bằng tác nhân Fenton
Từ các kết quả nghiên cứu và thực tế tìm hiểu quy trình xử lý nước rỉ rác ở Nhà máy nước rỉ rác Nam Bình Dương, chúng tôi đề xuất một số biện pháp nâng cao hiệu quá quá trình xử lý nước rỉ rác bằng tác nhân Fenton như sau:
+ Cần theo dõi và khống chế pH của quá trình xử lý, nên khống chế pH= 3 đến 3,5.
+ Sử dụng quy trình Fenton nhiều bậc để tận dụng hóa chất (H2O2) và nâng cao hiệu suất xử lý.
+ Tận dụng quá trình quang Fenton để nâng cao hiệu quả xử lý.
+ Cần nghiên cứu xây dựng mô hình thử nghiệm để tái sử dụng tác nhân bằng quy trình xử lý axit và sử dụng mạt sắt để giảm thiểu chất thải (bùn sắt) và hạ giá thành của quá trình xử lý.
KẾT LUẬN
1. Đã tổng quan các vấn đề:
-Thành phần và tính chất của nước rỉ rác.
- Công nghệ xử lý nước rỉ rác được áp dụng hiện nay
- Các phương pháp xử lý và đánh giá hiệu quả xử lý nước rỉ rác - Thành phần, tính chất nước rỉ rác và công nghệ xử lý ở Nhà máy nước rỉ rác Nam Bình Dương.
2. Đã khảo sát các yếu tố ảnh hưởng: pH, tỉ lệ nồng độ H2O2/Fe2+, cách tiến hành (Fenton bậc 1 và nhiều bậc) đến các quá trình Fenton truyền thống và Fenton biến tính trong quá trình xử lý các chất hữu cơ khó phân hủy của nước rỉ rác (đánh giá bằng chỉ số COD), kết quả cho thấy các yếu tố trên đều có ảnh hưởng đến hiệu quả phân hủy các chất hữu cơ trong nước của tác nhân Fenton và rút ra nhận xét về điều kiện tối ưu đối với các mẫu thực nghiệm.
3. Đã khảo sát quá trình tái sử dụng tác nhân Fenton (hoàn nguyên Fe2+ từ dung dịch Fe3+), kết quả cho thấy bước đầu có khả năng tái sử dụng tác nhân Fenton. Tuy nhiên hiệu quả xử lý chưa cao, tốn thêm chi phí hóa chất, thiết bị cho quá trình hoàn nguyên từ bùn sắt (III), hơn nửa bùn sắt(III) sau Fenton có chứa nhiều tạp chất phức tạp, khi cho hòa tan bùn sắt(III) thành dung dịch sắt(III) để làm nguyên liệu hoàn nguyên thành dung dịch sắt(II) bằng dung dịch axit sunfuric đặc nó sẽ kèm thêm nhiều phản ứng phụ sinh ra nhiều chất mới khó kiểm soát. Cần phải khảo sát thêm các yếu tố khác cho quá trình sử dụng trong thực tế.
4. Đã đề xuất một số biện pháp nâng cao hiệu quả sử dụng tác nhân Fenton với việc sử dụng kết hợp các tác nhân (quang Fenton), áp dụng qui trình Fenton nhiều bậc, sử dụng chất xúc tác (mạt sắt) và áp dụng các qui trình tái sử dụng tác nhân Fenton.
Ngoài ra, quá trình nghiên cứu khảo sát thì tôi nhận thấy nếu chỉ sử dụng quá trình Fenton để xử lý nước thải thì cần phải sử dụng hóa chất H2O2
và dung dịch Fe2+ với một lượng lớn và thời gian tiếp xúc phản ứng động và phản ứng tĩnh lớn thì hiệu quả xử lý COD mới đạt hiệu quả cao. Chúng ta muốn tăng hiệu quả xử lý COD, giảm chi phí hóa chất đồng thời giảm thời gian thì ta nên kết hợp phương pháp Fenton với các phương pháp khác như hấp thụ than hoạt tính, vật liệu lọc đa năng...bằng các qui trình kết hợp xử lý, các mẫu nước xử lý đạt tiêu chuẩn (QCVN) về chỉ số COD và BOD.
Do thời gian và điều kiện thí nghiệm còn hạn chế nên Tôi chỉ mới thu được một số kết quả nghiên cứu về các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý nước rỉ rác tại Nhà máy xử lý nước rỉ rác Nam Bình Dương. Hy vọng các kết quả nghiên cứu có thể góp phần giải quyết được vấn đề nâng cao hiệu quả xử lý nước rỉ rác ở Nhà máy nước rỉ rác Nam Bình Dương và đẩy mạnh việc nghiên cứu ứng dụng các biện pháp nâng cao hiệu quả quá trình xử lý rác thải nói chung nhằm giảm chi phí và giảm thiểu sự ô nhiễm môi trường bởi nguồn rác thải.
KIẾN NGHỊ VÀ ĐỀ XUẤT
Có thể nghiên cứu nâng cao hiệu quả quá trình xử lý rác thải theo hướng: Áp dụng ở các điều kiện tối ưu, sử dụng kết hợp các phương pháp một cách hợp lý. Từ đó có thể: giảm chi phí, tiết kiệm nguyên vật liệu, hóa chất mà hiệu quá xử lý đạt kết quả cao. Chú ý các quá trình tái tạo hay sử dụng lại các nguồn nguyên liệu có thể gọi là phế phẩm trong quá trình xử lý.
Trên cơ sở nghiên cứu các quá trình xử lý, các nguồn nước rỉ rác mới và cũ thì cần có các quy trình xử lý phù hợp, trước khi cho vận hành xử lý thì cần xác định các hàm lượng COD (đây là yếu tố ảnh hưởng đến quá trình Fenton mà ta có thể kiểm soát ngay từ đầu) để việc bổ sung hóa chất cho hợp lý hơn.
Ngoài việc áp dụng Fenton vào việc xử lý COD sau sinh học, cần phải áp dụng nghiên cứu các phương pháp khác như hấp thụ Zeolit, than hoạt tính, kết hợp thêm ứng dụng xử lý sinh học từ các loài thực vật như: cây lau, sậy, trúc, rong…một số động vật như cá, ốc…
Xây dựng các mô hình thử nghiệm để nghiên cứu các quá trình xử lý mới như mô hình quang Fenton, Fenton dị thể, các phương pháp AOPs khác như Ozon…
TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT
1. Bộ Tài nguyên và Môi Trường, QCVN 2008/BTNMT, Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước mặt.
2. Bộ Tài Nguyên và Môi Trường, QCVN 24 2009BTNMT, Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về nước thải công nghiệp.
3. Bộ Tài Nguyên và Môi Trường ,QCVN 07 2009BTNMT-,Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về ngưỡng chất thải nguy hại.
4. Cù Huy Đấu (2010), “Công nghệ xử lý rác phù hợp với điều kiện Việt Nam”, Tạp Chí Khoa Học Kiến Trúc- Xây Dựng, Số 1/2010, Tr. 70.
5. Trần Thị Ngọc Diệu, Đinh Triều Vương, Trường ĐH Công Nghiệp TP.HCM, (2011), Nghiên cứu xử lý nước rỉ rác bằng quá trình quang Fenton. 6. Đào Sỹ Đức, Trịnh Thị Phương, Trường ĐH Khoa Học Tự Nhiên, ĐH QG Hà Nội, Khoa công nghệ sinh học, Viện Đại học mở Hà Nội, 2008), “Xử lý dung dịch đen bằng phản ứng Fenton kết hợp với bùn hoạt tính”, Tạp chí
Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 25(2009), tr.13-18.
7. Đào Sỹ Đức, Vũ Thị Mai, Đoàn Thị Phương Lan (2009), “Xử lý nước thải giấy bằng phản ứng Fenton”,Tạp chí phát triển KH&CN, tập 12, số 05.
8. Hoàng Hiệu, (1996), Xử lý nước thải, NXB Xây dựng, Hà Nội.
9. Hóa Học Việt Nam, Nguồn: Chembuddy, Thái Phú Khánh Hòa, Các phương pháp tính toán nồng độ.
10.Nguyễn Thị Hường (2009), “Hiệu quả xử lý nước thải dệt nhuộm của hai phương pháp đông tụ điện hóa và oxi hóa bằng hợp chất Fenton”, Tạp Chí Khoa học và công nghệ, Đại Học Đà Nẵng, số 6(35).
11. Phạm Luận (2011), Giáo trình Xử lý Mẫu, NXB ĐHQG Hà Nội
12.Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga (2002), Giáo trình công nghệ xử lý nước thải, NXB Khoa Học Kỹ Thuật.
13. Nguyễn Văn Phước (2007), Giáo trình xử lý nước thải bằng phương pháp
sinh học, Viện Môi trường và Tài nguyên, NXB ĐHQG Tp. HCM.
14. Nguyễn Văn Phước, Võ Chí Cương (2007), “Nghiên cứu nâng cao hiệu quả xử lý COD khó phân hủy sinh học trong nước rỉ rác bằng phản ứng Fenton”, Tạp chí phát triển KH&CN, tập 10, số 1.
15. Phương pháp Fenton, Nhóm thực hiện, theo
http://diendanmoitruong.com/mtx.vn/moitruongxanh/thuvien.
16. Lê Quang Toại,Ths Võ Hồng Thi,Trường ĐH KTCN Tp. HCM,(2010), Đề tài Tổng quan về một số quá trình oxy hóa bậc cao ( AOPs) thông dụng trong xử lý nước thải ở Việt Nam.
17. Trần Mạnh Trí ,Trần Mạnh Trung (2005), Sách Các quá trình oxi hóa bậc cao trong xử lý nước và nước thải, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ Thuật 18. Trung Tâm Học Liệu, Nhóm sinh viện, trường ĐH Cần Thơ, (2008),Ý tưởng Sự tái sinh rác thải.
19. Lê Anh Tuấn (2005),Giáo trình Công trình xử lý nước thải.NXB ĐH Cần Thơ.
20. Trương Quý Tùng, Lê Văn Tuấn, Nguyễn Thị Khánh Tuyền, Phạm Khắc Liệu (2009), “Xử lý nước rỉ rác bằng tác nhân UV – Fenton trong thiết bị gián đoạn”, Tạp chí Khoa học, ĐH Huế, số 53.
21.A. Laplanche, Tài liệu lớp chuyên đề Việt – Pháp “ Tài nguyên, chất lượng và xử lý nước”, Việt Nam, 1999, 171-195.
22. Xí nghiệp xử lý chất thải, Nhà máy nước rỉ rác Nam Bình Dương,Tài liệu tổng quan Nhà máy nước rỉ rác.
TIẾNG NƯỚC NGOÀI
23. K. Barbusiński (2009), Henry John horstman Fenton – short bioghraphy and brief hisstory of Fenton reagent discovery, Institute of Water and
Wastewater Engineering, Silesian University of Technology, Konarskiego 18, 44-100 Gliwice, Poland.
24.C. Walling, (1975), Accts of chem Research, 8, 1975-131.
25. Chao – Yin Kuo and Shang – Lien Lo, (1999), “Oxidation of aqueous chlorobiphenyls with Photo – Fenton process”, Chemossphere, Vol. 38, No. 9, pp. 2041 – 2051; 1999. Elsevier Science Ltd. All right resered 0045- 6535/99
26. Farhataziz, A.B. Ross (1977), Selective specific rates of reaction of transients in water and aqueous solutions. Part I: Hydroxyl radical and perhydroxyl radical and their radical ion, Natl. Stand. Ref. Data Ser., USA Natl. Bur. Stand., 1977, 59.
27. H. Gallard, J. De Laat, B. Legube(1999), Water Research, 33, 13, 1999, 2929-2936.
28. Hoigne, H. Bader(1983), Rate constants of reation of reation of ozone with organic an inorganic compounds in water. Part II: Dissociating organic compounds, Water Res., 17, 1983, 185.
29.K. Rajeshwar (1995), J.Appl. Electrochem.,25,1995, 1067. 30.M. I. Litter, App. Catal. B: Environ, 23, 1999, 89-114
31. R.S Ramalho (1977), Introduction to Wastewater Treatment Process, Laval University, Quebec (Canada).