Nghiên cứu điều chế chất keo tụ PAC-Al13 (Polyaluminium Chloride) từ guồn nhôm phế liệu ứng dụng trong xử lý nước mặt và nước thảin

Đồ án tốt nghiệp GVHD : TS.Nguyễn Đình Thành BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ CÔNG NGHỆ SINH HỌC oOo ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ CHẤT KEO TỤ PAC–Al 13 (POLYALUMINIUM CHLORIDE) TỪ NGUỒN NHÔM PHẾ LIỆU ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ NƯỚC MẶT VÀ NƯỚC THẢI Chuyên ngành: Môi Trường Mã số ngành: 108 GVHD: TS.NGUYỄN ĐÌNH THÀNH SVTH : LƯU THỊ KIỀU HƯƠNG Tp.Hồ Chí Minh Tháng 12 năm 2006 SVTH : Lưu Thò Kiều Hương Trang 1 Đồ án tốt nghiệp GVHD : TS.Nguyễn Đình Thành BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐẠI HỌC KTCN TP.HCM ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC KHOA:Môi Trường và Công Nghệ Sinh Học BỘ MÔN : Môi Trường NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HỌ VÀ TÊN: Lưu Thò Kiều Hương MSSV: 02ĐHMT095 NGÀNH: Môi Trường LỚP : 02MT4 1. Đầu đề Đồ án tốt nghiệp: Nghiên cứu điều chế chất keo tụ PAC-Al 13 (polyaluminium chloride) từ nguồn nhôm phế liệu ứng dụng trong xử lý nước mặt và nước thải. 2. Nhiệm vụ (yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu): - Nghiên cứu điều chế chất keo tụ PAC-Al 13 từ nguồn nhôm phế liệu và acid chlohydric công nghiệp. - Khảo sát tính năng keo tụ của PAC-Al 13 trong xử lý nước mặt và nước thải. - Đánh giá hiệu quả xử lý nước mặt và nước thải của PAC-Al 13 so với PAC Viện Công nghệ Hóa học và phèn nhôm truyền thống. 3. Ngày giao Đồ án tốt nghiệp : Ngày 01 tháng 10 năm 2006. 4. Ngày hoàn thành nhiệm vụ : Ngày 27 tháng 12 năm 2006. 5. Họ tên người hướng dẫn : Phần hướng dẫn : 1/ TS.Nguyễn Đình Thành Nội dung và yêu cầu ĐATN đã được thông qua Bộ môn. Ngày tháng năm 2006 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHÍNH (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên) PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN Người duyệt (chấm sơ bộ): Đơn vò: SVTH : Lưu Thò Kiều Hương Trang 2 Đồ án tốt nghiệp GVHD : TS.Nguyễn Đình Thành Ngày bảo vệ: Điểm tổng kết Nơi lưu trữ Đồ án tốt nghiệp NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN  Điểm bằng số ________________ Điểm bằng chữ_________________________ Ngày…………tháng…………năm…………… Chữ ký của GVHD SVTH : Lưu Thò Kiều Hương Trang 3 Đồ án tốt nghiệp GVHD : TS.Nguyễn Đình Thành LỜI CẢM ƠN  Sau hơn bốn năm học tập tại Trường ĐH Kỹ Thuật Cơng Nghệ Tp.Hồ Chí Minh, em đã tiếp thu được những kiến thức q giá từ thầy cơ Khoa Mơi Trường và Cơng Nghệ Sinh Học và đó cũng chính là hành trang giúp em bước vào đời. Và nay, sau thời gian thực tập tốt nghiệp và làm Đồ án tại Viện Khoa Học Vật Liệu Ứng Dụng trực thuộc Viện Khoa Học và Cơng Nghệ Việt Nam, dưới sự hướng dẫn tận tình của TS.Nguyễn Đình Thành tại phòng Vật Liệu Xúc Tác Ứng Dụng, em đã tích luỹ được những kiến thức cũng như kinh nghiệm thực tiễn thật hữu ích. Với tất cả sự kính trọng và biết ơn, em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến các q thầy cơ Khoa Mơi Trường và Cơng Nghệ Sinh Học, TS.Nguyễn Đình Thành cùng với cơ Hà, anh Q, anh Thiện ở Viện Khoa Học Vật Liệu Ứng Dụng và anh Q, anh Triết, anh Đạt bên Viện Cơng Nghệ Hóa Học đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ em hồn thành Đồ án tốt nghiệp này với kết quả tốt nhất. Tp.Hồ Chí Minh tháng 12/2006 SV: Lưu Thị Kiều Hương SVTH : Lưu Thò Kiều Hương Trang 4 Đồ án tốt nghiệp GVHD : TS.Nguyễn Đình Thành MỤC LỤC  LỜI MỞ ĐẦU Trang 1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Cơ sở khoa học đề tài 3 2. Mục tiêu đề tài 3 3. Đòa điểm thực hiện đề tài 4 4. Giới hạn đề tài 4 5. Phương pháp nghiên cứu đề tài 4 6. Ý nghóa khoa học đề tài 5 7. Đánh giá kết quả 5 A.TỔNG QUAN CHƯƠNG 1 : CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI SVTH : Lưu Thò Kiều Hương Trang 5 Đồ án tốt nghiệp GVHD : TS.Nguyễn Đình Thành 1.1 Phương pháp xử lý cơ học 7 1.2 Phương pháp xử lý hóa lý 7 1.2.1 Keo tụ 8 1.2.2 Tuyển nổi 8 1.2.3 Hấp phụ 9 1.2.4 Trao đổi ion 9 1.2.5 Màng bán thấm 9 1.2.6 Trích ly 9 1.2.7 Chưng bay hơi 10 1.2.8 Phương pháp trung hòa 10 1.2.9 Phương pháp oxy hóa khử 10 1.2.10 Kết tủa hóa học 11 1.3 Phương pháp xử lý sinh học 11 1.3.1 Phương pháp sinh học nhân tạo 11 1.3.2 Phương pháp sinh học tự nhiên 12 CHƯƠNG 2 : KHÁI QUÁT VỀ CHẤT KEO TỤ VÀ HIỆN TƯNG KEO TỤ 2.1 Hệ keo và hiện tượng keo tụ 13 2.1.1 Chất phân tán trong môi trường nước 13 2.1.2 Hệ keo – cấu tạo và tính chất 14 SVTH : Lưu Thò Kiều Hương Trang 6 Đồ án tốt nghiệp GVHD : TS.Nguyễn Đình Thành 2.1.3 Độ bền của hệ keo và hiện tượng keo tụ 15 2.1.4 Phá bền của các huyền phù keo 17 2.1.5 Sự cần thiết của các chất keo tụ 17 2.1.6 Các biện pháp hóa học dùng để keo tụ 19 2.1.6.1 Tăng lực ion 19 2.1.6.2 Thay đổi pH 19 2.1.6.3 Đưa vào hệ một muối kim loại hóa trò III 19 2.1.6.4 Đưa vào một polymer tự nhiên hoặc polymer tổng hợp 20 2.1.7 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình keo tụ tạo bông 20 2.1.7.1 Trò số pH của nước 20 2.1.7.2 Lượng dùng chất keo tụ 20 2.1.7.3 Nhiệt độ nước 21 2.1.7.4 Tốc độ hỗn hợp của nước và chất keo tụ 21 2.1.7.5 Tạp chất trong nước 21 2.1.7.6 Môi chất tiếp xúc 22 2.2 Các chất keo tụ vô cơ 22 2.2.1 Cơ sở lý thuyết chất keo tụ 22 2.2.2 Sản phẩm truyền thống 23 2.2.3 Sản phẩm keo tụ mới 25 2.2.4 Một số công trình điều chế chất keo tụ 29 2.2.4.1 Điều chế phèn nhôm truyền thống 29 SVTH : Lưu Thò Kiều Hương Trang 7 Đồ án tốt nghiệp GVHD : TS.Nguyễn Đình Thành 2.2.4.2 Điều chế polyaluminium chloride (PAC) 30 2.2.4.3 Điều chế polyaluminium sulfat (PAS) 31 2.2.4.4 Điều chế các polyferric 32 CHƯƠNG 3 : CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Phương pháp phân tích 33 3.1.1 Phương pháp Complexon (phương pháp chuẩn độ ngược) 33 3.1.1.1 Xác đònh tổng Al 3+ , Fe 3+ bằng phương pháp chuẩn độ ngược 33 3.1.1.2 Xác đònh Al 3+ bằng phương pháp chuẩn độ thay thế 34 3.1.2 Thực hành phương pháp Complexol 34 3.1.2.1 Xác đònh nồng độ Zn 2+ 34 3.1.2.2 Xác đònh lượng tổng Al 3+ và Fe 3+ 34 4.1.2.3 Xác đònh lượng Al 3+ 35 3.2 Phương pháp Jar – Test 36 3.2.1 Cơ sở lý thuyết 36 3.2.2 Cách sử dụng 36 B.THỰC NGHIỆM CHƯƠNG 4 : HÓA CHẤT – DỤNG CỤ – THIẾT BỊ 4.1 Hóa chất 38 4.1.1 Hóa chất 38 SVTH : Lưu Thò Kiều Hương Trang 8 Đồ án tốt nghiệp GVHD : TS.Nguyễn Đình Thành 4.1.2 Chuẩn bò các dung dòch 39 4.2 Dụng cụ 40 4.3 Thiết bò 41 CHƯƠNG 5 : TIẾN HÀNH ĐIỀU CHẾ HP CHẤT KEO TỤ TỪ NHÔM PHẾ LIỆU 5.1 Điều chế dung dòch AlCl 3 từ nhôm phế liệu 42 51.1 Hệ thống dụng cụ 42 5.1.2 Phương pháp tiến hành 43 5.2 Điều chế hợp chất keo tụ PAC-Al 13 44 5.2.1 Điều kiện thực nghiệm chế tạo PAC-Al 13 44 5.2.2 Quy trình công nghệ chế tạo PAC-Al 13 từ nhôm phế liệu 44 5.3 Xác đònh tỷ trọng của dung dòch PAC-Al 13 46 5.4 Xác đònh độ ẩm của sản phẩm PAC-Al 13 47 C.KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN CHƯƠNG 6 : KẾT QUẢ ĐIỀU CHẾ HP CHẤT KEO TỤ PAC-Al 13 6.1 Kết quả điều chế dung dòch AlCl 3 48 6.2 Kết quả điều chế chất keo tụ PAC-Al 13 49 6.2.1 Kết quả đo hàm lượng Al 2 O 3 của PAC-Al 13 dạng dung dòch 49 6.2.2 Kết quả đo tỷ trọng dung dòch PAC-Al 13 49 6.2.3 Kết quả đo hàm lượng Al 2 O 3 của PAC-Al 13 dạng rắn 50 SVTH : Lưu Thò Kiều Hương Trang 9 Đồ án tốt nghiệp GVHD : TS.Nguyễn Đình Thành 6.2.4 Kết quả xác đònh cấu trúc vật liệu PAC-Al 13 50 6.2.5 Kết quả xác đònh độ ẩm của PAC-Al 13 51 6.3 Ứng dụng chất keo tụ PAC-Al 13 trong xử lý nước 52 6.3.1 Ứng dụng trong xử lý nước mặt 52 6.3.1.1 Nguyên tắc thử nghiệm 52 6.3.1.2 Môi trường nước đục 53 6.3.1.3 Môi trường nước chứa huyền phù 56 6.3.1.4 Môi trường nước sông 59 6.3.2 Ứng dụng trong xử lý nước thải 62 6.3.2.1 Nước thải dệt nhuộm 62 6.3.2.2 Nước thải sản xuất giấy Vónh Huê 65 D.TỔNG KẾT CHƯƠNG 7 : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 7.1 Kết luận 69 7.2 Kiến nghò 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC SVTH : Lưu Thò Kiều Hương Trang 10 [...]... nguyên liệu đầu vào, tạo ra một loại sản phẩm có giá trò kinh tế, được ứng dụng phổ biến trong xử lý nước và có ý nghóa trong công tác bảo vệ môi trường sống 2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI  Tận dụng nguồn nhôm phế liệu hiện có và dung dòch acid chlohydric công nghiệp để nghiên cứu điều chế chất keo tụ PAC-Al13  Khảo sát tính năng keo tụ của PAC-Al13 trong xử lý nước mặt và nước thải  Đánh giá hiệu quả xử lý nước mặt. .. sánh, đối chiếu số liệu : Dùng phương pháp toán học để tính toán trong thực nghiệm và dùng phương pháp tin học (phần mềm Excel) để biểu diễn các đồ thò nhằm đánh giá hiệu quả của việc ứng dụng các chất keo tụ trong xử lý nước 6 Ý NGHĨA KHOA HỌC ĐỀ TÀI Tận dụng được nguồn nhôm phế liệu hiện có để nghiên cứu điều chế chất keo tụ PAC-Al13 và sản phẩm này có thể ứng dụng trong xử lý nước, góp phần cải... muối sắt làm chất keo tụ, ảnh hưởng của nhiệt độ tới quá trình keo tụ là không lớn 2.1.7.4 Tốc độ hỗn hợp của nước và chất keo tụ Quan hệ tốc độ hỗn hợp của nước và chất keo tụ đến tính phân bổ đồng điều của chất keo tụ và cơ hội va chạm giữa các hạt keo cũng là nhân tố trọng yếu ảnh hưởng đến quá trình keo tụ Tốc độ khuấy tốt nhất là chuyển từ nhanh sang chậm Khi mới cho chất keo tụ vào nước phải khuấy... tượng keo tụ như GVHD : TS.Nguyễn Đình Thành [6] : keo tụ vùng, keo tụ bằng hỗn hợp chất điện ly (hiện tượng cộng tính, keo tụ hỗ trợ, keo tụ cản trở), tự keo tụ và sự keo tụ tương hỗ giữa hai keo Đối với hiện tượng keo tụ tương hỗ thường được gặp nhiều trong thực tế, như đánh phèn làm trong nước là keo tụ tương hỗ giữa keo dương (phèn) và keo âm (các hạt huyền phù) 2.1.4 Phá bền của các huyền phù keo. .. ngày nay của thế giới là tận dụng tối đa nguồn phế thải sản suất và sinh hoạt vào các hoạt động sản xuất có ích, cho nên việc tận dụng tối đa các nguồn phế thải để chế tạo nên loại vật liệu hữu ích được ứng dụng trong xử lý môi trường là vấn đề đang được quan tâm Đề tài nghiên cứu đã đưa ra vấn đề tận dụng lại nguồn nhôm phế thải làm nguồn nguyên liệu điều chế chất keo tụ nhằm giải quyết được các vấn... nghiên cứu và thực hiện trong 12 tuần  Giới hạn về nội dung: Chỉ tiến hành nghiên cứu điều chế PAC-Al 13 ở qui mô phòng thí nghiệm và thử tính năng keo tụ lắng trong nước của sản phẩm bằng phương pháp Jar-Test qua các mẫu nước mặt và nước thải 5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI  Phương pháp thu thập thông tin, các thông số : Thu thập các tài liệu về các phương pháp xử lý nước, các chất keo tụ và quá...  Keo tụ nước bằng phèn nhôm (phèn đơn hoặc phèn kép) là phương pháp thông dụng để làm trong nước bề mặt, nguồn nước xử lý chủ yếu nhằm cung cấp cho sinh hoạt theo các hộ gia đình, mặt khác phương pháp keo tụ cũng thường được áp dụng để xử lý nước thải tại các nhà máy Phèn nhôm được sản xuất trong SVTH : Lưu Thò Kiều Hương Trang 15 Đồ án tốt nghiệp GVHD : TS.Nguyễn Đình Thành nước chủ yếu từ nguồn... thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã nghiên cứu thành công và đưa vào ứng dụng rộng rãi ở nhiều nhà máy kể từ năm 2000 đến nay Từ hướng đi tiến bộ đó, chúng tôi tiến hành nghiên cứu điều chế PAC có hàm lượng Al13 cao (PAC-Al13) , đi từ nguồn nguyên liệu nhôm phế thải và dung dòch acid chlohydric công nghiệp của nhà máy hóa chất Biên Hòa Chế phẩm tạo thành ở dạng dung dòch và được phơi khô tự... các hạt keo này cùng lắng,…Các chất có khả năng như thế được gọi là các chất keo tụ, vì thế vai trò của các chất keo tụ rất quan trọng trong việc xử lý nước 2.1.6 Các biện pháp hóa học dùng để keo tụ [3, 7, 8] Các phương pháp hóa học này đều dựa trên 4 cơ chế keo tụ ở trên để khử tính bền của hệ keo Có 4 biện pháp hóa học keo tụ một hệ huyền phù dạng keo 2.1.6.1 Tăng lực ion Khi tăng nồng độ chất điện... Kết quả keo tụ lắng trong nước sông Sài Gòn  Bảng 6.7: Kết quả keo tụ lắng trong nước thải dệt nhuộm  Bảng 6.8: Kết quả keo tụ lắng trong nước thải sản xuất giấy Vónh Huê DANH MỤC HÌNH   Hình 2.1: Quy trình điều chế PAC  Hình 3.1: Máy Jar-Test  Hình 5.1: Mô hình điều chế AlCl3  Hình 5.2: Quy trình điều chế dung dòch AlCl3  Hình 5.3: Quy trình điều chế PAC-Al13  Hình 6.1: Sản phẩm PAC-Al13 . nghiệp: Nghiên cứu điều chế chất keo tụ PAC-Al 13 (polyaluminium chloride) từ nguồn nhôm phế liệu ứng dụng trong xử lý nước mặt và nước thải. 2. Nhiệm vụ (yêu cầu về nội dung và số liệu ban. ban đầu): - Nghiên cứu điều chế chất keo tụ PAC-Al 13 từ nguồn nhôm phế liệu và acid chlohydric công nghiệp. - Khảo sát tính năng keo tụ của PAC-Al 13 trong xử lý nước mặt và nước thải. - Đánh. keo tụ trong xử lý nước. 6. Ý NGHĨA KHOA HỌC ĐỀ TÀI Tận dụng được nguồn nhôm phế liệu hiện có để nghiên cứu điều chế chất keo tụ PAC-Al 13 và sản phẩm này có thể ứng dụng trong xử lý nước, góp