Nghiên cứu hấp phụ thuốc nhuộm xanh methylen và kim loại nặng bằng tro bay từ nhà máy nhiệt điện vĩnh tân bình thuận

PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG ĐỀ TÀI Họ tên sinh viên: Cao Thị Hải Yến Lớp: 55CNHH Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật hóa học Đề tài: “Nghiên cứu hấp phụ thuốc nhuộm xanh methylen kim loại nặng tro bay từ nhà máy nhiệt điện vĩnh tân bình thuận” Số chương: Số trang: Tài liệu tham khảo: Hiện vật: NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN Kết luận Điểm phản biện Bằng số Bằng chữ CÁN BỘ PHẢN BIỆN (Ký ghi rõ họ tên) Nha Trang, ngày… tháng… năm 2017 Điểm phản biện Bằng số Bằng chữ Nha Trang, ngày… tháng… năm 2017 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG (Ký ghi rõ họ tên) NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN Họ tên sinh viên: Cao Thị Hải Yến Lớp: 55CNHH Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật hóa học Đề tài: “Nghiên cứu hấp phụ thuốc nhuộm xanh methylen kim loại nặng tro bay từ nhà máy nhiệt điện vĩnh tân bình thuận” Số trang: Số chương: Tài liệu tham khảo: Hiện vật: NHẬN XÉT Kết luận Nha Trang, ngày… tháng… năm 2017 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) LỜI CẢM ƠN Sau tháng phấn đấu tìm tòi làm việc đến phút trình làm đồ án tốt nghiệp kết thúc hoàn thành với kết tốt Em muốn gửi lời cảm ơn tới thầy cô, bạn bè gia đình, người giúp đỡ em suốt trình học tập thực khóa luận Em xin gửi lời cảm ơn tới Ban Giám hiệu trường Đại Học Nha Trang, Ban chủ nhiệm thầy cô khoa Công Nghệ Thực Phẩm luôn tạo điều kiện tốt cho em học tập, trau dồi kiến thức để thực tốt khóa luận Cảm ơn thầy cô giáo môn hóa dõi theo giúp đỡ em kiến thức sách thực tế suốt trình học tập thực khóa luận, với em xin gửi lời cảm ơn tới cán phụ trách Phòng Thí Nghiệm Hóa (Trung tâm Thí Nghiệm – Thực Hành) tận tình giúp đỡ, tạo điều kiện tốt sở vật chất, trang thiết bị, giúp chúng em hoàn thành tốt khóa luận Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Thạc sĩ Hoàng Thị Thu Thảo người trực tiếp hướng dẫn, bảo tận tình cho em kiến thức, phương pháp nghiên cứu động viên em suốt thời gian qua để em thực tốt đề tài Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn tới gia đình bạn bè người luôn bên cạnh em, ủng hộ, động viên giúp đỡ em hoàn cảnh suốt trình học tập, trình thực đề tài Nha Trang, ngày 05 tháng năm 2017 LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG MỞ ĐẦU CHƢƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu tổng quan tro bay 1.1.1 Khái niệm 1.1.2 Phân loại thành phần hóa học 1.1.3 Tình hình nghiên cứu tái sử dụng tro bay 1.2 Tổng quan thuốc nhuộm công nghệp dệt nhuộm 1.2.1 Khái quát thuốc nhuộm [3] 1.2.2 Phân loại thuốc nhuộm 1.2.3 Xanh methylen [29] 11 1.2.4 Tác hại ô nhiễm nước thải dệt nhuộm thuốc nhuộm .13 1.3 Tổng quan kim loại nặng Cu2+, Fe3+ 14 1.3.1 Tổng quan kim loại nặng 14 1.3.2 Tình hình ô nhiễm kim loại nặng giới 16 1.3.3 Tình hình ô nhiễm kim loại nặng Việt Nam 16 1.3.4 Đồng 18 1.3.5 Sắt 20 1.3.6 Phương pháp xử lý kim loại nặng nước [30] 21 1.4 Giới thiệu phương pháp hấp phụ 27 1.4.1 Các khái niệm hấp phụ [6], [15], [16] 27 1.4.2 Hấp phụ môi trường nước 28 1.4.3 Các mô hình trình hấp phụ .29 CHƢƠNG II: THỰC NGHIỆM 34 2.1 Nguyên liệu, dụng cụ hóa chất 34 2.1.1 Nguyên liệu hóa chất 34 2.1.2 Dụng cụ thiết bị nghiên cứu 34 2.2 Tiến hành thí nghiệm 34 2.2.1 Chuẩn bị hóa chất 34 2.2.2 Xây dựng đường chuẩn xanh methylen 35 2.2.3 Khảo sát trình hoạt hóa tro bay axit bazo 36 2.2.3.1 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ axit hoạt hóa 36 2.2.3.2 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ bazo hoạt hóa 37 2.2.3.3 Khảo sát ảnh hưởng thời gian hoạt hóa tro bày NaOH .37 2.2.4 Khảo sát trình hấp phụ xanh methylen tro bay hoạt hóa 38 2.2.4.1 Khảo sát ảnh hưởng thời gian hấp phụ tới trình hấp phụ 38 2.2.4.2 Khảo sát ảnh hưởng khối lượng tro bay tới trình hấp phụ 38 2.2.4.3 Khảo sát dung lượng hấp phụ cực đại tro bay tro bay hoạt hóa ………………………………………………………………………………….38 2.2.5 Xây dựng đường chuẩn sắt (III) oxalat .39 2.2.5.1 2.2.6 Khảo trình hấp phụ sắt (III) oxalat tro bay hoạt hóa .39 Xây dựng đường chuẩn đồng (II) 39 2.2.6.1 Khảo trình hấp phụ đồng (II) tro bay hoạt hóa .39 CHƢƠNG III: KẾT QUẢ 41 3.1 Đường chuẩn xanh methylen 41 3.2 Ảnh chụp SEM tro bay ban đầu tro bay hoạt hóa .42 3.3 Quá trình khảo sát trình hấp phụ xanh methylen tro bay 43 3.3.1 Khảo sát nồng độ axit/bazo hoạt hóa đến trình hấp phụ 43 3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng thời gian hoạt hóa .45 3.3.3 Khảo sát trình hấp phụ xanh methylen tro bay hoạt hóa 46 3.3.3.1 Khảo sát thời gian hấp phụ tới trình hấp phụ 47 3.3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng khối lượng tro bay tới trình hấp phụ 47 3.3.4 Khảo sát dung lượng hấp phụ cực đại tro bay chưa hoạt hóa tro bay hoạt hóa 50 3.4 Hấp phụ kim loại nặng .55 3.4.1 Xây dựng đường chuẩn sắt (III) oxalat .55 3.4.2 Xây dựng đường chuẩn đồng Cu2+ 56 3.4.3 Khảo sát khả hấp phụ ion Fe3+ Cu2+ tro bay hoạt hóa 57 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .58 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 DANH MỤC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ Hình 3.1 Đồ thị xây dựng đường chuẩn xanh methylen 41 Hình 3.2 Ảnh chụp SEM mẫu tro bay chưa hoạt hóa 42 Hình 3.3 Ảnh chụp SEM mẫu tro bay hoạt hóa 42 Hình 3.4 Mẫu tro bay chưa hoạt hóa 43 Hình 3.5 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng nồng độ axit đến giá trị mật độ quang 44 Hình 3.6 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng nồng độ bazo đến giá trị mật độ quang .45 Hình 3.7 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng thời gian hoạt hóa đến trình hấp phụ .46 Hình 3.8 Tro bay sau hoạt hóa 47 Hình 3.9 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng thời gian hấp phụ đến mật độ quang 48 Hình 3.10 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng khối lượng tro bay tới mật độ quang 49 Hình 3.11 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng nồng độ xanh methylen đến hiệu suất hấp phụ tro bay chưa hoạt hóa tro bay hoạt hóa 51 Hình 3.12 Đường đẳng nhiệt hấp phụ tro bay chưa hoạt hóa xanh methylen 51 Hình 3.13 Sự phụ thuộc Ccb/q vào Ccb xanh methylen tro bay chưa hoạt hóa theo phương trình đẳng nhiệt Langmuir 52 Hình 3.14 Đường đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich xanh methylen tro bay chưa hoạt hóa 52 Hình 3.15 Đường đẳng nhiệt hấp phụ tro bay hoạt hóa xanh methylen .53 Hình 3.16 Sự phụ thuộc Ccb/q vào Ccb xanh methylen tro bay hoạt hóa theo phương trình đẳng nhiệt Langmuir 53 Hình 3.17 Đường đẳng nhiệt hấp phụ theo mô hình Freundlich xanh methylen tro bay hoạt hóa 54 Hình 3.18 Đường chuẩn sắt (III) oxalat 56 Hình 3.19 Đường chuẩn đồng (II) 57 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Hàm lượng oxit chủ yếu Bảng 1.2 Thành phần hóa học tro bay số nhà máy nhiệt điện .5 Bảng 1.3 Thành phần hóa học số loại tro bay từ quốc gia khác .6 Bảng 1.4 Một số thông số xanh methylen 12 Bảng 3.1 Giá trị mật độ quang xanh methylen 41 Bảng 3.2 Ảnh hưởng nồng độ axit hoạt hóa đến trình hấp phụ 43 Bảng 3.3 Ảnh hưởng nồng độ bazo hoạt hóa đến trình hấp phụ 44 Bảng 3.4 Ảnh hưởng thời gian hoạt hóa đến trình hấp phụ 45 Bảng 3.5 Ảnh hưởng thời gian hấp phụ tới trình hấp phụ 47 Bảng 3.6 Ảnh hưởng khối lượng tro bay tới trình hấp phụ 49 Bảng 3.7 Ảnh hưởng nồng độ xanh methylen đến hiệu suất dung lượng hấp phụ tro bay ban đầu 50 Bảng 3.8 Ảnh hưởng nồng độ xanh methylen đến hiệu suất dung lượng hấp phụ tro bay hoạt hóa 50 Bảng3.9 Các thông số phương trình hấp phụ Langmuir tro bay chưa hoạt hóa tro bay hoạt hóa .54 Bảng 3.10 Các thông số phương trình hấp phụ Freundlich bùn đỏ chưa hoạt hóa bùn đỏ hoạt hóa 55 Bảng 3.11 Số liệu xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ Fe (III) oxalat .55 Bảng 3.12 Số liệu xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ Cu2+ 56 Bảng 3.13 Khả hấp phụ kim loại nặng tro bay 57 MỞ ĐẦU Ngày với phát triển ngày rộng lớn mặt giới, đặc biệt lĩnh vực công nghiệp tạo nhiều sản phẩn tiên tiến đáp ứng nhu cầu người Bên cạnh thành tựu to lớn lượng lớn khí thải chất thải đồng thời thải môi trường, người dần hủy hoại môi trường sống Những chất thải thải môi trường mà không qua xử lý xử lý không triệt để Vì vậy, việc nâng cao ý thức người tìm giải pháp xử lý triệt để chất thải vấn đề cấp thiết nhiều nhà chức trách quan tâm đến Thuốc nhuộm sử dụng rộng rãi ngành công nghiệp như: dệt may, cao su, giấy, mỹ phẩm, y tế Do tính tan cao, thuốc nhuộm tác nhân gây ô nhiễm nguồn nước hậu tổn hại đến người sinh vật sống Bên cạnh đó, diện thuốc thuộm nước ngăn cản xuyên thấu ánh sáng mặt trời vào nước, làm giảm trình quang hợp kéo theo giảm nồng độ oxy hòa tan nước làm tăng ô nhiễm nguồn nước.Thuốc nhuộm có độc tính với nhiều loại động vật thủy sinh, màu thuốc nhuộm làm vẻ mỹ quan môi trường nước Hơn nữa, môi trường kỵ khí, số loại thuốc nhuộm bị khử tạo thành vòng amin thơm, loại chất độc gây ung thư biến dị cho người động vật Kim loại nặng loại chất thải thải từ nhà máy công nghiệp, y tế, mỹ phẩm… chất ô nhiễm nước đặc biệt nguy hiểm sức khỏe người khả tích tụ sinh học cao Hiện nay, có nhiều phương pháp xử lý nước thải chủ yếu phương pháp hóa học cần có cộng nghệ tiên tiến lọc màng, oxi hóa… Tuy nhiên phương pháp xử lý đạt hiệu không cao gây ô nhiễm thứ cấp, làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường Bên cạnh chất thải độc hại, số chất thải lại tái sử dụng để làm chất hấp phụ xử lý chất thải Chính vậy, việc tái chế tận dụng chất thải đem lại lợi ích kinh tế, xã hội mà có ý nghĩa quan trọng bảo vệ môi trường Trước thực trạng đó, người ta nghiên cứu loại vật liệu có khả xử lý màu, thân thiện với môi trường, giá thành rẻ phù hợp với điều kiện Việt Nam tro bay - vấn đề thời làm nóng nhiều diễn đàn khoa học quan tâm dư luận Hàng năm giới thải 400 triệu tro bay, phần lớn từ nhà máy nhiệt điện than Cho đến nay, nước phát triển, lượng chất thải rắn tái sử dụng ít, chủ yếu thải môi trường Do việc nghiên cứu phát triển hướng ứng dụng khác tro bay nhà khoa học quan tâm, đặc biệt hướng ứng dụng làm vật liệu hấp phụ xử lý nước thải Chính đề tài “Nghiên cứu hấp phụ thuốc nhuộm xanh methylen kim loại nặng tro bay từ nhà máy nhiệt điện Vĩnh Tân – Bình Thuận” đề tài em lựa chọn nghiên cứu khóa luận tốt nghiệp 47 Hình 3.8 Tro bay sau hoạt hóa 3.3.3.1 Khảo sát thời gian hấp phụ tới trình hấp phụ Tro bay hoạt hóa NaOH 1,6M 60 phút sử dụng để khảo sát yếu tố Kết khảo sát ảnh hưởng thời gian hấp phụ thể bảng 3.5 Bảng 3.5 Ảnh hưởng thời gian hấp phụ tới trình hấp phụ T (phút) A C0 (ppm) Ccb(ppm) q (mg/g) H (%) 10 0.989 10.000 4.372 0.310 56.280 30 0.911 10.000 4.021 0.329 59.790 50 0.858 10.000 3.782 0.342 62.180 70 0.438 10.000 1.890 0.446 81.100 90 0.437 10.000 1.886 0.446 81.140 48 90 80 Hiệu suất (%) 70 60 50 40 30 20 10 0 20 40 60 80 100 Thời gian hấp phụ (phút) Hình 3.9 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng thời gian hấp phụ đến mật độ quang Nhận xét: Từ kết trình bày bảng 3.5 hình 3.9 cho thấy tăng thời gian hấp phụ hiệu suất trình hấp phụ tăng hiệu suất hấp phụ đạt 81.140%, nhiên khoảng thời gian từ 70 phút đến 90 phút hiệu suất hấp phụ tăng nhẹ không đáng kể đạt trạng thái cân nên ta chọn thời gian hấp phụ tốt 70 phút, với hiệu suất 81.100% Giải thích: Khi tăng thời gian hấp phụ làm tăng khả khuếch tán xanh methylen lên bề mặt tro bay, sau lượng xanh methylen hấp phụ tối đa lên tro bay ta đạt trạng thái cân 3.3.3.2 Khảo sát ảnh hƣởng khối lƣợng tro bay tới trình hấp phụ Kết khảo sát khả hấp phụ dung dịch xanh methylen tro bay hoạt hóa NaOH 1,6M thời gian hoạt hóa 60 phút hấp phụ khối lượng khác thể bảng 3.6 49 Bảng 3.6 Ảnh hưởng khối lượng tro bay tới trình hấp phụ m (g) Mật độ quang Ccb/q Ccb(ppm) q (mg/g) H (%) tro bay hấp phụ A Hấp phụ Hấp phụ hấp phụ Hấp phụ 0.8 0.653 0.417 2.944 0.485 70.560 0.9 0.534 0.303 2.323 0.469 76.770 1.0 0.438 0.233 1.890 0.446 81.100 1.2 0.371 0.189 1.588 0.386 84.120 1.3 0.251 0.117 1.046 0.379 89.540 1.4 0.21 0.095 0.865 0.359 91.350 1.5 0.09 0.034 0.333 0.354 96.670 120 Hiệu suất (%) 100 80 60 40 20 0 0.5 Khối lƣợng 1.5 hấp phụ (g) Hình 3.10 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng khối lượng tro bay tới mật độ quang Nhận xét: Khi khối lượng tro bay tăng từ 0.8g -1.5g hiệu suất hấp phụ tăng Sự tăng lên hiệu suất hấp phụ với tăng lên khối lượng giải thích tăng lên diện tích bề mặt vị trí hấp phụ tro bay Hiệu suất hấp phụ cao 96.670% 50 3.3.4 Khảo sát dung lƣợng hấp phụ cực đại tro bay chƣa hoạt hóa tro bay hoạt hóa Bảng 3.7 Ảnh hưởng nồng độ xanh methylen đến hiệu suất dung lượng hấp phụ tro bay ban đầu Tro bay chƣa hoạt hóa C0 (ppm) A Ccb (ppm) H (%) q ( mg/g ) Ccb/q (g/l) 10 0.478 2.07 79.300 0.291 7.113 20 1.404 6.241 68.795 0.504 12.383 30 2.814 12.593 58.023 0.638 19.738 40 3.948 17.701 55.748 0.818 21.639 50 5.355 24.039 51.922 0.952 25.251 Bảng 3.8 Ảnh hưởng nồng độ xanh methylen đến hiệu suất dung lượng hấp phụ tro bay hoạt hóa Tro bay hoạt hóa C0 (ppm) A Ccb (ppm) H (%) q ( mg/g ) Ccb/q (g/l) 10 0.090 0.323 96.770 0.355 0.910 20 0.198 0.809 95.955 0.704 1.149 30 0.578 2.521 91.597 1.008 2.501 40 1.260 5.593 86.020 1.262 4.432 50 2.502 11.187 77.630 1.423 7.862 51 120 Tro chưa hoạt hóa 100 Tro hoạt hóa H (%) 80 60 40 20 0 20 40 Cxanh methylen (ppm) 60 Hình 3.11 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng nồng độ xanh methylen đến hiệu suất hấp phụ tro bay chưa hoạt hóa tro bay hoạt hóa Nhận xét: Từ kết thực nghiệm thu hình 3.11 cho thấy loại tro bay chưa hoạt hóa hoạt hóa thay đổi nồng độ xanh methylen tăng lên dần hiệu suất hấp phụ giảm dần Với tro bay chưa hoạt hóa hiệu suất giảm từ 70.290% đến 50.166%, tro bay hoạt hóa hiệu suất giảm từ 96.770% đến 77.630% Như thấy khả hấp phụ xanh methylen tro bay hoạt hóa tốt tro bay chưa hoạt hóa Kết thu được, nghiên cứu cân hấp phụ xanh methylen tro bay theo mô hình đẳng nhiệt hấp phụ langmuir Freundlich Tro bay chƣa hoạt hóa y = 0.0293x + 0.274 R² = 0.9796 1.2 q (mg/g)  0.8 0.6 0.4 0.2 0 10 20 30 Ccb (mg/l) Hình 3.12 Đường đẳng nhiệt hấp phụ tro bay chưa hoạt hóa xanh methylen 52 y = 0.8164x + 6.9966 R² = 0.9512 30 25 Ccb/q (g/l) 20 15 10 0 10 20 30 Ccb (ppm) Hình 3.13 Sự phụ thuộc Ccb/q vào Ccb xanh methylen tro bay chưa hoạt hóa theo phương trình đẳng nhiệt Langmuir 0.000 -0.1 0.500 1.000 y = 0.4696x - 0.678 R² = 0.9877 1.500 log q -0.2 -0.3 -0.4 -0.5 -0.6 log Ccb Hình 3.14 Đường đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich xanh methylen tro bay chưa hoạt hóa 53  Tro bay hoạt hóa điều kiện tối ƣu y = 0.2993ln(x) + 0.7278 R² = 0.9947 1.600 1.400 q (mg/g) 1.200 1.000 y 0.800 Log (y) 0.600 0.400 0.200 0.000 0.000 5.000 10.000 15.000 Ccb (ppm) Hình 3.15 Đường đẳng nhiệt hấp phụ tro bay hoạt hóa xanh methylen y = 0.6421x + 0.7469 R² = 0.9986 Ccb/q 0.000 5.000 10.000 15.000 Ccb (ppm) Hình 3.16 Sự phụ thuộc Ccb/q vào Ccb xanh methylen tro bay hoạt hóa theo phương trình đẳng nhiệt Langmuir 54 y = 0.3769x - 0.1908 R² = 0.9344 0.3 0.2 0.1 log q -1 -0.5 -0.1 0.5 1.5 -0.2 -0.3 -0.4 -0.5 log Ccb Hình 3.17 Đường đẳng nhiệt hấp phụ theo mô hình Freundlich xanh methylen tro bay hoạt hóa Nhận xét: Từ kết khảo sát cho thấy hấp phụ tro bay chưa hoạt hóa hoạt hóa mô tả tốt theo mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir Freundlich Từ đồ thị tính giá trị dung lượng hấp phụ cực đại thông số theo mô hình Langmuir Freudlich tro chưa hoạt hóa tro hoạt hóa Kết thông số phương trình hấp phụ Langmuir Freundlich tro bay chưa hoạt hóa tro bay hoạt hóa trình bày bảng 3.9 3.10: Bảng3.9 Các thông số phương trình hấp phụ Langmuir tro bay chưa hoạt hóa tro bay hoạt hóa Phƣơng trình Langmuir Tro bay chƣa hoạt hóa Tro bay hoạt hóa qmax (mg/g) B R2 qmax (mg/g) b R2 1.225 0.1167 0.9512 1.557 0.8599 0.9986 55 Bảng 3.10 Các thông số phương trình hấp phụ Freundlich bùn đỏ chưa hoạt hóa bùn đỏ hoạt hóa Phƣơng trình Freundlich Tro bay chƣa hoạt hóa Tro bay hoạt hóa N kf R2 N kf R2 2.13 0.21 0.9877 2.65 0.64 0.9344 Nhận xét: Từ kết bảng 3.9 3.10 cho thấy hệ số tương quan R2 cao, chứng tỏ tro bay chưa hoạt hóa hoạt hóa mô tả tốt theo mô hình đẳng nhiệt Langmuir Freundlich Dung lượng hấp phụ tro bay hoạt hóa hai phương trình Langmuir Freundlich lớn so với tro bay chưa hoạt hóa Theo phương trình đẳng nhiệt Freundlich, giá trị n tro bay chưa hoạt hóa hoạt hóa 2.13 2.65 chứng tỏ trình hấp phụ tương đối tốt theo Sandro Altenor (2009) [31] số nghiên cứu khác giá trị nằm khoảng đến 10 đặc trưng cho trình hấp phụ tốt, phù hợp với loại vật liệu có bề mặt chất hấp phụ không đồng với tâm hấp phụ khác số lượng lượng hấp phụ.Theo mô hình đẳng nhiệt Langmuir dung lượng hấp phụ đơn lớp cực đại tro bay chưa hoạt hóa hoạt hóa 1.225 (mg/g) 1.557 (mg/g) 3.4 Hấp phụ kim loại nặng Xây dựng đƣờng chuẩn sắt (III) oxalat 3.4.1 Kết số liệu xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ Fe (III) oxalat đo λ = 420 trình bày bảng 3.12: Bảng 3.11 Số liệu xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ Fe (III) oxalat STT Nồng độ Fe (III) oxalat (ppm) 200 400 600 800 Mật độ quang (A) 0.2529 0.533 0.847 1.120 56 1.2 y = 0.0015x - 0.0406 R² = 0.9993 A 0.8 0.6 0.4 0.2 0 200 400 600 800 1000 C (ppm) Hình 3.18 Đường chuẩn sắt (III) oxalat Phương trình đường chuẩn sắt (III) oxalat: y = 0.0015x – 0.0406; R2= 0.999 Dựa vào phương trình đường chuẩn xác định lượng sắt bùn đỏ chiết dạng phức sắt (III) oxalat tính hiệu suất chiết sắt 3.4.2 Xây dựng đƣờng chuẩn đồng Cu2+ Bảng 3.12 Số liệu xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ Cu 2+ STT Nồng độ Cu (II) (ppm) 200 400 600 800 Mật độ quang (A) 0.195 0.407 0.611 0.792 57 y = 0.001x + 0.0025 R² = 0.9987 0.9 Mật độ quang A 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 200 400 600 800 1000 Nồng độ C (ppm) Hình 3.19 Đường chuẩn đồng (II) Phương trình đường chuẩn đồng (II): y = 0.001x + 0.0025; R² = 0.9987 Dựa vào phương trình đường chuẩn tìm nồng độ dung dịch đồng (II) sau hấp phụ, từ tính hiệu suất trình hấp phụ 3.4.3 Khảo sát khả hấp phụ ion Fe3+ Cu2+ tro bay hoạt hóa Bảng 3.13 Khả hấp phụ ion kim loại nặng tro bay Kim loại nặng hấp thu Fe Cu Co (ppm) A Ccb (ppm) H (%) 1000 0.74 520.4 47.96 2000 1.848 1259.1 37.047 3000 2.82 1,907 36.431 4000 3.876 2611.1 34.723 1000 0.316 313.5 68.65 2000 0.903 900.5 54.975 3000 1.593 1590.5 46.983 4000 2.497 2494.5 37.638 Nhận xét: với lượng tro bay cố định 1,5g hấp phụ 25ml nước thải nhân tạo nồng độ 1000ppm kim loại Fe Cu tro bay có khả hấp phụ tốt với kim loại Cu đạt 68.65% thấp với kim loại Fe đạt 47.96% Lượng hấp phụ giảm nồng độ ô nhiễm tăng từ 1000ppm lên 4000ppm, cụ thể với Fe 4000ppm giảm 34.723% , Cu 4000ppm giảm 37.638% 58 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Từ nghiên cứu ta rút kết luận sau: KẾT LUẬN Quá trình hấp phụ Quá trính hoạt hóa: Sử dụng NaOH hoạt hóa tro bay với nồng độ 1.6M thời gian khuấy 60 phút thu tro bay hoạt tính tốt Quá trình hấp phụ: Sử dụng 1,5g tro hoạt hóa hấp phụ 55ml xanh methylen 10ppm thời gian 70 phút tốt nhất, hiệu suất thu 96.67% Quá trình hấp phụ tro bay mô tả tốt theo hai mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir Freundlich Dung lượng hấp phụ cực đại theo mô hình Lasngmuir tro bay hoạt hóa tro bay ban đầu 1.557(mg/g) 1.225(mg/g) Quá trình hấp phụ ion kim loại nặng Fe3+ Cu2+ Trong môi trường đơn lẻ ion kim loại Fe3+ Cu2+ với nồng độ 1000ppm tro bay hoạt hóa hấp phụ tốt ion kim loại Cu2+, hấp phụ ion kim loại Fe3+ Tăng nồng độ hấp phụ khả hấp phụ tro bay giảm dần KIẾN NGHỊ Xanh methylen thuốc nhuộm sử dụng nhà máy dệt nhuộm Vì áp dụng quy trình vào việc xử lí nước thải nhà máy dệt nhuộm Nghiên cứu thêm khả hấp phụ tro bay để đưa vào thực tế áp dụng xử lý nước thải Cần nghiên cứu thêm khả hấp thu tro bay hoạt hóa môi trường hỗn hợp ion kim loại khác nhau, nồng độ khác để áp dụng môi trường ô nhiễm thực tế ion kim loại nặng 59 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng việt [1] Bộ Khoa học, Công nghệ Môi trường (1995), tiêu chuẩn nhà nước Việt Nam môi trường, tập 1: chất lượng nước, Hà Nội [2] Cao Hữu Trượng, Hoàng Thị Lĩnh (1995), Hóa học thuốc nhuộm, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [3] Đặng Trần Phòng, Trâng Hiếu Nhuệ (2005), lí nước cấp nước thải dệt nhuộm, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [4] 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 , Hà Nội [5] Lê Thanh Sơn, Trần Kông Tấu, Xử lí tro bay làm vật liệu hấp phụ cải tạo đất, Tạp chí Khoa học đất, số 15, (2001), 64-68 [6] Lê Văn Cát (2002), Hấp phụ trao đổi ion kĩ thuật xử lí nước nước thải, NXB thống kê, Hà Nội [7] Lê Văn Khoa (1995), “Kim loại, hóa chất hòa tan hợp chất hữu tổng hợp”, Môi trường ô nhiễm, NXB Giáo dục, tr,70 – 83 [8] Nguyễn Văn Nội, Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ từ tro bay để xử lý nguồn nước bị ô nhiễm kim loại nặng, tuyển tập báo cáo Hội nghị Khoa học lần thứ ba ngành Hoá học, Hà Nội, tháng 12,(2002), 185-188 [9] Nguyễn Văn Nội nnk, Nghiên cứu khả sử dụng vật liệu hấp phụ chế tạo từ tro bay để xử lý nguồn nuớc bị ô nhiễm kim loại nặng kẽm niken, 2005 Tuyển tập công trình khoa học Hội nghị Khoa học Phân tích Hoá, Lý Sinh học Việt Nam lần thứ 2, Hà Nội, 12/2005, tr 424-428 [10] Nguyễn Đức Chuy, Trần Thị Mây, Nguyễn Thị Thu, nghiên cứu tro bay phả lại thành sản phẩm chứa zeolit tính chất đặc trưng chúng, Tạp chí Khoa học số ,(2011), 160-165 60 [11] Nguyễn Đình Huề (2000), Hóa Lí, NXB GD.Nguyễn Đức Chuy, Trần Thị Mây, Nguyễn Thị Thu, nghiên cứu tro bay phả lại thành sản phẩm chứa zeolit tính chất đặc trưng chúng, Tạp chí Khoa học số ,(2011), 160-165 [12] Nguyễn Đức Chuy, Trần Thị Mây, Nguyễn Thị Thu, nghiên cứu tro bay phả lại thành sản phẩm chứa zeolit tính chất đặc trưng chúng, Tạp chí Khoa học số ,(2011), 160-165 [13] Nguyễn Văn Thanh (2012), Nghiên cứu biến tính xơ dừa Tam Quan để ứng dụng làm vật liệu hấp phụ số hợp chất hữu nước, Luận văn thạc sĩ khoa học, Đại học Đà nẵng [14] Quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011-2020 http://www.baodientu.chinhphu.vn/ [15] Trần Văn Nhân, Hồ Thị Nga (2005), Giáo trình công nghệ xử lí nước thải, Nhà xuất khoa học kĩ thuật, Hà Nội [16] Trần Văn Nhân, Nguyễn Thạc Sửu, Nguyễn Văn Tuế (1998), Hóa lí tập II, NXB giáo dục, Hà Nội Tiếng anh [17] A Chang, L Lund, A Page, and J Warneke (1977), Journal of Environmental Quality, (3), 267 [18] AdrianoD, C,(2001), Trace elements in terrestrial environments; nd biogeochemistry, bioavailability and risks of metals, Edition, Springer: New York [19] Mas Rosemal H.Mas Haris and Kathiresan Sathasivam (2009), “The removal of methyl red from aqueous solutions using banana Pseudostem Fibers”, American Journal of applied sciences 6(9): 1690-1700, ISSN 1546-9237 [20] Hoa Nguyen My, Tran Kim Tinh, Mats Astrom and Huynh Tri Cuong (2004), Pollution of Some Toxic Metals in Canal Water Leached Out From Acid Sulphate Soils in The Mekong Delta, Vietnam, The Second International Symposium on Southeast Asian Water Environment /December 1-3 61 [21] S Mattigod, D Rai, L Eary, and C Ainsworth, Journal of Environmental Quality, 19, 188.(10), 1990 [22] S Stasinakis (2008), “Use of selected advanced oxidation processes (AOPs) for waste water treatment – a mini review”, Global NEST Journal, pp.376-385 [23] S Wang, Y Boyjoo, and J Zhu, Journals of Hazardous Materials, B126 (2005), 91-95 [24] Shaobin Wang, Hongwei Wu, environmental – benign utilisation of fly as low – cost adsorbents, Journal of Hazardous Materials B136, (2006),482 – 501 [25] R Goodwin, Power, 134 (8), 55.(15), 1990 Trang web [26].http://tailieu.vn/doc/ket-qua-su-dung-phu-gia-tro-bay-trong-che-tao-rcc-dap-dinhbinh-va-nhung-kinh-nghiem-rut-ra-tu-thuc-909639.html [27].http://xemtailieu.com/tai-lieu/nghien-cuu-su-dung-tro-xi-nha-may-nhiet-dienmong-duong-trong-san-xuat-vat-lieu-xay-dung-366955.html [28].http://text.xemtailieu.com/tai-lieu/nghien-cuu-ung-dung-tro-bay-lam-chat-dongia-cong-cho-vat-lieu-cao-su-va-cao-su-blend-327973.html [29] http://en.wikipedia.org/wiki/Methylene_blue [30] http://www.moitruongnhietdoi.com.vn/2015/05/cac-phuong-phap-xu-ly-kimloai-nang-trong-nuoc-thai-cong-nghiep.html ... Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật hóa học Đề tài: Nghiên cứu hấp phụ thuốc nhuộm xanh methylen kim loại nặng tro bay từ nhà máy nhiệt điện vĩnh tân bình thuận Số trang: Số chương: Tài liệu tham khảo:... trình hấp phụ Trong hấp phụ thường diễn kiểu hấp phụ hấp phụ vật lý hấp phụ hóa học 23 + Hấp phụ vật lý: Là tương tác yếu thuận nghịch nhờ lực hút tĩnh điện ion kim loại tâm hấp phụ bề mặt chất hấp. .. kim loại nặng tro bay từ nhà máy nhiệt điện Vĩnh Tân – Bình Thuận đề tài em lựa chọn nghiên cứu khóa luận tốt nghiệp 3 CHƢƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu tổng quan tro bay 1.1.1 Khái niệm Tro