KHẢO SÁT KHẢ NĂNG HẤP PHỤ NIKEN TRONG NƯỚC BẰNG VẬT LIỆU XƯƠNG SAN HÔ

Khóa luận tốt nghiệp BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG - ISO 9001 : 2008 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG Sinh viên : Đoàn Thị Hiếu Giảng viên hƣớng dẫn: ThS Tô Thị Lan Phƣơng HẢI PHÒNG - 2012 GVHD: ThS Tô Thị Lan Phương Sinh viên: Đoàn Thị Hiếu – Lớp MT1201 Khóa luận tốt nghiệp BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG - KHẢO SÁT KHẢ NĂNG HẤP PHỤ NIKEN TRONG NƢỚC BẰNG VẬT LIỆU XƢƠNG SAN HÔ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG Sinh viên : Đoàn Thị Hiếu Giảng viên hƣớng dẫn: ThS Tô Thị Lan Phƣơng HẢI PHÒNG – 2012 GVHD: ThS Tô Thị Lan Phương Sinh viên: Đoàn Thị Hiếu – Lớp MT1201 Khóa luận tốt nghiệp BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên: Đoàn Thị Hiếu Mã SV: 120441 Lớp: MT1201 Ngành: Kỹ thuật môi trường Tên đề tài: “Khảo sát khả hấp phụ Niken nước vật liệu xương san hô” GVHD: ThS Tô Thị Lan Phương Sinh viên: Đoàn Thị Hiếu – Lớp MT1201 Khóa luận tốt nghiệp NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI Nội dung yêu cầu cần giải nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp ( lý luận, thực tiễn, số liệu cần tính toán vẽ) - Thu thập tài liệu tìm hiểu xương san hô nước thải chứa Niken - Tổng hợp tài liệu tham khảo có liên quan đến nội dung khóa luận - Kỹ làm thực nghiệm - Kỹ xử lý phân tích số liệu - Khảo sát ảnh hưởng yếu tố đến khả hấp phụ ion kim loại vật liệu hấp phụ - Khảo sát mẫu thực cột hấp phụ động Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính toán - Các số liệu khảo sát ảnh hưởng yếu tố đến khả hấp phụ ion kim loại vật liệu hấp phụ - Mô hình thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng tốc độ dòng chảy - Mô hình thí nghiệm xử Ni2+ nước thải Địa điểm thực tập tốt nghiệp - Phòng thí nghiệm F204, Trường Đại Học Dân Lập Hải Phòng GVHD: ThS Tô Thị Lan Phương Sinh viên: Đoàn Thị Hiếu – Lớp MT1201 Khóa luận tốt nghiệp CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Ngƣời hƣớng dẫn thứ nhất: Họ tên: Tô Thị Lan Phương Học hàm, học vị: Thạc sỹ Cơ quan công tác: Trường Đại học Dân Lập Hải Phòng Nội dung hướng dẫn: “Khảo sát khả hấp phụ Niken nước vật liệu xương san hô” Ngƣời hƣớng dẫn thứ hai: Họ tên: Học hàm, học vị: Cơ quan công tác: Nội dung hướng dẫn: Đề tài tốt nghiệp giao ngày 08 tháng 09 năm 2012 Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày 08 tháng 12 năm 2012 Đã nhận nhiệm vụ ĐTTN Đã giao nhiệm vụ ĐTTN Người hướng dẫn Sinh viên Đoàn Thị Hiếu ThS Tô Thị Lan Phương Hải Phòng, ngày tháng năm 2012 Hiệu trƣởng GS.TS.NGƢT Trần Hữu Nghị GVHD: ThS Tô Thị Lan Phương Sinh viên: Đoàn Thị Hiếu – Lớp MT1201 Khóa luận tốt nghiệp PHẦN NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN Tinh thần thái độ sinh viên trình làm đề tài tốt nghiệp: …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ………………………………………………………………… Đánh giá chất lƣợng khóa luận (so với nội dung yêu cầu đề nhiệm vụ Đ.T T.N mặt lý luận, thực tiễn, tính toán số liệu…): …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Cho điểm cán hƣớng dẫn (ghi số chữ): …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Hải Phòng, ngày 08 tháng 12 năm 2012 Cán hƣớng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) ThS Tô Thị Lan Phương GVHD: ThS Tô Thị Lan Phương Sinh viên: Đoàn Thị Hiếu – Lớp MT1201 Khóa luận tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin gửi lời cảm ơn tới cô giáo ThS Tô Thị Lan Phương, giảng viện môn Môi trường – Trường Đại Học Dân Lập Hải Phòng định hướng tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em suốt trình làm khóa luận Em xin gửi lời cảm ơn thầy, cô giáo môn Môi trường truyền dạy kiến thức thiết thực suốt trình học, đồng thời em xin cảm ơn nhà trường tạo điều kiện tốt giúp đỡ em trình học tập làm thực nghiệm Em xin chân thành cảm ơn tới gia đình, bạn bè – người bên động viên, giúp đỡ em suốt năm học qua Do hạn chế thời gian, điều kiện trình độ hiểu biết nên kết thu em hạn chế, không tránh khỏi có nhiều thiếu sót Vậy em kính mong thầy, cô giáo góp ý để đề tài em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hải Phòng, ngày 08 tháng 12 năm 2012 Sinh viên Đoàn Thị Hiếu GVHD: ThS Tô Thị Lan Phương Sinh viên: Đoàn Thị Hiếu – Lớp MT1201 Khóa luận tốt nghiệp DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT BTNMT : Bộ tài nguyên môi trường QCV : Quy chuẩn Việt Nam TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam VLHP : Vật liệu hấp phụ GVHD: ThS Tô Thị Lan Phương Sinh viên: Đoàn Thị Hiếu – Lớp MT1201 Khóa luận tốt nghiệp DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Ước tính toàn cầu việc thải Ni vào khí từ nguồn tự nhiên người năm 1983 ………………………………………………………8 Bảng 1.2: Giá trị C thông số ô nhiễm nước thải công nghiệp… .9 Bảng 1.3: Thành phần chất cấu tạo nên san hô…………………… ….…… 21 Bảng 2.1: Nồng độ ion kim loại mẫu nước thải……………….….……32 Bảng 3.1: Ảnh hưởng khối lượng VLHP đến khả hấp phụ Ni2+…… …35 Bảng 3.2: Ảnh hưởng thời gian đến khả hấp phụ Ni2+ VLHP … 36 Bảng 3.3: Ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ Ni2+ VLHP ……… ….38 Bảng 3.4: Kết xác định tải trọng hấp phụ Ni2+ cực đại VLHP………… 39 Bảng 3.5: Kết khảo sát ảnh hưởng tốc độ dòng đến khả hấp phụ Ni2+ VLHP…………………………………………………………………… ….40 Bảng 3.6: Kết xử lý Ni2+ cột hấp phụ……………………….……… 43 Bẳng 3.7: Kết xử lý Ni2+ cột hấp phụ…………………… … …… 44 GVHD: ThS Tô Thị Lan Phương Sinh viên: Đoàn Thị Hiếu – Lớp MT1201 Khóa luận tốt nghiệp DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Đường đẳng nhiệt Frenunrlich…………………………………… 17 Hình 1.2: Sự phụ thuộc lgq vào lgCf……………………………………… … 17 Hình 1.3: Đường hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir………………………………… 18 Hình 1.4: Sự phụ thuộc C1/q vào C1………………………………………….18 Hình 1.5: Hình thái cấu tạo san hô……………………………… ……….22 Hình 1.6: Cấu tạo polyp san hô……………………………………….…….22 Hình 1.7: Hình chụp xương san hô……………………………………………… 23 Hình 1.8: Mặt cắt ngang xương………………………………………………23 Hình 2.1: Quá trình xử lý vật liệu hấp phụ - xương san hô…………………… 27 Hình 2.2: Ảnh chụp xương san hô……………………………………………… 28 Hình 2.3: Ảnh chụp vật liệu hấp phụ…………………………………………… 28 Hình 2.4: Ảnh chụp vị trí lấy mẫu……………………………………………… 31 Hình 2.5: Mô hình nghiên cứu khả xử lý kim loại qua cột nối tiếp……….33 Hình 2.6: Mô hình nghiên cứu khả xử lý kim loại qua cột nối tiếp……….34 Hình 3.1: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng khối lượng VLHP đến trình hấp phụ Ni2+………………………………………………………………………… ……35 Hình 3.2: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng thời gian đến khả hấp phụ Ni2+ VLHP……………………………………………………………………… … 37 Hình 3.3: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ Ni2+ VLHP……………………………………………………………… ………… 38 Hình 3.4: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng nồng độ đầu Ni2+….………………….39 Hình 3.5: Đồ thị biểu diễn kết xác định tải trọng hấp phụ Ni2+ cực đại VLHP……………………………………………………………… ………… 40 Hình 3.6: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng tốc độ dòng đến khả hấp phụ Ni2+ VLHP………………………………………… …………………………….42 Hình 3.7: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý Ni2+ cột hấp phụ………… …43 Hình 3.8: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý Ni2+ cột hấp phụ…… …… 45 GVHD: ThS Tô Thị Lan Phương Sinh viên: Đoàn Thị Hiếu – Lớp MT1201 Khóa luận tốt nghiệp Nước thải Vật liệu Lớp lót Hình 2.5 Mô hình nghiên cứu khả xử lý kim loại qua cột hấp phụ 2.7.2.2 Xử lý cột hấp phụ - Chuẩn bị cột buret sạch, đường kính 1cm Lớp cột lót lớp dây bao dứa tước nhỏ, sau nhồi 5g vật liệu cột - Cho nước thải có chứa Ni2+ với nồng độ đầu Ni2+ 94.4 mg/l chảy nối tiếp qua cột hấp phụ với tốc độ dòng chảy 0.8 ml/phút GVHD: ThS Tô Thị Lan Phương Sinh viên: Đoàn Thị Hiếu – Lớp MT1201 33 Khóa luận tốt nghiệp Nước thải Cột Vật liệu Lớp lót Cột Vật liệu Lớp lót Hình 2.6 Mô hình nghiên cứu khả xử lý kim loại qua cột nối tiếp GVHD: ThS Tô Thị Lan Phương Sinh viên: Đoàn Thị Hiếu – Lớp MT1201 34 Khóa luận tốt nghiệp CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Kết khảo sát ảnh hƣởng khối lƣợng VLHP tới khả hấp phụ Ni2+ vật liệu Tiến hành khảo sát ảnh hưởng khối lượng VLHP đến khả hấp phụ Ni 2+ vật liệu thu kết bảng 3.1: Bảng 3.1 Ảnh hưởng khối lượng VLHP đến khả hấp phụ Ni2+ Khối lượng STT VLHP (g) Nồng độ Ni 2+ ban đầu (mg/l) Nồng độ Ni2+ lại (mg/l) Hiệu suất (%) 0.2 470.47 306.73 34.8 0.5 470.47 285.34 45.1 470.47 187.42 60.16 1.5 470.47 114.71 75.62 470.47 60.42 87.16 2.5 470.47 58.61 87.54 470.47 56.73 87.94 Hiệu suất(%) 100 80 60 40 20 0 Khối lƣợng VLHP (g) Hình 3.1 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng khối lượng VLHP đến trình hấp phụ Ni2+ GVHD: ThS Tô Thị Lan Phương Sinh viên: Đoàn Thị Hiếu – Lớp MT1201 35 Khóa luận tốt nghiệp Theo thực nghiệm, khối lượng VLHP tăng dần từ 0.2 – 3g, nồng độ Ni2+ lại dung dịch giảm dần, chứng tỏ lượng Ni2+ hấp phụ tăng lên Với khối lượng VLHP 2g, nồng độ Ni2+ lại dung dịch 60.42mg/l, hiệu suất hấp phụ đạt 87.16% Tiếp tục tăng khối lượng VLHP lên 2.5g 3.0g thấy hiệu suất hấp phụ tăng không đáng kể Chứng tỏ từ khối lượng 2g trở hấp phụ gần đạt cân Vì vậy, em chọn khối lượng VLHP 2g để tiến hành nghiên cứu thí nghiệm 3.2 Kết khảo sát ảnh hƣởng thời gian đến trình hấp phụ Ni2+ VLHP Cho 30ml dung dịch Ni2+ có nồng độ 470.47 mg/l vào bình tam giác cỡ 250ml có chứa 2g vật liệu Tiến hành lắc khoảng thời gian khác nhau: 30 phút, 60 phút, 120 phút, 180 phút, 240 phút, 300 phút Qua trình thực nghiệm, kết khảo sát ảnh hưởng thời gian đến khả hấp phụ Ni2+ vật liệu thu sau: Bảng 3.2 Ảnh hưởng thời gian đến khả hấp phụ Ni2+ VLHP STT Nồng độ Ni 2+ ban đầu (mg/l) Thời gian (phút) Nồng độ Ni2+ lại (mg/l) Hiệu suất 470.47 30 383.5 18.48 470.47 60 265.5 43.57 470.47 120 70.8 85 470.47 180 53.1 88.71 470.47 240 47.2 90 470.47 300 41.3 91.2 GVHD: ThS Tô Thị Lan Phương Sinh viên: Đoàn Thị Hiếu – Lớp MT1201 (%) 36 Khóa luận tốt nghiệp Hiệu suất (%) 100 80 60 40 20 0 100 200 300 400 Thời gian (phút) Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng thời gian đến khả hấp phụ Ni2+ VLHP Nhận xét: Kết thực nghiệm cho thấy, thời gian khuấy (thời gian tiếp xúc VLHP với ion kim loại) lâu, nồng độ Ni2+ lại dung dịch giảm Sau khoảng 120 phút, nồng độ Ni2+ lại dung dịch gần không đổi, hiệu hấp phụ ổn định mức 85% Chứng tỏ từ 120 phút trở hấp phụ gần đạt cân Vì vậy, em chọn khoảng thời gian 120 phút để nghiên cứu thí nghiệm 3.3 Kết khảo sát ảnh hƣởng pH đến khả hấp phụ Ni2+ VLHP Cho 30ml dung dịch Ni2+ có nồng độ 470.47mg/l vào bình tam giác cỡ 250ml có chứa 2g vật liệu Điều chỉnh pH từ 3.07 – 10 đem lắc 120 phút Sau trình khảo sát ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ vật liệu thu kết bảng 3.3: GVHD: ThS Tô Thị Lan Phương Sinh viên: Đoàn Thị Hiếu – Lớp MT1201 37 Khóa luận tốt nghiệp Bảng 3.3 Ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ Ni2+ VLHP STT Nồng độ Ni2+ ban đầu (mg/l) pH Nồng độ Ni2+ lại (mg/l) Hiệu suất (%) 470.47 3.07 219.2 53.4 470.47 4.1 174.5 62.9 470.47 149.1 68.3 470.47 6.25 63.93 86.41 470.47 7.13* 63.65 86.47 470.47 8.1 36.98 92.14 470.47 9.04 31.99 93.2 470.47 10 29.6 93.7 *: Bắt đầu kết tủa Hiệu suất (%) 100 80 60 40 20 0 10 pH 15 Hình 3.3 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ Ni2+ VLHP Dải pH khảo sát dao động từ 3.07 đến 10 Khi pH tăng từ 3.07 đến 6, hiệu suất hấp phụ Ni2+ tăng từ 53.4% đến 86.41% Bắt đầu từ pH = 7.13 thấy xuất kết tủa Ni(OH)2 dung dịch, pH dung dịch tăng, lượng kết tủa Ni(OH)2 xuất nhiều chọn pH tối ưu cho trình hấp phụ Ni2+ 6.25 GVHD: ThS Tô Thị Lan Phương Sinh viên: Đoàn Thị Hiếu – Lớp MT1201 38 Khóa luận tốt nghiệp 3.4 Kết xác định tải trọng hấp phụ Ni2+ vật liệu Kết xác định tải trọng hấp phụ Ni2+ vật liệu thu bàng sau: Bảng 3.4 Kết xác định tải trọng hấp phụ Ni2+ cực đại VLHP Ci (mg/l) q (mg/g) Cf (mg/l) Cf/q 47.047 0.528 11.8 22.35 94.094 0.969 29.5 30.45 141.141 1.321 53.1 40.21 188.188 1.672 76.7 45.88 235.235 2.01 109.75 54.6 282.282 2.275 138.65 64.35 329.329 2.47 174.05 74.72 376.376 2.61 215.33 82.5 423.423 2.65 247.8 93.51 470.47 2.67 287.92 105.15 Từ kết ta vẽ đồ thị biểu diễn phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir VLHP Ni2+: q (mg/g) 2.5 1.5 0.5 0 100 200 300 400 500 Ci (mg/l) Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng nồng độ đầu Ni2+ GVHD: ThS Tô Thị Lan Phương Sinh viên: Đoàn Thị Hiếu – Lớp MT1201 39 Khóa luận tốt nghiệp Kết cho thấy nồng độ đầu dung dịch Ni2+ tăng tải trọng hấp phụ vật liệu tăng dần Khi nồng độ đầu tăng đến giá trị q bão hòa không tăng Dựa vào số liệu thực nghiệm thu được, vẽ đồ thị biểu diễn phụ thuộc Cf/q vào Cf theo lý thuyết hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir cho VLHP mô tả hình (3.5) Cf/q 120 100 80 60 40 20 0 y = 0.192x + 11.56 R² = 0.995 100 200 300 400 500 Cf (mg/l) Hình 3.5 Đồ thị biểu diễn kết xác định tải trọng hấp phụ Ni 2+ cực đại VLHP Sự phụ thuộc Cf/q vào Cf mô tả theo phương trình: y = 0.1925x + 11.561 Ta có tgα = = (3.1) = = 5.2 (mg/g) 3.5 Kết xử lý nƣớc thải phƣơng pháp hấp phụ động cột 3.5.1 Kết khảo sát ảnh hưởng tốc độ dòng đến khả hấp phụ Ni2+ vật liệu Cho nước thải có chứa Ni2+ với nồng độ 94.4 mg/l chảy qua cột buret có nhồi 10g vật liệu, điều chỉnh tốc độ cột 0.5 ml/phút, 0.8 ml/phút, 1.6 ml/phút Kết khảo sát ảnh hưởng tốc độ dòng đến khả hấp phụ Ni2+ thu bảng sau: GVHD: ThS Tô Thị Lan Phương Sinh viên: Đoàn Thị Hiếu – Lớp MT1201 40 Khóa luận tốt nghiệp Bảng 3.5 Kết khảo sát ảnh hưởng tốc độ dòng đến khả hấp phụ Ni2+ VLHP Thể tích mẫu qua cột (ml) Nồng độ đầu (mg/l) 100 Cột Cột Cột (0.5 ml/phút) (0.8 ml/phút) (1.6 ml/phút) Nồng độ cuối (mg/l) Hiệu suất (%) Nồng độ cuối (mg/l) Hiệu suất (%) Nồng độ cuối (mg/l) Hiệu suất (%) 94.4 18.53 80.37 22.56 76.1 25.43 73.06 200 94.4 21.37 77.36 23.36 75.25 27.12 71.27 300 94.4 22.31 76.37 25.11 73.4 28.34 70 400 94.4 24.36 74.2 25.47 73.02 29.81 68.42 500 94.4 25.12 73.38 26.62 71.8 32.25 65.84 600 94.4 26.42 72.01 27.47 70.9 35.93 61.94 700 94.4 28.23 71.01 30.16 68.05 38.14 59.6 800 94.4 29.81 68.42 30.29 67.91 40.32 57.3 900 94.4 31.35 66.8 35.87 62 45.63 51.7 1000 94.4 35.11 62.81 38.04 59.7 51.35 45.6 GVHD: ThS Tô Thị Lan Phương Sinh viên: Đoàn Thị Hiếu – Lớp MT1201 41 Khóa luận tốt nghiệp Hiệu suất (%) Cột (0.5 ml/phút) 100 80 cột (0.8 ml/phút) 60 40 cột (1.6 ml/phút) 20 0 500 1000 Thể tích mẫu qua cột (ml) Hình 3.6 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng tốc độ dòng đến khả hấp phụ Ni2+ VLHP Từ kết em thấy với tốc độ dòng nhỏ tức thời gian lưu cột lâu hiệu suất hấp phụ lớn hiệu suất giảm dần theo thể tích mẫu qua cột Tuy nhiên, để tiết kiệm chi phí xử lý nước thải mà đảm đảm hiệu xử lý nước thải em chọn tốc độ dòng 0.8 ml/phút để tiến hành thí nghiệm 3.5.2 Kết xử lý nước thải cột hấp phụ Cho nước thải có chứa Ni2+ với nồng độ đầu Ni2+ 94.4 mg/l qua cột hấp phụ chứa 10g vật liệu với tốc độ dòng chảy 0.8 ml/phút Kết khảo sát trình xử lý nước thải cột hấp phụ thể bảng sau : GVHD: ThS Tô Thị Lan Phương Sinh viên: Đoàn Thị Hiếu – Lớp MT1201 42 Khóa luận tốt nghiệp Bảng 3.6 Kết xử lý Ni2+ cột hấp phụ Xử lý Ni2+ Thể tích mẫu qua cột (ml) Nồng độ Ni2+ ban đầu (mg/l) Nồng độ Ni2+ cuối (mg/l) Hiệu suất (%) 100 94.4 22.56 76.1 200 94.4 23.36 75.25 300 94.4 25.11 73.4 400 94.4 25.47 73.02 500 94.4 26.62 71.8 600 94.4 27.47 70.9 700 94.4 30.16 68.05 800 94.4 30.29 67.91 900 94.4 35.87 62 1000 94.4 38.04 59.7 Hiệu suất (%) 80 70 60 50 40 30 20 10 0 200 Hiệu suất Ni (II) (%) 400 600 800 1000 1200 Thể tích mẫu qua cột (ml) Hình 3.7 Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý Ni2+ cột hấp phụ Nhận xét: Từ kết thí nghiệm em thấy thể tích mẫu qua cột lớn hiệu suất hấp phụ ion kim loại giảm Nếu cho nước thải chạy qua GVHD: ThS Tô Thị Lan Phương Sinh viên: Đoàn Thị Hiếu – Lớp MT1201 43 Khóa luận tốt nghiệp cột hấp phụ hiệu suất xử lý chưa cao Hiệu suất hấp phụ Ni2+ cao đạt 76.1% Vì vậy, em tiến hành tiếp thí nghiệm cột hấp phụ đặt nối tiếp 3.5.3 Kết xử lý nước thải cột hấp phụ Cho nước thải có chứa Ni2+ với nồng độ đầu Ni2+ 94.4 mg/l qua cột hấp phụ nối tiếp nhau, cột chứa 10g vật liệu, với tốc độ dòng chảy 0.8 ml/phút Kết khảo sát trình xử lý nước thải cột hấp phụ thể bảng sau : Bảng 3.7 Kết xử lý Ni2+ cột hấp phụ Xử lý Ni2+ Thể tích mẫu qua cột (ml) Nồng độ Ni2+ ban đầu (mg/l) Nồng độ Ni2+ cuối (mg/l) Hiệu suất (%) 100 94.4 0.5 99.5 200 94.4 1.12 98.81 300 94.4 1.86 98.03 400 94.4 2.6 97.2 500 94.4 3.13 96.68 600 94.4 4.72 95 700 94.4 6.92 92.67 800 94.4 11.29 88.04 900 94.4 11.97 87.32 1000 94.4 13.59 85.6 GVHD: ThS Tô Thị Lan Phương Sinh viên: Đoàn Thị Hiếu – Lớp MT1201 44 Khóa luận tốt nghiệp Hiệu suất (%) 102 100 98 96 94 92 90 88 86 84 Hiệu suất Ni(II)(%) 200 400 600 800 1000 1200 Thể tích mẫu qua cột (ml) Hình 3.8 Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý Ni2+ cột hấp phụ Nhận xét: sau tiến hành hấp phụ cột liên tiếp em thấy hiệu suất xử lý cao so với việc xử lý cột Hiệu suất hấp phụ Ni2+ cao đạt 99.5% Nhận xét chung: Việc xử lý nước thải thực tế phụ thuộc nhiều vào yếu tố như: ưu tiên hấp phụ ion kim loại có nước thải, nồng độ ion kim loại nặng, COD… Qua đó, em thấy cho nước thải chảy liên tiếp qua nhiều cột hấp phụ hiệu xử lý vật liệu nước thải tăng số lượng chất lượng Có thể ứng dụng kết vào việc thiết kế hệ thống xử lý nước thải chứa kim loại bao gồm nhiều cột hấp phụ nối tiếp hiệu xử lý tăng lên nhiều GVHD: ThS Tô Thị Lan Phương Sinh viên: Đoàn Thị Hiếu – Lớp MT1201 45 Khóa luận tốt nghiệp KẾT LUẬN Nghiên cứu khả hấp phụ Ni2+ vật liệu hấp phụ từ xương san hô thu số kết sau: Xương san hô hấp phụ Ni2+ tốt khối lượng 2g Trong khoảng thời gian khảo sát (từ 30 - 300 phút) khoảng thời gian đạt cân hấp phụ VLHP Ni2+ 120 phút Trong khoảng pH khảo sát (3.07 – 10) pH để hấp phụ Ni2+ VLHP xảy tốt 6.25 Áp dụng điều kiện tối ưu cho trình khảo sát xác định tải trọng hấp phụ Ni2+ vật liệu Kết tải trọng hấp phụ cực đại vật liệu Ni2+ 5.2 mg/g, khảo sát với tốc độ dòng 0.8 ml/phút Dùng VLHP chế tạo để xử lý mẫu thực Kết cho thấy tiến hành dẫn nước thải qua hai cột liên tiếp nồng độ Ni2+ giảm xuống mức cho phép nước thải công nghiệp theo QCVN 40:2011/BTNMT Như vậy, việc sử dụng VLHP chế tạo từ xương san hô hấp phụ Ni2+ có ưu điểm sau: - Sử dụng nguyên liệu tự nhiên, rẻ tiền, dễ kiếm - Quy trình xử lý đơn giản, đạt hiệu xử lý cao - Xương san hô sau hấp phụ kim loại nặng khả giải hấp đem tái sử dụng dùng làm chất trộn ngành sản xuất xi măng xây dựng (bê tông cốt thép, nhựa đường) GVHD: ThS Tô Thị Lan Phương Sinh viên: Đoàn Thị Hiếu – Lớp MT1201 46 Khóa luận tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lê Huy Bá, 2008, Độc học môi trường bản, Nhà xuất Đại học quốc gia TP HCM [2] Nguyễn Đình Bảng, 2004,Giáo trình phương pháp xử lý nước nước thải, Đại học KHTN Hà Nội [3] Lê Văn Cát, 2002, Hấp phụ trao đổi ion kĩ thuật xử lý nước nước thải, Nhà xuất thống kê Hà Nội [4] Trần Hồng Côn, Đồng Kim Loan, 2001, Độc học vệ sinh công nghiệp, Tài liệu lưu hành nội bộ, Đại học Quốc Gia Hà Nội [5] Nguyễn Thùy Dương, 2008, Đề tài: “Nghiên cứu khả hấp phụ số ion kim loại nặng vật liệu hấp phụ chế tạo từ vỏ lạc thăm dò xử lý môi trường”, Luận văn thạc sĩ hóa học [6] Đặng Đình Kim, PGS.TS Lê Văn Cát cộng sự, 2000, Đề tài: “Nghiên cứucông nghệ xử lý nước thải công nghiệp chứa kim loại nặng (Pb, Cu, Hg, Ni, Cr) phương pháp hóa học sinh học” [7] Phạm Luận, Nguyễn Xuân Dũng, 1987, Sổ tay tra cứu pha chế dung dịch, Nhà xuất KH & KT Hà Nội [8] Trần Văn Nhân, Nguyễn Thạc Sửu, Nguyễn Văn Tuế,1997), Giáo trình Hoá lý, tập2, Nxb Giáo dục [9] Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia nước thải công nghiệp, QCVN 40:2011/BTN MT [10] Thuviensinhhoc.com Lớp san hô (Anthozoa) [11] Vi.wikipedia.org San hô [12] Vnexpress.net Dùng san hô thay xương để ghép cho bệnh nhân GVHD: ThS Tô Thị Lan Phương Sinh viên: Đoàn Thị Hiếu – Lớp MT1201 47 [...]... chúng không rõ rệt Một số trường hợp tồn tại cả quá trình hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học Ở vùng nhiệt độ thấp xảy ra quá trình hấp phụ vật lý, khi tăng nhiệt độ khả năng hấp phụ vật lý giảm và khả năng hấp phụ hóa học tăng lên * Giải hấp phụ: Giải hấp phụ là quá trình chất bị hấp phụ ra khỏi lớp bề mặt chất hấp phụ Giải hấp phụ dựa trên nguyên tắc sử dụng các yếu tố bất lợi đối với quá trình hấp phụ. .. chất hấp phụ và chất bị hấp phụ, người ta phân biệt hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học Hấp phụ vật lý gây ra bởi lực Vander Waals giữa phần tử chất bị hấp phụ và bề mặt chất hấp phụ, liên kết này yếu, dễ bị phá vỡ Hấp phụ hóa học gây ra bởi lực liên kết hóa học giữa bề mặt chất hấp phụ và phần tử chất bị hấp phụ, liên kết này bền, khó bị phá vỡ Trong thực tế, sự phân biệt giữa hấp phụ vật lý và hấp phụ. .. quả khảo sát ảnh hƣởng của thời gian đến quá trình hấp phụ Ni2+ của VLHP 36 3.3 Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của pH đến khả năng hấp phụ Ni2+ của VLHP 37 3.4 Kết quả xác định tải trọng hấp phụ Ni2+ của vật liệu 39 3.5 Kết quả xử lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp hấp phụ động trên cột 40 3.5.1 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tốc độ dòng đến khả năng hấp phụ Ni2+ của vật liệu. .. sinh vật phổ biến rất nhiều tại vùng biển Việt Nam Bộ xương san hô có cấu tạo chính từ thành phần đá vôi, với đặc điểm có rất nhiều lỗ rỗng li ti bên trong, có khả năng giữ lại một số chất trên bề mặt nên đây có thể là một vật liệu có khả năng hấp phụ Do đó, em chọn đề tài: Khảo sát khả năng hấp phụ Niken trong nước bằng vật liệu xương san hô GVHD: ThS Tô Thị Lan Phương Sinh viên: Đoàn Thị Hiếu – Lớp... Khảo sát ảnh hưởng của khối lượng VLHP tới quá trình hấp phụ Ni2+ 28 2.4.2 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến quá trình hấp phụ Ni2+ của VLHP 29 2.4.3 Khảo sát ảnh hưởng của pH đến quá trình hấp phụ Ni2+ của VLHP 29 2.5 Mô tả quá trình hấp phụ Ni2+ theo mô hình đẳng nhiệt Langmuir 30 2.6 Khảo sát quá trình giải hấp phụ, thu hồi ion kim loại 30 2.7 Bƣớc đầu ứng dụng vật liệu hấp. .. phụ bằng tốc độ phản hấp phụ thì quá trình hấp phụ đạt cân bằng * Dung lượng hấp phụ cân bằng (tải trọng hấp phụ) [3,5,6]: Dung lượng hấp phụ cân bằng là khối lượng chất bị hấp phụ trên một đơn vị khối lượng chất hấp phụ ở trạng thái cân bằng và ở điều kiện xác định về nồng độ và nhiệt độ Dung lượng hấp phụ được tính theo công thức: q= - (1.1) Trong đó: q : dung lượng hấp phụ cân bằng (mg/g) Ci : nồng... nghiệp * Cân bằng hấp phụ [5,8]: Hấp phụ vật lý là một quá trình thuận nghịch Các phần tử chất bị hấp phụ khi đã hấp phụ trên bề mặt chất hấp phụ vẫn có thể di chuyển ngược lại pha mang (hỗn hợp tiếp xúc với chất hấp phụ) Theo thời gian, lượng chất bị hấp phụ tích tụ trên bề mặt chất hấp phụ càng nhiều thì tốc độ di chuyển ngược trở lại pha mang càng lớn Đến một thời điểm nào đó, tốc độ hấp phụ bằng tốc... nhiều hệ hấp phụ hóa học hay vật lý Các giả thiết của phương trình như sau: - Do tương tác đẩy giữa các phần tử, phần tử hấp phụ sau bị đẩy bởi phần tử hấp phụ trước, do đó nhiệt hấp phụ giảm khi tăng nhiệt độ che phủ bề mặt - Do bề mặt không đồng nhất, các phần tử hấp phụ trước chiếm các trung tâm hấp phụ mạnh có nhiệt hấp phụ lớn hơn, về sau chỉ còn lại các trung tâm hấp phụ có nhiệt hấp phụ thấp hơn... của quá trình hấp phụ 1.2.3.1 Mô hình động học hấp phụ Sự tích tụ chất bị hấp phụ trên bề mặt vật rắn gồm hai quá trình: - Khuếch tán ngoài: khuếch tán các phân tử chất bị hấp phụ từ pha mang đến bề mặt vật rắn - Khuếch tán trong: khuếch tán các phần tử bị hấp phụ vào trong lỗ xốp Như vậy lượng chất bị hấp phụ trên bề mặt vật rắn sẽ phụ thuộc vào 2 quá trình khuếch tán Tải trọng hấp phụ sẽ thay đổi... kim loại 30 2.7 Bƣớc đầu ứng dụng vật liệu hấp phụ vào xử lý nƣớc thải 31 2.7.1 Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ dòng đến khả năng hấp phụ Ni2+ của vật liệu 32 2.7.2 Phương pháp xử lý nước thải 32 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 35 3.1 Kết quả khảo sát ảnh hƣởng của khối lƣợng VLHP tới khả năng hấp phụ Ni2+ của vật liệu 35 GVHD: ThS Tô Thị Lan Phương Sinh