Thông tin tài liệu
Luận văn Nghiên cứu xử lý các hợp chất asen và photphat trong nguồn nước ô nhiễm với than hoạt tính cố định Zr (IV)‖. 1 MỤC LỤC LI M U 4 NG QUAN 5 1.1. Ô nhi lý 5 1.1.1 Dng tn ti ca Asen trong t nhiên 5 c tính ca Asen 8 1.1.3 Tình trng ô nhim Asen 10 1.1.4 Mt s công ngh x lý ô nhim asen 17 1.2 Ô nhim photphat và lý 20 1.2.1 Ô nhim photphat 20 1.2.2 X lý ô nhim photphat 21 1.3 S dng Than hot tính và Zirconi trong hp ph x lý Asen và photphat 24 1.3.1 Than hot tính 24 1.3.2 C nh Zr trên ch loi b As và Photphat 27 C NGHIM 35 2.1 Mc tiêu và ni dung nghiên cu ca lu 35 2.1.1 Mc tiêu nghiên cu 35 2.1.2 Ni dung nghiên cu 35 2.2 Hóa cht, dng c 35 2 2.2.1 Dng c 35 2.2.2 Hóa cht và vt liu 36 dng trong thc nghim 38 nh PO 4 3- 38 nh As by ngân bromua 39 nh Zr bi arsenazo (III) 41 2.4 C nh Zirconi trên than hot tính và nha XAD-7 43 2.4.1 C nh Zr (IV) trên nha XAD-7 43 2.4.2 Ch to vt liu than hot tính c nh Zr(IV) 44 c tính ca vt liu hp ph 44 i trng hp ph ci 44 2.5.2 nh giá tr n ca vt liu 45 2.5.3 Nhiu x -ray diffactionXRD) 46 n t quét (SEM) 48 2.5.5 t trng (TGA) 50 T QU VÀ THO LUN 51 3.1 Nghiên cu ch to vt liu hp ph 51 3.1.1 Kho sát ng ca n axit trong quá trình ch to vt liu than hot tính c nh Zr (IV) 51 3.1.2 Kho sát ng ca thi gian trong quá trình ch to vt liu than hot tính c nh Zr (IV) 53 3 3.1.3 Khc tính ca mt s loi vt liu 54 3.2 Kho sát kh p ph asen và phophat các vt liu 61 3.2.1 Kho sát ti trng hp ph photphat ca các vt liu 61 3.2.2 Kho sát ti trng hp ph As ca các vt liu 68 p ph photphat và asen ca các vt liu 76 3.3 Nghiên cu kh ng dng x lý asen ca vt liu 79 3.3.1 Nghiên cu kh i hp tái s dng ca vt liu 79 3.3.2 Kho sát ng cn kh p ph As ca vt liu 80 3.3.3 Kho sát hp ph ng ca vt liu vi As 83 3.3.4 Kt qu x lý mu thc t 84 KT LUN 85 TÀI LIU THAM KHO 87 4 LỜI MỞ ĐẦU Hin nay, tình hình ô nhim nguc nói chung và nguc sinh hot nói riêng bi asen là v toàn xã hi quan tâm khi nhu cu v chng cuc sng ngày càng cao. Theo các nghiên cu gi dân Hà Ni và mt s tnh min bc (thung bng sông Hng), min nam (thung bng sông C phi s dng asen cao gp t 10 n n tiêu chun c sch. u này ng nghiêm trng và trc tip ti sc kho ca con i, do s c hi ca asen mang li. Nó gây ra rt nhiu loi nguy hi i ng vi chúng ta. Vic loi b c thi c , nhà máy hay xí nghic loi b c bit là nguc ngm là vô cùng cn thit và cp bách. Than hot tính t c s d làm sc. Tuy nhiên, ng dng ca nó trong x c mi ch dng li vic loi b các hp cht h và mt s các thành phn không phân cng nh c. Vi mng dng ca than hot tính trong vic x c sinh hoc bit là loi b c hin nghiên c tài: Nghiên cứu xử lý các hợp chất asen và photphat trong nguồn nước ô nhiễm với than hoạt tính cố định Zr (IV). 5 Chương 1: TỔNG QUAN 1.1. Ô nhiễm Asen và phương pháp xử lý 1.1.1 Dạng tồn tại của Asen trong tự nhiên Asen (s hiu nguyên t 33) là mt nguyên t rt ph bin và xp th 20 trong t nhiên, chim khong 0.00005% trong v t, xp th c bin và th i [4]. Nó có trong hu ht các loi hàm ng t 0,n 2,5 mg/Kg. Asen dng tinh th có màu xám bc, ròn và có khng nguyên t là 74,9; trng riêng là 5,73, tan chy nhi 817 0 i áp sut 28 atm), sôi 613 0 C và áp su 372 0 C. K t c tinh ch i Albertus Magnus, nguyên t này liên tc là trung tâm ca các cuc tranh lun. Asen di chuyn trong t nhiên nh các hong ca thi tit, ca h sinh vt, các ho t phun trào núi la và các ho ng ca con i. M t và thm th 8 và 2380x10 8 gam asen. Hu ht các v ng là kt qu ca s n au kin t nhiên. Tuy nhiên, các hong khai thác m, cùng vi khai thác nhiên liu hóa thch, s dng thuc tr sâu có asen, các thuc dit c, các cht làm khô nông sn, các ph gia có asen trong th o ra thêm nhng nh hng. Arsen tn ti vi s oxi hóa -3, 0, +3 và +5. Các trng thái t nhiên bao gm các asenious axit (H 3 AsO 3 , H 3 AsO 3 , H 3 AsO 3 2- ,), các asenic axit (H 3 AsO 4 , H 3 AsO 4 - , H 3 AsO 4 2- , các asenit, asenat, metyl-asenic axit, dimethylarsinic axit, ng ng thy trong t nhiên ca arsen là asenit (AsO 3 3- ) và asenat (AsO 4 3- sen (III) và Asen (V). Dng As (V) hay các asenat gm AsO 4 3- , HAsO 4 2- , H 2 AsO 4 - dng As (III) hay các asenit gm H 3 AsO 3 , 6 H 2 AsO 3 - , HAsO 3 2- và AsO 3 3- . Các dng tn ti ca Asen trong t nhiên ph thuc nhiu king. 1.1.1.1 Ảnh hưởng của pH [5] Hình 1.1 Ảnh hưởng của pH đến dạng tồn tại của Asen Mt s dng dng tn ti ca As: As (III), As (V), chu cân bng axit-b, vì th s có mt ca các dng tn ti chính và các dng ph s da vào pH. As(OH) 3 s phân ly liên ti H 3 AsO 3 H 2 AsO 3 - + H + pK 1 = 9,2 H 2 AsO 3 - HAsO 3 2- + H + pK 2 = 12,1 HAsO 3 2- 3 3- + H + pK 3 = 12,7 Hình 1.1 cho thy ti pH trung tính, H 3 AsO 3 chim t l chính trong khi H 2 AsO 3 - ch chim 1 t l rt nh (<1%) và s có mt ca HAsO 3 2- và AsO 3 3- là As (V) là mt axit 3 n: H 3 AsO 4 H 2 AsO 4 - + H + pK 1 = 2,3 H 2 AsO 4 - 4 2- + H + pK 2 = 6,8 HAsO 4 2- 4 3- + H + pK 3 = 11,6 7 Ti pH 7, cân bng ch yu tn ti dng H 2 AsO 4 - và HAsO 4 2- . pH < 5, còn dng H 2 AsO 4 - , s có mt ca các dng khác không . 1.1.1.2 Ảnh hưởng của pH-E h Th ôxi-hóa kh và pH là các yu t quyn dng tn ti ca Asen trong. u kin ôxi-hóa, và pH thp (nh ng H 2 AsO 4 - chi, trong khi pH cao HAsO 4 2- li chi (H 3 AsO 4 0 và AsO 4 3- ch có th tn tng axit u kin kh và pH thp (nh n chi H 3 AsO 3 0 (Hình 1.2)[23] Hình 1.2 Đồ thị E h -pH các dạng tồn tại của As trong hệ gồm As-O 2 -H 2 O tại 25 o C và áp suất 1 bar [23] Quá trình hp ph t yu t quyn các dng tn ti ca asen. Các phân t sc bit có kh p ph tt As vì vy nó là yu t quyn s di chuyn cc ngng st 8 i ln mà nhiu vùng c ngm b ô nhi khi qua quá trình x lý st (lt tiêu chuc sch [7][22]. Hình 1.3 cho bit các dng tn ti ca As trong h As-Fe-H 2 O có n s hp ph asen trên FeOOH (Hfo). th cho thy kh p ph tt asen (asenate) vùng pH gu kin ôxi hóa và kh yu. u kin ôxi hóa, dng tn ti ca As trong dung d c 2 vùng pH, khi c gim. u kin ôxi hóa mnh, các dng asenite chi mt vùng pH rng, do liên kt ca nó vi Hfo không nh [20]. Hình 1.3 Đồ thị E h -pH của hệ As-Fe-H 2 O [20] 1.1.2 Độc tính của Asen i vi c thc vng vc chng minh là nhân t i vic ca i vi sc khe con i theo các m t tn và d dày. c tính cnh ph thuc vào các dng tn ti ci v sng, bao gng vt khác, nhng dng Asen vô ng As h s LD 50 qua ming (ling gây 9 cht trung bỡnh 50% qun th nghiờn cui vng l 15- 293mg/kg v 11-150mg/kg th trng ca chung vt thớ nghim khỏc. Tip xỳc vi 70-80 mg As 2 O 3 nh l nguy him n tớnh mng i vi [5]. c tớnh ca cỏc hp chi vi sinh vp cht asen h bii sinh hc c i rt phc tp, tu theo tng hp cht. Hia cú bin phỏp hu hiu cha bnh nhim c asen. Asen vụ c. phỏ hu cỏc mụ trong h hụ hp, trong gan v thn. Nú ng lờn cỏc enzim hom bo cho quỏ trỡnh hụ hp. Cỏc nghiờn cu c chớnh ca asen l do s liờn kt ca nú vi cỏc nhúm sunfuahydryl SH, lm mt chng ca enzim. Asen(V) c ch ng cho t cỏc enzim sinh ra ATP lm chu trỡnh xitric b kỡm hóm. AsO 3 -3 SH SH As O - Enzym + + 2 OH - Enzym SH SH - C C H OPO 3 2- H OH O + PO 4 3- C C O OPO 3 2- H OH O PO 3 2- C C O OPO 3 2- H OH O AsO 3 3- ATP Phân huỷ thành sản phẩm đầu [...]... tốt Asen và photphat từ than hoạt tính cố định Zr (IV), xác định thành phần, cấu trúc, giải thích được cơ chế hấp phụ của vật liệu 34 Chương 2: THỰC NGHIỆM 2.1 Mục tiêu và nội dung nghiên cứu của luận văn 2.1.1 Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu, chế tạo vật liệu hấp phụ tốt Asen và photphat, trên cơ sở than hoạt tính cố định Zr (IV), và khảo sát tiềm năng ứng dụng trong xử lý nguồn nước ngâm ô nhiễm Asen. .. không cần quá trình đốt than Quá trình hậu hoạt hóa sẽ loại bỏ các thành phần thừa (có thể được tái sử dụng) [4] 1.3.2 Cố định Zr trên chất mang để loại bỏ As và Photphat Nghiên cứu sử dụng Zr làm vật liệu hấp phụ Asen và photphat đã được một số tác giả công bố, các kết quả nghiên cứu cho thấy khả năng ứng dùng Zr vào xử lý ô nhiễm Asen và photphat rất có triển vọng M Suzuki [9] đã nghiên cứu tổng hợp. .. thân thiện với môi trường, không đưa thêm vào môi trước các hóa chất xử lý nào khác 1.2 Ô nhiễm photphat và các phương pháp xử lý 1.2.1 Ô nhiễm photphat Trong môi trường nước, P tồn tại ở các dạng: H2PO4-, HPO42-, PO43-, dạng polymetaphotphat như: (NaPO3)6 và photpho hữu cơ Muối photphat vô cơ được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp bao gồm: sản phầm làm sạch, kem đánh răng, bật lửa, công nghiệp... bằng các axit mạnh hoặc alkaline [4] As được hấp phụ trên than hoạt tính được xử lý cùng với Cu và Ag Sự kết hợp của than hoạt tính dạng bột và than cuộn thép loại bỏ asen trong nước Khả năng hấp phụ của dạng cuộn thép là do các tương tác electron hóa học của các gốc As và sắt Các loại than hoạt tính được sản xuất bằng cách cacbon hóa ở nền nhiệt tăng chậm và hiếm khí dưới 6000 C Việc này loại bỏ các chất. .. Asen hữu cơ Các hợp chất asen( V) (R-AsO3H2) ít ảnh hưởng đến hoạt tính của enzim nhưng trong những điều kiện thích hợp chúng có thể khử về dạng asen( III) độc hơn Các hợp chất asen( III) bao gồm aseno và asenoso Các hợp chất aseno (R-As=As-R) bị oxi hoá dễ dàng ngay cả khi có vết oxi, tính hoạt động của chúng được cho là do sự chuyển hoá thành các dẫn xuất aseno tương ứng Các dẫn xuất này... nghiệm có hiệu quả xử lý tới 99% ở các điều kiện tối ưu và nồng độ asen còn lại dưới 1mg/L Còn đối với các hệ xử lý thực tiễn ngoài hiện trường thì hiệu quả xử lý thấp hơn khoảng từ 50 đến 90% Trong quá trình keo tụ và lắng/lọc, asen được loại bỏ thông qua ba cơ chế chính: o Kết tủa: Sự hình thành của các hợp chất ít tan nh Al(AsO4) hoặc Fe(AsO4) o Cộng kết: Kết hợp các dạng asen tan vào các pha hydroxit... cao trong xử lý asen Ở vùng đồng bằng sông Cửu Long (Mekong) theo nghiên cứu mới đây của Kim Phuong Nguyen et al, 2009 [8] , trong báo cáo này các tác giả đã nghiên cứu sự có mặt của Asen trong nước ngầm, tại 47 giếng khoan ở 12 vùng thuộc các tỉnh ở đồng bằng sông Cửu Long Các kết quả nghiên cứu cho thấy: 38,3% các mẫu nghiên cứu có nồng độ As vượt quá tiêu chuẩn cho phép của Bộ Y Tế ( . hin nghiên c tài: Nghiên cứu xử lý các hợp chất asen và photphat trong nguồn nước ô nhiễm với than hoạt tính cố định Zr (IV). 5 Chương 1: TỔNG QUAN 1.1. Ô nhiễm Asen và phương. Luận văn Nghiên cứu xử lý các hợp chất asen và photphat trong nguồn nước ô nhiễm với than hoạt tính cố định Zr (IV)‖. 1 MỤC LỤC LI M U 4 NG QUAN 5 1.1. Ô nhi. lý 20 1.2.1 Ô nhim photphat 20 1.2.2 X lý ô nhim photphat 21 1.3 S dng Than hot tính và Zirconi trong hp ph x lý Asen và photphat 24 1.3.1 Than hot tính 24 1.3.2 C nh Zr
Ngày đăng: 29/06/2014, 14:20
Xem thêm: Luận văn: Nghiên cứu xử lý các hợp chất asen và photphat trong nguồn nước ô nhiễm với than hoạt tính cố định Zr (IV)‖. pptx, Luận văn: Nghiên cứu xử lý các hợp chất asen và photphat trong nguồn nước ô nhiễm với than hoạt tính cố định Zr (IV)‖. pptx