(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu đánh giá công nghệ xử lý nước thải nhiễm một số hợp chất dễ nổ họ nitramin ở một số nhà máy trong công nghiệp quốc phòng và đề xuất giải pháp cải thiện

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Hồ Thanh Nga NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHIỄM MỘT SỐ HỢP CHẤT DỄ NỔ HỌ NITRAMIN Ở MỘT SỐ NHÀ MÁY CƠNG NGHIỆP QUỐC PHỊNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CẢI THIỆN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÀ NỘI, 2017 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Hồ Thanh Nga NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHIỄM MỘT SỐ HỢP CHẤT DỄ NỔ HỌ NITRAMIN Ở MỘT SỐ NHÀ MÁY CƠNG NGHIỆP QUỐC PHỊNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CẢI THIỆN Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường Mã số: 60520320 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS HOÀNG XUÂN CƠ TS NGUYỄN HẢI BẰNG HÀ NỘI, 2017 MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN .3 1.1 Tổng quan hợp chất nhóm nitramin ứng dụng 1.1.1 Đặc điểm, tính chất lý hóa hexogen (RDX) 1.1.2 Đặc điểm, tính chất lý hóa octogen (HMX) 1.1.3 Đặc điểm, tính chất lý hóa Tetryl 1.1.4 Độc tính hợp chất nhóm Nitramin 1.1.5 Ứng dụng hợp chất Nitramin Cơng nghiệp quốc phịng .6 1.2 Hiện trạng hoạt động sản xuất ô nhiễm nước thải nhiễm RDX, HMX, Tetryl 1.2.1 Hiện trạng sản xuất sử dụng thuốc nổ Thế giới .7 1.2.2 Hiện trạng sản xuất sử dụng thuốc nổ Việt Nam 1.3 Giới thiệu phương pháp xử lý nước thải nhiễm thuốc nổ 10 1.3.1 Phương pháp học 10 1.3.2 Phương pháp sinh học 10 1.3.3 Phương pháp hóa học 12 1.3.4 Phương pháp công nghệ tiên tiến 15 1.4 Một số hệ thống xử lý nước thải nhiễm thuốc nổ 16 1.4.1 Hệ thống xử lý nước thải nhiễm thuốc nổ phương pháp oxy hóa nước siêu tới hạn 16 1.4.2 Hệ thống xử lý nước thải nhiễm RDX 18 1.4.3 Hệ thống xử lý nước thải nhiễm dinitrodiazophenol (DDNP) 19 1.5 Phương pháp đánh giá công nghệ 20 i 1.5.1 Tình hình ứng dụng đánh giá cơng nghệ môi trường giới Việt Nam 20 1.5.2 Ý nghĩa việc đánh giá công nghệ xử lý nước thải 22 1.5.3 Nội dung đánh giá công nghệ 23 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25 2.1 Đối tượng, phạm vi địa điểm nghiên cứu .25 2.2 Phương pháp nghiên cứu 25 2.2.1 Phương pháp thu thập tổng hợp tài liệu: .25 2.2.2 Phương pháp điều tra khảo sát : 25 2.2.3 Phương pháp lấy mẫu phân tích mẫu .25 2.2.4 Phương pháp phân tích đánh giá công nghệ: .26 2.3 Thiết bị hóa chất 26 2.3.1 Thiết bị phân tích: 26 2.3.2 Phân tích mẫu nghiên cứu 27 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .30 3.1 Kết điều tra trạng hoạt động sở sản xuất có nước thải nhiễm RDX, HMX, Tetryl 30 3.1.1 Nhà máy TN 30 3.1.2 Nhà máy TQ 35 3.1.3 Nhà máy VP 38 3.2 Đánh giá công nghệ xử lý nước thải nhiễm thuốc nổ Nitramin 42 3.2.1 Các tiêu chí Kỹ thuật 42 3.2.2 Các tiêu chí Kinh tế 44 3.2.3 Các tiêu chí Mơi trường 48 ii 3.2.4 Các tiêu chí Xã hội 49 3.2.5 Lượng hóa tiêu chí đánh giá 49 3.3 Đề xuất giải pháp Công nghệ giảm thiểu phát thải RDX, HMX, Tetryl tác động xấu tới Môi trường 52 3.3.1 Nghiên cứu thử nghiệm loại RDX, HMX Tetryl .53 3.3.2 Thiết lập mơ hình giải pháp công nghệ xử lý nước thải nhiễm RDX, HMX, Tetryl nhà máy uốc ph ng 56 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .59 TÀI LIỆU THAM KHẢO .61 PHỤ LỤC PHIẾU KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM NHÀ MÁY TN 65 PHỤ LỤC PHIẾU KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM NHÀ MÁY TQ 66 PHỤ LỤC PHIẾU KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM NHÀ MÁY VP 67 iii MỞ ĐẦU Trong bối cảnh tồn cầu hóa kinh tế nay, việc phát triển Cơng nghiệp Quốc phịng xu hướng phát triển đất nước Các sở quốc phịng sản xuất, gia cơng vật liệu nổ phát triển nước ta Trong đó, thuốc nổ họ nitramin loại thuốc nổ phá điển hình, sử dụng rộng rãi với khối lượng lớn công nghiệp quốc ph ng Nước thải từ khu vực sản xuất đạn dược, thuốc nổ thường bị nhiễm chất thải độc hại hexogen (RDX), octogen (HMX), Tetryl thuộc họ nitramin Tuy khối lượng chất nước thải chưa nhiều mang tính độc hại cao môi trường Chúng tác nhân gây ung thư ảnh hưởng trực tiếp tới sức kh e cộng đồng khu vực xung quanh nguồn nước bị ô nhiễm Tuy nhiên công trình nghiên cứu cơng nghệ xử lý loại chất thải đặc biệt nước thải hạn chế Hiện tượng ô nhiễm môi trường nước, đất, khí hóa chất có tính nổ RDX, HMX, Tetryl phát sớm, nước ta nguồn phát sinh chất thải quốc ph ng đặc chủng chủ yếu dây chuyền công nghệ sản xuất gia công vật liệu nổ, sửa chữa, bảo quản, niêm cất vũ khí, đạn dược trang bị kỹ thuật uân đội Các loại chất thải nguy hại phát sinh từ sở dây chuyền không xử lý bị phát tán môi trường gây ô nhiễm cho môi trường nước, đất, khơng khí ảnh hưởng xấu đến sức kh e người lao động cư dân khu vực xung uanh nơi đơn vị đóng n Vì vậy, đánh giá trạng sử dụng, sản xuất công nghệ xử lý nước thải áp dụng từ đề xuất giải pháp Quản lý Công nghệ tăng hiệu hoạt động cho hệ thống xử lý nước thải việc làm cấp thiết RDX, HMX, Tetryl thuộc nhóm nitramin chất tương đối độc, độc TNT Chính nước thải ị nhiễm RDX, HMX, Tetryl đối tượng cần nghiên cứu xử lý Đây để đề xuất đề tài luận văn với tên gọi: “Nghiên cứu đánh giá công nghệ xử lý nước thải nhiễm số hợp chất dễ nổ họ nitramin số nhà máy cơng nghiệp quốc phịng đề xuất giải pháp cải thiện” Mục tiêu luận văn là: - Nghiên cứu đánh giá trạng sử dụng, sản xuất công nghệ xử lý nước thải nhiễm số loại thuốc nổ nhóm nitramin (RDX, HMX, Tetryl) số nhà máy công nghiệp uốc ph ng - Đề xuất giải pháp quản lý công nghệ để tăng hiệu uả hoạt động cho hệ thống xử lý Từ đó, ta cần giải uyết nội dung luận văn sau: - Tổng uan đặc tính lý, hóa độc tính hợp chất dễ nổ họ nitramin - Nghiên cứu ảnh hưởng hợp chất nitramin tới thủy vực nhận nước thải - Đánh giá công nghệ xử lý nước thải nhiễm hợp chất họ nitramin sở Việt Nam có so sánh với tình hình chung giới - Đề xuất giải pháp uản lý, công nghệ giảm thiểu phát thải hợp chất RDX, HMX, Tetryl sở nghiên cứu tác động xấu tới Môi trường CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan hợp chất nhóm nitramin ứng dụng Nitramin hợp chất hữu có nhóm nitro (-NO2) gắn với amin,là loại chất nổ nitrat hữu cơ, hợp chất thường sử dụng thực tế chất hexogen hay RDX (Xiclotrimetylentrinitramin, có cơng thức hóa họchexahydro-1,3,5-trinitro-1,3,5 triazine), octogen hay HMX (Xiclotetrametylen tetranitramin, chất nổ có nhiệt nóng chảy cao, cơng thức hóa học octahydro-1,3,5,7-tetranitro-1,3,5,7 tetrazocine) Tetryl (cơng thức hóa học 2,4,6Trinitrophenyl-N-Metylnitramin) 1.1.1 Đặc điểm, tính chất lý hóa hexogen (RDX) Đặc điểm cấu tạo RDX (Royal Demolition eXplosive) c n gọi cyclonite hay hexogen C6H6O6 (RDX) thuốc nổ qn mạnh có cơng thức hóa học 1,3,5-trinitro-1,3,5-triazine cấu tạo sau: C H2 O2N N N C H2 C H2 NO2 N NO2 RDX tương đối nhạy nổ, thường sử dụng dạng hỗn hợp với chất nổ khác, để nhồi vào loại bom, đạn, mìn, tên lửa, rốc két RDX xem mạnh có sức cơng phá lớn chất nổ mạnh quân Tính vật lý RDX tinh khiết chất rắn màu trắng, khối lượng phân tử 222,117g RDX mạch vòng, bắt đầu bị phân hủy khoảng 170°C tan nước (độ tan nước 20oC 38,4 - 38,9mg/l), khó ay hơi, khó hấp thụ vào đất di chuyển vào nước ngầm từ đất, bị phân huỷ khơng khí nước vài phân huỷ chậm đất Tính chất hóa học RDX hịa tan khơng bị phân hủy axit nitric đặc, lạnh kết tủa cách pha loãng axit với nước RDX bị thủy phân xử lý với dung dịch kiềm pha nước-axeton RDX thuốc nổ mạnh nhạy so với tetryl 1.1.2 Đặc điểm, tính chất lý hóa octogen (HMX) Đặc điểm cấu tạo HMX (High Melting eXplore) chất nổ dạng rắn có lượng cao sản xuất rộng rãi đơn vị uân giới HMX c n gọi Octogen cyclotetrametylen-tetranitramin Công thức cấu tạo HMX C H2 O2N O2N NO2 N N C H2 C H2 N N C H2 NO2 HMX phát sản phẩm phụ sản xuất RDX Mặc dù nhạy nổ có sức cơng phá lớn RDX, HMX thường trộn với hợp chất, TNT Tính chất vật lý HMX chất rắn, không màu, khối lượng phân tử 296,20g, tan không đáng kể nước, 20oC tan 5mg/l HMX khó tan axit sunfuric dung dịch kiềm, tan axeton tốt so với RDX Tính chất hóa học nổ cháy HMX hợp chất tương đối hoạt động, bảo quản ánh sáng thực tế không bị biến đổi Axit sunfuric đậm đặc phân hủy HMX chậm chút so với RDX, song thủy phân kiềm nhanh đáng kể HMX tạo phức phân tử với nhiều hợp chất Nó tạo phức phân tử ền (1:1) với dimetylfocmamit, phức có tính chất hấp thụ ánh sáng, uang học, tinh thể học so màu đặc trưng 1.1.3 Đặc điểm, tính chất lý hóa Tetryl Đặc điểm cấu tạo Tetry 2,4,6 - trinitrophenylnitramin, hóa chất nổ thuộc nhóm nitramin, có cơng thức cấu tạo sau: Tính chất vật lý củaTetryl chất tinh thể trắng, khối lượng riêng tetryl 1,73g/cm3; Tetryl không hút ẩm, tan nước (0,019% 50oC 0,184% 100oC), dễ tạo dung dịch uá ão hoà enzen xuất solvat Tính chất hóa học nổ cháy: Tetryl chất trung tính, khơng tác dụng với kim loại phản ứng với kiềm cac onnat natri kali 1.1.4 Độc tính hợp chất nhóm Nitramin Một số độc tính RDX nghiên cứu sau: Đối với động vật: Gây co giật nuốt hít phải lượng lớn RDX Thí nghiệm chuột ăn RDX tháng ị tổn thương thận gan, giảm trọng lượng Không gây dị tật bẩm sinh th xuất chuột Đối với người: gây co giật, buồn nơn, ói mửa hít nuốt lượng lớn Cơ uan ảo vệ môi trường Hoa kỳ xác định RDX chất gây ung thư (nhóm C) RDX khơng tích lũy cá người RDX chất chuyển hóa báo cáo có gây thiệt hại tới sinh vật đất nước Độc tính HMX nghiên cứu có kết luận công bố sau: Đối với động vật: HMX nghiên cứu động vật, nhìn chung độc tính thấp Nghiên cứu chuột th HMX gây hại cho gan hệ thần kinh trung ương nuốt phải octogen tiếp xúc với da Liều thấp gây ất kỳ hiệu ứng động vật 100mg kg trọng lượng thể ngày (mg/kg/ngày) da; đường uống 165 mg/kg/ngày 3.3.1 Nghiên cứu thử nghiệm loại b RDX, HMX Tetryl Được tham gia Nhóm nghiên cứu phương pháp xử lý hợp chất NAs, tơi trợ giúp Nhóm nghiên cứu tiến hành nhiều phương pháp khác để xử lý hợp chất NAs mơi trường nước (điện hóa, Fenton, Fenton-UV, …) Với trình Fenton quang Fenton, Nhóm nghiên cứu tiến hành thiết kế mơ hình thí nghiệm để xử lý mẫu nước thải chứa NAs phòng thí nghiệm hình 3.10 Hình 3.10 Mơ hình hệ thống thiết bị thực phản ứng oxi hóa quang hóa NAs mơi trường nước Hệ phản ứng gồm bình thủy tinh (1) có dung tích lít dùng để chứa dung dịch chất phản ứng; Bình (1) kiểm sốt nhiệt độ, theo dõi pH thay đổi trình phản ứng để hở nhằm bão hịa oxi khơng khí Dung dịch phản ứng khuấy liên tục trình thí nghiệm máy khuấy từ 300 vịng/phút (2) tuần hoàn nhờ máy ơm định lượng tốc độ 750 mL/phút (3) Bơm định lượng (3) kết nối bình chứa dung dịch (1) buồng phản ứng Fenton/quang Fenton (4) để tuần hoàn dung dịch Trong buồng phản ứng (4) lắp đèn UV công suất 15 W ước sóng 254 nm nằm dọc uồng phản ứng phân cách với nước thải ống thạch anh ao uanh đèn, chiều dày lớp chất l ng 3cm Dung dịch nghiên cứu chuẩn ị s n từ ình chứa chất phản ứng (1), ơm ua ơm định lượng (3) đến uồng phản ứng (4) lại tuần hồn ình 53 (1) Đèn UV ật sáng tiến hành uang Fenton, trình Fenton khơng có uang hóa khơng dùng đèn UV Theo kết nghiên cứu đề tài [2], sử dụng trình Fenton-UV để xử lý nguồn nước bị nhiễm đồng thời Tetryl, RDX, HMX đồ thị sau: 1.200 a Tetryl/Fenton 1.000 C/C0 0.800 Tetryl/Fenton-UV 0.600 0.400 0.200 0.000 10 20 30 40 50 Thời gian (phút) Hình 3.11 Ảnh hưởng thời gian đến biến đổi nồng độ tetryl hệ tetryl/Fenton-UV (Điều kiện: pH=3, CFe2+=0,675 mM, H2O2=14,5 mM, CTet=38,46 mg/L, T=25oC) a 1.200 RDX/Fenton 1.000 RDX/Fenton-UV C/C0 0.800 0.600 0.400 0.200 0.000 10 20 30 40 50 Thời gian (phút) Hình 3.12 Ảnh hưởng thời gian đến biến đổi nồng độ RDX hệ RDX/Fenton-UV (Điều kiện: pH=3, CFe2+=0,675 mM, H2O2=14,5 mM, CRDX=19,22 mg/L, T=25oC) 1.200 a HMX/Fenton 1.000 C/C0 0.800 HMX/Fenton-UV 0.600 0.400 0.200 0.000 10 20 30 40 50 Thời gian (phút) Hình 3.13 Ảnh hưởng thời gian đến biến đổi nồng độ HMX hệ HMX/Fenton-UV (Điều kiện: pH=3, CFe2+=0,675 mM, H2O2=14,5 mM, CHMX=5,12 mg/L, T=25oC) 54 Từ kết nghiên cứu cho thấy hiệu xử lý hợp chất NAs phương pháp uang Fenton hiệu đáng kể so với phương pháp Fenton thông thường, xử lý nước thải có chứa hỗn hợp chất ô nhiễm cách hiệu Sở dĩ có thay đổi đáng kể độ chuyển hóa hệ giải thích rằng, có thêm xạ UV dung dịch xảy nhiều trình khác ảnh hưởng đến hệ oxi hoá như: oxi hoá chất NAs sản phẩm trung gian phản ứng quang hoá, xảy phản ứng Fenton để sinh gốc OH (Fe2+ + H2O2 → Fe3+ + •OH + OH-) Ngồi cịn có phản ứng quang phân H2O2 thành OH (H2O2 + hν→ 2•OH) phân huỷ H2O thành OH (Fe3+ + H2O + hv Fe2+ + H+ + •OH) Do lượng gốc OH tạo phản ứng lớn, dẫn đến độ chuyển hóa tăng mạnh Hơn nữa, nhận thấy phản ứng phân huỷ H2O thành OH tạo gốc OH mà khử Fe3+ Fe2+ để tạo điều kiện cho phản ứng Fenton tiếp tục xảy theo vịng tuần hồn Chính phản ứng tận dụng triệt để vai trò chất xúc tác Fe2+ cho trình xử lý để nâng cao hiệu so với q trình Fenton thơng thường Đây ưu trội trình quang Fenton Ta thấy phương pháp Fenton-UV cịn xử lý hiệu nước thải có chứa đồng thời hợp chất NAs mà số phương pháp khác xử lý không hiệu Sau kết nghiên cứu xử lý đồng thời tetryl RDX ằng uá trình uang Fenton Bảng 3.19 Kết xử lý nguồn nước nhiễm đồng thời tetryl RDX tác nhân Fenton-UV Thời gian (phút) 10 20 30 60 Tetryl Nồng độ Độ chuyển hóa Ctet (mg/L) η (%) 35,24 17,24 51,08 4,45 87,37 100 55 RDX Nồng độ Độ chuyển hóa CRDX (mg/L) η (%) 22,78 11,49 49,56 4,36 80,86 1,02 95,52 100 Từ kết bảng cho thấy, độ chuyển hóa tetryl hỗn hợp cao RDX Hệ Fenton-UV xử lý đạt hiệu quả, giải pháp tốt cho việc xử lý hợp chất NAs thực tế sản xuất sử dụng Nhà máy Nghiên cứu xử lý đồng thời RDX HMX tiến hành cho kết uả thể ảng 3.20 Bảng 3.20 Kết xử lý nguồn nước bị nhiễm đồng thời RDX HMX phản ứng Fenton-UV Thời gian (phút) HMX RDX Nồng độ Độ chuyển hóa Nồng độ Độ chuyển hóa CHMX (mg/L) η (%) CRDX (mg/L) η (%) 4,76 21,58 10 2,65 44,33 11,12 48,47 20 1,68 64,71 3,76 82,58 30 0,78 83,61 0,89 95,88 60 100 100 Từ kết cho thấy, độ chuyển hóa hệ Fenton-UV đạt hiệu cao, Tetryl cao RDX cao HMX Sau 30 phút xử lý 100% Tetryl loại b , 60 phút RDX, HMX chuyển hóa 100% Có thể thấy, hệ Fenton-UV xử lý hiệu quả, sau 30 phút xử lý khoảng 90% (đối với RDX HMX), 100% (với Tetryl) Sau 60 phút mẫu nước chứa hợp chất ị loại hoàn toàn Như vậy, thấy phương pháp Fenton-UV đạt hiệu suất xử lý cao với nhiều loại chất hữu lại không đ i h i đầu tư an đầu lớn, đề xuất ứng dụng phương pháp vào dây chuyền xử lý nước thải Nhà máy sản xuất thuốc phóng thuốc nổ, sửa chữa vũ khí đạn 3.3.2 Thiết lập mơ hình giải pháp cơng nghệ xử lý nước thải nhiễm RDX, HMX, Tetryl nhà máy quốc ph ng Từ thử nghiệm trên, ta nhận thấy nguồn nước thải nhiễm hợp chất NAs ứng dụng phương pháp oxy hóa nâng cao để xử lý ô nhiễm Tuy nhiên, trước đưa vào hệ thống phản ứng cần điều chỉnh pH=3 để đạt hiệu xử lý cao Thời gian để phân hủy hoàn toàn nước chứa hợp chất Tetryl, RDX 56 HMX 60 phút, cần tối đa 30 phút lượng chất ô nhiễm giảm khoảng 90-95% Thời gian phản ứng 30 phút giảm đáng kể lượng sử dụng giảm thời gian thực hoàn thiện hệ thống xử lý, nồng độ c n lại hợp chất sau Fenton-UV c n khoảng 5-10 mg/L Đối chiếu với QCVN uy định xả thải hợp chất hữu nói chung phải khoảng 0,1 mg/L, luận văn kết hợp với phương pháp hấp phụ ằng than hoạt tính để loại phần hữu c n lại Mơ hình xử lý kết hợp nước thải uốc ph ng nhiễm hợp chất nổ nhóm nitramin đề xuất hình 3.14 ên Quy trình xử lý mô tả sau: - Đối tượng: nguồn nước thải nhiễm hợp chất NAs nồng độ cao (30 – 100 mg/l) - Nguyên lý: sử dụng phương pháp oxy hóa nâng cao Fenton – UV xử lý chất ô nhiễm NAs để giảm nồng độ đến mức phù hợp nồng độ NAs < 10 mg/l, sau chuyển vào hệ thống xử lý phương pháp hấp phụ than hoạt tính xử lý đến mức phù hợp QCVN để thải mơi trường Các ước quy trình cơng nghệ - Nước thải nhiễm NAs nồng độ khác cho qua song chắn rác (1) vào bể gom (2) - Nước sau qua bể gom đưa vào ể điều chỉnh pH, có máy ơm (3) điều khiển tự động đo pH đầu vào điều chỉnh đưa pH = 2-3 - Nước thải sau điều chỉnh pH đưa ua hệ thống Fenton-UV (4) 20p để giảm nồng độ chất ô nhiễm xuống 10 mg/l - Sau giảm nồng độ chất nhiễm điều chỉnh pH trung tính, sau ta đưa ua xử lý hấp phụ than hoạt tính (5) để xử lý triệt để chất hữu độc ền - Cuối cùng, nước sau xử lý hóa lý đưa vào ể lắng (6) chứa vào hồ sinh học Nhà máy Cặn bùn tách từ trình hấp phụ thu gom xử lý bùn cặn (7) 57 Song chắn rác (1) Nước thải từ phân xưởng sản xuất RDX, HMX Bể thu gom, điều hòa (2) Điểu chỉnh pH (pH=2-3) Điều chỉnh pH Hệ Fenton – UV (4) CNAs< 10mg/l Bơm điều khiển (3) Hấp phụ than hoạt tính (5) Hệ thống xử lý bùn cặn (7) Bể lắng, lọc (6) Hồ sinh học Nhà máy Hình 3.1 Mơ hình xử lý nước thải uốc ph ng nhiễm Nas 58 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Sau trình nghiên cứu, luận văn đạt số kết sau: Đã điều tra trạng hệ thống xử lý nước thải 03 Nhà máy công nghiệp quốc phịng Nhà máy TN có hệ thống xử lý nước thải chứa TNT với công suất 120 m3/ ngày đêm, cơng nghệ áp dụng oxy hóa hóa học kết hợp hấp phụ than hoạt tính Nhà máy TQ có hệ thống xử lý nước thải chứa TNT với công suất 28 m3/ngày đêm, công nghệ xử lý hấp phụ than hoạt tính Nhà máy VP, có hệ thống xử lý nước thải chứa DNT với công suất 70 m3/ ngày đêm Đã đánh giá công nghệ 03 hệ thống xử lý nước thải Nhà máy uốc ph ng TN, TQ VP, cho thấy: Hệ thống xử lý nước thải Nhà máy TN có hiệu suất xử lý tiêu hóa học vi sinh thấp: Hiệu xử lý TSS = 93 mg/l đạt hiệu suất 23,1%; COD = 86 mg/l hiệu suất đạt 34,1%; BOD = 46 mg/l hiệu suất 34,3%; Nitơ = 15 mg/l hiệu suất 46,4%; Coliform = 5400 mg/l đạt 41,9%, nhiên đạt tiêu chuẩn thải môi trường theo QCVN 40:2011/BTNMT, cột B Hiệu suất xử lý tiêu chất ô nhiễm thuốc nổ tương đối tốt: RDX = 1,39 mg/l hiệu suất 61,2%; HMX = 0,25 mg/l đạt 75,2%; Tetryl = 0,01 mg/l hiệu suất 95,2%, không đạt tiêu chuẩn thải Hệ thống xử lý nước thải Nhà máy TQ: có hiệu suất xử lý tiêu hóa lý vi sinh thấp: TSS = 188 mg/l đạt 18,3%; COD = 106 mg/l hiệu suất 24,3%; BOD = 30 mg/l hiệu suất 14,3% Trong có thông số TSS chưa đạt tiêu chuẩn thải môi trường QCVN 40:2011/BTNMT, cột B Đối với tiêu hợp chất thuốc nổ, hiệu suất xử lý tốt: TNT = 0,6 mg/l 97,9%; RDX = 1,57 mg/l 26,3%; HMX = 0,13 mg/l 62,9%; Tetryl = 0,03 mg/l 72,7% Hệ thống xử lý nước thải Nhà máy VP: có hiệu suất xử lý tiêu hóa lý vi sinh tốt: TSS = 41mg/l hiệu suất đạt 90,2%; COD = 92mg/l hiệu suất 78,1%; BOD = 31 mg/l hiệu suất 86,5%; Coliform = 400 mg/l hiệu suất đạt 90% 59 Các thông số đạt tiêu chuẩn thải môi trường theo QCVN 40:2011/BTNMT, cột B Hiệu suất xử lý tiêu chất ô nhiễm thuốc nổ tương đối tốt: RDX = 3,31 mg/l hiệu suất đạt 89,1%; HMX = 2,89 mg/l hiệu suất 84,3% Nhìn chung nhà máy có hệ thống thu gom từ nhà xưởng tới bể xử lý chung Hệ thống xử lý xây dựng quy mô phù hợp quy hoạch sử dụng vùng, không bị ảnh hưởng điều kiện thời tới vùng miền, kỹ thuật xử lý truyền thống kèm theo thiết ị tốt Các thông số môi trường thông thường TSS, COD, BOD đạt QCVN 40:2011/BTNMT cột B, chất nổ ền độc chưa loại hoàn toàn nồng độ c n cao Tuy nhiên chưa đưa giải pháp cơng nghệ tích hợp kỹ thuật tiên tiến có khả khống hóa hồn tồn chất hữu nên việc thải môi trường chưa đạt tiêu an tồn cho hệ sinh thái mơi trường Đã nghiên cứu khả loại RDX, HMX tetryl ằng phương pháp Fenton Fenton-UV phịng thí nghiệm Hiệu xử lý thuốc nổ đạt 100% 60 phút Trên sở đề xuất giải pháp cơng nghệ tổng hợp áp dụng xử lý nhiều loại hợp chất dễ nổ, phù hợp với tình hình sản xuất nhà máy uốc ph ng Việt Nam nói chung nhà máy nhà máy nghiên cứu nói riêng 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Vũ Quang Bách, Đỗ Bình Minh, Đỗ Ngọc Khuê (2012) Khả sử dụng phương pháp điện phân số tác nhân oxi hóa để phân hủy đồng thời hexogen tetryl nhiễm mơi trường nước Tạp chí Nghiên cứu khoa học Công nghệ quân 21, 2012, tr 78 Vũ Quang Bách (2016) Nghiên cứu thiết lập giải pháp công nghệ tổng hợp xử lý nước thải bị nhiễm số loại thuốc nổ thuộc nhóm nitramin Luận án Tiến sĩ Hóa học, Viện KH-CN Quân Nguyễn Hải Bằng (2011) Nghiên cứu đặc điểm trình hấp phụ chất nổ nhóm nitramin mơi trường nước ứng dụng xử lý môi trường Luận án tiến sĩ Hóa học, Viện KH – CN quân Cục bảo vệ Môi trường (2007-2008).Báo cáo tổng hợp nhiệm vụ Hồn thiện trình ban hành uy định quy trình xét chọn, đánh giá thẩm định công nghệ môi trường phù hợp điều kiện Việt Nam, Hà Nội Đỗ Ngọc Khuê, Nguyễn Văn Đạt, Đỗ Bình Minh, Nguyễn Quang Toại (2004) Nghiên cứu sở khoa học việc ứng dụng phương pháp điện phân để xử lý nước thải công nghiệp thuốc phóng thuốc nổ Tuyển tập báo cáo Hội nghị KH Môi trường lần I, Trung tâm KHKT-CNQS, Hà Nội, 2004, tr 177-182 Đỗ Ngọc Khuê cộng (2004) Nghiên cứu công nghệ xử lý chất thải hoạt động uân sinh Báo cáo tổng kết đề tài cấp Bộ uốc ph ng, Cục KHCN - MT Đỗ Ngọc Khuê, Nguyễn Văn Đạt, Đỗ Bình Minh, Nguyễn Quang Toại (2004) Nghiên cứu ảnh hưởng chất điện cực tới trình phân hủy điện hóa số hợp chất nitro thơm ứng dụng xử lý nước thải cơng nghiệp quốc phịng Tuyển tập báo cáo Hội nghị KH Môi trường lần I, Trung tâm KHKT-CNQS, Hà Nội, 2004, tr 203-206 Đỗ Ngọc Khuê (2005) Ứng dụng giải pháp công nghệ sinh học (sử dụng thực vật bậc cao chế phẩm vi sinh) để cải tạo phục hồi vùng đất bị nhiễm thuốc nổ thuốc phóng Báo cáo kết nhiệm vụ cấp Bộ quốc phịng, Trung tâm Khoa học Kỹ thuật Cơng nghệ Quân 61 Đỗ Ngọc Khuê cộng (2005) Nghiên cứu công nghệ sinh học xử lý chất thải Quốc ph ng đặc chủng ô nhiểm vi sinh vật độc hại Báo cáo tổng kết đề tài cấp nhà nước mã số KC 04 10, Bộ KHCN 10 Đỗ Ngọc Khuê , Tô Văn Thiệp, Nguyễn Quang Toại (2005) Nghiên cứu ứng dụng giải pháp công nghệ để xử lý chất thải độc hại đặc thù Quốc phòng Tuyển tập áo cáo khoa học, Hội nghị mơi trường tồn uốc, Hà nội 112005, tr 1171 - 1178 11 Đỗ Ngọc Khuê cộng (2007) Nghiên cứu khả khử độc cho nước thải bị nhiễm thuốc nổ TNT thuỷ trúc (Cyperus alternilolius linn) Tạp chí Khoa học Cơng nghệ, tập 45, (03) 12 Đỗ Ngọc Khuê (2007) Ứng dụng công nghệ phytoremediation đồng để khử độc phục hồi sinh học cho vùng đất bị nhiễm hóa chất độc hại Báo cáo tổng kết đề tài – Bộ Quốc Phịng 13 Đỗ Ngọc Kh (2010), Cơng nghệ xử lý chất thải nguy hại phát sinh từ hoạt động Quân sự, NXB Quân đội nhân dân, Hà Nội 14 Nguyễn Thị Hà (2015), Bài giảng công nghệ môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên 15 Đỗ Bình Minh (2015) Nghiên cứu q trình chuyển hóa môi trường nước hợp chất nitrophenol số hệ oxi hóa nâng cao kết hợp xạ UV Luận án Tiến sĩ Hoá học, Viện KH - CN quân 16 Nguyễn Ngọc Phong cộng (2008) Chế tạo điện cực anot trơ có độ bền cao để xử lý nước thải công nghiệp phương pháp điện hóa Đề tài cấp nhà nước KC.02.04/06-2008, Bộ KHCN 17 Lê Trọng Thiếp (2002), Hóa học độ bền vật liệu nổ Giáo trình cao học NXB Quân đội nhân dân, Hà Nội 18 Nguyễn Quang Toại (2002): Nghiên cứu trình phân huỷ 2,4,6- trinitrotoluen; 2,4-dinitrotoluen; 2,4,6-trinitrorezocxin phương pháp điện hoá ứng dụng xử lý nước thải công nghiệp Luận án tiến sĩ hoá học, Viện KH&CN Quân 62 19 Tổng cục Môi trường (2011), Tài liệu kỹ thuật hướng dẫn đánh giá phù hợp công nghệ xử lý nước thải giới thiệu số công nghệ xử lý nước thải ngành Chế biến thủy sản, Dệt may, Giấy bột giấy 20 Trần Mạnh Trí, Trần Mạnh Trung (2005) Các q trình oxi hóa nâng cao xử lý nước nước thải, sở khoa học ứng dụng NXB Khoa học Kỹ thuật Tiếng Anh 21 Akin Karci, Idil Arslan-Alaton, Miray Bekbolet, Gul Ozhan, Buket Alpertunga (2014) H2O2/UV-C and Photo-Fenton treatment of a nonylphenol polyethoxylate in synthetic freshwater: Follow-up of degradation products, acute toxicity and genotoxicity.Chemical Engineering Journal, Volume 241, April 2014, pp 43-51 22 Brillas E, Sirộs I, Oturan M A (2009) Electro-Fenton Process and Related Electrochemical Technologies Based on Fenton’s Reaction Chemistry Chem Rev, 2009, 109 (12), pp 6570–6631 23 Carlos A Martínez-Huitle, Enric Brillas (2009) Decontamination of wastewaters containing synthetic organic dyes by electrochemical methods Applied Catalysis B: Environmental, Volume 87, Issues 3–4, April 2009, pp 105–145 24 Marianne E Walsh and Thomas A.Ranney (1998) Determination of Nitroaromatic, Nitramine, and Nitrate Ester Explosives in Water using SPE and GC-ECD, comparison with HPLC Cold Regions Research & Engineering Laboratory/ US Army Corps of Engineers Report 98-2 25 Ken Rainwater, Caryl Heintz, Tony Mollagen Lance Hansen (2002) In Situ Biodegradation of High Explosives in Soils: Field Demonstration Bioremediation Journal 6(4): 351-371 26 Kyung-Duk Zoh, Michael K.Stenstrom (2002) Fenton oxidation of hexahydro- 1,3,5-trinitro-1,3,5-triazine (RDX) and octahydro-1,3,5,7-tetranitro1,3,5,7-tetrazocine (HMX) Water Research 36 (2002) 1331-1341 63 27 Hui Zhang, Chengzhi Fei, Daobin Zhang, Feng Tang (2007) Degradation of 4-nitrophenol in aqueous medium by electro-Fenton method.Journal of Hazardous Materials, Volume 145, Issues 1–2, 25 June 2007, pp 227-232 28 Marianne E Walsh, Thomas A.Ranney (1998) Determination of Nitroaromatic, Nitramine, and Nitrate Ester Explosives in Water using SPE and GC-ECD comparison with HPLC Report from US Army Corps of Engineers 29 Ming-Jer Liou, Ming-Chun Lu, Jong-Nan Chen (2003) Oxidation of explosives by Fenton and photo-Fenton processes Water Research 37 (2003) 3172 - 3179 30 Ming Jer Liou, Ming Chun Lu, Jong Nan Chen, (2004), Oxidation of TNT by photo-Fenton process, Chemosphere, Vol 57 pp 1107-1114 31 M.J.Liou, M.C.Lu (2007).Catalytic degradation of nitroaromatic explosives with Fentons reagent J.Mol.Cata A277 (2007), pp 155-163 32 Serra A, Domènech X, Arias C, Brillas E, Peral J (2009) Oxidation of α- methylphenylglycine under Fenton and electro-Fenton conditions in the dark and in the presence of solar light Applied Catalysis, Volume 89, Issues 1- 2, July 2009, pp 12– 21 33 Shuang-jun Chang, Yu-cun Liu, Xue-quin Yang (2013) Study on Explosive Wastewater Treatment by Supercritical Water Oxidation Advanced Materials Research Vols 610-613(2013), pp 1934-1938 34 U.S Deparment of Health and Human services (2012) Toxicological Profile for RDX 35 Yong Chen, Lei Hong, Weiqing Han, Xiuyun Sun, Jiansheng Li (2011) Treatment of high explosive production wastewater containing RDX by combined electrocatalytic reaction and anoxic-oxic biodegradation Chemical Engineering Journal 168 (2011) 1256 – 1262 36 Yue Yuan, Bo Lai, Yun-Yi Tang (2016) Combined Fe0/air and Fenton process for the treatment of dinitrodiazophenol (DDNP) industry wastewater Chemical Engineering Journal 283 (2016) 1514-1521 64 PHỤ LỤC PHIẾU KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM NHÀ MÁY TN 65 PHỤ LỤC PHIẾU KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM NHÀ MÁY TQ 66 PHỤ LỤC PHIẾU KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM NHÀ MÁY VP 67 ... nước thải nhiễm số hợp chất dễ nổ họ nitramin số nhà máy cơng nghiệp quốc phịng đề xuất giải pháp cải thiện? ?? Mục tiêu luận văn là: - Nghiên cứu đánh giá trạng sử dụng, sản xuất công nghệ xử lý nước. .. điểm nước thải nhiễm hợp chất dễ nổ nitramin, thông số ản đánh giá nước thải nhiễm hợp chất dễ nổ …) - Thu thập tài liệu phương pháp, công nghệ xử lý nước thải nhiễm hợp chất dễ nổ nitramin 2.2.2...ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Hồ Thanh Nga NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHIỄM MỘT SỐ HỢP CHẤT DỄ NỔ HỌ NITRAMIN Ở MỘT SỐ NHÀ MÁY CƠNG NGHIỆP