khóa luận nghiên cứu sử dụng than bùn sau khi biến tính xử lý màu nước thải RB19. Kết quả nghiên cứu than bùn sau khi biến tính có khả năng hấp phụ màu thuốc nhuộm RB19 rất tốt, có thể mở rộng ứng dụng vào thực tế.
LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Mạnh Khải, phó chủ nhiệm khoa Môi trường - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - ĐHQG Hà Nội CN Trần Văn Sơn, cán khoa Môi trường - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên tận tình bảo hướng dẫn để thực tốt khóa luận Đồng thời xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo Khoa Môi trường - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - ĐHQG Hà Nội, trang bị cho kiến thức khoa học quý báu suốt khóa học để thêm vững tin trình thực khóa luận công tác sau Tôi xin chân thành cảm ơn TS Trần Văn Quy, Trưởng phòng thí nghiệm khoa Môi Trường - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc Gia Hà Nội CN Lê Hương Giang, cán Bộ môn Công nghệ Môi trường tạo điều kiện giúp đỡ trình làm thí nghiệm phòng thí nghiệm Khoa Môi Trường Qua đây, xin cảm ơn quyền địa phương xã Ba Sao, huyện Kim Bảng, tỉnh Hà Nam giúp đỡ nhiều trình lấy mẫu Cuối cùng, xin cảm ơn anh, chị, bạn bè gia đình động viên giúp đỡ thời gian qua Sinh viên Trương Văn Thu MỤC LỤC MỞ ĐẦU .3 CHƯƠNG TỔNG QUAN Hình 2: Quy trình họat hóa than bùn .21 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .25 3.1 Kết xác định bước sóng hấp phụ cực đại thuốc nhuộm RB19 .25 Hình Hình ảnh quét phổ thuốc nhuộm RB19 26 3.2 Kết chế tạo vật liệu 26 3.2.1 Hiệu suất chế tạo 26 3.2.2 Đặc điểm vật liệu 26 a, Mẫu M1 sau biến tính b, Mẫu M2 sau biến tính 27 Hình Ảnh chụp mẫu M1 M2 .27 3.3 Kết khảo sát khả hấp phụ màu hai mẫu M1 M2 28 3.3.1 Kết khảo sát ảnh hưởng pH đến hiệu hấp phụ vật liệu 28 Hình Ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ 28 3.3.2 Động học hấp phụ .28 Hình Thời gian cân hấp phụ 29 Hình 11 Đồ thị đẳng nhiệt Freundlich dạng tuyến tính M1 32 Hình 12 Đồ thị đẳng nhiệt Freundlich dạng tuyến tính M2 33 33 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 34 TÀI LIỆU THAM KHẢO 35 PHỤ LỤC 38 Bảng Kết lập đường chuẩn thuốc nhuộm RB19 38 Bảng Kết khảo sát ảnh hưởng pH đến dung lượng hấp phụ mẫu M1 39 Bảng 10 Kết khảo sát ảnh hưởng pH đến dung lượng hấp phụ mẫu M2 39 Bảng 11 Kết phân tích nồng độ chất màu sau hấp phụ thời gian khác mẫu M1 39 Bảng 13 Kết phân tích nồng độ chất màu sau hấp phụ thời gian khác mẫu M2 40 Bảng 14 Giá trị qt thời gian khác mẫu M2 41 PHỤ LỤC 42 MỞ ĐẦU Ở Việt Nam, dệt may ngành công nghiệp quan trọng kinh tế quốc dân Cùng với phát triển không ngừng hoạt động sản xuất hoạt động thương mại, hàng loạt nhà máy xí nghiệp dệt may lớn đời, tạo công ăn việc làm cho hàng vạn lao động Hiện Việt Nam xếp hạng 16/153 nước xuất dệt may giới mục tiêu hướng tới tiếp tục đưa Việt Nam lên top 10 nước xuất dệt may Nước thải dệt nhuộm, đặc biệt nước thải từ công đoạn nhuộm, nấu có độ ô nhiễm cao, chứa nhiều hợp chất hữu mang màu, có cấu trúc bền, khó phân hủy sinh học có độc tính cao Màu nước thải yếu tố trực quan mà người dễ cảm nhận gây tác động tiêu cực tới tâm lý cộng đồng Vì xử lý nước thải dệt nhuộm thiết phải ý giải vấn đề khử màu với tiêu ô nhiễm khác nhằm đảm bảo tiêu chuẩn dòng thải theo QCVN 24: 2009/BTNMT Hiện có nhiều phương pháp khác để loại bỏ thuốc nhuộm khỏi nước thải như: Phương pháp hấp phụ vật lý – hóa học, oxi hóa điện hóa, oxi hóa hóa học, kết tủa tạo phương pháp phân hủy kỵ khí hiếu khí Đặt biệt, phương pháp sử dụng nguồn nguyên liệu như: Than bùn, tro bay, bụi bông, vỏ trấu, rơm rạ, lõi ngô quan tâm sử dụng rộng rãi nhằm góp phần bảo vệ môi trường giảm thiểu lượng phế thải Vì vậy, khoá luận tốt nghiệp tập trung nghiên cứu đề tài: "Bước đầu nghiên cứu khả sử dụng than bùn để xử lý màu nước thải dệt nhuộm" Với mục tiêu sau: - Thử nghiệm điều chế khảo sát tính chất vật liệu hấp phụ than bùn - Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp thuốc nhuộm hoạt tính RB19 than bùn biến tính điều chế CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Thuốc nhuộm phân loại thuốc nhuộm [16] 1.1.1 Thuốc nhuộm Thuốc nhuộm dùng ngành dệt hợp chất hữu hấp thụ mạnh phần định quang phổ ánh sáng nhìn thấy có khả gắn kết vào vật liệu điều kiện quy định Ngoài hợp chất có màu phải đáp ứng yêu cầu khác độ bền màu, không độc hại tổng hợp sử dụng, áp dụng dễ dàng, có giá thành chấp nhận được…Có loại thuốc nhuộm: thiên nhiên tổng hợp, người ta sử dụng thuốc nhuộm tổng hợp Thuốc nhuộm tổng hợp lần điều chế vào năm 1856 từ hợp chất hữu gọi sản phẩm trung gian Thuốc nhuộm bao gồm nhiều loại có cấu trúc hóa học khác phân loại theo hai cách: theo đặc tính áp dụng theo cấu trúc hóa học 1.1.2 Phân loại thuốc nhuộm 1.1.2.1 Phân loại theo đặc tính áp dụng Dựa vào đặc tính áp dụng người ta phân loại thuốc nhuộm thành loại sau: * Thuốc nhuộm hoàn nguyên Thuốc nhuộm hoàn nguyên hợp chất màu không tan nước, chứa hai hay nhiều nhóm xeton Khoảng 80% thuốc nhuộm hoàn nguyên thuộc lớp hoá học antraquinon Trong danh mục màu có phân nhóm gọi thuốc nhuộm hoàn nguyên tan Đó muối natri este axit sunphuric thuốc nhuộm hoàn nguyên gốc R=C-O-SO3Na, hoà tan dễ dàng nước * Thuốc nhuộm lưu hoá Tất thuốc nhuộm lưu hoá chứa nhóm đisunfua đặc trưng Thuốc nhuộm lưu hoá D-S-S-D chuyển sang dạng tan (leuco: D-S) nhờ trình khử Thuốc nhuộm lưu hoá áp dụng để nhuộm vật liệu cellulose thông qua ba giai đoạn (khử hoà tan, hấp phụ vào xơ sợi, oxy hoá trở lại) giống thuốc nhuộm hoàn nguyên * Thuốc nhuộm trực tiếp Thuốc nhuộm trực tiếp thuốc nhuộm anion có khả tự nhuộm xơ sợi cellulose Trong màu thuốc nhuộm trực tíếp có 70% cấu trúc azo không kim loại hoá Còn tính tổng thuốc nhuộm trực tiếp có tới 92% thuộc lớp hoá học azo (phức kim loại không kim loại) * Thuốc nhuộm phân tán Thuốc nhuộm phân tán có lực với hay nhiều loại xơ sợi tổng hợp kỵ nước, khả hoà tan thấp nước (cho dù dạng tinh khiết), hoà tan tới mức độ dung dịch hoá chất hoạt động bề mặt nhiệt độ nhuộm quy định Tính theo phân bố lớp hoá học cho thấy 59% thuốc nhuộm phân tán có cấu trúc azo, 32% antraquinon nhóm amin (NH 2, NHR, NR2, NR-OH) * Thuốc nhuộm bazơ Các thuốc nhuộm bazơ truyền thống trước dùng để nhuộm tơ tằm cầm màu tanin Còn thuốc nhuộm bazơ biến tính (phân tử chúng thường đặc trưng điện tích dương không định vị - nên gọi thuốc nhuộm cation) dùng nhuộm chủ yếu xơ sợi acrylic Trong màu thuốc nhuộm bazơ, lớp hoá học phân bố sau: azo (43%), metin (17%), triazylmetan (11%), acydin (7%), antraquinon (5%), lại lớp khác azin, oxazin, xanten… * Thuốc nhuộm axit Thuốc nhuộm axit thuốc nhuộm anion tan, đặc trưng khả tự nhuộm với xơ sợi protein Thuốc nhuộm axit màu phức kim loại 1:1 thông thường để nhuộm len dung dịch axit mạnh, thuốc phức kim loại 1:2 dùng môi trường axit yếu Thuốc nhuộm azo (bao gồm azo không kim loại azo phức kim loại) chiếm phần lớn nhất, tới 79% tổng số thuốc nhuộm axit lại 10% antraquinon, 5% triarylmetan 6% lớp hoá học khác (xanten, azin, phtaloxianin, nitro ) * Thuốc nhuộm hoạt tính Thuốc nhuộm hoạt tính (TNHT) thuốc nhuộm anion tan, có khả phản ứng hoá học với xơ sợi điều kiện áp dụng định, tạo thành liên kết cộng hoá trị với xơ sợi Đặc điểm cấu tạo thuốc nhuộm có hay nhiều nhóm hoạt tính khác Các nhóm hoạt tính quan trọng vinylsunfon, halotriazin halopirimiđin Ngoại trừ nhóm mang màu antraquinon, đioxazin, fomazan phtaloxianin có màu xanh – xanh tất màu lại có 95% thuốc nhuộm azo cấu trúc TNHT TNHT đời đưa vào thị trường cách 50 năm, thuốc nhuộm phát triển mạnh mẽ thời gian qua chúng có nhiều ưu điểm sắc màu tươi sáng, phong phú, có độ bền giặt cao, nhuộm dễ dàng dễ màu TNHT lớp thuốc nhuộm quan trọng dùng nhuộm vải sợi thành phần vải pha TNHT lớp thuốc nhuộm có liên kết cộng hoá trị với xơ sợi Nhờ có gắn kết đặc biệt mà đạt độ bền màu giặt bền màu ướt cao Tuy nhiên TNHT có nhược điểm phản ứng thuốc nhuộm xơ sợi đạt hiệu suất 100% chúng không hấp phụ hoàn toàn lên xơ sợi mà tham gia vào phản ứng thuỷ phân Cụ thể TNHT phản ứng với sợi anion xơ sợi cellulose (xen -O-) - phản ứng chủ yếu tạo liên kết cộng hoá trị với xơ sợi, mà có phản ứng thuỷ phân với ion Hydroxyl (OH¯) dung dịch nhuộm Để đạt độ bền tối ưu, hàng nhuộm giặt hoàn toàn để loại bỏ phần thuốc nhuộm dư thừa, thuốc nhuộm không phản ứng thuốc nhuộm bị thuỷ phân Màu thuốc nhuộm thuỷ phân giống màu thuốc nhuộm gốc Do vậy, chúng gây vấn đề màu nước thải làm ô nhiễm nước thải 1.1.2.2 Phân loại theo cấu trúc hóa học Đây cách phân loại dựa cấu tạo nhóm mang màu, theo thuốc nhuộm phân thành 20-30 họ thuốc nhuộm khác Các họ là: - Thuốc nhuộm azo: Trong phân tử thuốc nhuộm chứa hay nhiều nhóm azo (-N=N-) Đây họ thuốc nhuộm quan trọng có số lượng lớn nhất, chiếm khoảng 60-70% số lượng thuốc nhuộm tổng hợp, chiếm 2/3 màu hữu danh mục màu - Thuốc nhuộm a-traquinon: Trong phân tử thuốc nhuộm chứa hay nhiều nhóm antraquinon dẫn xuất nó: O O Họ thuốc chiếm đến 15% số lượng thuốc nhuộm tổng hợp - Thuốc nhuộm Triaryl metan: Triaryl metan dẫn xuất metan mà nguyên tử C trung tâm tham gia liên kết vào mạch liên kết hệ mang màu: Diaryl metan Triaryl metan Họ thuốc nhuộm phổ biến thứ 3, chiếm 3% tổng số lượng thuốc nhuộm - Thuốc nhuộm phtaloxianin: Hệ mang màu phân tử chúng hệ liên hợp khép kín Đặc điểm chung họ thuốc nhuộm nguyên tử H nhóm imin dễ dàng bị thay ion kim loại, nguyên tử N khác tham gia tạo phức kim loại màu sắc thuốc nhuộm thay đổi Họ thuốc nhuộm có độ bền màu với ánh sáng cao, chiếm khoảng 2% tổng số lượng thuốc nhuộm 1.2 Công nghệ dệt nhuộm vấn đề môi trường 1.2.1 Đặc điểm công nghệ [7] Nguyên liệu đầu vào Hồ tinh bột, phụ gia Hơi nước Kéo sợi, chải, ghép, đánh ống Hồ sợi Nước thải chứa hồtinh bột, hóa chất Dệt vải Enzim NaOH NaOH, hóa chất Hơi nước H2SO4 H2O Chất tẩy giặt H2O2, NaOCl, hóa Giũ hồ Nấu Xử lý axit, giặt Tẩy trắng chất H2SO4 Giặt Nước thải chứa hồ tinh bột bị thủy phân, NaOH Nước thải Nước thải Nước thải Nước thải H2O2, chất tẩy giặt NaOH, hóa chất Dung dịch nhuộm H2SO4 Làm bóng Nhuộm, in hoa Giặt Nước thảỉ Dịch nhuộm thải Nước thải H2O2, chất tẩy giặt Hơi nước Hồ, hóa chất Hoàn tất, văng khổ Sản phẩm Hình Sơ đồ công nghệ dệt nhuộm Nước thải * Làm nguyên liệu, chải, kéo sợi, đánh ống, mắc sợi Nguyên liệu công nghệ dệt nhuộm chủ yếu xơ bông, xơ nhân tạo để sản xuất loại vải cotton Nguyên liệu thô thường có lẫn tạp chất tự nhiên bụi, đất, cỏ rác… Do đó, nguyên liệu thô đánh tung, làm sạch, trộn thành phẳng Các sợi chải song song tạo thành sợi thô Sau đó, dùng máy sợi kéo sợi thô để giảm kích thước tăng độ bền sợi Máy quẩn ống sợi đánh thành sợi chuẩn bị công đoạn hồ sợi dọc * Hồ sợi dọc Hồ sợi hồ tinh bột tinh bột biến tính để tạo màng hồ bao quanh sợi, tăng độ bền, độ bóng, độ trơn sợi để tiến hành dệt vải Ngoài ra, dùng loại hồ nhân tạo polyvinylalcol (PVA), polyacrylat * Dệt vải Kết hợp sợi ngang với sợi dọc mắc để hình thành vải mộc * Giũ hồ Tách thành phần hồ bám vải mộc phương pháp enzim (1% enzim, muối chất ngấm) axit (dung dịch axit sunfuric 0,5%) Vải sau giũ hồ giặt nước, xà phòng, xút, chất ngấm đưa sang nấu tẩy * Nấu vải Loại trừ phần hồ lại tạp chất thiên nhiên xơ sợi dầu, mỡ, sáp… Sau nấu, vải có độ mao dẫn khả thấm ướt cao, hấp thụ hoá chất, thuốc nhuộm tốt, vải mềm mại đẹp Vải nấu dung dịch kiềm chất tẩy giặt áp suất cao (2-3 at) nhiệt độ cao (120 - 130 oC) Sau đó, vải giặt nhiều lần * Làm bóng vải Mục đích làm cho sợi cotton trương nở, làm tăng kích thước mao quản mạch phân tử, làm cho xơ sợi trở nên xốp hơn, dễ thấm nước, sợi bóng hơn, tăng khả bắt màu thuốc nhuộm Làm bóng vải thông thường dung dịch kiềm NaOH có nồng độ 280 - 300 g/l, nhiệt độ thấp 10-20 oC Sau đó, vải giặt nhiều lần Đối với vải nhân tạo không cần làm bóng * Tẩy trắng Hình Thời gian cân hấp phụ Nhận xét: Thời gian cân thể hình Kết cho thấy hiệu hấp phụ tăng theo thời gian, tốc độ hấp phụ tăng nhanh khoảng 10 phút đối Sau hiệu hấp phụ tăng chậm dần đạt đến cân khoảng 90 phút mẫu M1 75 phút mẫu M2 Tại thời gian cân M1 M2 khảo sát ta tính giá trị Ce qe tương ứng với nồng độ ban đầu khác thể bảng Bảng Giá trị Ce, qe thời điểm cân M1 M2 Co (mg/l) Ce (mg/l) qe (mg/g) Co (mg/l) Ce (mg/l) qe (mg/g) 20 1,39 0,9305 20 0,36 0,982 40 3,13 1,8435 40 0,73 1,9635 60 5,03 2,7485 60 1,23 2,9385 80 7,87 3,6065 80 1,78 3,911 Trong đó: Co Ce: nồng độ màu ban đầu thời điểm cân qe: tải trọng hấp phụ thời điểm cân Từ kết bảng 4, tính toán giá trị log(qe – qt) ta thu bảng kết thể bảng Bảng Kết tính toán động học theo phương trình Lagergren t (phút) M1 M2 log(qe – qt) log(qe – qt) 10 -0,85855 -0,97881 -1,59346 -1,50169 20 -0,88273 -1,03858 -1,63827 -1,56864 30 -1,02228 -1,13371 -2,02228 -1,92082 40 -1,23284 -1,3279 -2,18709 -2,09691 50 -1,31426 -1,63827 -2,39794 -2,30103 60 -1,64782 -1,73283 -2,82391 -2,60206 Từ kết thu bảng 5, vẽ đồ thị phụ thuộc log(qe – qt) theo t ta đồ thị hình Hình Đường tuyến tính hồi quy Lagergren Từ đường tuyến tính Lagergren hình ta tính toán tham số phương trình bậc Lagergren mẫu M1 M2, kết thể bảng Bảng Các tham số mô tả động học hấp phụ RB19 than bùn Mẫu Dạng phương trình động học R2 K1 (phút -1) qe, exp (mg/g) qe, cal (mg/g) M1 y = -0,0160x – 0,6733 0,8796 0,037 3,1955 0,51 M2 y = -0,0235x – 1,2309 0,9517 0,054 3,4248 0,292 Trong đó: qe, exp : lượng chất màu hấp phụ thời điểm cân theo thực nghiệm qe, cal : lượng chất màu hấp phụ thời điểm cân tính toán theo phương trình động học Từ bảng ta nhận thấy rằng, phương trình động học bậc biểu kiến Lagergren không cho kết tốt lượng chất màu hấp phụ thời điểm cân theo thực nghiệm (qe, exp) khác nhiều so với lượng chất màu hấp phụ tài thời điểm cân tính toán theo phương trình động học (qe, cal ) 3.3.3 Đường đẳng nhiệt hấp phụ Áp dụng kết thu từ mô hình động học, ta khảo sát hiệu hấp phụ thông qua hai đường đẳng nhiệt Langmuir, Freundlich kết biểu diễn dạng sơ đồ đường thẳng hình 9; 10; 11; 12 Hình Đồ thị đẳng nhiệt Langmuir dạng tuyến tính M1 Hình 10 Đồ thị đẳng nhiệt Langmuir dạng tuyến tính M2 Hình 11 Đồ thị đẳng nhiệt Freundlich dạng tuyến tính M1 Hình 12 Đồ thị đẳng nhiệt Freundlich dạng tuyến tính M2 Từ dạng đường thẳng (hình 9; 10; 11; 12), tính toán cá hệ số phương trình Langmuir Freundlich Kết thu bảng Bảng Kết tính toán hệ số Langmuir, Freundlich M1 M2 Mẫu Langmuir Freundlich qmax (mg/g) b (l/phút) R2 Kf n R2 M1 9,64 0,077 0,9900 0.73 1,26 0,9963 M2 15,01 0,25 0,9614 2,43 1,16 0,9962 Nhận xét: Từ bảng kết cho thấy hệ số R của hai mô hình cao, chứng tỏ hai mô hình phù hợp với kết thu từ thực nghiệm Tuy nhiên R2 phương trình Freundlich cao Langmuir chứng tỏ mô hình Freundlich phù hợp Dung tích hấp phụ đơn lớp cực đại 9.64mg/g mẫu M1 15.01mg/g mẫu M2 Với phương trình Freundlich có hệ số đặc trưng n = 1,26 M1 1,16 M2 lớn 1, điều chứng tỏ trình hấp phụ màu lên vật liệu thiên chế hấp phụ hóa học Giá trị K f mô hình Freundlich áp dụng cho trình hấp phụ M2 lớn giá trị K f mô hình Freundlich áp dụng cho trình hấp phụ M1, kết luận M2 có khả hấp phụ Cu tốt M1[3] Như vậy, từ nguồn than bùn dồi với tổng trữ lượng tính 230.707.200 [6], quy trình sản xuất đơn giản, hiệu hấp phụ tốt cho thấy khả ứng dụng thực tế than bùn sau biến tính xử lý màu nước thải dệt nhuộm cao Trong công đoạn dệt nhuộm công đoạn nhuộn, in hoa công đoạn chủ yế gây ô nhiễm màu nước thải, ta tách riêng nước thải từ công đoạn xử lý màu than bùn biến tính KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Từ kết nghiên cứu thực nghiệm đưa số kết sau: Từ kết chụp ảnh SEM hai mẫu M1 M2 cho thấy mẫu M2 có nhiểu kiểu lỗ với kích thước khác nhau, lớp carbon chồng lên Điều chứng tỏ mẫu M2 xốp có bể mặt riêng lớn so với mẫu M1 Đối với hai mẫu M1 M2 hiệu hấp phụ tăng pH giảm hiệu hấp phụ cao pH = 2,2 Thời gian đạt cân hấp phụ cho mẫu M1 90 phút M2 khoảng 75 phút Quá trình hấp phụ tuân theo hai mô hình Langmuir Freundlich hai mẫu M1 M2 Dung lượng hấp phụ đơn lớp cực đai mẫu M1 9.64mg/g nhỏ dung lượng hấp phụ đơn lớp cực đại mẫu M2 15.01/g với hai mẫu có hệ số n > chứng tỏ dạng hấp phụ thiên chế hóa học Điều cho thấy than bùn sau biến tính axit kết hợp với gia nhiệt có khả hấp phụ tốt Kiến nghị Do thời gian nghiên cứu hạn chế, khóa luận thực nghiệm với chất màu thuộc nhóm cấu trúc, phân lớp kỹ thuật Để kết khóa luận ứng dụng thực tế cần tiếp tục nghiên cứu thêm Nghiên cứu phương pháp hoạt hóa than khác so sánh phương pháp với Khảo sát khả hấp phụ hai mẫu M1 M2 với nhóm chất màu khác Khảo sát khả hấp phụ đồng thời hỗn hợp nhiều màu làm với nước thải dệt nhuộm thực tế Khảo sát khả hấp phụ hai mẫu M1 M2 nhiều đối tượng khác để thấy khả ứng dụng xử lý môi trường Khảo sát theo mô hình hấp phụ động TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: Nguyễn Đình Bảng, Hoàng Thị Hương Huế, Nguyễn Minh Phương, Nguyễn Văn Nghĩa, La Thị Phượng, Nguyễn Thu Hường (2003), Nghiên cứu tách kim loại nặng Ni (II), Cu (II), Cr (VI) từ nước thải than bùn, Hội nghị hóa học toàn quốc lần thứ IV, tr.30-34 Lê Văn Cát (1994), Giáo trình hấp phụ trao đổi ion, NXB Khoa học tự nhiên công nghệ quốc gia Cao Thế Hà (2006), Giáo trình công nghệ xử lý môi trường Nguyễn Thị Hà (2008), “Nghiên cứu hấp phụ màu/xử lý COD nước thải nhuộm cacbon hoạt hóa để chế tạo từ bụi bông”, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên công nghệ, 24, tr.16-22 Nguyễn Mạnh Khải, Nguyễn Thị Luyến (2008), “Nghiên cứu khả xử lý Cu(II) môi trường nước khoáng sét Trúc Thôn, Hải Dương”, Tạp chí Khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội, Khoa học tự nhiên công nghệ 24, 1S, tr.107-112 Bùi Hoàn Kỷ, Lê Đức Long (2006), “Than bùn Việt Nam lĩnh vực sử dụng” Hội nghị khoa học công nghệ mỏ Việt Nam, Hội nghị khoa học kỹ thuật mỏ toàn quốc lần thứ XVII, tr.123-128 Lương Đức Phẩm (2007), Công nghệ xử lý nước thải biện pháp sinh học Nxb giáo dục Nguyễn Hữu Phú (1998), hấp phụ xúc tác bề mặt vật liệu vô mao quản, NXB Khoa học kỹ thuật Trần Kim Phượng, Nguyễn Hùng Phong, Lê Huy Du (2006), “Sử dụng than bùn U Minh làm than hoạt tính triển vọng cung cấp nước đồng Cửu Long”, Hội nghị khoa học kỹ thuật mỏ toàn quốc lần thứ XVII, tr.687691 10 Sổ tay tra cứu thuốc nhuộm (1993), Viện công nghiệp dệt sợi 11 Trịnh Thị Thanh, Trần Yêm, Đồng Kim Loan (2003), Giáo trình công nghệ môi trường, NXB Đại Học Quốc Gia Hà Nội 12 Hồ Văn Thành, Vũ Anh Tuấn, Nguyễn Hữu Phú (2007), Nghiên cứu động học hấp phụ phenol pha lỏng vật liệu Si-MCM-41 tổng hợp từ vỏ trấu, Tạp chí hóa học, 45, tr.76-82 13 Nguyễn Thị Thu Thủy (1999), Xử lý nước cấp sinh hoạt công nghiệp, NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội 14 Tổng công ty dệt may Việt Nam (2002), Báo cáo đề tài: Xây dựng chiến lược bảo vệ môi trường ngành dệt may, Hà Nội 15 Cao Hữu Trượng, Hoàng Thị Lĩnh (2002), Hóa học thuốc nhuộm, NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội 16 Đặng Xuân Việt (2007), Nghiên cứu phương pháp thích hợp để khử màu thuốc nhuộm hoạt tính nước thải dệt nhuộm, Luận án Tiến sĩ kỹ thuật, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Tiếng Anh: 17 F A Batzias, D K Sidiras (2007), Simulation of methylene blue adsorption by salts – treated beech sawdust in batch and fixed – bed systems Journal of Hazardous Materials 149, pp.8 18 Jain Rajrew, Sikarwar shalini (2008) Removal of hazadous dye congored from waste material, Journal of hazadous material 152, pp.942-948 19 Gurusamy Annadurai, Lai Yi Ling, Jiunn-Fwu Lee (2008), Adsorption of reactive dye from an aqueous solution by chistosan: isotherm, kinetic and thermodynamic analysis, Journal of Hazardous Materials 152, pp.337-346 20 Hameed B.H, Hakimi (2008), Utilization of durian (Durio Zibethinous) peel as low cost sorbent for the removalof acid dye from aqueous solution Biochemical Engineering Journal 39, pp.338-343 21 N Dizge, C Aydiner, E Demirbas, M Kobya, S Kara (2007), Adsoprtion ò reactive dyes from aqueuos solution by fly ash: Kinetic and equilibrium studies, Journal of Hazardous Materials 150, pp.737-746 22 Nevine Kamal Amin (2008), Removal of reactive dye from aqueous solutions by adsorption onto activated carbons prepared from sugarcane bagasse pith, Desalination 223, pp.152-161 23 Qingye Sun, Linzahang (2003), The adsortion of basic dyes from aqueous solution on modified peat – resin particle, Water Research 37, pp.1535-1544 24 25 Slokar Y.M, Le Marechal M (1998), Dyes, pigments, pp.335-357 Y.S HO, G McKay (1998), Sorption of dye aqueous solution by peat, Chemical Engineering Journal 70, pp.115-124 Tài liệu từ mạng Internet 26 http://www.hanam.gov.vn/index.asp?newsID=660&language=tiengviet PHỤ LỤC CÁC BẢNG SỐ LIỆU TRONG QUÁ TRÌNH THÍ NGHIỆM Bảng Kết lập đường chuẩn thuốc nhuộm RB19 Nồng độ màu 0,5 Abs 0,0057 0,0113 0,0233 0,0450 10 0,0672 0,0902 0,1162 Hình 13 Đường chuẩn RB19 Bảng Kết khảo sát ảnh hưởng pH đến dung lượng hấp phụ mẫu M1 pH 2,83 2,86 3,07 3,28 3,49 3,67 3,76 4,14 4,42 20mg/l 1,32 1,41 1,44 1,86 1,9 2,4 2,46 3,5 5,6 Bảng 10 Kết khảo sát ảnh hưởng pH đến dung lượng hấp phụ mẫu M2 pH 2,51 2,68 2,9 3,26 4,20 4,97 6,34 7,08 7,14 20mg/l 0,35 0,37 0,39 0,5 0,79 1,26 1,46 2,63 4,39 Bảng 11 Kết phân tích nồng độ chất màu sau hấp phụ thời gian khác mẫu M1 t (phút) Ct (mg/l) 20 40 60 80 10 2,7 4,37 7,8 9,97 20 1,93 4,18 7,65 9,7 30 1,77 4,1 6,93 9,34 40 1,6 3,77 6,2 8,81 50 1,51 3,57 6,0 8,33 60 1,48 3,41 5,48 8,24 75 1,45 3,32 5,18 8,18 90 1,39 3,13 5,03 7,87 120 1,37 3,14 4,97 7,85 150 1,38 3,14 5,01 7,87 180 1,38 3,13 5,02 7,86 (trong Ct nồng độ màu thời điểm t) Bảng 12 Giá trị qt thời gian khác mẫu M1 t (phút) qt (mg/g) 0 0 10 0,865 1,7815 2,61 3,5015 20 0,9035 1,791 2,6175 3,515 30 0,9115 1,795 2,6535 3,533 40 0,92 1,8115 2,69 3,5595 50 0,9245 1,8215 2,7 3,5835 60 0,926 1,8295 2,726 3,588 75 0,9275 1,834 2,741 3,591 90 0,9305 1,8435 2,7485 3,6065 120 0,9315 1,843 2,7515 3,6075 150 0,931 1,843 2,7495 3,6065 180 0,931 1,8435 2,749 3,607 (qt: tải trọng hấp phụ thời điểm t) Bảng 13 Kết phân tích nồng độ chất màu sau hấp phụ thời gian khác mẫu M2 t (phút) Ct (mg/l) 20 40 60 80 10 1,35 1,55 1,74 2,41 20 1,03 1,12 1,69 2,32 30 0,63 0,83 1,42 2,02 40 0,57 0,81 1,36 1,94 50 0,51 0,77 1,31 1,88 60 0,45 0,74 1,26 1,83 75 0,36 0,73 1,23 1,78 90 0,36 0,71 1,22 1,77 120 0,37 0,73 1,23 1,78 150 0,38 0,72 1,21 1,76 180 0,36 0,72 1,22 1,77 (trong Ct nồng độ màu thời điểm t) Bảng 14 Giá trị qt thời gian khác mẫu M2 t (phút) qt (mg/l) 0 0 10 0,9325 1,9225 2,913 3,8795 20 0,9485 1,944 2,9155 3,884 30 0,9685 1,9585 2,929 3,899 40 0,9715 1,9595 2,932 3,903 50 0,9745 1,9615 2,9345 3,906 60 0,9775 1,963 2,937 3,9085 75 0,982 1,9635 2,9385 3,911 90 0,982 1,9645 2,939 3,9115 120 0,9815 1,9635 2,9385 3,911 150 0,981 1,964 2,9395 3,912 180 0,982 1,964 2,939 3,9115 (qt: Tải trọng hấp phụ thời điểm t) PHỤ LỤC MỘT SỐ HÌNH ẢNH TRONG QUÁ TRÌNH NGHIÊN CỨU Các nồng độ màu ban đầu (50, 100, 150 200mg/l) Chuẩn bị dung dịch mẫu Nồng độ màu 59mg/l Nồng độ màu 50mg/l sau xử lý M2 sau xử lý M1 [...]... 38,60 31,80 2075 7,30 - (theo nguồn Bùi Hoàng Kỷ[5]) 1.5.3 Một số ứng dụng của than bùn 1.5.3.1 Sản xu t than hoạt tính để xử lý nước Theo Trần Kim Phượng và cộng sự [9] đã nghiên cứu sản xu t than hoạt tính từ các mẫu than bùn thu thập ở Mỹ Đức (Hà Nội), Hải Lăng (Quảng Trị), và U Minh Hạ (Cà Mau) Chất lượng than hoạt tính từ than bùn Quảng Trị (thực hiện tại Trung tâm Công nghệ xử lý môi trường) cho... phóng xạ, sát trùng diệt khuẩn trong công nghệ xử lý nước sinh hoạt Than bùn Việt Nam, đặc biệt là than bùn U Minh Hạ, với khả năng kỹ thuật - công nghệ trong nước, hoàn toàn có thể sử dụng làm nguyên liệu sản xu t than hoạt tính dùng trong công nghệ xử lý nước và nhiều lĩnh vực công nghiệp khác Giá thành sản xu t than hoạt tính từ than bùn tương đối thấp, thị trường có thể chấp nhận được, nhất là đối... từ than bùn còn có được sử dụng trong công nghiệp chế tạo keo bảo vệ kim loại, trong công nghiệp gốm sứ và silicat Ngoài các hướng sử dụng nêu trên, than bùn còn được dùng để chưng cất hắc ín, chế tạo bộ giấy, chết tạo vải, sản xu t các tấm lợp panen trong xây dựng nhà (thường dùng than bùn có độ phân hủy thấp từ 5 – 12%) , sản xu t các tấm cách điện Ngoài ra than bùn còn được sử dụng làm phụ gia dung. .. sau: Than bùn thô Xử lý sơ bộ Ngâm trong H2SO4 28%, để qua đêm Rửa bớt axit bằng nước cất hai lần Nung yếm khí ở 4000C trong 1h Than bùn biến tính Hình 2: Quy trình họat hóa than bùn Mẫu than bùn thô lấy về đem ngâm trong dung dịch axit H 2SO4 28% qua đêm ở nhiệt độ phòng [1, 22] Sau đó than được đem nung trong lò nung CARBOLITE: CWF 1200 – Anh ở 4000C khoảng 1giờ trong điều kiện không có không khí Than. .. sản xu t hóa phẩm [6] Từ than bùn người ta có thể chiết su t axit humic, điều chế các muối kim loại gốc humat như: natrihumat, kalihumat, amonihumat … và các phức của chúng Các loại muối này có tác dụng kích thích tăng trưởng cây trồng và vật nuôi Cho nên, ngoài việc tưới, phun, hồ rễ cây, ngâm tẩm hạt cây trồng, nó còn được đưa vào sản xu t men hocmon Người ta tính rằng: 1 tấn than bùn có thể sản xu t... thấy tổng thể tích lỗ xốp 0,9cm 3/g, diện tích bề mặt riêng 900m 2/g, khả năng tẩy màu (xanh metylen) là 95% Than hoạt tính từ than bùn Hà Nội có diện tích bề mặt riêng BET 155,55m 2/g Than hoạt tính từ than bùn U Minh Hạ có diện tích bề mặt riêng BET từ 333,73 đến 630,41m2/g Than hoạt tính từ than bùn có hệ lỗ trung rất phát triển, đạt trên 0,1 cm 3/g Chỉ tiêu này rất thích hợp khi sử dụng để xử lý... Vinylsunfon trong phân tử Dung dịch thuốc nhuộm RB19 tự pha chế ở nồng độ gốc 1000mg/l Khi tiến hành thí nghiệm dung dịch thuốc nhuộm gốc được pha chế tới các nồng độ cần dùng Sau đó đem đi quét phổ để xác đinh bước sóng hấp phụ cực đại 2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Biến tính than bùn Mẫu M1: Mẫu than bùn thô lấy về xử lý sơ bộ rồi đem sấy khô trong tủ sấy ở nhiệt độ 900C trong khoảng 24 giờ Sau đó than. .. dụng than bùn làm chất đốt phải gia công đóng bánh cùng với các loại than khác Thông thường đóng bánh theo tỷ lệ 50 – 60% than bùn, 20 – 30% than cám Quảng Ninh cùng với các chất phụ gia khác như: sét, xơ dừa, vôi bột để khử lưu huỳnh 1.5.3.3 Sử dụng làm phân bón [6] Trong than bùn ngoài đạm còn chứa nhiều chất hữu cơ có tác dụng cung cấp nguồn dinh dưỡng cho cây trồng và cải tạo đất Nhìn chung, than. .. vật liệu 3.2.1 Hiệu su t chế tạo Đối với mẫu M2 tiến hành với 150g than bùn thô, sau tất cả các bước thực hiện quy trình chế tạo thu được 110g than khô Tính toán sơ bộ hiệu su t chế tạo đạt 73,3% 3.2.2 Đặc điểm của vật liệu Sau quá trình biến tính than được đem rây ở kích thước 1mm a, Mẫu M1 sau biến tính b, Mẫu M2 sau biến tính Hình 4 Ảnh chụp mẫu M1 và M2 Quan sát các hạt của than sau biến tính dưới... kiện phân huỷ yếm khí các xác thực vật được chuyển thành than bùn Than bùn Việt Nam khá phong phú, chúng phân bố ở hầu hết các tỉnh và thành phố trong cả nước nhưng tập trung chủ yếu ở Đồng bằng Nam Bộ Than bùn ở đây chiếm 83,69% tổng trữ lượng cả nước Ngoài ra, than bùn còn phân bố ở Đồng bằng Bắc Bộ và trong các thung lũng vùng núi thấp Trữ lượng than bùn Việt Nam mới khảo sát thống kê được 176 điểm