Hệ thống áp dụng công nghệ FBR – Fenton.
Tuy nhiên, công nghệ Fenton truyền thống tồn tại một số nhược điểm như tiêu hao nhiều hóa chất và lượng bùn thải khá nhiều. Để khắc phục các nhược điểm trên, các nhà nghiên cứu đã phát triển ra một dạng công nghệ xử lý Fenton mới ưu việt hơn được gọi là Fenton hóa lỏng (FBR – Fenton).
So sánh giữa Fenton truyền thống và FBR – Fenton:
Đặc điểm | Fenton truyền thống | FBR - Fenton |
Lượng hóa chất |
Sử dụng nhiều hóa chất.
|
Lượng hóa chất cần sử dụng giảm hơn 50% so với Fenton truyền thống. |
Lượng bùn | Lượng bùn thải cao. | Lượng bùn thải giảm hơn 60% so với Fenton truyền thống |
Chi phí xử lý | Mất nhiều chi phí để xử lý bùn thải. | Tiết kiệm nhiều chi phí trong việc xử lý bùn. |
Phạm vi áp dụng:
Phạm vi áp dụng các cấp độ xử lý nước thải.
Quá trình xử lý:
Khả năng Oxy hóa CHC giữa các gốc oxy hóa khác nhau.
2. Cơ chế xử lý nước thải của công nghệ Fenton truyền thống:Ưu điểm của Fenton truyền thống là có khả năng oxy hóa mạnh các chất hữu cơ CODs của gốc •OH được sản sinh trong quá trình xử lý nước thải (khả năng oxy hóa chất hữu cơ cực cao, chỉ đứng sau Florine).
•OH là góc oxy hóa không chọn lọc, có khả năng oxy hóa hoàn toàn các chất hữu cơ thành CO2 và H2O. Dưới đây là hai phản ứng xảy ra trong hai môi trường acid (1) và môi trường trung tính (2):
Quá trình phân hủy chất hữu cơ bao gồm 3 phản ứng là Hydroxylation, Dehydrogenation và Oxy hóa khử.
Có thể giải thích đơn giản là quá trình phản ứng Hydroxy của các chất hữu cơ mạch vòng dẫn tới sự phân chia nhỏ phân tử thành các phân tử cấu thành nhỏ hơn như các acid béo carboxylic, dicarboxylic (là các acid hữu cơ chứa 1 hoặc 2 gốc (-COOH)) dẫn đến tích lũy acid oxalic, formic và cuối cùng dẫn đến khoáng hóa hoàn toàn thành CO2.
Trong Fenton truyền thống, Fe2+ hoạt động như chất xúc tác được tái sinh bởi phản ứng (3):
Phản ứng giữa Fe3+ và H2O2 được gọi là phản ứng Fenton dị thể (phản ứng sản sinh ra HO2). Tuy nhiên, HO2 không phải là một chất oxy hóa mạnh, không có khả năng oxy hóa hoàn toàn các chất hữu cơ. Nhưng nó có tác dụng lan truyền phản ứng Fenton nhờ việc cung cấp thêm Fe2+ tái sinh bằng phản ứng (4):
Tuy nhiên có 1 điều lưu ý là phản ứng (3) và (4) xảy ra chậm hơn phản ứng (1). Dẫn đến vấn đề là sau phản ứng Fenton truyền thống lượng Fe3+ đều chuyển hóa thành bùn Fe(OH)3 kết tủa.
Phản ứng kết tủa bùn sắt.
Ngoài ra, trong quá trình Fenton truyền thống còn xảy ra các phản ứng không mong muốn (5) và (6). Dẫn tới việc làm giảm lượng •OH, làm suy yếu quá trình phân hủy chất hữu cơ.
Các ion vô cơ thường gặp trong nước thải như Phosphat, Chlorine và Nitrat là những tác nhân làm giảm hiệu suất sử dụng hóa chất. Dưới đây là các phản ứng không mong muốn trong Fenton dưới sự có mặt của các ion vô cơ:
Cấu tạo, nguyên lý hoạt động:
Công nghệ FBR – Fenton có cấu tạo gồm một bể hình trụ đứng chứa nước thải, bên trong có chứa giá thể. Phía trên bể là nơi bơm nước thải đầu vào, thoát nước, hoàn lưu nước và bùn, đồng thời dùng để bổ sung hóa chất vào bể.
Sơ đồ cấu tạo của công nghệ FBR - Fenton.
Nguyên lý cơ bản trong Fenton cải tiến là thực hiện đồng thời hai quá trình phản ứng Đồng thể (Fe2+/H2O2) và Dị thể (FeOOH/H2O2) thay vì một phản ứng đồng thể như Fenton truyền thống.
Sơ đồ xử lý của FBR - Fenton.
Vì đồng thời diễn ra hai quá trình phản ứng nên lượng dùng Fe2+ giảm dẫn tới lượng dùng NaOH giảm.
5. Ưu nhược điểm và lợi ích của FBR – Fenton:Ưu điểm:
Nhược điểm:
Công nghệ FBR-Fenton tại nhà máy giấy Zhengloong Bình Dương.
(Nguồn: tailieumoitruong.org)
Công nghệ FBR – Fenton được áp dụng hầu hết ở các nhà máy sản xuất có phát sinh chất thải giàu COD hòa tan (loại CODs không thể xử lý vi sinh hoặc hóa lý); chủ yếu trong sản xuất công nghiệp như dệt nhuộm, ngành giấy, hóa chất, xỉ mạ, mỹ phẩm, sản xuất da giày, dược phẩm,…
Công ty TNHH Xây Dựng- Công Nghệ Môi Trường Nano
Hotline: 0941 777 519 (Mr. Nhân)
Email: nanoentech@gmail.com
Facebook: https://www.facebook.com/nanoentech