Bao cao thi nghim moi trng

Bài XÁC ĐỊNH LƯỢNG CHẤT KEO TỤ TỐI ƯU I Mục đích thí nghiệm - Hướng dẫn sinh viên xác định lượng chất keo tụ tối ưu - Nắm vững chất phương pháp keo tụ - Nhận biết khả ứng dụng để phân hủy nước thải khó phân hủy sinh học II Giới thiệu chung Ý nghĩa môi trường phương pháp keo tụ Trong kỹ thuật xử lý nước thải sử dụng rộng dãi chất điện ly có khả liên kết với chất bẩn lực hút tĩnh điện, cho phép tách chúng khỏi nước dễ dàng phương pháp lắng, lọc hay quay ly tâm.Những chất điện ly gọi chất keo tụ Phương pháp keo tụ xử lý nước thải có nhiều ưu điểm so với phương pháp khác đơn giản, rẻ, cho phép làm nước thải mức sơ cấp thân thiện với môi trường.Việc xác định hàm lượng tối ưu chất keo tụ cho phép giảm thời gian, chi phí, đồng thời tăng hiệu suất làm Nguyên tắc phương pháp keo tụ Bản chất trình hấp phụ.Các hạt chất bẩn nước hạt rắn hữu cơ, vô mang điện Lực hấp phụ phụ thuộc vào lực tương tác tĩnh điện chất dung dịch Các hiđroxit tạo trở thành trung tâm hút bắt chất bẩn nước.Các trung tâm lớn dần lên tạo thành Các va chạm với với hạt chất bẩn khác dung dịch, kích thước tăng lên lắng xuống đáy Để trình xử lý đạt hiệu cao nhất, keo tụ phải tiến hành vùng pH tối ưu.Ngoài ra, hiệu suất xử lý keo tụ nâng lên cách sử dụng sữa vôi chất trợ keo Phạm vi áp dụng phương pháp keo tụ Phương pháp keo tụ ứng dụng để xử lý nước thải khó phân huỷ sinh học, đặc biệt nước thải ngành dệt nhuộm, sử dụng để xử lý nước cấp III Dụng cụ hóa chất Dụng cụ - Bộ khuấy trộn - Đồ dùng thí nghiệm để xác định COD - Pipet, cốc thuỷ tinh, bình tam giác Hóa chất Chất keo tụ sử dụng phèn nhơm: Hồ tan 25g Al2(SO4)3.18H2O bình định mức 250 ml với 100-200 ml nước cất, định mức thành 250ml Dung dịch thu có nồng độ Al3+ 0,3M Đối tượng tiến hành xử lý dung dịch phẩm nhuộm màu đỏ nồng độ 0,1g/l: Hòa tan 0,1g phẩm nhuộm màu đỏ vào lít nước cất IV Cách tiến hành - Xác định COD ban đầu dung dịch phẩm nhuộm - Cho 100 ml dung dịch phẩm nhuộm vào cốc thủy tinh (dung tích 200 ml) Bổ sung dung dịch keo tụ Al3+ vào cốc với hàm lượng ; 1; 2; 3; 4ml khuấy nhanh phút khuấy chậm phút - Ngừng khuấy trộn, để dung dịch lắng 15 phút quan sát trình tạo - Lấy mẫu cốc thiết bị khuấy trộn để xác định COD * Xác định COD: - Lấy 2,5 ml mẫu cốc vào phá mẫu COD - Sau cho thêm ml dung dịch K2Cr2O7 0,1N - Cho thêm 3,5 ml hỗn hợp dung dịch Ag2SO4 + H2SO4 - Cuối đem phá mẫu 1h30 phút để xác định COD V Tính tốn kết * Đo COD phương pháp chuẩn độ: - Sau xác định COD ta tiến hành chuẩn độ - Sử dụng dung dịch Fe2+ 0,01N để tiến hành chuẩn độ lượng COD xác định thiết bị đo - Đổ dung dịch ống đo COD vào bình tam giác, tráng rửa ống đo bình tam giác nước cất - Cho giọt thị feroin vào bình tam giác, lắc - Chuẩn độ dung dịch chuyển từ màu vàng sang màu đỏ cam dừng lại Ghi thể tích dung dịch Fe2+ 0,01N tiêu tốn * Tính tốn: Nồng độ muối sắt đem chuẩn độ: 0,01 N Thể tích mẫu: 2,5 ml Cơng thức tính tốn: V1: thể tích muối sắt (II) chuẩn độ mơi trường sau phá mẫu V2: thể tích muối sắt (II) chuẩn độ mẫu trắng sau phá mẫu Hiệu suất xử lý: COD1: COD mẫu trước xử lý, mg/l COD2: COD mẫu sau xử lý, mg/l * Kết thí nghiệm: V2=19,2 ml: thể tích muối sắt (II) chuẩn độ mẫu trắng sau phá mẫu STT Tên mẫu VAl3+ 0,3M VFe2+ 0,01N COD (mg/l) (ml) (ml) Mẫu phân tích 17,90 Mẫu phân tích 18,20 Mẫu phân tích 18,30 Mẫu phân tích 18,40 Mẫu trắng 19,20 CODo 15,70 * Sự phụ thuộc COD vào hàm lượng chất keo tụ: V(dd Al2(SO4)3.18H2O) (ml) CAl3+ (mg/l) COD1, mg/l ( trước xử lí ) 8,10 41,60 32,00 28,80 25,60 112,00 16,20 24,30 112,00 32,40 COD2 , mg/l ( sau xử lí ) Hiệu suất xử lý theo 41,60 62,86 32,00 71,43 28,80 74,29 25,60 77,14 COD, % * Đồ thị phụ thuộc hiệu suất xử lý theo COD vào hàm lượng chất keo tụ: * Nhận xét kết thí nghiệm: Từ kết đồ thị ta thấy tăng nồng độ chất keo tụ phèn nhôm từ 8,10 32,40 mg/l hiệu suất sử lý COD tăng từ 62,86 - 77,14% đạt hiệu suất cao 32,40 mg/l VII Trả lời câu hỏi Câu 1: Dựa lượng hóa chất sử dụng (axit kiềm, phèn), tính lượng hóa chất cần thiết để xử lý 1m3 nước thải? TL: * Dựa vào thực nghiệm, xét 100 ml nước thải: Hiệu suất sử lý COD đạt cao 77,14% hàm lượng Al3+ tối ưu 32,40 mg/l Vậy khối lượng phèn nhôm Al2(SO4)3.18H2O cần dùng là: m phèn = 666 = 0,3996 (g) Lượng NaOH 1M cần dùng để chỉnh pH 1ml tương ứng với 40 (mg) * Xét 1m3 nước thải: Lượng phèn nhôm cần dùng là: 0,3996 104 = 3,996 (kg) Lượng NaOH cần dùng để chỉnh pH 40 104 = 0,4 (kg) Câu 2: Các yếu tố ảnh hưởng tới trình keo tụ? TL:  Nhiệt độ: - Yếu tố nhiệt độ ảnh hưởng đến trình keo tụ, nhiệt độ nước tăng, chuyển động nhiệt hạt keo tăng lên làm tăng tần số va chạm hiệu kết dính tăng lên - Thực tế cho thấy nhiệt độ nước tăng lượng phèn cần để keo tụ giảm, thời gian cường độ khuấy trộn giảm theo - Nhiệt độ nước thích hợp dùng phèn nhơm là: 20 – 40 oC, tốt 35 – 45oC Phèn Fe thủy phân bị ảnh hưởng nhiệt độ, nhiệt độ nước 0oC dùng phèn Fe làm chất keo tụ  Lượng tính chất cặn - Khi hàm lượng cặn nước tăng lên, lượng phèn cần thiết tăng lên, hiệu keo tụ lại phụ thuộc vào tính chất cặn tự nhiên kích thước, diện tích mức độ phân tán …  pH: - Đối với phèn Al: Khi pH < 4,5 khơng xảy phản ứng thủy phân Khi pH > 7,5 làm cho muối kiềm tan hiệu keo tụ bị hạn chế Phèn nhôm đạt hiệu cao pH = 5,5 – 7,5 - Đối với phèn Fe: Phản ứng thủy phân xảy pH > 3,5 trình kết tủa hình thành nhanh chóng pH = 5,5 – 6,5 Ở pH < Fe(III) khơng bị thủy phân , SiO keo tụ ion Fe(III) Ở pH cao hơn, cần liều lượng Fe(III) thấp keo tụ SiO2  Mật độ hạt keo: - Mật độ hạt keo ảnh hưởng đến liều lượng chất keo tụ sử dụng hiệu trình keo tụ Trong trình keo tụ, mật độ chất keo tụ lớn lượng chất keo tụ cho vào phải lớn để trung hòa hết điện tích hạt keo nước thải Nhưng mật độ hạt thấp, trình keo tụ diễn chậm, hạt keo có hội tiếp xúc với  Tốc độ khuấy - Quan độ tốc độ khuấy hỗn hợp nước chất keo tụ đến phân bổ hạt keo khả va chạm hạt keo - Tốc độ khuấy tốt chuyển từ nhanh sang chậm Lúc đầu ta khuấy nhanh nhằm khuếch tán nhanh chất keo tụ Sau hình thành bơng phèn ta khuấy chậm để tránh vỡ hạt Câu 3: So sánh ưu, nhược điểm chất keo tụ? TL: Tên chất keo tụ Phèn nhôm sunfat Al2(SO4)3.18H2O Ưu điểm Nhược điểm - Muối nhơm độc, sẵn - Làm giảm đáng kể độ pH, có thị trường phải dùng NaOH để hiệu chỉnh rẻ lại độ pH dẫn đến chi phí sản xuất tăng - Công nghệ keo tụ phèn nhôm công nghệ -Phải dùng thêm số phụ tương đối đơn giản dễ gia trợ kéo tụ trợ lắng kiểm soát, phổ biến rộng - Khi liều lượng cần thiết rãi tượng keo tụ bị phá hủy làm nước đục trở lại - Hàm lượng Al dư nước lớn so với dùng chất keo tụ khác lớn tiêu chuẩn với (0,2mg/lít) - Khả loại bỏ chất hữu tan không tan kim loại nặng thường hạn chế - Ngồi làm tăng lượng SO42- nước thải sau sử lý loại có độc tính VSV Phèn sắt - Liều lượng phèn sắt - Có thể ăn mòn đường ống Fe2(SO4)3.nH2O (III) dùng để kết tủa mạnh phèn nhôm FeCl3.nH2O 1/3 - 1/2 liều lượng - Có thể gây nhiễm thứ cấp phèn nhơm lượng sắt dư - Phèn sắt bị ảnh - Phải xử lý bùn sau xử lý hưởng nhiệt độ giới hạn pH rộng Poly aluminium chloride(PAC) - Công thức phân tử [Al2(OH)nCl6-n]m - PAC tăng độ nước, kéo dài chu kỳ lọc tăng chất lượng nước sau lọc cách hiệu - PAC có hiệu mạnh, cần sử dụng liều lượng thấp xử lý khối lượng lớn nước thải, nên sử dụng liều lượng gây tượng tái ổn định hạt keo - Nhơm Cloride có hợp chất PAC có - Lượng Cloride hóa phần phản ứng với chất keo tụ PAC thúc đẩy kiềm hòa tan q trình ăn mòn nơi vào nước PAC có đóng cặn bùn tính acid thấp nghĩa độ pH không bị giảm đột ngột thuận tiện cho việc điều chỉnh pH, tiết kiệm hóa chất dùng để tăng độ kiềm thiết bị kèm bơm định lượng thùng hóa chất so với sử dụng phèn nhôm - PAC hoạt động tốt khoảng PH từ 6.5 - 8.5, lúc ion kim lại nặng bị kết tủa chìm xuống đáy bám vào hạt keo tạo thành - Sử dụng hóa chất keo tụ PAC giảm thiểu ăn mòn thiết bị - PAC hồn tan vào nước với tỷ lệ - Hiệu lắng cao phèn nhôm từ lần - Thời gian keo tụ nhanh - Liều lượng sử dụng hóa chất PAC thấp, bơng cặn to, dễ lắng Câu 4: Trong xử lý nước cấp phương pháp keo tụ thường sử dụng phèn sắt phèn nhơm Giải thích? TL: Trong xử lý nước cấp phương pháp keo tụ thường sử dụng phèn sắt phèn nhơm độ hòa tan keo Fe(OH) nước nhỏ Al(OH)3 Tỉ trọng Fe(OH)3 = 1,5Al(OH)3 keo sắt tạo thành lắng nước có chất huyền phù (mà nước cấp chất bẩn nhiều so với nước thải) Mặt khác, với nhược điểm phèn nhôm nêu câu trên, sau sử lý phen nhôm gây ô nhiễm thứ cấp việc sử lý nhiễm thứ cấp khó khăn nhiều so với việc sử lý ô nhiễm thứ cấp phèn sắt gây Bài XÁC ĐỊNH ẢNH HƯỞNG CỦA pH LÊN HIỆU SUẤT KEO TỤ I Mục đích thí nghiệm - Hướng dẫn sinh viên xác định ảnh hưởng pH lên hiệu suất keo tụ - Nắm vững chất phương pháp keo tụ - Nhận biết khả ứng dụng để phân hủy nước thải khó phân hủy sinh học II Giới thiệu chung Ý nghĩa môi trường phương pháp keo tụ Trong kỹ thuật xử lý nước thải sử dụng rộng dãi chất điện ly có khả liên kết với chất bẩn lực hút tĩnh điện, cho phép tách chúng khỏi nước dễ dàng phương pháp lắng, lọc hay quay ly tâm.Những chất điện ly gọi chất keo tụ Phương pháp keo tụ xử lý nước thải có nhiều ưu điểm so với phương pháp khác đơn giản, rẻ, cho phép làm nước thải mức sơ cấp thân thiện với môi trường.Việc xác định hàm lượng tối ưu chất keo tụ cho phép giảm thời gian, chi phí, đồng thời tăng hiệu suất làm Nguyên tắc phương pháp keo tụ Bản chất trình hấp phụ.Các hạt chất bẩn nước hạt rắn hữu cơ, vô mang điện Lực hấp phụ phụ thuộc vào lực tương tác tĩnh điện chất dung dịch Các hiđroxit tạo trở thành trung tâm hút bắt chất bẩn nước.Các trung tâm lớn dần lên tạo thành Các va chạm với với hạt chất bẩn khác dung dịch, kích thước tăng lên lắng xuống đáy Để trình xử lý đạt hiệu cao nhất, keo tụ phải tiến hành vùng pH tối ưu.Ngoài ra, hiệu suất xử lý keo tụ nâng lên cách sử dụng sữa vôi chất trợ keo Phạm vi áp dụng phương pháp keo tụ Phương pháp keo tụ ứng dụng để xử lý nước thải khó phân huỷ sinh học, đặc biệt nước thải ngành dệt nhuộm, ngồi sử dụng để xử lý nước cấp III Hóa chất dụng cụ Dụng cụ - Bộ khuấy trộn - Đồ dùng thí nghiệm để xác định COD - Pipet, cốc thuỷ tinh, bình tam giác Hóa chất Chất keo tụ sử dụng phèn nhơm: Hồ tan 25g Al2(SO4)3.18H2O bình định mức 250 ml với 100 - 200 ml nước cất, định mức thành 250ml Dung dịch thu có nồng độ Al3+ 0,3M Đối tượng tiến hành xử lý dung dịch phẩm nhuộm màu đỏ nồng độ 0,1g/l: Hòa tan 0,1g phẩm nhuộm màu đỏ vào lít nước cất IV Cách tiến hành - Xác định COD ban đầu dung dịch phẩm nhuộm - Cho100 ml dung dịch phẩm nhuộm vào cốc thủy tinh (dung tích 200 ml) Bổ sung dung dịch keo tụ 3ml dung dịch Al 3+ vào cốc sử dụng dung dịch H2SO4 1M dung dịch NaOH 1M để điều chỉnh dung dịch cốc giá trị pH 4; 6; COD o, khuấy nhanh phút khuấy chậm phút - Ngừng khuấy trộn, để dung dịch lắng 15 phút quan sát q trình tạo bơng - Lấy mẫu cốc thiết bị khuấy trộn để xác định COD - Riêng mẫu CODo không cho dung dịch Al3+ * Xác định COD: - Lấy 2,5 ml mẫu cốc vào phá mẫu COD - Sau cho thêm ml dung dịch K2Cr2O7 0,1N - Cho thêm 3,5 ml hỗn hợp dung dịch Ag2SO4 + H2SO4 - Cuối đem phá mẫu 1h30 phút để xác định COD V Tính tốn kết * Đo COD phương pháp chuẩn độ: - Sau xác định COD ta tiến hành chuẩn độ - Sử dụng dung dịch Fe2+ 0,01N để tiến hành chuẩn độ lượng COD xác định thiết bị đo - Đổ dung dịch ống đo COD vào bình tam giác, tráng rửa ống đo bình tam giác nước cất - Cho giọt thị feroin vào bình tam giác - Chuẩn độ dung dịch chuyển từ màu vàng sang màu đỏ cam dừng lại Ghi thể tích dung dịch Fe2+ 0,01N tiêu tốn * Tính tốn: Nồng độ muối sắt đem chuẩn độ : 0,01 N Thể tích mẫu: 2,5 ml Cơng thức tính tốn: V1: thể tích muối sắt (II) chuẩn độ môi trường sau phá mẫu V2: thể tích muối sắt (II) chuẩn độ mẫu trắng sau phá mẫu Hiệu suất xử lý: COD1: COD mẫu trước xử lý, mg/l COD2: COD mẫu sau xử lý, mg/l * Kết thí nghiệm: STT Tên mẫu Mấu phân tích Mấu phân tích Mấu phân tích Mẫu trắng CODo pH VFe2+ 0,01N COD HCOD - (ml) 17,20 19,10 18,80 19,20 15,70 (mg/l) 64,00 3,20 12,80 112,00 (%) 42,86 97,14 88,57 - * Sự phụ thuộc hiệu suất keo tụ vào pH: pH COD1 mẫu trước xử lý (mg/l) COD2 mẫu sau xử lý 64,00 (mg/l) Hiệu suất xử lý % 112 3,20 12,80 42,86 97,14 88,57 * Đồ thị phụ thuộc hiệu xuất xử lý vào pH: * Nhận xét kết thí nghiệm: Từ đồ thị ta thấy, pH tối ưu cho hiệu suất sử lý COD cao 97,14% Khi tiếp tục tăng pH nước thải tải thấy hiệu suất sử lý có xu hướng giảm rõ rệt Nguyên nhân trị số pH nước cao hay thấp làm cho Al(OH) hòa tan, làm tăng hàm lượng nhôm dư nước VII Trả lời câu hỏi Câu 1: pH ảnh hưởng đến q trình keo tụ? TL: pH nước có ảnh hưởng lớn đến trình keo tụ Trị số pH nước cao hay thấp làm cho Al(OH) hòa tan, làm tăng hàm lượng nhơm dư nước pH < 5,5 Al(OH)3 có tác dụng chất kiềm làm tăng hàm lượng Al 3+ nước Al(OH)3 + 3H+  Al3+ + 3H2O Khi pH > 7,5, Al(OH) đóng vai trò axit làm cho gốc AlO 2- , lúc Al3+ giảm dẫn đến hiệu suất sử lý giảm Nên vậy, phèn nhơm độ pH= - 6,5 tối ưu Câu 2: pH lớn hiệu suất keo tụ cao có khơng? Tại sao? TL: Khi pH lớn hiệu suất keo tụ giảm hàm lương Al 3+ nước giảm mà Al(OH)3 hình thành chủ yếu gốc AlO2- làm tăng hàm lượng nhôm dư nước Bài XÂY DỰNG ĐƯỜNG CONG HẤP PHỤ ĐỘNG I Mục đích thí nghiệm - Hướng dẫn sinh viên xây dựng đường cong hấp phụ động - Nắm vững chất phương pháp hấp phụ động - Nhận biết khả ứng dụng để phân hủy nước thải khó phân hủy sinh học II Giới thiệu chung Ý nghĩa môi trường phương pháp hấp phụ Phẩm màu nhuộm hữu hóa chất gây độc mơi trường sống sinh vật nước làm ô nhiễm nặng nguồn nước Các ngành công nghiệp dệt nhuộm, giấy, chất dẻo, da, thực phẩm, mỹphẩm thường sử dụng phẩm màu Do vậy, nước thải cơng nghiệp từ xí nghiệp nhà máy thường chứa nhiều hóa chất phẩm màu nhuộm Hấp phụ phương pháp hóa lý phổ biến hiệu để khử màu nhuộm Nhiều loại chất hấp phụ khác biết đến ứng dụng than hoạt tính, zeolit, tro than, chitin chitosan Nguyên tắc phương pháp hấp phụ động Hấp phụ trình lưu giữ chất bề mặt phân chia hai pha: pha rắn (chất hấp phụ) pha lỏng pha khí (chứa chất bị hấp phụ) Chất hấp phụ thường chất có diện tích bề mặt lớn, có trung tâm hoạt động có khả giữ phân tử chất bị hấp phụ Hấp phụ động trình hấp phụ xảy cho dung dịch chứa chất bị hấp phụ chảy qua cột chứa chất hấp phụ (cột hấp phụ) Trong thí nghiệm chất hấp phụ sử dụng than hoạt tính Chất bị hấp phụ chất có pha lỏng pha khí có khả bị giữ bề mặt chất hấp phụ Trong thí nghiệm chất bị hấp phụ xanh metylen Phạm vi áp dụng phương pháp hấp phụ động Phương pháp phương pháp hấp phụ động ứng dụng để xử lý nhiều loại nước thải khác chứa chất hữu hòa tan khó bị phân hủy sinh học tự nhiên, chất vi ô nhiễm, chất định mùi vị, kim loại nặng, III Hóa chất dụng cụ Dụng cụ - Cột chứa chất hấp phụ thủy tinh đường kính 10 mm có màng xốp (bơng thủy tinh) chặn đáy có khóa để điều chỉnh tốc độ dòng chảy - Pipet - Máy đo quang - Bình chứa dung dịch dung tích khoảng L - Cốc hứng dung dịch 100 mL - Ống đong 100 mL - Cốc 50 mL - Ống PE ф – mm nối từ bình chứa xuống cột hấp phụ Hóa chất - Than hoạt tính làm từ vỏ dừa dạng hạt kích thước 0,5 – 1,5 mm, khối lượng riêng 1,2 g/ml - Dung dịch xanh metylen 50 mg/L IV Cách tiến hành - Cho 25g than vỏ dừa vào cột, vỗ nhẹ cho than xếp khít - Nối cột hấp phụ với bình chứa chất bị hấp phụ mở khóa bình cho dung dịch chảy vào cột Mở khóa cột, đợi dung dịch bắt đầu chảy khỏi cột đóng khóa cột, chờ 2-3 phút, mở khóa cột bắt đầu hứng dung dịch chảy từ cuối cột Tốc độ dòng chảy 15 mL/phút Khi nồng độ chất màu từ cuối cột có nồng độ xấp xỉ nồng độ đầu vào dừng thí nghiệm - Ghi số thể tích dung dịch thu từ cuối cột tương ứng với giá trị hấp thụ quang đo máy V Tính kết * Tính tốn: Co = 50, d= 4cm, h = 5cm , v = 15ml/phút, m = 25g , 15 phút hứng đo lần Tính lượng xanh metylen bị hấp phụ: C0 C nồng độ xanh metylen lúc trước lúc sau đạt cân hấp phụ m= 25g khối lượng than hoạt tính V thể tích dung dịch Khi áp vào phương trình đường chuẩn để tính nồng độ ta có kết theo bảng sau: Hệ số pha Nồng độ loãng tương ứng 9,3 10 9,943 1,04 108,8 10 10,40 0,248 1,413 168,8 10 14,13 0,340 1,937 208,8 10 19,37 0,370 2,108 232,8 10 21,08 0,497 2,834 288,8 10 28,34 0,525 2,993 317,8 10 29,93 0,545 3,108 367,8 10 31,08 0,598 3,410 427,8 10 34,10 10 0,665 3,793 490,8 10 37,93 11 0,694 3,958 557,8 10 39,58 12 0,731 4,167 624,8 10 41,67 13 0,722 4,119 694,8 10 41,19 14 0,776 4,425 765,8 10 44,25 STT A C V(ml) 0,174 0,9943 0,182 15 0,783 4,463 840,8 10 44,63 16 0,793 4,520 914,8 10 45,20 * Đồ thị nồng độ xanh metylen thể tích dung dịch: * Nhận xét kết thí nghiệm: - Xác định điểm đánh thủng cột - thể tích mà xanh metylen bắt đầu xuất cuối cột Điểm đánh thủng cột: điểm thể tích dung dịch đạt 765,8 ml nồng độ xanh metylen 44,25 mg/l - Lượng hấp phụ động than cột (mg xanh metylen / g than) 765,8 = 176,134 (mg xanh metylen / g than) - Khả ứng dụng loại hình hấp phụ nghiên cứu khoa học thực tế: để sử lý nhiều loại nước thải khác chứa chất hữu hòa tan khó bị phân hủy sinh học tự nhiên, chất vi ô nhiễm, chất định mùi vị, kim loại nặng, * Lượng xanh metylen bị hấp phụ than hoạt tính: q =xanh metylen V (mg xanh than) Lập bảng tính lượng bị hấpmetylen phụ: m /=g25 (g) STT Co (mg/l) C (mg/l) V (ml) q (mg/g) 50 9,943 9,3 14,90 50 10,40 108,8 172,34 50 14,13 168,8 242,19 50 19,37 208,8 255,82 50 21,08 232,8 269,30 50 28,34 288,8 250,22 50 29,93 317,8 255,13 50 31,08 367,8 278,35 50 34,10 427,8 272,08 10 50 37,93 490,8 236,96 11 50 39,58 557,8 232,49 12 50 41,67 624,8 208,18 13 50 41,19 694,8 244,85 14 50 44,25 765,8 176,14 15 50 44,63 840,8 180,60 16 50 45,20 914,8 175,64 VII Trả lời câu hỏi Câu 1: Hấp phụ gì? Cơ chế hấp phụ động gì? TL: Hấp phụ trình lưu giữ chất bề mặt phân chia hai pha: pha rắn (chất hấp phụ) pha lỏng pha khí (chất bị hấp phụ) Cơ chế hấp phụ động: Hấp phụ động trình hấp phụ xảy cho dung dịch chứa chất bị hấp phụ chảy qua cột chứa chất hấp phụ (cột hấp phụ) Khi cột hấp phụ hình thành vùng: + Vùng 1: Vùng bão hòa chất bị hấp phụ (ứng với đầu vào cột hấp phụ) chất hấp phụ hấp phụ bão hòa chất bị hấp phụ Nồng độ chất bị hấp phụ dung dịch nồng độ chất bị hấp phụ dung dịch lối vào + Vùng 2: Vùng chuyển tiếp (vùng trao đổi chất) Tại nồng độ chất bị hấp phụ dung dịch thay đổi từ nồng độ ban đầu đến + Vùng 3: Vùng chưa xảy hấp phụ (ứng với đầu cột hấp phụ) Tại hấp phụ chưa xảy ra, nồng độ chất bị hấp phụ dung dịch Câu 2: Ý nghĩa việc xác định điểm đánh thủng cột? Điểm đánh thủng cột điểm mà chất bị hấp phụ bắt đầu xuất cuối cột BÀI HẤP PHỤ CÁC CHẤT Ô NHIỄM TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC - Q TRÌNH HẤP PHỤ TĨNH I Mục đính thí nghiệm - Hướng dẫn sinh viên xây dựng đường cong hấp phụ tĩnh - Nắm vững chất phương pháp hấp phụ tĩnh - Nhận biết khả ứng dụng để phân hủy nước thải khó phân hủy sinh học II Giới thiệu chung Ý nghĩa môi trường phương pháp hấp phụ Phẩm màu nhuộm hữu hóa chất gây độc mơi trường sống sinh vật nước làm ô nhiễm nặng nguồn nước Các ngành công nghiệp dệt nhuộm, giấy, chất dẻo, da, thực phẩm, mỹ phẩm thường sử dụng phẩm màu Do vậy, nước thải công nghiệp từ xí nghiệp nhà máy thường chứa nhiều hóa chất phẩm màu nhuộm Hấp phụ phương pháp hóa lý phổ biến hiệu để khử màu nhuộm Nhiều loại chất hấp phụ khác biết đến ứng dụng than hoạt tính, zeolit, tro than, chitin chitosan Nguyên tắc phương pháp hấp phụ tĩnh Hấp phụ trình lưu giữ chất bề mặt phân chia hai pha: pha rắn (chất hấp phụ) pha lỏng pha khí (chứa chất bị hấp phụ) Chất hấp phụ thường chất có diện tích bề mặt lớn, có trung tâm hoạt động có khả giữ phân tử chất bị hấp phụ Trong thí nghiệm chất hấp phụ sử dụng than hoạt tính Chất bị hấp phụ chất có pha lỏng pha khí có khả bị giữ bề mặt chất hấp phụ Trong thí nghiệm chất bị hấp phụ xanh metylen Hấp phụ xảy theo hai chế: hấp phụ vật lý hấp phụ hóa học - Hấp phụ vật lý: q trình hấp phụ xảy lực tương tác phân tử (lực Van der Waals) - Hấp phụ hóa học: trình hấp phụ xảy tạo thành liên kết hóa học phân tử bề mặt chất hấp phụ chất bị hấp phụ Khả hấp phụ chất hấp phụ chất bị hấp phụ phụ thuộc vào nhiều yếu tố chất, cấu tạo chất hấp phụ chất bị hấp phụ, pH, nồng độ chất bị hấp phụ dung dịch…Để đánh giá khả hấp phụ chất hấp phụ chất bị hấp phụ người ta thường sử dụng phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir: q = qmax(bC/1+bC) C C = + q bqmax qmax hoặc: Trong đó: q: lượng chất bị hấp phụ thời điểm cân (mg/g) qmax: dung lượng hấp phụ cực đại (mg/g) C: nồng độ cân chất bị hấp phụ dung dịch (mg/L) b: số đặc trưng cho trình hấp phụ Vẽ đồ thị biểu diễn phụ thuộc C C, từ tính qmax b q - Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Frendlich: q= Kf C1/n Trong đó: K: số biểu thị dung lượng hấp phụ 1/n: số biểu thị cường độ hấp phụ C: nồng độ cân chất bị hấp phụ dung dịch (mg/L) q: lượng chất bị hấp phụ ứng với nồng độ cân C (mg/g) Phạm vi áp dụng phương pháp hấp phụ tĩnh Phương pháp phương pháp hấp phụ tĩnh ứng dụng để xử lý nhiều loại nước thải khác chứa chất hữu hòa tan khó bị phân hủy sinh học tự nhiên, chất vi ô nhiễm, chất định mùi vị, kim loại nặng, III Hóa chất dụng cụ Dụng cụ - Máy lắc - Bình nón 250mL - Máy trắc quang Hóa chất - Than hoạt tính kích thước hạt 0,5 – 1,18 mm - Xanh metylen IV Cách tiến hành Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp phụ than hoạt tính xanh metylen phương pháp tĩnh thời gian đạt cân hấp phụ, nồng độ chất bị hấp phụ, xác định dung lượng hấp phụ cực đại - Xây dựng đường chuẩn: + Pha dung dịch xanh metylen có nồng độ 100 mg/L + Từ dung dịch xanh metylen pha thành dung dịch có nồng độ là: 0; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 2,0; 5,0 mg/L Đo mật độ quang dung dịch bước sóng λmax = 665 nm Xây dựng đồ thị phụ thuộc mật độ quang (A) vào nồng độ (C) xanh metylen - Khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ: Cho vào bình nón g than hoạt tính 100ml dung dịch có nồng độ 100mg/L Lắc dung dịch, sau khoảng thời gian 10, 30, 60, 90,100,110, 120 phút, lấy 1ml dung dịch (pha loãng 10 lần) xác định nồng độ xanh metylen lại dung dịch Vẽ đồ thị phụ thuộc lượng chất bị hấp phụ vào thời gian Xác định thời gian đạt cân hấp phụ tcb - Khảo sát dung lượng hấp phụ than hoạt tính xanh metylen theo phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir: Lấy bình nón, cho vào bình 5g than hoạt tính 100ml dung dịch có nồng độ Xanh Metylen ban đầu Ci khác từ 10, 20, 50, 75, 100 mg/L Lắc dung dịch khoảng thời gian tcb Lấy 1ml dung dịch (Từ C50 đến C100 pha loãng 10 lần C10 đến C20 lấy 10ml để lắng mang đo mật độ quang bước sóng 665 nm) xác định nồng độ cân xanh metylen Vẽ đồ thị phụ thuộc V Tính kết * Khảo sát thời gian đạt cân hấp phụ: STT t ( phút) A C Hệ số pha Nồng độ xanh loãng metylen tương ứng 10 1,243 7,088 10 70,88 30 1,128 6,435 10 64,35 60 1,042 5,942 10 59,42 90 1,010 5,76 10 57,60 100 0,97 5,533 10 55,33 110 0,958 5,461 10 54,61 120 0,954 5,438 10 54,38 * Đồ thị phụ thuộc lượng chất bị hấp phụ vào thời gian: - Từ đồ thị ta xác định tcb 110 phút - Đánh giá khả hấp phụ than hoạt tính xanh metylen: than hoạt tính có dung lượng hấp phụ xanh metylen cao nên sử dụng phổ biến, rộng rãi Nồng độ chất màu cao khả hấp phụ xanh metylen giảm * Khảo sát dung lượng hấp phụ: STT Co A Ci q logC Log q C/q 10 0,352 2,008 159,84 0,303 2,203 0,01 20 0,642 3,659 326,82 0,563 2,514 0,011 50 0,292 16,64 667,2 1,221 2,824 0,025 75 0,566 32,28 854,4 1,509 2,932 0,038 100 0,958 54,61 907,8 1,737 2,958 0,060 * Đồ thị biểu diễn phụ thuộc C C: q Ta có phương trình y=0,0009x + 0,0081 Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir: C C = + q bqmax qmax Ta có: = 0,0009 => qmax=1111(mg/g) = 0,0081=>b= 0,11 * Đồ thị biểu diễn phụ thuộc log q log C: ... đáy bám vào hạt keo tạo thành - Sử dụng hóa chất keo tụ PAC giảm thi u ăn mòn thi t bị - PAC hồn tan vào nước với tỷ lệ - Hiệu lắng cao phèn nhôm từ lần - Thời gian keo tụ nhanh - Liều lượng sử... hiệu cao pH = 5,5 – 7,5 - Đối với phèn Fe: Phản ứng thủy phân xảy pH > 3,5 trình kết tủa hình thành nhanh chóng pH = 5,5 – 6,5 Ở pH < Fe(III) khơng bị thủy phân , SiO keo tụ ion Fe(III) Ở pH cao. .. COD tăng từ 62,86 - 77,14% đạt hiệu suất cao 32,40 mg/l VII Trả lời câu hỏi Câu 1: Dựa lượng hóa chất sử dụng (axit kiềm, phèn), tính lượng hóa chất cần thi t để xử lý 1m3 nước thải? TL: * Dựa