Báo cáo khoá luận tốt nghiệp

SVTH: Lương Thị Kiều Trinh
MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN
DANH SÁCH BẢNG ...................................................................................................
DANH SÁCH HÌNH......................................................................................................
TÓM TẮT........................................................................................................................
Chương 1: MỞ ĐẦU

1

Chương 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1. Tổng quan về nước phèn

2
2

2.1.1. Nước phèn là gì? .................................................................................
2.1.2. Quá trình hình thành và tính chất của nước phèn
2.1.3. Nguyên nhân nước nhiễm phèn

5

2.1.4. Ảnh hưởng của nước chua phèn.

6

2.1.5. Hiện trạng nguồn nước ở ĐBSCL


20

Chương 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23
3.1. Đối tượng nghiên cứu

23

3.2. Thời gian nghiên cứu

23

3.3. Mục tiêu nghiên cứu

23

3.4. Nội dung nghiên cứu

23

GVHD: TS. Nguyễn Trung Thành

Trang 1


Báo cáo khoá luận tốt nghiệp

SVTH: Lương Thị Kiều Trinh

3.5. Phương tiện và vật liệu nghiên cứu
3.6. Phương pháp nghiên cứu


39

5.1. Kết luận 39
5.2. Kiến nghị 39
TÀI LIỆU THAM KHẢO 40

GVHD: TS. Nguyễn Trung Thành

Trang 2


Báo cáo khoá luận tốt nghiệp

SVTH: Lương Thị Kiều Trinh
DANH SÁCH BẢNG

Bảng 2.1: Phân loại nước phèn và các thông số đặc trưng ............................................
Bảng 2.2: Thành phần hoá học nước phèn ở ĐBSCL

5

Bảng 2.3: Khả năng oxy hóa của một số tác nhân oxy hóa

8

Bảng 2.4: Các quá trình oxi hóa nâng cao không nhờ tác nhân ánh sáng
Bảng 2.5: Các quá trình oxi hóa nâng cao nhờ tác nhân ánh sáng

9


Hình 2.5: Vắt vải ...........................................................................................................
Hình 2.6: Phơi vải sau khi vắt khô
Hình 2.7: Phủ hồ lên mặt vải

21
21

Hình 2.8: Phơi khô vải sau khi phủ hồ

22

Hình 2.9: Vải thành phẩm 22
Hình 4.1: Nơi thu mẫu nước phèn 28
Hình 4.2: Nơi thu mẫu nước phèn 29
Hình 4.3: Mẫu nước phèn 29
Hình 4.4: Đường chuẩn của sắt

30

Hình 4.5: Sự thay đổi COD của nước thải sau khi pha loãng

32

Hình 4.6: Sự thay đổi COD ứng với tỷ lệ nước phèn và nước thải tối ưu
Hình 4.7: So sánh hiệu quả giảm COD giữa FeSO4 và nước phèn
Hình 4.8: Sự thay đổi COD của nước thải sau các giá trị pH
Hình 4.9: Sự thay đổi COD theo thời gian

GVHD: TS. Nguyễn Trung Thành

been attracting the attention of scientists. Herein, thealum water wasplayed as a
catalyst, alum water existed in the natural ease of use and the catalyst system
H2O2/alum water showed many advantages compared tothe classical oxidation
system (such as Fenton system).In this study, we got a result very interesting
when treated textile wastewater (COD ~ 12000 mg O 2 / l) with the substance in
conditions (pH ~ 2.0) can reduce COD so much (COD ~ 400 mgO 2/l) of water
for a period of 24 hours.

GVHD: TS. Nguyễn Trung Thành

Trang 5


Báo cáo khoá luận tốt nghiệp

SVTH: Lương Thị Kiều Trinh
Chương 1: MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây, quá trình Công nghiệp hoá – Hiện đại hoá ở
Việt Nam nói riêng và trên thế giới nói chung phát triển mạnh mẽ, kéo theo sự
phát triển không ngừng của các ngành công nghiệp, các nhà máy sản xuất,… Tất
cả mọi sự phát triển này đều hướng đến việc tạo ra các sản phẩm phục vụ cho
nhu cầu của con người, tạo điều kiện sống tiện nghi hơn; nhưng đồng thời cũng
thải ra các loại chất thải khác nhau, làm cho môi trường ngày càng xấu đi. Mặt
khác, tình trạng nước tự nhiên bị nhiễm phèn đã và đang ảnh hưởng rất lớn đến
đời sống của người dân.Vì vậy, vấn đề nước sạch đã, đang và sẽ là đề tài nóng
bỏng tại một số quốc gia đang phát triển như Việt Nam.
Theo dự báo Quỹ quốc tế bảo vệ thiên nhiên đến năm 2030 thế giới sẽ thiếu
nước.Đây là một thách thức lớn đối với ngành nước. Vì thế, phương án xử lý và
tái sử dụng nước thải là phương án thu hút nhiều sự quan tâm của các nhà nghiên

2.1.1. Nước phèn là gì?
2.1.

Ở vùng Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) và một số nơi gần biển, nước
có độ axit khá cao, tức pH thấp, người dân gọi là nước phèn vì có vị chua.Axit
trong nước phèn là sunfuric axit, được tạo thành khi đất phèn (pyrite (FeS 2)) tiếp
xúc với không khí. Đất phèn được hình thành do quá trình kiến tạo địa chất.
Quá trình hình thành và tính chất của nước phèn
a. Quá trình hình thành phèn:
• Giai đoạn hình thành khoáng pyrite FeS2:

2.1.2.

Sự hình thành FeS2 là nguy cơ của phèn hóa đất và nước.Giai đoạn đầu là
sự phát triển của hệ thực vật nước mặt ở vùng gần bờ biển. Sau đó, do quá trình
bồi tụ phù sa cùng với sự rút lui dần của biển, rừng ngập mặn bị mất môi trường
sống. Cây ngập mặn bị vùi trong phù sa và bị phân hủy yếm khí. Nước mặn
(nước biển) có hàm lượng ion sulfat SO 42- rất cao (vài nghìn miligam trong một
lít - cao gấp hàng trăm lần trong nước ngọt). Cây nước mặn cũng chứa nhiều
sulfat. Trong quá trình phân hủy yếm khí sulfat bị chuyển thành hydrosulfua-SH.
Sản phẩm này khử oxít sắt (có rất nhiều phù sa bồi tụ) tạo thành sunfua sắt (FeS).
Sau đó FeS chuyển hóa dần thành khoáng FeS 2, pyrite dần dần bồi tụ lại thành
tầng dày.Những vùng đất có tầng pyrite được gọi là đất phèn tiềm tàng (Cao Thị
Thuý Nga, 2010).
•

Giai đoạn hình thành H2SO4:
Sự hình thành H2SO4 do oxy hóa pyrite là nguyên nhân trực tiếp làm đất và
nước nhiễm phèn. Có nhiều nguyên nhân khác nhau làm cho oxy không khí xâm
nhập sâu vào đất như: mực nước biển hạ thấp xuống, oxy hòa tan vào nước mưa

•

Sự hình thành khoáng Halotrichite FeAl2(SO4)4..22H2O
Ở vùng đất phèn thường xuất hiện một loại khoángmàu trắng xám, rất dễ
tan trong nước. Đặc biệt là nước hòa tan khoáng này có thành phần và tính chất
giống nước phèn: pH thấp, chứa nhiều Fe2+, gốc sunfat SO4, nhôm Al3+. Phân tích
hóa học và quang phổ cho thấy khoáng vật mới này có công thức là
FeAl2(SO)4.22H2O (khoáng halotrichite), là nguyên nhân làm cho nước bề mặt
nhiễm phèn. Nước phèn trong đất chứa khoáng halotrichite bị mao dẫn lên mặt
đất. Halotrichite mặt đất bị rửa trôi do mưa làm cho nước bị nhiễm phèn: pH thấp
và chứa nhiều Fe2+, Al3+, SO42-, Mn2+(Cao Thị Thuý Nga, 2010).

b. Tính chất:

Vào mùa mưa, nước mưa rửa trôi đất phèn, mang theo nhiều sắt, nhôm
sunfat và axit mùn hữu cơ, chứa nhiều ion H + và các muối thủy phân mang tính
axit AlCl3, Al2(SO4)3, FeCl3, Fe2(SO4)3, FeSO4. Nước phèn không có tính chất
đệm (hàm lượng ion HCO3- và CO32- không có hoặc rất thấp).Vùng trũng, nước
đọng chứa rất nhiều sunfat, ngược lại ở vùng có địa hình cao hàm lượng sunfat
có trong nước ít hơn (Nguyễn Xuân Hoàn, 2008).
Nước phèn ở Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) có đặc tính:
Màu: vàng đục, nhiều tạp chất hữu cơ
pH: 2,5 – 3,5
Độ kiềm: 0 (CO32- = 0, HCO3- = 0)
Hàm lượng sắt: 25 – 70 mg/l
Hàm lượng SO42-: 100 – 380 mg/l
Độ mặn: 180 mg/l
GVHD: TS. Nguyễn Trung Thành

Trang 8

2.5 – 2.8

Độ kiềm

0

0

0

Hàm lượng sắt (mg/l)

30 – 120

25 – 70

2 – 10

Hàm lượng sunfat (mg/l)

800 – 5000

100 – 380

100 – 400

Hàm lượng nhôm (mg/l)

-



2

Mangan

25 – 100

0,0 – 5,0

3

Nhôm

25 – 100

0,5 – 3,0

4

Magiê

25 – 100

3,0 – 8,5

5

Đồng

25 – 100


25 – 100

0,00

• Phèn sắt:
Là một muối kép của sắt (III) sunfat với muối sunfat của kim loại kiềm hay
amoni, ví dụ: kali sắt sunfat [K2SO4.Fe2(SO4)3.24H2O hay KFe(SO4)2.12H2O]. Ở
dạng tinh khiết, phèn sắt là tinh thể không màu, nhưng thường có màu tím vì có
vết mangan tan trong nước. Phèn sắt được điều chế bằng cách kết tinh hỗn hợp
GVHD: TS. Nguyễn Trung Thành

Trang 9


Báo cáo khoá luận tốt nghiệp

SVTH: Lương Thị Kiều Trinh

sắt (III) sunfat với muối sunfat của các kim loại kiềm hoặc amoni. Phèn sắt
thường được dùng làm thuốc thử trong các phòng thí nghiệm.
•

Phèn nhôm: gồm hai loại:
Phèn nhôm đơn: Al2.(SO4)3.18H2O.
Phèn nhôm kép: muối kép của sunfat nhôm với sunfat kim loại kiềm hoặc
amoni.

•


GVHD: TS. Nguyễn Trung Thành

Trang 10


Báo cáo khoá luận tốt nghiệp
2.1.4.

SVTH: Lương Thị Kiều Trinh

Ảnh hưởng của nước phèn
Có rất nhiều kiểu mô tả khác nhau về đặc điểm của nước phèn. Do tính chất
của nó khác nhau tùy theo đặc điểm của từng vùng, có khi nước có vị chua, nước
có màu vàng giặt quần áo bị ố vàng, khi thì nước lại có mùi tanh tanh, có loại khi
mới lấy lên từ nguồn thì thấy nước rất trong nhưng để yên nước trong vài ba
ngày sẽ thấy nổi váng trên bề mặt...
Nếu sử dụng nguồn nước nhiễm phèn cho ăn uống, sinh hoạt thì các dụng
cụ trong nhà đều bị ăn mòn, tắm rửa thì bị rộp da. Do nước chứa nhiều phèn sắt
có màu vàng đục gây cảm giác mỹ quan không tốt. Mặc dù các thành phần có
trong nước phèn (nhôm, sắt, sulfat và mangan) không gây độc cho sức khỏe.
Nhưng nếu hàm lượng Fe>0,3 mg/l; Mn> 0,1 mg/l làm hoen ố quần áo khi giặt,
hàm lượng sulfat cao sẽ gây vị khó chịu cho nước uống (pH thấp gây vị chua cho
nước). Ngoài ra nhôm trong nước quá cao còn gây loãng xương cho người già và
ảnh hưởng đến chức năng lọc máu của thận... Vì vậy việc tìm ra các giải pháp và
công cụ cũng như thiết bị loại bỏ các thành phần trên trong nước phèn là điều rất
cần thiết.

2.1.5.

Hiện trạng nguồn nước ở ĐBSCL

Năm 1894 trong tạp chí Hội hóa học Mỹ đã công bố công trình nghiên cứu
của J.H.Fenton, trong đó ông quan sát thấy phản ứng oxy hóa axit malic bằng
H2O2 đã được gia tăng mạnh khi có mặt các ion sắt. Sau đó, tổ hợp H 2O2 và muối
sắt Fe2+ được sử dụng làm tác nhân oxy hóa rất hiệu quả cho nhiều đối tượng
rộng rãi các chất hữu cơ và được mang tên “tác nhân Fenton” (Fenton Reagent).

2.2.1.

Định nghĩa
Các quá trình oxy hóa nâng cao là những quá trình phân hủy oxy hóa dựa
vào gốc tự do hoạt động hydroxyl *HO được tạo ra ngay trong quá trình xử lý.
Gốc hydroxyl *HO là một tác nhân oxy hóa mạnh nhất trong số các tác
nhân oxy hóa được biết từ trước đến nay.Thế oxy hóa của gốc hydroxyl *HO là
2,8V, cao nhất trong số các tác nhân oxy hóa thường gặp. Thế oxy hóa của một
số tác nhân oxy hóa thường gặp được trình bảy ở bảng 2.3.

GVHD: TS. Nguyễn Trung Thành

Trang 12


Báo cáo khoá luận tốt nghiệp

SVTH: Lương Thị Kiều Trinh

Bảng 2.3: Khả năng oxy hóa của một số tác nhân oxy hóa
Tác nhân oxy hóa

Thế oxy hóa (V)


1,45

Clo

1,36

Brom

1,09

Iod

0,54
(Nguồn: Zhou, H. and Smith, D.H., 2001)

Đặc tính của các gốc tự do là trung hòa về điện. Mặt khác, các gốc này
không tồn tại có sẵn như những tác nhân oxy hóa thông thường, mà được sản
sinh ngay trong quá trình phản ứng, có thời gian sống rất ngắn, khoảng vài nghìn
giây nhưng liên tục được sinh ra trong suốt quá trình phản ứng (Trần Mạnh Trí
và Trần Mạnh Trung , 2007).
2.2.2.

Phân loại
Theo cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ (USEPA), dựa theo đặc tính của quá
trình có hay không có sử dụng nguồn năng lượng bức xạ tử ngoại UV mà có thể
phân loại các quá trình oxy hóa nâng cao thành hai nhóm:
Các quá trình oxy hóa nâng cao không nhờ tác nhân ánh sáng:
Các quá trình oxy hóa nâng cao không nhờ tác nhân ánh sáng là các quá
trình không nhờ năng lượng bức xạ tia cực tím UV trong quá trình phản ứng và
chúng được liệt kê ở bảng 2.4.

4

H2O và năng lượng
H2O
điện hóa

*HO + *H

5

H2O và năng lượng siêu
H2O
âm

*HO + *H

H2O2 + Fe2+

Fe3+ + OH- + *HO

H2O2 + 2O3

2*HO + 3O2

3O3 + H2O

2*HO + 4O2

Tên quá trình
Fenton


Báo cáo khoá luận tốt nghiệp

SVTH: Lương Thị Kiều Trinh

Bảng 2.5: Các quá trình oxy hóa nâng cao nhờ tác nhân ánh sáng
TT
1

Tác nhân phản ứng

Phản ứng đặc trưng

H2O2 và năng lượng
H2O2
photon UV
(

2

Tên quá trình
UV/H2O2

2*HO

= 220 nm)

O3 và năng lượng
O3 + H2O
photon UV

TiO2 và năng lượng
TiO2
photon UV

+

Quang Fenton

Fe3++ OH- +*HO

e - + h+

Quang
xúc
tác bán dẫn

( > 387,5 nm)
h+ + H2O
h+ + OH2.2.3.

*HO + H+
*HO + H+

Cơ chế của quá trình Fenton
a. Cơ chế phản ứng và phương thức phản ứng của gốc hydroxyl OH*
Thông thường qui trình oxy hóa Fenton đồng thể gồm 4 giai đoạn:

•

Điều chỉnh pH phù hợp

Các bông keo sau khi hình thành sẽ lắng xuống làm giảm COD, màu, mùi
trong nước thải. Sau quá trình lắng các chất hữu cơ còn lại (nếu có) trong nước
thải chủ yếu là các hợp chất hữu cơ có khối lượng phân tử thấp sẽ được xử lý bổ
sung bằng phương pháp sinh học hoặc bằng các phương pháp khác.
b. Cơ chế tạo thành gốc hydroxyl OH* và động học các phản ứng
Fenton:
* Phản ứng giữa H2O2 và chất xúc tác Fe2+:
Mặc dù tác nhân Fenton đã được biết hàng thế kỷ nay nhưng cơ chế của
phản ứng Fenton cho đến nay vẫn còn đang tranh cãi, thậm chí có ý kiến trái
ngược nhau.
Hệ tác nhân Fenton cổ điển là một hỗn hợp gồm các ion sắt hóa trị 2 (thông
thường dùng muối FeSO4) và hydro peroxyt H2O2, chúng tác dụng với nhau sinh
ra gốc tự do OH*, còn Fe2+ bị oxy hóa thành Fe3+theo phản ứng:
Fe2+

+

H2O2→

Fe3+ + OH*

+

OH –

Phản ứng trên được gọi là phản ứng Fenton do ông là người đầu tiên đã mô
tả quá trình này. Phản ứng Fenton đã tiếp tục được nghiên cứu bởi nhiều tác giả
sau này, các nghiên cứu này cho thấy ngoài phản ứng trên là phản ứng chính thì
trong quá trình Fenton còn có xảy ra các phản ứng khác. Tổng hợp lại bao gồm:
Fe2+


+

H 2 O2

→

H2O +

*

(4)

GVHD: TS. Nguyễn Trung Thành

*

+

OH– (1)

HO2 + H+

HO2

(2)

Trang 16



(6)

Những phản ứng trên chứng tỏ tác dụng của sắt đóng vai trò là chất xúc tác.
Quá trình chuyển Fe3+ thành Fe2+ như mô tả trong phản ứng (2) xảy ra rất chậm,
hằng số tốc độ k rất nhỏ so với phản ứng (1) vì vậy sắt tồn tại sau phản ứng chủ
yếu ở dạng Fe3+.
Theo Walling, C. (1975) gốc tự do OH*sinh ra có khả năng phản ứng với
Fe và H2O2 nhưng quan trọng nhất là khả năng phản ứng với nhiều chất hữu cơ
(RH) tạo thành các gốc hữu cơ có khả năng phản ứng cao, từ đó sẽ phát triển tiếp
tục theo kiểu dây chuỗi:
2+

OH*

+

Fe2+

→

OH-

+

Fe3+

OH*

+


thành các hợp chất trung gian cũng như sự hình thành gốc hydroxyl vẫn còn
nhiều tranh cãi. Kremer (1999) cho rằng các sản phẩm trung gian có thể là phức
chất Fe2+. H2O2 hydrat hóa và ion FeO2+ vì thuận lợi hơn về mặt nhiệt động và
tác nhân oxy hóa khử là FeO 2+ chứ không phải gốc hydroxyl, mặt khác ông cũng
cho rằng chất trung gian Fe 2+. H2O2 có thể tham gia trực tiếp vào quá trình oxy
hóa. Tuy nhiên tuyệt đại đa số đều nhất trí cao với cơ chế phản ứng Fenton xảy ra
theo các phản ứng (1)-(6) đã nêu trên và thừa nhận vai trò của gốc hydroxyl tạo
ra trong phản ứng Fenton.
* Phản ứng giữa H2O2 và chất xúc tác Fe3+:
Phản ứng (2) xảy ra xem như phản ứng phân hủy H 2O2 bằng chất xúc tác
Fe3+ và tạo ra Fe2+ để sau đó tiếp tục xảy ra theo phản ứng (1) hình thành gốc
hydroxyl theo phản ứng Fenton. Tuy nhiên tốc độ ban đầu của phản ứng oxy hóa
bằng tác nhân H2O2 / Fe3+ chậm hơn rất nhiều so với tác nhân Fenton H 2O2 /
Fe2+.Nguyên nhân vì trong trường hợp này Fe 3+ phải được khử thành Fe2+ trước
khi hình thành gốc hydroxyl.Như vậy, quá trình Fenton được xem như không phụ
thuộc gì vào trạng thái hóa trị hai hay ba của các ion sắt.
Một khi gốc tự do được hình thành, lập tức xảy ra hàng loạt các phản ứng
tiếp theo kiểu dây chuỗi với những gốc hoạt động mới. Vì vậy, sự hình thành gốc
hydroxyl được xem như khơi mào cho hàng loạt phản ứng xảy ra trong dung
GVHD: TS. Nguyễn Trung Thành

Trang 17


Báo cáo khoá luận tốt nghiệp

SVTH: Lương Thị Kiều Trinh

dịch.Vì phản ứng của gốc hydroxyl xảy ra không như chọn lựa, nên trong quá
trình đó tạo ra nhiều sản phẩm trung gian khác nhau, khó tiên đoán tất cả các sản


Các hợp chất vô cơ tạo thành oxy hoá cao hơn
Đặc điểm chung của các tác nhân oxy hoá thông thường là không thể xảy ra
với mọi chất và không triệt để, trong khi đặc trưng của gốc OH* là hầu như
không chọn lựa khi phản ứng các chất khác nhau để oxy hoá và phân hủy chúng
(Nguyễn Huy Phú và Nguyễn Hồng Phương, 2011).
Bảng 2.6: Những hợp chất hữu cơ bị oxy hoá bởi gốc OH* đã nghiên cứu
Nhóm
Thuốc nhuộm
Amin

Aromatic

Hợp chất
Antraquinon, diazo, monoazo
Anilin, amin vòng, dyetylamin, EDTA,
propandiamin, n-propinamin
Benzen, clorobenzen, clorophenol, xylen,
trinitrotoluen, hydroquinon, phenol, diclorophenol

Eter

Tetrahydrofuran

Axit

Focmic, gluconic, lactic, propionic, tactaric

Andehyd



Tạo điều kiện thuận lợi cho các quá trình xử lý sinh học tiếp sau.

-

Nâng cao hiệu quả xử lý của toàn bộ hệ thống.

-

Do tác dụng oxy hóa cực mạnh của OH*so với các tác nhân diệt khuẩn truyền
thống (các hợp chất của Clo) nên ngoài khả năng tiêu diệt triệt để các vi khuẩn
thông thường, chúng còn có thể tiêu diệt các tế bào vi khuẩn và virus gây bệnh
mà Clo không thể diệt nổi (Nguyễn Thị Thanh Hà, 2002).
2.2.5. Các yếu tố ảnh hưởng

a. Độ pH

Trong các phản ứng Fenton, độ pH ảnh hưởng lớn đến tốc độ phản ứng và
nồng độ Fe2+ từ đó ảnh hưởng rất lớn đến tốc độ phản ứng và hiệu quả phân hủy
các chất hữu cơ. Trong dung dịch có pH từ 2-7 các phần tử Fe(II) sẽ nằm dưới
dạng Fe2+(aq); đối với các phần tử Fe(III), ở pH < 3 chúng sẽ nằm dưới dạng Fe 3+
+2
(aq) và khi pH gần đến 3 là dạng FeOH (aq) và khi 3 < pH < 7 chúng ở dạng
Fe(OH)2+(aq). Do đó trong môi trường axit sẽ rất thuận lợi cho quá trình tạo gốc
hydroxyl tự do HO* theo phản ứng sau:
Fe2++ H2O2 = Fe3+ + OH* + OHTrong môi trường pH cao quá trình kết tủa Fe 3+ nhanh hơn quá trình khử
của phản ứng
Fe3++ H2O2 = Fe2+ + H+ + H2O*
làm giảm nguồn tạo ra Fe2+ và thành yếu tố hạn chế tốc độ của phản ứng. Qua
nhiều nghiên cứu cho thấy phản ứng Fenton xảy ra thuận lợi khi pH từ 3-5, đạt

Một số anion vô cơ thường có trong nước ngầm và nước thải cũng có thể
làm giảm hiệu quả của quá trình Fenton, đặc biệt là nước thải dệt nhuộm do trong
quá trình nhuộm sử dụng nhiều chất trợ có nguồn gốc vô cơ. Những anion vô cơ
thường gặp nhất là các ion cacbonat (CO 32-), bicacbonat (HCO3-), ion (Cl-).
Những ion này gọi chung là các gốc ăn hydroxyl vì chúng tham gia phản ứng với
gốc hydroxyl OH* làm giảm khả năng tiến hành phản ứng oxy hóa hoặc cũng có
thể tạo thành những phức chất không hoạt động với Fe(III) như các gốc sunfat
(SO42-), nitrat (NO), photphat (H 2PO4-) cũng làm hiệu quả của quá trình Fenton
giảm đi.
Phản ứng của một số gốc thường gặp trong hệ thống Fenton:
OH* + CO2-3 = CO3* + OH-

(k= 4.2x108 M-1s-1)

OH* + HCO-3 = HCO3* + OH- (k= 1.5x107 M-1s-1)
OH* + Cl- = ClOH-*

(k= 4.3x109 M-1s-1)

Ta thấy hằng số tốc độ phản ứng giữa OH* và ion cacbonat lớn hơn nhiều
so với ion bicacbonat, vì vậy khi tăng pH cân bằng của cacbonat-bicacbonat sẽ
GVHD: TS. Nguyễn Trung Thành

Trang 20


Báo cáo khoá luận tốt nghiệp

SVTH: Lương Thị Kiều Trinh


hóa các chất hữu cơ diễn ra như sau:
RHX + H2O2→ H2O + X- + CO2 + H+
RHX: hợp chất hữu cơ
X: đại diện cho halide (chất gồm halogen và nguyên tố hay gốc khác)
Nếu hợp chất không có halogen thì phản ứng chỉ tạo ra CO 2 và H2O.
Ngoài ra, gốc *HO còn có khả năng chuyển chất hữu cơ từ dạng cao phân thành
các chất hữu cơ có khối lượng phân tử thấp.
CHC (cao phân tử) +*HO → CHC (thấp phân tử) + CO2 + H2O + OH•

Trung hòa và keo tụ:

GVHD: TS. Nguyễn Trung Thành

Trang 21


Báo cáo khoá luận tốt nghiệp

SVTH: Lương Thị Kiều Trinh

Sau khi xảy ra quá trình oxy hóa cần nâng pH dung dịch lên >7 để thực
hiện kết tủa Fe3+ mới hình thành:
Fe3+ + 3OH-→ Fe(OH)3
Kết tủa Fe(OH)3 mới hình thành sẽ thực hiện các cơ chế keo tụ, đông tụ,
hấp phụ một phần các chất hữu cơ chủ yếu là các chất hữu cơ cao phân tử.
•

Quá trình lắng:

Các bông keo sau khi hình thành sẽ lắng xuống khiến làm giảm COD,

nồng độ Fe2+ có khả năng làm tăng tốc độ phân hủy 1,2,3- Triclopropan.
o

Các nghiên cứu, ứng dụng của quá trình Fenton ở Việt Nam:

Với tình trạng ô nhiễm ở Việt Nam hiện nay, phương pháp Fenton đã
được một số cơ sở ứng dụng trong xử lý nước thải. Công nghệ này thường được
áp dụng để xử lý các loại nước thải ô nhiễm bởi các chất hữu cơ bền vững, khó
hoặc không thể phân hủy sinh học như nước thải dệt nhuộm, hóa chất... Có thể
đưa ra một số dẫn chứng cụ thể sau:
-

Trung tâm công nghệ hóa học và môi trường (Liên hiệp các Hội khoa học kỹ
GVHD: TS. Nguyễn Trung Thành

Trang 22


Báo cáo khoá luận tốt nghiệp

SVTH: Lương Thị Kiều Trinh

thuật Việt Nam) đã nghiên cứu và áp dụng thành công công nghệ ECHEMTECH
xử lý nước thải sản xuất thuốc trừ sâu tại Công ty thuốc trừ sâu Sài Gòn. Nhờ áp
dụng quá trình công nghệ cao Fenton vào xử lý nước thải kết hợp với phương
pháp sinh học, hiệu quả phân hủy các loại thuốc bảo vệ thực vật như thuốc trừ
sâu, trừ cỏ, gốc clo hữu cơ, photpho hữu cơ... đạt trên 97-99%.
-

Viện di truyền Nông nghiệp Việt Nam đã nghiên cứu ra hoạt chất C1, C2 với tác

ít hoa: Từ 1-3 hoa, hoa cái mọc đơn độc ở nách lá. Quả hình cầu, đường kính 2030mm, nặng khoảng 8-12g, mỗi quả chứa 3-6 hạt, vỏ lúc còn nhỏ màu xanh tươi,
khi chín có màu đen. Một cây mặc nưa cho khoảng 100-500kg quả mỗi năm.

GVHD: TS. Nguyễn Trung Thành

Trang 23


Báo cáo khoá luận tốt nghiệp

SVTH: Lương Thị Kiều Trinh

Hình 2.2: Quả mặc nưa

Mặc nưa được trồng chủ yếu ở miền Nam nước ta, nhiều nhất vùng Tân
Châu, còn thấy trồng ở Cămpuchia, Lào, Thái Lan, Miến Điện. Từ Quảng Bình
trở vào có một cây rất gần mang tên cây mun - Diospyros mun H. Lec.Cùng họ
cũng được khai thác như mặc nưavới cùng một công dụng.
Mặc nưacũng như cây mun chủ yếu được trồng để lấy gỗ và lấy quả làm
thuốc nhuộm màu đen.Quả có thể dùng tươi hay khô, nhưng chủ yếu là tươi.
Trong quả mặc nưa có hợp chất hydroquinon, tanin (khoảng 10% tanin
catechic), hợp chất sterolic, axit hữu cơ, men invectin và men emunsin, không có
men oxydaza, cũng không có ancaloit và flavon.
Trong môi trường axit, Nguyễn Bá Tước đã dùng ete chiết được từ quả mặc
nưa một chất hydroquinon, kết tinh hình kim trắng nhạt trong nước, tan trong các
dung môi hữu cơ (trừ trong ete dầu hỏa). Dưới tia ngoại tím cho huỳnh quang
màu xanh tím. Công thức thô được xác định là C12H12O2(Đỗ Tất Lợi, 2004).
2.3.2.

Quy trình nhuộm vải bằng mặc nưa