CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.4. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC
1.4.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu ngoài nước
- Tình hình nghiên cứu, xử lý nước rỉ rác:
Tizaoui cùng cộng sự [27] đã nghiên cứu sử dụng phương pháp ozon hóa và ozone kết hợp với hydrogen peroxide để xử lí nước rỉ rác tại Tunisia, được đặc trưng bởi COD cao, khả năng bị phân hủy sinh học thấp và màu sắc tối. Kết quả thu được cho thấy rằng hiệu quả ozon hóa đã gần như tăng gấp đôi khi kết hợp với hydrogen peroxide khi nồng độ H2O2 là 2 g/L, nhưng khi nồng độ H2O2 cao hơn 2 g/L lại cho hiệu quả thấp. pH có thể thay đổi không đáng kể do tác dụng của đệm bicarbonate. Nồng độ sulphate cũng giảm nhẹ. Ngược lại, nồng độ chloride ban đầu thì giảm, nhưng sau một thời gian thí nghiệm lại tăng lên để đạt được giá trị ban đầu của nó. Kết quả so sánh chi phí vận hành của 2 phương pháp cho thấy các hệ thống H2O2/O3 tại H2O2 nồng độ 2 g/L cho chi phí thấp nhất khoảng ~2.3 USD/kg COD được loại bỏ.
Hệ thống xử lý nước rỉ rác được nghiên cứu bởi Ushikoshi cùng cộng sự [28] đã được lắp đặt tại Yachiyo Town ở quận Kanto của Nhật Bản, được đưa vào phục vụ vào tháng Tư năm 1999. Hệ thống này được trang bị module màng thẩm thấu ngược (RO) dạng đĩa - ống được gọi là DT - Module, đã hoạt
27
động một cách hiệu quả trong nhiều năm qua, nước sau xử lý đạt chất lượng rất cao. Mặt khác, tại Nhật Bản, vấn đề dioxin đã trở nên ngày càng nghiêm trọng, có mặt rất phổ biến trong các nước rỉ rác và hệ thống DT - Module cho thấy hiệu suất rất cao trong việc loại bỏ dioxin từ nước rỉ rác. Bằng cách áp dụng hệ thống DT - Module cùng với hệ thống lò thiêu kết đã tạo ra một hệ thống xử lý nước rỉ rác hoàn chỉnh: Dioxin trong bùn từ các bể lắng và muối khô trong pha đặc của hệ thống RO được tiêu hủy trong lò thiêu kết với tỷ lệ loại bỏ dioxin bởi hệ thống DT - Module kết hợp lò thiêu kết là trên 99,9%.
Singh và cộng sự [29] đã tiến hành nghiên cứu xác định hiệu quả của ozon hóa nước rỉ rác trước khi sử dụng thẩm thấu ngược và màng lọc nano. Nước thải từ ba bãi chôn lấp khác nhau được thu thập với tỷ lệ BOD/COD ổn định trong khoảng 0,02 - 0,12. Một loạt các thí nghiệm ozon hóa được thực hiện với nồng độ ozon 66,7 g/m3 và thời gian từ 5 đến 30 phút. Đối với cả 3 loại nước rỉ rác, các chất hấp thụ UV-254 giảm tối đa 78% và cacbon hữu cơ hòa tan giảm 23%. Khi nồng độ ozon là 66,7 g/m3 thì thời gian ozon hóa hiệu quả là 10 phút, được chọn để xử lý sơ bộ nước thải trước khi vận hành các quá trình lọc bằng màng.
Torres-Socías và cộng sự [30] đã nghiên cứu sử dụng kết hợp các quá trình vật lý-hóa-sinh học để xử lý nước rỉ bãi rác, bao gồm một giai đoạn vật lý-hóa học sơ bộ tiếp theo là một quá trình oxy hóa nâng cao (AOPs) bằng Fenton quang hóa và cuối cùng là phân hủy sinh học. Kết quả thu được cho thấy sự kết hợp các công nghệ này xử lý hiệu quả mẫu nước rỉ rác có tải trọng hữu cơ cao (COD khoảng 40 g/L và DOC là 15 g/L): giai đoạn đầu đã làm giảm 17% hàm lượng hữu cơ bền, sau khi thực hiện quá trình Fenton quang hóa (Fe 1 mM) trong khoảng thời gian 11h đã vô cơ hóa các chất ô nhiễm hữu cơ thành các chất có thể phân hủy sinh học, với tỷ lệ khoáng hóa là 27% và tiêu thụ 22 g H2O2/L. Tổng chi phí để xử lý 1 m3 nước rỉ rác được ước tính là khoảng 40 €/m3.
Singh và cộng sự [29] đã tiến hành các thí nghiệm để đánh giá tính hiệu quả keo tụ (FeCl3) và trao đổi ion từ tính (MIEX) trước khi sử dụng thẩm thấu ngược (RO) và màng lọc nano (NF) trong xử lí nước rỉ rác. Nước rỉ rác từ ba
28
bãi chôn lấp khác nhau được thu thập với tỷ lệ BOD/COD ổn định trong khoảng 0,02 -0,11. Kết quả nghiên cứu cho thấy phương pháp keo tụ bằng FeCl3 và MIEX lần lượt làm giảm tối đa 71% và 34% carbon hữu cơ hòa tan (DOC), 94% và 48% chất hữu cơ hấp thụ UV-254. Nồng độ tối ưu của FeCl3 và MIEX phù hợp để xử lý sơ bộ nước rỉ rác trước khi xử lý bằng quá trình màng lần lượt là 22 mM và 5 mg/L. Nước rỉ rác sau khi được tiền xử lý (bằng keo tụ FeCl3 hoặc MIEX) sau đó được đi qua hệ thống màng lọc RO và NF, kết quả cho thấy thông lượng thấm đối với nước rỉ rác đã được tiền xử lý nhỏ hơn thông lượng thấm đối với nước rỉ rác thô (chưa được tiền xử lý), nguyên nhân là do đã có sự biến đổi đặc điểm của nước rỉ rác, đặc biệt là pH tăng lên sau khi tiền xử lý.
- Tình hình nghiên cứu, ứng dụng phương pháp Fenton điện hóa và oxy hóa anot, tiêu biểu có các công trình:
Liu và cộng sự [31] đã xử lý nước ô nhiễm thuốc kháng sinh tetracycline bằng quá trình Fenton điện hóa và điện quang Fenton sử dụng catot bằng than chì Fe3O4 và kết quả thu được cho thấy hiệu suất xử lý giảm dần khi sử dụng điện quang Fenton, Fenton điện hóa và chiếu xạ UV.
Skoumal Ammar và các cộng sự [32] bằng phương pháp Fenton điện hóa đã khoáng hóa hoạt chất diệt khuẩn chloroxyenol từ những hợp chất hữu cơ có vòng thơm: 2,6-dimethylhydroquinone; 2,6-dimethyl-p-benzoquinone và 3,5-dimethyl-2- hydroxy-p-benzoquinone đã bị bẻ mạch thành những axit carboxylic có mạch đơn giản như: maleic, malonic, pyruvic, acetic và oxalic.
Gebhardt và cộng sự [33] bằng phương pháp AOP sử dụng các chất oxy hóa như: Ozon (O3), O3/UV hay H2O2 đã thành công trong việc loại bỏ hoàn toàn một số dược phẩm: carbamazepine, diazepam, diclofenac và clofibric acid có trong nước thải sinh hoạt đô thị.
Zhihui và cộng sự [34] nghiên cứu xử lý 4-Chlorophenol bằng cách kết hợp sóng siêu âm với quá trình AOP. Kết quả chỉ ra rằng, sự kết hợp giữa siêu âm và H2O2, UV/H2O2, TiO2 (quá trình xúc tác quang) tạo hiệu quả rõ rệt cho việc xử lý 4-Chlorophenol.
29
Maddila và cộng sự [35] nghiên cứu xử lý thuốc trừ sâu Bromoxynil bằng phương pháp quang ozon. Kết quả nghiên cứu cho thấy là xử lý bằng phương pháp quang ozon có thể xử lý hoàn toàn 100 mg/L bromoxynil trong thời gian 2 giờ. Có nghĩa là sau 2 giờ bromoxynil bị khoáng hoá hoặc bẻ mạch, không còn phân tử bromoxynil.