nghiên cứu sử dụng than trấu hoạt hóa bằng phương pháp vật lý để xử lý cr6+ , cu2+ , ni2+ trong nước thải ngành mạ điện

Mục Lục Lời cám ơn i Mục lục ii Danh mục bảng v Danh mục hình ảnh vi Mở đầu 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu đề tài Đối tượng phạm vi nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài nghiên cứu CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan ngành mạ điện 1.1.1 Nguyên lý trình mạ điện 1.1.2 Các kim loại dùng để mạ phủ - sản phẩm trình mạ điện 1.1.3 Nguồn gốc phát sinh – tính chất nước thải mạ điện 1.1.4 Nước thải tính chất nước thải mạ điện 1.1.5 Giới thiệu chung đồng, crôm, niken 1.1.6 Các phương pháp xử lý kim loại nặng 10 1.2 Tổng quan phương pháp hấp phụ 17 1.2.1 Cơ sở lý thuyết trình hấp phụ 17 1.2.2 Cơ chế trình hấp phụ 18 1.2.3 Cân hấp phụ 18 1.2.4 Các mơ hình trình hấp phụ 19 1.2.5 Một số yếu tố ảnh hưởng đến trình hấp phụ 22 1.2.6 Phương pháp nghiên cứu 23 1.2.7 Phương pháp giải hấp phụ 24 1.3 Sản xuất than hoạt tính 26 ii 1.3.1 Than hóa nguyên liệu đầu vào: 26 1.3.2 Quá trình hoạt hố 26 1.3.3 Ưu nhược điểm phương pháp hoạt hóa 27 1.3.4 Ứng dụng than hoạt tính 27 1.3.5 Giới thiệu nguyên liệu vỏ trấu 28 1.3.6 Quy trình làm than hoạt tính từ vỏ trấu 28 1.4 Một số nghiên cứu hấp phụ kim loại nặng trấu số vật liệu khác Việt Nam 30 1.5 Một số nghiên cứu hấp phụ kim loại nặng trấu số vật liệu khác nước 31 1.6 Những vấn đề cần tập trung nghiên cứu giải 32 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP VÀ VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU 33 2.1 Sơ đồ nghiên cứu 33 2.2 Mơ hình nghiên cứu 34 2.2.1 Cấu tạo mơ hình 34 2.2.2 Nguyên tắc hoạt động 35 2.3 Các phương pháp nghiên cứu 35 2.3.1 Phương pháp thu thập tổng hợp tài liệu 35 2.3.2 Phương pháp thực nghiệm 35 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 36 3.1 Xây dựng đường chuẩn cho ion kim loại 36 3.1.1 Xây dựng đường chuẩn Cu2+ 36 3.1.2 Xây dựng đường chuẩn Cr6+ 36 3.1.3 Xây dựng đường chuẩn Ni2+ 37 3.2 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp phụ than hoạt tính từ vỏ trấu 38 3.2.1 Khảo sát ảnh hưởng thời gian khuấy đến khả hấp phụ than trấu hoạt tính 38 3.2.2 Khảo sát ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ than trấu hoạt tính 43 3.2.3 Khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ rắn-lỏng đến trình hấp phụ than trấu iii hoạt tính 46 3.2.4 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ đến trình hấp phụ than hoạt tính 49 3.3 Khảo sát khả hấp phụ điều kiện động 52 3.3.1 Khảo sát ảnh hưởng tốc độ dòng đến khả hấp phụ cột 52 3.3.2 Khảo sát khả hấp phụ Cu2+, Cr6+, Ni2+ cột hấp phụ 54 3.3.3 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ dung dịch rửa giải đến khả rửa giải 58 3.3.4 Khảo sát ảnh hưởng thể tích rửa giải 60 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 66 Kết luận 66 Kiến nghị 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 PHỤ LỤC HÌNH ẢNH 70 iv DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Các kim loại mạ phủ sản phẩm Bảng 1.2 Thành phần tính chất nước thải mạ điện nước ta sau: Bảng 1.3 Thành phần tính chất nước thải mạ điện Cơng ty CP cơng nghiệp điện hóa Fukui, Nhật Bản Bảng 1.4 Thành phần tính chất nước thải mạ điện cơng ty Cổ Phần khóa Việt Tiệp – Đơng Anh Bảng 1.5 Khử niken nước thải vôi vôi sunfite ba nhà máy mạ điện 11 Bảng 1.6 Xử lý Crôm nước thải phương pháp khử + kết tửa hidroxit 11 Bảng 1.7 Tóm tắt hiệu xử lý đồng theo phương pháp kết tủa hydroxit 11 Bảng 1.8 So sánh ưu nhược điểm phương pháp xử lý kim loại nặng 12 Bảng 1.9 Ưu nhược điểm phương pháp hoạt hóa 27 Bảng 3.1 Đường chuẩn Cu2+ 36 Bảng 3.2 Đường chuẩn Cr6+ 37 Bảng 3.3 Đường chuẩn Ni2+ 37 Bảng 3.4 Kết khảo sát ảnh hưởng thời gian đến trình hấp phụ 39 Bảng 3.5 Thời gian hấp phụ đạt cân ion 42 Bảng 3.6 Kết khảo sát ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ 43 Bảng 3.7 Kết khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ rắn lỏng đến trình hấp phụ 46 Bảng 3.8 Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ ban đầu đến hấp phụ than hoạt tính 49 Bảng 3.9 Dung lượng hấp phụ cực đại số Langmuir ion 51 Bảng 3.10 Phân loại phù hợp mơ hình đẳng nhiệt tham số RL 52 Bảng 3.11 Giá trị tham số cân RL trình hấp phụ than trấu hoạt tính 52 Bảng 3.12 Ảnh hưởng tốc độ dòng đến khả hấp phụ cột 53 Bảng 3.13 Kết hấp phụ cột 55 Bảng 3.14 Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ dung dịch rửa giải đến khả giải hấp 59 Bảng 3.15 Kết quá trình tái sinh cột hấp phụ 60 Bảng 3.16 Tính tốn cân khối lượng cho trình hấp phụ cột giải hấp 64 v DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Nguyên lý trình mạ điện Hình 1.2 Quy trình cơng nghệ mạ điện Hình 1.3 Cơng nghệ xử lý nước thải công ty CP công nghiệp hóa Fukui, Nhật Bản 14 Hình 1.4 Cơng nghệ xử lý nước thải mạ điện cơng ty Hòa Bình Xanh 16 Hình 1.5 Đường hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir 21 Hình 1.6 Sự phụ thuộc Cf/q Cf 21 Hình 1.7 Đường hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich 22 Hình 1.8 Sự phụ thuộc lgq vào lgC 22 Hình 1.9 Quy trình làm than hoạt tính từ vỏ trấu 29 Hình 1.10 Vỏ trấu 29 Hình 1.11 Than hoạt tính làm từ vỏ trấu 30 Hình 2.1 Sơ đồ nghiên cứu 33 Hình 2.2 Mơ hình cột hấp phụ 34 Hình 3.1 Quá trình lắc máy lắc 38 Hình 3.2 Mẫu thu sau lắc 39 Hình 3.3 Ảnh hưởng thời gian đến khả hấp phụ Cu2+ 41 Hình 3.4 Ảnh hưởng thời gian đến khả hấp phụ Cr6+ 41 Hình 3.5 Ảnh hưởng thời gian đến khả hấp phụ Ni2+ 42 Hình 3.6 Ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ Cu2+ 44 Hình 3.7 Ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ Cr6+ 45 Hình 3.8 Ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ Ni2+ 45 Hình 3.9 Ảnh hưởng khối lượng than đến khả hấp phụ Cu2+ 47 Hình 3.10 Ảnh hưởng khối lượng than đến khả hấp phụ Cr6+ 48 Hình 3.11Ảnh hưởng khối lượng than đến khả hấp phụ Ni2+ 48 Hình 3.12 Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir Cu2+ 50 Hình 3.13 Đường biểu diễn phụ thuộc Cf/q Cf Cu2+ 50 Hình 3.14 Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir Cr6+ 50 vi Hình 3.15 Đường biểu diễn phụ thuộc Cf/q Cf Cr6+ 50 Hình 3.16 Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir Ni2+ 51 Hình 3.17 Đường biểu diễn phụ thuộc Cf/q Cf Ni2+ 51 Hình 3.18 Ảnh hưởng tốc độ dòng đến khả hấp phụ 54 Hình 3.19 Quá trình chạy cột hấp phụ 55 Hình 3.20 Khả hấp phụ Cu2+ cột 57 Hình 3.21 Khả hấp phụ Cr6+ cột 57 Hình 3.22 Khả hấp phụ Ni2+ cột 58 Hình 3.23 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ dung dịch rửa giải 59 Hình 3.24 Quá trình tái sinh cột hấp phụ 60 Hình 3.25 Kết giải hấp Cu2+ HNO3 0,75M 63 Hình 3.26 Kết giải hấp Cr6+ HNO3 0,75M 63 Hình 3.27 Kết giải hấp Ni2+ HNO3 0,75M 64 Hình Chạy cột hấp phụ (làm nhà) 71 Hình Cấu tạo cột hấp phụ 72 Hình Hệ thống máy AAS (Varian AA204) 71 Hình Mẫu dãy chuẩn chuẩn bị trước tiến hành đo 72 Hình Thao tác thiết lập máy trước đo 72 Hình Thao tác đo mẫu 73 vii i 2+ Nghiên phương pháp pháp vật lývật để lý xửđể lý xử Cr6+ Cu6+2+, ,Cu Ni2+ Nghiêncứu cứusử sửdụng dụngthan thantrấu trấuhoạt hoạtbằng hóa phương lý,Cr , Ni2+ nước thải ngành mạ điện nước thải ngành mạ điện MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Ngày nay, với q trình cơng nghiệp hóa - đại hóa chất lượng sống người ngày nâng cao, nhu cầu nước ngày nhiều ô nhiễm nước xảy ngày nghiêm trọng Đặc biệt vấn đề ô nhiễm kim loại nặng Các kim loại thường xuất nước thải cơng nghiệp điện tử, lọc hóa dầu, mà đặc biệt nước thải ngành mạ điện Không giống chất hữu gây ô nhiễm, kim loại khơng phân hủy có xu hướng tích tụ thể sống gây biến đổi gen, ung thư ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường như: Cu2+, Cr6+, Ni2+ Để xử lý kim loại nặng có nhiều phương pháp khác Trong đó, phương pháp hấp phụ ngày quan tâm nhiều với vật liệu hấp phụ chế tạo từ phụ phẩm nông nghiệp giá rẻ như: rơm, gáo dừa, trấu,…Trong nguyên liệu hấp phụ chế tạo từ vỏ trấu ngày quan tâm Việt Nam quốc gia xuất gạo hàng đầu giới Là nước nằm khu vực nhiệt đới gió mùa với lợi hai vùng đồng lớn kết hợp với khí hậu tạo điều kiện thuận lợi cho canh tác Từ năm 2005 trở lại đây, sản lượng lúa gạo có xu hướng tăng dần Cụ thể niên vụ 2015/16, Việt Nam xuất ước tính đạt triệu gạo Việc ứng dụng khoa học kỹ thuật vào nông nghiệp việc tạo giống lúa có suất cao, chịu hạn chịu phèn tốt chống chọi nhiều sâu bệnh góp phần nâng cao sản lượng lúa gạo nước Theo số liệu thống kê lúa tạo khoảng 200 kg vỏ trấu (vỏ trấu chiếm khoảng 20% khối lượng thóc) Như trung bình năm lượng trấu Việt Nam khoảng 8.94 triệu Hiện nay, 75% trấu tận dụng làm chất đốt để cấp nhiệt trực tiếp cho công đoạn sấy lúa sản phẩm nơng nghiệp, sản xuất gạch, ngói, ép thành củi trấu,… Phần lại trở thành chất thải, có nguy bị đổ xuống sông, rạch gây ô nhiễm nguồn nước đốt thành tro gây ô nhiễm môi trường Do đó, tìm cách xử lý hiệu vỏ trấu toán cần thiết Từ yêu cầu thực tiễn nhóm đề tài nghiên cứu phương pháp chế tạo than hoạt tính từ vỏ trấu ứng dụng than loại than việc xử lý kim loại nặng nước thải mà đặc biệt ngành mạ điện Mục tiêu nghiên cứu đề tài Nghiên cứu sử dụng than trấu hoạt hố phương pháp vật lý (hoạt hóa nước) để xử lý Cu2+, Cr6+, Ni2+ nước thải ngành mạ điện Đối tượng phạm vi nghiên cứu  Đối tượng nghiên cứu  Than trấu hoạt hóa phương pháp vật lý SVTH: Phan Đình Khánh Trâm – 0150020142 GVHD: PGS.TS Phan Đình Tuấn i Nghiên cứu sử dụng than trấu hoạt phương pháp vật lý để xử lý Cr6+, Cu2+, Ni2+ nước thải ngành mạ điện  Dung dịch Cu2+, Cr6+, Ni2+ giả định cho nước thải mạ điện sau cụm hóa lý  Phạm vi nghiên cứu  Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình hấp phụ Cu2+, Cr6+, Ni2+ than hoạt tính làm từ vỏ trấu, từ rút nhận xét khả hấp phụ ion  Các thí nghiệm hấp phụ dòng gián đoạn hấp phụ qua cột thực với dung dịch Cu2+, Cr6+, Ni2+ với than hoạt tính làm từ vỏ trấu Nội dung nghiên cứu          Tổng quan ngành mạ điện tính chất nước thải Tổng quan phương pháp hấp phụ sản xuất than hoạt tính Tìm hiểu số cơng trình nghiên cứu ngồi nước Xây dựng đường chuẩn Đồng, Crơm, Niken Xác định thời gian cân trình hấp phụ Khảo sát pH tối ưu kim loại Xác định đường đẳng nhiệt, xác định dung lượng hấp phụ cực đại Khảo sát cột hấp phụ Khảo sát trình giải hấp Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài nghiên cứu Vỏ trấu phụ phẩm nông nghiệp từ trình xay xát lúa gạo Nghiên cứu đề tài than trấu giúp tìm vật liệu hấp phụ có nguồn gốc tự nhiên cơng tác bảo vệ mơi trường Từ tìm giải pháp tối ưu giải nạn ô nhiễm vỏ trấu nông thôn xử lý thành phần kim loại nặng nước khu công nghiệp SVTH: Phan Đình Khánh Trâm – 0150020142 GVHD: PGS.TS Phan Đình Tuấn i Nghiên cứu sử dụng than trấu hoạt phương pháp vật lý để xử lý Cr6+, Cu2+, Ni2+ nước thải ngành mạ điện TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan ngành mạ điện Công nghệ mạ điện kim loại đời phát triến từ lâu Năm 1980, nhà hóa học Ý Luigi V.Brugnatelli phát kỹ thuật mạ điện Ở Việt Nam ngành mạ điện phát triển mạnh Hà Nội, TP HCM, Bình Dương đế đáp ứng nhu cầu tiêu dùng Hầu hết sở mạ điện Việt Nam có đặc trưng mặt sản xuất chật hẹp, nằm xen kẽ khu dân cư, quy mơ sản xuất nhỏ, sản xuất kiểu gia đình, công nghệ thiết bị lạc hậu xuống cấp Mạ không bảo vệ kim loại khỏi bị ăn mòn mà có tác dụng trang trí Tùy theo mục đích sử dụng mà áp dụng nhiều kỳ thuật mạ phủ kim loại khác nhau, phố biến ngành mạ tiểu thủ công nghiệp mạ phủ kim loại Đồng, Niken, Crôm, Vàng Bạc Kỹ thuật mạ điện ngày có bước tiến nhảy vọt nhằm tạo lớp mạ có cấu trúc tinh tế, mịn, dẻo, độ bám tốt, không xốp, không bong Tuy nhiên, mạ điện ngành có mức độ ô nhiễm môi trường cao tác nhân hóa chất độc hại, nước thải có pH thay đổi lớn, chứa ion kim loại nặng dễ gây cho người bệnh hiểm nghèo 1.1.1 Nguyên lý trình mạ điện Mạ điện q trình điện phân anot xảy q trình oxy hóa (hòa tan kim loại hay giải phóng khí oxy) catot xảy q trình khử (khử kim loại từ dung dịch thành lớp kim loại bám vật mạ hay q trình giải phóng hydro,…) có dòng điện chiều qua chất điện phân (dung dịch mạ) Hình 1.1 Nguyên lý trình mạ điện SVTH: Phan Đình Khánh Trâm – 0150020142 GVHD: PGS.TS Phan Đình Tuấn i Nghiên cứu sử dụng than trấu hoạt phương pháp vật lý để xử lý Cr6+, Cu2+, Ni2+ nước thải ngành mạ điện 1.1.2 Các kim loại dùng để mạ phủ - sản phẩm trình mạ điện Bảng 1.1 Các kim loại mạ phủ sản phẩm Kim loại Dung dịch mạ Sản phẩm mạ thường gặp Đặc điểm  Mạ đồng  Ứng dụng rộng rãi dung dịch xianua lĩnh vực chế tạo máy chế  Mạ đồng dung dịch khơng có tạo dụng cụ xianua Đồng  Mạ đồng dung dịch axit  Các loại mạ đồng đặc biệt khác  Lớp mạ đồng có màu đỏ hồng khơng khí dễ bị rỉ tác dụng với oxi axit cabonic  Dùng mỹ thuật làm lớp lót trang trí, mạ bảo vệ chi tiết khỏi bị thấm cacbon, nitơ, dùng kỹ thuật đúc điện tạo chi tiết phức tạp  Mạ niken dung dịch axit  Mạ niken bóng  Mạ niken đen Niken  Mạ niken đặc biệt khác  Các thiết bị chống ăn mòn mơi trường xâm thực mạnh, chịu mài mòn, khn in, chi tiết xe hơi, xe đạp, xe máy,  Lớp mạ niken dẻo, dễ đánh bóng tạo độ bóng cao nhờ màng thụ động mỏng, chịu điều kiện khắc nghiệt axit, kiềm muối  Mạ niken để bảo vệ vật mạ khơng bị ăn mòn  Mạ dung dịch  Phụ tùng xe hơi, xe có thành phần chủ máy, đồ gia dụng, yếu axit cromic làm gương phản chiếu, mạ khuôn, Crôm với nồng độ khác xilanh, vòng găng động đốt  Lớp mạ Crơm có độ bóng cao, màu sáng trắng, có màu xanh  Crơm mạ để trang trí bảo vệ vật mạ, chịu mài mòn, tăng tính phản xạ ánh sáng sản phẩm SVTH: Phan Đình Khánh Trâm – 0150020142 GVHD: PGS.TS Phan Đình Tuấn i Nghiên cứu sử dụng than trấu hoạt phương pháp vật lý để xử lý Cr6+, Cu2+, Ni2+ nước thải ngành mạ điện Bảng 3.14 Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ dung dịch rửa giải đến khả giải hấp Nồng độ HNO3 (M) Nồng độ kim loại sau trình lắc (mg/l) Lượng kim loại than (mg) Nồng độ kim loại đầu (mg/l) Lượng kim loại rửa giải (mg) Hiệu suất (%) 0.15 0.345 0.733 3.794 0.379 51.79 0.30 0.341 0.733 5.250 0.525 71.66 0.75 0.337 0.733 6.336 0.634 86.55 1.50 0.348 0.732 6.562 0.656 89.67 3.00 0.350 0.732 6.749 0.675 92.23 100 Hiệu suất (%) 90 80 70 60 50 40 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Nồng độ HNO3 (M) Hình 3.23 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ dung dịch rửa giải Nhận xét: Dựa vào số liệu ta thấy hiệu suất rửa giải tỉ lệ thuận với nồng độ HNO3 Nồng độ cao hiệu rửa giải cao Nhưng nồng độ cao dễ làm phân hủy than tiêu tốn axit Do ta chọn HNO3 0.75M tác nhân rửa giải SVTH: Phan Đình Khánh Trâm – 0150020142 GVHD: PGS.TS Phan Đình Tuấn 59 i Nghiên cứu sử dụng than trấu hoạt phương pháp vật lý để xử lý Cr6+, Cu2+, Ni2+ nước thải ngành mạ điện 3.3.4 Khảo sát ảnh hưởng thể tích rửa giải Chuẩn bị 1.5L dung dịch HNO3 0.75 M Dội liên tục dung dịch rửa giải qua cột với tốc độ dòng ml/phút Thu mẫu liên tục theo bed-volume Hình 3.24 Quá trình tái sinh cột hấp phụ Bảng 3.15 Kết quá trình tái sinh cột hấp phụ SVTH: Phan Đình Khánh Trâm – 0150020142 GVHD: PGS.TS Phan Đình Tuấn 60 i Nghiên cứu sử dụng than trấu hoạt phương pháp vật lý để xử lý Cr6+, Cu2+, Ni2+ nước thải ngành mạ điện Ion Bedvolume Thể tích dung dịch rửa giải Nồng độ đầu (mg/l) Khối lượng giải hấp (mg) (ml) Cu2+ 75 298.280 22.371 150 152.027 11.402 225 85.480 6.411 300 115.093 8.632 375 52.000 3.900 450 28.120 2.109 525 10.973 0.823 600 2.933 0.220 675 5.000 0.375 10 750 1.173 0.088 11 825 0.413 0.031 12 900 0.600 0.045 13 975 0.120 0.009 Tổng khối lượng Cu2+ giải hấp (mg) Cr6+ 56.416 75 150.027 11.252 150 87.347 6.551 225 49.880 3.741 300 14.067 1.055 375 18.373 1.378 SVTH: Phan Đình Khánh Trâm – 0150020142 GVHD: PGS.TS Phan Đình Tuấn 61 i Nghiên cứu sử dụng than trấu hoạt phương pháp vật lý để xử lý Cr6+, Cu2+, Ni2+ nước thải ngành mạ điện 450 7.507 0.563 525 3.120 0.234 600 0.760 0.057 675 0.440 0.033 10 750 0.280 0.021 11 825 - - 12 900 - - 13 975 - - Tổng khối lượng Cr6+ giải hấp (mg) Ni2+ 24.885 75 246.947 18.521 150 102.360 7.677 225 54.947 4.121 300 26.867 2.015 375 13.413 1.006 450 10.493 0.787 525 4.160 0.312 600 2.693 0.202 675 0.680 0.051 10 750 0.160 0.012 11 825 0.120 0.009 12 900 - - 13 975 - - SVTH: Phan Đình Khánh Trâm – 0150020142 GVHD: PGS.TS Phan Đình Tuấn 62 Nghiên cứu sử dụng than trấu hoạt phương pháp vật lý để xử lý Cr6+, Cu2+, Ni2+ nước thải ngành mạ điện Tổng khối lượng Ni2+ giải hấp (mg) 34.713 ( dấu “-“ nghĩa không xác định được) Nồng độ đầu (mg/l) 300 250 200 150 100 50 0 150 300 450 600 750 900 1050 Thể tích dung dịch rửa giải (ml) Hình 3.25 Kết giải hấp Cu2+ HNO3 0.75M 160 Nồng độ đầu (mg/l) i 140 120 100 80 60 40 20 0 150 300 450 600 750 900 1050 Thể tích dung dịch rửa giải (ml) Hình 3.26 Kết giải hấp Cr6+ HNO3 0.75M SVTH: Phan Đình Khánh Trâm – 0150020142 GVHD: PGS.TS Phan Đình Tuấn 63 i Nghiên cứu sử dụng than trấu hoạt phương pháp vật lý để xử lý Cr6+, Cu2+, Ni2+ nước thải ngành mạ điện Nồng độ đầu (mg/l) 250 200 150 100 50 0 150 300 450 600 750 900 1050 Thể tích dung dịch rửa giải (ml) Hình 3.27 Kết giải hấp Ni2+ HNO3 0.75M Nhận xét: Dựa vào số liệu thực nghiệm ta thấy lượng kim loại phần lớn giải hấp sau 600 ml HNO3 0.75M Bảng 3.16 Tính tốn cân khối lượng cho q trình hấp phụ cột giải hấp Cu2+ V1 = 4.8 L V2 = 4.6 L C1 = 15 mg/l C2 = 1.232 mg/l m1 = 72 mg m2 = 5.672 mg Khối lượng kim loại bị hấp phụ cột m3 = m1 – m2 = 66.328 (g) Hiệu suất trình giải hấp H2 = m4/m3 = 85.1 % Cr6+ V1 = 3.3 L V2 = L C1 = 10 mg/l C2 = 0.102 mg/l m = 33 mg m2 = 0.675mg Khối lượng kim loại bị hấp phụ cột m3 = m1 – m2 = 32.343 (g) Hiệu suất trình giải hấp H2 = m4/m3 = 76.9 % Ni2+ V1 = 3.2 L SVTH: Phan Đình Khánh Trâm – 0150020142 GVHD: PGS.TS Phan Đình Tuấn V2 = 3.1 L 64 i Nghiên cứu sử dụng than trấu hoạt phương pháp vật lý để xử lý Cr6+, Cu2+, Ni2+ nước thải ngành mạ điện C1 = 15 mg/l C2 = 1.029 mg/l m = 48 mg m2 = 3.190 mg Khối lượng kim loại bị hấp phụ cột m3 = m1 – m2 = 44.810 (g) Hiệu suất trình giải hấp H2 = m4/m3 = 77.5 % Trong đó:  Tổng thể tích dung dịch chứa kim loại chạy qua cột: V1 (ml)  Tổng thể tích dung dịch thu hồi sau chạy cột: V2 (ml)  Nồng độ ion kim loại chạy qua cột: C1 (mg/l)  Nồng độ ion kim loại mẫu thu hồi sau chạy cột: C2 (mg/l)  Tổng khối lượng kim loại chạy qua cột: m1 = C1 x V1 (mg)  Tổng khối lượng kim loại từ mẫu đầu cột: m2 = C2 x V2 (mg)  Tổng khối lượng kim loại giải hấp: m4 (mg) SVTH: Phan Đình Khánh Trâm – 0150020142 GVHD: PGS.TS Phan Đình Tuấn 65 i Nghiên cứu sử dụng than trấu hoạt phương pháp vật lý để xử lý Cr6+, Cu2+, Ni2+ nước thải ngành mạ điện KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ  Kết luận Than hoạt tính làm từ vỏ trấu điều chế phương pháp hoạt hóa vật lý (hơi nước) 8000C thời gian 60 phút Sau trình nghiên cứu ta thu số kết sau: Khảo sát trình hấp phụ dạng tĩnh Với nồng độ ban đầu Cu2+, Ni2+ 15 mg/l; Cr6+ 10 mg/l, khối lượng than đem thử nghiệm 1g lắc với tốc độ 200 rpm  Thời gian đạt cân cho trình hấp phụ: 90 phút Cu2+ 75 phút Cr6+ 120 phút Ni2+  pH tối ưu cho trình hấp phụ: pH = Cu2+ pH = Cr6+ pH = Ni2+  Mơ tả quấ trình hấp phụ đẳng nhiệt theo phương trình Langmuir xác định dung lượng hấp phụ tối đa Cu2+: qmax = 6,13 mg/g Cr6+ : qmax = 3.61 mg/g Ni2+ : qmax = 3.03 mg/g Khảo sát trình hấp phụ cột Với nồng độ ban đầu dung dịch Cu2+, Ni2+ 15 mg/l; Cr6+ 10 mg/l, cột cao khoảng 12 cm, đường kính cm với thể tích lớp than 75 ml  Tốc độ dòng tối ưu cho trình hấp phụ cột ml/phút  Nồng độ Cu2+ đầu đạt tiêu chuẩn xả thải sau 56 bed-volume Nồng độ Cr6+ đầu đạt tiêu chuẩn loại A sau 27 bed-volume loại B sau 30 bed-volume Nồng độ Ni2+ đầu đạt tiêu chuẩn loại A sau 18 bed-volume loại B sau 24 bed-volume  Nồng độ HNO3 0.75M tối ưu cho trình rửa giải cột hấp phụ  Thể tích HNO3 tối ưu cho trình rửa giải: 600 ml SVTH: Phan Đình Khánh Trâm – 0150020142 GVHD: PGS.TS Phan Đình Tuấn 66 i Nghiên cứu sử dụng than trấu hoạt phương pháp vật lý để xử lý Cr6+, Cu2+, Ni2+ nước thải ngành mạ điện  Kiến nghị Thông qua kết q trình thí nghiệm chứng minh than trấu hoạt hóa phương pháp vật lý với ưu điểm nguồn nguyên liệu dễ kiếm, rẽ tiền quy trình sản xuất đơn giản có khả xử lý nược Cu2+, Cr6+, Ni2+ Tuy nhiên thời gian làm luận văn có hạn máy móc thiết bị chưa đầy đủ nên có số nghiên cứu cần tiến hành tương lai cụ thể là: mẫu hỗn hợp gồm nhiều kim loại, mẫu nước thải thực tế Ngoài ra, cần khảo sát thêm số yếu tố như: khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ, ảnh hưởng tốc độ lắc, tăng nồng độ ban đầu dung dịch, thay đổi kích thước than, nên nghiên cứu thêm SVTH: Phan Đình Khánh Trâm – 0150020142 GVHD: PGS.TS Phan Đình Tuấn 67 i Nghiên cứu sử dụng than trấu hoạt phương pháp vật lý để xử lý Cr6+, Cu2+, Ni2+ nước thải ngành mạ điện TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Lê Huy Bá Độc học môi trường NXB Đại Học Quốc Gia – TP.HCM, 2008 [2] Ts Hoàng Văn Bính Độc chất học cơng nghiệp dự phòng nhiễm độc NXB Khoa học Kỹ thuật - Hà Nội, 2007 [3] Lê Văn Cát Hấp phụ trao đổi ion kỹ thuật xử lý nước nước thải” Trung tâm khoa học tự nhiên công nghệ Quốc gia: NXB Thống kê – Hà Nội, 2002 [4] Nguyễn Thùy Dương.”Nghiên cứu khả hấp phụ số ion kim loại nặng vật liệu hấp phụ chế tạo từ vỏ lạc” Trường Đại học Thái Nguyên, 2008 [5] Trần Văn Đức “Nghiên cứu hấp phụ ion kim loại nặng Cu2+ Zn2+ nước thải vật liệu SiO2 tách từ vỏ trấu, Trường Đại học Đà Nẵng, 2012 [6] Trần Tứ Hiếu-Từ Vọng Nghi-Nguyễn Văn Ri-Nguyễn Xn Trung, Hóa học phân tích - Phần 2: Các phương pháp phân tích cơng cụ, NXB Khoa học Kỹ thuật [7] Lê Hoàng Nghiêm Bài giảng xử lý nước thải [8] Đồn Văn Hồng Thiện, Phạm Hòa Thái, Phạm Thị Mè, Lê Đức Huy Nguyễn Minh Nhựt ”Loại ion Đồng (II) tro trấu” Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ Phần A: Khoa học Tự nhiên, Công nghệ Môi Trường: 34(2014):45-53 [9] Lê Thị Tình, “Nghiên cứu khả hấp phụ Cr vỏ trấu ứng dụng xử lý tách Cr khỏi nguồn nước thải”, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, 2011 [10] Nguyễn Ngọc Tuấn Bài giảng phân tích mơi trường Viện nghiên cứu hạt nhân Đà lạt, 2008 [11] Huỳnh Thị Thảo Trang, ThS Phan Hoàng Minh Huy.”Nghiên cứu loại bỏ Cu2+ nước thải Sargassum mcclurei” Trường Đại học Yersin Đà Lạt, 2013 Tiếng Anh [1] Soheil Sobhanardakani, Raziyeh Zandipak Adsorption of Ni(II) and Cd(II) from aqueous solution using modified rice husk Iranian Journal of Health Siences, 2015;3(1)-9 [2] Ying Zhang, Ru Zheng, Jiaying Zhao, Fang Ma, Yingchao Zhang and Qingjuan Meng Characterization of H3PO4 treated rice husk adsorbent and adsorption of copper(II) from aqueous solution Biomed Res Int.2014; 2014: 496878 [3] Apeksha Gupta, Prof.Mrs.SRMote A comparative study and kenetics for the removal of hexavalent chromium from aqueous solution by agricultural, Timber and fruit wastes Chemical and process engineering research vol.19,2014 SVTH: Phan Đình Khánh Trâm – 0150020142 GVHD: PGS.TS Phan Đình Tuấn 68 i Nghiên cứu sử dụng than trấu hoạt phương pháp vật lý để xử lý Cr6+, Cu2+, Ni2+ nước thải ngành mạ điện [4] I Nhapi, N Banadda, R Murenzi, C.B Sekomo and U.G Wali Removal of heavy metals from industrial wastewater using rice husk The open enviromental engineering journal, 2011, 4, 170-180 [5] Singh,S.R and Singh, A.P Treatment of water containg chromium(VI) using rice husk cacbon as a newlow cost adsorbent Int.J.Environ.Res, 6(4):917-924, Autumn 2012 [6] A.Kannan and S.Thambidurai Removal of hexavalent chromium from aqueous solution using activeed cacbon derived from Palmyra Palm fruit seed Bull Chem.Soc.Ethiop 2008, 22(2),183-196 [7] Chowdhury, Z E Preparation and characterizations of activated carbon from kenaf fiber for equilibrium adsorption studies of copper from wastewater, Korean J Chem Eng., vol 29, no 9, 1187-1195.(2012) [8] Ademiluyi Falilat Taiwo, Nze Jane Chinyere Sorption characteristic fof multiple adsorption of heavy metal ion using active cacbon from Nigerian bamboo Journal of materials science and Chemical Engineering, 2016,4,39-48 [9] D.Mohan Removal of Hexavalent Chromium from aqueous solution using lowcost activated carbons derived from agricultural waste materials and activated carbon fabric cloth Ind Eng Chem Res , vol 44, 1027-1042.(2005) [10] Kadirvelu, K E Removal of heavy metals from industrial wastewaters by adsorption onto activated carbon prepared from an agricultural solid waste Bioresource Technology , vol 76, 63-65.(2001) Internet [1] Dùng trấu cung cấp lượng cho nhà máy xay xát lúa Internet: http://www.cesti.gov.vn/mo-hinh-chuyen-giao/dung-trau-cung-cap-nang-luong-chonha-may-xay-xat-lua/content/view/10492/682/308/1.html, 7/2016 [2] Kiểm sốt nhiễm ngành mạ điện Internet: http://doc.edu.vn/tai-lieu/bao-caokiem-soat-o-nhiem-nganh-ma-dien-34049/, 11/2018 [3] Nước thải xi mạ Internet: http://greeninfo.vn/?p=265 [4] Than hoạt tính ? Tổng quan than hoạt tính Internet: http://thantrau.vn/thanhoat-tinh-la-gi-tong-quan-ve-than-hoat-tinh/ , 25 Sep,2015 SVTH: Phan Đình Khánh Trâm – 0150020142 GVHD: PGS.TS Phan Đình Tuấn 69 i Nghiên cứu sử dụng than trấu hoạt phương pháp vật lý để xử lý Cr6+, Cu2+, Ni2+ nước thải ngành mạ điện PHỤ LỤC HÌNH ẢNH Hình Chạy cột hấp phụ (làm nhà) SVTH: Phan Đình Khánh Trâm – 0150020142 GVHD: PGS.TS Phan Đình Tuấn 70 i Nghiên cứu sử dụng than trấu hoạt phương pháp vật lý để xử lý Cr6+, Cu2+, Ni2+ nước thải ngành mạ điện Hình Cấu tạo mơ hình cột hấp phụ Hình Hệ thống máy AAS (Varian AA204) SVTH: Phan Đình Khánh Trâm – 0150020142 GVHD: PGS.TS Phan Đình Tuấn 71 i Nghiên cứu sử dụng than trấu hoạt phương pháp vật lý để xử lý Cr6+, Cu2+, Ni2+ nước thải ngành mạ điện Hình Mẫu dãy chuẩn chuẩn bị trước tiến hành đo Hình Thao tác thiết lập máy trước đo SVTH: Phan Đình Khánh Trâm – 0150020142 GVHD: PGS.TS Phan Đình Tuấn 72 i Nghiên cứu sử dụng than trấu hoạt phương pháp vật lý để xử lý Cr6+, Cu2+, Ni2+ nước thải ngành mạ điện Hình Thao tác đo mẫu SVTH: Phan Đình Khánh Trâm – 0150020142 GVHD: PGS.TS Phan Đình Tuấn 73 ... Nghiên phương pháp pháp vật l vật để lý x để lý xử Cr6+ Cu6+2 +, ,Cu Ni2+ Nghiêncứu cứusử s dụng dụngthan thantrấu trấuhoạt hoạtbằng hóa phương l , Cr , Ni2+ nước thải ngành mạ điện nước thải ngành. .. biệt ngành mạ điện Mục tiêu nghiên cứu đề tài Nghiên cứu sử dụng than trấu hoạt hoá phương pháp vật lý (hoạt hóa nước) để xử lý Cu2 +, Cr6 +, Ni2+ nước thải ngành mạ điện Đối tượng phạm vi nghiên cứu. .. cao, tái sinh vật liệu 12 i Nghiên cứu sử dụng than trấu hoạt phương pháp vật lý để xử lý Cr6 +, Cu2 +, Ni2+ nước thải ngành mạ điện trao đổi Điện hóa  Khơng cần sử dụng hóa chất  Chi phí điện