Nghiên cứu khả năng làm suy giảm tạp chất hữu cơ trong dung dịch bằng phương pháp oxi hóa điện hóa

Các ngành công nghiệp phát triển tiêu thụ và thải bỏ lượng nước lớn chứa hàm lượng hợp chất hữu cơ vượt tiêu chuẩn, trong đó có ngành dệt nhuộm. Có nhiều PP xử lý nước được áp dụng mà không mang lại hiệu quả khi xử lý hợp chất hữu cơ khó phân hủy. Trong khi đó pp điện hóa với nhiều ưu điểm phù hợp để xử lý. Đề tài lựa chọn : “Nghiên cứu khả năng làm suy giảm tạp chất hữu cơ trong dung dịch bằng phương pháp oxi hóa điện hóa”

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT HƯNG YÊNKHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG.

MỞ ĐẦU

• Các ngành công nghiệp phát triển tiêu thụ và thải bỏ lượngnước lớn chứa hàm lượng hợp chất hữu cơ vượt tiêuchuẩn, trong đó có ngành dệt nhuộm

• Có nhiều PP xử lý nước được áp dụng mà không mang lạihiệu quả khi xử lý hợp chất hữu cơ khó phân hủy Trongkhi đó pp điện hóa với nhiều ưu điểm phù hợp để xử lý

• Đề tài lựa chọn : “Nghiên cứu khả năng làm suy giảm tạp chất hữu cơ trong dung dịch bằng phương pháp oxi hóa điện hóa”

MỞ ĐẦU

Mục

tiêu

- Chế tạo được điện cực anot trơ.

- Nghiên cứu khả năng làm suy giảm phenoltrong dung dịch và tạp chất hữu cơ trong nướcthải ngành Dệt nhuộm bằng điện cực đã chế tạo

- Chế tạo điện cực theo quy trình sẵn có

- Nghiên cứu khả năng làm suy giảm phenol trongdung dịch bằng phương pháp oxi hóa điện hóa

- Khảo sát khả năng làm suy giảm tạp chất hữu

cơ trong nước thải ngành Dệt nhuộm

TỔNG QUAN

Nguồn gốc ô nhiễm nước:

• Nước thải sinh hoạt

• Nước thải công nghiệp

• Nước thải là nước mưa

• Chứa nhiều cặn lơ lửng

❖ Nguồn gốc gây ô nhiễm nước, thành phần và tính

chất nước thải

TỔNG QUAN

❖ Tác hại của hợp chất hữu cơ trong nước.

- Hợp chất hữu cơ với tính chất độc hại cao, khó phân hủyđang ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người và

sự phát triển của các loài động thực vật

- Phenol là hợp chất hữu cơ có tính rất độc, gây bỏng nặngkhi rơi vào da, có khả năng tích lũy trong cơ thể sinh vật và

có thể gây nhiễm độc cấp tính, mãn tính cho con người

- PP điện hóa: + Oxi hóa điện hóa.

+ Kết tủa điện hóa.

+ Keo tụ điện hóa.

+ Tuyển nổi điện hóa.

TỔNG QUAN

❖ Điện cực anot trơ

• Vật liệu điện cực: Vật liệu

điện cực quyết định tốc độ

phản ứng, hiệu suất, chất

lượng sản phẩm điện phân

• Một số loại vật liệu điện

độ dẫn điện ổn định, ứngdụng nhiều trong thực tế

Anôt trơ ứng dụng trong modul xử

lý nước

• Phương pháp nhiễu xạ tia

X: để nghiên cứu cấu trúc

và thành phần pha của lớp

phủ

• Phương pháp quét thếtuần hoàn CV: để đánhgiá gián tiếp độ hoạt hoáhay diện tích bề mặt thựccủa anôt

• Phương pháp xác địnhnhu cầu oxi hóa học COD:

để xác định hiệu suấtdòng oxi hóa =>hiệu quả

xử lý tạp chất hữu cơ

NungNung ổn định

Sấy khô

Kiểm tra mẫuGia công mẫuSản phẩm

Phủ dd 2

• Ảnh hưởng của vật liệu điện cực:

Ti/PbO2; Ti/SnO2-Sb2O3; Ti/SnO2

-Sb2O3/PbO2 .

Sơ đồ lắp hệ điện cực

❖ Khảo sát khả năng oxi hóa phenol ở các chế độ tối ưu của nhiệt độ, pH, tốc độ quét, vật liệu điện cực

❖ Ứng dụng khảo sát khả năng oxi hóa tạp chất hữu cơ trong nước thải Dệt nhuộm

Cài đặt thông số cho qúa trình oxi hóa tạp chất hữu cơ

trong nước thải Dệt nhuộm

THỰC NGHIỆM

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Cấu trúc và hình thái bề mặt mẫu điện cực

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - Sample SnO2-Sb2O3

01-074-1725 (D) - Valentinite - Sb2O3 - Y: 25.62 % - d x by: 1 - WL: 1.5406 - Orthorhombic - a 12.46000 - b 4.92000 - c 5.42000 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Primitive - Pccn (56) - 4 - 332 00-001-0657 (D) - Tin Oxide - SnO2 - Y: 33.90 % - d x by: 1 - WL: 1.5406 - Tetragonal - a 4.72000 - b 4.72000 - c 3.17000 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Primitive - P42/ncm (138) - 2 - 70.6 00-001-1198 (D) - Titanium - Ti - Y: 43.24 % - d x by: 1 - WL: 1.5406 - Hexagonal - a 2.92000 - b 2.92000 - c 4.67000 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 120.000 - Primitive - P63/mmc (194) - 2 - 34.4837 File: Hien NCS mau SnO2-Sb2O3.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 20.000 ° - End: 70.010 ° - Step: 0.030 ° - Step time: 1 s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 11 s - 2-Theta: 20.000 ° - Theta: 10.000 °

0 100 200 300 400 500 600

Giản đồ nhiễu xạ tia X của

mẫu điện cực sau khi phủ

SnO 2 -Sb 2 O 3

Giản đồ nhiễu xạ tia X của

mẫu điện cực sau khi phủ

PbO 2

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

- Ảnh hưởng của pH

Kết luận: pH=7 khả năng oxi hóa phenol là tốt nhất.

❖ Kết quả khảo sát khả năng oxi hóa phenol của điện cực đã chế tạo

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Kết luận: Môi trường pH=7 là tối ưu để oxi hóa phenol.

Giá trị COD và độ chuyển hóa của quá trình xử lý phenol ảnh hưởng bởi pH

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

t =30 0 C t =35 0 C t =45 0 C

- Ảnh hưởng của nhiệt độ

Kết luận: Nhiệt độ phòng (t =300C) là tối ưu để xử lý phenol

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

150mV/s 100mV/s

60mV/s

50mV/s 40mV/s

- Ảnh hưởng của tốc độ quét

20mV/s

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Kết luận: anot hệ Ti/SnO2-Sb2O3/PbO2 là tối ưu cho quá trình xử lý phenol.

- Ảnh hưởng bởi vật liệu điện cực anot trơ

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

➢ Hiệu suất XL phenol của

điện cực ở chế độ tối ưu

V1: Sau 30 phút XL V2: Sau 60 phút XL V3: Sau 90 phút XL V4: Sau 120 phút XL

Phổ CV của quá trình oxi hóa phenol ở chế độ tối ưu

Phổ của quá trình oxi hóa phenol bằng phương

pháp quét thế tĩnh ở chế độ tối ưu

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

V1: Sau 30 phút XL V2: Sau 60 phút XL

Vcuoi: Sau 90 phút XL

Phổ CV của quá trình xử lý tạp chất hữu cơ trong nước thải Dệt nhuộm của điện cực ở chế

hữu cơ trong nước thải

nhà máy Dệt nhuộm của

điện cực đã chế tạo

= 51.38 (%)

❖ Kết quả khả năng oxi hóa tạp chất hữu cơ trong nước thải Dệt nhuộm của điện cực Ti/SnO 2 -Sb 2 O 3 /PbO 2

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

3 Khảo sát được sự ảnh hưởng của pH, nhiệt độ, tốc độ quét

và vật liệu điện cực đến khẳ năng oxi hóa phenol trong dung dịch và tìm ra chế độ tối ưu:nhiệt độ phòng (t =300C), pH=7, tốc độ quét 50mV/s, anot hệ Ti/SnO2-Sb2O3/PbO2

4 Ứng dụng hệ điện cực chế tạo được XL nước thải Nhà máy

xử lý nước thải ngành Dệt nhuộm Phố Nối.