Nghiên cứu xử lý axit Styphnic trong nước bằng hệ UV/H2O2/bùn đỏ Tây Nguyên

Nghiên cứu này tập trung vào việc khảo sát khả năng ứng dụng chất xúc tác quang TiO2 có trong bùn đỏ Tây Nguyên vào quá trình oxy hóa nâng cao UV-H2O2 để phân hủy axit Styphnic (TNR) trong nước tự tạo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu xử lý axit Styphnic trong nước bằng hệ UV/H2O2/bùn đỏ Tây NguyênHóa học & Kỹ thuật môi trường NGHIÊN CỨU XỬ LÝ AXIT STYPHNIC TRONG NƯỚC BẰNG HỆ UV/H2O2/BÙN ĐỎ TÂY NGUYÊN Nguyễn Văn Huống1*, Vũ Đức Lợi2, Nguyễn Đình Hưng1, Trần Thị Tố Uyên3, Nguyễn Mạnh Khải3 Tóm tắt: Nghiên cứu này tập trung vào việc khảo sát khả năng ứng dụng chất xúc tác quang TiO2 có trong bùn đỏ Tây Nguyên vào quá trình oxy hóa nâng cao UV-H2O2 để phân hủy axit Styphnic (TNR) trong nước tự tạo. Nghiên cứu được tiến hành trên cơ sở xác định hiệu suất phân hủy TNR trong nước với sự có mặt của bùn đỏ Tây Nguyên, tác nhân oxy hóa H2O2 sau một khoảng thời gian (0-60 phút) chiếu tia UV. Các yếu tố như pH, tỉ lệ mol H2O2/TiO2, nồng độ chất ban đầu, bước sóng, cường độ ánh sáng đều có ảnh hưởng rõ rệt đến hiệu suất phân hủy TNR trong nước. Kết quả nghiên cứu cho thấy tại điều kiện C0TNR = 143,54 mg/L, tỉ lệ mol H2O2/TiO2=15, pH = 3, λ= 313nm, 100% TNR bị phân hủy trong 60 phút.Từ khoá: TNR; Axit stynic; UV- H2O2. 1. MỞ ĐẦU Axit Styphnic (TNR) có công thức phân tử là C6H(NO2)3(OH)2. Đây là một loại axit cómàu vàng, tinh thể hình lục giác. Nó được sử dụng trong quá trình sản xuất thuốc nhuộm,mực, thuốc men và vật liệu nổ như chì styphnate [4]. TNR được xếp trong danh sách 429 các chất độc nguy hại cần được xử lý. TNR gây hạicho hệ thần kinh, chủ yếu lên máu, phá vỡ quá trình cung cấp oxy cho cơ thể và có thể gâybệnh viêm da. Dấu hiệu đặc trưng khi bị ngộ độc TNR là chóng mặt, đau đầu. Đồng thờikhi có mặt trong nước làm giảm sự cung cấp oxi cho sinh vật sống, gây mùi khó chịu hoặcmùi thối cho nước và thịt cá [4]. Để xử lý TNR trong nước thải đã có nhiều công trình nghiên cứu và áp dụng. Cácphương pháp đã được nghiên cứu và áp dụng xử lý như sử dụng chất hấp phụ [8] cácphương pháp sinh học [6]. Trong những năm gần đây, việc nghiên cứu, ứng dụng các tácnhân oxy hóa và oxy hóa nâng cao để xử lý môi trường đem lại hiệu quả nhất định [10].Tuy nhiên, chi phí cho việc vận hành các hệ thống trên tương đối cao, do vậy, việc nghiêncứu tận dụng các loại chất thải có thành phần làm chất xúc tác cho hệ oxy hóa nâng caođang được nhiều nhà khoa học quan tâm và nghiên cứu. Hiện nay, việc sử dụng các chếphẩm hoặc chất thải công nghiệp rắn như bùn đỏ làm xúc tác cho quá trì oxy hóa nâng caođang rất được quan tâm nghiên cứu và ứng dụng [10, 12]. Bùn đỏ là bã thải của quá trình sản xuất nhôm từ quặng bauxite theo phương phápBayer. Do tính kiềm cao và lượng bùn thải lớn, bùn đỏ sẽ là tác nhân gây ô nhiễm môitrường nghiêm trọng nếu không được quản lý tốt. Bùn đỏ có các chất xúc tác như sắt,mangan, TiO2… và một lượng xút dư thừa do quá trình hòa tan và tách quặng bauxite[2]. Đây là hợp chất độc hại, thậm chí bùn đỏ được ví như “bùn bẩn”. Hiện nay, trênthế giới chưa có nước nào xử lý triệt để được vấn đề bùn đỏ. Cách phổ biến mà ngườita vẫn thường làm là chôn lấp bùn đỏ ở các vùng đất ít người, ven biển để tránh độchại. Với quy hoạch phát triển bauxit ở Tây Nguyên đến năm 2015 mỗi năm sản xuấtkhoảng 7 triệu tấn Alumin, tương đương với việc thải ra môi trường 10 triệu tấn bùnđỏ. Đến năm 2025 là 15 triệu tấn alumin tương đương với 23 triệu tấn bùn đỏ. Cứ nhưthế sau 10 năm sẽ có 230 triệu tấn và sau 50 năm sẽ có 1,15 tỷ tấn bùn đỏ tồn đọngtrên vùng Tây Nguyên [3]. Trong nghiên cứu này, bùn đỏ Tây Nguyên được nghiêncứu làm chất xúc tác cho quá trình oxy hóa nâng cao (AOP) để xử lý TNR trong môitrường nước.150 N. V. Huống, …, N. M. Khải, “Nghiên cứu xử lý axit Styphnic … bùn đỏ Tây Nguyên.”Nghiên ccứu ứu khoa học công nghệ TiO2 được được biết nh nhưư là ch chất ất xúc tác quang tiềm năng trong lĩnh vực llàm àm ssạch ạch môitrườngtrư ờng vìvì trơ trơ hóa hhọc, ọc, sinh học, dễ sản xuất, không độc, vvàà tương đđối rẻ. rẻ. Với những tínhchất đó, TiO2 gầnchất gần như là ch ất xúc tác lý tư chất tưởng ởng [9,11]. [9,11 Các kết kết quả nghi nghiênên ccứu ứu cho thấy tr trên ên thành ph phần ần bùn bùn đỏ đỏ có chứa một llượng TiO2khoảng 6-7khoảng 6 7 % [10] [10].. Do vvậy ậy nghiên nghiên ccứu ứu nnày ày đđãã thực thực hiện nhằm mục đích ứng dụng TiO2trong bùn đđỏ ỏ để xử llýý nnước ớc thải nhiễm TNR. H Hướng ớng nghiên nghiên ccứu ứu nnày ày vừa vừa giúp giải quyếtbài toán vvềề chất thải bbùnùn đđỏ ỏ vừa giảm giá th thành ành của của chất ...