THÔNG TIN TÀI LIỆU
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU HIỆU QUẢ XỬ LÝ ARSEN TRONG NUỚC NGẦM THEO KÍCH THUỚC HẠT CERAMIC CÓ TẨM NANO SẮT ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ NUỚC MÃ SỐ: SV2012-118 S K C0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 11/2012 Luan van TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HĨA HỌC & THỰC PHẨM BỘ MƠN: CƠNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP SINH VIÊN NGHIÊN CỨU HIỆU QUẢ XỬ LÝ ARSEN TRONG NƯỚC NGẦM THEO KÍCH THƯỚC HẠT CERAMIC CĨ TẨM NANO SẮT ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ NƯỚC Mã số: SV2012 - 118 Chủ nhiệm đề tài : TRƯƠNG TẤN PHÁT MSSV : 09115034 Tp HCM, tháng 11 năm 2012 Luan van Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD:Th.S Hoàng Thị Tuyết Nhung MỤC LỤC PHẦN I ĐẶT VẤN ĐỀ…………………………………………………………6 1.1 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊNCỨU 1.1.1 Đối tượng nghiên cứu 1.1.2 Phạm vi nghiên cứu 1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 1.3 NHỮNG VẤN ĐỀ CÒN TỒN TẠI PHẦN II GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 2.1 MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI 2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2.3.1 NGUYÊN VẬT LIỆU THÍ NGHIỆM 2.3.2 DỤNG CỤ, THIẾT BỊ VÀ HĨA CHẤT THÍ NGHIỆM 12 2.3.3 ĐIỀU CHÊ VẬT LIỆU 14 2.4 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 23 2.4.1 ĐIỀU CHẾ VẬT LIỆU CERAMIC – SẮT 23 2.4.2 CERAMIC-SẮT ĐIỀU CHẾ BẰNG PHƯƠNG PHÁP LẮC NHIỆT ĐỘ 30 2.4.3 CERAMIC-SẮT ĐIỀU CHẾ BẰNG PHƯƠNG PHÁP CÔ QUAY 32 2.4.4 ĐỘ BỀN CỦA VẬT LIỆU CERAMIC-SẮT 34 PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 40 3.1 KẾT LUẬN 40 3.2 KIẾN NGHỊ 42 PHỤC LỤC HÌNH ẢNH SVTH: Trương Tấn Phát Trang Luan van Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD:Th.S Hoàng Thị Tuyết Nhung Mục lục bảng Bảng – Phương pháp phân tích tiêu 11 Bảng – Các thiết bị sử dụng 12 Bảng – Các hóa chất sử dụng 13 Bảng – Các tỷ lệ trộn trấu đất sét 15 Bảng – Ký hiệu mẫu Ceramic sau nung 16 Bảng – Các thông số cô quay chân không 18 Bảng – Khảo sát hiệu xử lý asen Ceramic – Sắt rửa không rửa sau cô quay 19 Bảng – Khảo sát hiệu xử lý asen Ceramic – Sắt theo hàm lượng sắt tẩm vào khác 20 Bảng – Khảo sát hiệu xử lý asen Ceramic – Sắt theo cỡ hạt khác 21 Bảng 10 – Khảo sát hiệu xử lý asen Ceramic – Sắt theo kích thước trấu khác 22 Bảng 11 – Hiệu khử Asen vật liệu hấp phụ Ceramic Cerami Sắt … 23 Bảng 12 – Khảo sát hiệu xử lý asen Ceramic – Sắt theo cỡ hạt ……28 Bảng 12: Kết tính tốn khảo sát hấp phụ đẳng nhiệt Asen lên ceramic-sắt……… 32 Bảng 13 – Các số đẳng nhiệt hấp phụ As Ceramic-Sắt………………… .30 Bảng 14 – Khả xử lý kim loại 2+của ceramic-sắt điều chế phương pháp lắc nhiệt độ……………………………………………………………………………………………….31 Bảng 15– Khả xử lý kim loại 2+của ceramic-sắt điều chế phương pháp cô quay chân không…………………………………………………………………………………….33 Bảng 16– Kết phương pháp chạy cột theo thời gian Ceramic – Fe điều chế theo phương pháp cô quay…………………………………… ……………………… .…34 Bảng 17 – Dung lượng hấp phụ cực đại Ceramic – Fe điều chế theo phương pháp cô quay………………………………………………………………………………………… 35 SVTH: Trương Tấn Phát Trang Luan van Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD:Th.S Hoàng Thị Tuyết Nhung Bảng 18 – Độ bền Ceramic – Fe điều chế theo phương pháp cô quay… .36 Bảng 19– Kết phương pháp chạy cột theo thời gian Ceramic – Fe điều chế theo phương pháp lắc nhiệt độ………………………………………………….……………………… 37 Bảng 20 – Dung lượng hấp phụ cực đại Ceramic – Fe điều chế theo phương pháp lắc nhiệt độ……………………………………………………………………………………………38 Bảng 21 – Độ bền Ceramic – Fe điều chế theo phương pháp lắc nhiệt độ ……38 Bảng 22– So sánh độ bền hai loại vật liệu…………………………………………… 39 SVTH: Trương Tấn Phát Trang Luan van Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD:Th.S Hoàng Thị Tuyết Nhung DANH MỤC HÌNH Hình - Hiệu khử Asen nồng độ 1mg/l Ceramic - Sắt theo phương pháp rửa không rửa sau co quay…………………………………………………… …….….29 Hình - Hiệu xử lý Asen nồng độ 1,02mg/l Ceramic - Sắt nồng độ sắt tẩm khác nhau……………………………………………………………………… …30 Hình - Hiệu xử lý Asen nồng độ 1,03mg/l Ceramic - Sắt theo cỡ hạt khác nhau………………………………………………………………………………… ….31 Hình – Đồ thị hấp phụ đẳng nhiệt theo Langmuir ceramic-sắt Asen….….33 Hin ̀ h – Đồ thị hấp phụ đẳng nhiệt theo Freundlich ceramic-sắt Asen……34 Hin ̀ h 6– Đồ thị hấp phụ đẳng nhiệt theoLangmuir Freundlich ceramic-sắt Asen…………………………………………………………………………………… 35 Hình – Hiệu xử lý Asen nồng độ 1,04mg/l Ceramic - Sắt theo kích thước trấu khác nhau………………………………………………………….… 37 Hình – Đồ thị biểu diễn khả xử lý Asen ceramic-sắt điều chế phương pháp lắc nhiệt độ……………………………………………………………………… 39 Hình – Đồ thị biểu diễn khả xử lý Asen ceramic-sắt điều chế phương pháp cô quay………………………………………………………….………… …… 41 SVTH: Trương Tấn Phát Trang Luan van Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD:Th.S Hoàng Thị Tuyết Nhung TĨM TẮT ĐỀ TÀI Ơ nhiễm Arsen vấn đề quan tâm vấn đề nước sinh hoạt nước giới nói chung Việt Nam nói riêng Hiện arsen có mặt nước ngầm nhiều khu vực phía Bắc vùng đồng sông Cửu Long vượt mức cho phép sức khỏe người Người dân lại có thói quen sử dụng trực tiếp nước giếng nên việc nhiễm bệnh arsen gây vấn đề nhức nhối Dựa khả hút dính Arsen nano sắt vật liệu ceramic để tạo thành sản phẩm hấp phụ arsen Do hai chất phổ biến rẻ tiền nên sản phẩm phù hợp với mơ hình xử lý arsen cấp hộ gia đình Dựa trạng nêu trên, đề tài “Nghiên cứu hiệu xử lý As nước ngầm theo cỡ hạt Ceramic có tẩm nano sắt ứng dụng xử lý nước.” đưa nhằm mục đích nghiên cứu, tìm kiếm loại vật liệu lọc – Ceramic - Sắt từ loại phụ phẩm nông nghiệp sản phẩm thiên nhiên vỏ trấu đất sét, từ áp dụng vào thực tiễn Nội dung đề tài Nghiên cứu điều chế vật liệu lọc dạng Ceramic Ceramic – Sắt Nghiên cứu mô hình thí nghiệm xử lý nước cơng nghệ lọc áp lực vật liệu Ceramic, lọc tinh vật liệu Ceramic – Sắt với tiêu pH, As (V), Cu, Pb, Zn, Cd SVTH: Trương Tấn Phát Trang Luan van Báo cáo nghiên cứu khoa học PHẦN I GVHD:Th.S Hoàng Thị Tuyết Nhung ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1.1.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Mơ hình xử lý nước quy mơ phịng thí nghiệm dạng cột lọc Vật liệu lọc Ceramic hiệu xử lý Vật liệu lọc Ceramic – Sắt hiệu xử lý 1.1.2 PHẠM VI NGHIÊN CỨU Nghiên cứu vật liệu lọc Ceramic – Sắt từ nghiên cứu Polyme – Sắt giới Nghiên cứu mơ hình thí nghiệm xử lý nước công nghệ lọc áp lực vật liệu Ceramic, lọc tinh vật liệu Ceramic – Sắt với tiêu pH, As (V), Cu, Pb, Zn, Cd 1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGỒI NƯỚC Vật liệu Polymer - Fe liên kết hạt vô phân tử nano sắt (III) oxit ngậm nước tổng hợp phương pháp tẩm hạt vơ với dung dịch muối sắt (III) nung 600oC, phân tử sắt (III) oxit thấm sâu vào vật liệu thông qua lỗ rỗng nhỏ li ti Các phân tử sắt (III) oxit ngậm nước hấp thụ có chọn lọc kim loại nặng đồng, kẽm kim asen oxyacids oxyanions, mangan (IV) oxit; tác nhân oxi hóa mạnh mẽ pha rắn - tinh thể magnetic (Fe3O4) có khả truyền hoạt động từ, sắt nguyên tố xử lý hiệu chất ô nhiễm hữu vơ Diện tích bề mặt lớn 50,69 m2/g tỷ lệ thuận với dung lượng phân tử sắt (III) oxit có kích thước nano tạo điều kiện thuận lợi cho phản ứng lý hóa phản ứng động học xảy Tuy nhiên, nhược điểm vật liệu Polymer - Fe độ bền học kém, dễ bị vỡ Abraham Warshawsky người tiên phong việc nghiên cứu chế tạo vật liệu Polymer – Fe Từ quan điểm ứng dụng kỹ thuật, ông mong muốn tìm loại vật liệu để loại bỏ kim loại nặng nước cách ngâm tẩm vật liệu vào dung dịch FeCl3 1M giờ, sau để yên đem sấy SVTH: Trương Tấn Phát Trang Luan van Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD:Th.S Hồng Thị Tuyết Nhung khơ lò nung 105oC 24 Các mẫu thu tiếp tục nung 600oC trong lò nung, cuối mẫu làm lạnh tới nhiệt độ phòng Vật liệu Polyme – Fe sử dụng chủ yếu cation anion trao đổi thương mại sử dụng làm vật liệu để phân tán phân tử nano sắt (III) oxit vào bên cách sử dụng kỹ thuật phát triển trước Việc nghiên cứu điều chế vật liệu lọc Ceramic – Sắt góp phần giúp giải vấn đề đó, giúp tìm thêm dạng vật liệu hấp phụ rẻ tiền từ loại phụ phẩm nông nghiệp vỏ trấu sản phẩm thiên nhiên đất sét với mong muốn tìm kiếm xử lý nước uống, áp dụng vào thực tiễn 1.3 NHỮNG VẤN ĐỀ CÒN TỒN TẠI Hiện có nhiều cơng nghệ xử lý nước có nhiểm Arsen đa số cơng nghệ phức tạp tốn nhiều chi phí để xử lý Việc tìm loại chất hấp phụ có giá thành thấp vơ cần thiết Polyme – Sắt vật liệu hấp phụ có tiềm khả hấp phụ tốt kim loại nặng, nhiên giá thành cao, tính chất làm giảm giá trị sử dụng Polyme – Sắt SVTH: Trương Tấn Phát Trang Luan van Báo cáo nghiên cứu khoa học Phần GVHD:Th.S Hoàng Thị Tuyết Nhung GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 2.1 MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI Nghiên cứu điều chế thành công vật liệu Ceramic Creamic sắt Kết xử lý tiêu pH, As(V), Cu, Pb, Zn, Cd vật liệu hấp phụ Creamic-Sắt 2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Phương pháp khảo cứu tài liệu: Trên sở nguồn tài liệu: sách, nghiên cứu khoa học, tạp chí, báo khoa học ngồi nước, tiến hành chọn lọc, tổng hợp tài liệu kim loại nặng, vật liệu Polyme – Sắt tình hình nghiên cứu nội dung liên quan đến xử lý kim loại nặng phương pháp hấp phụ để có hướng nghiên cứu phù hợp Phương pháp thực nghiệm: Được tiến hành qua thí nghiệm khảo sát theo trình tự logic, đảm bảo đủ thời gian thực kết phải mang tính đại diện, khách quan giảm thiểu sai số Quá trình thực nghiệm sử dụng hai kỹ thuật hấp phụ: gián đoạn theo mẻ qua cột vật liệu cố định để có nhìn tổng quan khả ứng dụng thực tế Phương pháp toán học: Xử lý số liệu thực nghiệm, tính tốn thơng số cho trình hấp phụ Phương pháp đồ thị: Từ số liệu toán học, liệu thực nghiệm, phương pháp đồ thị đem lại nhìn trực quan, tồn diện, dễ dàng phân tích nhận định kết đạt được, xác định hướng nghiên cứu hợp lý 2.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2.3.1 NGUYÊN VẬT LIỆU THÍ NGHIỆM 2.3.1.1 Đất sét Đất sét hay sét thuật ngữ dùng để miêu tả nhóm khống vật phyllosilicat nhơm ngậm nước thơng thường có đường kính hạt nhỏ 2μm (micromét) SVTH: Trương Tấn Phát Trang Luan van Báo cáo nghiên cứu khoa học Zn Cd GVHD:Th.S Hoàng Thị Tuyết Nhung 0,25 ± 0,01 0,03 ± 0,005 88,46 ± 1,54 0,41 ± 0,01 0,048 ± 0,001 88,31 ± 0,26 5,25 ± 0,25 0,059 ± 0,003 98,86 ± 0,04 6,2 ± 0,2 0,32 ± 0,02 94,75 ± 0,42 8,1 ± 0,1 0,415 ± 0,015 94,85 ± 2,29 0,051 ± 0,001 0,001 ± 0,0002 97,94 ± 0,34 0,25 ± 0,01 0,003 ± 0,0002 98,9 ± 0,02 0,515 ± 0,015 0,006 ± 0,001 98,82 ± 0,22 Nhận xét: tương tự ceramic – sắt điều chế phương pháp lắc nhiệt độ, với nồng độ kim loại khảo sát, ceramic – sắt xử lý tốt, nồng độ đầu đạt tiêu chuẩn nước ăn uống Từ thí nghiệm khảo sát ta thấy: Dung lượng hấp phụ cực đại ceramic-sắt điều chế phương pháp cô quay chân không (0,52 mg/g) cao ceramic-sắt điều chế phương pháp lắc nhiệt độ (0,312 mg/g) Q trình quay chân không tách nước khỏi ion Fe3+, tồn ion Fe3+ bám lên vật liệu ceramic; cịn phương pháp lắc nhiệt độ khơng tách ion Fe3+ khỏi nước, nên sau điều chế lượng Fe3+ biến thành gỉ sắt rửa Do dung lượng hấp phụ ceramic-sắt điều phương pháp lắc nhiệt độ thấp cô quay 2.4.4 ĐỘ BỀN CỦA VẬT LIỆU CERAMIC-SẮT 2.4.4.1 Ceramic – Fe điều chế theo phương pháp cô quay Xác định thời gian bảo hòa vật liệu phương pháp chạy cột, nồng độ asen đầu vào 0,3mg/l, tốc độ chảy ml/phút, thể tích cột 25ml, kết đạt sau: Bảng 16 – Kết phương pháp chạy cột theo thời gian Ceramic – Fe điều chế theo phương pháp cô quay Thời gian (h) Nồng độ asen đầu vào SVTH: Trương Tấn Phát Nồng độ asen đầu Trang 34 Luan van Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD:Th.S Hoàng Thị Tuyết Nhung (mg/l) Ce (mg/l) 0,3 0,3 0,3 24 0,3 0,006 72 0,3 0,009 120 0,3 0,01 168 0,3 0,0218 216 0,3 0,1189 240 0,3 0,279 264 0,3 0,299 288 0,3 0,3 Như sau thời gian chạy cột 120 (tức ngày), nồng độ asen đầu vượt tiêu chuẩn cho phép (0,01 mg/l) 2.4.4.1.1 Dung lượng hấp phụ cực đại Bảng 17 – Dung lượng hấp phụ cực đại Ceramic – Fe điều chế theo phương pháp quay Thể tích cột (ml) 25 Khối lượng riêng Ce_Fe (kg/m3) 830 Khối lượng Ce-Fe (g) 20,75 Thời gian chạy (ngày) Thể tích xử lý (l) 36 SVTH: Trương Tấn Phát Trang 35 Luan van Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD:Th.S Hoàng Thị Tuyết Nhung Lượng asen khử (mg) 10,8 Dung lượng hấp phụ cực đại (mg/g) 0,5205 Dung lượng hấp phụ cực đại Ceramic – Fe điều chế theo phương pháp cô quay 0,5205 mg/g 2.4.4.1.2 Độ bền vật liệu theo thời gian Bảng 18 – Độ bền Ceramic – Fe điều chế theo phương pháp cô quay Khối lượng Ceramic-Fe sử dụng (g) 400 600 800 1000 1200 Khối lượng asen hấp phụ (mg) 208,2 312,3 416,4 520,5 624,6 Nồng độ asen đầu vào (mg/l) 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 Thể tích xử lý (l) 2082 3123 4164 5205 6246 Thể tích nước sử dụng (l/ngày) 10 10 10 10 10 Thời gian sử dụng vật liệu (ngày) 145 217 289 361 434 Với nồng độ asen nguồn nước đầu vào 0,1mg/l vật liệu Ceramic – Fe điều chế theo phương pháp cô quay sử dụng khoảng thời gian dài (hơn 145 ngày/400g vật liệu) thời gian sử dụng vật liệu dài hay ngắn tùy thuộc vào khối lượng vật liệu sử dụng cho cột lọc 2.4.4.2 Ceramic – Fe điều chế theo phương pháp lắc nhiệt độ Xác định thời gian bão hòa vật liệu phương pháp chạy cột, nồng độ asen đầu vào 0,3mg/l, tốc độ chảy ml/phút, thể tích cột 25ml, kết đạt sau: SVTH: Trương Tấn Phát Trang 36 Luan van Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD:Th.S Hoàng Thị Tuyết Nhung Bảng 19 – Kết phương pháp chạy cột theo thời gian Ceramic – Fe điều chế theo phương pháp lắc nhiệt độ Nồng độ asen đầu vào Nồng độ asen đầu (mg/l) Ce (mg/l) 0,3 0,3 0,002 0,3 0,0063 24 0,3 0,0087 72 0,3 0,0095 96 0,3 0,019 144 0,3 0,0235 192 0,3 0,127 216 0,3 0,278 240 0,3 0,289 264 0,3 0,298 Thời gian (h) Như sau thời gian chạy cột 72 (tức ngày), nồng độ asen đầu vượt tiêu chuẩn cho phép (0,0095 mg/l) 2.4.4.2.1 Dung lượng hấp phụ cực đại SVTH: Trương Tấn Phát Trang 37 Luan van Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD:Th.S Hoàng Thị Tuyết Nhung Bảng 20 – Dung lượng hấp phụ cực đại Ceramic – Fe điều chế theo phương pháp lắc nhiệt độ Chiều dài cột (mg/l) 25 Khối lượng riêng Ce_Fe (mg/m3) 830 Khối lượng Ce-Fe (mg/l) 20,75 Thời gian chạy (ngày) Thể tích xử lý (l) 21,6 Lượng asen khử (mg) 6,48 Dung lượng hấp phụ cực đại (mg/g) 0,3123 Dung lượng hấp phụ cực đại Ceramic – Fe điều chế theo phương pháp lắc nhiệt độ 0,3123 mg/g 2.4.4.2.2 Độ bền vật liệu theo thời gian Bảng 21 – Độ bền Ceramic – Fe điều chế theo phương pháp lắc nhiệt độ Khối lượng Ceramic-Fe sử dụng (g) Khối lượng asen hấp phụ (mg) Nồng độ asen đầu vào (mg/l) Thể tích xử lý (l) Thể tích nước sử dụng (l/ngày) Thời gian sử dụng vật liệu (ngày) 400 600 800 1000 1200 124,92 187,38 249,84 312,3 374,76 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 1249,2 1873,8 2498,4 3123 3747,6 10 10 10 10 10 87 130 174 217 260 Với nồng độ asen nguồn nước đầu vào 0,1mg/l vật liệu Ceramic – Fe điều chế theo phương pháp lắc nhiệt độ sử dụng khoảng thời gian 87 SVTH: Trương Tấn Phát Trang 38 Luan van Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD:Th.S Hoàng Thị Tuyết Nhung ngày/400g vật liệu, thời gian sử dụng vật liệu dài hay ngắn tùy thuộc vào khối lượng vật liệu sử dụng cho cột lọc Bảng 22– So sánh độ bền hai loại vật liệu Ceramic-Fe Ceramic-Fe (pp lắc) (pp cô quay) Dung lượng hấp phụ cực đại (mg/g) 0,3123 0,5205 Độ bền vật liệu (ngày/400g vật liệu) 87 145 So với Ceramic – Fe điều chế theo phương pháp quay Ceramic – Fe điều chế theo phương pháp lắc nhiệt độ có dung lượng hấp phụ cực đại thời gian sử dụng vật liệu thấp hơn, ta nên chọn phương pháp điều chế phương pháp cô quay chân không SVTH: Trương Tấn Phát Trang 39 Luan van Báo cáo nghiên cứu khoa học PHẦN GVHD:Th.S Hoàng Thị Tuyết Nhung KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 3.1 KẾT LUẬN Với kết đạt nghiên cứu vật liệu Ceramic Ceramic_Fe vật liệu có khả hấp phụ tốt Vật liệu lọc thay cho loại vật liệu thường sử dụng cát, bột đá…và khả thi cho việc triển khai ứng dụng vào trình xử lý nước thực tế nhờ ưu điểm sau: Vật liệu có khả loại bỏ triệt để ion kim loại thường tồn nước ngầm asen, đồng, chì, kẽm…và sắt Ceramic dạng vật liệu lọc thơ, thân có độ rỗng xốp cao, tiết diện bề mặt lớn Do đó, trình xử lý nước hình thành lớp ion Fe3+ bám vào hạt vật liệu giúp có khả loại bỏ 75÷80 % sắt có nước (nồng độ đầu vào 0,7÷1 mg/l); 97% asen (0,1÷0,5 mg/l); 80% đồng (≤ mg/l); 80% chì (≤ 0,05 mg/l); 80% cadimi (≤ 0,05 mg/l); 90% kẽm (5 mg/l) Đối với vật liệu lọc tinh Ceramic_Fe trình điều chế có lượng ion Fe3+ chui sâu vào vơ số lỗ rỗng nhỏ bề mặt hoạt hóa nung nhiệt độ cao Điều giúp cho vật liệu có khả xử lý ion kim loại tồn nước cao, nồng độ kim loại có nước đầu vào với ceramic Ceramic_Fe xử lý 97÷100 % asen; 99%, 81%, 98%, 97% đồng, chì , kẽm, cadimi, nước đầu đạt tiêu chuẩn ăn uống Do tính chất thân vật liệu đất sét nung lên thành dạng gốm nên vật liệu có độ bền học tương đối cao so với loại vật liệu polyme_Fe khác Qua khảo sát dung lượng hấp phụ vật liệu phương pháp chạy cột, với nồng độ Asen đầu vào 0,1 mg/l, khối lượng vật liệu sử dụng 400g vận hành liên tục 24/24 h, cho kết quả: với vật liệu Ceramic_Fe điều chế phương pháp quay chân khơng sau 145 ngày khả xử lý khơng cịn đạt tiêu chuẩn đầu Kết cho thấy áp dụng vào thực tiễn thời gian sử dụng vật liệu Ceramic_Fe tương đối lâu dài Sản xuất dễ dàng sử dụng nguồn ngun liệu sẵn có tự nhiên vỏ trấu đất sét, vật liệu lọc giải vấn đề giá thành cao loại vật liệu lọc nước Mặc dù thời gian sử dụng ngắn so với hạt Nano với SVTH: Trương Tấn Phát Trang 40 Luan van Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD:Th.S Hoàng Thị Tuyết Nhung giá 120.000VND/lít rẻ gần lần so với giá vật liệu Nano(1.043.000 VND/lít) Điều cho thấy tính khả thi mặt kinh tế ứng dụng vật liệu thực tiễn dễ dàng tiếp cận phù hợp với mức sống người dân vùng nơng thơn nói chung khu vực đồng sơng Cửu Long nói riêng 3.2 KIẾN NGHỊ Bằng kết đạt nghiên cứu mở hội cho việc phát triển loại vật liệu xử lý nước uống có tiềm khả thi Tuy nhiên, q trình nghiên cứu có vấn đề cịn tồn đọng cần khắc phục, bổ sung thêm: Vật liệu Ceramic_Fe chưa phải dạng vật liệu hoàn thiện tối ưu cho xử lý nước uống Sự ảnh hưởng ion kim loại khác hệ dung dịch chưa khảo sát ảnh hưởng tạp chất hữu vô có nước ngầm xử lý với ion kim loại trình hấp phụ cột Mơ hình nghiên cứu hấp phụ tự thiết kế chưa thực tốt để đảm bảo thực thí nghiệm đạt độ xác cao Vì vậy, việc tiếp tục nghiên cứu tìm hiểu vật liệu cần quan tâm phát triển sau: Khảo sát khả hấp phụ vật liệu ion kim loại nặng khác thủy ngân, niken, crom, … Nghiên cứu bước ứng dụng vào xử lý nguồn nước không dành cho ăn uống, sinh hoạt mà lĩnh vực khác chế biến thực phẩm, sản xuất thuốc tây…hay rộng xử lý nước thải chứa kim loại nặng ngành xi mạ, khí, thuộc da… Nghiên cứu dạng vật liệu lọc dạng gốm (Ceramic) khác mà khắc phục nhược điểm hồn thiện vật liệu để thức cơng nhận đưa vào sử dụng Riêng mơ hình xử lý nước qui mơ phịng thí nghiệm dạng mơ hình phù hợp với khả sinh viên cần quan tâm phát triển mở rộng Được tự tay thiết kế, lắp đặt vận hành mơ hình giúp sinh viên có hội SVTH: Trương Tấn Phát Trang 41 Luan van Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD:Th.S Hoàng Thị Tuyết Nhung học tập lý thuyết áp dụng song song thực tiễn Qua sinh viên hiểu sâu nắm vững kiến thức học qua dạy thầy, cô tài liệu sách báo, đồng thời tiếp thu thêm kinh nghiệm, kiến thức có ích cho q trình học tập, nghiên cứu sau trường SVTH: Trương Tấn Phát Trang 42 Luan van Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD:Th.S Hoàng Thị Tuyết Nhung TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Mạnh Khải, Nguyễn Xuân Huân, Lê Thị Ngọc Anh, Nghiên cứu xử lý Asen nước ngầm số vùng nông thôn hydroxit sắt (III),Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ số 26 (2010) [2].Johanna L Mathieu, Ashok J Gadgil, Susan E.A Addy, Kristin Kowolik Arsenic remediation of drinking water using iron‐oxide coated coal bottom ash [3].Use of Ceramic Water Filters in Cambodia, Improving Household Drinking Water Quality, Unicef [4]., Nan Chen, Zhenya Zhang, Chuanping Feng, Dirui Zhu, Yingnan Yang, Norio Sugiura, Preparation and characterization of porous granular ceramic ontaining dispersed aluminum and iron oxides as adsorbents for fluoride removal from aqueous solution, Journal of Hazardous Materials 186 (2011) 863–868 [5] Luis Cumbal, John Greenleaf, David Leun, Arup K SenGupta, P olymer supported inorganic nanoparticles: characterization and environmental applications, Reactive & Functional Polymers 54 (2003) 167–180 SVTH: Trương Tấn Phát Trang 43 Luan van Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD:Th.S Hoàng Thị Tuyết Nhung PHỤ LỤC CÁC HÌNH ẢNH Đất sét ướt Vỏ trấu Đất sét sau sấy khô Bột đất sét sau nghiền nhỏ SVTH: Trương Tấn Phát Trang 44 Luan van Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD:Th.S Hoàng Thị Tuyết Nhung kích thước trấu - 0,15 mm kích thước trấu 0,15 – 0,2 mm kích thước trấu 0,45 mm Mẫu Ceramic – Sắt tối ưu (F784C20D0,2) SVTH: Trương Tấn Phát Trang 46 Luan van Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD:Th.S Hoàng Thị Tuyết Nhung SVTH: Trương Tấn Phát Trang 47 Luan van Luan van
Ngày đăng: 27/12/2023, 04:51
Xem thêm: