Tài liệu Xử lý asen trong nước ngầm tại tiểu đoàn 3/lữ đoàn 962/QK9 bằng công nghệ keo tụ điện hóa sử dụng điện cực sắt - Phạm Hồng Tuân: Nghiên cứu khoa học cơng nghệ
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san NĐMT, 09 - 2017 85
XỬ LÝ ASEN TRONG NƯỚC NGẦM
TẠI TIỂU ĐỒN 3/LỮ ĐỒN 962/QK9 BẰNG CƠNG NGHỆ
KEO TỤ ĐIỆN HĨA SỬ DỤNG ĐIỆN CỰC SẮT
Phạm Hồng Tuân*, Ngơ Văn Thanh Huy, Nguyễn Thị Thủy, Nguyễn Thanh Tùng
Tĩm tắt: Tại Việt Nam, mức độ ơ nhiễm Asen trong nước ngầm trên địa bàn
Quân khu 9 là khá phổ biến. Nồng độ Asen trung bình trong nước đều vượt ngưỡng
10 ppb theo tiêu chuẩn nước cấp ăn uống QCVN 01:2009/BYT và khuyến cáo của
Tổ chức y tế thế giới WHO. Các nghiên cứu gần đây đã cho thấy phương pháp keo
tụ điện hĩa (electrocoagulation) cĩ hiệu quả cao trong việc xử lý nước bị nhiễm
Asen. Tiếp theo kết quả nghiên cứu trước đĩ, mơ hình thử nghiệm xử lý Asen trong
nước ngầm lấy tại tiểu đồn 3/Lữ đồn 962/QK9 đã được thiết lập tại phịng thí
nghiệm với điện cực sắt, dung tích 6,8 lít, mật độ điện tích 2,5mA/cm². Thử nghiệm
đã cho kết quả tốt, HRT=15 phút (tương ứng mật độ điện tích 168 C/L), hiệu ...
9 trang |
Chia sẻ: quangot475 | Lượt xem: 402 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Xử lý asen trong nước ngầm tại tiểu đoàn 3/lữ đoàn 962/QK9 bằng công nghệ keo tụ điện hóa sử dụng điện cực sắt - Phạm Hồng Tuân, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Nghiên cứu khoa học cơng nghệ
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san NĐMT, 09 - 2017 85
XỬ LÝ ASEN TRONG NƯỚC NGẦM
TẠI TIỂU ĐỒN 3/LỮ ĐỒN 962/QK9 BẰNG CƠNG NGHỆ
KEO TỤ ĐIỆN HĨA SỬ DỤNG ĐIỆN CỰC SẮT
Phạm Hồng Tuân*, Ngơ Văn Thanh Huy, Nguyễn Thị Thủy, Nguyễn Thanh Tùng
Tĩm tắt: Tại Việt Nam, mức độ ơ nhiễm Asen trong nước ngầm trên địa bàn
Quân khu 9 là khá phổ biến. Nồng độ Asen trung bình trong nước đều vượt ngưỡng
10 ppb theo tiêu chuẩn nước cấp ăn uống QCVN 01:2009/BYT và khuyến cáo của
Tổ chức y tế thế giới WHO. Các nghiên cứu gần đây đã cho thấy phương pháp keo
tụ điện hĩa (electrocoagulation) cĩ hiệu quả cao trong việc xử lý nước bị nhiễm
Asen. Tiếp theo kết quả nghiên cứu trước đĩ, mơ hình thử nghiệm xử lý Asen trong
nước ngầm lấy tại tiểu đồn 3/Lữ đồn 962/QK9 đã được thiết lập tại phịng thí
nghiệm với điện cực sắt, dung tích 6,8 lít, mật độ điện tích 2,5mA/cm². Thử nghiệm
đã cho kết quả tốt, HRT=15 phút (tương ứng mật độ điện tích 168 C/L), hiệu quả
loại bỏ As đạt trên 98%, hàm lượng Asen sau xử lý nhỏ hơn 10 ppb. Bên cạnh đĩ,
kết quả thử nghiệm cũng đã ghi nhận mức độ tiêu hao điện năng ước tính xấp xỉ 6
W.h, lượng điện cực hao mịn 1,3 gFe2+/giờ.
Từ khĩa: Xử lý Asen, Keo tụ điện hĩa, Tiểu đồn 3/Lữ đồn 962/QK9.
1. MỞ ĐẦU
Tại Việt Nam, một số nghiên cứu về Asen (As) trong nước ngầm đã đưa ra kết
quả đáng chú ý về mức độ nhiễm As trong nước ngầm ở 10 vùng thuộc khu vực
châu thổ sơng MeKong[1, 2]. Mức độ ơ nhiễm As trong nước ngầm trên địa bàn QK
9 là khá phổ biến, nhất là các tỉnh Tiền Giang, Vĩnh Long, Bến Tre, An Giang, Hậu
Giang, Kiên Giang, Đồng Tháp, Cà Mau [1]. As là một chất độc và gây ung thư, việc
sử dụng nước cĩ chứa As trong ăn uống sẽ gây tổn hại nghiêm trọng đến hệ tiêu hĩa,
tim mạch và hệ thần kinh trung ương. Do đĩ, USEPA đã đưa ra ngưỡng giới hạn
nồng độ As tối đa trong nước sinh hoạt từ 50 đến 10 g/L[3]. Nồng độ As trung bình
tại các tỉnh này đều cao hơn 10 g/L (tiêu chuẩn nước ăn uống theo QCVN và
WHO), đặc biệt một số nơi cĩ mức độ nhiễm As lên tới gần 1.000 g/L.
As tồn tại trong mơi trường nước tự nhiên dưới 2 dạng chính là Asenit (As (III))
và Asenat (As (V)). Nồng độ của mỗi loại As phụ thuộc nhiều vào pH và thế ơxy
hĩa khử. Trong 2 dạng trên, As(III) cĩ tính linh động hơn, độc tính cao hơn
As(V)[4].
As cĩ thể được loại bỏ ra khỏi nước bằng nhiều phương pháp khác nhau, bao
gồm: keo tụ với muối sắt hoặc nhơm; hấp phụ bằng than hoạt tính; trao đổi ion; lọc
thẩm thấu RO và điện thẩm tích [5].
Trong thời gian gần đây, phương pháp điện keo tụ đã được các nhà nghiên cứu
ứng dụng thử nghiệm trong xử lý nước và nước thải [6-8]. Kết quả ghi nhận được
từ các báo cáo đã mở ra một hướng ứng dụng mới để xử lý các chất ơ nhiễm trong
nước, trong đĩ cĩ As.
Tiếp theo kết quả nghiên cứu trước đĩ [9], mơ hình keo tụ điện hĩa với điện cực
sắt tại phịng thí nghiệm đã được thiết lập nhằm đánh giá kết quả thử nghiệm xử lý
nước ngầm nhiễm As lấy tại tiểu đồn 3/Lữ đồn 962/QK9.
Keo tụ điện hĩa (Electrocoagulation) là một quá trình diễn ra các phản ứng
phức tạp và phụ thuộc, tương tác lẫn nhau trong dung dịch điện ly[4]. Về cơ bản,
khi điện cực được làm từ sắt, các phản ứng xảy ra như sau[10]:
Hĩa học & Kỹ thuật mơi trường
P. H. Tuân, N. V. T. Huy, , “Xử lý Asen trong nước ngầm sử dụng điện cực sắt.” 86
Phản ứng diễn ra trên bề mặt điện cực anốt:
Fe(s) Fe
2+
(aq) + 2e
- (1)
Phản ứng trên bề mặt điện cực catốt:
2H2O(l) + 2e
- H2(g) + 2OH
-
(aq) (2)
Phản ứng trong dung dịch điện ly
2Fe2+(aq) + 4H2O(l) + O2 2Fe(OH)3(s) + H2(g) (3)
4Fe2+(aq) + 10H2O(l) + O2 4Fe(OH)3(s) + 8H
+
(aq) (4)
Fe2+(aq) + 2OH
- Fe(OH)2(s) (5)
Sự hình thành phức hợp chất kết tủa khi cĩ mặt As trong dung dịch
Fe(OH)3(s) + AsO4
3-
(aq) [Fe(OH)3(s)* AsO4
3-](s) (6)
Phức kết tủa asenat được hình thành cĩ thể bị loại bỏ bằng quá trình lắng, lọc.
2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
2.1. Nguồn nước thử nghiệm
Nhĩm nghiên cứu đã tiến hành việc khảo sát, lấy mẫu nước ngầm tại Tiểu đồn
3/Lữ đồn 962/Quân khu 9 (xã Kiến An, huyện Chợ Mới, tỉnh An Giang). Kết quả
phân tích cho thấy trong nước ngầm cĩ chứa hàm lượng As vượt tiêu chuẩn cho
phép đối với tiêu chuẩn nước sinh hoạt và ăn uống theo QCVN 01:2009/BYT.
Bảng 1. Chất lượng nước ngầm tại Tiểu đồn 3/Lữ đồn 962/QK9.
2.2. Mơ hình thử nghiệm
Mơ hình thử nghiệm
theo mẻ được lắp đặt tại
phịng thí nghiệm như hình
1. Nước cĩ chứa As được
cho vào bình phản ứng cĩ
chứa các cặp điện cực và
được bơm tuần hồn liên
tục, tạo sự khuấy trộn để
các phản ứng diễn ra trong
dung dịch điện ly được tốt
Thơng số Đơn vị Giá trị QCVN
01:2009/BYT
pH 6,82 6,5 – 8,5
TDS mg/L 475 1000
Độ dẫn điện S/cm 970
Độ cứng mg/L 343 350
Ca2+ mg/L 15,8
Mn tổng mg/L 0,005 0,3
Fe tổng mg/L 0,156 0,3
As (tổng) g/L 397 10
Hình 1. Sơ đồ mơ hình thử nghiệm.
Nghiên cứu khoa học cơng nghệ
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san NĐMT, 09 - 2017 87
hơn. Các cặp điện cực được kết nối với dịng điện một chiều thơng qua bộ cấp
nguồn 24V.
Bình phản ứng cĩ dạng hình chữ
nhật, được làm từ chất liệu Acrylic
dày 10mm, kích thước 380 x 100 x
200 (mm). Các cặp điện cực được
làm từ sắt CT3 với thành phần chính
là sắt nguyên chất, ngồi ra cịn cĩ
thêm một số nguyên tố khác chiếm tỉ
lệ rất nhỏ như: C < 2%, Mn 0,8%,
Si 0,4 %, P 0,05%, S 0,05%.
Các điện cực cĩ dạng hình chữ nhật,
kích thước giống nhau 170 x 100 x 5 (mm). Tổng diện tích ngập trong nước được
tính tốn là 510 cm2; thể thích nước ngầm xử lý là 6,8 lít.
Trước khi tiến hành thử nghiệm, điện cực sắt được ngâm trong dung dịch
H2SO4 20%, sau đĩ được vệ sinh bề mặt bằng giấy nhám, rửa bằng nước sạch để
loại bỏ các tạp chất trên bề mặt điện cực.
Sau mỗi mẻ thí nghiệm, bề mặt điện cực được vệ sinh bằng giấy nhám và rửa
sạch bằng nước.
2.3. Lấy mẫu và các phương pháp phân tích
Mẫu nước sau quá trình điện hĩa được lọc qua giấy lọc 0,45m (47 mm Φ,
Whatman GF/C) để loại bỏ cặn. Hàm lượng As trong nước được xác định bằng
phương pháp quang phổ phát xạ nguyên tử (ICP).
Năng lượng tiêu hao trong quá trình điện phân được xác định dựa trên cơng
thức như sau:
E = I. U.t (7)
Trong đĩ: E-năng lượng tiêu tốn (Wh); I-cường độ dịng điện (ampe); U-hiệu
điện thế (volt); t-thời gian phản ứng (giờ)
Lượng sắt từ điện cực anốt bị tiêu hao được tính tốn dựa theo định luật Faraday:
m =
.
.
(8)
Trong đĩ: m-khối lượng kim loại bị hao mịn tại điện cực anốt (g); I-cường độ
dịng điện (ampe); t-thời gian phản ứng (thời gian lưu nước) (giây); F-hằng số
Faraday = 96.485 C/mol; M-khối lượng phân tử của kim loại (g/mol); z-hĩa trị của
ion kim loại
Mật độ dịng điện tính tốn theo cơng thức:
J =
(9)
Trong đĩ: J- mật độ dịng điện (mA/cm²); I-cường độ dịng điện (mA); A-tiết
diện ướt của điện cực (cm²).
Hình 2. Mơ hình thử nghiệm.
Bình phản ứng cĩ
chứa các cặp điện cực
bằng sắt
Bộ cấp nguồn
điện 1 chiều
Hĩa học & Kỹ thuật mơi trường
P. H. Tuân, N. V. T. Huy, , “Xử lý Asen trong nước ngầm sử dụng điện cực sắt.” 88
3. KẾT QUẢ & THẢO LUẬN
3.1. Đánh giá sự ảnh hưởng của yếu tố dịng điện trong quá trình điện hĩa
Thí nghiệm được thực hiện tại các mật độ dịng điện khác nhau, thay đổi từ 1
đến 3 mA/cm². Tại mỗi mật độ dịng điện, các mẫu nước sau quá trình điện hĩa
được lấy tương ứng với thời gian phản ứng từ 5 đến 15 phút. Kết quả thử nghiệm
được ghi nhận như hình 3.
Từ hình 3(a) cho thấy, khi mật độ dịng điện càng cao, tỉ lệ giữa nồng độ As tại
thời điểm “t” so với nồng độ As ban đầu (Ce/Ci) càng giảm. Tuy nhiên, mật độ
dịng điện cao tương ứng với mức điện năng tiêu thụ lớn, lượng sắt tại anốt tiêu
hao càng nhiều như ghi nhận trên biểu đồ hình 3(b);(c). Do đĩ, việc lựa chọn mật
độ dịng điện hợp lý sẽ giúp tiết kiệm chi phí vận hành, cũng như giảm đáng kể
lượng bùn thải thứ cấp.
Hình 3. Quá trình keo tụ điện hĩa với các mật độ dịng điện khác nhau.
a).Ảnh hưởng của dịng điện đến việc loại bỏ As trong nước;
b).Mức độ tiêu thụ điện năng tại các dịng điện khác nhau;
c).Mức độ hao mịn điện cực tại các dịng điện khác nhau.
Kết quả đã cho thấy sự ảnh hưởng rõ ràng của mật độ dịng điện đến hiệu suất
loại bỏ As trong nước. Dịng điện càng cao, các phản ứng ơxy hĩa – khử diễn ra
trên bề mặt các điện cực càng mãnh liệt, lượng ion kim loại và OH- tạo ra càng
nhiều theo phản ứng (1) và (2), dẫn đến sự hình các chất kết tủa càng lớn. Tuy
nhiên, khi duy trì tình trạng trên cũng dẫn đến một hệ quả là tạo ra một lượng bùn
thải thứ cấp lớn hơn, sự tiêu hao về năng lượng và vật liệu điện cực anốt nhiều
hơn, thiếu khả thi về mặt kinh tế. Do đĩ, việc lựa chọn dịng điện, thời gian phản
ứng phù hợp với hàm lượng As cĩ trong nguồn nước là việc làm cần thiết.
Kết quả thử nghiệm cho thấy, với hàm lượng As nằm trong giải từ 0 – 1.000
g/L, mật độ dịng điện nằm trong khoảng 2 – 3 mA/cm2 là hợp lý [9], do đĩ, mật
độ dịng điện 2,5 mA/cm2 được lựa chọn để thực hiện thử nghiệm tiếp theo đối với
mẫu nước ngầm lấy tại Tiểu đồn 3/Lữ đồn 962/QK9.
Nghiên cứu khoa học cơng nghệ
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san NĐMT, 09 - 2017 89
3.2. Kết quả thử nghiệm xử lý As trong nước ngầm tại Tiểu đồn 3/Lữ đồn
962/QK9 với mật độ dịng điện 2,5mA/cm²
Trong thử nghiệm này, mật độ dịng điện được cố định tại 2,5 mA/cm2 và được
chuyển đổi thành mật độ điện tích trong dung dịch để khẳng định sự ảnh hưởng
của dịng điện đến tỷ lệ As bị loại bỏ cũng như mức độ tiêu hao điện năng và sự
hao mịn điện cực.
Mật độ điện tích (đơn vị là Coulomb/Lít) được hiểu là lượng điện tích
(Coulomb) đi qua một đơn vị thể tích dung dịch điện ly (Lít). Cơng thức tính mật
độ điện tích như sau:
=
=
.
(10)
Trong đĩ: v-mật độ điện tích (C/L); Q-điện tích (Coulomb); V-thể tích nước
trong bình phản ứng (lít); I-cường độ dịng điện (ampe); t-thời gian phản ứng (giây)
3.2.1. Sự thay đổi nồng độ Asen và pH trong quá trình điện hĩa
Kết quả thử nghiệm cho thấy, lượng điện tích trong dung dịch tăng đến 168 C/L
thì tỉ lệ Ce/Ci giảm xuống xấp xỉ 0,02 (hình 4); tương ứng với hiệu quả loại bỏ As
đạt 99%. Điều này đã cho thấy hiệu quả loại bỏ As trong nước phụ thuộc mật thiết
vào lượng điện tích trong dung dịch. Điện tích càng cao, quá trình ơxy hĩa - khử
diễn ra tại bề mặt các điện cực diễn ra càng mãnh liệt theo phản ứng (1) và (2), sự
hình thành phức kết tủa asenate càng nhiều theo phản ứng (6). Edwards (1994);
Hering và cộng sự (1996) đã cĩ báo cáo về mối tương quan giữa lượng As bị loại
bỏ với lượng sắt sử dụng trong phản ứng keo tụ hĩa học[11, 12]. Theo đĩ, trong
quá trình điện hĩa, lượng As bị loại bỏ sẽ phụ thuộc vào sự hình thành lượng sắt
hydroxit trong dung dịch điện ly, như vậy kết quả ghi nhận được là phù hợp với
các nghiên cứu trước đĩ.
Hình 4. pH thay đổi trong quá trình điện hĩa.
Theo như phản ứng (2), lượng OH- tạo ra trong quá trình điện hĩa cũng sẽ tỉ lệ
thuận với lượng điện tích trong dung dịch, điều này lý giải mức độ tăng nhẹ của giá
trị pH từ 6,8 lên 8,2 như ghi nhận trên hình 4. Mẫu nước sau quá trình điện hĩa
thường cĩ pH nằm trong khoảng giá trị trung tính, bất kể pH đầu vào [9]. Qua đĩ
cũng đã cho thấy một “điểm cộng” của phương pháp này là khơng cần sử dụng hĩa
chất để điều chỉnh pH nguồn nước như phương pháp keo tụ hĩa học truyền thống.
6.5
7
7.5
8
8.5
00
00
00
01
01
01
0 56 112 168
pH
C
e/
C
i
Mật độ điện tích (C/L)
Ce/Ci pH
Hĩa học & Kỹ thuật mơi trường
P. H. Tuân, N. V. T. Huy, , “Xử lý Asen trong nước ngầm sử dụng điện cực sắt.” 90
3.2.2. Lượng điện năng tiêu thụ và sự hao mịn điện cực
Hình 5. Bề mặt điện cực sau quá trình keo tụ điện hĩa.
Kết quả thử nghiệm cũng đã ghi nhận mức độ hao mịn điện cực và lượng điện
năng tiêu thụ trong quá trình điện hĩa và được biểu diễn trên hình 6. Tỉ lệ Ce/Ci
giảm khi tăng lượng điện tích đi qua dung dịch và cĩ mối tương quan mật thiết đến
sự hình thành lượng hydroxit sắt dạng kết tủa. Trong quá trình điện hĩa, sắt
hydroxit đưược hình thành từ sự kết hợp ion sắt tan ra từ điện cực anốt với ion OH-
hình thành tại điện cực catốt. Theo định luật Faraday, lượng sắt từ anốt bị hịa tan
vào dung dịch sẽ tỉ lệ tương ứng với lượng điện tích đi qua dung dịch [13]. Qua đĩ
cho thấy trong quá trình điện hĩa, mật độ điện tích càng tăng, hiệu suất loại bỏ As
càng cao, lượng điện năng tiệu thụ càng lớn, điện cực anốt bị hao mịn càng nhiều.
Hình 6. Mức độ tiêu hao năng lượng và vật liệu điện cực trong quá trình điện hĩa.
Từ biểu đồ hình 6 cho thấy mật độ điện tích 56 (C/L), tỉ lệ Ce/Ci giảm xuống
0,1; khi lượng điện tích trong dung dịch tăng lên 112 (C/L) và 168 (C/L), tỉ lệ
Ce/Ci giảm tương ứng cịn 0,05 và 0,02. Lượng điện năng tiêu thụ tăng tuyến tính
từ 1,98 (W.h) lên 5,93 (W.h); lượng sắt tại anốt bị hao mịn cũng tăng tuyến tính từ
111 (mg) lên 333 (mg). Từ đĩ cho thấy tỉ lệ Ce/Ci giảm rất nhanh trong giai đoạn
đầu của quá trình điện hĩa và chậm dần về giai đoạn cuối, trong khi đĩ mức độ tiêu
hao về điện năng và điện cực vẫn tăng tuyến tính. Như vậy, mật độ điện tích là một
0
1
2
3
4
5
6
7
00
00
00
01
01
01
0 56 112 168
N
ăn
g
lư
ợ
ng
(
W
h
)
C
e/
C
i
Mật độ điện tích (C/L)
Ce/Ci E (Wh)
0
50
100
150
200
250
300
350
00
00
00
01
01
01
0 56 112 168
F
e
ti
êu
h
ao
(
m
g)
C
e/
C
i
Mật độ điện tích (C/L)
Ce/Ci Fe (mg)
Nghiên cứu khoa học cơng nghệ
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san NĐMT, 09 - 2017 91
thơng số thích hợp được sử dụng để so sánh các kết quả thí nghiệm khác nhau và
cũng là một chỉ tiêu thiết kế cơ bản thiết yếu cho quá trình điện hĩa.
Một điểm lưu ý, lượng cặn thứ cấp tạo ra từ quá trình keo tụ điện hĩa cĩ thành
phần chính là sắt và As, cần phải được xử lý theo quy chuẩn hiện hành đối với chất
thải nguy hại. Do đĩ, việc điều chỉnh thơng số vận hành nhằm tiết giảm lượng bùn
thải thứ cấp này là rất quan trọng.
3.2.3. Chất lượng nước sau quá trình điện hĩa
Mẫu nước sau thử nghiệm với mơ hình điện hĩa được phân tích các chỉ tiêu như
ghi nhận trong bảng 2. Kết quả cho thấy hiệu suất loại bỏ As trong mẫu nước thử
nghiệm đạt xấp xỉ 99%, lượng As cịn lại nhỏ hơn 10 g/L đạt tiêu chuẩn nước ăn
uống về chỉ tiêu As theo QCVN01:2009/BYT và theo khuyến cáo của WHO. Bên
cạnh chỉ tiêu As, các chỉ tiêu đặc trưng cho chất lượng nước ngầm cũng nằm trong
tiêu chuẩn cho phép.
Bảng 2. Chất lượng nước ngầm trước và sau quá trình điện keo tụ.
Ghi chú:
Mo : Mẫu nước ngầm trước khi qua mơ hình thử nghiệm
M1 : Mẫu nước sau thử nghiệm.
4. KẾT LUẬN
Trong phạm vi nghiên cứu, kết quả đã cho thấy việc ứng dụng cơng nghệ điện
keo tụ trong xử lý Asen là hồn tồn khả thi. Hiệu suất loại bỏ As trong nước đạt
mức xấp xỉ 99%. Hàm lượng As cịn lại trong nước sau quá trình điện keo tụ nhỏ
hơn 10g/L, đạt tiêu chuẩn nước cấp ăn uống theo QCVN 01:2009/BYT và theo
khuyến cáo của WHO.
Trong quá trình điện hĩa, pH của nước cĩ xu hướng tăng theo thời gian phản ứng.
Kết quả đạt được cũng chỉ ra rằng mật độ điện tích là mộ yếu tố quan trọng, ảnh
hưởng trực tiếp đến hiệu quả xử lý As cũng như hiệu quả kinh tế thơng qua lượng
điện năng tiệu thụ và sự hao mịn vật liệu trên bề mặt điện cực. Mật độ điện tích
càng cao, hiệu quả xử lý As càng tăng, mức độ tiêu hao năng lượng và điện cực
Chỉ tiêu ĐV Mo M1 QCVN 01:2009/BYT
pH 6,8 7,4 6,5 - 8,5
Ec S/cm 970 690
TDS mg/L 475 340 1.000
Mn tổng mg/L 0,005 0,005 0,3
Fe tổng mg/L 0,156 0,032 0,3
As tổng g/L 397 7,6 10
Độ cứng mg/L 343 280 300
SS mg/L 24 407
Hĩa học & Kỹ thuật mơi trường
P. H. Tuân, N. V. T. Huy, , “Xử lý Asen trong nước ngầm sử dụng điện cực sắt.” 92
càng nhiều, kéo theo sự hình thành bùn thải thứ cấp nhiều. Do đĩ, việc lựa chọn mật
độ điện tích phù hợp trong quá trình thiết kế cơng trình là hết sức cần thiết.
Kết quả thử nghiệm hồn tồn phù hợp với cơ chế loại bỏ As trong nước bởi sự
hình thành phức hợp kết tủa [Fe(OH)3.AsO4
3-], chất kết tủa này hồn tồn cĩ thể bị
loại bỏ khỏi nước bằng quá trình lắng, lọc. Lượng bùn thải cần phải cĩ quy trình
xử lý phù hợp với quy định hiện hành về chất thải nguy hại.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Trịnh Đình Bình. "Tổng quan số liệu nồng độ Arsen trong nước ngầm trên địa
bàn Quân khu 5, 7, 9 và đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo". Phân Viện
NĐMT Quân Sự. Tp.HCM, 2009.
[2]. Trần Anh Thư, Trần Kim Tính, and Võ Quang Minh. "Nghiên cứu nguồn ơ
nhiễm Arsen trong nước ngầm tại huyện An Phú, tỉnh An Giang". Tạp chí
khoa học ĐH Cần Thơ, 2011. 17a: p. 118-123.
[3]. P. Ratna Kumar, et al. "Removal of arsenic from water by
electrocoagulation". Chemosphere, 2004. 55(9): p. 1245-1252.
[4]. N. Balasubramanian, et al. "Removal of arsenic from aqueous solution using
electrocoagulation". Journal of Hazardous Materials, 2009. 167(1–3): p.
966-969.
[5]. Dinesh Mohan and Charles U. Pittman Jr. "Arsenic removal from
water/wastewater using adsorbents—A critical review". Journal of Hazardous
Materials, 2007. 142(1–2): p. 1-53.
[6]. N Balasubramanian and K Madhavan. "Arsenic removal from industrial
effluent through electrocoagulation". Chemical Engineering & Technology,
2001. 24(5): p. 519-521.
[7]. A Arulmurugan, et al. "Degradation of textile effluent by electro coagulation
technique". Bulletin of Electrochemistry, 2007. 23: p. 247-252.
[8]. S.Chakravarty, et al. "Removal of arsenic from groundwater using low cost
ferruginous manganese ore". Water Research, 2002. 36: p. 625-632.
[9]. Pham Hong Tuan, Ngo Van Thanh Huy, and Tran Minh Chi. "Arsenic
removal from groundwater by electrocoagulation using iron electrodes". in
ICERN. 2016. HoChiMinh, VietNam.
[10]. Henrik K Hansen, Patricio Núđez, and Rodrigo Grandon. "Electrocoagulation
as a remediation tool for wastewaters containing arsenic". Minerals
Engineering, 2006. 19(5): p. 521-524.
[11]. Marc Edwards. "Chemistry of arsenic removal during coagulation and Fe-Mn
oxidation". Journal of the American Water Works Association;(United
States), 1994. 86(9).
[12]. Janet G Hering, et al. "Arsenic removal by ferric chloride". American Water
Works Association. Journal, 1996. 88(4): p. 155.
[13]. Eilen A Vik, et al. "Electrocoagulation of potable water". Water Research,
1984. 18(11): p. 1355-1360.
Nghiên cứu khoa học cơng nghệ
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san NĐMT, 09 - 2017 93
ABSTRACT
ARSENIC REMOVAL FROM GROUNDWATER AT BATTALION
3/BRIGADE 962/SECTOR 9 BY ELECTROCOAGULATION USING IRON
ELECTRODES
In VietNam, the groundwater containing arsenic is quite common in
Military Zone 9. The average concentration of arsenic in water is higer than
the drinking water standard QCVN 01:2009/BYT and recommendation from
World Health Organization (WHO). Recent stuies have shown that
electrocoagulation is a effective method for arsenic removal from water.
Following previous study, experiment was carried out in Lab-scale (6,8 L)
electrocoagulation using iron electrodes to remove arsenic from
groundwater that taken at Battalion3/Brigade 962/Sector 9. At opearating
parameters as current density 2,5 mA/cm², HRT=15 min (convert to charge
density is 168 C/L), arsenic removal efficiency was over 98%, the effluent
arsenic concentration was less than 10 ppb. Addition, the result recorded the
energy consumption and iron consumption was approximate 6 W.h and 1,3
gFe2+/h, respectively.
Keywords: Arsenic removal, Electrocoagulation, Battalion3/Brigade 962/Sector 9.
Nhận bài ngày 01 tháng 8 năm 2017
Hồn thiện ngày 25 tháng 8 năm 2017
Chấp nhận đăng ngày 15 tháng 09 năm 2017
Địa chỉ: Viện Nhiệt đới mơi trường,
57A, Trương Quốc Dung, P.10, Quận Phú Nhuận, TpHCM.
* Email: tuan140482@gmail.com.
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- 11_8971_2151820.pdf