QUY TRÌNH VÀ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG FENTON

Xử lý nước thải bằng Fenton là phương pháp xử lý nước thải có khả năng loại bỏ được các hợp chất hữu cơ độc hại trong nước một cách nhanh chóng và hiệu quả. Vậy, phương pháp này là gì? Hãy tìm hiểu các thông tin về quy trình xử lý nước thải Fenton và các yếu tố ảnh hưởng trong bài viết dưới đây để đưa ra lựa chọn phù hợp nhất.

Ứng dụng phương pháp Fenton và các chất oxy hóa bậc cao trong xử lý nước thải

Khái niệm phương pháp oxy hóa bậc cao

Phương pháp oxy hóa bậc cao hay còn gọi là quá trình oxy hóa nâng cao. Đây là những quá trình phân hủy oxy hóa dựa vào gốc tự do hoạt động hydroxul *OH. Để được tạo ra trong quá trình xử lý với thời gian ngắn.

Gốc hydroxyl được đánh giá là tác nhân oxy hóa. Chúng có khả năng oxy hóa không cần lựa chọn mọi chất hữu cơ. Dù đó là chất khó phân hủy. Từ đó, biến chúng thành các hợp chất vô cơ, các acid vô cơ, acid hữu cơ mạch ngắn, hoặc chất không độc hại.

Công nghệ xử lý nước thải bằng oxy hóa bậc cao thường được ứng dụng trong các hệ thống xử lý nước thải có nồng độ COD lớn. Điều kiện, để xảy ra phản ứng oxy hóa bậc cao là phải có chất trung gian có hoạt tính cao.

Phương pháp Fenton

Đây là phương pháp sử dụng tổ hợp H₂O₂ và muối Fe²⁺ làm tác nhân cho quá trình oxy hóa diễn ra. Phương pháp này có khả năng xử lý các chất hữu cơ vô cùng mạnh mẽ. Tuy nhiên, nhược điểm của nó là có thể dẫn tới khoáng hóa hoàn toàn chất hữu cơ thành CO₂ và nước. Do đó, cần sử dụng thêm hóa chất để xử lý sản phẩm được sinh ra sau phản ứng Fenton.

Chính vì vậy, nên áp dụng phương pháp Fenton để phân hủy từng phần. Vừa chuyển hóa chất khó phân hủy sinh học thành chất có khả năng phân hủy sinh học rồi tiếp tục quá trình xử lý tiếp theo.

Quy trình xử lý nước thải Fenton

Điều chỉnh nồng độ pH cho phù hợp

Độ pH có vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh tốc độ phản ứng và ảnh hưởng lớn đến nồng độ ion Fe²⁺ trong dung dịch. Do đó, pH trở thành yếu tố quyết định trực tiếp đến hiệu quả phân hủy các hợp chất hữu cơ có trong nước thải khi sử dụng phương pháp Fenton.

Theo ý kiến của các chuyên gia, khoảng pH lý tưởng để quá trình phản ứng Fenton diễn ra hiệu quả nằm trong khoảng từ 2 đến 4. Tuy nhiên, để tối ưu hóa hiệu suất phản ứng, mức pH lý tưởng nhất là khoảng 2,8 nơi quá trình oxy hóa đạt mức cao nhất. Nó đảm bảo khả năng loại bỏ chất hữu cơ một cách hiệu quả hơn.

Phản ứng oxy hóa

Trong giai đoạn phản ứng oxi hóa diễn ra sẽ hình thành các gốc OH hoạt tính và phản ứng oxi hóa chất hữu cơ. Cơ chế hình thành gốc OH hiện nay có sự thống nhất. Theo đó sẽ hình thành phản ứng như sau:

Fe²⁺ + H₂O₂ -> Fe³⁺ + OH^- + OH^*

Gốc *OH sẽ tham gia vào phản ứng oxi hoá các hợp chất hữu cơ. Từ đó, chuyển chất hữu cơ từ dạng cao thành các chất hữu cơ phân tử thấp. Phản ứng như sau:

CHC (cao phân tử) + *HO ——> CHC (thấp phân tử) + CO₂ + H₂O + OH^-

Trung hòa và keo tụ trong xử lý nước thải bằng Fenton

Sau khi phản ứng oxi hóa diễn ra, cần phải nâng nồng độ PH trong bể lên mức lớn hơn 7 để thực hiện quá trình kết tủa Fe³⁺ vừa mới hình thành trong phản ứng. Phương trình hóa học như sau:

Fe³⁺ + 3OH^- —--> Fe(OH)₃.

Lúc này, kết tủa Fe(OH)₃ sẽ thực hiện theo cơ chế keo tụ, đông tụ. Đồng thời, hấp phụ một phần chất hữu cơ cao phân tử.

Một số yếu tố ảnh hưởng khi xử lý nước thải bằng Fenton

- Nồng độ sắt: Không có sắt sữ không thể diễn ra sự hình thành các gốc hydroxyl. Nếu nồng độ sắt tăng, sự loại trừ của phenol có thể tăng đến điểm nhất định. Tại đó, dù có cho thêm sắt cũng không tăng hiệu quả nữa.

- Dạng sắt: Hầu hết các ứng dụng Fe²⁺ hay Fe³⁺ đều có thể sử dụng xúc tác phản ứng. Hàm lượng H₂O₂ càng nhiều, phản ứng càng nhanh. Tuy nhiên, nếu lượng hệ chất Fenton thấp thì Fe²⁺ được ưa chuộng hơn. Muối sắt hay sulfat đều có thể sử dụng được.

- Nồng độ H₂O₂: Cần có đủ lượng H₂O₂ để đẩy phản ứng lên đến điểm nhất định. Từ đó, giúp làm giảm nhanh độc tính trong nước thải.

- Nhiệt độ: Nhiệt độ gia tăng thì tốc độ phản ứng Fenton cũng phát triển theo tỷ lệ thuận. Tuy nhiên, nếu nhiệt độ trên 40 – 500^oC thì sẽ diễn ra quá trinh phân hủy H₂O₂ nêu hiệu quả sử dụng chất này bị suy giảm. Các phản ứng Fenton hiện nay đều xảy ra ở nhiệt độ lý tưởng là 20 – 400^oC.

- Độ pH: Trong môi trường axit, quá trình khử Fe³⁺ thành Fe²⁺ trở lên dễ dàng hơn. Từ đó, tạo điều kiện để hình thành gốc hydroxyl OH*. Nếu pH cao thì Fe³⁺ tahnhf Fe(OH)₃. Vì vậy, làm giảm quá trình tạo ra Fe²⁺. Độ pH thích hợp nhất cho phản ứng Fenton là trung tính.

Ứng dụng của phương pháp xử lý nước thải bằng Fenton

- Khử mùi: Phản ứng Fenton có hiệu quả tốt trong việc khử mùi nước thải thông qua quá trình oxy hóa H₂S, Aldehyde, amine, mercaptan.

- Kiểm soát sự ăn mòn: Phương pháp này có thể phân hủy được cả chlorine và hợp chất lưu huỳnh – các axit ăn mòn thường xuất hiện khí ngưng tụ trong thiết bị và bị oxy hóa bởi không khí.

- Khử BOD, COD, kể cả các chất có nồng độ cao, khó phân hủy.

- Oxy hóa chất vô cơ, hữu cơ, kim loại.

- Giải phóng các bọt khí nhỏ đang phân tán trong nước. Xử lý hiệu quả cả váng dầu ở các bể tuyển nổi.

Kết luận

Môi trường Phước Trình đã có nhiều năm kinh nghiệm trong việc cung cấp giải pháp xây dựng và vận hành hệ thống xử lý nước thải - khí thải hiệu quả, bền vững. Chúng tôi đã thực hiện nhiều dự án xử lý nước thải - khí thải trên khắp các thành phố và các tỉnh lận cận.

Với đội ngũ kỹ sư giàu kinh nghiệm, Môi trường Phước Trình không ngừng nỗ lực sáng tạo và cải tiến tối ưu hóa giải pháp xử lý nước thải – khí thải. Điều này đảm bảo hệ thống xử lý nước thải – khí thải được lắp đặt và vận hành một cách chính xác và hiệu quả. Đặc biệt, lợi ích của khách hàng và sức khỏe của con người luôn được đặt lên hàng đầu, làm nền tảng cho hoạt động của chúng tôi.

Nếu bạn đang tìm kiếm giải pháp xử lý nước thải – khí thải cho doanh nghiệp của mình, hãy đến với Môi trường Phước Trình ngay hôm nay để được tư vấn, lắp đặt, vận hành hệ thống xử lý nước thải – khí thải tiên tiến và tối ưu nhất. Bạn có thể yên tâm rằng việc xử lý nước thải - khí thải của doanh nghiệp sẽ được thực hiện một cách chất lượng và đáng tin cậy.