VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM |
Có thể bạn quan tâm!
-
Nghiên cứu xử lý hóa chất bảo vệ thực vật glyphosate trong nước bằng quá trình oxy hóa điện hóa kết hợp với thiết bị phản ứng sinh học – màng MBR - 2 -
Lượng Hóa Chất Bvtv Sử Dụng Tại Châu Phi Và Châu Âu Trong Những Năm 2010 Và 2014 -
Ảnh Hưởng Của Hóa Chất Diệt Cỏ Glyphosate Đến Con Người Và Môi Trường
Xem toàn bộ 229 trang tài liệu này.
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------
LƯU TUẤN DƯƠNG
NGHIÊN CỨU XỬ LÝ HÓA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT (GLYPHOSATE) TRONG NƯỚC BẰNG QUÁ TRÌNH OXY HÓA ĐIỆN HÓA KẾT HỢP VỚI THIẾT BỊ PHẢN ỨNG SINH HỌC – MÀNG MBR
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
Hà Nội – 2022
VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM |
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
-----------------------------
LƯU TUẤN DƯƠNG
NGHIÊN CỨU XỬ LÝ HÓA CHẤT BẢO VỆ THỰC VẬT (GLYPHOSATE) TRONG NƯỚC BẰNG QUÁ TRÌNH OXY HÓA ĐIỆN HÓA KẾT HỢP VỚI THIẾT BỊ PHẢN ỨNG SINH HỌC – MÀNG MBR
Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường Mã sỗ: 9 52 03 20
MINH CHỨNG
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. PGS.TS. Lê Thanh Sơn – Hướng dẫn 1
2. PGS.TS Nguyễn Quang Trung – Hướng dẫn 2
Hà Nội – 2022
Tôi xin cam đoan đề tài luận án “Nghiên cứu xử lý hóa chất bảo vệ thực vật (glyphosate) trong nước bằng quá trình oxy hóa điện hóa kết hợp với thiết bị phản ứng sinh học– màng MBR” là do tôi thực hiện với sự hướng dẫn của PGS.TS. Lê Thanh Sơn và PGS.TS Nguyễn Quang Trung. Luận án không trùng lặp và sao chép với bất kỳ công trình khoa học nào khác.
Các kết quả nghiên cứu trong luận án là trung thực, được các đồng tác giả cho phép sử dụng và chưa được tác giả khác công bố.
Hà Nội, ngày 22 tháng 06 năm 2022
NGHIÊN CỨU SINH
Lưu Tuấn Dương
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc với PGS.TS. Lê Thanh Sơn và PGS. TS. Nguyễn Quang Trung đã định hướng cho tôi những hướng nghiên cứu khoa học quan trọng trong quá trình thực hiện luận án này.
Tôi xin chân thành cảm ơn các tập thể: Học viện Khoa học và Công nghệ (GUST) – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VAST); Khoa Công nghệ môi trường – GUST; Viện Công nghệ môi trường (IET) – VAST đã hỗ trợ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn đến Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ màng – Viện Hàn lâm Khoa học và công nghệ Việt Nam đã nhiệt tình giúp đỡ và tạo điều kiện để tôi tiến hành các thí nghiệm nghiên cứu và phân tích kết quả để tôi có thể hoàn thành luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn đến Trung tâm Nghiên cứu và chuyển giao công nghệ – Viện Hàn lâm Khoa học và công nghệ Việt Nam đã tạo điều kiện để tôi có thể hoàn thành luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn đến phòng Công nghệ Hóa lý môi trường, viện Công nghệ Môi trường – Viện Hàn lâm Khoa học và công nghệ Việt Nam đã tạo điều kiện thuận lợi để tôi tiến hành các thí nghiệm nghiên cứu và hoàn thành luận án.
Xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 22 tháng 06 năm 2022
Nghiên cứu sinh
Lưu Tuấn Dương
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 4
1.1. Tổng quan về hoá chất bảo vệ thực vật và hóa chất diệt cỏ glyphosate 4
1.1.1. Phân loại hóa chất bảo vệ thực vật 4
1.1.2. Tình hình sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật 5
1.1.4. Phương pháp xử lý hóa chất BVTV 11
1.1.5. Hóa chất diệt cỏ glyphosate 14
1.2. Tổng quan về Fenton điện hóa 19
1.2.1.Phản ứng Fenton 19
1.2.2.Quá trình Fenton điện hóa 21
1.3. Tổng quan về quá trình sinh học – màng MBR 31
1.3.1.Định nghĩa và đặc điểm của màng MBR 31
1.3.2. Nguyên nhân cơ chế ảnh hưởng gây bít tắc màng MBR 39
1.3.3. Nghiên cứu và ứng dụng quá trình MBR trong xử lý nước 40
1.3.4. Quá trình sinh học – màng MBR kết hợp với công nghệ xử lý khác 43
1.4. Quá trình Fenton điện hóa kết hợp quá trình MBR để xử lý glyphosate và hóa chất BVTV trong nước 44
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 48
2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 48
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu 48
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu 48
2.2. Phương pháp nghiên cứu 49
2.2.1. Phương pháp thực nghiệm 49
2.2.2. Phương pháp phân tích 68
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 70
3.1. Nghiên cứu xử lý glyphosate bằng quá trình Fenton điện hóa 70
3.1.1. Ảnh hưởng của mật độ dòng điện và thời gian điện phân đến khả năng phân hủy glyphosate 70
3.1.2. Ảnh hưởng của khoảng cách điện cực đến khả năng xử lý glyphosate 77
3.1.3. Ảnh hưởng của pH ban đầu đến khả năng khoáng hóa glyphosate 79
3.1.4. Ảnh hưởng của nồng độ chất xúc tác đến khả năng xử lý glyphosate 83
3.1.5. Ảnh hưởng của nồng độ chất điện li Na2SO4 đến khả năng xử lý glyphosate 85
3.1.6. Ảnh hưởng của nồng độ glyphosate ban đầu đến khả năng xử lý của quá trình Fenton điện hóa 87
3.1.7. Nghiên cứu động học và các sản phẩm phụ của quá trình phân hủy glyphosate 89
3.2. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến MBR để xử lý thứ cấp glyphosate 104
3.2.1. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng phân hủy glyphosate và các chất hữu cơ khác bằng MBR 104
3.2.2. Đánh giá khả năng bít tắc màng MBR 132
3.2.3. Ứng dụng xử lý nước thải thực bằng quá trình MBR kết hợp EF 133
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 139
KẾT LUẬN 139
KIẾN NGHỊ 139
Bảng 1.1. Lượng hóa chất BVTV sử dụng tại châu Phi và Châu Âu 7
trong những năm 2010 và 2014 7
Bảng 1.2. Tỷ lệ sử dụng các hóa chất BVTV trong nông nghiệp 8
Bảng 1.3. Kết quả phân tích nước thải chưa xử lý 10
Bảng 1.4. Thông số hóa lý nước thải ngành công nghiệp hóa chất BVTV tại Ethiopia và India 11
Bảng 1.5. Các loại vật liệu Polyme sản xuất màng 34
Bảng 2.1. Giá trị pH của quá trình EF trong các nghiên cứu khác nhau 53
Bảng 2.2. Thời gian điện phân và cường độ dòng điện trong các nghiên cứu 54
Bảng 2.3. Nồng độ Fe2+ tối ưu của quá trình EF trong các nghiên cứu khác nhau 57
Bảng 2.4. Bảng pha chất nuôi bùn hoạt tính 61
Bảng 2.5. Điều kiện của chế độ S/D trong hệ MBR 63
Bảng 2.6. Thông số đầu vào khảo sát ảnh hưởng SRT 64
Bảng 2.7. Thông số đầu vào khảo sát ảnh hưởng HRT 65
Bảng 3.1. Hiệu suất xử lý glyphosate và năng lượng tiêu thụ bằng quá trình EF 76
Bảng 3.2. Kết quả phân tích glyphosate và glycine trong mẫu trước và sau xử lý bởi EF trong 60 phút 95
Bảng 3.3. Hiệu quả xử lý nước thải công ty TNHH Việt Thắng sau quá trình EF 96
Bảng 3.4. Thông số nước đầu vào bể phản ứng MBR 105
Bảng 3.5. Kết quả đánh giá xử lý bằng quá trình MBR 131
Hình 1.1. Các phương pháp tạo ra gốc hydroxyl •OH trong AOP 14
Hình 1.2. Cấu trúc của hóa chất BVTV glyphosate 14
Hình 1.3. Quá trình tạo thành gốc •OH 21
Hình 1.4. Sơ đồ nguyên lý của 2 model phổ biến trong công nghệ MBR 32
Hình 1.5. Màng MBR dạng tấm phẳng và sợi 35
Hình 2.1. Hệ EF trong phòng thí nghiệm 49
Hình 2.2. Thống kê điện cực sử dụng làm cực dương 50
Hình 2.3. Các loại điện cực dùng làm cực âm 51
Hình 2.4. Hình ảnh điện cực vải Cacbon 51
Hình 2.5. Hình ảnh điện cực Platin 51
Hình 2.6. Đánh giá pH đến quá trình xử lý glyphosate bằng quá trình EF 53
Hình 2.7. Sơ đồ ảnh.hưởng mật.độ dòng điện và thời gian.điện phân đến khả năng xử lý glyphosat 55
Hình 2.8. Sơ đồ ảnh hưởng của khoảng cách điện cực đến khả năng xử lý 56
Hình 2.9. Thí nghiệm ảnh hưởng Fe2+ đến hiệu khả năng xử lý bằng quá trình EF 57
Hình 2.10. Thí nghiệm ảnh.hưởng.nồng.độ glyphosate.bằng quá trình EF 58
Hình 2.11. Sơ đồ khối hệ thống MBR 60
Hình 2.12. Hình ảnh bể và modun màng sợi rỗng được sử dụng trong hệ MBR 60
Hình 2.13. Sơ đồ kết hợp quá trình EF và quá trình MBR 67
Hình 3.1. Ảnh hưởng của mật độ dòng và thời gian điện phân trong quá trình EF 71
Hình 3.2. Ảnh hưởng của mật độ dòng và thời gian điện phân đến lượng H2O2 tạo thành..72 Hình 3.3. Điện cực bị hỏng 75
Hình 3.4. Ảnh hưởng của khoảng cách điện cực đến khả năng xử lý glyphosate bằng quá trình EF 78
Hình 3.5. Ảnh hưởng pH đến hiệu quả xử lý glyphosate trong quá trình EF 79
Hình 3.6. Ảnh hưởng của pH ban đầu đến lượng H2O2 được tạo thành bằng quá trình EF .80 Hình 3.7. Ảnh hưởng của nồng độ chất xúc tác Fe2+ đến khả năng xử lý glyphosate bằng quá trình EF 83
Hình 3.8. Ảnh hưởng của nồng độ chất điện li Na2SO4 đến khả năng xử lý glyphosate 86
Hình 3.9. Ảnh hưởng của nồng độ glyphosate ban đầu đến quá trình EF 87