1- Vật liệu chứa PCBs; 2- Máy nạp khơng khí; 3- Lị phản ứng phân hủy PCBs 4- Bộ phận điều khiển nhiệt độ; 5,6 - Lị phân hủy khí; 7- Bình hấp thụ sản phẩm khí; 8- Ống khói 1 2 3 5 6 4 7 8
KẾT LUẬN
Từ những kết quả nghiên cứu có thể rút ra một số kết luận như sau: 1. Đã sử dụng sét bentonit biến tính bằng NaHCO3 có hàm lượng MONT 40,16 % để trao đổi hấp thu hỗn hợp các cation Cu(II), Ni(II) và Ce(III). Phổ nhiễu xạ tia X của bentonit biến tính đã trao đổi hấp thu cation cho các píc đặc trưng của montmorillonit.
2. Đã nghiên cứu sử dụng tro than bay của nhà máy nhiệt điện Phả Lại biến tính bằng NaOH 2M để hấp phụ PCBs. Thành phần tro than bay sau biến tính có chứa 55,8 % SiO2, 24,5% Al2O3 và 18,4% cacbon.
3. Hỗn hợp 30 % tro than bay biến tính trong bentonit có dung lượng hấp phụ của PCBs là 950 µg/1g.
4. Đã sử dụng các 3,0 gam hỗn hợp 30 % tro than bay biến tính trong bentonit hấp phụ các lượng PCBs khác nhau và 3,0 gam bentonit biến tính trao đổi hấp thu các lượng khác nhau của hỗn hợp cation Cu(II), Ni(II) và Ce(III) trộn với 2,0 gam CaO để phân hủy PCBs ở 500oC.
Trong đó 3,0 gam hỗn hợp 30 % TB trong MB hấp phụ 2 mL dung dịch PCBs nồng độ 209 ppm và 3 gam MB có dung lượng trao đổi hấp thu 24,21 meq hỗn hợp cation Cu(II), Ni(II) và Ce(III) trộn với 2,0 gam CaO có khả năng phân hủy triệt để PCBs, sản phẩm khí sinh ra có thành phần đơn giản, khơng có chất độc hại gây ơ nhiễm thứ cấp.
5. Đã chế tạo hệ xúc tác CuO-CeO2-Cr2O3/γ-Al2O3 để phân hủy clobenzen ở 750oC. Clobenzen là sản phẩm khí sinh ra từ q trình phân hủy nhiệt PCBs. Ở nhiệt độ 750oC, hệ xúc tác CuO-CeO2-Cr2O3/γ-Al2O3 góp phần phân hủy 96,5 % clobenzen.
6. Từ kết quả nghiên cứu đã đề xuất sơ đồ quy trình xử lý PCBs trong dầu biến thế phế thải, trong đó có sử dụng hai lị phản ứng nối tiếp để phân hủy clobenzen trong sản phẩm khí thốt ra khi phân hủy nhiệt PCBs.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1. Lâm Vĩnh Ánh, Bùi Trung Thành (2003), “Vai trò của Cu2O trong việc xử lý dichlorodiphenyltrichloroethane (DDT) bằng phương pháp thiêu đốt trên hệ thống lò đốt hai cấp”, Hội nghị Hố học tồn quốc lần thứ IV, Hà Nội.
2. Nguyễn Đức Chuy, Trần Thị Mây, Nguyễn thị Thu (2002), “Nghiên cứu chuyển hóa tro bay Phả Lại thành sản phẩm chứa zeolit và một số tính chất đặc trương của chúng”, Tạp chí Khoa học, số 4, tr. 35 – 40.
3. Nguyễn Đức Cự (2004), “Ô nhiễm thuốc trừ sâu clo hữu cơ trong trầm tích vùng ven bờ Việt Nam”, Tạp chí khoa học biển, số 4(4), tr. 192 – 204.
4. Lê Đức, Phạm Văn Khang, Nguyễn Ngọc Minh (2004), Phương pháp phân tích
mơi trường, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội.
5. Nguyễn Đình Huề, Trần Kim Thanh, Nguyễn Thị Thu (2003), Động hoá học và
xúc tác, NXB Giáo dục, Hà Nội.
6. Đỗ Quang Huy (1991), Đóng góp vào việc nghiên cứu phương pháp phân tích dioxin và khả năng hấp phụ dioxin trong nước bằng sét bentonit Di Linh, Luận án
Tiến sỹ, Hà Nội.
7. Nguyễn Kiều Hưng, Phạm Hoàng Giang, Phạm Văn Thế, Đỗ Quang Huy, Nguyễn Xuân Cự (2010), "Nghiên cứu xử lý policlobiphenyl bằng phương pháp hố nhiệt xúc tác, Phần III. Đặc tính bentonit hấp phụ cation kim loại (MB-M) và vai trò xúc tác của nó trong phản ứng oxy hóa nhiệt phân hủy policlobiphenyl", Tạp chí Hóa học và Ứng dụng, số 1, tr. 6-13.
8. Nguyễn Kiều Hưng, Đỗ Quang Huy, Trần Văn Sơn, Đỗ Sơn Hải, Đỗ Thị Việt Hương (2008), "Nghiên cứu xử lý policlobiphenyl bằng phương pháp hoá nhiệt xúc tác, Phần I. Ảnh hưởng của chất mang MB và chất phản ứng CAO đến phân hủy nhiệt policlobiphenyl", Tạp chí Khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, số 24(4), tr. 292 - 297.
9. Nguyễn Kiều Hưng, Đỗ Quang Huy, Nguyễn Xuân Cự, Trần Văn Sơn, Đỗ Sơn Hải, Đỗ Thị Việt Hương (2008), "Nghiên cứu xử lý policlobiphenyl bằng phương pháp hoá nhiệt xúc tác, Phần II. Ảnh hưởng của thời gian, nhiệt độ và chất xúc tác đến phản ứng phân hủy policlobiphenyl", Tạp chí Khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, số 24, (1S), tr. 81 - 86.
10. Lưu Cẩm Lộc (2007), “Nghiên cứu q trình oxi hố CO trên các xúc tác trên cơ sở đồng, crom và nikem trên chất mang”, Tạp chí Hố học, số 3(3), tr. 35–37. 11. Trương Minh Lương (2001), Nghiên cứu xử lý và biến tính Bentonit Thuận Hải
làm xúc tác cho phản ứng Ankyl hóa Hydrocacbon thơm, Luận án tiến sỹ khoa học,
Hà Nội.
12. Phạm Ngọc Nguyên (2006), “Giáo trình Kỹ thuật phân tích vật lý”, NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.
13. Hoàng Nhâm (2000), Hố học vơ cơ tập 3, NXB Giáo dục, Hà Nội.
14. Hồ Sĩ Thoảng, Lưu Cẩm Lộc (2007), Chuyển hoá Hiđrocacbon và Cacbon oxit
trên các hệ xúc tác kim loại và oxit kim loại, NXB Khoa học Tự nhiên và Công
nghệ, Hà Nội.
15. Nguyễn Văn Thường, Lâm Vĩnh Ánh, Nguyễn Kiều Hưng, Đỗ Quang Huy (2010), "Nghiên cứu xử lý clobenzen bằng phương pháp oxy hoá nhiệt trên xúc tác oxit kim loại", Tạp chí Hóa học và Ứng dụng, số 2, tr. 1-6.
16. Nguyễn Anh Tuấn (2009), Giới thiệu nội dung dự án WB/GEF, Tổng cục Môi
trường, Vi sinh vật học môi trường, 8 (73), tr. 2513 - 2521.
17. Đào Văn Tường (2006), “Động học xúc tác”, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
Tiếng Anh
18. Alther G. R., Evans J. C. & Pankoski S. E. (1988), Organo modified clays for stabilization of organic hazardous waste, 9th National Conference of the
Management of Uncontrolled Hazardous Waste Sites, Washington, DC, USA, pp. 440 - 445.
19. Agzamkhodzhaev A.A, Muminov S.Z, Pribylov A.A, Gulyamova D.B (2009), " Equilibrium adsorption of n-hexane and carbon tetrachloride vapors on sodium and polyhydroxyaluminum montmorillonites", Colloid Journal 71(5), pp. 687 - 691. 20. Van den Berg M. (1998), Toxic Equivalency Factors (TEFs) for PCBs, PCDDs,
PCDFs for Humans and Wildlife, Environment Health Perspect (12), pp.775 - 792.
21. M. Boufatit, H. Ait - Amar, W.R. McWhinnie (2006), Development of Algerian
material montmorillonite clay. Adsorption of phenol, 2-dichlorophenol and 2, 4, 6 - trichlorophenol from aqueous solutions onto montmorillonite exchanged with transition metal complexes, Chemical Engineering and Applied Chemistry, Aston
University, Aston Triangle, Birmingham B4 7ET, UK.
22. Boyd S.A., Jaynes W. F. & Ross B. S. (1991), Immobilization of organic contaminants by organo-clays: application to soil restoration and hazardous waste containment, in: organic substances and sediments in water, Lewis Publication,
Chelsea, MI, USA (1), pp.181-200.
23. Breen C., Adams J. M., and Riekel C. (1985), "Review of the diffusion of water and pyridine in the interlayer space of monlmorillonite: Relevance to kinetics of catalytic reactions in clays", Clays & Clay Minerals (33), pp. 275 - 284.
24. Brixie J. M. & Boyd S. A. (1994), "Organic chemicals in the environment: treatment of contaminated soils with organoclays to reduce leachable pentachlorophenol", Journal of Environmental Quality (23), pp.1283 - 1290.
25. Brindley and Lemaitre (1987), "Thermal, oxidation and reduction reactions of clay minerals", Chemistry of Clays and Clay Minerals (6), Longman, England, pp.
319 - 370.
26. Cadena F. (1989), "Use of Tailored Bentonite for Selective Removal of Organic Pollutants", J. Environ. Eng. (115), pp. 757 - 767.
27. Chang - Mao Hung (2006), “Selective catalytic oxidation of ammonia to nitrogen on CuO-CeO2 bimetallic oxide catalysts”, Aerosol and air quality research 6(2), pp. 150-169.
28. Dimitrios Delimaris, Theophilos Ioannides (2008), “VOC oxidation over MnOx - CeO2 catalysts prepared by a combustion method”, Applied Catalysis B: Environmental (84), pp. 303 - 312.
29. Joint FAO/WHO Food Standard programme, Codex Committee on Food Additives and Contaminants, 33rd Session (2001), Position paper on Dioxins and Dioxin-like PCBs, CX/FAC 01/29, The Hague, The Netherlands.
30. Fahn R., Fenderl K. (1983), "Reaction products of organic dye molecules with acid - treated montmorillonite", Clay Minerals (18), pp. 447 - 458.
31. Flessner U., Jones D.J., Roziere J., Zajac J., Storaro L., Lenarda M., Pavan M., Jimenezlopez A., Rodriquez - Castellon E., Trombetta M., Busca G. (2001), "A study of the surface acidity of acid - treated montmorillonite clay catalysts", Journal
of Molecular Catalysis A, Chemical (168), pp. 247 - 256.
32. Fripiat J.J., Jelli A., Poncelet G., Andre J. (1965), "Thermodynamic Properties of Adsorbed Water Molecules and Electrical Conduction in Montmorillonites and Silicas", J. Phys. Chem. (69), pp. 2185 - 2197.
33. Fripiat J.J. (1990), Spectroscopic Characterization of Minerals and Their Surfaces, American Chemical Society, Washington.
34. Fukushima Y. (1984), "X-ray diffraction study of aqueous montmorillonite
emulsions", Clays Clay Miner (32), pp. 320 - 326.
35. Greenland D.J. (1965), "Interaction between clays and organic compounds in soils. II. Adsorption of soil organic compounds and its effect on soil properties",
Soils and Fertilizers (28), pp. 521 - 532.
36. Grim R.E. (1968), Clay Mineralogy, 2nd Ed., McGraw - HillBook Co., New York.
37. Sheiichiro Imamura (1992), “Catalytic decomposition of halogenated organic compounds and deactivation of the catalysts”, Catalysis today (11), pp. 547 - 567. 38. Jones T.R. (1983), "The properties and uses of clays which swell in organic solvents", Clay Miner (18), pp. 399 - 410.
39. Jonghyuk Seok, Jongwon Seok, Kyung-Yub Hwang (2005), "Thermal-chemical destruction of polychlorinated biphenyls (PCBs) in waste insulating oil", Journal of
hazardous Materials, Elsevier (B124), pp. 133 - 138.
40. Jouany C., Chassin P. (1987), "Determination of the surface energy of clay– organic complexes from contact angles measurements", Colloids Surf. (27), pp. 289 - 303.
41. Kovar L., DellaGuardia R. and Thomas J.K. (1984), "Reaction of radical cations of tetramethylbenzidine with colloidal clays", J. Phys. Chem. (88), pp. 3595 - 3599. 42. Landelout H. (1987), Chemistry of Clays and Clay Minerals, Mineralogical Society, New York.
43. Laszlo P. (1987), Chemical reactions on clays, Science 20 (235), pp. 1473 - 1477.
44. Masuda T., Fuse T., Kikuchi E. (1987), The effect of spilled-over hydrogen on
the activity of montmorillonite pillared by aluminum oxide for conversion of trimetylbenzene, J. Catal (106), pp. 38 - 46.
45. Men-Ling Liu, Hsin-Fu Chang (1992), Study on Treatment of Organic Wastewater with Modified Bentonite Adsorbent, Proc. IVth Int. Conf. on
Fundamentals of Adsorption, Kyoto.
46. Alex Mikszewski (2004), Emerging Technologies for the In Situ Remediation of
PCB-Contaminated soils and Sediments: Bioremediation and Nanoscale Zero- Valent Iron, U.S. Environmental Protection Agency, Washington, DC.
47. Nam P. et al. (1999), "Assessment of Radiolysis and Chemical Dehalogenation for decontamination of PCBs and PCDDs in soil", 19th International Symposium on
Halogenated Environmental Organic Pollutants and POPs, Dioxin 99, Venice,
Italy.
48. Ormerod E.C., Newman A.C.D. (1983), "Water sorption on Ca-saturated clays: II. Internal and external surfaces of montmorillonite", Clay Miner (18) pp. 289 -
49. Raymahashay B.C. (1987), "A comparative study of clay minerals for pollution control", J. Geol. Soc. India (30), pp. 408 - 413.
50. K.S. Ryoo (1999), "Disposal of polychlorinated biphenyls (PCBs) by a combined chemical with thermal treatment", J. Korean Chem. Soc. (43), pp. 286 - 293.
51. Shen Y. H. (2002), "Removal of phenol from water by adsorption-flocculation using Organobentonite", Water Research (36), pp.1107-1114.
52. SICS-Inido Puplications (2000), Remediation Technologies and on Clean Technologies for the Reduction and Elimination of POPs, Proceedings of Expert
Group Meetings on POPs and Pesticides Contamination.
53. Soma Y., Soma M. (1988), "Adsorption of benzidines and anilines on Cu and Fe - montmorillonites studied by Resonance Raman Spectroscopy", Clay Miner (23),
pp. 1 - 12.
54. J.Sterte, J.E. Otterstedt (1987), Catalytic Cracking of heavy oil: Use of alumina
– montmorillonites both as catalysts and as matrices for Rare Earth Exchanged Zeolite Y Molecular Sieve, Department of Engineering Chenmistry 1, Chalmers
University of Technology, 42196 Goteborg (Sweden).
55. M.Taralunga, J. Mijoin, P.Magnoux (2005), “Catalytic destruction of chlorinated POPs - catalytic oxidation of clobenzen over PtHFAU catalysts”,
Applied Catalysis B: Environmental (60), pp. 163 - 171.
56. Tennakoon D.T., Jones W., Thomas J.M., Rayment T., Klinowski J. (1983), "Structural characterisation of catalytically important clay - organic intercalates", Molecular Crystals and Liquid Crystals, pp. 147 - 155.
57. Thomason T.B., Hong G.T., Swallow K.C. & Modell M. (1990), The MODAR supercritical oxidation process, Innovative Hazardous aste Treatment Technology Series (1), Thermal Processes. Technomic Publishing Inc.
58. Velde B. (1992), Introduction to clay minerals: Chemistry origins, uses and environmental significance, Chapman and Hall, London - Glassgow - New York -
Tokyo - Melbourne - Medras.
59. R.Weber, K. Nagai, J. Nishino, et al (2002), “Effects of selected metal oxides on the dechlorination and destruction of PCDD and PCDF”, Chemosphere (46), pp.
1247 - 1253.
60. WHO (2003), Polychlorinated biphenyls: Human Health Aspects, UNEP and
WHO joint sponsorship Publisher, Geneva.
61. M.P. Zakharich, I.I. Zaitsev, V.P. Komar, F.N. Nikonovich, M.P. Ryzhkov and I.V. Skornyakov (2001), "Analysis of transformer oil using IR anlyzer", Journal of
Applied Spectroscopy (68), pp. 61 - 70.
62. K.I. Zimina, A.A. Rozhdestvensksya, A.G. Sinyuk and B.B. Krol (1967), "Spectral study of Aromatic hydrocarbons and oxidized sulfur compounds in transformer oil from tuimazy petroleum", Chemistry and Technology of fuels and oils (3), pp. 32-36.
PHỤ LỤC
Phụ lục 1. Kết quả phân tích sản phẩm khí sinh ra khi phân hủy PCBs bằng Hỗn hợp 8
Bảng 1P. Sản phẩm khí sinh ra khi phân hủy PCBs bằng Hỗn hợp 8
STT Thời gian lưu (phút) Số đếm diện tích píc Tên chất 1 4,4 487059 1,1,3,3-Tetra-tert-butyl-2-phenylsulfonylthiaguanidine 2 6,008 2274363 Undecane, 2,8-dimethyl- 3 6,054 2999670 Naphthalene
4 6,158 2596688 9-Octadecen-12-ynoic acid, methyl ester
5 6,267 616283 Cycloundecene, 1-methyl- 6 6,825 2066974 Cyclohexane, 1,5-dimethyl-2,3-divinyl- 7 9,46 820312 Biphenyl 8 9,623 2503766 Tetradecane 9 10,692 444797 Cyclopentane, decyl- 10 12,341 941179 Dibenzofuran 11 12,757 213452 Pentadecane, 5-methyl- 12 13,185 215175 Dotriacontane 13 13,81 1821879 Hexadecane 14 14,9 138994 Dodecane, 4,9-dipropyl- 15 15,047 861267 Cyclopentane, undecyl- 16 15,776 142003 3-Hexadecanone 17 15,934 377466 Octadecane 18 16,717 248007 1-Dotriacontanol 19 17,403 319901 Heptadecane, 3-methyl- 20 17,494 334838 Heptasiloxane, hexadecamethyl- 21 17,709 102556 1,13-Tetradecadien-3-one 22 17,858 168076 1-Nonadecene 23 18,004 1925726 Heneicosane 24 19,133 240556 Heptadecane, 9-octyl- 25 19,295 1082528 Cyclopentane, undecyl- 26 19,742 193752 Cyclohexane, (1,1-dimethylpropyl)- 27 19,908 112393 3-Heptadecanone 28 20,014 358007 Octacosane 29 20,417 1031070 20 30 21,069 548736 1,2-Benzenedicarboxylic acid 31 21,401 201266 Nonadecane, 2,3-dimethyl- 32 21,952 1776718 Tetracosane 33 22,675 220030 Nonadecane, 9-methyl- 34 23,117 3028684 Cyclooctasiloxane, hexadecamethyl- 35 23,257 1138413 Cyclopentane, decyl- 36 23,809 735417 Nonacosane 37 25,091 318172 Eicosane, 9-octyl- 38 25,583 5911929 20 39 26,382 4460357 Tributyl acetylcitrate
STT Thời gian lưu (phút) Số đếm diện tích píc Tên chất 40 26,703 291304 Heneicosane, 11-decyl- 41 26,808 81829 Nonadecane, 2,3-dimethyl- 42 26,903 725293 Cyclopentane, undecyl- 43 27,314 502443 36 44 27,868 6711280 20 45 28,965 465462 32 46 30,117 8390985 20 47 30,391 366789 Cyclopentane, heneicosyl- 48 30,743 432648 Tetracontane
49 31,301 21557833 1,2-Benzenedicarboxylic acid, diisooctyl ester
50 32,939 5413505 20
51 36,76 2068847 20
Hình1P. Sắc đồ phân tích sản phẩm khí sinh ra
khi phân hủy PCBs bằng Hỗn hợp 8
5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 (x1,000,000) TIC 1 2 34 5 6 7 8 9 10 1 1 1 2 1 3 1 41 5 1 61 7 1 8 192 0 2 1 2 2 2 3 2 42 5 2 62 7 2 8 2 9 3 0 3 1 3 2 3 3 3 4 3 5 3 6 3 7 3 8 3 9 4 0 4 1 4 2 4 3 4 4 4 5 4 6 4 7 4 8 4 9 5 0 5 1
Phụ lục 2. Phân tích 6 chất chuẩn PCBs và mẫu dầu biến thế 1 0 .0 0 1 5 .0 0 2 0 .0 0 2 5 .0 0 3 0 .0 0 3 5 .0 0 2 0 0 4 0 0 6 0 0 8 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 4 0 0 1 6 0 0 1 8 0 0 2 0 0 0 2 2 0 0 2 4 0 0 2 6 0 0 2 8 0 0 3 0 0 0 3 2 0 0 3 4 0 0 3 6 0 0 3 8 0 0 4 0 0 0 4 2 0 0 4 4 0 0 4 6 0 0 4 8 0 0 5 0 0 0 Ti me --> Ab u n d a n ce
TIC: 1909PCBSTAND1.D\ data.ms
11.435 12.511 16.106 20.147 21.472 24.978 33.108 Hình 2P. Sắc đồ phân tích 6 chất chuẩn PCBs nồng độ 40 ppb. 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.00 26.00 28.00 30.00 32.00 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 Time--> Abundance
TIC: 122012BTThanh-Oil1.D\ data.ms
11.320 12.475 12.63513.227 13.709 14.01214.38314.478 14.986 15.252 15.847 16.054 16.274 16.750 16.984 17.222 17.402 17.680 18.270 18.480 18.843 19.291 19.831 20.112 20.707 21.02521.164 21.425 21.78522.556 23.449 23.703 23.932 24.963 26.418 33.158
Phụ lục 3. Phân tích sản phẩm khí hình thành khi phân hủy clobenzen