CHƢƠNG 2 : NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.2. Hệ thí nghiệm Fenton điện hố
2.2.1. Sơ đồ hệ thiết bị thí nghiệm
Sơ đồ hệ thống thí nghiệm Fenton điện hố quy mơ phịng thí nghiệm đƣợc thể hiện trên hình 4. Hình ảnh của hệ thí nghiệm này đƣợc giới thiệu trong phần phụ lục của báo cáo này.
Dung dịch điện phân đƣợc pha bao gồm các hoá chất: Na2SO4, FeSO4.7H2O, Glyphosate. Chất điện ly Na2SO4 đƣợc thêm vào dung dịch với nồng độ 0,05 M để tăng độ dẫn điện cho dung dịch. pH của dung dịch đƣợc điều chỉnh bằng cách thêm axit H2SO4 đặc.
Dung dịch đƣợc khuấy từ và sục khí liên tục trong q trình điện phân nhằm đảm bảo cung cấp liên tục oxy và khuếch tán đều vào dung dịch trong suốt thời gian quá trình xử lý diễn ra.
Hình 4. Sơ đồ hệ thống thí nghiệm fenton điện hóa Trong đó: Trong đó: 1 - Cốc thuỷ tinh, 2 – Viên khuấy từ, 3 – Điện cực catot, 4 – Điện cực anot, 5 - Ống sục khí bằng thuỷ tinh, 6 – Bộ làm sạch khí, 7 – Nguồn một chiều 2.2.2. Điện cực
Trong các thí nghiệm fenton điện hóa, các điện cực đƣợc sử dụng nhƣ sau: + Catot: là tấm vải Cacbon, kích thƣớc 12 cm x 5 cm (hình 5). Đây là loại điện cực rẻ tiền, dễ kiếm, cho phép khử O2 thành H2O2với hiệu suất cao và dễ dàng ứng dụng cho các hệ điện hóa lớn hơn.
Hình 5. Điện cực vải Cacbon
Hình 6. Điện cực lưới Platin
2.2.3. Nguồn một chiều
Hình 7. Nguồn một chiều (Programmable PFC D.C.Supply 40V/30A, VSP 4030, BK Precision)
Nguồn điện sử dụng là nguồn một chiều đƣợc lấy từ thiết bị chỉnh dịng có khả năng điều chỉnh đƣợc các giá trị điện áp và cƣờng độ dòng điện. Dòng điện vào là dịng xoay chiều 220V, dịng ra có thể điều chỉnh và là dòng một chiều. Giới hạn
điều chỉnh điện áp và cƣờng độ dòng của nguồn một chiều là 40V 30 (BK PRICISION).
2.2.4. Các nội dung nghiên cứu
Trong đề tài này, các yếu tố ảnh hƣởng đến q trình fenton điện hóa đƣợc nghiên cứu là: cƣờng độ dòng điện, pH, nồng độ chất xúc tác, nồng độ Glyphosate ban đầu.
Hiệu quả của q trình xử lý glyphosate bằng fenton điện hóa đƣợc đánh giá thơng qua giá trị hiệu suất khống hóa H ( ) :
Trong đó : TOCcịn lại :là nồng độ TOC (mg/L) của dung dịch tại thời điểm t, TOCban đầu : là nồng độ TOC (mg/L) của dung dịch trƣớc khi thực hiện phản ứng fenton điện hóa.
a, Ảnh hưởng của pH dung dịch ban đầu
Đánh giá ảnh hƣởng của pH dung dịch ban đầu tới khả năng xử lý của quá trình bằng cách tiến hành các thí nghiệm với độ pH của dung dịch ban đầu khác nhau (2, 3, 4, 5, 6). Các điều kiện thí nghiệm khác đƣợc cố định nhƣ sau: I = 0,5 , T = 25 C (nhiệt độ phòng) , nồng độ Fe2+
= 0,1 mM, nồng độ Glyphosate ban đầu = 0,1 mM.
Mẫu đƣợc lấy tại các thời điểm trƣớc và sau quá trình điện phân, tiến hành phân tích TOC của các mẫu và xác định hiệu suất khống hóa H ( ).
b, Ảnh hưởng của nồng độ chất xúc tác Fe2+
Đánh giá ảnh hƣởng của nồng độ chất xúc tác tới khả năng xử lý của quá trình bằng cách tiến hành các thí nghiệm với nồng độ ban đầu của chất xúc tác Fe2+ khác nhau lần lƣợt là 0,05mM; 0,1mM; 0,2mM; 0,5mM; 1mM. Điều kiện thí nghiệm: I = 0,5 A, T = 25C, pH = 3, nồng độ Glyphosate ban đầu = 0,1 mM
Mẫu đƣợc lấy tại các thời điểm trƣớc và sau quá trình điện phân, tiến hành phân tích TOC của các mẫu và xác định hiệu suất khống hóa H ( ).
c, Ảnh hưởng của cường độ dòng điện
Đánh giá ảnh hƣởng của cƣờng độ dòng điện tới khả năng xử lý của quá trình bằng các tiến hành các thí nghiệm với các mức cƣờng độ dòng điện khác nhau: 0,1A; 0,2A; 0,3A; 0,4A; 0,5A ;… Điều kiện thí nghiệm: pH =3, T = 28oC, nồng độ Fe2+ = 0,1 mM, nồng độ Glyphosate ban đầu = 0,1 mM
Tiến hành lấy mẫu ở các thời điểm trong quá trình xử lý, sau đó tiến hành phân tích TOC và xác định hiệu suất khống hóa H ( ).
d, Ảnh hưởng của nồng độ Glyphosate ban đầu
Các thí nghiệm đánh giá ảnh hƣởng của nồng độ chất ban đầu tới khả năng xử lý của quá trình đƣợc tiến hành với các mức nồng độ của Glyphosate lần lƣợt là 0,05mM; 0,1mM; 0,2mM; 0,4mM. Điều kiện thí nghiệm: I = 0,5 A, T = 28oC, nồng độ Fe2+ = 0,1 mM, pH = 3.
Mẫu đƣợc lấy tại các thời điểm trƣớc và sau quá trình điện phân để xác định TOC.
Ngồi ra, hàm lƣợng Glyphosate cịn lại trong dung dịch đƣợc tiến hành xác định tại thí nghiệm nồng độ Glyphosate ban đầu = 0,2 mM bằng phƣơng pháp đo quang. Điều kiện thí nghiệm: I = 0,5 A, T = 28oC, nồng độ Fe2+ = 0,1 mM, pH = 3.