Nghiên cứu xử lý phenol trong nước thải quá trình luyện cốc bằng phương pháp ozon hóa kết hợp với xúc tác

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------

Nguyễn Thanh Thảo

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ PHENOL TRONG NƢỚC THẢI
QUÁ TRÌNH LUYỆN CỐC BẰNG PHƢƠNG PHÁP OZON
HÓA KẾT HỢP VỚI XÚC TÁC

Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trƣờng
Mã sỗ: 9 52 03 20

LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. PGS.TS. Trịnh Văn Tuyên
2. PGS.TS. Lê Trường Giang

Hà Nội - 2019


i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các kết quả nghiên cứu trong luận án là trung thực, chính xác và chưa được

tác giả khác công bố.
NGHIÊN CỨU SINH

Nguyễn Thanh Thảo


ii

LỜI CẢM ƠN
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS. TS. Trịnh Văn Tuyên (Viện Công
nghệ Môi trường – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam), PGS. TS. Lê
Trường Giang (Viện Hóa học – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam) đã
dành nhiều thời gian quí báu và tận tình chỉ bảo, hướng dẫn tôi trong suốt thời gian
nghiên cứu, thực hiện luận án.
Tôi xin được cảm ơn các thầy cô Học viện Khoa học và Công nghệ đã giảng
dạy tôi trong quá trình học tập. Xin cảm ơn các đồng nghiệp tập thể Phòng phân tích
Độc chất môi trường, Viện công nghệ môi trường và các thành viên trong gia đình đã
tạo mọi điều kiện tốt nhất, động viên, cổ vũ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu để
hoàn thành tốt luận án này.
Hà Nội, ngày 20 tháng 06 năm 2019
NGHIÊN CỨU SINH

Nguyễn Thanh Thảo


iii

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ........................................................................................................................ 1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ...................................................................... 5

1.1. CÔNG NGHỆ LUYỆN THAN CỐC VÀ NGUỒN PHÁT SINH NƢỚC
THẢI LUYỆN CỐC ...................................................................................................... 5
1.1.1. Quy trình luyện than cốc................................................................................... 5
1.1.2. Tình hình sản xuất, tiêu thụ than cốc ................................................................ 7
1.1.3. Nguồn phát sinh, thành phần nước thải luyện cốc trên thế giới và Việt Nam.. 8
1.2. ĐỘC TÍNH PHENOL VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ PHENOL
TRONG NƢỚC THẢI LUYỆN CỐC ....................................................................... 13
1.2.1. Độc tính của phenol với sinh vật và con người ............................................. 13
1.2.2. Công nghệ xử lý phenol trong nước thải luyện cốc ........................................ 16
1.2.3. Tổng quan một số nghiên cứu xử lý phenol trong nước thải luyện cốc.......... 21
1.3. CÁC QUÁ TRÌNH OXY HÓA BẰNG TÁC NHÂN OZON ........................... 27
1.3.1. Cơ chế phản ứng của ozon trong nước ........................................................... 27
1.3.2. Cơ chế phản ứng của ozon kết hợp với xúc tác (quá trình catazon) .............. 29
1.3.3. Sản phẩm phụ sinh ra trong quá trình phân hủy phenol bằng tác nhân O3 ... 33
1.4. QUY HOẠCH THỰC NGHIỆM TÌM MÔ HÌNH TOÁN HỌC VÀ TỐI ƢU
HÓA QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ MÔI TRƢỜNG .................... 35
1.4.1. Giới thiệu về quy hoạch thực nghiệm ............................................................ 35
1.4.2. Quy hoạch thực nghiệm bậc 2 Box-Hunter ................................................... 36
CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CƢ́U ....................... 39
2.1. ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU ......................................................... 39
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu .................................................................................... 39
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu ....................................................................................... 39
2.2. HÓA CHẤT, THIẾT BỊ ...................................................................................... 39
2.2.1.Hóa chất ........................................................................................................... 39
2.2.2. Thiết bị ............................................................................................................ 39
2.3. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................................................................... 39
2.3.1. Phương pháp thực nghiệm .............................................................................. 39
2.3.2. Phương pháp khảo sát thực địa, lấy mẫu hiện trường ................................... 53

iv

2.3.3. Phương pháp phân tích ................................................................................... 53
2.3.4. Phương pháp xử lý số liệu .............................................................................. 54
3.1. THÀNH PHẦN, ĐẶC TÍNH NƢỚC THẢI LUYỆN CỐC ............................. 61
3.2. ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH XÚC TÁC CỦA VẬT LIỆU .................................. 65
3.2.1. Đánh giá khả năng hấp phụ O3 hòa tan trên bề mặt vật liệu ......................... 65
3.2.2. Đánh giá vai trò của gốc tự do hydroxyl đến hiệu quả xử lý phenol bằng hệ
O3 và catazon dị thể ...................................................................................................... 66
3.2.3. Đánh giá hàm lượng kim loại bị thôi vào dung dịch và đóng góp đến hiệu
quả phân hủy phenol bằng quá trình catazon đồng thể ................................................ 68
3.2.4. Đánh giá khả năng hấp phụ phenol trên bề mặt vật liệu............................... 70
3.3. NGHIÊN CỨU XỬ LÝ PHENOL TRONG NƢỚC BẰNG CÁC QUÁ
TRÌNH OZON VÀ CATAZON DỊ THỂ .................................................................. 70
3.3.1. Ảnh hưởng của pH đến hiệu quả xử lý phenol ............................................... 70
3.3.2. Ảnh hưởng của nồng độ xúc tác đến hiệu quả xử lý phenol ........................... 79
3.3.3. Ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến hiệu quả xử lý phenol ................................ 82
3.3.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ dung dịch đến hiệu quả xử lý phenol ...................... 85
3.3.5. Ảnh hưởng của nồng độ ozon đến hiệu quả xử lý phenol ............................... 89
3.3.6. Ảnh hưởng của nồng độ phenol ban đầu đến hiệu quả xử lý phenol ............. 93
3.3.7. Ảnh hưởng của NH4+, CN-, HCO3- đến hiệu quả xử lý phenol ........................ 97
3.3.8. Đánh khả năng tái sinh của vật liệu ............................................................... 99
3.4. XÂY DỰNG PHƢƠNG TRÌNH ĐỘNG HỌC XỬ LÝ PHENOL TRONG
NƢỚC BẰNG HỆ O3/FeMgO/CNT ........................................................................ 103
3.4.1. Ảnh hưởng của nồng độ xúc tác đến hằng số tốc độ phân hủy phenol biểu
kiến ở pH=7 ................................................................................................................ 103
3.4.2. Ảnh hưởng của nồng độ xúc tác đến hằng số tốc độ phân hủy phenol biểu
kiến ở pH=5 ................................................................................................................ 103
3.4.3. Ảnh hưởng của nồng độ xúc tác đến hằng số tốc độ phân hủy phenol biểu
kiến ở pH=9 ................................................................................................................ 104

3.4.4. Ảnh hưởng của nồng độ xúc tác đến hằng số tốc độ phân hủy phenol biểu
kiến ở pH=11 .............................................................................................................. 105
3.4.5. Ảnh hưởng của pH đến giá trị α2 .................................................................. 106


v

3.5. XÂY DỰNG PHƢƠNG TRÌNH HỒI QUY MÔ TẢ ẢNH HƢỞNG ĐỒNG
THỜI CÁC YẾU TỐ ĐẾN NỒNG ĐỘ PHENOL SAU XỬ LÝ BẰNG HỆ
O3/FeMgO/CNT ......................................................................................................... 109
3.5.1. Phương trình hồi quy .................................................................................... 109
3.5.2. Ảnh hưởng đồng thời của các biến đến giá trị của hàm mục tiêu ................ 112
3.5.3. So sánh sự khác nhau giữa phương trình động học giả định và phương trình
hồi quy ...................................................................................................................... 117
3.6. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM XỬ LÝ NƢỚC THẢI LUYỆN CỐC CÔNG
TY CỔ PHẦN GANG THÉP THÁI NGUYÊN BẰNG HỆ O3/FeMgO/CNT..... 118
KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ ........................................................................................ 125
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 127


vi

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Sản lượng than cốc một số nhà máy luyện than ở Việt Nam ....................... 7
Bảng 1.2. Sản xuất và tiêu thụ than cốc tại một số Châu lục trên thế giới .................. 7
Bảng 1.3. Đặc trưng nước thải luyện cốc một số nước trên thế giới .......................... 10
Bảng 1.4. Đặc trưng nước thải luyện cốc một số nhà máy ở Trung Quốc ................. 11
Bảng 1.5. Thành phần nước thải luyện cốc của nhà máy luyện than Shenmu
Hengyuan, tỉnh Thiểm Tây, Trung Quốc ..................................................................... 12
Bảng 1.6. Ảnh hưởng của phenol tới một số loài nguyên sinh, tảo ............................ 14

Bảng 1.7. Các triệu chứng bệnh lý khi tiếp xúc với phenol ........................................ 15
Bảng 1.8. Nồng độ gây độc tính cấp do phơi nhiễm phenol đối với động vật ........... 15
Bảng 1.9. Ảnh hưởngcác nhóm thế đối với phản ứng ái điện tửcủabenzen ............... 28
Bảng 1.10. Các giá trị α và no tính trước khi biết trước số nhân tố khảo sát ............. 36
Bảng 1.11. Mức thí nghiệm của các yếu tố ảnh hưởng............................................... 37
Bảng 1.12. Các hệ số Ci cho trước khi biết trước số nhân tố khảo sát ...................... 38
Bảng 2.1. Thông số cấu trúc của mẫu vật liệu đôlômít biến tính ............................... 45
Bảng 2.2. Cơ sở lựa chọn khoảng nghiên cứu các yếu tố khảo sát ............................ 47
Bảng 2.3. Tổng hợp điều kiện khảo sát xử lý phenol bằng các quá trình O 3,
O3/FeMgO/CNT và O3/M-Dolomit ............................................................................. 48
Bảng 2.4. Độ lệch chuẩn các nồng độ dung dịch khảo sát ......................................... 49
Bảng 2.5. Các biến và các mức sử dụng trong quy hoạch thực nghiệm ..................... 51
Bảng 2.6. Ma trận thiết kế thực nghiệm ...................................................................... 52
Bảng 2.7.Tổng hợp các phương pháp phân tích sử dụng trong luận án .................... 54
Bảng 2.8. Tính các giá trị α1 khi thay đổi lượng xúc tác tại pH=7 ............................ 58
Bảng 3.1. Đặc tính nước thải luyện cốc Công ty Cổ phần Gang thép Thái Nguyên
(n=6) ........................................................................................................................... 61
Bảng 3.2. Đặc tính nước thải luyện cốc Công ty TNHH Hưng Nghiệp Fomosa Hà
Tĩnh (n=10) ................................................................................................................. 63
Bảng 3.3. Tổng hợp ảnh hưởng pH đến hằng số tốc độ phân hủy phenol biểu kiến khi
có và không có xúc tác ................................................................................................ 76
Bảng 3.4. Tổng hợp ảnh hưởng của nồng độ xúc tác đến hằng số tốc độ phân hủy
phenol biểu kiến khi có và không có xúc tác ............................................................... 81


vii

Bảng 3.5. Tổng hợp ảnh hưởng của nồng độ ozon đến hằng số tốc độ phân hủy
phenol .......................................................................................................................... 91
Bảng 3.6. Tổng hợp ảnh hưởng của nồng độ phenol ban đầu đến hằng số tốc độ phân

hủy phenol khi có và không có xúc tác ........................................................................ 95
Bảng 3.7. Hiệu quả phân hủy phenol khi có và không có CN- trong dung dịch ......... 99
Bảng 3.8. So sánh ưu nhược điểm của vật liệu FeMgO/CNT và M-Dolomit ........... 102
Bảng 3.9. So sánh kết quả Ct-phenol dự đoán bởi phương trình động học và kết quả
thực tế ........................................................................................................................ 107
Bảng 3.10. Giá trị Ct-phenol tương ứng với 31 thí nghiệm ........................................... 109
Bảng 3.11. Kiểm định tính có nghĩa của các hệ số hồi quy theo chuẩn Student (t) . 111
Bảng 3.12. Kiểm định tính có nghĩa của phương trình hồi quy ................................ 112
Bảng 3.13. So sánh Ct-phenol giữa thực nghiệm và dự đoán bởi phương trình hồi quy
................................................................................................................................... 116
Bảng 3.14. Đặc tính nước thải trước xử lý Công ty Cổ phần Gang thép Thái Nguyên
(n=10) ....................................................................................................................... 118
Bảng 3.15. Kết quả nước thải luyện cốc công ty cổ phần gang thép Thái Nguyên
bằng hệ O3/FeMgO/CNT........................................................................................... 123


viii

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Sơ đồ công nghệ sản xuất than cốc và nguồn phát sinh nước thải chứa
phenol của Công ty TNHH Gang thép Hưng nghiệp Fomosa Hà Tĩnh ....................... 6
Hình 1.2. Quy trình xử lý nước thải luyện cốc chứa phenol tại Công ty Cổ phần Gang
thép Thái Nguyên ....................................................................................................... 19
Hình 1.3. Quy trình xử lý nước thải luyện cốc chứa phenol trong tại Công ty TNHH
Gang thép Hưng Nghiệp Fomosa Hà Tĩnh ................................................................ 20
Hình 1.4. Con đường oxy hóa các chất hữu cơ bằng O3 kết hợp với xúc tác ............. 32
Hình 1.5. Cơ chế phản ứng bề mặt ............................................................................. 32
Hình 1.6. Cơ chế phản ứng gốc tự do •OH ................................................................. 33
Hình 1.7. Sản phẩm trung gian sinh ra trong quá trình phân hủy phenol bằng tác
nhân O3 ........................................................................................................................ 34

Hình 2.1. Mô hình và hệ thí nghiệm nghiên cứu xử lý phenol bằng quá trình ozon và
catazon dị thể ............................................................................................................. 40
Hình 2.2. Mô hình hệ thí nghiệm pilot xử lý phenol trong nước thải luyện cốc ......... 41
Hình 2.3.Giản đồ nhiễu xạ tia X, phổ EDXcủa vật liệu FeMgO/CNT ........................ 42
Hình 2.4. Ảnh SEM và ảnh TEM và đồ thị đường hấp phụ đẳng nhiệt BET của N2 trên
FeMgO/CNT ................................................................................................................ 43
Hình 2.5. Giản đồ nhiễu xạ tia X và phổ hồng ngoại của M -Dolomit và đôlômít chưa
biến tính ....................................................................................................................... 44
Hình 2.6. Ảnh SEM của vật liệu đôlômít chưa biến tính và biến tính. Phổ EDX của
vật liệu M-Dolomit ..................................................................................................... 44
Hình 2.7. Sơ đồ nghiên cứu thực nghiệm .................................................................... 50
Hình 3.1. Nồng độ O3 hòa tan trong dung dịch khi có và không có xúc tác............... 66
Hình 3.2. Ảnh hưởng của Tert-butanol đến hiệu quả phân hủy phenol khi có và không
có xúc tác ở các pH khác nhau ................................................................................... 67
Hình 3.3. Nồng độ các kim loại bị thôi vào dung dịch khi xử lý phenol với hệ
O3/FeMgO/CNT và O3/M-Dolomit ............................................................................ 69
Hình 3.4. Quá trình catazon đồng thể và khả năng hấp phụ phenol trên bề mặt vật
liệu FeMgO/CNT và M-Dolomit ................................................................................ 69
Hình 3.5. Biến thiên pH dung dịch khi xử lý phenol bằng quá trình ozon ................. 71


ix

Hình 3.6. Biến thiên pH dung dịch khi xử lý phenol bằng các hệ O3/FeMgO/CNT và
O3/M-Dolomit ............................................................................................................. 72
Hình 3.7. Ảnh hưởng của pH đến hiệu quả phân hủy phenol khi có và không có xúc
tác ................................................................................................................................ 73
Hình 3.8. Ảnh hưởng của pH đến hằng số tốc độ phân hủy phenol biểu kiến khi có và
không có xúc tác .......................................................................................................... 75
Hình 3.9. Ảnh hưởng của pH đến hiệu quả loại bỏ COD và khoáng hóa TOC khi có

và không có xúc tác ..................................................................................................... 76
Hình 3.10. Nồng độ benzoquinon sinh ra trong dung dịch khi có và không có xúc tác
..................................................................................................................................... 77
Hình 3.11. Nồng độ hydroquinon, axít oxalic sinh ra khi có và không có xúc tác ..... 78
Hình 3.12. Ảnh hưởng của nồng độ xúc tác đến hiệu quả phân hủy phenol .............. 79
Hình 3.13. Ảnh hưởng của nồng độ xúc tác đến các hằng số tốc độ phân hủy phenol
biểu kiến ...................................................................................................................... 81
Hình 3.14. Ảnh hưởng của nồng độ xúc tác đến hiệu quả loại bỏ COD và khoáng hóa
TOC bằng quá trình catazon dị thể ............................................................................. 82
Hình 3.15. Ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến hiệu quả phân hủy phenol khi có và
không có xúc tác .......................................................................................................... 83
Hình 3.16. Ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến hằng số tốc độ phân hủy phenol .......... 84
Hình 3.17. Ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến hiệu quả loại bỏ COD và khoáng hóa
TOC khi có và không có xúc tác.................................................................................. 84
Hình 3.18. Ảnh hưởng của nhiệt độ dung dịch đến hiệu quả phân hủy phenol khi có
và không có xúc tác ..................................................................................................... 86
Hình 3.19. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu quả phân hủy phenol bằng hệ
O3/FeMgO/CNT .......................................................................................................... 86
Hình 3.20. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hằng số tốc độ phân hủy phenol biểu kiến khi
có và không có xúc tác ................................................................................................ 87
Hình 3.21. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu quả loại bỏ COD và khoáng hóa TOC
khi có và không có xúc tác .......................................................................................... 88
Hình 3.22. Ảnh hưởng của nồng độ O3 đến hiệu quả phân hủy phenol bằng các hệ
O3; O3/FeMgO/CNT và O3/M-Dolomit ...................................................................... 90


x

Hình 3.23. Ảnh hưởng của nồng độ O3 đến hiệu quả phân hủy phenol khi có và không
có xúc tác ..................................................................................................................... 90

Hình 3.24. Ảnh hưởng của nồng độ O3 đến hằng số tốc độ phân hủy phenol biểu kiến
khi có và không có xúc tác .......................................................................................... 91
Hình 3.25. Ảnh hưởng của nồng độ O3 đến hiệu quả loại bỏ COD và khoáng hóa
TOC khi có và không có xúc tác.................................................................................. 92
Hình 3.26. Biến thiên nồng độ phenol theo thời gian khi thay đổi nồng độ phenol ban
đầu với các hệ O3, O3/FeMgO/CNT, O3/M-Dolomit .................................................. 93
Hình 3.27. Ảnh hưởng của nồng độ phenol ban đầu đến hiệu quả phân hủy phenol
khi có và không có xúc tác .......................................................................................... 94
Hình 3.28. Ảnh hưởng của nồng độ phenol ban đầu đến hằng số tốc độ phân hủy
phenol khi có và không có xúc tác .............................................................................. 96
Hình 3.29. Ảnh hưởng của nồng độ phenol ban đầu đến hiệu quả loại bỏ COD và
khoáng hóa TOC khi có và không có xúc tác .............................................................. 96
Hình 3.30. Hiệu quả phân hủy CN-trong dung dịch phenol khi có và không có xúc tác
..................................................................................................................................... 98
Hình 3.31. Hiệu quả phân hủy phenol sau 4 lần sử dụng xúc tác ............................ 100
Hình 3.32. Phổ EDX của vật liệu M-Dolomit và FeMgO/CNT sau 4 lần sử dụng... 101
Hình 3.33. Ảnh hưởng của nồng độ xúc tác đến kcata ; Quan hệ giữa α1 và lượng xúc
tác ở pH=7 ................................................................................................................ 103
Hình 3.34. Ảnh hưởng của nồng độ xúc tác đến kcata . Quan hệ giữa α1 và nồng độ xúc
tác ở pH=5 ................................................................................................................ 104
Hình 3.35. Ảnh hưởng của nồng độ xúc tác đến kcata . Quan hệ giữa α1 và nồng độ xúc
tác ở pH=9 ................................................................................................................ 105
Hình 3.36. Ảnh hưởng của nồng độ xúc tác đến kcata. Quan hệ giữa α1 và nồng độ xúc
tác ở pH=11 .............................................................................................................. 105
Hình 3.37. Mối quan hệ giữa α2 khi thay đổi pH dung dịch phenol ......................... 106
Hình 3.38. So sánh kết quả Ct-phenol dự đoán bằng phương trình động học giả định và
kết quả chạy thực tế ................................................................................................... 109
Hình 3.39. Mức độ ảnh hưởng của các biến lên giá trị của hàm mục tiêu Y ........... 113
Hình 3.40. Đồ thị mặt đáp ứng và đường đồng mức chỉ ra sự ảnh hưởng tương tác
các biến đến Ct-phenol .................................................................................................. 115

xi

Hình 3.41. Biến thiên pH trong nước thải luyện cốc khi thay đổi thời gian lưu ...... 119
Hình 3.42. Biến thiên hiệu quảphân hủy phenol khi thay đổi thời gian lưu ............. 119
Hình 3.43. Biến thiênhiệu quả phân hủy ds phenol khi thay đổi thời gian lưu ........ 120
Hình 3.44. Biến thiên hiệu quả loại bỏ COD khi thay đổi thời gian lưu khảo sát.... 121
Hình 3.45. Biến thiên hiệu quả loại bỏ TOC khi thay đổi thời gian lưu khảo sát .... 121
Hình 3.46. Biến thiên hiệu quả loại bỏ CN- khi thay đổi thời gian lưu .................... 122
Hình 3.47. Biến thiên độ màu khi thay đổi thời gian lưu .......................................... 122


xii

DANH MỤC KÝ HIỆU VIẾT TẮT
Từ viết tắt

Tiếng Anh
Automated Identification and

Nghĩa tiếng Việt
Hệ thống phát hiện và định

AOPs
AC
BOD5
Catazon

Quantification System with a

GC/MS Data Base
Advanced Oxidation Processes
Activated Carbon
Biochemical Oxygen Demand
Catalytic Ozonation

lượng tự động với cơ sở dữ liệu
trên GC/MS
Các quá trình oxy hóa tiên tiến
Cacbon hoạt tính
Nhu cầu oxy sinh hóa
Ozon hóa xúc tác

COD
CWO

Chemical Oxygen Demand
Catalytic Wet Oxidation

Nhu cầu oxy hóa học
Oxy hóa ướt xúc tác

CNT
CNF

Carbon Nano Tube
Carbon Nano Fiber

Ống nano cacbon
Sợi nano cacbon

COP
ds phenol

Catalytic Ozonation Process

Quá trình ozon hóa xúc tác
Dẫn suất phenol

AIQS - DB

EDX
EPA
FTIR

GC-MS
GO
PAHs
SCWO
SEM
TOC
TEM
WO
XRD

Energy Dispersive X – ray
Spectroscopy

Phổ huỳnh quang tia X

Environmental Protection Agency Cục bảo vệ môi trường Hoa Kỳ
Quang phổ chuyển đổi hồng
Fourrier Transformation InfraRed ngoại
Gas Chromatography Mass
Spectometry
GrapheneOxide
Polycyclic Aromatic
Hydrocarbons

Máy sắc ký khí ghép nối khối
phổ
Graphen oxít

Super Ciritical Water Oxidation
Scanning Electron Microscory
Total Organic Carbon
Transmission Electron
Microscopy
Wet Oxidation
X-Ray Diffraction

Oxy hóa nước siêu tới hạn
Kính hiển vi điện tử quét
Tổng cacbon hữu cơ

Các hợp chất thơm đa vòng

Kính hiển vi điện tử truyền qua
Oxy hóa ướt
Nhiễu xạ tia X

xiii

DANH MỤC KÝ HIỆU
Từ viết tắt
[Cata]

Ý nghĩa
Nồng độ chất xúc tác

[P]

Nồng độ phenol trong dung dịch tại thời điểm t

[Po]

Nồng độ phenol ban đầu trong dung dịch

k

kcata

Hằng số tốc độ phân hủy phenol bằng quá trình ozon
Hằng số tốc độ phân hủy phenol bằng quá trình catazon dị thể

k1

Hằng số tốc độ phân hủy phenol biểu kiến bởi O3 phân tử

k2

Hằng số tốc độ phân hủy phenol biểu kiến bởi gốc tự do •OH

k3

Hằng số tốc độ hấp phụ phenol biểu kiến do sự đóng góp của xúc
tác

k4

Hằng số tốc độ phản ứng phân hủy O3 biểu kiến bởi ion OH-

k5

Hằng số tốc độ phản ứng phân hủy O3 biểu kiến bởi xúc tác

t

Thời gian

α1

1   3[cata ]   2

α2

 2  k1 k 2k4 f( pH )

α3

3 k 2k5

no

Số thực nghiệm ở tâm

L

Số hê ̣ số có nghiã trong phương trin
̀ h hồ i qui khảo sát tin
́ h phù hơ ̣p

fsk

Bậc tự do của sự sai khác giữa lý thuyết và thực nghiệm

fph

Bậc tự do của phương sai phù hợp

S2phùhợp
S2o

Phương sai phù hợp
Phương sai tái lặp


1

MỞ ĐẦU
Từ những năm cuối thế kỉ XX, trên thế giới đã có nhiều cảnh báo về sự tồn
tại của phenol và các hợp chất phenol trong môi trường, nhất là môi trường nước.
Phenol gây ô nhiễm môi trường nước tự nhiên do sự có mặt của nó trong nhiều
dòng thải công nghiệp như lọc hóa dầu, sản xuất phenol, dược phẩm, luyện than
cốc, luyện thép [1-3]. Phenol được phát hiện vào năm 1834, khi nó được chiết xuất
từ nhựa than đá. Đây là nguồn sản xuất phenol chính cho đến khi ngành công
nghiệp hóa dầu phát triển. Phenol thương mại được sản xuất bằng một số quá trình
tổng hợp như peroxyl hóa cumen, clo hóa benzen, oxy hóa toluen…Từ đó phenol
được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành khoa học, đời sống, đóng góp to lớn vào
sự phát triển kinh tế của thế giới. Dù được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công
nghiệp, y học nhưng khoa học đã chứng minh phenol rất độc đối với con người và
sinh vật. Hợp chất này được liệt kê vào danh sách những chất cần ưu tiên xử lý theo
phân loại của EPA [4]. Vì vậy ô nhiễm phenol trong nước đang trở thành vấn đề
nghiêm trọng đối với nhiều quốc gia, trong đó có Việt Nam.
Ở Việt Nam nhu cầu sử dụng than cốc ngày càng tăng do sự phát triển của
ngành luyện thép. Nước thải luyện than cốc là loại nước thải công nghiệp có chứa
hàm lượng lớn phenol. Do phenol có độc tính cao với con người và sinh vật, vì vậy
cần thiết phải loại bỏ phenol ra khỏi dòng thải trước khi xả ra môi trường. Nhiều
phương pháp đã được ứng dụng để xử lý phenol trong nước như hấp phụ, sinh học,
oxy hóa ướt xúc tác…Tuy nhiên, thường phải kết hợp hai hay nhiều phương pháp
mới có thể loại bỏ hoàn toàn phenol ra khỏi dòng thải. Gần đây, quá trình ozon hóa
xúc tác (Catalytic Ozonation Process - COP) hay còn gọi là catazon nổi lên như một
chiến lược mới về xử lý các chất hữu cơ khó phân hủy và đã được chứng minh hiệu
quả trongxử lý nước thải chứa các hợp chất phenol. Về bản chất,COP chính là một
phương pháp oxy hóa tiên tiến, trong đó xúc tác đóng vai trò tăng cường phân hủy
ozon trong nước, tạo ra nhiều hơn các gốc tự do hydroxyl (•OH) và các gốc oxy hóa
mạnh khác để phân hủy các chất hữu cơ trong nước [5]. Các chất hữu cơ độc hại,
khó phân hủy sẽ bị khoáng hóa hoàn toàn thành CO2 và nước hay các sản phẩm
trung gian ít độc hơn so với xử lý bằng quá trình ozon. Phương pháp này có nhiều

ưu điểm như không phát sinh các vấn đề liên quan đến hóa chất, hiệu quả phân hủy


2

chất ô nhiễm cao, thời gian xử lý nhanh, thiết bị đơn giản, dễ lắp đặt, không phát
sinh ra bùn thải và đặc biệt là có thể tạo ozon từ không khí.
Một số xúc tác rắn đã được chứng minh làm tăng hiệu quả phân hủy phenol
trong nước bằng quá trình catazon dị thể như các oxít kim loại Mn/-Al2O3, MgO,
ZnFe2O4, các kim loại biến tính trên vật liệu cacbon hoạt tính (AC) hay ống nano
cacbon (CNT) như AC/Fe2O4, CNT/Fe2O3, CNF/Fe2O3 hay các khoáng vật như
peroskit, xương gốm tổ ong...[6-10]. Ống nano cacbon là vật liệu nano cacbon dạng
ống với đường kính ở kích thước nm (1-20 nm). CNTs có chiều dài từ vài nm đến
μm và được phát hiện vào năm 1991 bởi nhà vật lý Sumio lijima [11]. Với cấu trúc
tinh thể đặc biệt và các tính chất cơ học độc đáo như nhẹ, độ cứng rất lớn, diện tích
bề mặt lớn, tính dẫn điện, dẫn nhiệt tốt, tính chất phát xạ điện từ mạnh… Loại vật
liệu này đang trở thành lớp vật liệu tiên tiến mới được nghiên cứu ứng dụng rộng rãi
trong nhiều lĩnh vực khoa học và công nghệ. Vật liệu này cũng đã được ứng dụng
nhiều làm chất xúc tác với mục đích xử lý phenol trong nước bằng phương pháp
hấp phụ và oxy hóa ướt xúc tác nhưng còn ít được ứng dụng làm xúc tác xử lý
phenol bằng quá trình catazon dị thể. Vật liệu composit chứa hỗn hợp oxít FeMgO
phủ trên các ống nano cacbon (FeMgO/CNT), vật liệu đôlômít biến tính kali
hydroxít (M-Dolomit) là các vật liệu được chế tạo trong nước và lần đầu được thử
nghiệm hoạt tính phân hủy phenol trong nước bằng quá trình catazon dị thể. Việc
ứng dụng các xúc tác chế tạo từ nguồn khoáng sét tự nhiên cũng đang là xu hướng
“Hóa học xanh” trong lĩnh vực xử lý ô nhiễm do thân thiện với môi trường và giá
thành rẻ. Thông thường các nghiên cứu xử lý chất ô nhiễm thường tập trung khảo
sát ảnh hưởng của từng yếu tố đơn lẻ đến hiệu quả xử lý. Tuy nhiên, ngoài nghiên
cứu ảnh hưởng của từng yếu tố đơn lẻ đến hiệu quả phân hủy phenol thì phương
trình động học giả định và phương trình hồi quy mô tả ảnh hưởng đồng thời của các

yếu tố đến nồng độ phenol sau xử lý bằng hệ catazon dị thể cũng được thiết lập
trong luận án. Các phương trình này có giá trị thực tiễn cao, giúp cho các nhà công
nghệ có thể dự đoán trước kết quả nghiên cứu.
Chính vì vậy, luận án ―Nghiên cứu xử lý phenol trong nước thải quá trình
luyện cốc bằng phương pháp ozon hóa kết hợp xúc tác‖ đã được thực hiện nhằm xử
lý nước thải luyện cốc chứa phenol độc hại bằng quá trình ozon kết hợp với xúc tác


3

dị thể, sử dụng các vật liệu xúc tác sẵn có trong nước, giá thành rẻ, thân thiện với
môi trường.
 Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu xử lý phenol trong nước bằng quá trình ozon kết hợp với xúc tác.
Từ đó xây dựng phương trình động học giả định và phương trình hồi quy mô tả mối
quan hệ giữa nồng độ phenol sau xử lý với các yếu tố ảnh hưởng.
Để đạt được các mục tiêu trên, bản luận án được thực hiện với các nội dung
sau:


Nội dung nghiên cứu
1. Tổng quan hiện trạng ô nhiễm phenol trong nước thải luyện cốc, nguồn

phát sinh, thành phần, độc tính và công nghệ xử lý phenol trong loại nước thải này.
2. Nghiên cứu xử lý phenol trong nước bằng các quá trình ozon và catazon dị
thể với hai vật liệu xúc tác lựa chọn: FeMgO/CNT và M-Dolomit. Từ đó lựa chọn
01 vật liệu có hoạt tính xúc tác phân hủy phenol tốt nhất.
3. Xây dựng phương trình động học giả định và phương trình hồi quy mô tả
ảnh hưởng đồng thời của các yếu tố (pH, nồng độ xúc tác, nồng độ O3 và thời gian
phản ứng) đến nồng độ phenol sau xử lý bằng quá trình ozon kết hợp với xúc tác dị

thể.
4. Ứng dụng điều kiện tối ưu xử lý phenol trong nước thải luyện cốc Công ty
Cổ phần Gang thép Thái Nguyên quy mô phòng thí nghiệm.


Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
- 2 vật liệu composit FeMgO/CNT và M-Dolomit lần đầu được thử nghiệm

hoạt tính xúc tác phân hủy phenol trong nước bằng quá trình catazon dị thể.
- Phương trình động học giả định và phương trình hồi quy mô tả ảnh hưởng
đồng thời các yếu tố pH ban đầu, nồng độ O3, nồng độ xúc tác và thời gian phản
ứng đến nồng độ phenol sau xử lý bằng quá trình ozon kết hợp với xúc tác dị thể
FeMgO/CNT lần đầu được xây dựng.
-

Đã thử nghiệm xử lý nước thải luyện cốc công ty Cổ phần Gang thép Thái

Nguyên quy mô phòng thí nghiệm bằng hệ O3/FeMgO/CNT. Kết quả nghiên cứu có
tính khả thi cao trong điều kiện phòng thí nghiệm với nhiều ưu điểm như hệ nhanh
đạt trạng thái ổn định, giá trị các thông số ô nhiễm sau xử lý ít dao động. Hiệu quả
phân hủy phenol trung bình đạt 98,4% với thời gian lưu nước thải 4 giờ. Xúc tác


4

composit FeMgO/CNT có khả năng tái sinh cao, hiệu quả xử lý phenol ổn định sau
8 giờ nghiên cứu.
 Đóng góp mới của luận án
- Lần đầu 02 vật liệu composit FeMgO/CNT và vật liệu M-Dolomit được đánh giá
hoạt tính xúc tác phân hủy phenol trong nước bằng quá trình catazon dị thể. Hiệu

quả loại bỏ phenol, COD, TOC chỉ đạt 56%; 18%; 11% khi xử lý phenol bằng hệ O3
đơn thuần nhưng đã tăng lên 86,3%; 40%; 26,5% với hệ O3/FeMgO/CNT và 80,3%;
34,5%; 23,2% với hệ O3/M-Dolomit ở cùng điều kiện thực nghiệm.
- Đã xây dựng phương trình động học giả định và phương trình hồi quy mô tả đồng
thời ảnh hưởng của các yếu tố đến nồng độ phenol sau xử lý bằng quá trình ozon
kết hợp với xúc tác dị thể FeMgO/CNT.


5

CHƢƠNG 1.TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1.CÔNG NGHỆ LUYỆN THAN CỐC VÀ NGUỒN PHÁT SINH NƢỚC
THẢI LUYỆN CỐC
1.1.1. Quy trình luyện than cốc
Quy trình luyện than cốc gồm các công đoạn chính như sau:
-

Công đoạn chuẩn bị phối nhiên liệu
Các loại than từ bãi chứa được đưa về phòng phối nguyên liệu. Than được trộn

theo tỉ lệ sau đó được nghiền thành bột. Nguyên liệu sau khi xử lý được đưa lên tháp
than lò cốc.
-

Công đoạn luyện than cốc
Các xe nạp than lấy than từ tháp than và nạp vào buồng than hóa (lò luyện cốc).

Trải qua quá trình chưng khô ở nhiệt độ cao 1.000-1.100oC của một chu kì kết cốc (2025 giờ) trong buồng than hóa. Than nguyên liệu được luyện thành than cốc và khí lò
cốc khô. Than cốc được đưa vào các xe dập cốc và chạy đến tháp dập cốc để tiến hành
làm nguội.

-

Công đoạn làm nguội than cốc
Sau khi than cốc được nung nóng trong lò luyện cốc, tiến hành làm nguội than

đến 200oC để đảm bảo than có các tính chất cơ lý tối ưu nhất. Trên thế giới hiện nay có
2 phương pháp làm nguội than cốc đó là: phương pháp dập cốc khô (dùng khí trơ N2)
và phương pháp dập cốc ướt (dùng nước). Hiện nay các nhà máy luyện than cốc ở Việt
Nam chủ yếu sử dụng phương pháp dập cốc ướt.
-

Công đoạn làm sạch khí than để thu hồi các sản phẩm phụ
Than từ xưởng luyện cốc sau khi luyện ở 1.000oC sẽ sinh ra khí lò cốc thô. Khí

lò cốc thô được đưa đến tháp làm lạnh sơ bộ để giảm nhiệt về 22oC. Sau khi làm lạnh
sẽ đi vào thiết bị tách dầu tĩnh điện, loại bỏ đi dầu cốc rồi đi đến tháp rửa H 2S/NH3 và
tháp rửa dầu nhẹ để loại bỏ H2S, NH3. Quá trình làm sạch khí lò cốc hoàn thành. Quá
trình này còn thu được các sản phẩm phụ khác như dầu thô, lưu huỳnh, benzen...
-

Công đoạn xử lý các chất thải trong quá trình luyện than cốc
Nước thải chứa CN-, phenol sinh ra trong quá trình luyện cốc và làm sạch khí

than được thu gom vào đường ống và đưa về trạm xử lý nước thải. Sơ đồ công nghệ
sản xuất than và nguồn phát sinh nước thải luyện cốc chứa phenol của công ty TNHH
Gang thép Hưng Nghiệp Fomosa Hà Tĩnh được thể hiện chi tiết trong hình 1.1.


6

Chú giải: BTX (Benzen, toluen, xylen)

Hình 1.1. Sơ đồ công nghệ sản xuất than cốc và nguồn phát sinh nước thải chứa phenol của Công ty TNHH
Gang thép Hưng nghiệp Fomosa Hà Tĩnh [12]


7

1.1.2. Tình hình sản xuất, tiêu thụ than cốc
Ở Việt Nam hiện nay có 3 đơn vị có dây chuyền sản xuất than cốc gồm:
- Công ty Cổ phần Gang thép Thái Nguyên, công suất 130.000 tấn/năm
- Công ty Cổ phần Năng lượng Hòa Phát, công suất 700.000 tấn/năm
- Công ty TNHH Gang thép Hưng Nghiệp Fomosa Hà Tĩnh, công suất
2.984.000 tấn/năm.
Về công nghệ làm nguội than cốc thì cả 3 đơn vị này đều sử dụng công nghệ
dập cốc ướt để làm nguội than cốc sau nung. Hiện nay một số đơn vị có lò luyện
gang ở Việt Nam cần sử dụng than cốc được liệt kê trong Bảng 1.1.
Bảng 1.1. Sản lượng than cốc một số nhà máy luyện than ở Việt Nam [13]
STT

Tên công ty

1

Công ty Cổ phần Gang thép Thái Nguyên

2

(TISCO),
Thái Phát

Nguyên
Tập đoàn Hòa

Công suất

Nhu cầu

(1.000 tấn/năm)
200

(1.000 tấn/năm)
70

1.600

560

7.000

2.450

Công ty TNHH Gang thép Hưng Nghiệp

3

Fomosa Hà Tĩnh

4

Công ty than cốc Khoáng sản Việt – Trung

500

175

5

Công ty Cổ phần Gang thép Cao Bằng

220

77

9.520

3.332

Tổng cộng

Như vậy, nhu cầu than cốc của Việt Nam dùng cho sản xuất gang trong lò
cao khoảng 3,5 triệu tấn/năm trong khi lượng than sản xuất trong nước lên tới 9,52
triệu tấn/năm. Lượng than dư sẽ được xuất khẩu sang các nước khác.
Bảng 1.2. Sản xuất và tiêu thụ than cốc tại một số Châu lục trên thế giới [13]
Đơn vị tính: 1.000 tấn
Năm
2012

Nƣớc

Năm

2013

Năm
2014

Năm
2015

Năm
2012

Sản xuất
Châu Phi

3.172

2.817

Năm
2013

Năm
2014

Năm
2015

Tiêu thụ
2.670

2.619

3.209

3.236

2.916

2.885

Châu Á

516.790 579.477 576.835 552.783 531.707

562.722

575.547

552.862

Châu Âu

100.075

94.640

95.810

94.524

97.746

96.696

94.381

95.120

Trên thế giới nhu cầu sử dụng than cốc rất lớn nên khắp các châu lục đều có
các cơ sở sản xuất than cốc. Ở châu Á điển hình như Trung Quốc, Nga, Brazil,


8

Mỹ… là những nước sử dụng nhiều than cốc nhất. Các số liệu về sản xuất và tiêu
thụ than trên thế giới được thể hiện trong bảng 1.2.
1.1.3. Nguồn phát sinh, thành phần nước thải luyện cốc trên thế giới và Việt Nam
 Nguồn phát sinh nƣớc thải luyện cốc
Than của xưởng luyện cốc sau khi luyện ở 1.000oC sẽ sinh ra khí lò cốc khô.
Lúc này khí lò cốc khô có nhiệt độ khoảng 800oC trong ống tập trung. Khí than sau
đó được phun dung dịch NH3 để làm mát đến 85oC rồi đưa sang khu vực chế biến,
thu hồi các sản phẩm phụ và làm sạch khí. Tiếp đó, khí cốc khô được dẫn đến tháp
làm lạnh sơ bộ để giảm nhiệt về 22oC. Khí làm lạnh được đi vào bộ phận tách dầu
tĩnh điện để thu hồi dầu cốc trong khí. Bơm khí đón nhận khí lò cốc sau khi tăng áp
sẽ đưa khí lò cốc đến tháp rửa H2S/NH3 và tháp rửa dầu nhẹ để loại H2S, NH3.
Trong quá trình này các hợp chất toluen, benzen, xylen cũng được thu hồi trong khí
lò cốc và quá trình làm sạch khí lò cốc hoàn thành. Nước thải phát sinh trong công
đoạn này được gọi là nước thải luyện cốc hay nước thải sinh hóa. Nước thải này
chứa một lượng lớn phenol và CN-. Trong các nhà máy luyện than cốc, nước thải
luyện cốc thường được tập trung với các nguồn thải khác trong phân xưởng rồi gom

về trạm xử lý nước thải sinh hóa.


Thành phần nƣớc thải luyện cốc trên thế giới
Quá trình làm sạch khí than cốc phát sinh một lượng lớn nước thải công

nghiệp. Theo thống kê, lượng nước thải phát sinh dao động từ 0,3 – 4 m3/tấn than
cốc thành phẩm [14-16]. Nước thải luyện cốc có chứa hàm lượng lớn nhiều thông
số hữu cơ và vô cơ như phenol, CN-, amoni, kim loại nặng, PAHs, hydrocarbon,
hợp chất dị vòng…[17-18]. Tuy nhiên, lượng nước phát sinh và thành phần chất ô
nhiễm trong loại nước thải này phụ thuộc vào công nghệ sản xuất, nguyên liệu đầu
vào, nhiệt độ cacbon hóa cũng như phương pháp thu hồi các sản phẩm phụ được áp
dụng trong từng nhà máy [19].
Đặc trưng, thành phần một số thông số ô nhiễm chính trong nước thải luyện
cốc một số nước trên thế giới như Ấn Độ, Tây Ba Nha, Úc, Đức, Đài Loan được thể
hiện trong bảng 1.3 và thống kê nước thải luyện cốc một số nhà máy ở Trung Quốc
được thể hiện chi tiết trong bảng 1.4. Các thông số ô nhiễm được quan tâm trong
loại nước thải này gồm COD, BOD5, CN-, phenol, độ màu, tổng Nitơ (tổng N),
NH4+-N, dầu mỡ, tổng phốt pho (tổng P). Trong đó các thông số có hàm lượng lớn


9

gồm: COD, BOD5, CN-, phenol, độ màu, tổng Nitơ, NH4+-N. Kết quả thống kê bảng
1.3 cho thấy thành phần các thông số ô nhiễm trong nước thải luyện cốc ở các nước
có sự dao động lớn. Trong đó nước thải luyện cốc ở Đức có mức độ ô nhiễm cao
nhất với nồng độ phenol từ 400-1.200 mg/L. Nồng độ phenol thấp nhất (60 mg/L)
được ghi nhận trong nước thải luyện cốc nhà máy Kembla, nước Úc.
Hàm lượng các chất hữu cơ thông qua chỉ số COD dao động trong khoảng
rộng 525-9.360 mg/L. Hàm lượng COD cao do nước thải luyện cốc có chứa rất

nhiều các hợp chất hữu cơ như phenol, benzen, toluen, hydrocacbon, PAHs...sinh ra
trong khí thải quá trình luyện than cốc. Các hợp chất hữu cơ này là thành phần chủ
yếu đóng góp vào tổng hàm lượng COD của loại nước thải này. Tỉ lệ BOD5/COD
dao động khoảng 30-54 % và đặc biệt mẫu nước thải luyện cốc nhà máy thép Jharia,
Ấn Độ tỉ lệ này rất thấp (0,12%). pH của nước thải dao động từ axít đến kiềm nhẹ.
Nồng độ CN- lớn nhất được ghi nhận trong nước thải luyện cốc ở nước Úc
(93mg/L) và dao động nhiều nhất được ghi nhận trong nước thải luyện cốc Đài
Loan (12-80 mg/L). Trong các nhà máy luyện than cốc, công đoạn thu hồi các sản
phẩm phụ trong khí lò cốc khô thường sử dụng dung dịch NH3 để làm nguội khí.
Đây chính là nguồn phát sinh hàm lượng lớn NH4+-N và tổng N trong loại nước thải
này. Thông số NH4+-N có hàm lượng khá cao, dao động từ 336,9- 2.340 mg/L. Kết
quả bảng 1.3 còn cho thấy ngoài hàm lượng các thông số COD, phenol, NH4+-N cao
thì dầu mỡ cũng là một thông số được quan tâm. Dầu cốc là sản phẩm phụ được thu
hồi lại trong khí lò cốc thô. Tuy nhiên, phụ thuộc vào công nghệ thu hồi dầu cốc mà
dư lượng dầu mỡ trong nước thải nhiều hay ít. Các thông số khác như TSS, tổng P,
S2-, các kim loại nặng trong loại nước thải này khá thấp.
Bảng 1.4 thống kê đặc trưng nước thải cốc một số nhà máy luyện than cốc ở
Trung Quốc. Kết quả thống kê cho thấy các thông số ô nhiễm có sự dao động lớn.
pH nước thải ở môi trường kiềm. Giá trị các thông số dao động nhiều trong các mẫu
nước thải ở Trung Quốc là do sử dụng đa dạng loại hình công nghệ sản xuất với
nhiều và các nguồn nguyên liệu đầu vào khác nhau. Nước thải có mức độ ô nhiễm
cao với nồng độ phenol từ 311-1.700 mg/L; CN- khá thấp 0,1-8,5 mg/L; NH4+-N 22480 mg/L; COD 1.182-15.000 mg/L.


10

Bảng 1.3. Đặc trưng nước thải luyện cốc một số nước trên thế giới
Đài Loan
[23]

Nhà máy thép
Jharia, Ấn Độ
[24]

-

510 - 1.360

63,9

3.030

807 - 3.275

930 - 3.120

525,3

2-10

31

-

19 - 3.330

-

-

>1

>1

-

-

-

-

-

-

-

110 - 350

11,6 - 533

81,2

Phenol (mg/L)

333

60

400 - 1.200

485

-

-

-

CN-(mg/L)

93

71

4-15

50

-

12 - 80

8,2

NH4+-N (mg/L)

-

-

-

-

-

492 - 2.195

336,9

Dầu mỡ (mg/L)

-

-

-

-

504 - 2.340

-

16,92

pH

-

-

-

-

-

-

7,1

Thông số

Úc
[20]

Nhà máy
Kembla, Úc
[21]

Đức
[20]

Tây Ba Nha
[20]

Tây Ba Nha

[22]

BOD5 (mg/L)

610

-

1.600 - 2.600

1150

COD (mg/L)

2.200

1.950

4.000 - 6.500

TSS (mg/L)

50

42

Tổng P (mg/L)

>1

Phenols (mg/L)

Ghi chú: “-“ không có số liệu thống kê


11

Bảng 1.4. Đặc trưng nước thải luyện cốc một số nhà máy ở Trung Quốc

Thông số

Nhà máy
Huayu
[25]

Nhà máy
Datang Yima
[26]

Nhà máy
Hefei
[27]

Nhà máy
Jiyuan
[28]

Nhà máy
thép Thƣợng
Hải [29]

BOD5 (mg/L)

-

5.450

-

-

-

-

-

-

COD (mg/L)

7.600

16.000

3.890

2.000 - 2.050

1.182 - 3.310

8.000 -15.000

7.500 - 8.400

1.712 - 2.340

TSS (mg/L)

-

-

-

-

-

500 - 1.000

-

-

Tổng P (mg/L)

-

-

<0,01

-

-

-

-

-

Phenols (mg/L)

-

-

-

-

-

-

1.700-1.900

342 - 487

Phenol (mg/L)

418,3

1.650

475

500 - 540

311 - 1.078

1.200 - 1.700

-

-

CN- (mg/L)

-

-

-

-

-

-

-

-

NH3 - N (mg/L)

-

-

-

-

-

700 - 1.800

-

-

NH4+-N (mg/L)

118,5

22,3

160 - 190

49 - 488

-

-

182 - 259

4,73

10,5

-

6,53 - 8,04

-

-

-

9,1

-

-

-

8,5 - 8,9

9,1 - 9,3

-

Dầu mỡ (mg/L)
pH

9,56

Ghi chú: “-“ không có số liệu thống kê

Nhà máy 1 Nhà máy 2
[30]
[31]

Nhà máy 3
[32]