Nghiên cứu xử lý nước thải của dây chuyền sản xuất diazo dinitrophenol bằng giải pháp quang fenton

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

DƯƠNG THỊ THANH LOAN

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NƯỚC THẢI CỦA DÂY
CHUYỀN SẢN XUẤT DIAZO DINITROPHENOL
BẰNG GIẢI PHÁP QUANG FENTON

Ngành:

Khoa học môi trường

Mã số:

8440301

Người hướng dẫn khoa học:

TS. Nguyễn Văn Hoàng

PGS. TS. Nguyễn Thị Hồng Hạnh

NHÀ XUẤT BẢN HỌC VIỆN NÔNG NGHIÊP - 2018


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi. Các số
liệu và hình ảnh trong luận văn hoàn toàn trung thực và chưa từng được
ai cơng bố trong bất kỳ cơng trình khoa học nào khác.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã
được cám ơn và các thơng tin trích dẫn trong luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc.

Hà Nội, ngày 17 tháng 5 năm 2018

Tác giả luận văn

Dương Thị Thanh Loan

i


LỜI CẢM ƠN
Tơi xin trân trọng bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đối với TS. Nguyễn Văn
Hoàng và PGS.TS.Nguyễn Thị Hồng Hạnh đã định hướng, chỉ bảo, nhiệt
tình giúp đỡ tơi trong suốt q trình học tập và nghiên cứu đề tài.
Tôi xin chân thành cảm ơn Thủ trưởng Viện Công nghệ mới – Viện Khoa học và
Công nghệ qn sự, Bộ Quốc phịng, các cán bộ phịng Cơng nghệ môi trường – Viện
Công nghệ mới đã tạo điều kiện giúp đỡ tơi trong suốt q trình thực hiện đề tài.

Tôi xin trân trọng cảm ơn đối với các thầy cô giáo Khoa môi trường
cùng các thầy cô giáo Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã giúp đỡ tôi
trong q trình học tập cũng như hồn thành luận văn này.
Tơi xin được cảm ơn tới gia đình, bạn bè, đã động viên, giúp đỡ
trong quá trình học tập và nghiên cứu.
Luận văn được hoàn thành với sự hỗ trợ của đề tài nền cấp Viện KHCN Quân sự: “Nghiên cứu xử lý nước thải dây chuyền sản xuất Diazo
dinitrophenol bằng giải pháp kết hợp sắt nano hóa trị 0 và quang Fenton”.
Hà Nội, ngày 17 tháng 5 năm 2018

Tác giả luận văn

Dương Thị Thanh Loan

ii


MỤC LỤC
Lời cam đoan................................................................................................................................... i
Lời cảm ơn....................................................................................................................................... ii
Mục lục.............................................................................................................................................. iii
Danh mục chữ viết tắt................................................................................................................ v
Danh mục bảng............................................................................................................................. vi
Danh mục hình........................................................................................................................... viii
Trích yếu luận văn....................................................................................................................... ix
Thesis abstract.............................................................................................................................. x
Phần 1. Mở đầu.............................................................................................................................. 1
1.1.

Tính cấp thiết của đề tài............................................................................................ 1

1.2.

Giả thuyết khoa học.................................................................................................... 2

1.3.

Mục tiêu nghiên cứu................................................................................................... 2

1.4.

Phạm vı nghıên cứu.................................................................................................... 2

1.5.

Những đóng góp mớı, ý nghĩa khoa học thực tıễn................................... 2

Phần 2. Tổng quan tàı lıệu....................................................................................................... 3
2.1.

Đặc đıểm, tính chất của dıazo dınıtrophenol................................................. 3

2.1.1.

Đặc điểm của DDNP.................................................................................................... 3

2.1.2.

Tính chất vật lý............................................................................................................... 4

2.1.3.

Tính chất hóa học......................................................................................................... 5

2.1.4.

Độc tính của DDNP...................................................................................................... 6

2.2.

Hıện trạng cơng nghệ xử lý nước thảı nhıễm DDNP................................ 8

2.2.1.

Các nghiên cứu nước ngoài.................................................................................. 8

2.2.2.

Các nghiên cứu trong nước................................................................................. 12

2.3.

Phân loạı các phản ứng oxı hóa nâng cao trên cơ sở tác nhân •OH
13

2.4.

Khái niệm về tác nhân oxi hóa nâng cao •oh và q trình oxi hóa nâng

cao trên cơ sở •OH................................................................................................... 16
2.4.1.

Đặc điểm và tính chất của tác nhân oxi hóa nâng cao •OH................16

2.4.2.

Đặc điểm phản ứng oxi hóa của gốc •OH..................................................... 17

2.5.

Đặc điểm q trình oxi hóa FENTON............................................................... 17

2.5.1.

Phản ứng tạo gốc •OH trong q trình Fenton.......................................... 17

2.5.2.

Đặc điểm động học phản ứng oxi hóa phân hủy các chất hữu cơ trong quá

iii


trình Fenton................................................................................................................... 18
2.5.3.

Các yếu tố ảnh hưởng tới động học phản ứng oxi hóa Fenton.......20

2.6.

Đặc điểm q trình quang FENTON................................................................. 21

2.6.1.

Khái niệm chung về quá trình quang phân trực tiếp và gián tiếp...21

2.6.2.

Quá trình quang Fenton.......................................................................................... 22

Phần 3. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu............................................................ 24
3.1.

Địa điểm nghiên cứu................................................................................................ 24

3.2.

Thời gian nghiên cứu.............................................................................................. 24

3.3.

Đối tượng/hóa chất và thiết bị............................................................................ 24

3.3.1.

Đối tượng nghiên cứu............................................................................................. 24

3.3.2.

Hóa chất và thiết bị................................................................................................... 24

3.4.

Nội dung nghiên cứu............................................................................................... 26

3.5.

Phương pháp nghiên cứu..................................................................................... 26

3.5.1.

Phương pháp phân tích chỉ tiêu thành phần nước thải....................... 26

3.5.2.

Khảo sát các điều kiện xử lý DDNP trong nước bằng phương pháp quang

Fenton.............................................................................................................................. 28
3.5.3. Phương pháp phân tích nồng độ DDNP........................................................ 29
Phần 4. Kết quả và thảo luận............................................................................................... 31
4.1.

Khảo sát thành phần nước thảı dây chuyền sản xuất ddnp tạı nhà máy z121
31

4.2.

Nghiên cứu đặc điểm q trình phân hủy ddnp trong mơi trường nước

bằng hệ uv-fenton..................................................................................................... 34
4.2.1.

Xây dựng đường chuẩn DDNP........................................................................... 34

4.2.2.

Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy DDNP bằng

phương pháp UV-Fenton....................................................................................... 36
4.3.

Đề xuất quy trình cơng nghệ xử lý nước thảı chứa DDNP tạı nhà máy sản

xuất quốc phịng........................................................................................................ 53

4.3.1.

Đề xuất quy trình cơng nghệ xử lý nước thải chứa DDNP bằng phương

pháp quang Fenton tại các nhà máy sản xuất quốc phòng...............53
4.3.2.

Thử nghiệm điều kiện tối ưu để xử lý nước thải chứa DDNP tại nhà máy

Z121 – Tổng cục CNQP........................................................................................... 55
Phần 5. Kết luận.......................................................................................................................... 57
Tài liệu tham khảo...................................................................................................................... 58

iv


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

Nghĩa tiếng Việt

BOD

Nhu cầu oxy hóa sinh học

CNQP

Cơng nghiệp quốc phịng

COD

Nhu cầu oxy hóa hóa học

DDNP

Diazo dinitrophenol

DNP

Dinitrophenol

HPLC

Sắc ký lỏng hiệu năng cao

MNP

Mononitrophenol

TNP

Trinitrophenol

TNR

Trinitroresocinol, axit styphnic

UV-Vis

Quang phổ tử ngoại khả kiến

v


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Độ tan của DDNP.................................................................................................... 5
Bảng 2.2. Tốc độ nổ của DDNP............................................................................................ 6
Bảng 2.3. Các quá trình oxi hóa nâng cao dựa vào gốc hydroxyl •OH........13
Bảng 2.4. Các phản ứng có thể xảy ra trong q trình Fenton........................ 18
Bảng 3.1. Các phương pháp phân tích chỉ tiêu thành phần nước thải........27
Bảng 3.2. Các điều kiện tiến hành khảo sát................................................................ 29
Bảng 4.1. Kết quả phân tích chất lượng nước thải tại dây chuyền sản xuất Diazo
dinitrophenol (tháng 8/2017)......................................................................... 32
Bảng 4.2. Kết quả phân tích chất lượng nước thải tại dây chuyền sản xuất Diazo
dinitrophenol (tháng 10/2017)....................................................................... 33
Bảng 4.3. Ảnh hưởng của pH tới hiệu suất xử lý DDNP (CoDDNP =370,40 mg/l,
H2O2/Fe

2+

o

=20 , T=30 C)................................................................................. 36

Bảng 4.4. Kết quả phân tích chất lượng nước sau q trình xử lý UV- Fenton tại
các pH thử nghiệm khác nhau..................................................................... 38
Bảng 4.5. Kết quả phân tích chất lượng nước sau q trình xử lý UV- Fenton
môi trường pH khác nhau đối với nước thải Nhà máy Z121.......39
Bảng 4.6. Sự phụ thuộc của hiệu suất vào nhiệt độ (C

o
DDNP

=370,4

mg/l,

H2O2/Fe

2+

=20 , pH=3)........................................................................................ 40

Bảng 4.7. Kết quả phân tích chất lượng nước sau q trình xử lý UV- Fenton ở
các nhiệt độ khác nhau khác nhau............................................................ 41
Bảng 4.8. Kết quả phân tích chất lượng nước sau q trình xử lý UV- Fenton
mơi trường nhiệt độ khác nhau đối với nước thải Nhà máy Z121
....................................................................................................................................... 42

Bảng 4.9. Sự phụ thuộc của hiệu suất xử lý vào nồng độ DDNP ban đầu. 43
Bảng 4.10. Kết quả phân tích chất lượng nước theo các nồng độ DDNP ban đầu

khác nhau................................................................................................................ 45
Bảng 4.11. Kết quả phân tích chất lượng nước sau xử lý UV- Fenton ở các nồng

độ DDNP khác nhau đối với nước thải Nhà máy Z121

46

Bảng 4.12. Ảnh hưởng của tỉ lệ tác nhân Fenton đến hiệu suất xử lý DDNP

(C

o
DDNP

o

=370,4 mg/l, pH=3, T=30 C)........................................................ 47

Bảng 4.13. Kết quả phân tích chất lượng nước theo các tỉ lệ H2O2/Fe

vi

2+

khác nhau. 49


Bảng 4.14. Kết quả phân tích chất lượng nước sau xử lý UV- Fenton ở tỷ lệ

H2O2/Fe2+ khác nhau đối với nước thải Nhà máy Z121...............50
Bảng 4.15. Ảnh hưởng của bước sóng bức xạ UV đến hiệu suất xử lý DDNP

(C

o
DDNP

=370,40 mg/l, H2O2/Fe

2+

o

=20 , T=30 C)................................. 51

Bảng 4.16. Kết quả phân tích chất lượng nước sau q trình xử lý UV- Fenton ở

các bước sóng khác nhau khác nhau...................................................... 52
Bảng 4.17. Kết quả phân tích chất lượng nước sau xử lý UV- Fenton ở các bước

sóng khác nhau đối với nước thải Nhà máy Z121 (NT6)

53

Bảng 4.18. Chất lượng nước thải sau xử lý tại Nhà máy Z121.........................56

vii


DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1. Hai đồng phân của DDNP.................................................................................... 3
Hình 2.2. Sơ đồ công nghệ sản xuất thuốc gợi nổ DDNP tại nhà máy Z121 7
Hình 3.1. Sơ đồ hệ thống thiết bị để thực hiện phản ứng oxi hóa DDNP trong

điều kiện có bức xạ UV....................................................................................... 25
Hình 3.2. Hệ thống thiết bị thí nghiệm phản ứng oxi hóa DDNP trong điều kiện

có bức xạ UV............................................................................................................ 25
Hình 4.1. Sắc đồ HPLC của DDNP..................................................................................... 34

Hình 4.2. Phổ UV-Vis của DDNP......................................................................................... 35
Hình 4.3. Đồ thị ngoại chuẩn xác định DDNP bằng phương pháp HPLC ....35
Hình 4.4 Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất xử lý DDNP....................................... 37
Hình 4.5 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất xử lý DDNP........................... 40
Hình 4.6 Ảnh hưởng của nồng độ DDNP ban đầu đến hiệu suất xử lý DDNP
44

Hình 4.7 Ảnh hưởng của tỷ lệ H2O2/Fe2+ đến hiệu suất và tốc độ trung bình phân
hủy DDNP trong hệ UV-Fenton....................................................................... 48
Hình 4.8 Ảnh hưởng của bước sóng UV đến hiệu suất phân hủy DDNP. . .51
Hình 4.9 Phương án công nghệ xử lý nước thải sản xuất tại dây chuyền sản xuất
DDNP nhà máy Z121............................................................................................. 54

viii


TRÍCH YẾU LUẬN VĂN
Tên tác giả: Dương Thị Thanh Loan
Tên luận văn: Nghiên cứu xử lý nước thải của dây chuyền sản xuất Diazo
dinitrophenol bằng giải pháp quang Fenton
Ngành: Khoa học môi trường

Mã số: 8440301

Tên cơ sở đào tạo: Học Viện Nơng Nghiệp
Việt Nam Mục đích nghiên cứu
Xác định các tác nhân gây ô nhiễm nước thải của dây chuyền sản xuất DDNP tại các
nhà máy quốc phòng. Lựa chọn được các điều kiện công nghệ và xây dựng quy trình xử lý
nước thải phát sinh từ dây chuyền sản xuất DDNP bằng giải pháp quang fenton. Trên cơ sở
đó xây dựng được qui trình cơng nghệ thiết bị xử lý nước thải dây chuyền sản xuất DDNP, áp

dụng tại nhà máy Z121/TCCNQP, nước thải sau xử lý đạt QCVN 40: 2011/BTNMT.

Phương pháp nghiên cứu
Đề tài sử dụng các phương pháp phân tích truyền thống và hiện đại
như: phương pháp phổ khối lượng cao tần cảm ứng plasma ICP-MS, phương
pháp phân tích sắc ký lỏng hiệu năng cao và phương pháp trắc quang.
Kết quả chính và kết luận
Đã khảo sát và phân tích xác định được các thành phần gây ô nhiễm
nước thải dây chuyền sản xuất DDNP bao gồm: pH, nồng độ DDNP, phenol,
COD, tổng N, tổng P, độ màu.
Đã xây dựng được mơ hình nghiên cứu, xác định các yếu tố ảnh hưởng tới hiệu
suất xử lý DDNP, COD, độ màu, tổng N, tổng P bằng phương pháp quang Fenton.

Đã xác định được các điều kiện tối ưu về: pH, bước sóng đèn UV, tỉ lệ
H2O2/Fe

2+

và nồng độ DDNP, độ màu.

Đã đề xuất được qui trình cơng nghệ xử lý nước thải dây chuyền sản
xuất DDNP và áp dụng thử tại nhà máy Z121 đạt kết quả tốt.

ix


THESIS ABSTRACT
Master candidate: Duong Thi Thanh Loan
Thesis title: “Study on treating wastewater containing Diazodinitrophenol by
photo – Fenton process

Major: Environment Science

Code: 8440301

Educational organization: Viet Nam National University of
Agriculture Purposes of research
Identify the waste water contaminants from the DDNP production line in
defence factories. Selection of technological conditions and construction of
wastewater treatment process derived from DDNP production line by Fenton optical
solution. In this base, the technology of wastewater treatment equipment for DDNP
production line has been developed and applied to factory Z121 / TCCNQP,
wastewater after treatment meet the QCVN 40: 2011 / BTNMT standards.

Methods of research
Thesis used traditional and modern analyses as main methods such as
ICP-MS high-frequency induction plasma mass spectrometry, highperformance liquid chromatography analysis and photometry.
Main results and conclusions
The contaminated compositions of wastewater from DDNP production were
determined and analyzed: pH, DDNP concentration, phenol, COD, total N, total P, color.

A model of research was constructed, factors that affect to DDNP processing
efficiency, COD, color, total N, total P by Fenton optical method were detemined.

The optimum conditions for pH, UV wavelength, H2O2/Fe

2+

ratio, DDNP

concentration and color were determined.

A technological process of wastewater treatment for the DDNP
production line has suggested and applied in Z121 factory with good results.

x


PHẦN 1. MỞ ĐẦU
1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Các hợp chất phenol nói chung và các dẫn xuất nitro của chúng là các
loại hợp chất hữu cơ bền vững và có độc tính cao với mơi trường. Vì thế đây
là một trong các loại chất ô nhiễm hữu cơ độc hại đang được nhiều nhà khoa
học ở nước ngoài và trong nước quan tâm nghiên cứu. Các hợp chất phenol
thường có trong nước thải một số ngành cơng nghiệp như lọc hóa dầu, sản
xuất bột giấy, sản xuất phân bón, thuốc bảo vệ thực vật, thuốc nhuộm và
trong nước thải của các dây chuyền sản xuất vật liệu nổ tại các cơ sở sản
xuất quốc phịng (Trần Mạnh Trí và cs., 2005). Một trong các đối tượng được
quan tâm nghiên cứu là hợp chất Diazodinitrophenol có trong nước thải dây
chuyền sản xuất chất gợi nổ trên cơ sở axit picric. Diazo dinitrophenol
(DDNP) là chất gợi nổ được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực quân sự và dân
sự. DDNP có đặc điểm chung giống với các hợp chất phenol là khó phân hủy
trong mơi trường và có độc tính cao, cần phải có các biện pháp xử lý triệt để.
Để chuyển hóa phenol và các dẫn xuất có độc tính cao với mơi trường
của nó bị nhiễm trong nguồn nước người ta đã thử nghiệm ứng dụng một số
phương pháp như ozon phân, điện phân và phân hủy sinh học. Đã có nhiều
cơng trình ứng dụng các giải pháp công nghệ khác nhau để xử lý nguồn
nước bị nhiễm phenol và một số dẫn xuất nitro của nó. Các tác nhân chính
dùng để phân hủy các hợp chất phenol, nitrophenol đã được thử nghiệm là
ozon, clo hoạt hóa; điện hóa, Fenton, các tác nhân oxy hóa tiên tiến trong đó
có thành phần là sắt hóa trị khơng Fe

(0)

, oxy khơng khí.

Việc nghiên cứu xử lý DDNP có trong nước thải của các cơ sở sản xuất quốc
phòng bằng các phương pháp oxi hóa tiên tiến như quang Fenton có ý nghĩa khoa
học và thực tiễn cao, giúp cho việc đánh giá, lựa chọn chính xác và phát triển ứng
dụng nhanh các giải pháp công nghệ mới hiệu quả cao để khử độc cho môi trường
nước bị nhiễm các hợp chất phenol độc hại. Việc xây dựng được quy trình công
nghệ xử lý nước thải DDNP bằng giải pháp quang Fenton sẽ có rất nhiều ứng dụng
hữu ích đối với thực trạng bảo vệ môi trường hiện nay tại các nhà máy quốc phòng
này. Với các lý do trên, tên đề tài luận văn được xác định là

1


"Nghiên cứu xử lý nước thải của dây chuyền sản xuất Diazo
dinitrophenol bằng giải pháp quang Fenton" nhằm nghiên cứu đặc
điểm quy trình cơng nghệ sử dụng phương pháp quang Fenton để xử
lý nước thải có chứa thành phần thuốc gợi nổ Diazodinitrophenol.

1.2. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC
Quá trình quang Fenton sẽ sinh ra các gốc tự do, có hoạt tính
oxy hóa cao. Các tác nhân này sẽ phản ứng và phân hủy DDNP và
các chất hữu cơ trong nước thải của dây chuyền sản xuất DDNP.
1.3. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Xác định các tác nhân gây ô nhiễm nước thải của dây chuyền sản xuất
DDNP tại các nhà máy quốc phòng. Lựa chọn được các điều kiện công nghệ
và xây dựng quy trình xử lý nước thải phát sinh từ dây chuyền sản xuất
DDNP bằng giải pháp quang Fenton. Trên cơ sở đó, xây dựng được qui trình

cơng nghệ thiết bị xử lý nước thải dây chuyền sản xuất DDNP, áp dụng tại
nhà máy Z121/TCCNQP. Nước thải sau xử lý đạt QCVN 40: 2011/BTNMT (B).

1.4. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
- Đối tượng nghiên cứu: Nước thải của dây chuyền sản xuất

DDNP của nhà máy Z121.
- Thời gian nghiên cứu: Đề tài tiến hành trong thời gian từ

tháng 4/2017 đến tháng 4/2018.
- Địa điểm nghiên cứu: Viện Công nghệ mới/ Viện Khoa học

công nghệ Quân sự.
1.5. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI, Ý NGHĨA KHOA HỌC THỰC TIỄN
Kết quả nghiên cứu của đề tài góp phần vào việc phát triển và
mở rộng ứng dụng các q trình oxi hóa nâng cao trong cơng nghệ
xử lý nước thải công nghiệp bị nhiễm các chất hữu cơ độc hại nói
chung và nước thải cơng nghiệp quốc phịng nói riêng.
Xác định được các điều kiện và xây dựng được quy trình cơng
nghệ xử lý nước thải phát sinh từ dây chuyền sản xuất DDNP hiện
có tại các nhà máy quốc phòng.

2


PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. ĐẶC ĐIỂM, TÍNH CHẤT CỦA DIAZO DINITROPHENOL
2.1.1. Đặc điểm của DDNP
DDNP có cấu tạo là: 2-diazo-4,6-dinitrophenol (DDNP) có cơng
thức phân tử là C6H2N4O5; khối lượng mol là 210,104 đvC; có các

nhóm nitro (-NO2) và diazo (-N=N) trong một vịng benzen.

Hình 2.1. Hai đồng phân của DDNP
DDNP là hợp chất diazo đầu tiên, được tổng hợp bởi Griess năm
1858, b ằ n g c á c h cho oxit nitrua (NO) vào dung dịch rượu của 2-amino4,6-dinitrophenol (axit picramic) (Griess P., 1946). Tuy nhiên chỉ cho đến năm
1892, DDNP mới được Lenze ứng dụng trong chế tạo thuốc nổ, sau đó sử
dụng rộng rãi trong các bộ phận kích nổ thương mại và quân sự như là một
chất nổ chính hiệu quả. Đây là vật liệu nổ có năng lượng cao (tương đương
với các thuốc nổ mạnh như octogen, hexogen), khả năng bắt lửa cao, nguyên
liệu chế tạo phổ biến, giá thành rẻ, an toàn trong sử dụng và bảo quản do độ
nhạy va đập thấp. Đây được coi là thuốc gợi nổ thân thiện với mơi trường vì
khơng chứa các thành phần độc hại ( chì, thủy ngân) n h ư các thuốc gợi nổ
khác (stypnat chì, phuminat thủy ngân,…). Chính vì vậy, DDNP được sử dụng
khá phổ biến tại nhiều nước trên thế giới để làm thuốc mồi nổ trong quân sự
cũng như trong công nghiệp.
Nhiều phương pháp tổng hợp DDNP với các cách khác nhau đã được
thực hiện. Clark đã thu được DDNP dưới dạng bột, dạng hạt và các tinh thể

3


giống kim cương (Clark L.V., 1933). Trên thực tế, DDNP được tạo ra bởi
phương pháp này có khả năng chảy kém và mật độ thấp. Các tinh thể
3

DDNP với mật độ khối lượng khoảng 0,55 g/cm được Frederick tạo ra
bằng cách thêm nitrit vào một hỗn hợp của axit picramic và bổ sung một
axit với sự có mặt của thuốc nhuộm triphenylmetan (F.M.Garfied et al.,
1946). Đóng góp đáng kể của tác giả là việc bổ sung chất phụ gia như là
thành phần kiểm soát tăng trưởng tinh thể. Tuy nhiên, kích thước trung

bình của DDNP dạng bảng chỉ là 60 µm. DDNP được sản xuất bằng cách
thêm axit clohiđric và natri nitrit vào picramate natri đồng thời có khả
năng chịu nén kém ở dạng hình cầu glomerocryst (Jiang R.G. et al., 2006).

2.1.2. Tính chất vật lý
DDNP tinh thể có màu vàng, tuy nhiên sản phẩm kĩ thuật có thể từ
màu vàng đậm, xanh lá cây hoặc nâu đậm (Bagal Li, 1975), tỷ trọng
3

3

thường lấy là 1,63 g/cm , nhưng theo Lowe-Ma tỷ trọng là 1,719 g/cm (Xray) (Lowe-Ma C.K. et al., 1987), Bagal cho rằng tỷ trọng phụ thuộc vào
3

công nghệ chế tạo DDNP. Tỷ khối của DDNP khoảng 0,5-0,9 g/cm và chỉ
3

0,27 g/cm với bột mịn. Nhiệt sinh là 321 kJ/mol (Urbanski T., 1967), tan
0

chảy ở 157-158 C, nổ mạnh ở nhiệt độ cao (Meyer J. Homburg, 2002).
Khả năng hòa tan của DDNP được thể hiện trong bảng 2.1, nó có thể
tan dễ dàng trong axit acetic, axeton nóng, nitrobenzene, tan ít hơn trong
methanol, etanol và etyl axetat, cực ít trong các dung dịch hữu cơ khác.
DDNP là hợp chất hút ẩm nhẹ, 1% khối lượng tăng lên khi lưu trữ ở độ
ẩm tương đối 70% trong 40 ngày (Spicak S. et al., 1957), nó tan nhẹ trong
0

nước (0,08g trong 100 ml tại 25 C) nhưng tính chất nổ khơng bị ảnh hưởng vì
sau đó vật liệu khơng có dấu hiệu phản ứng ở nhiệt độ bình thường. Việc lưu

trữ trong môi trường nước không ảnh hưởng đến màu hay độ nhạy của
DDNP (Dehn W.M., 1922), nó có thể giữ nguyên vẹn khả năng nổ trong 24
0

tháng ở nhiệt độ thường hay 12 tháng ở 50 C trong nước (Report TM, 1984).
Khi bị chiếu ánh sáng DDNP sẽ có cảm quang và chuyển tối, mẫu bị phơi
nắng cho thấy dấu hiệu phân hủy sau chỉ 40 giờ (Urbanski T., 1967). Tuy nhiên,
bề mặt tinh thể được quang hóa trở thành một lớp màng chống lại các tác động
khác của ánh sáng trên phần bên trong của tinh thể (Yamamoto K., 1966).

4


Bảng 2.1. Độ tan của DDNP

Dung môi
Nước
Etyl acetat
Methanol
Ethanol
Triclorometan
Tetraclorometan
Benzen
Toluen
Petrol ete
Etyl ete
Cacbon disunfit
Axit axetic
Axeton
0

DDNP ổn định ở nhiệt độ vừa phải (60 C) trong thời gian dài,
0

tuy nhiên nó dễ phân hủy ở nhiệt độ cao hơn 100 C (Kaiser M. et al.,
0

1995), không thay đổi khi lưu trữ trong 65 C và mất khoảng 1,25%
0

khối lượng trong điều kiện 100 C, 96h (Bagal Li, 1975).
2.1.3. Tính chất hóa học
DDNP ổn định trong axit vô cơ lạnh, bị phân hủy trong axit sunfuric
nóng đậm đặc và dung dịch hydroxit lạnh, giải phóng nitơ (Bagal Li, 1975).
Nó phản ứng với kiềm và natri azua (NaN 3), tạo thành muối natri của 2-azido4,6- dinitrophenol và giải phóng nitơ. Phản ứng này có thể sử dụng cho phân
tích lượng DDNP trong mẫu được xác định từ lượng của nitơ tạo ra.

DDNP có tính tương thích với hầu hết các thuốc nổ thông
thường (Ficheroulle H. et al., 1949). Khả năng phản ứng của DDNP
ẩm với kim loại đã được xem xét, thấy rằng DDNP trong không khí
ẩm khơng ăn mịn kim loại và chỉ có tác động nhẹ vào nó.
Độ nhạy cảm của DDNP giống như phuminat thủy ngân (Hg(ONC)2) (Bagal
Li, 1975) hoặc nhẹ hơn (Clack L.V., 2006), phụ thuộc vào kích thước của hạt, tinh

5


thể mịn sẽ nhạy hơn gấp 2 lần so với hạt thô (Yue Yuan et al., 2008).
0

Nhiệt độ cháy của DDNP là 185 C (Spicak S. et al., 1957) (trong
5s). Nhiệt độ cháy của DDNP được chiếu xạ thấp hơn không chiếu
xạ do ánh sáng ảnh hưởng đến chất lượng của chất. Khi cháy,
DDNP không bị hạn chế và không bị nén, giống như nitro xenlulo,
thậm chí với số lượng vài gram. Nó khơng cháy hoặc phát nổ dưới
nước ngay cả khi được nối với một dây mồi nổ (Bagal Li, 1975).
Sau khi nổ, DDNP phân hủy hình thành cacbon monoxit (CO), cacbon,
axit xianhidric (HCN) và nitơ, theo phương trình sau (Urbanski T., 1967):

10C6H2N4O5

42 CO + 2,52 CO2 + 2,94 H2O + 3,15 H2 + 7,67 C

+ 7,82 HCN + 16,1 N2
Tốc độ nổ phụ thuộc vào mật độ được thể hiện trong bảng 2.2.
Bảng 2.2. Tốc độ nổ của DDNP

2.1.4. Độc tính của DDNP
DDNP là một chất độc, có thể gây kích ứng mắt, da hoặc đường hơ hấp,
nhức đầu, chóng mặt, buồn nơn, nơn mửa, tiêu chảy, thị lực mờ. Sự phơi
nhiễm lâu dài với các hợp chất nitro của hydrocacbon thơm đã được biết đến
gây tổn thương gan và thận với sự sản sinh teo vàng cấp, viêm gan nhiễm
độc và thối hóa mỡ ở thận. Khơng có dữ liệu giới hạn phơi nhiễm cho phép.
Khơng có dữ liệu về độc tính cấp tính (Urbanski T., 1959).
Ngày nay, mọi người có thể tiếp xúc với DDNP bằng cách hít thở khơng khí
ơ nhiễm, uống nước bị ơ nhiễm, ăn thực phẩm bị ô nhiễm, hoặc bằng cách tiếp
xúc với đất bị ô nhiễm. Khác với nồng độ nhất định của khơng khí ở nơi làm
việc, mức độ DDNP trong khơng khí khơng được đo đạc rõ ràng. DDNP cũng
hiện diện trong nước thải của một số ngành cơng nghiệp. Ví dụ, nước thải từ
một nhà máy sản xuất thuốc nhuộm có thể chứa 3,2 mg DDNP trên một lít nước

6


(mg/L). Nước ngầm từ nơi thải ra của một nhà máy đã từng sử dụng DDNP trong
sản xuất chứa nồng độ DDNP là 30,6 mg/L. Mức DDNP không được đo đạc rõ
ràng trong nước uống và thực phẩm. Với mức DDNP có nồng độ thấp có thể gây
ra phơi nhiễm cho một số người tại nơi họ sinh sống hoặc làm việc. Những
người sống gần các bãi thải chứa DDNP có thể bị phơi nhiễm bằng cách hít thở
khơng khí bị ơ nhiễm. Trẻ con có thể bị phơi nhiễm bằng cách chạm và ăn đất có
chứa DDNP khi ở gần các địa điểm ơ nhiễm này. DDNP có thể tiếp xúc với người
trong thời gian nhất đinh nếu công việc liên quan đến sản xuất hoặc sử dụng
DDNP, hoặc liên quan đến việc đốt một số loại chất thải hoặc dọn sạch bãi rác
chứa DDNP. Việc tiếp xúc lâu dài với DDNP có thể làm tăng cơ sở tỷ lệ trao đổi
chất, làm cơ thể sinh nhiệt; đổ mồ hôi; giảm cân và tăng nhịp tim, tăng tốc độ
thở và nhiệt độ chung của cơ thể. Một số hoặc tất cả những triệu chứng này đã
phát hiện ở một số người sau khi họ nuốt liều cao 46 miligam DDNP trên kilogam
trọng lượng cơ thể mỗi ngày (mg/kg/ngày) hoặc liều thấp như 1 mg/kg/ngày. Với
liều lượng từ 2 mg/kg/ngày DDNP trở lên trong thời gian dài, người thử nghiệm
đã bị triệu chứng tê tay và bàn chân. Một số người nuốt phải liều 6 mg
DDNP/kg/ngày trong thời gian ngắn hoặc liều từ 1 đến 4 mg/kg/ngày DDNP trong
một thời gian dài đã có triệu chứng giảm nghiêm trọng một số loại bạch cầu có
khả năng chống lại bệnh tật.
Sơ đồ công nghệ sản xuất DDNP tại nhà máy sản xuất quốc phịng như sau:

Hình 2.2. Sơ đồ cơng nghệ sản xuất thuốc gợi nổ DDNP tại nhà máy Z121

Quá trình tổng hợp DDNP chi tiết:
- Hỗn hợp nước và nitroxanthic được đưa vào bể phản ứng, khuấy đều hỗn
hợp, đun nóng ở nhiệt độ nhất định, sau đó thêm dần natri cacbonat vào hỗn hợp

7


để tạo thành dung dịch natripicrat. Dung dịch này được chuyển sang bể phản
ứng tiếp theo, tại đây dung dịch được làm nóng và thêm dung dịch natri sunfit
vào trong khoảng thời gian nhất định. Hỗn hợp phản ứng sau đó được làm nguội
và lọc, thu được chất kết tủa C6H2(NO2)2(NH2)ONa dạng tinh thể màu đỏ.
- Khuấy hỗn hợp C6H2(NO2)2(NH2)ONa với nước, sau đó thêm

natri nitrit vào bể phản ứng, hòa tan hết. Tiếp tục thêm axit clohidric
vào bể với tỉ lệ nhất định, khuấy liên tục hỗn hợp phản ứng trong
thời gian nhất định để tạo thành thuốc DDNP.
Sản phẩm sau tổng hợp sẽ được rửa bằng nước lạnh và sấy khơ.
Lượng chất thải phát sinh trong q trình sản xuất DDNP lớn, thường là
200 ~ 300 kg/kg (DDNP), bao gồm thêm nước thải chứa kiềm, nước thải có
tính axit tạo ra trong quá trình đường chéo và khi rửa sạch tinh thể nước
rửa chứa rất nhiều quinone và các hợp chất phenol, những chất hữu cơ
độc cho đất, nước, động thực vật và do đó có khả năng gây hại nghiêm
trọng. Với sự gia tăng của dây chuyền sản xuất, phân tán bụi DDNP có thể
gây ra thiệt hại lớn. Phương pháp xử lý nước thải nói chung là rất khó.

2.2. HIỆN TRẠNG CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHIỄM DDNP
2.2.1. Các nghiên cứu nước ngoài
2.2.1.1. Phương pháp oxi hóa
+ Phương pháp oxi hóa Fenton
Phương pháp kết hợp kim loại hóa trị 0 và Fenton (Yue Yuan et al., 2016):
Theo phương pháp này, các thông số hoạt động chính bao gồm pH ban đầu (1,57,0), Fe/Cu (5-50 g/l), tốc độ khí (0-2 l/phút), thời gian phản ứng (0-180 phút) và
nồng độ H2O2 (0-40 mmol/l) được tối ưu hóa, sau đó phản ứng với sắt hóa trị 0
hoặc tổ hợp kim loại hóa trị 0 như Fe/Cu để khử các hợp chất nitro, azo thành

các amin (các hợp chất dễ phân hủy hơn và giảm độ màu) đồng thời hấp phụ và
kết tủa một số thành phần khác có trong nước thải như: chất hoạt động bề mặt,
sunfua,... Sau đó, nước thải được xử lý bằng phương pháp Fenton. Trong điều
kiện tối ưu có thể xử lý 100% DDNP, 87% COD và trên 99,9% màu. Đây là phương
pháp xử lý khá hiệu quả nước thải sản xuất DDNP, đặc biệt là ở nồng độ cao, cải
thiện đáng kể khả năng phân hủy sinh học của nước thải. Tuy nhiên, các kết quả
thử nghiệm chưa đề cập đến khả năng xử lý các thành

8


phần khác trong nước thải như nitrit, sunfua và các sản phẩm phụ trong
quá trình sản xuất cũng như các sản phẩm của q trình phân hủy.
Nước thải cơng nghiệp DDNP được xử lý bằng hệ 3 quá trình liên tiếp
0

0

Fe / khơng khí-Fenton-Fe /khơng khí, và các thơng số hoạt động tối ưu là (Yue

Yuan et al., 2008):
0

0

Fe /không khí: pH ban đầu = 2, thời gian xử lý = 0,5h, [Fe ] = 40
g/l, khơng khí sục = 1,5 l/phút.
Fenton oxy hóa: pH = 3, nồng độ H2O2 = 2,5 mmol/l, thời gian xử lý = 1h.
Dưới điều kiện tối ưu này, hiệu quả loại bỏ COD và màu đã đạt được tương

ứng khoảng 80% và 98%.
Phương pháp Fenton: Các kết quả của Niu (Niu Fei-fei, 2010)
cho thấy khi pH là 4, nồng độ của H 2O2 và FeSO4.7H2O tương ứng là
40 ml/l và 2,502 g/l, thời gian phản ứng là 4 giờ, ở nhiệt độ bình
thường, COD của nước thải DDNP sau khi xử lý là 1386 mg/l; tỷ lệ
loại bỏ COD là 66,68%; tỷ lệ loại bỏ màu là 89,20%.
Qua nhiều đánh giá đều cho thấy pH tối ưu cho quá trình
Fenton là từ 3 đến 5, các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý cịn
2+

có nồng độ H2O2, Fe , thời gian xử lý, nhiệt độ dung dịch.
+ Oxy hóa bằng nước ở trạng thái siêu tới hạn (Ma DZ et al., 2011)
0

Phương pháp này được thực hiện ở nhiệt độ khoảng 600 C, áp
suất 24MPa và lượng oxy dư thừa là 0,8 MPa. Nước siêu tới hạn sẽ hòa
tan tốt các chất hữu cơ và oxy, phản ứng giữa chúng không bị giới hạn
bởi phân cách pha. Phương pháp này có hiệu quả cao (loại bỏ 99%
COD và 100% màu), không gây ô nhiễm thứ cấp. Tuy nhiên, công nghệ
này đòi hỏi thiết bị phức tạp và khó áp dụng ở quy mơ lớn.

+ Phương pháp xúc tác điện hóa (Fan RG et al., 2011)
Theo phương pháp này, các thành phần trong nước thải DDNP bị oxy
hóa thành CO2 và các hợp chất đơn giản nhờ các gốc tự do sinh ra trong quá
trình điện phân, điện cực được chế tạo bằng vật liệu đặt biệt (BDD), dạng
màng kim cương. Do đó, trong q trình xử lý các điện cực khơng bị ăn mịn
và khơng tạo ra bùn trên anod. Phương pháp này có hiệu quả xử lý cao, ít bị

9

ảnh hưởng bởi độ đục của dung dịch. Tuy nhiên chi phí chế tạo điện
cực khá tốn kém, đồng thời quá trình xử lý phải bổ sung một lượng
muối khá lớn (1000 mg/l), cần phải pha loãng trước khi thải.
+ Phương pháp vi điện phân hay còn gọi là nội điện phân
Đây là q trình vật lý và hóa học để xử lý nước thải, sử dụng nguyên tắc
phản ứng của pin galvanic Fe/C, oxy hóa và khử điện hóa kết hợp quá trình keo
tụ, sa lắng. Phương pháp này có ưu điểm là thiết bị đơn giản, chi phí thấp,
khoảng ứng dụng rộng. Nghiên cứu của Ai (Ai HN et al., 2010) chỉ ra rằng trong
0

0

môi trường axit, điều kiện xử lý tối ưu là: pH = 4; t = 25 C; thời gian phản ứng là
2 ngày và VFe/VC là 1,2; tỷ lệ loại bỏ COD là 85,65% và tỷ lệ loại bỏ S 2 là 91,03%.
0

Trong môi trường kiềm, điều kiện xử lý tối ưu là: pH = 10; T = 25 C; thời gian
phản ứng là 2 ngày và VFe/Vc là 1,2; tỷ lệ loại bỏ COD là 90,13% và S 2 là 91,60%.
Tuy nhiên, đây là q trình xử lý khơng triệt để, các thành phần nitro chủ yếu bị
khử thành các hợp chất amin nên làm giảm màu của nước thải.

2.2.1.2. Phương pháp hấp phụ
+ Hấp phụ bằng CPB cải tiến zeolit
Zeolit là nhóm khống chất có cấu trúc khung xốp, chứa các khống chất
silicat nhôm. Chất hoạt động bề mặt cation của cetyl pyridinium (CPB) được sử
dụng để biến tính zeolit tự nhiên nhằm cải thiện độ rỗng và hoạt động bề mặt.
Như vậy, sự hấp phụ, tính trao đổi ion và khả năng trao đổi, hiệu suất xúc tác
được nâng cao (Chen XL et al., 2006). Một mặt, sự trao đổi ion, tức là sự thu hút
tĩnh điện làm cho ion âm di chuyển đến bề mặt zeolit biến đổi, sau đó thay thế

anion bên ngoài bằng chức năng cân bằng tổng hợp; mặt khác, anion oxoacid
tạo ra sự kết tủa phức tạp của ion và được loại bỏ trong bề mặt zeolit biến đổi.
Chất hoạt động bề mặt không thể vào các khoang zeolite bên trong do nó có các
phân tử lớn hơn, do vậy phản ứng chỉ xảy ra ở bề mặt zeolit và zeolit vẫn giữ
được khả năng trao đổi ion, vì vậy nó có thể trao đổi các kim loại nặng trong
nước thải. Nhiệt độ hấp phụ tối ưu của hợp chất Zeolite biến đổi bởi CPB để xử
0

lý nước thải DDNP là 35 C, thời gian hấp phụ tối ưu là 1 giờ. Khi thể tích nước
thải là 5 ml, mức tiêu thụ zeolit đã biến đổi là 4g (Chen XL, 2006).

+ Nhựa hấp phụ
Nhựa hấp phụ có thể xử lý nước thải dược phẩm, nhiên liệu, hóa học và

10


các lĩnh vực khác. Hơn nữa, nó có thể được làm khô tốt và dễ dàng giải quyết
vấn đề tái sinh chất hấp phụ. Nhựa hấp phụ có những đặc điểm: tính chất hóa
học ổn định, khơng tan trong axit, kiềm và các dung mơi hữu cơ, có sự phân bố
kích thước lỗ rỗng, độ bền cơ học tốt, tính dễ hấp phụ. Lực liên phân tử có thể
làm giàu, tách riêng và thu hồi chất hữu cơ từ dung dịch nước.

Nghiên cứu của Fan (Fan RG et al., 2011) cho thấy khi kiểm soát COD là
200 mg/l, hoạt động tối ưu của nó như sau: dung tích giải hấp là 7 BV; tốc độ

hấp phụ là 3 BV/h; pH: 7-9; nhiệt độ hấp phụ là nhiệt độ phòng; chất giải hấp
là rượu; tốc độ giải hấp là 1,5-1,3 BV/h. Trong các điều kiện hoạt động tối ưu,
COD có thể đạt tiêu chuẩn xả quốc gia và hiệu quả xử lý COD trên 95%.

Hoạt tính hấp phụ nitrophenols từ nước thải sản xuất
diazodinitrophenol được nghiên cứu trong các hệ thống tĩnh và động
bằng nhựa XYP-1. Tốc độ hấp phụ không chỉ phụ thuộc thời gian mà cả tỷ
lệ pha giữa chất lỏng và chất rắn. Phương trình động học hấp phụ là q t =
exp

2,5934r
(B/t). Khả năng hấp phụ là 86,32 mg/g khi pH đạt được là 2.
Hoạt động tối ưu với các điều kiện như sau: Giá trị pH là 2, nhiệt độ hấp
0

phụ là 20 C, tốc độ chảy nước thải là 2 BV/h. Trong điều kiện này, sự hấp
phụ bão hòa là 225,6 mg/g. Tỷ lệ hấp phụ có thể đạt 99% khi nhiệt độ là
0

21 C và dung dịch giải phóng được 10 BV với 5% NaOH và 40% C2H5OH
như các tác nhân làm lạnh composite (Li Tian-liang et al., 2005).

2.2.1.3. Sử dụng thực vật
Nấm trắng là một loại nấm sợi trắng có thể làm thối gỗ. Cơ chế suy
thoái của nấm thối trắng rất phức tạp bao gồm cơ chế sinh học và q trình
hố học. Nó có thể được chia thành q trình nội bào và quá trình ngoại bào
và chủ yếu là quá trình oxy hóa ngồi tế bào. So với các cơng nghệ khác,
cơng nghệ suy thối của nấm thối trắng có ưu điểm duy nhất: Nó có thể
được áp dụng trong các hệ thống rắn và lỏng, có ứng dụng thực tế rộng rãi.
Các thí nghiệm của Ling (Ling FC, 2010) cho thấy rằng sau 5 bước xử lý là:
trung hòa, loại bỏ khả năng nổ, axit thủy phân, điện phân vi Fe-C, điều chỉnh
nồng độ xử lý sinh hóa (pha loãng năm lần) và xử lý bằng nấm trắng, màu
nước thải DDNP giảm xuống 100 lần; tốc độ khử màu là 99,9%; COD xuống
129,9-180,9 mg/l từ 29481,6 mg/l của nước thơ; loại bỏ COD có thể đạt 99%.

Chất lượng nước thải (pH = 6) có thể đáp ứng các tiêu chuẩn xả thải.

11


2.2.1.4. Tiền xử lý nước thải DDNP bằng keo tụ tro bay (Song Xiao-min et al.,

2001)
Nước thải DDNP được xử lý trước bằng chất kết tụ tro bay. Ảnh
hưởng của liều lượng chất kết tụ, các giá trị pH của nước thải, nhiệt độ
phản ứng đến kết quả của việc xử lý được khảo sát bằng tỷ lệ loại bỏ màu
sắc và COD, điều kiện quá trình được tối ưu hóa thơng qua các phép thử
trực giao. Kết quả cho thấy khi pH của nước thải là 9 thì liều lượng chất
0

kết tụ là 40 g/l và nhiệt độ là 30 C, COD của nước thải sau khi xử lý có thể
giảm xuống 54% hoặc hơn, màu có thể giảm 90% hoặc nhiều hơn.

2.2.1.5. Phương pháp đông tụ
Đối với nước thải DDNP có đặc tính phân huỷ sinh học rất khó, q trình
đơng tụ bằng PAC đã được sử dụng để tiền xử lý. Các ảnh hưởng của nồng độ
PAC, pH của nước thải, tỷ lệ loại bỏ COD và màu sắc được khảo sát. Các yếu tố
ảnh hưởng đến sự đông tụ của nước thải DDNP đã được nghiên cứu qua thí
nghiệm trực giao và các điều kiện phản ứng tối ưu đã được xác định. Kết quả
cho thấy: hiệu quả xử lý nước thải DDNP đã đạt được ở nhiệt độ phòng cao nhất
tại pH=6, nồng độ PAC là 7,5 g/l, thời gian đông tụ là 4 giờ. Tỷ lệ loại bỏ COD đạt
50,96%, tỷ lệ loại bỏ màu đạt 80% (Niu Fei-fei et al., 2008).
Quy trình kỹ thuật và hiệu quả của việc xử lý nước thải DDNP từ nhà máy hóa
chất bằng phương pháp keo tụ- vi điện phân đã được nghiên cứu. Mức tiêu thụ
FeCl3 tốt nhất đạt được thơng qua thí nghiệm và sau đó nước thải DDNP được xử lý

bằng vi điện phân trong thiết bị cột với ảnh hưởng của giá trị pH nước thải. Kích cỡ
hạt Fe và tốc độ chảy ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý cũng được kiểm tra. Bằng cách
đo giá trị COD của nước thải sau xử lý, kết quả cho thấy hiệu quả loại bỏ COD có thể
đạt 93,90% trong điều kiện tối ưu (Lin Lijun, 2007).

2.2.2. Các nghiên cứu trong nước
Cho đến nay, ở trong nước đã có nhiều đề tài, nhiệm vụ khoa học công
nghệ các cấp đã được thực hiện và một số cơng trình nghiên cứu đã được
cơng bố về khả năng sử dụng các giải pháp công nghệ khác nhau để xử lý
các nguồn nước thải bị nhiễm các hóa chất độc hại khó phân hủy, trong đó
có các loại thuốc nhuộm, các thuốc bảo vệ thực vật và một số hợp chất là
thành phần thuốc phóng thuốc nổ, chứa các hợp chất nitrophenol nhưng hầu
hết chưa có có các nghiên cứu về xử lý nước thải từ dây chuyền sản xuất
DDNP do đây là loại thuốc nổ mới được đầu tư sản xuất tại Việt Nam.

12


2.3. PHÂN LOẠI CÁC PHẢN ỨNG OXI HÓA NÂNG CAO TRÊN CƠ SỞ
TÁC NHÂN •OH
Do gốc tự do hydroxyl •OH có khả năng oxi hóa rất mạnh, tốc độ
phản ứng oxi hóa rất nhanh và khơng chọn lựa khi phản ứng với các hợp
chất khác nhau, nhiều cơng trình nghiên cứu trong mấy thập kỷ qua là tìm
kiếm các quá trình tạo ra gốc hydroxyl •OH trên cơ sở các tác nhân oxi
hóa thơng thường như ozon, hydro peroxit thơng qua phản ứng hoá học
2+

(H2O2/Fe , O3/H2O2, O3/xúc tác), hoặc nhờ năng lượng bức xạ tia cực tím
UV (O3/UV, H2O2/UV, O3 + H2O2/UV, H2O/VUV, TiO2/UV) và các nguồn năng
lượng cao (siêu âm, tia gamma, tia X, chùm electron,…).

Các quá trình oxi hóa nâng cao trên cơ sở gốc hydroxyl đã
được nghiên cứu để áp dụng vào xử lý nước và nước thải cho đến
nay có thể thống kê tóm tắt trong bảng 2.3.
Bảng 2.3. Các q trình oxi hóa nâng cao dựa vào gốc hydroxyl •OH
TT
H2O2 + Fe

1

2+

2

( > 300 nm)
3

3+

H2O2/Fe (phức)

Quang Fenton

biến thể
(Modified Photo

- Fenton
Process)

4

5

H2O với anot Fe

Fenton điện hóa
(Electrochemical

và năng lượng

Fenton Process)

điện hóa

Peroxon
(Peroxone

H2O2 và O3

13


TT

6

Tác nhân Tên quá trình
phản ứng
Process)
O3 và chất xúcCatazon

(Catazone
tác
Process)

7

H2O và năng

Oxi hóa điện

hố
lượng điện hóa

(Electrochemical

Oxidation
Process)
8 H2O và
nă
ng

m

H

elec
tron
)

2

O

lư
ợn

N

g

ă

siê

n

u

g

âm

l
9 H2O
và

ư
ợ

nă

n

ng

g

lư
ợn

s

g

i

ca

ê

o
(ti
a,
tia
X,
ch
ù

u
â

m