Thạc Sĩ Nghiên cứu ứng dụng các phương pháp o xy hóa tiên tiến (AOP) trong xử lý nước thải chứa các hợp chấ

MỤC LỤC


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, VIẾT TẮT
DANH MỤC BẢNG BIỂU
DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ ĐỒ THỊ
MỞ ĐẦU 1
Chương I .3
TỔNG QUAN VỀ ĐẶC TÍNH CỦA PHENOL, TÁC ĐỘNG CỦA NÓ ĐẾN MÔI TRƯỜNG VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHỨA PHENOL 3
I.1. GIỚI THIỆU VỀ PHENOL VÀ MỘT SỐ ĐẶC TÍNH CỦA NÓ 3
I.1.1. Một số tính chất vật lý và hóa học của phenol .3
I.1.2. Nguồn gốc và việc sử dụng phenol trong sản xuất công nghiệp 5
I.2. TÁC ĐỘNG CỦA PHENOL VÀ CÁC DẪN XUẤT CỦA NÓ TỚI MÔI TRƯỜNG VÀ SỨC KHỎE CON NGƯỜI 7
I.2.1. Những vấn đề môi trường gây ra bởi các hợp chất phenol .7
I.2.2. Tác động của phenol đến con người và động vật 8
I.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHỨA PHENOL .12
I.3.1. Các phương pháp sử dụng trong xử lý nước thải chứa phenol 12
I.3.2. Lựa chọn phương pháp xử lý nước thải chứa phenol .19
I.3.3. Quá trình oxi hóa nâng cao dựa trên cơ sơ O[SUB]3[/SUB]/H[SUB]2[/SUB]O[SUB]2[/SUB] (peroxon) 20
I.3.4. Những thuận lợi và khó khăn của quá trình peroxon 36
I.3.5. So sánh phương pháp ozon hóa và peroxon 37
Chương II .38
PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM .38
II. 1. Mục đích, đối tượng, nội dung nghiên cứu 38
II.1.1. Mục đích nghiên cứu: .38
II.1.2. Đối tượng nghiên cứu: .38
II.1.3. Nội dung nghiên cứu: 38
II.2. Pha chế nước thải phenol 38
II. 3. Các phương pháp đo và phân tích 39
II.4. Trang thiết bị và hóa chất thí nghiệm .40
II.4.1. Trang thiết bị 40
II.4.2. Hóa chất .40
II.5. Chuẩn bị thí nghiệm 40
Chương III 42
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 42
III.1. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý COD trong dung dịch nước thải chứa phenol trong quá trình ozon hóa .42
III.1.1. Sự tiêu thụ và chuyển hóa ozon trong dung dịch nước thải .42
III.1.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý COD của dung dịch nước thải chứa phenol trong quá trình ozon hóa. 45
III.2. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý nước thải chứa phenol bằng phương pháp peroxon. .51
III.2.1. nghiên cứu ảnh hưởng của pH và thời gian phản ứng đến quá trình peroxon .51
III.2.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của tỉ lệ r = [H[SUB]2[/SUB]O[SUB]2[/SUB]]/[O[SUB]3[/SUB]] đến quá trình peroxon .55
KẾT LUẬN 58
TÀI LIỆU THAM KHẢO 60



MỞ ĐẦU
Hiện nay song song với quá trình phát triển công nghiệp thì một lượng lớn chất ô nhiễm độc hại đã được sinh ra. Các chất độc hại này nếu không được xử lý trước khi thải ra môi trường sẽ gây nên những hậu quả vô cùng nghiêm trọng cho hệ sinh thái và ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe con người. Ở nước ta hiện nay, mặc dù tốc độ phát triển công nghiệp chưa cao, tuy nhiên do ý thức của người dân và các đơn vị sản xuất còn thấp, nên các vấn đề ô nhiễm môi trường là hết sức cấp thiết.
Nước thải của một số ngành công nghiệp như công nghiệp hóa chất, dệt nhuộm, giấy, dầu khí, hóa chất bảo vệ thực vật và hóa dược . có chứa nhiều các chất ô nhiễm. Thành phần các chất ô nhiễm có trong nước thải của các ngành công nghiệp này đáng chú ý nhất là những hợp chất hữu cơ khó hoặc không thể bị phân hủy sinh học. Những hợp chất này thường có độc tính cao, khó xử lý và loại bỏ bằng các phương pháp sinh học hoặc các phương pháp xử lý thông thường khác.
Các hợp chất khó phân hủy trong nước thải của những ngành công nghiệp kể trên rất đa dạng. Trong đó, thường gặp là các dung môi hữu cơ, chất hoạt động bề mặt, các chất màu, thuốc nhuộm, các sản phẩm dầu mỏ, phenol và các hợp chất của phenol, các loại thuốc trừ sâu, trừ cỏ, trừ nấm, các hợp chất Chlorophenole, dẫn xuất benzen một vòng hoặc nhiều vòng, các halogen hữu cơ, các hợp chất phospho hữu cơ, các phức chất kim loại hữu cơ (cơ kim). Những hợp chất này thường là những chất độc, đến rất độc. Do đó việc xử lý các hợp chất hữu cơ khó phân hủy ra khỏi môi trường nước là vấn đề hết sức cấp bách.
Từ trước tới nay, xử lý nước và nước thải có chứa các hợp chất hữu cơ khó phân hủy nói chung và nước thải có chứa các hợp chất của phenol nói riêng chủ yếu dựa vào các phương pháp xử lý truyền thống. Tuy nhiên hiệu quả của các phương pháp xử lý này không cao. Do đó, việc tìm kiếm các công nghệ mới phù hợp có khả năng xử lý hiệu quả đang được nhiều nhà khoa học quan tâm và nghiên cứu. Một trong các phương pháp xử lý hiện đang được nghiên cứu và ứng dụng hiệu quả đó là phương pháp oxi hóa nâng cao (Advanced Oxidation Processes – AOPs)
Oxi hóa nâng cao đã xuất hiện trên thế giới từ trước những năm 1990 trở lại đây, được áp dụng để xử lý nước và nước thải. Các quá trình oxi hóa nâng cao ngày càng trở thành một giải pháp không thể thiếu bên cạnh những công nghệ truyền thống để xử lý các chất ô nhiễm hữu cơ độc hại, khó phân hủy sinh học có mặt trong nước, nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp, ví dụ như các chất hữu cơ mạch vòng (benzen), phenol, thuốc nhuộm, thuốc trừ sâu . Trong số các phương pháp oxi hóa nâng cao được ứng dụng để xử lý nước thải chứa các hợp chất khó phân hủy thì phương pháp oxi hóa nâng cao trên cơ sở ozon được dùng khá phổ biến và cho hiệu quả cao.
Ở nước ta, công nghệ xử lý nước và nước thải dựa trên các quá trình oxy hóa nâng cao còn đang rất mới mẻ. Hiện nay, đã có một vài công trình nghiên cứu về lĩnh vực này nhưng không được hệ thống và việc áp dụng phương pháp này vào thực tế còn hạn chế. Chính vì vậy, chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu xử lý nước thải chứa phenol bằng phương pháp peroxon” để đề xuất phương pháp xử lý nước thải chứa phenol và các dẫn xuất của nó bằng phương pháp ôxi hóa nâng cao dựa trên cơ sở sự có mặt của ozon và hydrogen peroxit (O[SUB]3[/SUB]/H[SUB]2[/SUB]O[SUB]2[/SUB]).


Mục đích của đề tài:

Nghiên cứu phương pháp oxi hóa nâng cao trên cơ sở sử dụng hỗn hợp giữa ozon và hydrogen peroxit (H[SUB]2[/SUB]O[SUB]2[/SUB]) để xử lý phenol trong nước thải (phương pháp peroxon)
Xác định giá trị tối ưu của các thông số ảnh hưởng và hiệu quả xử lý nước thải chứa phenol của phương pháp peroxon

Đối tượng nghiên cứu:
Đối tượng nghiên cứu là nước thải chứa phenol được pha chế trong phòng thí nghiệm


Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài:

Nghiên cứu đề xuất công nghệ có tính khả thi để áp dụng xử lý các chất hữu cơ khó phân hủy sinh học trong nước thải.
Đề tài nghiên cứu sẽ là đề xuất mới cho việc lựa chọn phương pháp xử lý hiệu quả đối với nước thải chứa các hợp chất hưu cơ khó phân hủy nói chung và cho nước thải của ngành sản xuất công nghiệp chứa phenol nói riêng.