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”
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THU T HƯNG YÊNẬT HƯNG YÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THU T HƯNG YÊNẬT HƯNG YÊN KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG
BÁO CÁO
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề tài:
Nghiên cứu khả năng làm suy giảm tạp chất
hữu cơ trong dung dịch bằng phương pháp
oxi hóa điện hóa
GVHD: NCS Chu Thị Thu Hiền
SVTH : Triệu Thị Nhạn
BÁO CÁO
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề tài:
Nghiên cứu khả năng làm suy giảm tạp chất
hữu cơ trong dung dịch bằng phương pháp
oxi hóa điện hóa
GVHD: NCS Chu Thị Thu Hiền
SVTH : Triệu Thị Nhạn
Trang 3• 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”
• 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
hữu cơ trong dung dịch bằng phương pháp oxi hóa điện hóa”
Tính câp thiết của đề tài
Trang 4MỞ ĐẦU
Mục
tiêu
- Chế tạo được điện cực anot trơ.
- Nghiên cứu khả năng làm suy giảm phenol trong dung dịch và tạp chất hữu cơ trong nước thải ngành Dệt nhuộm bằng điện cực đã chế tạo
dung dịch bằng phương pháp oxi hóa điện hóa
cơ trong nước thải ngành Dệt nhuộm
Trang 5TỔNG QUAN
Nguồn gốc ô nhiễm nước:
• Nước thải sinh hoạt
• Nước thải công nghiệp
• Nước thải là nước mưa
Thành phần, tính chất:
• Tính chất vật lý
• Thành phần hóa học
• Thành phần sinh học
Nguồn gốc ô nhiễm nước:
• Nước thải sinh hoạt
• Nước thải công nghiệp
• Nước thải là nước mưa
• Chứa nhiều cặn lơ lửng
Nước thải Dệt nhuộm:
• Chứa thành phần chất hữu
cơ cao
• pH vượt quá tiêu chuẩn cho phép: pH = 9-12
• Chứa nhiều cặn lơ lửng
Nguồn gốc gây ô nhiễm nước, thành phần và tính
chất nước thải
Nguồn gốc gây ô nhiễm nước, thành phần và tính
chất nước thải
Trang 6TỔNG QUAN
Tác hại của hợp chất hữu cơ trong nước.
- Hợp chất hữu cơ với tính chất độc hại cao, khó phân hủy đang 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 nặng khi 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
Tác hại của hợp chất hữu cơ trong nước.
- Hợp chất hữu cơ với tính chất độc hại cao, khó phân hủy đang 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 nặng khi 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
Trang 7+ Kết tủa điện hóa.
+ Keo tụ điện hóa.
+ Tuyển nổi điện hóa.
Các phương pháp xử lý nước thải.
- PP cơ học
- PP hóa học và hóa lý
- PP sinh học
+ Kết tủa điện hóa.
+ Keo tụ điện hóa.
+ Tuyển nổi điện hóa.
Trang 8TỔNG QUAN
• 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
• 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
kim loại chuyển tiếp dẫn điện phủ trên nền titan, loại điện cực mới có độ bền cơ học, hóa học cao,
độ dẫn điện ổn định, ứng dụng nhiều trong thực tế
Anôt trơ ứng dụng trong modul xử
lý nước
kim loại chuyển tiếp dẫn điện phủ trên nền titan, loại điện cực mới có độ bền cơ học, hóa học cao,
độ dẫn điện ổn định, ứng dụng nhiều trong thực tế
Anôt trơ ứng dụng trong modul xử
lý nước
Trang 9• Phương pháp nhiễu xạ tia
X: để nghiên cứu cấu trúc
• Phương pháp nhiễu xạ tia
X: để nghiên cứu cấu trúc
và thành phần pha của lớp
phủ
• Phương pháp quét thế tuần hoàn CV: để đánh giá gián tiếp độ hoạt hoá hay diện tích bề mặt thực của anôt
• Phương pháp xác định nhu cầu oxi hóa học COD:
để xác định hiệu suất dòng oxi hóa =>hiệu quả
xử lý tạp chất hữu cơ
• Phương pháp quét thế tuần hoàn CV: để đánh giá gián tiếp độ hoạt hoá hay diện tích bề mặt thực của anôt
• Phương pháp xác định nhu cầu oxi hóa học COD:
để xác định hiệu suất dòng oxi hóa =>hiệu quả
xử lý tạp chất hữu cơ
Trang 10Sấy khô
Kiểm tra mẫuGia công mẫuSản phẩm
Phủ dd 2
Trang 11• Ảnh hưởng của vật liệu điện cực: Ti/
PbO 2 ; Ti/SnO 2 -Sb 2 O 3 ; Ti/SnO 2 -Sb 2 O 3 /
• Ảnh hưởng của vật liệu điện cực: Ti/
PbO2; Ti/SnO2-Sb2O3; Ti/SnO2-Sb2O3/
Trang 12 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
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
Trang 13KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Cấu trúc và hình thái bề mặt mẫu điện cực
Trang 14KẾT 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
Faculty of Chemistry, HUS, VNU, D8 ADVANCE-Bruker - Sample M8-2PbO2
00-011-0548 (D) - Lead Oxide - beta-PbO2 - Y: 14.98 % - d x by: 1 - WL: 1.5406 - Tetragonal - a 4.93000 - b 4.93000 - c 3.37000 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Primitive - P42/mnm (136) - 00-045-1416 (I) - Scrutinyite - PbO2 - Y: 29.31 % - d x by: 1 - WL: 1.5406 - Orthorhombic - a 4.97100 - b 5.95600 - c 5.43800 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Primitive - Pbcn (60) - 4 - 161.00
0 100 200 300 400 500 600 700
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
Trang 15KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Trang 16KẾT 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
Trang 17KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Kết luận: Nhiệt độ phòng (t =300C) là tối ưu để xử lý phenol
Trang 18KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
150mV/s 100mV/s
60mV/s
50mV/s 40mV/s
- Ảnh hưởng của tốc độ quét
20mV/s
Trang 19KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Anot hệ Ti/SnO2-Sb2O3 Anot hệ Ti/SnO2-Sb2O3/PbO2 Anot hệ Ti/PbO 2
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
Trang 20KẾT 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
Trang 21KẾT 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
Trang 22KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kết luận
1 Đã chế tạo được hệ điện cực anot trơ tạo bởi hỗn hợp các oxit kim
2 Khảo sát được cấu trúc và hình thái bề mặt điện cực chế tạo được
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
4 Ứng dụng hệ điện cực chế tạo được XL nước thải Nhà máy xử lý
Kết luận
1 Đã chế tạo được hệ điện cực anot trơ tạo bởi hỗn hợp các oxit kim
2 Khảo sát được cấu trúc và hình thái bề mặt điện cực chế tạo được
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
4 Ứng dụng hệ điện cực chế tạo được XL nước thải Nhà máy xử lý
Trang 24Cảm ơn sự lắng nghe của thầy cô và các bạn!