lưới thoát nước thải xử lý nước thải Trung tâm Thí nghiệm Thực hành - Trường Đại học Phú Yên thể theo sơ đồ t ng quát sau (Hình 18): Nước thải (Từ phịng thí nghiệm) Hố ga thu gom (1 hố) Bể xử lý nước thải Nước thải đầu sau xử lý Tự thấm chỗ Hình 18 Sơ đồ t ng quát hệ thống xử lý nước thải 77 Trương Minh Trí, Nguyễn Tơ Quốc Chung, Nguyễn Thị Xuân Quý KẾT LUẬN Kết khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến q trình oxy hóa nâng cao (theo Fenton Catazon) để tìm thơng số tối ưu sau: - Quy trình Fenton: Khi xử lý 250 mL nước thải cho kết quả: giá trị pH tối ưu: pH 3,1; Giá trị phèn tối ưu: VFe2+ 10% = 6,5 mL; giá trị H2O2 30% tối ưu: VH2O2 = mL; thời gian khuấy: 25 phút; tốc độ khuấy: 25 vòng/phút Hiệu suất chung nước thải: COD 92,20%, TSS đạt 93,62%, độ màu lên đến 91,03% - Quy trình Catazon: Khi xử lý 250 mL nước thải cho kết quả: giá trị pH tối ưu: pH 8; tỷ lệ phèn tối ưu: 1:1 (5 mL Fe2+ 10%/5 mL Al3+ 10%); thời gian sục khí ozon tối ưu: 45 phút; tốc độ khuấy tối ưu: 40 vòng/phút; hàm lượng PAC 10% tối ưu: mL Hiệu suất chung nước thải: COD 96,10%, TSS đạt 92,05%, độ màu lên đến 91,98% - Các ch tiêu sau xử lý đạt loại B, QCVN 40:2011/BTNMT (B) Tuy nhiên, nhóm tác giả áp dụng phương pháp Catazon để áp dụng vào thực tiễn: thiết kế, thi công vận hành hệ thống xử lý nước thải Trung tâm Thí nghiệm Thực hành, Trường Đại học Phú Yên Kết quy trình lắp đặt vận hành Hệ thống xử lý nước thải Trung tâm Thí nghiệm Thực hành, Trường Đại học Phú Yên công bố trang tin Khoa học Công nghệ (Sở Khoa học Công nghệ t nh Phú Yên) số 2/2019 TÀI LIỆU THAM KHẢO Trường Đại học Phú Yên - Dự án đầu tư, nâng cấp, mở rộng Trường Đại học Phú Yên tháng 8/2008 Quyết định số 468/QĐ-BDD&CN ngày 03/10/2016 Ban QLDA Đầu tư xây dựng cơng trình dân dụng công nghiệp T nh Phú Yên V/v Phê duyệt dự tốn gói thầu 01BH (đợt 1) Dự án: Đầu tư, b sung hoàn thiện sở vật chất Trường Đại học Phú Yên Trần Đức Hạ - Cơ sở hóa học q trình xử lý nước cấp nước thải, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội (2002) Trần Đức Hạ - Xử lý nước thải đô thị, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội (2006) Lâm Minh Triết - Kỹ thuật môi trường, NXB Đại học Quốc gia TP HCM (2015) Lâm Minh Triết - Tính tốn thiết kế cơng trình xử lý nước thải sinh hoạt công nghiệp, NXB Đại học Quốc gia TP HCM (2008) TCVN 51-1984: Thoát nước - Mạng lưới bên ngồi cơng trình - Tiêu chuẩn thiết kế Trần Mạnh Trí, Trần Mạnh Trung - Các q trình oxy hố nâng cao xử lý nước nước thải, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội (2006) Cheryan Munirb - Ultrafiltration and microfiltration handbook, 2nd edition, CRC Press, Florida (1998) 10 USEPA - Handbook on advanced photochemical oxidation processes APO EPA/625/R-01/004, USEPA, December 1998 11 Balmer M.E, Sulzberger B - Atrazine degradation in irradiated iron/oxalate systems: effects of pH and oxalate, Environmental Science & Technology 33 (14) (1999) 2418-2424 12 Bruce E Rittmann, Perry L McCarty - Environmental biotechnology: Principles and applications, McGraw-Hill, New York (2001) 78 Nghiên cứu ứng dụng trình oxy hóa nâng cao để xây dựng quy trình xử lý nước thải ABSTRACT STUDY OF THE ADVANCED OXIDATION PROCESSES (AOPs) FOR WASTEWATER TREATMENT OF THE PRACTICE AND TESTING CENTER - PHU YEN UNIVERSITY Truong Minh Tri*, Nguyen To Quoc Chung, Nguyen Thi Xuan Quy Mientrung University of Civil Engineering *Email: truongminhtri@muce.edu.vn In this study, advanced oxidation processes esp Fenton and Catazon systems were studied for upgrading wastewater treatment process of the experimental center at Phu Yen University The parameters such as pH, Fe2+, H2O2 dose, ratio of Fe2+/Al3+, O3, stirring agitation were investigated in this research The optimal results were applied to develop technological processes for treatment of wastewater of the experimental center - Phu Yen University Keywords: Fenton system, Catazon system, experimental center, wastewater treatment 79 ... 10% để thực quy trình xử lý thải ĐỀ XU T QUY TRÌNH XỬ LÝ NƢỚC THẢI TẠI TRUNG TÂM THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH ĐẠI HỌC PHÚ N Quy trình cơng nghệ hệ thống mạng lưới nước thải xử lý nước thải Trung tâm Thí. .. hiệu suất xử lý COD trình Catazon 3.3 Áp dụng thực tế Áp dụng 02 phương pháp Fenton Catazon để xử lý nước thải Trung tâm Thí nghiệm Thực hành - Trường Đại học Phú n quy mơ Phịng thí nghiệm cho... dụng cho 10 m3 nước thải Hệ thống xử lý nước thải Trường Đại học Phú n mơ hình thực tế: Hình Hệ thống xử lý nước thải Trường Đại học Phú Yên KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Oxy hóa nâng cao phƣơng pháp