TR

NG Đ I H C NÔNG LÂM TP.HCM

ƯỜ

Ạ Ọ

KHOA MÔI TR

NG VÀ TÀI NGUYÊN

ƯỜ



Đ C

NG

PH

NG

Ề ƯƠ NG PHÁP NGHIÊN C U KHOA H C MÔI TR Ứ

ƯƠ

ƯỜ

NH M NÂNG CAO HI U QU X LÝ N

NGHIÊN C U CÔNG NGH UV – FENTON ƯỚ Ỉ C R Ệ Ằ Ả Ắ RÁC T I BÃI CHÔN L P CH T TH I R N

Ệ Ả Ử Ấ

Ấ NAM BÌNH D

NGƯƠ

GVHD: TS. Lê Qu c Tu n ấ ố

Th c hi n: ệ Nhóm DH11MT ự

11127170 1. Tr n Th H ng Ph ng ị ồ ụ ầ

2. Tr n Th Th y ủ

11127217 ầ ị

3. Tr n Th Kim Thoa ị

11127211 ầ

4. Tr n Hoàng Ng c ọ

5. Nguy n Thanh Tân

11127021 ầ

11127313 ễ

7. Nguy n Th H ng

6. Nguy n Th Ng c M 11127137 ễ ọ ị ỹ

11127292 ị ằ ễ

Tp. H Chí Minh, tháng 10 năm 2013 ồ

Đ C

Ề ƯƠ

NG NGHIÊN C U KHOA H C Ứ

DH11MT

Page 2

Đ C

Ề ƯƠ

NG NGHIÊN C U KHOA H C Ứ

M C L C

DH11MT

Page 3

CH ƯƠ Ở Ầ

5 ............................................................................................................... NG 1: M Đ U Đ C Ề ƯƠ

NG NGHIÊN C U KHOA H C Ứ 5 I. Đ t v n đ . ................................................................................................................................... ề ặ ấ

II. Tính c p thi

5 t c a đ tài. .........................................................................................................

ế ủ ề

III. M c đích, yêu c u.

6 ....................................................................................................................

IV. Đ i t

ng và ph m vi nghiên c u.

6 ......................................................................................

ố ượ

6 V. Ý nghĩa c a đ tài. .....................................................................................................................

ủ ề

CH 6 NG 2: T NG QUAN V CÁC TÀI LI U LIÊN QUAN ............................................... ƯƠ Ổ Ề Ệ

c r rác

6 ...................................................................................

I. T ng quan v thành ph n n ề

ầ ướ ỉ

1.I.1 Thành ph n n

c r rác trên th gi

ầ ướ ỉ

6 .................................................................................. i ế ớ

1.I.2 Thành ph n n

c r rác Vi

t Nam

10 ....................................................................................

ầ ướ ỉ

1.I.3 Tính ch t n

14 .......................

ấ ướ ỉ

c r rác c a bãi chôn l p ch t th i r n Nam Bình D ng. ấ

ả ắ

ươ

II. Các ph

ng pháp x lý n

c r rác.

16 ....................................................................................

ươ

ướ ỉ

1.II.1 Ph

16 ........................................................................

ươ

ng pháp x lý c h c ch t th i r n ả ắ ơ ọ

1.II.2 Ph

16 ..............................................................................................

ươ

ng pháp x lý hóa – lý ử

1.II.3 Ph

16 .............................................................................................

ươ

ng pháp x lý sinh h c ọ ử

1.II.4 Ph

17 ..............................................................................................

ươ

ng pháp x lý hoá h c ọ ử

III. M t s công ngh x lý n

c r rác hi n nay.

18 ................................................................

ộ ố

ệ ử

ướ ỉ

1.III.1 Công ngh x lý n

c r rác trên th gi

ệ ử

ướ ỉ

18 ...................................................................... i ế ớ

1.III.2 Công ngh x lý n

c r rác

Vi

t Nam

22 ......................................................................

ệ ử

ướ ỉ

IV. Vai trò c a ph

ng pháp oxy hóa b c cao trong quá trình x lý n

c r rác.

31 ...........

ươ

ướ ỉ

1.IV.1 Ánh sáng t

ngo i _UV (Ultraviolet Light)

32 ....................................................................

32 .............................................................................................

1.IV.2 Quá trình Fenton đ ng th . ể

33 1.IV.3 Quá trình Fenton d thị ể ....................................................................................................

Page 4 DH11MT 34 1.IV.4 Quá trình quang Fenton ....................................................................................................

1.IV.5 Các y u t

nh h

ng quá trình Fenton và quang Fenton

35 .............................................

ế ố ả

ưở

Đ C

Ề ƯƠ

NG NGHIÊN C U KHOA H C Ứ

CH

NG 1

: M Đ U

ƯƠ

Ở Ầ

I. Đ t v n đ . ặ ấ ề

ạ ệ ướ ể

ầ ệ ạ ứ ả

ớ gìn và b o v môi tr ượ ủ

ng t ườ c quan tâm, đ c bi m i ho t đ ng c a con ng ườ c phân lo i t ồ ạ ạ i pháp ch y u, do đó sinh ra m t lo i n ủ ế ề c th i đ c bi ả ặ ừ ườ ộ ệ ụ ữ ữ ệ

N c ta đang trong giai đo n công nghi p hóa, hi n đ i hóa. Vi c phát tri n các khu ệ ệ công nghi p luôn đi kèm v i yêu c u phát tri n b n v ng, t c là phát tri n ph i song hành ể ề ữ ể ng cu c s ng đ ng. Ngày nay, khi ch t l c c i thi n thì v i gi ộ ố ấ ượ ượ ả ữ ớ ả ệ c th i. Rác th i t là v n đ rác th i và n v n đ môi tr ả ng cũng đ ả ề ấ ặ ả ướ ề ấ ườ ả ng. H u h t rác th i i và ngày càng tăng v kh i l sinh ra t ế ầ ố ượ ề ừ ọ ạ ộ i ngu n, do đó gây r t nhi u khó khăn trong qu n lý n c ta đ u ch a đ ư ượ ở ướ ả ề ấ ề ễ và x lý, chôn l p là gi t ô nhi m ử ạ ướ ả ấ rác đang “nóng Nh ng câu chuy n v rác và nh ng h l y môi tr c r rác. là n ướ ỉ lên” trong nh ng năm g n đây. ữ ầ

Bình D ng là m t t nh có t c đ phát tri n kinh t ộ ế ể ộ ỉ

ả ắ ử

i quy t v n đ này và đ ng th i, h tr x lý m t l ươ ượ ả ạ ị ằ ố i đ a ph ả ề ờ

ự ố ồ

ử ấ

ầ ấ nhanh, kéo theo đó là nhu c u c p ng. Khu liên li p x lý ch t th i r n Nam Bình ệ ấ ươ ng ộ ượ ỗ ợ ử ồ ế ấ ầ i khu liên hi p đ m b o yêu c u ả ệ ạ ấ iả c r rác v i công su t 480m ướ ỉ c sau ệ ố c r rác t ả 3/ngày đêm đã gi ng n ấ ượ ướ ỉ ồ ứ ướ ấ ạ

ươ bách cho vi c x lý rác th i t ệ ử D ng đ c xây d ng nh m gi rác cho thành ph H Chí Minh. Bãi chôn l p (BCL) rác t BCL h p v sinh, có h th ng x lý n ợ quy t đ ố khi x lý đ t lo i A theo quy chu n QCVN 25:2009/BTNMT. ử ớ i (NRR) các h ch a có ch ng th m. Ch t l ẩ ng n ế ượ ượ ạ ệ c l ạ

II. Tính c p thi

t c a đ tài.

ế ủ ề

, do đó, V i tình hình hi n nay, m i ngày ệ ỗ

ớ ễ ở ễ ơ BCL chôn l p m t l ượ ọ ng rác kh ng l ấ ổ ộ ượ có hàm l ng NRR kh ng l ổ ồ ồ ượ BCL ễ ng ô nhi m

rác d tr thành n i ô nhi m nghiêm tr ng do l cao.

Vi c x lý NRR ngày càng g p nhi u khó khăn, b t c p, ch u nh h ử ưở ị ả ấ ậ

ệ nh n ng đ NRR, m c đ pha tr n gi a n ề ộ

ề ữ ướ ấ

ợ ả ượ ệ ố ử

ộ ệ ố ể ầ ầ ể ử ả ộ

ọ ể ử ệ

c, l ượ ệ ấ

ề c r rác t

DH11MT

Page 5

đ ng b i nhi u ề ở ặ ớ c rác, h s th m, l p y u t c m a v i n ệ ố ấ ư ớ ướ ứ ộ ế ố ư ồ đây là ph i tìm ra công ph b m t và h th ng thu gom, đi u hòa NRR. V n đ đ t ra ả ở ủ ề ặ ề ặ i các h th ng x lý NRR ng NRR, c i t o l ngh thích h p đ có th x lý hi u qu l ả ạ ạ ệ ệ ọ ng pháp hóa lý – hóa h c hi n h u. Yêu c u c n ph i có s ph i h p đ ng b nhi u ph ươ ề ồ ự ố ợ ệ ữ ậ ng pháp oxy hóa b c ng pháp hóa h c, ph – sinh h c đ x lý hi u qu . Trong các ph ươ ươ ọ i d dàng th c hi n. Do đó, đ tài cao đem l ự ạ ễ ệ ậ ả ạ i “Nghiên c u công ngh UV – Fenton nh m năng cao hi u qu x lý n ả ử ệ ệ c hình thành v i mong mu n đ a ra bãi chôn l p ch t th i r n Nam Bình D ng” ớ ả ắ ả i hi u qu cao và chi phí ch p nh n đ ạ ứ ấ ướ ỉ ố ằ ươ ượ ấ ư

Đ C

Ề ƯƠ

NG NGHIÊN C U KHOA H C Ứ

ng pháp x lý hi u qu cao, d dàng th c hi n và chi phí không quá l n. m t ph ộ ươ ử ự ệ ễ ệ ả ớ

III. M c đích, yêu c u.

Nghiên c u nâng cao hi u qu x lý NRR t ả ử ứ ả ắ ấ

ng pháp oxy hóa b c cao dùng công ngh UV – Fenton. b ng ph ằ ươ ươ ạ BCL ch t th i r n Nam Bình D ng i ệ ệ ậ

IV.

ố ượ

ng và ph m vi nghiên c u ứ .

Đ i t

BCL Nam NRR c a ủ BCL ch t th i r n Nam Bình D ng thu c khu liên hi p x lý ả ắ ươ ử ệ ấ ộ

Bình D ng. ươ

V. Ý nghĩa c a đ tài.

ủ ề

- Nghiên c u nâng cao hi u qu x lý NRR b ng công ngh UV – Fenton.

 Khoa h c: ọ

ả ử ứ ệ ệ ằ

nh h ế ố ả ưở ng đ n quá trình x lý b ng tác nhân Fenton và xác ằ ử ế

- Nghiên c u các y u t ứ ệ ố ư

 Môi tr

i u. đ nh đi u ki n t ề ị

ng: ườ Giúp x lý NRR đ t hi u qu , góp ph n b o v môi tr ệ ử ệ ạ ả ầ ả ườ ấ ng đ t,

 Kinh t

c.ướ n

t ki m chi phí x lý, mang l i hi u qu kinh t : ế Ti ế ử ệ ạ ệ ả . ế

CH

NG 2: T NG QUAN V CÁC TÀI LI U LIÊN QUAN

ƯƠ

I.

c r rác

T ng quan v thành ph n n ề

ầ ướ ỉ

1.I.1 Thành ph n n c r rác trên th gi ầ ướ ỉ i ế ớ

các BCL có th đ ừ

ớ NRR t ấ

ầ BCL t c m a, n ư ướ ầ

Hình 1 N c r rác

ướ ỉ

DH11MT

Page 6

ủ ồ v t li u ph , n c t c t ấ c đ nh nghĩa là ch t ị ể ượ l ng th m qua các l p ch t th i r n mang theo các ả ắ ấ ỏ l ng (Tchobanoglous ch t hòa tan ho c các ch t l ấ ơ ử ặ BCL, NRR bao g mồ et al., 1993). Trong h u h t các ế ư các ngu n bên ngoài nh ch t l ng đi vào ừ ấ ỏ ạ c ng m và ch t l ng t o n c m t, n ấ ỏ ướ ặ ướ thành trong quá trình phân h y các ch t th i. Các ấ ả phía trên c t ngu n chính t o ra NRR bao g m n ướ ừ ủ ướ ừ BCL, đ m c a rác, n ướ ừ ậ ệ ạ ủ ộ ẩ

Đ C

Ề ƯƠ

NG NGHIÊN C U KHOA H C Ứ

c đ ệ ế ủ ướ ượ ấ

ấ c tiêu th trong các ph n ng hình thành khí bãi rác, h i n ướ

đáy c tích tr trong c cho phép. Vi c m t đi c a n ữ ệ c bão ơ ướ ả ứ BCL. Đ c tính c a ch t th i ph thu c vào ộ ụ ấ ướ ừ ủ ặ ả

bùn n u vi c chôn l p bùn, đ ượ bãi rác bao g m n ụ ồ hòa b c h i theo khí và n c thoát ra t ố ơ nhi u h s . ề ệ ố

M c dù m i qu c gia có quy trình v n hành BCL p khác nhau, nh ng nhìn chung ậ ư ặ

ỗ thành ph n NRR ch u nh h ng b i các y u t chính nh sau: ố ị ả ầ ưở ế ố ở ư

ả ấ

Ch t th i đ ượ ạ ấ ấ ả ả ỉ ọ ấ

- c đ a vào ư chôn l p: lo i ch t th i, thành ấ ph n ch t th i và t tr ng ch t ầ th i.ả

-

BCL: Quy trình v n hành ậ - quá trình x lý s b và chi u sâu ề ơ ộ chôn l p.ấ

Th i gian v n hành BCL. ậ ờ

Hình.2 B ch a n

c r rác

ể ứ ướ ỉ

- và nhi Đi u ki n khí h u: đ m ộ ẩ ệ ề t đ không khí. ệ ộ

ấ Đi u ki n qu n lý ch t ề ệ ả

DH11MT

Page 7

- th i.ả

Đ C

Ề ƯƠ

NG NGHIÊN C U KHOA H C Ứ

Hình 3 N c r rác t ướ ỉ ừ bãi chôn l p ấ

ế ố ệ ế ờ

trên nh h ả ẽ ng r t nhi u đ n đ c tính NRR, đ c bi ặ ấ ế ị ề ượ ớ ự ư ấ

ề m t s n ưở này s quy t đ nh đ ặ ổ ấ ủ ư ủ ầ ặ ấ

c trình bày c th trong B ng 1.1 và B ng 1.2. ậ t là th i gian v n Các y u t ặ c tính ch t NRR nh NRR cũ hay m i, s tích hành BCL, y u t ế ố ợ lũy các ch t h u c khó ho c không có kh năng phân h y sinh h c nhi u hay ít, h p ả ấ ữ ơ s thay đ i c u trúc. Thành ph n đ c tr ng c a NRR ch t ch a nit ở ộ ố ướ c ơ ẽ ứ i đ trên th gi ả ế ớ ượ ụ ể ả

B ng 1.1. Thành ph n n c r rác t i m t s qu c gia trên tr gi ầ ướ ỉ ả ạ ộ ố ố i ế ớ

Colombia(ii) Đ c (iv) ứ

Canada(ii) Clover Bar (V nậ

hành t nămừ Thành Ph nầ Đ n Vơ ị Pereira (5 năm v nậ hành) BCL CTR đô thị

- mgO2/l mgO2/l mg/L mg/L 7.2 – 8.3 4350– 65000 1560– 48000 200 – 3800 - 1975) 8.3 1090 39 455 - - 2500 230 1100 920

mg/L 7990– 89100 - -

mg/L 190 – 27800 - -

ổ mg /L 7800– 61300 - -

ổ mg/L 2 – 35 - -

ộ ề ổ

pH COD BOD NH4 TKN Ch t r n t ng ấ ắ ổ c ngộ Ch t r n l ấ ắ ơ l ngử ấ ắ T ng ch t r n hoà tan T ng phosphate (PO4) Đ ki m t ng Ca Mg Na mgCaCO3/L mg/L mg/L mg/L 3050 – 8540 - - - 4030 - - - - 200 150 1150

Ngu n: ồ (i) : Lee & Jone, 1993

(ii): Diego Paredes, 2003

(iii): F. Wang et al., 2004

(iv) : KRUSE, 1994

B ng 1.2. Thành ph n n c r rác t Châu Á ầ ướ ỉ ả ạ i m t s qu c gia ộ ố ố ở

DH11MT

Page 8

Thái Lan Hàn Qu cố

Đ C

Ề ƯƠ

NG NGHIÊN C U KHOA H C Ứ

BCL pathumthani Thành Ph nầ Đ n Vơ ị

Sukdowop NRR 1 năm 5.8 Sukdowop NRR 12 năm 8.2

ộ ẫ

pH Đ d n đi n ệ COD BOD5 SS IS N-NH3 N-Org Phospho t ngổ Cl- Zn Cd Pd Cu Cr Đ ki m ộ ề VFA - µS/cm mgO2/L mgO2/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mgCaCO3/L mg/L 7.8 – 8.7 19400– 23900 4119– 4480 750 – 850 141 – 410 10588-14373 1764– 2128 300 – 600 25 – 34 3200– 3700 0.873-1.267 - 0.09– 0.330 0.1 – 0.157 0.495-0.657 - 56 – 2518 12500 7000 400 - 200 - - 4500 - - - - - 2000 - 2000 500 20 - 1800 - - 4500 - - - - - 10000 -

( Ngu n: ồ Kwanrutai Nakwan, 2002)

ể ự

ế ồ

ụ ấ ố ố ớ ớ

ộ ố ệ ế ồ ễ ờ

m i khu v c nh ng NRR nhìn ư 5 cao (có th lên đ n hàng ể 2/L) đ i v i NRR m i. T các s li u th ng kê trên cho th y, trong khi giá ố ấ ạ i ộ ư ấ 3 trung bình kho ng 1800mg/L. N ng đ các kim lo i h u nh r t ồ ừ ầ ả ấ ộ ạ ầ

Tuy đ c đi m và công ngh v n hành BCL khác nhau ặ ở ỗ ệ ậ chung đ u có tính ch t gi ng nhau là có n ng đ COD, BOD ề ch c ngàn mgO tr pH c a NRR tăng theo th i gian, thì h u h t n ng đ các ch t ô nhi m trong NRR l ủ gi m d n, ngo i tr NH ạ ừ ầ th p, ngo i tr s t. ạ ừ ắ ị ả ấ

ổ ủ ọ ủ ễ ờ

ậ ạ ộ

l ả ầ ổ ủ ổ ầ ỷ ệ ị

ạ 5/COD, trong th i gian đ u t ờ ấ ữ ơ ế

ủ ấ ấ ằ

ỏ này th ợ ể ả ả

DH11MT

Page 9

Kh năng phân h y sinh h c c a NRR thay đ i theo th i gian, d phân h y trong giai ự đo n đ u v n hành BCL và khó phân h y khi BCL đi vào giai đo n ho t đ ng n đ nh. S ị ạ ủ này có thay đ i này có th đ BOD l c bi u th qua t ỷ ệ ể ượ ể 5/COD l n h n 0.4 ch ng t BOD các ch t h u c trong NRR có th lên đ n 80%, v i t l ớ ứ ơ ớ ỷ ệ ng r t th p n m trong l kh năng phân h y sinh h c, còn đ i v i các BCL cũ t ườ ỷ ệ ố ớ ọ l kho ng 0.05 – 0.2; t th p nh v y do NRR cũ ch a các h p ch t lignin, axít humic và ấ ứ ỷ ệ ấ axít fulvic là nh ng ch t khó phân h y sinh h c. ấ ư ậ ủ ữ ọ

Đ C

Ề ƯƠ

NG NGHIÊN C U KHOA H C Ứ

Hình 4 Nhà máy x lý n c r rác t ử ướ ỉ ạ i Hàn Qu c ố

1.I.2 Thành ph n n c r rác Vi t Nam ầ ướ ỉ ệ

ấ ệ ả ắ

c và Ph ặ ề ướ ố ồ ướ

ư ấ ủ ạ ợ c Hi p. M c dù các BCL đ u có thi ệ ệ ố ư ử

ạ ằ ầ ớ ở

ệ ế

ườ ả ặ

ứ ọ ờ

ậ ể ở ộ ế ế ể ả ư

Hi n nay, thành ph H Chí Minh có 2 BCL ch t th i r n sinh ho t h p v sinh đang ệ ế ế ệ ố t k h th ng ho t đ ng là BCL Đa Ph ạ ộ x lý NRR nh ng công su t c a các h th ng này h u nh không x lý h t l ng NRR ế ượ ử ầ ề các BCL hi n nay đ u phát sinh ra h ng ngày t i BCL, do đó ph n l n các h ch a NRR ệ ồ ứ và vi c ti p nh n NRR thêm n a là đi u r t khó khăn. Th m chí còn trong tình tr ng đ y ậ ầ ứ ạ ữ ề ấ ng h p ph i s d ng xe b n đ ch NRR sang n i khác x lý ho c có n i ph i xây có tr ơ ơ ả ử ụ ợ ử đ ng NRR. Ngoài ra, d ng thêm h ch a đ gi i quy t m t cách t m th i tình tr ng ạ ự ạ ứ ồ i c a BCL, và các s c x y t k , ho t đ ng quá t vi c v n hành BCL ch a đúng v i thi ự ố ả ạ ộ ả ủ ệ ậ ế c r rác b ngh t, …) còn khi n ra trong quá trình v n hành (tr ẹ ướ ỉ ố ệ ố ậ cho thành ph n NRR thay đ i r t l n gây nh h ả ử ế ưở ả ồ ế ớ t đ t, h th ng ng thu n ượ ấ ạ ổ ấ ớ ng m nh đ n hi u qu x lý NRR. ệ ầ

ủ ừ ạ ộ ữ ễ ớ ồ

NRR phát sinh t ườ ộ ỏ ể ề

ấ ướ ặ ướ ề ầ ồ ồ

ễ ư ượ ố ễ ễ ễ ể ấ ấ

c ng m và d dàng gây ô nhi m ngu n n ư ấ ộ ề ầ

DH11MT

Page 10

đ n môi tr ế qua m t đ t làm ô nhi m ngu n n ặ ấ n ng đ các ch t ô nhi m có trong đó r t cao và l u l ộ ồ c th i khác, thành ph n (pH, đ ki m, COD, BOD, NH n ả ướ phân h y sinh h c hi u khí, k khí,...) c a NRR phát sinh t ị ủ ấ ho t đ ng c a BCL là m t trong nh ng ngu n gây ô nhi m l n nh t ng. Nó b c mùi hôi n ng n lan t a nhi u kilomet, NRR có th ng m xuyên c m t vì ặ ng đáng k . Cũng nh nhi u lo i ạ ề 3, SO4,...) và tính ch t (kh năng ả ữ các BCL là m t trong nh ng ộ ừ ủ ế ọ

Đ C

Ề ƯƠ

NG NGHIÊN C U KHOA H C Ứ

ệ ử ng hoá ch t t ọ ể ọ t b , xác đ nh li u l ị ế ị ậ

ơ t k các công trình đ n ế ế i u và xây d ng quy trình v n hành ự c trình bày ấ ố ư i thành ph H Chí Minh đ ố ồ ạ ộ ố ượ ủ ầ

thông s quan tr ng dùng đ xác đ nh công ngh x lý, tính toán thi ị ố v , l a ch n thi ề ượ ị ự thích h p. Thành ph n NRR c a m t s BCL t ợ trong B ng1.3. ả

B ng 1.3 Thành ph n n ầ ướ ỉ ả ộ ố i Thành ph H Chí Minh ố ồ

c r rác c a m t s BCL t Ph ủ Gò Cát ạ ướ c Hi p ệ Nam Bình D ngươ CH TIÊU Ỉ

NRR m iớ 2,4/2002 NRR cũ 8,11/2003 ờ Đ N VƠ Ị

NRR cũ 4/03 – 8/06 Th i gian l y m u ấ ẫ

NRR m iớ 2,3,4/20 02 4.8 – 6.2 6.0 – 7.5 8.0 – 8.2 pH -

TDS mg/L 7300 – 12200 NRR m iớ 1,4/200 3 5.6 – 6.5 18260 – 20700 7.3 – 8.3 6500 – 8470 10950 – 15800 9100 – 11100

NRR cũ 8/200 6 7.5 – 8.0 9800 – 16100 590 -

mgCaCO3/ L Đ c ng ộ ứ t ngổ

1520 – 1860 100 – 190 Ca2+ mg/L

110 – 6570 - 169 – 240 SS mg/L

40 – 165 90 – 4000 - 5733 – 8100 2031 – 2191 790 – 6700 - - 1533 – 8400 1122 – 11840 1280 – 3270 - - VSS mg/L

COD 5833 – 9667 1670 – 2740 1760 – 4310 1120 – 3190 39614 – 59750 24000 – 57300 1510 – 4520 38533 – 65333 916 – 1702 mgO2/L

235 – 735

BOD 30000 – 48000 18000 – 48500 240 – 2.120 33570 – 56250 mgO2/L

2950 – 7000 1010 – 1430 - 16777 - - - VFA mg/L

520 - 785

mg/L 21878 – 25182 297 – 790 760 – 1550 1590 – 2190 1245 – 1765 N-NH3

1360 – 1720 - 202 – 319 - mg/L N-h u cữ ơ

Page 11

DH11MT

- 110 – 159 - 30 – 45 - mg/L SO4 336 – 678 1600 – 2340 252 – 400 2300 – 2560

Đ C

Ề ƯƠ

NG NGHIÊN C U KHOA H C Ứ

- - 275 – 375 Humic mg/L

250 – 350 - 767 – 1150 74.7 - - Lignin mg/L

D u Khoáng mg/L ầ

- 106 297 – 359 52 – 86 - - - 4.0 - - 36.2 – 52.6 10 – 16.5 - - - mg/L H2S

- - - - - Phenol mg/L

55 – 90 5 – 30 7 – 20 14 – 42 0.32 – 0.60 11 - 18 mg/L

KPH KPH KPH KPH - 14 – 55 - mg/L

KPH KPH KPH KPH KPH - mg/L Phospho t ngổ Tetrachloreth ylen Trichlorethyl en

119 - 259 – 265 373 - Mg2+ mg/L

13.0 - - 64 – 120 - mg/L Fe t ngổ

- - - - Al mg/L

KPH 0.25 0.23 – 0.26 - 0.3 – 0.48 - Zn mg/L

- KPH KPH KPH 0 – 0.05 mg/L Cr T ngổ

0.22 0.25 0.1 – 0.14 - Cu mg/L

0.076 0.258 0.85 – 3.00 14 – 21 - Pb mg/L

KPH 0.008 0 – 0.03 - Cd mg/L

0.204 33.75 - Mn mg/L

0.458 0.762 0.006 – 0.05 0.002 – 0.008 0.66 – 0.73 0.65 -0.1 - Ni mg/L

404 – 687 204 – 208 0.04 – 0.50 93.0 – 202.1 0.04 – 0.05 3.50 - 4.00 0.32 – 1.90 0.02 -0.10 14.50 - 32.17 2.21 – 8.02 - - 0.01 4.22 – 11.33 0.63 – 184 - - Hg mg/L

- - - - - As mg/L

DH11MT

Page 12

- - KPH - 0.01 – 0.04 0.010 – 0.022 2.2 – 2.5 - Sn mg/L

Đ C

Ề ƯƠ

NG NGHIÊN C U KHOA H C Ứ

(Ngu n: ồ CENTENMA, 2002)

ố ệ ấ

ề BOD ồ ộ ỉ ệ ế ể

ả ồ ộ ỉ ị

5/COD th p, n ng đ ấ

BOD ộ ồ ả ấ ắ ậ ộ

S li u phân tích thành ph n NRR cho th y NRR m i t i 3 BCL đ u có tính ch t gi ng ố ớ ạ ầ ấ 5/COD cao trong nhau là có n ng đ COD cao có th lên đ n trên 50000 mO 2/L, t l ờ kho ng 0.5 – 0.9; n ng đ NH 3 không cao và giá tr pH th p. Tuy nhiên, ch sau m t th i ấ gian ng n v n hành n ng đ COD, BOD gi m r t đáng k , t l ộ ể ỉ ệ NH4 ị ồ + tăng lên đáng k và giá tr pH tăng. ể

t gi a thành ph n NRR t ệ ữ

ơ ệ ướ ầ ướ ồ ấ ự c Hi p, sau h n 5 năm v n hành BCL Đa Ph ậ K t qu phân tích cũng cho th y s khác bi ế ả c và Ph ướ

BOD ộ 2/L, t l ộ

ả ộ ấ

ơ ộ ớ ệ ộ

ả ả ồ

BOD ộ ấ ả ộ

ấ ạ ế ộ ớ ờ

ậ ậ ị ỗ ủ

ữ c Hi p và BCL Đa Ph ướ ướ ẫ

2 BCL cũng khác nhau. i hai BCL Đa ạ c n ng đ COD trong NRR Ph 5/COD v n còn khá cao, trung bình dao đ ng trong kho ng 20000 – 25000mgO ỉ ệ ẫ ị 3 cao nh t lên đ n > 2000mg/l, giá tr dao đ ng trong kho ng 0.45 – 0.50; v i n ng đ NH ớ ồ ế ả c Hi p hoàn toàn khác bi pH l n h n 7.3. Trong khi đó BCL Ph t, ch sau g n m t năm ướ ầ ỉ ệ v n hành n ng đ COD gi m còn r t th p trung bình dao đ ng trong kho ng 2000 – 3000 ấ ấ ộ ậ mgO2/L, cao nh t đ t đ n 6000 mgO 5/COD th p dao đ ng trong kho ng 0.15 2/L, t l ỉ ệ 3 tăng lên trên 1000mg/L theo th i gian v n hành và giá tr pH l n 8.0. – 0.30, n ng đ NH ồ ệ i thích s khác bi t s li u gi a hai BCL là do qui trình v n hành c a m i BCL và h Gi ệ ố ệ ự ả BCL Ph th ng thu gom NRR ế c cũng khác nhau nên d n đ n ệ ở ố thành ph n các ch t ô nhi m trong NRR ễ ầ ấ ở

t Nam cũng t ng t ớ ủ ự ư ươ

ượ

ấ ữ ầ ả ng ch t h u c cao trong giai đo n đ u (COD: 45000 mgO ậ Vi ở ệ ầ ủ ờ ơ

ấ ữ ậ ủ ầ ả

ọ ượ ợ ờ ị ủ

DH11MT

Page 13

nh trên th gi ế ớ i, Nhìn chung thành ph n BCL m i c a BCL ầ 2/L, BOD: 30000 hàm l ạ ơ ặ mgO2/L) và gi m d n theo th i gian v n hành c a BCL, các h p ch t h u c khó ho c không có kh năng phân h y sinh h c tích lũy và tăng d n theo th i gian v n hành. Khi th i ờ gian v n hành BCL càng lâu hàm l ơ ng amonium càng cao.Giá tr pH c a NRR cũ cao h n ậ h n NRR m i. ơ ớ

Đ C

Ề ƯƠ

NG NGHIÊN C U KHOA H C Ứ

Hình 5 Bãi chôn l p ch t th i r n Gò Cát_TP HCM ả ắ ấ ấ

1.I.3 Tính ch t n ấ ướ ỉ c r rác c a bãi chôn l p ch t th i r n Nam Bình D ng. ấ ả ắ ươ ủ ấ

Bãi chôn l p:ấ có di n tích kho ng 50ha ệ ả

ố ớ ợ ả

ệ trên, có h th ng x lý NRR ( đ a vào h th ng năm 2011), đ m b o x BCL đ m b o các yêu c u c a BCL h p v sinh nh : lót l p ch ng th m HDPE, ử ầ ủ ử ư ệ ố ệ ố ấ ả ư ả

ả cát, s i và đ t ỏ ấ ở t đ ngu n ô nhi m. lý tri ồ ệ ể ễ

Hi n nay, trung bình m i ngày, BCL ti p nh n 800 t n rác sinh ho t, 8 t n rác công ế ấ ạ ậ ấ ỗ

ệ nghi p và nguy h i. ệ ạ

ự ươ ủ ầ ổ

ượ c i ô chôn l p s 2 trong nh ng kho ng th i gian xác đ nh trong su t quá trình v n hành ẫ ướ ỉ ố c r rác đ ậ ấ ố ữ ả ờ ị

DH11MT

Page 14

Đ theo dõi s thay đ i thành ph n NRR c a BCL nam Bình B ng m u n ể l y t ấ ạ c a BCL. ủ

Đ C

Ề ƯƠ

NG NGHIÊN C U KHOA H C Ứ

Hình 6 Nhà máy x lý n c r rác t i khu liên hi p x lý CTR Nam Bình D ng ử ướ ỷ ạ ệ ử ươ

B ng 1.4 Thành ph n n c r rác c a BCL Nam Bình D ng bi n thiên theo mùa ả ầ ướ ỉ ươ ủ ế

ư ắ STT Ch tiêu ỉ Đ n vơ ị Mùa n ng (tháng 12 đ n tháng 5) Mùa m a (tháng 6 đ n tháng 11) ế ế

1 pH - 7.9 – 8.08 7.9 – 8.19

2 TDS g/l 8.00 – 9.24 12.1 – 14.5

3 COD 5105 – 31950 6621 – 59750 mgO2/L

4 3340 – 25120 5150 – 48000 BOD5 mgO2/L

5 mg/L 2189 – 2520 2058 – 2660 N-NH3

6 mg/L 17 – 25 31 – 37 Phospho t ngổ

ộ ồ ấ ả ế ễ ư ắ

ậ ề

i sàn trung chuy n, công tr ể ế ậ

ự ẳ ấ

ượ ớ ỹ

ể ườ c lót đáy b ng t m nh a HDPE. T i các ô chôn l p, rác s đ ẽ ượ ề ề ể ạ ủ ằ ầ ề ặ ậ ầ ướ ỉ ư

DH11MT

Page 15

ậ i th i đi m l y m u không khác nhau nhi u. K t qu trên cho th y n ng đ các ch t ô nhi m vào mùa m a và mùa n ng không ấ khác nhau nhi u vì trong quy trình v n hành BCL thì sau khi qua c u cân, rác s đ ẽ ượ c ầ đ t ng s đi u ti t và v n chuy n rác vào ô chôn rác đã ẽ ề ổ ạ c san ph ng b ng xe đ ấ ượ ạ ằ ủ ớ i và đ c đ m nén k . Khi chi u dày l p rác đ t đ n chi u cao 2.2m thì s ph l p ạ ế ẽ ủ đ t lên trên b m t rác, cu i cùng là ph m t l p nh a PE đ h n ch mùi hôi và tránh ế ự ủ ộ ớ ấ n ươ c r rác c a BCL Nam Bình D ng ướ gi a mùa m a và mùa n ng t ữ ố c m a xâm nh p vào. Vì v y mà thành ph n n ẫ ư ề ể ấ ạ ắ ờ

Đ C

Ề ƯƠ

NG NGHIÊN C U KHOA H C Ứ

II. Các ph

ng pháp x lý n

c r rác.

ươ

ướ ỉ

1.II.1 Ph ươ

ng pháp x lý c h c ử ử ắ ộ

ế ị t b c áp c áp d ng r ng rãi là: song/ l ướ ỗ ể Các công trình x lý c h c đ ề ả ắ ụ ể ắ i ch n rác, thi ượ ể ề ể ổ

ơ ọ ch t th i r n ấ ơ ọ ượ nghi n rác, b đi u hoà, khu y tr n, b l ng, b tuy n n i. M i công trình đ ộ ấ d ng đ i v i t ng nhi m v c th . ụ ụ ể ụ ố ớ ừ ệ

- + Đ n gi n, d s d ng và qu n lý ễ ử ụ u đi m: Ư ể ả ơ ả

+ R , các thi t b d ki m ẻ ế ị ễ ế

c th i t t + Hi u qu x lý s b n ả ử ơ ộ ướ ệ ả ố

- Nh + Ch hi u qu đ i v i các ch t không tan c đi m: ể ả ố ớ ượ ỉ ệ ấ

+ Không t o đ c k t t a đ i v i các ch t l l ng. ạ ượ ế ủ ố ớ ấ ơ ử

1.II.2 Ph ươ ng pháp x lý hóa – lý ử

ấ ằ ể ạ

ả ể ử

ễ ng đ ng pháp này dùng đ tách các ch t h u c , các t p ch t b ng cách cho hóa ấ ữ ơ c th i đ x lý. Các quá trình hóa lý di n ra gi a các ch t b n v i hóa ấ ẩ ướ c s d ng là: h p ph , keo ấ ữ ượ ử ụ ớ ụ ườ ử

ấ ấ , tuy n n i, trao đ i ion, tách b ng màng. Ph ươ ch t vào n ch t cho thêm vào. Các công trình x lý hóa – lý th t ụ ể ổ ằ ổ

- Ư ể

c k t t a v i các ch t l l ng u đi m: + T o đ ạ ượ ế ủ ớ ấ ơ ử

+ Lo i b đ c. ạ ỏ ượ c các t p ch t nh h n n ấ ẹ ơ ướ ạ

+ Đ n gi n, d s d ng. ễ ử ụ ả ơ

- Nh ượ

c đi m: ể + Chí phí hóa ch t cao (đ i v i m t s tr ố ớ ộ ố ườ ấ ng h p). ợ

+ Không hi u qu v i các ch t hòa tan. ả ớ ệ ấ

1.II.3 Ph ươ ng pháp x lý sinh h c ọ ử

Nguyên lý c a ph ươ ủ ố

ự ư ượ ả

ử ủ ể

DH11MT

Page 16

ủ và các nguyên t s d ng các ch t có trong n ướ ấ ử ụ ng đ phân hu các phân t ngu n dinh d ấ ữ ưỡ ồ đ n gi n h n và s n ph m cu i cùng là CO thành các phân t ẩ ơ ử ơ ậ ng pháp này là d a vào ho t đ ng s ng c a các loài vi sinh v t ạ ộ vi l ng làm c th i nh Photpho, nit ố ơ c a các ch t h u c có m ch cabon dài ạ ơ ỷ 2 và H2O (hi u khí); CH ế 4 ả ả ố

Đ C

Ề ƯƠ

NG NGHIÊN C U KHOA H C Ứ

ử ọ ể ượ ế c th c hi n trong 2 đi u ki n hi u ự ề ệ ệ

và CO2 (k khí). Qúa trình x lý sinh h c có th đ ị khí ho c k khí. ặ ị

- Ư ể

u đi m: + Hi u qu cao, n đ nh v tính sinh h c ọ ệ ề ả ổ ị

+ Ngu n nguyên li u d ki m, h u nh là có s n trong t nhiên ệ ễ ế ư ẵ ầ ồ ự

+ Thân thi n v i môi tr ng ệ ớ ườ

+ Chi phí x lý th p ấ ử

+ Ít t n đi n năng và hoá ch t ấ ệ ố

+ Th ườ ng không gây ra ch t ô nhi m th c p ấ ứ ấ ễ

- Nh ượ

c đi m: ể ờ ạ ộ ưở ử ụ ng b i nhi ở ệ t

đ , ánh sáng, pH, DO, hàm l ộ + Th i gian x lý lâu và ph i ho t đ ng liên t c,ch u nh h ả ị ả ng, các ch t đ c h i khác. ng các ch t dinh d ấ ộ ạ ấ ượ ưỡ

t, do đó vi c v n hành và ưở ủ ệ ệ ậ

+ Ch u nh h ị ả qu n lý khó, h u nh ch s d ng ng nhi u c a đi u ki n th i ti ờ ế giai đo n x lý b c 2, 3. ề ư ỉ ử ụ ở ề ạ ử ậ ả ầ

+ Hi u qu x lý không cao khi trong n c th i ch a nhi u thành ph n khác ả ử ệ ướ ứ ề ả ầ

nhau.

+ H n ch khi thành ph n n c đ u vào bi n đ ng trong m t d i r ng. ầ ướ ầ ộ ả ộ ế ế ạ ộ

+ Yêu c u di n tích khá l n đ xây d ng các công trình ự ệ ể ầ ớ

+ Ph ươ ng pháp này h n ch đ i v i n ạ ế ố ớ ướ c th i có đ c ộ ả

1.II.4 Ph ươ ng pháp x lý hoá h c ọ ử

Ph ng pháp hoá h c s d ng các ph n ng hoá h c đ x lý n ả ứ ả

ọ ử ụ ườ ọ ể ử ử ướ ọ ế ợ ớ

c áp d ng là: trung hòa, kh trùng, oxi hóa b c cao. ươ ử ng đ c th i. Các công ng k t h p v i các công trình x lý lý h c. Các công trình ậ trình x lý hoá h c th th ượ ọ ụ ườ ử

- u đi m: Ư ể

+ Các hoá ch t d ki m ấ ễ ế

+ D s d ng và qu n lý ễ ử ụ ả

DH11MT

Page 17

+ Không gian x lý nh ử ỏ

Đ C

Ề ƯƠ

NG NGHIÊN C U KHOA H C Ứ

- Nh ượ

c đi m ể + Chi phí hoá ch t cao ấ

+ Có kh năng t o ra m t s ch t ô nhi m th c p. ộ ố ấ ứ ấ ễ ả ạ

III. M t s công ngh x lý n

c r rác hi n nay.

ộ ố

ệ ử

ướ ỉ

1.III.1 Công ngh x lý n c r rác trên th gi ệ ử ướ ỉ i ế ớ

ả ủ ữ ệ ử ứ ượ

 Đ cứ M t trong nh ng công ngh x lý NRR c a Đ c đ ọ

ọ ơ ọ

ơ ạ ử ộ ữ ụ

ớ ụ ụ ặ ừ

l ng đ n quá trình oxy hóa b ng ozone b l c đ ủ

ầ ệ ể ặ ơ ử ử

ủ i sau quá trình kh nit ạ t đ c n l đ ơ ượ ớ

ủ ả

2 và H2O. Sau b oxy hóa b ng ozone các thành ph n h u c

c áp d ng v i m c đích l ng các bông c n t ng c a ch t r n l ấ ắ ơ ử ộ ọ ấ ữ ơ ệ ằ ủ ộ ọ

ể ế

ằ ạ ỏ ớ ọ ượ ủ ủ ố ạ ỏ ướ ụ

mi n B c n ơ ồ ề ọ

ắ ướ ễ ở ầ ớ

ệ ế c tham kh o là công ngh k t h p gi a 3 quá trình: sinh h c, c h c và hóa h c. B c đ u tiên trong công ngh x lý ệ ử ướ ầ ợ là áp d ng các quá trình nitrat hóa và kh nitrat đ lo i b nit ể ắ , bên c nh đó b l ng ể ạ ỏ ể ả ả quá trình sinh h c và đ gi m nh đ ọ ắ ượ ể h c áp d ng đ ưở ụ ể ọ ượ ằ ế ấ ữ ơ l ng. Ph n ch t h u c lo i b m t ph n đ màu c a NRR và x lý tri ạ ỏ ộ ầ ắ c oxy hóa v i ozone nh m c t khó phân h y sinh h c còn l ử ủ m ch các ch t h u c khó phân h y sinh h c thành các ch t có kh năng phân h y sinh ấ ọ ạ ầ h c làm tăng hi u qu x lý cho quá trình sinh h c phía sau và khoáng hóa m t ph n ả ử ọ ữ ơ ch t h u c t o thành CO ể ấ ữ ơ ạ c ti p t c lo i b trong b ti p xúc sinh h c quay. có kh năng phân h y sinh h c đ ế ụ ả ọ ặ ơ ử l ng B l c là b c cu i cùng c a dây chuy n x lý v i m c đích lo i b các c n l ử ề ể ọ ứ ượ t c c Đ c đ b ti p xúc sinh h c quay, s đ công ngh x lý NRR ệ ử ừ ể ế trình bày trong Hình 7 V i quy trình x lý trên các thành ph n ô nhi m chính trong NRR + sau quá trình x lý đ t tiêu chu n x vào ngu n ti p nh n. nh COD, NH 4 ử ạ ư ử ế ậ ẩ ả ồ

B ng 1.5 N ng đ n c r rác tr ả ồ c và sau x lý và gi ử ướ ế i h n cho phép x vào ngu n ti p ả ồ

c r rác ộ ướ ỉ ậ ớ ạ nh n theo tiêu chu n c a Đ c đ i v i n ứ ố ớ ướ ỉ ẩ ủ

ộ ớ i ồ

Đ uầ vào Sau khử Nitrat Sau oxy hóa Thông số Đ nơ vị Sau x lý sinh ử h cọ N ng đ gi h nạ

COD mg/L 2600 900 130 70 200

mg/L 1100 0.3 - - 70 NH4

DH11MT

Page 18

(Ngu nồ : ATV 7.2.26, Anonymus 1996)

Đ C

Ề ƯƠ

NG NGHIÊN C U KHOA H C Ứ

N c r rác ướ ỉ

Nitrat hóa

Kh nitrat ử

L ngắ

L cọ

Oxy hóa v i Ozone ớ

B ti p xúc sinh h c ọ ể ế

Ngu n ti p nh n ế ậ ồ

Hình 7: Công ngh x lý n ệ ử ướ ỉ c r rác c a Đ c ứ ủ

c áp d ng có chi phí v n hành cao do s d ng ozone và công ệ ượ ử ụ

ậ ng cao. Tuy nhiên, công ngh đ ạ đo n nitrate hóa và kh nitrate đòi h i năng l ử ượ ụ ỏ

 Hàn Qu cố ệ ử ọ

Hàn Qu c cũng gi ng nh ủ ộ ố ư ở ứ ở ố

ố ử ị

Công ngh x lý NRR c a m t s BCL ử ấ ữ ơ ạ ỏ ụ ả

ụ Đ c là áp d ng hai giai ụ c ng d ng nh m lo i b các ch t h u c khó/không có kh năng phân h y sinh ủ i BCL Sudokwon Hàn Qu c, công su t 3500 – ằ ệ ử ấ ố

DH11MT

Page 19

quá trình sinh h c (k khí, nitrate hoá và kh nitrate) và quá trình x lý hóa lý (keo t đo n đ ạ ượ ứ h c). S đ công ngh x lý NRR t ạ ơ ồ ọ 7500m3/ngày đ c trình bày trong Hình 8 ượ

Đ C

Ề ƯƠ

NG NGHIÊN C U KHOA H C Ứ

N c r rác ướ ỉ

B n đ nh ể ổ ị

Thi t b phân h y k khí ế ị ủ ỵ

Nitrat hóa

Kh nitrat ử

B keo t 1 ể ụ

B keo t 2 ể ụ

N c r rác sau x ử ướ ỉ

(Ngu n: ồ Jong-Choul Won et al., 2004)

Hình 8: Công ngh x lý n c r rác t ệ ử ướ ỉ ạ i BCL Sudokwon, Hàn Qu c ố

ố ở ệ ử NRR ử

ọ ị Công ngh x lý ủ ử

ậ ầ ủ ị ộ

ấ ữ ơ ư ướ ỉ ầ ồ

ộ ự ả

ạ ầ ạ ạ ộ ọ ế ệ ạ ượ ạ

DH11MT

Page 20

Hàn Qu c bao g m hai công trình chính: quá trình x lý sinh ồ h c (quá trình phân h y sinh h c k khí và quá trình kh nit ) và quá trình hóa lý. Trong giai ọ ơ ế ể ử t đ x đo n đ u v n hành BCL (1992) quá trình phân h y k khí là m t công đo n c n thi ạ c r rác phát sinh trong giai đo n đ u v n hành lý các ch t h u c có n ng đ cao nh n ậ BCL, đ n năm 2004, do s gi m t i tr ng ch t h u c sau 12 năm ho t đ ng (1992-2004) ấ ữ ơ ả ọ c thay th b ng quá trình sinh h c bùn ho t tính i quá trình phân h y k khí đ nên hi n t ế ằ ủ ị l l ng. ơ ử

Đ C

Ề ƯƠ

NG NGHIÊN C U KHOA H C Ứ

c th c hi n ti p theo sau quá trình sinh h c đ ướ ự ế

BCL t Quá trình hóa lý là b c x lý tri ớ ử ụ ể ệ ọ NRR, quá trình x lý hóa lý bao g m hai ồ i BCL ạ ử ễ ầ ấ

4. Thành ph n ch t ô nhi m trong ấ ử

c th hai đ ứ ượ t đ các thành ph n ô nhi m trong đ ễ ầ ệ ể ượ ử là FeSO b c v i s d ng hóa ch t keo t ụ ậ Sudokwon Hàn Qu c cho th y n ng đ COD đ u vào tr m x lý không cao. ộ ồ ạ ầ ấ ố

6 N ng đ các ch t ô nhi m tr c và sau x lý ả B ng 1. ễ ấ ồ ộ ướ ử

Tr c x lý Thông số ướ ử Sau x lýử

COD (mg/L) 2200 – 3600 220 – 300

BOD (mg/L) 700 – 1600 -

Nit t ng (mg/L) 1300 – 2000 54 – 240 ơ ổ

N-NH4+ (mg/L) 1200 – 1800 1 – 20

Đ màu - 171 ộ

(Ngu n: ồ Jong-Choul Won et al., 2004)

ố ớ ỉ ệ ả

ủ ng pháp sinh h c k t h p hóa lý đ x lý ch t h u c và nit ọ ụ ơ

ế ơ ả ồ ể ử ạ ộ ấ ữ ệ ể ấ

ấ c x lý đ n 99% (N-NH ươ ả ượ ử ế ả

ằ ồ

ứ b ng ph BOD/COD kho ng 0.3 – 0.4; Hàn Qu c ố có ộ + đ u ra dao đ ng kho ng 1 – 20mg/L), tuy nhiên 4 ộ ớ ố ng pháp truy n th ng đ u ra có khi lên đ n 240mg/L. K t qu ch ng minh r ng v i n ng đ ế ử ươ ươ ề

V i tính ch t ấ NRR c a BCL Hàn Qu c có t l cũng đã áp d ng ph ế ợ trong NRR. K t qu cho th y b oxy hóa amonium ho t đ ng r t hi u qu , n ng đ ammonium đ ầ t ng nit ế ơ ầ ổ ammonium cao (2000mg/L) thì ph không đ t hi u qu cao là do s c ch c a các vi khu n nitrosomonas và nitrobacter. ự ứ ộ ả ng pháp kh nit ơ ằ ẩ ế ủ ệ ạ ả

N ng đ COD đ u ra cao có th đ ầ ể ượ ộ ồ ả ấ ữ

ơ c b ng quá trình keo ủ ọ c gi ẫ i thích r ng m t s h p ch t h u c ộ ố ợ ằ ử ượ ằ ể

khó/không phân h y sinh h c nh axít fulvic v n không th kh đ ư . ụ t

Tóm l ủ ướ ệ ử iạ , quy trình công ngh x lý NRR c a các n ế ớ ề

ọ ầ

ị ạ ươ ộ

ượ ư ế

i đ u k t h p các c trên th gi ế ợ ơ ọ ắ ầ ử ề ệ ử ng pháp c đi n (nitrate hóa và kh nitrate), tuy nhiên v i n ng đ nit cao ổ ể ử ơ ộ ớ ồ ỉ c NRRr ng pháp này cũng b h n ch . Tùy thu c vào thành ph n n ầ ế ướ c thay đ i v i vi c áp ệ ổ ớ ử ẩ / t o bông) và oxy hóa nâng cao (Fenton, ụ ạ ơ ọ

DH11MT

Page 21

quá trình sinh h c, hóa h c và hóa lý, h u h t các công ngh x lý đ u b t đ u x lý nit ế b ng ph ươ ằ (2000mg/L) thì ph rác cũng nh tiêu chu n x th i mà quy trình x lý ti p theo đ ả ả d ng quá trình c h c (màng l c), hóa lý (keo t ọ ụ ozone,...).

Đ C

Ề ƯƠ

NG NGHIÊN C U KHOA H C Ứ

1.III.2 Công ngh x lý n c r rác t Nam ệ ử ướ ỉ Vi ở ệ

ng pháp x lý ch t th i r n sinh ho t thích h p nh t đang đ ấ ử ươ ả ắ ợ

ư t là n ệ

BCL hi n nay. Công ngh x lý NRR Vi ạ ộ ướ ỉ ệ ử ệ ệ ở

c đi m nguyên nhân là do: BCL là ph ụ ở c áp d ng ạ ượ ấ t Nam do chi phí th p, d v n hành và cũng là ph Vi ng pháp ch y u đ gi ế ấ i quy t v n ươ ễ ậ ệ ể ả ủ ế ả đ x lý ch t th i r n t ng pháp này đã gây ra nh ng nh c ta. Tuy nhiên, ph i n ươ ả ắ ạ ướ ấ ề ử ng nh ho t đ ng c a các xe v n chuy n rác gây ra b i, h ụ ng r t l n đ i v i môi tr ể ấ ớ ủ ườ ố ớ ưở c r rác là nguyên nhân ch y u gây ô nhi m rung và ti ng n, khí rác, mùi, đ c bi ễ ủ ế ồ ế ặ ộ ộ ấ r t t Nam hi n nay b c l ng c a các môi tr ệ ủ ườ nhi u nh ượ ề ể

- Thi t k h th ng thu gom NRR ch a t ế ế ệ ố i u ư ố ư

- Quy trình v n hành BCL ậ

- Thành ph n ch t th i r n sinh ho t và ch t th i r n đô th đ a vào BCL ả ắ ả ắ ị ư ấ ạ ấ ầ

- S thay đ i nhanh c a n ng đ ch t ô nhi m có trong NRR ủ ồ ộ ấ ự ễ ổ

- Nhi t đ cao do Vi t Nam n m trong khu v c nhi ệ ộ ệ ự ằ t đ i ệ ớ

- Giá thành x lý b kh ng ch ế ử ị ố

- Gi i h n v chi phí đ u t ớ ạ ề ầ ư

ệ ử ụ ạ

ộ ố ơ ượ ệ i các BCL BCL ấ

ớ i đây: t kê d M t s công ngh x lý ể Nam S n (Hà N i), Gò Cát, Ph ố ồ ộ c a khu liên h p x lý ch t th i r n Nam Bình D ng đ ợ ử ủ c coi là đi n hình hi n đang áp d ng t ệ c Hi p (thành ph H Chí Minh) và m i đây nh t là c li ượ ệ NRR đ ướ ả ắ ướ ươ ấ

c r rác Bãi chôn l p Nam S n (Hà N i)

1.III.2.1

Trạm x lý n ử ướ ỉ ơ ộ ấ

ạ ử ậ ư ạ ộ ầ ộ ượ

Tr m x lý ớ ơ ồ ệ ủ ạ NRR đ ấ

DH11MT

Page 22

(1999) v i công su t 500 - 700m NRR BCL Nam S n trong giai đo n đ u đ c trình bày trong Hình 9 ơ c đ a vào v n hành sau khi BCL đã ho t đ ng g n m t năm 3/ngày.đêm. S đ dây chuy n công ngh c a tr m x lý ử ề ạ ầ ượ

Đ C

Ề ƯƠ

NG NGHIÊN C U KHOA H C Ứ

N c r rác ướ ỉ

Ngăn thu n cướ

B UASB ể

Tr m b m B th i khí ạ ể ổ

ơ

B l ng ể ắ

H sinh v t ậ ồ

Ngu n ti p nh n ế ậ ồ

DH11MT

Page 23

Hình 9: S đ dây chuy n công ngh ban đ u c a tr m x lý n ệ ầ ủ ơ ồ ử ề ạ ướ ỉ c r rác Nam S n ơ

m

Tr m b m ạ

ơ

Đ C

Ề ƯƠ

NG NGHIÊN C U KHOA H C Ứ

ọ ề ấ

c th i v i n ng đ và t ậ ướ ả ớ ồ

ộ ấ ữ ơ ụ ả

ấ ệ ồ ướ

ể ổ i h n cho phép tr ớ ạ ố ạ ệ

ả t, các quan sát cho th y l ấ ượ ắ ộ

ử ế

ệ ả ử N c r rác ướ ỉ ậ ơ ở ộ ả ử ả ể ắ ự ừ ệ ử ượ ả ạ ạ ồ c trình bày trong Hình 10 ả Trong s đ dây chuy n công ngh này, b UASB là công trình quan tr ng nh t có kh ệ ơ ồ ể năng ti p nh n n i tr ng r t cao (COD = 50000 mg/L và L = 50 – ộ ả ọ ế 80 kgCOD/m3.ngđ). B th i khí và h sinh v t có nhi m v gi m n ng đ ch t h u c và ồ ậ ồ c khi x vào ngu n. Trong giai đo n kh i đ ng, UASB nit xu ng gi ơ ố ạ ế ng khí sinh ra khá l n, hi u qu x lý đ t đ n ho t đ ng khá t ớ ạ ộ 70-80%. Tuy nhiên sau m t th i gian ng n, hi u qu x lý c a UASB gi m đáng k và ờ ể ủ tr m x lý đã ph i ng ng ho t đ ng sau 8 tháng v n hành. Cho đ n nay, đ kh c ph c tình ụ ạ ộ ả ạ ớ ớ c c i t o và xây d ng m i v i i BCL Nam S n đã đ tr ng trên, công ngh x lý NRR t ạ H sinh h c ọ s đ công ngh đ ệ ượ ơ ồ

Song ch n rác ắ

B đ m 1 ể ệ S c khí ụ

m

B l ng 1 ể ắ

Ca(OH) 2 Striping (th i khí) ổ

B đ m 2 ể ệ

B SBR 1 và 2 ể

UASB

+ FeSO O H 4 2 2

B l ng 2 ể ắ

SO +H 4 2

B ph n ng ể ả ứ

PAC +NaOH =

B Semultech ể NNaNaOH = B l c cát ể ọ B ch a bùn ể ứ

B ch a ể ứ Than ho t tính ạ

Na(OCl)

2

DH11MT

Chôn B kh trùng ể ử

l p ấ Page 24 H n đ nh ồ ổ ị S c khí ụ

Ngu n ti p nh n ế ậ ồ

Đ C

Ề ƯƠ

NG NGHIÊN C U KHOA H C Ứ

ệ ử ạ ế ỉ

ấ Hình 10: Công ngh x lý n i bãi c r rác c i ti n t ả ướ chôn l p Nam S n. ơ Trong s đ công ngh trên ệ ướ các h thu n ố

ồ ứ ử ơ ồ ọ c b m tr c ti p t ế ừ ự ộ

ầ ng đ n các công đo n sinh h c phía sau nên b ạ ẽ ả

đu c áp d ng. Ph ơ ươ ế đ ơ ượ NRR đ ượ ư ể ề ưở ử

b ng ph ả ệ ư ươ ơ ằ

ẽ ụ

c ch nh pH (6.5 ÷ 7.5) tr c khi vào h th ng x lý sinh h c b ng quá bùn ho t tính l ỉ ướ ả ơ ử ọ ằ ạ

ạ ẻ ả

ủ c kh tri ử ệ ể ơ

i đ ệ ố

ế ế i l ng ch t h u c cao, đây chính là đi m không h p lý c a công ngh x ể ợ

ấ ộ

ủ ấ ữ ơ ợ ả ủ ế ẽ ợ ệ ụ ủ ọ

ệ ậ là PAC và ch nh pH v ử ằ ế ợ ắ ụ ấ

c th c hi n trong b Semultech. V i quá trình Fenton và keo t ọ ượ /t o bông k t h p l ng v i ch t keo t ụ ạ ệ ớ ớ ỉ ụ

ướ ấ

ụ ử ụ ậ ế ệ ố ử ồ

c trình bày trong B ng 1.7. c lên h sinh ồ ơ h c, h sinh h c có ch c năng nh b đi u hòa và x lý m t ph n ch t h u c . V i n ng ấ ữ ơ ớ ồ ọ ướ đ ammonium cao trong NRR s nh h c ọ ộ ng pháp đu i khí (air c áp d ng là ph kh nit ng pháp x lý nit ợ ổ ươ ụ ụ ử c r rác lên 10 –12 đ tăng stripping) v i b sung vôi nh m m c đích nâng pH c a n ướ ỉ ụ ớ ổ ằ ể + sang NH3. V i n ng đ ammonium l n h n 1.000mg/L thì ph ng c ươ ng chuy n hóa NH ớ ồ ơ ớ ể ườ ộ 4 ố ớ pháp x lý nit ng pháp truy n th ng không cho hi u qu cao nh ng đ i v i ề ử ố vi c áp d ng quá trình air stripping s có hi u qu h n. Sau quá trình air stripping NRR ệ ệ đ ơ ệ ố ượ ọ ẽ ượ c l ng d ng m , trong quá trình này các ch t h u c có kh năng phân h y sinh h c s đ ấ ữ ơ ử t đ h n trong giai i sau quá trình air stripping cũng đ kh và ammonium còn l ử ượ ạ c x lý b ng h th ng UASB đây là công trình x lý ch t đo n này. K ti p NRR l ấ ạ ượ ử ử ằ ạ ệ ử h u c v i t ấ ữ ơ ữ ơ ớ ả ượ lý vì v i n ng đ COD đ u vào th p và ph n ch y u là các h p ch t h u c khó/không ầ ầ ớ ồ ấ ữ có kh năng phân h y sinh h c thì áp d ng UASB s không có hi u qu . Các h p ch t h u ả c kh b ng quá trình oxy hóa b c cao (h Fenton). Sau c khó/không phân h y sinh h c đ ơ ề b c Fenton quá trình keo t ướ ng ợ i u đ các h p ng t ự ể ố ư ượ ưỡ ấ ữ c lo i b m t ph n mà ch y u là axít humic. Các ch t h u ch t h u c khó phân h y đ ủ ế ủ ượ ạ ỏ ộ ấ ữ ơ t đ b ng quá c x lý tri i trong NRR ch y u là axít fulvic đ c khó phân h u còn l ệ ể ằ ượ ử ủ ế ạ ơ c khi th i c kh trùng tr trình h p ph s d ng than ho t tính, sau b ả c này NRR đ ượ ạ ướ ử ộ i BCL Nam S n – Hà N i vào ngu n ti p nh n, thành ph n NRR sau h th ng x lý t ơ ạ ầ đ ượ ả

B ng 1.7: Thành ph n NRR sau h th ng x lý t ả ệ ố ử ầ ạ i BCL Nam S n – Hà N i ộ ơ

Kêt qua TCVN 5945-1995 (B) STT Thông số Đ n viơ ̣ ́ ̉

DH11MT

Page 25

pH - 7.1 – 7.4 5.5 – 9 1

Đ C

Ề ƯƠ

NG NGHIÊN C U KHOA H C Ứ

SS mg/L 17 – 58 100 2

COD 32 – 67 100 3 mgO2/L

19 – 39 50 4 BOD5 mgO2/L

mg/L 0.02 – 0.4 6 5 Phospho tổng

mg/L 0.15 – 0.3 1 6 N-NH3

mg/L 17 – 31 60 7 Nitơ tổng

Pt-Co 19 – 20 - 8 Độ màu

As mg/L 0.001 – 0.008 0.1 9

Ca2+ mg/L 16 – 20 - 10

Fe2+ mg/L 1.2 – 1.8 - 11

Fe3+ mg/L 0.6 – 1.0 - 12

mg/L 1.8 – 2.8 5 13 Sắt tổng

Cu mg/L 0.14 – 0.2 1 14

Pb mg/L 0.011 – 0.04 0.5 15

Cd mg/L 0.005 – 0.007 0.02 16

Zn mg/L 0.91 – 0.98 2 17

Mn mg/L 0.04 – 0.16 1 18

Hg mg/L 0.001 0.005 19

mg/L 0.70 – 1.67 2 20 Cl2

21 Coliform MPN/100ml 1950 10000

(Ngu nồ : Công ty c ph n k thu t SEEN 01/2006) ổ ầ ỹ ậ

Công ngh x lý n c r rác t

1.III.2.2

ệ ử ướ ỉ ạ i Bãi chôn l p Gò Cát ấ

lên đ n 22 tri u USD đ ớ ố ệ

ệ ơ ộ

3/ngày đêm. S đ dây chuy n x lý NRR BCL Gò Cát theo công ngh

ế ệ ẩ ủ năm 2001 đ n 2006. H th ng x lý NRR t ờ ạ i BCL Gò Cát đ ượ ọ ượ ệ ố ế ạ

DH11MT

Page 26

BCL Gò Cát có di n tích 25 ha v i v n đ u t ầ ư ệ ử ề ơ ồ t trong Hình 11 c trình bày tóm t ự c xây d ng theo tiêu chu n cao h n (tiêu chu n c a BCL v sinh hi n đ i), th i gian h at đ ng c a ủ ẩ c xây d ng BCL Gò Cát t ự ừ ệ v i công su t 400m ấ ớ c a Hà Lan đ ủ ượ ắ

Đ C

Ề ƯƠ

NG NGHIÊN C U KHOA H C Ứ

N c r rác ướ ỉ

3)

Tr m b m ạ ơ

B lên men k khí (1.000m ị ể

3/h)

B l c áp l c (17,8m ể ọ ự

Thiết b l c màng UF ị ọ

B th i khí ể ổ

Ngu n ti p nh n ế ậ ồ

Hình 11: S đ dây chuy n công ngh ban đ u c a tr m x lý n c r rác Gò Cát. ầ ủ ơ ồ ử ệ ề ạ ướ ỉ

ề ạ ầ ậ ị

ư ướ ủ ỉ

ệ ị ả ấ ố t, n ng đ COD còn l ộ ộ ả

ế ư ượ ạ ớ

ướ ế ộ ỉ

DH11MT

Page 27

V i dây chuy n công ngh trên, trong giai đo n đ u v n hành BCL NRR đã b pha ớ c m a và đã b phân h y sinh h c (n ng đ COD ch còn trên d i 1000 loãng b i n ồ ọ ở ướ ầ i kho ng 17-32 mg/L, các thành ph n mg/L) cho th y k t qu r t t ạ ấ ồ ng NRR sinh khác đ u đ t. Nh ng khi BCL ho t đ ng v i công su t 2000 t n/ngày và l ấ ạ ộ i 50%, ra có n ng đ COD lên đ n 50000-60000 mg/L, thì hi u qu x lý ch còn trên d ệ n ng đ COD c a NRR sau khi x lý còn h n 20000 mg/L, th i gian ho t đ ng và công ơ ồ ấ ả ử ờ ề ồ ộ ạ ộ ủ ử

Đ C

Ề ƯƠ

NG NGHIÊN C U KHOA H C Ứ

ạ ộ ể ả ừ ư 24 – 48h còn 2 – 3h và l u

17.8 m su t c a thi ấ ủ l ượ ng gi m t ả t b UF gi m đáng k , th i gian ho t đ ng gi m t ả ờ ế ị 3/h còn 8-9 m3/h. ừ

v n Hà Lan hi u ch nh Sau đó toàn b h th ng đã ph i ng ng ho t đ ng và yêu c u t ả ộ ệ ố ạ ộ ầ ư ấ ư ệ ỉ

i. ạ l

c thi t k và xây d ng l ệ ố ử ấ ượ ế ế ự ạ ớ ơ ồ i v i s đ

V i hi u qu x lý th p, h th ng x lý NRR đ ả ử c trình bày trong Hình 12 ệ ớ công ngh đ ệ ượ

N c ri rac ướ ̉ ́

Bê khuây trôn ̉ ́ ̣

Kh Caử

UASB

Tiên kh Nit ử ơ ̀

Bê hiêu khi ̉ ́ ́

Hâu kh Nit ử ơ ̣

B l ng ể ắ

B ch a ể ứ

FeCl3 X ly hoa ly ử ́ ́ ́

H2SO4

B l c cát ể ọ

Mang loc nano ̀ ̣

DH11MT

Page 28

Nguôn tiêp nhân ̀ ́ ̣

Đ C

Ề ƯƠ

NG NGHIÊN C U KHOA H C Ứ

Hình 12: Công ngh x lý n c r rác c i ti n t ệ ử ướ ỉ ả ế ạ i bãi chôn l p Gò Cát. ấ

c áp d ng bao g m quá trình sinh h c k t h p hóa lý và ch c năng Công ngh x lý đ ọ ế ợ ứ ồ ệ ử ượ

ụ c a m i công trình chính nh sau: ủ ư ỗ

- Kh Canxi: lo i b hàm l ạ ỏ hoá trong b UASB. ể

- UASB: ng d ng v i m c đích x lý các h p ch t h u c v i t

ng Canxi có trong NRR đ tránh hi n t ng bêtông ử ượ ệ ượ ể

i tr ng ấ ữ ơ ớ ả ọ cao. ụ ử ụ ứ ớ ợ

- Ti n hi u khí, và kh Nit : đây là các quá trình chính đ x lý các h p ch t nit ử ề ế ơ ể ử ấ ợ ơ

- Hóa lý (keo t ): kh các h p ch t h u c khó/không có kh năng phân h y sinh ấ ữ ơ ủ ử ụ ả ợ

h c nh humic, lignin. ọ ư

- L c màng Nano: x lý các h p ch t h u c còn l i sau quá trình hóa lý. ấ ữ ơ ử ọ ợ ạ

Thành ph n n c r rác BCL Gò Cát tr c và sau x lý (m u l y ngày ầ ướ ỉ ướ ẫ ấ ử ả

B ng 1.8 31/8/06)

TCVN

N cướ 5945-

Đ nơ vị Stt Aeroten Lănǵ Loc̣ nano Thông số Hâụ khử nitơ UASB Tiêǹ khử nitơ 1995, C T Bộ Rỉ rác vào

7.6 1 pH - 7.85 8.45 8.53 8.25 8.51 8.5 5.5 – 9.0

2 TDS mg/L 19200 19400 18600 18400 7652 - 1850 0 1840 0

3 SS mg/L 2044 347 469 8286 6974 245 3 100

4 COD 9501 4000 1767 1383 1282 1267 127 100 mgO2 /L

5 BOD 4155 888 254 175 154 10 50 mgO2 /L

6 1400 1400 1302 1260 1232 1190 1024 1 N-NH3 mg/L

DH11MT

Page 29

7 N-Norg mg/L 168 - - - - - 14 -

Đ C

Ề ƯƠ

NG NGHIÊN C U KHOA H C Ứ

0 8 - - - - - 0.1 - N-NO2 mg/L

0.3 9 - - - - - 0 - N-NO3 mg/L

mg/L 1568 10 - - - - - 40 Nitơ t ngổ

Photpho 11 - mg/L 5.6 7.8 7.8 7.5 10.8 8.7 0 t ngổ

6650 - - - - - 22 6 12 Đ màu ộ Pt- Co

FAU 1200 - - - - - 3 50 13 Đ đ c ộ ụ

Công ngh x lý n c r rác t i bãi chôn l p ch t th i r n Nam Bình

1.III.2.3

ệ ử ướ ỉ ạ ả ắ ấ ấ

D ngươ

ế ế ệ ố

t k , h th ng x lý NRR có công su t 480 m3/ngày. ấ ử ng ng, và t p trung NRR t c đ a v nhà máy x lý b ng h th ng đ ậ ử ử ệ ố ườ ằ ố ạ i

 Nhà máy x lý NRR: theo thi - NRR đ ượ ư ề b đi u hòa. ể ề - Đ a vôi vào trong n ư - N c t ướ ừ ể ề

ướ ể b đi u hòa s đ c đ nâng pH lên 10-11 ể ắ ẽ ượ ẫ

ạ ể ệ ố ể

ạ i ử i quá trình x lý sinh ố ệ ả ử ớ

- ử ể ắ

ọ à x lý hóa lý (thêm Fe (III), polime), đo pH, đ l ng bùn ử i đây, n à bể c kh trùng b ng Javen r i nâng pH lên >11 c đ ướ ượ ử ằ ồ

- ả ứ ậ

à b l c cát (kh ể ẻ ể ọ

DH11MT

Page 30

à b x lý - tháp Stripping ( t c d n qua b l ng vôi ể ử nhà máy hi n có 3 b Stripping). T i đây, h th ng qu t th i khí vào trong b , kh ổ ạ Canxi và gi m pH xu ng 9. Châm thêm acid sunfuric và đi t h c. ọ Sau x lý sinh h c l ng th c p.t ứ ấ ạ ắ (NH4+à NH3). Sau b l ng th c p ể ắ Cacbon trong môi tr ườ trùng b ng Javen ti p n u 1 l n không đ ) ế ứ ấ à c m b Fenton: ph n ng Oxy hóa b c cao đ b gãy m ch ạ 2 – 4, châm thêm H2O2 và Fe(II) ử ủ à h sinh h c ọ . ồ ể ụ ng pH t ừ ầ ế ằ

Đ C

Ề ƯƠ

NG NGHIÊN C U KHOA H C Ứ

Hình 13: M t s công trình x lý n c r rác Nam Bình D ng. ộ ố ử ướ ỉ ở ươ

Hình 14: N c r rác sau khi x lý Nam Bình D ng. ướ ỉ ử ở ươ

IV. Vai trò c a ph

ng pháp oxy hóa b c cao trong quá trình x lý n

c r rác.

ươ

ướ ỉ

Trong th i gian g n đây đã có nhi u n l c đ gi m thi u l ầ c xem là s l a ch n kinh t ự ự ể ượ ớ ượ ươ ọ

ỗ ự ể ả nh t so v i các ph ấ ế ủ ạ ng và tính đ c c a NRR, ộ ủ ng pháp khác. Tuy ươ ng ọ

x lý sinh h c đ ử nhiên đ i v i NRR ch a các ch t h u c đ c h i và khó phân h y sinh h c thì ph ơ ộ pháp này l ấ ữ ứ ra không hi u qu . ả ờ ọ ố ớ i t ạ ỏ ệ

DH11MT

Page 31

Ôxi hóa nâng cao (AOPs- Advanced Oxidation Processes) là nh ng ph ng pháp t o ra ữ ươ ạ

Đ C

Ề ƯƠ

NG NGHIÊN C U KHOA H C Ứ

ớ ấ ộ ượ ạ ấ ọ

ế ễ ả ầ

t đ n là ph c bi ữ ơ ượ ế ế ươ

ố m t l ng l n các ch t trung gian có ho t tính cao, trong đó quan tr ng nh t là các g c hydroxyl có kh năng ôxi hóa h u h t các ch t ô nhi m h u c . Trong AOPs thì quá trình ấ Fenton và các quá trình ki u Fenton (Fenton- like processes) đ ng pháp ể c r rác. hi u qu và không quá đ t cho quá trình làm s ch n ắ ướ ỉ ệ ạ ả

Vai trò c a quá trình oxy hóa này trong các công trình x lý bao g m: ủ ử ồ

ổ ấ - Bi n đ i ch t khó phân h y b ng vi sinh thành ch t d phân h y do thay đ i c u ấ ễ ủ ế ằ ổ

ấ ế ủ ợ

- Bi n đ i các ch t không th phân h y hay đ c h i thành ch t có th phân h y đ trúc liên k t c a các h p ch t này. ấ ế ổ ủ ể

ủ ấ ể ế ấ ợ ủ ặ ấ

- Oxy hóa tri

2.

ộ ạ ầ ộ ạ ấ

ủ ượ c do thay đ i c u trúc liên k t, ho c thành ph n c a các h p ch t này, bi n chúng ế thành các h p ch t ít ho c không còn gây đ c h i. ặ ữ ơ ế ấ

I.

.

S l

ổ ấ ợ t đ , bi n các h p ch t cacbon h u c thành CO ợ ệ ể c v UV và quá trình Fenton ơ ượ ề

1.IV.1 Ánh sáng t ngo i _UV (Ultraviolet Light) ử ạ

ờ ề ự

ngo i hay b c x UV (Ultraviolet radiation - UV). B c x ạ ứ ạ ứ ạ ử

có b ướ ữ ằ

ị ữ ư ộ ứ ạ ệ ừ ề ổ ứ ạ ệ ừ ủ ề

ư ặ ầ

ế ế

ứ ị

ứ ng ng các m c ng h p c th c a quá trình oxy Tùy theo b ượ c t ượ ươ ụ ể ủ ườ ợ

ế ạ ừ ngo i. T t c các quá trình oxy hóa nâng cao nh tác nhân ánh sáng đ u d a vào năng ấ ả ứ ạ ng c a các b c x t l ủ ượ c sóng n m gi a 100 và 400 nm, đó c xác đ nh nh m t b c x đi n t UV đ ượ là mi n n m gi a mi n tia X và mi n ánh sáng kh ki n. Ph b c x đi n t c a UV ả ế ề ằ đ c sóng nh sau (Phillipins, 1983): c phân chia các thành ph n đ c tr ng theo b ướ ượ ư UVA (340 đ n 315 nm), UVB (315 đ n 280 nm), UVC (280 đ n 200 nm) và UVV ế 200 đ n 100 nm. (vacuum UV- UV trong chân không) t ừ c sóng c a các tia t ngo i, s xác đ nh đ ủ ẽ ử ướ c s d ng cho t ng tr ng khác nhau đ năng l ượ ử ụ hóa nâng cao nh tác nhân ánh sáng t ờ ử ạ

ạ Có 2 ngu n UV là: ngu n UV thiên nhiên (b c x m t tr i) và ngu n UV nhân t o ứ ạ ặ ờ ồ ồ

ồ (các đèn UV) .

1.IV.2 Quá trình Fenton đ ng th . ể ồ

H tác nhân Fenton c đi n là m t h n h p g m các ion s t hóa tr 2 (th ộ ỗ ổ ể ệ ắ ợ ồ ườ

- mu i FeSO *OH, còn Fe2+ b oxi hóa thành Fe ị

4) và hydro peroxit H2O2, chúng tác d ng v i nhau sinh ra g c t ả ứ

ng dùng do hydroxyl ố ớ ị ố ự

Fe2+ + H2O2

- Ph n ng Fenton đã ti p t c đ ụ 3+ theo ph n ng: Fe3+ + *OH + OH- ứ ế ụ ề ả

ả ứ ứ ượ ả ứ ấ

DH11MT

Page 32

c nhiên c u b i r t nhi u tác gi ở ấ ả ứ i bao g m: sau này. Các nghiên c u đã cho th y ngoài ph n ng trên là ph n ng chính thì trong quá trình Fenton còn có x y ra các ph n ng khác. T ng h p l ổ ợ ạ ả ứ ả ồ

Đ C

Ề ƯƠ

NG NGHIÊN C U KHOA H C Ứ

(1) (2) (3)

-

Fe2+ + H2O2 Fe3+ + H2O2 *OH + Fe2+ *OH + H2O Fe2+ + *HO2 Fe3+ + *HO2 *HO2 + *HO2 Fe3+ + *OH + OH- Fe2+ + *HO2 + H+ OH- + Fe3+ H2O + *HO2 - Fe3+ + HO2 Fe2+ + O2 + H+ H2O2 + O2

trên thì g c t Theo các tác gi (4) (5) (6) (7) ả ứ ố ự

ả ả ứ

2+ và ớ H2O2 theo các ph n ng (3) và (4) nh ng quan tr ng nh t là kh năng ph n ng v i ớ ả ứ ư ẽ nhi u ch t h u c (RH) t o thành các g c h u c có kh năng ph n ng cao, t ừ phát tri n ti p t c theo ki u dây chu i:

đó s do *OH sinh ra có kh năng ph n ng v i Fe ả ấ ả ọ ố ữ ơ ả ả ứ ề

ấ ữ ơ ế ụ ạ ể ể ỗ

oxy hóa ti p các ch t khác (8) ấ

- ơ ệ ạ ế ề ố

ế ớ ơ ế ả ứ

*OH + RH H2O + *R ố ề Tuy c ch hình thành g c hydroxyl v n còn nhi u tranh cãi, tuy t đ i đa s đ u ẫ nh t trí cao v i c ch quá trình Fenton x y ra theo các ph n ng (1) – (7) nêu trên và ấ ả th a nh n vai trò c a g c hydroxyl t o trong quá trình này (Neyens và Baeyens, 2003). ừ ủ ố ạ ậ

1.IV.3 Quá trình Fenton d thị ể

ồ ể ể ự

ả ử ệ ở ặ Nh ượ ả ủ ế ủ ủ ị

ướ 3+ v a hình thành t

ừ ng k t t a này đ ế ủ ạ ặ ọ ế ờ

ượ ắ ế ủ ượ ụ ắ ớ

ứ ằ ặ ị

ế ứ ắ ạ

ề ậ ở ọ

pH th p, sau c đi m ch y u c a quá trình Fenton đ ng th là ph i th c hi n ả ấ ề c vôi ho c dung d ch ki m đó ph i nâng pH c a n c th i sau x lý lên > 7 b ng n ướ ằ chu i ph n ng trên sang d ng keo Fe(OH) nh m chuy n các ion Fe ỗ ể ằ ả ứ ừ 3 ả c nh quá trình l ng ho c l c, k t qu là k t t a. L c tách kh i n ắ ượ ế ủ ỏ ướ c đi m trên, đã có nhi u t o ra m t l ề ng bùn s t k t t a khá l n. Đ kh c ph c nh ể ộ ượ ạ ể công trình nghiên c u thay th xúc tác s t d ng dung d ch (mu i s t) b ng qu ng s t ắ ố ắ ắ ạ ư Goethite (α-FeOOH), cát có ch a s t ho c s t trên các lo i ch t mang khác nhau nh ấ ắ ặ Fe/SiO2, Fe/TiO2, Fe/than ho t tính, Fe/Zeolite (Lin và Gurol, 1996; Ravikumar và Gurol, 1994)… Quá trình này x y ra cũng gi ng nh quá trình Fenton đã đ c p trên nên g i là ả ư ố quá trình ki u Feonton d th . ị ể ể

ơ ị ể ể ư ế ớ ạ 2O2 trên qu ng s t lo i ặ ắ

Goethite (α-FeOOH) có th x y ra theo c ch đ n gi n nh t nh sau (Lu, 2000): C ch quá trình d th ki u nh Fenton x y ra v i H ư ơ ế ơ ể ả ả ả ấ

2+ nh s có m t c a H

2O2 x yả

c kh i đ u b ng vi c sinh ra Fe ở ầ ượ ệ ặ ủ ờ ự

- Ph n ng Fenton đ ử ệ ượ

ả ứ ra hi n t ằ ng kh - hòa tan Goethite:

- Sau đó, x y ra s tái k t t a Fe

3+ v Goethite:

(9) α-FeOOH(r) + 2H+ + ½H2O2 Fe2+ + ½ O2 + 2H2O

ự ề ả

(1) ế ủ Fe2+ + H2O2 Fe3+ + *OH + OH-

DH11MT

Page 33

(10) Fe3+ + H2O + OH- α-FeOOH(s) + 2H+

Đ C

Ề ƯƠ

NG NGHIÊN C U KHOA H C Ứ

nh quá trình ơ ế ị ể ươ ạ ự ư

Fenton đ ng th v i kh i đ u là x y ra s kh và hòa tan Fe Theo c ch trên, trên khía c nh nào đó thì quá trình d th cũng t ả ng t 2+ vào dung d ch. ị ự ử ở ầ ể ớ ồ

1.IV.4 Quá trình quang Fenton

2+:

2O2 d

Ph n ng Fenton là ph n ng phân h y H i tác d ng xúc tác c a Fe ả ứ ả ứ ủ ướ ủ ụ

Fe3+ + *OH + OH- (1) Fe2+ + H2O2

ố ữ ơ ụ ấ ạ

2+ đ t o Fe ể ạ

i v i ion Fe ủ c đ phân h y, ướ ể 3+: G c *OH t o ra có th tác d ng v i các ch t ô nhi m h u c trong n ể ớ khoáng hóa chúng, ho c cũng có th tác d ng l ể ặ ễ ạ ớ ụ

(3) *OH + Fe2+ OH- + Fe3+

3+ theo

2O2 cũng có th x y ra d

i tác d ng xúc tác c a Fe M t khác, s phân h y H ự ủ ể ả ướ ủ ụ

ặ ph n ng: ả ứ

(2) Fe3+ + H2O2 Fe2+ + *HO2 + H+

ẫ ả ứ ả ứ

Ph n ng (2) d n đ n s t o thành Fe2+ nên l ế ự ạ ạ ế ụ ả ấ ộ ả ứ ố ố ộ

ả ứ

ự 2+ đã s d ng h t và chuy n thành Fe i ti p t c x y ra ph n ng Fenton (1). Tuy nhiên vì h ng s t c đ ph n ng (2) r t th p so v i t c đ ph n ng (1), nên quá ả ứ ấ ằ , ph n ng (1) 2O2 ch y u do ph n ng (1) th c hi n. Vì th trong th c t trình phân h y Hủ ả ứ ự ế 3+. x y ra v i t c đ ch m d n sau khi toàn b Fe ể ả ớ ố ế ế ớ ố ộ ậ ệ ử ụ ủ ế ầ ộ

ượ

ả ứ

ả ế ượ ạ ớ ạ

ử ờ ệ ể ấ

ữ ư ừ ủ

c ti n hành trong kho ng 2 th p k tr l i đây đ u cho ỉ ở ạ ề ậ c th c hi n v i s có m t ặ ự ệ ớ ự ngo i v i kh ki n (UV-VIS) đ u ề ả ế ậ c nâng cao rõ r t và nh đó có th khoáng hóa d dàng các ch t ô nhi m h u c , th m ễ ệ ỏ t c . ả c nâng ế ả ngo i (UV) và lân c n t ậ ử ễ ạ ự ố ấ

Các nghiên c u có liên quan đ ứ th y t c đ ph n ng (1) và th m chí c ph n ng (2), n u đ ả ứ ậ ấ ố ộ c a ánh sáng thu c vùng t ộ ủ đ ữ ơ ượ chí c nh ng ch t h u c khó phân h y nh các lo i thu c tr sâu hay các ch t di ấ ữ ơ ấ Quá trình này đ c g i là quá trình quang Fenton, th c ch t là quá trình Fenton đ ượ ượ ọ cao nh b c x c a các photon ánh sáng. ờ ứ ạ ủ

ng trên là pH th p (pH < 4), ion Fe ả ệ ượ B n ch t c a hi n t ấ ủ ở

3+ ph n l n s n m d ầ ớ ẽ ằ ề ướ

3+). S h p thu b c x c a [Fe

ự ấ ẳ ạ ấ ướ i c sóng 250 3+ ạ ủ

ấ 3+(OH)]2+ và chính d ng này h p thu ánh sáng UV trong mi n b d ng ph c [Fe ạ ấ < λ < 400 nm r t m nh (m nh h n h n so v i ion Fe ứ ạ (OH)]2+ trong dung d ch cho phép t o ra m t s g c hydroxyl *OH ph thêm: ớ ộ ố ố ạ ơ ạ ụ ị

[Fe3+(OH)]2+ + H+ (11) Fe3+ + H2O

[Fe3+(OH)]2+ + hv Fe2+ + *OH (12)

ng đã đ c p ề ậ ở

DH11MT

Page 34

trên (1). tr ng thái Ti p theo sau ph n ng (12) s là ph n ng Fenton thông th ẽ ế ắ ượ ư ậ Nh v y, rõ ràng là nh tác d ng c a b c x UV, ion s t đ ụ ả ứ ủ ứ ạ ả ứ ờ ườ c chuy n hóa t ể ừ ạ

Đ C

Ề ƯƠ

NG NGHIÊN C U KHOA H C Ứ

i, t Fe ườ

ượ ạ ừ 2+ sang Fe3+ b ng quá trình Fenton thông th ằ ừ ữ ể

3+ cho đ n khi không còn Fe

ộ ớ ườ

ạ ng t o t c b n gi a quá trình quang ệ ơ ả 2+ chuy n m t ộ ể ậ ầ 2+ trong dung d ch (Tr n M nh Trí và Tr n M nh ạ ầ ế ề ầ ạ ị

Fe3+ sang Fe2+ và sau đó ng c l thành m t chu kỳ không d ng. Đây chính là đi m khác bi Fenton v i quá trình Fenton thông th ng là quá trình b ch m d n do Fe ị chi u thành Fe Trung, 2006).

1.IV.5 Các y u t nh h ng quá trình Fenton và quang Fenton ế ố ả ưở

- nh h Ả ưở ng c a đ pH ủ ộ

- nh h ng c a n ng đ H Fe Ả ưở ủ ồ ộ 2O2 và t l ỉ ệ 2+ : H2O2

- nh h ng c a các anion vô c Ả ưở ủ ơ

- nh h ng c a b c sóng b c x (đ i v i quá trình quang Fenton) Ả ưở ủ ướ ứ ạ ố ớ

1.IV.6 ng d ng c a ph . ng pháp Fenton Ứ ủ ụ ươ

Quá trình Fenton có u vi H2O2 và mu i s t t ư

ờ t ệ ở ỗ ễ ậ ch tác nhân ể ố ắ ươ ệ ố ẻ ả

ơ ấ ễ ử ụ ộ ồ ờ

ng đ i r và có s n, ẵ ấ ộ ớ ử ụ H2O2 m t mình, đ ng th i không gây ra các ch t đ c ể ử ụ ấ

2, H2O và các ion vô c . Nó có

ấ ữ ơ ế ơ

ng và không có yêu c u nào v ánh sáng. Tác nhân này nhi ườ ề ầ ở

đ ng th i không đ c h i và d v n chuy n, d s d ng trong khi hi u qu ôxi hóa nâng ộ ạ ồ cao cao h n r t nhi u so v i s d ng ề h i ho c các ch t có màu trong quá trình x lý. Áp d ng quá trình Fenton đ x lý nrr có ạ ử ặ th d n đ n khoáng hóa hoàn toàn các ch t h u c thành CO ể ẫ th ti n hành ể ế có hi u qu rõ ràng, d dàng l u kho và an toàn. ệ t đ bình th ư ệ ộ ễ ả

ể ử ệ ạ ấ

Ngày nay ph n ng Fenton đ ả ứ ợ ạ

ả ệ c r rác,…). Qúa trình này có th áp d ng cho n c dùng đ x lý các lo i ch t th i công nghi p khác c th i d t nhu m, ộ ả c th i, ướ ấ ữ ơ ộ ướ ỉ ả ướ ụ ứ ừ ể ấ ố

ượ nhau, ch a nh ng h p ch t h u c đ c h i (phenol, formaldehyde, n ữ thu c tr sâu, ch t ph gia, n bùn th i hay đ t ô nhi m đ : ể ấ ụ ễ ả

ộ ử ả

ủ ả ọ

- Kh COD, BOD. - Gi m tính đ c. - Tăng kh năng phân h y sinh h c. - Kh trùng. ử - Kh màu và mùi. ử

c th i t i Vi t Nam M t s ng d ng đi n hình c a quá trình Fenton trong x lý n ủ ộ ố ứ ử ụ ể ướ ả ạ ệ g m:ồ

-

DH11MT

Page 35

- ng d ng quá trình Fenton trong x lý n ng d ng quá trình Fenton trong x lý n c th i d t nhu m ả ệ c r rác t Ứ Ứ ụ ụ ử ử ướ ướ ỉ ộ ừ BCL

Đ C

Ề ƯƠ

NG NGHIÊN C U KHOA H C Ứ

-

- ng d ng quá trình Fenton trong x lý n ng d ng quá trình Fenton trong x lý n Ứ Ứ ụ ụ ử ử ướ ướ c th i s n xu t gi y ấ ấ c th i s n xu t thu c tr sâu ố ấ ả ả ả ả ừ

CH

NG 3: PH

NG PHÁP NGHIÊN C U

ƯƠ

ƯƠ

I.

V t li u ậ ệ

- D ng c : thùng x p đ ng m u n

p n ụ ụ ướ ướ ả ạ ố

ụ ụ ự ự ụ

ả c th i (có đá l nh đ c th i), ẫ ự ể ướ , c c th y tinh, ng nghi m, can nh a PE 10L, 30L và chai nh a, găng tay, kh u trang y t ự ệ ố ủ ế ố chai nh a PET 1,5L và m t s hóa ch t khác, các d ng c , máy móc s d ng ph c v thí ử ụ ụ ấ ộ ố nghi m, gi y l c s i th y tinh. ấ ọ ợ ủ ệ

2SO4 10%

• Dung d ch Hị

- Hóa ch t :ấ

4 1g/l

• Dung d ch FeSO ị

2O2 30%

• Dung d ch Hị

• Dung d ch NaOH 5% ị

II. Ph

ng pháp nghiên c u

ươ

1.II.1 Ph ngươ pháp luận.

Tác nhân chính x ử lý nư cớ th i ả của quá trình quang Fenton là gốc hydroxyl tự do *OH

sinh ra do phản ứng sau:

G cố *OH t oạ ra có thể tác d ngụ v iớ các chất ô nhi mễ h uữ cơ trong n Fe2+ + H2O2 Fe3+ + OH- + *OH (1) cướ để phân

hủy, khoán hoá chúng hoặc cũng có thể tác dụng l iạ v iớ in Fe2+ để oxy hoá thành Fe3+

*OH + Fe2+ Fe3+ + OH- (2)

M t khặ ác, s phự ân hủy H2O2 cũng có th ể xảy ra theo phản ứng:

DH11MT

Page 36

Fe3+ + H2O2 Fe2+ + *OH2 + H+ (3) Theo những nghiên c uứ gần đây của Pignatello, J.J (1992) cho thấy phản ngứ (1) và ngay cả phản ứng (3) nếu đặt d iướ b cứ xạ c aủ tia UV hoặc ánh sáng khả ki nế đều cượ nâng ca lên rõ rệt. Chính vì lý do này mà chúng có thể khoáng hóa dễ dàng các chất đ cượ cả các chất khó oxy hóa h uữ cơ và chất bẩn trong n cướ th iả (chúng có thể oxy hoá đ

Đ C

Ề ƯƠ

NG NGHIÊN C U KHOA H C Ứ

như thu cố trừ sâu, thu c tố r

nằm d

ừ cỏ).Trong môi trư ngờ pH thấp (pH<4), ion Fe3+ phần l nớ iướ dạng ph cứ [Fe3+(OH)-]2+. Chính dạng ion này đã hấp thu rất m nhạ tia UV cướ sóng 250 < λ < 400 (nm) so v iớ ion Fe3+. Phản ứng kh ử [Fe3+

ố ố *OH

trong miền b (OH)-]2+ trong dung dịch bằng quá trình quang hóa h c ọ cho phép t o ạ ra m tộ s g c theo phản ứng:

Chính nh đi u n Fe3+ + H2O [Fe3+(OH)-]2+ + H+ + *OH (4) [Fe3+(OH)-]2+ +hv Fe2+ + *OH (5) Hay Fe3+ + H2O +hv Fe2+ + H+ +*OH (6) ày mà ion Fe3+ chuyển sang ion Fe2+ và ngược l ờ ề i. Qạ

uá trình này m tộ cách liên t cụ dư iớ tác d ngụ của tia UV. Đây chính là uư đi mể c aủ quá

di n raễ trình quang Fenton.

Hình 15: Các ph n ả ứng trong quá trình quang Fenton.

Trong đó : hv là tác nhân UV.

A : các chất ô nhiễm cẩn x ử lý.

A., A* : các chất trung gian c aủ phản ứng.

M t khác, tia UV trong ánh sáng m t tr i có b c sóng < 400nm. Do đó, ph ặ

ướ ng pháp ươ c th i nói ả ướ

DH11MT

Page 37

ướ ả ệ ử t ki m chi phí, t n d ng năng l c th i sinh ho t nói riêng và n ạ ng thiên nhiên. ặ ờ quang Fenton r t thích h p cho vi c x lý n chung vói u đi m ti ậ ụ ế ư ợ ệ ấ ể ượ

Đ C

Ề ƯƠ

NG NGHIÊN C U KHOA H C Ứ

1.II.2 Ph ng pháp thu th p tài li u. ươ ệ ậ

ướ ề

ng s ch năng l ể ậ trong x lý NRR đ t ể ừ ử hi u qu x lý cung nh t n d ng đ ả ử Thu th p, tìm hi u trên m ng, sách, nh ng nghiên c u tr ạ đó s d ng năng l ử ụ ư ậ ụ c v quá trình quang Fenton ữ ng m t tr i vào quá trình này nh m nâng cao ượ c ngu n năn l ồ ứ ặ ờ ượ ượ ượ ệ

c ế ừ ạ ề ứ ộ

ằ ng m t tr i. ặ ờ Nghiên c u, k th a, biên h i các tài li u có liên quan v các công trình x lý n ướ ử ệ th i b ng quá trình oxy hóa ả ằ

1.II.3 Ph ươ ng pháp đi u tra th c đ a ự ị ề

ng pháp nghiên c u tài ả ươ ươ ứ

. Kh o sát khu v c nghiên c u ( ự li u nâng cao c a các tác gi ủ ứ BCL CTR Nam Bình D ng), Ph ả ệ

1.II.4 Ph ng pháp l y m u và b o qu n m u ươ ẫ ấ ẫ ả ả

- Ph ươ ng pháp l y m u ấ ẫ

M c đích c a vi c l y m u nh m xác đ nh thành ph n, tính ch t c a n c th i đ t ấ ủ ướ ệ ấ ụ ủ ầ ằ ẫ ị ả ể ừ đó

c l y ữ ấ ầ ử

ẫ c l y b ch a trung gian và b arotank, m u s ả ắ ng hoá ch t c n x lý M u NRR đ ể ượ ấ ở BCL ẫ ẽ

-

có nh ng tính toán thích h p cho l ch t th i r n Nam Bình D ng. M u đ ấ đ ượ ấ ợ ươ c l y ng u nhiên 3 m u t ẫ ạ ượ ẫ ượ ấ i 3 đi m sau đó tr n l ể ể ứ i. ộ ạ ẫ

ể ố

0C.

c đá và mu i s ng, ho c b ng t l nh M u sau khi chuy n v phòng thí nghi m đ ệ ề ẫ kín, ch a h n h p n ặ ằ ứ ỗ ậ c b o qu n l nh b ng thùng x p đ y ằ ượ ả t đ 2-4 ủ ạ ả ạ nhi ở ợ ướ ệ ộ ố ố

K thu t l y m u, v n chuy n b o qu n m u theo tiêu chu n ể ả ậ ấ ẩ TCVN 6663-1/2011. ẫ ả ẫ ậ ỹ

1.II.5 Ph ươ ng pháp th c nghi m. ự ệ

ợ ươ ể ử ủ

ứ ơ ở ươ ự ả

ng pháp nghiên c u là ph ưở ơ ng pháp th c nghi m d a trên c s kh o sát các y u t ủ ủ ủ ế

ả ậ

2O2 , xúc tác Fe2+, n ng đ các ch t, th i gian, nhi ộ

ng pháp Fenton đ x lý các h p ch t h u c khó phân h y trong NRR. ấ ữ ế ố ự ệ ng đ n kh năng phân h y c a các ch t h u c khó phân h y trong NRR b ng ằ ơ ấ ữ ả ứ tham gia vào ph n ng ả ng đ n kh ế ưở ế ố t đ đ u nh h ệ ộ ề ả ớ ồ ấ ờ

Dùng ph Ph ươ nh h ả ph n ng oxy hóa b c cao v i tác nhân quang Fenton. Các y u t ả ứ nh : pH, H ư năng, hi u qu phân h y. ủ ệ ả

ng c a Fe2+, H2O2 đ n hi u qu ứ ự ả ệ ả ưở ủ ệ ế ả

Nghiên c u trong phòng thí nghi m Kh o sát s nh h x lý.ử

ng khác nhau trên ố ớ ệ ứ ế ạ ấ ỗ ề ượ

DH11MT

Page 38

Đ i v i m i lo i hóa ch t, ti n hành thí nghi m ng v i t ng li u l mô hình Jartest. Sau đó, so sánh k t qu đ tìm ra giá tr t ớ ừ i u. ị ố ư ả ể ế

Đ C

Ề ƯƠ

NG NGHIÊN C U KHOA H C Ứ

Hình 16

 B trí thí nghi m quang Fenton ệ ố

ằ ệ ụ ườ ượ ả ứ

ề ị ộ ừ t hình tr (bomex, đ ủ

ọ ượ ệ ố ạ

t và nhúng ng p vào b ph n ng. V i h th ng đèn UV n i này có th tăng t i đa s ệ ồ ấ ả ứ ể ố ộ

ủ ứ

ạ ượ ệ ở

ể ề ử ụ ủ ỉ

ậ ể ớ ơ ồ ị đi u ki n gián đo n đ ở ề ỏ ả ố ị ế ồ ị

ệ ố ả ờ

ậ ộ ợ ắ ầ ả ứ ủ

ng kính 3,6 cm và c làm b ng th y tinh ch u nhi Bình ph n ng đ ủ đèn th y ngân hi u Sankyo Denki G8T7-Nh t ậ chi u cao 30 cm). S d ng ngu n UV n i t ử ụ ị c b c trong ng th y tinh th ch anh ch u B n ( λ = 200-275 nm), công su t 40W, đèn đ ủ ả ự nhi ớ ệ ố ằ ti p xúc c a đèn v i dung d ch. S đ bình ph n ng s d ng trong nghiên c u NRR b ng ử ụ ả ứ ế hình 2. Đong chính xác 150 ml NRR c trình bày h UV-Fenton ệ cho vào c c nh (250ml), s d ng H2SO4 5N và NaOH 1N đ đi u ch nh pH c a NRR t(dung d ch đ n giá tr kh o sát r i cho vào bình ph n ng. Thêm các tác nhân c n thi ả ứ ầ ế t c đ c đ nh, H2O2 30%, dung d ch Fe2+) vào bình ph n ng, khu y trên máy khu y ấ ộ ố ị ấ ở ố ả ứ ậ ki m tra h th ng b o v (đ tránh s rò r c a b c x UV) và b t đèn UV. Th i đi m b t ỉ ủ ứ ạ ể ể đèn đ c tính là th i đi m b t đ u ph n ng. Th i gian c a m t đ t ph n ng kéo dài 120 ờ ờ phút v i t n su t l y m u là 20 phút/l n. ấ ấ ệ ể ể ẫ ự ả ứ ầ ượ ớ ầ

DH11MT

Page 39

 Thí nghi m Jatest ệ

Đ C

Ề ƯƠ

NG NGHIÊN C U KHOA H C Ứ

i u: • Xác đ nh pH t ị ố ư

Đong n c th i vào 6 becker 300 – 400ml. ướ ả

2SO4

c có giá tr là: 5.0, 5.5, 6.0, 6.5, 7.0, 7.5, b ng H ỉ ủ ầ ượ ằ ị

Ch nh pH c a m i becker theo l n l ỗ hay NaOH/vôi.

Cho vào m i becker m t hàm l ng Fe+2,H2O2 nh t đ nh ộ ỗ ượ ấ ị

Cho vào dàn Jartest ti n hành: ế

Khu y nhanh 100 – 150 v/ph trong 1 phút ấ

Khu y ch m 25 – 30 v/ph trong 15 – 20 phút. ấ ậ

T t máy và đ yên l ng trong 30 phút ể ắ ắ

m i becker, becker nào có hàm l ng COD th p nh t s ng v i giá tr ở ỗ ượ ấ ẽ ứ ấ ớ ị

Phân tích COD i uố ư pH t

V đ ng bi u di n COD theo pH. ẽ ườ ể ễ

ng Fe i u:

+2,H2O2 t

• Xác đ nh hàm l ị

ượ ố ư

Đong n c thô vào 6 becker 300 – 400ml. ướ

i u đã th c hi n Ch nh pH c a m i becker theo pH t ỗ ủ ỉ ố ư ệ ở ự thí nghi m trên. ệ

Cho vào m i becker m t l ng Fe+2,H2O2 tăng d n ( 5, 7, 10, 12, 15, 20 mg/l) ộ ượ ỗ ầ

Cho vào dàn Jartest ti n hành: ế

Khu y nhanh 100 – 150 v/ph trong 1 phút ấ

Khu y ch m 25 – 30 v/ph trong 15 – 20 phút. ấ ậ

T t máy và đ yên l ng trong 30 phút ể ắ ắ

m i becker, becker nào có hàm l ở ỗ ượ ớ l ng COD th p nh t s ng v i ấ ẽ ứ ấ ngượ

Phân tích COD Fe+2,H2O2 t i uố ư

V đ Fe+2,H2O2 ẽ ườ ng bi u di n COD theo ễ ể

1.II.6 Ph ng ươ ng pháp phân tích m u theo ch tiêu môi tr ẫ ỉ ườ

DH11MT

Page 40

 Các ch tiêu c n phân tích ầ ỉ

Đ C

Ề ƯƠ

NG NGHIÊN C U KHOA H C Ứ

STT Ph ng pháp & d ng c Ch tiêu ỉ ươ ụ ụ

1 pH TCVN 6492-1999 -pH kế

2 TSS ng n TCVN 6625-2000 QCVN 08 : 2008/BTNMT - ấ ắ ơ ử l ng Ch t l ướ

ấ ượ b ng cách l c qua gi y l c ằ c - Xác đ nh ch t r n l ị ấ ọ GF/C . ọ

TCVN 6491:1999 - Ch t l c - Xác ấ ượ ướ 3 COD (K2Cr2O7) đ nh nhu c u ôxy hoá h c. ị ầ ng n ọ

1.II.6.1 Đo pH

- Dùng máy đo đ pHộ

- N i máy v i đ u đo: C m r c đ u đo vào máy ph i cho khe c a r c kh p vào ủ ắ ớ ầ ả ầ ắ ắ ố ớ

gai c a máy, sau đó xoay r c sang bên ph i. ủ ắ ả

trong l b o qu n, v y nh cho s ch n ừ ọ ả ẹ ẩ ả ạ ướ ồ ắ c r i c m đ u đo vào l ầ ọ ấ

- L y đ u đo t ầ pH 7.00.

- M n p ngăn ch a pin th y bên trong có hai c m u vàng. B t công t c máy v ở ắ ứ ắ ậ ấ ầ ố ề

ON.

- Dùng tu c- n - vít nh v n c bên trái đ đi u ch nh pH b ng đúng 7.00 gi ơ ỏ ặ ố ằ ỉ

ể ề ấ ố

phút, t ắ 7.01 là đ c). ờ 1 ố ể ề t máy v OFF (chú ý: s trên màn hình có th nh p nháy 6.99 - 7.00 và ượ

- R a đ u đo b ng n c c t. ử ầ ằ ướ ấ

- Đ a đ u đo vào l pH 4.00.B t công t c v ON. ư ầ ọ ắ ề ậ

ổ - Dùng tu c-n -vít v n c bên ph i đ đi u ch nh pH v đúng 4.00. Ch 1 phút n ả ể ề ặ ố ề ờ ỉ

ơ t máy. ố đ nh r i t ồ ắ ị

1.II.6.2 Cách xác đ nh TSS

- S y gi y l c GF/C trong t

T ng r n l l ng ắ ơ ử ổ

nhi t đ 103 –105oC kh ang 1 gi . ấ ọ ấ s y ủ ấ ở ệ ộ ỏ ờ

DH11MT

Page 41

- L y ra đ ngu i trong bình hút m đ n nhi t đ phòng, kho ng 30 phút. ể ế ẩ ấ ộ ệ ộ ả

Đ C

Ề ƯƠ

NG NGHIÊN C U KHOA H C Ứ

- Đ gi y l c lên h th ng hút chân không.

- Cân tr ng l ng gi y l c, P1 (mg) ọ ượ ấ ọ

ể ấ ọ ệ ố

- L y 50mL n c l c qua qua gi y l c trên. ấ ướ ọ ấ ọ

- S y gi y l c trong t ấ ọ

oC kho ng 1 gi ả

nhi t đ 103 –105 . ấ s y ủ ấ ở ệ ộ ờ

- L y ra đ ngu i trong bình hút m đ n nhi t đ phòng, kho ng 30 phút. ể ế ẩ ấ ộ ệ ộ ả

- Cân tr ng l ng gi y l c, P2 (mg). ọ ượ ấ ọ

- S y l p l i, cân đ n khi tr ng l ấ ậ ạ ế ọ ượ ng không thay đ i, ho c sai khác nhau kho ng ặ ả ổ

0,5mg.

1.II.6.3 Cách xác đ nh COD

Ph ươ ng pháp nung hoàn l u kín (v i m u có COD > 50 mgO2/L): ớ ư ẫ

R a s ch ng nghi m có nút v n kín v i H2SO4 20% tr c khi s d ng ử ạ ố ệ ặ ớ ướ ử ụ

Cho th tích m u vào th tích hóa ch t dùng t ng ng theo nh b ng ể ể ấ ẫ ươ ứ ư ả

ể ổ

M u (ml) ẫ ng nghi m ệ ng kính x dài) (đ H2SO4 reagent (mL) Ố ườ Dung d chị K2Cr2O7 0,0167 M(mL) T ng th tích (ml)

16 x 100 mm 2.5 1.5 3.5 7.5

20 x 150 mmm 5.0 3.0 7.0 15.0

25 x 150 mm 10.0 6.0 14.0 30.0

2.5 1.5 3.5 7.5 Ố ng chu n 10 ml ẩ

ẫ ệ ẩ ậ

ố ằ ắ ậ

ắ ỹ ậ

0C trong 2 gi

ủ ố ặ ố . Đ ngu i đ n nhi t đ 150 ị t ả ừ ừ ự ả ứ ờ ệ ộ ủ ấ ể ổ

ệ ộ ế ọ ệ ộ ị ố ỉ

ể ừ ỏ

DH11MT

Page 42

Cho m u vào ng nghi m, thêm dung d ch K2Cr2O7 0,0167 M vào, c n th n thêm H2SO4 ặ reagent vào b ng cách cho acid ch y t d a theo thành c a ng nghi m. Đ y n p v n ệ t), đ t ng nghi m vào giá inox và ngay, l c k nhi u l n (c n th n vì ph n ng sinh nhi ệ ẩ ề ầ s y nhi t đ phòng, đ dung d ch cho vào t ị t ch th ferroin và đ nh phân b ng trong ng nghi m vào bình tam giác 100 ml, thêm 1-2 gi ằ ệ ị FAS 0.1 M. Đ i đ n khi m u chuy n t ẫ màu xanh lá cây sang màu nâu đ . Làm hai m u ẫ ợ ề c c t (m u 0 và m u B) . tr ng v i n ớ ướ ấ ắ ẫ ẫ

Đ C

Ề ƯƠ

NG NGHIÊN C U KHOA H C Ứ

- Đánh giá đ c đi m NRR d a theo tiêu chu n qu c gia

1.II.7 Ph ng pháp đánh giá , bi u di n s li u ươ ễ ố ệ ể

TCVN 7733:2007. ự ể ẩ ặ ố

Hi u su t x lý đ c tính theo công th c: ấ ử ệ ượ ứ

Trong đó, C0 và C: giá tri n ng đ ch t ô nhi m c a NRR đ u vào và sau x lý. ộ ấ ủ ử ễ ầ ồ

- Tính toán k t qu COD: ế ả

trong đó:

A : Th tích FAS dùng đ nh phân m u tr ng, mL; ị ể ắ ẫ

B : Th tích FAS dùng đ nh phân m u c n xác, mL; ẫ ầ ể ị

M : N ng đ Mole c a FAS. ộ ủ ồ

- Tính toán k t qu TSS: ế ả

2: Kh i l

V i P ớ ố ượ ng gi y l c và m u sau khi s y(mg) ẫ ấ ọ ấ

P1: Kh i l ố ượ ng gi y l c (mg) ấ ọ

ộ ố ố ớ ộ ị

ầ - D a vào m t s thông s đã xác đ nh, ng v i cùng m t lo i NRR, s d ng ph n ứ ệ ử ụ t l p m i quan h ố ố

ế ậ ng H2O2 30% s d ng. ạ m m th ng kê StatGraphics Centurion XV Version 15.2.05 đ thi ể ng phèn s t 5% và l gi a n ng đ COD, l ử ụ ắ ự ề ữ ồ ượ ượ ộ

L p ph ng phèn s t. ậ ươ ng trình h i quy tuy n tính th hi n m i quan h gi a COD và l ể ệ ệ ữ ế ồ ố ượ ắ

1.II.8 Ph ng pháp xây d ng mô hình pilot ươ ự

DH11MT

Page 43

- L p ráp mô hình thu nh x lý n c th i b ng quá trình quan Fenton. Kích th c mô ỏ ử ắ ướ ả ằ ướ

Đ C

Ề ƯƠ

NG NGHIÊN C U KHOA H C Ứ

ỏ ặ ừ ễ ậ ể ệ ệ ệ ể ậ hình nh , đ t v a trong phòng thí nghi m, d v n chuy n đ thu n ti n cho vi c nghiên c u. Nghiên c u trên mô hình: ứ ứ

• L p ráp mô hình x lý n ng pháp quang Fenton. ử ắ ướ c th i b ng ph ả ằ ươ

• V i các giá tr t trên, ti n hành ch y mô hình. Mô hình đ c ượ ở ế ạ

i u s b tìm đ ị ố ư ơ ộ ụ ờ ể ậ c t ướ ố ư ư ả ử ệ ưở ưở ủ ủ ả ả ả ả ừ

ượ c ớ ngoài tr i đ t n d ng xúc tác tia c c tím (UV). Quá trình ch y mô hình giúp đ t ự ạ ặ ở xác đ nh th i gian l u n ng c a xúc tác UV trong ánh i u, kh o sát nh h ờ ị sáng m t tr i đ n hi u qu x lý và kh o sát nh h đèn UV ng c a xúc tác UV t ặ ờ ế đ n hi u qu x lý. ả ử ệ ế

ẽ ế ể ạ ắ ố ị

Hình 17

DH11MT

Page 44

ạ - Sau khi l p ráp mô hình s ti n hành ch y mô hình đ xác đ nh các thông s ho t t k công trình th t. đ ng, làm c s cho vi c thi ơ ở ộ ế ế ệ ậ

Đ C

Ề ƯƠ

NG NGHIÊN C U KHOA H C Ứ

Hình 18

DH11MT

Page 45

Đ C

Ề ƯƠ

NG NGHIÊN C U KHOA H C Ứ

CH

NG 4: D KI N K T QU Đ T Đ

ƯƠ

Ả Ạ ƯỢ

Ự Ế

Ạ C VÀ K HO CH Ế

TH C HI N.

I. D ki n k t qu đ t đ

c.

ự ế ế

ả ạ ượ

ng c a c  nh h Ả ưở ủ ườ ng đ chi u sáng đ n hi u qu x lý: ế ả ử ộ ế ệ

ộ ng đ n hi u qu x ệ ưở ế

ứ ặ ờ ẽ ả ộ ườ

2O2 c ự

ng t ệ ớ ư ế ươ

C ng đ chi u sáng c a ánh sáng m t tr i s nh h ủ ế ườ ng phèn s t và H ượ ắ ớ i. Đi u này cũng t c l ề ượ ạ ấ ả ử ng đ ánh sáng cao thì hi u qu x lý ả ử nh ti n hành thí nghi m v i ngu n sáng ồ ệ ặ ng m t ượ c sóng < 400 nm. Vì v y, có th dùng năng l ậ ướ ể

lý COD, ng v i cùng 1 l càng cao và ng là đèn UV có công su t là 20W, b tr i làm ngu n UV cho ph n ng quang Fenton. ả ứ ồ ờ

Th i gian c ờ ng đ sáng ộ

COD (mg O2/L) 1029 457 686

ể ệ ả

ườ Sáng Tr aư Chi uề B ng 4.1: Th hi n m i quan h gi a c ố ặ ờ ớ ồ c a m t tr i v i n ng đ COD c a m u s x lý. ộ ủ ng đ ánh sáng trung bình ệ ữ ườ ủ ộ ẫ ẽ ử

ườ

C ng đ ánh sáng ộ 78 92 100 125 COD (mgO2/L) 1600 1371 1209 686

B ng 4.2: Th ể ả hi n m i quan ố ệ ng ệ ữ ườ h gi a c đ ánh sáng ộ c a đèn UV v i n ng đ COD c a m u s x lý. ộ ủ ẫ ẽ ử ớ ồ ủ

 nh h c. Ả ưở ng c a th i gian l u n ờ ư ướ ủ

ng tăng d n – ưở ế ầ

th i gian l u n ng đ n hi u qu x lý COD, khi l u l c nh h • Th i gian l u n ư ướ ả ư ượ ệ ờ c gi m d n – thì hi u qu x lý ch t ô nhi m gi m d n. ầ ả ử ệ ầ ả ư ướ ả ử ấ ễ ả ờ

L u l ư ượ

DH11MT

Page 46

ng (lít/phút) 4 5 6 7 c đ u vào và ng n COD (mgO2/L) 571 571 914 1143 ể ệ B ng 4.3: Th hi n m i quan h gi a l u l ố ệ ữ ư ượ ả ướ ầ

Đ C

Ề ƯƠ

NG NGHIÊN C U KHOA H C Ứ

c v i ngu n là đèn UV. n ng đ COD đ u ra c a m u n ầ ồ ẫ ướ ớ ủ ộ ồ

5 ch t l

ng n ỉ ố ấ ượ ướ ầ ạ c đ u ra đ t Các ch s COD, BOD QCVN:2009/BVMT

N ng đ t i đa cho phép ộ ố ồ Giá tr tr c thí ị ướ Giá tr sau thí ị STT Thông số (mg/l) nghi mệ nghi mệ

B1 B2 A

100 50 30 1 BOD5 (20o)

400 300 50 2 COD

60 60 15 3 T ng nit ổ ơ

Amoni, 5 25 25 4 tính theo N

II. K ho ch th c hi n

ế ạ

NG TH IỜ CÔNG C ,Ụ IƯỜ N I DUNG Đ A ĐI M Ộ Ể Ị GIAN V T LI U TH C HI N Ậ Ệ Ự Ệ STT

H p nhóm ch n đ tài ề ọ ọ Phòng h cọ 1 23/9/2013 - C nhóm ả CT305 nghiên c uứ

T ng thành ừ Internet, tài 24/9/2013 Tìm tài li u v đ tài viên trong 2 ệ ề ề T doự 29/9/2013 li uệ nhóm

DH11MT

Page 47

C nhóm 3 ả Th vi n ư ệ 30/9/2013 Th o lu n tài li u tìm đ Internet, tài ệ ả ậ ượ c

Đ C

Ề ƯƠ

NG NGHIÊN C U KHOA H C Ứ

và l p đ c ng s b ề ươ ậ ơ ộ li uệ

Hoàn thành đ c ng ề ươ chi 4 3/10/2013 - C nhóm ả Th vi n ư ệ ti tế và phân công nhi m vệ ụ

Tài li u,ệ Thu th p s li u, kh o sát ậ ố ệ ả Khu chôn l pấ internet, th c t ự ế ị , xác đ nh các đ a ị 5 7/10/2013 C nhóm CTR Nam bình ả đi m th c t đ b trí công ự ế ể ố ể Máy nh,ả ngươ d trình. th c đo ướ

9- Thi t b đo ế ị ẫ Đo đ c các ch tiêu c a m u ỉ ủ ạ 6 13/10/201 C nhóm Khoa MT&TN ả th i tr c khi thí nghi m. ả ướ ệ COD, pH, SS 3

18- Thi t b đo ế ị ẫ Đo đ c các ch tiêu c a m u ỉ ủ ạ 7 23/10/201 C nhóm Khoa MT&TN ả th i sau khi thí nghi m. ệ ả COD, pH, SS 3

ố ệ B ng s li u, ả 24/10/201 ệ Th ng kê s li u, bi n ố ệ ố C nhóm 8 tài li u tham ệ ả Th vi n ư ệ 3 lu n k t qu ậ ế ả kh oả

Xem l ạ ứ i bài nghiên c u, 28/10/201 9 ch nh s a. Hoàn thành bài C nhóm ử ỉ ả Th vi n ư ệ 3 nghiên c uứ

10 4/11/2013 N p bài word internet Nhóm tr ộ ngưở T doự

Ti n hành làm bài ế 11 5/11/2013 C nhóm ả Th vi n ư ệ powerpoint

DH11MT

Page 48

Hoàn thành bài powerpoint T ng thành ừ 12 8/11/2012 và báo cáo đ tài tr ề ướ c Th vi n ư ệ viên nhóm

Đ C

Ề ƯƠ

NG NGHIÊN C U KHOA H C Ứ

DH11MT

Page 49

11/11/201 Trình bày đ tài tr ề ướ c 13 Thành viên CT305 3 ng i h ườ ướ ng d n ẫ

Đ C

Ề ƯƠ

NG NGHIÊN C U KHOA H C Ứ

CH

NG 5:

TÀI LI U THAM KH O

ƯƠ

1. TS. Lê Qu c Tu n

ng. ấ . Bài gi ng Ph ả ố ươ ng pháp nghiên c u khoa h c môi tr ứ ọ ườ

2. Lê Th Lan Th o ị

c c p. ả . Bài gi ng Công ngh x lý n ệ ử ả ướ ấ

3. Nguy n Th Oanh ễ

. Giáo trình phân tích n ị c.ướ

ầ ầ ạ ỹ

c th i. C s khoa h c và c và n ậ 4. GS. TSKH Tr n M nh Trí, TS Tr n M nh Trung, NXB Khoa h c và K thu t, ạ ọ ử ọ ơ ở ướ ướ ả

2006. Các quá trình oxy hóa nâng cao trong x lý n ứ ng d ng. ụ

ậ ấ ữ ơ ủ ướ ỉ ằ c r rác b ng

5. Lu n văn nghiên c u x lý các ch t h u c khó phân h y trong n ươ

6.

ng pháp Fenton truy n th ng và Fenton c i biên . ph ứ ử ố ề ả

nuoc-ri-rac-bang-phuong-phap-fenton-truyen-thong-va-fenton-19088/

http://doan.edu.vn/do-an/luan-van-nghien-cuu-xu-ly-cac-chat-huu-co-kho-phan-huy-trong-

7. Tr n Th Ng c Di u, Đinh Tri u V ng. ệ

Nghiên c u x lý n ươ ề ọ ị ứ ử ướ ỉ c r rác b ng quá ằ

8.

ầ trình quang Fenton.

ri-rac-bang-qua-trinh-Fenton/vn

9. Báo Khoa h c ph thông, AT, 2011,

http://sachdientu.edu.vn/home/Sach/Moi-truong_Bai-bao-khoa-hoc/Nghien-cuu-xu-ly-nuoc-

X lý n c r rác b ng năng l ằ ướ ỉ ượ ọ ổ

10. Nghiên c u ng d ng h tác ch t H

2O2/ OMS – 2 trong x lý n

ặ ờ . ng m t tr i ử http://www.khoahocphothong.com.vn/news/detail/10153/xu-ly-nuoc-ri-rac-bang-nang-luong-mat- troi.html

ứ ứ ướ ụ ử ệ ấ

ả . c th i http://daihocxanh.hoasen.edu.vn/hoi-thao/nghien-cuu-ung-dung-he-tac-chat-h2o2oms-2-trong-xu-ly- nuoc-thai

11. T p chí khoa h c, Đ i h c Hu , s 53, 2009, ọ ạ t b gián đo n. Fenton trong thi ế ị

http://hueuni.edu.vn/portal/data/doc/tapchi/53_17.pdf

DH11MT

Page 50

X lý n c r rác b ng tác nhân UV – ử ướ ỉ ằ ạ ạ ọ ế ố