0911 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

BỘGIÁODỤCVÀĐÀOTẠO TRƯỜNGĐẠI HỌCQUYNHƠN TÔTÚTRÂN NGHIÊN CỨU KẾT HỢP PHƯƠNG PHÁP VI SINHVÀXÚCTÁCQUANG SỬDỤNGVẬTLIỆUTiO2PHỦTRÊNMỘT SỐPHANỀNĐỂXỬLÝNƯỚCTHẢI HỒ NUÔI TÔM LUẬNVĂN THẠC SĨHÓALÝTHUYẾT&HÓALÝ BìnhĐịnh– Năm2020 TÔTÚTRÂN NGHIÊN CỨU KẾT HỢP PHƯƠNG PHÁP VI SINHVÀXÚCTÁCQUANG SỬDỤNGVẬTLIỆUTiO2PHỦTRÊNMỘT SỐPHANỀNĐỂXỬLÝNƯỚCTHẢI HỒ NI TƠM Chun ngành: Hóa Lý Thuyết & Hóa LýMãsố :8 4 1 Ngườihướngdẫn: TS.HỒNGĐỨCAN LỜI CAMĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình kết nghiên cứu riêng tơi Cácsốliệu,kếtquảnêutrongluậnvănlàtrungthựcvàchưađượccơngbốtrongbấtcứmộtcơngtrìnhnghiên cứunào LỜI CẢMƠN Em xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo TS Hoàng Đức An, thầyđãtậntìnhhướngdẫn,giúpđỡ,chỉbảovàđộngviênemhồnthànhtốtluậnvăn Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS Nguyễn Tấn Lâm đóng gópđịnh hướnggiúpemhồnthiệnluậnvăn Trong trình thực luận văn, em nhận nhiều quantâmvàtạođiềukiệncủacácThầy,CơkhoaHóavàTrungtâmthínghiệmthựchànhA 6– TrườngĐạihọcQuyNhơn.EmxinbàytỏlịngcảmơnchânthànhtớiqThầy,Cơ Em xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè tập thể lớp Cao học HóaK21đãlnđộngviên,khíchlệtinhthầntrongsuốtqtrìnhhọctậpvànghiêncứukhoahọc Mặcdùđãrấtcốgắngtrongthờigianthựchiệnluậnvănnhưngvìcịnhạnchế kiến thức cũngnhưthờigian,kinhnghiệmnghiêncứunênkhơngtránhkhỏinhữngthiếusót.Emrấtmongnhậnđượcsựthơngcảmvà nhữngýkiếnđóng gópqbáutừqThầy,Cơđểluậnvănđượchồnthiệnhơn Emxinchânthànhcảmơn! MỤCLỤC MỞĐẦU 1 Lý chọn đềtài Mụctiêuđềtài Đốitượngvà phạmvinghiêncứu Phươngphápnghiêncứu Cấutrúcluậnvăn ChươngI.TỔNGQUAN 1.1 TỔNGQ U A N V Ề T Ì N H H Ì N H N U Ô I T Ô M T R Ê N T H Ế G I Ớ I V À VIỆTNAM 1.1.1 Trênthếgiới .5 1.1.2 Tại ViệtNam 1.1.3 Tạitỉnh BìnhĐịnh 1.2 NHỮNGHẠNCHẾ , BẤTCẬPVÀ THÁCHT HỨ C CỦA NGÀNH NUÔITÔM 1.2.1 Chịu tác độngnặngnềcủa ơnhiễmmơitrườngvàbiếnđổikhíhậu .9 1.2.2 Tácđộngdo sửdụnghóa chấtvà thứcăn nuôitôm .10 1.2.3 Tácđộng củabùnđáy 11 1.3 MỘTSỐPHƯƠNGPHÁPXỬLÝNƯỚCTHẢIHỒNUÔITÔM 12 1.3.1 Phươngpháp vậtlý 12 1.3.2 Phươngphápsinhhọc .13 1.3.3 Phươngpháp hóahọc .15 1.4 GIỚI THIỆU VỀ TITAN DIOXIT KÍCH THƯỚC NANO BIẾN TÍNHPHỦTRÊNPHANỀNVÀỨNGDỤNG .18 1.4.1 Vậtliệu TiO2 18 1.4.2 Tính chấtxúctác quang củaTiO2 21 1.4.2.1 Kháiniệmphảnứngquangxúctác .21 1.4.2.2 Cơchếphảnứngxúctácquanghóa 22 1.4.3 Vậtliệu TiO2biếntính .26 1.4.4 Vậtliệunano TiO2biến tínhphủ trêncácphanền .27 1.4.5 Ứngdụng .30 1.4.5.1 Ứngdụngxúctácquanghóaxửlýmơitrường 30 1.4.5.2 Ứngdụngtrongcáclĩnhvựcsơntựlàmsạch 33 1.4.5.3 CácứngdụngkháccủaTiO2 34 1.5 CHẾPHẨMSINHHỌC .34 1.5.1 Giớithiệuvềchếphẩmsinhhọc 34 1.5.2 Tácdụngcủa chếphẩmsinhhọc 36 1.5.3 Cơ chếhoạtđộngcủa chếphẩmsinh học 38 1.5.4 Chếphẩmvi sinh Remediate 38 ChươngII.THỰCNGHIỆM 41 2.1 THIẾTBỊ,HÓA CHẤT,DỤNGCỤ .41 2.1.1 Thiếtbị 41 2.1.2 Hóachất 41 2.1.3 Dụng cụ 41 2.1.4 GiớithiệuvềvậtliệucompositeBiOI/TiO2 42 2.1.4.1 Hìnhtháicấutrúccủavậtliệu 42 2.1.4.2 Đặctrưngliên kếthóahọccủavậtliệu .44 2.1.4.3 Tínhchấthấpthụquangcủavậtliệu 45 2.2 PHƯƠNGPHÁPPHÂNTÍCH .46 2.2.1 Phươngp h p x c đ ị n h p H t h e o T C V N : 1 ( I S O : 2008)vềchấtlượngnước .46 2.2.2 PhươngphápxácđịnhNH 4+theoTCVN2662:1978vềchấtlượngnước 47 2.2.3 Phươngpháp xácđịnh NitotổngtheoSMEWW4500-N.C(2012) .48 2.2.4 Phươngp h p x c đ ị n h C O D t h e o T C V N : 9 ( I S O 6060:1989)vềchấtlượngnước 49 2.2.5 Phươngpháp xác đị nh B O D 5t h e oT C V N 60 01 : 99 ( I S O 81 : 1989)vềchấtlượngnước 51 2.2.6 Phương pháp xác địnhT S S t h e o T C V N 6 : 0 ( I S O 11923:1997)vềchấtlượngnư ớc 53 2.2.7 PhươngphápxácđịnhPO43-theoSMEWW4500-P.E(2012) 53 2.3 KHẢOSÁTHOẠTTÍNHXÚCTÁCQUANGCỦAVẬT LIỆU 56 2.3.1 Khảosátthờigianđạtcânbằnghấpphụ 56 2.3.2 Khảosáthoạttínhquangxúctác .56 2.3.3 Phântíchđịnhlượngtetracyclin(TC) .57 2.3.2.1 Nguyêntắc .57 2.3.2.2 Xâydựngđườngchuẩnxácđịnhnồng độTC 57 2.4 NGHIÊNCỨUỨNGDỤNGXỬLÝNƯỚCTHẢIHỒNUÔITÔMTR ÊNCƠSỞVẬTLIỆUCOMPOSITEBiOI/TiO2 58 2.4.1 Phươngpháplấymẫuvàbảoquảnmẫu 58 2.4.2 Nghiên cứu điều kiện, thời gian nồng độ chế phẩm vi sinh xử lýnướcthải hồ nuôitômhiệuquảnhất 58 2.4.3 Ảnh hưởng khối lượng chất xúc tác BiOI/TiO2trên đơn vịdiện tích đến hoạt tính quang xúc tác vật liệu sử dụng nguồn sángđèn 59 2.4.4 Ảnh hưởng khối lượng chất xúc tác BiOI/TiO2trên đơn vịdiện tích đến hoạt tính quang xúc tác vật liệu sử dụng nguồn sángmặttrời 60 2.4.5 NghiêncứukếthợpvậtliệuTiO2biếntínhphântántrênphanềnvàphương pháp visinhđểxửlýnướcthải hồnuôitôm 61 ChươngIII.KẾTQUẢVÀTHẢOLUẬN .63 31.ĐÁNHGIÁHOẠTTÍNHXÚCTÁCQUANGCỦAVẬTLIỆUTiO2 BIẾNTÍNHĐƯỢC PHÂNTÁNTRÊN PHANỀN 63 3.1.1 Khảo sátthời giancânbằnghấpphụ 63 3.1.2 Khảosátcácyếutốthựcnghiệmảnhhưởngđếnhoạttínhquangxúctáccủa vậtliệu .64 3.2 ĐÁNHGIÁCHẤTLƯỢNGNƯỚCTHẢIBANĐẦU 67 3.3 NGHIÊNCỨUĐIỀUKIỆN,THỜIGIANVÀNỒNGĐỘCHẾPHẨMVISINH XỬLÝ NƯỚCTHẢIHỒNUÔITÔMHIỆUQUẢNHẤT6 3.4 NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG XỬLÝ NƯỚC THẢI NUÔI TÔM CỦA VẬT LIỆU BiOI/TiO 2PHÂN TÁNTRÊNPHANỀN 73 3.4.1 Ảnh hưởng khối lượng chất xúc tác BiOI/TiO2trên đơn vịdiện tích đến hoạt tính quang xúc tác vật liệu sử dụng nguồn sángđèn73 3.4.1.1 KếtquảkhảosátpH 74 3.4.1.2 KếtquảkhảosátNH4+ .75 3.4.1.3 KếtquảkhảosátBOD5 76 3.4.1.4 KếtquảkhảosátCOD 78 3.4.2 Ảnh hưởng khối lượng chất xúc tác BiOI/TiO2trên đơn vịdiện tích đến hoạt tính quang xúc tác vật liệu sử dụng nguồn sángmặttrời 80 3.4.2.1 KếtquảkhảosátpH 80 3.4.2.2 KếtquảkhảosátNH4+ .81 3.4.2.3 KếtquảkhảosátBOD5 83 3.4.2.4 KếtquảkhảosátCOD 84 3.4.3 Đánh giákhảnăng tái sửdụng củavật liệu 88 3.5 HIỆUQUẢXỬLÝNƯỚCTHẢIHỒNUÔITÔMBẰNGPHƯƠNGPHÁP KẾTHỢP 89 KẾTLUẬNVÀKIẾNNGHỊ 94 TÀILIỆUTHAMKHẢO .96 PHỤLỤC 104 QUYẾTĐỊNHGIAO ĐỀTÀILUẬNVĂNTHẠCSĨ (Bảnsao) 115 DANHMỤC CÁCTỪVIẾTTẮT AOPs AdvancedOxidationProcesses(Cácqtrìnhoxihóanângcao) BNNPTNT Bộnơngnghiệpphát triểnnơng thơn BOD BiochemicalOxygenDemand (Nhucầuoxysinhhố) BTNMT Bộtàingun mơitrường CB Condutionband (Vùngdẫn) COD ChemicalOxygen Demand(Nhu cầuoxyhóahọc) Eg Bandgapenergy(Nănglượngvùng cấm) QCVN QuychuẩnViệtNam TC Tetracyclin TCVN Tiêuchuẩn ViệtNam THMs Trihalomethanes TSS TotalSuspendedSolids (Tổngchấtrắnlơlửng) TT-BNN Thơngtư–Bộnơngnghiệp VB Valanceband(Vùng hóatrị)