Tên luận án:
NGHIÊN CỨU XỬ LÝ 2,4,6-TRINITRORESORCINOL (TNR) VÀ 2,4,6-TRINITROPHENOL (TNP) TRONG NƯỚC THẢI SẢN XUẤT THUỐC GỢI NỔ BẰNG CÔNG NGHỆ PLASMA LẠNH
Ngành:
Kỹ thuật môi trường
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Luận án này tập trung nghiên cứu giải pháp xử lý nước thải từ dây chuyền sản xuất thuốc gợi nổ, vốn chứa các hợp chất nitrophenol bền vững như 2,4,6-Trinitroresorcinol (TNR) và 2,4,6-Trinitrophenol (TNP), gây ô nhiễm nghiêm trọng. Nhận thấy những hạn chế của các phương pháp xử lý truyền thống, đề tài đã khai thác công nghệ plasma lạnh (non-thermal plasma) như một hướng tiếp cận mới, tiên tiến với khả năng tạo ra các tác nhân oxi hóa mạnh (như UV, O3, H2O2 và gốc tự do *OH) mà không sinh sản phẩm ô nhiễm thứ cấp.
Mục tiêu nghiên cứu là làm rõ cơ sở khoa học, xác định quy luật ảnh hưởng của các yếu tố môi trường và công nghệ đến quá trình chuyển hóa TNR và TNP trong nước bằng plasma lạnh, từ đó đề xuất quy trình công nghệ xử lý nước thải đạt quy chuẩn Việt Nam hiện hành. Các kết quả thực nghiệm đã minh chứng khả năng tạo plasma lạnh từ phóng điện màn chắn (DBD) sinh ra các tác nhân oxi hóa, với tốc độ sản sinh gốc *OH trung bình đạt 0,017 mmol/lít.phút, nồng độ O3 và H2O2 hòa tan đạt cực đại lần lượt là 3,25 mg/L và 9,5 mg/L. Công nghệ plasma lạnh cho thấy khả năng phân hủy tốt TNR và TNP, với hiệu suất xử lý tỷ lệ thuận với công suất phát và mật độ dòng, đạt cao nhất ở pH 3,2. Điều kiện công nghệ tối ưu được xác định là U=16,5 kV, I=16 mA, J=0,75 mA/cm², d=2,5 mm, pH=3,3 và Q=415 mL/phút. Luận án cũng chỉ ra rằng việc bổ sung các tác nhân oxi hóa như H2O2, Na2S2O8, O2 làm tăng đáng kể hiệu suất phân hủy, trong đó H2O2 mang lại hiệu quả cao nhất. Quá trình phân hủy TNR và TNP đều tuân theo quy luật động học giả bậc 1. Dựa trên các kết quả này, một quy trình công nghệ xử lý nước thải chì styphnat công suất 5 m³/ngày bằng plasma lạnh đã được thiết lập, đảm bảo nước thải sau xử lý đạt QCVN 40:2011/BTNMT (mức B).
Mục lục chi tiết:
- MỞ ĐẦU
- 1. Tính cấp thiết của đề tài luận án
- 2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài luận án
- 3. Nội dung nghiên cứu
- 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
- 6. Bố cục của luận án
- CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
- 1.1. Đặc điểm nước thải dây chuyền sản xuất chì styphnat
- 1.2. Phân loại plasma
- 1.3. Phương pháp tạo plasma lạnh cho xử lý môi trường
- 1.4. Cơ chế tác động của plasma đến môi trường nước
- 1.5. Hiện trạng nghiên cứu plasma lạnh để xử lý nước thải
- CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM
- 2.1. Thiết bị, hóa chất
- 2.2. Các phương pháp phân tích
- 2.3. Phương pháp thực nghiệm
- 2.3.1. Khảo sát đặc điểm của plasma lạnh
- 2.3.2. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy TNR và TNP bằng plasma lạnh
- CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
- 3.1. Nghiên cứu đặc điểm, tính chất của plasma lạnh
- 3.1.1. Khảo sát sự hình thành plasma lạnh trong không khí từ quá trình phóng điện màn chắn DBD và điện áp tối ưu
- 3.1.2. Khảo sát nồng độ khí O3 hòa tan tạo thành từ quá trình plasma lạnh
- 3.1.3. Khảo sát nồng độ H2O2 tạo thành từ quá trình plasma lạnh
- 3.1.4. Khảo sát cường độ bức xạ tử ngoại UV
- 3.1.5. Nghiên cứu xác định tốc độ hình thành gốc hydroxyt (OH) từ quá trình plasma lạnh
- 3.2. Nghiên cứu sự phân hủy TNR và TNP trong môi trường nước bằng plasma lạnh
- 3.2.1. Ảnh hưởng của công suất nguồn phát đến hiệu suất phân hủy TNR và TNP
- 3.2.3. Ảnh hưởng của nồng độ ban đầu đến hiệu suất phân hủy TNR và TNP
- 3.2.4. Ảnh hưởng của pH ban đầu
- 3.2.4. Ảnh hưởng của lưu lượng tuần hoàn nước thải
- 3.2.5. Ảnh hưởng của khoảng cách điện cực đến khả năng phân hủy TNR và TNP
- 3.3. Nghiên cứu sự khoáng hóa và tốc độ quá tình phân hủy TNR, TNP trong hệ plasma lạnh
- 3.3.1. Nghiên cứu sự khoáng hóa TNR và TNP trong hệ plasma lạnh
- 3.3.2. Nghiên cứu tốc độ quá trình phân hủy TNR, TNP và TOC
- 3.4. Ảnh hưởng của một số tác nhân oxi hóa đến hiệu quả xử lý TNR và TNP trong hệ phản ứng plasma lạnh
- 3.5. Thử nghiệm xử lý nước thải dây chuyền sản xuất chì styphnat và đề xuất quy trình xử lý
- 3.5.1. Xác định lượng H2O2 cần thiết
- 3.5.2. Nghiên cứu thử nghiệm xử lý nước thải dây chuyền sản xuất chì styphnat trong phòng thí nghiệm
- 3.5.3. Đề xuất quy trình và tính toán các hạng mục chủ yếu của hệ thống xử lý nước thải dây chuyền sản xuất chì styphnat
- KẾT LUẬN
- DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ