CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- Phương pháp khai thác thông tin: Nghiên cứu tài liệu và trao đổi với chuyên gia về nội dung nghiên cứu.
- Phương pháp thực nghiệm:
+ Hệ thống thí nghiệm Fenton điện hóa kết hợp oxy hóa anot Ti/PbO2 (EF - AO)
Thiết bị thí nghiệm Fenton điện hóa kết hợp oxy hóa anot Ti/PbO2 được thể hiện trên Hình 2.2.
Nước thải cần xử lý được bọc kín và sục khí liên tục trong quá trình điện phân nhằm đảm bảo cung cấp liên tục oxy và khếch tán đều trong bể điện phân trong suốt quá trình xử lý diễn ra.
35
Hình 2.2.Sơ đồ hệ thống thí nghiệm Fenton điện hóa kết hợp oxy hóa anot Ti/PbO2
Hệ thí nghiệm Fenton điện hóa kết hợp oxy hóa anot Ti/PbO2 bao gồm:
Bể điện phân được làm bằng Plexiglas có kích thước:
210 mm (chiều rộng) x 150 mm (chiều dài) x 180 mm (chiều cao)
Nguồn điện 1 chiều DC VSP4030 có thể điều chỉnh cường độ dòng điện theo ý muốn.
Bộ sục khí: ống sục khí bằng thủy tinh và bộ làm sạch khí
Vật liệu điện cực: Điện cực dương (Anot, Hình 2.3 bên phải) được sử dụng trong nghiên cứu này là Ti/PbO2 (oxit chì được phủ trên titan), có kích thước là 100 mm x 120 mm.
Điện cực âm (catot, Hình 2.3 bên trái) được sử dụng trong nghiên cứu này là tấm vải Cacbon, kích thước 100 x 120 mm. Đây là loại điện cực phổ biến trên thị trường và cho phép khử O2 thành H2O2 với hiệu suất cao và dễ
Điện cực vải cacbon + Điện cực Ti/PbO2 -
36
dàng ứng dụng cho các hệ điện hóa lớn hơn.
Hình 2.3.Điện cực vải cacbon (-) và Ti/PbO2 (+) trong hệ thí nghiệm EF-AO
+ Hệ thống thí nghiệm Fenton điện hóa (sử dụng trong nghiên cứu so sánh 3 hệ thống AOP)
Thiết bị thí nghiệm Fenton điện hóa (sử dụng trong nghiên cứu so sánh 3 hệ thống AOP)được thể hiện trên Hình 2.4.
Hệ EF bao gồm:
Thiết bị phản ứng: Cốc thủy tinh hình trụ tròn có thể tích 0,5 L.
Nguồn một chiều DC VSP4030 có thể điều chỉnh cường độ
dòng điện theo ý muốn.
Máy khí nén: sục liên tục vào dung dịch trong hệ EF để cung cấp
37 1. Bình phản ứng 500 mL 2. Con khuấy từ kích thước 1 cm 3. Điện cực âm 4. Điện cực dương 5. Ống sục khí thủy tinh 6. Bộ làm sạch khí
7. Nguồn điện một chiều
Hình 2.4. Hệ Fenton điện hóa (EF) trong phòng thí nghiệm
Điện cực: cực âm (3) là tấm vải cacbon (Johnson Matthey Co, Germany), kích thước 175 mm (chiều dài) x 55 mm (chiều rộng) x 10 mm (chiều dày) (Hình 2.5). Cực dương (4) là tấm Platin, có kích thước 95 x 55 mm (Hình 2.6).
38
Hình 2.6. Điện cực lưới Platin trong hệ thí nghiệm EF
+ Hệ thống thí nghiệm oxy hóa anot (sử dụng trong nghiên cứu so sánh 3 hệ thống AOP)
Hình 2.7. Điện cực Ti/PbO2 (+) và Ti (-) trong hệ thí nghiệm AO
Bể điện phân được làm bằng Plexiglas có kích thước:
210 mm (chiều rộng) x 150 mm (chiều dài) x 180 mm (chiều cao)
Điện cực: Điện cực dương là Ti/PbO2 kích thước là 100x120 mm, điện cực âm làm bằng Ti, có kích thước là 100x120 mm (Hình 2.7).
Nguồn điện 1 chiều: DC VSP4030 có thể điều chỉnh cường độ
39
Bộ sục khí: ống sục khí bằng thủy tinh và bộ làm sạch khí - Phương pháp xử lý số liệu
Các số liệu phân tích sẽ được xử lý bằng phương pháp xác xuất thống kê bằng các phần mềm như EXCEL.
- Các phương pháp phân tích:
Các phương pháp phân tích được sử dụng trong luận văn được trình bày trong Bảng 2.2.
Bảng 2.2. Các phương pháp phân tích
TT Thông số Phương pháp phân tích Cách bước tiến hành 1 pH - TCVN 6492:2011 (ISO 10523:2008), Chất lượng nước - Xác định pH.
- Chuẩn bị dung dịch đệm để hiệu chuẩn. Kiểm tra sự chính xác của máy đo pH.
- Cho khuấy nhẹ để đảm bảo tính chính xác và tắt máy khuấy. Nhúng đầu điện cực vào cốc chứa 50 mL nước thải.
- Giữ yên cho tới lúc máy đo kêu và dừng ở pH xác định.
Chú ý: Nếu thay đổi dung dịch cần đo phải rửa thật sạch điện cực thấm khô và lặp lại phép đo.
2 COD
- TCVN 6491:1999 (ISO 6060:1989), Chất lượng nước - Xác định nhu cầu oxy hoá học (COD)
- Lấy chính xác 2,5 mL mẫu vào ống nghiệm, thêm 1,5 mL dung dịch K2Cr2O7 0,1N và 3,5mL dung dịch Ag2SO4 /H2SO4.
40
TT Thông số Phương pháp phân tích
Cách bước tiến hành
các bước như trên nhưng thay mẫu bằng nước cất)
- Đặt ống nghiệm đựng mẫu và mẫu trắng vào bộ phá mẫu COD, công phá mẫu ở 150oC trong 2h. - Chuẩn độ với dung dịch muối Fe(II) và ghi lại thể tích tiêu tốn của muối sắt (II) để tính COD.
3 Độ màu
- TCVN 6185: 2008, Chất lượng nước - Kiểm tra và xác định độ màu.
- Đo độ hấp thụ quang, dựa vào đường chuẩn độ màu tại bước sóng xác định là 410 nm có sẵn, từ đó áp độ hấp thụ quang tính ra độ màu của mẫu nước thải.
- Đường chuẩn độ màu: y = 0,014x - 0,0113
R2=0,9974 Trong đó:
x: độ màu. y: mật độ quang - Phương pháp phân tích, tổng hợp các kết quả nghiên cứu
Trên cơ sở kết quả các nghiên cứu thực nghiệm về quá trình Fenton điện hóa, về quá trình oxy hóa anot, về quá trình kết hợp fenton điện hóa và oxy hóa anot, phân tích đưa ra quá trình tối ưu để xử lý COD và độ màu của NRR bãi rác Nam Sơn.