(LUẬN văn THẠC sĩ) nghiên cứu kết hợp phương pháp vi sinh và xúc tác quang sử dụng vật liệu tio2 phủ trên một số pha nền để xử lý nước thải hồ nuôi tôm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN TÔ TÚ TRÂN NGHIÊN CỨU KẾT HỢP PHƯƠNG PHÁP VI SINH VÀ XÚC TÁC QUANG SỬ DỤNG VẬT LIỆU TiO2 PHỦ TRÊN MỘT SỐ PHA NỀN ĐỂ XỬ LÝ NƯỚC THẢI HỒ NUÔI TÔM LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA LÝ THUYẾT & HÓA LÝ Bình Định – Năm 2020 download by : skknchat@gmail.com BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN TÔ TÚ TRÂN NGHIÊN CỨU KẾT HỢP PHƯƠNG PHÁP VI SINH VÀ XÚC TÁC QUANG SỬ DỤNG VẬT LIỆU TiO2 PHỦ TRÊN MỘT SỐ PHA NỀN ĐỂ XỬ LÝ NƯỚC THẢI HỒ NUÔI TÔM Chuyên ngành: Hóa Lý Thuyết & Hóa Lý Mã số : 8440119 Người hướng dẫn: TS HOÀNG ĐỨC AN download by : skknchat@gmail.com LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình kết nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình nghiên cứu download by : skknchat@gmail.com LỜI CẢM ƠN Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo TS Hoàng Đức An, thầy tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, bảo động viên em hoàn thành tốt luận văn Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS Nguyễn Tấn Lâm đóng góp định hướng giúp em hồn thiện luận văn Trong trình thực luận văn, em nhận nhiều quan tâm tạo điều kiện Thầy, Cơ khoa Hóa Trung tâm thí nghiệm thực hành A6 – Trường Đại học Quy Nhơn Em xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành tới quý Thầy, Cô Em xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè tập thể lớp Cao học Hóa K21 ln động viên, khích lệ tinh thần suốt trình học tập nghiên cứu khoa học Mặc dù cố gắng thời gian thực luận văn cịn hạn chế kiến thức thời gian, kinh nghiệm nghiên cứu nên khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận thông cảm ý kiến đóng góp q báu từ q Thầy, Cơ để luận văn hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! download by : skknchat@gmail.com MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu đề tài Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Cấu trúc luận văn Chương I TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NUÔI TÔM TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 1.1.1 Trên giới 1.1.2 Tại Việt Nam 1.1.3 Tại tỉnh Bình Định 1.2 NHỮNG HẠN CHẾ, BẤT CẬP VÀ THÁCH THỨC CỦA NGÀNH NUÔI TÔM 1.2.1 Chịu tác động nặng nề ô nhiễm môi trường biến đổi khí hậu 1.2.2 Tác động sử dụng hóa chất thức ăn ni tơm 10 1.2.3 Tác động bùn đáy 11 1.3 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI HỒ NUÔI TÔM 12 1.3.1 Phương pháp vật lý 12 1.3.2 Phương pháp sinh học 13 1.3.3 Phương pháp hóa học 15 1.4 GIỚI THIỆU VỀ TITAN DIOXIT KÍCH THƯỚC NANO BIẾN TÍNH PHỦ TRÊN PHA NỀN VÀ ỨNG DỤNG 18 1.4.1 Vật liệu TiO2 18 1.4.2 Tính chất xúc tác quang TiO2 21 download by : skknchat@gmail.com 1.4.2.1 Khái niệm phản ứng quang xúc tác 21 1.4.2.2 Cơ chế phản ứng xúc tác quang hóa 22 1.4.3 Vật liệu TiO2 biến tính 26 1.4.4 Vật liệu nano TiO2 biến tính phủ pha 27 1.4.5 Ứng dụng 30 1.4.5.1 Ứng dụng xúc tác quang hóa xử lý môi trường 30 1.4.5.2 Ứng dụng lĩnh vực sơn tự làm 33 1.4.5.3 Các ứng dụng khác TiO2 34 1.5 CHẾ PHẨM SINH HỌC 34 1.5.1 Giới thiệu chế phẩm sinh học 34 1.5.2 Tác dụng chế phẩm sinh học 36 1.5.3 Cơ chế hoạt động chế phẩm sinh học 38 1.5.4 Chế phẩm vi sinh Remediate 38 Chương II THỰC NGHIỆM 41 2.1 THIẾT BỊ, HÓA CHẤT, DỤNG CỤ 41 2.1.1 Thiết bị 41 2.1.2 Hóa chất 41 2.1.3 Dụng cụ 41 2.1.4 Giới thiệu vật liệu composite BiOI/TiO2 42 2.1.4.1 Hình thái cấu trúc vật liệu .42 2.1.4.2 Đặc trưng liên kết hóa học vật liệu 44 2.1.4.3 Tính chất hấp thụ quang vật liệu .45 2.2 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 46 2.2.1 Phương pháp xác định pH theo TCVN 6492:2011 (ISO 10523 : 2008) chất lượng nước 46 2.2.2 Phương pháp xác định NH4+ theo TCVN 2662:1978 chất lượng nước 47 download by : skknchat@gmail.com 2.2.3 Phương pháp xác định Nito tổng theo SMEWW 4500 - N.C (2012) 48 2.2.4 Phương pháp xác định COD theo TCVN 6491:1999 (ISO 6060:1989) chất lượng nước 49 2.2.5 Phương pháp xác định BOD5 theo TCVN 6001:1995 (ISO 5815: 1989) chất lượng nước 51 2.2.6 Phương pháp xác định TSS theo TCVN 6625:2000 (ISO 11923:1997) chất lượng nước 53 2.2.7 Phương pháp xác định PO43- theo SMEWW 4500 - P.E (2012) 53 2.3 KHẢO SÁT HOẠT TÍNH XÚC TÁC QUANG CỦA VẬT LIỆU 56 2.3.1 Khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ 56 2.3.2 Khảo sát hoạt tính quang xúc tác 56 2.3.3 Phân tích định lượng tetracyclin (TC) 57 2.3.2.1 Nguyên tắc 57 2.3.2.2 Xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ TC 57 2.4 NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI HỒ NUÔI TÔM TRÊN CƠ SỞ VẬT LIỆU COMPOSITE BiOI/TiO2 58 2.4.1 Phương pháp lấy mẫu bảo quản mẫu 58 2.4.2 Nghiên cứu điều kiện, thời gian nồng độ chế phẩm vi sinh xử lý nước thải hồ nuôi tôm hiệu 58 2.4.3 Ảnh hưởng khối lượng chất xúc tác BiOI/TiO2 đơn vị diện tích đến hoạt tính quang xúc tác vật liệu sử dụng nguồn sáng đèn 59 2.4.4 Ảnh hưởng khối lượng chất xúc tác BiOI/TiO2 đơn vị diện tích đến hoạt tính quang xúc tác vật liệu sử dụng nguồn sáng mặt trời 60 2.4.5 Nghiên cứu kết hợp vật liệu TiO2 biến tính phân tán pha phương pháp vi sinh để xử lý nước thải hồ nuôi tôm 61 download by : skknchat@gmail.com Chương III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 63 3.1 ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH XÚC TÁC QUANG CỦA VẬT LIỆU TiO2 BIẾN TÍNH ĐƯỢC PHÂN TÁN TRÊN PHA NỀN 63 3.1.1 Khảo sát thời gian cân hấp phụ 63 3.1.2 Khảo sát yếu tố thực nghiệm ảnh hưởng đến hoạt tính quang xúc tác vật liệu 64 3.2 ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC THẢI BAN ĐẦU 67 3.3 NGHIÊN CỨU ĐIỀU KIỆN, THỜI GIAN VÀ NỒNG ĐỘ CHẾ PHẨM VI SINH XỬ LÝ NƯỚC THẢI HỒ NUÔI TÔM HIỆU QUẢ NHẤT 69 3.4 NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NUÔI TÔM CỦA VẬT LIỆU BiOI/TiO2 PHÂN TÁN TRÊN PHA NỀN 73 3.4.1 Ảnh hưởng khối lượng chất xúc tác BiOI/TiO2 đơn vị diện tích đến hoạt tính quang xúc tác vật liệu sử dụng nguồn sáng đèn 73 3.4.1.1 Kết khảo sát pH 74 3.4.1.2 Kết khảo sát NH4+ .75 3.4.1.3 Kết khảo sát BOD5 76 3.4.1.4 Kết khảo sát COD .78 3.4.2 Ảnh hưởng khối lượng chất xúc tác BiOI/TiO2 đơn vị diện tích đến hoạt tính quang xúc tác vật liệu sử dụng nguồn sáng mặt trời 80 3.4.2.1 Kết khảo sát pH 80 3.4.2.2 Kết khảo sát NH4+ .81 3.4.2.3 Kết khảo sát BOD5 83 3.4.2.4 Kết khảo sát COD .84 3.4.3 Đánh giá khả tái sử dụng vật liệu 88 download by : skknchat@gmail.com 3.5 HIỆU QUẢ XỬ LÝ NƯỚC THẢI HỒ NUÔI TÔM BẰNG PHƯƠNG PHÁP KẾT HỢP 89 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO 96 PHỤ LỤC 104 QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (Bản sao) 115 download by : skknchat@gmail.com DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT AOPs Advanced Oxidation Processes (Các q trình oxi hóa nâng cao) BNNPTNT Bộ nông nghiệp phát triển nông thôn BOD Biochemical Oxygen Demand (Nhu cầu oxy sinh hố) BTNMT Bộ tài ngun mơi trường CB Condution band (Vùng dẫn) COD Chemical Oxygen Demand (Nhu cầu oxy hóa học) Eg Band gap energy (Năng lượng vùng cấm) QCVN Quy chuẩn Việt Nam TC Tetracyclin TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam THMs Trihalomethanes TSS Total Suspended Solids (Tổng chất rắn lơ lửng) TT-BNN Thông tư – Bộ nơng nghiệp VB Valance band (Vùng hóa trị) download by : skknchat@gmail.com ... TÔ TÚ TRÂN NGHIÊN CỨU KẾT HỢP PHƯƠNG PHÁP VI SINH VÀ XÚC TÁC QUANG SỬ DỤNG VẬT LIỆU TiO2 PHỦ TRÊN MỘT SỐ PHA NỀN ĐỂ XỬ LÝ NƯỚC THẢI HỒ NI TƠM Chun ngành: Hóa Lý Thuyết & Hóa Lý Mã số : 8440119...ứng dụng phương pháp xử lý nước thải phương pháp kết hợp vào thực tế để xử lý nguồn nước thải hồ nuôi tôm trước thải vào môi trường khả thi Kết cho thấy hiệu xử lý tiêu nước thải hồ nuôi tôm cao ... nuôi tôm vật liệu composite TiO2 phủ pha - Nghiên cứu kết hợp vật liệu composite TiO2 phủ pha chế phẩm vi sinh để xử lý nước thải ao nuôi tôm đạt tiêu chuẩn xả thải Đối tượng phạm vi nghiên cứu