Nghiên cứu khả năng phân hủy trinitrotoluen (tnt) trong môi trường nước bằng công nghệ plasma lạnh

Hóa học – Sinh học – Môi trường H. A. Kiệt, N. T. N. Phượng, H. W. Niê, “Nghiên cứu khả năng phân hủy plasma lạnh.” 370 NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG PHÂN HỦY TRINITROTOLUEN (TNT) TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC BẰNG CÔNG NGHỆ PLASMA LẠNH Huỳnh Anh Kiệt*, Nguyễn Thị Ngọc Phượng, H Wiên Niê Tóm tắt: Bài báo trình bày kết quả khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng phân hủy trinotrotoluen (TNT) trong môi trường nước bằng phương pháp phóng điện màn chắn (DBD). Các yếu tố ảnh hưởng chính bao gồm côn

pdf9 trang | Chia sẻ: huong20 | Ngày: 18/01/2022 | Lượt xem: 218 | Lượt tải: 0download
Tóm tắt tài liệu Nghiên cứu khả năng phân hủy trinitrotoluen (tnt) trong môi trường nước bằng công nghệ plasma lạnh, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
g suất nguồn tạo plasma, thời gian xử lý, lưu lượng không khí, lưu lượng nước thải qua cột plasma, nồng độ TNT trong nước. Kết quả nghiên cứu cho thấy, lưu lượng nước thải qua cột plasma tối ưu ở từ 1 – 2 lít/phút, lưu lượng không khí từ 4 – 6 lít/phút; hiệu suất chuyển hóa TNT tỷ lệ thuận với công suất nguồn tạo plasma và thời gian xử lý nhưng tỷ lệ nghịch với nồng độ TNT đầu vào. Với công suất thiết bị tạo plasma 120W, nồng độ TNT ban đầu 8,7mg/l, hiệu suất chuyển hóa đạt 92,7% trong 30 phút phản ứng và đạt 99,1% trong 120 phút phản ứng; Với nồng độ TNT ban đầu 27,3mg/l, hiệu suất chuyển hóa giảm còn 69,9% trong 30 phút phản ứng và đạt 96,6% trong 120 phút phản ứng. Từ khóa: Plasma lạnh; Phóng điện màn chắn; Trinitrotoluen; Xử lý nước thải. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Công nghiệp quốc phòng là một trong những lĩnh quan trọng không những phục vụ cho Quân đội mà còn góp phần xây dựng nền kinh tế quốc dân. Trong quá trình sản xuất thuốc phóng thuốc nổ, nước thải là một trong các nguồn gây ô nhiễm chính, độc hại cho môi trường với các thành phần khó phân hủy như như nitroglyxerin, nitrocenlulo, nitrophenol, trinitrotoluen, hexogen,... Các phương pháp xử lý nước thải nhiễm các thành phần nêu trên, trong đó có TNT, được sử dụng trong thời gian qua bao gồm: phương pháp điện hóa, phương pháp hấp phụ bằng than hoạt tính, các phương pháp oxy hóa nâng cao, phương pháp sử dụng bức xạ UV, kết hợp bức xạ UV với tác nhân oxy hóa nâng cao, kết hợp bức xạ UV với chất xúc tác, sử dụng thực vật thủy sinh, [1-4, 7, 12]. Tuy nhiên, các phương pháp trên vẫn còn tồn tại những hạn chế nhất định như: sinh ra sản phẩm phụ, sử dụng hóa chất, hiệu quả xử lý không cao, Trong những năm gần đây, nghiên cứu ứng dụng công nghệ plasma lạnh xử lý nước thải được nhiều nhà khoa học trên thế giới quan tâm. Plasma lạnh là loại hình công nghệ mới, có hiệu quả cao trong việc tiêu diệt vi khuẩn và phân hủy các hợp chất hữu cơ bền dựa vào sự xuất hiện của ozone và hình thành gốc oxy hóa mạnh ●OH trong quá trình tương tác của plasma [5, 8, 9]. Sự hình thành các phần tử oxy hóa mạnh bởi sự tương tác của plasma với nước như hình 1. Về cơ bản, có 2 phương pháp thông dụng tạo plasma lạnh ứng dụng trong xử lý nước phổ biến: phóng điện màn chắn (Dielectric Barrier Discharge - DBD) và phóng điện vầng quang dạng xung (Pulsed Corona Discharge - PCD) [6]. Thiết bị DBD có thể được tạo ra ở nhiều hình dạng: sử dụng tấm song song cách nhau bởi một điện môi hoặc hình trụ, sử dụng các tấm đồng trục với một ống điện môi giữa chúng; vật liệu điện môi thường gặp bao gồm thủy tinh, thạch anh, gốm và polymer [11]. Mô hình phóng điện màn chắn với hệ điện cực đồng trục hình trụ, lớp cách điện là thạch anh được thiết lập để nghiên cứu (như hình 2). Nghiên cứu này được thực hiện nhằm đánh giá khả năng phân hủy TNT trong nước bằng công nghệ plasma lạnh theo phương pháp phóng điện màn chắn. Những yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý được tiến hành khảo sát bao gồm: công suất nguồn tạo plasma, thời gian xử lý, lưu lượng nước qua cột plasma, lưu lượng khí bổ sung, nồng độ TNT trong nước thải. Nghiên cứu khoa học công nghệ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Hội thảo Quốc gia FEE, 10 - 2020 371 Hình 1. Quá trình tương tác hình thành chất oxy hóa mạnh trong plasma [8]. 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Nguyên liệu, hóa chất - Trinitrotoluen (TNT): dạng bộ lấy từ nhà máy Z114 (do nhà máy Z113 sản xuất, độ tinh khiết 99,8%); - Dung môi: acetolnitrile, acetone, methanol, isopropanol, amonium acetate, methylene chloride, hexan (Merk – Đức); - Các hóa chất khác: natri sunfat, natri hydroxide, acid sulfuric, acid formic; - Nước cất (qua hệ thống lọc siêu sạch). 2.2. Thiết bị 2.2.1. Thiết bị phân tích TNT - HPLC Hãng Agilent Technologies 1200 Series và đầu dò LC/MS: Sử dụng hệ thống của Agilent Technologies 6130; - Cột sắc ký: Cột sắc ký pha đảo C-18 có kích thước 5 µm, đường kính 4,6 mm, chiều dài 150 mm; - Cột làm khô: Sử dụng tube chứa khoảng 5-7g Na2SO4 để loại nước ra khỏi phần chiết. (Không để Na2SO4 đi vào phần chiết); - Hệ thống hút chân không đủ khả năng duy trì áp suất chân không khoảng 13 cmHg và có thể đạt tới 66 cmHg. 2.2.2. Mô hình thí nghiệm Hình 2 mô tả chi tiết hệ thống thiết bị thí nghiệm xử lý nước bằng công nghệ plasma lạnh để khảo sát khả năng phân hủy TNT và các yếu tố ảnh hưởng. Thông số kỹ thuật của mô hình: - Nguồn cao áp: Pmax = 120W, Umax= 15kV, f=31kHz; - Buồng plasma: + Ống thủy tinh thạch anh: Ø34mm, dày 3mm, cao 35cm; + Điện cực trong: ống inox 316, Ø22mm, dày 1,5mm, cao 30cm; + Điện cực ngoài: lá đồng, diện tích S = 32 cm2; + Khoảng cách 2 điện cực: 3mm; - Bơm tuần hoàn: SMART pumps (Trung Quốc), Model: MP-6R; - Bơm khí: ATMAN (Trung Quốc), Model: HP 4000; - Thể tích thùng chứa nước: 20 lít (thể tích thí nghiệm: 5 lít/mẻ). Hóa học – Sinh học – Môi trường H. A. Kiệt, N. T. N. Phượng, H. W. Niê, “Nghiên cứu khả năng phân hủy plasma lạnh.” 372 Hình 2. Mô hình thí nghiệm xử lý nước nhiễm TNT bằng plasma lạnh. 2.2. Phương pháp nghiên cứu 2.2.1. Thiết lập mô hình thí nghiệm Thí nghiệm được tiến hành dạng mẻ luân phiên (mỗi mẻ phản ứng 5 lít) như trên hình 2. Dung dịch nhiễm TNT được bơm tuần hoàn từ thùng chứa lên cột plasma theo hướng từ dưới lên bên trong ống điện cực inox Ø22mm và chảy tràn bên ngoài ống đi qua vùng plasma và quay lại thùng chứa, lưu lượng dung dịch điều chỉnh bởi hệ thống van và theo dõi qua lưu lượng kế. Không khí tự nhiên được cấp vào buồng plasma theo hướng từ trên xuống bởi 1 bơm cấp không khí, lưu lượng khí được kiểm soát, điều chỉnh bởi lưu lượng kế. Plasma lạnh được tạo ra từ nguồn cao áp có tần số 31kHz, dãy điều chỉnh điện áp từ 10 – 15 kV thông qua biến áp vô cấp LiOA SD 255. Thí nghiệm tiến hành khảo sát từng biến để đánh giá ảnh hưởng đến khả năng phân hủy TNT, bao gồm: công suất nguồn tạo plasma, thời gian xử lý, lưu lượng nước thải qua cột plasma, lưu lượng khí bổ sung, nồng độ TNT trong nước. 2.2.2. Phương pháp chuẩn bị dung dịch Chuẩn bị dung dịch gốc TNT nồng độ ~ 1000 mg/l bằng cách pha 1 gam tinh thể TNT trong dung môi acetone/methanol tỉ lệ 50:50 định mức đến 1000ml, lắc kĩ. Dung dịch TNT ở các nồng độ khác nhau trong mỗi mẻ thí nghiệm được chuẩn bị bằng cách pha loãng dung dịch gốc TNT vào nước cất. 2.2.3. Phương pháp phân tích TNT Xác định TNT bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao ghép khối phổ (HPLC/MS) theo phương pháp 8330B và tham khảo các phương pháp EPA 3510C, EPA 3535A, EPA 3540C với tỷ lệ pha động acetonitrile/nước (70:30 theo thể tích), áp suất ổn định 25-300bar, tốc độ dòng 0,7 – 0,8 ml/phút. Nghiên cứu khoa học công nghệ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Hội thảo Quốc gia FEE, 10 - 2020 373 2.2.4. Phương pháp xác định hiệu suất xử lý TNT Hiệu suất xử lý TNT được xác định theo công thức như sau: H = (%),100 )( 0 0   C CC t Trong đó: H - Hiệu suất xử lý; C0 - Nồng độ TNT ban đầu; Ct - Nồng độ TNT sau xử lý (khoảng thời gian t). 2.2.5. Phương pháp xác định tốc độ phân hủy TNT V = )./(, )( 21 phútlmg t CC tt   Trong đó: V - Vận tốc phân hủy TNT; Ct1, Ct2 - Nồng độ TNT ở thời điểm t1 và t2; ∆t - Thời gian phản ứng từ thời điểm t1 đến t2. 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Ảnh hưởng của lưu lượng dung dịch đến khả năng phân hủy TNT Ảnh hưởng của lưu lượng dung dịch đến khả năng phân hủy TNT được tiến hành khảo sát ở các mức 0,5 lít/phút; 1 lít/phút; 1,5 lít/phút; 2 lít/phút và 3 lít/ phút với điều kiện cố định: công suất P=100W, lưu lượng không khí Qkk=6 lít/phút, thời gian phản ứng T=60 phút, nồng độ TNTban đầu = 8,86 mg/l, thể tích thí nghiệm 5 lít. Kết quả thể hiện như hình 3 và cho thấy rằng, hiệu suất xử lý TNT tăng dần khi tăng Qdd từ 0,5 - 1,5 lít/phút (64,9% đến 71,9%); khi Qdd tăng từ 1,5 – 3 lít/phút hiệu quả xử lý TNT thay đổi không đáng kể. Ngoài ra, thí nghiệm ghi nhận ở mức Qdd=3 lít/phút tuy hiệu suất vẫn cao nhưng khả năng tạo plasma không ổn định; đồng thời, khi tăng Qdd lên 3,5 - 4 lít/phút, hệ thống tạo plasma không hoạt động. Hình 3. Ảnh hưởng lưu lượng dung dịch đến hiệu quả xử lý TNT. Như vậy, khi lưu lượng dung dịch càng lớn làm tăng lượng dung dịch qua vùng plasma, tăng tỷ lệ tiếp xúc giữa chất ô nhiễm TNT và plasma nên hiệu suất xử lý cao hơn. Tuy nhiên, khi lưu lượng dung dịch tăng, lớp màng nước quanh điện cực trong càng dày, lớp điện môi bằng nước dày hơn nên đòi hỏi mức năng lượng đánh thủng hệ thống điện môi của mô hình thí nghiệm càng cao (bao gồm lớp thủy tinh thạch anh, lớp không khí trong ống và lớp màng nước). Trong mô hình thí nghiệm này, khi Qdd=3,5 - 4 lít/phút, năng lượng của nguồn tạo plasma không đủ để đánh thủng hệ thống điện môi, do đó, không hình thành cơ chế phóng điện tạo plasma lạnh. Ngoài ra, hệ thống điện môi được tạo ra khi Qdd = 3 lít/phút có thể ở giá trị ngưỡng bị đánh thủng nên quá trình phóng điện tạo plasma không ổn định. 3.2. Ảnh hưởng của lưu lượng không khí đến khả năng phân hủy TNT Hóa học – Sinh học – Môi trường H. A. Kiệt, N. T. N. Phượng, H. W. Niê, “Nghiên cứu khả năng phân hủy plasma lạnh.” 374 Không khí có vai trò cung cấp oxy cho quá trình tạo plasma hình thành các thành phần oxy hóa mạnh như ●OH, O3, H2O2, là tác nhân chính phân hủy TNT. Khảo sát ảnh hưởng của lưu lượng không khí qua cột plasma đến hiệu suất phân hủy TNT được tiến hành ở các mức 0, 2, 4, 6, 8 lít/phút (chỉnh bằng lưu lượng kế) với các điều kiện cố định công suất P = 100W, Qdd = 1,5 lít/phút, T = 60 phút, nồng độ TNTban đầu = 8,35mg/l. Kết quả khảo sát cho thấy, hiệu suất phân hủy TNT tăng dần khi tăng lưu lượng không khí vào cột plasma lạnh. Với trường hợp không bổ sung không khí, hiệu suất xử lý TNT thấp nhất, chỉ đạt 66,5%. Hiệu suất xử lý TNT tốt nhất ở điều kiện Qkk từ 4 – 6 lít/phút, hiệu suất cao nhất cao nhất 74,4% (hình 4). Tuy nhiên, hiệu suất xử lý giảm khi tăng Qkk lên 8 lít/phút, giảm còn 71,1%. Điều này cho thấy, không khí có vai trò cung cấp oxy để tạo ra ozone, lượng oxy tăng dẫn đến lượng ozone sinh ra trong buồng plasma tăng làm tăng hiệu suất xử lý. Mô hình nghiên cứu của T. Czapka ghi nhận lưu lượng không khí cung cấp hiệu quả ở mức 2 lít/phút cho hiệu quả xử lý 95% methylene blue bằng plasma lạnh [10]. Như vậy, nguồn không khí bổ sung là cần thiết cho quá trình tạo plasma và lưu lượng sử dụng phải phù hợp tùy theo cấu tạo mô hình. Với mô hình thí nghiệm này, hiệu suất xử lý TNT tốt nhất khi cấp lượng không khí vào cột plasma ở mức 4 lít/phút. Hình 4. Ảnh hưởng lưu lượng không khí đến hiệu quả xử lý TNT. 3.3. Ảnh hưởng của công suất tạo plasma đến khả năng phân hủy TNT Hiệu điện thế đầu vào càng lớn, công suất thiết bị tạo plasma lạnh càng lớn và năng lượng tạo plasma lạnh càng lớn; phần năng lượng này giúp chuyển hóa các phân tử trung hòa thành các ion, electron và các gốc tự do. Để khảo sát ảnh hưởng của công suất thiết bị tạo plasma lạnh đến hiệu suất xử lý TNT, các thí nghiệm được tiến hành ở các mức công suất 80W, 90W, 100W, 110W và 120W với các điệu kiện cố định Qdd =1,5 lít/phút, Qkk = 4 lít/phút, nồng độ TNTban đầu =7,92 mg/l, T= 60 phút. Kết quả khảo sát hiệu suất phân hủy TNT theo các mức công suất khác nhau thể hiện như hình 5. Hình 5. Ảnh hưởng của công suất đến hiệu quả xử lý TNT. Nghiên cứu khoa học công nghệ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Hội thảo Quốc gia FEE, 10 - 2020 375 Sau thời gian phản ứng 60 phút, hiệu suất phân hủy TNT của mô hình nghiên cứu tương ứng các mức công suất 80W, 90W, 100W, 110W, 120W là 59,6%; 64,9%; 67,8%; 72,6% và 80,8%. Như vậy, khi tăng công suất thiết bị tạo plasma, hiệu quả phân hủy TNT tăng lên do hình thành lớp plasma với mật độ dày hơn, năng lượng lớn hơn và sự tương tác giữa TNT và các tác nhân oxy hóa mạnh hình thành từ plasma mạnh mẽ hơn. Điều này phù hợp với nghiên cứu áp dụng plasma lạnh trong xử lý nước trên thế giới, đã ghi nhận sự hình thành ozone, tia UV và các phần tử có tính oxi hóa mạnh [8, 9, 11]. Các tác nhân oxy hóa mạnh này được sinh ra với mật độ tỉ lệ thuận với công suất thiết bị tạo plasma nên khi khi tăng công suất, hiệu quả phân hủy TNT cũng tăng theo. 3.4. Ảnh hưởng của nồng độ ban đầu đến hiệu suất phân hủy TNT Nhằm đánh giá hiệu suất xử lý TNT ở các mức nồng độ TNT đầu vào khác nhau, thí nghiệm tiến hành cố định các điều kiện tối ưu đã khảo sát ở phần 3.1, 3.2 và 3.3: Qdd =1,5 lít/phút, Qkk = 4 lít/phút, P = 120W. Các nồng độ được tiến hành tăng dần ở các mức 8,7 mg/l, 18,3 mg/l và 27,3 mg/l với các khoảng thời gian phản ứng 15 phút, 30 phút, 60 phút và 90 phút. Kết quả trên hình 6 cho thấy hiệu suất phân hủy TNT tỷ lệ nghịch với nồng độ TNT đầu vào, thể hiện rõ nhất ở thí nghiệm phản ứng trong 15 phút. Thời gian phản ứng càng lớn, mức chêch lệch hiệu suất giữa các mức nồng độ TNT đầu vào càng giảm. Như vậy, plasma lạnh hình thành các hợp chất oxy hóa mạnh tương tác với TNT rất nhanh, có hiệu quả trong vòng 15 – 30 phút phản ứng. Hình 6. Ảnh hưởng của nồng độ đầu vào đến hiệu quả xử lý TNT. Sau 90 phút phản ứng, hiệu suất xử lý tương ứng 98,4% (nồng độ TNTban đầu 8,7mg/l), 97,4% (nồng độ TNTban đầu 18,3mg/l) và 91,8% (nồng độ TNTban đầu 27,3mg/l). Khi phân hủy hợp chất ô nhiễm ở nồng độ cao sẽ cho ra nhiều sản phẩm trung gian, điều này càng làm năng lượng tương tác hiệu quả giữa nguồn plasma và hoạt chất giảm xuống vì bị chia đều cho các phần tử nằm trong phần dung dịch đi qua lớp plasma. 3.5. Ảnh hưởng của thời gian xử lý đến hiệu suất phân hủy TNT Tiến hành các thí nghiệm khảo sát tương tự (điều kiện cố định Qdd =1,5 lít/phút, Qkk = 4 lít/phút, P = 120W) để đánh giá hiệu suất xử lý TNT theo các khoảng thời gian xử lý từ 0 đến 150 phút với các mức nồng độ đầu TNT vào khác nhau. Kết quả được trình bày như trên bảng 1 và hình 7. Hóa học – Sinh học – Môi trường H. A. Kiệt, N. T. N. Phượng, H. W. Niê, “Nghiên cứu khả năng phân hủy plasma lạnh.” 376 Bảng 1. Sự thay đổi nồng độ TNT, hiệu suất xử lý và tốc độ phân hủy TNT. Thời gian (ph) CTNT = 8,7 mg/l CTNT = 18,3 mg/l CTNT = 27,3 mg/l CTNT mg/l H % V mg/l.ph CTNT mg/l H % V mg/l.ph CTNT mg/l H % V mg/l.ph 0 8,700 0 0 18,300 0 0 27,300 0 0 15 2,175 75,00 0,435 7,210 60,60 0,739 14,360 47,40 0,863 30 0,636 92,69 0,103 4,520 75,30 0,179 8,210 69,93 0,410 45 0,251 97,11 0,026 1,835 89,97 0,179 4,255 84,41 0,264 60 0,190 97,82 0,004 0,852 95,34 0,066 3,234 88,15 0,068 90 0,140 98,39 0,002 0,482 97,37 0,012 2,236 91,81 0,034 120 0,078 99,10 0,002 0,156 99,15 0,011 0,928 96,60 0,044 150 0,006 99,93 0,002 0,046 99,75 0,003 0,384 98,59 0,018 Hình 7. Hiệu suất xử lý TNT theo thời gian ở các nồng độ khác nhau. Hiệu suất phân hủy TNT bằng plasma lạnh có xu hướng tăng theo thời gian phản ứng, tốc độ phân hủy TNT trung bình giảm dần theo thời gian. Quá trình phân hủy TNT diễn ra mạnh nhất trong khoảng thời gian 30 đến 60 phút đầu tiên và sau đó giảm dần (như hình 7). Thời gian xử lý càng lớn, thời gian tiếp xúc và tác động của các gốc oxy hóa mạnh lên phân tử TNT càng tăng và làm nồng độ TNT giảm mạnh nhưng nếu kéo dài thêm, nồng độ TNT càng giảm và tần suất tương tác của TNT và các tác nhân oxy hóa cũng giảm dần. Với nồng độ TNT đầu vào 8,7mg/l, sau 30 phút phản ứng hiệu suất xử lý rất cao 92,69%, sau đó tăng chậm và đạt hiệu suất >99,9% sau 150 phút phản ứng. Trường hợp nồng độ TNT đầu vào 18,3 mg/l, hiệu suất xử lý lần lượt sau 60 phút, 90 phút, 150 phút phản ứng là 95,34%, 97,37% và 99,75%. Với nồng độ TNT đầu vào 27,3mg/l, sau 90 phút phản ứng hiệu suất 91,8%, sau 150 phút phản ứng đạt hiệu suất 98,59%. 4. KẾT LUẬN Với mô hình plasma lạnh thiết lập được bằng phương pháp phóng điện màn chắn, nhóm tác giả đã nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố đến hiệu suất xử lý TNT Nghiên cứu khoa học công nghệ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san Hội thảo Quốc gia FEE, 10 - 2020 377 trong nước. Kết quả thực nghiệm cho thấy, các điều kiện tối ưu của mô hình: lưu lượng nước qua cột plasma từ 1 – 2 lít/phút, lưu lượng không khí từ 4 – 6 lít/phút. Hiệu suất phân hủy TNT tỷ lệ thuận với công suất nguồn tạo plasma, với thời gian phản ứng nhưng tỷ lệ nghịch với nồng độ TNT đầu vào. Quá trình chuyển hóa TNT bằng plasma lạnh diễn ra rất nhanh trong vòng 30 – 60 phút phản ứng, sau đó, tăng chậm và dừng lại. Với nồng độ TNT đầu vào trung bình (< 20mg/l), sau 90 phút phản ứng, hiệu suất xử lý TNT đạt 97,4% - 98,4% và đáp ứng quy định theo tiêu chuẩn ngành TCVN/QS 658:2012. Trường hợp với nồng độ TNT cao hơn, đòi hỏi thời gian xử lý tăng thêm (135 phút với nồng độ TNT 27,3 ppm) hoặc kết hợp với các phương pháp xử lý khác. Lời cảm ơn: Nhóm tác giả cảm ơn sự tài trợ về kinh phí từ đề tài công nghệ nền cấp Viện KH-CN quân sự năm 2019 “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ plasma lạnh để xử lý nước thải nhiễm TNT tại các cơ sở sửa chữa, sản xuất quốc phòng, áp dụng thử nghiệm tại Nhà máy Z114/ Tổng cục CNQP”. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Phạm Thanh Dũng (2012), "Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải nhiễm thuốc nổ nhóm nitrophenol bằng một số tác nhân hóa học, xúc tác kết hợp với sử dụng thực vật thủy sinh", Luận văn Thạc sĩ, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên/Đại học Quốc gia Hà Nội. [2]. Đào Duy Hưng, Đỗ Ngọc Khuê, Đinh Ngọc Tấn, Hoàng Kim Huế (2015), "Nghiên cứu đặc điểm phản ứng phân hủy TNT bằng tác nhân Fenton trong điều kiện không và có kết hợp bức xạ UV", Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học. 20(1), tr. 30-36. [3]. Đỗ Ngọc Khuê, Đào Duy Hưng, Đinh Ngọc Tấn, Đoàn Song Quảng (2015), "Nghiên cứu đặc điểm phản ứng phân hủy 2-4-Dinitrotoluen, Nitro Glycerin trong môi trường nước bằng tác nhân Fenton", Tạp chí Hóa học. 53(3), tr. 348 - 351. [4]. Đỗ Ngọc Khuê, Phạm Kiên Cường, Đỗ Bình Minh, Tô Văn Thiệp (2007), "Nghiên cứu khả năng khử độc cho nước thải bị nhiễm thuốc nổ TNT bằng cây thủy trúc", Tạp chí Khoa học và Công nghệ. 3(45), tr. 81 - 87. [5]. Bahareh Mohammadi, Ali Akbar Ashkarran (2016), "Cold atmospheric plasma discharge induced fast decontamination of a wide range of organic compounds suitable for environmental applications", Journal of Water Process Engineering. 9, pp. 195 - 200. [6]. L Barillas (2015), "Design of a Prototype of Water Purification by Plasma Technology as the Foundation for an Industrial Wastewater Plant", Journal of Physics: Conference Series. 591(012057). [7]. Kaidar Ayoub, Eric D.van Hullebusch, Michel Cassir and Alain Bermond (2010), "Application of advanced oxidation processes for TNT removal: A review", Journal of Hazardous Materials (178), pp. 10-28. [8]. Mirostaw Dors (2014), "Plasma for water treatment", Centre for Plasma and Laser Engineering, The Szewalski Institute of Fluid-Flow Machinery, Polish Academy of Sciences. [9]. Alexander Fridman (2008), "Plasma Chemistry", Cambridge University Press. [10]. T. Czapka1P, A. Grygorcewicz1, M. Palewicz1P and F. GranekP2P (2015), "Decolorization of methylene blue in aqueous medium using dielectric barrier discharge plasma reactor", ICPIG. 32nd(Iasi, Romania), pp. 1-4. [11]. M. M. Kuraica, B. M. Obradovic, D. Manojlovie, D. R. Ostojic and J. Purie (2006), "Application of coaxial dielectric barrier discharge for potable and waste water treatment", Industrial and Engineering Chemical Research. 45, pp. 882 - 905. [12]. Roger Matta, Khalil Hanna and Serge Chiron (2007), "Fenton-like oxidation of 2,4,6-trinitrotoluene using different iron minerals", Science of the Total Environment 385, pp. 242 - 251. Hóa học – Sinh học – Môi trường H. A. Kiệt, N. T. N. Phượng, H. W. Niê, “Nghiên cứu khả năng phân hủy plasma lạnh.” 378 ABSTRACT STUDY ON DECOMPOSITION ABILITY OF TRINITROTOLUEN (TNT) IN AQUEOUS SOLUTION BY COLD PLASMA TECHNOLOGY In this paper, the results of the survey of the factors that affected the decomposition ability of trinotroluen (TNT) in aqueous solution using Dielectric barrier discharge(DBD) plasma solution are presented. These important factors were such as plasma power, treatment time, airflow, wastewater flow and TNT concentration. The experimental results showed that the optimal flow through plasma column was from 1 to 2 liters/minute, airflow from 4 to 6 liters/minute and efficiency of TNT conversion was directly proportionally to the plasma power and treatment time but have negatively effected on the concentration of TNT input. Under plasma treatment at 120W (equipment power) and 8,7mg/l (TNT input concentration), the efficiency of TNT conversion can be achieved to 92.7% in 30 minutes (reaction time) and 99.1% in 120 minutes reaction; while under 27,3 mg/l (TNT input concentration), the conversion efficiency decreased to 69.9% in 30 minutes of reaction and reached 96.6% in 120 minutes. Keywords: Cold plasma; Dielectric barrier discharge; Trinitrotoluene; Wastewater treatment. Nhận bài ngày 30 tháng 7 năm 2020 Hoàn thiện ngày 05 tháng 10 năm 2020 Chấp nhận đăng ngày 05 tháng 10 năm 2020 Địa chỉ: Viện Nhiệt đới môi trường. *Email: anhkiet.moitruong@gmail.com.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfnghien_cuu_kha_nang_phan_huy_trinitrotoluen_tnt_trong_moi_tr.pdf