Phương pháp Oxy hóa bằng Hdroperoxit (H202)

Phương pháp oxy hóa bằng hydroperoxit (H2O2) được biết đến là phương pháp sử dụng phản ứng oxy hóa để phá hủy các chất độc hại trong nước. Hydroperoxit là một chất lỏng trong suốt hay còn được gọi là H2O2. Hóa chất này mang tính ứng dụng rất cao trong cuộc sống. Đặc biệt là trong các ngành công nghiệp như công nghiệp chế biến thực phẩm, công nghiệp sản xuất giấy, trong xử lý nước thải công nghiệp và trong xử lý nước hồ bơi.

1. Ứng dụng của phương pháp oxy hóa bằng Hydroperoxit

Chúng ta đã quá quen với từ oxy già – hydrogen peroxide là chất để khử trùng vết thương có tính oxi hóa mạnh và là tác nhân chống lại vi khuẩn, nhưng ít ai biết H2O2 còn có công dụng khác là được sử dụng như một chất oxy hóa cực mạnh để xử lý nước thải một số ngành công nghiệp và dùng để khử trùng bể bơi.

Oxy hóa bằng hydroperoxit là một chất lỏng không màu và tan vô hạn trong nước. Được ứng dụng để oxy hóa các nitrit, andehit, phenol, xianua, chất thải chứa lưu huỳnh, thuốc nhuộm hoạt hóa, chất nhuộm mạnh.

Hydroperoxide - H2O2 thương phẩm thường được bán dưới dạng dung dịch nồng độ 35% hoặc 50%. H2O2 rất không bền, nó dễ dàng phân hủy thành H2O và O, nhất là khi có mặt ion kim loại chuyển tiếp. Vì vậy, dung dịch H2O2 thương phẩm thường chứa các chất bảo vệ dưới dạng photphat.

2. Xử lý nước thải bằng Hdroperoxit (H202)

- H2O2 có thể đưa trực tiếp và nước thải có mùi hoặc có thể khử mùi từ dòng khí bằng cách đưa vào tháp phun ướt.

- H2O2 được ứng dụng để xử lý khí H2S. Với pH axit hoặc trung tính có mặt chất xúc tác: Fe2+, thời gian phản ứng 15 - 45 phút; pH bazo thời gian 15 phút, pH= 6,0 – 7,5, thời gian phản ứng diễn ra vào giây. Sản phẩm tạo ra là H2O, S, SO42-.

- H2O2 có tính đọc và nồng độ giới hạn cho phép trong nước là 0,1 mg/l. Nó có thể phân hủy trong môi trường axit và môi trường kiềm theo các phản ứng sau:

• Trong môi trường axit thì H2O2 có chức năng oxy hóa.

2H+ + H2O2 + 2e = 2H2O

• Còn trong môi trường kiềm thì H2O2 có chức năng khử.

2OH- + H2O2 – 2e = 2H2O + 2O2-

• Trong môi trường axit, H2O2 thể hiện oxy hóa trực tiếp Fe2+ thành Fe3+, HNO2 thành HNO3 và SO32- thành SO42-. Còn trong môi trường kiềm đóng vai trò là chất khử, xianua (CN-), bị chuyển thành sunfat (CNO-).

CN- + H2O2 --- > CNO- + H2O

CNO- + 2H2O ---- >NH4+ + CO32-

• Trong quá trình xử lý nước thải, không chỉ sử dụng tính chất oxy hóa của H2O2 mà còn sử dụng cả tính chất khử của nó. Ví dụ trong quá trình loại bỏ clo trong nước:

H2O2 + Cl2 = O2 + 2HCl

H2O2 + NaClO = NaCL + O2 + H2O

Tốc độ phản ứng oxi hóa H2O2 tăng cao nhờ các chất xúc tác như OH-, các ion hoặc phức của kim loại chuyển tiếp như Fe, Cu, Mn. Ví dụ,  Fe(II) và H2O2 tạo thành một hỗn hợp oxy hóa rất mạnh ở pH= 3 - 4 có tên là hỗn hợp Fenton. Phản ứng giữa Fe(II) và H2O2 tạo thành gốc tự do OH hoạt hóa mạnh:

Fe2+ + H2O2 --- >Fe3+ + OH- + OH

Fe3+ + H2O2 --- >Fe2+  + HO2 + H+

3. Khử trùng nước bể bơi bằng Hdroperoxit (H202)

Ngoài ứng dụng phương pháp oxy hóa bằng hydroperoxit để xử lý nước thải, H2O2 còn được ứng dụng trong xử lý nước hồ bơi như một dung dịch dạng lỏng, trong suốt.

Nhờ đặc tính không gây kích ứng da như cách dùng hóa chất bể bơi thông thường, H2O2 rất được ưa chuộng sử dụng.

Thêm vào đó, H2O2 có tính oxi hóa mạnh nên khi châm vào nước sẽ giúp giải phóng các gốc oxy, từ đó làm tăng khả năng diệt khuẩn trong nước. Khi dùng, người ta thường châm vào bể với một liều lượng thích hợp, có thể là 10 – 15g/m3 và chờ trong khoảng 4 – 5 giờ đồng hồ, nước sẽ trong xanh trở lại.

Nhược điểm của phương pháp oxy hóa bằng hydroperoxit là cần liều lượng lớn khi khử trùng, do thời gian tồn tại trong nước quá nhanh nên dễ tan rã, phân hủy thành hydro và oxy. Song song đó là chúng ta phải theo dõi, điều chỉnh nồng độ H2O2 một cách cẩn thận bởi nếu lớn hơn 100ppm có thể gây nguy hiểm và hại cho mắt.

Tóm lại, mỗi phương pháp xử lý nước thải đều có những ưu, nhược điểm khác nhau và tùy vào điều kiện thực tế của mỗi nơi mà chủ doanh nghiệp sẽ lựa chọn phương pháp phù hợp nhất. Bài viết hy vọng là nguồn tham khảo bổ ích đến Quý bạn đọc và Công ty môi trường Hợp Nhất vô cùng hoanh nghênh mọi ý kiến đóng góp từ Quý bạn đọc để nội dung được hoàn thiện tốt hơn. Xin cảm ơn!

Bài viết liên quan: Phương pháp Ozon hóa trong xử lý nước