(Khoá luận tốt nghiệp) nghiên cứu khả năng xử lý fe3+ trong nước bằng silicagel

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG - ISO 9001 : 2008 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG Sinh viên : Lê Văn Hiếu Giảng viên hƣớng dẫn : ThS Nguyễn Thị Cẩm Thu HẢI PHÒNG - 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG - NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ Fe3+ TRONG NƢỚC BẰNG SILICAGEL KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH: KỸ THUẬT MƠI TRƢỜNG Sinh viên : Lê Văn Hiếu Giảng viên hƣớng dẫn : ThS Nguyễn Thị Cẩm Thu HẢI PHÒNG – 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên: Lê Văn Hiếu Mã SV: 1112301006 Lớp: MT1501 Ngành: Kỹ thuật môi trường Tên đề tài: Nghiên cứu khả xử lý Fe3+ nước silicagel NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI Nội dung yêu cầu cần giải nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp ( lý luận, thực tiễn, số liệu cần tính tốn vẽ) …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính tốn …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Địa điểm thực tập tốt nghiệp …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Ngƣời hƣớng dẫn thứ nhất: Họ tên:Nguyễn Thị Cẩm Thu Học hàm, học vị: Thạc sĩ Cơ quan công tác: Trường Đại Học Dân Lập Hải Phòng Nội dung hướng dẫn: Tồn khóa luận Ngƣời hƣớng dẫn thứ hai: Họ tên: Học hàm, học vị: Cơ quan công tác: Nội dung hướng dẫn: Đề tài tốt nghiệp giao ngày ….tháng ….năm 2015 Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày … tháng … năm 2015 Đã nhận nhiệm vụ ĐTTN Đã giao nhiệm vụ ĐTTN Người hướng dẫn Sinh viên Lê Văn Hiếu Th.s Nguyễn Thị Cẩm Thu Hải Phòng, ngày tháng năm 2015 Hiệu trƣởng GS.TS.NSƢT Trần Hữu Nghị PHẦN NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN Tinh thần thái độ sinh viên trình làm đề tài tốt nghiệp: …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Đánh giá chất lƣợng khóa luận (so với nội dung yêu cầu đề nhiệm vụ Đ.T T.N mặt lý luận, thực tiễn, tính tốn số liệu…): ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Cho điểm cán hƣớng dẫn (ghi số chữ): ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Hải Phòng, ngày tháng năm 2015 Cán hƣớng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) NGÀNH KỸ THUẬT MƠI TRƯỜNG KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP LỜI CẢM ƠN Để hồn thiện khóa luận tốt nghiệp, ngồi nỗ lực không ngừng thân, em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới thầy cô khoa Môi Trường, Trường Đại Học Dân Lập Hải Phịng ln quan tâm tận tình truyền đạt kiến thức quý báu cho em suốt thời gian học trường Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tri ân sâu sắc tới ThS Nguyễn Thị Cẩm Thu, người trực tiếp hướng dẫn tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt thời gian thực khóa luận Cuối cùng, em xin dành lời cảm ơn chân thành tới tồn thể gia đình, bạn bè, người quan tâm, động viên đồng thời chỗ dựa tinh thần giúp em hoàn thành tốt nhiệm vụ giao suốt thời gian học tập q trình nghiên cứu thực khóa luận tốt nghiệp vừa qua Hải Phòng, tháng năm 2015 Sinh viên Lê Văn Hiếu Sinh viên: Lê Văn Hiếu – MT1501 NGÀNH KỸ THUẬT MƠI TRƯỜNG KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1.Nƣớc thải đặc trƣng thông số đánh giá 1.1.1.Một số vấn đề chung ô nhiễm nước 1.1.2.Thông số đánh giá chất lượng nước 1.2.Phƣơng pháp xử lý sắt nƣớc 1.2.1 Phương pháp học 1.2.2 Phương pháp hóa lý 1.2.3 Phương pháp hóa học 1.2.4 Phương pháp sinh học 1.3.Phƣơng pháp hấp phụ 1.3.1.Các khái niệm 1.3.2.Phương trình mơ tả trình hấp phụ 10 1.3.3 Hấp phụ môi trường nước 12 1.3.4 Các yếu tố ảnh hưởng 12 1.3.5 Ứng dụng phương pháp hấp phụ 13 1.4.Tổng quan silicagel 13 1.5.Giới thiệu sắt 14 1.5.1.Các hợp chất sắt 14 1.5.2.Ảnh hưởng sắt 15 1.6.Sự hấp phụ ion kim loại Fe3+ 17 CHƢƠNG THỰC NGHIỆM 18 2.1 Dụng cụ hóa chất 18 2.1.1 Dụng cụ 18 2.1.2 Hóa chất 18 2.1.3 Chuẩn bị dung dịch thí nghiệm 18 2.1.4 Cách tiến hành 18 2.1.5 Lập đường chuẩn 19 Sinh viên: Lê Văn Hiếu – MT1501 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG 2.1.6 Khảo sát ảnh hưởng cuả pH đến trình hấp phụ sắt 20 2.1.7 Khảo sát ảnh hưởng thời gian đến trình hấp phụ 20 2.1.8 Khảo sát phụ thuộc tải trọng vào nồng độ cân sắt 20 2.1.9 Kết khảo sát khả giải hấp , tái sinh vật liệu hấp phụ 21 2.1.9.1 Khảo sát khả giải hấp 21 2.1.9.2 Khả tái sinh vật liệu 21 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 22 3.1 Kết khảo sát trình hấp phụ Fe3+ silicagel 22 3.1.1 Kết ảnh hưởng cuả pH đến trình hấp phụ sắt 22 3.1.2 Kết ảnh hưởng thời gian đến trình hấp phụ sắt 23 3.1.3.Xác định tải trọng hấp phụ vật liệu silicagel 24 3.1.4 Kết khảo sát khả giải hấp, tái sinh vật liệu hấp phụ 26 3.1.4.1 Kết giải hấp vật liệu hấp phụ 26 KẾT LUẬN 28 Sinh viên: Lê Văn Hiếu – MT1501 NGÀNH KỸ THUẬT MƠI TRƯỜNG KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Kết xác định đường chuẩn sắt 19 Bảng 3.1: Kết khảo sát ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ sắt 22 Bảng 3.2: Kết khảo sát ảnh hưởng thời gian đến trình hấp phụ sắt 23 Bảng 3.3 Ảnh hưởng tải trọng vào nồng độ cân sắt 24 Bảng 3.4 Kết hấp phụ sắt vật liệu silicagen 27 Bảng 3.5 Kết giải hấp vật liệu NaOH 10% 26 Bảng 3.6 Kết tái sinh vật liệu silicagen 26 Sinh viên: Lê Văn Hiếu – MT1501 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Cấ phức chất hữu ion sắt với axit humic axit funvic… Các ion sắt hóa tan Fe(OH)+, Fe(OH)3 tồn tùy vào giá trị oxi hóa khử pH mơi trường 1.5.2.Ảnh hưởng sắt.[1][3][7] Tính chất phân bố sắt môi trường Một nguyên tử sắt điển hình có khối lượng gấp 56 lần khối lượng ngun tử hidro điển hình Sắt kim loại phổ biến người ta cho nguyên tố phổ biến thứ 10 vũ trụ Sắt nguyên tố phổ biến (theo khối lượng 34.6%) tạo trái đất; tập trung sắt lớp khác Trái Đất dao động từ cao lõi bên tới khoảng 5% lớp vỏ bên ngồi; phần lõi Trái Đất chứa tinh thể nhiều khả hỗn hợp sắt niken; khối lượng lớn sắt Trái Đất coi tạo từ trường Sắt có ánh kim xám nhẹ, nguyên tố phổ biến Trái Đất, chiếm khoảng 5% khối lượng vỏ Trái Đất Phần lớn sắt tìm thấy dạng oxit sắt khác nhau, chẳng hạn khoáng chất hematite, magnetit, taconit Khoảng 5% cá thiên thạch chứa hỗn hợp sắt – niken Mặc dù hiếm, chúng dạng sắt kim loại tự nhiên bề mặt Trái Đất Sắt kim loại tách từ mỏ quặng sắt khó tìm thấy dạng tự Để thu sắt tự do, tạp chất phải loại bỏ phương pháp khử hóa học Sắt sử dụng sản xuất gang thép, hợp kim, hòa tan kim loại khác (và số kim hay phi kim, đặc biệt cacbon ) Vai trị sắt Sắt có vai trị cần thiết thể sống, ngoại trừ số vi khuẩn Nó chủ yếu liên kết ổn định bên protein kim loại, dạng tự sinh gốc tự nói chung độc với tế bào Nói sắt tự khơng có nghĩa tự di chuyển chất lỏng thể Sắt liên kết chặt chẽ với phân tử sinh học có gắn với màng tế bào, axit nucleic, protein … Sinh viên: Lê Văn Hiếu – MT1501 15 KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT MƠI TRƯỜNG Trong thể động vật sắt liên kết tổ hợp heme (là thành phần thiết yếu cytochromes), protein tham gia vào phản ứng oxi hóa - khử (khơng giới hạn q trình hơ hấp) protein chuyên chở Oxy hemoglobin myoglobin Sắt vô tham gia phản ứng oxi hóa – khử tìm thấy cụm sắt – lưu huỳnh nhiều anzym , chẳng hạn en – zym nitrogenase (tham gia vào trình tổng hợp ammoniac từ nito hay hidro) hydrogenase Tập hợp protein sắt phi – heme có trách nhiệm cho dãy chức số loại hình thể sống, chẳng hạn en-zym metan monooxygenase (oxi hóa metan thành methanol), ribonuceotide reductase (khử ribose thành deoxyribose; tổng hợp sinh học DNA), hemerythrins (vận chuyển oxi ngưng kết động vật khơng xương sống biển) axit phosphatase tía (thủy phân este phot phat) Khi thể chống lại nhiễm khuẩn, để riêng sắt protein vận chuyển transferring vi khuẩn khơng thể sử dụng sắt Độc tính sắt Sắt không ảnh hưởng tới sức khỏe người nồng độ thấp Việc hấp thụ nhiều sắt gây ngộ độc sắt (Fe2+) dư thừa phản ứng với protein thể để sản xuất gốc tự Khi sắt số lượng bình thường thể có chế chống oxi hóa để kiểm sốt q trình Khi dư thừa sắt lượng dư thừa khơng thể kiểm sốt gơc tự dược sinh ra.Lượng gây chết người sắt trẻ tuổi gam sắt Một gam sinh ngộ độc nguy hiểm Danh mục DRI mức chấp nhận cao sắt người lớn 45 mg/ngày Đối với trẻ em 14 tuổi mức cao 40 mg/ngày Nếu sắt nhiều thể (chứa đến mức gây chết người ) loại hội chứng rối loại tải sắt phát sinh, chẳng hạn hemochromatosis Việc hiến máu đặc biệt nguy hiểm sinh chứng thiếu sắt thông thường định bổ sung thêm biệt dược chứa sắt Sinh viên: Lê Văn Hiếu – MT1501 16 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG 1.6.Sự hấp phụ ion kim loại Fe3+ Sự hấp phụ ion Fe3+ nghiên cứu nhiều vật liệu khác như: than gỗ hoạt tính, đất sét, chất rắn oxit… Khả hấp phụ ion kim loại tốt lên tới 90% điều kiện xác định Phương pháp hấp phụ F e coi phương tiện quan trọng quản lý nồng độ ion Fe3+ nước nước thải Sinh viên: Lê Văn Hiếu – MT1501 17 KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT MƠI TRƯỜNG CHƢƠNG THỰC NGHIỆM 2.1 Dụng cụ hóa chất 2.1.1 Dụng cụ  Máy lắc June HY –  Cân phân tích Adxenture  Máy đo quang Hach DR/2010  Tủ sấy  Bình định mức: 100ml, 500ml  Bình nón 250 ml  Buret pipet loại  Phễu lọc giấy lọc  Một số dụng cụ phụ trợ khác 2.1.2 Hóa chất  H2SO4 (1: 2)  HCl (1: 1)  KMnO4 0.1N  H2C2O4.2H2O 0.1N  KSCN 20%  NH4Fe(SO4)2.12H2O 2.1.3 Chuẩn bị dung dịch thí nghiệm  Dung dịch phèn sắt ( NH4Fe(SO4)2.12H2O) Dung dịch 1: Hòa tan 0,8361 g NH4Fe(SO4)2.12H2O nước cất, thêm 2ml HCL đặc, định mức thành 1l (1ml dung dịch có chứa 0,1 mg sắt) Dung dịch 2: Được pha từ dung dịch cách lấy 50ml dung dịch pha loãng thành 1l (1ml dung dịch có chứa 0,005 mg Fe+3 chuẩn) 2.1.4 Cách tiến hành Lấy lượng mẫu nước cần phân tích cho lượng sắt khơng vượt q 0,2 mg cho vào bình định mức tam giác 250 ml Thêm 2,5 ml dung dịch H2SO4 ( 1: 2) ; 2,5 ml dung dịch KMnO4, đun sôi hỗn hợp – phút, nhỏ vào giọt dung dịch axit oxalic đến màu tím, lại thêm cẩn thận Sinh viên: Lê Văn Hiếu – MT1501 18 NGÀNH KỸ THUẬT MƠI TRƯỜNG KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP giọt KMnO4 đến dung dịch vừa xuất màu hồng nhạt Để nguội dung dịch bi đục lọc Thu tất nước lọc nước rửa vào bình định mức 100ml, thêm 2,5 ml dung dịch HCl (1: 1), lắc Thêm ml Dung dịch KSCN 20 % lắc dều định mức nước cất Đo mật độ quang dung dịch, dung dịch so sánh mẫu trắng 2.1.5 Lập đường chuẩn Các bước xây dựng đường chuẩn: Chuẩn bị bình định mức có dung tích 100 ml, lấy vào bình 0, 2, 4, 6, 8, 10 ml dung dịch chuẩn sắt có nồng độ 0,005 mg/l Sau tiến hành sau: Bảng 2.1 Kết xác định đường chuẩn sắt STT Dung dịch (ml) 10 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 KSCN 20% (ml) 5 5 5 Hàm lƣợng Fe3+ (mg) 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 Abs 0,0352 0,0452 0,0535 Dung dịch H2SO4 (ml) (1: 2) Dung dịch KMnO4 0,1N (ml) Dung dịch HCl (ml) (1: 1) 0,0117 0,0219 Sinh viên: Lê Văn Hiếu – MT1501 19 NGÀNH KỸ THUẬT MƠI TRƯỜNG KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP Abs 0.06 y = 0.108x + 0.000 R² = 0.996 0.05 Abs 0.04 0.03 Abs 0.02 Linear (Abs) 0.01 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 Hàm lượng Fe3+ (mg) Hình 2.2 Phương trình đường chuẩn sắt Từ kết ta lập phương trình đường chuẩn dùng để xác định nồng độ sắt sau q trình hấp phụ có dang: y = 0.108x+0 2.1.6 Khảo sát ảnh hưởng cuả pH đến trình hấp phụ sắt Một yếu tố quan trọng ảnh hưởng tới khẳ hấp phụ vật liệu pH Khảo sát ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ vật liệu tiến hành khoảng thời gian khoảng 30 phút Lấy 100 ml dung dịch Fe3+ nồng độ 50 mg/l, với khối lượng vật liệu hấp phụ 2g, pH điều chỉnh thay đổi từ – 2.1.7 Khảo sát ảnh hưởng thời gian đến trình hấp phụ Khảo sát ảnh hưởng thời gian vật liệu hấp phụ đến trình hấp phụ tiến hành sau:  Khối lượng vật liệu 2g  Nồng độ dung dịch Fe3+ 50 mg/l (V=100ml)  pH =  Thời gian hay đổi từ 20 – 100 phút 2.1.8 Khảo sát phụ thuộc tải trọng vào nồng độ cân sắt Khảo sát phụ thuộc tải trọng vào nồng độ cân vật liệu tiến hành sau:  Khối lượng vật liệu 2g  pH = Sinh viên: Lê Văn Hiếu – MT1501 20 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG  Thời gian hấp phụ 60 phút  Nồng độ Fe3+ thay đổi từ 20 ; 50 ; 100 ; 150 ; 200 ; 250 mg/l (V=100ml) 2.1.9 Kết khảo sát khả giải hấp, tái sinh vật liệu hấp phụ 2.1.9.1 Khảo sát khả giải hấp  Vật liệu hấp phụ g  pH =  Thời gian 60 phút  Nồng độ Fe3+ 50 mg/l (V=100ml) 2.1.9.2 Khả tái sinh vật liệu Vật liệu sau giải hấp tiếp tục đưa vào xử lý nước thải, để xem sau giải hấp khả hấp thụ vật liệu có đạt mong muốn không Sinh viên: Lê Văn Hiếu – MT1501 21 NGÀNH KỸ THUẬT MƠI TRƯỜNG KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Kết khảo sát trình hấp phụ Fe3+ silicagel 3.1.1 Kết ảnh hưởng cuả pH đến trình hấp phụ sắt Một yếu tố quan trọng ảnh hưởng tới khẳ hấp phụ vật liệu pH Khảo sát ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ vật liệu tiến hành khoảng thời gian khoảng 30 phút, nồng độ dung dịch Fe3+ 50 mg/l, với khối lượng vật liệu hấp phụ 2g, pH điều chỉnh thay đổi từ – Kết nghiên cứu khả hấp thụ vật liệu chịu ảnh hưởng yếu tố pH thể bảng sau: Bảng 3.1: Kết khảo sát ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ Fe3+ STT pH Nồng độ đầu Nồng độ sau Hiệu suất (mg/l) xử lý (mg/l) (%) 50 8,38 83,24 50 6,295 87,41 50 6,075 87,85 50 5,99 88,02 50 5,88 88,24 50 5,825 88,35 Sinh viên: Lê Văn Hiếu – MT1501 22 NGÀNH KỸ THUẬT MƠI TRƯỜNG KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP Hiệu suất (%) 89 Hiệu suất (%) 88 87 86 85 Hiệu suất (%) 84 83 82 pH Hình 3.1: Ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ Fe3+ Kết bảng cho thấy pH tăng từ – hiệu suất trình hấp phụ tăng theo Khi pH tăng từ – hiệu suất có tăng tăng không đáng kể Tuy nhiên pH > bắt đầu có tượng kết tủa Fe(OH)3 ( tích số tan Fe(OH)3 = 1,1.10-36 ) Và pH = hiệu suất cao nhất, chọn pH = cho nghiên cứu 3.1.2 Kết ảnh hưởng thời gian đến trình hấp phụ sắt Kết nghiên cứu khả hấp phụ vật liệu chịu ảnh hưởng yếu tố thời gian thể bảng sau: Bảng 3.2: Kết khảo sát ảnh hưởng thời gian đến trình hấp phụ Fe3+ STT Thời gian Nồng độ đầu Nồng độ sau Hiệu suất (mg/l) (mg/l) (%) 20 50 12,155 75,69 40 50 9,79 80,42 60 50 7,325 85,35 80 50 6,775 86,45 100 50 6,47 87,06 Sinh viên: Lê Văn Hiếu – MT1501 23 NGÀNH KỸ THUẬT MƠI TRƯỜNG KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP Hiệu suất (%) 88 Hiệu suất (%) 86 84 82 80 Hiệu suất (%) 78 76 74 20 40 60 80 100 120 Thời gian (phút) Hình 3.2: Ảnh hưởng thời gian đến trình hấp phụ Fe3+ Kết cho thấy hiệu suất trình tăng theo thời gian hấp phụ tăng từ 75,69 % đến 87,06 % từ 20 – 100 phút Tại thời gian từ 60 – 100 phút hiệu suất tăng tăng nhẹ không đáng kể từ 85,35 % đến 87,06 % Vậy ta chọn thời gian tối ưu 60 phút cho thí nghiệm sau 3.1.3.Xác định tải trọng hấp phụ vật liệu silicagel Kết phụ thuộc tải trọng vào nồng độ cân sắt thu bảng 3.3 Bảng 3.3 Ảnh hưởng tải trọng vào nồng độ cân Fe3+ Stt Nồng độ đầu- C0 ( mg/l ) Nồng độ sau - Cf ( mg/l ) Tải trọng hấp phụ q (mg/g ) Tỉ lệ Cf/q 20 1,875 0,9063 2,06 50 5,670 2,2165 2,55 100 12,450 4,3775 2,85 150 25,535 6,2233 4,10 200 50,075 7,4963 6,67 250 81,820 8,409 9,73 Sinh viên: Lê Văn Hiếu – MT1501 24 NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Từ kết ta vẽ đồ thị biểu diễn phụ thuộc tải trọng hấp phụ nồng độ cân Cf Fe3+ Tải trọng q (mg/g) q ( mg/g ) q ( mg/g ) 20 40 60 80 100 Nồng độ cân Cf (mg) Hình3.3 Sự phụ thuộc tải trọng hấp phụ q vào nồng độ cân Cf Fe3+ dung dịch Kết cho thấy nồng độ sắt tăng tải trọng hấp phụ vật liệu tăng dần Dựa vào số liệu thu được, vẽ đồ thị biểu diễn phụ thuộc Cf/q vào Cf theo lý thuyết hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir cho vật liệu hấp phụ hình vẽ: Cf 12 y = 0.096x + 1.813 R² = 0.997 Tỷ lệ Cf /q 10 Cf Linear (Cf) 0 20 40 60 80 100 Nồng độ cân Cf (mg) Hình 3.4 Sự phụ thuộc Cf/q vào nồng độ cân Cf Sự phụ thuộc Cf/q vào Cf mơ tả theo phương trình: y= 0.096x + 1.813 Sinh viên: Lê Văn Hiếu – MT1501 25 NGÀNH KỸ THUẬT MƠI TRƯỜNG KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ta có tgα = 1/qmax  qmax = 1/tgα = 1/0.096 = 10,42 (mg/g) Tải trọng hấp thụ cực đại qmax tính theo mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir vật liệu hấp phụ Fe3+ 10,42 mg/g 3.1.4 Kết khảo sát khả giải hấp, tái sinh vật liệu hấp phụ 3.1.4.1 Kết giải hấp vật liệu hấp phụ Cho 2g vật liệu hấp phụ vào 100ml dung dịch Fe3+ nồng độ 50 mg/l lắc 60 phút Đo nồng độ dung dịch sau xử lý ta thu kết sau: Bảng 3.4 Kết hấp phụ Fe3+ Nguyên tố C0 (mg/l) Cf (mg/l) Hiệu suất (%) Fe3+ 50 5,670 88,66 Sau tiến hành giải hấp tách Fe khỏi vật liệu dung dịch NaOH 10%, trình tiến hành lần, lần 20 ml dung dịch NaOH 10% Xác định nồng độ Fe3+ sau giải hấp phương pháp trắc quang Từ tính hàm lượng Fe3+ rửa giải Bảng 3.5 Kết giải hấp vật liệu NaOH 10% Số lần rửa Lƣợng Fe3+ hấp Lƣợng Fe3+ đƣợc phụ vật rửa giải (mg) Hiệu suất liệu (mg) Lần Lần Lần Dựa vào bảng số (%) 44,267 21,532 51,30 21,561 14,152 83,27 10,337 4,368 90.13 liệu khă rửa giải vật liệu hấp phụ NaOH 10% tốt Ban đầu vật liệu hấp thụ chứa 44,267 mg Fe3+ sau rửa giải lần cịn 4,368 mg Fe3+, hiệu suất đạt 90,13 % Sinh viên: Lê Văn Hiếu – MT1501 26 NGÀNH KỸ THUẬT MƠI TRƯỜNG KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP Bảng 3.6 Kết tái sinh vật liệu hấp phụ Vật liệu hấp phụ C0 ( mg/l ) Cf ( mg/l ) Hiệu suất ( % ) Silicagel 50 9,82 80,36 Kết cho thấy khả hấp phụ vật liệu hấp phụ sau giải hấp khả quan hiệu suất đạt 80,36 % Sinh viên: Lê Văn Hiếu – MT1501 27 NGÀNH KỸ THUẬT MƠI TRƯỜNG KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu thu số kết sau : Khảo sát khả hấp phụ vật liệu theo pH, kết cho thấy pH cho trình hấp phụ Fe3+ pH = Khảo sát ảnh hưởng thời gian đến trình hấp phụ sắt Kết thực nghiệm cho thấy thời gian đạt cân hấp phụ vật liệu silicagel 60 phút Mơ tả q trình hấp phụ vật liệu Fe3+ theo mơ hình Langmuir thu giá trị tải trọng hấp phụ cực đại qmax = 10,42 (mg/g) Khảo sát trình giải hấp tái sử dụng vật liệu hấp phụ cho thấy khả rửa giải vật liệu hấp phụ NaOH 10% tốt Hiệu suất rửa giải đạt 90,13% 5.Thực nghiệm cho thấy khả hấp phụ vật liệu hấp phụ sau giải hấp khả quan, hiệu suất đạt 80,36% Sinh viên: Lê Văn Hiếu – MT1501 28 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Huy Bá, Độc học môi trường, Nhà xuất đại học quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, 2000 Lê Văn Cát, Hấp phụ trao đổi ion kĩ thuật xử lý nước thải, Nhà xuất thống kê Hà Nội, 2002 Nguyễn Tinh Dung, Hóa học phân tích, phần Ш: Các phương pháp định lượng hóa học, Nxb Giáo dục Hà Nội, 2002 Nguyễn Đăng Đức, Hóa học phân tích, Đại học Thái Nguyên, 2008 Phạm Luận, Cơ sở lý thuyết phương pháp quang phổ nguyên tử, Nhà xuất Đại học quốc gia Hà Nội, 2006 Hồng Nhâm, Hóa học vơ 3, Nhà suất giáo dục Hà Nội, 2001 Trần Văn Nhân, Nguyễn Nhạc Sửu, Nguyễn Văn Tuế, giáo trình hóa lý tập 2, Nhà suất giáo dục, 2004 Trần Văn Nhân, Ngơ Thị Nga, Giáo trình cơng nghệ xử lý nước thải, Nhà xuất Khoa học kĩ thuật, Hà Nội, 2002 Trịnh Thị Thanh, Độc học môi trường sức khỏe người, Nhà xuất Đại học quốc gia Hà Nội, 2001 10.Nguyễn Đức Vận, Hóa học vơ 2: Các kim loại điển hình, Nhà xuất Khoa học kĩ thuật, Hà Nội, 2004 Sinh viên: Lê Văn Hiếu – MT1501 29