Banner trang chủ
Chủ Nhật, ngày 05/12/2021

Nghiên cứu loại bỏ Rhodamine B trong nước bằng quá trình Fenton sử dụng vật liệu bùn thải từ nhà máy xử lý nước ngầm nhiễm sắt

18/10/2021

    Tóm tắt

    Trong nghiên cứu này, bùn thải từ nhà máy xử lý nước ngầm đã được rửa lọc bằng HNO3 và biến tính nhiệt làm vật liệu xúc tác thay thế muối sắt trong quá trình Fenton xử lý Rhodamine B (RhB) và độ màu trong nước. Thực nghiệm cho thấy, vật liệu xúc tác biến tính nhiệt ở 300°C cho hiệu quả xử lý RhB tốt nhất. Sau khoảng thời gian 90 phút, trên mô hình Jartest, ở nồng độ 50 mgRhB/L, hiệu suất xử lý đạt trên 99% với 12,5 mM H2O2, 0,3 g vật liệu/L và pH ban đầu 2,8. Cũng trong cùng điều kiện trên, khả năng xử lý độ màu của mô hình đã đạt QCVN 13:2015/BTNMT, cột A. Kết quả nghiên cứu cho thấy tiềm năng tận dụng bùn thải từ nhà máy xử lý nước ngầm làm vật liệu xúc tác cho quá trình Fenton dị thể trong xử lý nước thải dệt nhuộm.

    Từ khóa: Bùn nước cấp, Fenton, Rhodamine B.

    Nhận bài: 7/9/2021; Sửa chữa: 20/9/2021; Duyệt đăng: 22/9/2021.

    1. Đặt vấn đề

    Hiện nay, dân số toàn cầu không ngừng gia tăng, điều này kéo theo nhu cầu về nước sử dụng trong sinh hoạt và sản xuất tăng cao. Để áp ứng nhu cầu về nước, quy mô của các hệ thống xử lý nước cấp hiện nay đã được mở rộng và tăng công suất tối đa. Khối lượng bùn thải sinh ra từ các nhà máy xử lý nước cấp chiếm từ 1 - 3% tổng khối lượng nước thô đầu vào. Bùn thải từ các nhà máy xử lý nước cấp thường sẽ được chôn lấp như một loại chất thải rắn không nguy hại. Một số quốc gia phát triển sẽ xem xét nguồn gốc và phân tích thành phần của chúng, sau đó sẽ ưu tiên cho việc chôn lấp hay kết hợp với một số vật liệu khác để tái sử dụng. Vì vậy, việc tìm ra phương án xử lý bùn để đảm bảo cân bằng tài chính, ổn định kinh tế và đảm bảo sự phát triển bền vững cho môi trường là rất cần thiết. Thông thường, bùn thải được tận dụng để sản xuất vật liệu xây dựng như xi măng, gốm sứ, đất sét hoặc phối trộn làm phân bón. Ngoài ra, bùn thải còn được tận dụng và biến tính để tạo thành vật liệu xử lý môi trường. Tại Việt Nam, nhóm nghiên cứu của GS.TS Nguyễn Văn Phước và GS.TS Lâm Minh Triết đã báo cáo phương án và đề xuất công nghệ xử lý, tận dụng, tái sử dụng bùn thải, nước tách bùn để sản xuất vật liệu xây dựng và tái bổ sung nguồn nước [1,2]. Bùn từ bể lắng của Nhà máy nước Tân Phú có thành phần chủ yếu gồm: Chất vô cơ (92,2%), chất hữu cơ (7,8%), cát (6,4 %), Fe (8,7% m/m), Mn (0,37% m/m), Zn (67 mg/kg), Ni (28 mg/kg) và Cu (8 mg/kg) [1]. Các nghiên cứu trong nước liên quan đến bùn thải nước cấp giàu sắt từ các nhà máy nước ngầm còn khá ít. Nguyên nhân là do việc sử dụng và khai thác nước ngầm thành nước uống đã bị hạn chế ở nhiều quốc gia, trong đó có Việt Nam. Loại bùn thải này có nguồn gốc chủ yếu từ các nhà máy cũ đang được sử dụng trong thời gian hết khấu hao hoặc là lượng bùn tích lũy còn lại lâu nay chưa được xử lý.

    Rhodamine B (RhB) là chất hữu cơ có công thức hóa học C28H31­ClN2O3 dạng bột màu đỏ đến tím, thuộc nhóm thuốc nhuộm Xanthene và được sử dụng rộng rãi, phổ biến. RhB gây độc cấp và mãn tính thông qua tiếp xúc, đường hô hấp và đường tiêu hóa, gây ra tình trạng dị ứng, ngứa, ho, đau tức ngực. Nếu tích tụ dần trong cơ thể sẽ gây ra nhiều tác hại đối với gan, thận, hệ thần kinh và gây ung thư. Do thành phần cấu tạo phức tạp, bền màu, tạo ra chất thải thứ cấp trong và sau quá trình xử lý nên các phương án xử lý hiện nay được ưu tiên đó là quá trình oxy hóa bậc cao (Fenton). Quá trình Fenton lần đầu được phát hiện năm 1894 bởi H.J.H Fenton với báo cáo H2O2 có thể được hoạt hóa bằng muối Fe2+ để oxy hóa axit tartaric [3]. Những năm gần đây, quá trình Fenton và các dạng Fenton cải tiến đã được nghiên cứu và ứng dụng trong thực tế để xử lý nước thải nhằm loại bỏ nhiều chất ô nhiễm hữu cơ nguy hại.

    Tận dụng chất thải để xử lý một chất thải khác đang là xu hướng xử lý môi trường được ưa chuộng. Trong nghiên cứu này, bùn thải từ nhà máy xử lý nước ngầm được tận dụng thành vật liệu xúc tác cho quá trình Fenton. Sau khi rửa, lọc và biến tính nhiệt, vật liệu này được sử dụng để thay thế cho sắt trong phản ứng Fenton trên mô hình Jartest. Một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý là nhiệt độ nung bùn, pH ban đầu, khối lượng bùn và liều lượng H2O2 đã được khảo sát. Khả năng ứng dụng của vật liệu được đánh giá thông qua hiệu suất xử lý độ màu và hiệu quả loại bỏ RhB khỏi nước.

    2. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu

    2.1. Vật liệu

Hình 1. Quy trình chuẩn bị vật liệu từ bùn thải nước cấp

    Nghiên cứu sử dụng bùn thải từ nhà máy nước ngầm thuộc Công ty TNHH MTV Nước ngầm Sài Gòn (Tân Phú, TP. Hồ Chí Minh). Bùn thải sau khi thu gom về phòng thí nghiệm sẽ được nghiền nhỏ, rây qua rây có kích thước 0,075 mm. Sau đó, 20 g bùn được cân và cho vào cốc với 400 mL nước cất, khuấy từ và rửa nhiều lần với dung dịch HNO3 đến pH 5, rung siêu âm trong 15 phút, khuấy từ thêm 15 phút rồi lọc. Sau lần lọc cuối cùng, bùn được đem nung ở các nhiệt độ khác nhau từ 100 - 600°C trong 2 giờ. Sản phẩm thu được bảo quản trong tủ hút ẩm đến khi sử dụng. Quy trình chuẩn bị vật liệu được mô tả ở Hình 1.

    2.2. Thí nghiệm Fenton xử lý RhB trong nước

    Dung dịch nước thải giả lập với RhB nồng độ 50 mg/L được chuẩn bị hàng ngày bằng cách cân chính xác 100 mg RhB cho vào bình định mức 2000 mL, định mức đến vạch bằng nước cất. Dựa trên từng nghiệm thức, một lượng vật liệu bùn được cân chính xác và cho vào trong cốc chứa 250 mL RhB 50 mg/L và điều chỉnh pH bằng dung dịch HNO3 1 N và NaOH 1 N. Phản ứng được thực hiện bằng cách thêm H2O2, kiểm tra lại pH và bật công tắc vận hành thiết bị Jartest. Mẫu nước lấy trong quá trình phản ứng được nâng pH > 10 để tạo kết tủa sắt, sau đó lọc qua giấy lọc và mang đi phân tích nồng độ RhB. Nồng độ RhB và độ màu sau xử lý được xác định thông qua độ hấp thu quang phổ ở bước sóng λ = 553 nm và chương trình xác định độ màu trên thiết bị đo quang DR6000 (Hach, USA).

    3. Kết quả và thảo luận

    3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ nung bùn đến hiệu suất xử lý ô nhiễm

    Trong thí nghiệm này, ảnh hưởng của nhiệt độ biến tính vật liệu đến khả năng loại bỏ RhB cũng như độ màu trong nước được khảo sát với các điều kiện: [RhB] = 50 mg/L; [vật liệu] = 0,5 g/L; [H2O2] = 12,5 mM; pH = 2,8. Kết quả trong Hình 2 cho thấy, các vật liệu biến tính ở nhiệt độ khác nhau (100 - 600°C) cho hiệu quả xử lý RhB và độ màu khác nhau. Tuy nhiên, sự chênh lệch này là không nhiều, điều này có thể là do khối lượng vật liệu ban đầu tương đối lớn, ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả thí nghiệm bởi hiệu quả hấp phụ. Cụ thể, tất cả các vật liệu đều cho hiệu quả loại bỏ RhB trên 98% (Hình 2a) mặc dù nhiệt độ biến tính chênh lệch cách xa nhau. Trong quá trình Fenton dị thể, hầu hết các phản ứng phân hủy chất ô nhiễm diễn ra trên bề mặt chất xúc tác theo các Phương trình từ (1) đến (4) [4]. Cơ chế hấp phụ đóng vai trò khá quan trọng trong quá trình Fenton dị thể. Vì vậy, cần có thời gian để chất ô nhiễm hấp phụ trên bề mặt vật liệu để chất ô nhiễm có thể bị phân hủy bởi các gốc oxy tự do.

  

 

Hình 2. Ảnh hưởng của nhiệt độ nung vật liệu đến hiệu suất xử lý RhB (a) và độ màu (b) trong nước (Điều kiện thí nghiệm: [RhB] = 50 mg/L, [vật liệu] = 0,5 g/L, [H2O2] = 12,5 mM, pH = 2,8)

    Sự khác biệt có vẻ rõ ràng hơn trong kết quả xử lý độ màu (Hình 2b). Phản ứng oxy hóa RhB xảy ra không giống nhau với các vật liệu xúc tác khác nhau, chi phối bởi thành phần và tính chất vật liệu được quyết định bởi nhiệt độ nung bùn. Theo đó, sau 75 phút xử lý, độ màu ở các thí nghiệm của vật liệu nung ở 300, 400 và 500°C giảm đáng kể, đạt QCVN 13:2015/BTNMT (Cột A). Trong khi hiệu quả xử lý độ màu của các vật liệu còn lại vẫn cao sau 90 phút xử lý. Nguyên nhân có thể là do ở các nhiệt độ thấp (100 - 200°C), quá trình nung chủ yếu loại bỏ thành phần dễ bay hơi có trong bùn thải, nhiệt lượng cung cấp chưa đủ điều kiện để khoáng hóa hoàn toàn các thành phần có trong bùn và thay đổi cấu trúc vật liệu, đặc biệt là các hợp chất chứa sắt. Ở khoảng nhiệt độ cao hơn (300 - 500°C), với nhiệt lượng được cung cấp nhiều hơn, các thành phần khoáng sắt trên bề mặt vật liệu được cố định ở dạng oxit sắt, thúc đẩy quá trình Fenton diễn ra có hiệu quả hơn. Tuy nhiên, khi tiếp tục tăng nhiệt độ nung lên quá cao, cấu trúc vật liệu có thể bị phá vỡ, che lấp các oxit sắt trên bề mặt vật liệu, ảnh hưởng lớn đến hiệu quả quá trình phân hủy RhB. Tuy nhiên, kết quả của ShengGuo và cộng sự (2018) lại cho thấy khả năng xử lý RhB cao (99%) với vật liệu nung ở 600°C [5]. Báo cáo này sử dụng bùn từ quá trình Fenton để tận dụng trở lại cho chính quá trình này thành một chu kỳ hoạt động mới, nó có thể chứa ít tạp chất hơn, giúp việc hoạt hóa ở nhiệt độ cao có hiệu quả hơn trong việc cố định sắt thành các dạng phù hợp hơn cho quá trình xử lý. Khi so sánh với QCVN 13:2015/BTNMT thì bùn nung ở 300 - 500°C có khả năng xử lý độ màu đạt tiêu chuẩn (Cột A). Căn cứ và kết quả thực nghiệm và tính kinh tế, nhóm lựa chọn bùn nung ở 300°C làm vật liệu cho các thí nghiệm tiếp theo.

    3.2. Ảnh hưởng của pH

    Một trong những yếu tố chính ảnh hưởng đển quá trình Fenton chính là pH do nó quyết định dạng tồn tại của các ion sắt trong môi trường nước. Ở pH thấp, nồng độ ion H+ sẽ phân hủy gốc hydroxyl dự do để tạo thành H2O theo phương trình (5), đồng thời xảy ra quá trình tạo phức sắt, làm giảm nồng độ Fe2+ tự do trong dung dịch [6]. Ở pH cao, sự thủy phân và kết tủa của Fe3+ diễn ra mạnh mẽ, dẫn đến hiệu suất xử lý ô nhiễm thấp [7]. Một trong số cách ức chế quá trình oxy hóa của H2O2 ngoài việc sử dụng các chất như Na2S2O3 hay Na2CO3 thì còn cách là tăng pH lên, mục đích để tạo kết tủa FeOOH. Ảnh hưởng của pH ban đầu đến hiệu quả xử lý RhB và độ màu được thể hiện ở Hình 3. Cụ thể, ở các pH 6, 8 và 10 tạo thành kết tủa FeOOH làm tăng lượng bùn, dẫn đến độ màu tăng cao hơn so với mẫu đầu vào. Nếu tiến hành thí nghiệm ở các mức pH cao sẽ dẫn đến sự phân hủy H2O2 tạo ra oxy và nước, làm giảm đáng kể sự hình thành OH và do đó hiệu quả tổng thể của cả quá trình xử lý bị giảm.

                            (5)

    Hiệu suất xử lý RhB tăng khi pH tăng từ 1 lên 2,8  và giảm dần khi tiếp tục tăng pH lên 4, 6, 8 và 10 (Hình 3a). Khi điều chỉnh pH = 2,8, hiệu suất quá trình đạt cao nhất là 99,5 %. Lúc này, các gốc OH được sinh ra và hoạt động một cách hiệu quả nhất trong việc phân hủy RhB vì thế hiệu suất xử lý rất cao. Hiệu suất phân hủy RhB cao khi pH ban đầu nằm trong khoảng từ 2 - 4, tương tự với các nghiên cứu được thực hiện trước đó [8,9]. Tại pH 2 và 2,8 đều có hiệu suất cao hơn 99%, tuy nhiên khi hạ pH xuống 2 sẽ tiêu tốn nhiều hóa chất hơn là hạ pH xuống 2,8; tương tự khi nâng pH từ 2,8 lên 10 để dừng phản ứng Fenton và tạo kết tủa sắt sẽ tiêu tốn ít hóa chất hơn. Xem xét về khả năng xử lý độ màu, rõ ràng tại pH = 2,8, độ màu sau 90 phút đã đạt QCVN 13:2015/BTNMT, Cột A (Hình 3b). Vì vậy, ở nghiên cứu này, pH thích hợp để xử lý RhB là 2,8.

  

 

 

Hình 3. Ảnh hưởng của pH ban đầu đến hiệu suất xử lý RhB (a) và độ màu (b) trong nước (Điều kiện thí nghiệm: [RhB] = 50 mg/L, bùn nung ở 300°C, [vật liệu] = 0,3 g/L, pH = 2,8 - 10)

    3.3. Ảnh hưởng của khối lượng vật liệu

    Nghiên cứu tiếp tục tiến hành khảo sát ảnh hưởng của khối lượng vật liệu đến hiệu suất xử lý. Một dãy khối lượng vật liệu dao động từ 0,05 - 0,5 g/L đã được khảo sát. Kết quả cho thấy, hiệu suất loại bỏ RhB đều đạt trên 90% ở hầu hết các khối lượng vật liệu. Hiệu suất cao nhất là 99,6% với 0,3 g vật liệu/L, thấp nhất ở 0,05 g/L với hiệu suất 73,83 % sau 90 phút (Hình 4a). Khi so sánh với QCVN 13:2015/BTNMT (Cột A), khối lượng vật liệu từ 0,2 - 0,5 g/L đều có khả năng xử lý độ màu đạt tiêu chuẩn. Đối với khối lượng từ 0,05 - 0,1 g/L, do khối lượng khá nhỏ nên không đủ để tạo thành các tác nhân Fenton để oxy hóa các hợp chất gây nên độ màu của RhB trong nước, dẫn đến hiệu suất xử lý độ màu thấp (Hình 4b). Một lượng vật liệu từ bùn thêm vào dung dịch nước thải đã tác động đến kết quả phân tích độ màu trong nước. Vật liệu bùn sau nung 300°C có màu vàng nâu, mịn nên khi có mặt vật liệu vô tình đã gây nên độ màu trong nước, dẫn đến kết quả phân tích độ màu tăng lên sau 60 phút đầu tiên thí nghiệm. Mặt khác, quá trình phân hủy RhB diễn ra bởi các gốc tự do cũng có thể tạo ra các đoạn phân tử mạch ngắn vẫn còn khả năng gây ra độ màu trong nước, đặc biệt là trong khoảng thời gian từ 30 - 60 phút. Sau đó, quá trình oxy hóa tiếp tục xảy ra dẫn đến độ màu đã giảm và đạt QCVN 13:2015/BTNMT ở giai đoạn từ sau 90 phút thí nghiệm. Thông thường, hiệu suất xử lý chất ô nhiễm hữu cơ càng tăng lên khi tăng hàm lượng sắt [10]. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, khối lượng vật liệu lớn sẽ thúc đẩy các phản ứng phụ diễn ra bởi trạng thái các ion sắt có trong bùn, dẫn đến giảm hiệu suất xử lý. Đồng thời, cần xét đến khía cạnh kinh tế và khối lượng bùn thải từ chính quá trình Fenton để xác định khối lượng vật liệu phù hợp. Trên cơ sở đó, khối lượng vật liệu cho các nghiên cứu kế tiếp được lựa chọn là 0,3 g/L.

  

Hình 4. Ảnh hưởng của khối lượng vật liệu đến hiệu suất xử lý RhB (a) và độ màu (b) trong nước (n = 3) (Điều kiện thí nghiệm: [RhB] = 50 mg/L, bùn nung ở 300°C, [H2O2] = 12,5 mM, pH = 2,8)

  1. 4. Ảnh hưởng của hàm lượng H2O2

    Hàm lượng H2O2 ảnh hưởng không nhỏ đến hiệu suất xử lý chất ô nhiễm. Rõ ràng, trong trường hợp không có mặt H2O2, vật liệu trong mô hình Jartest đóng vai trò như chất hấp phụ nên khả năng xử lý RhB là tương đối thấp (Hình 5). Hiệu suất xử lý RhB chỉ đạt 36,4% và dường như thay đổi không đáng kể theo thời gian xử lý vì chỉ diễn ra quá trình hấp phụ lên trên bề mặt vật liệu bùn. Độ màu hầu như cũng không thay đổi nhiều sau 90 phút. Điều này khẳng định, RhB bị phân hủy chủ yếu bởi quá trình Fenton do sự có mặt của H2O2 và vật liệu bùn trong điều kiện pH thấp. Khi nồng độ H2O2 tăng từ 3,13 - 25 mM, hiệu quả xử lý RhB tăng dần. Trong đó, 12,5 mM H2O2 có hiệu suất xử lý cao nhất là 99,55% sau 60 phút (Hình 5a). Sự hiện diện của H2O2 với một lượng lớn có thể tác dụng với gốc OH, tạo ra một gốc tự do mới yếu hơn theo phản ứng (4) làm giảm tốc độ phản ứng của quá trình Fenton [11,10]. Ngoài ra, nếu như lượng H2O2 quá nhiều so với lượng tối ưu, có thể dẫn đến việc hình thành bùn sắt Fe(OH)3 quá sớm làm ảnh hưởng đến quá trình xúc tác [12]. Trong hầu hết các trường hợp, hiệu suất xử lý sẽ tăng lên khi lượng H2O2 tăng. Tuy nhiên, việc xác định liều lượng tối ưu cho quá trình là cần thiết. Hàm lượng dư của H2O2 chưa phản ứng góp phần làm tăng nồng độ chất ô nhiễm của mẫu nước. H2O2 hoạt động như một tác nhân tiêu thụ gốc OH do đó làm giảm hiệu quả của quá trình. Vì vậy, không phải càng nhiều H2O2 càng tốt. Xét đến hiệu quả xử lý độ màu được mô tả ở Hình 5b, khi so sánh với QCVN 13:2015/BTNMT (Cột A), hàm lượng H2O2 từ 3,13 - 25 mM đều có khả năng xử lý độ màu đạt tiêu chuẩn. Căn cứ vào kết quả thực nghiệm, hàm lượng H2O2 phù hợp là 12,5 mM.

  

Hình 5. Ảnh hưởng của hàm lượng H2O2 đến hiệu suất xử lý RhB (a) và độ màu (b) trong nước (n = 3) (Điều kiện thí nghiệm: [RhB] = 50 mg/L, bùn nung ở 300°C; [vật liệu] = 0,3 g/L, pH = 2,8)

    4. Kết luận

    Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã thay thế muối sắt FeSO4 công nghiệp bằng vật liệu từ bùn thải của nhà máy xử lý nước cấp từ nước ngầm. Khả năng xử lý RhB và độ màu là rất cao chỉ sau 90 phút thí nghiệm. Đầu tiên, bùn thải nên được rửa với HNO3 đến pH 5, nung ở nhiệt độ 300°C sẽ thu được vật liệu xử lý RhB tốt nhất. Hiệu quả xử lý RhB (50 mg/L) đạt trên 99% và xử lý độ màu đạt QCVN 13:2015/BTNMT (Cột A) với 12,5 mM H2O2 ở pH ban đầu là 2,8. Kết quả nghiên cứu này đã mở ra một phương án mới có triển vọng cao trong việc tận dụng bùn thải từ quá trình xử lý nước cấp để thay thế sắt trong quá trình Fenton xử lý nước thải dệt nhuộm.

    Lời cảm ơn: Nghiên cứu này được tài trợ bởi Trường Đại học Bách khoa TP. Hồ Chí Minh trong đề tài mã số T-MTTN-2020-80.

Huỳnh Ngọc Khánh1,2, Phan Trung Hiếu1,2, Nguyễn Thị Cẩm Tiên1,2, Võ Thị Thanh Thùy1,2, Võ Thanh Hằng1,2, Nguyễn Nhật Huy1,2,*

1Khoa Môi trường và Tài nguyên, Trường Đại học Bách khoa TP. Hồ Chí Minh

2 Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh

(Nguồn: Bài đăng trên Tạp chí Môi trường, số Chuyên đề Tiếng việt III/2021)

    ​Tài liệu tham khảo

    1. L.M. Triết and N.N. Thiệp, Nghiên cứu đề xuất công nghệ xử lý, tận dụng bùn thải và tách nước từ các nhà máy cấp nước của TP. Hồ Chí Minh, Tạp chí Môi trường, 57, 57 - 61 (2013).

    2. N.V. Phước, Nghiên cứu phương án tái sử dụng bùn thải từ hệ thống xử lý nước, nước thải và xỉ thải, Viện Môi trường và Tài nguyên - Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh, (2015).

    3. H.J.H. Fenton, LXXIII.-Oxidation of tartaric acid in presence of iron, Journal of the Chemical Society, Transactions, 65 (0), 899 - 910 (1894).

    4. P. Zheng,  B. Bai,  W. Guan,  H. Wang, and Y. Suo, Degradation of tetracycline hydrochloride by heterogeneous Fenton-like reaction using Fe@ Bacillus subtilis, RSC Adv., 6 (5), 4101 - 4107 (2016).

    5. S. Guo,  Z. Yang,  Z. Wen,  H. Fida,  G. Zhang, and J. Chen, Reutilization of iron sludge as heterogeneous Fenton catalyst for the degradation of rhodamine B: Role of sulfur and mesoporous structure, J. Colloid Interface Sci., 532, 441 - 448 (2018).

    6. G. Hodaifa,  J. Ochando-Pulido,  S. Rodriguez-Vives, and A. Martinez-Ferez, Optimization of continuous reactor at pilot scale for olive-oil mill wastewater treatment by Fenton-like process, Chem. Eng. J., 220, 117 - 124 (2013).

    7. X. Fan,  H. Hao,  Y. Wang,  F. Chen, and J. Zhang, Fenton-like degradation of nalidixic acid with Fe3+/H2O2, Environmental Science Pollution Research, 20 (6), 3649 - 3656 (2013).

    8. Y.W. Kang and K.-Y. Hwang, Effects of reaction conditions on the oxidation efficiency in the Fenton process, Water Res., 34 (10), 2786 - 2790 (2000).

    9. S. Sharma,  S. Kapoor, and R.A. Christian, Effect of Fenton process on treatment of simulated textile wastewater: optimization using response surface methodology, International Journal of Environmental Science and Technology, 14 (8), 1665 - 1678 (2017).

    10. X. Li,  S. Chen,  I. Angelidaki, and Y. Zhang, Bio-electro-Fenton processes for wastewater treatment: Advances and prospects, Chem. Eng. J., 354, 492 - 506 (2018).

    11. T. Yilmaz,  A. Aygün,  A. Berktay, and B. Nas, Removal of COD and colour from young municipal landfill leachate by Fenton process, Environ. Technol., 31 (14), 1635 - 1640 (2010).

    12. Y. Deng and J.D. Englehardt, Treatment of landfill leachate by the Fenton process, Water Res., 40 (20), 3683 - 3694 (2006).

Study on removal of Rhodamine B from water by Fenton process using waste sludge from iron-contaminated groundwater treatment plant

Huynh Ngoc Khanh1,2, Phan Trung Hieu1,2, Nguyen Thi Cam Tien1,2, Vo Thi Thanh Thuy1,2, Vo Thanh Hang1,2, Nguyen Nhat Huy1,2,*

1Faculty of Environment and Natural Resources, Ho Chi Minh City University of Technology (HCMUT)

2Vietnam National University Ho Chi Minh City

    Abstract

    In this study, the sludge from Water Treatment Plant using groundwater washed with HNO3 and calcined at different temperatures were used as an effective catalyst in the heterogeneous Fenton process for Rhodamine B (RhB) removal. The water treatment sludge calcined at 300°C gave the highest RhB treatment efficiency. After 90 min of experiment and at initial concentration of 50 mgRhB/L, the removal efficiency was over 99% with 12.5 mM H2O2, 0.3 g of material/L and initial pH 2.8. Under the same conditions, the color of the treated wastewater samples met QCVN 13:2015/BTNMT, Column A. The research results show the potential to utilize the sludge from groundwater treatment as a catalytic material for heterogeneous Fenton process in textile wastewater treatment.

    Keywords: Fenton, Rhodamine B, Water treatment sludge.

 

 

 

Ý kiến của bạn