CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.4. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC
1.4.2. Tổng quan tình hình nghiên cứu trong nước
- Tình hình nghiên cứu, xử lý nước rỉ rác: một số công trình tiêu biểu như:
Trần Mạnh Trí [15] đã áp dụng quá trình oxy hóa nâng cao (AOPs) để xử lý nước rỉ rác đã qua xử lý sinh học ở nhà máy xử lý nước rỉ rác Gò Cát. Tác giả đã sử dụng quá trình Keo tụ - Tạo phức - Fenton - Perozon để xử lý nước rỉ rác sau phân hủy sinh học kỵ khí trong bể UASB (COD 5.424 mg/L) ở hệ thống xử lý nước rỉ rác Gò Cát. Quá trình keo tụ/Fenton được thực hiện bằng cách bổ sung polyferic sunphat (300 mg Fe3+/L) và sau khuấy nhanh bổ sung tiếp 500 mg H2O2/L vào và khuấy chậm 120 phút. Với quá trình xử lý này, hiệu suất xử lý COD rất cao (đạt 76%). Sau quá trình Keo tụ - Tạo phức - Fenton, NRR tiếp tục được xử lý bằng Perozon đã xử lý được 97% các chất hữu cơ trong NRR.
Lê Văn Tuấn và cộng sự [16] đã nghiên cứu xử lý nước rỉ rác phát sinh từ bãi chôn lấp Thủy Tiên - Thừa Thiên Huế bằng tác nhân UV/Fenton. Nước rỉ rác có tỷ lệ BOD5/COD = 0,16± 0,2. Tác giả đã xử lý nước rỉ rác này bằng tác nhân Fenton với sự hỗ trợ của đèn UV (200 - 275 nm, 40W) được bố trí ngập vào trong thiết bị phản ứng để sử dung tối đa năng lượng của đèn. Kết quả cho thấy, quá trình này có thể loại bỏ được 71% COD và 90% độ màu nước rỉ rác ở pH ~ 3, nồng độ H2O2 là 125 mg/L, nồng độ Fe2+ là 50 mg/L, sau thời gian phản ứng là 2 giờ. Ngoài ra, khả năng phân hủy sinh học của nước rỉ rác sau xử lý đã tăng đáng kể, tỉ lệ BOD5/COD tăng từ 0,15 lên 0,46.
Hoàng Ngọc Minh [36] đã nghiên cứu xử lý nước rỉ rác bãi chôn lấp chất thải rắn Nam Sơn - Sóc Sơn bằng quá trình Ozon và Perozon, sử dụng nguồn O3 với máy phát công suất 4,5 g O3/giờ, nồng độ H2O2 mà 1.000 -
3.000 mg/L. Với nước rỉ rác có COD và độ màu đầu vào tương ứng là 455 mg/L và 397 Pt-Co, sau 60 phút xử lý bằng Perozon, hiệu suất đạt tương ứng 41% và 58%. Theo nghiên cứu của tác giả thì pH thích hợp cho quá trình ozon hóa nước rỉ rác khoảng 8 - 9,5.
Trịnh Văn Tuyên và Văn Hữu Tập đã “Áp dụng quá trình ozon hóa làm giảm hàm lượng các chất hữu cơ khó phân hủy trong xử lý nước rỉ rác bãi chôn lấp chất thải rắn” [37]. Tập thể tác giả đã tìm được điều kiện thích hợp để ozon hóa và Perozon có hiệu quả nước rỉ rác như sau: pH 8 – 9, hàm lượng H2O2 là 2.000 mg/L, thời gian phản ứng đối với hệ Ozon là 100 phút và hệ Perozon là 80 phút và để nâng cao hiệu quả xử lý cần tăng tương tác của ozon với các chất hữu cơ trong nước rỉ rác bằng đệm sứ có bề mặt riêng lớn.
- Tình hình nghiên cứu, ứng dụng phương pháp Fenton điện hóa và oxy hóa anot, tiêu biểu có các công trình:
Nguyễn Văn Phước và cộng sự [38] đã nghiên cứu xử lý nước rỉ rác bằng quá trình Fenton 3 bậc (COD đầu vào 665 mg/l, H2O2 750 mg/l, tổng phèn sắt của ba bậc là 3.750 mg/l, thời gian phản ứng 7 phút) thì hiệu suất xử lý COD đạt 87,5%. Các tác giả đã nhận định công nghệ xúc tác phản ứng fenton theo bậc sử dụng H2O2 triệt để để tạo gốc OH°, do đó nâng cao hiệu quả xử lý COD, rút ngắn thời gian xử lý nước rỉ rác.
Nghiên cứu xử lý thuốc diệt cỏ Glyphosate trong nước bằng phương pháp Fenton điện hóa của Đoàn Tuấn Linh [39] dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Nguyễn Thị Hà - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - ĐHQGHN và TS. Lê Thanh Sơn - Viện Công nghệ Môi trường - Viện hàn lâm KHCN Việt Nam với hiệu suất đạt 80%.
Đinh Thị Mai Thanh, Nguyễn Thị Lê Hiền [40] ở chi nhánh Hà Nội của Viện dầu khí Việt Nam - Trung tâm ứng dụng và chuyển giao công nghệ đã nghiên cứu ứng dụng các loại điện cực khác nhau, từ các điện cực cổ điển như Graphit tới các điện cực hiện đại như SnO2 - Sb2O5/Ti, oxit phức hợp, composit polypyrrol oxit trong các phản ứng oxy hóa điện hóa đối với phenol, metyl đỏ, metyl da cam. Trong trường hợp phải nâng cao hiệu quả xử lí các
tác giả đã nghiên cứu phối hợp với phương pháp sử dụng hóa chất (Fenton điện hóa).
AOPs là phương pháp được nhiều tác giả sử dụng nghiên cứu xử lý NRR. Phương pháp này tỏ ra hiệu quả khi được kết hợp với các phương khác khác trong xử lý NRR. Với đặc thù đặc biệt của NRR thông thường cả trên thế giới và Việt Nam đều có sự kết hợp các phương pháp trong một hệ thống xử lý NRR nhằm xử lý đạt yêu cầu đầu ra theo quy định trước khi xả thải. Chính vì vậy kết hợp các phương pháp trong một hệ thống xử lý NRR là lựa chọn tất yếu
Như vậy qua tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước, có thể thấy rằng chưa có công trình nào 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 nước rỉ rác.
CHƯƠNG 2. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU