Xử lý độ màu và COD của nước thải dệt nhuộm bằng vật liệu bùn thải từ nhà máy cấp nước và peroxydisunfat

Trong nghiên cứu "Xử lý độ màu và COD của nước thải dệt nhuộm bằng vật liệu bùn thải từ nhà máy cấp nước và peroxydisunfat", bùn thải khô từ nhà máy cấp nước được cacbon hóa ở các nhiệt độ khác nhau (200, 300, 400, 500, 600, 700°C) và sau đó được sử dụng để loại bỏ màu và COD khỏi nước thải dệt nhuộm. Peroxydisunfat (PDS) là nguồn tạo ra các gốc sunfat tự do (SO)–4 trong quá trình oxy hóa. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Xử lý độ màu và COD của nước thải dệt nhuộm bằng vật liệu bùn thải từ nhà máy cấp nước và peroxydisunfat L.Quang Sang, N.Nhật Huy, T.Nguyễn Hải / Tạp chí Khoa học và Công nghệ Đại học Duy Tân 3(58) (2023) 39-48 39 3(58) (2023) 39-48 Xử lý độ màu và COD của nước thải dệt nhuộm bằng vật liệu bùn thải từ nhà máy cấp nước và peroxydisunfat Removal of colour and COD from textile wastewater using water supply plant-derived sewage sludge and peroxydisulfate Lê Quang Sanga,b, Nguyễn Nhật Huya,b, Trần Nguyễn Hảic,d* Le Quang Sanga,b, Nguyen Nhat Huya,b, Tran Nguyen Haic,d* a Khoa Môi trường và Tài nguyên, Trường Đại học Bách Khoa TP.HCM, TP. Hồ Chí Minh, Việt Nam a Faculty of Environment and Natural Resources, Ho Chi Minh City University of Technology (HCMUT), Ho Chi Minh city, Vietnam b Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, TP. Hồ Chí Minh, Việt Nam b Vietnam National University Ho Chi Minh city, Ho Chi Minh City, Vietnam c Trung tâm Vật liệu Môi trường và Năng lượng, Viện Nghiên cứu Khoa học Cơ bản và Ứng dụng, Trường Đại học Duy Tân, TP. Hồ Chí Minh, Việt Nam c Center for Energy and Environmental Materials, Institute of Fundamental and Applied Sciences, Duy Tan University, Ho Chi Minh city, Vietnam d Khoa Môi trường và Công nghệ hóa, Trường Đại học Duy Tân, TP. Đà Nẵng, Việt Nam d Faculty of Environmental and Chemical Engineering, Duy Tan University, Da Nang city, Vietnam (Ngày nhận bài: 02/3/2023, ngày phản biện xong: 11/3/2023, ngày chấp nhận đăng: 21/5/2023) Tóm tắt Một số kim loại chuyển tiếp (như Fe và Mn, thường tồn tại trong bùn thải) có thể được tận dụng như vật liệu tiềm năng (chất hấp phụ hoặc chất xúc tác) để loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ trong nước thông qua các quá trình oxy hóa nâng cao. Trong nghiên cứu này, bùn thải khô từ nhà máy cấp nước được cacbon hóa ở các nhiệt độ khác nhau (200, 300, 400, 500, 600, 700°C) và sau đó được sử dụng để loại bỏ màu và COD khỏi nước thải dệt nhuộm. Peroxydisunfat (PDS) là nguồn tạo ra các gốc sunfat tự do (SO  – ) trong quá trình oxy hóa. Kết quả thử nghiệm ban đầu chỉ ra rằng bùn 4 thải được cacbon hóa ở 300°C (300-Bun) có hiệu quả loại bỏ cao nhất đối với màu và COD. Ảnh hưởng của các điều kiện đầu vào đến quá trình loại bỏ màu và COD được nghiên cứu ở các giá trị pH khác nhau (1,0–4,0), nồng độ PDS (0–1,11 mM), giá trị màu ban đầu (2–221 Pt–Co), nồng độ COD ban đầu (33,3–230,9 mg/L) và tỷ lệ rắn/lỏng (hoặc hàm lượng 300-Bun được sử dụng: 0–4,0 g/L). Một nghiên cứu khác được thực hiện để so sánh hiệu quả loại bỏ màu và COD bằng phương pháp hấp phụ (sử dụng 300-Bun), oxy hóa (sử dụng PDS) và xúc tác dị thể (kết hợp 300-Bun và PDS). Kết quả chỉ ra rằng cơ chế hấp phụ đóng vai trò chủ đạo trong việc loại bỏ màu và COD. PDS hoạt động như một chất oxy hóa hiệu quả trong việc khử độ màu và giảm nồng độ COD trong nước thải dệt nhuộm. Vai trò của chất hoạt hóa PDS trong hệ xúc tác dị thể được quan sát rõ hơn trong nghiên cứu loại bỏ COD so với nghiên cứu loại bỏ màu trong nước. Mặc dù bùn thải có thể loại bỏ màu và COD trong nước thải dệt nhuộm nhưng hiệu quả không cao như * Tác giả liên hệ: Trần Nguyễn Hải; Trung tâm Vật liệu Môi trường và Năng lượng, Viện Nghiên cứu Khoa học Cơ bản và Ứng dụng, Trường Đại Học Duy Tân, TP. Hồ Chí Minh, Việt Nam; Khoa Môi trường và Công nghệ hóa, Trường Đại học Duy Tân, TP. Đà Nẵng, Việt Nam; Email: trannguyenhai@duytan.edu.vn hoặc trannguyenhai2512@gmail.com 40 L.Quang Sang, N.Nhật Huy, T.Nguyễn Hải / Tạp chí Khoa học và Công nghệ Đại học Duy Tân 3(58) (2023) 39-48 mong đợi. Do đó, cần phải có một số biến tính hoặc xử lý khác đối với bùn thải trong tương lai để tăng hiệu quả xử lý COD. Từ khóa: oxy hóa nâng cao; độ màu; nhu cầu oxy hóa học; nước thải dệt nhuộm; bùn thải. Abstract Some transition metals (i.e., Fe and Mn often exist in sewage sludge) can act as potential materials (adsorbent or catalyst) for removing organic contaminants from water through advanced oxidation processes. In this study, dried sewage sludge derived from water supply plant was carbonized at different temperatures (200, 300, 400, 500, 600, 700°C) and then applied for removing colour and COD from textile wastewater. Peroxydisulfate (PDS) is used to generate free sulfate radicals (SO  – ) in the oxidation system. A primary test result indicated that sewage sludge 4 carbonized at 300°C (300-Bun) exhibited the highest removal efficiency for colour and COD. The effects of operational conditions on the removal process of colour and COD were investigated at different pH values (1.0–4.0), PDS concentrations (0–1,11 mM), initial colour values (2–221 Pt–Co) and COD concentrations (33.3–230.9 mg/L), and solid/liquid ratios (300-Bun dose: 0–4.0 g/L). Another study was conducted to compare the removal efficiency of colour and COD by adsorption (using 300-Bun), oxidation (using PDS), and heterogeneous catalysis (combining 300-Bun and PDS). Results indicated that the adsorption mechanism played a dominant role in removing colour and COD. PDS acts as an effective oxidant for degrading colour and decreasing COD in textile wastewater. The role of PDS activator in the heterogeneous catalysis system was more clearly observed in studying COD removal than in colour one. Although the sewage sludge can remove colour and COD from textile wastewater, its efficiency was not high as expected. Theref ...