Phenol được ứng dụng rộng rãi trong các nghành cơng nghiệp: hĩa chất, y học, chế biến sản xuất ván ép và một lượng lớn đáng kể phenol đã được thải ra ngồi cùng nước thải của các nghành cơng nghiệp này. Do đĩ, vấn đề đánh giá khả năng oxy hĩa phenol trong nước bằng Ozon đã được đặt ra.
Tiến hành nghiên cứu xử lý phenol trong nước thải của xí nghiệp ván ép nhân tạo Việt Trì – Phú Thọ. Mẫu nước thải đặc trưng cĩ hàm lượng cao (chủ yếu ở cơng đoạn ép ván với cơng suất 200m3/ngày). Ở cơng đoạn ép ván nước thải cĩ thành phần rất phức tạp bao gồm: lingin, keo P-F, phèn chua, paraphin, và phenol.
Mẫu nước thải được xử lý sơ bộ bằng keo tụ tạo bơng nhằm loại bỏ các chất rắn lơ lửng và giảm một phần COD. Kết quả cho thấy sau xử lý sơ bộ, giá trị pH đã đạt mức cho phép xả thải, tuy nhiên hàm lượng phenol chỉ giảm được khoảng hơn 20% và cịn cao hơn 300 lần hàm lượng cho phép xả thải do vậy bước xử lý tiếp theo bằng oxy hĩa với ozon là rất cần thiết.
Sau đĩ nghiên cứu khả năng oxy hĩa phenol bằng ozon tiến hành mẫu đã xử lý sơ bộ và pha lỗng
Kết quả khảo sát cho thấy pH cĩ ảnh hưởng đáng kể đến quá trình oxy hĩa phenol bằng ozon. Hàm lượng phenol trong nước thải sau xử lý giảm từ 13,7 mg/l ở pH = 4 xuống cịn 1,48; 0,486 và 0,325 mg/l ở các giá trị pH tương ứng 7,8 và 9. Cĩ thể thấy hiệu quả xử lý cao hơn một cách rõ rệt trong trong mơi trường trung tính và kiềm yếu (pH = 7 - 9).
Ngồi ra, khi thời gian sục ozon tăng lên cĩ nghĩa là tăng lượng ozon tham gia vào phản ứng oxi hĩa phenol thì hiệu suất xử lý cũng tăng lên đáng kể : 61% lên 99% tương ứng với thời gian sục 20 và 60 phút .
Khi nghiên cứu về ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng oxy hĩa của O3. Kết quả cho thấy khi nhiệt độ tăng sẽ giảm khả năng oxi hĩa phenol của ozon. Hàm lượng ozon sau xử lý tăng từ 0,103 lên 1,2 và 12,7 mg/l tương ứng với nhiệt độ tăng từ 10, 20 và 30oC.
Tương tự như ảnh hưởng tới thời gian sục ozon, hàm lượng ozon cũng tỷ lệ thuận với hiệu quả xử lý phenol hay nĩi cách khác với hàm lượng ozon càng lớn thì lượng phenol cịn lại trong nước thải càng nhỏ. Tuy nhiên nếu tính đến chi phí hiệu quả thì hàm lượng ozon tối ưu cho quá trình xử lý nằm trong khoảng 0,5-0,75g/l .
3.6. Một số vấn đề cần lưu ý khi áp dụng phương pháp xử lý nước thải bằng các quá trình oxy hĩa bậc cao (AOPs)
- Để cĩ kết quả mong muốn với chi phí thấp nhất của phương pháp AOPs, thì khi tiến hành các phản ứng oxy hĩa phải chọn loại chất oxy hĩa và liều lượng cho vào nước phải phù hợp nếu khơng sẽ tạo ra các chất khĩ hoặc khơng thể phân hủy được do thay đổi cấu trúc của các hợp chất gốc, tăng tính độc hại của nĩ.
- Các quá trình oxi hĩa nâng cao nĩi chung khơng thể áp dụng một cách đơn độc để xử lí nước thải vì đều địi hỏi chi phí hĩa chất hoặc năng lượng nhất định, dẫn đến chi phí chung cho quá trình xử lí tăng cao mặc dù các quá trình hĩa học xảy ra rất nhanh, thực hiện trong hệ thống thiết bị nhỏ,gọn. Hơn nữa, các cơng nghệ xử lí nước thải truyền thống dựa vào các quá trình phân hủy sinh học(hiếu khí hoặc yếm khí), các quá trình hĩa học (kết tủa bằng tác nhân hĩa học axit hay kiềm), các quá trình vật lí (lắng, lọc ), các quá trình hĩa lý (keo tụ,tuyển nổi,hấp phụ trên than hoạt tính),...đã tỏ ra cĩ khả năng xử lí các chất ơ nhiễm với những mức độ cần thiết ở chi phí vận hành hợp lí, tích lũy được nhiều kinh nghiệm và cĩ nhiều cải tiến qua thời gian dài.
- Vì vậy, giải pháp cơng nghệ được coi là tối ưu hiện nay trong xử lí nước và nước thải là kết hợp hoặc tích hợp các cơng nghệ truyền thống với cơng nghệ cao dựa trên các quá trình oxi hĩa nâng cao, tạo nên những cơng nghệ tích hợp (Integrated
Technologies) tối ưu.Vai trị và vị trí của các quá trình oxi hĩa nâng cao trong cơng nghệ tích hợp được quyết định bởi chiến lược và kinh nghiệm của nhà cơng nghệ,chứ khơng cĩ một cơng nghệ tích hợp tiêu chuẩn vạn năng để xử lí cho mọi loại nước thải để thực hiện.
Chương IV
Kết Luận và Kiến Nghị
4.1. Kết Luận
Một số vấn đề mà đề tài đã thực hiện được trong khuơn khổ thời gian bao gồm: - Các quá trình oxy hĩa bậc cao là một phương pháp xử lý hiệu quả các chất hữu cơ độc hại bền vững, khĩ phân hủy như thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, hĩa chất bảo vệ thực vật, thuốc nhuộm,... hiện diện trong nước thải mà các phương pháp xử lý nước thải truyền thống như: phương pháp cơ học, phương pháp hĩa lý, phương pháp sinh học khơng thể xử lý đạt hiệu quả mong muốn.
- Đã tổng quan được các quá trình oxy hĩa bậc cao thơng dụng nhất được áp dụng trong việc xử lý nước thải hiện nay ở Việt Nam đĩ là Fenton, quang Fenton, quá trình ozon hĩa, quá trình Peroxon (H2O2).
- Ở mỗi quá trình đề tài đã hệ thống hĩa đầy đủ cơ chế hoạt động của quá trình, các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình và một số ứng dụng của quá trình trong việc xử lý nước thải đạt hiệu quả tại Việt Nam.
4.2. Kiến nghị
- Cần mở rộng khả năng áp dụng các quá trình oxy hĩa bậc cao để xử lý nhiều loại nước thải chứa các chất khĩ phân hủy hơn nữa.
- Nghiên cứu cải tiến quá trình quang Fenton dùng đèn UV bằng quang Fenton dùng ánh sáng mặt trời nhằm nâng cao hiệu quả xử lý, để cĩ thể tận dụng tốt điều kiện khí hậu nhiều nắng ở Việt Nam.
Trần Mạnh Trí(Trung Tâm Cơng Nghệ Hĩa Học Mơi Trường), TS Trần Mạnh Trung (Cơng ty phát triển cơng nghệ và mơi trường Á Đơng).
2. Nghiên cứu xử lý phenol trong nước thải chế biến gỗ bằng phương pháp oxi hĩa
cấp tiến sử dụng tác nhân Ozon của Nguyễn Thị Hà(Khoa Mơi Trường – Đại Học
Khoa Học Tự Nhiên Hà Nội), Đỗ Quốc Chân(Trung tâm Cơng Nghệ xử lý Mơi Trường – Bộ tư lệnh Hĩa học), Trần Hữu Long (Bộ mơn Mơi Trường – ĐH Hàng Hải).
3. Nghiên cứu sử dụng Ozon để phân hủy thuốc diệt cỏ 2,4 – diclophenoxy axetic và
axit 2,4,5 – Triclophenoxyaxetic của Trần Trọng Thuyền, Trần Văn Chung, Trần Hải
Sơn(Viện Hĩa học – Vật liệu), Nguyễn Văn Đạt (Phân viện CNM và BVMT).
4. Phương pháp oxy hĩa chất ơ nhiễm hưu cơ trong nước thải dệt nhuộm bằng ozon
và ozon/H2O2 của Nguyễn Thị Hà(Khoa Mơi trường – ĐH Khoa Học Tự Nhiên – ĐH
Quốc Gia Hà Nội), Nguyễn Thị Phương Thảo, Trần Ngọc Phú, Phùng Đức Hịa(Viện Cơng nghệ Mơi trường, Viện khoa học Cơng nghệ Việt Nam).
5. Nghiên cứu nâng cao hiệu quả xử lý COD khĩ phân hủy sinh học trong nước rỉ
rác bằng phản ứng Fenton của Nguyễn Văn Phước, Võ Chí Cường(Trường ĐH
Bách Khoa,ĐHQG – TP.HCM).
6. Xử lý nước rỉ rác bằng tác nhân UV – Fenton trong thiết bị gián đoạn củaTrương
Quý Tùng, Lê Văn Tuấn, Nguyễn Thị Khánh Tuyền, Phạm Khắc Liệu(Trường ĐH Khoa Học, Đại Học Huế).