Nghiên cứu phá hủy phức chất Cu(II)EDTA nhằm loại bỏ Cu 2+ ra khỏi nước thải.Đánh giá ảnh hưởng của một số yếu tố như pH, các chất oxi hóa, các tạp chất… đến hiệu suất xử lý Ô nhiễm môi trường nói chung và tình trạng ô nhiễm môi trường do nước thải côngnghiệp nói riêng là một trong những vấn đề quan trọng đặt ra cho nhiều quốc gia. Cùngvới sự phát triển của các ngành công nghiệp, môi trường ngày càng phải tiếp nhận nhiềucác yếu tố độc hại. Đặc biệt, trong ngành công nghiệp mạ, nguồn nước thải có thể chứamột lượng chất độc hại nhất định như: crom, niken, đồng, kẽm, xianua, ... có khả nănggây ảnh hưởng bất lợi đến môi trường tiếp nhận nếu không có biện pháp xử lý hợp lý.
MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Ơ nhiễm mơi trường nói chung tình trạng nhiễm mơi trường nước thải cơng nghiệp nói riêng vấn đề quan trọng đặt cho nhiều quốc gia Cùng với phát triển ngành công nghiệp, môi trường ngày phải tiếp nhận nhiều yếu tố độc hại Đặc biệt, ngành cơng nghiệp mạ, nguồn nước thải chứa lượng chất độc hại định như: crom, niken, đồng, kẽm, xianua, có khả gây ảnh hưởng bất lợi đến mơi trường tiếp nhận khơng có biện pháp xử lý hợp lý Hiện nay, nhiều sở mạ, vấn đề môi trường không quan tâm mức, chất thải sinh từ trình sản xuất sinh hoạt không xử lý trước thải môi trường nên gây ô nhiễm môi trường trầm trọng Kết phân tích chất lượng nước thải sở mạ điện điển hình cho thấy: hầu hết sở không đạt tiêu chuẩn nước thải cho phép, tiêu kim loại nặng vượt nhiều lần cho phép, thành phần nước thải có chứa cặn, sơn, dầu nhớt, Vì vậy, đầu tư vào công tác bảo vệ môi trường xử lý nước thải sở xi mạ vấn đề cần phải quan tâm Đến giới có nhiều phương pháp xử lý nước thải mạ điện đưa như: phương pháp trao đổi ion, phương pháp điện hoá, phương pháp hoá học, phương pháp hấp phụ, phương pháp sinh học,…Tuy nhiên khả áp dụng vào thực tế phương pháp phụ thuộc vào nhiều yếu tố: hiệu xử lý phương pháp, ưu nhược điểm kinh phí đầu tư, Qua nhiều nghiên cứu thực tế đặc trưng chung nước thải ngành mạ chứa hàm lượng cao muối vô đặc biệt kim loại nặng Cu, Zn, Ni, Trong nước thải xi mạ thường có thay đổi pH rộng từ pH = 2-3 pH = 10-11 Các chất hữu thường có nước thải xi mạ nên số COD BOD nước thải mạ thường nhỏ Chính đối tượng cần xử lý nước thải kim loại nặng có nước Theo nghiên cứu khoa học, ngoại trừ ion kim loại tự loại bỏ dễ dàng thông qua hấp phụ, kết tủa, trao đổi ion, kim loại nặng có xu hướng tạo thành phức hữu bền cách nhận cặp electron từ số nhóm chức Để giải vấn đề này, phương pháp oxy hóa khử nâng cao (AOP) ý hiệu mà mang lại vấn đề xử lý phức kim loại nặng nước thải Những năm gần khoa học phát triển việc cải tiến trình oxy hóa khử nâng cao lại trọng Trong đáng quan tâm việc tìm gốc oxy hóa SO 4* (Eo = 2.6-3.2V) thay cho gốc OH* (Eo = 2.4- 3.0V) Qua nghiên cứu gốc SO4* có ưu điểm hiệu hẳn so với gốc OH * như: hiệu xử lý cao hơn, tốc độ phản ứng nhanh hơn, bị ảnh hưởng tạp chất, Gốc SO 4* dễ dàng tạo qua kích hoạt persunfat (PS) Từ lý trên, chọn đề tài “Nghiên cứu xử lý phức Cu(II)-EDTA sử dụng số hệ oxy hóa khử nâng cao” cho đồ án tốt nghiệp Mục tiêu đồ án Nghiên cứu phá hủy phức chất Cu(II)-EDTA nhằm loại bỏ Cu2+ khỏi nước thải Đánh giá ảnh hưởng số yếu tố pH, chất oxi hóa, tạp chất… đến hiệu suất xử lý Phạm vi đối tượng nghiên cứu Thí nghiệm giới hạn quy mơ phòng thí nghiệm mẫu nhân tạo pha từ CuCl2.2H2O EDTA để tạo phức Cu(II)-EDTA đại diện cho nước thải nghành xi mạ Đối tượng nghiên cứu: Phức chất Cu(II)-EDTA hệ oxy hóa khử nâng cao PS/UV PS/Fe 2+ Phương pháp nghiên cứu a Phương pháp tổng hợp, phân tích thơng tin, số liệu Phương pháp thu thập thông tin, số liệu qua giáo trình nghiên cứu, tài liệu tổng hợp, báo cáo khoa học nước nước nghiên cứu phương pháp oxy hóa nâng cao để xử lý hợp chất hữu khó xử lý nước thải Từ tài liệu thu thập từ kế thừa tiếp thu đưa khái niệm, lý thuyết làm sở lí luận cho đề tài, hình thành giả thuyết khoa học, phương hướng nghiên cứu b Phương pháp thực nghiệm phân tích Sau có phương hướng nghiên cứu, tiến hành pha nước thải nhân tạo ( dung dịch phức Cu(II)-EDTA có màu xanh dương ) Thực phân tích thiết bị (máy Jartest, máy pH, máy nung COD…) sẵn có phòng thí nghiệm kỹ thuật mơi trường trường đại học Thủy Lợi c Phương pháp liệt kê, so sánh – đối chiếu, xử lý số liệu Từ số liệu đo khối lượng Cu 2+, COD phòng thí nghiệm, tiến hành thống kê, xử lý số liệu, lập bảng biểu theo hệ thống để so sánh hiệu xử lý lần thay đổi điều kiện Tóm tắt nội dung đồ án Mở đầu Chương 1: Tổng quan đối tượng nghiên cứu Chương 2: Thực nghiệm Chương 3: Kết thảo luận Kết luận – kiến nghị CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan EDTA 1.1.1 Cấu trúc hóa học EDTA viết tắt Ethylene Diamine Tetraacetic Acid Đây axit hữu mạnh, mạnh 1000 lần acid acetic (CH 3COOH), tổng hợp vào năm 1935 nhà bác học F.Munz Cơng thức hóa học: (HO2CCH2)2NCH2CH2N(CH2CO2H)2 Hình 1.1 Cơng thức phân tử EDTA 1.1.2 Đặc tính EDTA EDTA tinh thể thường dạng tinh thể màu trắng bột, khơng bay có độ tan cao nước EDTA tổng hợp từ ethylenediamine (C 2H4(NH2)2), formol (HCHO) gốc cyanide (HCN NaCN) Nó thường sử dụng để lập kim loại có hóa trị II III EDTA kết hợp với kim loại nhóm cacbonxylate nhóm amin EDTA tạo phức đặc biệt mạnh với nhóm : Mn(II), Cu(II), CO(III) Fe(III) 1.1.3 Ứng dụng EDTA sử dụng sản xuất chất tẩy rửa, xử lý nước, công nghiệp giấy ngành công nghiệp khác Trong ni trồng thủy hải sản sử dụng để xử lý kim loại nặng làm giảm độ cứng nước ương giống nuôi tơm thịt Đặc tính EDTA tạo phức với kim loại tỷ lệ 1:1 Khả tạo phức với kim loại phụ thuộc vào pH nước, ví dụ Ca 2+ Mg2+ yêu cầu pH khoảng 10 Mặt khác, phụ thuộc vào số hình thành phức, số cao khả hình thành phức cao Ngồi ra, EDTA sử dụng phân bón hóa học dùng để hòa tan sắt giải pháp dinh dưỡng trồng 1.1.4 Cơ sở lý thuyết tạo phức với kim loại 1.1.4.1 Giới thiệu loại phức Chelete, hợp chất hóa học tạo phức Chelate Chelate phức chất vòng hợp chấp hữu dẫn xuất từ amino polycacboxylic acid với ion kim loại Hình 1.2 Công thức phân tử tạo phức EDTA kim loại (Nguồn: Internet [10]) Các dạng tồn trung, vi lượng chelate thường tồn dạng chủ yếu sau: EDTA: Ethylene Diamine Tetraacetic Acid EDDHA: Ethylen Diamine Di (o-Hydroxyphenylacetic) Acid Ngồi ra, đơi tồn dạng EHPG (N,N'-Ethylenebis-2-(o-HydroxyPhenyl) Glycine) 1.1.4.2 Cơ sở lý thuyết tạo phức Chelete EDTA ion kim loại EDTA nước acid yếu, phân ly theo nấc có số pK1=2,0; pK2=2,67; pK3=6,16; pK4=10,26 Trong dung dịch EDTA phân ly theo phương trình: Na2H2Y → 2Na+ + H2Y2- (1-1) Anion H2Y2- tạo phức với hầu hết ion kim loại M+ + H2Y2- → MY3- + 2H+ (kim loại hóa trị I ) (1-2) M2+ + H2Y2- → MY2- + 2H+ (kim loại hóa trị II ) (1-3) M3+ + H2Y2-→ MY- + 2H+ (kim loại hóa trị III) (1-4) M4+ + H2Y2- →MY + 2H+ (kim loại hóa trị IV) (1-5) Phản ứng tổng quát EDTA với ion kim loại: Mn+ + H2Y2- → MY(n-4) + 2H+ (1-6) Ta nhận thấy, ion kim loại khơng phân biệt hóa trị tạo phức với EDTA theo mol 1:1 Đối với EDTA, ion thay Ion Axetat Một oxi Axetat lại có khả hình thành liên kết khác với ion kim loại ( Trong ion axetat có nguyên tử oxi với cặp nguyên tử, có ion hướng phía ion kim loại, ion axetat hidro để hình thành liên kết C-N.) Hình 1.3 Liên kết phân tử EDTA ion kim loại (Nguồn: Internet [12]) Cấu trúc phức Chelete: Hình 1.4 Cấu trúc phân tử phức Chelete (Nguồn: Internet [12]) Cu(II)-EDTA phức Chelete điển hình 1.2 Tổng quan công nghệ xi mạ 1.2.1 Giới thiệu cơng nghệ xi mạ dòng thải Qua thực tế năm gần cho thấy Việt Nam nước có tốc độ phát triển kinh tế cao khu vực Bên cạnh phát triển mạnh mẽ q trình cơng nghiệp hóa đất nước, chất thải công nghiệp ngày gia tăng khối lượng, đa dạng chủng loại gây ảnh hưởng xấu đến môi trường sức khỏe người, đòi hỏi người phải có nhận thức đắn đầu tư thích đáng cho vấn đề xử lý nhằm phát triển kinh tế song song với việc bảo vệ mơi trường sống Ngày nay, kỹ thuật mạ kim loại trở thành ngành kỹ thuật phát triển mạnh mẽ hầu giới Nước ta tập trung phát triển ngành cơng nghiệp phụ trợ, kỳ vọng đặc biệt vào ngành gia công kim loại Do nhu cầu gia công mạ kim loại lớn từ việc xử lý chất thải gia cơng mạ – yếu tố có nhiều khả phá hủy môi trường – cần thiết cần giải triệt để Nước thải ngành xi mạ phát sinh không nhiều, nồng độ chất hữu thấp hàm lượng kim loại nặng lại cao [9] 1.2.1.1 Công nghệ xử lý bề mặt (xi mạ) Xi mạ thực chất trình phủ lớp bảo vệ lên bề mặt sản phẩm sắt, nhôm, thép, gang, đồng, … nói chung kim loại lớp phủ đủ dày để tăng khả chịu mòn, tăng độ cứng bề mặt, vừa làm trang trí sản phẩm vừa để bảo vệ khỏi môi trường khắc nghiệt rỉ sét, oxy hóa, v.v… Nhờ phản ứng bảo vệ chống ăn mòn cao lớp phủ kim loại tốt khơng khí nên ngày xi mạ áp dụng rộng rãi đời sống người dân Có thể tùy vào mục đích sử dụng mà người ta lựa chọn biện pháp xi mạ khác như: xi mạ điện phân hay mạ nhúng nóng cho sản phẩn Hình 1.5 Sơ đồ thiết bị mạ điện phân (Nguồn: Internet [9]) Công nghệ xử lý bề mặt (xi mạ) thường bao gồm công đoạn sau: Bề mặt vật liệu cần mạ phải làm để lớp mạ có độ bám dính cao khơng có khuyết tật Để làm bề mặt trước hết phải tẩy rửa lớp mỡ bảo quản bề mặt cách tẩy rửa với dung mơi hữu với dung dịch kiềm nóng Dung môi thường sử dụng loại hydrocacbon clo hóa tricloetylen, percloetylen Dung dịch kiềm thường hỗn hợp xút, soda, trinatri photphat, popyphotphat, natri silicat chất hoạt động bề mặt (tạo nhũ) Hoạt hóa bề mặt vật liệu mạ cách nhúng chúng vào dung dịch axit loãng (H2SO4, HCL), mạ với dung dịch xianua (CN) chúng nhúng vào dung dịch natri xianua Giai đoạn mạ tiến hành sau đó, dung dịch mạ ngồi muối kim loại chứa axit kiềm trường hợp mạ có chứa xianua Sau bước, vật liệu mạ tráng rửa với nước Một số dung dịch mạ có thành phần chủ yếu sau: Dung dịch chì: axit + muối chì (II) dạng borflorua silicoflorua Dung dịch chì- thiếc: axit, muối chì, thiếc (II) dạng borflorua Dung dịch đồng hun: dung dịch xianua đồng nằm phức xianua thiếc phức hydroxo Ngoài dung dịch chứa xianua tự (NaCN) Dung dịch cadmi: axit + cadmi dạng muối sunfat Thông dụng dung dịch cadmi dạng phức xianua xianua tự Dung dịch crôm: axit crômic axit sunfuric Dung dịch vàng: dung dịch xianua, vàng nằm phức NaAu(CN)2 xianua tự Có thể sử dụng phức vàng-sunfit Dung dịch đồng: axit + đồng sunfat đồng borflorua Dung dịch đồng xianua (phức) xianua tự do, dung dịch đồng dạng polyphotphat muối amoni Dung dịch niken: muối niken sunfat, clorua axit yếu (axit boric) dung dịch niken axit amonisulfonic Dung dịch bạc: dung dịch bạc xianua dung dịch bạc thisunfat Dung dịch kẽm: phức kẽm xianua xianua tự kẽm sunfat, clorua với axit boric muối amoni làm chất đệm Object 34 Biểu đồ 3.15 Ảnh hưởng thời gian tới nồng độ COD hệ PS/Fe2+ có [CuEDTA]= 0,001M, [K2S2O8] = 0,05M, [Fe2+]= 0,05M, pH = Object 36 Biểu đồ 3.16 Ảnh hưởng thời gian đến hiệu suất xử lý COD hệ PS/Fe 2+ có [Cu-EDTA] = 0,001M, [K2S2O8] = 0,05M, [Fe2+]= 0,05M, pH = Bảng 3.14 Kết phân tích hàm lượng Cu2+ Thời gian Nồng độ Cu2+ ban Nồng độ Cu2+ Hiệu xử lý 15 phút 30 phút 60 phút 90 phút 120 phút đầu (g/l) 0,064 0,064 0,064 0,064 0,064 xử lý (g/l) 0,00656 0,01912 0,03136 0,04028 0,04992 (%) 10,24 29,88 49 62,94 78 Object 38 Biểu đồ 3.17 Ảnh hưởng thời gian tới [Cu2+] hệ PS/Fe2+ có [Cu-EDTA] = 0,001M, [K2S2O8] = 0,05M, [Fe2+]= 0,05M, pH = Object 40 Biểu đồ 3.18 Ảnh hưởng thời gian đến hiệu suất xử lý [Cu2+] hệ PS/Fe2+ có [Cu-EDTA] = 0,001M, [K2S2O8] = 0,05M, [Fe2+]= 0,05M, pH = Từ kết thực nghiệm, ta thấy ảnh hưởng thời gian hệ PS/Fe 2+ tương tự hệ PS/UV, tăng thời gian phản ứng hệ hiệu suất trình xử lý tăng theo Cụ thể, thời điểm 15 phút, hiệu xử lý COD đạt 12.6% hiệu xử lý [Cu 2+] đạt 10.24% sau 120 phút, hiệu xử lý COD đạt 93.27% hiệu xử lý [Cu 2+] đạt tới 78% Nguyên nhân dẫn đến kết gốc SO4* có thời gian hình thành nhiều hơn, từ giúp gia tăng khả xử lý phức Cu(II)-EDTA S2O82- + Fe2+ → Fe3+ + SO42- + SO4*- (k = 27 M-1 s-1) (3-15) Fe2+ + SO4*- → Fe3+ + SO42- (k = 3.0 x 108 M-1 s-1) (3-16) 3.2.3 Ảnh hưởng nồng độ chất oxy hóa Bảng 3.15 Kết phân tích COD Nồng độ 0,01M COD trước 332,67 COD sau 140,26 Hiệu suất (%) 57,84 0,02M 0,03M 0,04M 0,05M 0,06M 330,24 315,15 335,74 325,85 330,24 115,82 95,44 50,86 24,36 52,06 64,93 69,72 84,85 92,52 84,24 Object 42 Biểu đồ 3.19 Ảnh hưởng nồng độ chất oxy hóa đến hiệu suất xử lý COD hệ PS/Fe2+ có [Cu-EDTA] = 0,001M, [Fe2+]= 0,05M, pH = 3, t = 120 phút Bảng 3.16 Kết phân tích hàm lượng Cu2+ Nồng độ chất oxy Nồng độ Cu2+ ban Nồng độ Cu2+ Hiệu xử lý hóa 0,01M 0,02M 0,03M 0,04M 0,05M 0,06M đầu (g/l) 0,064 0,064 0,064 0,064 0,064 0,064 xử lý (g/l) 0,01896 0,02520 0,03076 0,03952 0,04968 0,03872 (%) 29,63 39,38 48,06 61,75 77,63 60,50 Object 44 Biểu đồ 3.20 Ảnh hưởng nồng độ chất oxy hóa đến hiệu suất xử lý [Cu2+] hệ PS/Fe2+ có [Cu-EDTA] = 0,001M, [Fe2+]= 0,05M, pH = 3, t = 120 phút Tương tự hệ PS/UV, để đánh giá ảnh hưởng chất oxy hóa K 2S2O8, nồng độ K2S2O8 thay đổi từ 0,01M đến 0,06M giữ cố định pH = 3, [Fe 2+]= 0,05M thời gian phản ứng hệ 120 phút Căn vào đồ thị cho thấy, tăng lượng K2S2O8 từ 0,01M lên 0,05M hiệu xử lý COD tăng nhanh từ 57,84% lên đến 92,52% hiệu xử lý Cu2+ tăng từ 29,63% lên 77,63%, điều chứng tỏ tăng nồng độ chất oxy hóa góp phần làm tăng gốc tự sunfat SO4*- theo phương trình: Fe2+ + S2O82- → 2Fe3+ + 2SO4*- (3-17) Fe2+ + S2O82- → Fe3+ + SO4*- +SO42- (3-18) Bên cạnh đó, tăng nồng độ K2S2O8 q cao dẫn đến chất kìm hãm phản ứng trình: SO4*- + S2O82- → SO42- + S2O8*- (3-19) Chính điều giải thích cho tượng ta tăng nồng độ chất oxy hóa K2S2O8 từ 0,05M lên 0,06M hiệu xử lý khơng tăng lên thêm mà có xu hướng giảm nhẹ, cụ thể thí nghiệm hiệu xử lý COD giảm từ 92,52% xuống 84,24% hiệu xử lý Cu2+ giảm từ 77,63% xuống 60,5% 3.2.4 Ảnh hưởng nồng độ chất xúc tác Bảng 3.17 Kết phân tích COD Nồng độ Fe2+ 0,01M 0,025M 0,05M 0,1M COD trước 302,24 318,92 310,46 325,68 COD sau 112,48 50,12 25,62 32,86 Hiệu suất (%) 62,78 84,28 91,75 89,91 Object 46 Biểu đồ 3.21 Ảnh hưởng nồng độ chất xúc tác đến hiệu suất xử lý COD hệ PS/Fe2+ có [Cu-EDTA] = 0,001M, [K2S2O8] = 0,05M, pH = 3, t = 120 phút Bảng 3.18 Kết phân tích hàm lượng Cu2+ Nồng độ chất oxy Nồng độ Cu2+ ban Nồng độ Cu2+ Hiệu xử lý hóa đầu (g/l) xử lý (g/l) (%) 0,01M 0,025M 0,05M 0,1M 0,064 0,064 0,064 0,064 0,02596 0,04020 0,04976 0,04564 40,56 62,81 77,75 71,31 Object 48 Biểu đồ 3.22 Ảnh hưởng nồng độ chất xúc tác đến hiệu suất xử lý [Cu2+] hệ PS/Fe2+ có [Cu-EDTA] = 0,001M, [K2S2O8] = 0,05M, pH = 3, t = 120 phút Từ kết thực nghiệm ta thấy, nồng độ chất xúc tác có ảnh hưởng định đến hiệu xử lý trình Cụ thể điều kiện [K 2S2O8] = 0,05M, pH = 3, t = 120 phút, ta tăng nồng độ [Fe2+] từ 0,01M lên 0,05M hiệu xử lý COD tăng nhanh từ 62,78% lên 91,75%, với hiệu xử lý [Cu 2+] tăng từ 40,56% lên 77,75% Điều cho thấy Fe2+ nguyên nhân để tạo gốc SO4* từ mà ảnh hưởng đến hiệu trình xử lý (3-) Tuy nhiên ta gia tăng nồng độ [Fe2+] lên 0,1M hiệu xử lý COD [Cu 2+] lại có giảm nhẹ, cụ thể hiệu suất xử lý COD giảm từ 91,75% xuống 89,91% hiệu suất xử lý [Cu 2+] giảm từ 77,75% xuống 71,31% Điều Fe2+ hoạt động chất sử dụng gốc SO4* (3-) Kết tương tự báo cáo trước [5] Do kết luận Fe2+ chất xúc tác cần thiết để tạo gốc SO 4* từ gốc S2O82-, Fe2+ dư gây bất lợi cho q trình xử lý Ngồi gốc SO 4* bị tiêu thụ phản ứng (3-20), (3-21), (3-22), (3-23), (3-24), (3-25), (3-26) SO4* + SO4* → 2SO42- (3-20) SO4* + H2O → HSO4- + OH* (3-21) SO4* + OH* → HSO4- + ½ O2 (3-22) OH* + OH* → H2O2 (3-23) SO4* + H2O2 → SO42- + H+ + HO2* (3-24) SO4* + HO2* → SO42- + H+ + O2 (3-25) SO4* + S2O82- → S2O8- + SO42- (3-26) 3.2.5 Một số phương trình động học 3.2.5.1 Phương trình động học COD Bảng 3.19 Kết xác định COD với nồng độ Cu(II)-EDTA khác T COD COD (phút) (mg/l) ln( 326 15 267 30 COD (mg/l) ln( (mg/l) ln( 0,0031 205 0,0049 132 0,0076 0,20 0,0037 178 0,14 0,0056 105 0,23 0,0095 202 0,48 0,0050 124 0,50 0,0081 67 0,68 0,0149 60 140 0,85 0,0071 72 1,05 0,0139 38 1,25 0,0263 90 65 1,61 0,0154 30 1,92 0,0333 12 2,40 0,0833 120 22 2,70 0,0455 12 2,84 0,0833 2,93 0,1428 Object 50 Biểu đồ 3.23 Động học phản ứng bậc thay đổi COD hệ PS/Fe2+ Object 52 Biểu đồ 3.24 Động học phản ứng bậc thay đổi COD hệ PS/Fe2+ Bảng 3.20 Phương trình động học phản ứng bậc bậc hệ PS/Fe2+ Phương trình động học phản ứng bậc COD (mg/l) Dạng phương trình k1 (phút-1) R2 326 ln(C0/Ct) = 0,0216t – 0,1604 0,0216 0,9594 205 ln(C0/Ct) = 0,0238t – 0,177 0,0238 0,9833 132 ln(C0/Ct) = 0,0256t – 0,0965 0,0256 0,9876 Phương trình động học phản ứng bậc COD (mg/l) Dạng phương trình k2 (l/mol.phút) R2 326 1/Ct=0,0003t – 0,0029 0,0003 0,7528 205 1/Ct=0,0006t – 0,0062 0,0006 0,8043 132 1/Ct=0,0011t – 0,0109 0,0011 0,8841 Nhận xét: Căn vào hệ số tương quan R từ hệ oxy hóa cho thấy, hệ oxy hóa PS/Fe2+ COD tuân theo đường động học phản ứng bậc với hệ số tương quan cao Đối với hệ PS/Fe2+ có R2 phương trình động học phản ứng bậc dao động từ 0,9594 đến 0,9876, phương trình động học phản ứng bậc từ 0,7528 đến 0,8841 Mặt khác số tốc độ phản ứng k1 cao hẳn so với k2 3.2.5.2 Phương trình động học [Cu2+] Bảng 3.21 Kết xác định [Cu2+] với nồng độ Cu(II)-EDTA khác T [Cu2+] [Cu2+] (phút) (mg/l) ln( 64 15 60 30 60 [Cu2+] (mg/l) ln( (mg/l) ln( 0,0156 32 0,0313 6,4 0,1562 0,07 0,0167 29 0,098 0,0344 0,07 0,1667 55 0,15 0,0182 24 0,29 0,0420 5,5 0,15 0,1818 47 0,31 0,0213 16 0,69 0,0625 0,47 0,2500 90 28 0,82 0,0361 10 1,16 0,1000 1,5 1,45 0,6667 120 16 1,39 0,0625 1,86 0,2000 0,8 2,08 1,2500 Object 54 Biểu đồ 3.25 Động học phản ứng bậc thay đổi [Cu2+] hệ PS/Fe2+ Object 56 Biểu đồ 3.25 Động học phản ứng bậc thay đổi [Cu2+] hệ PS/Fe2+ Bảng 3.20 Phương trình động học phản ứng bậc bậc hệ PS/Fe2+ [Cu2+] (mg/l) Phương trình động học phản ứng bậc Dạng phương trình k1 (phút-1) R2 64 ln(C0/Ct) = 0,0113t – 0,1384 0,0113 0,9266 32 ln(C0/Ct) = 0,0153t – 0,1227 0,0153 0,9772 6,4 ln(C0/Ct) = 0,018t – 0,2431 0,018 0,9331 [Cu2+] (mg/l) Phương trình động học phản ứng bậc Dạng phương trình k2 (l/mol.phút) R2 64 1/Ct=0,0004t + 0,0093 0,0004 0,8378 32 1/Ct=0,0013t + 0,0104 0,0013 0,8542 6,4 1/Ct=0,0087t – 0,0102 0,0087 0,834 Nhận xét: Căn vào hệ số tương quan R từ hệ oxy hóa cho thấy, hệ oxy hóa PS/Fe2+ [Cu2+] tuân theo đường động học phản ứng bậc với hệ số tương quan cao Đối với hệ PS/Fe2+ có R2 phương trình động học phản ứng bậc dao động từ 0,9266 đến 0,9772, phương trình động học phản ứng bậc từ 0,834 đến 0,8542 Mặt khác số tốc độ phản ứng k1 cao hẳn so với k2 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Sau tiến hành thực nghiệm với đề tài: “Nghiên cứu xử lý phức Cu(II)-EDTA sử dụng số hệ oxy hóa khử nâng cao” kế thừa số nghiên cứu số tác giả đưa số nhận xét: Phương pháp oxy hóa nâng cao phương pháp có hiệu xử lý cao, oxy hóa hầu hết chất hữu cơ, biến hợp chất hữu từ phức tạp đến đơn giản khống hóa chúng thành CO2, H2O Đặc biệt số trường hợp, trình oxy hóa khâu quan trọng xử lý nước thải trước xử lý sinh học, chuyển hợp chất hữu khó phân hủy thành hợp chất hữu đơn giản để vi sinh xử lý chúng Thời gian oxy hóa hợp chất hữu tương đối ngắn so với số phương pháp xử lý khác Ngoài phương pháp xử lý không đắt nguồn Fe K 2S2O8 chất có sẵn dễ kiếm Các kết thu sau trình tiến hành thực nghiệm: Đối với hệ PS/UV, pH thích hợp để xử lý 8, hệ PS/Fe 2+ pH thích hợp để xử lý Nồng độ chất xy hóa K2S2O8 thích hợp cho thí nghiệm 0,05M Đối với hệ PS/Fe2+ nồng độ chất xúc tác thích hợp [Fe2+] = 0,05M Thời gian phản ứng kéo dài hiệu xử lý tăng cao Đối với hệ oxy hóa, phương trình động học phản ứng tuân theo đường bậc với số tốc độ phản ứng k1 cao 0,0256 thay đổi COD hệ PS/Fe 2+ Với điều kiện tối ưu trên, hiệu xử lý COD đạt 90% hiệu xử lý Cu2+ đạt gần 80% hệ oxy hóa Kiến nghị Từ việc nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu xử lý phức Cu(II)-EDTA sử dụng số hệ oxy hóa khử nâng cao” từ xem xét áp dụng phương pháp vào việc xử lý nguồn nước thải chứa hợp chất hữu phức tạp như: nước thải dệt nhuộm, nước thải sản xuất giấy, nước rỉ rác, nước thải xi mạ kim loại khác… Ngồi q trình nghiên cứu chưa đánh giá ảnh hưởng nhiệt độ, cường độ chiếu sáng, tốc độ khuấy trộn, nghiên cứu cần nghiên cứu đến yếu tố Mặt khác để giảm bớt chi phí xử lý cần tìm nguồn lượng chiếu sáng khác thay đèn UV tận dụng nguồn ánh sáng mặt trời TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] [2] TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT Đỗ Đình Răng (2007), Hóa học hữu 2, NXB giáo dục Hồ Thị Nga Trần Văn Nhân (2005), Giáo trình cơng nghệ xử lí nước thải NXB Khoa học Kỹ thuật [3] Trần Mạnh Trí, Trần Mạnh Trung (2005), Các q trình oxy hóa nâng cao xử lý nước thải, sở khoa học ứng dụng NXb Khoa học kỹ thuật TÀI LIỆU THAM KHẢO NƯỚC NGOÀI TÀI LIỆU THAM KHẢO INTERNET [9] http://xulynuocthai.net/xu-ly-nuoc-thai-xi-ma/ [10] http://uv-vietnam.com.vn/NewsDetail.aspx?newsId=1948 [11] https://vi.scribd.com/doc/18150766/EDTA [12]http://camnangcaytrong.com/co-so-ly-thuyet-tao-phuc-chelate-va-ung-dung-trongsan-xuat-phan-bon-nd486.html ... persunfat (PS) Từ lý trên, chọn đề tài “Nghiên cứu xử lý phức Cu(II)- EDTA sử dụng số hệ oxy hóa khử nâng cao” cho đồ án tốt nghiệp Mục tiêu đồ án Nghiên cứu phá hủy phức chất Cu(II)- EDTA nhằm loại... xianua, vàng nằm phức NaAu(CN)2 xianua tự Có thể sử dụng phức vàng-sunfit Dung dịch đồng: axit + đồng sunfat đồng borflorua Dung dịch đồng xianua (phức) xianua tự do, dung dịch đồng dạng polyphotphat... CO(III) Fe(III) 1.1.3 Ứng dụng EDTA sử dụng sản xuất chất tẩy rửa, xử lý nước, công nghiệp giấy ngành công nghiệp khác Trong ni trồng thủy hải sản sử dụng để xử lý kim loại nặng làm giảm độ cứng nước