Treatment of effluent from instant coffee production using heterogeneous electro fenton process with fe3o4mn3o4 catalyst

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN THỊ CHI NHÂN NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI SẢN XUẤT CÀ PHÊ HỊA TAN BẰNG CƠNG NGHỆ FENTON ĐIỆN HĨA VỚI CHẤT XÚC TÁC Fe3O4/Mn3O4 TREATMENT OF EFFLUENT FROM INSTANT COFFEE PRODUCTION USING HETEROGENEOUS ELECTRO – FENTON PROCESS WITH Fe3O4/Mn3O4 CATALYST Chuyên ngành: Kỹ Thuật Môi Trường Mã số: 60 52 03 20 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 12 năm 2018 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠỊ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHQG-HCM Cán hướng dẫn khoa học 1: TS Huỳnh Khánh An Cán hướng dẫn khoa học 2: PGS.TS Nguyễn Tấn Phong Cán chấm nhận xét 1: PGS TS Ngô Mạnh Thắng Cán chấm nhận xét 2: PGS TS Trần Tiến Khôi Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 18 tháng 01 năm 2019 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: PGS TS Đặng Viết Hùng TS Nguyễn Trung Thành PGS TS Ngô Mạnh Thắng PGS TS Trần Tiến Khôi TS Nguyễn Nhất Huy Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGUYỄN THỊ CHI NHÂN MSHV: 1670868 Ngày, tháng, năm sinh: 30/ 04/ 1993 Nơi sinh: Đồng Tháp Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường Mã số: 60 52 03 20 TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất cà phê hoà tan cơng nghệ Fenton điện hóa với xúc tác Fe3O4/Mn3O4 NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:  Tổng hợp vật liệu Fe3O4/Mn3O4: sử dụng phương pháp đồng kết tủa, sau mẫu vật liệu đánh giá đặc tính kỹ thuật XRD,TEM, XRF  Khảo sát mức độ ảnh hưởng thông số vận hành: pH, mật độ dòng điện, hàm lượng Fe3O4/Mn3O4, nồng độ Na2SO4, khoảng cách điện cực, tốc độ cấp khí, tải trọng chất hữu thời gian phản ứng  Xác định điều kiện phản ứng tối ưu: thiết kế thí nghiệm mơ hình Box Behnken Design  Tính tốn lượng điện tiêu thụ khả thu hồi vật liệu NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 20/08/2018 NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 02/12/2018 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS Huỳnh Khánh An PGS TS Nguyễn Tấn Phong Tp HCM, ngày 28 tháng 12 năm 2018 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO TRƯỞNG KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN LỜI CẢM ƠN 0 Đề tài nghiên cứu khơng thể hồn thiện khơng có giúp đỡ từ Thầy cô, bạn bè gia đình dành cho em Đầu tiền, em xin dành lời cảm ơn sâu sắc đến TS Huỳnh Khánh An PGS TS Nguyễn Tấn Phong hướng dẫn em thực nghiên cứu Hai thầy hỗ trợ, hướng dẫn đưa lời khuyên hữu ích, đề nghị quý báu khuyến khích em suốt trình thực luận văn Đặc biệt, TS Huỳnh Khánh An không giảng viên hướng dẫn mà người giúp em phát triển kỹ mềm, tài liệu nghiên cứu chuyên sâu công nghệ để hoàn thiện luận văn tốt Em xin gửi lời cảm ơn đến khoa Môi Trường - Tài Nguyên Và Biến Đổi Khí Hậu trường đại học Công Nghiệp Thực Phẩm, đặc biệt NCS Nguyễn Đức Đạt Đức tận tình tạo điều kiện thuận lợi cho em thực luận văn phịng thí nghiệm trường Thầy người chia sẻ, hướng dẫn hỗ trợ em giải khó khăn suốt trình thực luận văn Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy cô khoa Môi Trường Và Tài Nguyên trường đại học Bách Khoa truyền đạt kiến thức quý giá, kinh nghiệm cho em suốt năm học tập trường Đây lời cảm ơn em muốn gửi đến gia đình, bạn bè động viên đồng hành em suốt thời gian học vừa qua Tp.HCM, ngày 28 tháng 12 năm 2018 Nguyễn Thị Chi Nhân TÓM TẮT LUẬN VĂN Vật liệu Fe3O4/Mn3O4 có kích thước nano, tổng hợp phương pháp đồng kết tủa, sử dụng chất xúc tác dị thể q trình Fenton điện hóa để xử lý nước thải từ trình sản xuất cà phê hịa tan Thí nghiệm thiết kế theo mơ hình Box Behnken Design bề mặt đáp ứng để tối ưu hóa q trình xử lý Hiệu loại bỏ DOC, COD độ màu điều kiện tối ưu đạt 93,31%, 87,91 % 97,69% Điều kiện vận hành tối ưu xác định pH = 3,7; mật độ dòng điện = 19,65 mA/cm2, 0,52 g/L Fe3O4/Mn3O4, 0,5 L/phút khơng khí, 0,028 M Na2SO4, khoảng cách điện cực = 2,5 cm, thời gian điện phân Sau trình xử lý, vật liệu Fe3O4/Mn3O4 thu hồi nam châm tái sử dụng lần liên tiếp Kết phân tích nhiễu xạ tia X (XRD) hiển vi điện tử truyền qua (TEM) cho thấy vật liệu có hoạt tính xúc tác khơng thay đổi, kích thước hạt giảm so với vật liệu ban đầu (Fe3O4/Mn3O4) ABSTRACT The Fe3O4/Mn3O4 nanoparticles were synthesized by co-precipitation and used as a heterogeneous Electro - Fenton catalyst for the treatment of wastewater from the production of instant coffee An experimental Box Behnken Design and response surface methodology were used to optimize this process The removal efficiency of DOC, COD and color were 93,31%, 87,91% and 97,69%, respectively The optimal operating conditions after hour of electrolysis were pH of 3,70, current density of 19,65 mA/cm2, 0,52 g/L of Fe3O4/Mn3O4, 0,5 L/min of air, 0,028 M of Na2SO4, and an electrode distance of 2,5 cm Finnally, the Fe3O4/Mn3O4 catalyst was recovered by using a magnet and reused for three more times The results of X-ray Diffraction (XRD) and Transmission Electron Microscopy (TEM) analysis showed their catalytic activity did not change The particle size was down from the original materials (Fe3O4/Mn3O4) LỜI CAM ĐOAN 0 Tôi xin cam đoan luận văn “Nghiên cứu xử lý nước thải sản xuất cà phê hịa tan cơng nghệ Fenton điện hóa với chất xúc tác Fe3O4/Mn3O4” cơng trình nghiên cứu cá nhân tơi, nội dung trình bày luận văn khơng chép Số liệu nghiên cứu thực trung thực Tôi xin chịu trách nhiệm nghiên cứu Tp.HCM, ngày 28 tháng 12 năm 2018 Người cam đoan Nguyễn Thị Chi Nhân MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC BẢNG vi DANH MỤC HÌNH vii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ix CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1.3 Tính đề tài 1.4 Ý nghĩa đề tài 1.5 Phạm vi nghiên cứu CHƯƠNG TỔNG QUAN 2.1 Tổng quan nước thải từ trình sản xuất cà phê hòa tan 2.2 Tổng quan cơng nghệ fenton điện hóa xúc tác dị thể 11 2.2.1 Quá trình Fenton cổ điển 11 2.2.2 Q trình Fenton điện hóa 11 2.2.3 Quá trình Fenton anode 13 2.2.4 Quá trình Fenton cathode 14 2.2.5 Công nghệ Fenton điện hóa xúc tác dị thể 14 2.3 Tổng quan Fe3O4 Mn3O4 19 2.3.1 Tổng quan phương pháp tổng hợp vật liệu nano 19 2.3.2 Đặc tính cấu trúc Fe3O4 Mn3O4 20 i CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24 3.1 Nội dung nghiên cứu 24 3.2 Đối tượng nghiên cứu 24 3.3 Phương pháp nghiên cứu 25 3.3.1 Phương pháp tổng quan tài liệu 25 3.3.2 Phương pháp phân tích thực nghiệm 25 3.3.3 Phương pháp thống kê xử lý số liệu 25 3.3.4 Tính tốn điện tiêu thụ 27 3.3.5 Phương pháp quy hoạch thực nghiệm 27 3.4 Thực thí nghiệm 28 3.4.1 Vật liệu hóa chất 28 3.4.2 Tổng hợp vật liệu 28 3.4.3 Thí nghiệm Jartest 30 3.4.4 Thí nghiệm Fenton điện hóa 31 3.4.5 Bố trí thí nghiệm theo BBD 33 3.4.6 Phương trình hồi quy tối ưu hóa theo BBD 35 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 36 4.1 Đặc tính vật liệu 36 4.2 Kết thí nghiệm Jartest 40 4.2.1 Thí nghiệm 1: xác định pH tối ưu 40 4.2.2 Thí nghiệm 2: xác định lượng phèn tối ưu 40 4.3 Khảo sát ảnh hưởng thông số vận hành đến hiệu xử lý q trình Fenton điện hóa 41 4.3.1 Hàm lượng Fe3O4/Mn3O4 41 ii 4.3.2 Ảnh hưởng pH 42 4.3.3 Mật độ dòng điện 44 4.3.4 Khoảng cách điện cực 45 4.3.5 Ảnh hưởng tốc độ cấp khí 46 4.3.6 Nồng độ muối 47 4.3.7 Nồng độ chất hữu 49 4.3.8 Ảnh hưởng thời gian phản ứng 50 4.4 Phương trình động học phân hủy chất hữu độ màu nước thải từ trình sản xuất cà phê hịa tan 52 4.5 Kết thực nghiệm theo thiết kế Box Behnken 54 4.5.1 Phân tích phương sai ANOVA 55 4.5.2 Phương trình hồi quy tuyến tính 55 4.5.3 So sánh giá trị thực tế giá trị tốn từ phương trình hồi quy (giá trị dự đoán) 56 4.5.4 Mơ hình bề mặt đáp ứng theo hiệu suất loại bỏ chất ô nhiễm 57 4.5.5 Thí nghiệm kiểm tra thực nghiệm 61 4.6 Điện tiêu thụ 62 4.7 Khả thu hồi vật liệu 62 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 65 5.1 Kết luận 65 5.2 Kiến nghị 66 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 PHỤ LỤC 75 iii Phụ lục 1.3 Phương trình đường chuẩn COD (high range) Bảng Kết đo đường chuẩn COD (High Range) STT COD (mg/L) 200 400 600 800 1000 Abs 0,008 0,069 0,13 0,189 0,246 0,291 Abs 0,01 0,082 0,132 0,199 0,256 0,299 Abs 0,008 0,072 0,135 0,197 0,26 0,296 Giá trị Abs trung bình 0,009 0,074 0,132 0,195 0,254 0,295 Độ lệch chuẩn 0,001 0,007 0,003 0,005 0,007 0,004 Giới hạn phát LOD (mg/L) Giới hạn định lượng LOQ (mg/L) 11 33 0,30 0,25 y = 0.0003x + 0.0146 R² = 0.9963 Abs 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00 200 400 600 800 COD (mg/l) Hình Đồ thị đường chuẩn COD (high range) 78 1000 PHỤ LỤC 2: KẾT QUẢ KHẢO SÁT Phụ lục 2.1 Kết thí nghiệm Jartest – xác định pH tối ưu pH COD (mg/L) Hiệu xử lý (%) STDCOD Độ màu (Pt – Co) Hiệu xử lý (%) STDĐộ màu COD in 350 - - 842 - - 304 13,27 5,25 772 8,37 5,56 291 16,76 3,81 740 12,06 3,99 270 22,79 5,25 732 13,12 3,3 287 18,98 1,45 763 9,42 6,33 288 17,71 2,86 758 9,95 3,3 TT Phụ lục 2.2 Kết thí nghiệm Jartest – xác định hàm lượng phèn tối ưu PAC (mg/l) COD (mg/L) COD in 350 337 3,75 4,79 50 299 14,54 100 272 150 200 TT Hiệu xử lý (%) Hiệu xử lý (%) STDĐộ màu 812 3,62 2,42 4,5 745 11,53 2,42 22,16 3,34 709 15,76 5,71 279 20,25 4,29 718 14,7 286 18,35 3,97 767 8,89 6,4 STDCOD Độ màu (Pt – Co) 842 Phụ lục 2.3 Kết khảo sát ảnh hưởng hàm lượng Fe3O4/Mn3O4 TT Fe3O4/Mn3O4 (mg/L) COD (mg/L) 259 0,2 Hiệu STDCOD Độ màu (Pt-Co) Hiệu xử lý (%) STDĐộ màu 26 2,4 581 31,00 2,85 95 72,8 1,81 92 89,07 0,82 0,4 61 82,5 0,91 48 94,30 0,82 0,6 43 87,8 2,29 52 93,82 0,82 0,8 49 85,9 3,04 74 91,21 1,43 xử lý (%) 79 Phụ lục 2.4 Kết khảo sát ảnh hưởng mật độ dòng điện STDCOD Độ màu (Pt-Co) Hiệu xử lý (%) STDĐộ màu 27 1,98 640 24 2,00 149 57,5 2,62 239 71,6 0,60 10 91 73,9 1,88 115 86,3 2,20 15 53 84,8 2,62 53 93,7 0,60 20 59 83,1 1,82 49 94,2 0,80 25 77 78,1 1,33 67 92,1 0,60 STDCOD Độ màu Hiệu xử lý (%) STDĐộ màu TT J (mA/cm2) COD (mg/L) 256 Hiệu xử lý (%) Phụ lục 2.5 Kết khảo sát ảnh hưởng pH Hiệu TT pH COD (mg/L) 127 63,73 2,63 95 88,7 0,6 70 80,08 2,36 81 90,29 0,6 49 85,91 2,64 43 94,77 0,6 128 63,37 1,8 125 85,1 0,4 195 44,16 3,95 363 56,82 0,82 204 41,62 1,38 426 49,43 0,46 xử lý (%) Phụ lục 2.6 Kết khảo sát ảnh hưởng khoảng cách điện cực D TT D (cm) COD (mg/L) 1,5 59 2,5 Hiệu STDCOD Độ màu (Pt-Co) Hiệu xử lý (%) STDĐộ màu 83,01 1,14 67 92 1,19 53 84,8 1,75 55 93,45 1,39 3,5 74 78,73 0,87 83 90,16 1,37 4,5 91 74,12 1,64 125 85,14 xử lý (%) 80 Phụ lục 2.7 Kết khảo sát ảnh hưởng tốc độ cấp khí (A) TT A (l/ phút) COD (mg/L) 65 0,5 Hiệu STDCOD Độ màu (Pt-Co) Hiệu xử lý (%) STDĐộ màu 81,5 1,22 124 85,27 6,37 59 83,1 1,74 52 93,85 1,6 53 85,0 0,79 83 90,16 3,02 xử lý (%) Phụ lục 2.8 Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ Na2SO4 TT Na2SO4 (mol/ L) COD (mg/L) 171 0,014 Hiệu STDCOD Độ màu Hiệu xử lý (%) STDĐộ màu 51,05 0,95 247 70,63 3,38 80 77,1 1,31 96 88,57 1,39 0,028 53 84,84 0,66 47 94,38 1,43 0,042 85 75,59 1,67 105 87,5 0,056 96 72,65 1,69 64 92,4 1,05 0,07 111 68,17 1,69 127 84,88 1,05 xử lý (%) Phụ lục 2.9 Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ chất hữu ban đầu TT Nồng độ (mg/L) COD (mg/L) 200 16 350 Hiệu STDCOD Độ màu Hiệu xử lý (%) STDĐộ màu 92,2 3,96 15 97,39 0,86 59 83,0 1,37 53 93,72 1,39 600 256 57,6 3,47 318 72,71 1,07 800 459 42,6 1,46 949 44,61 2,33 1000 780 22,0 2,5 1207 33,96 0,41 xử lý (%) 81 Phụ lục 2.10 Kết khảo sát ảnh hưởng thời gian TT T phút COD (mg/L) 15 226 30 Hiệu STDCOD Độ màu Hiệu xử lý (%) STDĐộ màu 35,49 2,91 521 38,12 0,46 160 54,22 3,34 257 69,44 4,41 45 90 74,24 1,38 115 86,33 1,99 60 59 83,13 1,69 49,60 94,11 2,18 90 48 86,35 0,6 17,33 97,94 0,4 120 34 90,39 1,98 9,54 98,87 0,46 150 23 93,29 1,51 1,78 99,79 0,82 xử lý (%) 82 PHỤ LỤC 3: KẾT QUẢ MƠ HÌNH THÍ NGHIỆM BOX – BEHNKEN DESIGN  DF (Degrees of freedom): số bậc tự  SS (Sum of Squares): tổng bình phương  MS ( Mean of squares): trung bình tổng bình phương  F: kiểm định mức độ phù hợp mơ hình  p: độ tin cậy  SD: độ lệch chuẩn 83 Phụ lục 3.1 Kết thực thí nghiệm tối ưu hóa điều kiện phản ứng q trình Fenton điện hóa xúc tác dị thể 0,4 COD removal efficiency, % 56,4 Color removal efficiency, % 65,4 TOC removal efficiency, % 68,3 0,4 73,8 93,1 84,5 0,4 37,7 62,9 59,7 28 0,4 52,9 78,5 73,8 4 0,1 36,5 60,4 59,6 28 0,1 58,1 82,7 72,1 4 0,7 62,1 74,3 74,5 28 0,7 71,6 88,8 81,3 16 0,1 65 80,5 66,9 10 16 0,1 46,3 78,6 63,9 11 16 0,7 75,4 91,7 82 ,4 12 16 0,7 75,7 81,2 74,6 13 16 0,4 82,1 96,8 91,1 14 16 0,4 83,4 94,4 88,6 15 16 0,4 87,3 91 93,4 STT X1 X2 X3 28 84 Phụ lục 3.2 Kết phân tích ANOVA COD Y1: R2 = 0,980; R2adjusted = 0,945 DF SS MS F p Regression 3576,73 397,41 27,92 0,001 Lack of Fit 56,52 18,84 2,57 0,29 Residual 71,17 14,23 - - Pure error 14,65 7,32 - - Độ màu Y2: R2 = 0,984; R2adjusted = 0,956 DF SS MS F p Regression 1874,63 208,29 34,91 0,001 Lack of Fit 12,85 4,28 0,50 0,72 Residual 29,83 5,97 - - Pure error 16,99 8,49 - - TOC Y3: R2 = 0,980; R2adjusted = 0,945 DF SS MS F p Regression 3576,73 397,41 27,92 0,001 Lack of Fit 56,52 18,84 2,57 0,29 Residual 72,17 14,23 Pure error 14,65 7,32 85 Phụ lục 3.3 Kết đánh giá mơ hình hồi quy theo hiệu loại bỏ COD, độ màu DOC trình EF dị thể Y1: R2 = 0,980; R2adjusted = 0,945 Ảnh hưởng Tuyến tính Bậc Tác động qua lại Y2: R2 = 0,984; R2adjusted = 0,956 Y3: R2 = 0,970; R2adjusted = 0,917 Coeffi, SD p-value Coeffi, SD p-value Coeffi, SD p-value Hằng số 84,27 2,18 2,17 × 10-7 94,07 1,41 1,43 × 10-8 91,03 1,77 5,36 × 10-8 X1 7,96 1,34 0,0019 10,01 0,86 8,38 × 10-5 5,85 1,09 0,003 X2 -7,25 1,34 0,0029 -3,69 0,86 0,0079 -3,76 1,09 0,019 X3 9,825 1,34 7,9 × 10-4 4,23 0,86 0,0045 5,94 1,09 0,0028 X1 -18,79 1,96 2,11 × 10-4 -12,77 1,27 1,67 × 10-4 -9,42 1,60 0,002 X2 -10,27 1,96 0,0034 -6,32 1,27 0,0042 -10,04 1,60 1,5 × 10-3 X3 -8,4 1,96 0,0079 -4,75 1,27 0,014 -9,04 1,60 0,0024 X1 X2 -0,55 1,89 0,78* -3,03 1,22 0,056* -0,53 1,54 0,75* X1 X3 -3,03 1,89 0,17* -1,95 1,22 0,17* -0,725 1,54 0,66* X2 X3 4,75 1,89 0,053* -2,15 1,22 0,14* -1,2 1,54 0,47* * Những hệ số khơng có ý nghĩa phương trình hồi quy, 86 Phụ lục 3.4 Kết so sánh giá trị hàm mục tiêu từ thực nhiệm tính tốn từ phương trình hồi quy theo hiệu suất loại bỏ Y1 (COD, %), Y2 (Color, %) , Y3 (TOC, %) Y1 Giá trị đo Y2 Y1 Giá trị tính Y2 Y3 Conf, int(±) Y1 Y2 Y3 Y3 Y1 Y3 56,4 65,4 68,3 53,9 65,6 69 2,5 -0,2 -0,3 8,4 5,4 6,0 73,8 93,1 84,5 71 91,7 81,7 2,8 1,4 2,4 8,4 5,4 6,0 37,7 62,9 59,7 40,5 64,3 62,5 -2,8 -1,4 -2,4 8,4 5,4 6,0 52,9 78,5 73,8 55,4 78,3 73,1 -2,5 0,2 0,3 8,4 5,4 6,0 36,5 60,4 59,6 36,2 60,4 58,0 0,3 0,0 1,6 8,4 5,4 6,0 58,1 82,7 72,1 58,2 84,3 73,2 -0,1 -1,6 -1,1 8,4 5,4 6,0 62,1 74,3 74,5 62 72,7 73,4 0,1 1,6 1,1 8,4 5,4 6,0 71,6 88,8 81,3 71,9 88,8 83,6 -0,3 0,0 -1,6 8,4 5,4 6,0 65 80,5 66,9 67,7 80,3 68,6 -2,7 0,2 -1,3 8,4 5,4 6,0 10 46,3 78,6 63,9 43,7 77,2 63,5 2,6 1,4 0,8 8,4 5,4 6,0 11 75,4 91,7 82 ,4 78 93,1 82,9 -2,6 -1,4 -0,8 8,4 5,4 6,0 12 75,7 81,2 74,6 73 81,4 72,9 2,7 -0,2 1,3 8,4 5,4 6,0 13 82,1 96,8 91,1 84,3 94,1 91,0 -2,2 2,7 0,1 5,6 3,6 4,0 14 83,4 94,4 88,6 84,3 94,1 91,0 -0,9 0,3 -2,4 5,6 3,6 4,0 15 87,3 91 93,4 84,3 94,1 91,0 3,0 -3,1 2,4 5,6 3,6 4,0 STT 87 Obs - Pred Y2 Phụ lục 3.5 Kết điều kiện tối ưu (optimizer) Giá trị phản ứng Kết J (mA/cm2) pH Xúc tác (g/l) COD (%) Độ màu (%) TOC (%) X1 X2 X3 Y1 Y2 Y3 19,65 3,7 0,52 87,9 97,7 93,3 19,38 3,7 0,52 88,0 97,6 93,3 19,36 3,7 0,52 88,0 97,6 93,3 19,6 3,7 0,51 87,9 97,7 93,3 16 0,52 86,9 95,0 92,0 16 0,52 86,9 95,0 92,0 16 0,52 86,9 95,0 92,0 16 0,52 86,9 95,0 92,0 Điều kiện 88 Phụ lục 3.6 Kết thí nghiệm kiểm chứng Giá trị phản ứng Điều kiện Thực tế Tính tốn CODIF 345 ± 25,2 ColorIF 802 ± 20,4 TOCIF Kết J (mA/cm2) pH Xúc tác (g/l) COD (%) Độ màu (%) TOC (%) X1 X2 X3 Y1 Y2 Y3 20 3,7 0,52 85,7 ±1,0 97,6±0,8 91,5 86,9 95 92 101 Phụ lục 3.7 Kết thí nghiệm tính tốn điện tiêu thụ STT CODin (mg/L) CODef (mg/L) CODTB (mg/L) U (V) 341 ± 16,7 45 52 49 49 10 I (A) 0,91 0,88 0,92 Itrung bình (A) T (giờ) Vnt (L) 0,9 0,5 E kWh/kg COD 61,6 Phụ lục 3.8 Kết thí nghiệm tái sử dụng vật liệu Giá trị phản ứng STT CODIF Độ màuIF Kết J (mA/cm2) pH Xúc tác (g/l) COD (%) Độ màu (%) X1 X2 X3 Y1 Y2 85,7 ± 0,6 98,1 ± 0,8 83,5 ± 1,4 96,3 ± 1,3 80,0 ± 2,8 90,1 ± 3,9 345 ± 25,2 802 ± 20,4 20 3,7 89 0,52 PHỤ LỤC 4: MỘT SỐ HÌNH ẢNH NGHIÊN CỨU Phụ lục 4.1 Mơ hình thí nghiệm thực tế Phụ lục 4.2 Hình ảnh thu hồi vật liệu nam châm Phụ lục 4.3 Mẫu vật liệu sau thu hồi 90 Phụ lục 4.4a XRD mẫu vật liệu Fe3O4/Mn3O4 trước xử lý Fe_Mn 180 170 160 150 140 130 120 d=2.48544 100 90 80 d=1.23039 d=1.27770 d=1.47626 d=1.43965 d=1.54471 d=1.57739 d=1.79832 d=1.70239 20 d=2.04093 30 d=2.94684 d=2.88690 40 d=3.40491 d=4.92871 d=3.08975 50 d=2.22284 60 d=2.36769 70 d=2.51929 d=2.76832 Lin (Counts) 110 10 10 20 30 40 50 60 70 2-Theta - Scale Fe_Mn - File: Fe_Mn.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 10.000 ° - End: 79.990 ° - Step: 0.030 ° - Step time: s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: s - 2-Theta: 10.000 ° - Theta: 5.000 ° - Chi: 0.00 ° - Phi: 0.00 ° 00-024-0734 (*) - Hausmannite, syn - Mn3O4 - WL: 1.5406 - Tetragonal - a 5.76210 - b 5.76210 - c 9.46960 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Body-centered - I41/amd (141) - - 314.408 - I/Ic PDF 1.5 00-039-1346 (*) - Maghemite-C, syn - Fe2O3 - WL: 1.5406 - Cubic - a 8.35150 - b 8.35150 - c 8.35150 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Primitive - P4132 (213) - 10 - 582.497 - I/Ic PDF 1.4 - S-Q 25.2 01-089-2355 (C) - Magnetite - synthetic - Fe3O4 - WL: 1.5406 - Cubic - a 8.39600 - b 8.39600 - c 8.39600 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Face-centered - Fd-3m (227) - - 591.858 - I/Ic PDF 4.9 - S- Phụ lục 4.4b XRD mẫu vật liệu Fe3O4/Mn3O4 sau xử lý 91 80 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: Nguyễn Thị Chi Nhân Ngày tháng năm sinh: 30/04/1993 Nơi sinh: Đồng Tháp Quê quán: Mỹ Phước 2, Mỹ Qúi, Tháp Mười, Đồng Tháp Email: chinhan304@gmail.com SĐT: 0932 899 991 QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO Đại học: ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật môi trường Thời gian đào tạo: 2012 – 2016 Cao học: ĐH Bách Khoa Tp,HCM Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường Thời gian đào tạo: 2016 đến 92 ... synthesized by co-precipitation and used as a heterogeneous Electro - Fenton catalyst for the treatment of wastewater from the production of instant coffee An experimental Box Behnken Design and... current density of 19,65 mA/cm2, 0,52 g/L of Fe3O4/Mn3O4, 0,5 L/min of air, 0,028 M of Na2SO4, and an electrode distance of 2,5 cm Finnally, the Fe3O4/Mn3O4 catalyst was recovered by using a magnet... optimize this process The removal efficiency of DOC, COD and color were 93,31%, 87,91% and 97,69%, respectively The optimal operating conditions after hour of electrolysis were pH of 3,70, current