Nghiên cứu chế tạo than hoạt tính từ vỏ trấu bằng phương pháp oxi hóa và ứng dụng làm chất hấp phụ trong xử lý nước thải

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Giáo viên hướng dẫn : ThS Phạm Thị Minh Thúy Sinh viên : Bùi Thị Hà HẢI PHÒNG - 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO THAN HOẠT TÍNH TỪ VỎ TRẤU BẰNG PHƯƠNG PHÁP OXI HÓA VÀ ỨNG DỤNG LÀM CHẤT HẤP PHỤ TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Giáo viên hướng dẫn : ThS Phạm Thị Minh Thúy Sinh viên : Bùi Thị Hà HẢI PHÒNG - 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên: Bùi Thị Hà Mã SV: 1212301002 Lớp: MT1601 Ngành: Kỹ thuật môi trường Tên đề tài: Nghiên cứu chế tạo than hoạt tính từ vỏ trấu phương pháp oxi hóa ứng dụng làm chất hấp phụ xử lý nước thải NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI Nội dung yêu cầu cần giải nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp (về lý luận, thực tiễn, số liệu cần tính toán vẽ): - Chế tạo vật liệu hấp phụ từ vỏ trấu - Tìm yếu tố tối ưu cho trình hấp phụ Mangan vật liệu hấp phụ …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …….……………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính toán: - Số liệu thực nghiệm liên quan đến trình thí nghiệm như: pH, thời gian hấp phụ, khối lượng vật liệu hấp phụ, tải trọng hấp phụ, giải hấp… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… Địa điểm thực tập tốt nghiệp Phòng thí nghiệm F203 Trường Đại học Dân lập Hải Phòng …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Người hướng dẫn thứ nhất: Họ tên: Phạm Thị Minh Thúy Học hàm, học vị: Thạc sỹ Cơ quan công tác: Khoa Môi trường, Trường Đại học Dân lập Hải Phòng Nội dung hướng dẫn: “Nghiên cứu chế tạo than hoạt tính từ vỏ trấu phương pháp oxi hóa ứng dụng làm chất hấp phụ xử lý nước thải” Người hướng dẫn thứ hai: Họ tên: …………………………………………………………………………… Học hàm, học vị: ………………………………………………………………… Cơ quan công tác:………………………………………………………………… Đề tài tốt ngiệp giao ngày 16 tháng năm 2016 Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày tháng năm 2016 Đã nhận nhiệm vụ ĐTTN Đã giao nhiệm vụ ĐTTN Sinh viên Người hướng dẫn Bùi Thị Hà ThS Phạm Thị Minh Thúy Hải Phòng, ngày tháng năm 2016 HIỆU TRƯỞNG GS.TS.NGƯT TRẦN HỮU NGHỊ CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Tinh thần thái độ sinh viên trình làm đề tài tốt ngiệp: - Chăm chỉ, chịu khó học hỏi, tích cực nghiên cứu tài liệu phục vụ cho trình làm khóa luận tốt nghiệp - Sắp xếp thời gian hợp lý, làm việc khoa học …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Đánh giá chất lượng khóa luận (so với nội dung yêu cầu đặt nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp mặt lý luận, thực tiễn, tính toán số liệu ): - Đạt yêu cầu khóa luận tốt nghiệp Cho điểm cán hướng dẫn (ghi số chữ): Hải Phòng, ngày tháng năm 2016 Cán hướng dẫn (Họ tên chữ ký) ThS Phạm Thị Minh Thúy Khóa luận tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc em xin chân thành cảm ơn ThS Phạm Thị Minh Thúy giao đề tài tận tình hướng dẫn em suốt trình em thực đề tài khóa luận Em gửi lời cảm ơn tới tất thầy cô khoa Kỹ thuật Môi trường toàn thể thầy cô dạy em suốt khóa học trường ĐHDL Hải Phòng Và em xin gửi lời cảm ơn tới bạn bè gia đình động viên tạo điều kiện giúp đỡ em việc hoàn thành khóa luận Do hạn chế thời gian trình độ hiểu biết nên đề tài nghiên cứu không tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận bảo, đóng góp thầy, cô để khóa luận hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hải Phòng, tháng năm 2016 Sinh viên Bùi Thị Hà Sinh viên: Bùi Thị Hà Khóa luận tốt nghiệp MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Nước ô nhiễm nguồn nước kim loại nặng 1.1.1 Vai trò nước 1.1.2 Tình trạng ô nhiễm nước kim loại nặng [6] 1.1.3 Một số nguồn gây ô nhiễm kim loại nặng [6] 1.1.3.1 Hoạt động khai thác mỏ 1.1.3.2 Công nghiệp mạ, luyện kim 1.1.3.3 Công nghiệp sản xuất hợp chất vô 1.1.4 Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải công nghiệp (QCVN 40:2011/BTNMT) [17] 1.1.4.1 Phạm vi điều chỉnh 1.1.4.2 Đối tượng áp dụng 1.1.4.3 Giải thích thuật ngữ 1.1.4.4 Quy định kỹ thuật 1.2.1 Tác dụng sinh hóa kim loại nặng môi trường sức khỏe người [6] 1.2.2 Đại cương kim loại nặng tiêu biểu ảnh hưởng chúng đến môi trường 10 1.2.2.1 Asen [1,16] 10 1.2.2.2 Thủy ngân [1,16] 13 1.2.2.3 Chì [1,10,16] 15 1.2.2.4 Cadimium [1,13] 16 1.2.2.5 Sắt [1,3,13] 18 1.2.2.6 Mangan [1] 19 1.3 Một số phương pháp xử lý nguồn nước bị ô nhiễm kim loại nặng 20 1.3.1 Phương pháp kết tủa [12] 20 Sinh viên: Bùi Thị Hà Khóa luận tốt nghiệp 1.3.2 Phương pháp trao đổi ion [3,12] 20 1.3.3 Phương pháp điện hóa [12] 21 1.3.4 Phương pháp oxy hóa khử [3,12] 21 1.3.5 Phương pháp sinh học [12] 21 1.3.6 Phương pháp hấp phụ [3,12] 21 1.3.6.1 Hiện tượng hấp phụ 21 1.3.6.2 Hấp phụ môi trường nước 23 1.3.6.3 Động học hấp phụ 24 1.3.6.4 Cân hấp phụ - Các phương trình đẳng nhiệt hấp phụ 25 1.3.6.5 Một số yếu tố ảnh hưởng đến trình hấp phụ [4,9] 28 1.3.6.6 Ứng dụng phương pháp hấp phụ việc xử lý nước thải 29 1.4 Một số phương pháp định lượng kim loại 29 1.4.1 Phương pháp thể tích [2,11] 29 1.4.2 Phương pháp trắc quang [2,7,8] 30 1.4.2.1 Nguyên tắc 30 1.4.2.2 Các phương pháp phân tích định lượng trắc quang 31 1.5 Tổng quan than hoạt tính [5] 32 1.5.1 Thành phần ý nghĩa than hoạt tính 32 1.5.2 Phương pháp chế tạo than hoạt tính[4] 33 1.5.3 Ứng dụng than hoạt tính [15] 33 1.6 Giới thiệu vật liệu hấp phụ 34 1.6.1 Một số hướng nghiên cứu sử dụng phụ phẩm nông nghiệp làm vật liệu hấp phụ 34 1.6.2 Giới thiệu vỏ trấu [4,14] 34 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 36 2.1 Dụng cụ hóa chất 36 2.1.1 Dụng cụ 36 2.1.2 Hóa chất 36 Sinh viên: Bùi Thị Hà Khóa luận tốt nghiệp 2.2 Phương pháp xác định Mangan 36 2.2.1 Nguyên tắc 36 2.2.2 Trình tự phân tích 37 2.3 Xây dựng đường chuẩn Mangan 37 2.4 Chế tạo vật liệu hấp phụ từ vỏ trấu 39 2.5 Khảo sát khả hấp phụ nguyên liệu vật liệu hấp phụ 40 2.6 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp phụ vật liệu hấp phụ 40 2.6.1 Khảo sát ảnh hưởng thời gian đạt cân hấp phụ 40 2.6.2 Khảo sát ảnh hưởng khối lượng vật liệu đến trình hấp phụ 41 2.6.3 Khảo sát ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ 41 2.6.4 Khảo sát phụ thuộc trọng tải hấp phụ vào nồng độ cân 41 2.6.5 Khảo sát khả giải hấp tái sinh vật liệu hấp phụ 42 2.6.5.1 Khảo sát khả giải hấp 42 2.6.5.2 Khảo sát khả tái sinh 42 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 43 3.1 Kết khảo sát khả hấp phụ nguyên liệu vật liệu hấp phụ43 3.2 Kết khảo sát ảnh hưởng thời gian đạt cân hấp phụ đến trình hấp phụ 43 3.3 Kết khảo sát ảnh hưởng khối lượng vật liệu đến trình hấp phụ 45 3.4 Kết khảo sát ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ 46 3.5 Kết khảo sát phụ thuộc trọng tải hấp phụ vào nồng độ cân Mangan 47 3.6 Kết khảo sát khả giải hấp tái sinh vật liệu hấp phụ 49 KẾT LUẬN 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO 53 Sinh viên: Bùi Thị Hà Khóa luận tốt nghiệp Hình 2.4 Vỏ trấu sau xử lý trở thành than 2.5 Khảo sát khả hấp phụ nguyên liệu vật liệu hấp phụ Để so sánh khả hấp phụ nguyên liệu (vỏ trấu rửa sấy khô) vật liệu hấp phụ ta tiến hành sau: - Chuẩn bị bình tam giác có dung tích 250ml đánh dấu - Cho vào bình 1g nguyên liệu (vỏ trấu) bình lại cho 1g vật liệu hấp phụ - Thêm vào bình 100ml dung dịch Mn2+ nồng độ 100mg/l - Lắc bình máy lắc khoảng thời gian 60 phút , sau tiến hành lọc giấy lọc - Thu nước lọc đem phân tích làm trình tự phân tích 2.6 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp phụ vật liệu hấp phụ 2.6.1 Khảo sát ảnh hưởng thời gian đạt cân hấp phụ Để khảo sát ảnh hưởng thời gian đạt cân hấp phụ vật liệu đến trình hấp phụ, ta tiến hành sau: - Chuẩn bị bình tam giác có dung tích 250ml đánh dấu - Cho vào bình 1g vật liệu hấp phụ - Thêm vào bình 100ml dung dịch Mn2+ nồng độ 100mg/l Sinh viên: Bùi Thị Hà 40 Khóa luận tốt nghiệp - Lắc bình máy lắc khoảng thời gian khác nhau: 20; 40; 60; 80; 100; 120; 140, sau tiến hành lọc thu dung dịch lọc xác định trình tự phân tích - Từ kết thu tìm thời gian đạt cân hấp phụ 2.6.2 Khảo sát ảnh hưởng khối lượng vật liệu đến trình hấp phụ Để khảo sát ảnh hưởng khối lượng vật liệu đến trình hấp phụ, ta tiến hành sau: - Chuẩn bị bình tam giác có dung tích 250ml Đánh thứ tự bình - Cho vào bình 0,3; 0,5; 1; 1,5; 1,8; 2; 2,5 (g) vật liệu hấp phụ thêm 100ml dung dịch Mn2+ nồng độ 100mg/l - Xác định thời gian tới tối ưu thí nghiệm tiến hành lắc máy lắc khoảng thời gian đạt cân hấp phụ Sau lọc xác định nồng độ mangan dung dịch sau xử lý - Từ kết phân tích ta xác định khối lượng vật liệu hấp phụ tối ưu 2.6.3 Khảo sát ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ Một yếu tố quan trọng ảnh hưởng tới khả hấp phụ vật liệu pH, để khảo sát ảnh hưởng pH ta tiến hành sau: - Chuẩn bị bình tam giác có dung tích 250ml Đánh thứ tự bình - Cho vào bình 100ml dung dịch Mn2+ nồng độ 100mg/l điều chỉnh pH khác bình: 1; 2; 3; 4; - Cho vào bình khối lượng vật liệu hấp phụ tối ưu - Đem lắc khoảng thời gian đạt cân hấp phụ, sau lọc đo nồng độ đầu dung dịch - Từ kết ta xác định pH tối ưu để trình hấp phụ đạt hiệu suất tốt 2.6.4 Khảo sát phụ thuộc trọng tải hấp phụ vào nồng độ cân Để khảo sát phụ thuộc trọng tải hấp phụ vào nồng độ cân vật liệu ta tiến hành sau: - Chuẩn bị bình tam giác có dung tích 250ml Đánh thứ tự bình Sinh viên: Bùi Thị Hà 41 Khóa luận tốt nghiệp - Pha dung dịch Mn2+ với nồng độ khác nhau: 50, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400 mg/l - Cho vào bình 100ml dung dịch Mn2+ nồng độ trên, điều chỉnh pH tối ưu cho khối lượng vật liệu hấp phụ tối ưu - Tiến hành lắc khoảng thời gian đạt cân hấp phụ, sau lọc xác định nồng độ dung dịch sau xử lý - Từ kết ta vẽ đồ thị biểu diễn phụ thuộc tải trọng hấp phụ vào nồng độ cân bằng, từ tính tải trọng hấp phụ cực đại 2.6.5 Khảo sát khả giải hấp tái sinh vật liệu hấp phụ 2.6.5.1 Khảo sát khả giải hấp Lấy 100ml dung dịch Mn2+ nồng độ 100mg/l vào bình tam giác dung tích 250ml, chỉnh pH tối ưu cho lượng vật liệu hấp phụ tối ưu, đem lắc khoảng thời gian đạt cân hấp phụ Lọc đo nồng độ dung dịch thu sau xử lý, từ tính hàm lượng Mn2+ mà vật liệu hấp phụ Sau tiến hành giải hấp tách Mn2+ khỏi vật liệu cách cho lượng vật liệu hấp phụ vào 100ml dung dịch NaOH 1M 30 phút, cho trình giải hấp tiến hành lần Xác định nồng độ Mn2+ dung dịch NaOH trình tự phân tích Từ tính hàm lượng Mn2+ rửa giải 2.6.5.2 Khảo sát khả tái sinh Lấy 100ml dung dịch Mn2+ nồng độ 100mg/l vào bình tam giác dung tích 250ml, chỉnh pH tối ưu, lượng vật liệu hấp phụ tối ưu qua giải hấp Lắc khoảng thời gian đạt cân hấp phụ Sau lọc đo nồng độ sau xử lý, so sánh khả hấp phụ sau giải hấp với khả hấp phụ ban đầu, từ thấy vật liệu có khả tái sinh hay không Sinh viên: Bùi Thị Hà 42 Khóa luận tốt nghiệp CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Kết khảo sát khả hấp phụ nguyên liệu vật liệu hấp phụ Lấy bình tam giác dung tích 250ml có đánh số thứ tự, cho vào bình thứ 1g nguyên liệu vỏ trấu bình thứ hai 1g vật liệu hấp phụ Thêm vào bình 100ml dung dịch Mn2+ nồng độ 100mg/l Đem lắc máy lắc 60 phút lọc Lấy 10ml dung dịch sau lọc, tiến hành trình tự phân tích mangan Kết thu thể bảng 3.1 Bảng 3.1 Thông số hấp phụ nguyên liệu vật liệu hấp phụ Chất hấp phụ Co (mg/l) ABS Cf (mg/l) Cf dd sau xử lý (mg/l) Hiệu suất (%) Nguyên liệu 100 0,459 6,96 69,58 30,42 Vật liệu 100 0,31 4,74 47,41 52,59 Kết bảng 3.1 cho thấy nguyên liệu vật liệu hấp phụ có khả hấp phụ Mn2+ Tuy nhiên, hiệu suất hấp phụ vật liệu hấp phụ cao gấp 1,73 lần so với nguyên liệu Điều chứng tỏ nguyên liệu sau biến tính axit sunfuric đặc trở thành vật liệu hấp phụ có độ xốp cao nguyên liệu vỏ trấu ban đầu, diện tích bề mặt vật liệu tiếp xúc với dung dịch lớn nên khả hấp phụ tốt 3.2 Kết khảo sát ảnh hưởng thời gian đạt cân hấp phụ đến trình hấp phụ Lấy bình tam giác dung tích 250ml đánh số thứ tự Cho vào bình 1g vật liệu hấp phụ 100ml dung dịch Mn2+ nồng độ 100mg/l Đem lắc bình máy lắc khoảng thời gian khác nhau: 20; 40; 60; 80; 100; 120; 140 phút.Sau lọc thu dung dịch sau lọc, lấy 10ml đem phân tích Kết thu bảng 3.2 Sinh viên: Bùi Thị Hà 43 Khóa luận tốt nghiệp Bảng 3.2 Ảnh hưởng thời gian đến trình hấp phụ STT Co (mg/l) Thời gian (phút) ABS Cf (mg/l) Cf dd sau xử lý (mg/l) Hiệu suất (%) 100 20 0,401 6,10 60,1 39,05 100 40 0,34 5,19 51,9 48,13 100 60 0,312 4,77 47,7 52,29 100 80 0,256 3,94 39,4 60,63 100 100 0,248 3,82 38,18 61,82 100 120 0,241 3,71 37,14 62,86 100 140 0,239 3,68 36,85 63,15 Từ kết ta có đồ thị biểu diễn phụ thuộc khả hấp phụ Mangan dung dịch theo thời gian hấp phụ 65 Hiệu suất (%) 60 55 50 45 40 35 20 40 60 80 100 Thời gian (phút) 120 140 160 Hình 3.1 Ảnh hưởng thời gian đến trình hấp phụ Sinh viên: Bùi Thị Hà 44 Khóa luận tốt nghiệp Kết thực nghiệm cho thấy hiệu suất trình hấp phụ tăng dần, thời gian hấp phụ tăng từ 20 đến 80 phút.Khi tiếp tục kéo dài thời gian hấp phụ hiệu suất trình hấp phụ tăng không đáng kể Vậy ta chọn thời gian đạt cân hấp phụ 80 phút cho nghiên cứu 3.3 Kết khảo sát ảnh hưởng khối lượng vật liệu đến trình hấp phụ Lấy bình tam giác dung tích 250ml đánh số thứ tự Cho vào bình 0,3; 0,5; 1; 1,5; 1,8; 2g vật liệu hấp phụ 100ml dung dịch Mn2+ nồng độ 100mg/l Đem lắc bình máy lắc 80 phút Sau lọc thu dung dịch sau lọc, lấy 10ml đem phân tích Kết thu bảng 3.3 Bảng 3.3 Ảnh hưởng khối lượng vật liệu đến trình hấp phụ STT Co (mg/l) Khối lượng vật liệu hấp phụ (g) ABS 100 0,3 100 Cf (mg/l) Cf dd sau xử lý (mg/l) Hiệu suất (%) 0,405 6,15 61,55 38,45 0,5 0,346 5,28 52,77 47,23 100 0,259 3,98 39,82 60,18 100 1,5 0,223 3,45 34,46 65,54 100 1,8 0,191 2,97 29,70 70,30 100 0,178 2,78 27,77 72,23 100 2,5 0,169 2,64 26,43 73,57 Từ kết ta có đồ thị biểu diễn phụ thuộc khả hấp phụ Mangan dung dịch theo khối lượng vật liệu hấp phụ Sinh viên: Bùi Thị Hà 45 Khóa luận tốt nghiệp Hiệu suất (%) 75 65 55 45 35 0.5 1.5 Khối lượng (g) 2.5 Hình 3.2 Ảnh hưởng khối lượng vật liệu đến trình hấp phụ Kết thực nghiệm cho thấy: hiệu suất trình hấp phụ tăng nhanh khối lượng vật liệu tăng từ 0,3 đến 1,8g Khi tiếp tục tăng khối lượng vật liệu hiệu suất trình hấp phụ tăng không đáng kể Vậy chọn giá trị khối lượng vật liệu 1,8g cho nghiên cứu 3.4 Kết khảo sát ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ Lấy bình tam giác dung tích 250ml đánh số thứ tự Cho vào bình 1,8g vật liệu hấp phụ 100ml dung dịch Mn2+ nồng độ 100mg/l Đem lắc bình máy lắc 80 phút Sau lọc thu dung dịch sau lọc, lấy 10ml đem phân tích Kết thu bảng 3.4 Bảng 3.4 Ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ STT Co (mg/l) pH ABS Cf (mg/l) Cf dd sau xử lý (mg/l) Hiệu suất (%) 100 0,201 3,12 31,19 68,81 100 0,142 2,24 22,41 77,59 100 0,103 1,66 16,61 83,39 100 0,073 1,21 12,14 87,86 100 0,051 0,89 8,87 91,13 Sinh viên: Bùi Thị Hà 46 Khóa luận tốt nghiệp Từ kết ta có đồ thị biểu diễn phụ thuộc khả hấp phụ Mangan dung dịch theo pH Hiệu suất (%) 95 85 75 65 pH Hình 3.3 Ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ Kết cho thấy: pH tăng khả hấp phụ mangan vật liệu tăng (hiệu suất trình xử lý tăng) Nhưng TMn(OH)2 = 10-12,8 mà nồng độ Mn2+ 100mg/l nên pH>2 Mn2+ bị kết tủa nên hiệu suất trình xử lý Mangan vật liệu hấp phụ không xác (vì Mn2+ vừa kết tủa vừa bị hấp phụ) Vì chọn pH = cho trình nghiên cứu 3.5 Kết khảo sát phụ thuộc trọng tải hấp phụ vào nồng độ cân Mangan Lấy bình tam giác dung tích 250ml đánh số thứ tự Pha dung dịch Mangan với nồng độ khác nhau: 50; 120; 180; 210; 260; 300; 350; 400ml/l Cho vào bình 1,8g vật liệu hấp phụ 100nl dung dịch có nồng độ Chỉnh pH=2 đem lắc bình máy lắc 80 phút Sau lọc thu dung dịch sau lọc, lấy 10ml đem phân tích Kết thu bảng 3.5 Sinh viên: Bùi Thị Hà 47 Khóa luận tốt nghiệp Bảng 3.5.Kết khảo sát phụ thuộc tải trọng hấp phụ vào nồng độ cân Mangan STT Co (mg/l) ABS Cf (mg/l) Cf dd sau xử lý (mg/l) Tải trọng hấp phụ q (mg/g) Tỷ lệ Cf/q 50 0,031 0,59 5,89 2,45 2,40 120 0,106 1,71 17,05 5,72 3,98 180 0,193 3,00 30,00 8,33 3,60 210 0,255 3,92 39,23 9,49 4,13 260 0,367 5,59 55,89 11,34 4,93 300 0,482 7,3 73,01 12,61 5,79 350 0,664 10,01 100,09 13,88 7,21 400 0,829 12,46 124,64 15,30 8,15 Từ kết ta vẽ đồ thị biểu diễn phụ thuộc tải trọng hấp phụ q vào nồng độ cân Cf mangan đồ thị biểu diễn phụ thuộc Cf/q vào nồng độ cân Cf Tải trọng hấp phụ (mg/g) 16 12 Cf dd sau xử lý (mg/l) 0 20 40 60 80 100 120 140 Hình 3.4: Sự phụ thuộc tải trọng hấp phụ q vào nồng độ cân Cf Sinh viên: Bùi Thị Hà 48 Khóa luận tốt nghiệp y = 0.0491x + 2.1611 R² = 0.9985 Tỷ lệ Cf/q 20 40 60 80 100 Cf dd sau xử lý (mg/l) 120 140 Hình 3.5 Sự phụ thuộc Cf/q vào nồng độ cân Cf Kết thực nghiệm cho thấy hấp phụ mangan miêu tả tương đối tốt mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir vùng có nồng độ cao vùng có nồng độ thấp Theo phương trình đẳng nhiệt Langmuir ta có: tg α = 1/qmax Từ phương trình biểu diễn phụ thuộc Cf/q vào Cf ta tính được:tgα = 0,0491 Từ suy ra: qmax = 20,36 (mg/g) Vậy tải trọng hấp phụ cực đại vật liệu mangan 20.36 (mg/g) 3.6 Kết khảo sát khả giải hấp tái sinh vật liệu hấp phụ Lấy 100ml dung dịch Mn2+ nồng độ 100mg/l vào bình tam giác dung tích 250ml, chỉnh pH = cho vào 1,8g vật liệu hấp phụ, đem lắc khoảng thời gian đạt cân hấp phụ 80 phút Lọc đo nồng độ dung dịch thu sau xử lý, từ tính hàm lượng Mn2+ mà vật liệu hấp phụ Kết thể bảng 3.6 Sinh viên: Bùi Thị Hà 49 Khóa luận tốt nghiệp Bảng 3.6 Kết hấp phụ mangan vật liệu hấp phụ Nguyên tố Co (mg/l) ABS Cf (mg/l) Cf dd sau xử lý (mg/l) Hiệu suất (%) Mn 100 0,144 2,27 22,7 77,3 Sau tiến hành giải hấp tách Mn2+ khỏi vật liệu cách cho lượng vật liệu hấp phụ vào 100ml dung dịch NaOH 1M 30 phút, cho trình giải hấp tiến hành lần Xác định nồng độ Mn2+ dung dịch NaOH trình tự phân tích Từ tính hàm lượng Mn2+ rửa giải Kết thể bảng 3.7 Bảng 3.7 Kết giải hấp vật liệu hấp phụ NaOH 1M STT Số lần rửa Lượng Mn hấp phụ vật liệu Lượng Mn rửa giải Hiệu suất (%) Lần 77,29 34,17 44,20 Lần 43,12 28,36 80,90 Lần 14,76 12,29 96,80 Dựa vào bảng số liệu khả rửa vật liệu hấp phụ NaOH 1M tốt.ban đầu vật liệu hấp phụ chứa 77,29mg Mn sau rửa lần lại 2,47mg Mn , hiệu suất đạt 96,8%  Tái sinh vật liệu Để đánh giá khả tái sinh vật liệu hấp phụ ta lấy 100ml dung dịch Mn2+ nồng độ 100mg/l chỉnh pH tối ưu vào bình tam giác dung tích 250ml lượng vật liệu hấp phụ tối ưu qua giải hấp Lắc khoảng thời gian đạt cân hấp phụ Sau lọc đo nồng độ sau xử lý Kết thể bảng 3.8 Sinh viên: Bùi Thị Hà 50 Khóa luận tốt nghiệp Bảng 3.8: Kết tái sinh vật liệu hấp phụ NaOH 1M Vật liệu hấp phụ sau tái sinh Co (mg/l) ABS Cf (mg/l) 100 0,185 2.88 Cf dd sau xử Hiệu lý (mg/l) suất (%) 28,81 71,19 Kết cho thấy khả hấp phụ vật liệu hấp phụ sau giải hấp khả quan, hiệu suất đạt 71,19%.Vậy vật liệu hấp phụ có khả tái sinh cao Sinh viên: Bùi Thị Hà 51 Khóa luận tốt nghiệp KẾT LUẬN Qua trình thực khóa luận “Nghiên cứu chế tạo than hoạt tính từ vỏ trấu phương pháp oxi hóa ứng dụng làm chất hấp phụ xử lý nước thải”, em thu số kết sau: Đã chế tạo vật liệu hấp phụ từ nguồn nguyên liệu phụ phẩm nông nghiệp vỏ trấu thông qua trình xử lý hóa học Axit sunfuric đặc Natri hidrocacbonat Đã khảo sát khả hấp phụ nguyên liệu vật liệu hấp phụ ion Mn2+ Kết cho thấy nguyên liệu vật liệu hấp phụ ion kim loại dung dịch Tuy nhiên, khả hấp phụ vật liệu tốt so với nguyên liệu (gấp 1,73 lần) Đã khảo sát ảnh hưởng thời gian đến trình hấp phụ Mangan Kết thực nghiệm cho thấy thời gian đạt cân hấp phụ vật liệu 80 phút Đã khảo sát ảnh hưởng khối lượng vật liệu đến trình hấp phụ Mangan Kết thực nghiệm cho thấy khối lượng vật liệu hấp phụ tối ưu 1,8 g Đã khảo sát ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ Mangan Kết thực nghiệm cho thấy pH tối ưu Mô tả trình hấp phụ vật liệu ion Mn2+ theo mô hình Langmuir thu giá trị tải trọng phấp phụ cực đại qmax = 20,36 (mg/g) Khảo sát trình hấp phụ động vật liệu, khả hấp phụ vật liệu tốt Vật liệu sau giải hấp hấp phụ lại với hiệu suất 71,73% Sinh viên: Bùi Thị Hà 52 Khóa luận tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Huy Bá, Độc học môi trường, Nhà xuất đại học quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, 2000 Nguyễn Tinh Dung, Các phương pháp định lượng hóa học, Nhà xuất giáo dục Hà Nội, 2002 Nguyễn Đăng Đức, Hóa học phân tích, Đại học Thái Nguyên, 2008 Đồng Thị Huệ -MT1201, Luận án tốt nghiệp, Trường Đại học dân lập Hải Phòng, 2012 Như Lê Hùng, Cẩm nang thiết bị mỏ hầm lò, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 2009 Trương Thế Hoàng – MT1201, Luận án tốt nghiệp, Trường Đại học dân lập Hải Phòng, 2012 Phạm Luận, Cơ sở lý thuyết phương pháp phổ quang học, Nhà xuất Đại học quốc gia Hà Nội, 1999 Phạm Luận, Phương pháp phân tích phổ nguyên tử, Nhà xuất Đại học quốc gia Hà Nội, 2006 Nguyễn Xuân Nguyên, Nướcthải công nghệ xử lý nước thải, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 2003 10 Hoàng Nhâm, Hóa học vô tập 3, Nhà xuất giáo dục Hà Nội, 2001 11 Trần Văn Nhân, Nguyễn Thạc Sửu, Nguyễn Văn Tuế, Giáo trình hóa lý tập 2, Nhà xuất giáo dục, 2004 12 Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga, Giáo trình công nghệ xử lý nước thải, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 2002 13 Trần Thị Thanh, Độc học môi trường sức khỏe người, Nhà xuất Đại học quốc gia Hà Nội, 2001 14 http://vaas.vn/kienthuc/caylua/12/38_trau.htm 15.http://thanhoattinhad.com/Newscat/Than-hoat-tinh-la-gi-thanh-phan-vacong-dung-của-than-hoat-tinh/43/175.html Sinh viên: Bùi Thị Hà 53 Khóa luận tốt nghiệp 16 Tiểu luận: Kim loại nặng nước sinh hoạt: Tác hại, phương pháp xác định ngưỡng cho phép – Nhóm 5-TTA K19 Đại học Nông nghiệp Hà Nội 17 Quy chuẩn Việt Nam, Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải công nghiệp (QCVN 40:2011/BTNMT) Sinh viên: Bùi Thị Hà 54