TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ OZON XÚC TÁC VÀ ỨNG DỤNG  TRONG XỬ LÝ Ô NHIỄM HỮU CƠ TRONG NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI

Lưu Thị Cúc; Văn Hữu Tập; Hoàng Văn Hùng; Nguyễn Hoàng; Đàm Thị Hạnh; Thào A Dia; Lù Đức Hiển

doi:10.34238/tnu-jst.14420

TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ OZON XÚC TÁC VÀ ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ Ô NHIỄM HỮU CƠ TRONG NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 02/01/26 Ngày hoàn thiện: 11/02/26 Ngày đăng: 11/02/26

Các tác giả

1. Lưu Thị Cúc , Phân hiệu ĐHTN tại tỉnh Lào Cai
2. Văn Hữu Tập, Trung tâm Phát triển Công nghệ mới – ĐH Thái Nguyên
3. Hoàng Văn Hùng, Đại học Thái Nguyên
4. Nguyễn Hoàng, Phân hiệu ĐHTN tại tỉnh Lào Cai
5. Đàm Thị Hạnh, Phân hiệu ĐHTN tại tỉnh Lào Cai
6. Thào A Dia, Phân hiệu ĐHTN tại tỉnh Lào Cai
7. Lù Đức Hiển, Phân hiệu ĐHTN tại tỉnh Lào Cai

Tóm tắt

Nghiên cứu hệ thống tổng quan về công nghệ ozon xúc tác dị thể và tiềm năng ứng dụng trong xử lý ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy của nước thải chăn nuôi. Thông qua việc phân tích cơ chế phản ứng trên bề mặt xúc tác, vai trò của điểm khuyết oxy, nhóm –OH và ảnh hưởng của pH đến hiệu quả tạo ROS, đồng thời phân tích ưu – nhược điểm và mức độ sẵn sàng công nghệ khác nhau của ba nhóm vật liệu xúc tác chính được tổng hợp (oxit kim loại, oxit kim loại trên chất mang, vật liệu cac‑bon lai). Các kết quả nghiên cứu thực nghiệm cho thấy ozon xúc tác giúp tăng đáng kể hiệu suất loại bỏ COD/TOC, cải thiện tỷ lệ BOD₅/COD và xử lý hiệu quả các vi chất ô nhiễm mới nổi như kháng sinh và hợp chất humic. Công nghệ này cũng thể hiện khả năng khử trùng mạnh, góp phần giảm rủi ro phát tán vi sinh vật và gen kháng kháng sinh. Tuy nhiên, ứng dụng thực tế trong nước thải chăn nuôi vẫn chủ yếu ở quy mô phòng thí nghiệm và pilot do hạn chế về chi phí, độ bền xúc tác và biến động tải lượng ô nhiễm. Nghiên cứu đề xuất cần phát triển vật liệu xúc tác chi phí thấp, đánh giá độ bền trong điều kiện nước thải thực và triển khai nghiên cứu pilot để tối ưu hóa tích hợp công nghệ. Tổng thể, ozon xúc tác dị thể được xác định là hướng xử lý nâng cao đầy triển vọng cho nước thải chăn nuôi theo định hướng an toàn và bền vững.

Từ khóa

Công nghệ ozone; Nước thải chăn nuôi; Ô nhiễm hữu cơ; Xử lý; Xúc tác dị thể

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo

[1] J. Wang and H. Chen, “Catalytic ozonation for water and wastewater treatment: Recent advances and perspective,” Science of The Total Environment, vol. 704, 2020, doi: 10.1016/J.SCITOTENV.2019.135249.

[2] S. T. Cao, H. P. Tran, H. T. T. Le, H. P. K. Bui, G. T. H. Nguyen, L. T. Nguyen, B. T. Nguyen, and A. D. Luong, “Impacts of effluent from different livestock farm types (pig, cow, and poultry) on surrounding water quality: a comprehensive assessment using individual parameter evaluation methodand water quality indices,” Environmental Science and Pollution Research, vol. 28, 2021, doi: 10.1007/s11356-021-14284-9.

[3] F. Wang, Z. Qin, Y. Yuan, Y. Cai, Y. Yu, and C. Wu, “Toward efficient catalytic ozonation: Overcoming challenges in real wastewater treatment-A review,” Journal of Water Process Engineering, vol. 77, 2025, Art. no. 108404, doi: 10.1016/J.JWPE.2025.108404.

[4] X. Li, F. Li, C. Fei, S. Zhao, J. Zhu, and Y. Chengliang, “Application of Heterogeneous Catalytic Ozonation in Wastewater Treatment: An Overview,” Catalysts, vol. 13, no. 2, 2023, Art. no. 342, doi: 10.3390/catal13020342.

[5] N. Fallah, E. Bloise, D. Santoro, and G. Mele, "State of Art and Perspectives in Catalytic Ozonation for Removal of Organic Pollutants in Water: Influence of Process and Operational Parameters," Catalysts, vol. 13, no. 2, 2023, doi: 10.3390/catal13020324.

[6] H. Yu, K. Tang, J. Li, L. Dong, Z. T. How, D. Wu, and R. Qin, "Enhanced Treatment of Swine Farm Wastewater Using an O₃/Fe²⁺/H₂O₂ Process: Optimization and Performance Evaluation via Response Surface Methodology," Separations, vol. 12, no.10, pp. 1–22, 2025, doi: 10.3390/separations12100277.

[7] J. Nawrocki and B. Kasprzyk-Hordern, "The efficiency and mechanisms of catalytic ozonation," Applied Catalysis B: Environmental, vol. 99, pp. 27–42, 2010.

[8] U. Von Gunten, "Ozonation of drinking water: Part I. Oxidation kinetics and product formation," Water Research, vol. 37, pp. 1443–1467, 2003.

[9] X. Li, W. Chen, L. Ma, H. Wang, and J. Fan, "Industrial wastewater advanced treatment via catalytic ozonation with an Fe-based catalyst," Chemosphere, vol. 195, pp. 336–343, 2018, doi: 10.1016/j.chemosphere.2017.12.080.

[10] G. Huang, F. Pan, G. Fan, and G. Liu, “Application of heterogeneous catalytic ozonation as a tertiary treatment of effluent of biologically treated tannery wastewater,” J. Environ. Sci. Health A Tox Hazard Subst. Environ Eng., vol. 51, no. 8, pp. 26–33, 2016, doi: 10.1080/10934529.2016.1159863

[11] J. Ma, Y. Chen, and J. Nie, "Pilot-scale study on catalytic ozonation of bio-treated dyeing and finishing wastewater using recycled waste iron shavings as a catalyst," Sci. Rep., vol. 8, no. 7555, 2018, doi: 10.1038/s41598-018-25761-6.

[12] S. Chen, T. Ren, X. Zhang, Z. Zhou, X. Huang, and X. Zhang, “Efficient catalytic ozonation via Mn-loaded C-SiO₂ Framework for advanced wastewater treatment: Reactive oxygen species evolution and catalytic mechanism,” Sci. Total Environ., vol. 858, 2023, Art. no. 159447, doi: 10.1016/j.scitotenv.2022.159447.

[13] G. Ponnusamy, H. Farzaneh, and Y. Tong, “Enhanced catalytic ozonation of ibuprofen using a 3D structured catalyst with MnO₂ nanosheets on carbon microfibers,” Sci. Rep., vol. 11, no. 6342, 2021, doi: 10.1038/s41598-021-85651-2.

[14] Z. Chen, H. Liu, and X. Li, “A comprehensive review on catalytic ozonation: emerging trends and future perspectives,” Desalination and Water Treatment, vol. 315, pp. 260–279, 2021, doi: 10.5004/dwt.2023.30134.

[15] V. A. Juwar and A. P. Rathod, “Catalytic ozonation of real food wastewater using catalyst synthesized from waste,” Environ. Technol., vol. 44, no.1, pp. 12-21, 2023, doi: 10.1080/09593330.2021.1961873.

[16] J. Li, W. Song, X. Mao, Q. Li, and Z. Yu, “Catalytic Ozonation of Dairy Farming Wastewater Using a Mn–Fe–Ce/γ-Al₂O₃ Ternary Catalyst: Performance, Generation, and Quenching of Hydroxyl Radicals,” J. Phys. Chem. C., vol. 124, no. 24, pp. 13215–13224, 2020, doi: 10.1021/acs.jpcc.0c02925.

[17] C. Tociu, M. Cristina, D. Gyorgy, C. Irina-Elena, I. Alexandru-Anton, M. Ecaterina, and M. Florica, “Tertiary treatment of livestock wastewater in the context of alternative water resources for sustainable agriculture,” Revista de Chimie, vol. 71, no. 10, pp. 161–170, 2020, doi: 10.37358/RC.20.10.8360.

[18] T. H. Van, C. T. Luu, and H. V. Hoang, Ozone catalytic technology in the treatment of wastewater contaminated with persistent organic pollutants, Thai Nguyen University Publishing House, 2024.

[19] T. T. P. Nguyen, N. T. T. Nguyen, K. T. T. Hoang, K. T. Tran, H. T. Tran, T. V. Nguyen, T. L. M. Nguyen, and L. H. Tran, “Combination of biochar filtration and ozonation processes in livestock wastewater treatment and application for soil cultivation,” Case Studies in Chemical and Environmental Engineering, vol. 7, 2023, Art. no. 100286, doi: 10.1016/J.CSCEE.2022.100286.

[20] Q. V. Le, T. D. Pham, H. T. T. Dong, H. T. Tran, T. T. P. Nguyen, and T. V. Nguyen, “Evaluation of the efficiency of livestock waste water treatment after biogas regulating family households in the Mekong Delta by the adsorption biochar method combined with high oxydation (ozon),” Vietnam Environment Administration Magazine, Thematic volume, no. 1, pp. 51 -54, March 2020.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.14420

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ