Nghiên ứu xử lý ni(ii) trong nước bằng phụ phẩm nông nghiệp

Bố cục Luận vănLuận văn gồm 03 chƣơng: Chƣơng 1: Ô nhiễm niken trong nƣớc và phƣơng pháp xử kim lolý ại b ng ằvật liệu sinh h c ọ ; Trang 13 4 CHƢƠNG 1 Ô NHIỄM NIKEN TRONG NƢỚC VÀ PHƢƠ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-

PHẠM LÊ NGUYÊN

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ Ni(II) TRONG NƯỚC BẰNG PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP

Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS TRẦN LỆ MINH

Hà Nội – Năm 201 8

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan Luận văn này do tôi thực hiện trong chương trình đào tạo

của Trường Đại h c Bách Khoa Hà N i Các s u và k t qu trong Luọ ộ ố liệ ế ả ận văn là trung thực và chưa từng được công b Tôi hoàn toàn ch u trách nhi m v n i dung ố ị ệ ề ộLuận văn

Hà N i, ngày 15 tháng 3 8

Người thực hiện Luận văn

Phạm Lê Nguyên

ii

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên tôi xin bày t lòng biỏ ết ơn sâu sắ ới c t TS Tr n L ầ ệ Minh – Viện Khoa h c và Công ngh ọ ệ môi trường – Trường i h c Bách Khoa Hà Nđạ ọ ội là người

đã ật n tình hướng d n tôi nghiên c u và th c hi n Luẫ ứ ự ệ ận văn này;

Tôi xin cảm ơn các thầy cô giáo Vi n Khoa h c và Công ngh ệ ọ ệ môi trường –Trường i h c Bách Khoa Hà N i gi ng d y, trang b ki n th c giúp đạ ọ ộ đã ả ạ ị ế ứ để tôi th c ự

hi n ệ Luận văn này;

Qua đây, tôi cũng xin chân thành g i l i cử ờ ảm ơn tới Ban Lãnh đạ , đồo ng nghi p Trung tâm k ệ ở ỹ thuật Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng 1 T ng c c Tiêu – ổ ụchuẩn Đo lường Chất lượng đã nhiệ tình giúp đỡt và tạo điều ki n v m i m t trong ệ ề ọ ặquá trình th c nghi m cự ệ đềtài ủa Luận văn;

Xin cảm ơn gia đình, bạn bè, người thân đã luôn chia s , ng viên trong suẻ độ ốt quá trình học tập và nghiên c u tứ ại Trường i h c Bách Khoa Hà N i đạ ọ ộ

Người thực hiện Luận văn

Phạm Lê Nguyên

iii

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC KÝ HI U VÀ CH ẾỆ ỮVI T T T v Ắ DANH MỤC HÌNH vi

DANH MỤC BẢNG vii

M Ở ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 4

Ô NHIỄM NIKEN TRONG NƯỚC VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KIM LO I Ạ BẰNG VẬT LIỆU SINH H C 4 Ọ 1.1 Hi n tr ng ô nhiệ ạ ễm niken trong nước, ảnh hưởng của chúng đến con người và môi trường 4

1.1.1 Ngu n g c ô nhiồ ố ễm Ni(II) trong nước 4

1.1.2 Ảnh hưởng c a ô nhiủ ễm Ni(II) đối với con người và môi trường 7

1.2 X lý kim loử ại nặng trong nướ ằc b ng v t li u sinh h c 8 ậ ệ ọ 1.2.1 Cơ sở ủa phương pháp c 8

1.2.2 M t s yộ ố ế ố ảnh hưởng đếu t n hi u su t x lý theo m ệ ấ ử ẻ gián đoạn 9

1.2.3 M t s ộ ố phương trình đẳng nhi t mô t quá trình h p ph kim lo i n ng ệ ả ấ ụ ạ ặ trong nước b ng v t liệằ ậ u sinh h c 12 ọ 1.2.4 M t s ộ ố phương trình động h c mô t quá trình h p ph 16 ọ ả ấ ụ 1.2.5 M t s ộ ố cơ chế ủ c a quá trình x lý kim lo i n ng b ng v t li u sinh h cử ạ ặ ằ ậ ệ ọ 17

1.3 Tình hình nghiên c u x lý Ni(II) và m t s kim lo i nứ ử ộ ố ạ ặng trong nước b ng ph ằ ụ ph m nông nghi p 19 ẩ ệ CHƯƠNG 2 22

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ QUY TRÌNH TH C NGHI M 22 Ự Ệ 2.1 Vật liệu h p ph , hóa ch t và thiấ ụ ấ ết bị thực nghi m 22 ệ 2.1.1 Lựa chọn và ch t o vế ạ ật liệu 22

iv

2.1.2 Hóa ch t 23 ấ2.1.3 Thi t b , d ng c ế ị ụ ụthực nghiệm 23 2.2 Phương pháp nghiên cứu và quy trình thực nghiệm 24 2.2.1 Phương pháp nghiên cứu 24 2.2.2 Quy trình th c nghi m 24 ự ệ2.2.3 Xác định ảnh hưởng c a th i gian tiủ ờ ếp xúc đến hi u su t x lý Ni(II) 25 ệ ấ ử2.2.4 Xác định ảnh hưởng c a pH t i hi u su t x ủ ớ ệ ấ ửlý Ni(II) 26 2.2.5 Kh o sát ả ảnh hưởng của tỷ ệ ắ l r n - lỏng đến hi u suệ ất xử lý Ni(II) 26 2.2.6 Thăm dò khả năng giả ấi h p ph , tái s d ng v t li u 27 ụ ử ụ ậ ệ2.2.7 X ử lý nước thải 27 2.3 Phương pháp đo và phân tích 28 2.4 X ửlý thống kê và bi u di n kể ễ ết quả thực nghi m 29 ệCHƯƠNG 3: KẾT QU VÀ TH O LU N 30 Ả Ả Ậ3.1 Xác định đặc tính c a v t li u 30 ủ ậ ệ3.2 Ảnh hưởng c a thủ ời gian tiếp xúc tới hiệu suất xử lý Ni(II) 33 3.3 Ảnh hưởng của pH đến hi u suệ ất xử lý Ni(II) 35 3.4 Ảnh hưởng của tỷ l r n lệ ắ – ỏng đến hi u suệ ất xử lý Ni(II) 37 3.5 Đẳng nhi t h p ph 39 ệ ấ ụ3.6 Thăm dò khả năng giả ấi h p ph 42 ụ3.7 Kết quả ử lý niken trong nướ x c th i 44 ả3.8 Động h c c a quá trình h p ph Ni(II) trong dung d ch 44 ọ ủ ấ ụ ị

KẾT LUẬN 47 TÀI LIỆU THAM KH O 49 ẢPhụ ụ l c 1: Trích d n quy chu n k thu t qu c gia v ẫ ẩ ỹ ậ ố ề nước thải công nghi p - QCVN ệ40:2011/BTNMT 53 Phụ ụ l c 2: M t sộ ố ố s ệli u th c nghiệm 54 ựPhụ ụ l c 3: M t số đặộ c tính c a vậ ệủ t li u 57 Phụ ụ l c 4: K t quế ả xác định di n tích b mệ ề ặt riêng của vậ ệt li u theo BET 60 Phụ ụ l c 5: M t sốộ hình nh th c nghiệm 68 ả ự

v

DANH MỤC CÁC KÝ HI U VÀ CH ẾT TẮT Ệ ỮVI

T viừ ết tắ / t

BTNMT Ministry of Natural Resources and Environment (MONRE) B ộ Tài nguyên và Môi trường FTIR Fourier Transform InfraRed Phổ ồ h ng ngo i ạ

SEM Scanning Electronic Microscope Kính hiển vi điệ ửn t quét

vi

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Sơ đồ dây chuyền công ngh m niken kèm dòng th i 5ệ ạ ả Hình 1.2 Sơ đồ dây chuyền công ngh m niken t ng 6ệ ạ ự độ

Hình 2.1 Quy trình chế ạ t o v t liệu MBH và CH 22 ậ

Hình 2.2 Sơ đồ quy trình thực nghiệm theo m ẻ gián đoạn 25

Hình 3.1 Ảnh SEM của MBH (a) trước và (b) sau xử lý Ni(II) v i đ ớ ộ phóng đại 1000 l n 30ầ Hình 3.2 Ảnh SEM của CH (a) trước và (b) sau x lý Ni(II) v i đ ử ớ ộ phóng đại 250 l n 31ầ Hình 3.3 Phổ ồ h ng ngo i cạ ủa MBH; (a) trước x ửlý, (b) sau x lýử 32

Hình 3.4 Phổ ồ h ng ngo i cạ ủa CH; (a) trước xử lý, (b) sau x lýử 33

Hình 3.5 Ảnh hưởng c a thờủ i gian tiếp xúc đến hi u su t x ệ ấ ửlý Ni(II) 34

Hình 3.6 Ảnh hưởng c a pH ban đủ ầu đến hi u su t xử lý Ni(II) 36 ệ ấ Hình 3.7 Ảnh hưởng c a pH cân bằng đếủ n hi u su t xử lý Ni(II) 37 ệ ấ Hình 3.8 Ảnh hưởng c a tỷ ệ ắ – ỏng đếủ l r n l n hi u su t xử lý Ni(I 38ệ ấ I) Hình 3.9 Lượng Ni(II) h p ph và t l rấ ụ ỷ ệ ắn ỏ- l ng 39

Hình 3.10 Đẳng nhi t h p ph i v i cân b ng h p ph 40 ệ ấ ụ đố ớ ằ ấ ụ Hình 3.11 Đẳng nhi t h p ph Langmuir 40 ệ ấ ụ Hình 3.12 Đẳng nhi t h p ph Freundlich 41 ệ ấ ụ Hình 3.13 Khả năng giải hấp ph ụNi(II) và tái sử ụ d ng MBH 43

Hình 3.14 Khả năng giải hấp ph ụNi(II) và tái sử ụ d ng CH 43

Hình 3.15 Giả độ ng h c bậọ c 1 đố ới v i hấp ph ụNi(II) 45

Hình 3.16 Giả độ ng h c bậọ c 2 đố ới v i hấp ph ụNi(II) 45

vii

DANH M C B NGỤ Ả

B ng 1.1 Thành phả ần nước thải của một số cơ sở công nghi p 7ệ

B ng 1.2 Các dả ạng đường đẳng nhi t Langmuir 14ệ

B ng 1.3 Kả ết quả nghiên c u x ứ ửlý Ni(II) bởi các vật liệu cùng lo i 21ạ

B ng 3 1 Kả ết quả phân tích mẫu đối chứng 35

B ng 3 2 H ng s ng nhi t Langmuir và Freundlich 41ả ằ ố đẳ ệ

B ng 3 3 Kh ả ả năng hấp ph Ni(II) c a MBH và CH 42ụ ủ

B ng 3.4 ả Kết quả xử lý Ni(II) trong nước thải của công ty TNHH Showa Việt Nam 44

B ng 3.5 H ng s gi ng hả ằ ố ả độ ọc bậc 1 và bậc 2 đối với Ni(II) 46

1

M Ở ĐẦ U

1 Tính cấp thiết của đề tài

Phát tri n công nghi p là nhi m v ể ệ ệ ụ hàng đầu để Việt Nam th c hiên m c tiêu ự ụcông nghi p hóa, hiệ ện đại hóa đất nước Tuy nhiên, công nghi p ệ cũng gây tác động

m nh ạ đến môi trường, tài nguyên, s c kh e, an toàn và tr t t xã h i Có th nói, ô ứ ỏ ậ ự ộ ểnhiễm môi trường luôn đồng hành v i phát tri n các d án công nghi pớ ể ự ệ Trong các

hoạt động công nghiệp, nước th i là m t là m t trong nh ng thành ph n phát thả ộ ộ ữ ầ ải chính và có đặ trưng c khác nhau tùy theo ngành ngh , dây chuy n công nghề ề ệ, nguyên li u s n xu Nệ ả ất ước th i cả ủa ộ ốm t s ngành như xi m , luy n kim, khai ạ ệkhoáng, hóa chất,… có đặc trưng là chứa kim lo i n ng v i nạ ặ ớ ồng độ ừ vài đế t n vài chục mg/L Nguồn nước th i này nả ếu không được qu n lý, x lý ngay t i ngu n s ả ử ạ ồ ẽ

là mối đe dọa cho môi trường, h sinh thái và sệ ức khỏe của con người

“Kim lo i n ng ạ ặ ” theo định nghĩa phổ ế bi n là nh ng nguyên t kim lo i mà t ữ ố ạ ỷtrọng c a nó lủ ớn hơn 5g/cm3 [3] (ví d ụ như Cu, Fe, Mn, Pb, Ni…) Tính nguy h i ạ

c a kim lo i n ng là t n t i lâu dài, không b phân h y sinh h c và có th tích t ủ ạ ặ ồ ạ ị ủ ọ ể ụtrong cơ thể ố s ng, chúng xâm nh p vào ậ con người và sinh v t thông qua chu i th c ậ ỗ ứ

ăn trong hệ sinh thái Niken là m ột trong nhóm 14 nguyên t hóa hố ọc có độc tính cao nhất đố ới v i con người và động v t Khi b pậ ị hơi nhiễm niken, con người có th ể

b ị các ệb nh v ề da và tăng nguy cơ m c bắ ệnh ung thư đường hô h p ấ Do đó, ngăn chặn vi c th i b các kim lo i n ng nói chung và niken nói riêng vào ệ ả ỏ ạ ặ môi trường là

rất cần thi t ế

Đối với môi trường nướ đểc, lo i b ạ ỏ niken thì nhóm các phương pháp hóa

lý và hóa học đã được biết đến như ế ủk t t a hóa học, điện hóa, trao đổi ion, Mỗi phương pháp đều có những ưu, nhược điểm và được áp d ng phù h p trong t ng ụ ợ ừtrường h p nhợ ất định Tuy nhiên, các phương pháp này thường ph i b sung hóa ả ổchất, t o nhi u bùn th i, ho c ạ ề ả ặ giá thành cao nên không kinh t ế Do đó, v ệi c nghiên c u s d ng các v t li u h p ph (VLHP) giá thành th p ứ ử ụ ậ ệ ấ ụ ấ đã và đang rất được quan tâm, các k t qu ế ả thu đượ cũng đáng được c khích l M t trong nh ng ệ ộ ữtính ưu việ ủa phương pháp này là VLHP đượt c c ch t o ế ạ đơn giản, bên cạnh đó

là v xanh, v ỏ đỗ ỏquả cà phê để chế ạo t VLHP có th x lý niken ể ử trong nước và nước th i ả

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Ch tế ạo VLHP ừ ỏ đỗ xan t v h và v ỏquả cà phê

- Nghiên c u m t s y u t ứ ộ ố ế ố ảnh hưởng đến kh ả năng xử lý (II) Ni trong nước

và nước th i c a 2 v t liả ủ ậ ệu đã chế ạ t o

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu:

 V t liậ ệu: ỏ đỗ xanh đượv c thu gom t quá trình ch ừ ế biến giá đỗ, than sinh

học được ch tế ạo từ ỏ cà phê đượ v c thu gom ở Đắc L c ắ

 Kim lo i: dung dạ ịch Ni(II) có nồng độ khoảng 50 mg/L, là kim lo nại ặng thường có mặt trong nước th i c a mộ ố cơ sởả ủ t s ngành công nghi p m ệ ạ

- Phạm vi nghiên c u: th c hi n trong phòng thí nghi m ứ ự ệ ệ

4 Đóng góp của Luận văn

- Xây d ng quy trình ch t o VLHP t v xanh; ự ế ạ ừ ỏ đỗ

- K t qu kh o sát ế ả ả ảnh hưởng c a các y u t : th i gian ti p xúc, pH c a dung ủ ế ố ờ ế ủ

dịch ỷ ệ ắ, t l r n - lỏng đến hi u su t x ệ ấ ử lý Ni(II) trong nước b 2 v t liởi ậ ệu đã chế ạ t o;

3

- Các s u th c nghiố liệ ự ệm được bi u diể ễn theo mô hình đẳng nhi t Langmuir ệ

và Freundlich Xác định dung lượng tối đa của vậ ệt li u;

- Động họ ủc c a quá trình x ử lý Ni(II) trong nước bởi 2 v t li u l a chậ ệ ự ọn;

- Thăm dò khả năng giải hấp ph (II) và kh nụNi ả ăng tái sử ụ d ng v t liậ ệu

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

- Tiế ận hướp c ng nghiên c u m i, s d ng v t liứ ớ ử ụ ậ ệu được ch t o t ph phế ạ ừ ụ ẩm nông nghi p, giá thành th p, thân thi n vệ ấ ệ ới môi trường để ử x Ni(II) trong lý nước;

- T n d ng ngu n ph ậ ụ ồ ụphẩm, chất th i t nông nghiả ừ ệp đểchế ạ t o v t li u sinh ậ ệ

Luận văn gồm 03 chương:

Chương 1: Ô nhiễm niken trong nước và phương pháp xử kim lolý ại b ng ằ

vật liệu sinh h c ọ ;

Chương 2: Phương pháp nghiên cứu và quy trình th c nghi m; ự ệ

Chương 3: Kết qu và th o lu n ả ả ậ

4

CHƯƠNG 1

Ô NHIỄM NIKEN TRONG NƯỚC VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KIM LOẠI

BẰNG VẬT LIỆU SINH HỌC1.1 Hiện trạng ô nhiễm niken trong nước, ảnh hưởng của chúng đến con người

và môi trường

1.1.1 Nguồn gốc ô nhiễm Ni(II) trong nước

Cũng như một số kim loại nặng khác, niken tồn tại trong nước có nguồn gốc hoặc tự nhiên hoặc nhân tạo Theo nguồn gốc tự nhiên, niken đi vào trong nước do quá trình phong hóa, thủy hóa các đá có khoáng vật chứa niken Các quá trình này chủ yếu gây ô nhiễm niken ở các tầng nước ngầm Bên cạnh các quá trình tự nhiên, các hoạt động của con người trong các ngành công nghiệp như khai khoáng, luyện kim, mạ niken, hóa chất,… ở khu vực quy mô nhỏ và lớn cũng đã và đang thải một lượng lớn niken vào môi trường nước [18]

Hiện nay, Việt Nam đang trong giai đoạn công nghiệp hóa và hiện đại hóa, một trong các ngành công nghiệp mũi nhọn là ngành công nghiệp cơ khí Một trong những khâu sản xuất chính của ngành này là quá trình mạ linh kiện và chi tiết kim loại Quá trình mạ thường sử dụng nhiều nước, sau quá trình tuần hoàn nếu không đảm bảo yêu cầu về kỹ thuật, nước này sẽ được thải bỏ định kỳ, nước thải sinh ra chứa nhiều kim loại nặng, trong đó có niken Sơ đồ dây chuyền công nghệ mạ niken kèm dòng thải được thể hiện trên các hình 1.1 và 1.2

Nước th i t ả ừ xưởng xi m có thành phạ ần đa dạng v nề ồng độ và pH biến đổi

r ng, t rộ ừ ất axit (pH 2 † 3), đến r t kiấ ềm (pH 10 † 11) Đặc trưng chung của nước thải ngành m là ch a các muạ ứ ối vô cơ và kim loạ ặi n ng v i nớ ồng độ cao Tu theo ỳkim lo i c a l p m mà ngu n ô nhi m có th ạ ủ ớ ạ ồ ễ ể là Cu, Zn, Cr, Ni,… và cũng tuỳthuộc vào lo i mu i kim loạ ố ại được s dử ụng mà nước th i có chả ứa các độ ố như c t xianua, sunfat, amoni, cromat,… Số liệu trong bảng 1.1 cho th y nấ ồng độ các kim

loạ ặi n ng trong dòng thải thường lớn hơn rất nhi u so v i gi i hề ớ ớ ạn cho phép đố ới v i nước th i công nghi p theo QCVN 40:2011/BTNMT c t B ả ệ ộ

6 Hình 1.2Sơ đồ dây chuy n công ngh m niken t ngề ệ ạ ự độ [14]

n phân d u m

niken kim

crom

lý

7

Bảng 1.1Thành phần nước thải của một số cơ sở công nghi pệ

QCVN 40:2011/ BTNMT cột B

N3: Khu công nghi p N ệ ội Bài, nướ c th i t i c ng chung ngày 09/11/2005 ả ạ ố [16]

N4: Nướ c th ải phân xưở ng m c a công ty TNHH ph tùng xe máy ô tô Showa Vi t ạ ủ ụ ệ Nam nhà máy 1, ngày 12/10/2016 (ngu n: QUATEST1 - 2016) – ồ

N5: Nướ c th ải phân xưở ng m c a công ty TNHH ph tùng xe máy ô tô Showa Vi t ạ ủ ụ ệ Nam nhà máy 1, ngày 11/12/2016 (ngu n: QUATEST1 - 2016) – ồ

1.1.2 Ảnh hưởng của ô nhiễm Ni(II) đối với con người và môi trường

Trong nước sinh hoạt và nướ ự nhiên thườc t ng ít g p niken, nó ch có m t ặ ỉ ở ộ

s nguố ồn nước ch y qua các vùng có ch a qu ng niken Tuy nhiên, quá trình phát ả ứ ặtriển công nghi p và các hoệ ạt động s n xuả ất đã thải vào môi trường một lượng l n ớnước th i có ch a niken nả ứ ồng độ cao không được x lý ho c x ử ặ ử lý nhưng chưa đạt tiêu chu n cho phép c a dòng thẩ ủ ải đã gây ra ô nhiễm kim lo i nạ ặng trong nước, ảnh hưởng tiêu c c tự ới môi trường sinh thái [35]

Trong môi trường nước, niken thường t n t i d ng ion Niồ ạ ạ 2+ Độ hoà tan c a ủmuối niken nhìn chung khá cao, kh ả năng thuỷ phân thấp, độ hoà tan t i thi u n m ố ể ằtrong vùng pH = 9 Niken là kim loại có tính linh động cao trong môi trường nước,

8

có khả năng tạo phức bền v i các h p ch t hữu cơ Nó đượớ ợ ấ c tích t trong cáụ c chất sa

lắng, trong cơ thểthự ật bậc v c cao và một số loại thuỷ sinh [35]

Hiện tượng ng ộ độc niken qua đường tiêu hoá t thừ ức ăn và nước uống chưa được phát hi n Ti p xúc lâu dài v i niken gây hiệ ế ớ ện tượng viêm da và có th xu t ể ấ

hi n d ng m t s ệ ị ứ ở ộ ố người Ng c niken ch yộ độ ủ ếu qua đường hô h p, gây triấ ệu chứng khó ch u, bu n nôn, n u kéo dài s ị ồ ế ẽ ảnh hưởng đến ph i, h th n kinh trung ổ ệ ầương, gan, thận và có th gây ra các b nh kinh niên Khi nhiể ệ ễm độc niken, các enzym m t ho t tính, c n tr quá trình t ng h p protein cấ ạ ả ở ổ ợ ủa cơ thể[4]

Giá tr ị giớ ại h n cho phép của niken trong nước th i công nghiệp khi thải vào ảmôi trường tiếp nhận theo QCVN 40:2011/BTNMT là 0,2 mg/L đố ớ ội v i c t A, 0,5 mg/L đố ớ ột B Đố ới v i c i v i chất lượng nước ăn uống theo QCVN 01:2009/BYT và chất lượng nước khoáng thiên nhiên đóng chai liên quan đến an toàn th c ph m theo ự ẩQCVN 06-1:2010/BYT giới hạn cho phép của niken là 0,02 mg/L

1.2 Xử lý kim loại nặng trong nước bằng vật liệu sinh học

1.2 .1 Cơ sở của phương pháp

Trong những năm gần đây, nhi u ph ph m và ch t th i nông nghiề ụ ẩ ấ ả ệp đã được nghiên c u, s d ng làm v t liứ ử ụ ậ ệu đểloạ ỏ ộ ối b m t s kim lo i nạ ặng trong nước Chất thả ừi t nông nghiệp được thu gom, r a sử ạch, làm khô; sau đó, nghiền nh và có th ỏ ểđược ho t hóa và s dạ ử ụng như vật li u sinh hệ ọc để ử x lý kim lo i B n ch t c a quá ạ ả ấ ủtrình lo i b kim lo i nạ ỏ ạ ặng trong nước b ng v t li u sinh h c có th g i là quá trình ằ ậ ệ ọ ể ọ

h p ph b ng v t li u sinh h c H p ph b ng v t li u sinh h c là m t công ngh ấ ụ ằ ậ ệ ọ ấ ụ ằ ậ ệ ọ ộ ệthay th trong x ế ử lý nước th i dả ựa trên đặc tính c a các lo i sinh kh i khác nhau ủ ạ ố ở

dạng khô để liên k t v i các kim lo i nế ớ ạ ặng trong nước [33].Hiện tượng h p ph này ấ ụ

có th ểgiải thích là do có các loại tương tác vật lý và hóa h c khác nhau gi a các ọ ữnhóm ch c có mứ ặt ở thành t bào c a sinh kh i (pha r n) và các kim lo i n ng trong ế ủ ố ắ ạ ặpha l ng ỏ

K t qu nghiên c u ch ra r ng m t s v t liế ả ứ ỉ ằ ộ ố ậ ệu như lá xoài [32], bã đậu nành

[11], v l c, v u ỏ ạ ỏtrấ [19], mùn cưa, xơ dừa [6], cây dương xỉ, cây c lác ỏ [10],… có

kh ả năng loại b kim lo i n ng trong dung dỏ ạ ặ ịch Những v t u này có kh ậ liệ ả năng

h p thu ion kim lo i do c u trúc có nhi u l x p và thành ph n gấ ạ ấ ề ỗ ố ầ ồm các polyme như

9

xenlluloza, hemixenlluloza, pectin, lignin và protein Trong các polyme này chứa các nhóm chức khác nhau như hydroxyl, cacboxyl, aldehyt, alken, amit, silicat, sulphonat,… có thể liên k t vế ới ion kim loại

1.2.2 Một số yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý theo mẻ gián đoạn

Quá trình h p ph ấ ụ nên được ti n hành nhiế ở ệt độ không đổi Tuy nhiên, kho ng nhiả ệt độ thay đổi nh không làm ỏ ảnh hưởng quá lớn đến quá trình h p ph ấ ụCác thông s khác quan trố ọng như ảnh hưởng c a th i gian tiủ ờ ếp xúc, độ pH, n ng ồ

độ cân b ng c a ion trong pha l ng và pha rằ ủ ỏ ắn, kích thước v t li u h p phậ ệ ấ ụ,… đều ảnh hưởng đến hi u su t quá trình h p ph ệ ấ ấ ụ[18]

v t li u h p ph là cây c ậ ệ ấ ụ ỏ lác (sau khi được gia công, có kích thước 0,105 mm đến 0,84 mm F1M), v– ới pH ban đầu ~5, khi ti n hành th c nghiế ự ệm đố ới v i Ni(II) thì

k t qu cho th y hi u suế ả ấ ệ ất tăng khi thời gian tiếp xúc tăng và quá trình đạt cân b ng ằsau thời gian 30 phút [10]

pH là m t trong nh ng yộ ữ ếu t ố môi trường quan tr ng nh t, không ch nh ọ ấ ỉ ảhưởng đến v ị trí tương tác mà còn ảnh hưởng đến độ hòa tan c a các kim lo i trong ủ ạdung d ch Ngoài ra, pH ị ảnh hưởng quyết định t i s hình thành và kh ớ ự ả năng hấp

ph s n có c a ion kim lo i lên v t li u h p phụ ẵ ủ ạ ậ ệ ấ ụ Khi pH thay đổ ẫn đếi d n s thay ự

đổi các d ng phân b th y phân c a các ion kim lo i, dạ ố ủ ủ ạ ẫn đến s ự thay đổ ải b n chất, điện tích, kích thước c a các ion kim lo i, có th t o ph c, h p ph và tích t trên ủ ạ ể ạ ứ ấ ụ ụ

b mề ặt vậ ệt li u [5]

10

Ảnh hưởng của pH ban đầu đến quá trình h p ph sinh hấ ụ ọc được nhi u nhà ềnghiên c u th c hi n và k t qu ứ ự ệ ế ả đã cho thấy r ng giá tr pH c a dung dằ ị ủ ịch ảnh hưởng đặc bi t t i h p ph sinh h c Nguyên nhân là do ion hydro c nh tranh vệ ớ ấ ụ ọ ạ ới các ion kim lo i và pH c a dung dạ ủ ịch ảnh hưởng đến tính ch t hóa h c c a kim loấ ọ ủ ại cũng như ion hóa các nhóm chức trên b m t v t li u h p ph ề ặ ậ ệ ấ ụ[33]

Theo Ong Pick Sheen (2011), khi nghiên cứu ảnh hưởng của pH ban đầu trong quá trình x ử lý Cu(II) trong nước b ng v t li u ch t o t lá xoài pH 2, hi u su t quá ằ ậ ệ ế ạ ừ Ở ệ ấtrình r t th p (15,19 ấ ấ %), khi pH tăng lên 3 thì hiệu suất đạt cao hơn rất nhi u ề(89,77%), khi pH trong dải 4÷10 hi u suệ ất đạ ất r t cao và ổn định (97,75 %) [32]

Điểm đẳng điện pHzero là điểm mà điện tích b m t ch t h p ph b ng zero ề ặ ấ ấ ụ ằđược xác định bằng phương pháp chuẩn độ ở các pH khác nhau T i vùng giá tr pH ạ ị

< pHzero, b m t c a ch t h p ph ề ặ ủ ấ ấ ụ tích điện dương Tại vùng giá tr pH > pHị zero, b ề

m t c a ch t h p ph ặ ủ ấ ấ ụ tích điện âm Như vậy, s h p ph cự ấ ụ ủa các ion mang điện tích dương sẽ được tăng cường vùng pH > pHở zero [5].Khả năng hấp ph sinh h c chụ ọ ịu ảnh hưởng l n b i pH cân b ng m c dù giá tr này không d ki m soát và l i b chi ớ ở ằ ặ ị ễ ể ạ ịphối bởi pH ban đầu.Giá tr pH c a pha l ng là thông s ki m soát quan tr ng trong ị ủ ỏ ố ể ọquá trình h p ph sinh h c và giá tr cấ ụ ọ ị ủa pH ban đầu c a pha l ng có ủ ỏ ảnh hưởng n đếgiá tr pH cân b ngị ằ Để đánh giá ảnh hưởng của độ pH lên quá trình h p ph , thấ ụ ực nghiệm được ti n hành ế ởcác giá trị pH ban đầu khác nhau [33]

Quá trình khu y trấ ộn tiêu hao năng lượng và ảnh hưởng đến hi u qu hệ ả ấp

ph nên viụ ệc xác định tốc độ khu y tr n tấ ộ ối ưu trong nghiên cứu là quan tr ng ọ

11

V mề ặt động h c, khi nhiọ ệt độ ủa quá trình thay đổ ẽ làm thay đổ ốc độ c i s i tchuyển động c a các ion kim lo i trong pha l ng s dủ ạ ỏ ẽ ẫn đến thay đổi v hi u su t ề ệ ấquá trình Hơn nữa, việc tăng nhiệt độ có th làm l ra các c u trúc bên trong c a ể ộ ấ ủ

v t li u h p ph các ion kim lo i thâm nh p thêm nậ ệ ấ ụ để ạ ậ ữa [18] Quá trình h p ph ấ ụthường là quá trình t a nhi t, nên theo nguyên lý Le Chatelier khi nhiỏ ệ ệt độ tăng thì lượng h p ph t i m t nấ ụ ạ ộ ồng độ nhất định s gi m Bên cẽ ả ạnh đó, do độ tan và độ ấ h p

ph có môi quan h nghụ ệ ịch đảo nên khi nhiệt độ tăng thường làm độ tan tăng và do

k t qu này cho th y m i quan h giế ả ấ ố ệ ữa lượng ch t h p ph và hi u su t x lý liên ấ ấ ụ ệ ấ ửquan t i viớ ệc tăng số lượng v trí h p ph và s ị ấ ụ ố lượng v trí này không ị ảnh hưởng

đến hi u su t h p ph sau khi quá trìnệ ấ ấ ụ h đạt cân b ng ằ [10]

Ngoài các yêu t chính k trên, y u t ố ể ế ố diện tích b m t v t li u h p ph (kích ề ặ ậ ệ ấ ụthước v t liậ ệu) cũng là mộ ế ốt y u t khá quan trọng đến động h c h p ph , vì s v trí ọ ấ ụ ố ị

h p ph s ấ ụ ẽ tăng lên khi diện tích b m t v t li u h p ph ề ặ ậ ệ ấ ụ tăng lên Kích thước vật liệu h p ph càng nh thì t ng di n tích b m t h p ph trên mấ ụ ỏ ổ ệ ề ặ ấ ụ ột đơn vị khối lượng

v t li u h p ph ậ ệ ấ ụ càng tăng lên, do đó sẽ làm tăng hiệu su t c a quá trình h p phấ ủ ấ ụ Tuy nhiên, đố ớ ấi v i h p ph d ng cụ ạ ột không nên dùng khi kích thước h t v t li u h p ạ ậ ệ ấ

ph nhụ ỏ, vì khi đó sẽ càng làm tăng trở ực của dòng l [18]

Ngoài ra, các y u t nế ố ồng độ ban đầu, và s có m t c a các ion kim lo i khác ự ặ ủ ạtrong pha lỏng, cũng ảnh hưởng đến hi u su t quá trình h p ph b ng v t liệ ấ ấ ụ ằ ậ ệu sinh học

h p ph v t lý, còn l c h p ph ấ ụ ậ ự ấ ụlà lực hóa tr ị được gọi là hấp ph hóa hụ ọc [3].

M i quan h ố ệ định lượng gi a nữ ồng độchấ ị ất b h p ph trong pha l ng và trong ụ ỏpha r n t i mắ ạ ột điều ki n nhiệ ệt độnhất định tr ng thái c n bở ạ ầ ằng được gọi là đẳng nhi t h p ph Nh ng nghiên c u cân b ng trong h p ph cho bi t kh ệ ấ ụ ữ ứ ằ ấ ụ ế ả năng hấp

ng nhi t Langmuir

Các gi ảthiết khi thiết lập phương trình hấp ph Langmuir: ụ [3, 30]

+ B m t ch t h p ph có kh ề ặ ấ ấ ụ ả năng hấp ph ụ như nhau, nghĩa là đồng nh t v ấ ề

mặt năng lượng Trên b m t ch t h p ph có m t s ề ặ ấ ấ ụ ộ ố lượng xác định các tâm hoạt

động (t l thu n v i di n tích b m t ch t h p ph ) có kh ỷ ệ ậ ớ ệ ề ặ ấ ấ ụ ả năng hấp ph ụ như nhau + Không có tương tác giữa các phân t ch t b h p phử ấ ị ấ ụ Điều này có nghĩa là lượng ch t bị ấấ h p ph không ụ ảnh hưởng đế ỷ ệ ấn t l h p ph t i m i vị ụ ạ ỗ trí

+ M i ion kim lo i ch ỗ ạ ỉ chiếm m t v trí tâm h p ph , tộ ị ấ ụ ốc độ ấ h p ph t l vụ ỷ ệ ới

s tâm h p ph , tố ấ ụ ốc độ gi i h p ph t l thu n vả ấ ụ ỷ ệ ậ ới các tâm đã bị chấ ất h p ph ụchiếm ch ỗ

Như vậy, trên b m t ch t h p ph ề ặ ấ ấ ụ chỉ hình thành m t l p h p ph ộ ớ ấ ụ đơn phân

t Mô hình h p ph ng nhiử ấ ụ đẳ ệt đơn lớp Langmuir cho phép ước tính kh ả năng hấp

ph tụ ối đa của vật liệ Qu ( m) được bi u di n bể ễ ởi phương trình sau:

13

e

e m

bC Q q





1 (1.1)trong đó: qe (mg/g) và Ce (mg/l) là nồng độ ion kim lo i cân bạ ằng tương ứng trong pha r n và pha l ng; ắ ỏ Q m (mg/g) là kh ả năng hấp ph tụ ối đa của v t li u và (l/mg) ậ ệ b

là hằng s cân bố ằng liên quan đến năng lượng h p ph ấ ụ

Khi nồng độ ion trong dung d ch là r t nh thì ị ấ ỏ qe= QmbCe và vì vậy lượng ion kim lo i b h p ph tạ ị ấ ụ ỷ l ệthuận v i nớ ồng độ cân b ng trong dung d ch Khi nằ ị ồng độion trong dung dịch đủ ớ l n thì qe m Như vậy, theo mô hình h p ph ng nhiấ ụ đẳ ệt Langmuir, lượng c u t b h p ph s ấ ử ị ấ ụ ẽ tăng tuyến tính v i nớ ồng độ ion trong dung

d ch, tiị ếp đó mức độ tăng này chậm dần và đến m t nộ ồng độ dung dịch đủ ớ l n thì lượng c u t b h p ph s t giá tr kấ ử ị ấ ụ ẽ đạ ị hông đổ ếi n u ti p tế ục tăng nồng độ Khi đó,

b mề ặt hấp ph ụ đã được bão hòa bởi một đơn lớp các phân t b h p ph ử ị ấ ụ

Biểu th c (1.1) có th vi t là: ứ ể ế

m

e m e

e

bQ

C Q q



 (1.2)

Đồ th c a (Cị ủ e/qe) và Ce có d nạ g đường thẳng Độ ố d c của đường th ng cho ẳ

bi t giá tr ế ị Qm(khả năng hấp ph ụ đơn lớp) và giá tr ị b Đẳng nhi t Langmuir có th ệ ể

bi u di n theo 4 dể ễ ạng đường th ng khác nhau và hẳ ồi quy đường thẳng đơn giản s ẽcho phép đánh giá thông số khác nhau Dạng đường th ng ph bi n là Langmuir 1 ẳ ổ ế

và Langmuir 2; thường s dử ụng Langmuir 1 vì đường cân b ng phù hằ ợp có độ ệ l ch

nh nhỏ ất [22]

Phương trình đẳng nhi t Langmuir cho phép gi i thích thệ ả ỏa đáng các số ệ li u thực nghi m Tuy nhiên, m t s nghiên c u ch ra r ng có s không phù h p trong ệ ộ ố ứ ỉ ằ ự ợtrường h p ph ấ ụ đa lớ ởp nhiệt độ ấ th p và khi b m t chấ ấề ặ t h p ph ụ không đồng nh t ấ

bQ

C Q q

q

11)

1(

q b Q

e

e

C q

n F

q  1 (1.3) Trong đó: qe(mg/g) và Ce (mg/l) là nồng độ ion kim lo i cân bạ ằng tương ứng trong pha r n và pha l ng; ắ ỏ KF và 1/n là các h ng s ằ ố đặc trưng KF đặc trưng cho khả năng hấp ph c a v t liụ ủ ậ ệu đối v i ch t b h p phớ ấ ị ấ ụ, n đặc trưng định tính cho b n ả

chất tương tác của hệ ấ h p ph Bi u th c (1.3) có th vi t là: ụ ể ứ ể ế

e F

n K

q ln 1 ln

ln   (1.4)

Độ ố d c của đồ ị th lnqe và lnCe cho bi t giá tr cế ị ủa KF và 1/n

Phương trình đẳng nhiệt Freundlich được s d ng rử ụ ộng rãi như một phương trình kinh nghi m Mệ ặc dù phương trình này đơn giản và thu n tiậ ện nhưng nó không ph i luôn luôn mô t ả ả đúng các số u thliệ ực nghiệm trong vùng nồng độ ộ r ng

15

] / ) 1 ( 1 )[

e B m

C K Q q

e B m B e e s

e

C K Q K q C C

C

)(

h p phấ ụ; Qm (mg/g) là lượng ch t h p ph trên mấ ấ ụ ột đơn vị chấ ất h p ph hình ụ đểthành nên đơn lớp bão hòa; Cs (mg/l) là nồng độ bão hòa c a các ion kim lo i trong ủ ạpha l ng ỏ

1.2.3 ng nhi t Redlich Peterson

ng nhi t Redlich Peterson g m ba thông s , k t h p gi a nh

điểm của đẳng nhiệt Langmuir và đẳng nhi t Freundlich ệ Đẳng nhi t Redlich ệ –Peterson là một đường ph ụthuộ ồng độc n cân bằng và được bi u diể ễn như sau:

g e

e

AC q





1 (1.7) trong đó: A, B và g (0 < < 1) là ba h ng s mô t ng nhig ằ ố ả đẳ ệt hấp ph , th hiụ ể ện đặc trưng hấp ph Gi i h n c a nó đư c mô t khi = 1 thì: ụ ớ ạ ủ ợ ả g

e

e

AC q





1 (1.8)

có nghĩa là dạng đẳng nhi t Langmuir ệ

Khi các hằng s ốA, B lớn hơn đơn vị nhi u thì: ề

g e

e

AC q

16

) ln(

) ln(

) 1

q

AC

e e

e    (1.11)

Độ ố d c của đường th ng ln(Cẳ e ) và ln(AC e /q e 1) cho bi t giá tr cế ị ủa A, B và S g ựphù h p gi a mô hình th c nghiợ ữ ự ệm được th hi n qua h s ể ệ ệ ố tương quan R2 D ng ạđường đẳng nhi t có th ệ ể được s dử ụng để ự đoán mộ d t h th ng h p ph là thu n ệ ố ấ ụ ậ

l i hay không thu n l i Theo Hall và c ng sợ ậ ợ ộ ự, nhưng đặc trưng chủ ế y u của đẳng nhi t Langmuir có th ệ ể được biểu di n qua h ng s không th nguyên ễ ằ ố ứ

Ngoài ra, còn m t s ộ ố mô hình đẳng nhiệt khác, như Temkin, Harkins - Henderson, Toth, Radke – Praunsitz, Ph c h p Langmuir ứ ợ – Freundlich, Khan…,

mỗi loại có những đặc điểm riêng

1.2.4 Một số phương trình động học mô tả quá trình hấp phụ

Trong môi trường nước, quá trình h p ph x y ra ch y u trên b m t c a ch t ấ ụ ả ủ ế ề ặ ủ ấ

h p ph Vì vấ ụ ậy, quá trình động h c h p ph x y ra theo m t loọ ấ ụ ả ộ ạt các giai đoạn k ếtiếp nhau:

n các ch t b h p ph chuy ng t i b m t ch t h p ph (giai

đoạn khu ch tán trong dung d ch); ế ị

n phân t t b h p ph chuy n b m t ngoài c a ch

h p ph ấ ụchứa các h ệmao quản (giai đoạn khu ch tán màng); ế

n ch t b h p ph khu ch tán vào bên trong h mao qu n c a ch

e t

e ) log( ) 2 , 203 log(    (1.13)

k2 (g/mg.phút) là h ng s h p ph bằ ố ấ ụ ậc 2

Áp dụng các điều ki n bi n thiên trong kho ng ệ t ế ả 0 ÷ t, q ế bi n thiên trong kho ng ả

0 ÷ qt, phương trình (1.14) trở thành:

t e t e

k q q

1

1 (1.15) Phương trình (1.15) có th ể được vi t l i thành dế ạ ạng đường th ng: ẳ

) ( 1

q h q

t

e t

1.2.5 Một số cơ chế của quá trình xử lý kim loại nặng bằng vật liệu sinh học

S h p thu các kim lo i n ng b ng v t li u sinh h c không ch d a trên mự ấ ạ ặ ằ ậ ệ ọ ỉ ự ột cơ chế mà có th g m nhiể ồ ều cơ chế khác nhau, ph thu c vào b n ch t, s lư ng và ụ ộ ả ấ ố ợngu n g c sinh kh i Các kim loồ ố ố ại được lo i b khạ ỏ ỏi môi trường nước bởi một số cơ

chế như trao đổi ion, tạo phức ho c hặ ấp ph b i liên kụ ở ế ật v t lý

Theo I Villaescusa và M Matínez [27], trao đổi ion là cơ chế quan trọng đối

v i quá trình x lý cation kim lo i b ng sinh kh i c a thân cây nho Sau khi hớ ử ạ ằ ố ủ ấp

ph ụ Cu(II), Ni(II), Pb(II) và Cd(II), kết qu phân tích và tính toán cho thả ấy các cation Ca(II), Mg(II), K(I) và H(I) được tách ra kh i v t li u có t l gỏ ậ ệ ỷ ệ ần tương đương với các cation kim loại đã bị ử lý Điề x u này cho th y các cation kim lo i ấ ạ

nặng đã thay thế ị v trí của các cation này

Cơ chế trao đổi ion có th ể được th hiể ện theo các phương trình sau:

2(R-COH) + Me2+ -→(R CO)2Me + H+ (1.17) R-COH + MeOH+ R-COMeOH + H→ + (1.18) trong đó R là các gốc trong v t liệậ u h p ph sinh h c ấ ụ ọ

này d a trên k t qu nghiên c u c a Stumm và Morgan b t k

s liên k t nào giự ế ữa các cation và anion đều do các c p electron t do Liên k t này ặ ự ế

có thể do lực hút tĩnh điện ho c có th là liên k t cộặ ể ế ng hóa tr ị

Theo Ong Peck Sheen (2011), khi nghiên c u ứ ảnh hưởng của pH ban đầu trong quá trình x ử lý Cu(II) trong nước b ng v t li u ch t o t ằ ậ ệ ế ạ ừ lá xoài Quá trình đã được giải thích theo cơ chế liên kết tĩnh điện gi a ion Cu(II) và các tâm h p ph ữ ấ ụmang điện âm Khi pH 2, t i các tâm h p ph có nhi u ion Hạ ấ ụ ề + c nh tranh và c n tr ạ ả ở

đố ớ ự ấi v i s h p ph ion Cu(II) do lụ ực đẩy tĩnh điện Khi pH tăng lên, lượng ion H+

gi m, các v trí h p ph ả ị ấ ụ tích điện âm s liên kẽ ết tích điện d ễ dàng hơn với các ion Cu(II) bở ựi l c hút tĩnh đi n ệ [32]

Cơ chế trao đổi ion có th ể được th hiể ện theo phương trình sau:

2R-COH + Me(OH)2 -COH)→(R 2Me(OH)2 (1.19) trong đó R là các gốc trong v t liệậ u h p ph sinh h c ấ ụ ọ

19

t o ph c

Theo Y.S.Ho, cây dương xỉ, sơ sợi cây c là v t li u ch a ph n họ ậ ệ ứ ầ ữu cơ chủ

yếu như lignin và xenlluloza có mộ ốt s nhóm ch c phân c c Nh ng nhóm chứ ự ữ ức này có kh ả năng trao đổi cation hoặc liên kết hóa học với kim loại chì và đồng [23] Như vậy, m t s ộ ố cơ chế ấ h p ph có th kéo theo ph n ng hóa h c gi a các ụ ể ả ứ ọ ữnhóm ch c có trên b m t v t li u h p ph v i các cation kim lo i Vi c kéo theo ứ ề ặ ậ ệ ấ ụ ớ ạ ệ

ph n ả ứng này, trong đa số trư ng h p, hình thành do ph n ờ ợ ả ứng trao đổi cation ho c ặ

t o ph c v i kim lo i c a v t li u h p phạ ứ ớ ạ ủ ậ ệ ấ ụ Cơ chế khác có th x y ra kèm theo quá ể ảtrình chuy n kh i, v n chuy n các ion trong pha l ng, khu ch tán qua màng quanh ể ố ậ ể ỏ ếcác h t r n và khu ch tán vào lõi vi mô c a v t li u Di n tích b m t, b n ch t hóa ạ ắ ế ủ ậ ệ ệ ề ặ ả ấ

lý c a b m t là nhủ ề ặ ững đặc tính quan trọng để xác định tốc độ và dung lượng hấp

ph cụ ủa vậ ệt li u h p ph ấ ụ đó

1.3 Tình hình nghiên cứu xử lý Ni(II) và một số kim loại nặn trong nướcg bằng phụ phẩm nông nghiệp

Trong những năm gần đây, xử lý kim lo i b ng nh ng v t liạ ằ ữ ậ ệu được ch t o t ế ạ ừ

nh ng ch t th i nông nghi p ho c ph ph m nông nghi p ít có giá tr kinh t ữ ấ ả ệ ặ ụ ẩ ệ ị ế được

đặc bi t quan tâm nghiên c u trên th gi i và Vi t Nam Tùy ệ ứ ế ớ ệ vào điều kiện địa lý khác nhau mà m i vùng có loỗ ại chất thải, vậ ệ ựt li u t nhiên khác nhau

Khi s d ng ngu n ph ph m nông nghiử ụ ồ ụ ẩ ệp như thân cây nho từ quá trình s n ả

xuất rượ ởu Tây Ban Nha [27], lõi cây chuối ở Malaysia [26], lá xoài Malaysia ở

[32], bã đậu nành [11], cây dương xỉ, cây c ỏ lác [10], xơ dừa, v u ỏ trấ [6],… các nghiên cứu cũng đã chỉ ra kh ả năng hấp ph tụ ối đa, hay hiệu su t h p ph cao nh t ấ ấ ụ ấ

của chúng

I Villaescusa, M Martinez và cộng s ự[27] đã đưa ra kết quả nghiên c u x lý ứ ửCu(II), Ni(II), Pb(II) và Cd(II) c a thân cây nho ủ – chất th i t quá trình s n xuả ừ ả ất rượu (vùng Brava, Girona, Tây Ban Nha) đượ ửc r a ba l n bầ ằng nước c t, làm khô ấtrong t sủ ấy ở 110oC t i khớ ối lượng không đổi, sau đó cắt và sàng lấy kích thước hạt 1,0 đến 1,5mm Di n tích b m t c a v t liệ ề ặ ủ ậ ệu được xác định theo phương pháp BET

là 0,376 m2/g Thành ph n v t li u g m 42,4%C; 0,8% N; 5,8% N và ph n còn lầ ậ ệ ồ ầ ại

20

là tro Kh ả năng hấp ph tụ ối đa của các ậ ệv t li u này theo lần lượt Cu(II), Ni(II), Pb(II) và Cd(II) là 10,12; 10,67; 49,94 và 27,88 mg/g sinh kh i khô ố

K.S Low và c ng s ộ ự[26] đã sử ụ d ng lõi cây chuối ở Malaysia để ử x lý Cu(II)

và Ni(II) trong nước th i m ả ạ điện và nước th i tổả ng h p Lõi cây chuợ ối sau khi được

x ử lý axit đã có khả năng hấp ph t t Cu(II) và Ni(II) Kh n ng h p ph i vụ ố ả ặ ấ ụ đố ới Cu(II) cao hơn đối với Ni(II) Đẳng nhi t h p ph ệ ấ ụ được chia thành hai giai đoạn:

h p ph bấ ụ ạn đầu nhanh (20 phút), sau đó tặng chậm Do đó, quá trình hấp ph ụ là

ph c t p và có th x y ra theo m t s ứ ạ ể ả ộ ố cơ chế Khi cân b ng, hi u suằ ệ ất đạt 95,5; 65,0

và 33,5 % tương ứng v i nớ ồng độ ion Cu(II) đầu vào là 10; 50 và 100 mg/l và hi u ệsuất là 55,0% khi x ử lý Cu(II) trong nước th i m điệả ạ n có nồng độ Cu(II) là 16mg/L Các s u th c nghi m cân b ng khi x lý Cu(II) trong dung d ch t ng ố liệ ự ệ ằ ử ị ổ

h p và trong ợ nước th i m ả ạ điện cho th y h p ph ng nhi t tuân theo mô hình ấ ấ ụ đẳ ệLangmuir v i kh ớ ả năng hấp ph tụ ối đa của v t liậ ệu tương ứng là 13,46 và 8,55 mg/g Lê Thành Hưng và cộng s ự (2008) đã chọn xơ dừa và v u là hai s n phỏtrấ ả ẩm

ph t nông nghi p ph biụ ừ ệ ổ ến ở đồ ng b ng sông Cằ ửu Long để kh o sát kh ả ả năng tách ion kim loại ra khỏi nước của chúng Axit citric đã sử ụng để ến tính và tăng hiệu d bi

qu c a hai vât li u này lên khoả ủ ệ ảng 30% Xơ dừa sau khi được hoạt hóa đã xử lý Ni (II) tới 83% khi dung d ch ban đ u có n nị ầ ồ g độ 25,81 mg/L [6]

Ong Pick Sheen (2011) đã chọn lá c a cây xoài Chokanan vùng Shekinchan, ủ ởMalaysia để ử lý Cu(II) trong nước Sau khi đượ x c nghi n nh , r a nhi u l n b ng ề ỏ ử ề ầ ằnước sôi để ạ ỏ lo i b màu và s y khô 80 ấ ở oC Th c nghi m ti n hành v i dung dự ệ ế ớ ịch

nồng độ Cu(II) 100 mg/L được pha t ừ muối Cu(NO3)2.3H2O và k t qu là có tế ả ới 97,75% lượng Cu (II) đã bị ạ ỏ lo i b , kh ả năng hấp ph tụ ối đa đạt 15,78 mg/g v t li u ậ ệ

[32]

Trần L ệ Minh (2012) đã nghiên cứu s d ng hai lo i v t li u h p ph sinh h c ử ụ ạ ậ ệ ấ ụ ọ

là cây c ỏ lác và cây dương xỉ Hai loại cây này sau khi được ch tế ạo để ậ v t li u ệđược đồng nh t và ấ ổn định đã tiến hành th c nghi m x lý m t s kim lo i n ng ự ệ ử ộ ố ạ ặtrong nước V i nớ ồng độ Ni(II) ban đầu 50 mg/L và t l r n l ng là 15 g/L thì hi u ỷ ệ ắ ỏ ệ

qu h p ph t t i 88,6% khi s d ng v t li u ch t o t cây c lác, 78,5% khi s ả ấ ụ đạ ớ ử ụ ậ ệ ế ạ ừ ỏ ử

d ng vụ ật liệu ch t o t ế ạ ừ cây dương xỉ[10]

21

Trần Th Ngị ọc Ngà (2013) đã sử ụng bã đậu nành có độ ẩ d m 10,09% (t quá ừtrình ch bi n sế ế ữa đậu nành) sau khi được bi n tính bế ằng axit citric 0,6M để ử x lýPb(II) và Cu(II) trong nước V i nớ ồng độ Pb(II) và Cu(II) trong dung dịch ban đầu

20 mg/L Khi th c nghi m quá trình x lý theo m -ự ệ ử ẻ gián đoạn, hi u su t x lý và ệ ấ ử

kh ả năng hấp ph cụ ực đại đố ới Cu(II) và Pb(II) tương ứi v ng là 98,43%; 1,467mg/g

và 99,38%; 3,846 mg/g Khi th c nghi m quá trình trên c t h p ph , hi u su t x ự ệ ộ ấ ụ ệ ấ ửlý

và kh ả năng hấp ph cụ ực đại đố ới Cu(II) và Pb(II) tương ứi v ng là 98,75%; 4,587 mg/g và 99,27%; 8,33 mg/g [11]

Hala Ahmed Hegazi (2013) đã nghiên cứu kh ả năng xử lý m t mộ ẫu nước g m ồ

ba kim loại Cu, Ni và Fe được pha t ba lo i muừ ạ ối đồng sulphat, niken nitrat và sắt sulphat bằng v t li u ch t o t v tr u Th c nghiệm ở điềậ ệ ế ạ ừ ỏ ấ ự u ki n nệ ồng độ Cu, Ni và

Fe đầu vào lần lượt là 5,43; 1,74 và 11,78 mg/L; trong d i t l rả ỷ ệ ắn – ỏ l ng 20, 30,

40, 50 và 60 mg/L; tốc độ khu y tr n 200 vòng/ phút; trong th i gian 20 phút Kấ ộ ờ ết

qu kh ả ả năng loại b l n nh t ( t l r n - lỏ ớ ấ ở ỷ ệ ắ ỏng 60 mg/L) đố ới v i ba kim lo i Cu, ạ

Ni và Fe tương ứng là 98,2; 96,9 và 99,2% [21]

Sumrit Mopoung và Vijitr Udeye (2015) nghiên c u kh ứ ả năng loại b chì ỏtrong nước b i than ho t tính ở ạ được nhi t phân t h t nhãn, khi th c nghi m trên c t ệ ừ ạ ự ệ ộ

h p ph K t qu hi u su t h p ph ấ ụ ế ả ệ ấ ấ ụ chì đạt cao nhất ở pH 7 cho t t c các nấ ả ồng độ Theo đó, khi nồng độ chì ban đầu là 20, 30, 40 và 50 ppm thì nồng độ chì trong dung d ch sau x ị ử lý tương ứng còn lại là 0,00; 0,02; 0,04 và 0,18 ppm [28]

Bảng 1.3Kết quả nghiên c u x ứ ửlý Ni(II) bởi các vật liệu cùng lo iạ

STT Vật liệph m nông nghi p ẩ u ch t o t ph ế ạ ừệ ụ đượKim loại c x ửlý Khả năng hấhi u suệ ất xửp ph t lý cao nh t ụ ối đa hoặấ c

22

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ QUY TRÌNH THỰC NGHIỆM

2.1 Vật liệu hấp phụ, hóa chất và thiết bị thực nghiệm

2.1.1 Lựa chọn và chế tạo vậ t liệu

Các ph ụphẩm nông nghiệp được s dử ụng để nghiên cứu trong đề tài là v ỏ đỗxanh t quá trình ch biừ ế ến giá đỗ và chất thả ừi t quá trình ch bi n cà phê V ế ế ỏ đỗxanh được thu gom t ừ cơ sở ả s n xuất giá đỗ ạ t i ch Bách Khoa, quợ ận Hai Bà Trưng,

Hà Nội Sau khi được thu gom, v ỏ đỗ xanh được ch t o theo quy trình trên hình ế ạ2.1

V xaỏ đỗ nh được thu gom, rửa để loạ ỏ ếi b h t nh ng thành ph n t p ch t, bữ ầ ạ ấ ụi

bẩn và được nghi n, sàng l y ph n có ề ấ ầ kích thước 0,6mm < d < 1mm Tiếp đó, vỏ đỗ xanh được ti p xúc vế ới nước de-ion ở điều ki n 121 ệ oC, trong 1 gi v i tờ ớ ỷ l 50 g/L ệ

Hình 2.1 Quy trình ch t o vế ạ ật liệu MBH và CH

Than sinh học – ỏ v cà được nhi t phân 850 ÷ ệ ở

950 oC, trong điều ki n ệthiếu oxy, do công ty TNHH Viết Hiề ản s n xu t ấ

Nghiền, sàng 0,6<d<1 mm Phơi khô sơ bộ

S y khô 100ấ ở oC

CH

V xanh ỏ đỗ

Nghiền, sàng 0,6<d<1 mm Phơi khô

Nước c t deion (50 ấg/L) 1210C, 1 gi ờ

Tách vật liệu,

rửa bằng nước

S y khô 100ấ ở oC

MBH

l nhọ ựa và đặt trong bình hút m ẩ

2.1.2 Hóa chất

Các lo i hóa chạ ất được s d ng trong toàn b quá trình th c nghiử ụ ộ ự ệm ồg m:

- Nướ ất c c hai l n ầ được s d ng pha hóa chử ụ để ất, nước c t m t lấ ộ ần được s d ng ử ụtrong quá trình tráng rửa dụng c ; ụ

- Dung d ch gị ốc Ni(NO3)2 1000 mg/L được pha t tinh th ừ ểmuối Ni(NO3)2.6H2O (tinh khi t phân tích) ế và được b o qu n l nh 4 ả ả ạ ở oC trong su t th i gian thố ờ ực nghi m; ệ

- Dung dịch làm vi c ệ được pha loãng tớ ồng độ ầi n c n thi t dung dết ừ ịch gốc;

- Dung d ch chu n h n h p kim lo i Ni, Fe, As, Pb, Mn, Cd 100 mg/L, cị ẩ ỗ ợ ạ ủa hãng Merck, có giấy ch ng nh n và còn th i h n s dứ ậ ờ ạ ử ụng đến năm 2019;

- Dung d ch HNOị 3, NaOH v i các nớ ồng độ khác nhau được s dử ụng để điều

chỉnh pH c a dung d ch thủ ị ực nghiệm và phân tích m u; ẫ

- Dung ịd ch HNO3 0,1M và 0,25M được sử ụ d ng là tác nhân giải hấp ph ụ

- Máy đo pH Mettler Toledo 4 STR c a hãng Orion; ủ

- Máy phân tích ph kh i nguyên t ICP-ổ ố ử MS (Agilent technology, model 7700);

- Cân phân tích Libror AEG 220 c a hãng Shimazu (Nh t B n); – ủ ậ ả

24

- T s y, bình hút ủ ấ ẩm;

- Các dụng cụ sử ụng trong thực nghiệm bằng thủy tinh borosi d licat nh m tránh ằ

s h p ph các ion kim lo i (bình tam giác lo i 100 mL có nút nhám, pipet, cự ấ ụ ạ ạ ốc, bình định m c ) Các d ng c ứ ụ ụ này đều được ngâm r a b ng dung d ch HCl ử ằ ị10%, sau đó rử ạa s ch bằng nước, tráng bằng nước c t hai l n và s y khô ấ ầ ấ

2.2 Phương pháp nghiên cứu và quy trình thực nghiệm

2.2.1 Phương pháp nghiên cứu

Thực nghiệm được tiến hành độ ậc l p v i t ng lo i v t li u, nghiên c u kh ớ ừ ạ ậ ệ ứ ảnăng giả ấi h p ph và tái sinh v t liụ ậ ệu đố ới v i dung d ch Ni(II) có nị ồng độ kho ng 50 ảmg/L Các thí nghiệm được ti n hành nhế ằm xác định mức độ ảnh hưởng lần lượt

c a t ng yủ ừ ế ốu t là th i gian tiờ ếp xúc, pH ban đầu c a dung d ch và t l r n l ng ủ ị ỷ ệ ắ – ỏ

đến hi u su t x ệ ấ ử lý Ni(II), điều ki n tệ ối ưu của yế ốu t trước được s dử ụng để xác

định ảnh hưởng c a y u t ti p theo Trên ủ ế ố ế cơ sở đó, các điều ki n tệ ối ưu đã đượ ực l a chọn đểtiến hành th c nghiự ệm thăm dò khả năng xử lý c a v t liủ ậ ệu MBH và CH đối

v i mớ ẫu nước th i ả phân xưởng mạ Ni của công ty TNHH phụ tùng xe máy ô tô Showa Việt Nam

Các th c nghi m theo m ự ệ ẻ được th c hi n trong bình tam giác c nhám, dung ự ệ ổtích 100 mL, được đặt trong h ệthống khu y t , n nhiấ ừ ổ ệt ở 250C, v i tớ ốc độ khuấy trộn 100 vòng/phút Đồng h b m gi ồ ấ ờ được s theo dõi quá trình th c nghi m ử để ự ệtheo chương trình đã lập pH c a dung dủ ịch được điều ch nh b ng dung d ch NaOH ỉ ằ ị

và HNO3 các nở ồng độ khác nhau Sau quá trình khu y tr nấ ộ , hai pha được tách

b ng gi y l c ằ ấ ọ băng xanh Dung d ch sau x , m t phị ửlý ộ ần tiến hành đo pH, ầph n còn

lại được pha loãng bằng nước c t hai l n (tấ ầ ỷ l ệ pha loãng 1/50), đựng trong chai

nhựa, thêm axit HNO3 t i pH khoớ ảng 2, b o qu n l nh 4 ả ả ạ ở oC để ế ti n hành xác định

nồng độNi(II) còn lại

M u tr ng (không ch a v t li u h p phẫ ắ ứ ậ ệ ấ ụ) được ti n hành song song v i mế ớ ẫu thực nghiệm để ểm tra và đả ki m b o không có s m t mát kim lo i trên d ng c thí ả ự ấ ạ ụ ụnghi m Mệ ẫu đối chứng cũng đã được tiến hành

2.2.2 Quy trình thực nghiệm

Quy trình thực nghiệm theo m ẻ gián đoạn được thể ện trên sơ đồ hi hình 2.2

+ Thời gian ti p xúc: Th i gian tiế ờ ếp xúc đƣợc ch n trong d i t ọ ả ừ 5 đến 180 phút Các điểm thời gian đƣợc b trí là: 5, 10, 20, 30, 50, 60, 70, 90, 120 và 180 ốphút;

+ Dung dịch đầu vào Ni(II) có nồng độ kho ng 50 mg/L, pH khoả ảng 4,9 đƣợc

lựa chọ ừn t khảo sát sơ bộ;

để quá trình đạt cân bằng được xác định và l a ch n cho các thí nghi m ti p theo ự ọ ệ ế

2.2.4 Xác định ảnh hưởng của pH tới hiệu suất xử lý Ni(II)

Thực nghiệm xác định ảnh hưởng của độ pH đến hi u su t x ệ ấ ử lý được ti n ếhành ở các điều ki n sau: ệ

+ pH ban đầu c a dung dủ ịch: pH được ch n trong d i t ọ ả ừ 1,5 đến 7,5 và không

có k t t a cế ủ ủa niken hydroxyt pH ban đầu c a dung dủ ịch được điều ch nh b ng ỉ ằdung d ch NaOH và HNOị 3;

+ Th i gian tiờ ếp xúc được lựa chọ ừ ụn t m c 2.2.1;

+ Các điều kiện khác tương tự như trong mục 2.2.1

T các s u th c nghiừ ố liệ ự ệm, đường cong bi u di n m i quan h giể ễ ố ệ ữa pH đầu vào và hi u su t x lý Ni(II), pH cân b ng và hi u su t x ệ ấ ử ằ ệ ấ ử lý Ni(II) được xây d ng ự

T ừ đó, dải giá tr ị pH ban đầu để hi u suệ ất đạt cao nh t và ấ ổn định đượ ực l a chọn cho các thí nghi m ti p theo ệ ế

2.2.5 Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ rắn lỏng đến hiệu suất xử lý - Ni(II)

Thực nghiệm xác định ảnh hưởng c a t l v khủ ỷ ệ ề ối lượng v t li u và th tích ậ ệ ểdung d ch (tị ỷ l rệ ắn – ỏng) đế l n hi u su t x ệ ấ ử lý được tiến hành ở điều ki n sau: ệ+ Tỷ l r n lệ ắ – ỏng: được thay đổi trong trong kho ng t ả ừ 0,5 đến 22 g/L Khi t ỷ

l r n l ng quá th p ho c quá cao s d n tệ ắ – ỏ ấ ặ ẽ ẫ ới tương ứng là hi u su t x lý quá thệ ấ ử ấp

hoặc tốn nhi u v t li u mà hi u suề ậ ệ ệ ất xử lý không thay đổi đáng kể;

+ pH ban đầu đượ ực l a ch n m c 2.2.2; ọ ở ụ

+ Th i gian tiờ ếp xúc được lựa chọ ở ụn m c 2.2.1

Sau kho ng thả ời gian quá trình đạt cân b ng, pha lằ ỏng được tách và phân tích

nồng độ ủa Ni(II) còn lại trong dung dị c ch

T các s u th c nghi m, xây dừ ốliệ ự ệ ựng đường cong bi u di n m i quan h giể ễ ố ệ ữa

t l r n l ng và hi u su t x lý Ni(II) ng v i m i lo i v t li u Các s u thỷ ệ ắ – ỏ ệ ấ ử ứ ớ ỗ ạ ậ ệ ốliệ ực

27

nghiệm được bi u diể ễn theo mô hình đẳng nhi t Langmuir và Freundlich, kh ệ ả năng

h p ph tấ ụ ối đa kim loạ ủi c a v t li u h p ph ậ ệ ấ ụ ở điều ki n nhiệ ệt độ không đổi cũng được xác nh đị

2.2.6 Thăm dò khả năng giải hấp phụ, tái sử dụng vật liệu

Sau quá trình h p ph , v t liấ ụ ậ ệu được tách b ng gi y l c, thu gom, r a b ng ằ ấ ọ ử ằnước c t hai lấ ần đến khi không còn xu t hi n v t kim loấ ệ ế ại Ni(II) trong nướ ửc r a và đem sấy khô 100ở oC t i khớ ối lượ g không đổi, đển ngu i trong bình hút m Vộ ẩ ật liệu đã hấp ph Ni(II) s ụ ẽ được th c hi n quá trình gi i h p ph , ch p nh SEM và ự ệ ả ấ ụ ụ ảphân tích ph h ng ngoổ ồ ại FTIR

Quá trình gi i h p ph ả ấ ụ được ti n hành b ng cách cho v t li u ti p xúc v i tác ế ằ ậ ệ ế ớnhân gi i h p ph dung d ch axit HNOả ấ ụlà ị 3 0,1M và HNO3 0,25M ở điều ki n tệ ỷ l ệ

r n - l ng là 7 g/L, khu y tr n 185 vòng/phút, trong kho ng th i gian 60 phút Sau ắ ỏ ấ ộ ở ả ờ

đó pha lỏng được tách ra và phân tích nồng độ Ni(II) V t liậ ệu đã giả ấi h p ph ụ được thu gom và r a bử ằng nước c t cấ ho đến khi có pH tương ứng v i pH n m trong dớ ằ ải

pH ban đầ ối ưu củu t a dung d ch kim lo i Ti p theo, v t liị ạ ế ậ ệu được s y 100ấ ở oC đến

khối lượng không đổi và được tiế ụp t c chu kỳ h p ph p theo ấ ụtiế

Hiệu su t gi i hấấ ả p ph Ni(II) đư c tính theo công th c: ụ ợ ứ

E = [C r V r /(C o -C f )V ad ]x100 (2.1)

trong đó:

E: Hiệ u su t gi i h p ph ấ ả ấ ụ, %

Co : nồng độ ion Ni(II) trong dung dịch ban đầu, mg/L

Cf: nồng độ ion Ni(II) trong dung d ch sau khi h p ph , mg/L ị ấ ụ

Cr : nồng độ ion Ni(II) trong dung d ch sau khi giị ải hấp ph , mg/L ụ

Vad: thể tích dung d ch h p ph , mL ị ấ ụ

Vr: th tích dung dể ịch giải hấp ph , mL ụ

2.2.7 Xử lý nước thải

Thực nghiệm được tiến hành với mẫu nước thải từ dây chuyền mạ của công

ty TNHH phụ tùng xe máy ô tô Showa Việt Nam, có nồng độ niken 66,6 mg/L, sắt 0,72 mg/L, pH 6,87 Sau thời gian hấp phụ đạt cân bằng, tiến hành lọc tách vật liệu

28

ra khỏi nước thải Nồng độ các kim loại và pH của dung dịch sau hấp phụ được xác định

2.3 Phương pháp đo và phân tích

- Xác định nồng độ Ni(II) trong dung dịch:

Nồng độ Ni(II) trong dung dịch trước và sau th c nghiự ệm được xác định theo

US EPA Method 200.8 - phương pháp phổ khối lượng nguyên t ử (thực hi n trên ệmáy ICP-MS, model 7700 Agilent technology) Nguồn năng lượng để hóa hơi, kích thích kh i ph các ch t c n phân tích (k c các nguyên t khác, ngoài niken) là ố ổ ấ ầ ể ả ốngu n cồ ảm ứng cao t n ICP (Inductivity Coupled Plasma) tầ ạo ra các ion dương 1

c a ch t c n phân tích (ủ ấ ầ Me+1), có s kh i m/Z, có b n ch t h t (khố ố ả ấ ạ ối lượng) Thu, chọn và l c l y các ion Mọ ấ +1 s kh i m/Z c a các ch t c n phân tích d n dòng các ố ố ủ ấ ầ để ẫion này vào b phân gi i ph ộ ả ổ khối Phân gi i theo t ng s khả ừ ố ối m/Z để ạ t o ra ph ổ

kh i c a t t c các ch t c n phân tích có trong m u M i s kh i m/Z s cho m t pic ố ủ ấ ả ấ ầ ẫ ỗ ố ố ẽ ộ

ph khổ ối tương ứng B ph n thu và ghi tín hi u c a m i s kh i m t cách thích ộ ậ ệ ủ ỗ ố ố ộ

- Xác định di n tích b m t v t liệ ề ặ ậ ệu: Phương pháp BET Phương pháp này dựa trên việc xác định lượng khí N2 c n thiầ ết để bao ph b m t c a m t lủ ề ặ ủ ộ ớp đơn phân tử Lượng khí này được xác định t ừ đường cong h p ph ng nhi t cấ ụ đẳ ệ ủa

N2, nhiở ệt độ hóa l ng c a Nỏ ủ 2 (77,3 K) N2 b h p ph b ng h p ph v t lý ị ấ ụ ằ ấ ụ ậtrên b m t v t li u h p phề ặ ậ ệ ấ ụ Lượng N2 h p ph áp suấ ụ ở ất cho trước được xác

định bằng phép đo thể tích (d a trên s chênh l ch áp su t gi a bình c u ch a ự ự ệ ấ ữ ầ ứ

m u và mẫ ột bình cầu tr ng).ố

29

2.4 Xử lý thống kê và biểu diễn kết quả thực nghiệm

Quá trình phân tích nồng độ Ni(II) trong các mẫu dung dịch và nước thải trước và sau xử lý, số liệu thu được sẽ không tránh khỏi những sai số Có hai loại sai số cần phải loại trừ là sai số hệ thống và sai số ngẫu nhiên Sai số hệ thống là sai

số chủ quan, có thể loại trừ bằng cách định kỳ kiểm tra, hiệu chuẩn các máy móc thiết bị dùng trong quá trình phân tích, sử dụng các dung dịch chuẩn phân tích có liên kết chuẩn và còn thời hạn sử dụng cũng như thường xuyên phân tích các mẫu chuẩn, mẫu trắng Sai số còn lại là sai số ngẫu nhiên, sai số này rất phức tạp và khó loại trừ mà chỉ cố gắng giảm nó đến mức tối thiểu bằng cách phân tích mẫu lặp –lấy kết quả trung bình, phân tích mẫu chuẩn và mẫu thêm chuẩn