LOẠI BỎ PHỐT PHÁT HIỆU QUẢ TỪ DUNG DỊCH NƯỚC  BẰNG PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ ĐIỆN VỚI ĐIỆN CỰC NHÔM  VÀ CHẾ ĐỘ ĐẢO NGƯỢC ĐIỆN CỰC

Nguyễn Trọng Nghĩa

doi:10.34238/tnu-jst.12629

LOẠI BỎ PHỐT PHÁT HIỆU QUẢ TỪ DUNG DỊCH NƯỚC BẰNG PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ ĐIỆN VỚI ĐIỆN CỰC NHÔM VÀ CHẾ ĐỘ ĐẢO NGƯỢC ĐIỆN CỰC

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 20/04/25 Ngày hoàn thiện: 21/05/25 Ngày đăng: 22/05/25

Các tác giả

Nguyễn Trọng Nghĩa , Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên

Tóm tắt

Ô nhiễm phốt phát trong nước thải là nguyên nhân chính gây phú dưỡng, gây ra mối đe dọa nghiêm trọng đến hệ sinh thái dưới nước và chất lượng nước. Để giảm thiểu vấn đề môi trường này, cần phải triển khai các công nghệ xử lý hiệu quả và bền vững. Nghiên cứu này khám phá ứng dụng của hệ thống keo tụ điện hoá đảo cực sử dụng điện cực nhôm để loại bỏ hiệu quả phốt phát khỏi nước thải. Các thông số quy trình được tối ưu hóa một cách có hệ thống bằng phương pháp bề mặt đáp ứng với thiết kế tổng hợp trung tâm được sử dụng để đánh giá các tác động tương tác của mật độ dòng điện, thời gian điện phân và khoảng thời gian đảo cực đối với hiệu quả loại bỏ phốt phát. Tỷ lệ loại bỏ phốt phát được chọn làm biến phản hồi. Dữ liệu thực nghiệm cho thấy sự phù hợp chặt chẽ với mô hình bậc hai, chứng tỏ tầm quan trọng của các thông số vận hành đã chọn. Dựa trên kết quả tối ưu hóa số, tỉ lệ loại bỏ phốt phát đạt được giá trị cao nhất ở các điều kiện tối gồm: mật độ dòng điện bằng 46,8 A/m², thời gian điện phân trong 50 phút và thời gian đảo cực là 2,26 phút. Kết quả của nghiên cứu này chứng minh tiềm năng của hệ thống keo tụ điện hoá đảo cực như một phương pháp hiệu quả và có thể kiểm soát được để loại bỏ phốt phát, mang lại những ứng dụng thực tế cho các ứng dụng xử lý nước thải tiên tiến.

Từ khóa

Tối ưu hóa; Loại bỏ phốt phát; Keo tụ điện hóa; Chế độ đảo ngược điện cực; Điện cực nhôm

Toàn văn:

PDF (English)

Tài liệu tham khảo

[1] A. Attour, M. Touati, M. Tlili, M. Ben Amor, F. Lapicque, and J. P. Leclerc, “Influence of operating parameters on phosphate removal from water by electrocoagulation using aluminum electrodes,” Sep. Purif. Technol., vol. 123, pp. 124–129, 2014, doi: 10.1016/j.seppur.2013.12.030.

[2] Y. Tian, W. He, X. Zhu, W. Yang, N. Ren, and B. E. Logan, “Improved Electrocoagulation Reactor for Rapid Removal of Phosphate from Wastewater,” ACS Sustain. Chem. Eng., vol. 5, no. 1, pp. 67–71, 2017, doi: 10.1021/acssuschemeng.6b01613.

[3] W. Fu et al., “Design optimization of bimetal-modified biochar for enhanced phosphate removal performance in livestock wastewater using machine learning,” Bioresour. Technol., vol. 418, p. 131898, 2025.

[4] V. Kuokkanen, T. Kuokkanen, J. Rämö, U. Lassi, and J. Roininen, “Removal of phosphate from wastewaters for further utilization using electrocoagulation with hybrid electrodes - Techno-economic studies,” J. Water Process Eng., vol. 8, pp. e50–e57, 2015, doi: 10.1016/j.jwpe.2014.11.008.

[5] Q. Hu, L. He, R. Lan, C. Feng, and X. Pei, “Recent advances in phosphate removal from municipal wastewater by electrocoagulation process: A review,” Sep. Purif. Technol., vol. 308, no. October 2022, p. 122944, 2023, doi: 10.1016/j.seppur.2022.122944.

[6] J. Qian, X. Zhou, Q. Cai, J. Zhao, and X. Huang, “The Study of Optimal Adsorption Conditions of Phosphate on Fe-Modified Biochar by Response Surface Methodology,” Molecules, vol. 28, no. 5, 2023, doi: 10.3390/molecules28052323.

[7] A. Dura and C. B. Breslin, “The removal of phosphates using electrocoagulation with Al−Mg anodes,” J. Electroanal. Chem., vol. 846, no. January, p. 113161, 2019, doi: 10.1016/j.jelechem.2019.05.043.

[8] E. Lacasa, P. Canizares, C. Saez, F. J. Fernandez, and M. A. Rodrigo, “Electrochemical phosphates removal using iron and aluminium electrodes,” Chem. Eng. J., vol. 172, no. 1, pp. 137–143, 2011.

[9] A. Violante, M. Pucci, V. Cozzolino, J. Zhu, and M. Pigna, “Sorption/desorption of arsenate on/from Mg-Al layered double hydroxides: Influence of phosphate,” J. Colloid Interface Sci., vol. 333, no. 1, pp. 63–70, 2009, doi: 10.1016/j.jcis.2009.01.004.

[10] E. K. Maher et al., “Analysis of operational parameters, reactor kinetics, and floc characterization for the removal of estrogens via electrocoagulation,” Chemosphere, vol. 220, pp. 1141–1149, 2019, doi: 10.1016/j.chemosphere.2018.12.161.

[11] A. Dura and C. B. Breslin, “Electrocoagulation using stainless steel anodes: Simultaneous removal of phosphates, Orange II and zinc ions,” J. Hazard. Mater., vol. 374, no. April, pp. 152–158, 2019, doi: 10.1016/j.jhazmat.2019.04.032.

[12] Y. Yang et al., “Removal of phosphate in secondary effluent from municipal wastewater treatment plant by iron and aluminum electrocoagulation: Efficiency and mechanism,” Sep. Purif. Technol., vol. 286, 2022, Art. no. 120439, doi: 10.1016/j.seppur.2021.120439.

[13] S. Zhang, J. Zhang, W. Wang, F. Li, and X. Cheng, “Removal of phosphate from landscape water using an electrocoagulation process powered directly by photovoltaic solar modules,” Sol. Energy Mater. Sol. Cells, vol. 117, pp. 73–80, 2013, doi: 10.1016/j.solmat.2013.05.027.

[14] H. Zhao, J. Chang, A. Boika, and A. J. Bard, “Electrochemistry of high concentration copper chloride complexes,” Anal. Chem., vol. 85, no. 16, pp. 7696–7703, 2013, doi: 10.1021/ac4016769.

[15] A. Almukdad, M. A. Hafiz, A. T. Yasir, R. Alfahel, and A. H. Hawari, “Unlocking the application potential of electrocoagulation process through hybrid processes,” J. Water Process Eng., vol. 40, no. February, p. 101956, 2021, doi: 10.1016/j.jwpe.2021.101956.

[16] M. Mahmood, N. G. Yasri, and E. P. L. Roberts, “Electrocoagulation Using a Hybrid Combination of Iron and Aluminum Electrodes with Asymmetric Polarity Reversal,” ACS ES T Water, vol. 5, no. 2, pp. 703–712, 2025, doi: 10.1021/acsestwater.4c00762.

[17] J. N. Hakizimana et al., “Electrocoagulation process in water treatment: A review of electrocoagulation modeling approaches,” Desalination, vol. 404, pp. 1–21, 2017, doi: 10.1016/j.desal.2016.10.011.

[18] M. A. Bezerra, R. E. Santelli, E. P. Oliveira, L. S. Villar, and L. A. Escaleira, “Response surface methodology (RSM) as a tool for optimization in analytical chemistry,” Talanta, vol. 76, no. 5, pp. 965–977, 2008, doi: 10.1016/j.talanta.2008.05.019.

[19] J. P. C. Kleijnen, “Response surface methodology,” Int. Ser. Oper. Res. Manag. Sci., vol. 216, no. 2, pp. 81–104, 2015, doi: 10.1007/978-1-4939-1384-8_4.

[20] G. I. Danmaliki, T. A. Saleh, and A. A. Shamsuddeen, “Response surface methodology optimization of adsorptive desulfurization on nickel/activated carbon,” Chem. Eng. J., vol. 313, pp. 993–1003, 2017, doi: 10.1016/j.cej.2016.10.141.

[21] M. S. Bhatti, A. S. Reddy, R. K. Kalia, and A. K. Thukral, “Modeling and optimization of voltage and treatment time for electrocoagulation removal of hexavalent chromium,” Desalination, vol. 269, no. 1–3, pp. 157–162, 2011, doi: 10.1016/j.desal.2010.10.055.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.12629

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ