Hcmute khảo sát ứng dụng khả năng hấp thụ của hạt sỏi nhẹ keramzit trong xử lý nước thải nhuộm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN KHẢO SÁT ỨNG DỤNG KHẢ NĂNG HẤP PHỤ CỦA HẠT SỎI NHẸ KERAMZIT TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHUỘM MÃ SỐ:SV2018-25 SKC 0 Tp Hồ Chí Minh, năm 2018 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI THAM GIA XÉT GIẢI THƯỞNG “SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC” NĂM 2018 KHẢO SÁT ỨNG DỤNG KHẢ NĂNG HẤP PHỤ CỦA HẠT SỎI NHẸ KERAMZIT TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHUỘM Thuộc lĩnh vực khoa học công nghệ: Kỹ thuật môi trường Luan van TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI THAM GIA XÉT GIẢI THƯỞNG “SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC” NĂM 2018 KHẢO SÁT ỨNG DỤNG KHẢ NĂNG HẤP PHỤ CỦA HẠT SỎI NHẸ KERAMZIT TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHUỘM Thuộc lĩnh vực khoa học công nghệ: Kỹ thuật môi trường SV thực hiện: Nguyễn Thị Cẩm Hương Nam, Nữ: Nữ Dân tộc: Kinh Lớp, khoa: Cơng nghệ Hố học – Thực Phẩm Ngành học: Công nghệ Kỹ thuật Môi trường Người hướng dẫn chính: TS Nguyễn Thái Anh Luan van Năm thứ: 3/Số năm đào tạo: TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM THƠNG TIN VỀ SINH VIÊN CHỊU TRÁCH NHIỆM CHÍNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI I SƠ LƯỢC VỀ SINH VIÊN Họ tên: Nguyễn Thị Cẩm Hương Sinh ngày: 15 tháng năm 1997 Nơi sinh: Tiền Giang Lớp: 151502A Khóa: 2015 Khoa: Cơng nghệ Hóa học - Thực phẩm Địa liên hệ: Ký túc xá sở 1, trường đại học Sư phạm Kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh, số Võ Văn Ngân, phường Linh Chiểu quận Thủ Đức thành phố Hồ Chí Minh Điện thoại: 0981 503 496 II Email:camhuong1509@gmail.com QUÁ TRÌNH HỌC TẬP  Năm thứ 1: Ngành học: Công nghệ Kỹ thuật Môi trường Khoa: Cơng nghệ Hóa học - Thực phẩm Kết xếp loại học tập: Khá  Năm thứ 2: Ngành học: Công nghệ Kỹ thuật Môi trường Khoa: Công nghệ Hóa học - Thực phẩm Kết xếp loại học tập: Khá Luan van  Năm thứ 3: Ngành học: Công nghệ Kỹ thuật Môi trường Khoa: Công nghệ Hóa học - Thực phẩm Kết xếp loại học tập: Khá Ngày Xác nhận sở giáo dục đại học (Ký tên đóng dấu) tháng năm Sinh viên chịu trách nhiệm thực đề tài (ký, họ tên) Luan van TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Thông tin chung: - Tên đề tài: Khảo sát ứng dụng khả hấp phụ hạt sỏi nhẹ Keramzit xử lý nước thải nhuộm - Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Cẩm Hương - Lớp: 151502A Khoa: Cơng nghệ Hóa Học-Thực Phẩm Năm thứ: Số năm đào tạo: - Người hướng dẫn: TS Nguyễn Thái Anh Mục tiêu đề tài:  Nghiên cứu khả hấp phụ hạt sỏi nhẹ Keramzit q trình hấp phụ màu thuốc nhuộm hoạt tính SUNCION RED HE7B, thuốc nhuộm SUNCION BLUE HEGN  Nghiên cứu ứng dụng mơ hình hấp phụ dạng mẻ (batch adsorption) mơ hình hấp phụ dạng cột nhồi (fixed-bed adsorption) Thơng qua thí nghiệm cụ thể, thơng số hấp phụ phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir, Fruendlich theo dạng mẻ, phương trình hấp phụ Bohart - Adams theo dạng cột xác định  So sách khả hấp phụ hạt sỏi nhẹ Keramzit với than hoạt tính Tính sáng tạo:  Chưa có nghiên cứu khả hấp phụ hạt sỏi  Hạt sỏi tạo, cải tiến thành phần vật liệu để nâng cao hiệu xử lý Kết nghiên cứu:  Phát thêm vật liệu hấp phụ mới, giá thành thấp để nghiên cưu xử lý nước thải công nghiệp dệt nhuộm  pH nước giảm sử dụng sỏi nhẹ keramzit để làm vật liệu hấp phụ  Quá trình hấp phụ tối ưu pH 6, cỡ sỏi - 10 mm, thời gian hấp phụ 50 cơng suất hấp phụ cực đại đạt 0.284 0.455 mg/g tương ứng với thuốc nhuộm RED BLUE  Quá trình hấp phụ sử dụng tốt với thuyết Langmuir thuyết Freundlich Luan van Đóng góp mặt giáo dục đào tạo, kinh tế - xã hội, an ninh, quốc phòng khả áp dụng đề tài:  Tiền đề cho phát triển nghiên cứu để tạo vật liệu hấp phụ  Cung cấp vật liệu hấp phụ rẻ tiền có khả xử lý nước thải thực tế Công bố khoa học SV từ kết nghiên cứu đề tài (ghi rõ tên tạp chí có) nhận xét, đánh giá sở áp dụng kết nghiên cứu (nếu có): Số 46(03/2018) Tạp chí Khoa học Giáo dục Kỹ thuật Ngày tháng năm Sinh viên chịu trách nhiệm thực đề tài (kí, họ tên) Nhận xét người hướng dẫn đóng góp khoa học sinh viên thực đề tài (phần người hướng dẫn ghi): Ngày Xác nhận sở giáo dục đại học (kí tên đóng dấu) Luan van tháng năm Người hướng dẫn (kí, họ tên) MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT CHƯƠNG MỞ ĐẦU .9 ĐẶT VẤN ĐỀ TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI .9 MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 3.1 Mục tiêu nghiên cứu 3.2 Đối tượng nghiên cứu 3.3 Phạm vi nghiên cứu NỘI DỤNG NGHIÊN CỨU .9 Ý NGHĨA ĐỀ TÀI 10 5.1 Ý nghĩa thực tiễn 10 5.2 Ý nghĩa khoa học 10 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP HẤP PHỤ VÀ MỘT SỐ VẬT LIỆU HẤP PHỤ ĐỘ THUỐC NHUỘM 11 1.1 TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP HẤP PHỤ 11 1.1.1 Khái niệm hấp phụ 11 1.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến hấp phụ 14 1.1.3 Phương trình đẳng nhiệt 14 1.2 MỘT SỐ VẬT LIỆU HẤP PHỤ THUỐC NHUỘM ĐÃ ĐƯỢC NGHIÊN CỨU 17 1.2.1 Bã mía 17 1.2.2 Lõi ngô vỏ ngô 17 1.2.3 Bụi 17 CHƯƠNG TỔNG QUAN CÁC LOẠI THUỐC NHUỘM VÀ GIỚI THIỆU VỀ HẠT SỎI NHẸ KERAMZIT 19 2.1 TỔNG QUAN VỀ THUỐC NHUỘM 19 2.1.1 Sơ lược thuốc nhuộm 19 2.1.2 Phân loại thuốc nhuộm 19 2.2 Giới thiệu hạt sỏi nhẹ keramzit 20 2.2.1 Quy trình sản xuất 20 2.2.2 Bản chất nở phồng đất sét 20 CHƯƠNG Q TRÌNH LÀM THÍ NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 21 ĐỐI VỚI HẠT SỎI NHẸ KERAMZIT 21 Luan van 3.1 VẬT LIỆU, HÓA CHẤT, DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ SỬ DỤNG 21 3.1.1 Vật liệu, hóa chất 21 3.1.2 Dụng cụ thiết bị 21 3.2 THÍ NGHIỆM 1: ẢNH HƯỞNG CỦA pH ĐẾN THUỐC NHUỘM 21 3.2.1 Tiến hành thí nghiệm 21 3.2.2 Thuốc nhuộm RED 22 3.2.3 Thuốc nhuộm BLUE 22 3.3 THÍ NGHIỆM 2: XÁC ĐỊNH BƯỚC SÓNG TỐI ƯU 22 3.3.1 Thuốc nhuộm RED 22 3.3.2 Thuốc Nhuộm BLUE 22 3.4 THÍ NGHIỆM 3: XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG CHUẨN ĐỘ MÀU ĐỘ THUỐC NHUỘM 23 3.4.1 Thuốc nhuộm RED 23 3.4.2 Thuốc nhuộm BLUE 23 3.5 THÍ NGHIỆM 4: XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC SỎI THAY ĐỔI 24 3.5.1 Tiến hành thí nghiệm 24 3.5.2 Thuốc nhuộm RED 25 3.5.3 Thuốc nhuộm BLUE 25 3.6 THÍ NGHIỆM 5: XÁC ĐỊNH LƯỢNG SỎI TỐI ƯU 26 3.6.2 Thuốc nhuộm RED 26 3.6.3 Thuốc nhuộm BLUE 28 3.7 THÍ NGHIỆM 6: XÁC ĐỊNH THỜI GIAN HẤP PHỤ THAY ĐỔI 29 3.7.1 Tiến hành thí nghiệm 29 3.7.2 Thuốc nhuộm RED 29 3.7.3 Thuốc nhuộm BLUE 31 3.8 THÍ NGHIỆM 7: KHẢO SÁT SỰ THAY ĐỔI NỒNG ĐỘ THUỐC NHUỘM ĐẾN KHẢ NĂNG HẤP PHỤ CỦA SỎI KERAMZIT 33 3.8.1 Phương trình đẳng nhiệt Langmuir 33 3.8.2 Phương trình đẳng nhiệt Freundlich 34 3.8.3 Thuốc nhuộm RED 34 3.8.4 Thuốc nhuộm BLUE 35 3.9 THÍ NGHIỆM 8: HẤP PHỤ DẠNG CỘT NHỒI VỚI LƯU LƯỢNG THAY ĐỔI 37 3.9.1 Tiến hành thí nghiệm 37 3.9.2 Thuốc nhuộm RED 38 3.9.3 Thuốc nhuộm BLUE 41 Luan van 3.10.THÍ NGHIỆM 9: HẤP PHỤ DẠNG CỘT NHỒI VỚI CHIỀU CAO CỘT NHỒI THAY ĐỔI 45 3.10.1 Tiến hành thí nghiệm 45 3.10.2 Thuốc nhuộm RED 46 3.10.3 Thuốc nhuộm BLUE 47 CHƯƠNG SO SÁNH KHẢ NĂNG HẤP PHỤ THUỐC NHUỘM CỦA SỎI KERAMZIT SO VỚI THAN HOẠT TÍNH 48 4.1 CÁC THÍ NGHIỆM THEO MẺ 48 4.1.1 Lượng than hấp phụ tối ưu 48 4.1.2 Thời gian hấp hấp phụ tối ưu 52 4.1.3 Nồng độ hấp phụ thay đổi 58 4.2 THÍ NGHIỆM VÀ CỘT NHỒI 62 4.2.1 Tiến hành thí nghiệm 62 4.2.2 Thuốc nhuộm RED 63 4.2.3 Thuốc nhuộm BLUE 66 4.2.4 So sánh hiệu suất hấp phụ sỏi than hoạt tính dạng hạt thí nghiệm cột nhồi cột nhồi 70 4.3 THÍ NGHIỆM DẠNG CỘT VỚI CHIỀU CAO CỘT THAY ĐỔI 71 4.3.1 Tiến hành thí nghiệm 71 4.3.2 Thuốc nhuộm RED 72 4.3.3 Thuốc nhuộm BLUE 73 4.3.4 Kết luận- Nhận xét 73 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 74 KẾT LUẬN 74 1.1 Tính khoa học 74 1.2 Tính khả thi đề tài 74 1.3 Thiếu sót hạn chế 74 KIẾN NGHỊ 74 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 75 Luan van 62 RED BLUE LANGMUIR q max KL q max KL R2 Sỏi 0.284 0.0125 0.9953 0.4547 0.0115 0.9968 Than 2.600 0.0220 0.9955 1.26 0.0453 0.9935 FREUNDLICH KF n R2 KF n R2 Sỏi 0.011 1.523 0.9696 0.012 1.542 0.9735 Than 0.106 1.537 0.9733 0.123 2.0012 0.9828 Cả loại thuốc nhuộm RED BLUE cho kết hệ số qmax VLHP sỏi Keramzit thấp so với than hoạt tính 4.2 THÍ NGHIỆM VÀ CỘT NHỒI 4.1.1 Tiến hành thí nghiệm R2 Chuẩn bị cột nhồi với khối lượng than hoạt tính dạng hạt m=60g, chiều cao cột nhồi l=40cm, đường kính cột nhồi d=2.5cm Cho mẫu thuốc nhuộm với nồng độ 10mg/L chảy qua cột nhồi với lưu lượng: 0.5 L/h, L/h, 1.5 L/h 2L/h Thu mẫu sau xử lý vào thời gian 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60 sau chảy Ly tâm mẫu thu với tốc độ 3500v/p Đo độ hấp thu A ghi chép kết Luan van 63 4.1.2 Thuốc nhuộm RED 4.1.2.1 Kết thí nghiệm Bảng 4.12 Kết xử lý thuốc nhuộm RED cột nhồi than hoạt tính 0.5 L/h Thời gian (phút) 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0.271 0.271 0.271 0.271 0.271 0.271 0.271 0.271 0.271 0.271 A0 0.098 0.101 0.109 0.113 0.121 0.134 0.141 0.157 0.162 0.187 Ae 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 C0 (mg/L) 3.707 3.817 4.110 4.256 4.549 5.026 5.282 5.868 6.051 6.967 Ce (mg/L) 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 V (ml) 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 m0 (mg) 0.148 0.153 0.164 0.170 0.182 0.201 0.211 0.235 0.242 0.279 me (mg) 0.252 0.247 0.236 0.230 0.218 0.199 0.189 0.165 0.158 0.121 m (mg) 62.93 61.8 58.901 57.44 54.51 49.74 47.18 41.32 39.49 30.3 Hiệu suất % L/h 0.102 0.111 0.115 0.123 0.131 0.142 0.149 0.158 0.167 0.191 Ae 3.853 4.183 4.330 4.623 4.916 5.319 5.575 5.905 6.234 7.114 Ce (mg/L) 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 V (ml) 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 m0 (mg) 0.308 0.335 0.346 0.370 0.393 0.425 0.446 0.472 0.499 0.569 me (mg) 0.492 0.465 0.454 0.430 0.407 0.375 0.354 0.328 0.301 0.231 m (mg) 61.47 58.17 56.7 53.77 50.84 46.81 44.25 40.95 37.6 28.86 Hiệu suất % 1.5 L/h 0.114 0.121 0.129 0.135 0.141 0.149 0.154 0.162 0.175 0.193 Ae 4.293 4.549 4.842 5.062 5.282 5.575 5.758 6.051 6.527 7.187 Ce (mg/L) 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 V (ml) Luan van 55 0.271 0.191 10 7.114 40 0.4 0.285 0.115 28.86 60 0.271 0.221 10 8.212 40 0.4 0.328 0.072 17.88 0.198 7.370 80 0.8 0.590 0.210 26.30 0.223 8.286 80 0.8 0.663 0.137 17.14 0.201 0.227 7.480 8.432 125 125 64 m0 (mg) me (mg) m (mg) Hiệu suất % 1.25 0.537 0.713 57.07 1.25 0.569 0.681 54.51 1.25 1.25 0.605 0.633 0.645 0.617 51.58 49.37 Ae Ce (mg/L) V (ml) m0 (mg) me (mg) m (mg) Hiệu suất % 0.117 4.403 165 1.65 0.726 0.924 55.97 0.124 4.659 165 1.65 0.769 0.881 53.41 0.131 4.916 165 1.65 0.811 0.839 50.84 0.138 5.172 165 1.65 0.853 0.797 48.28 1.25 0.660 0.590 47.17 L/h 0.145 5.429 165 1.65 0.896 0.754 45.71 1.25 1.25 0.697 0.720 0.553 0.530 44.25 42.42 1.25 0.756 0.494 39.49 1.25 0.816 0.434 34.73 1.25 0.898 0.352 28.13 1.25 1.25 0.935 1.054 0.315 0.196 25.20 15.68 0.157 5.868 165 1.65 0.968 0.682 41.32 0.175 6.527 165 1.65 1.077 0.573 34.73 0.183 6.821 165 1.65 1.125 0.525 31.80 0.194 7.223 165 1.65 1.192 0.458 27.77 0.211 7.846 165 1.65 1.295 0.355 21.54 Luan van 0.167 6.234 165 1.65 1.029 0.621 37.66 0.229 8.505 165 1.65 1.403 0.247 14.95 65 Hiệu suất % 80 60 40 0.5 L/h 1L/h 1.5 L/h L/h 20 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Thời gian (phút) Hình 4.15 Hiệu suất xử lý thuốc nhuộm RED cột nhồi than hoạt tính với lưu lượng thay đổ 4.1.2.2 Kết luận- Nhận xét Ta thấy hiệu xử lý thuốc nhuộm RED than hoạt tính dạng hạt đạt kết cao khoảng 63% Hiệu suất hấp phụ giảm dần theo thời gian giảm dần tăng lưu lượng nước qua cột Để cải thiện hiệu suất trình hấp phụ ta sử dụng cột nhồi liên tiếp thay cho cột nhồi với lưu lượng 0.5 L/h Bảng 4.13 Kết xử lý thuốc nhuộm RED cột nhồi than hoạt tính Luan van 66 Thời gian (phút) A0 Ae C0 (mg/L) Ce (mg/L) V (ml) m0 (mg) me (mg) m (mg) Hiệu suất % 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 0.152 0.152 0.152 0.152 0.152 0.152 0.152 0.152 0.152 0.152 0.152 0.152 0.042 0.054 0.061 0.068 0.072 0.079 0.085 0.091 0.097 0.106 0.112 0.117 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 2.745 3.529 3.987 4.444 4.706 5.163 5.556 5.948 6.340 6.928 7.320 7.647 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.110 0.141 0.159 0.178 0.188 0.207 0.222 0.238 0.254 0.277 0.293 0.306 0.290 0.259 0.241 0.222 0.212 0.193 0.178 0.162 0.146 0.123 0.107 0.094 72.549 64.706 60.131 55.556 52.941 48.366 44.444 40.523 36.601 30.719 26.797 23.529 Hiệu suất % 80 60 40 20 0 20 40 60 Thời gian (phút) Hình 4.16 Hiệu suất xử lý thuốc nhuộm RED cột nhồi than hoạt tính Sau cho nước cần xử lý chảy qua cột nhồi liên tiếp hiệu suất hấp phụ cải thiện từ 63% lên đến72.5% 4.1.3 Thuốc nhuộm BLUE 4.1.3.1 Kết thí nghiệm Bảng 4.14 Kết xử lý thuốc nhuộm BLUE cột nhồi than hoạt tính Luan van 67 Thời gian (phút) A0 Ae C0 (mg/L) Ce (mg/L) V (ml) m0 (mg) me (mg) m (mg) Hiệu suất % Ae Ce (mg/L) V (ml) m0 (mg) me (mg) m (mg) Hiệu suất % Ae Ce (mg/L) V (ml) m0 (mg) me (mg) m (mg) Hiệu suất % L/h Ae 0.5 L/h 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 0.152 0.152 0.152 0.152 0.152 0.152 0.152 0.152 0.152 0.152 0.152 0.152 0.058 0.062 0.068 0.072 0.081 0.089 0.093 0.098 0.104 0.109 0.115 0.121 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 3.705 3.973 4.376 4.644 5.248 5.785 6.054 6.389 6.792 7.128 7.530 7.933 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.148 0.159 0.175 0.186 0.210 0.231 0.242 0.256 0.272 0.285 0.301 0.317 0.252 0.241 0.225 0.214 0.190 0.169 0.158 0.144 0.128 0.115 0.099 0.083 62.953 60.268 56.242 53.557 47.517 42.148 39.463 36.107 32.081 28.725 24.698 20.671 L/h 0.061 0.065 0.071 0.078 0.082 0.089 0.094 0.102 0.108 0.112 0.117 0.123 3.906 4.174 4.577 5.047 5.315 5.785 6.121 6.658 7.060 7.329 7.664 8.067 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.312 0.334 0.366 0.404 0.425 0.463 0.490 0.533 0.565 0.586 0.613 0.645 0.488 0.466 0.434 0.396 0.375 0.337 0.310 0.267 0.235 0.214 0.187 0.155 60.940 58.255 54.228 49.530 46.846 42.148 38.792 33.423 29.396 26.711 23.356 19.329 1.5 L/h 0.065 0.071 0.076 0.080 0.084 0.091 0.098 0.104 0.110 0.116 0.121 0.124 4.174 4.577 4.913 5.181 5.450 5.919 6.389 6.792 7.195 7.597 7.933 8.134 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 0.522 0.572 0.614 0.648 0.681 0.740 0.799 0.849 0.899 0.950 0.992 1.017 0.728 0.678 0.636 0.602 0.569 0.510 0.451 0.401 0.351 0.300 0.258 0.233 58.255 54.228 50.872 48.188 45.503 40.805 36.107 32.081 28.054 24.027 20.671 18.658 0.068 0.075 0.079 0.083 0.089 0.093 Luan van 0.100 0.105 0.111 0.121 0.129 0.131 68 Ce (mg/L) V (ml) m0 (mg) me (mg) m (mg) Hiệu suất % 4.376 4.846 5.114 5.383 5.785 6.054 6.523 6.859 7.262 7.933 8.470 8.604 165 165 165 165 165 165 165 165 165 165 165 165 1.65 1.65 1.65 1.65 1.65 1.65 1.65 1.65 1.65 1.65 1.65 1.65 0.722 0.800 0.844 0.888 0.955 0.999 1.076 1.132 1.198 1.309 1.398 1.420 0.928 0.850 0.806 0.762 0.695 0.651 0.574 0.518 0.452 0.341 0.252 0.230 56.242 51.544 48.859 46.174 42.148 39.463 34.765 31.409 27.383 20.671 15.302 13.960 70 Hiệu suất % 60 0.5 L/h L/h 1.5 L/h 50 40 30 20 10 10 15 20 25 30 35 40 Thời gian (phút) 45 50 55 60 Hình 4.17 Hiệu suất xử lý thuốc nhuộm BLUE cột nhồi than hoạt tính 4.1.3.1 Kết luận- Nhận xét Giống thuốc nhuộm RED, thuốc nhuộm BLUE cho kết tương tự Hiệu suất hấp phụ giảm dần theo thời gian giảm dần tăng lưu lượng Ta thực thí nghiệm với cột nhồi liên tiếp lưu lượng 0.5 L/h để cải thiện hiệu suất hấp phụ Bảng 4.15 Kết xử lý thuốc nhuộm BLUE cột nhồi than hoạt tính Luan van 69 Thời gian (phút) A0 Ae C0 (mg/L) Ce (mg/L) V (ml) m0 (mg) me (mg) m (mg) Hiệu suất % 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 0.152 0.152 0.152 0.152 0.152 0.152 0.152 0.152 0.152 0.152 0.152 0.152 0.042 0.054 0.061 0.068 0.072 0.079 0.085 0.091 0.097 0.106 0.112 0.117 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 10.0 2.631 3.436 3.906 4.376 4.644 5.114 5.517 5.919 6.322 6.926 7.329 7.664 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 40 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.105 0.137 0.156 0.175 0.186 0.205 0.221 0.237 0.253 0.277 0.293 0.307 0.295 0.263 0.244 0.225 0.214 0.195 0.179 0.163 0.147 0.123 0.107 0.093 73.691 65.638 60.940 56.242 53.557 48.859 44.832 40.805 36.779 30.738 26.711 23.356 80 Hiệu suất % 60 40 20 0 10 20 30 40 50 60 Thời gian (phút) Hình 4.18 Hiệu suất xử lý thuốc nhuộm BLUE cột nhồi than hoạt tính Sau cho nước cần xử lý chảy qua cột nhồi liên tiếp hiệu suất hấp phụ cải thiện từ 61% lên đến 73% Luan van 70 4.1.4 So sánh hiệu suất hấp phụ sỏi than hoạt tính dạng hạt thí nghiệm cột nhồi cột nhồi Bảng 4.16 So sánh hiệu suất hấp phụ sỏi than hoạt tính dạng hạt Thuốc nhuộm RED Khối lượng VLHP (g) Khối lượng thuốc nhuộm bị hấp phụ (mg) Sỏi Than 45 60 0.139 0.252 Sỏi Than 90 120 0.195 0.312 Thuốc nhuộm BLUE Hiệu suất (%) cột nhồi 34.725 45 92.93 60 cột nhồi 48.654 90 77.949 120 Hiệu suất (%) 80 60 Khối lượng VLHP (g) Khối lượng thuốc nhuộm bị hấp phụ (mg) Hiệu suất 0.125 0.248 31.373 62.092 0.18 0.29 45.098 72.549 72.549% 48.654% 40 20 Than Sỏi Hình 4.19 Hiệu suất hấp phụ thuốc nhuộm RED sỏi than hoạt tính sử dụng cột nhồi Hiệu suất % 80 73.691% 60 45.503% 40 20 Than Sỏi Hình 4.20 Hiệu suất hấp phụ thuốc nhuộm RED sỏi than hoạt tính sử dụng cột nhồi Luan van 71 Khi sử dụng cột nhồi để hấp phụ thuốc nhuộm VLHP sỏi than hoạt tính hạt tăng hiệu suất hấp phụ Nhưng hiệu suất hấp phụ sỏi khơng cao than hoạt tính 4.3 THÍ NGHIỆM DẠNG CỘT VỚI CHIỀU CAO CỘT THAY ĐỔI 4.3.1 Tiến hành thí nghiệm Cho dung dịch chảy qua cột nhồi than hoạt tính dạng hạt có đường kình 8cm với lưu lượng 0.5 L/h Thay đổi chiều cao cột nhồi 0.25m, 0.35m 0.55m Lấy mẫu theo thời gian lần lấy cách 10 phút Quay ly tâm mẫu thu để tách bỏ cặn bẩn tạp chất Đo độ hấp thu tính tốn kết Phương trình Bohart- Adam giúp ta xác định điểm thoát dung dịch dựa đường cong thoát KN L 1 C  ln   1  ln(e V )  KC0t  Ce  Trong đó: C0 : Nồng độ ban đầu dung dịch, mg/L Ce: Nồng độ thời điểm t, mg/L K: Hệ số động học phương trình Bohart- Adam, m3/kg N0 : Nồng dộ bão hòa chất bị hấp phụ, kg/m3 L: Chiều cao cột hấp phụ, m t: Thời gian hoạt động, giây V: vận tốc tuyến tính, m/s Vẽ đường thẳng y = ax -b biểu thị mối tương quan thời gian t (h) tỷ lệ Cf/C0 C  N0 D  ln   1 CV  Ce  t KC0 Từ suy đại lượng cần quan tâm: ln( N  aVC0 ; K  C0  1) Ce C V ; Le  ln(  1) bC0 KN Ce Luan van 72 4.3.2 Thuốc nhuộm RED 1.2 0.25m 0.35m 0.9 CF/C0 0.55m 0.6 0.3 100 200 300 400 Thời gian (phút) Hình 4.21 Đường cong thoát thuốc nhuộm RED xử lý than hoạt tính dạng hạt Đối với cột có chiều cao lớn thời gian đến điểm dài so với cột có chiều cao thấp Các điểm thoát vào thời gian t=80 phút, 110 phút 180 phút tỷ lệ Ce/C0 chọn 0.49 1.001 Các thông số phương trình Bohar- Adam: L (m) t (h) 0.25 0.35 1.3333 1.8333 0.55 3.00 Thời gian (h) 3.5 2.5 1.5 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 Chiều cao L (m) Hình 4.22 Biểu đồ thể mối tương quan thời gian chiều cao cột hấp phụ Từ phương trình y= 5.5952x-0.0893 ta suy hệ số liên quan: N0 (kg/m3) KBA (m3/kg) Le (m) 5.568471 0.044799 0.01596 Luan van 73 4.3.3 Thuốc nhuộm BLUE 1.2 0.25m 0.35m 0.55m 1.0 Cf/C0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 100 200 300 Thời gian (phút) Hình 4.23 Đường cong thoát thuốc nhuộm BLUE xử lý than hoạt tính dạng hạt Đối với cột có chiều cao lớn thời gian đến điểm dài so với cột có chiều cao thấp Các điểm thoát vào thời gian t=80 phút, 110 phút 190 phút tỷ lệ Ce/C0 chọn 0.49 1.001 Các thơng số phương trình Bohar- Adam: L (m) t (h) 0.25 0.35 1.3333 1.8333 0.55 3.17 3.5 Thời gian (h) 2.5 1.5 0.2 0.3 0.4 Chiều cao L (m) 0.5 0.6 Hình 4.24 Biểu đồ thể mối tương quan thời gian chiều cao cột hấp phụ 4.3.4 Kết luận- Nhận xét Điểm phương trình Bohart- Adam xử lý sỏi xảy nhanh Các hệ số phương trình Boahart- Adam thí nghiệm than hoạt tính tối ưu so với thí nghiệm sử dụng sỏi Keramzit Luan van 74 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN 1.1 Tính khoa học Đề tài “Khảo sát khả hấp phụ thuốc nhuộm hạt sỏi nhẹ keramzit” đạt được:  Một số loại thuốc nhuộm thường xử dụng  Phát thêm VLHP mới, giá thành thấp để nghiên cưu xử lý nước thải công nghiệp dệt nhuộm  pH nước giảm sử dụng sỏi nhẹ keramzit để làm VLHP  pH= để trình hấp phụ thuốc nhuộm RED diễn tốt  pH = để trình hấp phụ thuốc nhuộm BLUE diễn tốt  Quá trình hấp phụ sử dụng tốt với thuyết Langmuir thuyết Freundlich 1.2 Tính khả thi đề tài Sỏi nhẹ Keramzit khả làm giá thể trồng hay làm vật liệu xây dựng cịn có khả làm VLHP Tuy nhiên, hiệu suất hấp phụ sỏi Keramzit thấp so với loại VLHP nghiên cứu trước thấp than hoạt tính Nhưng sỏi nhẹ Keramzit loại VLHP có tiềm để nghiên cứu nâng cao hiệu suất hấp phụ 1.3 Thiếu sót hạn chế  Việc sử dụng dụng cụ, thiết bị, máy móc khơng đạt hiệu cao nên dẫn đến sai số q trình làm thí nghiệm  Chưa trực tiếp thực thí nghiệm với nước thải dệt nhuộm thực tế nến kết nghiên cứu cần nghiên cứu phát triển thêm  Chưa đo kích thước lỗ rỗng, hệ thống mao quản hạt sỏi Keramzit  Chưa tự chế tạo hạt sỏi nhẹ Keramit để tiến hiệu suất hấp phụ KIẾN NGHỊ Dựa vào kết nghiên cứu được, em xin đưa số kiến nghị sau:  Tự sản xuất sỏi nhẹ Keramzit  Thay đổi nhiệt độ nung sản xuất sỏi để kích thước lỗ rỗng đạt tối ưu trình hấp phụ  Quá trình nghiên cứu tiến hành quy mơ phịng thí nghiệm nên kết đạt chưa mang tính thực tế cao Chính thế, nên tiến hành thực thí nghiệm dạng cột nhồi dạng mẻ với quy mô lớn  Cần thực thí nghiệm với nguồn nước thải dệt nhuộm trức tiếp để nắm rõ khả xử lý hạt sỏi nhẹ Keramzit  Cần có thêm thí nghiệm khác yếu tố ảnh hưởng đến trình hấp phụ để đánh giá khả hấp phụ sỏi Keramzit cách xác là: nhiệt độ, ánh sáng,… Luan van 75 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt  Ts Trần Kim Anh, Bài giảng Kỹ thuật xử lý nước cấp  PGS.TS Cao Hữu Trượng, PGS.TS Hồng Thị Lĩnh, Hóa học thuốc nhuộm, NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội  Tạp chí khoa học giáo dục kỹ thuật Trường ĐH SPKT TPHCM số 38 (12/2016)  Các đề tài nghiên cứu hấp phụ thư viện trường ĐH SPKT TPHCM  Tạp chí khoa học- kỹ thuật trường đại học Tài liệu tiếng Anh  Rozada F, Calvo L, Garcıa A, Martın-Villacorta J, Otero M Dye adsorption by sewage sludge-based activated carbons in batch and fixed-bed systems Bioresource technology 2003;87:221-30 Luan van S K L 0 Luan van ... bụi bông,… Hạt sỏi nhẹ Keramzit vật liệu hấp phụ hoàn toàn nghiên cứu để ứng dụng q trình xử lý nước thải dệt nhuộm Chính thế, đề tài ? ?Khảo sát khả hấp phụ thuốc nhuộm hạt sỏi nhẹ Keramzit? ?? đóng... XÉT GIẢI THƯỞNG “SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC” NĂM 2018 KHẢO SÁT ỨNG DỤNG KHẢ NĂNG HẤP PHỤ CỦA HẠT SỎI NHẸ KERAMZIT TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHUỘM Thuộc lĩnh vực khoa học công nghệ: Kỹ thuật môi trường... XÉT GIẢI THƯỞNG “SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC” NĂM 2018 KHẢO SÁT ỨNG DỤNG KHẢ NĂNG HẤP PHỤ CỦA HẠT SỎI NHẸ KERAMZIT TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHUỘM Thuộc lĩnh vực khoa học công nghệ: Kỹ thuật môi trường