Bài dịch tổng hợp từ tài liệu nước ngoài Gồm các thông tin liên quan đến các chất hấp phụ giúp loại bỏ Asen trong nước hoặc nước thải, mmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmm
Tổng quan số chất hấp phụ giúp loại bỏ Asen nước nước thải Nguyễn Thị Ngọc Bích1, Đỗ Thị Thu Trang1, Nguyễn Bảo Ngọc1 Lớp K22 - Khoa học Môi trường, Khoa Môi trường, Đại học Khoa học Tự nhiên http://www.sphinxsai.com/2013/vol_5_3/pdf/CT_27_1299-1308_IPACT.pdf Tổng quan Ô nhiễm Asen nước mối đe dọa lớn sức khỏe người Nhiễm Asen gây bệnh nguy hiểm ung thư da, bàng quang, thận, phổi, nhiều bệnh khác Vì việc nghiên cứu giải pháp để xử lý asen nước cần thiết Hiện nay, giới có nhiều công nghệ xử lý As nghiên cứu ứng dụng thực tiễn để loại bỏ độc tố As nước Một kĩ thuật loại bỏ asen sử dụng rộng rãi đem lại hiệu cao phương pháp hấp phụ Hàng loạt chất hấp phụ phát triển nhằm nâng cao hiệu loại bỏ chất gây ô nhiễm hữu vô nước đặc biệt asen Chúng đại diện cho thay hấp dẫn, chất hấp phụ xúc tác với hoạt tính cao chọn lọc theo hướng phù hợp với tác nhân Các chất hấp phụ tiên tiến có thành phần, cấu trúc, chức đặc tính đặc biệt nghiên cứu áp dụng xử lý nước Trong khuôn khổ tài liệu tham khảo tìm được, luận đề cập tóm tắt số loại chất hấp phụ dùng để loại bỏ asen Cơ sở khoa học Phương pháp hấp thụ: Phương pháp hấp phụ dùng rộng rãi để làm triệt để nước thải khỏi chất hữu hoà tan sau xử lý sinh học xử lý cục nước thải có chứa hàm lượng nhỏ chất Những chất không phân huỷ đường sinh học thường có độc tính cao Nếu chất cần khử bị hấp phụ tốt chi phí riêng lượng chất hấp phụ không lớn việc áp dụng phương pháp hợp lý Trong trường hợp tổng quát, trình hấp phụ gồm giai đoạn: Di chuyển chất cần hấp phụ từ nước thải tới bề mặt hạt hấp phụ Thực trình hấp phụ; Di chuyển chất ô nhiễm vào bên hạt hấp phụ (vùng khuếch tán trong) Người ta thường dùng than hoạt tính, chất tổng hợp số chất thải sản xuất xỉ tro, xỉ, mạt sắt chất hấp phụ khoáng sản đất sét, silicagen…Để loại chất ô nhiễm như: chất hoạt động bề mặt, chất màu tổng hợp, dung môi clo hoá, dẫn xuất phenol hydroxyl… Một số chất hấp phụ để loại bỏ chất hữu vô cơ: Những chất hấp phụ : than hoạt tính, silicagel, nhựa tổng hợp có khả trao đổi ion, cacbon sunfua, than nâu, than bùn, than cốc, đôlômit, cao lanh, tro dung dịch hấp phụ lỏng Bông cặn chất keo tụ (hydroxit kim loại) bùn hoạt tính từ bể aeroten có khả hấp phụ 2.1 Carbon than hoạt tính Than hoạt tính để xử lý nước lần báo cáo Hoa Kỳ vào năm 1930 Than hoạt tính vật liệu có độ xốp cao, dạng thô than chì với cấu trúc ngẫu nhiên vô định hình với nhiều lỗ (khoảng trống) có kích thước khác từ vết nứt nhìn thấy vết có kích thước phân tử Dưới kính hiển vi, hạt than tổ kiến, Vì thế, diện tích tiếp xúc bề mặt rộng để hấp thụ tạp chất (Tùy theo nguyên liệu gốc, tổng diện tích bề mặt 1/2kg than hoạt tính rộng sân bóng đá) Than hoạt tính chế biến từ dầu mỏ than cốc, vỏ dừa, , than gỗ, vỏ trấu, đường, phân bón chất thải, mùn cưa, than đen, chất thải lốp cao su, … Carbon hoạt tính sử dụng rộng rãi cho hấp phụ As (III) As (V) từ nước Một số than hoạt tính ngâm tẩm với bạc kim loại đồng sử dụng để loại bỏ asen nước nước thải Khả hấp phụ phụ thuộc vào tính chất hoạt tính, tính chất hóa học chất hoạt hóa, nhiệt độ, pH, cường độ ion, vv Sự hấp phụ ion kim loại carbon phức tạp hấp phụ chất hữu việc loại ion kim loại ảnh hưởng tới giải pháp loại asen Trên thị trường có nhiều loại than tính khác nhau, nhiên số số đó, với giá thành cao có khả loại bỏ kim loại Do đó, nguyên liệu thay thế, rẻ tiền mà mang lại hiệu tìm kiếm Các loại than hoạt tính sản xuất trình cacbon hóa nhiệt tăng chậm khí 600oC Việc loại bỏ chất dễ bay Sau hoạt hóa cách xử lý với phần tử oxyt hóa (như nước, CO O2) nhiệt độ cao với chất hoạt tính hóa học ZnCl 2, H2PO4, H2SO4, K2S, … hoàn thiện trình hoạt hóa Các phần tử hoạt hóa hóa học tạo liên kết chéo từ hình thành thể cứng, dễ bay lượng nhỏ nhiệt độ 2.2 cao Chất hấp phụ chi phí thấp Than hoạt tính vật liệu hấp phụ phổ biến sử dụng rộng rãi xử lý nước thải toàn giới, giá thành cao chi phí tái sinh than hoạt tính giới hạn quy mô sử dụng lớn việc loại bỏ chất ô nhiễm vô hữu cơ, điều động lực để nhà nghiên cứu tìm kiếm vật liệu hấp thụ với chi phí thấp Quá trình hấp phụ asen cách sử dụng vật liệu tự nhiên sản phẩm thải từ hoạt động công nghiệp nông nghiệp lên lựa chọn cho việc phát triển quy trình xử lý nước thải mang tính kinh tế sinh thái thân thiện Nhiều chất hấp phụ chi phí thấp nghiên cứu để loại bỏ asen khỏi nước nước thải Cây khô, bùn đỏ, tro bay, zeolit, xỉ lò cao, hydrotalcites, hydroxit chất hấp phụ sinh học vật liệu hấp phụ đề cập đến Chất thải nông nghiệp sản phẩm, không sử dụng chưa tận dụng làm thức ăn cho động vật Chất thải nông nghiệp/phụ phẩm vỏ trấu sử dụng để loại bỏ Asen khỏi nước/nước thải Sự hấp thụ tối đa xảy dùng 0,01 mol/l HNO 3, HCl, H2SO4 HClO4 sử dụng 1,0g chất hấp phụ cho 5.97 × 10-3 mol/l Asen phút Các đường đẳng nhiệt Freundlich tiếp nối qua khoảng nồng độ từ 8,69 × 10 -5 đến 1,73 × 10-3 mol/l asen (l/n = 0,83 K = 4,43 mmol/g) Trấu không xử lý sử dụng cho dịch nước asen khắc phục Khử (sử dụng cột trấu) hai loại As (III) As (V) loại bỏ Asen đạt điều kiện sau: ban đầu, 100 g / L; lượng trấu, g; Kích thước trung bình hạt, 780 510 m; tỷ lệ, 6,7 1,7 ml / phút chảy; pH, 6.5 6.0, tương ứng Giải hấp (71-96%) đạt với M KOH Than non, than bùn, than xương than sinh học sử dụng xử lý nước thải nhận quan tâm ngày tăng Nguyên liệu thay tốt cho than hoạt tính Chúng dồi dào, rẻ tiền có sẵn nhiều địa phương Asen (V) di chuyển từ dung dịch nước hỗn hợp hydroxy lapatite tổng hợp barit than xương thực khoảng nồng độ 4-100 mg/L Mặc dù hỗn hợp hydroxylapatite barit có ảnh hưởng nhỏ nồng độ asen, than xương thể chất hấp phụ hiệu As (V) khoảng pH từ 2-5 (http://users.physics.harvard.edu/~wilson/arsenic/references/Mohan_As_rem oval_adsorbents.pdf) Than sinh học hình thành từ sản phẩm từ gỗ / vỏ nhiệt phân, nghiên cứu chất hấp phụ cho việc loại bỏ AS 3+ , Cd2+, Pb3 nước Vỏ sồi, vỏ thông, gỗ sồi, gỗ thông thu từ trình nhiệt phân nhanh 400 450 ◦C lò phản ứng khoan đặc trưng Nghiên cứu sorption thực nhiệt độ khác nhau, pH vững để tỷ lệ chất lỏng chế độ hàng loạt Hấp thụ tối đa xảy phạm vi pH 3-4 cho asen 4-5 chì cadmium Các liệu mô hình cân với giúp đỡ Langmuir Freundlich phương trình Nhìn chung, liệu trang bị tốt với hai mô hình, với chút lợi cho mô hình Langmuir As (III) loại bỏ theo thứ tự: char gỗ thông (1.20g / g) FE0> AC (Daus et al., 2004) As-GAC để xử lý asen từ uống bốc sắt tối đa nước 7,89% cho draco 20 × 50 7.65% khối lượng cho draco 20 × 40 Diện tích bề mặt riêng BET độ xốp giảm sau ngâm tẩm sắt Dung lượng hấp phụ tối đa không điều trị GAC GAC-Fe (0.05m), GACFe-O2 (0.05m), GAC-Fe-H2O (0.05m) GAC-Fe-Nalco (0.05m), 3,78 × 101, 2,96 × 103, 1,93 × 103, 3,94 × 103, 6.57 × 103 mg As / As (III) As (V) di chuyển từ nước nghiên cứu sử dụng carbon char (CC) có nguồn gốc tro fromfly Sự hấp thụ tối đa điều kiện tối ưu (159ppm, pH 7,2) 30,5 mg/g (490ppm, pH 2,2) 34,5 mg / g cho CC AC tương ứng [30] Hiệu As (V) hấp phụ than hoạt tính sản xuất từ yến mạch thân tàu giảm 3,09-1,57 ASG-1 giá trị pH tăng 5-8 Các As (V) loại bỏ than hoạt sắt tẩm sử dụng mô hình phức bề mặt (SCM) phụ thuộc mạnh mẽ Than hoạt tính điều trị dung dịch muối sắt để cải thiện khả hấp thụ asen với nồng độ muối, pH, thời gian tiếp xúc Than hoạt tính chuẩn bị từ vỏ dừa carbon với 1.8 phần trọng lượng axit sulfuric (18M) 150ºC 24 h Các vật liệu carbon (CHC) nước rửa để loại bỏ acid sấy khô 105ºC Các trạm y tế xã (10 g) trộn với 100ml dung dịch / L đồng m mol 100 (pH ban đầu 8,5) Hỗn hợp lắc 24 30 o C lọc Kết đồng tẩm dừa vỏ carbon (CuCHC) nước rửa dịch lọc đồng miễn phí Optimum As (III) điều kiện hấp phụ than hoạt tính đồng tẩm thành lập Khả hấp phụ tối đa xảy pH 12.0 Công suất tăng từ 30ºC đến 60ºC Chất hấp phụ dành tái tạo cách sử dụng 30% H2O2 0,5m HNO3 Zirconium nạp than hoạt tính để loại bỏ asen từ dung dịch nước Ủi có chứa carbon mao (IMC) silica cám dỗ cho asen loại bỏ Các IMC có diện tích bề mặt BET 401m2 / g thấp so với mao carbon (503 m2 / g) Khả hấp thụ tối đa 5,96 mg As / g cho arsenite 5,15 mg As /g cho arsenate thu Mondal et al., 2006 nghiên cứu arsenic lấy từ mô nước ngầm bị ô nhiễm hấp phụ lên Fe3 + -impregnated hạt than hoạt tính (GACFe) diện Fe2 +, Fe3 +, Mn2 + Những ảnh hưởng thời gian lắc, pH, nhiệt độ vào việc loại bỏ tỷ lệ phần trăm As (III), As (V), Fe2 +, Fe3 +, Mn có báo cáo Thời gian lắc để xử lý asen tối ưu 8h cho GAC-Fe 12h cho GAC, tương ứng Như tối đa (V) As (III) loại bỏ phạm vi pH 5-7 9-11, tương ứng, cho vật liệu hấp phụ Sự hấp thụ asen khỏi nước uống nhôm nạp shirasu-zeolite (AL-SZP1) phụ thuộc vào độ pH ban đầu phạm vi rộng Việc hấp thụ ion As (V) desorbed 40mm NaOH dung dịch nước So sánh hai oxit để loại bỏ asen phosphate mangan oxit điều tra hấp thụ theo giá trị khác pH, diện tích bề mặt, thời gian tiếp xúc Hiện Phosphate oncentration 600μg / L có ảnh hưởng xấu đến As (III) loại bỏ làm giảm hiệu suất tổng thể từ 80% đến 30% Tuy nhiên, phốt phát không ảnh hưởng đến trình oxy hóa As (III) Di asenat từ nước với alumina kích hoạt (AA) sắt oxit tẩm AA Sự hấp thụ As (V) vào molybdate tẩm gel chitosan hạt báo cáo dung lượng hấp phụ tăng lên với thẩm thấu độ pH tối ưu 3,0 Chitosan bột, thu từ vỏ tôm, chuyển đổi thành dạng hạt sử dụng để loại bỏ asen từ nước hai đợt trình liên tục Bùn đỏ loại vật liệu hydroxit sắt, sản phẩm luyện tinh quặng chứa vàng, coban, bạc, đồng sắt Arsenic hấp phụ bùn đỏ pH phụ thuộc phạm vi pH dung dịch axit có 1,1-3,2 ưa chuộng As (V) loại bỏ môi trường nước kiềm (pH ~ 9,5) hiệu As (III) loại bỏ Nhiệt acid điều trị bùn đỏ báo cáo có khả hấp phụ tốt để xử lý asen Tro bay tồn dư tạo trình đốt than Nó thường chụp từ ống khói sở sản xuất điện Loại bỏ arsenate pH báo cáo cao pH 10 cách sử dụng tro bay thu thập từ nhà máy điện than 6.3 Chất hấp phụ sinh học - Biosoprtion Biosorption cố định thụ động kim loại sinh khối Cơ chế tế bào bề mặt hấp phụ gây trình chuyển hóa tế bào Đây tương tác hóa lý kim loại nhóm chức tế bào Vách tế bào vi sinh vật chủ yếu bao gồm polysaccharides, lipid, protein Các đặc tính sinh khối nghiên cứu Chitosan, bioadsorbents phổ biến, sản xuất từ chitin, yếu tố cấu trúc xương động vật giáp xác, tôm, cua, sò vv hấp phụ As (V) vào molybdate tẩm gel chitosan bead báo cáo dung lượng hấp phụ tăng lên với thẩm thấu độ pH tối ưu 3,0 Chitosan bột, thu từ vỏ tôm, chuyển đổi thành dạng hạt sử dụng để loại bỏ asen từ nước hai đợt trình liên tục Bio-char, men methyl hóa, sinh khối nấm sinh khối, lông gà, alginate, loại tảo, chất thải trà đen cách lên men sử dụng chất hấp phụ để xử lý asen dung dịch nước Các sợi tóc người chất hấp phụ sử dụng 2.3 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3973847/ http://recent-science.com/index.php/rrst/article/view/18962/9535 So sánh, đánh giá Các khả hấp phụ chất hấp phụ khác thử nghiệm cho As (III) As (V) di dời tóm tắt Bảng Nó khó để so sánh trực tiếp khả hấp phụ thiếu quán liệu văn học Khả hấp phụ đánh giá pH khác nhau, nhiệt độ, Là dãy nồng độ, liều lượng hấp phụ As (III) / As (V) tỷ lệ Các chất hấp phụ sử dụng để xử lý nước ngầm, nước, nước thải công nghiệp tổng hợp, nước thải thực tế, vv Các loại nồng độ ion can thiệp khác ghi uống Một số khả hấp phụ báo cáo thí nghiệm hàng loạt người khác Odes cột Chúng so sánh với Trong thí nghiệm hấp phụ lô, khả hấp phụ tính toán đường đẳng nhiệt Langmuir đường đẳng nhiệt Freundlich thí Điều làm cho so sánh phức tạp để theo đuổi Nói cách khác, so sánh trực tiếp chất hấp phụ thử nghiệm chủ yếu Giữ kiện đó, số (Bảng 5) số chất hấp phụ có khả cao lựa chọn so sánh sử dụng sơ đồ 3D (Fig 7) Rõ ràng, số chất hấp phụ chi phí thấp phát triển từ chất thải nông nghiệp, chất thải công nghiệp có lực vượt trội Chúng bao gồm xỉ điều trị, cacbon phát triển từ chất thải nông nghiệp (cacbon char cacbon vỏ dừa), biosorbents (cố định sinh khối, nước cam ép dư), goethite, vv (Hình 7) Một số chất hấp phụ thương mại, bao gồm nhựa, gel, silica, silica điều trị thử nghiệm để xử lý asen thực tốt So sánh Chất hấp thụ diện tích bề mặt khó khăn Sự hấp phụ chất hữu thường phụ thuộc vào khu vực adsorbents'surface Các cao diện tích bề mặt lớn hấp phụ Nhưng điều thường không kim loại ion / chất vô hấp phụ Các yếu tố trao đổi lượng mưa đóng góp chiếm ưu Trong số nhiều so Chất hấp thụ việc xem xét cố định sinh khối biểu diễn xuất sắc cung cấp (Hình 7) Các điều kiện làm việc nghiên cứu mô cho ứng dụng mô lớn để lọc nước uống Hình + bangr Kêt luận