Nghiên cứu xử lý TSS và độ màu trong nước rỉ rác bằng phương pháp keo tụ điện hóa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2 ===o0o=== KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGHIÊN CỨU XỬ LÝ TSS VÀ ĐỘ MÀU TRONG NƯỚC RỈ RÁC BẰNG PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ ĐIỆN HÓA Sinh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2

===o0o===

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ TSS VÀ ĐỘ MÀU

TRONG NƯỚC RỈ RÁC BẰNG PHƯƠNG PHÁP

KEO TỤ ĐIỆN HÓA

Sinh viên thực hiện : Phạm Hà Phương

HÀ NỘI - 2018

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2

===o0o===

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ TSS VÀ ĐỘ MÀU

TRONG NƯỚC RỈ RÁC BẰNG PHƯƠNG PHÁP

KEO TỤ ĐIỆN HÓA

Sinh viên thực hiện : Phạm Hà Phương Ngành học : Sư phạm Hóa học

Cán bộ hướng dẫn

GVC.ThS LÊ CAO KHẢI

HÀ NỘI - 2018

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, em xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới ThS Lê Cao Khải đã định hướng cho em có được những tư duy khoa học đúng đắn, tận tình chỉ bảo và tạo rất nhiều thuận lợi cho em trong suốt quá trình xây dựng và hoàn thiện đề tài này

Em xin chân thành cảm ơn Ban Chủ nhiệm Khoa Hóa học - trường Đại học

Sư phạm Hà Nội 2, các thầy cô trong khoa, đặc biệt là các thầy cô trong tổ Hóa lý - Công nghệ môi trường đã giảng dạy, chỉ bảo tận tình, giúp em có những bài học rất

bổ ích và tích lũy những kiến thức quý báu để hoàn thành khóa luận và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình học tập

Xin cảm ơn các anh chị trong Phòng Công nghệ Hoá lý Môi trường thuộc Viện Công Nghệ Môi Trường - Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam -

số 18 Hoàng Quốc Việt, Hà Nội đã tạo điều kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình thực tập tốt nghiệp vừa qua để sẵn sàng mọi kiến thức hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này

Cuối cùng em xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã luôn bên cạnh ủng hộ, động

viên, giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng 5 năm 2018

Sinh viên

Phạm Hà Phương

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 2

1.1 Tổng quan về nước rỉ rác 2

1.1.1 Khái niệm 2

1.1.2 Thành phần, tính chất nước rỉ rác 2

1.1.2.1 Thành phần nước rỉ rác của một số BCL trên thế giới 3

1.1.2.2 Thành phần nước rỉ rác tại một số bãi chôn lấp ở Việt Nam 5

1.1.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến thành phần, tính chất nước rỉ rác 6

1.1.3 Bãi rác Nam Sơn 7

1.1.3.1 Bãi chôn lấp 7

1.1.3.2 Tính chất của nước rỉ rác tại bãi chôn lấp Nam Sơn 8

1.1.3.3 Thực trạng xử lý NRR tại Nam Sơn 9

1.1.4 Ảnh hưởng của nước rỉ rác tới môi trường và sức khỏe con người 9

1.1.5 Các công trình nghiên cứu về xử lý nước rỉ rác 9

1.1.5.1 Các công trình nghiên cứu trong nước 9

1.1.5.2 Các công trình nghiên cứu trên thế giới 10

1.2 Tổng quan về tổng chất rắn lơ lửng (TSS) 11

1.2.1 Khái niệm về TSS 11

1.2.2 Ảnh hưởng của TSS 11

1.2.2.1 Ảnh hưởng đến sinh vật 11

1.2.2.2 Ảnh hưởng đến môi trường 12

1.2.3 Các công trình nghiên cứu xử lý TSS 12

1.2.3.1 Các công trình nghiên cứu xử lý TSS trên thế giới 12

1.2.3.2 Các công trình nghiên cứu xử lý TSS tại Việt Nam 13

1.3 Tổng quan về độ màu 13

1.3.1 Khái niệm 13

1.3.2 Ảnh hưởng của độ màu 13

1.3.3 Các công trình nghiên cứu xử lý độ màu 14

1.3.3.1 Các công trình nghiên cứu xử lý độ màu trên thế giới 14

1.3.3.2 Các công trình nghiên cứu xử lý độ màu tại Việt Nam 14

1.4 Tổng quan về keo tụ điện hóa 15

1.4.1 Khái niệm 15

1.4.2 Cơ chế 15

1.4.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến việc thiết kế và vận hành bể keo tụ điện hóa 17

1.4.4 Ưu, nhược điểm của phương pháp keo tụ điện hóa 17

1.4.4.1 Ưu điểm 17

1.4.4.2 Nhược điểm 18

1.4.5 Các công trình nghiên cứu xử lý nước thải bằng keo tụ điện hóa 18

1.4.5.1 Các công trình nghiên cứu trong nước 18

1.4.5.2 Các công trình nghiên cứu ngoài nước 19

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 21 2.1 Đối tượng nghiên cứu và mục tiêu nghiên cứu 21

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 21

2.1.2 Mục tiêu nghiên cứu 21

2.2 Phương pháp nghiên cứu 21

2.2.1 Phương pháp nghiên cứu tài liệu 21

2.2.2 Phương pháp phân tích 21

2.2.2.1 Phương pháp phân tích TSS 21

2.2.2.2 Phương pháp phân tích độ màu 22

2.2.3 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 22

2.2.3.1 Hệ keo tụ điện hóa 22

2.2.3.2 Phương pháp phân tích TSS 26

2.2.3.3 Phương pháp phân tích độ màu 30

2.2.4 Phương pháp phân tích, đánh giá, xử lý số liệu thực nghiệm 32

2.2.4.1 Phương pháp phân tích, đánh giá số liệu 32

2.2.4.2 Tính toán, xử lý số liệu thực nghiệm 32

2.3 Nội dung nghiên cứu 33

2.3.1 Ảnh hưởng của cường độ dòng điện và thời gian điện phân đến hiệu

suất xử lý TSS và độ màu của quá trình điện hóa 33

2.3.2 Ảnh hưởng của pH ban đầu đến hiệu suất xử lý hàm lượng TSS và độ màu của quá trình điện hóa 34

2.3.3 Ảnh hưởng của khoảng cách giữa hai điện cực đến hiệu suất xử lý TSS và độ màu của quá trình điện hóa 34

2.3.4 Ảnh hưởng của vật liệu điện cực đến hiệu xuất xử lý TSS và độ màu của quá trình điện hóa 34

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 36

3.1 Ảnh hưởng của cường độ dòng điện và thời gian điện hóa đến hiệu suất xử lý TSS và độ màu 36

3.1.1 Ảnh hưởng của cường độ dòng điện và thời gian điện hóa đến hiệu suất xử lý TSS 36

3.1.2 Ảnh hưởng của cường độ dòng điện và thời gian điện hóa đến hiệu suất xử lý độ màu 39

3.2 Ảnh hưởng của pH ban đầu đến hiệu suất xử lý TSS và độ màu của quá trình điện hóa 40

3.3 Ảnh hưởng của khoảng cách điện cực đến hiệu suất xử lý TSS và độ màu của quá trình điện hóa 41

3.4 Ảnh hưởng của vật liệu điện cực đến hiệu suất xử lý TSS và độ màu của quá trình điện hóa 42

3.4.1 Ảnh hưởng của vật liệu điện cực đến hiệu suất xử lý TSS của quá trình điện hóa 43

3.4.2 Ảnh hưởng của vật liệu điện cực đến hiệu suất xử lý độ màu của quá trình điện hóa 44

KẾT LUẬN 45

TÀI LIỆU THAM KHẢO 46

PHỤ LỤC 49

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Thành phần nước rỉ rác tại một số BCL các quốc gia trên thế giới 3

Bảng 1.2 Thành phần nước rỉ rác tại một số quốc gia Châu Á 4

Bảng 1.3 Thành phần nước rỉ rác tại một số bãi chôn lấp Việt Nam 5

Bảng 1.4 Tính chất nước rỉ rác ở bãi chôn lấp Nam Sơn 8

Bảng 1 Ảnh hưởng của thời gian hoạt động và cường độ dòng điện đến hiệu suất xử lý TSS 49

Bảng 2 Ảnh hưởng của thời gian điện hóa và cường độ dòng điện đến hiệu suất xử lý độ màu 49

Bảng 3 Ảnh hưởng của pH ban đầu đến hiệu suất xử lý TSS và độ màu 49

Bảng 4 Ảnh hưởng của khoảng cách điện cực đến hiệu suất xử lý TSS và độ màu 50 Bảng 5 Ảnh hưởng của vật liệu điện cực đến hiệu suất xử lý TSS 50

Bảng 6 Ảnh hưởng của vật liệu điện cực đến hiệu suất xử lý độ màu 50

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Mặt cắt ngang bãi chôn lấp của bãi rác Nam Sơn 8

Hình 1.2 Sơ đồ bể keo tụ điện hóa hoạt động theo mẻ 16

Hình 2.1 Sơ đồ thiết kế bể keo tụ điện hóa 23

Hình 2.2 Hệ thống thí nghiệm bể keo tụ điện hóa 23

Hình 2.3 Điện cực sắt 24

Hình 2.4 Kẹp kết nối điện với điện cực 24

Hình 2.5 Máy khuấy từ gia nhiệt 25

Hình 2.6 Máy đo pH 25

Hình 2.7 Nguồn điện một chiều (DC REGULATED POWER SUPPLY) 26

Hình 2.8 Các dây điện cực được nối vào bản cực 28

Hình 2.9 Lấy mẫu tại các mốc thời gian và để lắng 60 phút 28

Hình 2.10 Định mức mẫu sau lắng bằng bình định mức 25ml 29

Hình 2.11 Tiến hành lọc mẫu bằng giấy lọc sau định mức 29

Hình 2.12 Phương trình đường chuẩn xác định độ màu 31

Hình 3.1 Ảnh hưởng của cường độ dòng điện và thời gian điện phân đến hiệu suất xử lý TSS 37

Hình 3.2 Ảnh hưởng của cường độ dòng điện và thời gian điện phân đến hiệu suất xử lý độ màu 39

Hình 3.3 Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất xử lý TSS và độ màu 40

Hình 3.4 Ảnh hưởng của khoảng cách điện cực đến hiệu suất xử lý TSS và độ màu 41

Hình 3.5 Ảnh hưởng của vật liệu điện cực đến hiệu suất xử lý TSS 43

Hình 3.6 Ảnh hưởng của vật liệu điện cực đến hiệu suất xử lý độ màu 44

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT

BCL Bãi chôn lấp

BOD Nhu cầu oxy sinh học

BOD5 Nhu cầu oxy sinh học sau 5 ngày COD Nhu cầu oxy hóa học

1

MỞ ĐẦU Tính cấp thiết của đề tài

Vấn đề rác thải hiện nay đang là một nguy cơ nghiêm trọng đối với con người, không có quốc gia nào tránh khỏi việc buộc phải đối mặt với nguy cơ này, nhất là các nước đang phát triển trong đó có Việt Nam Cùng với tốc độ tăng trưởng nhanh thì lượng rác thải cũng ngày càng lớn, chúng ta sẽ phải giải quyết vấn đề rác thải như thế nào? Câu hỏi này đã từng bước được trả lời, mặc dù hiện tại thì nó còn chưa đầy đủ nhưng một mặt nó cũng cho ta thấy được nỗ lực trong xử lý rác thải ở nước

ta Rác thải tại Hà Nội, một trung tâm phát triển kinh tế của cả nước đã và đang từng bước được giải quyết sao cho ổn định phát triển kinh tế, ổn định xã hội - môi trường Nhưng có một thực trạng phát sinh từ những khu chôn lấp rác tại Hà Nội đó

là tình trạng ô nhiễm do nước rỉ rác, việc xử lý nước rỉ rác tại các bãi rác luôn là mối quan tâm và lo ngại hàng đầu của những ai hoạt động trong lĩnh vực môi trường, bởi đây chính là một thứ chất thải chứa đựng nhiều vi khuẩn độc hại, có nguy cơ gây ô nhiễm nguồn nước ngầm, nước mặt rất lớn

Hiện nay có rất nhiều nghiên cứu về các phương pháp xử lý và các công trình

xử lý nước rỉ rác nhưng việc ứng dụng vào thực tế còn rất hạn chế Xuất phát từ những lí do trên, để góp phần nhỏ vào việc bảo vệ môi trường, đặc biệt là môi

trường nước bước đầu em thực hiện đề tài: “Nghiên cứu xử lý TSS và độ màu

trong nước rỉ rác bằng phương pháp keo tụ điện hóa”

Nội dung nghiên cứu

- Thu thập các tài liệu, số liệu về thành phần trong nước rỉ rác, tìm hiểu các công trình xử lý NRR ở Việt Nam và trên thế giới

- Nghiên cứu, tìm hiểu về phương pháp keo tụ điện hóa trong xử lý nước thải

- Nghiên cứu ảnh hưởng của các giá trị cường độ dòng điện (I) , độ pH, thời gian vận hành, vật liệu điện cực, khoảng cách điện cực đến hiệu suất xử lý hàm lượng TSS và nồng độ màu trong nước rỉ rác của bãi rác Nam Sơn

- Phân tích đánh giá số liệu thu thập được trong quá trình nghiên cứu Lựa chọn ra các giá trị tốt nhất áp dụng cho phương pháp này trong thực tế

2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về nước rỉ rác

1.1.1 Khái niệm

Nước rỉ rác từ bãi chôn lấp có thể được định nghĩa là chất lỏng thấm qua các lớp chất rắn mang theo các chất hòa tan hoặc các chất lơ lửng Trong hầu hết các bãi chôn lấp nước rỉ rác bao gồm chất lỏng đi vào bãi chôn lấp từ các nguồn bên ngoài, như nước mặt, nước mưa, nước ngầm và chất lỏng tạo thành trong quá trình phân hủy các chất thải Đặc tính của chất thải phụ thuộc vào nhiều hệ số

1.1.2 Thành phần, tính chất nước rỉ rác

Về cơ bản nước rỉ rác gồm 2 thành phần chính: đó là các hợp chất hữu cơ và các hợp chất vô cơ

- Các chất hữu cơ: axit humic, axit fulvic, tannin và các loại hợp chất hữu

cơ có nguồn gốc nhân tạo

- Các chất vô cơ: là các hợp chất của nitơ, lưu huỳnh, photpho

Mỗi quốc gia có quy trình vận hành BCL khác nhau, nhưng nhìn chung thành phần NRR chịu ảnh hưởng bởi các yếu tố chính sau:

- Chất thải được đưa vào chôn lấp: loại chất thải, thành phần chất thải và tỷ trọng chất thải

- Quy trình vận hành BCL: quá trình xử lý sơ bộ và chiều sâu chôn lấp

- Thời gian vận hành BCL

- Điều kiện khí hậu: độ ẩm và nhiệt độ không khí

- Điều kiện quản lý chất thải

Các yếu tố trên ảnh hưởng nhiều đến đặc tính NRR, đặc biệt là thời gian vận hành BCL, yếu tố này sẽ quyết định được tính chất NRR chẳng hạn như NRR cũ hay mới, sự tích lũy các chất hữu cơ khó/không có khả năng phân hủy sinh học nhiều hay ít, hợp chất chứa Nitơ sẽ thay đổi cấu trúc Do đó, hầu hết các loại nước rỉ rác cần được đánh giá một cách độc lập để tìm ra phương pháp xử lý thích hợp

3

1.1.2.1 Thành phần nước rỉ rác của một số BCL trên thế giới

Thành phần đặc trưng của NRR ở một số nước trên thế giới được trình bày cụ thể trong bảng 1.1 và bảng 1.2

Ba ̉ng 1.1 Thành phần nước rỉ rác tại một số BCL các quốc gia trên thế giới

Thành

phần Đơn vị

Colombia Pereira (5 năm vận hành)

Canada Clover Bar (Vận hành

từ năm 1975)

Đức BCL CTR

Nguồn: Lee & Jone, 1993; Diego Paredes, 2003;

F Wang etal, 2004; KRUSE, 1994 [1]

Sukdowop NRR 1 năm

Sukdowop NRR 12 năm

(Nguồn: Kwanrutai Nakwan, 2002 [1])

Nhìn chung nước rỉ rác ở các BCL trên thế giới đều có tính chất giống nhau

là có nồng độ COD, BOD5 cao dao động từ hàng nghìn đến chục nghìn mgO2/l đối với NRR mới Các bãi chôn lấp có tuổi thọ càng cao thì tỉ lệ BOD/COD cũng như hàm lượng TSS càng thấp Điều này cho thấy, BCL càng lâu sẽ chứa càng nhiều

hợp chất hữu cơ khó phân hủy sinh học Từ các số liệu thống kê trên cho thấy, trong

khi giá trị pH của NRR tăng theo thời gian, thì đa số nồng độ các chất ô nhiễm trong nước rỉ rác lại giảm dần, ngoại trừ NH3 trung bình khoảng 1800mg/l Nồng độ amoni ở hầu hết các BCL trên thế giới đều cao, chỉ một vài BCL nhỏ ở các nước châu Á có nồng độ thấp hơn

Khả năng phân hủy sinh học của NRR thay đổi theo thời gian, dễ phân hủy trong giai đoạn đầu vận hành BCL và khó phân hủy khi BCL đi vào giai đoạn hoạt

5

động ổn định Sự thay đổi này được biểu thị qua tỷ lệ BOD5/COD, trong thời gian đầu tỷ lệ này có thể lên tới 80%, với tỷ lệ BOD5/COD lớn hơn 0,4 chứng tỏ các chất hữu cơ trong NRR có khả năng phân hủy sinh học, còn đối với các BCL cũ tỷ lệ này thường thấp nằm trong khoảng 0,05 – 0,2; tỷ lệ thấp như vậy do NRR cũ chứa các

hợp chất ligmin, axit humic và axit fulvic và những chất khó phân hủy sinh học

1.1.2.2 Thành phần nước rỉ rác tại một số bãi chôn lấp ở Việt Nam

Nhìn chung, hầu hết các BCL tại Việt Nam vẫn chưa áp dụng biện pháp phân loại rác tại nguồn nên thành phần của nước rỉ rác rất phức tạp Bên cạnh đó việc vận hành BCL chưa đúng với thiết kế, hoạt động quá tải của các BCL tại Việt Nam và các sự cố xảy ra trong quá trình vận hành (trượt đất, hệ thống ống thu nước rỉ rác bị nghẹt…) đã làm thành phần nước rỉ rác thay đổi rất lớn gây ảnh hưởng đến hiệu quả

xử lý Chính vì vậy, vấn đề vướng mắc hiện nay mà hầu hết các BCL ở Viêt ̣ Nam gặp phải nhưng chưa có phương hướng giải quyết tối ưu đó là vấn đề xử lý nước rỉ rác

Cũng như nhiều loại nước thải khác, các thành phần (pH, COD, BOD5, NH3-,

SO42-, TSS ) và tính chất (khả năng phân hủy sinh học hiếu khí, kỵ khí ) của nước

rỉ rác phát sinh từ các BCL tại Việt Nam khá cao và đó cũng là một trong những thông số quan trọng dùng để xác định công nghệ xử lý, tính toán thiết kế các công trình đơn vị, lựa chọn thiết bị, xác định liều lượng hoá chất tối ưu và xây dựng quy trình vận hành thích hợp Dưới đây là 1 vài thông số quan trọng trong nước rỉ rác ở

các BCL tại Việt Nam

Ba ̉ng 1.3 Thành phần nước rỉ rác tại một số bãi chôn lấp Việt Nam

Thông số Đơn

vị

BCL Nam Sơn (HN)

BCL Gò Cát (TP.HCM)

BCL Thủy Phương (Huế)

BCL Tràng Cát (Hải Phòng)

pH - 6,81 - 7,98 7,4 - 7,6 7,7 – 8,5 6,5 – 8,22

TSS mg/l 120 – 2240 700 – 2020 42 – 84 21 – 78

- Thành phần chất thải rắn

Thành phần chất thải rắn là yếu tố quan trọng nhất tác động đến tính chất nước rò rỉ Chất thải rắn có những đặc tính gì thì nước rò rỉ cũng có các đặc tính tương tự

- Độ ẩm và nhiệt độ

Độ ẩm là một trong những yếu tố quyết định thời gian nước rò rỉ được hình thành là nhanh hay chậm sau khi rác được chôn lấp Độ ẩm trong rác càng cao thì nước rò rỉ sẽ hình thành nhanh hơn

Nhiệt độ có ảnh hưởng rất nhiều đến tính chất nước rò rỉ Khi nhiệt độ môi trường cao thì quá trình bay hơi sẽ xảy ra tốt hơn làm giảm lưu lượng nước rác Đồng thời, nhiệt độ càng cao thì các phản ứng phân hủy chất thải rắn trong bãi chôn lấp càng diễn ra nhanh hơn làm cho nước rò rỉ có nồng độ ô nhiễm cao hơn

- Thời gian chôn lấp

Tính chất nước rò rỉ thay đổi theo thời gian chôn lấp Theo thời gian nồng độ các chất ô nhiễm trong nước rác giảm dần Bãi chôn lấp rác thải càng lâu năm thì

7

COD, BOD, và hàm lượng NH4+ càng thấp, các hợp chất hữu cơ và kim loại nặng cũng ở mức thấp hoặc không có Khả năng phân hủy sinh học thấp một phần do số lượng vi sinh vật ít đi Độ pH trong nước rỉ rác tăng dần lên giá trị trung tính hoặc kiềm

- Chiều sâu bãi chôn lấp

Chiều sâu ô chôn lấp càng lớn thì nồng độ chất ô nhiễm càng cao so với các bãi chôn lấp khác trong cùng điều kiện về lượng mưa và quá trình thấm Do vậy, bãi chôn lấp càng sâu thì thời gian tiếp xúc giữa nước và rác sẽ lớn hơn và khoảng cách

di chuyển của nước sẽ tăng Từ đó, quá trình phân hủy sẽ xảy ra hoàn toàn hơn nên nước rò rỉ chứa một hàm lượng lớn các chất ô nhiễm

1.1.3 Bãi rác Nam Sơn

1.1.3.1 Bãi chôn lấp

- Vận hành: năm 1999

- Diện tích hoạt động: 83,4 ha

- Phương pháp: Chôn lấp hợp vệ sinh

- Năm 2015 mở rộng thêm 73 ha

- Công suất thiết kế: 3500 tấn rác/ngày

- Trạm cân điện tử 60 tấn

- Số công nhân: 180 người

- Khối lượng rác tiếp nhận: 4200 tấn rác/ngày

8

Hi ̀nh 1.1 Mặt cắt ngang bãi chôn lấp của bãi rác Nam Sơn [11]

1.1.3.2 Tính chất của nước rỉ rác tại bãi chôn lấp Nam Sơn

Nước rỉ rác tại bãi chôn lấp Nam Sơn mang các tính chất đặc trưng giống như nước rỉ rác từ các bãi chôn lấp khác trên thế giới Nồng độ các chất độc trong nước rỉ rác của BCL Nam Sơn khá cao, vào mùa khô nồng độ COD từ 12.000 – 13.000 mg/l, mùa mưa con số này thấp hơn khoảng 8.000 – 9.000 mg/l; hầu hết các thông số vượt quá tiêu chuẩn TCVN 5945 - 1995

Ba ̉ng 1.4 Tính chất nước rỉ rác ở bãi chôn lấp Nam Sơn

pH 5,3 - 9 5,5 - 9

BOD5 300 – 1500 mg/l 50 mg/l

COD

12000 – 13000 mg/l (mùa khô)

8000 – 9000 mg/l (mùa mưa)

100 mg/l

1.1.3.3 Thực trạng xử lý NRR tại Nam Sơn

- Lượng NRR phát sinh: 2000 m3/ngày đêm

- Công suất xử lý: 1700m3/ngày đêm

- Khối lượng NRR đang tồn đọng: 600.000 m3/ngày đêm

- Hệ thống 2 trạm xử lý:

+ Trạm 1: công suất 600 m3/ngày đêm, vận hành từ 10/2005

+ Trạm 2: công suất 1.100 m3/ngày đêm, vận hành 10/2009

- Hiện nay có thêm 2 trạm xử lý là của công ty Phú Điền và Minh Đức

1.1.4 Ảnh hưởng của nước rỉ rác tới môi trường và sức khỏe con người

Nước rỉ rác nói chung thường có hàm lượng COD và amoni rất cao Hàm

lượng chất hữu cơ cao sẽ gây bẩn nguồn nước và ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống

thủy sinh Hàm lượng nitơ cao là chất dinh dưỡng kích thích sự phát triển của rong,

rêu, tảo… gây hiện tượng phú dưỡng hóa làm bẩn trở lại nguồn nước, gây thiếu hụt

DO trong nước do oxy bị tiêu thụ trong quá trình oxy hóa chất hữu cơ

Khí NH3 hòa tan > 0,2 mg/l gây chết nhiều loại cá Vì vậy phải có biện pháp

xử lý ngay để hạn chế tối thiểu hậu quả mà nó gây ra đối với môi trường sống

1.1.5 Các công trình nghiên cứu về xử lý nước rỉ rác

Nước rỉ rác gây ô nhiễm nặng nề đến môi trường sống vì nồng độ các chất ô

nhiễm có trong nước rất cao và lưu lượng đáng kể Do đó số lượng các công trình

nghiên cứu xử lý nước rỉ rác trên thế giới và trong nước là rất đáng kể, có thể kể ra

đây một số công trình tiêu biểu:

1.1.5.1 Các công trình nghiên cứu trong nước

Tô Thị Hải Yến và đồng nghiệp [18] với công trình “Thúc đẩy nhanh quá

trình phân hủy vi sinh rác và nước rỉ rác bằng thay đổi chế độ vận hành và môi

Trịnh Văn Tuyên và cộng sự Viện Công nghệ môi trường đã “Áp dụng quá trình ozon hóa làm giảm hàm lượng các chất hữu cơ khó phân hủy trong xử lý nước

rỉ rác BCL CTR” [9] Tập thể tác giả đã tìm được điều kiện thích hợp để ozon hóa

và Perozon có hiệu quả nước rỉ rác như sau: pH = 8 – 9 , hàm lượng H2O2 là 2.000 mg/l, thời gian phản ứng đối với hệ Ozon là 100 phút và hệ Perozon là 80 phút và

để nâng cao hiệu quả xử lý cần tăng tương tác của ozon với các chất hữu cơ trong nước rỉ rác bằng đệm sứ có bề mặt riêng lớn

Trần Mạnh Trí [12] đã áp dụng quá trình oxy hóa nâng cao (AOPs) để xử lý nước rỉ rác đã qua xử lý sinh học ở nhà máy xử lý nước rỉ rác Gò Cát Tác giả đã sử dụng quá trình Keo tụ - Tạo phức - Fenton - Perozon để xử lý nước rỉ rác sau phân hủy sinh học kỵ khí trong bể UASB (COD = 5424 mg/l) ở hệ thống xử lý nước rỉ rác Gò Cát Quá trình keo tụ/Fenton được thực hiện bằng cách bổ sung polyferic sunphat (300 mg Fe3+/l) và sau khuấy nhanh bổ sung tiếp 500 mg H2O2/l vào và khuấy chậm 120 phút Vớ i quá trình xử lý này, hiệu suất xử lý COD rất cao (đạt 76%) Sau quá trình Keo tụ - Tạo phức - Fenton, nước rỉ rác tiếp tục được xử lý bằng Perozon đã xử lý được 97% các chất hữu cơ trong nước rỉ rác

1.1.5.2 Các công trình nghiên cứu trên thế giới

Shruthi và cộng sự [24] đã nghiên cứu xử lý Asen trong nước ngầm bằng phương pháp keo tụ điện hóa với cực dương bằng sắt Các kết quả thu được từ các mẫu nước ngầm giàu Asen cho thấy việc loại bỏ hiệu quả nhất đạt được ở 6V, thời

11

gian điện phân trong 15 phút , nồng độ Asen trong nước sau xử lý đạt tiêu chuẩn nước uống quy định 0,01 mg/l, pH dao động trong phạm vi tiêu chuẩn nước uống 6,5 đến 8,5 Đây là phương pháp có hiệu quả, tương đối nhanh chóng và sạch so với phương pháp thông thường khác, chẳng hạn như keo tụ hóa học

Top và cộng sự [25] đã nghiên cứu xử lý nước rỉ rác của một nhà máy tại Istanbul (Thổ Nhĩ Kỳ) bằng phương pháp keo tụ điện hóa kết hợp với lọc màng nano Nồng độ trung bình của COD, nitơ tổng và amoni trong nước rỉ rác ban đầu

có giá trị lần lượt là 6200; 587,5 và 110 mg/l Kết quả nghiên cứu cho thấy cường

độ dòng điện hợp lý là 15,9 mA/cm2 và thời gian xử lý hợp lý là 30 phút sẽ làm giảm tối đa COD, màu sắc, và loại bỏ photpho tương ứng là 45%, 60% và 91,8%

1.2.2 Ảnh hưởng của TSS

1.2.2.1 Ảnh hưởng đến sinh vật

TSS cao gây ảnh hưởng đến quá trình quang hợp của thực vật ngập nước, gây

ra sự gia tăng nhiệt độ nước bề mặt, vì các hạt lơ lửng hấp thụ nhiệt từ ánh sáng mặt trời làm giảm hàm lượng oxy hòa tan trong nước Gây ảnh hưởng đến khả năng nhìn của thủy sinh trong việc tìm kiếm nguồn thức ăn Ngoài ra, chất rắn lơ lửng có thể gây nghẹt bộ phận hô hấp của các loài thủy sinh, chất rắn lắng đọng có thể che

12

phủ lên trứng gây cản trở sự nở trứng làm ảnh hưởng đến quá trình sinh trưởng và phát triển của chúng

1.2.2.2 Ảnh hưởng đến môi trường

Khi lượng TSS trong nước xả thải quá lớn, bên cạnh việc làm giảm độ mỹ quan của nước thì sự lắng xuống của chúng còn làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng nước cũng như không khí

Khi các chất hữu cơ của cặn lắng bị phân hủy bởi vi khuẩn và nếu lượng oxy trong nước nguồn không đủ cho quá trình phân hủy hiếu khí tức là lượng oxy hoà tan của nước nguồn cạn kiệt (DO = 0) thì quá trình phân giải kỵ khí sẽ xảy ra làm xuất hiện các khí H2S, CO2, CH4 Các chất khí khi nổi lên mặt nước lôi kéo theo các hạt cặn đã phân hủy, đồng thời các bọt khí vỡ tung và bay vào khí quyển gây ô nhiễm môi trường không khí Quan trọng hơn cả là khi mà quá trình phân giải kỵ khí diễn ra liên tục trong một khoảng thời gian dài thì quá trình tự làm sạch nguồn nước sẽ chấm dứt gây ô nhiễm môi trường nước nghiêm trọng

Ngoài ra, việc lắng đọng của TSS còn gây ra các trở ngại cho đời sống sinh hoạt hay trong công nghiệp, chúng có thể làm tắc nghẽn thiết bị, giảm chất lượng các sản phẩm, làm tăng chi phí xử lý nguồn nước cấp sử dụng cho các mục đích khác nhau…

1.2.3 Các công trình nghiên cứu xử lý TSS

1.2.3.1 Các công trình nghiên cứu xử lý TSS trên thế giới

Zi Jun Yong cùng cộng sự [27] đã có bài: “Xử lý liên tục của nước rỉ rác trung chuyển nhiệt đới trung bình bằng cách sử dụng một lò phản ứng hàng loạt trình tự (SBR) và keo tụ” Trong nghiên cứu hiện tại, xử lý tuần hoàn bằng lò phản ứng theo đợt (SBR), sau đó là keo tụ được sử dụng để xử lý nhu cầu oxy hóa học (COD), nitơ amoni (NH3-N), chất rắn lơ lửng tổng số (TSS) và màu sắc từ nước rỉ rác Tỷ lệ sục khí SBR tối ưu, l/phút, pH tối ưu và liều lượng (g/l) của Alum để đông tụ như đã được xác định sau khi xử lý Điều trị theo trình tự hai bước của SBR theo sau là sự keo tụ (Alum) đạt hiệu quả loại bỏ 84,89%; 94,25%; 91,82% và 85,81% đối với COD, NH3-N, TSS và màu Hơn nữa, quá trình xử lý hai giai đoạn đạt được 95,0%;

13

95,0%; 95,3%; 100,0%; 87,2%; 62,9%; 50,0%; 41,3%; 41,2%; 34,8% và 22,9% loại cadmium, chì, đồng, selenium, bari, sắt, bạc, niken, kẽm, asen, và mangan, tương ứng

1.2.3.2 Các công trình nghiên cứu xử lý TSS tại Việt Nam

Hoàng Minh Phương cùng cộng sự [8] đã nghiên cứu xử lý các chỉ tiêu độ màu, TSS trong nước thải dệt nhuộm bằng phương pháp bể lọc sinh học quy mô phòng thí nghiệm cho kết quả tốt

Nguyễn Minh Kỳ cùng cộng sự [4] đã nghiên cứu xử lý TSS, COD, N, P trong nước thải dân cư bằng công nghệ màng lọc sinh học MBR (MEMBRANE BIOREACTOR) Bể phản ứng được thiết kế với dung tích hữu ích 36 lít (L*W*H = 24*20*75 cm) và sử dụng module màng nhúng chìm có kích thước lỗ lọc tương đương 0,4 µm Mô hình thí nghiệm MBR là sự kết hợp giữa hai quá trình phân hủy sinh học chất hữu cơ và kỹ thuật tách sinh khối vi sinh bằng màng Kết quả nghiên cứu thu được hiệu quả xử lý trung bình TSS, BOD5, COD, TN, TP tương ứng lần lượt 89,4; 94,6; 92,6; 64,6 và 79,2%

1.3 Tổng quan về độ màu

1.3.1 Khái niệm

Nước có độ màu cao là dấu hiệu đầu tiên của tình trạng ô nhiễm nguồn nước,

và đó là sự có mặt của một số ion kim loại (Fe, Mn), tảo, than bùn và các chất thải công nghiệp làm cho nước có màu

- Màu vàng chứng tỏ đó là hợp chất sắt và mangan

- Màu xanh của tảo, hợp chất hữu cơ

- Màu xám, xanh đen; do nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp

- Màu nâu đỏ: do các chất mùn hữu cơ

Tùy theo màu sắc của nước có thể đánh giá được mức độ và nguyên nhân gây

ra ô nhiễm nguồn nước, trên cơ sở đó lựa chọn phương pháp xử lý hiệu quả

1.3.2 Ảnh hưởng của độ màu

Độ màu cao cũng sẽ gây ảnh hưởng đến sự truyền và hấp thụ ánh sáng của nước, làm ảnh hưởng đến quá trình quang hợp, sinh trưởng và phát triển của các loài thực vật ngập nước giống như TSS

14

Bên cạnh đó, độ màu của nước còn gây ra sự khó chịu về mặt cảm quan

1.3.3 Các công trình nghiên cứu xử lý độ màu

1.3.3.1 Các công trình nghiên cứu xử lý độ màu trên thế giới

Abu Amr và cộng sự (2013) [19], nghiên cứu kết hợp ozon và pesunphat (O3/S2O82-) để xử lý nước rỉ rác cũ (bãi chôn lấp Pulau Burung, Malaysia) Điều kiện tối ưu cho xử lý đạt được là: thời gian phản ứng 120 phút, tỉ lệ O3/S2O82- 1g/7g,

pH là 10 Ở điều kiện này, hiệu suất xử lý COD, độ màu lần lượt đạt được là 72%

và 93%, tỉ lệ BOD5/COD tăng từ 0,05 lên 0,29 Lượng O3 tiêu tốn là 0,76 kg O3/kg COD

Jerry và cộng sự (2004) [23] đã nghiên cứu so sánh hiệu quả xử lý của một số quá trình oxi hoá nâng cao (AOPs): O3, O3/H2O2 và O3/UV trong xử lý nước rỉ rác

từ bãi chôn lấp chất thải rắn đô thi ̣Chen–Shi–Li (Đài Loan) Nước rỉ rác được xử lý

sơ bô ̣bằng FeCl3 với hàm lượng 900 mg/l COD đầu vào 6.500 mg/l Kết quả nghiên cứu cho thấy, AOPs làm tăng BOD5/COD từ 0,06 lên 0,5 vớ i hàm lượng O3

là 1,2 g/l Nghiên cứu này cho thấy, hê ̣thí nghiêṃ O3/UV là hiệu quả nhất trong xử

lý loại bỏ màu và làm tăng khả năng phân huỷ sinh học nước rỉ rác

1.3.3.2 Các công trình nghiên cứu xử lý độ màu tại Việt Nam

Trương Quý Tùng và cộng sự (2009) [15] đã nghiên cứu xử lý nước rỉ rác

phát sinh từ BCL Thủy Tiên – Thừa Thiên Huế bằng tác nhân UV/Fenton Nướ c rỉ rác có tỷ lệ BOD5/COD = 0,16 ± 0,2 Tác giả đã xử lý nướ c rỉ rác này bằng tác nhân Fenton với sự hỗ trợ của đèn UV (200 – 275 nm, 40W) được bố trí ngập vào trong thiết bị phản ứng để sử dụng tối đa năng lượng của đèn Kết quả cho thấy, quá trình này có thể loại bỏ được 71% COD và 90% độ màu nướ c rỉ rác ở pH ~ 3, nồng độ

H2O2 là 125 mg/l, nồng độ Fe2+ là 50 mg/l, sau thời gian phản ứng là 2 giờ Ngoài

ra, khả năng phân huỷ sinh học của nước rỉ rác sau xử lý đã tăng đáng kể, tỉ

lê ̣BOD5/COD tăng từ 0,15 lên 0,46

Đào Sỹ Đức cùng các cộng sự (2009) [2] nghiên cứu xử lý màu nước thải giấy bằng phản ứng Fenton Trong công trình khoa học này, kỹ thuật oxy hóa tiên tiến với phản ứng Fenton đã được sử dụng để loại bỏ màu từ nước thải giấy sau khi

15

xử lý bằng sự kết hợp của kỹ thuật keo tụ và bùn hoạt tính Kết quả nghiên cứu, khảo sát điều kiện tối ưu của quá trình xử lý cho thấy kỹ thuật oxy hóa tiên tiến phù hợp để xử lý màu trong nước thải giấy Ở điều kiện tối ưu, hiệu quả xử lý màu với thời gian 40 phút trong hai trường hợp có/không có xúc tác TiO2 tương ứng là 100%

và hơn 90%

Nguyễn Thị Tuyết Nam [5] nghiên cứu tối ưu hóa khả năng xử lý độ màu nước thải dệt nhuộm bằng hệ quang xúc tác TiO2 dạng bột và thêm các tác nhân bổ trợ O2, H2O2 Kết quả thu được cho thấy việc thêm O2, H2O2 có thể tăng hiệu suất

xử lý nước thải và hệ TiO2 cho thấy có độ bền rất cao, hoạt tính xử lý methylen xanh gần như không giảm sau 4 lần sử dụng liên tiếp Khi kết hợp hệ TiO2 với

O2/H2O2 để xử lý một số nguồn nước thải thật với đầu vào có độ màu tương ứng với đầu ra chuẩn cột B thì kết quả cho thấy trong thời gian 90 phút, độ màu của nước thải sau khi qua hệ xúc tác đều đạt tiêu chuẩn loại A, dưới 50 Pt-Co Kết quả này cho thấy khả năng ứng dụng hệ TiO2 kết hợp O2/H2O2 vào thực tế là rất cao

1.4 Tổng quan về keo tụ điện hóa

1.4.1 Khái niệm

Keo tụ điện hoá là một phương pháp điện hoá được sử dụng rộng rãi trong

xử lý nước thải nhằm xử lý màu nước, loại bỏ các chất rắn ở dạng lơ lửng, chất hòa tan… bằng các chất keo tụ và các chất trợ keo tụ… tạo nên những bông cặn có kích thước lớn sẽ lắng xuống đáy Trong đó dưới tác dụng của dòng điện thì các điện cực dương (thường sử dụng là nhôm hoặc sắt) sẽ bị ăn mòn và giải phóng ra các chất có khả năng keo tụ (cation Al3+ hoặc Fe3+) vào trong môi trường nước thải, kèm theo

đó là các phản ứng điện phân sẽ tạo ra các bọt khí ở cực âm [22]

1.4.2 Cơ chế

Nước thải đầu vào cho vào bể một lần với thể tích đã được xác định Nước thải phải làm ngập các hệ điện cực ở trong bể

16

Hi ̀nh 1.2 Sơ đồ bể keo tụ điện hóa hoạt động theo mẻ

Khi cho dòng điện một chiều đi qua các điện cực thì tại cực dương (anot) sẽ diễn ra quá trình hòa tan kim loại Do đó, các điện cực dương được làm bằng kim loại M thì quá trình này sẽ giải phóng ra các cation Mn+

M → Mn+ + ne Các cation này sẽ di chuyển vào trong môi trường nước thải [22]

Những cation Mn+ sẽ kết hợp cùng với nhóm hidroxyl và tạo thành các hidroxit của nó là những chất keo tụ phổ biến trong xử lý nước thải Các chất keo tụ này sẽ tác dụng vào các hạt keo nhỏ lơ lửng trong nước và liên kết với nhau tạo thành bông cặn có kích thước lớn hơn [7]

Mn+ + n OH− → M(OH)n

Bên cạnh đó, việc các phản ứng điện phân đã xảy ra và tạo ra các bọt khí tại cực âm (catot) Các bọt khí này thường là khí H2 chúng có xu hướng đi lên mặt thoáng của bể keo tụ điện hoá Trên đường đi của các bọt khí này chúng sẽ bám vào các bông keo đã được tạo ra ở trên và mang chúng theo lên mặt thoáng của bể Nồng độ OH− được tạo ra giải thích cho việc tăng pH

2H2O + 2e → H2 + 2OH−Các hydroxit kim loại sẽ tham gia vào các phản ứng polyme hóa:

2 M(OH)n → (OH)n-1M-O-M(OH)n-1 + H2O Các polyme này có thể loại bỏ các chất ô nhiễm tan và không tan bởi quá trình

17

hấp phụ, tạo phức và kết tủa

Trong khi đó, các bông keo có kích thước lớn và nặng hơn thì sẽ lắng xuống phía dưới đáy bể Trên quỹ đạo lắng của các bông cặn này chúng sẽ va chạm và kết cụm với các bông cặn khác, như thế quá trình lắng sẽ diễn ra tốt hơn [17]

1.4.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến việc thiết kế và vận hành bể keo tụ điện hóa

Do bể keo tụ điện hóa là phương pháp giao thoa giữa ba phương pháp: điện hóa học, tuyển nổi điện phân và keo tụ nên các yếu tố ảnh hưởng đến việc thiết kế

và vận hành bể keo tụ điện hóa sẽ tương đồng với các bể ở trên

Một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hoạt động của bể keo tụ điện hóa:

Cường độ dòng điện: ảnh hưởng trực tiếp đến lượng điện tích đi qua bề mặt

các điện cực đồng thời cũng ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ phản ứng điện hóa trong đung dịch

Vật liệu các điện cực: thực tế cho thấy các loại vật liệu điện cực khác nhau

sẽ có dộ dẫn điện khác nhau yếu tố này ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng điện hóa Bên cạnh đó, các ion và hydroxit từ các vật liệu khác nhau ảnh hưởng tới khả năng tạo thành keo tụ và tủa bông của phản ứng điện hóa

Thành phần hóa học của nước thải: các loại nước thải có thành phần như

dầu, mỡ cao thì hiệu suất xử lý cao

Độ pH: ảnh hưởng tới sự phân bố của các ion kim loại trong dung dịch

Ngoài ra, phản ứng tạo thành các hydroxit được hình thành trong quá trình keo tụ cũng bị ảnh hưởng bởi pH bởi sự dịch chuyển cân bằng các ion

Thời gian điện hóa: thời gian diễn ra phản ứng càng lâu thì hiệu suất xử lý

chất ô nhiễm trong nước rỉ rác thu được càng cao Tuy nhiên để tiết kiệm chi phí cần có các thí nghiệm thực tế chọn thời gian tối ưu nhất cho việc loại bỏ chất ô nhiễm và tiết kiệm điện năng

1.4.4 Ưu, nhược điểm của phương pháp keo tụ điện hóa

1.4.4.1 Ưu điểm

Phương pháp keo tụ điện hoá có các ưu điểm sau:

- Thiết bị dùng trong bể keo tụ điện hóa rất đơn giản, dễ dàng vận hành

18

- Bông cặn được hình thành dễ dàng, có khả năng cô đặc bùn tốt

- Có thể loại bỏ nhiều thành phần khác nhau trong nước thải như: chất rắn lơ lửng nhỏ, độ màu, độ đục, kim loại nặng,… có trong nước thải

- Có thể loại bỏ khoảng 95 - 99% các kim loại nặng trong nước thải

- Bọt khí sinh ra trong quá trình tuyển nổi nâng theo các chất lơ lửng, bông cặn lên bề mặt bể để loại bỏ dễ dàng bằng các thiết bị gạt váng

- Có thể loại bỏ được các ion hòa tan trong nước thải và tạo thuận lợi cho quá trình keo tụ

- Tiết kiệm được chi phí mua hoá chất trong quá trình vận hành các bể xử lý hoá học cổ điển

- Hệ thống ngắt điện rất an toàn và dòng điện sử dụng là dòng điện một chiều

1.4.4.2 Nhược điểm

Điện cực dùng lâu sẽ bị các màng kết tủa và oxi hóa bám lên bề mặt, làm giảm hiệu suất của quá trình keo tụ điện hóa; đồng thời điện cực dễ bị ăn mòn do dòng điện, do đó cần thay điện cực sau một khoảng thời gian sử dụng Ngoài ra để vận hành bể keo tụ điện hóa tiêu tốn một lượng điện năng lớn

1.4.5 Các công trình nghiên cứu xử lý nước thải bằng keo tụ điện hóa

1.4.5.1 Các công trình nghiên cứu trong nước

Các công trình nghiên cứu về phương pháp điện hóa nói chung, keo tụ điện hóa nói riêng trong xử lý nước ô nhiễm ở nước ta còn chưa phổ biến, cho đến nay mới chỉ có một số công trình nghiên cứu như:

Tác giả Võ Anh Khuê [3], Đại học Đà Nẵng với công trình “Nghiên cứu phương pháp keo tụ điện hóa kết hợp với vi điện hóa để xử lý các ion kim loại nặng

và florua trong nước thải” đã sử dụng phương pháp keo tụ điện hóa với điện cực anot Al kết hợp với quá trình vi điện hóa trên bề mặt các hạt Fe - C để xử lý các ion kim loại nặng như Pb2+, Zn2+, Cu2+ và ion F- trong nước thải Kết quả đã chỉ ra điều kiện tối ưu cho quá trình xử lý này là: pH = 5, thời gian xử lý 30 phút, khối lượng hạt Fe - C là 60g, kích thước hạt Fe - C là 20 - 27 mesh, điện áp 5V, nước thải sau

xử lý có dư lượng nồng độ các ion Pb2+, Zn2+, Cu2+ và F- lần lượt là 0,118 ; 0,369 ;

cm, nhiệt độ khoảng 35°C

1.4.5.2 Các công trình nghiên cứu ngoài nước

Một số công trình tiêu biểu nghiên cứu về ứng dụng phương pháp keo tụ điện hóa trong xử lý nước ô nhiễm:

Un và cộng sự [26] đã nghiên cứu loại bỏ các ion F- trong nước và nước thải bằng phương pháp keo tụ, kết quả cho thấy khả năng loại bỏ F- bằng điện cực Al cao hơn khi sử dụng điện cực Fe do có sự tạo thành phức AlnFm(OH)(3n-m) Việc loại

bỏ F- có thể được cải thiện bằng cách tăng mật độ dòng điện, pH giữ ở mức ~ 6 và

để giảm mức tiêu thụ năng lượng có thể bổ sung Na2SO4 để tăng độ dẫn điện của dung dịch Tuy nhiên sự bổ sung muối này lại làm giảm hiệu suất xử lý F- Việc loại

bỏ F- khỏi nước để đạt tiêu chuẩn của WHO (1,2 mg/l) và năng lượng tiêu thụ tương đối thấp, thời gian xử lý cần 5 phút

Butler và cộng sự [20] đã chỉ ra rằng keo tụ điện hóa có khả năng xử lý màu, nhu cầu oxy hóa học (COD), nhu cầu oxy sinh hóa (BOD) đạt hiệu quả cao và quy trình xử lý nhanh hơn, hiệu quả hơn phương pháp keo tụ hóa học truyền thống; ít tốn kém hơn so với các phương pháp xử lý khác như tia cực tím (UV) và ozone Do

đó phương pháp keo tụ điện hóa có thể được sử dụng để xử lý các loại nước thải của nhiều lĩnh vực, bao gồm cả công nghiệp, nông nghiệp và sinh hoạt

20

Fajardo và cộng sự [21] đã nghiên cứu loại bỏ các hợp chất phenol khỏi nước thải bằng quá trình keo tụ điện hóa sử dụng điện cực Zn Ở các điều kiện tối ưu: pH nước thải 3,2, mật độ dòng điện 250A/m2, khoảng cách giữa 2 điện cực là 1,0 cm,

bổ sung 1,5 g/l dung dịch NaCl có thể loại bỏ khoảng 84,2% các hợp chất phenol, 40,3% COD ra khỏi nước thải Nhóm tác giả cũng đánh giá mức độ tiêu thụ năng lượng cho việc xử lý là khoảng 24 kWh/m3