4. Phương pháp nghiên cứu
2.2.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình Peroxone
- Ảnh hưởng của các ion vơ cơ
Một số ion vơ cơ thường cĩ trong nước ngầm và nước thải cũng cĩ thể làm giảm hiệu quả cùa quá trình Peroxone do chúng tìm diệt các gốc .OH vừa được tạo ra. Những phản ứng làm mất gốc Hydroxyl của một số anion tìm diệt gốc Hydroxyl đặc trưng như sau:
17
.OH + HCO-
3 → .HCO3 + OH-
.OH + Cl- → .ClOH-
Khi tăng pH, cân bằng của bicacbonat - cacbonat sẽ chuyển dịch theo hướng tạo thành cacbonat gây bất lợi cho phản ứng oxy hĩa bậc cao. Trong khi đĩ, cacbonic axit lại khơng cĩ tác dụng tĩm bắt gốc hydroxyl, vì vậy trong trường hợp độ kiềm cao, bằng cách chỉnh pH sang mơi trường axit để chuyển cân bằng cacbonat - bicacbonat từ cacbonat (chất tìm diệt gốc hydroxyl) sang cacbonic axit (khơng phải chất tìm diệt gốc hydroxyl), sẽ cĩ thể loại bỏ tác dụng kìm hãm tốc độ phản ứng của các ion cacbonat và ion bicacbonat.
Nĩi chung, các ion clorua, cacbonat và bicacbonat thường cĩ ảnh hưởng kìm hãm tốc độ phản ứng nhiều nhất, trong khi đĩ các ion sulfat, phosphat hay nitrat thường ảnh hưởng ở mức độ thấp hơn.
- Độ pH và độ kiềm
Hydrogen peroxit bản thân phản ứng chậm với ozone, nhưng sản phẩm phân hủy của hydrogen peroxit theo phương trình (1) là ion HO2- lại phản ứng rất mạnh với ozone theo phương trình (2). Vì vậy, trong mơi trường pH cao rất thuận lợi cho phản ứng (2) xảy ra, do đĩ làm tăng tốc độ quá trình phân hủy ozone và tạo gốc
.OH. Nếu tăng pH lên 1 đơn vị cĩ thể tăng tốc độ tạo thành gốc .OH lên 10 lần [Meijers, R.T, 1998]. Trị số pH tối ưu của quá trình Peroxon thường nằm trong khoảng 7 - 8.
Độ kiềm là một thơng số quan trọng của quá trình peroxone H2O2 + O3. Nếu trong nước và nước thải chứa độ kiềm bicacbonat và cacbonat, cần phải loại bỏ chúng trước khi tiến hành phản ứng peroxone H2O2 + O3 vì khi thực hiện trong mơi trường pH cao, cân bằng cacbonat - bicacbonat sẽ nhanh chĩng chuyển sang tạo Cacbonat là một chất tìm diệt gốc .OH.
- Tỷ lệ H2O2/O3
Phương trình (9) cho thấy 1 mol H2O2 tác dụng với 2 mol O3 sẽ tạo ra hai gốc tự do .OH. Theo nhiều tác giả [Glaze,W.H(1989); Meijers,R.T(1985)] tỷ lệ tối ưu H2O2 + O3 là 0,5 mol H2O2 cho 1 mol O3. Tuy nhiên, nhu cầu H2O2 cịn tùy thuộc
18
vào sự cĩ mặt của những chất tìm diệt gốc .OH trong hệ. Chẳng hạn, khi cĩ mặt HCO3 nhu cầu H2O2 tăng lên tỷ lệ với nồng độ HCO3-. Do đĩ tỷ lệ mol H2O2 + O3
khơng cịn là 0,5 nữa. Mặt khác, cần lưu ý nếu cho H2O2 quá dư so với tỷ lệ trên sẽ cĩ tác dụng ngược lại, làm giảm hiệu quả của quá trình vì H2O2 cũng cĩ tác dụng như chất tìm diệt gốc .OH theo phản ứng (4). Nĩi chung, tỷ lệ H2O2 + O3 tối ưu để cĩ thể cho tốc độ phản ứng tạo gốc hydroxyl cực đại được xác định vào từng trường hợp cụ thể.