Đang tải... (xem toàn văn)
Phương phápdùng tro bay làm vật liệu hấp phụ là phù hợp và cho hiệu suất caoKhả năng hấp phụ của tro bay là rất cao với hiệu suất xử lý COD khoảng 71% đối với phương pháp lọc ngược, 91,56% đối với phương pháp lọc xuôi và xử lý độ màu là khoảng 83% đối với phương pháp lọc ngược, 97,12% đối với phương pháp lọc xuôi. Như vậy với khoảng 400kg tro bay và chi phí là 56.000 VNĐ sẽ xử lý được 1m3 nước thải ngành công nghiệp dệt nhuộm
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA MÔI TRƯỜNG BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Tên đề tài: ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG HẤP PHỤ CỦA TRO BAY VỚI THAN HOẠT TÍNH THƯƠNG PHẨM PHỔ BIẾN TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM Giáo viên hướng dẫn: Th.S Trần Minh Dũng Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Huyền Ngọc Nguyễn Thị Hồng Nhung Lê Phương Thảo Đỗ Văn Tiến Lớp: K53, K52 Hà Nội, 2015 \ MỤC LỤC \ MỤC LỤC HÌNH Hình 1.1: Than hoạt tính dạng bột Hình 1.2: Than hoạt tính dạng viên nén 4mm Hình 1.3 Sơ đồ quy trình cơng nghệ sản xuất ngành dệt nhuộm Hình 2.1 Giản đồ hấp phụ Hình 2.2 Ví dụ định hướng chất hoạt động bề mặttrên bề mặt phân cách pha Hình 3.1 Màu nước thải dệt nhm Hình 3.2 Tro bay sau làm Hình 3.3 Than hoạt tính dạng bột mịn (PAC) Hình 3.4 Than hoạt tính dạng hạt (GAC) Hình 3.5 Nước thải xử lý sau 0, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110 phút (Từ trái qua phải) Hình 3.6 Nước thải xử lý sau 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 phút (Từ trái qua phải) Hình 3.7 Nước thải xử lý sau 90 phút (Từ trái qua phải) Hình 3.8 Nước thải xử lý sau 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 phút (Từ trái qua phải) \ DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Thơng số kĩ thuật than hoạt tính dạng bột Bảng 1.2: Thơng số kĩ thuật than hoạt tính dạng viên nén 4mm Bảng 1.3: Các nguồn ô nhiễm nước thải ngành công nghiệp dệt nhuộm Bảng 2.1 So sánh hấp phụ vật lý hấp phụ hóa học Bảng 2.2: Một số đường đẳng nhiệt hấp phụ thơng dụng Bảng 3.1 Đặc tính nước thải dệt nhuộm trước xử lý sở nghiên cứu Bảng 3.2 Giá trị thành phần nước thải đầu vào Bảng 3.3 Kết thí nghiệm lần Bảng 3.4 Kết thí nghiệm lần Bảng 3.5 Kết thí nghiệm phương pháp lọc xi Bảng 3.6 Kết thí nghiệm hấp phụ với PAC MỤC LỤC ĐỒ THỊ Đồ thị 3.1 Hiệu suất xử lý thí nghiệm lần Đồ thị 3.2 Hiệu suất xử lý thí nghiệm lần Đồ thị 3.3 Hiệu suất xử lý trình lọc xi Đồ thị 3.4 Hiệu suất xử lý PAC Đồ thị 3.3 Hiệu suất xử lý q trình lọc xi \ MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết đề tài Ở Việt Nam, nhà máy nhiệt điện than ước tính hàng năm thải khoảng 1,3 triệu tro bay, chưa kể đến lượng tro bay lớn thải từ hàng loạt lị cao khu cơng nghiệp gang thép sử dụng nhiên liệu than Lượng chất thải rắn tái sử dụng ít, chủ yếu thải môi trường Do việc nghiên cứu phát triển hướng sử dụng khác tro bay nhà khoa học quan tâm, đặc biệt hướng sử dụng làm vật liệu hấp phụ xử lý nước thải Trên giới, nhiều cơng trình nghiên cứu biến tính tro bay, chủ yếu chuyển hóa thành zeolit nhiều cách khác Còn nước ta nghiên cứu tái sử dụng tro bay làm vật liệu hấp phụ Do tơi chọn đề tài “Đánh giá khả hấp phụ tro bay với than hoạt tính thương phẩm phổ biến xử lý nước thải dệt nhuộm” để nâng cao hiệu sử dụng phế thải ngành nhiệt điện, bảo vệ môi trường tạo vật liệu cho trình hấp phụ xử lý nước thải 2.Mục tiêu nghiên cứu - Hiểu đặc tính ưu điểm tro bay trình hấp phụ xử lý nước thải - Ứng dụng tro bay việc xử lý nước thải làm vật liệu hấp phụ 3.Phạm vi nghiên cứu Nước thải dệt nhuộm làng nghề lụa Vạn Phúc, Hà Nội; tro bay nhà máy nhiệt điện Phả Lại, Quảng Ninh than tre thương phẩm công ty đầu tư cơng nghệ PAL Việt Nam có trụ sở Cầu Giấy,Hà Nội 4.Phương pháp nghiên cứu \ Các phương pháp sử dụng: Phương pháp tổng hợp, phân tích thơng tin – số liệu, phương pháp thực nghiệm phân tích, phương pháp liệt kê, phương pháp so sánh – đối chiếu, phương pháp thực nghiệm \ PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan tro bay 1.1.1 Khái niệm phân loại Tro bay loại bụi thu phận khí thải ngành lượng từ trình đốt cháy than Khi than đốt cháy có khoảng 80% xỉ than cịn lại từ lị nằm dạng tro bay, phần lại đưa qua ống khói Tro bay phụ phẩm nhà máy nhiệt điện đốt nhiên liệu khoáng (than đá) Công nghệ đốt than nhà máy nhiệt điện phổ biến đốt lò đốt kiểu tầng sôi, tập trung hầu hết miền Bắc Phần hạt tro mịn bay theo dịng khí thải bị lắng lại thiết bị lọc bụi tĩnh điện gọi “tro bay”, phần hạt lớn rơi xuống đáy lò gọi “tro đáy” Tro bay thường phân làm loại tùy theo nguồn than đốt: - Loại C có hàm lượng CaO ≥ 5% thường 15-35% Đó sản phẩm đốt than ligrit than chứa bitum, chứa than chưa cháy, thường < 2%[6] - Loại F có hàm lượng CaO < 5%, thu từ việc đốt than antraxit than chứa bitum, có hàm lượng than chưa cháy nhiều hơn, khoảng 2-10%[6] 1.1.2 Đặc tính tro bay Vật liệu tro bay rắn lại bay lơ lửng khói thải thu lại nhờ hệ thống lọc bụi tĩnh điện Vì hạt tro bay cứng lại bay lơ lửng khí thải nên nói chung chúng có dạng hình cầu kính cỡ từ 0.5µm đến 100µm Thành phần tro bay cấu tạo chủ yếu từ oxit Silic (SiO 2), oxit nhôm (Al2O3) oxit sắt (Fe2O3) Tro bay nguyên liệu quan trọng để chế tạo bê tông đầm lăn loại gạch nhẹ có giá trị cao, phụ gia đặc hiệu[3] a Tính chất vật lý[1] \ - Tro bay phân tử khối cầu thủy tinh, nhẹ Màu sắc: màu ghi ghi sáng Mật độ 1,9 ~ 2,3 (chiếm khoảng 65% trọng lượng riêng xi măng) Kích thước phân tử: 1,0 ~ 120µm (bình qn kích thước đầu vào: 20 ~ 30 µm) Diện tích bề mặt riêng cho dao động khoảng từ 0,5 – m2/g Độ mịn: 2400 ~ 4000 cm2/g ; Tỉ diện 300 – 600m2/kg Tro bay sinh từ trình đốt cháy than bột có tỉ trọng lớn nhất, độ ẩm tối ưu, lượng cacbon không cháy hết hấp thụ nước làm độ ẩm tro tăng lên - Tính thấm tro bay tính chất quan trọng góp phần đánh giá ảnh hưởng tới mơi trường cơng đoạn xử lý.[5] b Tính chất hóa học - Tính chất: Alkali Bền với nhiệt, bền với loại hóa chất Các tính chất khác: Hoạt tính Pozzolan (Phản ứng Pozzolan: Là tượng xảy xi măng đông đặc thành bê tông, phần vôi tự khơng phản ứng cịn sót lại kết hợp với nước thành phần tro bay Silica gây nên phản ứng chậm, có tác dụng làm tăng cường độ xi măng kể từ sau 28 ngày[17] 1.1.3 Ứng dụng tro bay Việc sử dụng tro bay giới phổ biến nhiều lĩnh vực làm phụ gia cho bê tông đầm lăn, bê tông tự đầm, bê tông khối lớn, bê tông cường độ cao, bê tông bền sunphat cơng trình thủy điện, thủy lợi, dân dụng, cầu đường, cơng trình cầu cảng, cơng trình bảo vệ bờ, đê chắn sơng, cơng trình chống xâm thực ăn mòn nước biển… Tro bay nguyên liệu chủ yếu để sản xuất vật liệu nhẹ khơng nung dùng cho cơng trình dân dụng nhà cao tầng: Gạch block bê tơng khí, panel, tường, sàn, vách ngăn…[10] \ Tro bay ứng dụng làm chất kích thích tăng trưởng cho trồng Bên cạnh việc kết hợp tro bay nhẹ với nước bùn thải có giá trị làm phân bón… Chuyển hóa tro bay thành sản phẩm chứa zeolit dùng để cải tạo đất, chống chua, khơ cằn bạc màu, nâng cao hiệu sử dụng phân bón, thuốc trừ sâu, tăng suất chất lượng sản phẩm, bảo quản số nông sản sau thu hoạch, làm chất vi lượng thức ăn gia súc để tăng sức đề kháng chống bệnh tật, tẩy uế chuồng trại[1] Tro bay ứng dụng kể nghiên cứu rộng rãi lĩnh vực xử lí chất nhiễm mơi trường Các chất nhiễm hữu dẫn xuất phenol, chất màu, hay hợp chất vô cơ: ion kim loại nặng Ở nước ta nghiên cứu tái sử dụng tro bay làm vật liệu hấp phụ cịn Đáng kể cơng bố Nguyễn Thị Thu cộng nghiên cứu chuyển hóa tro bay Phả Lại thành dạng zeolit định hướng xử lý chất thải ô nhiễm[1] 1.2 Tổng quan than hoạt tính thương phẩm 1.2.1.Than tre hoạt tính dạng bột Than tre hoạt tính dạng bột mịn vật liệu làm từ than tre hoạt tính hóa nước, nhiệt độ điều kiện thiểu khí Ban đầu dùng tre để đốt thành than tre thông lị hầm chun dụng, sau cho vào máy nghiền để xay nhỏ than thành dạng bột mịn kích thước mong muốn Than tre sau xay mịn nạp vào lò quay lớn, nhiệt độ lò mức 800 đến 900 độ C để thực q trình hoạt hóa Trong nhiệt độ lớn, thành phần Carbon than tre thông thường phản ứng với số chất hóa học khác có lị quay nước tạo nhiều lỗ rỗng bên than tre, từ hình thành lên sản phẩm than hoạt tính Than Hoạt Tính từ tre có thành phần chủ yếu carbon, cấu trúc dạng tổ ong đặc trưng Với cấu 10 \ trúc này, diện tích bề mặt than hoạt tính lớn, đạt tới 600 – 1500m2/g ( phụ thuộc vào chất lượng than) Hình 1.1: Than hoạt tính dạng bột Ứng dụng: - Trong y tế để tẩy trùng độc tố sau bị ngộ độc thức ăn - Trong cơng nghiệp hóa học: làm chất xúc tác chất tải cho chất xúc tác - Trong kỹ thuật làm thành phần phận lọc khí - Trong xử lý nước cơng nghiệp - Trong nông nghiệp dùng cải tạo đất trồng, xử lý vệ sinh ao hồ nuôi … Thông số kĩ thuật: Chỉ số Giá trị Chỉ số iod 900-1000 mg/g Benzene 20-35% Methylene Blue: >180 mg/g 42 \ KẾT LUẬN Từ kết nghiên cứu xử lý tận dụng tro bay để ứng dụng xử lý nước thải dệt nhuộm với thông số pH, COD, độ màu đưa số kết luận sau: - Phương phápdùng tro bay làm vật liệu hấp phụ phù hợp cho hiệu suất cao - Khả hấp phụ tro bay cao với hiệu suất xử lý COD khoảng 71% phương pháp lọc ngược, 91,56% phương pháp lọc xuôi xử lý độ màu khoảng 83% phương pháp lọc ngược, 97,12% phương pháp lọc xuôi Như với khoảng 400kg tro bay chi phí 56.000 VNĐ xử lý 1m3 nước thải ngành công nghiệp dệt nhuộm 43 \ TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Nguyễn Đức Chuy, Trần Thị Mây, Nguyễn Thị Thu, 2011, Nghiên cứu tro bay Phả Lại thành sản phẩm chứa Zeolit tính chất đặc trưng chúng, Tạp chí Khoa học số 4, T160-165 [2]PTS Nguyễn Ngọc Dung, “Xử lý nước cấp”, Nhà xuất Xây dựng Hà Nội,1999 [3] ThS Đào Sỹ Đức, 2013, Tro tính tiềm ứng dụng xử lí nước thải dệt nhuộm, Tạp chí Khoa học Công nghệ Việt Nam, số 11, trang 18 [4] Giáo trình tài ngun đất mơi trường Bộ giáo dục vào đào tạo, trường ĐH Bình Dương, khoa công nghệ sinh học.Giảng viên: Ths Phan Tuấn Triều [5] ThS Trần Thị Minh Hiền, 2012, Luận văn “Nghiên cứu biến tính tro bay Phả Lại với polymer chức để tăng dung lượng hấp phụ crom ứng dụng xử lí nước thải”, Đại học Khoa học Tự nhiên [6] PGS.TS Phạm Huy Khang, Báo cáo khoa học “Tro bay ứng dụng xây dựng đường ôtô sân bay điều kiện Việt Nam” [7]Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga, “Giáo trình Cơng nghệ Xử lý nước thải”, Nhà xuất Khoa học Kĩ thuật, Hà Nội, 1999 [8]Trần Văn Nhân, Hồ Thị Nga, “ Giáo trình cơng nghệ xử lí nước thải”, Nhà xuất Khoa học kĩ thuật, Hà Nội, 2005 [9]Đặng Trần Phòng, Trần Hiếu Nhuệ, “Xử lí nước cấp nước thải dệt nhuộm”, Nhà xuất Khoa học kĩ thuật, Hà Nội, 2005 [10] Trần Văn Quang, 2013, phát triển sản phẩm gạch không nung từ xỉ thải nhà máy nhiệt điện-hướng cần khuyến khích, tạp chí Khoa học Công nghệ Việt Nam, số 19, trang 22 44 \ [11] Quyết định phê duyệt Quy hoạch phát triển ngành Công nghiệp Dệt May Việt Nam đến năm 2015, định hướng đến năm 2020 [12]Đỗ Đình Rãng, Đặng Đình Bạch, Lê Thị Anh Đào, Nguyễn Mạn Hà, Nguyễn Thị Thanh Phong, “Hóa học hữu 3”, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội, 2006 [13] Đặng Xuân Việt, “Nghiên cứu phương pháp thích hợp để khử màu thuốc nhuộm hoạt tính nước thải dệt nhuộm”, luận án tiến sĩ kỹ thuật, Hà Nội 2007 Tiếng Anh [14] Mark R Matsumoto, James N.Jensen, Brian E., “Physicochemical Processes”, Water environment research, Vol 68 No 4, 1996 [15] Marsh Harry, Rodriguez-Reinoso Francisco(2006), “Activated Carbon”, Elsevier, Spain [16] Mas Rosemal H.Mas Haris and Kathiresan Sathasivam, “The removal of methyl red from aqueous solutions using banana Pseudostem Fibers”, American Journal of applied sciences 6(9): 1690-1700, ISSN 1546-9237 2009 [17] Mike Rafalowsk, 2003, FlyAsh Facts for Highway Engineers, Chapter 1, p.23, American Coal Ash Association [18] T.Santhi, Smanonmani, T.Ssmitha, “Removal of methyl red from aqueous solution by activated carbon prepared from the annona squmosa seed by adsorption”, Chemical Engineering Research Bulletin 14, 11-18, 2010 [19] Yin Chun Yang, ArouaMohdKheireddine(2007), “Review of modifications ofactivated carbon for enhancing contaminant uptakes from aqueous solutions”,Separation and Purification Technology, 52, pp 403–415 [20] W Wesley Eckenfeider, Jr., “Industrial water pollution control”, McGraw-Hill Higher Education, 2001 45 \ ... hấp phụ xử lý nước thải 2.Mục tiêu nghiên cứu - Hiểu đặc tính ưu điểm tro bay trình hấp phụ xử lý nước thải - Ứng dụng tro bay việc xử lý nước thải làm vật liệu hấp phụ 3.Phạm vi nghiên cứu Nước. .. xử lý nước. Một số ứng dụng than hoạt tính lĩnh vực nước: Làm nước ngầm, khử Clo nước cấp, xử lý nước thải 2.2 Mục tiêu đối tượng nghiên cứu 2.2.1 Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu tính chất hấp phụ. .. ? ?Nghiên cứu biến tính tro bay Phả Lại với polymer chức để tăng dung lượng hấp phụ crom ứng dụng xử lí nước thải? ??, Đại học Khoa học Tự nhiên [6] PGS.TS Phạm Huy Khang, Báo cáo khoa học ? ?Tro bay