Nước thải cần xử lý từ hoạt động thí nghiệm sản sinh ra, nước thải sinh hoạt của các nhân viên làm việc trong các phòng thí nghiệm, nước thải sinh ra sau quá trình tẩy rửa vệ sinh các thiết bị, các vật phẩm trong phòng thí nghiệm, nước thải ra sau quá trình vệ sinh các dụng cụ trong phòng thí nghiệm, trong căn tin, nhà ăn. Vì các phòng thí nghiệm thường sẽ làm việc vói các hóa chất độc hại nên nước thải sản sinh ra sau những công việc trong phòng thí nghiệm cũng sẽ có tác động rất lớn đến môi trường xung quanh.tkttech.vn
Đặc tính của nước thải phòng thí nghiệm cần xử lý
Nước thải phòng thí nghiệm rất đa dạng và khác nhau về thành phần cũng như lượng phát thải và phụ thuộc vào nhiều yếu tố: phòng thí nghiệm hóa học, phòng thí nghiệm sinh học, phòng thí nghiệm vật lý hóa học do đó thành phần cũng như nồng độ khác nhau và được chia thành các chỉ tiêu hóa học, lý học và chỉ tiêu sinh học.tkttech.vn
Các chất vô cơ và hữu cơ tìm thấy trong nước thải từ các phòng thí nghiệm gồm: các hợp chất phốt pho, Cl-, NO3-, SO42-, metanol, butanol, cloroform, benzen, toluen, aceton, cyclohexan, dicloetan… Đây là những hợp chất độc, gây ô nhiễm môi trường.
Giải pháp kỹ thuật Xử lý nước thải thí nghiệm
Nước thải từ các bồn rửa phòng thí nghiệm được bố trí thu gom riêng đến khi nào đạt đến dung tích cần xử lý thì bắt đầu chu trình xử lý.
Từ bể thu gom, nước thải được dẫn qua bể phản ứng oxy hóa bằng quá trình Fenton.
Tại bể phản ứng, liên tục theo dõi và điều chỉnh pH và các yếu tố về nồng độ các chất tham gia phù hợp để tạo điều kiện tối ưu cho phản ứng oxy hóa và kết tủa diễn ra.
Đồng thời theo dõi nồng độ TOC, COD để biết được thời điểm dừng phản ứng.tkttech.vn
Khi phản ứng kết thúc, nước thải được lưu lại thêm một thời gian để lắng các bông cặn đã được keo tụ.
Sau đó, nước thải được dẫn vào bể hòa nước thải, bùn thì được dẫn ra bể nén bùn.
Tại bể hòa nước thải, nước thải sau bể phản ứng được hòa cùng nước thải sinh hoạt có thể thải ra ngoài.
Bùn khô được đưa đi thu hồi kim loại nặng hoặc chôn lấp an toàn.
Quy trình hệ thống Xử lý nước thải phòng thí nghiệmtkttech.vn
Nguyên tắc chung của quá trình là oxy hóa bậc cao nhờ phản ứng Peroxone tức là phản ứng oxi hóa của ozone O3 với sự có mặt của H2O2.
Quá trình Peroxone sẽ tạo ra gốc OH- thông qua phản ứng:tkttech.vn
H2O2 + 3O3 → 2 .OH + 3O2
Gốc OH- là chất có tính oxi hóa khử rất mạnh. Chất này có khả năng khử được trên 90% hàm lượng COD, BOD5 và SS, tiêu diệt trên 95% chỉ số coliform…. Nước thải của máy ozone không phát sinh sản phẩm thứ cấp gây độc hại, đảm bảo tiêu chuẩn để xả ra môi trường.
Ở quá trình này, phản ứng đồng thời của ozon và của các gốc tự do OH sẽ làm tăng cường tốc độ phân huỷ chất hữu cơ. Paillard (Paillard, H.,1988) Kết quả cho thấy rằng hiệu quả xử lý thuốc trừ sâu bằng quá trình kết hợp ozone – hydroperoxide tốt hơn so với quá trình ozon hoá. Tỉ số H2O2/O3 tối ưu là 0,35-0,45.tkttech.vn
Hiệu quả quá trình phụ thuộc vào liều lượng ozon, thời gian tiếp xúc và độ kiềm của nước.
Hiệu quả xử lý tốt nhất đạt được khi H2O2 được cho thêm vào sau thời điểm phản ứng mạnh của chất với ozon, điều này cho phép tận dụng hết khả năng oxy hóa chọn lọc của phân tử ozon trước khi oxy hoá không chọn lọc bởi .OH.
Quá trình xúc tác đồng thể trong Xử lý nước thải thí nghiệm
Quá trình xúc tác đồng thể là quá trình đưa vào hệ O3/H2O2 các chất xúc tác để nâng cao hoạt tính oxy hóa của ozone.
– Chất xúc tác kiềm:tkttech.vn
Cơ chế tạo gốc tự do hydroxyl .OH trong môi trường nước với chất xúc tác kiềm OH- như sau:
H2O2 + 3O3 → 2 .OH + 3O2 (2)
– Chất xúc tác kim loại
Cho vào hệ O3/H2O2 các ion kim loại chuyển tiếp có tác dụng nâng cao hoạt tính oxy hóa của ozone.
Đối với xúc tác sắt Fe2+: Cho vào hệ O3/H2O2 dung dịch FeSO4 sẽ tạo gốc .OH và tạo thành Fe3+. Trong trường hợp này Fe2+ là chất tham gia phản ứng và bị tiêu hao trong quá trình phản ứng:
H2O2 + 3O3 → 2 .OH + 3O2 (3)
Đối với xúc tác nhôm Al3+: Cho vào hệ dung dịch phèn nhôm Al(SO4)3. Cơ chế phản ứng có thể như sau: Trong môi trường nước, Al3+ tạo thành Al(OH)3 kết tủa và các bông keo này hấp phụ một phần COD và chất màu trong nước, làm nồng độ COD cao hơn trong nước. Khi có O3 kết hợp với H2O2 sẽ tạo ra gốc .OH và xảy ra phản ứng phân hủy chất hữu cơ trong nước, do trong các bông keo có nồng độ chất hữu cơ rất cao nên tốc độ phản ứng tăng mạch, giảm nồng độ chất hữu cơ và tiếp tục quá trình hấp phụ chất hữu cơ vào bông keo và quá trình phân hủy COD và màu nước thải tiếp diễn.tkttech.vn
Quá trình xúc tác dị thể trong Xử lý nước thải thí nghiệm
Quá trình xúc tác dị thể là quá trình đưa vào hệ O3/H2O2 các chất xúc tác rắn là các oxit kim loại chuyển tiếp hoặc than hoạt tính. Theo Legube et al. (1999), cơ chế phản ứng xúc tác dị thể có thể xảy ra theo 2 khả năng sau đây:
– Chất xúc tác chỉ đóng vai trò như một chất hấp phụ Me-OH, ozone và gốc hydroxyl tạo ra từ sự phân hủy ozon sẽ là tác nhân oxy hóa.
– Chất xúc tác có thể tác dụng với cả ozon và chất hữu cơ hấp phụ trên bề mặt, đúng nghĩa với bản chất của quá trình xúc tác.tkttech.vn
Lựa chọn quá trình oxy hóa bậc cao AOPs thích hợp để xử lý nước thải phòng thí nghiệm và y tế.
Xử lý nước thải phòng thí nghiệm y tế bằng quá trình Peroxone (hệ O3/H2O2) có hiệu quả hơn nhiều so với xử lý bằng ozone đơn vì quá trình Peroxone hiệu quả tạo ra do tác dụng oxy hóa của gốc .OH và cả O3, trong khi xử lý bằng ozone đơn chỉ có tác dụng oxy hóa của O3.
Với đặc trưng ô nhiễm của nước thải là có độ màu cao và COD khó phân hủy sinh học, độ pH = 7,5 – 9, lựa chọn quá trình AOPs trên cơ sở ozone là Peroxone để xử lý nước thải phòng thí nghiệm và cơ sở y tế.tkttech.vn
Bạn nên xem thêm:
Hệ thống bộ bình lọc thiết bị cột lọc nước giếng khoan gia đình ở Đắk Lắk
Lọc Nước Đắk Nông Hệ thống bộ bình lọc phèn, thiết bị cột lọc nước giếng khoan gia đình
