Nghiên cứu quy trình phân hủy TNT bằng persulfate hoạt hóa fe0 trong nước thải nhà máy gia công thuốc phóng thuốc nổ đề xuất mô hình xử lý nước thải chứa TNT

MỤC LỤC
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ......................................................................................4
DANH MỤC HÌNH VẼ ..............................................................................................5
DANH MỤC BẢNG BIỂU ........................................................................................6
MỞ ĐẦU .....................................................................................................................7
1.1. Tình hình ô nhiễm nƣớc thải chứa TNT tại các nhà máy gia công thuốc
phóng thuốc nổ ......................................................................................................10
1.1.1. Đặc điểm cấu tạo và tính chất cơ bản của hợp chất TNT [14] ...............10
1.1.2. Tình hình ô nhiễm nƣớc thải chứa TNT tại cơ sở sản xuất quốc phòng 16
1.2. Tổng quan về một số công nghệ xử lý nƣớc thải chứa TNT .........................19
1.2.1. Phƣơng pháp hoá học .............................................................................19
1.2.2. Phƣơng pháp chuyển hóa TNT bằng năng lƣợng UV ............................20
1.2.3. Phƣơng pháp điện hóa ............................................................................20
1.2.4. Hấp phụ bằng than hoạt tính ...................................................................21
1.2.5. Phƣơng pháp sử dụng thực vật ...............................................................22
1.3. Giới thiệu về phƣơng pháp xử lý TNT bằng phƣơng pháp oxy hóa nâng cao
sử dụng persulfate hoạt hóa sắt hóa trị không ......................................................26
1.3.1. Khả năng xử lý TNT của Fe0 ..................................................................27
1.3.2. Phƣơng pháp chuyển hoá chất ô nhiễm bằng tác nhân oxi hoá khử tiên
tiến (sử dụng hệ Fe0 - EDTA - persulfate) .......................................................29
CHƢƠNG II. NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..........................32
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu ....................................................................................32
2.2. Nội dung nghiên cứu......................................................................................32
2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu ...............................................................................32
2.4. Kỹ thuật sử dụng ............................................................................................33
2.4.1. Phƣơng pháp Von-Ampe xác định TNT ................................................33
2.4.2. Phƣơng pháp sắc ký lỏng cao áp (HPLC) xác định TNT [11] ...............35
2.4.3. Phƣơng pháp chuẩn độ xác định nồng độ sắt [20] .................................35
2.4. Hóa chất, dụng cụ ..........................................................................................36
1

2.4.1. Hóa chất ..................................................................................................36
2.4.2 Dụng cụ....................................................................................................36
2.4.3. Thiết bị ....................................................................................................37
2.5. Thực nghiệm .........................................................................................37
2.5.1. Nghiên cứu lựa chọn điều kiện tối ƣu cho phản ứng phân hủy TNT .....37
2.5.1.1. Khảo sát sự hòa tan của sắt kim loại ...............................................38
2.5.1.2. Khảo sát ảnh hƣởng của chất hoạt hóa tạo gốc tự do và chất xúc tiến
tạo phức bền với Fe2+ tới phản ứng phân hủy TNT......................................38
2.5.2.3. Khảo sát ảnh hƣởng của pH dung dịch phản ứng ...........................38
2.5.1.4. Khảo sát ảnh hƣởng của EDTA ......................................................39
2.5.1.5. Khảo sát ảnh hƣởng bột sắt .............................................................39
2.5.1.6. Khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ persulfate ...................................39
2.5.1.7. Khảo sát tốc độ khuấy .....................................................................40
2.5.1.8. Xác định khả năng hấp phụ của hợp chất FeOOH ..........................40
2.5.2. Nghiên cứu xác định các yếu tố ảnh hƣởng trong nƣớc thải đến phản
ứng phân hủy TNT ...........................................................................................40
CHƢƠNG III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ..........................................................42
3.1. Nghiên cứu khảo sát điều kiện tối ƣu cho phản ứng phân hủy TNT .............42
3.1.1. Khảo sát sự hòa tan của sắt kim loại ......................................................42
3.1.2. Khảo sát ảnh hƣởng của chất hoạt hóa tạo gốc tự do và chất xúc tiến tạo
phức bền với Fe2+ tới phản ứng phân hủy TNT ................................................45
3.1.3. Khảo sát ảnh hƣởng của pH dung dịch phản ứng...................................47
3.1.4. Khảo sát ảnh hƣởng của EDTA ..............................................................50
3.1.5. Khảo sát ảnh hƣởng bột sắt ....................................................................51
3.1.6. Khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ persulfate...........................................54
3.1.7. Khảo sát tốc độ khuấy ............................................................................55
3.1.8. Xác định khả năng hấp phụ của hợp chất FeOOH .................................57
3.1.9. Khả năng tăng hiệu suất xử lý hợp chất TNT ........................................58

2


3.2. Nghiên cứu xác định các yếu tố ảnh hƣởng trong nƣớc thải đến phản ứng
phân hủy TNT. ......................................................................................................60
3.3. Đề xuất mô hình xử lý TNT trong nƣớc thải của dây chuyền xì đạn thu hồi
thuốc nổ TNT thuộc nhà máy gia công thuốc phóng thuốc nổ thuộc Bộ quốc
phòng.....................................................................................................................63
CHƢƠNG IV. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..........................................................65
4.1. Kết luận ..........................................................................................................65
4.2. Kiến nghị ........................................................................................................66
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................67
PHỤ LỤC ..................................................................................................................72

3


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

TNT : 2,4,6 - Trinitrotoluen
DMF : Dimethyl formamide
EDTA : Natri etylene diamine tetra acetat
HPLC : Sắc ký lỏng cao áp
TCCP : Tiêu chuẩn cho phép
TCQS: Tiêu chuẩn quân sự

4


DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1. Dây chuyền xì đạn thu hồi TNT................................................................18
Hình 2.1. Thiết bị phân tích điện hóa đa năng Metrohm 797 VA Computrace ........33
Hình 2.2. Mô hình thiết bị phản ứng .........................................................................37
Hình 3.1. Khả năng hòa tan của Fe0 .........................................................................43
Hình 3.2. Ảnh hƣởng của chất hoạt hóa tạo gốc tự do và chất xúc tiến tạo phức đến
hiệu suất chuyển hóa TNT theo thời gian .................................................................46
Hình 3.3. Ảnh hƣởng của pH tới hiệu suất chuyển hóa TNT theo thời gian ............48
Hình 3.4. Ảnh hƣởng của nồng độ của EDTA đến hiệu suất chuyển hóa TNT theo
thời gian .....................................................................................................................51
Hình 3.5. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng bột sắt đến hiệu suất chuyển hóa TNT theo
thời gian .....................................................................................................................53
Hình 3.6. Ảnh hƣởng của nồng độ persulfate đến hiệu suất chuyển hóa TNT theo
thời gian .....................................................................................................................55
Hình 3.7. Ảnh hƣởng của tốc độ khuấy đến hiệu suất chuyển hóa TNT theo thời
gian ............................................................................................................................56
Hình 3.8. Ảnh hƣởng của chất hấp phụ FeOOH đến hiệu suất chuyển hóa TNT ...58
Hình 3.9. Hiệu suất phản ứng phân hủy TNT ở các điều kiện khác nhau ................60
Hình 3.10. Quy trình xử lý nƣớc thải chứa TNT từ dây chuyền xì đạn thu hồi TNT
...................................................................................................................................64

5


DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1. Các phƣơng pháp xử lý TNT hiện nay ...................................................24
Bảng 3.1. Khả năng hòa tan của sắt kim loại ..........................................................42
Bảng 3.2. Ảnh hƣởng của chất hoạt hóa tạo gốc tự do và chất xúc tiến tạo phức
đến hiệu suất chuyển hóa TNT theo thời gian ........................................................45
Bảng 3.3. Ảnh hƣởng của pH tới hiệu suất chuyển hóa TNT theo thời gian .........48

Bảng 3.4. Ảnh hƣởng của nồng độ của EDTA đến hiệu suất chuyển hóa TNT
theo thời gian...........................................................................................................50
Bảng 3.5. Ảnh hƣởng của kích thƣớc bột sắt đến hiệu suất chuyển hóa TNT theo
thời gian ..................................................................................................................52
Bảng 3.6. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng bột sắt đến hiệu suất chuyển hóa TNT theo
thời gian ..................................................................................................................52
Bảng 3.7. Ảnh hƣởng của nồng độ persulfate đến hiệu suất chuyển hóa TNT theo
thời gian ..................................................................................................................54
Bảng 3.8. Ảnh hƣởng của tốc độ khuấy đến hiệu suất chuyển hóa TNT theo thời
gian ..........................................................................................................................56
Bảng 3.9. Ảnh hƣởng của chất hấp phụ FeOOH đến hiệu suất chuyển hóa TNT ..57
Bảng 3.10. Hiệu suất chuyển hóa TNT ở các điều kiện khác nhau ........................59
Bảng 3.11. Thành phần nƣớc thải của các mẫu nƣớc thải trƣớc xử lý ...................61
Bảng 3.12. Ảnh hƣởng của thành phần nƣớc thải đến hiệu suất phân hủy TNT ....62

6


MỞ ĐẦU

Ô nhiễm môi trƣờng do chất thải của nhà máy gia công thuốc phóng thuốc nổ trong
đó có sử dụng TNT(2,4,6 trinitrololuen) làm nguyên liệu đang là vấn đề nghiêm
trọng. TNT có độc tính rất cao đối với con ngƣời và động vật. Chúng gây độc hại
cho da, hệ thần kinh và hệ tuần hoàn. TNT xâm nhập vào cơ thể qua da, đƣờng hô
hấp và ăn uống. Những ngƣời làm việc, tiếp xúc nhiều với TNT sẽ dễ bị bệnh thiếu
máu và dễ bị bệnh về phổi. Những ảnh hƣởng về phổi và máu và những ảnh hƣởng
khác sẽ phát tăng dần và tác động vào hệ thống miễn dịch, nó cũng đƣợc phát hiện
thấy ở những động vật bị phơi nhiễm TNT, đồng thời TNT cũng có khả năng gây
ung thƣ cho con ngƣời. Việc ảnh hƣởng của TNT làm nƣớc tiểu có màu đen…[8]
Kết quả khảo sát cho thấy, hiện nay nguồn nƣớc thải chứa TNT có thể phát sinh từ

các dây chuyền công nghệ nhƣ: Dây chuyền sản xuất thuốc nổ công nghiệp
Amonit, AD1; Dây chuyền sản xuất thuốc gợi nổ; Dây chuyền xì đạn thu hồi TNT.
Nƣớc thải phát sinh từ các dây chuyền này có hàm lƣợng TNT vƣợt nhiều lần tiêu
chuẩn cho phép (TCQS quy định TNT trong nƣớc thải là 0,5 mg/l), trong đó đáng
chú ý hơn cả là nƣớc thải của dây chuyền thu hồi TNT từ các đầu đạn thanh lý, có
chứa hàm lƣợng lớn TNT (80100) mg/l và lƣợng nƣớc thải sau khi thu hồi TNT có
lƣu lƣợng lớn. Hiện nay, đã có nhiều nghiên cứu thành công cho xử lý nƣớc thải
chứa TNT hàm lƣợng nhỏ (2040) mg/l phù hợp để áp dụng cho các dây chuyền
sản xuất thuốc nổ và gợi nổ, để ứng dụng cho xử lý dây chuyền thu hồi TNT thì
phải có chi phí rất cao và chƣa đạt hiệu suất xử lý chƣa triệt để đồng thời tạo ra các
sản phẩm phụ còn có hại với môi trƣờng. Xu hƣớng mới hiện nay là kết hợp nội
điện phân với các phƣơng pháp sinh học, tuy nhiên chƣa có công bố kết quả cụ thể.
Đặc biệt, với các kết quả nghiên cứu đã công bố hiện nay thì chƣa có tài liệu công
bố về phân hủy TNT bằng persulfate hoạt hóa Fe0. Một số công trình nghiên cứu
trên thế giới đã công bố hiệu quả xử lý cao của phƣơng pháp này mang lại đối với
một số chất ô nhiễm TNT và hợp chất nitro vòng thơm nói chung. Vấn đề này là
một đối tƣợng rất mới mẻ do các nhà nghiên cứu khoa học trong quân đội mới quan
7


tâm đến những năm gần đây do hiệu quả xử lý cao và chi phí thấp. Vì vậy vấn đề
nghiên cứu xác định các yếu tố ảnh hƣởng tạo điều kiện tối ƣu cho phản ứng phân
hủy TNT theo công nghệ này và đề xuất mô hình xử lý chất độc này tại nhà máy để
đạt yêu cầu bảo vệ môi trƣờng, phù hợp với điều kiện ở Việt Nam là rất cần thiết.
Đó chính là lý do chọn đề tài “Nghiên cứu quy trình phân hủy TNT bằng persulfate
hoạt hóa Fe0 trong nƣớc thải nhà máy gia công thuốc phóng thuốc nổ. Đề xuất mô
hình xử lý nƣớc thải chứa TNT” để góp phần vào việc bảo vệ môi trƣờng cho các cơ
sở quốc phòng gia công thuốc phóng thuốc nổ.
1. Mục đích của đề tài
-Nghiên cứu xác định các yếu tố ảnh hƣởng trong nƣớc thải đến phản ứng

phân hủy TNT và các điều kiện tối ƣu cho phản ứng.
- Đề xuất mô hình xử lý nƣớc thải chứa TNT của dây chuyền thu hồi thuốc
nổ TNT từ các đầu đạn thanh lý tại các nhà máy gia công thuốc phóng thuốc nổ.
2. Đối tƣợng nghiên cứu là: Nƣớc thải chứa TNT của dây chuyền xì đạn thu hồi
TNT tại nhà máy gia công thuốc phóng thuốc nổ thuộc Bộ quốc phòng.
3. Nội dung nghiên cứu của đề tài
1. Nghiên cứu lựa chọn điều kiện tối ƣu cho phản ứng phân hủy TNT:
- Nghiên cứu sự hòa tan của sắt kim loại
- Nghiên cứu ảnh hƣởng của chất hoạt hóa tạo gốc tự do và chất xúc tiến tạo phức
bền với Fe2+ tới phản ứng phân hủy TNT
- Khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng: pH, EDTA, kích thƣớc và hàm lƣợng bột sắt, nồng
độ persulfate, tốc độ khuấy, khả năng hấp phụ của hợp chất FeOOH.
2. Nghiên cứu xác định các yếu tố ảnh hƣởng trong nƣớc thải đến phản ứng phân
hủy TNT.
3- Đề xuất mô hình xử lý TNT trong nƣớc thải của dây chuyền xì đạn thu hồi TNT
thuộc nhà máy gia công thuốc phóng thuốc nổ thuộc Bộ quốc phòng.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu và kỹ thuật sử dụng của đề tài:
Để thực hiện các nội dung của đề tài, sẽ tiến hành các phƣơng pháp nghiên cứu nhƣ
sau:
8


 Phƣơng pháp kế thừa
 Phƣơng pháp điều tra khảo sát, thu thập, thống kê
 Phƣơng pháp thực nghiệm
 Phƣơng pháp phân tích, tổng hợp kết quả
 Phƣơng pháp xử lý số liệu
Các kỹ thuật sẽ sử dụng phục vụ quá trình nghiên cứu của đề tài là một số phƣơng
pháp phân tích phục vụ cho việc theo dõi quá trình phản ứng:
 Phân tích TNT bằng phƣơng pháp Von-Ampe: phƣơng pháp chính để đánh

giá hiệu suất quá trình xử lý TNT.
 Phân tích TNT bằng HPLC: phƣơng pháp đối chứng với phƣơng pháp VonAmpe.
 Phƣơng pháp chuẩn độ hóa học: phân tích hàm lƣợng sắt để đánh giá khả
năng hòa tan của sắt trong phản ứng.
Thành công của đề tài sẽ mở ra một hƣớng nghiên cứu mới có tính khả thi cao trong
việc xử lý nƣớc thải ô nhiễm TNT của dây chuyền xì đạn thu hồi TNT thuộc nhà
máy gia công thuốc phóng thuốc nổ của Bộ quốc phòng. Những đóng góp của đề tài
mang tính khoa học và có ý nghĩa thực tiễn rất cao.
5. Nội dung của luận văn: gồm 4 chƣơng
Chƣơng I - Tổng quan vấn đề nghiên cứu
Chƣơng II - Nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu
Chƣơng III - Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Chƣơng IV - Kết luận và kiến nghị

9


CHƢƠNG I. TỔNG QUAN
1.1. Tình hình ô nhiễm nƣớc thải chứa TNT tại các nhà máy gia công thuốc
phóng thuốc nổ
1.1.1. Đặc điểm cấu tạo và tính chất cơ bản của hợp chất TNT [14]
CH3
NO2

O2N

NO2

2,4,6-Trinitrotoluen (TNT) có công thức phân tử: C7H5N3O6, khối lƣợng phân tử: M
= 227,13 đvC là thuốc nổ quan trọng nhất trong các loại thuốc nổ mạnh. Hiện nay

TNT đƣợc điều chế bằng phƣơng pháp nitro hóa toluen trong hỗn hợp axit sulfuric
và axit nitric. TNT tồn tại dƣới dạng đa hình α và β, trong đó dạng α bền vững ở
nhiệt độ thƣờng.
* Tính chất vật lý:
TNT tồn tại ở dạng tinh thể vàng nhạt, có vị đắng, nếu để ngoài không khí sẽ có
màu vàng sẫm hoặc vàng nâu, nhiệt độ nóng chảy 80,70C, nhiệt độ sôi 2400C, tỷ
trọng 1,66. TNT là loại hóa chất đặc biệt vừa có tính nổ, vừa có tính độc hại cao đối
với môi trƣờng và sức khỏe con ngƣời. TNT là hợp chất rất bền trong môi trƣờng,
có thể bảo quản ở nhiệt độ bình thƣờng trong 20 năm, TNT không bị phân hủy ở
650C trong 1 năm và 750C trong 5 tháng, ngay cả khi ở 1500C trong vòng 40 h cũng
chƣa có hiện tƣợng phân hủy.
TNT tan ít trong nƣớc, tan nhiều trong các dung môi hữu cơ, xâm nhập vào
cơ thể con ngƣời thông qua các con đƣờng hô hấp, tiêu hóa, hấp thụ qua da. Các
bệnh thƣờng gặp khi nhiễm phải TNT là bệnh liên quan đến hệ thống tuần hoàn,
bệnh về gan, tụy, thận, ngoài ra cũng gây đến mắt và hệ thần kinh.
TNT là một trong những chất thải nguy hại, có nguy cơ gây ô nhiễm diện
rộng vì có khối lƣợng thải lớn nhất trong ngành CNQP hiện nay, TNT kết hợp với
10


nhiều chất có mặt trong nƣớc tạo ra nƣớc có màu làm cho nƣớc không đủ tiêu chuẩn
khi thải ra môi trƣờng.
* Tính chất hóa học:
TNT là chất kém hoạt động, không tác dụng với kim loại và các chất nổ khác. Tuy
nhiên cũng không hoàn toàn trơ với những tác nhân hóa học.
TNT tác dụng với kiềm, oxit kiềm và amoniac tạo thành các hợp chất dễ cháy nổ.
- Phản ứng với axit:
Ở nhiệt độ thƣờng α-TNT hòa tan trong H2SO4 đặc nhƣng không tham gia
phản ứng. Ở nhiệt độ cao sẽ xảy ra phản ứng oxi hóa TNT. Phản ứng của TNT với
H2SO4 là yếu và chỉ với điều kiện áp suất phản ứng mới mạnh lên và kết thúc bằng

sự phân hủy hoàn toàn nó. Nghiên cứu quang phổ đã chứng minh đƣợc dạng ion
hóa của α-TNT tan trong oleum.
Axit nitric không chỉ hòa tan α-TNT mà còn oxi hóa nó ở 1100C thành axit
trinitrobenzoic.
COOH

CH3
NO2

O2N

NO2

O2N

+

HNO3

+

2NO + 2H2O

NO2

NO2

Phản ứng oxi hóa này có trải qua giai đoạn trinitrobenzandehit.
Nhóm andehit biến thành nhóm cacboxylic cả khi không có mặt chất oxy
hóa. Hợp chất trinitrobenzandehit có khả năng phản ứng cao nên có xu hƣớng oxy

hóa nội phân tử tạo thành axit nitrobenzoic. Do vậy trong trƣờng hợp trên có thể
xảy ra cả phản ứng:
COOH

CHO
NO2

O2N

NO

O2N

NO2

NO2

11


Do vậy không chỉ tạo ra axit nitrobenzoic mà còn có thể tạo ra cả dimer của nó qua
cầu nitơ của nhóm nitrozo dễ phản ứng.
Khi sử dụng hỗn hợp axit H2SO4-HNO3 với kali bicromat thì nhóm metyl của TNT
cũng bị oxy hóa thành nhóm oxy.
- Phản ứng với kiềm:
α-TNT tác dụng với dung dịch nƣớc của rƣợu và của kiềm tạo ra các sản phẩm màu
hung sẫm. Cơ chế phản ứng giữa dung dịch kiềm trong nƣớc và hợp chất nitro chƣa
rõ ràng mặc dù vấn đề này đƣợc quan tâm từ lâu. α-TNT rắn tác dụng với khí
amoniac đƣợc tăng tốc khi có ẩm và giảm nhiệt độ.
Cấu tạo dẫn xuất kim loại của α-TNT với kalimetylat đƣợc Hanch và Kisel trình

bày nhƣ kiểu (I), còn theo Maizenheimer thì nó có dạng quinoid kiểu (II):
CH3
NO2

O2N

N
KO

OCH3
NO

H3C
O2N

N

O
OCK3

O

OK
(II)

(I)

Các công trình nghiên cứu đã chứng minh rằng trong môi trƣờng khan nƣớc có thể
cộng hợp tới 3 phân tử kali alcolat vào phân tử α-TNT. Sản phẩm của phản ứng này
đƣợc Stephanovitch mô tả cấu tạo tƣơng tự kiểu của Maizenheimer đối với dẫn xuất

đơn kim loại
- Phản ứng với kim loại:
TNT có khả năng tạo ra các dẫn xuất kim loại với nhôm, sắt, chì, nhạy va đập cọ
sát. Những hợp chất này dễ hình thành khi có mặt của axit loãng.
- Hiện tượng quang đồng phân hóa:
Ánh sáng mặt trời tác dụng lên tất cả các đồng phân TNT khiến chúng bị
sẫm màu và thay đổi tính chất (chủ yếu là nhiệt độ hóa rắn) hiện tƣợng đó có liên
quan đến sự đồng phân hóa.
12


Ánh sáng ít ảnh hƣởng tới nhiệt độ bùng cháy. Sản phẩm chiếu sáng của
TNT có nhiệt độ bùng cháy ở 2300C và có độ nhạy va đập lớn hơn teryl.
Schultz và ganguly đã tách đƣợc trong nƣớc “phẩm đỏ” gồm hỗn hợp của 2 chất
(hung và đen) tan đƣợc trong nƣớc và không tan trong dung môi hữu cơ khi phơi
nắng TNT lâu ngày. Cả 2 chất có cùng thành phần nguyên tố, trọng lƣợng phân tử
nhƣ trotyl nênđƣợc giả thiết là sản phẩm chuyển vị nội phân tử của α-TNT.
Các chất thu đƣợc là đồng phân của nhau vì phổ hấp thụ của chúng gần nhƣ
nhau và chất màu hung khi hòa tan trong axeton cũng dần dần biến thành đen.
Những kết quả này khẳng định khi tác dụng ánh sáng lên α-TNT xảy ra sự quangđồng phân hóa tạo thành quinoxim và nitrozophenol nhờ quá trình chuyển hóa của
nhóm nitro.
Trong đó (I) là dẫn xuất của o-quinoxim: 4-nitro-2-nitrozo-1-oximetyl 5,6benzoquinon-6-oxim (không tan trong axeton lạnh), còn (II) là dẫn xuất pquinoxim: 4-nitro-6-nitrozo-1-oximetyl 2,5-benzoquinon-2-oxim (tan đƣợc trong
axeton lạnh) [14].
CH3
CH3
NO2

O2N

NO

HON

CH3

NO

ON

(I)

O
NO2

HO
NO2

CH2OH

NO2

NOH

ON

(II)

O
NO2

- Phản ứng của các nhóm nitro:
TNT có thể bị khử thành hợp chất triamino với thiếc và axit clohydric hoặc
hydro xúc tác Pd-BaSO4. Phản ứng xảy ra nhƣ sau:

13


CH3
NH2

H2N
TNT

H

NH2

Phản ứng với amoni sunfua
Sự khử của TNT với amoni sunfua trong dioxxan tạo thành 4-amino-2,6dinitrotoluen
CH3

TNT

NO2

O2N

(NH4)2S

NH2

- Phản ứng của nhóm metyl
Do có mặt của nhóm nitro nên nguyên tử hydrro trong nhóm metyl của αTNT rất linh động, dễ đƣợc thay thế bằng nhiều nhóm khác nhau, ví dụ: α-TNT
phản ứng với nitrodimetylanilin và benzandehyt:

14


CH3
O2N

NO

NO2

NO2

H2O

+

O2N

N(CH3)2

CH = N
NO2

NO2

N(CH3)2
NO2
CHO

O2N

O2N

H2N

N(CH3)2

O

H

CH3

+

C
NO2

NO2
Trong m«i tr­êng r­îu

+

O2N

CH = CH
NO2

NO2

Nhóm metyl của TNT cũng phản ứng với các andehyt khác tƣơng tự.
α-TNT tác dụng đƣợc với các andehyt béo, thơm, dị vòng thơm các hợp chất nitro
thơm, andehyt ftalic.
- Phản ứng cộng hợp:
TNT tham gia phản ứng cộng hợp với hydrocacbon và amin đa vòng tƣơng tự nhƣ
hydrocacbon thơm nitro hóa cao khác.
α-TNT tạo ra các sản phẩm cộng hợp với hợp chất nitro.
Từ những tính chất hóa học kể trên mà ta có thể nhận thấy rằng TNT là một loại
chất bền, kém hoạt động hóa học vì vậy việc xử lý TNT ô nhiễm trong đất và nƣớc
là không đơn giản.
* Độc tính của TNT:
- Đối với con người:
Con ngƣời bị nhiễm TNT qua các con đƣờng hô hấp, tiêu hóa và hấp thụ qua
da. Những biểu hiện đầu tiên của sự nhiễm độc TNT là ở máu; lƣợng hồng cầu,
lƣợng hemoglobin giảm, xuất hiện những tế bào hồng cầu dị thƣờng và bạch cầu.
Một số triệu chứng khác nhƣ lở ngứa trên da, chảy máu cam hay xuất huyết do hệ
15


thống mao mạch dễ vỡ cũng có thể xuất hiện cùng với những biểu hiện về máu.
Con ngƣời khi tiếp xúc lâu dài với TNT hoặc bị nhiễm TNT sẽ bị mắc các
chứng bệnh nguy hiểm về máu: thiếu máu, giảm hồng cầu do chức năng của tuỷ
xƣơng giảm,...
Ngoài những bệnh về máu, khi bị nhiễm TNT còn có thể bị viêm gan, các
chức năng làm việc của gan bị suy giảm dẫn đến tử vong. TNT còn ảnh hƣởng

mạnh đến thận, đến mắt, đến hệ thần kinh trung ƣơng. Tuy nhiên những ảnh hƣởng
của sự nhiễm độc TNT lên quá trình gây ung thƣ vẫn còn là vấn đề đang đƣợc xem
xét. Hàm lƣợng TNT cho phép trong không khí nơi sản xuất là 0,5mg/m3.
- Đối với động vật có vú:
Gần đây, ngƣời ta mới xác định đƣợc liều lƣợng LD50 qua đƣờng miệng đối
với chuột đực là 1010 mg/kg và chuột cái là 820 mg/kg. Mèo và chó nhạy cảm với
TNT hơn là thỏ, chuột hay lợn. Những ảnh hƣởng của TNT đối với con ngƣời cũng
quan sát thấy ở động vật, trừ bệnh đục thủy tinh thể.
- Đối với các thủy sinh vật:
Các nghiên cứu đã tập trung vào xác định LC50 đối với các loài cá khi bị nhiễm
TNT dƣới các điều kiện khác nhau (nhiệt độ, độ cứng, dòng chảy… của nƣớc). LC50
xác định đƣợc là 1,5-2,0 mg/l. Đối với loài cá, nhạy cảm nhất là cá hồi, liều lƣợng
LC50 là 0,8 mg/l.
Trong các chất ô nhiễm liên quan đến thuốc phóng thuốc nổ thì TNT là chất
bền hóa học và cũng là chất có độc tính cao. Thêm vào đó là các sản phân hủy
không hoàn toàn (sản phẩm trung gian) của TNT nhƣ các amin thơm lại có độc tính
cao hơn nhiều lần so với TNT. Chính vì vậy trong xử lý chất thải chứa TNT thì điều
đáng quan tâm nhất là quá trình phân hủy TNT một cách hoàn toàn đến sản phẩm
không độc hại tới môi trƣờng.
1.1.2. Tình hình ô nhiễm nước thải chứa TNT tại cơ sở sản xuất quốc phòng
Công nghiệp quốc phòng luôn gắn liền với quá trình sản xuất chế biến và gia
công thuốc phóng thuốc nổ. Công nghệ sản xuất, gia công thuốc phóng, thuốc nổ là
một nguyên nhân rất quan trọng có ảnh hƣởng trực tiếp đến mức độ, tác động, gây ô
16


nhiễm đến môi trƣờng xung quanh. Nƣớc thải của qúa trình gia công thuốc phóng
thuốc nổ chứa nhiều chất độc hại, trong đó có TNT là một hợp chất nitro vòng
thơm, có độc tính rất mạnh, nó có thể gây bệnh vàng da, teo gan và suy yếu thận
nếu tiếp xúc lâu ngày. Khi làm việc trong điều kiện hàm lƣợng TNT

(0,31,3)mg/m3 với thời gian 8 giờ/ngày liên tục, 56 ngày/tuần đủ để dẫn đến sự
thay đổi thành phần máu và gây bệnh cho cơ thể con ngƣời. Nguồn nƣớc thải chứa
TNT có thể phát sinh từ các dây chuyền công nghệ sau:
-

Dây chuyền sản xuất thuốc nổ công nghiệp Amonit, AD1. Nƣớc thải
chứa TNT của dây chuyền này phát sinh từ các công đoạn vệ sinh của
công nhân sau quá trình làm việc, vệ sinh thiết bị nên hàm lƣợng TNT
không đáng kể (1020) mg/l và lƣợng nƣớc thải không nhiều.

-

Dây chuyền sản xuất thuốc gợi nổ. Nƣớc thải của dây chuyền này chứa
hàm lƣợng TNT (2030) mg/l và lƣu lƣợng nhỏ. Dây chuyền xì đạn thu
hồi TNT. Nƣớc thải của dây chuyền này chứa hàm lƣợng lớn TNT
(80100) mg/l và lƣợng nƣớc thải sau khi thu hồi TNT có lƣu lƣợng lớn.

Theo Tiêu chuẩn quân sự nồng độ cho phép của TNT trong nƣớc thải là 0,5mg/l
Nhƣ vậy nƣớc thải chứa TNT của các nhà máy gia công thuốc phóng thuốc nổ vƣợt
nhiều lần tiêu chuẩn cho phép, nếu không xử lý sẽ tác động mạnh đến môi trƣờng,
đặc biệt là từ dây chuyền công nghệ xì đạn thu hồi TNT. Hiện nay đã có nhiều kết
quả nghiên cứu trong nƣớc thành công trong việc xử lý nƣớc thải chứa TNT với
hàm lƣợng nhỏ nhƣ dây chuyền sản xuất thuốc nổ công nghiệp và dây chuyền sản
xuất thuốc gợi nổ, tuy nhiên còn hạn chế với dây chuyền xì đạn thu hồi TNT. Chính
vì vậy, những năm gần đây các nghiên cứu trong quân đội đã và đang tập trung
nhiều vào vấn đề cấp thiết đó.
Một số nhà máy nhƣ M113, Z115, M131, M264 thuộc Bộ Quốc phòng sử
dụng dây chuyền xì đạn thu hồi thuốc nổ TNT theo công nghệ nhƣ sau:

17

Hơi nƣớc nóng bão hòa
Lò hơi
Làm mát

Bể chứa nƣớc
làm mát

Nƣớc
nóng có

Kho tập

Tháo

kết đạn

gỡ đầu
đạn

Nhà xì đạn

bột TNT

TNT nóng chảy

Bể thu

AhDKS

gom nƣớc

KDJSB

thải (400C)

0

(80 C)

Cặn TNT

Kho

Bể lắng

đựng
vỏ
đạn

Vỏ đạn
Thu hồi
TNT
đông đặc

Bể lọc

TNT
Nƣớc thải chứa TNT

Hình 1.1. Dây chuyền xì đạn thu hồi TNT
Thuyết minh dây chuyền: Các đầu đạn đƣợc tháo gỡ và đƣa đến nhà xì đạn. Đạn
đƣợc xì bằng hơi nƣớc nóng bão hòa cấp từ lò hơi. Phần TNT nóng chảy bị kết tinh
lại. Phần nƣớc nóng (800C) chứa TNT hòa tan đƣợc làm lạnh tới 400C bằng nƣớc
làm mát tạo thành cặn TNT lắng đọng xuống dƣới (phần này đƣợc thu hồi), phần
nƣớc chứa TNT khoảng 80100 mg/l thải ra ngoài. Nƣớc thải chứa TNT của dây
chuyền này chỉ thải ra ở giai đoạn sau khi làm mát. Nƣớc thải ra chứa hàm lƣợng SS
lớn 1,59-1,63g/l, đƣợc xử lý bằng cách lắng có phụ gia tạo bông là FeCl3, sau đó lọc
cách cát. Phần cặn thu đƣợc sau khi cộng kết đƣợc sấy ở 600C cho đến trọng lƣợng
không đổi, tiến hành thu hồi TNT. Phần nƣớc trong sau khi lọc thải ra ngoài. Nƣớc
thải này có lƣu lƣợng 2 m3/giờ, dây chuyền hoạt động gián đoạn.
Tại các nhà máy này, dây chuyền xì đạn thu hồi TNT chỉ hoạt động tối đa 4
giờ/ngày với lƣu lƣợng 2m3/giờ. Nƣớc thải có hàm lƣợng TNT rất lớn: 80100
18


mg/l, một phần sắt đƣợc tạo ra do quá trình xì hơi vào vỏ đạn (45) mgFe/l.
Thành phần nƣớc thải nhƣ sau:
Chỉ tiêu

pH

Hàm lƣợng

67

TNT
80100 mg/l

Fe

SS

(45) mg/l.

(700970) mg/l

(Nguồn: nhà máy M264, đánh giá tác động môi trường, 2011)
Nƣớc thải chứa TNT của dây chuyền xì đạn thu hồi TNT có hàm lƣợng TNT
lớn gấp nhiều lần so với TCQS quy định 0,5 mg/l đối với TNT. Chính vì vậy cần
phải đƣợc xử lý trƣớc khi thải ra môi trƣờng.
1.2. Tổng quan về một số công nghệ xử lý nƣớc thải chứa TNT
Hiện nay, trong nƣớc đã có nhiều nghiên cứu quan tâm đến vấn đề xử lý nƣớc thải ô
nhiễm TNT. Mỗi phƣơng pháp đều có ƣu và nhƣợc điểm riêng, thích hợp cho mỗi
phạm vi ứng dụng khác nhau.
1.2.1. Phƣơng pháp hoá học
Phƣơng pháp này dựa vào phản ứng hoá học để chuyển hoá hợp chất nitro
thơm thành các hợp chất tan hoàn toàn, không nhạy nổ, không độc so với chất ban
đầu.
Một trong những tác nhân hoá học đƣợc sử dụng là: NaHSO3, Na2S hoặc hỗn
hợp: HNO3, NaNO2, Na2S,...
Phƣơng pháp hóa học đã đƣợc sử dụng để phân hủy TNT. TNT là hợp chất
bền, khả năng phản ứng hóa học thấp. Để xử lý TNT đáng chú ý hơn cả là natri
hydrosunfit (NaHSO3 15%) và natri metadisunfit (Na2S2O5), vì chúng có thể phân
hủy TNT thành sản phẩm không nhạy nổ và tan trong nƣớc. Tuy nhiên, nƣớc thải
sau khi xử lý vẫn còn màu và tác nhân gây độc hại là DNT. Hạn chế của phƣơng
pháp này là phải thực hiện phản ứng ở nhiệt độ cao 87 0 C, do đó khó triển khai áp
dụng trong thực tế [8,13].
Phản ứng của TNT với clo (Cl2) trong các tháp chuyên dụng cũng đƣợc sử

dụng để làm mất màu nƣớc thải có chứa TNT. Một số cơ sở sản xuất thuốc nổ công
nghiệp cũng đã thử nghiệm dùng hợp chất clo (Ca(OCl)2, NaOCl) để làm mất màu
nƣớc thải chứa TNT. Tuy nhiên, trong điều kiện công nghiệp thì việc xử lý nƣớc
19


thải chứa hợp chất nitro chỉ dựa vào một công đoạn là dùng OCl- để phân hủy thì
còn gặp một số trở ngại, nhƣ phải dùng lƣợng dƣ đáng kể OCl- mới phân hủy hết
các hợp chất nitro thơm, có nghĩa là bằng giải pháp này sẽ dễ tạo ra lƣợng clo dƣ
trong dung dịch sau xử lý [15].
Vì vậy, phƣơng pháp phân hủy hóa học mới chỉ dùng để phân hủy lƣợng nhỏ
chất thải chứa TNT, chƣa đáp ứng đƣợc yêu cầu vệ sinh môi trƣờng và xử lý triệt để
lƣợng lớn nguồn ô nhiễm TNT và các hợp chất nitro thơm ở các cơ sở sản xuất quốc
phòng.
1.2.2. Phƣơng pháp chuyển hóa TNT bằng năng lƣợng UV
Hợp chất nitro thơm có thể bị chuyển hóa thành các sản phẩm: CO 2, HNO3,
H2O bằng năng lƣợng UV. Phƣơng pháp này thƣờng đƣợc kết hợp với các tác nhân
oxy hoá khác nhƣ ozon, H2O2,...
Ở Việt Nam hiện nay đã có đề tài luận án tiến sĩ của Nguyễn Văn Chất
nghiên cứu khả năng phân huỷ TNT trong nƣớc bằng bức xạ UV [3]. Phƣơng pháp
này dựa trên cơ sở tính chất quang đồng phân hóa của TNT. Dƣới tác dụng của ánh
sáng mặt trời, các đồng phân của TNT bị sẫm màu và thay đổi tính chất (chủ yếu là
nhiệt độ hóa rắn). Phƣơng pháp sử dụng tia cực tím là kỹ thuật phân huỷ TNT bao
gồm sự kết hợp đèn UV áp suất thấp với các chất oxi hoá là ozon hoặc hydroperoxit
và đèn UV áp suất trung bình với hydroperoxit [3].
Sản phẩm phụ trong quá trình chuyển hóa là trinitrobenzen (TNB), một chất
có độc tính còn cao hơn cả TNT. Khi xử lý bằng phƣơng pháp UV thì 70% thời
gian là để phân huỷ TNB [3].
1.2.3. Phƣơng pháp điện hóa
Chuyển hóa hợp chất nitro thơm bằng phƣơng pháp điện hoá về thực chất là

ngƣời ta thay thế tác nhân oxy hoá - khử hoá học bằng tác nhân oxy hoá - khử điện
hoá để chuyển hóa hợp chất nitro thơm.
Các hợp chất nitro thơm tƣơng đối bền vững, khó xử lý hóa học và sinh hóa.
Trong khi các hợp chất amin, polyamin lại dễ dàng bị oxi hóa và phân hủy trong
môi trƣờng kiềm. Do đó để xử lý nƣớc thải có chứa các hợp chất nitro thơm (TNT,
20


TNR…), cách thích hợp nhất là chuyển hóa các nhóm nitro thơm thành các nhóm
amin bằng sự khử điện hóa trên catốt và oxi hóa các sản phẩm thu đƣợc trên anốt
đến CO2, H2O.
Giải pháp này dựa trên cơ sở phản ứng phân huỷ điện hóa của các chất nhƣ
TNT, DNT, TNR,... đến các sản phẩm ít hoặc không độc với môi trƣờng trong các
thiết bị điện phân có và không có màng ngăn. Kết quả nghiên cứu và thử nghiệm
giải pháp này ở quy mô phòng thí nghiệm cho thấy khả năng phân huỷ điện hóa của
TNR nhanh và vô cơ hóa hoàn toàn, còn TNT, DNT, RDX,... thì tốc độ phân huỷ
chậm hơn. [10]
Bể điện phân đƣợc cấu tạo với catot là thép không gỉ, anôt là các tấm graphit.
Điều kiện điện phân: dung dịch có pH = 4, mật độ dòng 0,5 - 2A/dm2, nồng độ
NaCl = 3g/l, thời gian điện phân là 45 phút. Sau khi điện phân nƣớc thải đƣợc điều
chỉnh về pH = 6 - 8 và thải vào môi trƣờng [18].
Ƣu điểm của phƣơng pháp điện phân là kỹ thuật thực hiện không phức tạp,
có khả năng phân huỷ triệt để và nhanh chất ô nhiễm. Tuy nhiên vẫn còn một số hạn
chế nhƣ lƣợng khí thải có chứa clo sinh ra trong quá trình điện phân. Dây chuyền
điện phân đã áp dụng bị giới hạn ở mức thủ công, bán tự động nhƣng cũng đáp ứng
đƣợc nhu cầu bức thiết xử lý nguồn nƣớc thải nhiễm các chất gợi nổ này.
1.2.4. Hấp phụ bằng than hoạt tính
Phƣơng pháp hấp phụ đƣợc dùng để loại các chất bẩn hoà tan trong nƣớc với
hàm lƣợng rất nhỏ mà phƣơng pháp xử lý sinh học cùng các phƣơng pháp khác
không loại bỏ đƣợc. Thông thƣờng đây là các hợp chất hoà tan có độc tính cao hoặc

các chất có mùi, vị và mầu rất khó chịu.
Các chất hấp phụ thƣờng dùng là: than hoạt tính, đất sét hoạt tính, silicagen,
nhôm oxit, một số chất tổng hợp hoặc chất thải trong sản xuất nhƣ xỉ tro, xỉ mạt
sắt,.v.v. Trong số này than hoạt tính đƣợc dùng phổ biến nhất. Than hoạt tính có hai
dạng là: dạng bột và dạng hạt đều đƣợc dùng để hấp phụ. Than hoạt tính dạng bột
có kích thƣớc từ 15 - 20µm, thƣờng đƣợc sử dụng ở các hệ thống không có tính liên
tục, xử lý theo mẻ, khả năng tái sử dụng thấp. Trong hệ thống xử lý theo mẻ, để có
21


sự tiếp xúc của toàn bộ thể tích chất lỏng cần xử lý với than hoạt tính thì cần phải có
sự khuấy trộn vì nó mang lại tác dụng tốt cho việc chuyển khối diễn ra một cách dễ
dàng hơn [23]. Than hoạt tính dạng hạt có kích thƣớc từ 0,3 - 3 mm, thƣờng đƣợc
sử dụng trong các hệ thống xử lý liên tục, khả năng tái sử dụng than cao. Trong hệ
thống liên tục đa số sử dụng than hoạt tính dạng hạt (GAC), chúng đƣợc cố định
trong cột hấp phụ. Sự hấp phụ diễn ra khi cho chất cần đƣợc xử lý đi qua cột hấp
phụ. Kích thƣớc của than hạt dùng để xử lý chất hữu cơ nằm trong khoảng 0,4 - 1,7
mm, độ cao của tầng than thƣờng lớn hơn 70 cm. Các chất hữu cơ, kim loại nặng và
các chất màu dễ bị than hấp phụ. Lƣợng chất hấp phụ tùy thuộc vào khả năng hấp
phụ của từng chất và hàm lƣợng chất bẩn có trong nƣớc.
Phƣơng pháp hấp phụ bằng than hoạt tính có thể hấp phụ đƣợc 58-95% các
chất hữu cơ và màu.
Đối với nguồn nƣớc thải ở các cơ sở quốc phòng, phƣơng pháp hấp phụ đã
đƣợc sử dụng để loại bỏ các hợp chất nitro thơm trong nƣớc thải nhƣ TNT [12,16].
Trong số các phƣơng pháp xử lý nƣớc thải thì phƣơng pháp hấp phụ đƣợc triển khai
thành công ở quy mô công nghiệp, đã áp dụng ở một số các cơ sở sản xuất quốc
phòng. Phƣơng pháp này dựa trên cơ sở sử dụng than hoạt tính để hấp phụ tách các
hợp chất nitro thơm khỏi nƣớc thải, còn than hoạt tính đã hấp phụ đƣợc đƣa đi xử lý
riêng bằng phƣơng pháp thiêu đốt. Tuy nhiên, trong thực tế để xử lý hiệu quả loại
nƣớc thải này, ngƣời ta thƣờng bổ sung và hệ thống xử lý các công đoạn nhƣ xử lý

cơ học, xử lý hóa học và sinh học. Đây là giải pháp công nghệ tổng hợp, khâu hấp
phụ giữ vai trò trọng tâm trong giải pháp xử lý.
1.2.5. Phƣơng pháp sử dụng thực vật
Từ giữa những năm 90 thế kỷ trƣớc, các nhà khoa học đã bắt đầu chú ý đến
một giải pháp công nghệ mới là sử dụng cây cối để loại bỏ, kiềm chế hoặc làm giảm
mức độ độc hại với môi trƣờng của các chất ô nhiễm. Công nghệ này dựa trên sự
thu nhận và chuyển hóa các sản phẩm ô nhiễm bởi thực vật. Giải pháp công nghệ
này đƣợc quan tâm và lựa chọn vì giá thành rẻ, an toàn với môi trƣờng hơn so với
giải pháp sử dụng hóa chất. Trên thế giới, giải pháp công nghệ này đã đƣợc nghiên
22


cứu ứng dụng khá rộng rãi nhƣng ở Việt Nam chúng thực sự mới chỉ bắt đầu đƣợc
quan tâm nghiên cứu trong thời gian gần đây [7, 9].
Khả năng hấp thu và chuyển hoá các loại thuốc nổ nhƣ TNT từ môi trƣờng
nƣớc bằng thực vật đã đƣợc nhiều tác giả nghiên cứu [24,28,30, 33, 43].
Thí dụ, cây dƣơng lai, thực vật thủy sinh Myriophyllum aquatium có khả
năng hấp thu các thuốc nổ TNT, RNX, HMX khi trồng thủy sinh [28, 33].
Thực vật thủy sinh vùng đầm lầy Myriophyllum aquatium có khả năng hấp
thụ và chuyển hoá TNT. Các sản phẩm chuyển hoá của nó bao gồm các hợp chất
azoxy và amin. Quá trình này không chỉ làm sạch chất thải nguy hại ở vùng ô nhiễm
mà còn có thể tăng cƣờng sự sinh trƣởng của các quần thể sống ở thủy vực [24].
Ở trong nƣớc, đã có một số nghiên cứu tƣơng đối chi tiết về công nghệ sử
dụng thực vật thủy sinh cho xử lý TNT trong nƣớc bị ô nhiễm, và đã lựa chọn đƣợc
một số loại thực vật có khả năng sử dụng để khử độc cho nƣớc bị nhiễm TNT nhƣ
thuỷ trúc, cói, cỏ lăn, cỏ lác, rong đuôi chó [5, 7].
1.2.6. Phƣơng pháp Fen ton cổ điển
Phƣơng pháp này sử dụng hỗn hợp Fe2+ và H2O2 . Trong giai đoạn phản ứng
oxi hóa xảy ra sự hình thành gốc •OH hoạt tính và phản ứng oxi hóa chất hữu cơ.
Gốc •OH sau khi hình thành sẽ tham gia vào phản ứng oxi hóa TNT có trong nƣớc

cần xử lý: chuyển TNT từ dạng cao phân tử thành các chất hữu cơ có khối lƣợng
phân tử thấp
CHC (cao phân tử) + •HO  CHC (thấp phân tử) + CO2 + H2O+ OH

Trung hòa và keo tụ

Sau khi xảy ra quá trình oxi hóa cần nâng pH dung dịch lên >7 để thực hiện kết
tủa Fe3+ mới hình thành:
Fe3+ + 3OH-  Fe(OH)3
Kết tủa Fe(OH)3 mới hình thành sẽ thực hiện các cơ chế keo tụ, đông tụ, hấp phụ
một phần các chất hữu cơ chủ yếu là các chất hữu cơ cao phân tử.


Quá trình lắng:

Các bông keo sau khi hình thành sẽ lắng xuống khiến làm giảm COD, mầu, mùi
23


trong nƣớc thải. Sau quá trình lắng các chất hữu cơ còn lại (nếu có) trong nƣớc thải
chủ yếu là các hợp chất hữu cơ có khối lƣợng phân tử thấp sẽ đƣợc xử lý bổ sung
bằng phƣơng pháp sinh học hoặc bằng các phƣơng pháp khác.
Dƣới đây là bảng tổng hợp các phƣơng pháp xử lý TNT đã và đang áp
dụng cho hệ thống xử lý nƣớc thải tại các nhà máy gia công thuốc phóng thuốc
nổ:
Bảng 1.1. Các phƣơng pháp xử lý TNT hiện nay
T Phƣơng

Nguyên tắc

T pháp

phƣơng pháp

Phƣơng
1

pháp
hóa học

Phƣơng
2

pháp

Phạm vi

Ƣu điểm

Nhƣợc điểm

Sử dụng tác nhân

Chuyển hóa

Chỉ phân hủy

Xử lý nƣớc

hóa học chuyển

TNT thành chất

lƣợng nhỏ

thải chứa

hóa TNT thành

không nhạy nổ

TNT, không

TNT với

chất không nhạy

và không độc so

phân hủy triệt

hàm lƣợng

nổ, không độc so

với chất ban

để hàm lƣợng

nhỏ.

với chất ban đầu.

đầu.

lớn.

Dùng bức xạ tia

Sản phẩm sau

Tốn năng

Thích hợp

UV để chuyển

quá trình phản

lƣợng UV do

xử lý nƣớc

hóa TNT thành

ứng là chất ít

70% quá trình

thải chứa

là để phân hủy

lƣợng nhỏ

TNB, sản

TNT.

CO2, HNO3, H2O. độc hại với môi
trƣờng.

UV

ứng dụng

phẩm phụ của
quá trình phân
hủy

3

Chuyển hóa hợp

Phân hủy thời

Tạo khí clo

Ứng dụng

Phƣơng

chất nitro thơm

gian nhanh và

trong quá trình

xử lý nƣớc

pháp

thành các nhóm

triệt để chất ô

điện phân, giới

thải chứa

nhiễm thành sản

hạn ở mức

TNT của

điện hóa amin bằng sự khử
điện hóa trên

phẩm không độc nƣớc thải chứa

24

các dây


T Phƣơng

Nguyên tắc

T pháp

phƣơng pháp

Nhƣợc điểm

catot và oxi hóa

hại với môi

TNT hàm

chuyền

các sản phẩm thu

trƣờng, kỹ thuật

lƣợng nhỏ.

thải TNT ở

đƣợc trên anot

không phức tạp.

ứng dụng

hàm lƣợng
nhỏ.

thành CO2, H2O.

4

Phạm vi

Ƣu điểm

Sử dụng than hoạt Hấp phụ đƣợc

Chỉ thích hợp

Ứng dụng

tính để hấp phụ

triệt để chất ô

xử lý nƣớc thải

cho xử lý

TNT trong nƣớc

nhiễm TNT

chứa hàm

nƣớc thải

thải.

trong nƣớc thải.

lƣợng nhỏ

chứa TNT

TNT, hàm

hàm lƣợng

lƣợng lớn than

nhỏ.

Than

bị bão hòa

hoạt tính

nhanh, chi phí
xử lý lớn.
Phải tốn chi
phí cho quá
trình thiêu đốt
than sau khi
hấp phụ.
Dùng thực vật để

Giá thành rẻ,

hấp thu và chuyển phƣơng pháp an
5

Sử dụng
thực vật

hóa TNT.

Chỉ dùng để xử Ứng dụng
lý hàm lƣợng

cho xử lý

toàn với môi

nhỏ TNT trong

nƣớc thải

trƣờng.

nƣớc thải.

chứa TNT
hàm lƣợng
nhỏ.

25