CÔNG NGHIỆP [34]
1.2.5.1 Xử lý bùn thải đô thị
Việc loại bỏ một lượng bùn thải rất lớn được sinh ra sau quâ trình xử lý sinh học lă một trong những vấn đề khó khăn. Phương phâp oxy hóa ướt đê thănh
công trong việc xử lý bùn thải, thực tế cho thấy hơn 50% tổng số hệ thống WAO được sử dụng cho mục đích năy. Quâ trình oxy hóa ướt xử lý bùn thải đê được bâo câo bởi nhiều nhă nghiín cứu. Mức độ phđn hủy bùn phụ thuộc văo nhiệt độ vă đối với một mức độ oxy hóa nhất định thì chất hữu cơ còn lại có khuynh hướng ở lại trong pha rắn hơn lă trong dung dịch. Ảnh hưởng của WAO đến những thănh phần khâc nhau của bùn thải được nghiín cứu chi tiết bởi Teletzke (1967). Nghiín cứu cho thấy tinh bột có khả năng phđn hủy nhanh nhất ở tất cả
nhiệt độ. Trong khi đó, lipit rất khó bị phđn hủy ở nhiệt độ dưới 200oC nhưng
trín 200oC chúng cũng bị phđn hủy nhanh như tinh bột. Protein thì dễ phđn hủy
hơn lipit nhưng lại khó phđn hủy hơn tinh bột ở dưới 200oC. Trín 200oC, chúng bị phđn hủy kĩm hơn cả lipit vă tinh bột. Do sự thủy phđn của polysaccarit nín
một lượng nhỏ đường được tìm thấy trong bùn đê oxy hóa ở 150-175oC. Điều
năy chỉ ra rằng câc phđn tử lớn có khuynh hướng thủy phđn thănh câc monome ở nhiệt độ oxy hóa thấp hơn.
Teletzke (1965) đê có một số nghiín cứu về quâ trình WAO của bùn thải ở âp suất thấp. Hầu hết lưu huỳnh bị oxy hóa thănh sunfat vă bị lôi cuốn văo dung dịch lọc, photpho bị kết tủa thănh khối, kết quả lă trong nước thải không có photphat. Chất hữu cơ chứa nitơ bị chuyển thănh dung dịch amino axit vă amoniac. Phần bê rắn được phđn chia bằng câch lắng, lọc chđn không, hoặc ly tđm tùy thuộc văo từng điều kiện.
Nước thải thu được sau quâ trình WAO sẽ được xử lý nhanh bởi câc quâ trình xử lý sinh học. Khí thoât ra bao gồm chủ yếu lă nitơ, oxy, cacbon dioxit vă câc hydrocacbon (chiếm ít hơn 0,02% về thể tích) vă không gđy ra những vấn đề ô nhiễm không khí.
1.2.5.2 Xử lý nước thải nhă mây rượu, bia
Câc nghiín cứu quâ trình oxy hóa ướt để xử lý nước thải nhă mây rượu được bâo câo bởi Daga (1986), Shah (1989) vă Lele (1989,1990). Daga đê
nghiín cứu động học của quâ trình năy ở nhiệt độ 150-230oC vă âp suất riíng
phần của oxy khoảng 0,1-2,5 MPa, nhu cầu oxy hóa hóa học lă 35kg/m3. Bậc
phản ứng đối với oxy lă 0 ở 190oC vă âp suất riíng phần 1 MPa. Tuy nhiín, khi
âp suất riíng phần của oxy dưới 1 MPa thì bậc phản ứng đối với oxy lă 0,3 ở
150oC vă 0,6 ở 200oC. Năng lượng hoạt hóa của phản ứng WAO lă 45,34 kJ/mol.
Chowdhury vă Ross (1975) đê nghiín cứu quâ trình WAO của nước thải từ nhă mây bia trong điều kiện có vă không có mặt xúc tâc. Tất cả câc phản ứng được thực hiện ở nhiệt độ 204,5oC vă âp suất 2,07 MPa, thời gian thực hiện phản ứng lă 2 giờ. Phản ứng oxy hóa không xúc tâc chịu ảnh hưởng đâng kể bởi âp suất riíng phần của oxy. Khoảng 84% sự oxy hóa đạt được trong trường hợp không xúc tâc vă 95% trong trường hợp sử dụng xúc tâc. Những nhă nghiín cứu
sđu hơn đê chỉ ra rằng ở trín 205oC, ảnh hưởng của nhiệt độ lă không đâng kể
do sự cản trở của câc axit có khối lượng phđn tử thấp đê hình thănh trong quâ trình phản ứng. Trong quâ trình WAO, có thể quan sât thấy có 2 bước rõ rệt. Trong bước thứ nhất, tốc độ của phản ứng oxy hóa rất nhanh vă quâ trình oxy hóa đạt đến tối đa, câc axit cacboxylic khối lượng phđn tử thấp được hình thănh trong bước năy. Câc phđn tử năy cản trở sự oxy hóa lăm cho tốc độ oxy hóa ở bước thứ hai rất chậm ( khoảng 10-20 lần).
Câc nghiín cứu cho thấy điều kiện vận hănh quâ trình WAO xử lý nước
thải rượu, bia lă 150-250oC vă 1-6,6 MPa. Do đó, cần phải có những nỗ lực
nghiín cứu câc xúc tâc cho quâ trình oxy hóa để hạ thấp âp suất vận hănh cũng như chi phí về năng lượng.
1.2.5.3 Xử lý nước thải nhă mây giấy vă bột giấy
Nước thải từ nhă mây bột giấy có chứa câc chất hữu cơ ở dạng rắn lơ lửng, dạng keo, câc hợp chất có chứa lưu huỳnh, axit trong nhựa cđy, nhựa phenol, câc axit bĩo chưa bêo hòa, terpen…. Cứ mỗi tấn bột giấy được sản xuất thì có khoảng 300 m3 nước thải được sinh ra. Trong nước thải năy có một lượng lớn hóa chất vă năng lượng có thể thu hồi được. Việc thu hồi câc hoâ chất lă cần thiết đối với câc đơn vị sản xuất để đạt được những tiíu chuẩn thải của khu vực. Phương phâp thông thường để xử lý nước thải năy lă bay hơi, tiếp theo lă ï nung trong lò. Câc chất bột giấy được thu hồi ở dạng muối nấu chảy vă năng lượng được phục hồi ở dạng hơi nước. Tuy nhiín, hiệu quả thu hồi hóa chất vă năng lượng năy lă chưa thỏa mên.
Oxi hóa ướt lă một phương phâp có nhiều triển vọng cho việc xử lý nước thải từ nhă mây giấy. Galassi (1980) đê sử dụng ozon như lă một chất oxy hóa để oxy hóa ướt loại nước thải năy với hăm lượng COD lă 347000 mg/l ở nhiệt độ
280-380oC. Prasad vă Joshi (1987) đê nghiín cứu động học quâ trình oxy hóa ướt
nước thải từ nhă mây giấy ở điều kiện nhiệt độ khoảng 120-180oC vă âp suất
riíng phần của oxy khoảng 0,3-1 MPa. Khâc với trường hợp xử lý nước thải nhă mây rượu, quâ trình năy không có sự tạo thănh chất rắn vă cũng không có sự
thủy phđn thậm chí ở nhiệt độ 270oC. Hăm lượng COD giảm hơn 96% ở 275oC
vă 0,3 MPa. Họ cũng đê nghiín cứu hiệu quả của câc xúc tâc oxit kim loại khâc
nhau (như CuO, MnO2, ZnO, SeO2 ) trong quâ trình WAO vă SeO2 cho thấy lă
một xúc tâc có hiệu quả đâng kể.
Câc nghiín cứu cho thấy, điều kiện vận hănh của quâ trình WAO xử lý
nước thải từ nhă mây giấy lă nhiệt độ khoảng 120-317oC vă âp suất tổng cộng
xúc tâc cho quâ trình oxy hóa ướt để có thể lăm giảm những điều kiện nghiím ngặt của quâ trình oxy hóa.
1.2.5.4 Xử lý câc nước thải có chứa xyanua vă nitril
Xyanua có trong nước thải từ công nghiệp mạ điện, sự chiết kim loại, câc lò luyện cốc, câc nhă mây chế biến dầu mỏ…. Natri xyanua được sử dụng trong câc ngănh sản xuất như dược, nông nghiệp hóa học vă thuốc nhuộm. Nước thải từ câc ngănh công nghiệp năy còn chứa xyanua không phản ứng. Trong câc nitril, nước thải từ nhă mây sản xuất acrylonitril thu hút nhiều sự chú ý bởi vì nó có độc tính cao do sự có mặt acrylonitril, axetonitril, acrolein, câc xyanua vô cơ, amoni sunfat cùng với câc chất hữu cơ khâc.
Wilhelmi vă Ely (1976) đê đề nghị phương phâp xử lý 2 bước. Trong bước đầu tiín nồng độ acrylonitril giảm hơn 99,9% cùng với 97% COD chuyển đổi bởi quâ trình WAO. Sau quâ trình WAO, amoni sunfat trong nước thải với nồng độ cao sẽ được thu hồi. Nước thải sau đó sẽ được xử lý sinh học hoặc lý sinh.
Mishra (1992) đê sử dụng câch tương tự để xử lý nước thải từ một nhă mây sản xuất acylonitril. Nước thải chứa acrylonitril với nồng độ 1330 mg/l vă axetonitril 480 mg/l cùng với acrolein, câc xyanua vô cơ vă amoni sunfat. Hơn nữa, nó có hăm lượng COD rất cao, khoảng 12000 mg/l. Mishra đê xâc định
động học của quâ trình WAO vă quâ trình xử lý bùn hoạt tính. Ở 250oC vă âp
suất riíng phần của oxy lă 0,69 MPa, sự giảm COD lă 60% trong 2 giờ. Ở 225oC,
hơn 96% acrylonitril bị phđn hủy trong 4 giờ. Nước thải thu được sau quâ trình WAO được xử lý bùn hoạt tính sau khi pha loêng với nước 4 lần. Mặc dù trong quâ trình xử lý sinh học sự giảm COD đạt tới 96% (từ 10000 xuống 536 mg/l) nhưng mău nđu của nước thải vẫn không đổi, vì thế cần sử dụng than hoạt tính để loại mău. Sau quâ trình xử lý kết hợp (WAO + xử lý bùn hoạt tính + bột than
hoạt tính) thì nước thải thu được đạt chất lượng rất tốt, loại bỏ hoăn toăn nitril vă mău.
