Nghiên cứu quá trình Fenton xử lý nước thải
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.43 MB, 28 trang )
Industrial University of Ho Chi Minh City
Faculty of Chemical Engineering
SEMINAR
Process Safety and Environmental Protection, 2016
COMPARISON OF FENTON AND ELECTRO-FENTON PROCESSES FOR OXIDATION OF
PHENOL
Dilek Gϋmϋs, Feryal Akbal
Reporter:
Group 3 Phung Minh Tan
Tran Thanh Phuc
Vo Thi Hoai Nguyen
Tran Thi Quynh Mai
Reported Date: April 15, 2018
Inorganic compounds syntheses by electrochemistry method
1
Nội dung
•
•
•
•
Giới thiệu
Phương pháp
Kết quả và thảo luận
Kết luận
2
1. GIỚI THIỆU
Phenol
3
1. GIỚI THIỆU
Phenol
4
1. GIỚI THIỆU
Fenton cổ điển
Cơ chế của quá trình Fenton
•
2+
3+
•
−
Fe + H2O2 → Fe + HO + HO
(1)
3+
2+
•
+
Fe + H2O2 → Fe + HO2 + H
(2)
•
•
RH + HO → R + H2O
•
3+
+
2+
R + Fe → R + Fe
+
−
R + HO → R-OH
OH
(3)
(4)
(5)
Fenton
5
1. GIỚI THIỆU
Fenton điện hóa
4 loại Fenton điện hóa
1
H2O2 và Fe
2+
2
được tạo ra
bằng cách phóng điện ở anot và
3
H2O2 được thêm vào dd, Ở catot
Fe
2+
Fe
được dung làm điện cực hy
giải phóng oxi ở catot
2+
được thêm vào, H2O2 được
hình thành bằng sự phóng xạ oxi ở
sinh
catot
4
Gốc hydroxyl tự do được tạo ra bằng cách sử dụng tác nhân H 2O2 và Fe
phân; Fe
2+
tái sinh thông qua qt khủ Fe
2+
trong bình điện
3+
6
1. GIỚI THIỆU
Fenton
thông thường
Fenton
điện hóa
7
Fenton điện hóa
2. PHƯƠNG PHÁP
Parameters
Experimental Value
pH of solution
3–7
Current density (mA/cm²)
1- 5
Conc of phenol (mg/L)
50 - 500
Conc of hydrogen peroxide (mg/L)
0 - 1000
•
Phenol: 250 mg/L
1.
Điện cực sắt
•
COD: 800 mg/L
2.
Máy khuấy từ
•
H2O2: 500 mg/L
3.
Nguồn điện
•
Độ dẫn điện: 1000 s/cm
4.
Nước thải
•
Khuấy 5 phút
500 ml
Mô hình thí nghiệm
8
2. PHƯƠNG PHÁP
Fenton cổ điển
Parameters
Experimental Value
Conc of Ferrous ion (mg/L)
15, 30, 45, 60
Conc of hydrogen peroxide (mg/L)
250, 500, 750, 1000
250 mg/L
15 mg/L
Nồng độ
Fe
500 ml
2+
Nồng độ
30 mg/L
45 mg/L
H2O2
500 ml
500 mg/L
750 mg/L
1000 mg/L
60 mg/L
•
•
•
•
H2O2: 500 mg/L
Phenol: 250 mg/L
pH = 3
Khuấy 5 phút
•
•
•
•
2+
Fe : 30 mg/L
Phenol: 250 mg/L
pH = 3
Khuấy 5 phút
9
2. PHƯƠNG PHÁP
Phương pháp phân tích
•
Phenol và COD được phân tích theo các phương pháp chuẩn
(APHA, 1995)
•
Phenol được xác định bởi 4-aminoantipyrine bằng phương pháp quang phổ UV-VIS
•
COD được xác định bằng phương pháp hồi lưu.
•
Mẫu COD được phân tích thông qua thermoreactor (NOVA 60) và máy trắc quang (MERCK TR 620)
•
•
Độ pH được đo bằng pH kế (InoLab WTW)
Độ dẫn điện được đo bằng đồng hồ đo độ dẫn điện (JENWAY 4071)
10
2. PHƯƠNG PHÁP
Energy consumption
Năng lượng tiêu thụ (kWh/kg COD)
Năng lượng tiêu thụ (kWh/kg phenol)
3
Năng lượng tiêu thụ (kWh/m )
I: Cường độ dòng điện;
V: thể tích của dung dịch;
t: thời gian điện phân
11
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
ELECTRO-FENTON
CONVENTIONAL-FENTON
12
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Effect of Current density
93.32%
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
96.74%
87.50%
96.88%
Ảnh hưởng của mật độ dòng điện đến hiệu quả loại bỏ Phenol và COD
13
3. RESULTS AND DISCUSSIONS
Effect of Current density
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
4.703 kWh
0.263 kWh
1.472 kWh
0.088 kWh
Ảnh hưởng của mật độ dòng điện đến mức tiêu thụ năng lượng
2
Ở giá trị mật độ dòng là 1 mA/cm ta được hiệu quả phân hủy phenol và COD là tối ưu và tiêu tốn năng
lượng là thấp nhất
14
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Effect of initial pH
93.32%
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
65.0%
87.50%
62.50%
Ảnh hưởng của pH đến hiệu quả loại bỏ Phenol và COD
15
3. RESULTS AND DISCUSSIONS
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level
Effect of initial pH
0.521 kWh
0.263 kWh
0.0.088 kWh
0.170 kWh
Ảnh hưởng của pH đến mức tiêu thụ năng lượng
Ở pH=3 ta được hiệu suất phân hủy phenol và COD là cao nhất và mức tiêu thụ năng lượng là thấp nhất
16
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Effect of Hydrogen peroxide conc
97.76%
93.75%
Nồng độ H2O2 đóng vai trò quan
trọng đến hiệu suất của quá trình
Fenton điện hóa
18.96%
9.38%
Ảnh hưởng của nồng độ H2O2 đến sự phân hủy phenol và loại bỏ COD
Nồng độ H2O2 tăng, hiệu suất phân hủy phenol và loại bỏ COD tăng
17
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Effect of Hydrogen peroxide conc
2.222
Nồng độ H2O2 đóng vai trò quan trọng
1.404
đến hiệu suất của quá trình Fenton điện
0.203
hóa
0.066
Ảnh hưởng của nồng độ H2O2 đến mức tiêu hao năng lượng cho quá
trình loại bỏ phenol và COD
Nồng độ H2O2 tăng, mức tiêu hao năng lượng cho quá trình phân hủy phenol và loại bỏ COD giảm
18
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Effect of Phenol conc
98.92%
68.63%
N
92.9%
•
Nồng độ phenol tăng
•
Sự phân hủy phenol giảm
•
Sự loại bỏ COD giảm
60.94%
P
C
Ảnh hưởng của nồng độ phenol đến sự phân hủy phenol và loại bỏ COD
19
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Effect of Phenol conc
Nồng độ phenol tăng
0.360
0.456
0.153
Năng lượng tiêu thụ cho quá
trình phân hủy phenol giảm
0.054
Năng lượng tiêu thụ cho quá
Ảnh hưởng của nồng độ phenol đến mức tiêu hao năng lượng cho quá trình loại
trình loại bỏ COD giảm
bỏ phenol và COD
20
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Effect of ferrous conc
Hiệu suất phân hủy (%)
Nồng độ Fe
Ảnh hưởng của nồng độ ion Fe
2+
đến hiệu suất phân hủy Phenol và
loại bỏ COD
2+
(mg/L)
Phenol
COD
15.00
81.06
58.75
30.00
83.02
60.00
45.00
84.49
63.75
60.00
84.33
64.38
Hiệu suất phân hủy
Phenol và COD theo nồng độ Fe
2+
(H2O2:500 mg/L, pH: 3.0,
t.gian pứ: 5 phút)
21
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Effect of hydrogen peroxide conc
Hiệu suất phân hủy (%)
Nồng độ H2O2 (mg/L)
Ảnh hưởng của nồng độ ion H2O2 đến hiệu suất phân hủy Phenol và
loại bỏ COD (Fe
2+
: 30.0mg/L, pH: 3.0, t.gian pứ: 5 phút)
Phenol
COD
250
74.35
55
500
83.02
60
750
83.92
60.63
1000
88.74
65.63
Hiệu suất phân hủy
Phenol và COD theo nồng độ H2O2
22
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Comparison of Electro-Fenton and Conventional-Fenton Process
a
2+
3+
•
−
Fe + H2O2 → Fe + HO + HO
b
Fe
3+
+ H2O2 → Fe
2+
•
+
+ HO2 + H
c
•
•
HO + H2O2 → HO2 + H2O
d
2+
•
3+
−
Fe + HO → Fe
+ HO
23
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Economic Evaluation
24
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Economic Evaluation
25
