(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu sử dụng vật liệu hấp phụ từ vỏ trấu xử lý chất nhuộm màu reactive red 24 trong môi trường nước

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC NGUYỄN THỊ MAI LINH NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG VẬT LIỆU HẤP PHỤ TỪ VỎ TRẤU XỬ LÝ CHẤT NHUỘM MÀU REACTIVE RED 24 TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG Thái Nguyên - 2020 Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC NGUYỄN THỊ MAI LINH NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG VẬT LIỆU HẤP PHỤ TỪ VỎ TRẤU XỬ LÝ CHẤT NHUỘM MÀU REACTIVE RED 24 TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC Chuyên ngành: Quản lý Tài Nguyên Môi trường Mã số: 885 01 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG Cán hướng dẫn khoa học: GS.TS Đặng Văn Minh PGS.TS Nguyễn Văn Đăng Thái Nguyên - 2020 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tôi Nguyễn Thị Mai Linh xin cam đoan luận văn này, cơng trình nghiên cứu“Nghiên cứu sử dụng vật liệu hấp phụ từ vỏ trấu xử lý chất nhuộm màu Reactive Red 24 môi trường nước’’ cá nhân thực hướng dẫn khoa học GS.TS Đặng Văn Minh PGS.TS Nguyễn Văn Đăng, không chép cơng trình nghiên cứu người khác.Số liệu kết luận văn chưa công bố cơng trình khoa học khác Các thông tin thứ cấp sử dụng luận văn có nguồn gốc rõ ràng, trích dẫn đầy đủ, trung thực quy cách Tơi hồn tồn chịu trách nhiệm tính xác thực nguyên luận văn Tác giả Nguyễn Thị Mai Linh Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới GS.TS Đặng Văn Minh (Đại học Thái Nguyên) PGS.TS Nguyễn Văn Đăng (Đại học Khoa học) định hướng cho hướng nghiên cứu hướng dẫn khoa học suốt trình thực luận văn khuôn khổ đề tài “Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ - xúc tác dạng màng sợi cấu trúc nano sở nano kim loại oxit kim loại phân tán phế phụ phẩm nơng - cơng nghiệp biến tính phương pháp tổng hợp hóa lý, ứng dụng xử lý nước thải” PGS.TS Nguyễn Văn Đăng chù trì Tơi xin chân thành cảm ơn thầy giáo, cô giáo khoa Tài nguyên & Môi trường, đặc biệt TS Văn Hữu Tập tạo điều kiện giúp đỡ suốt thời gian học tập nghiên cứu trường Sau xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè đồng nghiệp ln động viên, giúp đỡ tơi q trình học tập hoàn thành luận luận văn Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii CÁC CHỮ VIẾT TẮT v DANH MỤC CÁC HÌNH vi DANH MỤC CÁC BẢNG vii MỞ ĐẦU 1 Lý lựa chọn đề tài nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Ý nghĩa khoa học đề tài nghiên cứu Những đóng góp đề tài CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Nước thải dệt nhuộm đặc điểm nước thải dệt nhuộm 1.1.1 Nguồn gốc phát sinh nước thải dệt nhuộm 1.1.2 Đặc tính nước thải dệt nhuộm .6 1.1.3 Đặc trưng chất nhuộm màu dệt nhuộm .8 1.2 Một số phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm 15 1.2.1 Phương pháp trung hòa, điều chỉnh pH .15 1.2.2 Phương pháp đông keo tụ 15 1.2.3 Phương pháp hấp phụ 16 1.2.4 Phương pháp oxy hóa O3 16 1.2.5 Phương pháp oxy hóa clo 17 1.2.6 Phương pháp màng 17 1.2.7 Phương pháp sinh học .18 1.3 Tình hình nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm 18 1.3.1 Nghiên cứu giới .18 1.3.2 Trong nước 21 1.4 Than sinh học 24 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27 2.1 Đối tượng, phạm vi vật liệu nghiên cứu 27 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 27 2.1.2 Phạm vi nghiên cứu .28 2.2 Nội dung nghiên cứu 28 2.3 Phương pháp nghiên cứu 29 2.3.1 Chế tạo đánh giá đặc điểm than sinh học từ vỏ trấu 29 2.3.2 Bố trí thí nghiệm nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng tới khả hấp phụ than sinh học từ vỏ trấu để xử lý chất nhuộm màu Reactive Red 24 32 2.3.3 Phương pháp phân tích, tổng hợp xử lý số liệu 36 2.3.4 Đánh giá biểu diễn số liệu 36 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 37 3.1 Đặc điểm than sinh học từ vỏ trấu 37 3.2 Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng tới khả hấp phụ than sinh học từ vỏ trấu để xử lý chất nhuộm màu Reactive Red 24 39 3.2.1 Ảnh hưởng pH đến hiệu xử lý Reactive Red 24 vật liệu hấp phụ than sinh học từ vỏ trấu .39 3.2.2 Ảnh hưởng thời gian đến hiệu xử lý Reactive Red 24 vật liệu hấp phụ than sinh học từ vỏ trấu 42 3.2.3 Ảnh hưởng nồng độ Reactive Red 24 đến hiệu xử lý vật liệu hấp phụ than sinh học từ vỏ trấu 45 3.3 Mơ hình động học hấp phụ 47 3.4 Mơ hình đẳng nhiệt hấp phụ 50 KẾT LUẬN 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 PHỤ LỤC 58 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn CÁC CHỮ VIẾT TẮT AOX : Halogen hữu dễ bị hấp phụ BOD : Nhu cầu oxy hóa hóa sinh - Biochemical Oxygen Demand COD : Nhu cầu oxy hóa hóa học - Chemical Oxygen Demand MT : Môi trường RR24 : Reactive Red 24 SEM : Kính hiển vi điện tử - Scanning Electron Microscope TSS : Tổng chất rắn lơ lửng - Total suspended solids UV : Phổ cực tím – Ultraviolet VLHP : Vật liệu hấp phụ Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Sơ đồ nguồn phát sinh nước thải quy trình dệt nhuộm Chất nhuộm màu hoạt tính 12 Hình 1.2 Cấu trúc chất nhuộm hoạt tính 12 Hình 1.3 Cấu trúc chất nhuộm thuộc nhóm ethylsulfonyl 13 Hình 2.1 Cấu tạo chất nhuộm Reactive Red 24 28 Hình 2.2 Bếp than sinh học B4SS 29 Hình 2.3 Sơ đồ quy trình vận hành lị đốt than sinh học B4SS 31 Hình 3.1 Đặc điểm than sinh học từ vỏ trấu 37 Hình 3.2 Ảnh hưởng pH đến hiệu xử lý chất nhuộm màu Reactive Red 24 than sinh học từ vỏ trấu 40 Hình 3.3 Ảnh hưởng thời gian tiếp xúc đến khả hấp phụ chất nhuộm màu Reactive Red 24 than sinh học từ vỏ trấu 43 Hình 3.4 Ảnh hưởng nồng độ chất nhuộm màu Reactive Red 24 đến khả hấp phụ than sinh học từ vỏ trấu 46 Hình 3.5 Các mơ hình động học hấp phụ chất nhuộm màu Reactive Red 24 than sinh học từ vỏ trấu 49 Hình 3.6 Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir Freundlich chất nhuộm màu Reactive Red 24 than sinh học từ vỏ trấu 51 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Tỷ lệ nước thải từ nguồn phát sinh Bảng 1.2 Dịng thải chất nhiễm cần quan tâm nước thải Bảng 1.3 Tên thương phẩm chất nhuộm trực tiếp thường sử dụng 11 Bảng 2.1.Các dụng cụ, thiết bị thí nghiệm sử dụng nghiên cứu 32 Bảng 3.1 So sánh diện tích bề mặt riêng biochar từ vỏ trấu với số loại biochar sản xuất từ vật liệu khác 38 Bảng 3.2 Ảnh hưởng pH tới hiệu xử lý chất nhuộm Reactive Red 24 than sinh học từ vỏ trấu 40 Bảng 3.3 Ảnh hưởng thời gian tới hiệu xử lý chất nhuộm Reactive Red 24 than sinh học từ vỏ trấu 43 Bảng 3.4 Ảnh hưởng nồng độ Reactive Red 24 đến hiệu xử lý than sinh học từ vỏ trấu 45 Bảng 3.5.Các thông số mơ hình động học hấp phụ chất nhuộm màu Reactive Red 24 than sinh học từ vỏ trấu 48 Bảng 3.6 Các tham số hệ số tương quan mơ hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir Freundlich chất nhuộm màu Reactive Red 24 than sinh học vỏ trấu 51 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn MỞ ĐẦU Lý lựa chọn đề tài nghiên cứu Ngày nay, vấn đề ô nhiễm môi trường, đặc biệt ô nhiễm nguồn nước ngày trở nên nghiêm trọng Ở Việt Nam tồn thực trạng nước thải hầu hết sở sản xuất xử lý sơ chí xả thải trực tiếp bên ngồi mơi trường Hậu nguồn nước (cả nước mặt nước ngầm) nhiều khu vực bị ô nhiễm trầm trọng Ngành dệt nhuộm chiếm vị trí quan trọng, ngành cơng nghiệp khơng góp phần việc giải vấn đề cơng ăn việc làm xã hội mà cịn thúc đẩy tăng trưởng nhanh kim ngạch xuất cho đất nước Mặc dù, công nghiệp dệt liên tục đổi để hạn chế việc sử dụng nước giảm thiểu tác động môi trường, lượng nước thải lớn so với ngành công nghiệp khác, ngành dệt may gây nhiều vấn đề nghiêm trọng nguồn nước, đặc biệt quốc gia phát triển Việt Nam Nước thải ngành dệt chứa nhiều loại chất ô nhiễm khác nhau, song nhà nghiên cứu rằng, chất nhuộm nguồn gây nhiễm nguồn nước Đa phần chất nhuộm hợp chất hữu độc hại, gần không phân hủy sinh học Sau vào môi trường, chúng tồn tài lâu phân hủy phần thành tác nhân gây đột biến sinh vật thủy sinh, gây ung thư người động vật Vì vậy, việc loại bỏ chất màu khỏi nước thải dệt nhuộm vấn đề đáng quan tâm Ở nước ta, nhiều nhà máy dệt nhuộm xây dựng hệ thống, trạm xử lý nước thải với quy mô mức độ xử lý khác Các phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm nói chung xử lý màu nói riêng bao gồm: xử lý hóa - lý (màng lọc, keo tụ, đồng kết tủa, tuyển nổi, hấp phụ, trao đổi ion, ), xử lý hóa học (oxy hóa, điện hóa, ) xử lý sinh học Phương pháp xử lý sinh học thường có hiệu xử lý tác nhân nhiễm hữu mà có hiệu loại màu Đồng thời, nước thải dệt nhuộm có độc tính cao, gây ảnh hưởng đến vi sinh vật có nước thải Trong số phương pháp hố lý, hấp phụ Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn Hình 3.4 Ảnh hưởng nồng độ chất nhuộm màu Reactive Red 24 đến khả hấp phụ than sinh học từ vỏ trấu Ghi chú: - q dung lượng hấp phụ; - H hiệu suất xử lý Qua q trình thực thí nghiệm nhận thấy: - Khi tăng nồng độ chất nhuộm Reactive Red 24 từ 50 mg/l lên 400 mg/l dung lượng hấp phụ trình tăng từ 18,98mg/g lên 46,74mg/g hiệu suất xử lý trình giảm từ 60,75% xuống 18,70% + Dung lượng hấp phụ tăng nhanh (tăng từ 18,98% lên 38,91%) nồng độ thuốc nhuộm tăng khoảng từ 50 mg/l đến 150 mg/l + Khi nồng độ chất cần xử lý bắt đầu >150 mg/l dung lượng hấp phụ trình tăng chậm dần dần đạt trạng thái bão hòa - Khi tăng nồng độ chất cần xử lý dung lượng hấp phụ than sinh học từ vỏ trấu tỷ lệ nghịch với hiệu suất xử lý trình Hay nói cách khác, nồng độ thuốc nhuộm Reactive Red 24 tăng hiệu suất hấp phụ than giảm Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn + Nồng độ thuốc nhuộm tăng từ 50 mg/l lên 150 mg/l hiệu suất hấp phụ than giảm mạnh từ 60,75% xuống cịn 41,50% + Khi tiếp tục thí nghiệm tăng nồng độ thuốc nhuộm từ 150 mg/l lên đến 400 mg/l hiệu suất hấp phụ tiếp tục giảm chậm dần đạt trạng thái bão hòa Có thể lý giải nguyên nhân tượng nồng độ chất nhuộm Reactive Red 24 mơi trường nước cao khả tiếp xúc chất hấp phụ than sinh học từ vỏ trấu với chất nhuộm cần xử lý tăng Do đó,dung lượng hấp phụ trình cao so với dung dịch có nồng độ chất nhuộm Reactive Red 24 thấp Tuy nhiên, nồng độ tăng lên >150 mg/l hiệu suất hấp phụ trình tăng chậm, hiệu suất hấp phụ than giảm khả hấp phụ than gần bão hịa khối lượng than sinh học vỏ trấu sử dụng thí nghiệm khơng đổi Than sinh học vỏ trấu hấp phụ lớp thuốc nhuộm Reactive Red 24 bao quanh bề mặt đủ lớn nên phần tử bị bám hút vào sau có lực bám yếu lớp phía nên chúng khó liên kết với than sinh học vỏ trấu Khi đó, dung lượng hấp phụ than sinh học từ vỏ trấu gần đạt cực đại Tương tự kết thí nghiệm tác giả Hoàng Trung Kiên [7], hiệu suất xử lý dung lượng hấp phụ vật liệu hấp phụ giảm mạnh nồng độ Reactive Red 24 tăng Kết luận: Nồng độ ban đầu chất cần xử lý thuốc nhuộm Reactive Red 24 môi trường nước ảnh hưởng lớn tới hiệu suất xử lý dung lượng hấp phụ vật liệu nghiên cứu Nồng độ hấp phụ tối ưu mà nghiên cứu lựa chọn 150 mg/l 3.3 Mơ hình động học hấp phụ Để xác định phương trình mơ hình động học hấp phụ chất nhuộm Reactive Red 24 than sinh học từ vỏ trấu, nghiên cứu đánh giá thông qua mơ hình động học biểu kiến - Phương trình động học biểu kiến bậc nhất: Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn Ln(qe – qt) = ln(qe) – k1.t - Phương trình động học biểu kiến bậc hai: Trong đó: - qe, qt (mg/g, mg.g-1): Là dung lượng hấp phụ thời điểm cân thời điểm t - k1 (phút-1) k2 (g.mg-1.phút-1): Là số - qe,exp (mg/g): Là dung lượng hấp phụ cân tính theo nồng độ ban đầu nồng độ cân - qm,cal: Là dung lượng hấp phụ cân tính theo phương trình động học Kết tính tốn mơ hình thực thể bảng 3.5 hình 3.5 Bảng 3.5.Các thơng số mơ hình động học hấp phụ chất nhuộm màu Reactive Red 24 than sinh học từ vỏ trấu Mơ hình động học bậc Mơ hình động học bậc qe,exp qm,cal (mg/g) 44,69 K1 R2 0,09233 0,9395 qm,cal (mg/g) 50,71 K2 R2 (mg/g) 0,0024 0,8562 44,89 Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn Hình 3.5 Các mơ hình động học hấp phụ chất nhuộm màu Reactive Red 24 than sinh học từ vỏ trấu Dựa vào hệ số tương quan R2 sai khác giá trị qe thực nghiệm qe tính tốn bảng 3.5 hình 3.5 cho thấy: - Từ hệ số tương quan R2, khả hấp phụ chất màu Reactive Red 24 than sinh học từ vỏ trấu phù hợp với mơ hình động học bậc mơ hình động học bậc Mơ hình động học có hệ số tương quan R2 = 0,9395 mơ hình động học thứ có R2= 0,8562 Hệ số tin cậy mơ hình động học biểu kiến bậc lớn nhiều so với mơ hình biểu kiến bậc hai gần với đơn vị - Giá trị dung lượng hấp phụ mơ hình động học bậc động học bậc 44,69 mg/g 50,71 mg/g tương đối gần với giá trị q thực nghiệm Và mơ hình động học phù hợp để mơ tả q trình hấp phụ chất nhuộm màu Reactive Red 24 than sinh học từ vỏ trấu Tuy nhiên, giá trị dung lượng hấp phụ mơ hình động học bậc gần với giá trị dung lượng thực nghiệm Do đó, mơ hình động học biểu kiến bậc mơ tả q trình hấp phụ chất nhuộm Reactive Red 24 phù hợp so với mơ hình biểu kiến bậc hai Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 3.4 Mơ hình đẳng nhiệt hấp phụ Việc phân tích liệu cân hấp phụ mơ hình đẳng nhiệt khác bước quan trọng để tìm mơ hình phù hợp Đường đẳng nhiệt hấp phụ mô tả cách chất hòa tan tương tác với chất hấp phụ có vai trị quan trọng việc tối ưu hóa việc sử dụng chất hấp phụ Cơ chế hấp phụ vật liệu hấp phụ chất nhuộm màu thể đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir đường đẳng nhiệt Freundlich - Phương trình Langmuir xác định dung lượng hấp phụ cực đại, phù hợp mơ hình với thực nghiệm Mơ hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir: - Phương trình Freundlich sử dụng để xem xét phù hợp mơ hình với thực nghiệm Mơ hình đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich: Trong đó: + qe: Là dung lượng hấp phụ thời điểm cân + qmax: Là dung lượng hấp phụ cực đại + KL (l.mg-1): Là số cân hấp phụ theo Langmuir + Ce: Là nồng độ chất bị hấp phụ thời điểm cân + KF: Là số Freundlich + n: Là cường độ hấp phụ Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn Dựa vào kết khảo sát khả hấp phụ chất nhuộm Reactive Red 24 than sinh học từ vỏ trấu, mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir Freundlich xác lập để tính tốn thông số động học hấp phụ Kết tham số hai phương trình Langmuir Freundlich với hệ số tương quan R2 thể qua bảng 3.3 sau: Bảng 3.6 Các tham số hệ số tương quan mơ hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir Freundlich chất nhuộm màu Reactive Red 24 than sinh học vỏ trấu Mơ hình Langmuir qm,cal (mg/g) 53,91 Mơ hình Freundich qe,exp KL R2 KF 1/n R2 (mg/g) 0,0089 0,9864 3,379 0,461 0,9472 46,64 Hình 3.6 Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir Freundlich chất nhuộm màu Reactive Red 24 than sinh học từ vỏ trấu Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn Qua kết bảng 3.6và hình 3.6 nhận thấy: - Mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir Freundlich có hệ số tin cậy R2 cao (R2 > 0,94) Hệ số tương quan R2 mơ hình Langmuir cao hệ số tương quan R2 mơ hình Freundlich gần với đơn vị - Giá trị dung lượng hấp phụ mơ hình đẳng nhiệt Langmuir mơ hình đẳng nhiệt Freundlich gần giá trị thực nghiệm Và mơ hình đẳng nhiệt phù hợp thể trình hấp phụ chất nhuộm màu Reactive Red 24 than sinh học vỏ trấu Nhưng dung lượng hấp phụ mơ hình đẳng nhiệt Languir gần với giá trị dung lượng thực nghiệm Như vậy, đường đẳng nhiệt hấp phụ, động học hấp phụ thể trình hấp phụ chất nhuộm màu than sinh học vỏ trấu Và trình hấp phụ liên quan đến chế: trao đổi ion, lực hút tĩnh điện Lực hút tĩnh điện đóng vai trị quan trọng hấp phụ chất nhuộm màu lên bề mặt vật liệu hấp phụ Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn KẾT LUẬN Đặc điểm than sinh học từ vỏ trấu Than sinh học từ vỏ trấu có màu đen bóng, tỷ trọng nhỏ, độ xốp cao Bộ khung carbon giữ cấu trúc vật liệu ban đầu Cấu trúc phân tử than có trạng thái xốp có diện tích bề mặt riêng khơng lớn Các lỗ rỗng đường kính nhỏ hình thành q trình nhiệt phân tạo nên hệ thống mao quản pHPZC than sinh học từ vỏ trấu với loại muối phụ thuộc vào nồng độ muối Các yếu tố ảnh hưởng tới khả hấp phụ than sinh học từ vỏ trấu để xử lý chất nhuộm màu Reactive Red 24 * Ảnh hưởng pH - Hiệu suất xử lý dung lượng hấp phụ chất nhuộm màu RR24 than sinh học từ vỏ trấu tăng pH tăng khoảng pH = – - Khi pH tăng dần pH = – 10 hiệu suất xử lý dung lượng hấp phụ trình giảm dần Giá trị pH có ảnh hưởng lớn đến khả hấp phụ than sinh học từ vỏ trấu pH tối ưu cho trình xử lý Reactive Red 24 pH = * Ảnh hưởng thời gian - Khi thời gian hấp phụ tăng từ - 20 phút đầu hiệu suất dung lượng hấp phụ tăng nhanh Sau đó, hiệu suất dung lượng hấp phụ tăng chậm 40 phút.Sau 40 phút hấp phụ, hiệu suất dung lượng tiếp tục tăng không đáng kể, đạt trạng thái ổn định tối đa - Thời gian thích hợp để xử lý chất nhuộm Reactive Red 24 than sinh học vỏ trấu 40 phút * Ảnh hưởng nồng độ Reactive Red 24 - Dung lượng hấp phụ tăng nhanh (tăng từ 18,98% lên 38,91%), hiệu suất hấp phụ than giảm mạnh từ 60,75% xuống 41,50% nồng độ thuốc nhuộm tăng khoảng từ 50 mg/l đến 150 mg/l Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn - Khi nồng độ chất cần xử lý bắt đầu >150 mg/l dung lượng hấp phụ trình tăng chậm dần, hiệu suất hấp phụ tiếp tục giảm chậm dần đạt trạng thái bão hòa - Nồng độ hấp phụ tối ưu mà nghiên cứu lựa chọn 150 mg/l Mơ hình động học hấp phụ - Hệ số tin cậy mơ hình động học biểu kiến bậc lớn nhiều so với mơ hình biểu kiến bậc hai gần với đơn vị - Giá trị dung lượng hấp phụ mơ hình động học bậc động học bậc 44,69 mg/g 50,71 mg/g tương đối gần với giá trị q thực nghiệm Giá trị dung lượng hấp phụ mơ hình động học bậc gần với giá trị dung lượng thực nghiệm Mơ hình đẳng nhiệt hấp phụ - Mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir Freundlich có hệ số tin cậy R2 cao (R2 > 0,94) Hệ số tương quan R2 mơ hình Langmuir cao hệ số tương quan R2 mơ hình Freundlich gần với đơn vị - mô hình đẳng nhiệt phù hợp thể trình hấp phụ chất nhuộm màu RR24 than sinh học từ vỏ trấu Nhưng dung lượng hấp phụ mơ hình đẳng nhiệt Languir gần với giá trị dung lượng hấp phụ thực nghiệm Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn TÀI LIỆU THAM KHẢO I TIẾNG VIỆT Bộ Công thương (2008), Tài liệu sản xuất ngành dệt nhuộm Bộ mơn Cơng nghệ Hóa học (2012), Xử lý nước thải dệt nhuộm, Đại học Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh Lê Văn Chiều, Vũ Ngọc Duy, Nguyễn Mạnh Tiến, Cao Thế Hà (2017), Khả hấp phụ màu Reactive Blue 19 than hoạt tính chế tạo từ gáo dừa tre, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Tập 33, Số (2017) 10-13 Nguyễn Thị Hà, Hồ Thị Hà(2008)Nghiên cứu hấp phụ màu/xử lý COD nước thải nhuộm cacbon hoạt hóa chế tạo từ bụi bơng, Tạp chí Khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội, Khoa học tự nhiên Công nghệ số 24 (2008) 16-22 Hội Hóa học Việt Nam, Xử lý nước thải ngành dệt nhuộm, http://csv.net.vn/Xu-ly-nuoc-thai-nganh-det-nhuom.html Lê Văn Khu, Lương Thị Thu Thủy (2016), Nghiên cứu khả hấp phụ Ni(II) dung dịch nước than hoạt tính chế tạo từ vỏ hạt cà phê, Journal of science of HNUE, DOI: 10.18173/2354-1059.2016-0009, Natural Sci 2016, Vol 61, No 4, pp 50-57 Hoàng Trung Kiên (2019),Nghiên cứu xử lý chất nhuộm màu Reactive Red 24 trình ozon với xúc tác xỉ sắt, Luận văn thạc sỹ, Đại học Khoa học – Đại học Thái Nguyên Võ Thị Diễm Kiều, Mã Thái Hòa, Lý Cẩm Hùng (2016), Nghiên cứu cải tiến q trình than hóa quy trình điều chế than hoạt tính từ vỏ hạt điều, Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, Phần A: Khoa học Tự nhiên, Công nghệ Môi trường: 42 (2016): 118-126 Vũ Thị Mai, Trịnh Thị Tuyên (2016),Nghiên cứu khả xử lý amoni môi trường nước than sinh học từ lõi ngô biến tính H3PO4 NaOH, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất Môi trường, Tập 32, Số 1S (2016) 274-281 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 10 Nguyễn Thị Tuyết Nam (2014), Nghiên cứu khả xử lý độ màu nước thải dệt nhuộm TiO2, Đại học Sài Gịn 11 Dương Thị Bích Ngọc cs (2013), Nghiên cứu khả hấp phụ thuốc nhuộm xanh methylen vật liệu hấp phụ chế tạo từ lõi ngơ vỏ ngơ, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ lâm nghiệp số - 2013, trang 77-81 12 Trần Văn Nhân, Ngơ Thị Nga (2006), Giáo trình cơng nghệ xử lý nước thải, Nxb Khoa học Kỹ thuật 13 Lê Thị Kim Phụng, Lê Anh Kiên (2013),Tối ưu q trình than hóa vỏ sầu riêng ứng dụng xử lý chất màu, Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ - Vol 16, No 1M (2013) 14 Trịnh Bảo Sơn, Phạm Thị Kiều Chinh, Hà Đoàn Trâm (2019),Hiệu khử màu than trấu từ tính kết hợp nano sắt hóa trị zero thuốc nhuộm hoạt tính nước thải dệt nhuộm, Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ – Khoa học Trái đất Môi trường, 3(2):105- 114 15 Tổng cục Môi trường (2011), Tài liệu kỹ thuật Hướng dẫn đánh giá phù hợp công nghệ xử lý nước thải giới thiệu số công nghệ xử lý nước thải ngành chế biến thủy sản, dệt may, giấy bột giấy 16 Huỳnh Thị Thu Trang (2017), Nghiên cứu khả hấp phụ ion Cu2+, Cd2+ nước vật liệu hấp phụ chế tạo từ bã trà ứng dụng xử lí nước thải xi mạ, Đại học Sài Gòn 17 Nguyễn Thị Thùy Trang, Nguyễn Thành Trung (2016), Nghiên cứu đánh giá lực hấp phụ ảnh hưởng số yếu tố đến lực hấp phụ màu nước thải dệt nhuộm vật liệu diatomite phủ chitosan, Phân viện BHLĐ BVMT Miền Trung 18 Đặng Lê Minh Trí (2012),Nghiên cứu hấp phụ thuốc nhuộm hoạt tính nước thải ngành dệt nhuộm chitosan khâu mạch xạ có nguồn gốc từ vỏ tơm, Luận văn thạc sỹ khoa học, Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội 19 Trần Thị Tú, Trương Quý Tùng, Hoàng Trọng Sỹ (2014),Khả hấp phụ phẩm nhuộm than bùn Thừa Thiên Huế, Tạp chí Khoa học Đại học Huế, Chuyên san Khoa học Tự Nhiên, Tập 92, Số (2014), 195-208, ISSN: 18591388 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 20 Anh Tùng (2015), Than sinh học – Hiệu nhờ cơng nghệ, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ, Tạp chí Trung tâm Thơng tin Thống kê KH&CN Tp Hồ Chí Minh – Sở KH&CN Tp Hồ Chí Minh xuất 21 Nguyễn Đắc Vinh cs(2007),Nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm chứa chất nhuộm cation phương pháp hấp phụ, Tạp chí Bảo hộ Lao động, Khoa học cơng nghệ chuyển giao II TIẾNG ANH 22 Dhuha D Salman, Wisam S Ulaiwi N.M.Tariq (2012),Determination the optimal conditions of methylene blue adsorption by the chicken egg shell membrane, Internationnal Journal of Poultry Science, volume 11, page 391-396 23 Divine D Sewu, Patrick Boakye, SeungH Woo(2017), Highly efficient adsorption of cationic dye by biochar produced with Korean cabbage waste.,Bioresource TechnologyVolume 224, Pages 206-213 24 Ekta Khosla, Satindar Kaur &Pragnesh N Dave (2015), Ionic dye adsorption by zinc oxide nanoparticles, Chemistry and E cology, Volume 31, Issue 2, Pages 173-185 25 H Ruffer, K.H Rosenwinkel (1991), Taschenbuch Industrieabwasserreinigung, R Oldenburg Verkag Munchen Wien der 26 Lehmann J, Gaunt J, Rondon M (2006), Biochar sequestration in terrestrial ecosystems – areview, Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change, 11, 403-427 27 Muhammad Saif Ur Rehman, Kim Ilgook, Naim Rashid, Malik Adeel Umer, Muhammad Sajid, Jong‐In Han (2015),Adsorption of Brilliant Green Dye on Biochar Prepared From Lignocellulosic Bioethanol Plant Waste, CLEAN – Soil, Air, Water/Volume 44, Issue 28 Tan,I.A.W., Hameed, B.H (2010), Adsorption studies of basic dye on activated carbon derived from oil palm empty fruit bunch, Journal of Applied Science, 10(21), 25652572 29 Velmurugan P, Rathina kumar V, Dhinakaran G (2011), Dye removal from aqueous solution using low cost absorbent, International journal of environmental sciences, volume 1, page 1492-1503 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn PHỤ LỤC Máy khuấy từ Tủ sấy mẫu phòng thí nghiệm 70 lít 101-1 - TN70 Cân phân tích số - Model RM 200 Máy so màu UV-Vis, Model Hitachi 2900 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn Máy đo pH Vỏ trấu thô Than sinh học vỏ trấu Cân Biochar vỏ trấu Cân RR24 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn Lắc dung dịch RR24 than Pha dung dịch RR24 Lọc lấy mẫu than sau xử lý Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn ... Xuất phát từ thực tiễn trên, tiến hành thực nghiên cứu đề tài ? ?Nghiên cứu sử dụng vật liệu hấp phụ từ vỏ trấu xử lý chất nhuộm màu Reactive Red 24 môi trường nước? ?? Mục tiêu nghiên cứu - Sử dụng VLHP... NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC NGUYỄN THỊ MAI LINH NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG VẬT LIỆU HẤP PHỤ TỪ VỎ TRẤU XỬ LÝ CHẤT NHUỘM MÀU REACTIVE RED 24 TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC Chuyên ngành: Quản lý Tài Nguyên Môi trường. .. tạo từ vỏ trấu để xử lý chất nhuộm màu RR 24 - Tìm điều kiện tối ưu để hấp phụ chất nhuộm màu RR 24 Nhiệm vụ nghiên cứu - Tìm hiểu khả xử lý chất nhuộm màu Reactive Red 24 phương pháp hấp phụ