Thông tin tài liệu
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Vũ Tuấn Long Nghiªn cøu biÕn tÝnh mét sè vËt liƯu hÊp phơ cã ngn gèc tù nhiên Để xử lý amoni nớc LUN VN THC SỸ KHOA HỌC HÀ NỘI 2011 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Vũ Tuấn Long Nghiªn cøu biÕn tÝnh mét sè vËt liƯu hÊp phơ cã nguồn gốc tự nhiên Để xử lý amoni nớc Chuyên ngành: Khoa Học Môi Trờng Mà số : 60 85 02 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC C¸n bé h−íng dÉn khoa häc: PGS.TS Đồng Kim Loan HÀ NỘI 2011 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com MỤC LỤC Mở đầu Ch−¬ng - tæng quan 1.1 Tỉng quan vỊ amoni 1.1.1 Amoni m«i tr−êng n−íc [5] 1.1.2 Tác động amoni tới nguồn nớc søc kháe ng−êi 1.1.3 HiÖn trạng ô nhiễm amoni số nguồn nớc Hà Nội 1.1.4 Các phơng pháp hiƯn hµnh cho xư lý amoni n−íc 1.2 Tỉng quan vỊ mét sè vËt liƯu cã ngn gèc tù nhiªn dïng nghiªn cøu 10 1.2.1 Bïn ®á 10 1.2.2 Bentonit 13 1.2.3 Laterit 15 1.3 Phơng pháp hấp phụ [9] 16 1.3.1 Kh¸i niƯm 16 1.3.2 C¬ së lý thuyÕt trình hấp phụ [9] 17 1.3.3 Mét sè nghiªn cøu sư dụng chất hấp phụ để loại bỏ amoni nớc 20 Chơng - đối tợng phơng pháp nghiên cứu 21 2.1 Đối tợng mục tiêu nghiên cứu 21 2.2 ThiÕt bÞ, dơng vµ hãa chÊt 22 2.3 Các phơng pháp nghiên cứu 22 2.3.1 Phơng pháp tổng quan tài liệu 22 2.3.2 C¸c phơng pháp thực nghiệm 22 2.3.3 Phơng pháp xác định tính chÊt vËt liÖu 26 2.3.4 Phân tích đánh giá hiệu trình xử lý 27 2.3.5 Ph−¬ng pháp tính toán tải trọng hấp phụ vật liệu [7] 28 Chơng - Kết thảo luận 30 3.1 Kết xác định đặc trng cÊu tróc cđa c¸c vËt liƯu 30 3.1.1.Bentonit (VL1) 30 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com 3.1.2 Bïn ®á (VL2) 31 3.1.3 Fe(OH)3+ MnO2/Laterit (VL3) 32 3.2 Lùa chän vµ so sánh khả hấp phụ amoni vật liệu 33 3.2.1 So s¸nh hiƯu st hÊp phơ amoni cđa vËt liƯu biÕn tÝnh vµ vËt liƯu th« 33 3.2.2 HiƯu st hÊp phơ amoni cđa VL1; VL2; VL3 34 3.2.3 Khảo sát khả hấp phụ cực đại VL1, VL2, VL3 36 3.2.4 So s¸nh dung lợng hấp phụ cực đại ba loại vật liệu 41 3.3 Khảo sát yếu tố ảnh hởng đến trình hấp phụ amoni VL2 42 3.3.1 Xác định tổng số tâm axit cña VL2 42 3.3.2 Khảo sát ảnh hởng pH đến hiệu suất trình hấp phụ 44 3.3.3 Khảo sát ảnh hởng nhiệt độ đến hiệu suất trình hấp phụ 46 3.3.4 Khảo sát ảnh hởng nồng độ đến hiệu suất trình hấp phụ 48 3.3.5 Khảo sát ảnh hởng khối lợng chất hấp phụ đến hiệu suất 49 3.4 Khảo sát khả hấp phụ amoni bùn đỏ biến tính pha động 51 3.4.1 ThiÕt kÕ hƯ thèng hÊp phơ 51 3.4.2 Kh¶o sát với tốc độ dòng khác 52 3.4.3 Khảo sát với mÉu n−íc thËt 59 3.4.4 Mô hình thí nghiệm tính toán khả áp dụng bùn đỏ biến tính xử lý nớc nhiễm amoni quy mô hộ gia đình 63 3.5 Kh¶o sát khả tái sinh vật liệu 63 KÕt luËn vµ kiÕn nghÞ 65 Tài liệu tham khảo 66 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Danh mơc b¶ng biĨu Bảng Dạng tồn amoni phụ thuộc vào pH B¶ng Hàm lợng hợp chất nitơ trớc sau xử lý nhà máy nớc Tơng Mai Pháp V©n Bảng Thành phần hãa häc cđa bïn ®á 12 Bảng Thành phần khoáng vËt kÕt tinh laterit tù nhiªn 16 Bảng Danh mục thiết bị, dơng hãa chÊt sư dơng thùc nghiƯm 22 Bảng 6: So sánh hiệu suất hấp phụ amoni loại vật liệu thô biến tính 34 Bảng 7: So sánh hiệu suất hấp phơ amoni cđa ba lo¹i vËt liƯu 35 Bảng 8: Khả hấp phụ amoni cực đại VL1 37 Bảng 9: Khả hấp phụ amoni cực đại cđa VL2 38 B¶ng 10: Khả hấp phụ amoni cực đại VL3 40 B¶ng 11: KÕt xác định tâm axit bề mặt bùn đỏ 43 B¶ng 12: KÕt khảo sát hiệu suất hấp phụ amoni bùn ®á theo pH 45 B¶ng 13: ¶nh h−ëng nhiệt độ đến hiệu suất trình hấp phơ 47 B¶ng 14: KÕt qu¶ ¶nh h−ëng cđa nång ®é amoni ®Õn hiƯu st hÊp phơ 49 Bảng 15: Kết khảo sát ảnh hởng lợng bùn đỏ tới hiệu suất trình .50 Bảng 16: Kết xác định nitrit nitrat tr−íc vµ sau läc 54 Bảng 17: Khả hấp phụ amoni bùn đỏ víi mÉu n−íc pha ë tèc ®é 0,5ml/phót 55 Bảng 18: Khả hấp phụ amoni bùn ®á víi mÉu n−íc pha ë tèc ®é ml/phót 56 Bảng 19: Khả hấp phụ amoni cđa bïn ®á víi mÉu n−íc pha ë tèc độ 1,5 ml/phút 57 Bảng 20: Khả hÊp phơ amoni cđa bïn ®á víi mÉu n−íc pha tốc độ ml/phút 58 Bảng 21: Khả hấp phụ amoni bùn đỏ biến tÝnh víi mÉu 60 B¶ng 22: Khả hấp phụ amoni bùn đỏ biến tính víi mÉu 61 B¶ng 23: Kh¶ hấp phụ amoni bùn đỏ biến tính với mÉu 62 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com (LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc Danh mơc h×nh vÏ H×nh Sơ đồ công nghệ xử lý nớc ngầm nhà máy nớc Hà Nội Hình Bùn đỏ sinh từ công nghệ Bayer 11 H×nh VËt liƯu bïn ®á 12 H×nh CÊu tróc mạng không gian Bentonit 16 H×nh VËt liƯu Laterit 16 Hình 6: Mô tả quy trình thí nghiệm khảo sát khả hấp phụ amoni vật liệu 25 H×nh 7: HƯ thèng cét läc 26 Hình : Đờng hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir 28 H×nh 9: Đồ thị xác định số phơng tr×nh Langmuir 29 H×nh 10: Phỉ nhiƠu x¹ tia X cđa VL1 30 Hình 11: ảnh chụp SEM cña VL1 30 Hình 12: Phổ nhiễu xạ tia X cña VL2 31 Hình 13: ảnh chụp SEM bề mặt VL2 độ phóng đại khác 32 Hình 14: Phổ nhiễu xạ tia X VL3 33 Hình 15: ảnh chụp SEM VL3 33 H×nh 16: So s¸nh hiƯu st hÊp phơ amoni cđa ba loại vật liệu 35 Hình 17: §−êng cong hÊp phơ amoni cđa VL1 37 Hình 18: Đồ thị biểu diƠn sù phơ thc cđa Cl/Cr vµo Cl cđa VL1 38 Hình 19: Đờng cong hấp phơ amoni cđa VL2 39 Hình 20: Đồ thị biểu diễn phụ thc cđa Cl/Cr vµo Cl cđa VL2 39 Hình 21: Đờng cong hấp phụ amoni VL3 40 H×nh 22: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc Cl/Cr vào Cl củaVL3 41 Hình 23: Dung lợng hấp phụ amoni cực đại vật liệu 42 Hình 24: Nồng độ NaOH lại cân theo thời gian 44 (LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com (LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc Hình 25: Sự ảnh hởng pH đến hiƯu st hÊp phơ amoni cđa bïn ®á 46 Hình 26: ảnh hởng nhiệt độ tới hiệu suất trình hấp phụ 48 Hình 27: ảnh hởng nồng độ amoni đến hiệu suất trình hấp phụ 49 Hình 28: ảnh hởng lợng chất hấp phụ tới hiệu suÊt 51 H×nh 29 : Sự thay đổi số phân bố thay đổi lợng chất hấp phụ 51 Hình 30: Đồ thị hấp phụ amoni pha động bùn đỏ (tốc độ 0.5 ml/phút) 55 Hình 31: Đồ thị hÊp phơ amoni ë pha ®éng cđa bïn ®á (tèc độ ml/phút) 56 Hình 32: Đồ thị hÊp phơ amoni ë pha ®éng cđa bïn ®á (tèc độ 1.5 ml/phút) 57 Hình 33: Đồ thị hấp phơ amoni ë pha ®éng cđa bïn ®á (tèc ®é ml/phút) 58 Hình 34: Đồ thị hấp phơ amoni ë mÉu cđa bïn ®á biÕn tÝnh 60 Hình 35: Đồ thị hấp phơ amoni ë mÉu cđa bïn ®á biÕn tÝnh 61 Hình 36: Đồ thị hấp phơ amoni ë mÉu cđa bïn ®á biÕn tÝnh 62 (LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com (LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc Mở đầu Trong nhiều thập kỷ qua, phơng pháp công nghệ nghiên cứu xử lý nớc đo đợc áp dụng nh công nghệ truyền thống: kết tủa keo tụ, lắng lọc, sinh học công nghệ đại: thẩm thấu ngợc, lọc nano, trao đổi ion, oxy hóa nhng nhợc điểm phơng pháp hiệu xử lý amoni không cao giá thành công nghệ đắt Thời gian gần ô nhiễm amoni nguồn nớc đặc biệt nguồn nớc cấp vấn đề thời đợc nhiều ngời quan tâm Do việc nghiên cứu phơng pháp để loại bỏ amoni vấn đề cấp thiết đáp ứng nhu cầu thực tế Để giải vấn đề xúc này, gần giới đo có nghiên cứu ứng dụng vật liệu hấp phụ có nguồn gốc tự nhiên để loại bỏ amoni nớc Đây hớng có triển vọng vấn đề ô nhiễm amoni, khía cạnh kinh tế, vật liệu hấp phụ có nguồn gốc tự nhiên có giá thành tơng đối rẻ Tại Việt Nam, có nhiều mỏ với trữ lợng lớn vật liệu: bentonit, laterit, đặc biệt bùn đỏ Các dự án khai thác quặng bôxit Tây Nguyên đợc triển khai đồng thời đặt thách thức lớn việc quản lý xử lý bùn đỏ, chất thải độc hại Bentonit, laterit bùn đỏ vật liệu có nguồn gốc tự nhiên với thành phần chủ yếu oxit kim loại nh: Al2O3, Fe2O3 chúng có độ xốp cao nên đo đợc nghiên cứu sử dụng làm vật liệu hấp phụ Để tạo sở cho việc ứng dụng vật liệu làm vật liệu hấp phụ để xử lý amoni nớc trớc tiên cần chứng minh đợc hiệu xử lý chúng Đó lý đề xuất đề tài: " Nghiên cứu biến tính số vật liệu hấp phụ có nguồn gốc tự nhiên để xử lý amoni n−íc" Mơc tiªn nghiªn cøu cđa ln văn : nghiên cứu vật liệu có nguồn gốc tự nhiên tận dụng chất thải làm chất hấp phụ loại bỏ amoni môi trờng nớc (LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com (LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc Néi dung nghiên cứu luận văn là: Biến tính vật liệu: Bentonit, bùn đỏ, laterit Khảo sát khả hấp phụ amoni vật liệu đo biến tính tìm chọn vật liệu có khả hấp phụ amoni tốt Nghiên cứu động học trình hấp phụ amoni vật liệu đo chọn Nghiên cứu trình hấp phụ amoni mô hình động với mẫu nớc giả mẫu nớc thật Tính toán mô hình xủa lý cho ngn n−íc nhiƠm amoni ë quy m« gia đình Đề xuất phơng án tái sinh vật liệu (LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com (LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc Ch−¬ng - tỉng quan 1.1 Tỉng quan vỊ amoni 1.1.1 Amoni môi trờng nớc [5] Amoni sản phẩm phụ độc sinh trình trao đổi chất thể động vật sản phẩm phân hủy tự nhiên chất thải động thực vật Trong môi trờng nớc, amoni tồn dạng phân tử (NH3) ion (NH4+) phụ thuộc mạnh vào pH, nhiệt độ độ mặn, nhng pH ¶nh h−ëng quan träng h¬n c¶ Sù xt hiƯn amoni nớc hiệu báo nguồn nớc bị ô nhiễm, cần phải kiểm soát chặt chẽ tiêu khác có nguy gây hại cho sức khỏe nh nitrat, nitrit vi sinh Theo QCVN 2008/BTNMT quy định cho nớc mặt: loại A (amoni 0,1-0,2; nitrit 0,01-0,02; nitrat 2-5 (mg N/l)), lo¹i B (amoni 0,5-1,0; nitrit 0,04-0,05; nitrat 10-15 (mg N/l); cho nớc ngầm: amoni 0,1; nitrit 1,0 nitrat 15 mg N/l Độ độc amoni phụ thuộc cao vào pH nớc (mà cụ thể vào dạng phân tư) Møc amoni tỉng (NH3 + NH4+) ë kho¶ng 0,25 mg/L đo gây nguy hại cho cá loài sinh vật nớc khác Riêng dạng phân tử (NH3), cần nồng độ thấp (0,01 - 0,02 mg/L) đo giết chết cá [22] Bảng Dạng tồn amoni phụ thuộc vào pH (tỷ lệ nồng độ %) [19] pH 10 11 %NH3 25 78 96 %NH4+ 100 99 96 75 22 Quü l−¬ng thực giới (FAO) quy định cho nớc nuôi cá: amoni 10mg/l Dung lợng hấp phụ đạt đợc là: 9.596 mgNH4+/g Hiệu suất trình hấp phụ amoni so với lý thuyết đạt: 44.44% (LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc 60 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com (LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc B¶ng 22: Khả hấp phụ amoni bùn đỏ biến tÝnh víi mÉu Thêi gian (h) ThÓ tÝch (ml) 30 60 90 120 150 180 210 240 270 Nång ®é NH4+ (mg/l) 0.214 1.042 1.975 3.028 4.846 6.371 8.659 10.013 12.104 14 12 10 0 10 t h ời gi a n ( h) Hình 35: Đồ thị hấp phụ amoni ë mÉu cđa bïn ®á biÕn tÝnh Dung lợng hấp phụ bùn đỏ biến tính thấp nhiều so với lý thuyết nguyên nhân dẫn đến tợng thành phần nớc thải lò mổ, nớc rỉ rác có nhiều thành phần chất hữu hòa tan, chất dầu mỡ, kim loại nặng khiến cho chúng ngăn cản trình di chuyển amoni đến bề mặt bùn đỏ Và nhiều khả bùn đỏ đo tham gia vào trình hấp phụ chất hữu hòa tan n−íc th¶i (LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc 61 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com (LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc Thêi gian (h) ThÓ tÝch (ml) 30 60 90 120 150 180 210 Nång ®é NH4+ (mg/l) - 0.059 0.124 0.253 0.325 0.448 0.576 Thêi gian (h) 10 11 12 13 14 240 270 300 330 360 390 420 0.643 0.728 0.877 1.012 1.237 1.396 1.508 ThÓ tÝch (ml) + Nång ®é NH4 (mg/l) - 1.6 1.4 Nồng độ amoni đầu ra(mg/l) TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Bảng 23: Khả hấp phụ amoni bùn ®á biÕn tÝnh víi mÉu 1.2 0.8 0.6 0.4 0.2 0 10 12 14 16 thi gian (h) Hình 36: Đồ thị hấp phơ amoni ë mÉu cđa bïn ®á biÕn tÝnh 62 (LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc (LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc 3.4.4 Mô hình thí nghiệm tính toán khả áp dụng bùn đỏ biến tính xử lý nớc nhiễm amoni quy mô hộ gia đình Ta có nhËn xÐt nh− sau: §èi víi mÉu n−íc thËt : 1g bùn đỏ biến tính có khả lọc đợc 420ml n−íc kho¶ng thêi gian 14h VËy 24h sÏ lọc đợc 720ml nớc Dung lợng hấp phụ amoni bùn đỏ biến tính 8,39 mg NH4+/g Để lọc lít nớc có hàm lợng amoni 18 mg/l cần phải xử lý đợc 7.56 mg NH4+ Vậy cần 20 lít nớc/ ngày cho mục đích ăn uống cần xử lý 151.2 mg NH4+ Lợng bùn đỏ biến tính cần dùng ngày là: 30.64 g Để sử dụng hệ vòng tháng cần : 5,52 kg bïn ®á HƯ thèng cét läc cho gia đình đợc thiết kế nh sau: - ChiỊu cao cét läc 70 cm - §−êng kÝnh 16 cm - Bïn ®á biÕn tÝnh 5,52kg - Tèc ®é nớc đầu lít/h - Tuổi thọ hệ thèng th¸ng, sau th¸ng sư dơng sÏ thay vật liệu mới, vật liệu cũ đợc thu hồi đợc tái sinh sử dụng lại 3.5 Khảo sát khả tái sinh vật liệu Khả tái sinh bùn đỏ biến tính đợc khảo sát thông qua trình giải hấp vật liệu Quá trình giải hấp bùn đỏ biến tính đợc tiến hành nh sau: Quy trình : - Trớc đem giải hấp: + Ngâm 2g bùn đỏ biến tính vào 100ml dung dịch NH4+ 50mg/l 8h để boo hòa bïn ®á (LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc 63 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com (LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc + Dung dịch sau ngâm đợc đem lọc đem đo quang để xác định lợng amoni lại - Dẫn nớc qua cột giải hấp đợc sục vào bình chứa 50ml dung dịch H2SO4 (hấp thụ NH3) b»ng hƯ thèng èng nèi kÝn 1h §iỊu chØnh van nối cho hệ thống kín đảm bảo không bị khí rò bên Ta thu đợc kết nh sau: - Nồng độ amoni lại dung dịch ngâm vật liệu là: 17,46 mg/l Vậy lợng amoni hấp phụ đợc vào vật liệu 32,54 mg - Thể tích bình chứa chất hấp thụ NH3 sau giải hấp 180 ml, tăng 130 ml so với thể tích ban đầu Đây thể tích nớc vào trình giải hấp - Lợng amoni có dung dịch hấp thụ 26,95 mg Vậy hiệu suất trình giải hấp : 26,95/32,54 = 0,83 = 83% Nhận xét: Hiệu suất giải hấp đạt 83% trình tiến hành giải hấp hệ thống bị hở khí khiến cho lợng khí NH3 bị thất thoát bên (LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc 64 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com (LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc Kết luận kiến nghị Kết luận Qua thời gian nghiên cứu thực luận văn đo thu đợc kết sau: Thực biến tính loại vật liệu bentonit, bùn đỏ, laterit có khả hấp phụ amoni nớc có hiệu suất hấp phụ đạt tơng ứng là: 57,84 ; 73,53 ; 68,64 % dung lợng hấp phụ cực đại thời điểm cân 3h lần lợt lµ: 8,045; 14,32; 9,823 mgNH4+/1g vËt liƯu Nh− vËy bïn đỏ biến tính có khả hấp phụ amoni nớc đạt hiệu suất dung lợng hấp phụ cao Trong trình hấp phụ amoni bùn đỏ biến tính yếu tố: nhiệt độ, độ pH, nồng độ amoni ban đầu, tốc độ dòng nớc có ảnh hởng đến hiệu suất dung lợng hấp phụ amoni bùn đỏ Tại điều kiện : nhiƯt ®é 250C, ®é pH=6, nång ®é amoni ban đầu 100mg/l tốc độ dòng 0,5ml/phút hiệu suất trình hấp phụ amoni bùn đỏ đạt 73,77% Thử nghiệm với mẫu nớc thật (nớc giếng khoan, nớc thải lò mổ, nớc rỉ rác) cho ta thấy hiệu suất trình hấp phụ amoni bùn đỏ biến tính tơng ứng đạt 77,77%, 50%, 44,44% thấp so với chạy mẫu nớc giả Kết đề xuất phơng án tái sinh vật liệu đạt hiệu 83% Kiến nghị Cần nghiên cứu phơng pháp biến tính bùn đỏ khác để nâng cao hiệu suất dung lợng hấp phụ cực nâng cao khả hấp phụ amoni nớc Cần nghiên cứu thêm yếu tố ảnh hởng đến trình hấp phụ amoni bùn đỏ biến tính nh : ảnh hởng kim loại nặng, ảnh hởng chất hữu hòa tan nớcvà thành phần khác có mặt nguồn nớc nhiễm amoni, đặc biệt nguồn nớc ngầm Nghiên cứu thêm đặc tính bùn đỏ nh: độ phóng xạ, thành phần kim loại nặng có mặt bùn đỏ biến tính để áp dụng sử dụng bùn đỏ để loại bỏ amoni nguồn nớc bị ô nhiễm (LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc 65 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com (LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc Tài liệu tham khảo A TiÕng viƯt [1] Ngun ViƯt Anh (2005), Nghiªn cøu xư lý nớc ngầm nhiễm bẩn amoni phơng pháp sinh học, bảo vệ môi trờng số 3, trang 21-24 [2] Vũ Ngọc Ban (2007), Giáo trình thực tập hóa lý, NXB Đại học quốc gia Hà Nội, trang 45-49 [3] Công ty nớc môi trờng Việt Nam (2003), Hoàn thiện công nghệ xử lý nớc để áp dụng cho số trờng hợp nguồn nớc bị ô nhiễm arsen, nguồn nớc nhiễm amoni với hàm lợng lớn, Bộ xây dựng, Hà Nội [4] Lê Văn Cát (2007), Xử lý nớc thải giàu hợp chất Nitơ Photpho, NXB khoa học tự nhiên công nghệ, trang 19-73, 174-189 [5] Lê Văn Cát (2002), Hấp phụ trao đổi ion kĩ thuật xử lý nớc nớc thải, NXB Thống kê, Hà Nội [6] Nguyễn Ngọc Dung, (2005), Xử lý n−íc cÊp, NXB X©y dùng, trang 56-70 [7] Quang Duy (2003), PhÝa nam Thµnh Hµ Néi 100% n−íc nhiễm amoni, Báo Lao động, số 162 [8] Trịnh Xuân Đại (2009), Nghiên cứu biến tính than hoạt tính làm vật liệu hấp phụ xử lý amoni kim loại nặng nớc Luận văn thạc sỹ khoa học, Khoa Hóa học, Trờng Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại häc Quèc gia Hµ Néi [9] Cao ThÕ Hµ (2006), Giáo trình công nghệ xử lý môi trờng Trờng ĐHKHTN [10] Phạm Ngọc Hồ, Đồng Kim Loan, Trần Hồng Côn (2007), Quan trắc phân tích môi trờng [11] Nguyễn Thị Minh Thu (2005), Nghiên cứu phơng pháp xử lý amoni nớc sinh hoạt khoáng tự nhiên biến tính, Luận văn thạc sỹ khoa học, Trờng ĐHKHTN-ĐHQGHN B TiÕng Anh [12] Alan A Wilcox, Wallace E Carroll, Rex E Sterling, H.A Davis and Arnold G Ware (1966), “Use of the Berthelot reaction in the Automated Analysis of Serum Urea Nitrogen”, Clinical Chemistry, Vol 12, No.3, pp 151 – 157 (LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc 66 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com (LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc [13] Abbas Afkhami*; Rasoul Norooz-Asl (2008), “Micelle-mediated extraction and spectrophotometric determination of ammonia in water samples utilizing indophenol dye formation”, Journal of the Brazilian Chemical Society, ISSN 01035053 [14] A.R Pahmani, A.H.Mahvi, A.R Mesdaghinia and S.Nasseri (2004), “Investigation of ammonia removal from polluted waters by Clinoptilolite zeolite”, International Journal of Environmental Science & Technology, Vol 1, No 2, pp1015 [15] A.R Pahmani, A.H.Mahvi (2006), “Use of ion exchange for removal of ammonium: A biological regeneration of zeolite”, Global NEST Journal, Vol 8, No2, pp 146-150 [16] Aušra Mažeikien, Marina Valentukevicien, Juozas Jankauskas (2010), “Laboratory study of ammonium ion removal by using zeolite (Clinoptilolite) to treat drinking water”, Journal of Environmental engineering and landscape management, Vol 18, No.1, pp 54 – 61 [17] Avinal M.Kadam, Pravin, D.Nemade (2009) Treatment of municipal wastewater using laterise-based contructed soil filter, page 9-11 [18] Binoy Sarkar, Yunfei Xi, Megharaj Mallavarapu, GSR Krishnamurti and Ravi Naidu (2010), “ Adsorption of Phenol by HDTMA – modified Organoclay”, 19th World Congress of Soil Science, Symposium 2.4.2 Soil minerals and contaminants, Soil Solutions for a Changing World, Brisbane, Australia, 1-6August 2010 [19] Gaspard m And Martin A, ( 1983), Clinoptilolite in drinking water treatment for NH4+ removal, Water Reseach, Vol 17, page [20] Global NEST Journal, 2006, Vol 8, No 2, pp 146-150 [21] “Health Risks From Mcrobial Growth and Biofilms in Drinking Water Distribution Systems”, (2002), Vol 3.No 2, pp 34-40 [22] Liao P B and Mayo R D (1972), Tntersified fish culture combining water reconditioning with pollution abatement, Aquaculture Vol 3, page 61 (LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc 67 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com (LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc (LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc(LUAN.van.THAC.si).nghien.cuu.bien.tinh.mot.so.vat.lieu.hap.phu.co.nguon.goc.tu.nhien.de.xu.ly.amoni.trong.nuoc
Ngày đăng: 18/12/2023, 07:31
Xem thêm:
