So sánh hiệu quả xử lý dầu khoáng của một số loại vỏ sầu riêng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SO SÁNH HIỆU QUẢ XỬ LÝ DẦU KHOÁNG CỦA MỘT SỐ LOẠI VỎ SẦU RIÊNG Ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Chuyên ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Giảng viên hướng dẫn : PGS.TS THÁI VĂN NAM Sinh viên thực : LÊ VĂN MINH MSSV: 1411090519 Lớp: 14DMT04 TP Hồ Chí Minh, Năm 2018 LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng em Các số liệu, kết nêu đồ án trung thực chưa công bố cơng trình khác Em xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực đồ án cảm ơn thơng tin trích dẫn đồ án rõ nguồn gốc Sinh viên thực đồ án (Ký ghi rõ họ tên) LÊ VĂN MINH i LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, Em xin gửi đến thầy PGS.TS Thái Văn Nam lòng tri ân sâu sắc Trong suốt q trình thực đồ án, thầy PGS.TS Thái Văn Nam người tận tình hướng dẫn, định hướng cung cấp góp ý cần thiết để em hồn thành đồ án Không học hỏi kiến thức thầy, em học thầy phương pháp nghiên cứu, cách thức làm việc khoa học nhiệt tâm người thầy với học trò Để có kiến thức hơm nay, em xin chân thành cảm ơn chân thành đến Ban lãnh đạo nhà trường, tồn thể Thầy Cơ Viện Khoa Học Ứng Dụng Hutech, trường đại học Công nghệ TP.HCM Em xin gửi lời cảm ơn thầy Th.S Trịnh Trọng Nguyễn KS Phạm Thị Hoài Phương, người có góp ý quý báu cung cấp cho em nhiều tài liệu tham khảo có giá trị liên quan đến đề tài nghiên cứu này, giúp đỡ em việc tiến hành thí nghiệm kiểm chứng Ngồi em xin gửi lời cám ơn đến hỗ trợ Quý Thầy Cơ cơng tác Phòng Thí nghiệm Viện Khoa Học Ứng Dụng, trường đại học Công nghệ TP.HCM, nơi em tiến hành thí nghiệm kiểm chứng Sau cùng, em xin gửi lời cảm ơn đến tất người thân, bạn bè người động viên hỗ trợ em suốt trình học tập nghiên cứu Sinh viên thực đồ án (Ký ghi rõ họ tên) LÊ VĂN MINH ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC BẢNG viii DANH MỤC ĐỒ THỊ ix DANH MỤC HÌNH x MỞ ĐẦU 1 ĐẶT VẤN ĐỀ MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 2.1 Mục tiêu lâu dài 2.2 Mục tiêu cụ thể .6 GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI .6 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN .6 4.1 Khoa học 4.2 Thực tiễn TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI .7 CẤU TRÚC CỦA ĐỀ TÀI .7 CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM DẦU TẠI VIỆT NAM 1.1.1 Sơ lược dầu ô nhiễm dầu [10] 1.1.2 Sự cố tràn dầu Việt Nam từ năm 2004 đến [41] 10 1.1.3 Nồng độ dầu số cảng biển Việt Nam 11 1.1.4 Ô nhiễm dầu khu vực tổng kho xăng dầu [36] 13 1.1.5 Ô nhiễm dầu nhà máy lọc dầu, giàn khoan nhà máy sản xuất dầu nhờn [18] 14 1.1.6 Ô nhiễm dầu khu vực rửa xe 16 iii 1.1.7 Ảnh hưởng cố tràn dầu [3] 17 1.2 VỎ SẦU RIÊNG 20 1.2.1 Nguồn gốc VSR 20 1.2.2 Ngành trồng sầu riêng Việt Nam 22 1.3 QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ 25 1.3.1 Khái niệm hấp phụ 25 1.3.2 Cơ chế trình hấp phụ [34] 25 1.3.3 Phân loại trình hấp phụ [34] .26 1.4 CÁC LOẠI VẬT LIỆU HẤP PHỤ DẦU HIỆN NAY [7] 26 1.4.1 Vật liệu hấp phụ dầu hữu tổng hợp 26 1.4.2 Vật liệu hấp phụ dầu hữu có nguồn gốc thiên nhiên 27 1.4.3 Vật liệu hấp phụ dầu vô 27 1.5 CÁC NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN 28 1.5.1 Các nghiên cứu vật liệu hấp phụ dầu 28 1.5.2 Các nghiên cứu khả hấp phụ vỏ sầu riêng 31 CHƯƠNG NỘI DUNG, VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36 2.1 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 36 2.1.1 Nội dung 1: Tổng hợp, biên hội tài liệu có liên quan .36 2.1.2 Nội dung 2: Chế tạo khảo sát vật liệu hấp phụ từ VSR .36 2.1.3 Nội dung 3: Xác định yếu tố ảnh hưởng đến trình hấp phụ 36 2.1.4 Nội dung 4: Khảo sát khả hấp phụ VSR ( 6H, RI6, CB) So sánh khả hấp phụ dầu VSR với số vật liệu khác 36 2.1.5 Nội dung 5: Khảo sát ảnh hưởng độ mặn đến khả hấp phụ vật liệu Ứng dụng vật liệu VSR xử lý nước mặn nhiễm dầu 36 2.2 VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU .37 2.2.1 Nguyên liệu .37 2.2.2 Hóa chất 37 2.2.3 Nước mặn nhiễm dầu 37 iv 2.2.4 Thiết bị, dụng cụ .38 2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 39 2.3.1 Cơ sở lý luận 39 2.3.2 Phương pháp cụ thể 43 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 56 3.1 CHẾ TẠO VẬT LIỆU VÀ KHẢO SÁT VẬT LIỆU HẤP PHỤ 56 3.1.1 Chế tạo vật liệu hấp phụ 56 3.1.2 Hình thái bề mặt, màu sắc, cấu trúc vật liệu .58 3.2 Kết khảo sát khả hấp phụ dầu vật liệu 68 3.2.4 Kết khảo sát độ mặn đến trình hấp phụ .75 3.3 Xác định yếu tố ảnh hưởng đến trình hấp phụ 78 3.4 Nghiên cứu ứng dụng nguồn nước biển nhiễm dầu 80 KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ .83 KẾT LUẬN 83 KIẾN NGHỊ 84 PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO .1 Tài liệu tiếng Việt Tài liệu nước 3 Tài liệu từ địa website DANH MỤC PHỤ LỤC PHỤ LỤC 1: KHẢ NĂNG HẤP PHỤ DẦU CỦA VSR – M PHỤ LỤC 2: KHẢ NĂNG HẤP PHỤ DẦU CỦA VSR - AS PHỤ LỤC 3: ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ MẶN ĐẾN KHẢ NĂNG HẤP PHỤ CỦA VSR - AS VÀ SO SÁNH VỚI HIỆU SUẤT HẤP PHỤ v DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT, CÁC KÝ HIỆU Các từ viết tắt Từ viết tắt Tiếng anh Tiếng Việt Phân tích phương sai ANOVA ANalysis Of VAriance CMC Carboxy Methyl Cellulose CPC DO Cation hexadexylPiridin Clorua monohydrate Chất hoạt động bề mặt Dầu diesel Diesel Oil ĐH Đại học HST Hệ sinh thái KAERI Korea Atomic Energy Research Viện nghiên cứu lượng nguyên tử Hàn Quốc Institute Không phát KPH LSD Least Significant Difference Nhà sản xuất NSX O/W Giới hạn sai số nhỏ Nhũ dầu nước Oil/Water PGS Phó giáo sư PTN Phòng thí nghiệm ppm parts per million SEM Scanning Electron Microscope Kính hiển vi điện tử quét TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TSKH Tiến sĩ khoa học VFEJ Vietnam Forum of Environmental Diễn đàn Nhà báo Môi trường Việt Nam Journalists vi VLHP Vật liệu hấp phụ VSR Vỏ sầu riêng Các ký hiệu Vỏ sầu riêng bổ sung acid VSR-AS béo Vỏ sầu riêng chuổng bò CB-AS bổ sung acid béo Vỏ sầu riêng RI bổ sung RI6-AS acid béo Vỏ sầu riêng Sáu Hữu bổ 6H-AS sung acid béo Vỏ sầu riêng thô VSR-M RI6-M Vỏ sầu riêng chuổng bò thơ Vỏ sầu riêng RI thơ 6H-M Vỏ sầu riêng Sáu Hữu thô VSR-R Vỏ sầu riêng sau sấy khơ CB-R Vỏ sầu riêng chuổng bò sau sấy khô Vỏ sầu riêng RI sau sấy khô Vỏ sầu riêng Sáu Hữu sau sấy khô CB-M RI6-R 6H-R vii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Hàm lượng dầu tồn nước dạng nhũ tương tổng kho chứa xăng, dầu Tp.HCM 13 Bảng 1.2: Giá trị tối đa thông số ô nhiễm nước thải kho cửa hàng xăng dầu 14 Bảng 1.3: Hàm lượng dầu tồn nước dạng nhũ tương nhà máy dầu nhờn Tp.HCM 15 Bảng 1.4: Nước thải nhiễm dầu trạm xăng dầu rửa xe Bangkok, Thailan 17 Bảng 1.5: Tỉ lệ thành phần sầu riêng 22 Bảng 1.6: Thống kê diện tích sản lượng sầu riêng nước ta (năm 2014) 24 Bảng 2.1: Danh sách dụng cụ, thiết bị sử dụng cho thí nghiệm 38 Bảng 3.1: Kết thí nghiệm làm khô vật liệu 56 Bảng 3.2: Các thông số thử nghiệm khảo sát khả hấp phụ dầu VSR-M 68 Bảng 3.3: Kết khảo sát khả hấp phụ dầu VSR-M 69 Bảng 3.4: Các thông số thử nghiệm khảo sát khả hấp phụ dầu VSR-AS 71 Bảng 3.5: Kết xử lý khả hấp phụ dầu VSR-AS tỷ lệ 1:4 72 Bảng 3.6: Độ mặn nước 75 Bảng 3.7: Các thông số thử nghiệm khảo sát ảnh hưởng hàm lượng dầu 75 Bảng 3.8: Kết xử lý khả hấp phụ dầu VSR-AS 1:4 độ mặn 76 Bảng 3.9: Các thông số thử nghiệm khảo sát ảnh hưởng thời gian tiếp xúc 79 Bảng 3.10: Kết xử lý khả hấp phụ dầu VSR-AS móc thời gian khác 80 Bảng 3.11: Các thông số thử nghiệm khả hấp phụ dầu VSR-AS 82 Bảng 3.12 Kết xử lý khả hấp phụ dầu VSR-AS môi trường nước biển 82 viii DANH MỤC ĐỒ THỊ Đồ thị 1.1: Nồng độ dầu số cảng biển Việt Nam (Nguồn: VFEJ.VN Diễn đàn nhà báo môi trường Việt Nam) 11 Đồ thị 1.2: Lượng dầu tràn gây ô nhiễm biển Việt Nam qua năm (Nguồn: Bộ tài nguyên môi trường 12 Đồ thị 3.1: Kết ghi nhận khả hấp phụ dầu VSR-M hiệu suất xử lý 69 Đồ thị 3.2: Kết ghi nhận khả hấp phụ dầu VSR-AS tỷ lệ 1:4 phối trộn hiệu suất xử lý 73 Biều đồ 3.3: Hiệu suất hấp phụ dầu VSR-AS với độ mặn 79 Đồ thị 3.4: Hàm lượng dầu hấp phụ móc thời gian khác 81 Đồ thị 3.5: Nồng độ dầu số cảng biển việt nam 81 ix PHỤ LỤC 1: KHẢ NĂNG HẤP PHỤ DẦU CỦA VSR – M Loại X (mg/l) vỏ ̅ ± SD 𝐘 ̅ (%) 𝐇 1.5413 ± 0.1066 30.8267 1.6790 ± 0.0078 33.5800 2.6700 ± 0.0892 53.4000 Y (mg/l) 1.4130 6H 5.0 1.5370 1.6740 1.6680 CB 5.0 1.6840 1.6850 2.7750 RI6 5.0 2.5570 2.6780 Trong đó: + X : Lượng dầu ban đầu (mg/l) + Y : Lượng dầu hấp phụ (mg/l) ̅ + Y : Lượng dầu hấp phụ trung bình, (g) + ±SD : Độ lệch chuẩn + : Hiệu suất hấp phụ trung bình, (%) ̅ H ANOVA Table for KHA NANG HAP PHU DAU VSR – M Source Sum of Df Mean Squares Between F-Ratio Square 2.27492 1.13746 Within groups 0.0581287 0.00968811 Total (Corr.) 2.33305 Value 117.41 groups Multiple Range Tests for KHA NANG HAP PHU DAU VSR – M Method: 95.0 percent LSD P- 0.0000 Count Mean Homogeneous Groups VSR 6H 1.54133 X VSR CB 1.679 X VSR R6 2.67 Contrast Sig Differenc X +/- Limits e VSR 6H - VSR -0.137667 0.19665 CB VSR 6H - VSR R6 * -1.12867 0.19665 VSR CB - VSR * -0.991 0.19665 R6 Chú thích: (*): Biểu thị khác biệt ý nghĩa thống kê Means and 95.0 Percent LSD Intervals 2.9 Mean 2.6 2.3 1.7 1.4 VSR 6H VSR CB VSR R6 PHỤ LỤC 2: KHẢ NĂNG HẤP PHỤ DẦU CỦA VSR - AS Loại X (mg/l) vỏ ̅ ± SD 𝐘 Y (mg/l) ̅ (%) 𝐇 0.1730 6H 5.0 0.1870 4.8153 ± 0.0080 96.3067 0.1940 0.1160 CB 5.0 0.1510 4.8673 ± 0.0143 97.3467 4.8163 ± 0.0038 96.3267 0.1310 0.1890 RI6 5.0 0.1810 0.1810 Trong đó: + X : Lượng dầu ban đầu (mg/l) + Y : Lượng dầu hấp phụ (mg/l) ̅ + Y : Lượng dầu hấp phụ trung bình, (g) + ±SD : Độ lệch chuẩn + : Hiệu suất hấp phụ trung bình, (%) ̅ H ANOVA Table for KHA NANG HAP PHU DAU VSR – AS Source Sum of Df Mean Squares Between F-Ratio Square 0.005306 0.002653 Within groups 0.000888 0.000148 Total (Corr.) 0.006194 groups PValue 17.93 0.0029 Multiple Range Tests for KHA NANG HAP PHU DAU VSR – AS Method: 95.0 percent LSD Count Mean Homogeneous Groups VSR 6H AS 4.81533 X VSR RI AS 4.81633 X VSR CB AS 4.86733 Contrast Sig Differenc X +/- Limits e VSR 6H AS - * -0.052 0.0243055 -0.001 0.0243055 0.051 0.0243055 VSR CB AS VSR 6H AS VSR RI AS VSR CB AS - * VSR RI AS Chú thích: (*): Biểu thị khác biệt ý nghĩa thống kê Means and 95.0 Percent LSD Intervals 4.88 Mean 4.86 4.84 4.82 4.8 VSR 6H AS VSR CB AS VSR RI AS PHỤ LỤC 3: ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ MẶN ĐẾN KHẢ NĂNG HẤP PHỤ CỦA VSR - AS VÀ SO SÁNH VỚI HIỆU SUẤT HẤP PHỤ Độ mặn (%o) 10 15 20 25 30 35 40 X1 X2 (mg/l) (mg/l) ̅ ± SD 𝐗 H (%) 5.0 4.9972 99.9440 5.0 4.9971 99.9420 5.0 4.9973 5.0 4.9947 99.8940 5.0 4.9982 99.9640 5.0 4.9957 5.0 4.9986 99.9720 5.0 4.9988 99.9760 5.0 4.9987 5.0 4.9977 99.9540 5.0 4.9961 99.9220 5.0 4.9976 5.0 4.9971 99.9420 5.0 4.9960 99.9200 5.0 4.9981 5.0 4.9620 99.2400 5.0 4.9995 99.9900 5.0 4.9960 5.0 4.9620 99.2400 5.0 4.9994 99.9880 5.0 4.9970 5.0 4.9625 5.0 4.9997 4.9972 ± 0.0001 4.9962 ± 0.0015 4.9987 ± 0.0001 4.9971 ± 0.0007 4.9971 ± 0.0009 4.9858 ± 0.0169 4.9861 ± 0.0171 99.9440 99.9460 99.9240 99.9140 99.9740 99.9740 99.9427 99.9520 99.9413 99.9620 99.7167 99.9200 99.7227 99.9400 99.2500 4.9873 ± 0.0175 ̅ (%) 𝐇 99.9940 99.7460 Độ mặn (%o) 45 50 X1 X2 (mg/l) (mg/l) ̅ ± SD 𝐗 H (%) 5.0 4.9997 99.9940 5.0 4.9635 99.2700 5.0 4.9999 99.9980 5.0 4.9997 5.0 4.9637 99.2740 5.0 4.9991 99.9820 5.0 4.9997 4.9877 ± 0.0171 4.9875 ± 0.0168 Trong đó: + X1 : Lượng dầu trước hấp phụ, (g) + X2 : Lượng dầu hấp phụ, (g) + ̅ X : Lượng dầu hấp phụ trung bình, (g) + ±SD : Độ lệch chuẩn + H : Hiệu suất hấp phụ, (%) + ̅ H : Hiệu suất hấp phụ trung bình, (%) ̅ (%) 𝐇 99.7540 99.9940 99.9940 99.7500 ANOVA Table for ANH HUONG CUA DO MAN Source Sum of Df Mean Squares Between 0.000824427 Square 0.00009160 groups Within groups F-Ratio PValue 0.42 0.9109 0.00439591 20 0.00021979 Total (Corr.) 0.00522033 29 Multiple Range Tests for ANH HUONG CUA DO MAN Method: 95.0 percent LSD Count Mean Homogeneous Groups DO MAN 30 4.98583 X DO MAN 35 4.98613 X DO MAN 40 4.9873 X DO MAN 50 4.9875 X DO MAN 45 4.9877 X DO MAN 10 4.9962 X DO MAN 25 4.99707 X DO MAN 20 4.99713 X DO MAN 4.9972 X DO MAN 15 4.9987 X Sig Difference +/- Limits 0.001 0.0252506 Contrast DO MAN - DO MAN 10 DO MAN - DO MAN 15 -0.0015 0.0252506 DO MAN - DO MAN 20 0.0000666667 0.0252506 DO MAN - DO MAN 25 0.000133333 0.0252506 DO MAN - DO MAN 30 0.0113667 0.0252506 DO MAN - DO MAN 35 0.0110667 0.0252506 DO MAN - DO MAN 40 0.0099 0.0252506 DO MAN - DO MAN 45 0.0095 0.0252506 DO MAN - DO MAN 50 0.0097 0.0252506 DO MAN 10 - DO MAN 15 -0.0025 0.0252506 DO MAN 10 - DO MAN 20 -0.000933333 0.0252506 DO MAN 10 - DO MAN 25 -0.000866667 0.0252506 DO MAN 10 - DO MAN 30 0.0103667 0.0252506 DO MAN 10 - DO MAN 35 0.0100667 0.0252506 DO MAN 10 - DO MAN 40 0.0089 0.0252506 DO MAN 10 - DO MAN 45 0.0085 0.0252506 DO MAN 10 - DO MAN 50 0.0087 0.0252506 DO MAN 15 - DO MAN 20 0.00156667 0.0252506 DO MAN 15 - DO MAN 25 0.00163333 0.0252506 DO MAN 15 - DO MAN 30 0.0128667 0.0252506 DO MAN 15 - DO MAN 35 0.0125667 0.0252506 DO MAN 15 - DO MAN 40 0.0114 0.0252506 DO MAN 15 - DO MAN 45 0.011 0.0252506 DO MAN 15 - DO MAN 50 0.0112 0.0252506 DO MAN 20 - DO MAN 25 0.0000666667 0.0252506 DO MAN 20 - DO MAN 30 0.0113 0.0252506 DO MAN 20 - DO MAN 35 0.011 0.0252506 DO MAN 20 - DO MAN 40 0.00983333 0.0252506 DO MAN 20 - DO MAN 45 0.00943333 0.0252506 DO MAN 20 - DO MAN 50 0.00963333 0.0252506 DO MAN 25 - DO MAN 30 0.0112333 0.0252506 DO MAN 25 - DO MAN 35 0.0109333 0.0252506 DO MAN 25 - DO MAN 40 0.00976667 0.0252506 DO MAN 25 - DO MAN 45 0.00936667 0.0252506 DO MAN 25 - DO MAN 50 0.00956667 0.0252506 DO MAN 30 - DO MAN 35 -0.0003 0.0252506 DO MAN 30 - DO MAN 40 -0.00146667 0.0252506 DO MAN 30 - DO MAN 45 -0.00186667 0.0252506 DO MAN 30 - DO MAN 50 -0.00166667 0.0252506 DO MAN 35 - DO MAN 40 -0.00116667 0.0252506 DO MAN 35 - DO MAN 45 -0.00156667 0.0252506 DO MAN 35 - DO MAN 50 -0.00136667 0.0252506 DO MAN 40 - DO MAN 45 -0.0004 0.0252506 DO MAN 40 - DO MAN 50 -0.0002 0.0252506 DO MAN 45 - DO MAN 50 0.0002 0.0252506 Chú thích: (*): Biểu thị khác biệt ý nghĩa thống kê PHỤ LỤC 4: KẾT QUẢ CHỤP ẢNH TEM KẾT QUẢ ẢNH TEM VSR-AS (CB-AS) 10 p 11 12 KẾT QUẢ ẢNH TEM VSR – M (CB-M) 13 14 15 ... béo Vỏ sầu riêng thơ VSR-M RI6-M Vỏ sầu riêng chuổng bò thô Vỏ sầu riêng RI thô 6H-M Vỏ sầu riêng Sáu Hữu thô VSR-R Vỏ sầu riêng sau sấy khơ CB-R Vỏ sầu riêng chuổng bò sau sấy khô Vỏ sầu riêng. .. “Nghiên cứu so sánh hiệu xử lý dầu khoáng số loại vỏ sầu riêng , nhằm mục đích so sánh khả hấp phụ dầu loại VSR (RI 6, 6H, CB) từ chọn loại VLHP tốt từ loại VSR (RI 6, 6H, CB) ứng dụng sử lý nguồn... Vật liệu hấp phụ VSR Vỏ sầu riêng Các ký hiệu Vỏ sầu riêng bổ sung acid VSR-AS béo Vỏ sầu riêng chuổng bò CB-AS bổ sung acid béo Vỏ sầu riêng RI bổ sung RI6-AS acid béo Vỏ sầu riêng Sáu Hữu bổ 6H-AS