Nghiên cứu, chế tạo và ứng dụng vật liệu nội điện phân tiền xử lý nước rỉ rác tại Nam Sơn

Tóm tắt: Bài báo này, vật liệu Fe/Cu được điều chế bằng phản ứng hóa học giữa sắt và dung dịch CuCl2, CuSO4, được sử dụng làm vật liệu nội điện phân tiền xử lý nước rỉ rác (bãi chôn lấp Nam Sơn). Hàm lượng Cu tối đa trên bề mặt có thể đạt 79,58% % trọng lượng, đảm bảo hình thành nhiều hệ thống ăn mòn điện hóa trên bề mặt vật liệu sắt. Cấu trúc và sự phân bố Cu trên bề mặt sắt của vật liệu Fe/Cu được xác định bởi SEM- EDX và XRD. Ảnh hưởng của các yếu tố như: liều lượng Fe/Cu, keo tụ-keo tụ (PAM), thời gian, pH ban đầu được nghiên cứu thông qua hiệu quả loại bỏ nhu cầu oxy hóa học (COD). Các đặc tính nước đầu vào thu được là COD, NH4+_N và pH trong khoảng 1980 mg/L, 365 mg/L và 7,8 ± 0,1, tương ứng. Điều kiện nội điện phân là: 120 phút thời gian phản ứng, pH = 4, 30 g/L liều lượng Fe/Cu và PAM 100 mg/L. Sau quá trình điện phân, hiệu suất loại bỏ COD và NH3- N lần lượt là 70% và 19,1%.

pdf7 trang | Chia sẻ: thanhle95 | Lượt xem: 206 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Nghiên cứu, chế tạo và ứng dụng vật liệu nội điện phân tiền xử lý nước rỉ rác tại Nam Sơn, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Hóa học và Kỹ thuật môi trường N. V. Tú, V. D. Nhàn, P. T. T. Hạnh, “Nghiên cứu, chế tạo và rỉ rác tại Nam Sơn.” 186 NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO VÀ ỨNG DỤNG VẬT LIỆU NỘI ĐIỆN PHÂN TIỀN XỬ LÝ NƯỚC RỈ RÁC TẠI NAM SƠN Nguyễn Văn Tú*, Vũ Duy Nhàn, Phạm Thị Thu Hạnh Tóm tắt: Bài báo này, vật liệu Fe/Cu được điều chế bằng phản ứng hóa học giữa sắt và dung dịch CuCl2, CuSO4, được sử dụng làm vật liệu nội điện phân tiền xử lý nước rỉ rác (bãi chôn lấp Nam Sơn). Hàm lượng Cu tối đa trên bề mặt có thể đạt 79,58% % trọng lượng, đảm bảo hình thành nhiều hệ thống ăn mòn điện hóa trên bề mặt vật liệu sắt. Cấu trúc và sự phân bố Cu trên bề mặt sắt của vật liệu Fe/Cu được xác định bởi SEM- EDX và XRD. Ảnh hưởng của các yếu tố như: liều lượng Fe/Cu, keo tụ-keo tụ (PAM), thời gian, pH ban đầu được nghiên cứu thông qua hiệu quả loại bỏ nhu cầu oxy hóa học (COD). Các đặc tính nước đầu vào thu được là COD, NH4 +_N và pH trong khoảng 1980 mg/L, 365 mg/L và 7,8 ± 0,1, tương ứng. Điều kiện nội điện phân là: 120 phút thời gian phản ứng, pH = 4, 30 g/L liều lượng Fe/Cu và PAM 100 mg/L. Sau quá trình điện phân, hiệu suất loại bỏ COD và NH3- N lần lượt là 70% và 19,1%. Từ khóa: Nội điện phân; Fe/Cu; Nước rỉ rác. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Quá trình chôn lấp, dưới tác động của các quá trình sinh học, hóa lý, làm phát sinh nước rỉ rác [1]. Nước rỉ rác ở các bãi rác trở nên khó xử lý do thành phần phức tạp và biến đổi rộng rãi của nó, chứa một lượng lớn các chất hữu cơ, vô cơ và kim loại nặng [1, 2]. Riêng tại bãi rác thải Nam Sơn, Sóc Sơn, Hà Nội hàng ngày tiếp nhận chôn lấp hơn 6.000 tấn rác/ngày đêm, lúc cao điểm có thể tới 7.000 tấn/ngày đêm và có 03 trạm xử lý nước rỉ rác với công suất 3.700 m3/ngày đêm nhưng vẫn chưa đủ công suất xử lý nước rỉ rác phát sinh [3]. Đặc trưng nước rỉ rác tại bãi rác Nam Sơn chứa nhiều thành phần chất hữu cơ khó (hoặc không bị) phân hủy sinh học. Thành phần vô cơ, đặc biệt amoniac (NH3) nằm dưới dạng NH4 +, có hàm lượng rất cao, bền vững và ít biến đổi theo thời gian và đây là thành phần khó biến đổi nhất trong nước rỉ rác. Thời gian gần đây, trên thế giới có nhiều nghiên cứu và ứng dụng phương pháp nội điện phân vào xử lý nước thải, đặc biệt là nước thải công nghiệp, dệt nhuộm, cốc hóa, nước rỉ rác [5-8],... Cơ sở phương pháp nội điện phân: Hai vật liệu có điện thế điện hóa khác nhau, khi tiếp xúc tạo thành cặp vi điện cực, đối với hệ Fe/C, Fe/Cu sắt đóng vai trò anốt, đồng (Cu) hay cácbon (C) là catốt, tương tự như cặp vi pin trong ăn mòn kim loại. Với cặp vi pin Fe/C có điện thế khoảng 1,2 V, dòng điện nhỏ cỡ µA xuất hiện, đóng vai trò tác nhân oxi hóa khử trong phản ứng phân hủy các hợp chất hữu cơ hấp phụ trên bề mặt điện cực [6-8]. Do có nguyên lý như vậy, quá trình vi pin Fe/C, Fe/Cu còn gọi là quá trình nội điện phân (internal microelectrolysis). Nhằm góp phần vào hướng nghiên cứu xử lý nước rỉ rác, chúng tôi lựa chọn và thực hiện nội dung nghiên cứu tổng hợp vật liệu nội điện phân Fe/Cu và ứng dụng trong tiền xử lí nước rỉ rác. 2. THỰC NGHIỆM 2.1. Chuẩn bị mẫu nghiên cứu 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu Mẫu nước rỉ rác được lấy tại hồ điều hòa, khu liên hiệp xử lý chất thải rắn Nam Sơn- Sóc Sơn (Hà Nội), ngày 3/12/2018, bảo quản lạnh, các mẫu được sử dụng làm thí nghiệm Nghiên cứu khoa học công nghệ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Viện Hóa học - Vật liệu, 9 - 2020 187 và gửi phân tích từ ngày 3/12 đến 13/12/2018. 2.1.2. Hóa chất Vật liệu Fe được sản xuất bởi Công ty cổ phần khoáng sản và luyện kim Việt Nam (MIREX), hình ovan, kích thước chiều dài a=5cm, chiều rộng b=2cm, các hóa chất sử dụng để tổng hợp vật liệu bimetal Fe/Cu: Axít HCl (PA); NaOH (PA); CaO (PA); Nước cất; Giấy pH; CuCl2 99,97%; CuSO4 99,98%; chất keo tụ lựa chọn sử dụng PAC, PAM. Các hóa chất dùng cho phân tích COD, tổng phốtpho (T-P); tổng amoni (NH4NO3), có nguồn gốc từ Trung Quốc và Merk. 2.1.3. Quá trình thí nghiệm (a) Chế tạo vật liệu Mẫu vật liệu Fe được ngâm trong dung dịch NaOH 30% trong 10 phút để tẩy dầu mỡ và làm sạch toàn bộ bề mặt, kích hoạt bề mặt bằng cách rửa nhiều lần và xử lý trong dung dịch HCl (36,5%): H2O (1: 5; v/v) trong 3 phút. Tiếp theo rửa nhiều lần bằng nước, sấy khô ở 105 oC trong 2 giờ, để nguội, bảo quản trong lọ thủy tinh kín. Vật liệu Fe/Cu được điều chế bằng phương pháp mạ đồng hóa học [5]. Các mẫu sau khi mạ được bảo quản và phân tích thành phần vật liệu bằng SEM, EDX, XRD. (b) Tiền xử lý nước rỉ rác Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tiền xử lý nước rỉ rác được tiến hành khảo sát là: pH dung dịch, thời gian, khối lượng Fe/Cu và tốc độ lắc. Tiến hành thí nghiệm khảo sát với khối lượng vật liệu nội điện phân 5 g, 10 g, 15 g, 20 g, 30 g và 40 g/L nước rỉ rác, nhiệt độ phản ứng 25℃-30oC, tốc độ lắc thay đôi từ 80, 100, 120 và 150 vòng/phút, thời gian thay đổi từ 60 phút, 90 phút, 120 phút, 150 phút, 180 phút, 210 phút, 240 phút, 300 phút và 360 phút, giá trị pH khảo sát từ 2, 3, 4 và 5. Sau đó, chỉnh pH=7, cho thêm 0,01 g/L PAM, để lắng, lấy phần nước trong phân tích. 2.2. Phương pháp nghiên cứu 2.2.1. Phương pháp phân tích thành phần, cấu trức của vật liệu Các phương pháp phân tích hóa lý hiện đại được sử dụng để phân tích đánh giá chất lượng lớp mạ Fe/Cu. Phân tích kính hiển vi điện tử quét-SEM, phân tích thành phần bề mặt-EDX trên máy JSM 6610 LA-Jeol, Nhật Bản tại Viện Hóa học-Vật liệu. Mẫu phân tích Rơnghen được đo trên máy Bruker D5005 (Đức), tại Viện Hóa học-Vật liệu. 2.2.2. Phương pháp phân tích các chi tiêu nước thải (COD, amoni, tổng phốt pho,...) Các phương pháp phân tích các chỉ tiêu của nước thải (COD, amoni, tổng phốtpho..) được phân tích theo tiêu chuẩn Việt nam tại Trung tâm quan trắc khí tượng thủy văn (VILAS 424, VIMCERTS 054). 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Nghiên cứu, kết quả phân tích vật liệu Fe/Cu 3.1.1. Nghiên cứu, lựa chọn điều kiện chế tạo vật liệu Fe/Cu Vật liệu Fe/Cu được chế tạo theo phương pháp được trình bày ở mục 2.1.3. Dung dịch hóa học được lựa chọn là dung dịch CuCl2 và CuSO4 với có nồng độ đồng (Cu) 6%, thời gian là 2 phút. Kết quả phân tích ảnh EDX được thể hiện bởi hình 1. Kết quả phân tích EDX của hai mẫu mạ từ dung dịch CuCl2 và dung dịch CuSO4 cho thấy, mẫu mạ từ dung dịch CuCl2 có chứa hàm lượng clo còn cao ảnh sẽ gây ảnh hưởng đến quá trình bảo quản vật liệu vì clo có tính oxi hóa mạnh dễ dàng phản ứng với Cu0 để tạo thành CuCl2 phân tử nếu có hơi nước. Chính vì vậy, dung dịch mạ CuSO4 được lựa chọn cho các nghiên cứu tiếp theo. Hóa học và Kỹ thuật môi trường N. V. Tú, V. D. Nhàn, P. T. T. Hạnh, “Nghiên cứu, chế tạo và rỉ rác tại Nam Sơn.” 188 Hình 1. Phổ EDX của vật liệu Fe/Cu: (a) Mạ hóa học bởi dung dịch CuCl2 6%; (b) Mạ hóa học bởi dung dịch CuSO4 6%. 3.1.2. Nghiên cứu lựa chọn nồng độ CuSO4 Tiến hành mạ khảo sát trong dung dịch CuSO4 ở các nồng độ 4%, 5%, 6%, 7%, từ đó có thể chọn được nồng độ thích hợp để điều chế vật liệu Fe/Cu có thành phần mong muốn. Ở các nồng độ 4%, 5%, 6% cho mẫu Fe/Cu mịn và không có xuất hiện tạp chất ít, còn ở nồng độ CuSO4 7% sau quá trình mạ có cho lớp mạ xỉn, tổi màu. Điều này được lý giải, ở nồng độ CuSO4 cao, phản ứng trao đổi giữa Fe và Cu 2+, xảy ra nhanh tạo lớp kết tủa bột Cu bám lên bề mặt các hạt sắt, độ bám dính kém. Các kết quả phân tích EDX của các mẫu mạ khảo sát theo nồng độ CuSO4 được cho ở bảng 1. Bảng 1. Kết quả phân tích EDX các nguyên tố có trên bề mặt Fe/Cu được điều chế bởi dung dịch CuSO4 có nồng độ thay đổi từ 4% đến 7%. Nguyên tố CuSO4 4% CuSO4 5% CuSO4 6% CuSO4 7% Khối lượng % Nguyên tử % Khối lượng % Nguyên tử % Khối lượng % Nguyên tử % Khối lượng % Nguyên tử % O 12,11 29,79 10,63 26,03 8,11 18,98 12,03 30,06 Cu 69,33 51,20 70,51 43,50 79,58 65,87 68,44 50,07 C 1,20 6,32 1,25 6,42 1,36 6,58 1,32 6,48 S 0,98 1,15 1,10 1,29 1,13 1,32 1,12 1,30 Fe 16,38 11,54 11,03 8,22 8,52 5,93 17,09 12,09 Tổng(%) 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 Từ kết quả trên cho thấy, nồng độ của dung dịch CuSO4 có ảnh hướng tới chất lượng bề mặt, thành phần hóa học của lớp mạ, lớp mạ thu được từ CuSO4 6%, thời gian mạ 2 phút, cho chất lượng tốt, bám dính tốt, thành phần đồng trên bề mặt chiếm khoảng 68,44 % đến 79,58%. So sánh hàm lượng Cu của vật liệu Fe/Cu điều chế được với các nghiên cứu trước của tác giả đã công bố [5, 8], kết quả hoàn toàn tương đồng. 3.1.3 Phân tích Rơnghen mẫu Fe/Cu Các kết quả phân tích Rơnghen các mẫu vật liệu ban đầu và mẫu vật liệu sau mạ đồng (Fe/Cu), được chỉ ra ở trên các hình 2. Nhìn vào biểu đồ phân tích XRD ta thấy 2 phổ khác nhau rõ rệt, đặc trưng của vật liệu Fe và Cu. Điều này, lần nữa chứng tỏ đã chế tạo thành công vật liệu Fe/Cu và Cu đã phủ lên bề mặt vật liệu Fe. Hình 2. Phổ XRD của Fe và Fe/Cu sau khi mạ đồng. Nghiên cứu khoa học công nghệ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Viện Hóa học - Vật liệu, 9 - 2020 189 3.2. Đánh giá hiệu quả xử lý của quá trình tiền xử lý nước rỉ rác Tiến hành thí nghiệm theo mục 2.1.3.(b), các hiệu quả được đánh giá thông qua các chỉ số chính: COD, BOD5, NH4 +. Kết quả phân tích mẫu nước rỉ rác sau quá trình xử lý air stripping, loại bỏ NH3, tại Trạm xử lý nước rỉ rác, Công ty Khoáng sản Minh Đức, được sử dụng để làm các thí nghiệm đối chứng. 3.2.1. Ảnh hưởng của pH Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của pH thể hiện trong hình 3 (a). Kết quả hình 4(a) cho thấy, với giá trị pH từ 2 đến 4, hiệu suất xử lý COD tăng dần đạt giá trị cao nhất 71,7% tại giá trị pH bằng 4. Khi giá trị pH tăng từ 58 thì hiệu suất xử lý COD lại giảm. Điều này có thể giải thích trong quá trình xử lý COD bao gồm các quá trình: quá trình phân hủy do tác động của vật liệu nội điện phân, quá trình hấp phụ, keo tụ cùng sắt hydroxit sinh ra. Ở giá trị pH thấp (pH<4), quá trình phân hủy các chất hữu cơ tăng, tuy nhiên, quá trình keo tụ lại giảm, do vậy, hiệu suất phân hủy các hợp chất hữu cơ chưa cao. Ở pH cao (pH>4), quá trình phân hủy hợp chất hữu cơ giảm, tuy nhiên quá trình keo tụ tăng, do vậy hiệu suất phân hủy hợp chất hữu cơ cũng giảm dần. Vì vậy, pH bằng 4, có hiệu suất phân hủy hợp chất hữu cơ cực đại và chúng tôi chọn giá trị pH này cho các nghiên cứu tiếp theo. 3.2.2. Ảnh hưởng của thời gian Kết quả hình 3(b) cho thấy, các quá trình phản ứng nội điện phân sẽ làm tăng giá trị pH của môi trường sau khi xử lý, sự biến đổi của pH phụ thuộc chặt chẽ vào giá trị pH ban đầu. Ta thấy trong 90 phút đầu giá trị hiệu suất tăng rất nhanh và đạt mức khá ổn định ở thời điểm 120 phút. Khoảng thời gian 120 tới 360 phút, phản ứng xẩy ra chậm, hiệu suất xử lý tăng không đáng kể. Sau 360 phút xử lý kết quả cho thấy hiệu suất xử lý đạt cực đại ở 75%. Theo thời gian, hiệu suất xử lý COD không tăng, do quá trình phản ứng, làm tăng pH, tác động tới phản ứng nội điện phân. Quá trình tăng giá trị pH do chủ yếu bởi phản ứng oxy hóa điện hóa sau: 2Fe + 2H2O + O2 → 2Fe(OH)2 Quá trình này sản sinh ra nhiều gốc OH- và ion Fe2+ có khả năng hình thành nên các Fe(OH)3. Đây là hợp chất có khả năng keo tụ và hấp phụ các chất ô nhiễm cao, thúc đẩy quá trình giảm thiểu COD, nâng cao hiệu suất xử lý. Vì vậy, thời gian bằng 120 phút có hiệu suất phân hủy hợp chất hữu cơ cao và chúng tôi chọn giá trị thời gian này cho các nghiên cứu tiếp theo. Hình 3. (a) Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của pH đến hiệu suất xử lí COD của nước rỉ rác bằng vật liệu Fe/Cu; (b) Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của thời gian đến đến hiệu suất xử lí COD của nước rỉ rác bằng vật liệu Fe/Cu. Hóa học và Kỹ thuật môi trường N. V. Tú, V. D. Nhàn, P. T. T. Hạnh, “Nghiên cứu, chế tạo và rỉ rác tại Nam Sơn.” 190 3.2.3. Ảnh hưởng của khối lượng vật liệu Kết quả từ hình 4 cho thấy, khi tăng khối lượng vật liệu từ 5 đến 40 g/L thì hiệu suất xử lý COD tăng đạt giá trị cực đại 73,02%. Khi khối lượng vật liệu tăng từ 25 đến 40 g/L thì hiệu suất xử lý COD tăng không đáng kể, gần như ổn định, tại giá trị 30 g/L gần như đạt cân bằng. Vì vậy, chúng tôi chọn khối lượng vật liệu 30 g/L là khối lượng vật liệu tối ưu để xử lý nước rỉ rác, cho các thí nghiệm tiếp theo. Hình 4. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của khối lượng vật liệu Fe/Cu đến hiệu suất xử lí COD của nước rỉ rác bằng vật liệu Fe/Cu. 3.2.4. Ảnh hưởng của tốc độ lắc Kết quả ảnh hưởng của tốc độ lắc đến hiệu suất xử lý COD được thể hiện trên hình 5. Kết quả từ hình 5 cho thấy khi tăng tốc độ lắc thì hiệu suất xử lý COD cũng tăng. Điều này có thể được giải thích như sau: quá trình lắc sẽ ảnh hưởng tới việc cung cấp O2 cho phản ứng hòa tan Fe, do vậy, tốc độ lắc càng lớn thì hiệu suất quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ càng lớn sau đó dần đạt tới giá trị ổn định. Tốc độ lắc từ 120 tới 180 vòng/phút, đạt tới giá trị ổn định và tại giá trị 120 vòng/phút gần như đạt cân bằng. Do đó, chúng tôi chọn tốc độ lắc 120 vòng/phút để xử lý nước rỉ rác, cho các thí nghiệm tiếp theo. Hình 5. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng tốc độ lắc đến hiệu suất xử lí COD của nước rỉ rác bằng vật liệu Fe/Cu. 3.2.5. Đánh giá hiệu quả quá trình tiền xử lý Mẫu nước rỉ rác có thành phần như bảng 2, tiến hành quá trình tiền xử lý ở điều kiện: Nhiệt độ phòng, pH ban đầu bằng 4, thời gian 120 phút, tốc độ rung lắc 120 vòng/phút và liều lượng vật liệu nội điện phân Fe/Cu 30 g/L. Sau quá trình tiền xử lý, chỉnh pH bằng 7, thêm 0,01 g/L chất trợ lắng PAM, keo tụ, lắng, lọc, lấy phần trong và tiến hành phân tích. Kết quả phân tích các mẫu nước được cho ở bảng 2 sau. Nghiên cứu khoa học công nghệ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Viện Hóa học - Vật liệu, 9 - 2020 191 Bảng 2. Kết quá phân tích nước rỉ rác trước và sau tiền xử lý. (NT1: Mẫu nước thải rỉ rác; NT2: Mẫu nước thải sau khi qua air stripping; ĐNP: Mẫu nước thải NT2 sau khí tiền xử lý bằng phương pháp nội điện phân). TT Chỉ tiêu phân tích Đơn vị Phương pháp phân tích Kết quả NT1 NT2 NĐP 1. pH - TCVN 6492:2011 7,8 11,2 6,7 2. DO mg/L TCVN 73251:2004 0,5 0,6 2,8 3. BOD5 (20ºC) mg/L TCVN 6001-1:2008 3710 895 367 4. COD mgO2/L SMEWW 5220C:2012 7830 1980 550 5. Phenol mg/L TCVN 6216:1996 1,43 0,81 0,003 6. CN- mg/L SMEWW 4500CN- B-:2012 0,04 0,05 0,01 7. S2- mg/L SMEWW 4500S2-B:2012 15,9 0,03 0,02 8. NH4 +_N mg/L TCVN 6179 – 1:1996 1235 365 295 9. Tổng N mg/L TCVN 6638:2000 1306 572 470 10. Tổng P mg/L TCVN 6202:2008 19,73 0,05 0,01 Với kết quả của thực nghiệm này, ta thấy nồng độ COD, BOD5, NH4 +_N của nước thải Nam Sơn lần lượt là 1980 mg/L, 895 mg/L và 365 mg/L, sau thời gian xử lý 120 phút, hàm lượng COD, BOD5, NH4 +_N còn lại khoảng 590 mg/L, 367 mg/L, NH4 + là 295 mg/L, hiệu suất xử lý COD đạt 70,0%, hiệu suất xử lý BOD5 đạt 59,2%, hiệu xuất xử lý NH4 +_N là 19,1%. 4. KẾT LUẬN Đã tổng hợp được vật liệu nội điện phân, từ nguyên liệu ban đầu là Fe và các dung dịch CuSO4, CuCl2 đã hoạt hóa thành công lớp mạ đồng, kết quả phân tích XRD, SEM-EDX chỉ ra, hàm lương đồng trên bề mặt chứa 79,58 % về khối lượng, chất lượng lớp mạ bám dính tốt, phân bố đều trên toàn bề mặt. Sử dụng vật liệu nội điện phân Fe/Cu tiền xử lý nước rỉ rác Nam Sơn cho thấy có hiệu quả rõ rệt với điều kiện thời gian lưu là 120 phút, pH = 4, nhiệt độ 25 oC tốc độ lắc là 120 vòng/phút, với 30 g vật liệu nội điện phân Fe/Cu cho 1 lít nước rỉ rác, hàm lượng COD trong nước rác ban đầu trong khoảng 1980 mg/L, BOD5 895 mg/L, NH4 + 365 mg/L, nhiệt độ 25-30 oC, sau thời gian xử lý 120 phút, hàm lượng COD còn lại khoảng 590 mg/L, BOD5 367 mg/L, NH4 + là 295 mg/L. Lời cảm ơn: Nhóm tác giả cảm ơn sự tài trợ về kinh phí của Đề tài nghiên cứu Khoa học và công nghệ, Sở khoa học và công nghệ của Hà Nội (mã số 01C-09/03-2018-3). TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. V.H. Tập, “Nghiên cứu xử lý nước rỉ rác bãi chôn lấp bằng phương pháp ozon hóa”, Luận án tiến sỹ, Học viện Khoa học và công nghệ/Viện Hàn lâm Khoa học Việt Nam (2015). [2]. N. H. Khanh, “Nghiên cứu so sánh các công nghệ ở trong nước và nước ngoài về xử lý nước rỉ rác trên cơ sở đó đề xuất công nghệ xử lý nước rỉ rác đạt loại B theo tiêu Hóa học và Kỹ thuật môi trường N. V. Tú, V. D. Nhàn, P. T. T. Hạnh, “Nghiên cứu, chế tạo và rỉ rác tại Nam Sơn.” 192 chuẩn Việt Nam (TCVN) cho các bãi chôn lấp rác trên địa bàn thành phố Hà Nội”, Viện Công nghệ môi trường (2007), Viện Khoa học - Công nghệ Việt Nam. [3]. Đ. X. Hiển,“Nghiên cứu xây dựng công nghệ tích hợp hóa lý-sinh học thích ứng, hiệu quả, an toàn và bền vững với môi trường sinh thái để xử lý nước rỉ rác tại các bãi chôn lấp rác tập trung”, Đề tài nhà nước, KC08.05/11-15, Đại học BK Hà Nội. (2016) [4]. L. M. Ma, W. X. Zhan, “Enhanced Biological Treatment of Industrial Wastewater With Bimetallic Zero-Valent Iron”, Environ. Sci. Technol., 42, (2008) pp.5384-5389. [5]. V. D. Nhan, N. V. Tu, L. M. Huong, L. T. M Huong, N. D. Hung. “Study on the wastewater treatment containing TNT by interanal electrolysis process use corrosive method”, Vietnam journal of Chemistry, 57, (4E1, 2,) (2019) 436-440. [6]. J. Wiszniowski, D. Robert, J. Surmacz-Gorska, K. Miksch, J. V. Weber, “Landfill leachate treatment methods: A review”, Environmental Chemistry Letters, 4(1), (2006), pp. 51-61. [7]. L. Q. Wang, Q. Yang, D. B. Wang, X. M. Li, K. X. Yi, “Advanced landfill leachate treatment using iron-carbonmicroelectrolysis- Fenton process: Process optimization and columnexperiments”, Journal of Hazardous Materials, 318, (2016), pp. 460-467. [8]. G. Del Moro, L. Prieto-Rodríguez, M. De Sanctis, C. Di Iaconi, S. Malato, G. Mascolo, “Landfill leachate treatment: Comparison of standalone electrochemical degradation and combined with a novel biofilter”, Chemical Engineering Journal, 288, (2016), pp.87-98. ABSTRACT THE RESEARCH, PREPARATION AND APPLICATION OF INTERIOR MATERIALS Fe/Cu FOR LANDFILL LEACHATE PRE-TREATMENT IN NAM SON In this paper, Fe/Cu materials are prepared by a chemical reaction between iron powder and CuSO4 solution, which are used landfill leachate (Nam Son landfill) of pre-treatment by internal electrolysis reaction. The maximum amount of Cu on the surface can reach 79.58% by weight or 65.87% by atom, ensuring the formation of many electrochemical corrosion systems on the surface of iron materials. The structure and distribution of Cu on the iron surface of Fe/Cu materials were determined by SEM-EDX and XRD. The effects of factors namely dosage of bimetal Fe/Cu and coagulation-flocculation (PAM), treatment time, initial pH were investigated via chemical oxygen demand (COD) removal efficiencies. The input leachate properties were obtained as COD, NH4 +_N and pH in the range of around 1980 mg/L, 365 mg/L and 7.8 ± 0.1, respectively. The condition of internal electrolysis is: 120 minutes of reaction time, pH =4, 30 g/L Fe/Cu dosage and 100 mg/L PAM dosage. After internal electrolysis process, the removal of COD and NH3-N were 70% and 19,1% respectively. .Keywords: Internal electrolysis; Fe/Cu; Landfill leachate. Nhận bài ngày 31 tháng 07 năm 2020 Hoàn thiện ngày 15 tháng 8 năm 2020 Chấp nhận đăng ngày 24 tháng 8 năm 2020 Địa chỉ: Viện Hóa học- Vật liệu/Viện Khoa học và Công nghệ quân sự. *Email: nguyenvantu882008@gmail.com.
Tài liệu liên quan