6. Đối tượng nghiên cứu
1.2.6.3Ứng dụng Fenton trong quá trình xử lý nước rỉ rác của bãi chôn lấp
pH re m o v a l D O C (% )
Hình 1.2 Phần trăm phân hủy DOC ở pH = 3, 5 và 7
Tỉ lệ thuốc trừ sâu : Fe(II) : H2O2 = 1 : 10 : 10 được lựa chọn để tiến hành thí nghiệm. Với pH = 3 và pH = 7 sự chuyển hóa nồng độ thuốc trừ sâu là rất khác nhau. Ngoài ra với 3 chất khác nhau sự chuyển hóa cũng không giống nhau.
1.2.6.3 Ứng dụng Fenton trong quá trình xử lý nước rỉ rác của bãi chôn lấp
Chôn lấp là một bước trong kế hoạch quản lý rác thải tuy nhiên nếu trong một thời gian dài nó có thể tạo ra các chất độc hại cho môi trường. Nước rỉ rác bao gồm nước mưa thấm qua các lớp rác và bản thân nước sẵn có trong bãi chôn lấp. Nó bao gồm một lượng lớn hợp chất hữu cơ, kim loại nặng và muối vô cơ. Kết quả là nó sẽ gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng nếu không được xử lý trước khi thải ra môi trường. Phương pháp oxy hóa có thể sử dụng để loại trừ ảnh hưởng của các chất có hại và hợp chất hữu cơ độc. Fenton ( H2O2/ Fe2+) sẽ được áp dụng để xử lý nước rỉ rác từ bãi chôn lấp ở phía Bắc của Tây Ban Nha. Kết quả là đã loại bỏ được màu hoàn toàn và chuyển hóa được khoảng 70% COD.
Việc lấp đầy bãi chôn lấp cùng với rác thải đô thị và công nghiệp là rất quan trọng và tuyệt đối cần thiết cho hệ thống quản lý rác thải ở châu Âu và thế giới. Một trong các vấn đề nghiêm trọng nhất về môi trường đó là nước rỉ rác từ các bãi chôn lấp chứa một lượng lớn các hợp chất hữu cơ, amoniac, muối vô cơ và kim loại nặng. Nước rỉ rác từ bãi chôn lấp là một loại nước thải bao gồm rất nhiều thành phần phức
tạp. Tùy thuộc vào loại chất thải rắn và tuổi thọ của bãi chôn lấp mà xác định được nồng độ của các hợp chất hữu cơ. Nước rỉ rác của bãi chôn lấp mới bao gồm một lượng lớn axit béo bay hơi tự do, COD, BOD, NH3-N và alkalinity cao trong khi đó trong bãi chôn lấp tuổi thọ cao hoặc bãi mới đã được xử lý sinh học bao gồm một lượng lớn phân tử chất hữu cơ độc hại. Kết quả cho thấy loại nước rỉ rác này có giá trị COD cao, BOD thấp, NH3-N và alkalinity khá cao. Phương pháp xử lý sinh học có thể được sử dụng để loại trừ số lượng lớn chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học, nhưng hầu hết rác thải lại bao gồm rất nhiều các chất ngăn chặn, kìm hãm hoặc độc đối với quá trình xử lý sinh học do đó các phương pháp như ngưng tụ, đông tụ, oxy hóa hóa học hoặc lọc màng lại được áp dụng.
Theo truyền thống, sự phân hủy của các hợp chất hữu cơ và sự chuyển hóa nitrogen có thể được thực hiện bởi phương pháp AOPs. AOPs được sử dụng để làm tăng khả năng phân hủy sinh học của rác thải bao gồm các loại hợp chất hữu cơ khác nhau mà khó phân hủy sinh học hoặc độc cho các vi sinh vật.
Tác nhân Fenton với sự kết hợp của H2O2 và muối Fe (II) là một trong các AOPs. Phản ứng Fenton có khả năng phân hủy hoàn toàn chất hữu cơ trong các loại nước rác khác nhau. Nó có thể tiến hành ở nhiệt độ bình thường và không có yêu cầu nào về ánh sáng. Tác nhân này có hiệu quả rõ ràng, dễ dàng lưu kho và an toàn.
Việc sử dụng Fenton để làm giảm BOD và COD trong nước rỉ bãi chôn lấp đã được đề cập trong các tài liệu tuy nhiên cần chú ý trong các trường hợp khi nước rỉ rác chứa các hợp chất đặc biệt.
Hình 1.3 dưới đây biểu diễn lượng TOC và COD được xử lý trong mỗi bước của quá trình khi nước rỉ bãi rác được xử lý bởi phản ứng Fenton.
Hình 1.3 Sự giảm TOC và COD trong hệ thống xử lý nước rỉ rác (t = 120 phút)
Ở dòng ra TOC đã giảm đi đáng kể (94%). TOC giảm đáng kể nhất sau giai đoạn điều chỉnh pH (77%). Mục đích điều chỉnh từ pH 8 – 9 (pH ban đầu) đến pH nhỏ hơn 4, sau một khoảng thời gian ngắn, để hình thành các kết tủa. COD giảm ít hơn, 71%, đạt được sau toàn bộ thời gian xử lý. Trong trường hợp này, phản ứng Fenton có vai chính nhằm giảm COD (63%). Hàm lượng COD trong quá trình Fenton được biều diễn trong Hình 1.4, H2O2 đã bị phá huỷ hoàn toàn khi kết thúc phản ứng.
Nếu nước rỉ rác sau xử lý sẽ được thải vào nước bề mặt hoặc sử dụng lại ví dụ như cho nông nghiệp, nó cần giảm độ màu. Màu được phân tích ở bước sóng 436 nm theo tiêu chuẩn ISO 7887 : 1994. Lượng giảm là 63% sau phản ứng Fenton và 97% cuối quá trình xử lý tổng thể.