1. Họ và tên: Nguyễn Văn Huống                                   2.Giới tính: Nam

3. Ngày sinh: 07/06/1985                                                4. Nơi sinh: Hưng Yên

5. Quyết định công nhận nghiên cứu sinh: Số 2875/QĐ-ĐHKHTN ngày 07/8/2015 của Hiệu trưởng Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội.

6. Các thay đổi trong quá trình đào tạo: Quyết định gia hạn số 1191/QĐ-ĐHKHTN ngày 04/05/2019 của Hiệu trưởng Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội         

7. Tên đề tài luận án: Nghiên cứu tận dụng bùn đỏ từ công nghệ Bayer khu vực Tây Nguyên để xử lý một số hợp chất nhóm nitrophenol trong nước thải công nghiệp quốc phòng

8. Chuyên ngành: Khoa học môi trường                         9. Mã số: 9440301.01

10. Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Nguyễn Mạnh Khải; PGS.TS. Vũ Đức Lợi

11. Tóm tắt các kết quả mới của luận án:

- Bùn đỏ từ khu vực Tây Nguyên (nhà máy Alumin Lâm Đồng) có thành phần cơ bản gồm Fe2O3 (54%) và Al2O3 (16,4 %), SiO2 (5,14%), TiO2 (6,88%) và  một số các thành phần khác như: Zn, Ba, Hg, Sn, Be…. Bùn đỏ thô và bùn đỏ biến tính có sự khác biệt rõ rệt về thành phần hóa học, trong đó Fe2O3 tăng lên rõ rệt khi biến tính ở nhiệt độ 800 oC (từ 54,0 % lên 63,23 %), khi biến tính tiếp bằng axit HCl thành phần Fe2O3 tiếp tục tăng (từ 63,23 % lên 66,91 %). Tượng tự thành phần của TiO2, Al2O3 cũng tăng nhẹ. Khối lượng mất khi nung giảm đáng kể khi biến tính ở 800 oC (từ 11,68 % giảm xuống 3,83 %), tiếp tục biến tính bằng HCl 2M khối lượng mất khi nung giảm (từ 3,83 % xuống 1,63 %). Bùn đỏ có kích thước hạt trung bình 44,27 µm, pH ~ 12,5 và cường độ phóng xạ của thấp hơn giới hạn cho phép. Bùn đỏ biến tính ở nhiệt độ 800oC và axit HCl 2M cho kích thước hạt đồng đều, diện tích bề mặt riêng phát triển (tăng gấp 6,2 lần) so với biến tính ở 800oC không sử dụng axit và gấp 3,8 lần so với biến tính bằng nhiệt ở 800oC và sử dụng axit HCl 1M.

- Tại pH = 3 - 4 với vật liệu RM 800 – 2 M lượng bùn đỏ biến tính sử dụng 1g/100 mL và thời gian xử lý 40 phút là điều kiện tốt nhất để xử lý TNP và TNR ở 100 mL với nồng độ TNR= 148,73 mg/L và TNP = 35,1 mg/L. Tại pH = 7, lượng bùn đỏ biến tính sử dụng 10g/L, thời gian xử lý 40 phút là điều kiện tốt để xử lý DDNP ở 1 L với nồng độ 50 mg/L. Sự hấp phụ TNP và TNR bởi bùn đỏ Tây Nguyên biến tính trong điều kiện đẳng nhiệt tuân theo quy luật hấp phụ Langmuir và Frenundich. Đối với TNP theo quy luật hấp phụ Langmuir thông số qmax = 12,42 mg/g, R2 = 0,9921, KL = 0,40 L/mg và Frenundich với các thông số KF = 2,64 mg/g, R2 = 0,9646, n = 1,65. Với TNR theo quy luật hấp phụ Langmuir các thông số qmax = 16,95 mg/g, R2 = 0,9877, KL = 0,415 L/mg và Frenundich với các thông số KF = 4,69 mg/g, R2 = 0,9949, n = 2,23. DDNP tuân theo quy luật Langmuir với các thông số qmax = 13,14 mg/g, R2 = 0,9977, KL = 0,61 L/mg. Tính toán lượng vật liệu cần xử lý cho 01 m3 nước thải thực tế tại Nhà máy Z121/TCCNQP đối với TNP (58 mg/L) là 6,06 kg, TNR (150 mg/L) là 15,02 kg.

- Hệ quang - Fenton với tỷ lệ tỷ lệ H2O2/Fe2+= 20, pH = 3, UV = 185 nm, I = 130 µA/m, thời gian lưu 90 phút cho hiệu suất xử lý DDNP (nồng độ 400 mg/L ) đạt cao nhất. Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu, đưa ra quy trình công nghệ xử lý nước thải từ dây chuyền sản xuất DDNP, tính toán được các thông số kỹ thuật, tiến hành gia công, chế tạo hệ thống dạng pilot để thử nghiệm.

- Thiết lập được quy trình công nghệ xử lý nước thải dây chuyền sản xuất DDNP bằng phương pháp kết hợp UV-Fenton và bùn đỏ biến tính. Tính toán, thiết kế và chế tạo được hệ thống xử lý quy mô pilot nước thải dây chuyền sản xuất DDNP với công suất là 1 m3/mẻ, lắp đặt, thử nghiệm tại xí nghiệp 2/Nhà máy Z121/Tổng cục CNQP, vận hành thử nghiệm, huấn luyện chuyển giao công nghệ, đánh giá chất lượng nước sau quá trình xử lý. Chất lượng nước thải sau xử lý đạt cột B, QCVN 40: 2011/ BTNMT và Tiêu chuẩn nước thải sản xuất vũ khí (đối với thuốc phóng thuốc nổ - GB 14470.2 -2002).

12. Khả năng ứng dụng thực tiễn:

- Nghiên cứu biến tính bùn đỏ và đánh giá khả năng hấp phụ TNP, TNR, DDNP trong môi trường nước làm cơ sở khoa học tận dụng bùn đỏ từ công nghệ Bayer khu vực Tây Nguyên để xử lý một số hợp chất nhóm nitrophenol trong nước thải công nghiệp quốc phòng.

- Nghiên cứu kết hợp giữa biện pháp hóa lý và oxy hóa nâng cao (AOPs) để xử lý chất hữu cơ khó phân hủy trong nước thải trong công nghiệp quốc phòng; Đưa ra được quy trình công nghệ và thử nghiệm xử lý nước thải thực tế tại Nhà máy Z121/Tổng cục công nghiệp Quốc phòng bằng phương pháp kết hợp giữa UV-Fenton và bùn đỏ biến tính để xử lý nước thải phát sinh từ dây chuyển sản xuất DDNP trên quy mô phòng thí nghiệm. Kết quả nghiên cứu cho thấy đã phá hủy cấu trúc khó phân hủy của DDNP bởi hệ AOPs có vai trò của bùn đỏ, đồng thời gia tăng khả năng xử lý các sản phẩm trung gian bởi sự hấp phụ bởi bùn đỏ. Hướng tiếp cận này có hiệu quả và khả thi cao.

- Trên cơ sở nghiên cứu động học, lý thuyết quá trình trong phòng thí nghiệm, luận án đã tính toán và thử nghiệm lắp đặt, vận hành thực tế hệ thống xử lý nước thải phát sinh từ dây chuyển sản xuất DDNP với công suất 01 m3/mẻ tại Nhà máy Z121/Tổng cục CNQP. Kết quả phân tích chất lượng nước sau xử lý đạt QCVN 40:2011/BTNMT, cột B.

- Kết quả nghiên cứu của luận án có thể áp dụng thực tế tại các Nhà máy sản xuất sản xuất quốc phòng có phát sinh nước thải chứa các hợp chất nhóm nitrophenol.

13. Các hướng nghiên cứu tiếp theo:

- Nghiên cứu thử nghiệm giải pháp tái xử lý vật liệu hấp phụ sau sử dụng.

- Nghiên cứu sử dụng bùn đỏ làm hệ xúc tác cho các quá trình oxy hóa nâng cao để xử lý các hợp chất nitrophenol.

- Tiếp tục nghiên cứu ứng dụng công nghệ để xử lý các chất khác như dioxin, chất độc CS, TNT, RDX, DNP...

14. Các công trình công bố liên quan đến luận án:

[1]. Nguyễn Văn Huống, Vũ Đức Lợi, Nguyễn Thanh Hải, Nguyễn Mạnh Khải (2017), “Nghiên cứu xử lý axit picric trong nước bằng bùn đỏ biến tính”, Tạp chí Khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội  33(IS), tr. 28-37.

[2]. Nguyễn Văn Huống, Nguyễn Mạnh Khải, Nguyễn Ngọc Sơn, Nguyễn Văn Hoàng (2018), “Nghiên cứu khả năng xử lý Diazo dinitrophenol trong môi trường nước bằng phương pháp quang Fenton”, Tạp chí Nghiên cứu khoa học và công nghệ quân sự   54, tr. 210-218.

[3]. Nguyễn Mạnh Khải, Nguyễn Văn Huống, Nguyễn Thị Ngọc Ánh, Vũ Đức Lợi (2018), “Nghiên cứu xử lý axit styphnic trong nước bằng hệ UV-H2O2/nano TiO2”, Tạp chí Khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội   34(4), tr.98-103.

[4]. Nguyen Van Huong, Luu Quang Minh, Nguyen Manh Khai (2019), Study on 2-Diazo-4,6-dinitrophenol in waste water using UV-H2O2/TiO2. Journal of Military science and technology, Special Issue 60A, tr. 52-60.

[5]. Nguyễn Văn Huống, Vũ Đức Lợi, Nguyễn Đình Hưng, Trần Thị Tố Uyên, Nguyễn Mạnh Khải (2019), “Nghiên cứu xử lý axit styphnic trong nước bằng hệ UV/H2O2/Bùn đỏ Tây Nguyên”, Tạp chí Nghiên cứu khoa học và công nghệ quân sự 61, tr. 150-157.

[6]. Nguyễn Văn Huống, Nguyễn Văn Hoàng, Tô Văn Thiệp, Nguyễn Mạnh Khải, Quy trình xử lý nước thải từ dây chuyền sản xuất thuốc gợi nổ diazodinitrophenol, Cấp bằng độc quyền Giải pháp hữu ích số 2327 theo quyết định số 5618w/QĐ-SHTT, ngày 20/05/2020.

[7]. Nguyễn Văn Huống, Đoàn Công Danh, Trần Thị Trang, Vũ Đức Lợi, Nguyễn Mạnh Khải (2019), “Nghiên cứu xử lý axit picric trong nước bằng hệ UV-H2O2/TiO2”, Tạp chí Nghiên cứu khoa học và công nghệ quân sự Đặc san, tr. 308-315.