Nghiên cứu khả năng sử dụng lá cao su làm vật liệu xử lý cu(ii) trong nước

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - iê n u TRẦN THỊ THU THỦY Lu ận vă n th ạc sĩ Kĩ th uậ tN gh NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SỬ DỤNG LÁ CAO SU LÀM VẬT LIỆU XỬ LÝ Cu(II) TRONG NƢỚC LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG Hà Nộii – 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - TRẦN THỊ THU THỦY th uậ tN gh iê n u NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SỬ DỤNG LÁ CAO SU LÀM VẬT LIỆU XỬ LÝ Cu(II) TRONG NƢỚC CA150010 Lu ận vă n th ạc Mã số: sĩ Kĩ Chuyên ngành : Kỹ thuật môi trƣờng LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG GƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC TS TRẦN LỆ MINH ii – 2017 Hà Nội LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Luận văn thực chƣơng trình đào tạo Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Các số liệu kết Luận văn trung thực chƣa đƣợc cơng bố Tơi hồn tồn chịu trách nhiệm nội dung Luận văn Hà Nội, ngày 10 tháng năm 2017 Lu ận vă n th ạc sĩ Kĩ th uậ tN gh iê n u Ngƣời thực Luận văn iii Trần Thị Thu Thủy LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn hƣớng dẫn tận tình đến TS Trần Lệ Minh hƣớng dẫn em nghiên cứu hoàn thành Luận văn Em xin cảm ơn thầy cô giáo Viện Khoa học Công nghệ môi trƣờng tận tình dạy bảo suốt trình học, trang bị kiến thức giúp em hoàn thành Luận văn Em xin chân thành gửi lời cảm ơn tới Ban Lãnh đạo Viện Khoa học vật liệu, anh chị phịng Cơng nghệ vật liệu mơi trƣờng tận tình giúp đỡ tạo điều kiện mặt trang thiết bị, hóa chất,… để em thực tốt trình nghiên cứu th uậ tN n gh iê kiện giúp đỡ cho em hoàn thành tốt Luận văn u Cuối cùng, xin cảm ơn gia đình, bạn bè, ngƣời thân động viên, tạo điều Hà Nội, ngày 10 tháng năm 2017 Lu ận vă n th ạc sĩ Kĩ Ngƣời thực Luận văn Trần Thị Thu Thủy iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN iv MỤC LỤC v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vii DANH MỤC HÌNH viii DANH MỤC BẢNG ix MỞ ĐẦU .1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu u Đóng góp Luận văn n Ý nghĩa khoa học thực tiễn gh iê Bố cục Luận văn uậ tN CHƢƠNG Kĩ th Ô NHIỄM ĐỒNG TRONG NƢỚC VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ th ạc sĩ 1.1 Hiện trạng ô nhiễm đồng nƣớc, ảnh hƣởng chúng đến ngƣời môi trƣờng .4 vă n 1.1.1 Đặc tính đồng .4 Lu ận 1.1.2 Nguồn gốc ô nhiễm Cu(II) nƣớc .5 1.1.3 Ảnh hƣởng ô nhiễm Cu(II) ngƣời môi trƣờng 1.2 Một số phƣơng pháp xử lý Cu(II) nƣớc thải 1.2.1 Phƣơng pháp kết tủa hóa học 1.2.2 Phƣơng pháp trao đổi ion .10 1.2.3 Phƣơng pháp hấp phụ .11 1.2.4 Phƣơng pháp sinh học 12 1.2.5 Một số phƣơng pháp khác 13 1.3 Xử lý kim loại nặng nƣớc vật liệu sinh học 14 1.3.1 Cơ sở phƣơng pháp 14 1.3.2 Phƣơng trình đẳng nhiệt mơ tả trình hấp phụ kim loại nặng nƣớc vật liệu sinh học 15 1.3.3 Một số phƣơng trình động học mơ tả q trình hấp phụ 18 v 1.4 Tình hình nghiên cứu xử lý Cu(II) nƣớc vật liệu sinh học 19 CHƢƠNG 22 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ QUY TRÌNH THỰC NGHIỆM 22 2.1 Vật liệu 22 2.1.1 Lựa chọn vật liệu 22 2.1.2 Quy trình chế tạo vật liệu .22 2.2 Hóa chất thiết bị sử dụng 23 2.2.1 Hóa chất 23 2.2.2 Thiết bị, dụng cụ sử dụng .24 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu thực nghiệm 24 2.4 Phƣơng pháp đo phân tích .25 2.5 Quy trình thực nghiệm 26 u 2.5.1 Khảo sát ảnh hƣởng thời gian tiếp xúc đến hiệu suất xử lý Cu(II) 26 gh iê n 2.5.2 Khảo sát ảnh hƣởng pH tới hiệu suất hấp phụ Cu(II) 26 tN 2.5.3 Khảo sát ảnh hƣởng tỷ lệ rắn lỏng đến hiệu suất hấp phụ Cu(II) 27 th uậ 2.5.4 Thăm dò khả giải hấp, tái sử dụng vật liệu 27 sĩ Kĩ 2.5.5 Xử lý nƣớc thải .28 th ạc CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 29 vă n 3.1 Xác định đặc tính vật liệu 29 Lu ận 3.2 Ảnh hƣởng thời gian tiếp xúc tới hiệu suất xử lý Cu(II) .32 3.3 Ảnh hƣởng pH đến hiệu suất xử lý Cu(II) RL 33 3.4 Ảnh hƣởng tỷ lệ rắn – lỏng đến hiệu suất xử lý Cu(II) RL 35 3.5 Đẳng nhiệt hấp phụ 37 3.6 Thăm dò khả giải hấp phụ .40 3.7 Kết xử lý đồng nƣớc thải .41 3.8 Động học trình hấp phụ Cu(II) dung dịch RL 42 KẾT LUẬN .45 TÀI LIỆU THAM KHẢO 47 PHỤ LỤC 51 Phụ lục .51 Phụ lục .52 Phụ lục .57 vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Danh mục ký hiệu E Hiệu suất xử lý t Thời gian tiếp xúc R/L Tỉ lệ rắn/lỏng Danh mục chữ viết tắt Từ viết tắt Tên tiếng Anh Tên tiếng Việt Bộ Tài nguyên Môi trƣờng BTNMT Fourier Transform InfraRed Phổ hồng ngoại HUST Hanoi University of Science and Trƣờng đại học Bách khoa Hà Kĩ th Science and Technology sĩ Institute of Materials Science ạc IMS n ận Scanning Electronic Microscope Lu SEM Viện Khoa học Công nghệ Môi trƣờng Viện Khoa học vật liệu Quy chuẩn Việt Nam vă QCVN Nội Khoa học kỹ thuật th KHKT iê gh tN Institute for Environmental uậ INEST n Technology u FTIR Kính hiển vi điện tử quét TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam VLHP Vật liệu hấp phụ VAST Vietnam Academy of Science and Viện Hàn lâm Khoa học Technology Cơng nghệ Việt Nam vii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Quá trình mạ đồng lên chất dẻo [8] Hình 2.1: Quy trình chế tạo vật liệu từ cao su 23 Hình 2.2: Sơ đồ quy trình thực nghiệm theo mẻ gián đoạn 25 Hình 3.1: Ảnh SEM vật liệu RL-H2O (a); RL-NaOH (b); RL-H2SO4 (c) với độ phóng đại 2000 lần 10000 lần 29 Hình 3.2: Phổ hồng ngoại vật liệu RL-H2O (a), RL-NaOH (b), RL-H2SO4 (c) 31 Hình 3.3: Ảnh hƣởng thời gian tiếp xúc đến hiệu suất xử lý Cu(II) RL 32 u Hình 3.4: Ảnh hƣởng a) pH ban đầu b) pH cân đến hiệu suất xử lý Cu(II) RL 34 gh iê n Hình 3.5: Ảnh hƣởng tỷ lệ rắn – lỏng đến hiệu suất xử lý Cu(II) RL 35 tN Hình 3.6: Lƣợng Cu(II) hấp phụ tỷ lệ rắn lỏng sử dụng RL 36 th uậ Hình 3.7: Đẳng nhiệt Langmuir Cu(II) sử dụng vật liệu RL 38 sĩ Kĩ Hình 3.8: Đẳng nhiệt Freundlich Cu(II) sử dụng vật liệu RL 38 th ạc Hình 3.9: Khả giải hấp phụ đồng tái sử dụng RL-H2O 40 vă n Hình 3.10: Khả giải hấp phụ đồng tái sử dụng RL-NaOH 41 Lu ận Hình 3.11: Giả động học bậc hấp phụ Cu(II) 43 Hình 3.12: Giả động học bậc hấp phụ Cu(II) 43 viii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Các tính chất vật lý đồng Bảng 1.2: Thành phần nƣớc thải số ngành công nghiệp .7 Bảng 3.1: Hằng số đẳng nhiệt Langmuir Freudlich xử lý Cu(II) RL 37 Bảng 3.2: Khả hấp phụ Cu(II) RL so với số vật liệu khác 39 Bảng 3.4: Hằng số tốc độ hấp phụ bậc bậc Cu RL .42 Bảng PL 2.1: Ảnh hƣởng thời gian tiếp xúc đến hiệu suất xử lý Cu(II) RLH2O 52 Bảng PL 2.2: Ảnh hƣởng thời gian tiếp xúc đến hiệu suất xử lý Cu(II) RLNaOH 52 u Bảng PL 2.3: Ảnh hƣởng thời gian tiếp xúc đến hiệu suất xử lý Cu(II) RLH2SO4 53 iê n Bảng PL 2.4: Ảnh hƣởng pH đến hiệu suất xử lý Cu(II) vật liệu RL-H2O 53 uậ tN gh Bảng PL 2.5: Ảnh hƣởng pH đến hiệu suất xử lý Cu(II) vật liệu RL-NaOH 54 sĩ Kĩ th Bảng PL 2.6: Ảnh hƣởng pH đến hiệu suất xử lý Cu(II) vật liệu RL-H2SO4 54 vă n th ạc Bảng PL 2.7: Ảnh hƣởng tỷ lệ rắn – lỏng đến hiệu suất xử lý Cu(II) vật liệu RL-H2O 55 Lu ận Bảng PL 2.8: Ảnh hƣởng tỷ lệ rắn – lỏng đến hiệu suất xử lý Cu(II) vật liệu RL-NaOH 55 Bảng PL 2.9: Ảnh hƣởng tỷ lệ rắn – lỏng đến hiệu suất xử lý Cu(II) vật liệu RL-H2SO4 56 ix MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Cùng với đổi chế quản lý Nhà nƣớc quản lý sản xuất kinh doanh, công nghiệp thực trở thành động lực thúc đẩy kinh tế phát triển, đặc biệt nhóm ngành cơng nghiệp mũi nhọn nhƣ luyện kim, khí, điện tử Tuy nhiên, bên cạnh lợi ích kinh tế, q trình phát triển cơng nghiệp làm cho môi trƣờng bị ô nhiễm nghiêm trọng, đặc biệt diện kim loại nặng nhƣ Cu, Cd, Zn, Pb, As, môi trƣờng đất, nƣớc vấn đề môi trƣờng đƣợc cộng đồng quan tâm Sự tích tụ kim loại nặng ảnh hƣởng tiêu cực đến đời sống sinh vật thủy sinh, gây ảnh hƣởng đến sức khỏe ngƣời thông qua chuỗi thức ăn Vì vậy, việc áp dụng phƣơng pháp xử lý nhằm giảm u thiểu loại bỏ chúng khỏi môi trƣờng cần thiết ngày đƣợc quan gh iê n tâm nhằm bảo vệ môi trƣờng sinh thái sức khỏe cộng đồng uậ tN Hiện nay, nhiều phƣơng pháp khác đƣợc sử dụng để loại bỏ kim loại th nặng khỏi mơi trƣờng nƣớc nhƣ phƣơng pháp hóa học, sinh học, trao đổi ion, ạc sĩ Kĩ thẩm thẩu ngƣợc, lọc nano, kết tủa hấp phụ Trong đó, hấp phụ n th phƣơng pháp có nhiều ƣu việt so với phƣơng pháp khác có ận vă thể tách loại đƣợc đồng thời nhiều kim loại dung dịch, có khả tái sử Lu dụng vật liệu hấp phụ (VLHP) thu hồi kim loại Mặt khác, phƣơng pháp sử dụng nguyên liệu rẻ tiền, dễ kiếm Một số vật liệu giá thành thấp đƣợc tiến hành nghiên cứu nhiều quốc gia nhằm xử lý kim loại nặng nƣớc Các kết nghiên cứu gần chứng minh nhiều vật liệu tự nhiên có sẵn địa phƣơng sử dụng để thay vật liệu hấp phụ đắt tiền Việt Nam nƣớc nơng nghiệp có nguồn chất thải nông nghiệp dồi thuận lợi việc phát triển VLHP giá thành thấp Việt Nam nƣớc đứng thứ giới sản lƣợng khai thác mủ cao su với diện tích trồng cao su gần 850 ngàn (năm 2014) Hàng năm, khoảng cuối tháng 12 đến tháng 3, cánh rừng cao su đồng loạt thay Vì vậy, lƣợng khơ rụng thải môi trƣờng lớn Công nhân thƣờng dùng máy thổi để thổi lớp dày sát gốc khoảng trống an tồn để đốt lấy tro bón đất Đề tài “Nghiên cứu khả phụ RL khơng phù hợp với mơ hình bậc Bên cạnh đó, giá trị qe lý thuyết mơ hình bậc qe thực nghiệm tƣơng đối gần Điều cho thấy trình hấp Lu ận vă n th ạc sĩ Kĩ th uậ tN gh iê n u phụ Cu(II) RL phù hợp với mơ hình giả động học bậc 44 KẾT LUẬN Trên sở kết nghiên cứu xử lý Cu(II) nƣớc vật liệu RLH2O, RL-NaOH RL-H2SO4 đƣợc chế tạo từ cao su, nồng độ Cu(II) khoảng 20 mg/L, tốc độ lắc 100 vòng/phút máy lắc điều nhiệt 250C, kết thực nghiệm bƣớc đầu rút số kết luận nhƣ sau: - Hiệu suất xử lý Cu(II) phụ thuộc nhiều vào pH dung dịch Với khoảng pH ban đầu 3,55,5 (tƣơng ứng với pH cân 5,76,7), thời gian tiếp xúc 60 phút, hiệu suất xử lý Cu(II) đạt cao ổn định 93% RL-H2O RL-NaOH Với khoảng pH ban đầu 3,55,5 (ứng với pH cân 3,53,9), thời gian tiếp xúc 240 phút, hiệu suất xử lý Cu(II) đạt 87% RL-H2SO4 n u - Hiệu suất xử lý Cu(II) đạt 93% tỉ lệ rắn - lỏng  g/L RL-H2O tN gh iê RL-NaOH; tỉ lệ rắn - lỏng  7,5 g/L RL-H2SO4 uậ - Quá trình hấp phụ Cu(II) vật liệu RL-H2O tuân theo thuyết hấp phụ Kĩ th Langmuir với Qm 32,64 mg/g hệ số tƣơng quan R2= 0,948 Quá trình hấp ạc sĩ phụ Cu(II) vật liệu phù hợp đẳng nhiệt Freundlich với hệ số tƣơng vă n th quan R2 tƣơng đối cao (>0,99) ận - Có thể sử dụng mơ hình giả động học bậc để mơ tả q trình xử lý Cu(II) với Lu hệ số tƣơng quan R2 = 0,999 - Có thể sử dụng HNO3 0,1M, HNO3 0,5M làm tác nhân giải hấp Cu(II) cho hiệu cao 84% - 94% tái sử dụng vật liệu RL-H2O RL-NaOH chu kỳ - Hiệu xử lý nƣớc thải chứa đồng từ công đoạn mạ trục in ống đồng sử dụng vật liệu RL-H2O RL-NaOH đạt > 93% với đồng, > 88% với sắt không cần điều chỉnh pH trình xử lý Các kết nghiên cứu bƣớc đầu cho thấy vật liệu đƣợc chế tạo từ cao su đƣợc sử dụng nhƣ vật liệu hấp phụ giá thành thấp, xử lý đồng nƣớc với hiệu cao thân thiện với môi trƣờng 45 Trên sở kết nghiên cứu đạt đƣợc, số nội dung nghiên cứu cần đƣợc tiếp tục triển khai: - Đối với thực nghiệm theo mẻ gián đoạn: nghiên cứu ảnh hƣởng nồng độ ion Cu(II) ban đầu, ảnh hƣởng ion khác dung dịch, ảnh hƣởng kích thƣớc vật liệu, ảnh hƣởng tốc độ khuấy trộn,…đến hiệu suất xử lý Cu(II) nƣớc - Đối với thực nghiệm cột liên tục: nghiên cứu ảnh hƣởng lƣu lƣợng dòng vào, chiều cao cột hấp phụ, xác định dung lƣợng hấp phụ cột, khả Lu ận vă n th ạc sĩ Kĩ th uậ tN gh iê n u giải hấp phụ tái sử dụng vật liệu 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO I Tiếng Việt Bộ Tài nguyên Môi trƣờng (2011), QCVN 40:2011/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải công nghiệp Lê Văn Cát (1999), Cơ sở hóa học kỹ thuật xử lý nước thải, Nhà xuất Thanh niên, Hà Nội Lê Văn Cát (2002), Hấp phụ trao đổi ion kỹ thuật xử lý nước nước thải NXB thống kê Hà Nội Nguyễn Thùy Dƣơng (2008), Nghiên cứu khả hấp phụ số ion kim loại nặng vật liệu hấp phụ chế tạo từ vỏ lạc thăm dị xử lý mơi trường, Luận văn thạc sĩ hóa học, Đại học Thái Nguyên u Trần Hồng Hà (2002), Nghiên cứu khả sử dụng silicagel để xử lý gh iê n số ion kim loại dung dịch nước Luận án tiến sỹ kỹ thuật - HUST uậ tN Trần Minh Hoàng, Nguyễn Văn Thanh, Lê Đức Tri (2001) Sổ tay mạ điện th Nhà xuất KHKT ạc sĩ Kĩ Lê Thanh Hƣng, Phạm Thành Quân, Lê Minh Tâm (2008), “Nghiên cứu khả n th hấp phụ trao đổi ion xơ dừa vỏ trấu biến tính”, Tạp chí phát ận vă triển KH&CN, tập 11, 5-12 Lu Nguyễn Khƣơng (1997), Bộ sách Những trình kĩ thuật mạ kim loại hợp kim tập 1, tập 2, Nhà xuất KHKT, Hà Nội Trần Lệ Minh (2009), Nghiên cứu xử lý chì kẽm nước sinh khối thực vật Báo cáo đề tài Bộ giáo dục đào tạo, mã số B 2009-01265 10 Trần Thị Ngọc Ngà (2013), Nghiên cứu khả hấp phụ ion Pb2+, Cu2+ vật liệu hấp phụ chế tạo từ bã đậu nành Luận văn thạc sĩ khoa học, Đại học Đà Nẵng 11 Hoàng Nhâm (2001), Hóa Vơ cơ, tập II, tập III, Nhà xuất giáo dục, Hà Nội 12 Nguyễn Xuân Nguyên (2003), Nước thải Công nghệ xử lý nước thải, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 47 13 Đặng Văn Phi (2012), Nghiên cứu sử dụng vỏ chuối để hấp phụ số ion kim loại nặng nước, Luận văn thạc sỹ khoa học, Trƣờng đại học Đà Nẵng 14 Nhan Hồng Quang (2009) xử lý nước thải mạ điện crom vật liệu biomass Tạp chí khoa học công nghệ Đại học Đà Nẵng số (32), tr 7785 15 Trịnh Thị Thanh (2000), Độc học Môi trường Sức khỏe người, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội 16 Sở khoa học, cơng nghệ mơi trƣờng Thành phố Hồ Chí Minh (1998) Sổ tay hướng dẫn xử lí nhiễm mơi trường sản xuất tiểu thủ công nghiệp, Tập - Xử lí nhiễm ngành mạ điện u 17 Trịnh Tú Quyên (2010), Nghiên cứu khả hấp phụ ion Ni2+, Cu2+ gh iê n số thử nghiệm xử lý môi trường, Luận văn thạc sĩ hóa học, tN Trƣờng Đại học Sƣ phạm Thái Nguyên Kĩ th uậ 18 Trung tâm sản xuất Việt Nam (2003) “Xử lí nước thải, giảm thiểu tái sĩ sử dụng chất thải ngành gia cơng - hồn tất sản phẩm kim loại” th ạc Chƣơng trình đào tạo sản xuất ngành gia cơng hồn tất Lu II Tiếng Anh ận vă n sản phẩm kim loại, 7/2003-2/2004 19 A Annadurai, R.S Juang, D.J Lee (2002), “Adsorption of heavy metals from water using banana and orange peels”, Water Sci Technol (47), pp.185190 20 Ahmet Ozer et al (2004), “The adsorption of copper(II) ions on to dehydrated wheat bran (DWB): determination of the equilibrium and thermodynamic parameters”, Process Biochemistry, 39(12), pp 2183-2191 21 A Shukla , et al (2002), “The role of saw dust in the removal of unwanted materials from water”, J Hazard Mater (B95), 137-152 22 B Volesky, Z R Holan (1995), “Biosorption of heavy metals”, Biotechnology Progress, 11(3), pp 235-250 48 23 D Brady, J.R Duncan (1994) , “Bioaccumulation of metal cations by Saccharomyes cerevisiae”, Appl Microbiol Biotechnol, (41), pp.149-154 24 F.E Okieimen, V.U Onyenkpa (1989) , “Removal of heavy metal ions from aqueous solutions with melon (Citrullus vulgaris) seed husks”, Biol Wastes (29) pp.11-16 25 J.M Smith (1981) Chemical engineering kinetics, third edition McGrawHill, Inc 26 K.S Low, C.K Lee & A.C Leo (1995), "Removal of metals from electroplating wastes using banana pith", Bioresource Technology 51, pp 227-231 27 N Basci, E Kocadagistan, B Kocadagistan (2004), "Biosorption of u copper(II) from aqueous solutions by wheat shell", Desalination (164), pp gh iê n 135-140 uậ tN 28 P King, P Srinivas, Y Prasanma Kumar, S.V.R.K Prasad (2006), “Sorption th of cooper(II) ion from aqueous solution by Tectona gradies L.f (teak leaves sĩ Kĩ powder)”, Journal of Hazardous Materials, 316(B), pp 560-568 th ạc 29 S Ayub and F Changani Khorasgani (2014), “Adsorption process for ận vă n Wastewater treatment by using coconut shell”, Reseach journal of chemical Lu sciences, vol 4(12), pp 1-8 30 S Cay, A Uyanik, A Ozajik (2004) , “Single and binary component adsorption of copper(II) and cadmium(II) from aqueous solutions using teaindustry waste”, Sep Purif Technol (38), pp 273-280 31 Bo Zhu, Tongxiang Fan, Di Zhang (2007), Adsorption of copper ions from aqueous solution by citric acid modified soybean straw, Journal of Hazardous Materials, vol 153(1-2), pp 300-308 32 S Tangjuank et al (2009), “Adsorption of Lead (II) and Cadmium (II) ions from aqueous solutions by adsorption on activated carbon prepared from cashew nut shells”, Engineering and Technology, 52, pp 110-116 49 33 W.S Wan Ngah, M.A.K.M Hanafiah (2008), “Removal of heavy metal ions from wastewater by chemically modified plant wastes as adsorbents: A review”, Bioresource Technology 99, pp 3935-3948 34 Xue-song Wang, Yong Qin (2003), “Equilibrium sorption isotherms for of Cu2+ on rice bran”, Process Biochemistry (40), pp 677-680 35 Y.S Ho, A.E Ofomaja (2006), " Biosorption thermodynamics of cadmium on coconut copra meal as biosorbent", Biochemical Enginnering Journal 30, pp 117-123 36 W.S Wan Ngah, M.A.K.M Hanafiah (2008), “Adsorption of copper on rubber (Hevea brasiliensis) leaf powder: Kinetic, equilibrium and Lu ận vă n th ạc sĩ Kĩ th uậ tN gh iê n u thermodynamic studies”, Biochemical Enginnering Journal 39, pp 521-530 50 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Trích dẫn QCVN 40:2011/BTNMT nƣớc thải cơng nghiệp TT Giá trị C Đơn vị Thông số A B C 40 40 - 6-9 5,5-9 Nhiệt độ pH Thủy ngân mg/l 0,005 0,01 Chì mg/l 0,1 0,5 Cadimi mg/l 0,05 0,1 Crom (VI) mg/l 0,05 0,1 Crom (III) mg/l 0,2 Đồng mg/l Kẽm mg/l 10 Niken mg/l 11 Mangan 12 Sắt 2 3 0,2 0,5 mg/l 0,5 mg/l Lu đó: ận vă n th ạc sĩ Kĩ th uậ tN gh iê n u C giá trị tối đa cho phép thông số ô nhiễm nƣớc thải công nghiệp xả vào nguồn tiếp nhận - Cột A quy định giá trị C thông số ô nhiễm nƣớc thải công nghiệp xả vào nguồn tiếp nhận nguồn nƣớc đƣợc dùng cho mục đích cấp nƣớc sinh hoạt - Cột B quy định giá trị C thông số ô nhiễm nƣớc thải công nghiệp xả vào nguồn nƣớc khơng dùng cho mục đích cấp nƣớc sinh hoạt 51 Phụ lục 2: Các số liệu thực nghiệm Bảng PL 2.1: Ảnh hưởng thời gian tiếp xúc đến hiệu suất xử lý Cu(II) RL-H2O Thời gian Cu0 Cue Hiệu suất (phút) (mg/L) (mg/L) (%) 19,85 4,59 76,88 10 19,85 3,76 81,06 15 19,85 2,93 85,24 30 19,85 1,81 90,88 60 19,85 1,36 93,15 90 19,85 1,36 93,15 120 19,85 1,36 93,15 180 19,85 (pHbđ = 4,8; tỷ lệ R/L = g/L, tốc độ khuấy trộn 100 vòng/phút) u TT 93,65 tN gh iê n 1,26 uậ Bảng PL 2.2: Ảnh hưởng thời gian tiếp xúc đến hiệu suất xử lý Cu(II) RL-NaOH Kĩ th (pHbđ = 4,8; tỷ lệ R/L = g/L, tốc độ khuấy trộn 100 vòng/phút) Cue Hiệu suất (mg/L) (mg/L) (%) 19,85 3,2 83,88 10 19,85 2,23 88,77 15 19,85 1,96 90,13 30 19,85 1,81 90,88 60 19,85 1,35 93,20 90 19,85 1,35 93,20 120 19,85 1,32 93,35 th ạc Thời gian sĩ Cu0 (phút) ận Lu vă n TT 52 Bảng PL 2.3: Ảnh hưởng thời gian tiếp xúc đến hiệu suất xử lý Cu(II) RL-H2SO4 (pHbđ = 4,8; tỷ lệ R/L = g/L, tốc độ khuấy trộn 100 vòng/phút) Thời gian Cu0 Cue Hiệu suất (phút) (mg/L) (mg/L) (%) 19,85 11,17 43,73 10 19,85 9,65 51,39 15 19,85 9,04 54,46 30 19,85 6,83 65,59 60 19,85 5,42 72,70 90 19,85 4,93 75,16 120 19,85 4,16 79,04 240 19,85 2,5 87,41 n u TT tN gh iê Bảng PL 2.4: Ảnh hưởng pH đến hiệu suất xử lý Cu(II) vật liệu RL-H2O uậ (Tỷ lệ R/L = g/L; tốc độ khuấy trộn 100 vòng/phút, t= 75 phút) Hiệu suất (%) 19,85 14,5 26,95 19,85 2,78 85,99 19,85 1,43 92,80 5,8 19,85 1,29 93,50 4,4 5,9 19,85 1,26 93,65 4,8 6,0 19,85 1,24 93,75 5,5 6,0 19,85 1,33 93,30 3,0 5,2 3,5 5,7 3,9 Kĩ 2,3 sĩ 2,0 ạc Cu0 (mg/L) th pHcb Lu ận vă n pHbđ th Cue (mg/L) TT 53 Bảng PL 2.5: Ảnh hưởng pH đến hiệu suất xử lý Cu(II) vật liệu RL-NaOH (Tỷ lệ R/L = g/L; tốc độ khuấy trộn 100 vòng/phút, t= 75 phút) Cue Hiệu suất (mg/L) (%) 19,85 15,08 24,03 6,0 19,85 1,71 91,39 3,5 6,0 19,85 1,35 93,20 3,9 6,6 19,85 1,19 94,01 4,4 6,7 19,85 1,21 93,90 4,8 6,7 19,85 1,56 93,90 5,5 6,7 19,85 1,19 94,01 pHbđ pHcb Cu0 (mg/L) 2,0 2,5 3,0 u TT gh iê n Bảng PL 2.6: Ảnh hưởng pH đến hiệu suất xử lý Cu(II) vật liệu RL-H2SO4 uậ tN (Tỷ lệ R/L = g/L; tốc độ khuấy trộn 100 vòng/phút, t= 250 phút) Hiệu suất (mg/L) (%) 19,85 13,29 33,05 3,28 19,85 4,41 77,78 3,45 19,85 2,52 87,30 3,48 19,85 2,52 87,30 4,5 3,66 19,85 2,5 87,41 4,8 3,81 19,85 2,5 87,41 5,5 3,85 19,85 2,33 88,26 2,36 3 3,5 Cu0 (mg/L) Kĩ pHcb Lu ận vă n th ạc sĩ pHbđ th Cue TT 54 Bảng PL 2.7: Ảnh hưởng tỷ lệ rắn – lỏng đến hiệu suất xử lý Cu(II) vật liệu RL-H2O (pHbđ = 4,8; tốc độ khuấy trộn 100 vòng/phút; t = 75 phút) R/L Cu0 Cue Hiệu suất qe (g/L) (mg/L) (mg/L) (%) (mg/g) 20 0,54 19,85 10,80 45,59 16,76 0,0302 20 1,51 19,85 5,66 71,49 9,40 0,0501 20 2,51 19,85 2,74 86,20 6,83 0,1007 20 5,04 19,85 1,38 93,05 3,67 0,1501 20 7,51 19,85 0,93 95,31 2,52 0,2006 20 10,03 19,85 0,67 96,62 1,91 0,3010 20 15,05 19,85 0,46 97,68 1,29 m (g) V (ml) 0,0108 iê n u TT tN gh Bảng PL 2.8: Ảnh hưởng tỷ lệ rắn – lỏng đến hiệu suất xử lý Cu(II) uậ vật liệu RL-NaOH Cue Hiệu suất qe (g/L) (mg/L) (mg/L) (%) (mg/g) 0,50 19,85 10,65 46,35 18,59 20 1,51 19,85 5,74 71,08 9,34 0,0501 20 2,51 19,85 3,52 82,27 6,52 0,1005 20 5,03 19,85 1,34 93,25 3,68 0,1502 20 7,51 19,85 0,77 96,12 2,54 0,2003 20 10,02 19,85 0,70 96,47 1,91 0,3000 20 15,00 19,85 0,70 96,47 1,28 sĩ Cu0 Lu Kĩ th (pHbđ = 4,8; tốc độ khuấy trộn 100 vòng/phút; t = 75 phút) 0,0099 20 0,0302 R/L ạc V (ml) th m (g) ận vă n TT 55 Bảng PL 2.9: Ảnh hưởng tỷ lệ rắn – lỏng đến hiệu suất xử lý Cu(II) vật liệu RL-H2SO4 (pHbđ = 4,8; tốc độ khuấy trộn 100 vòng/phút; t = 250 phút) R/L Cu0 Cue Hiệu suất qe (g/L) (mg/L) (mg/L) (%) (mg/g) 20 0,49 19,85 13,34 32,80 13,29 0,0296 20 1,48 19,85 7,02 64,63 8,67 0,0498 20 2,49 19,85 5,69 71,34 5,69 0,1000 20 5,00 19,85 2,79 85,94 3,41 0,1499 20 7,50 19,85 1,35 93,20 2,47 0,1998 20 9,99 19,85 0,79 96,02 1,91 0,3001 20 15,01 19,85 0,61 96,93 1,28 m (g) V (ml) 0,0098 Lu ận vă n th ạc sĩ Kĩ th uậ tN gh iê n u TT 56 Phụ lục 3: Một số đặc tính vật liệu PL 3.1: Ảnh SEM vật liệu RL-H2O (a); RL-NaOH (b); RL-H2SO4 (c) với độ phóng đại khác b Lu ận vă n th ạc sĩ Kĩ th uậ tN gh iê n u a 57 c Lu ận vă n th ạc sĩ Kĩ th uậ tN gh iê n u PL 3.2: Xác định diện tích bề mặt vật liệu theo phƣơng pháp BET 58