Quy trình phân huỷ thuốc bảo vệ thực vật tại chỗ bằng phương pháp hoá học kết hợp với sinh học

Nội dung nghiên cứu trình bày quy trình phân huỷ thuốc bảo vệ thực vật tại chỗ bằng phương pháp hoá học kết hợp với sinh học. Để hiểu rõ hơn mời các bạn tham khảo chi tiết nội dung bài viết.

K t qu nghiên c u KHCN QUY TRÌNH PHÂN HỦY THU C B O V TH C V T T I CH B NG PH NG PHÁP HÓA H C K T H P SINH H C ThS Nguyeãn Thị Thúy Hằng, CN Nguyễn Khánh Huyền KS Nguyễn Văn Lâm Trung tâm KH An toàn lao động Viện Nghiên cứu KHKT Bảo hộ lao động Tóm tắt: Các trình oxi hóa nâng cao trình phân hủy oxi hóa dựa vào gốc tự hoạt động hydroxyl *HO tạo trình xử lý Nhờ ưu bật việc loại bỏ chất ô nhiễm hữu cơ, đặc biệt chất hữu khó phân hủy sinh học (POP), trình oxi hóa nâng cao dựa gốc tự *HO xem “chìa khóa vàng” để giải toán đầy thách thức kỷ cho ngành xử lý nước nước thải Xử lý sinh học nước thải sau trình oxy hóa nâng cao bùn hoạt tính đưa giá trị BOD COD thấp giúp trình xử lý đáp ứng tiêu chuẩn xả thải với thời gian xử lý không dài Abstract: Advanced oxidation processes are oxidative decomposition process based on the *HO active hydroxyl radicals, they are formed in this process Based on advantages in removing organic contaminants, especially Persistent Organic Pollutants (POP), advanced oxidation processes of *HO be viewed as a "key echo" to solving the challenge of centuries for the water and wastewater processing industry today Biological treatment of wastewater after advanced oxidation process using activated sludge to low BOD or COD value will help the process to meet the discharge standard with a processing time not too long I ĐẶT VẤN ĐỀ ản lượng lương thực có hạt năm 2010 ước tính đạt gần 44,6 triệu tấn, vượt 4,6 triệu so với mục tiêu đề Chiến lược phát triển kinh tế -xã hội thời kỳ 2001-2010 tăng 10 triệu so với năm 2000, S lúa đạt gần 40 triệu tấn, tăng 7,4 triệu tấn; ngô 4,6 triệu tấn, tăng 2,6 triệu Lương thực sản xuất vừa đủ tiêu dùng nước, vừa tiếp tục củng cố giữ vững an ninh lương thực, mà cho phép nước ta xuất năm - triệu gạo Đạt thành tựu sản xuất lương thực có đóng góp không nhỏ việc sử dụng hóa chất nông nghiệp, có thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) Do nhu cầu sử dụng thuốc BVTV tăng, sở kinh doanh, buôn bán mặt hàng thuốc Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 1,2&3-2013 43 K t qu nghiên c u KHCN xử lý nước chứa thuốc BVTV phương pháp nghiên cứu sau: - Nghiên cứu lý thuyết thử nghiệm phòng thí nghiệm - Phân tích COD hoạt chất BVTV nước Ảnh minh họa, Nguồn: Internet BVTV ngày gia tăng Mặc dù BVTV mặt hàng kinh doanh có điều kiện sở có đầy đủ điều kiện quy định Kết tra 14.570 lượt cửa hàng, đại lý kinh doanh thuốc BVTV năm 2006 cho thấy có 14,8% vi phạm quy định kinh doanh thuốc BVTV Hầu hết loại thuốc BVTV sử dụng nông nghiệp Việt Nam nhập từ nước Hiện tượng nhập lậu loại thuốc BVTV (bao gồm thuốc cấm, thuốc danh mục, thuốc hạn chế sử dụng) vấn đề chưa thể kiểm soát Hàng năm có khối lượng lớn thuốc BVTV nhập lậu vào nước ta; tình trạng thuốc BVTV tồn đọng không sử dụng, nhập lậu bị thu giữ ngày tăng lên số lượng chủng loại Để bảo vệ sức khỏe cộng đồng bảo vệ môi trường, 44 viết đề cập đến quy trình phân hủy thuốc BVTV chỗ phương pháp hóa học kết hợp sinh học II PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Trong nghiên cứu này, sử dụng mô hình công nghệ tạo gốc hydroxyl *HO tạo trình xử lý kết hợp với lọc bùn hoạt tính để III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Thuốc BVTV sử dụng nghiên cứu gồm loại thuốc BVTV nhóm lân hữu (đại diện Maxfos) cacbamat (đại diện Bascide) 3.1 Phân hủy thuốc BVTV dung dịch kiềm nóng có xúc tác Thuốc BVTV phân hủy dung dịch kiềm nóng nhiệt độ 800C, khuấy liên tục trình phân hủy Trong trường hợp phân hủy có xúc tác, sử dụng phoi sắt đồng làm xúc tác Sau trình phân hủy kéo dài 50 phút, mẫu hòa tan nước mức độ Bảng Sự suy giảm COD thuốc BVTV môi trường kiềm nóng Loạ Khố Loạii Khối i thuố lượ thuốcc lượnngg BVTV (mg) BVTV (mg) Khôngg có có xú xúcctátácc COD COD sausau HiệHiệ u suấ t COD COD u suấ trướ c cxửxửlýlý xửxử lý lý giảgiả m COD trướ m COD (mg/L) (mg/L) (%)(%) (mg/L) (mg/L) Bascide Bascide 997,9 997,9 10505,98 10505,98 10029,5 10029,5 4,54,5 Maxfos Maxfos 811,7 811,7 8047,87 8047,87 3453,8 3453,8 57,1 57,1 9536,60 9536,60 28261,28 28261,28 6089,7 6089,7 1540,9 1540,9 36,1 36,1 94,5 94,5 Có xúcc taù taùcc Cu/Fe Cu/Fe Bascide Bascide Maxfos Maxfos 905,1 905,1 2879,1 2879,1 Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 1,2&3-2013 K t qu nghiên c u KHCN phân hủy thuốc BVTV biểu thị mức suy giảm COD nước Kết phân hủy thuốc BVTV điều kiện không có xúc tác dẫn bảng Kết dẫn bảng cho thấy hiệu suất giảm COD loại thuốc BVTV bước thủy phân kiềm nóng khác nhau, hiệu suất giảm COD hợp chất cacbamat (Bascide) môi trường kiềm nóng không xúc tác nhỏ với hiệu suất giảm 4,5% hiệu suất giảm COD hợp chất lân hữu (Maxfos) đạt tới 57% Kết suy giảm COD hỗn hợp thuốc BVTV- nước môi trường phân hủy có xúc tác hỗn hợp mạt đồng sắt tăng lên đáng kể, mức suy giảm COD hợp chất cacbamat (Bascide) tăng lên 36%, hợp chất lân hữu (Maxfos) lên tới 94,5% Có thể nhận thấy hợp chất lân hữu (Maxfos) dễ bị phân hủy môi trường kiềm nóng hợp chất cacbamat (Bascide), đồng thời nhận thấy hiệu đáng kể trình phân hủy loại thuốc BVTV môi trường có xúc tác Cu/Fe 3.2 Phân hủy thuốc BVTV nước oxy hóa nâng cao Áp dụng phương pháp quy hoạch thực nghiêm nghiên cứu, trình làm giảm COD nước chứa thuốc BVTV thực qua hai bước: Bước 1: Áp dụng phương pháp Fenton với tác nhân sử dụng sắt sunphat H2O2 Bước thực pH=3 Bước 2: Áp dụng phương pháp Peroxon với tác nhân sử dụng sắt sunphat kết hợp với H2O2 ozon Bước thực pH=8 Thí nghiệm thực sau: - Để đơn giản hóa trình thử nghiệm, nhóm nghiên cứu tiến hành thử nghiệm với mẫu thuốc BVTV Bascide Maxfos Quá trình xử lý thuốc BVTV thực qua giai đoạn: Xử lý kiềm nóng có xúc tác; Xử lý Fenton; Xử lý Peroxon - Tiến hành phân hủy mẫu hỗn hợp, 01 mẫu sử dụng để xác định hàm lượng COD ban đầu, 08 mẫu lại đưa vào sơ đồ quy hoạch thực nghiệm - Ở bước thực phản ứng Fenton, sau hòa tan hết muối sắt đưa vào dung dịch, điều chỉnh pH dung dịch giá trị pH= 3, bổ sung lượng hydropeoxit theo quy hoạch Sau để hỗn hợp hoàn thành phản ứng Fenton lắng bùn khoảng 24 giờ, tách lấy phần nước để tiếp tục thực bước Peroxon - Ở bước thực trình Peroxon, nước sau trình Fenton bổ sung lượng muối sắt theo quy hoạch, điều chỉnh pH dung dịch pH=8, bổ sung lượng hydropeoxit sục ozon theo quy hoạch Các mẫu sau hoàn thành trình sục khí ozon để lắng 24 giờ, tách lấy phần nước để xác định giá trị COD sau trình xử lý Fenton Peroxon Bảng Hiệu giảm COD trình Fenton Peroxon Mẫu Hiệu suất giảm COD (%) M0 Giá trị COD (mg/L) 3.121 298,4 90,44 435,4 86,05 499,0 84,01 474,5 84,79 475,5 84,76 469,6 84,95 428,5 86,27 424,6 86,39 Tạp chí Hoạt động KHCN An toàn - Sức khỏe & Môi trường lao động, Số 1,2&3-2013 45 K t qu nghiên c u KHCN Kết xác định COD mẫu nước hiệu suất giảm COD mẫu dẫn bảng Từ kết xác định suy giảm COD mẫu qua trình phản ứng Fenton Peroxon dẫn bảng 2, rút số kết luận sau: - Ở hầu hết thí nghiệm (7 số mẫu), mức suy giảm COD khác không đáng kể dao động khoảng 84- 86% Tuy nhiên mẫu số 1, với nhân tố mức cao suy giảm COD tăng lên đột ngột đạt 90% - So sánh suy giảm COD mẫu số 1, 2, 3, thấy việc tăng hàm lượng muối sắt với việc tăng lượng hydropeoxit bổ sung làm tăng tương đối hiệu suất loại bỏ COD Từ kết quy hoạch dẫn ra, nhóm nghiên cứu lựa chọn điều kiện tối ưu cho trình oxi hóa chất hữu nước thải chứa thuốc BVTV Fenton Peroxon Bảng Hàm lượng COD hoạt chất thuốc BVTV nước trước xử lý sinh học STT Hàm lѭӧng Kết xác định COD nước xử lý hóa lý (kiềm nóng, Fenton Peroxon) cho thấy hàm lượng COD nước xử lý hóa lý thấp, thích hợp cho việc lọc sinh học Hàm lượng hoạt chất (Fenobucarb Chlorpyrifos) nước xử lý hóa lý không đáng kể nằm giới hạn cho phép dư lượng thuốc BVTV quy chuẩn QCVN 24:2009/BTNMT, coät B COD (mg/L) Bascide - Maxfos - Fenobucarb (P Pg/L) Chlorpyrifos (Pg/L) 426,9 2,01