nghiên cứu khả năng hấp phụ ion kim loại cu2+ zn2+ trong nước thải công nghiêp, xi ma ̣ bằng phụ phẩm nông nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỀ TÀI NCKH CẤP SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ ION KIM LOẠI Cu2+ & Zn2+ TRONG NƯỚC THẢI CÔNG NGHIÊP, XI MA ̣ BẰNG PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP S K C 0 9 MÃ SỐ: SV 2009 - 40 S KC 0 3 Tp Hồ Chí Minh, 2009 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ MÔI TRƢỜNG o0o BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Đề tài: NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ ION KIM LOẠI Cu2+ & Zn2+ TRONG NƢỚC THẢI CÔNG NGHIÊP ̣ XI MA ̣ BẰNG PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP Mã đề tài: SV 2009-40 GVHD: PGS.Ts.Nguyễn Văn Sức SVTH: Phạm Thị Thu Hiền MSSV: 05115059 Tp.Hồ Chí Minh-1/2010 NHẬN XÉT CỦ A GIÁ O VIÊN HƯỚ NG DẪN PGS TS NGUYỄN VĂN SỮ C LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành được đề tài này người nghiên cứu nhận được nhiều ý kiế n đóng góp và những kinh nghiệm thực tế từ thầy hướng dẫn Bên cạnh em được sự hỗ trợ về mặt kinh phí và tạo điề u kiê ̣n về mọi mặt để triể n khai nghiê ̣m thu đề tài Nhờ mà người nghiên cứu có thể hoàn thành tốt đề tài nghiên cứu Xin gửi lời cảm ơn chân thành tới: - Ban giám hiê ̣u nhà trường đã tạo điề u kiê ̣n và hỗ trợ kinh phí thực hiê ̣n đề tài - Phòng quản lý nghiên cứu khoa học và các thầy cô bộ môn môi trường tạo điề u kiê ̣n triể n khai và nghiê ̣m thu đề tài - Thầy Nguyễn Văn Sức, chủ nhiệm khoa công nghệ hóa học và thực phẩm, người tận tình hướng dẫn bảo và đống góp ý kiến về kiến thức chuyên môn quá trình thực đồ án - Các bạn sinh viên lớp môi trường 05 chia sẻ, đóng góp ý kiến giúp cho đề tài được hoàn thiện SVTH: Phạm Thị Thu Hiền MỤC LỤC Chƣơng I: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1.Giới ̣n vấ n đề : 1.2 Mục đích nghiên cứu 1.3 Thể thức nghiên cứu 1.4 Các công trình nghên cứu có liên quan 2 Chƣơng II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ VỎ TRẤU VÀ ION Cu2+ VÀ Zn2+ 2.1 Giới thiê ̣u chung về nước thải ngành công nghiê ̣p xi ma ̣ 2.2 Giới thiê ̣u về kim loa ̣i nă ̣ng Đồ ng và Kem ̃ 2.2.1 Kim loại Đồ ng và ion Cu2+ 2.2.2 Kim loại Kẽm và ion Zn2+ 10 2.3 Các phương pháp xử lý nước thải chứa kim loại Cu và Zn 11 2.4 Giới thiê ̣u về vỏ trấ u 17 2.4.1 Trấ u sấ y 18 4.2 Trấ u than 18 Chƣơng III: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ PHƢƠNG PHÁP HẤP PHỤ 20 3.1 Lý thuyết hấp phụ 20 3.2 Cân bằ ng và đẳ ng nhiê ̣t hấ p phu 21 ̣ 3.3 Phương trình đẳng nhiệt Langmuir 21 3.4 Phương trình đẳng nhiệt Freundich 23 Chƣơng IV: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CƢ́U 30 4.1 Dụng cụ, thiế t bi ̣và hóa chấ t: 30 4.2 Chuẩ n bi ̣mẫu 31 4.3 Cách thực hiện đo bằng máy đo cực phổ 32 4.4 Cách thức tiến hành đo mẫu hấp phụ ion Cu2+ bằ ng vỏ trấ u 33 4.5 Cách thức tiến hành đo mẫu hấp phụ ion Zn2+ bằ ng vỏ trấ u 36 Chƣơng IV KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 41 5.1 Xây dựng đường chuẩn Cu 41 5.2 Kế t quả ảnh hưởng của pH tới khả hấ p phu ̣ ion Cu 2+ 41 5.2.1 Ảnh hưởng trấu sấy 41 5.2.2 Ảnh hưởng đố i với trấ u than 42 5.3 Kế t quả ảnh hưởng của thời gian tới khả hấ p phu ̣ ion Cu 2+ 45 5.3.1 Ảnh hưởng đố i với trấ u sấ y 45 5.3.2 Ảnh hưởng đố i với trấ u than 46 5.4 Kế t quả ảnh hưởng của liều lượng trấu tới khả hấp phụ ion Cu 2+ 47 5.4.1 Ảnh hưởng đố i với trấ u sấ y 47 5.4.2 Ảnh hưởng trấu than 48 5.5 Kế t quả ảnh hưởng của nồ ng đô ̣ kim loa ̣i Cu 2+ tới khả hấ p phu ̣ ion Cu2+ 49 5.5.1 Ảnh hưởng đố i với trấ u sấ y 49 5.5.2 Ảnh hưởng đố i với trấ u than 52 5.6 Xây dựng đường chuẩ n Kem ̃ 55 5.7 Kế t quả ảnh hưởng của pH tới khả hấ p phu ̣ ion Zn 2+ 55 5.7.1 Ảnh hưởng đố i với trấ u sấ y 55 5.7.2 Ảnh hưởng đố i với trấ u than 57 5.8 Kế t quả ảnh hưởng của thời gian tới khả hấ p phu ̣ ion Zn 2+ 58 5.8.1 Ảnh hưởng đố i với trấ u sấ y 58 5.8.2 Ảnh hưởng đố i với trấ u than 59 5.9 Kế t quả ảnh hưởng của liề u lươ ̣ng trấ u tới khả hấ p phu ̣ ion Zn2+ 60 5.9.1 Ảnh hưởng đố i với trấ u sấ y 60 5.9.2 Ảnh hưởng đố i với trấ u than 61 5.10 Kế t quả ảnh hưởng của nồ ng đô ̣ kim loa ̣i Zn 2+ tới khả hấ p phu ̣ ion Zn2+ 62 5.10.1 Ảnh hưởng đố i với trấ u sấ y 62 5.10.2 Ảnh hưởng đố i với trấ u than 64 Chƣơng VI: KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHI 71 ̣ 6.1 Kế t luâ ̣n 71 6.2 Khuyế n nghi ̣ 71 Nghiên cứu khả hấ p phụ ion kim loại đồ ng và kẽm nước thải xi mạ bằ ng vỏ trấ u Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG Đặt vấn đề: Cùng với phát triển mạnh mẽ trình công nghiệp hoá đất nước, chất thải công nghiệp ngày gia tăng khối lượng, đa dạng chủng loại, đòi hỏi phải có nhận thức đắn đầu tư thích đáng cho vấn đề xử lý Nước thải công nghiệp đặc biệt từ nhà máy luyện kim, công nghệ mạ, mỏ khoáng sản có chứa hàm lượng lớn kim loại phát sinh trình mạ kim loại chứa hàm lượng kim loại nặng crôm, niken, cacdimi, đồng, kẽm, Phần lớn nước thải từ nhà máy, sở xi mạ đổ trực tiếp vào cống thoát nước chung mà không qua xử lý triệt để, gây ô nhiễm cục trầm trọng nguồn nước Hàm lượng kim loại nặng cao độc chất sinh vật, gây tác hại xấu đến sức khỏe người Nhiều công trình nghiên cứu cho thấy, với nồng độ đủ lớn, sinh vật bị chết thoái hóa, với nồng độ nhỏ gây ngộ độc mãn tính tích tụ sinh học, ảnh hưởng đến sống người sinh vật gây bệnh viêm loét da, viêm đường hô hấp, eczima, ung thư,… Việc nghiên cứu tìm phương pháp xử lý triệt để vấn đề nắm vài trò cấp thiết Đã có nhiều phương pháp sử dụng để tách kim loại nặng khỏi nước thải công nghiệp điện phân, thẩm thấu ngược, xử lý hoá học hay hấp phụ Ở phạm vi giới hạn không gian thời gian điều kiện khách quan khác nên người nghiên cứu xin trình bày nghiên cứu khả hấp phụ ion kim loại đồng (Cu2+) kẽm (Zn2+) nước thải công nghiê ̣p xi ma ̣ vật liệu tự nhiên cụ thể đề tài vỏ trấu sấy vỏ trấu than 1.1 Giới ̣n vấ n đề:  Phạm vi nghiên cứu: Phòng thí nghiệm công nghệ môi trường khoa CN hóa –Thực phẩm trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp HCM  Đối tượng nghiên cứu: Do thời gian có giới hạn phạm vi đề tài cấp trường nên người nghiên cứu tiến hành nghiên cứu khảo sát Chương I: Giới thiê ̣u chung Nghiên cứu khả hấ p phụ ion kim loại đồ ng và kẽm nước thải xi mạ bằ ng vỏ trấ u  ion kim loại đồng (Cu2+) kẽm (Zn2+ )  loại vật liệu hấp phụ vỏ sấy (chưa biến tính) vỏ trấu than ( xử lý đốt thành than nhiệt độ cao) 1.2 Mục đích nghiên cứu: 1.2.1 Mục Đích Tổng Quát: Nghiên cứu khả hấp phụ Cu, Zn nước thải công nghiệp vỏ trấu than trấu sấy 1.2.2 Mục Đích Chuyên Biệt:  Tìm hiểu ảnh hưởng kim loại nặng nước thải xi mạ tới sức khỏe người, môi trường  Nghiên cứu khả hấp phụ Cu, Zn vỏ trấu Khảo sát ảnh hưởng pH, nhiệt độ liều lượng chất hấp phụ, nồng độ ion kim loại tới hiệu hấp phụ Khảo sát cột lọc với mẫu nước máy có chứa ion đồ ng và kem ̃ (tự pha) 1.3 Thể thƣ́c nghiên cƣ́u: 1.3.1 Phương pháp nghiên cứu:  Phương pháp tham khảo số tài liệu liên quan tới nước thải xi mạ phương pháp hấp phụ kim loại nặng  Phương pháp tính toán xử lý số liệu sử dụng hàm toán học excel  Phương pháp thực nghiệm: tiến hành đo đa ̣c phòng thí nghiệm cách tỉ mỉ khách quan sử dụng máy cực phổ  Phương pháp mô bẳng đồ thị  Phương pháp so sánh: So sánh kết thực nghiệm để đánh giá kết thu so sánh với tiêu chuẩn Việt Nam Chương I: Giới thiê ̣u chung Nghiên cứu khả hấ p phụ ion kim loại đồ ng và kẽm nước thải xi mạ bằ ng vỏ trấ u 1.3.2 Kế hoạch nghiên cứu Các bƣớc nghiên cứu Thời gian Sản phẩm Chọn đề tài Tháng5 Đề tài Soạn đề cương Tháng Đề cương Thu thập số liệu Tháng 7,8,9 Số liê ̣u Xử lí số liệu Tháng 9,10,11 Biể u đồ Viết báo cáo Tháng 12,1 Bài báo cáo Nô ̣p báo cáo Tháng Bài báo cáo hoàn chỉnh 1.4 Các công trình nghiên cứu có liên quan: Ở nước ta có nhiều công trình nghiên cứu xử lý kim loa ̣i nă ̣ng nước thải Dưới vài công trình tiêu biểu: Nghiên cứu xác định đồng thời hàm lượng Cd, Zn, Pb nước thải khu công nghiệp Hòa Khánh – Liên Chiểu Đà Nẵng phương pháp Von – Ampe hòa tan Tác giả Lê Thị Mùi – Đại Học Sư Phạm thuộc Đại Học Đà Nẵng Nghiên cứu hấp phụ trao đổi ion xơ dừa vỏ trấu biến tính, Lê Thanh Hưng, Phạm Thành Quân, Lê Minh Tâm, Nguyễn Xuân thơm, Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia TPHCM Nghiên cứu tách ion Cu 2+ dung dich ̣ nư ớc vật liệu hấp phụ ben tonit thuâ ̣n hải Luâ ̣n vă ̣n tố t nghiê ̣p của Lê Tự Hải trường Đa ̣i ho ̣c Sư pha ̣m, Đa ̣i ho ̣c Đà nẵng Chương I: Giới thiê ̣u chung Nghiên cứu khả hấ p phụ ion kim loại đồ ng và kẽm nước thải xi mạ bằ ng vỏ trấ u Đường cong lý thuyết thực nghiệm của quá trinh khảo sát hấp phụ Zn2+bằng trấu sấy Qe(mg/g) Đường cong lý thuyết Đường cong thực nghiệm 0 Ce(mg/l) Hình 5.10.3:Đường cong lý thuyế t và thực nghiê ̣m 5.10.2 Ảnh hưởng tới trấu than: Bảng 5.10.2 Kết qủa khảo sát ảnh hƣởng nồng độ tới khả hấp phụ Zn2+ trấu than: STT 10 11 Co(mg/l) 12 16 20 24 28 32 36 40 44 Itb(nA) 49.28 96.64 189.69 222.44 308.99 387.71 270.43 309.18 369.44 395.6 414.46 Ce đo(mg/l) 0.002 0.009 0.022 0.026 0.038 0.049 0.033 0.038 0.047 0.05 0.053 100 100 100 100 100 100 200 200 200 200 250 Ce (mg/g) 0.2 0.9 2.2 2.6 3.8 4.9 6.6 7.6 9.4 10 13.25 Ce/q 0.21 0.51 0.9 0.78 0.94 1.03 1.23 1.25 1.41 1.33 1.72 q(mg/g) 0.95 1.77 2.45 3.35 4.05 4.77 5.35 6.1 6.65 7.5 7.68 HS pha loãng Các thông số bảng tương tự bảng 5.10.1 Với Ce và Ce/qe tính số liệu bảng 5.11.2 ta vẽ phương trình langmuir dang đường thẳng sau: Chương VI: Kế t luận và khuyế n nghi ̣ 65 Nghiên cứu khả hấ p phụ ion kim loại đồ ng và kẽm nước thải xi mạ bằ ng vỏ trấ u Ce/q Phương trình langmuir y = 0.098x + 0.4809 R2 = 0.9049 1.8 1.6 1.4 1.2 0.8 0.6 0.4 0.2 0 10 12 14 Ce(mg/l) Hình 5.10.4 Phương trình đẳ ng nhiê ̣t Langmuir dạng đường thẳng nhiệt độ phòng Với Ce và qe có từ tính toán ta có logCe và logq e sau: logCe -0.699 -0.046 0.342 0.415 0.58 0.69 0.82 0.881 0.973 1.122 logqe -0.022 0.248 0.389 0.525 0.607 0.679 0.728 0.785 0.823 0.875 0.885 Từ kết có bảng ta vẽ đươ ̣c phương trì nh đường thẳ ng Freundich: Phương trình Freundich y = 0.5294x + 0.3004 R2 = 0.9826 0.8 Logqe 0.6 0.4 0.2 -1 -0.5 0.5 1.5 -0.2 LogCe Hình 5.10.5 Phương trình đường thảng Freundlich Ta nhâ ̣n thấ y đường Freundlich có R =0.9826 đường Langmuir có R2 =0.905 đường Freundich có R2 cao nên đô ̣ tin câ ̣y cao hơn, điều cho thấy Chương VI: Kế t luận và khuyế n nghi ̣ 66 Nghiên cứu khả hấ p phụ ion kim loại đồ ng và kẽm nước thải xi mạ bằ ng vỏ trấ u đường Freundlich gần với thực nghiệm đó ta sử du ̣ng thông số của đường Freundich cho các tính toán tiế p theo: Từ phương triǹ h đường Freundlich : Y=0.53x+0.3 Có hệ số góc a=0.53 hệ số tự do: b=0.3 ta xác định thông số: 1/n=0.53 Kf =100 = 1.99 Như vâ ̣y từ các thông số thay vào công thức qe= Kf Ce1/n ta tin ́ h la ̣i đươ ̣c các giá trị qe lý thuyết theo Ce: Ce(mg/l) 0.2 q(mg/g) 0.9 0.95 1.775 2.2 2.6 2.45 3.35 3.8 4.9 6.6 7.6 9.4 4.05 4.775 5.35 6.1 6.65 10 13.25 7.5 7.68 qe lí thuyế t 0.828 1.879 3.058 3.35 4.119 4.732 5.566 6.01 6.749 6.98 8.137 Từ bảng số liê ̣u ta có đồ thi ̣biể u diễn đường cong lý thuyế t và thực nghiê ̣m : Đường cong lý thuyết thực nghiệm qe(mg/g) Đường cong lý thuyết Đường cong thực nghiệm 0 10 15 Ce(mg/l) Hình 5.10.6 Đường cong lý thuyết thực nghiệm trình khảo sát hấp phụ ion Zn2+ trấu than Như ta nhận thấy trình hấp phụ ion Zn2+ trấu sấy tăng dung lượng hấp phụ tăng nồng độ ion kẽm đầu vào Ta có bảng tổng hợp thông số trình khảo sát hấp phụ Zn2+ sau: Chương VI: Kế t luận và khuyế n nghi ̣ 67 Nghiên cứu khả hấ p phụ ion kim loại đồ ng và kẽm nước thải xi mạ bằ ng vỏ trấ u Thông số Trấu sấy Trấu than qmax 7.25 10.2 KL 0.51 0.2 KF 1.99 2.22 1/n 0.52 0.53  Pt langmuir R2 =0.9754 R2=0.905  PT Freundich: R2= 0.9565 R2=0.9826 Nhận xét: Từ kết khảo sát ta thấy trấu than có khả hấp phụ tốt so với trâu sấy Với trấu sấy trình hấp phụ tuân theo quy luật hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir nhiều chứng tỏ xảy trình hấp phụ đơn lớp, số hấp phụ Kf trình hấp phụ trấu khả hấp phụ ion Kẽm lại so với hấp phụ ion đồng đố i với cả loại trấu Kế t khảo sát cho thấy hai đường đẳng nhiệt Langmuir Freundich có R2 cao và gầ n bằ ng chứng tỏ quá trin ̀ h hấ p phu ̣ tuân theo quy luâ ̣t và đường thực nghiê ̣m cũng sát với đường lý thuyế t vâ ̣y kế t khảo sát có độ tin cậy cao Chương VI: Kế t luận và khuyế n nghi ̣ 68 Nghiên cứu khả hấ p phụ ion kim loại đồ ng và kẽm nước thải xi mạ bằ ng vỏ trấ u Chương VI: KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHI ̣ 6.1 Kế t luâ ̣n Trong suốt trình nghiên cứu để hoàn thành khóa luận tốt nghiệp bên cạnh kiến thức lĩnh vực nghiên cứu, người nghiên cứu học hỏi rút nhiều kinh nghiệm, kỹ cần thiết Trên sở tổ ng hơ ̣p các kế t quả mà đề tà i có được, phạm vi giới hạn mặt không gian thời gian , người nghiên cứu đã tiế n hành quá triǹ h nghiên cứu cho các kế t quả thực nghiê ̣m có ý nghiã cụ thể như: - Tiế n hành nghiên cứu cách kỹ lưỡng khả hấp phụ ion kim loại nặng Cu 2+ Zn 2+ bằ ng vỏ trấ u sấ y và trấ u than , vâ ̣t liê ̣u hấ p phụ chất phế phẩm nông nghiệp phổ biến, rẻ tiền loại vật liệu thân thiện không gây độc hại cho môi trường Việc áp dụng kết nghiên cứu vào thực tiễn giúp giải vấn đề giảm thiểu lượng lớn chất thải nông nghiêp loại bỏ đươ ̣c hàm lươ ̣ng kim loại nặng nước thải - Nghiên cứu vật liệu vỏ trấu ứng dụng nhiều lĩnh vực khác Việt Nam chưa có nghiên cứu sâu khả hấp phụ ion Cu2+ Zn2+ xem tính đề tài - Đề tài đã th ực thời hạn đ ảm bảo v ề mă ̣t hin ̀ h thức và nô ̣i dung cụ thể: Nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố như: pH dung dịch, liều lượng trấu hấp phụ, thời gian tiếp xúc, nồng độ ion kim loại dung dịch, tìm giá trị pH tối ưu, liều lượng tối ưu, thời gian cân bằng, dung lượng hấp phụ cực đại Chế tạo mô hình cột lọc Bên cạnh nhiều thiếu sót kiến thức kinh nghiệm mà thân người nghiên cứu chưa hoàn thiện lý khách quan lẫn chủ quan kể đến mặt hạn chế sau đề tài: - Chỉ tiế n hành nghiên cứu với hai loa ̣i kim loa ̣i nă ̣ng Cu2+ Zn2+ mẫu tự pha mà chưa tiến hành thí nghiệm với mẫu thật nước thải công nghiệp xi mạ - Chưa tiến hành nghiên cứu hấp phụ với số ion độc hại khác nước thải công nghiệp xi mạ như: ion Cacdimi, Arsen, crom, Chương VI: Kế t luận và khuyế n nghi ̣ 69 Nghiên cứu khả hấ p phụ ion kim loại đồ ng và kẽm nước thải xi mạ bằ ng vỏ trấ u - Chưa phân tích hết thành phần tính chất hóa học diện tích bề mặt vỏ trấu - Chưa nghiên cứu trình tái hấp phụ loại vật liệu trấu sấy trấu than - Do ̣n chế về mă ̣t sở vâ ̣t chấ t nên nhiề u công đoa ̣n quá trin ̀ h thí nghiê ̣m còn thủ công chưa chuẩ n xác dẫn tới những sai số không tránh khỏi - Mô ̣t vài nhâ ̣n đinh, ̣ nhận xét mang tính chủ quan 6.2 Khuyế n nghị: - Cầ n có thề m các thí nghiê ̣m phân tích k ỹ thành phần tính chất vỏ trấu để nắm rõ thành phần tính chất từ đưa các kế t luâ ̣n chuẩ n xác Từ đó có thể so sánh khả hấ p phu ̣ với mô ̣t số vâ ̣t liê ̣u hấ p phu ̣ là các phụ phẩm nông nghiệp khác nghiên cứu để tim ̀ loa ̣i vâ ̣t liê ̣u tố i ưu cho trình hấp phụ kim loại nă ̣ng - Nên tiế p tu ̣c nghiên cứu thêm khả hấ p phu ̣ của vỏ trấ u với mô ̣t số các kim loa ̣i nă ̣ng và đô ̣c ̣i khác tr ong thành phần nước thải công nghiê ̣p xi ma ̣ ví dụ ion Cd, Pb, As,… - Quá trình nghiên cứu tiến hành phạm vi phòng thi nghiệm với mô hiǹ h nhỏ nên các kế t quả đa ̣t đươ ̣c chưa mang tin ́ h thực tế đó cầ n tiế n hành thử nghiê ̣m mô ̣t mô hình thực tế lớn Chương VI: Kế t luận và khuyế n nghi ̣ 70 Nghiên cứu khả hấ p phụ ion kim loại đồ ng và kẽm nước thải xi mạ bằ ng vỏ trấ u TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lê Huy Bá, 2000, Độc học môi trường, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội [2] Lê Văn Cát, 1999,Cơ sở hoá học xử lý nước, NXB KH & KT, Hà Nội [3] Đặng Thị Kim Chi, 2006, Hóa học môi trường, NXB KH & KT, Hà Nội [4] Nguyễn Tinh Dung ,2008,Hóa học phân tích 1Cân ion trog dung dịch, , NXB Đại học Sư phạm Tp HCM [5] Lê Tự Hải, Nghiên cứu tách ion Cu 2+ dung dich ̣ nước bằ ng vâ ̣t liê ̣u hấ p phụ Bentonit thuận Hải, Trường Đa ̣i ho ̣c Sư pha ̣m, Đa ̣i ho ̣c Đà Nẵng [6] Lê Thanh Hưng, Phạm Thành Quân, Lê Minh Tâm, Nguyễn Xuân thơm, Nghiên cứu hấp phụ trao đổi ion xơ dừa vỏ trấu biến tính, 2006, Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia TPHCM [7] Trần Tứ Hiếu, Hóa học phân tích, 2004, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội [8] Trung tâm đào ta ̣o ngành nước và môi trường ,2006, Sổ tay xử lý nước tâ ̣p 1, NXB Xây Dựng, Hà Nội [9] Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga, 2005, Giáo trình công nghệ xử lý nước thải, NXB KH & KT, Hà Nội, [10] Nguyễn Văn Sức , 2006, giảng kỹ thuật xử lý nước thải , Đa ̣i ho ̣c Sư Pha ̣m Kỹ Thuật Tp HCM [11] Hồ Viết Quý, Các phương pháp phân tích công cụ Hóa học đại, 2005, NXB Đại học Sư phạm Tp HCM [12] Tiêu chuẩ n xây dựng 51-2006 [13] Phạm Đức Tài, 2009, Nghiên cứu hấp phụ Cd2+ Pb2+ chitosan khâu mạch chưa khâu mạch, Đồ án tốt nghiệp, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM Tài liê ̣u tham khảo I Nghiên cứu khả hấ p phụ ion kim loại đồ ng và kẽm nước thải xi mạ bằ ng vỏ trấ u [14] Nguyễn Tiế n Bách ,2009, Nghiên cứu hấp phụ Arsen chitosan_MnO2 chế tạo Cartridge cho hệ thông slọc arsen nước ngầm, Đồ án tốt nghiệp, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp HCM [15] http://www.wikipedia.org/wiki/Cu [16] http://www.wikipedia.org/wiki/Zn [17] http://www.ntu.edu.vn/canbo/ /cautaogiaiphauhat.ppt.aspx Tài liê ̣u tham khảo II Nghiên cứu khả hấ p phụ ion kim loại đồ ng và kẽm nước thải xi mạ bằ ng vỏ trấ u PHỤ LỤC I TCVN 5945 – 2005 TIÊU CHUẨN THẢI CỦA NƢỚC THẢI CÔNG NGHIỆP Thông số TT Nồ ng đô ̣ Giá trị tới hạn A B C 40 40 45 Nhiệt độ pH 6-9 5,5-9 5-9 Mùi Không khó Không khó - chịu chịu 20 50 - o C Mầu sắc, Co-Pt pH = BOD5 (20oC) mg/l 30 50 100 COD mg/l 50 80 400 SS mg/l 50 100 200 Asen mg/l 0,05 0,1 0,5 Thủy ngân mg/l 0,005 0,01 0,01 10 Cadmi mg/l 0,005 0,01 0,5 11 Chì mg/l 0,1 0,5 12 Crom ( IV) mg/l 0,05 0,1 0,5 13 Crom (III) mg/l 0,2 14 Đồng mg/l 2 15 Kẽm mg/l 3 16 Mangan mg/l 0,5 17 Niken mg/l 0,2 0,5 18 Sắt mg/l 10 19 Xianua mg/l 0,07 0,1 0,2 20 Thiếc mg/l 0,2 21 Phenol mg/l 0,1 0,5 22 Dầu mỡ khoáng mg/l 5 10 23 Dầu động thực vật mg/l 10 20 30 24 Hóa chất bảo vệ thực mg/l 0,3 mg/l 0,1 0,1 vật: Lân hữu 25 Hóa chất bảo vệ thực vật: Clo hữu Phụ lục III Nghiên cứu khả hấ p phụ ion kim loại đồ ng và kẽm nước thải xi mạ bằ ng vỏ trấ u 27 Tổng nitô mg/l 15 30 60 28 Tổng phôtpho mg/l 29 Amoni(tính theo Nitơ) mg/l 10 15 30 Florua mg/l 10 15 31 PCBs mg/l 0,003 0,01 0,05 32 Sunfua mg/l 0,2 0,5 33 Clo dư mg/l - 34 Coliform MPN/100 ml 3000 5000 - 35 Xét nghiệm sinh học 90% cá sống sót sau 96 (Bioassay) 100% nước thải 36 Tổng hoạt độ phóng - Bq/l 0,1 0,1 - Bq/l 0,1 0,1 - xạ  37 Tổng hoạt độ phóng xạ  Phụ lục IV Nghiên cứu khả hấ p phụ ion kim loại đồ ng và kẽm nước thải xi mạ bằ ng vỏ trấ u PHỤ LỤC II Nƣớc thải công nghiệp xi mạ: nguy và biện pháp xử lý Bài viết đề cập đến phương pháp xử lý nước thải công nghiệp, sau trình gia công kim loại phương pháp xi mạ Nước thải công nghiệp chưa qua xử lý xả trực tiếp môi trường Ảnh hƣởng chất thải xi mạ Hiện tại, tập trung phát triển ngành công nghiệp phụ trợ, kỳ vọng đặc biệt vào ngành gia công kim loại Do vậy, nhu cầu gia công mạ kim loại ngày lớn từ việc xử lý chất thải gia công mạ - yếu tố có nhiều khả phá hủy môi trường, cần thiết cần giải triệt để Nước thải phát sinh trình mạ kim loại chứa hàm lượng kim loại nặng cao độc chất sinh vật, gây tác hại xấu đến sức khỏe người Nhiều công trình nghiên cứu cho thấy, với nồng độ đủ lớn, sinh vật bị chết thoái hóa, với nồng độ nhỏ gây ngộ độc mãn tính tích tụ sinh học, ảnh hưởng đến sống sinh vật lâu dài Do đó, nước thải từ trình xi mạ kim loại, không xử lý, qua thời gian tích tụ đường trực tiếp hay gián Phụ lục V Nghiên cứu khả hấ p phụ ion kim loại đồ ng và kẽm nước thải xi mạ bằ ng vỏ trấ u tiếp, chúng tồn đọng thể người gây bệnh nghiêm trọng, viêm loét da, viêm đường hô hấp, eczima, ung thư Kết nghiên cứu gần trạng môi trường nước ta cho thấy, hầu hết nhà máy, sở xi mạ kim loại có quy mô vừa nhỏ, áp dụng công nghệ cũ lạc hậu, lại tập trung chủ yếu thành phố lớn, Hà Nội, Hải Phòng, TP.HCM, Đồng Nai Trong trình sản xuất, sở (kể nhà máy quốc doanh liên doanh với nước ngoài), vấn đề xử lý ô nhiễm môi trường chưa xem xét đầy đủ việc xử lý mang tính hình thức, chiếu lệ, việc đầu tư cho xử lý nước thải tốn việc thực thi Luật Bảo vệ môi trường chưa nghiêm minh Nước thải mạ thường gây ô nhiễm kim loại nặng, crôm, niken độ pH thấp Phần lớn nước thải từ nhà máy, sở xi mạ đổ trực tiếp vào cống thoát nước chung mà không qua xử lý triệt để, gây ô nhiễm cục trầm trọng nguồn nước Kết khảo sát số nhà máy khí Hà Nội cho thấy, nồng độ chất độc có hàm lượng ion kim loại nặng, crôm, niken, đồng cao nhiều so với tiêu chuẩn cho phép; số sở mạ điện có hệ thống xử lý nước thải chưa trọng đầy đủ đến thông số công nghệ trình xử lý để điều chỉnh cho phù hợp đặc tính nước thải thay đổi Tại TP.HCM, Bình Dương Đồng Nai, kết phân tích chất lượng nước thải nhà máy, sở xi mạ điển hình địa phương cho thấy, hầu hết sở không đạt tiêu chuẩn nước thải cho phép: hàm lượng chất hữu cao, tiêu kim loại nặng vượt nhiều lần tiêu chuẩn cho phép, COD dao động khoảng 320885 mg/lít thành phần nước thải có chứa cặn sơn, dầu nhớt Hơn 80% nước thải nhà máy, sở xi mạ không xử lý Chính nguồn thải gây ô nhiễm nghiêm trọng đến môi trường nước mặt, ảnh hưởng đáng kể chất lượng nước sông Sài Gòn sông Đồng Nai Ước tính, lượng chất thải loại phát sinh ngành công nghiệp xi mạ năm tới lên đến hàng ngàn năm Công nghệ xử lý ô nhiễm nƣớc thải xi mạ Phụ lục VI Nghiên cứu khả hấ p phụ ion kim loại đồ ng và kẽm nước thải xi mạ bằ ng vỏ trấ u Nhằm góp phần bảo vệ môi trường, xử lý nước thải công nghiệp mạ, Công ty Nosaka Electric, Nhật Bản, nghiên cứu ứng dụng Việt Nam “Hệ thống thu hồi tài nguyên, tiết kiệm lượng màng kiểu mới” Xuất phát từ thực tiễn ngành nghề có xử lý bề mặt, ngành mạ, nhiều loại axit sử dụng để tẩy rửa sản phẩm xử lý bề mặt, lượng axit thải Lượng axit thải bao gồm thành phần tái sử dụng phương pháp thu hồi có hiệu quả, nên nhà máy mạ thường phải trả khoản phí không nhỏ cho doanh nghiệp xử lý axit thải để họ mang đi, xử lý phương pháp trung hoà hay lắng tụ Trong trường hợp thuê người mang đi, sở phát sinh thêm chi phí, làm tăng giá thành sản phẩm Trường hợp xử lý trung hòa, axit giải phóng thành muối, kim loại chôn dạng hydroxit, từ góc độ sử dụng tài nguyên môi trường chống ô nhiễm lợi Hệ thống xử lý nước thải KCN Nhơn trạch II Công nghệ dựa vào việc thu hồi tái sử dụng axit thải, đồng thời giảm lượng lớn chất thải lỏng mà khai thác nhờ sử dụng thiết bị xử lý axit thải lắp đặt trường, bao gồm quy trình màng lọc kỹ mới, dẫn đến việc giảm giá thành giảm thiểu vấn đề ô nhiễm môi trường Phụ lục VII Nghiên cứu khả hấ p phụ ion kim loại đồ ng và kẽm nước thải xi mạ bằ ng vỏ trấ u Hệ thống có đặc trưng axit, kiềm, nước phân ly tái sử dụng cách tuần hoàn; kim loại, vật chất cao phân tử cô đặc; tiết kiệm lượng không phát sinh biến đổi bốc hay kết tủa Thiết bị phân ly màng vận hành tự động Theo đánh giá ban đầu Viện Nghiên cứu Tài nguyên Môi trường hệ thống hữu hiệu việc xử lý nước thải hay dung dịch thải có kim loại [Theo http://www.tin247.com/nuoc_thai_cong_nghiep_ma_doc_hai%2C_xu_ly-1221539029.html ] Phụ lục VIII [...].. .Nghiên cứu khả năng hấ p phụ ion kim loại đồ ng và kẽm trong nước thải xi ma bằ ng vỏ trấ u Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ VỎ TRẤU VÀ ION KIM LOẠI NẶNG Cu2+VÀ Zn2+ TRONG NƢỚC THẢI CÔNG NGHIỆP XI MA Trong quá trình nghiên cứu và tìm hiểu các tí nh chất của các vật liệu tự nhiên có sẵn đặc biệt là đối với các loại phụ phẩm nông nghiệp, người nghiên cứu nhận thấy vỏ trấu là loại. .. khi cân bằng hấp phụ của nguyên tố i, mg/l hoặc mol/l ChươngIII Lý thuyết về hấp phụ 24 Nghiên cứu khả năng hấ p phụ ion kim loại đồ ng và kẽm trong nước thải xi ma bằ ng vỏ trấ u V: Thể tích của dung dịch nghiên cứu (lít) m: Khối lượng của chất hấp phụ 3.6 Động học hấp phụ Diện tích của lớp vật liệu hấp phụ xảy ra được gọi là vùng truyền khối (MTZ) sau khi chất ô nhiễm bị hấp phụ trong. .. này c ó trong nước thải đă ̣c biê ̣t nước thải xi ma ̣ la ̣i có hà m lươ ̣ng rấ t cao lên tới 100 mg/l với nồ ng đô ̣ như vâ ̣y sẽ trực tiếp hoă ̣c gián tiế p gây những ảnh hưởng Chương II: Cơ sở lý thuyế t về vỏ trấ u và kim loại nặng 11 Nghiên cứu khả năng hấ p phụ ion kim loại đồ ng và kẽm trong nước thải xi ma bằ ng vỏ trấ u nguy ha ̣i đến sức khỏe con người như... thuyết về hấp phụ kl  Ce (3.4) 1  kl  Ce 1 1 1 1    qe qm qm  kl Ce 22 Nghiên cứu khả năng hấ p phụ ion kim loại đồ ng và kẽm trong nước thải xi ma bằ ng vỏ trấ u Hay : Ce 1 1    Ce qe kl  qm qm Trong đó:  qe: nồng độ chất bị hấp phụ trong trạng thái cân bằng với Ce  qm: nồng độ chất bị hấp phụ tối đa  kL: hằng số hấp phụ  Ce: Nồng độ cân bằng của chất hấp bị hấp phụ Biể... và kim loại nặng 10 Nghiên cứu khả năng hấ p phụ ion kim loại đồ ng và kẽm trong nước thải xi ma bằ ng vỏ trấ u Nguồn gây ô nhiễm Đồ ng và Kem ̃ rất đa dạng , và cũng tồn tại ở mọi loại hình sản xuất và sinh hoạt của xã hội như: Trong công nghiệp: Công nghiệp khai khoáng và luyện kim : Đây là nguồn phát thải lớn nhất trong công nghiệp Không chỉ riêng ngành khai thác và tinh chế kim. .. chất hấp phụ Trong trạng thái bị hấp phụ các phân tử trên bề mặt chất rắn không tương tác với nhau - Quá trình hấp phụ là động, tức là quá trình hấp phụ và nhả hấp phụ có tốc độ bằng nhau khi đạt trạng thái cân bằng Tốc độ hấp phụ tỉ lệ với các vùng chưa bị chiếm chỗ (tâm hấp phụ) , tốc độ nhả hấp phụ tỉ lệ thuận với các tâm đã bị hấp phụ chiếm chỗ Tốc độ hấp phụ (ra ) và nhả hấp phụ (rd ) có thể tính bằng: ... và kem ̃ trong nƣớc thái công nghiệp STT Kim loại Nồ ng đô ̣ 1 Đồng 2 Kẽm Gía trị tới hạn A B C mg/l 2 2 5 mg/l 3 3 5 [Trích phụ lục tiêu chuẩn Việt Nam 5945-2005 đối với nước thải công nghiệp] Chương II: Cơ sở lý thuyế t về vỏ trấ u và kim loại nặng 12 Nghiên cứu khả năng hấ p phụ ion kim loại đồ ng và kẽm trong nước thải xi ma bằ ng vỏ trấ u Bảng 2.2 Hàm lƣợng kẽm trong môi... trong khả năng trao đổi ion của các lignocelluloses [Theo Nghiên cứu khả năng hấ p phu ̣ và trao đổ i ion của xơ dừa và vỏ trấ u biế n tính, Lê Thanh Hưng, Phạm Thành Quân,Lê Minh Tâm, Viê ̣n CN hóa ho ̣c Tp HCM ] Dựa vào các đă ̣c tiń h đươ ̣c nói trên của vỏ trấ u ma ta có thể ứng du ̣ng vào viê ̣c nghiên cứu chế ta ̣o vâ ̣t liê ̣u hấ p phu ̣ 2 kim loa ̣i Cu và Zn trong. .. hấ p phu ̣ trong cô ̣t,(g) ChươngIII Lý thuyết về hấp phụ 25 Nghiên cứu khả năng hấ p phụ ion kim loại đồ ng và kẽm trong nước thải xi ma bằ ng vỏ trấ u Q: Lưu lươ ̣ng (l/ph) Co : Nồ ng đô ̣ chấ t bi ̣hấ p phu ̣ trong nước rửa(mg/l) Cb: Nồ ng đô ̣ chấ t bi ̣hấ p phu ̣ Breakthrough(mg/l) tb: Thời gian Breakthrough, phút [ Theo bài giảng Kỹ thuâ ̣t xử lý nước thải của PGS... thuyết về hấp phụ (3.3) 21 Nghiên cứu khả năng hấ p phụ ion kim loại đồ ng và kẽm trong nước thải xi ma bằ ng vỏ trấ u Trong đó: -x/m: Khối lượng chất bị hấp phụ trên 1 đơn vị khối lượng chất hấp phụ (mg/g) -a,b : Hằng số kinh nghiệm -Ce: Nồng độ chất bị hấp phụ ở trạng thái cân bằng (mg/l) Đẳng nhiêt Langmuir dựa trên một số giả thuyết sau (1918): - Bề mặt chất hấp phụ đồng nhất về năng lượng