Nghiên cứu xử lý amoni trong nước ngầm bằng phương pháp hấp thụ sử dụng than cacbon hoá sản xuất từ lõi ngô

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA HÓA HỌC ******* TRẦN THỊ PHƢƠNG NGHIÊN CỨU XỬ LÝ AMONI TRONG NƢỚC NGẦM BẰNG PHƢƠNG PHÁP HẤP PHỤ SỬ DỤNG THAN CACBON HÓA SẢN XUẤT TỪ LÕI NGÔ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Hóa công nghệ - Môi trƣờng HÀ NỘI - 2014 TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA HÓA HỌC ******* TRẦN THỊ PHƢƠNG NGHIÊN CỨU XỬ LÝ AMONI TRONG NƢỚC NGẦM BẰNG PHƢƠNG PHÁP HẤP PHỤ SỬ DỤNG THAN CACBON HÓA SẢN XUẤT TỪ LÕI NGÔ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Hóa công nghệ - Môi trƣờng Ngƣời hƣớng dẫn khoa học Ts. TRỊNH VĂN TUYÊN HÀ NỘI - 2014 LỜI CẢM ƠN Vi lòng bi t, em xin gi li c  TS. Trnh , phó Vin ng Vin Công ngh ng  Vin Hàn lâm Khoa hc và Công ngh Vi c ti ng d    em hoàn thành bn khóa lun tt nghip này. Em xin trân trng gi li ci các thy, cô giáo trong khoa Hóa ht tình ging dy  em trong sut quá trình hc ti m Hà Ni 2. Cui cùng, em xin chân thành co mi u ki em trong quá trình hc tp. u kin th còn hn ch, nên bn thân khóa lun này không tránh khi nhng thiu sót. Em rt mong nhc s góp ý ca th các b khóa lun ca em có th hoàn thi Hà N Sinh viên thc hin Trn Th  LỜI CAM ĐOAN                      Hà N Sinh viên thc hin Trần Thị Phƣơng DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1.Mt s m khác nhau gic ngc mt 4 Bảng 1.2. TOC ca than carbon hóa t các vt liu khác nhau 25 Bảng 1.3. c và din tích b mt riêng ca than cacbon hóa trên các vt liu khác nhau 25 Bảng 2.1. Kt qu  mc ngm  Hà Ni 28 Bảng 3.1. T l c khi sy lõi ngô 39 Bảng 3.2. Hiu sut thu hi sn phm  T = 300 0 C 40 Bảng 3.3. Hiu sut thu hi sn phm  T = 400 0 C 41 Bảng 3.4. Hiu sut thu hi sn phm  T = 500 0 C 42 Bảng 3.5. Kh p ph ca các loi than 43 Bảng 3.6. ng ca thi gian khun hiu sut x lý amoni 44 Bảng 3.7. ng ca khn hiu sut x lý amoni 46 Bảng 3.8. ng ca n ng hp ph ca than 48 Bảng 3.9. ng cn hiu sut x lý amoni 49 Bảng 3.10. Thi gian thay than trong ct hp ph 51 DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 2.1. Mi 1 s m  Hà Ni 29 Hình 2.2. Lò nung 31 Hình 2.3. Thit b Jartest 32 Hình 2.4. Máy quang ph UV  Vis 32 Hình 2.5. Thit b pilot 34 Hình 2.6.  thit b x p ph s dng than cacbon hóa 35 Hình 3.1.  th biu din t l a lõi ngô theo thi gian 40 Hình 3.2. Lõi ngô sau khi nung  T = 300 0 C (thi gian 20, 30 phút) 41 Hình 3.3. Lõi ngô sau khi nung  T = 400 0 C (thi gian 10,20,30 phút) 41 Hình 3.4. Lõi ngô sau khi nung  T = 500 0 C (thi gian 10,20,30 phút) 42 Hình 3.5.  th biu din s bii hiu sut thu hi sn phm theo thi gian  các nhi khác nhau 42 Hình 3.6.  th th hin kh p ph ca các loi than 44 Hình 3.7.  th ng ca thi gian khun hiu sut x lý amoni 45 Hình 3.8. ng ca thi gian khun hiu sut x lý amoni 45 Hình 3.9.  th ng khn hiu sut x lý amoni 47 Hình 3.10. ng ca khn hiu sut x lý amoni 47 Hình 3.11.  th ng ca n ng hp ph ca than cacbon hóa 48 Hình 3.12.  th ng cn hiu sut x lý amoni 50 DANH MỤC VIẾT TẮT BOD (Biochemical Oxygen Demand): Nhu cu oxy sinh hc TCCP: Tiêu chun cho phép TOC (Total Organic Carbon): tng cacbon h MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN 3 1.1. Ô nhic ngm 3 1.1.1. Gii thiu vài nét v c ngm  Vit Nam 3 c v amoni 4 1.1.3. Hin trng ô nhic ngm  Vit Nam 5 1.1.4. Các nguyên nhân gây ô nhic ngm 7 1.1.5. ng ci vi sc khi 10 1.2. Tng quan v  lý amoni 11  11 m hóa và làm thoáng 12 i xúc tác Bromua 13 i ion 13 c 15 p ph 17 1.3. Tng quan v p hp ph 18 1.3.1. Khái nim chung 18 1.3.2. Phân loi 18  hp ph 19 1.4. Gii thiu v công ngh cacbon hóa, than cacbon hóa 23 1.4.1. Công ngh cacbon hóa 23 1.4.2. Than cacbon hóa 24 1.4.3. Vt liu làm than cacbon hóa: lõi ngô 26 1.4.4. Phân tích la ch lý ô nhim amoni 27 CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. 28 ng nghiên cu 28 u 29 ng quan tài liu 29 c nghim 30  lý s liu 35 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 39 3.1. Kt qu sn xut than cacbon hóa t lõi ngô 39  m ca lõi ngô 39 3.1.2. Hiu sut thu hi sn phm than cacbon t lõi ngô 40 3.2. Kt qu nghiên cu kh  hp ph amoni ca than cacbon hóa 43 3.2.1. Quy mô Jartest 43 3.2.2. Thc nghim trên thit b pilot 49 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 1 MỞ ĐẦU  Lý do chọn đề tài Khong 71% vi 361 triu km 2 b mc bao ph bc. c là dng vt cht rt cn cho tt c các sinh vt s   t. n thy khong 80% loi bnh tt ci có liên n chng ca nguc dùng cho sinh hot. Vì vy cht lng c có vai trò ht sc quan trng trong s nghip bo v c kho cng. Các nguc s dng ch yc mc ng qua x lý hoc s dng trc tip. Phn lu b ô nhim bi các tp cht vi thành phn và m khác nhau tu thuu kic thù sn xut, sinh hot ca tng vùng và ph thua hình mà nó chy qua hay v trí tích t. Ngày nay, vi s phát trin ca nn công nghip, quá  hoá và bùng n dân s c t nhiên ngày càng cn kit và ngày càng ô nhim. Hong nông nghip gn lin vi các loi phân bón trên din rng, các lo c thi nông nghip, sinh hot giàu hp ch i vào môi c ngm ngày càng b ô nhim các hp chmà ch yu là amoni. c trc tin phm chuyn hoá t amoni là nitrit và nitrat là yu t c. Các hp cht nitrit và nitrat hình thành do quá trình oxi hoá ca vi sinh vt trong quá trình x lý, tàng tr và chuyn ti tiêu dùng. Vì vy vic x c ng r a, Vit Nam có din tích trng ngô rt ln nghìn tn lõi ngô thi b  ng gây ô nhim và m ó lõi ngô có rt nhiu công dng ht [...]... phương pháp hấp phụ sử dụng than cacbon hóa sản xuất từ lõi ngô  Mục tiêu của đề tài - Sản xuất than cacbon hóa từ lõi ngô - Loại bỏ amoni (NH4+) trong nước ngầm bằng than cacbon hóa sản xuất từ lõi ngô  Nội dung nghiên cứu chính của đề tài - Tổng quan về phương pháp xử lý amoni - Tổng quan vềcông nghệ cacbon hóa, than cacbon hóa - Thực nghiệm xử lý amoni bằng phương pháp hấp phụ và nghiên cứu ảnh hưởng... để xử lý triệt để nước ô nhiễm mà cụ thể với đề tài tốt nghiệp chúng tôi đã chọn là Xử lý amoni trong nước ngầm bằng than cacbon hóa” là rất phù hợp Bên cạnh đó, việc sử dụng than cacbon hóa sản xuất từ chất thải làm vật liệu xử lý môi trường nói chung và trong xử lý nước ô nhiễm nói riêng hiện nay đang là một hướng đi mới có tiềm năng ứng dụng trong thực tế Chính vì những lý do đó tôi đã lựa chọn phương. .. hấp phụ được sử dụng rộng rãi để xử lý nước ô nhiễm vì phương pháp này đơn giản dễ thực hiện, tiến hành được ở quy mô lớn và chi phí hợp lý Phương pháp này cho phép xử lý nước ô nhiễm chứa một hoặc nhiều loại chất bẩn khác nhau, kể cả khi nồng độ trong nước rất thấp, trong khi đó dùng các phương pháp khác để xử lý không cho kết quả mong muốn hoặc cho hiệu suất rất thấp Như vậy, phương pháp hấp phụ còn... dụng triệt để Đặc biệt, lõi ngô cũng được ứng dụng hiệu quả trong việc chế tạo vật liệu hấp phụ trong xử lý môi trường với giá thành rẻ, quy trình chế tạo vật liệu đơn giản, không đưa thêm vào nước tác nhân độc hại Vì vậy, với mục đíchloại bỏ amoni trong nước ngầm, đồng thời giúp làm giảm lượng chất thải rắn nông nghiệp, chúng tôi đã chọn đề tài Nghiên cứu xử lý amoni trong nước ngầm bằng phương pháp. .. Phản ứng oxy hoá NH4+ được thực hiện bởi ion BrO- giống như của ion ClO-: NH3 + HBrO → NH2Br + H2O NH2Br + HBrO → NHBr2 + H2O NH2Br + NHBr2 → N2 + 3Br- + H+ 1.2.4 Phương pháp trao đổi ion Phương pháp trao đổi ion được sử dụng rộng rãi trong các quá trình xử lý nước thải cũng như nước cấp Trong xử lý nước cấp, phương pháp trao đổi ion thường được sử dụng để khử các muối, khử cứng, khử khoáng, khử nitrat,... có nhiều công trình nghiên cứu chế tạo than hoạt tính từ lõi ngô Lõi ngô cũng được ứng dụng hiệu quả trong việc chế tạo vật liệu hấp phụ trong xử lý môi trường với giá thành rẻ, quy trình chế tạo vật liệu đơn giản, không đưa thêm vào nước thải tác nhân độc hại nên việc nghiên cứu và đưa ra quy trình hoàn chỉnh nhằm tận dụng những nguồn nguyên liệu sẵn có ở Việt Nam trong việc xử lý môi trường là rất... rất hiếm khi được áp dụng để xử lý nước cấp 1.2 Phương pháp on hoá với c tác romua r-) Để khắc phục nhược điểm của phương pháp Clo hoá điểm đột biến người ta có thể thay thế một số tác nhân oxi hoá khác là ozon với sự có mặt của Br - Về cơ bản xử lý NH4+ bằng O3 với sự có mặt của Br- cũng diễn ra theo cơ chế giống như phương pháp xử lý dùng Clo Dưới tác dụng của O3, Br- bị oxi hoá thành BrO-theo phản... gian, khối lượng của than cacbon hóa đến hiệu xuất xử lý amoni - Xác định dung lượng hấp phụ của than cacbon hóa 2 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Ô nhiễm amoni trong nƣớc ngầm 1.1.1 Giới thiệu vài nét về nước ngầm ở Việt Nam Việt Nam là quốc gia có nguồn nước ngầm khá phong phú về trữ lượng và khá tốt về chất lượng Nước ngầm tồn tại trong các lỗ hổng và các khe nứt của đất đá, được tạo thành trong giai đoạn trầm... natri là một trong những hoá chất thích hợp nhất 1.2.6 Phương pháp hấp phụ Hấp phụ là phương pháp tách các chất, trong đó các cấu tử từ hỗn hợp lỏng hoặc khí bị hấp phụ trên bề mặt xốp, rắn Chất hấp phụ là các vật liệu có bề mặt xốp, trên đó xảy ra sự hấp phụ Trong đề tài này là than cacbon hóa Chất bị hấp phụ là các chất bị hút, được tích lũy trên bề mặt chất hấp phụ Trong đề tài này là amoni Ngược... tác dụng tương tự như hấp thụ Tuy nhiên, hấp thụ là quá trình hút và hòa tan vào lòng chất lỏng, còn hấp phụ thì chỉ hút trên bề mặt Trong quá trình hấp phụ có tỏa ra một nhiệt lượng, gọi là nhiệt hấp phụ Bề mặt càng lớn nghĩa là độ xốp của chất hấp phụ càng cao thì nhiệt hấp phụ tỏa ra càng lớn Có 2 quá trình hấp phụ: hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học Giữa hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học khó phân . HÓA HỌC ******* TRẦN THỊ PHƢƠNG NGHIÊN CỨU XỬ LÝ AMONI TRONG NƢỚC NGẦM BẰNG PHƢƠNG PHÁP HẤP PHỤ SỬ DỤNG THAN CACBON HÓA SẢN XUẤT TỪ LÕI NGÔ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên. HÓA HỌC ******* TRẦN THỊ PHƢƠNG NGHIÊN CỨU XỬ LÝ AMONI TRONG NƢỚC NGẦM BẰNG PHƢƠNG PHÁP HẤP PHỤ SỬ DỤNG THAN CACBON HÓA SẢN XUẤT TỪ LÕI NGÔ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên. dng than cacbon hóa sn xut t lõi ngô   Mục tiêu của đề tài - Sn xut than cacbon hóa t lõi ngô. - Loi b amoni (NH 4 + ) trong c ngm bng than cacbon hóa sn xut t lõi ngô.