Đánh giá khả năng loại bỏ kim loại chì trong nước thải sản xuất pin ắc quy bằng xỉ tro.pdf

NTTƯ-NCKH-04 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Đơn vị chủ trì: Trường Đại học Nguyễn Tất Thành BÁO CÁO TỔNG KÉT ĐÈ TÀI NCKH DÀNH CHO CÁN Bộ - GIẢNG VIÊN 2018 Tên đề tài: Đánh giá khả loại bỏ kim loại chì nước thải sản xuất pin ắc quy băng xỉ tro Số hợp đồng: 2018.01.53/HĐ-KHCN Chủ nhiệm đề tài: Lê Thị Hồng Diệp Đơn vị công tác: Khoa Công nghệ sinh học Môi trường, Đại học Nguyễn Tất Thành Thời gian thực hiện: 09 tháng TP Hồ Chí Minh, ngày 25 thảng 02 năm 2019 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Đơn vị chủ trì: Trường Đại học Nguyễn Tất Thành BÁO CÁO TÔNG KÉT ĐÈ TÀI NCKH DÀNH CHO CÁN Bộ - GIẢNG VIÊN 2018 Tên đề tài: Đánh giá khả loại bở kim loại chì nước thải sản xuất pin ắc quy xỉ tro Sổ hợp đồng: 2018.01.53/HĐ-KHCN Chủ nhiệm đề tài: Lê Thị Hồng Diệp Đơn vị công tác: Khoa Công nghệ sinh học Môi trường, Đại học Nguyễn Tất Thành Thời gian thực hiện: 09 tháng Các thành viên phổi hợp cộng tác: STT Họ tên Chuyên ngành Cơ quan công tác Lưu Xuân Cường Nguyễn Thị Hơng Nhung Cơng nghệ hóa học Quản lý Mơi trường Khoa Cơng nghệ Hóa học Thực phẩm, ĐH NTT Khoa Công nghệ sinh học Môi trường, ĐH NTT Ký tên MỤC LỤC MỞ ĐẦƯ CHƯƠNG TỐNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu chung kim loại chì 1.1.1 Tính chất hóa học chì 1.1.2 Tính chất vật lý chì .2 1.2 Nguồn gốc gây nhiễm chì 1.3 Độc tính chì 1.4 Quy chuẩn Việt Nam nước thải công nghiệp 1.5 Phương pháp xừ lý ion chì mơi trườngnước 1.5.1 Phương pháp kết tủa hóa học .6 1.5.2 Phương pháp hấp phụ 1.5.3 Phương pháp sinh học 1.6 Các nghiên cứu gần vật liệu hấp phụ xử lý ion chì 1.6.1 Tổng quan nghiên cứu nước 1.6.2 Tổng quan nghiên cứu nước 1.7 Vật liệu hấp phụ từ xỉ tro 1.7.1 Nguồn tro xỉ nhiệt điện 11 1.7.2 Thành phần, đặc điếm, hình thái cấu trúc củaxỉ tro 12 1.7.3 ủng dụng xỉ tro 13 1.8 Cơ sở lý thuyết cùa trình hấp phụ 14 1.8.1 Khái niệm trình hấp phụ 14 1.8.2 Phân loại 15 1.8.3 Tái sinh vật liệu hấp phụ 16 CHƯƠNG NỘI DƯNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN củư 18 2.1 Nơi thực 18 2.2 Nguyên liệu hóa chất 18 2.3 Dụng cụ thiết bị 18 2.3.1 Dụng cụ 18 2.3.2 Thiết bị 19 2.4 Nội dung phương pháp nghiên cứu 19 2.5 Phương pháp phân tích 19 2.5.1 Phương pháp phố hấp thu nguyên tử (AAS) 19 2.5.2 Phương pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM) 20 2.5.3 Phương pháp xác định diện tích bề mặt riêng lỗ xốp (BET) .21 2.5.4 Phương pháp tán sắc lượng (EDS) 22 2.6 Các thí nghiệm tiến hành 22 2.6.1 Ảnh hưởng thời gian hấp phụ 23 2.6.2 Ành hưởng cùa nồng độ kim loại chì ban đầu 23 2.6.3 Ảnh hưởng cùa hàm lượng xỉ tro 23 2.6.4 Ảnh hưởng cùa giá trị pH ban đầu 23 2.6.5 Xây dựng đường đắng nhiệt hấp phụ 23 2.7 Quy trình thí nghiệm 24 ii 2.7.1 Chuẩn bị dung dịch kim loại nặng chì 24 2.7.2 Thí nghiệm hấp phụ dạng mẻ 24 CHƯƠNG KẾT QUAVÀ BÀN LUẬN 26 3.1 Đặc trưng xìtro 26 3.1.1 SEM-EDS 26 3.1.2 BET 28 3.2 Anh hưởng điều kiện hấp phụ lên khả hấp phụ ion chì (Pb2+) xỉ tro 28 3.2.1 Ảnh hưởng cùa thời gian hấp phụ 28 3.2.2 Ảnh hưởng nồng độ ion kim loại chì ban đầu 29 3.2.3 Ảnh hưởng hàm lượng xỉ tro 30 3.2.4 Ành hưởng giá trị pH ban đầu 31 3.3 Xây dựng đường đắng nhiệt hấp phụ .32 3.3.1 Mơ hình đường đắng nhiệt Langmuir 32 3.3.2 Mơ hình đường đẳng nhiệt Freundlich 33 3.3.3 Đánh giá kết 34 3.3.3 Đánh giá kết 34 3.4 Xử lý nước thải nhiễm chì từ cơng ty sản xuất pin - ắc quy 36 KẾT LUẬN VÀ ĐÈ NGHỊ 38 PHỤ LỤC 42 iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIÉT TẮT VLHP Vật liệu hấp phụ BTNMT Bộ Tài Ngun Mơi Truờng SEM Phuơng pháp phân tích kính hiển vi quét AAS Phuơng pháp phân tích phổ hấp thu nguyên tử EDS Phuơng pháp phổ tán sắc lượng XLNT Xử lý nước thải KCN Khu công nghiệp IV DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Xỉ tro Hình 1.2 Các vấn đề liên quan đen chất hấp phụ chi tiêu lợi ích tái sinh 17 Hình 2.1 Sơ đồ nội dung nghiên cứu 19 Hình 2.2 Thí nghiệm hấp phụ dạng mẻ 25 Hình 3.1 SEM xỉ tro 26 Hình 3.2 Phổ nguyên tố xỉ tro trước (a) sau hấpphụ chi (b) 27 Hình 3.3 Ảnh hưởng thời gian hấp phụ lênquá trình hấp phụ ionPb2+ 28 Hình 3.4 Ảnh hưởng nồng độ ban đầu lên trình hấp phụ ion Pb2+ 29 Hình 3.5 Ảnh hưởng liều lượng xỉ tro lên trình hấp phụ ion Pb2+ 30 Hình 3.6 Thế điện động zeta cùa xỉ tro pH khác 32 Hình 3.7 Đường đắng nhiệt hấp phụ xỉ tro theo mơ hình Freundlich 35 Hình 3.8 Đường đẳng nhiệt hấp phụ xỉ tro theo mơ hình Langmuir 35 Hình 3.9 Sơ đồ quy trình hấp phụ 36 Hình 3.10 Nồng độ chì sau hấp phụ hàm lượng xỉ tro khác 36 Hình 3.11 Phổ nguyên tố cùa xỉ tro trước (hình trên) sau hấp phụ chì (hình dưới) nước thải sản xuất pin - ắc quy 37 V DANH MỤC • CÁC BẢNG Bảng 1.1 Tính chất vật lý chì Bảng 1.2 Tình hình dự báo khai thác tiêu thụ than ngành kinh tế 10 Bảng 1.3 Tro xỉ từ nhà máy nhiệt điện giai đoạn 2010 4- 2030 11 Bảng 1.4 Thành phần hóa học xỉ tro nhà máy nhiệt điện Duyên Hải 12 Bảng 1.5 So sánh hấp phụ vật lý hấp phụ hóa học 16 Bảng 3.1 Ảnh huởng pH lên trình hấp phụ ion Pb2~ 31 Bảng 3.2 Các thơng số mơ hình đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich mơ hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir 34 VI TÓM TẮT KẾT QUẢ NGHIÊN cửu Sản phẩm đăng ký thuyết minh Sản phẩm thực đạt + 01 Khóa luận tốt nghiệp sinh viên + 01 Khóa luận tốt nghiệp cho sinh viên Nguyễn Thị Hiệp, ngành Quản lý tài nguyên môi trường, lớp 14DTNMT04, MSSV: 1411529525 + Đã nộp báo cho Tạp chí Khoa học + 01 Bài báo đăng Tạp chí Khoa học Cơng nghệ NTTU Công nghệ NTTU Thời gian đăng ký: từ 06/2018 đến 02/2019 Thời gian nộp báo cáo: ngày 25/02/2019 vii MỞ ĐÀU Chì nguyên tố phổ biến hoạt động công nghiệp in ấn, sản xuất đồ gia dụng, sản xuất ắc quy, pin, hàn xì, khai thác quặng, xăng dầu, Tuy nhiên chì lại kim loại có độc tính cao, có khả gây nguy hại đen người động thực vật Tro xỉ số chất thải rắn sinh trình đốt than nhà máy nhiệt điên, sản xuất xi măng, hóa chất - phân bón, luyện kim, cơng nghiệp giấy sấy nơng nghiệp - thực phẩm mà cịn nguồn gây ô nhiễm môi trường đất, nước khơng khí Vì vậy, đề tài: “Đánh giá khả loại bỏ kim loại chì nước thải sản xuất pin ắc quy bàng xỉ tro” thực Phịng thí nghiệm khoa Cơng nghệ Sinh học Mơi Trường, ĐH Nguyễn Tất Thành Trung tâm phân tích mơi trường Phương Nam với hai mục tiêu đánh giá khả loại bở kim loại chì nước giả lập nước thải sản xuất pin ắc quy xỉ tro Đe tài có nội dung: Đánh giá khả loại bỏ chì nước thải giả lập xỉ tro, Đánh giá hiệu loại bỏ chì từ nước thải sản xuất pin - ắc quy xỉ tro, Lập đường isotherm hấp phụ theo Langmuir, Freundlich Những kết đạt sau chín tháng nghiên cứu: Thời gian thích hợp cho việc hấp phụ chì lên xỉ tro 30 phút Dung lượng hấp phụ có xu hướng giảm tăng nồng độ ion kim loại ban đầu, từ 100% xuống 34.1% nong độ kim loại chì tăng từ ppm đến 500 ppm Dung lượng hấp phụ chì tăng tăng hàm lượng xỉ tro từ 0,5 g/L đến g/L Nồng độ chì sau hấp phụ 0,083 ± 0,01 mg/L, đạt QCVN 40:2011/BTNMT pH > thích họp cho q trình xử lý chì xỉ tro Quá trình hấp phụ ion Pb2+ xỉ tro phù hợp với mơ hình hấp phụ Freundlich Chì nước thải sản xuất pin - ắc quy loại bỏ hoàn toàn sử dụng 3g/L xỉ tro viii ... tiêu đánh giá khả loại bở kim loại chì nước giả lập nước thải sản xuất pin ắc quy xỉ tro Đe tài có nội dung: Đánh giá khả loại bỏ chì nước thải giả lập xỉ tro, Đánh giá hiệu loại bỏ chì từ nước thải. .. Việc đánh giá khả loại bở kim loại nặng nước xỉ tro cần nghiên cứu sâu nước giả lập nước thải thật, mà cụ the loại bỏ ion kim loại chì Pb (II) nước thải từ trình sản xuất pin - ắc quy Nồng độ nước. .. phẩm mà cịn nguồn gây ô nhiễm môi trường đất, nước khơng khí Vì vậy, đề tài: ? ?Đánh giá khả loại bỏ kim loại chì nước thải sản xuất pin ắc quy bàng xỉ tro” thực Phịng thí nghiệm khoa Cơng nghệ