CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.3.2. Ưu, nhược điểm của quá trình oxy hóa anot
1.3.2.1. Ưu điểm
- Quá trình oxy hóa anot không sử hóa chất, do đó chi phí vận hành chủ yếu là chi phí điện năng, và chi phí này thấp hơn nhiều so với các phương pháp xử lý khác.
- Hiệu quả phân hủy các chất hữu cơ là rất cao và không chọn lọc, tốc độ xử lý nhanh.
25
- Quá trình xử lý có thể diễn ra ở dải pH rộng mà vẫn hiệu quả, nên không cần quá trình điều chỉnh pH của nước trước và sau xử lý, do đó giảm được bùn thải.
- Do tác dụng oxy hóa cực mạnh của OH● so với các tác nhân diệt khuẩn truyền thống nên ngoài khả năng tiêu diệt triệt để các vi khuẩn thông thường, chúng còn có thể tiêu diệt các tế bào vi khuẩn và virus gây bệnh mà Clo không thể diệt nổi.
1.3.2.2. Nhược điểm
- Cũng giống như fenton điện hóa, oxy hóa anot có nhược điểm là nó không oxy hóa triệt để các POP thành CO2 và nước mà bẻ gãy mạch của các phân tử POP thành các chất hữu cơ mạch ngắn hơn và một số chất vô cơ.
- Cũng giống như các quá trình điện hóa khác, quá trình oxy hóa anot gặp nhiều khó khăn khi áp dụng ở quy mô lớn do vấn đề về an toàn (sử dụng dòng điện có cường độ cao) và hiệu suất Faraday giảm khi diện tích điện cực lớn.
Qua các phân tích ở trên có thể thấy rằng nếu sử dụng riêng rẽ từng quá trình Fenton điện hóa hoặc oxy hóa anot thì để phân hủy hoàn toàn các chất ô nhiễm hữu cơ cần thời gian xử lý lâu, dẫn đến tốn kém chi phí điện năng, hoặc
thậm chí không thể phân hủy hoàn toàn các chất ô nhiễm. Mặt khác, quá trình fenton điện hóa chủ yếu diễn ra trên catot (diễn ra sử khử O2 để tạo thành H2O2 và sự tái sinh xúc tác Fe2+), trong khi oxy hóa anot chủ yếu diễn ra trên anot (trực tiếp tạo ra gốc tự do OH●).
Do đó để tăng cường khả năng phân hủy (tạo ra nhiều gộc tự do hơn), giảm thời gian xử lý và qua đó giảm chi phí điện năng, hạ thấp giá thành xử lý, chúng tôi đề xuất phương án kết hợp quá trình fenton điện hóa và oxy hóa anot trong cùng một thiết bị phẳn ứng, nghĩa là sử dụng catot bằng vải cacbon (tạo ra quá trình fenton điện hóa) và anot bằng vật liệu Ti/PbO2 (tạo ra quá trình oxy hóa anot), để tạo ra nhiều gốc tự do hơn, làm tăng tốc độ xử lý. Trong đó catot lựa chọn vải cacbon do đây là vật liệu đã được thương mại
26
hóa, rẻ tiền, dễ dàng lắp đặt và thay thế, cũng là một trong số những loại vật liệu làm catot được sử dụng nhiều trong các quá trình fenton điện hóa. Anot được lựa chọn là Ti phủ chì oxit (Ti/PbO2) là vật liệu đã được thương mại hóa, rẻ tiền, có độ dẫn điện lớn, thời gian sử dụng lâu, cũng là một trong số những loại vật liệu làm anot được sử dụng nhiều trong các quá trình oxy hóa anot. Vì vậy đề tài ‘Nghiên cứu ứng dụng hệ fenton điện hóa sử dụng điện cực anot bằng vật liệu Ti/PbO2 để xử lý COD và độ màu trong NRR bãi rác Nam Sơn sau tiền xử lý bằng keo tụ nhằm mục tiêu nghiên cứu ứng dụng kết hợp 2 quá trình là oxy hóa anot và fenton điện hóa trong cùng một thiết bị để xử lý COD và độ màu của NRR, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình xử lý sinh học phía sau.