0

28 8 0

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Tài liệu liên quan

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 19/01/2021, 09:10

Đánh giá khả năng và hiệu quả hấp phụ PCDD/PCDF trên các cột than AX21, H2 và c ột than FAS-MD (đối chứng) để ứng dụng trong phân tích thông qua tỷ lệ ph ần trăm của lượng tìm thấy s[r] (1) BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ TRỊNH KHẮC SÁU NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUY LUẬT VÀ HIỆU QUẢ HẤP PHỤ DIOXIN CỦA MỘT SỐ LOẠI THAN HOẠT TÍNH Chuyên ngành: Hoá lý thuyết Hoá lý Mã số: 62 44 31 01 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC (2)Cơng trình hồn thành tại: VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ Người hướng dẫn khoa học: 1 GS.TSKH Đỗ Ngọc Khuê 2 TS Nguyễn Xuân Nết Phản biện 1: GS.TSKH Trịnh Xuân Giản Phản biện 2: PGS.TS Nguyễn Văn Phất Phản biện 3: GS.TSKH Nguyễn Đức Hùng Luận án bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án tiến sĩ cấp Viện Khoa học Công nghệ quân họp Viện Khoa học Công nghệ quân vào hồi 30 ngày 29 tháng năm 2010 Có thể tìm hiểu luận án tại: 1 Thư viện Viện Khoa học Công nghệ quân sự, (3)DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ 1 Trịnh Khắc Sáu, Nguyễn Xuân Nết, Đỗ Ngọc Khuê, Đỗ Ngọc Lanh, Nghiêm Xuân Trường (2003), “Hiệu hấp phụ PCDD/PCDF số than hoạt tính sản xuất từ nguồn nguyên liệu nước”, Tuyển tập session Hội nghị Hóa học tồn quốc lần thứ IV, Tập I, tr 131-134, Hội Hóa học Việt Nam, Hà Nội 10/2003 2 Trịnh Khắc Sáu, Nghiêm Xuân Trường, Nguyễn Xuân Nết, Lê Bảo Hưng, Đỗ Tuyết Nhung (2003), “Đảm bảo chất lượng, kiểm soát chất lượng phương pháp phân tích PCDD/PCDF”, Tuyển tập session Hội nghị Hóa học tồn quốc lần thứ IV, Tập II, tr 88-91, Hội Hóa học Việt Nam, Hà Nội 10/2003 3 Trịnh Khắc Sáu, Nghiêm Xuân Trường, Nguyễn Xuân Nết, Đỗ Ngọc Khuê (2006), “Nghiên cứu hiệu hấp phụ PCDD/PCDF than hoạt tính AX21, ứng dụng phân tích mẫu mơi trường sinh học”, Tạp chí Phân tích Hóa, Lý Sinh học, T.11, Số 3B, tr 25-29 4 Trinh Khac Sau, Nghiem Xuan Truong, Do Ngoc Khue, Nguyen Thanh Tuan, Nguyen Thi Thu (2006), “The adsorption efficiency of PCDDs/PCDFs from aqueous solution on activated carbons”, Organohalgen Compounds, Vol 68, pp 2341-2342 5 Sau TK, Truong NX, Hung LB, Khue DN, Net NX, Son LK, Tuan NT, Dung NT (2008), “The characteristics of dioxin pollution in hotspot area and the adsorption isotherms on the activated carbons”, Organohalogen Compounds, Vol 70, pp 554-557 6 Sau TK., Truong N.X, Hung L.B, Khue D.N, Hien L.M (2009), “The effect of PCDDs/PCDFs adsorption from solution on activated carbons-Adsorption isotherms research”, Organohalogen Compounds, Vol 71, pp 68-73 7 Trịnh Khắc Sáu, Nghiêm Xuân Trường, Lê Bảo Hưng, Nguyễn Thanh Tuấn, Nguyễn Thị Lý, Đỗ Ngọc Khuê (2009), “Khảo sát động học hấp phụ, đánh giá khả loại bỏ PCDDs/PCDFs dung dịch than hoạt tính”, Tạp chí (4)MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài: Ô nhiễm dioxin vấn đề mang tính tồn cầu Có nhiều nguồn phát thải, gây nhiễm dioxin Ở nước ta, nguồn gây ô nhiễm dioxin nghiêm trọng chất độc hoá học Mỹ sử dụng chiến tranh Với gần 80 triệu lít chất diệt cỏ phun rải miền Nam để lại lượng lớn dioxin (600-650 kg), gây nhiều tác hại nguy hiểm hậu lâu dài cho người, môi trường Mức độ ô nhiễm dioxin đất, trầm tích, động vật, thực vật… nơi lưu chứa chất độc trước (còn gọi “điểm nóng”) sân bay Biên Hịa, Đà Nẵng, Phù Cát… vùng phụ cận cao, vượt tiêu chuẩn cho phép tối đa quốc tế ngưỡng tẩy độc Việt Nam (1000 pg/g đất, 150 pg/g trầm tích) hàng chục, chí đến hàng trăm lần Lan tỏa dioxin môi trường xung quanh chủ yếu rửa trôi theo dịng nước chất độc hóa học, chất mang dioxin đất, mùn chất hữu khác Đã có nghiên cứu ứng dụng than hoạt tính Việt Nam (than gáo dừa-antraxit…) làm vật liệu hấp phụ để hạn chế lan tỏa dioxin nước Tuy nhiên, cịn thiếu nghiên cứu sâu, có tính hệ thống đánh giá khả hiệu hấp phụ dioxin loại than, đặc biệt than dùng cho mục đích phân tích chưa có cơng trình cơng bố Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến quy luật hiệu hấp phụ dioxin số loại than hoạt tính” nhằm lựa chọn than Việt Nam có khả hấp phụ tốt dioxin (PCDD/PCDF), vừa làm vật liệu xử lý nước, chống lan tỏa dioxin điểm nóng, vừa ứng dụng phân tích nhằm thay cho than nhập ngoại đắt tiền nhu cầu cấp thiết thực tiễn Mục đích, nội dung nghiên cứu luận án: Nghiên cứu làm sáng tỏ quy luật hiệu hấp phụ dioxin số loại than hoạt tính nhằm góp phần hồn thiện cơng nghệ xử lý nhiễm quy trình phân tích dioxin Nội dung nghiên cứu luận án tập trung vào số vấn đề sau: - Nghiên cứu để lựa chọn số than hoạt tính Việt Nam nước ngồi đáp ứng yêu cầu làm vật liệu hấp phụ ứng dụng phân tích xử lý chất độc dioxin - Xác định số tính chất đặc trưng than, mối liên quan thông số cấu trúc, nguồn nguyên liệu sản xuất than… với khả hấp phụ dioxin - Khảo sát cân hấp phụ, động học trình hấp phụ Đánh giá yếu tố ảnh hưởng đến khả năng, tốc độ hiệu hấp phụ dioxin than chọn (5)Ý nghĩa thực tiễn, ý nghĩa khoa học: - Ý nghĩa thực tiễn: Nghiên cứu để lựa chọn than hoạt tính Việt Nam (than gỗ bạch đàn H2) dùng xử lý nước nhiễm dioxin phân tích dioxin thay cho than nhập ngoại Góp phần hồn thiện công nghệ xử lý ô nhiễm, chống lan tỏa dioxin cho sân bay Biên Hòa, Đà Nẵng, Phù Cát Đã ứng dụng than AX21, bước đầu sử dụng than H2 phân tích dioxin, kết tham gia liên kết chuẩn với khoảng 200 phịng thí nghiệm quốc tế đánh giá đạt loại tốt - Ý nghĩa khoa học: Nghiên cứu sâu, có tính hệ thống khả hấp phụ, đánh giá hiệu hấp phụ dioxin số than hoạt tính Việt Nam nước sản xuất Làm rõ sở khoa học để lựa chọn than hoạt tính có khả ứng dụng lĩnh vực xử lý nước phân tích mẫu Những đóng góp luận án: Đã nghiên cứu cách hệ thống đặc điểm trình hấp phụ chất đồng loại dioxin dung dịch 15 mẫu than hoạt tính, có 11 mẫu than của Việt Nam mẫu than nước ngồi Trên sở so sánh thơng số kỹ thuật với hiệu hấp phụ đề xuất tiêu chuẩn kỹ thuật than hoạt tính ứng dụng lĩnh vực phân tích dioxin xử lý nước nhiễm dioxin Tìm thấy mối tương quan kích thước mao quản than hoạt tính với kích thước phân tử dioxin Khẳng định tổng thể tích mao quản trung bình mao quản lớn có ảnh hưởng định đến khả hấp phụ dioxin dung dịch; giai đoạn khuếch tán mao quản định tốc độ hấp phụ dioxin Đã khảo sát hấp phụ chất đồng loại dioxin dung dịch than hoạt tính H2, BAU-A, AX21 theo phương trình đẳng nhiệt Freundlich Langmuir, tính tốn được thơng số hấp phụ KF, n, KL, am than hoạt tính nhận thấy phương trình Freundlich phù hợp để xử lý số liệu thực nghiệm Đã chứng minh than gỗ H2 Việt Nam có quy luật hấp phụ dioxin giống than nhập ngoại AX21, BAU-A; ứng dụng phù hợp cho việc xử lý nước nhiễm dioxin, phân tích dioxin mẫu môi trường mẫu sinh học Đã tìm điều kiện tối ưu để ứng dụng than gỗ H2 phân tích mẫu Phân tích mẫu thực có ứng dụng than H2 Trung tâm nghiên cứu liên kết chuẩn quốc tế INTERCAL (Thụy Điển) Chương trình Mơi trường Liên hiệp quốc đánh giá đạt loại tốt Kết góp phần xây dựng Tiêu chuẩn quân 45 TQSB01: 2007 Cấu trúc luận án: Luận án gồm phần mở đầu, chương phần kết luận thể 137 trang, 30 bảng biểu, 58 hình vẽ, đồ thị, 158 tài liệu tham khảo, 20 phụ lục Chương 1: Tổng quan đặc điểm trình hấp phụ chất hữu than hoạt tính khả ứng dụng than phân tích, xử lý chất độc dioxin Chương 2: Thực nghiệm (6)NỘI DUNG LUẬN ÁN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Đặc điểm trình hấp phụ chất hữu than hoạt tính Nêu khái niệm hấp phụ, cân hấp phụ, phương trình đẳng nhiệt hấp phụ (Henry, Freundlich, Langmuir, Brunauer - Emmett - Teller, Dubinin…), động học q trình hấp phụ Nêu tính chất đặc trưng than hoạt tính, chất hố học bề mặt than, hấp phụ vật lý than hoạt tính Đặc điểm chung hấp phụ mơi trường nước, đặc tính chất hữu cơ, đặc trưng thể tính hấp phụ than môi trường nước tái sinh than sau hấp phụ bão hòa Loại bỏ chất hữu nước cột than kỹ thuật phổ biến công nghệ xử lý nước Nghiên cứu hấp phụ cột nhằm xác định thời gian hoạt động hữu hiệu cột, thay đổi dung lượng hấp phụ so với trạng thái tĩnh bị ảnh hưởng thơng số tốc độ dịng chảy, kích thước hạt than, độ lớn cột than, nồng độ ban đầu Từ đường cong thoát ứng với độ cao tầng than khác nhau, xác định dung lượng hấp phụ, số tốc độ hấp phụ, tầng chết thời gian hoạt động cột phương trình Bohart Adams 1.2 Khả ứng dụng than hoạt tính phân tích xử lý chất độc dioxin - Giới thiệu dioxin: Dioxin tên gọi tắt chất đồng loại policlodibenzo-p-dioxin (PCDD) policlodibenzofuran (PCDF) Theo Công ước Stockholm, PCDD PCDF số 12 nhóm chất gây nhiễm hữu khó phân huỷ có tính độc cao, bền vững mơi trường PCDD có 75 chất đồng loại, PCDF có 135 chất đồng loại Công thức cấu tạo chung PCDD, PCDF hình 1.5 (với ≤ x+y ≤ 8) Hình 1.5 Cơng thức cấu tạo chung PCDD/PCDF Trong số 210 chất đồng loại PCDD/PCDF có 17 với nguyên tử clo đồng thời vị trí 2,3,7,8 Tổ chức y tế giới đánh giá đồng loại “độc” Chất độc 2,3,7,8-tetraclodibenzo-p-dioxin (2,3,7,8-TCDD) có hệ số độc Các chất đồng loại độc khác có độ độc nhỏ Khi tính tổng độ độc tương đương (TEQPCDD/PCDF) dioxin người ta quy ước chất không chứa clo thế đồng thời vị trí 2,3,7,8 có hệ số độc O O 1 2 3 4 6 7 8 9 Clx Cly Policlodibenzo-p-dioxin (PCDD) O 1 2 3 4 6 7 8 9 Clx Cly (7)Các chất đồng loại PCDD/PCDF có kích thước phân tử lớn so với chất nhiễm khơng khí Kích thước phân tử TCDD/TCDF khoảng 0,35-1,37 nm (hình 1.6), cịn chất nhiễm khác khoảng 0,4-0,85 nm Vì vậy, vật liệu vi mao quản đóng vai trị quan trọng hấp phụ loại chất Hình 1.6 Kích thước phân tử TCDD TCDF - Than hoạt tính phân tích dioxin: Trong phân tích, để làm giàu tách dioxin khỏi chất mẫu phải sử dụng than hoạt tính Một số than nghiên cứu khuyến cáo sử dụng Amoco PX21, Carbopak C, AX21, Carbosphere, Norit, FAS-MD, Carbochrom, Carboxen Để tăng khả hấp phụ cột, trộn than với silicagen, celite, thủy tinh nghiền mịn Tùy thuộc chất lượng, khối lượng than, giải hấp phụ dioxin phải dùng thể tích dung mơi hỗn hợp dung mơi thích hợp Tiêu chuẩn để đánh giá than hoạt tính ứng dụng phân tích khơng chứa chất nhiễu, có khả hấp phụ để tách hoàn toàn dioxin khỏi chất mẫu giải hấp phụ 80% lượng dioxin mẫu - Công nghệ xử lý môi trường ô nhiễm dioxin: Các công nghệ xử lý môi trường ô nhiễm chất độc có dioxin chia thành nhóm cơng nghệ nhiệt, cơng nghệ hố học, cơng nghệ tổ hợp lý-hố, công nghệ sinh học, công nghệ học (chôn cô lập cố định lâu dài) Công nghệ chôn cô lập, cố định lâu dài đất nhiễm dioxin đơn giản, tốn Cơng nghệ xử lý đất nhiễm chống lan tỏa dioxin áp dụng sân bay Biên Hoà (2008) chơn lấp lập tích cực kết hợp với sử dụng bể lắng lọc có than hoạt tính Ở Đà Nẵng (1998), Phù Cát (2004) mớí sử dụng bể lắng lọc có than hoạt tính Bể lắng lọc gồm bốn ngăn: ba ngăn lắng đất, hạt lơ lửng nước, ngăn thứ tư có ống lọc chứa than Nước mưa, nước ngấm khu đất nhiễm dioxin dẫn chảy qua ngăn lắng qua ngăn chứa than Việc đánh giá hiệu công nghệ dừng mức kiểm tra nồng độ dioxin nước trước sau chảy qua ngăn chứa than Đánh giá khả hấp phụ than dừng mức độ xác định lượng dioxin than sau thời gian sử dụng 1.3 Kết luận chương (8)CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 2.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu, lựa chọn số than Việt Nam nước ngồi đáp ứng yêu cầu làm vật liệu hấp phụ phân tích xử lý nhiễm dioxin - Nghiên cứu quy luật, hiệu hấp phụ dioxin than hoạt tính dung dịch - Sử dụng than hoạt tính chọn cho phương pháp phân tích 2.2 Vật liệu, hóa chất, thiết bị nghiên cứu Khảo sát ban đầu 15 mẫu than: than gỗ (H2, BAU-A), than gáo dừa (D, 1H, 2H, TBW), than gáo dừa-antraxit (hoạt tính, oxi hóa Φ4), than khoáng (1N, 2N), than trấu (thấp mảnh, cao mảnh), than AX21, than FAS, FAS-MD Lựa chọn nghiên cứu mẫu than: H2 (Việt Nam), BAU-A (Nga), AX21 (Mỹ) Than AX21 Tổ chức tiêu chuẩn Anh, Cục bảo vệ mơi trường Mỹ khun dùng phân tích số loại mẫu môi trường giai đoạn tách dioxin khỏi chất mẫu khuyến cáo phải khảo sát trước sử dụng Theo tiêu chuẩn này, lượng chất hấp phụ 0,65-1g hỗn hợp 8% than AX21 (tương đương 50-80 mg AX21) celite thuỷ tinh Than FAS-MD sử dụng để phân tích dioxin Nga Trung tâm Nhiệt đới Việt - Nga từ năm 1995 Than BAU-A chế tạo để hấp phụ chất từ dung dịch Các thiết bị chuẩn bị mẫu máy sắc ký khí khối phổ GC6890/MSD5972A (Agilent/ Hewlett Packard) Phịng Phân tích, Trung tâm Nhiệt đới Việt-Nga 2.3 Phương pháp nghiên cứu 2.3.1 Phương pháp chuẩn bị than - Ở giai đoạn khảo sát ban đầu: nghiền nhỏ than, chọn cỡ hạt 0,25 mm - Ở giai đoạn nghiên cứu: Nghiền nhỏ than H2, BAU-A, chọn lấy cỡ hạt: dưới 0,074 mm; 0,074-0,1 mm; 0,25-0,5 mm; 0,76-1 mm Than AX21, FAS-MD dạng bột mịn nhà sản xuất nghiền sẵn Sấy khơ, bảo quản kín trước thí nghiệm 2.3.2 Các phương pháp xác định tiêu kỹ thuật than - Xác định hàm lượng ẩm, chất bốc, hàm lượng tro thành phần tro - Xác định độ bền than hạt - Xác định thông số cấu trúc xốp: + Xác định khả hấp phụ vật lý than benzen + Xác định khả hấp phụ vật lý than nitơ + Tính diện tích bề mặt riêng sở đồ thị đường thẳng BET + Xác định khối lượng riêng biểu kiến, khối lượng riêng thực (9)- Xác định đặc tính axit - bazơ bề mặt than hoạt tính: + Xác định pH than + Xác định hàm lượng tổng nhóm chức axit than - Xác định số hấp phụ iốt than - Phương pháp hiển vi điện tử quét nghiên cứu bề mặt than - Phương pháp phân tích nhiệt 2.3.3 Phương pháp tạo mẫu thực nghiệm Tạo mẫu thực nghiệm có ý nghĩa quan trọng, vừa nhận lượng lớn “mẫu chuẩn” có nồng độ phù hợp tiến hành thực nghiệm, vừa đảm bảo dung dịch nghiên cứu mang đặc trưng nhiễm dioxin điểm nóng Phương pháp tạo mẫu thực phương pháp US.EPA8280A của Cục Bảo vệ môi trường Mỹ, Tiêu chuẩn quân TQSB.NĐ01: 2003 Trung tâm Nhiệt đới Việt - Nga Sử dụng mẫu đất trộn có nồng độ TEQPCDD/PCDF 235.000 pg/g, mẫu đất lắng đọng, trầm tích bị nhiễm nặng dioxin 2.3.4 Phương pháp phân tích PCDD/PCDF Phân tích sắc ký khí khối phổ máy GC6890/MSD5972A theo Tiêu chuẩn quân TQSB.NĐ 01: 2003 phù hợp với phương pháp US.EPA8280A Định lượng PCDD/PCDF chất chuẩn đánh dấu đồng vị 13C, 37Cl 2.3.5 Phương pháp liên kết chuẩn quốc tế Đánh giá độ xác phép phân tích kiểm tra chéo, phân tích song song với Nga, Nhật Bản, Thụy Điển, Ca-na-đa, Đức Tham gia liên kết chuẩn quốc tế với khoảng 200 phịng thí nghiệm Trung tâm nghiên cứu liên kết chuẩn quốc tế INTERCAL (Thụy Điển) Chương trình Mơi trường Liên hợp quốc tổ chức 2.3.6 Phương pháp xử lý số liệu Xác định nồng độ chất đồng loại PCDD/PCDF dung dịch trạng thái cân bằng C (µg/l), từ tính lượng chất tổng TEQPCDD/PCDF hấp phụ a (µg/g) than hoạt tính theo biểu thức (2.13): V m C C a 0− = (2.13) Để đánh giá khả hấp phụ PCDD/PCDF, số liệu thực nghiệm xử lý phương trình đẳng nhiệt Freundlich (2.14) Phương trình kinh nghiệm thích hợp để mô tả số liệu thực nghiệm hấp phụ chất hữu than hoạt tính dung dịch: a = KF.C 1/n (2.14) Khi hệ có lực tương tác hấp phụ lớn n có giá trị lớn Các giá trị KF (10)Các số liệu thực nghiệm cịn xử lý phương trình đẳng nhiệt Langmuir (2.15) Khả hấp phụ PCDD/PCDF than hoạt tính đánh giá qua thông số am KL C K C K a a L L m + = (2.15) Đường cong thoát sử dụng để đánh giá trình hấp phụ PCDD/PCDF cột than Ứng với độ cao tầng than (Z) khác nhau, xác định dung lượng hấp phụ (N0), hằng số tốc độ hấp phụ (ka), tầng chết (Z0) thời gian hoạt động cột (t) Mối quan hệ chiều cao tầng than thời gian hoạt động cột biểu diễn phương trình Bohart Adams (2.16) Phương trình (2.16) có dạng đường thẳng, từ hệ số góc điểm cắt trục tung xác định dung lượng hấp phụ (N0) hằng số tốc độ (ka) từ phụ thuộc t vào Z       − − = ln b o o a f o o C C C k v C Z N t (2.16) 2.4 Khảo sát khả hấp phụ dioxin than Khảo sát ban đầu khả hấp phụ dioxin 15 mẫu than cách sử dụng trực tiếp đất nhiễm dioxin lấy điểm nóng dung dịch chiết từ đất nhiễm dioxin 2.5 Nghiên cứu cân hấp phụ - Nghiên cứu cân hấp phụ PCDD/PCDF mơi trường nước Dung dịch thí nghiệm 25 ml Nồng độ TEQPCDD/PCDF ban đầu: 20, 40, 60, 80, 100, 120, 140 µg/l nước (có pha thêm 4% axeton để hịa tan PCDD/PCDF) Thí nghiệm với than H2 BAU-A cỡ hạt 0,25-0,5mm; than AX21 cỡ hạt nghiền mịn của nhà sản xuất; khối lượng 5±0,1mg Lắc liên tục máy lắc, tốc độ 200 vòng/phút Khảo sát ảnh hưởng pH 4,0; 7,0; 10,0; nhiệt độ 25°C Ảnh hưởng nhiệt độ lựa chọn khảo sát với than H2 15°C, 25°C, 35°C, pH=7,0 - Nghiên cứu cân hấp phụ PCDD/PCDF hexan Nồng độ TEQPCDD/PCDF ban đầu: 20, 40, 60, 80, 100, 120, 140, 160, 180, 200 µg/l Tiến hành thí nghiệm với than AX21 25°C 2.6 Nghiên cứu động học hấp phụ - Nghiên cứu động học hấp phụ PCDD/PCDF môi trường nước Khảo sát tốc độ hấp phụ PCDD/PCDF ba than: H2, BAU-A, AX21; khối lượng than 20±0,1mg; 100 ml dung dịch Thực máy lắc, tốc độ 200 vòng/ phút Than H2, BAU-A kích thước hạt 0,25-0,5mm, than AX21 cỡ hạt nghiền mịn Khảo sát ảnh hưởng nồng độ TEQPCDD/PCDF ban đầu: 40, 80, 120 µg/l, 25°C, pH (11)- Nghiên cứu động học hấp phụ PCDD/PCDF hexan Lựa chọn than AX21 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ ban đầu TEQPCDD/PCDF: 60, 120, 180 µg/l, 25°C Ảnh hưởng nhiệt độ: 15°C, 25°C, 35°C; 120 µg/l - Lấy mẫu, phân tích xử lý số liệu Sau thời gian: 0; 2,5; 5; 7,5; 10; 15; 20; 30; 60; 90 phút 2; 4; 6; 12; 24; 48 hút 1,0 ml dung dịch Xác định nồng độ PCDD/PCDF thời điểm lấy mẫu Tính lượng PCDD/PCDF bị hấp phụ a (µg/g) 2.7 Nghiên cứu hấp phụ PCDD/PCDF cột than H2 Nghiên cứu hấp phụ môi trường nước nhằm mục đích đánh giá khả sử dụng than H2 xử lý nước nhiễm dioxin; mơi trường hexan, axeton để tìm điều kiện tối ưu ứng dụng than H2 phân tích Cột hấp phụ chế tạo từ pipet thủy tinh có đường kính 4,5 mm, chiều dài cột 10 cm Chiều cao tầng than mm, 10 mm, 15 mm, 20 mm 25 mm Nén dung dịch qua cột theo chiều từ lên Sơ đồ thí nghiệm hình 2.5 Hình 2.5 Sơ đồ dụng cụ thí nghiệm hấp phụ PCDD/PCDF cột than H2 Khảo sát ảnh hưởng tốc độ dòng chảy: 0,5; 1,5; 2,5 ml/phút; 25°C, pH=7,0; nồng độ 80 µg/l, kích thước hạt < 0,074 mm Ảnh hưởng nhiệt độ: 15°C, 25°C, 35°C; 80 µg/l; pH=7,0; 1,5 ml/phút; < 0,074 mm Ảnh hưởng nồng độ ban đầu: 40, 80, 120 µg/l; 25°C; pH=7,0; 1,5 ml/phút; < 0,074 mm Ảnh hưởng pH: 4,0; 7,0; 10,0; 25°C; 80 µg/l; 1,5 ml/phút; < 0,074 mm Ảnh hưởng kích thước hạt: < 0,074 mm; 0,074-0,1 mm; 0,25-0,5 mm; 25°C; 80 µg/l; pH=7,0; 1,5 ml/phút Ảnh hưởng mơi trường: nước (pH=7,0), axeton, hexan, 25°C; 80 µg/l; 1,5 ml/phút; < 0,074 mm Ảnh hưởng tỷ lệ than-celite: chọn than H2, AX21, cỡ hạt < 0,074 mm; Lượng than ứng với chiều cao tầng 0,5 cm trộn với celite theo tỷ lệ 1:1; 1:3 1:9 (tương ứng 50%, 25% 10% than) Chiều cao tầng than-celite: 10, 20 50 mm Nhiệt độ 25°C; nồng độ 80 µg/l hexan; tốc độ dịng chảy 1,5 ml/phút MÁY ĐIỀU NHIỆT BÌNH CHỨA DUNG DỊCH NGHIÊN CỨU BÌNH THU MÁY NÉN KHÍ CỘT THÉP VAN CHỈNH ÁP DỊNG KHÍ CỘT (12)Sau giờ, lấy 1,0 ml dung dịch đầu ra, xác định nồng độ PCDD/PCDF Từ đường cong thoát ứng với chiều cao tầng khác nhau, xác định dung lượng hấp phụ (N0), hằng số tốc độ hấp phụ (ka), tầng chết (Z0) cột theo phương trình (2.16) 2.8 Nghiên cứu ứng dụng than AX21 H2 phân tích Cột hấp phụ 200 mg hỗn hợp than H2, AX21, FAS-MD (so sánh) cỡ hạt <0,074 mm trộn celite (1:9), đường kính 4,5 mm Chiều cao lớp hấp phụ cm Dung dịch nghiên cứu mẫu chuẩn M1: 0,5 ml chất chuẩn nội đánh dấu 13 C (20-40 ng/ml), chất chuẩn làm 37Cl (10 ng/ml) pha 100 ml hexan-axeton (tỷ lệ 1: 1); mẫu thêm chất M3: pha mỡ lỏng vào M1 làm mẫu thực phẩm; dịch chiết mẫu đất (M4), trầm tích (M5), cá (M6) đặc trưng cho nhiễm dioxin điểm nóng sân bay Biên Hòa, Đà Nẵng, Phù Cát Nén M1, M3, M4, M5, M6 qua cột; tốc độ 1-1,5 ml/phút, nhiệt độ phòng Thu lấy dung dịch chảy qua cột để tính lượng PCDD/PCDF bị lọt qua Đảo ngược cột, dùng toluen nóng 118±1°C để giải hấp phụ PCDD/PCDF; thu phân đoạn ml Tính hiệu suất thu hồi So sánh lượng PCDD/PCDF hấp phụ cột lọt qua đánh giá hiệu hấp phụ khả tách dioxin từ dịch chiết mẫu 2.9 Kết luận chương Đã tiến hành khảo sát ban đầu khả hấp phụ dioxin 15 mẫu than hoạt tính Từ chọn mẫu than H2, BAU-A, AX21 để nghiên cứu sâu Sử dụng dung dịch mang đặc trưng ô nhiễm dioxin điểm nóng sân bay Biên Hịa, Đà Nẵng, Phù Cát để tiến hành thí nghiệm đẳng nhiệt hấp phụ, động học hấp phụ, hấp phụ cột than ứng dụng than phân tích với phương pháp nghiên cứu phù hợp Từ nghiên cứu cho phép đánh giá yếu tố ảnh hưởng đến quy luật hiệu hấp phụ dioxin than hoạt tính chọn CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 3.1 Tính chất đặc trưng than hoạt tính 3.1.1 Hàm lượng ẩm, chất bốc, độ bền hạt, hàm lượng tro thành phần tro Hàm lượng ẩm mẫu than từ 2,06% đến 35,76% Hàm lượng tro than H2 11,66%; than AX21 (3,95%) BAU-A (6,99%) phù hợp với công bố nhà sản xuất (3% 7%) Than gỗ BAU-A H2 có hàm lượng chất bốc 3,04% 4,41%; độ bền hạt cao (90,2 92,3%) tương đương với than Φ4, đảm bảo cho mục đích nghiên cứu ứng dụng hấp phụ dung dịch 3.1.2 Cấu trúc xốp diện tích bề mặt than (13)đồng nhất, hệ thống mao quản lớn hình thành khe hạt khơng nhiều, hình dáng mao quản khơng rõ ràng Than gáo dừa D có hệ thống mao quản lớn hình trụ hẹp tương đối phát triển, kích thước mao quản khơng đồng Than gáo dừa oxi hố 1H, 2H có hệ thống mao quản lớn bị phá hủy tạo hốc lớn Đường đẳng nhiệt hấp phụ giải hấp phụ benzen xác định cân hấp phụ động Mark Bell 25oC (298K) than H2, BAU-A AX21 thể hình 3.4; than D, 1H Φ4 hình 3.5 Cấu trúc xốp cịn đánh giá đối chứng phương pháp hấp phụ đẳng nhiệt nitơ -196o C (77K) Các thông số cấu trúc xốp than hoạt tính trình bày bảng 3.2 3.3 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 P/Po Đ ộ h ấ p p h ụ a ( m m o l/ g ) Than H2 Than BAU-A Than AX21 Hình 3.4 Đường hấp phụ đẳng nhiệt benzen than H2, BAU-A, AX21 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 P/Po Đ ộ h ấ p p h ụ a ( m m o l/ g ) Than D Than 1H Than Φ4 Hình 3.5 Đường hấp phụ đẳng nhiệt benzen than D, 1H, Φ4 Diện tích bề mặt riêng SLangmuir xác định theo phương pháp hấp phụ nitơ than BAU-A (754 m2/g) phù hợp với kết đo 740–840 m2/g của tác giả [136] SBET hấp phụ nitơ (440 m2/g) phù hợp với kết 480 m2/g tác giả [157] Tương tự, SLangmuir than AX21 (1214 m 2 (14)Bảng 3.2 Các thông số cấu trúc xốp than hoạt tính H2, BAU-A, AX21 Các thông số H2 BAU-A AX21 AX21 [154] Khối lượng riêng biểu kiến (g/cm3) 0,394 0,292 0,423 - Khối lượng riêng thực (g/cm3) 2,191 2,245 2,353 - Độ xốp tổng (%) 82,02 81,65 82,02 - Tổng thể tích mao quản Vtổng (cm /g) 2,081 1,979 1,941 1,9 Thể tích mao quản lớn Vlớn (cm /g) 1,622 1,533 1,370 1,43-1,53 Thể tích mao quản trung bình Vtrung (cm /g) 0,103 0,145 0,162 0,1-0,2 Thể tích mao quản nhỏ Vnhỏ (cm 3 /g) 0,352 0,301 0,409 0,35-0,42 SBET hấp phụ benzen (m /g) 799 683 947 - SBET hấp phụ nitơ (m2/g) 632 440 748 - SLangmuir hấp phụ nitơ (m /g) 787 754 1214 1200 Đường kính trung bình mao quản tính theo BJH khử hấp phụ (nm) 2,42 3,88 3,67 - Bảng 3.3 Các thông số cấu trúc xốp than hoạt tính D, Φ4, 1N, 2N, 1H Các thông số D Φ4 1N 2N 1H Khối lượng riêng biểu kiến (g/cm3) 1,000 0,794 0,78 0,79 0,982 Khối lượng riêng thực (g/cm3) 2,259 2,364 2,20 2,28 2,155 Độ xốp tổng (%) 55,73 66,41 64,55 65,35 54,43 Tổng thể tích mao quản Vtổng (cm /g) 0,557 0,836 0,83 0,83 0,555 Thể tích mao quản lớn Vlớn (cm3/g) 0,140 0,465 0,38 0,46 0,217 Thể tích mao quản trung bình Vtrung (cm /g) 0,065 0,060 0,08 0,08 0,035 Thể tích mao quản nhỏ Vnhỏ (cm 3 /g) 0,352 0,311 0,37 0,29 0,303 SBET theo benzen (m /g) 788 739 866 797 687 Các chất đồng loại PCDD/PCDF có kích thước phân tử lớn (0,35-1,37 nm) với khung tạo thành từ vòng benzen liên kết với qua nguyên tử oxi Vì vậy, phương pháp hấp phụ đẳng nhiệt benzen phù hợp để đánh giá thông số cấu trúc xốp than hoạt tính áp dụng luận án Từ bảng 3.2 3.3 ta thấy than hoạt tính sản xuất từ nguồn nguyên liệu khác có diện tích bề mặt riêng SBET theo phương pháp hấp phụ benzen khác (15)tử PCDD/PCDF lớn (0,35-1,37 nm) mao quản trung bình có ảnh hưởng định đến khả hấp phụ dung dịch, mao quản lớn có vai trị quan trọng để chuyển phân tử PCDD/PCDF vào sâu bên hệ thống mao quản 3.1.5 Chỉ số hấp phụ iốt than hoạt tính Chỉ số hấp phụ iốt than H2 1470 mg/g, than BAU-A 1400 mg/g khá phù hợp với công bố nhà sản xuất (1500 mg/g) Chỉ số hấp phụ iốt than H2 cao than BAU-A, phù hợp với tương quan diện tích bề mặt riêng than xác định theo phương pháp BET Diện tích bề mặt riêng than H2 (799 m2/g) lớn so với than BAU-A (683 m2/g) Chỉ số hấp phụ iốt than H2 tương đương cao so với số than dùng cho mục đích xử lý nước 3.2 Khảo sát khả hấp phụ PCDD/PCDF than hoạt tính 3.2.1 Đặc trưng nhiễm dioxin điểm nóng Biên Hịa, Đà Nẵng Phù Cát Bằng việc sử dụng dịch chiết mẫu đất, đất lắng đọng, trầm tích, dung dịch nghiên cứu mang đặc trưng ô nhiễm dioxin điểm nóng Việt Nam 3.2.2 Đánh giá khả hấp phụ dioxin từ dung dịch nước Nhằm mục đích lựa chọn loại than hoạt tính có khả hấp phụ tốt nhất, tiến hành khảo sát ban đầu khả hấp phụ PCDD/PCDF dung dịch nước Kết ghi bảng 3.5, 3.6 Bảng 3.5 Nồng độ tìm thấy hiệu hấp phụ PCDD/PCDF của than hoạt tính so với nồng độ ban đầu (C0(TEQ) = 414,2 ng/mẫu) Chất đồng loại (TEQ)C0 H2 BAU-A AX21 D Φ4 1N 2N 1H 2H TCDD 412,7 2,67 30,74 0,41 269,8 2,60 9,31 11,73 175,5 245,7 HpCDD 4,75 <0,14 0,57 0,103 1,62 0,12 0,35 <0,48 2,08 3,27 OCDD 109,6 1,48 19,02 0,87 55,34 1,82 5,61 5,32 45,66 58,21 TCDF 6,98 0,05 0,57 0,014 5,40 0,04 0,20 0,24 4,04 6,65 TEQ 414,2 2,68 30,82 0,99 270,5 2,60 9,34 11,75 176,0 246,5 % hấp phụ - 99,4 92,6 99,8 34,7 99,4 97,7 97,2 57,5 40,5 Trong điều kiện thí nghiệm, với dung dịch có nồng độ ban đầu C0(TEQ) = 414,2 ng/mẫu (bảng 3.5), mẫu than có khả hấp phụ tốt PCDD/PCDF than gỗ H2 (hiệu đạt 99,4% so với nồng độ ban đầu), than gỗ BAU-A (92,6%), than gáo dừa - antraxit oxi hóa Φ4 (99,4%), than mỡ 1N 2N (97,7% 97,2%) Hiệu hấp phụ PCDD/PCDF mẫu than Việt Nam sản xuất (H2, Φ4, 1N, 2N) cao hơn 4,6-6,8% so với than BAU-A Nga sản xuất Ba mẫu than Việt Nam (16)Với dung dịch có nồng độ ban đầu C0(TEQ) = 4,44 ng/mẫu, nghĩa thấp 100 lần (bảng 3.6), mẫu than trấu, than gáo dừa - antraxit Việt Nam than FAS Nga hấp phụ 82,7-92,8%, than gáo dừa Trà Bắc hấp phụ 47,5% Nếu nồng độ cao (C0(TEQ) = 414,2 ng/mẫu) chắn khả hấp phụ mẫu than thấp so với than H2, BAU-A, Φ4, 1N, 2N Bảng 3.6 Nồng độ tìm thấy hiệu hấp phụ PCDD/PCDF của than hoạt tính so với nồng độ ban đầu (C0(TEQ) = 4,44 ng/mẫu) Chất đồng loại C0 (TEQ) Than gáo dừa-antraxit Than trấu bột Than trấu hạt Than Trà Bắc Than FAS TCDD 4,25 0,7 0,45 0,56 2,23 0,31 HpCDD 0,52 0,41 0,59 0,20 <0,05 <0,05 OCDD 0,24 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 <0,05 TCDF 0,33 0,08 0,36 0,17 <0,05 <0,05 TEQ 4,44 0,76 0,64 0,65 2,23 0,31 % hấp phụ - 82,7 85,4 85,1 47,5 92,8 Nếu xét nguồn nguyên liệu sản xuất than gỗ (H2, BAU-A), than khống (Φ4, 1N, 2N), than nhựa hắc ín AX21 có khả hấp phụ tốt, hiệu hấp phụ tương đương cao (92,6-99,8%) Các than gáo dừa (D, 1H, 2H, Trà Bắc) hấp phụ nhiều so với than gỗ, than khoáng, hiệu hấp phụ thấp (34,7-57,5%) Nếu so sánh kích thước phân tử lớn 0,35-1,37nm, cồng kềnh dioxin (hình 1.6) với kích thước mao quản than hoạt tính (mao quản nhỏ < nm, mao quản trung bình từ đến 50 nm, mao quản lớn > 50 nm) thấy mao quản trung bình, mao quản lớn đóng vai trị định đến khả hấp phụ Nếu so sánh thông số cấu trúc xốp tất than (bảng 3.2, 3.3) ta thấy: diện tích bề mặt riêng thể tích mao quản nhỏ khác khơng nhiều, thể tích mao quản trung bình đặc biệt thể tích mao quản lớn có khác biệt rõ Than gỗ than khoáng hấp phụ PCDD/PCDF tốt so với than gáo dừa chúng có nhiều mao quản trung bình mao quản lớn Điều có nghĩa tổng thể tích mao quản trung bình mao quản lớn có ảnh hưởng định đến khả hấp phụ PCDD/PCDF dung dịch nước (17)3.3 Khả hấp phụ PCDD/PCDF than hoạt tính 3.3.1 Ảnh hưởng pH lên khả hấp phụ PCDD/PCDF than H2, BAU-A, AX21 Kết cho thấy đường biểu diễn phụ thuộc lna vào lnCcb Ccb/a vào Ccb đường thẳng với hệ số tương quan (r 2 ) cao, khoảng 0,911-0,999 (hình 3.16, 3.20 ) Điều chứng tỏ hấp phụ chất đồng loại PCDD/PCDF than hoạt tính tuân theo phương trình Freundlich Langmuir TEQ-PCDD/PCDF, Than H2 0 200 400 600 0 10 20 30 Nồng độ dung dịch cân (µg/l) a (µg/g) pH = pH = pH = 10 TEQ-PCDD/PCDF, Than H2 y = 0.546x + 4.571 R2 = 0.9145 y = 0.5219x + 4.7488 R2 = 0.9177 y = 0.5292x + 4.6532 R2 = 0.9239 3 0 ln C (cân bằng) ln a pH = pH = pH = 10 (a) Dạng hàm mũ (b) Dạng tuyến tính Freundlich Hình 3.16 Đẳng nhiệt hấp phụ TEQPCDD/PCDF than H2 25ºC, pH khác TEQ-PCDD/PCDF, pH = 0 200 400 600 0 10 20 30 Nồng độ dung dịch cân (µg/l) a (µg/g) H2 BAU-A AX21 TEQ-PCDD/PCDF, pH=7, Langmuir y = 0.0015x + 0.0087 R2 = 0.997 y = 0.0015x + 0.0106 R2 = 0.9944 y = 0.0015x + 0.0056 R2 = 0.997 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0 10 20 30 40 Nồng độ cân (Ccb, µg/l) Ccb/a H2 BAU-A AX21 (a) Dạng hàm mũ (b) Dạng tuyến tính Langmuir Hình 3.20 So sánh đẳng nhiệt hấp phụ tổng TEQPCDD/PCDF trên than H2, BAU-A AX21 25ºC pH Ở pH khảo sát, khả hấp phụ ba than gần tương đương Khả hấp phụ tổng TEQ (hình 3.16), nhóm TCDD pH = cao nhất, thấp pH = 10, thấp pH = Đối với nhóm TCDF, PeCDF, PeCDD, OCDD cao pH = 4, thấp khơng đáng kể pH cịn lại So sánh khả hấp phụ than cho thấy than AX21 > than H2 > than BAU-A (hình 3.20) Khả hấp phụ thể qua thông số KF n (từ phương trình Freundlich) So sánh KF n cho thấy: (18)+ Đối với nhóm TCDF, PeCDF, PeCDD, OCDD: pH=4 ≥ pH=7 ≥ pH=10 + Hệ than-PCDD/PCDF: than AX21 > than H2 > than BAU-A tổng TEQ chất đồng loại + Nồng độ ban đầu khác nhau, KF n có giá trị khác Nồng độ cao, KF n lớn ngược lại So sánh với thông số hấp phụ KL am nhận từ phương trình Langmuir cho thấy: KL có sự đồng thuận với thay đổi KF pH khảo sát Tuy nhiên, khác với KF giá trị KL không phản ánh khả hấp phụ PCDD/PCDF than như giá trị KF Số liệu nhận cho thấy KL lớn am nhỏ ngược lại Như vậy, hấp phụ chất đồng loại PCDD/PCDF than tuân theo phương trình Freundlich, Langmuir có phương trình Freundlich tỏ thích hợp số liệu thực nghiệm Khả hấp phụ than có tương quan với thơng số diện tích bề mặt Diện tích bề mặt than AX21 (947 m2/g) cao so với than H2 (799 m2/g), than BAU-A (683 m2/g) thấp so với hai than 3.3.2 Ảnh hưởng nhiệt độ lên khả hấp phụ PCDD/PCDF than Khả hấp phụ PCDD/PCDF than giảm tăng nhiệt độ (hình 3.21) TEQ-PCDD/PCDF, Than H2 0 200 400 600 0 10 20 30 Nồng độ dung dịch cân (µg/l) a (µg/g) T = 15°C T = 25°C T = 35°C (a) Dạng hàm mũ TEQ-PCDD/PCDF, Than H2 y = 0.5129x + 4.8582 R2 = 0.9183 y = 0.5219x + 4.7488 R2 = 0.9177 y = 0.5248x + 4.6693 R2 = 0.9234 5 -1 ln C (cân bằng) ln a T = 15°C T = 25°C T = 35°C (b) Dạng tuyến tính Freundlich Hình 3.21 Đẳng nhiệt hấp phụ TEQPCDD/PCDF than H2 nhiệt độ khác Ở khoảng nhiệt độ khảo sát (15-35°C), tăng nhiệt độ, KF n của hệ PCDD/PCDF - than giảm xuống Nghĩa khả hấp phụ PCDD/PCDF giảm, chứng tỏ trình hấp phụ hấp phụ vật lý Vì hấp phụ trình tỏa nhiệt, nhiệt độ tăng làm giảm lực tương tác hệ dẫn đến làm giảm khả hấp phụ 3.3.3 Ảnh hưởng môi trường hòa tan lên khả hấp phụ PCDD/PCDF Khả hấp phụ than hexan cao nước KF n của hệ PCDD/PCDF - than hexan lớn so với nước (bảng 3.10) Đối với tổng TEQ, nhóm TCDD, KF n lớn gấp 2,2-2,9 lần; với nhóm TCDF, (19)Bảng 3.10 Sự phụ thuộc thông số hấp phụ vào môi trường (hệ PCDD/PCDF - than AX21 25ºC) TEQPCDD/PCDF TCDD TCDF PeCDF PeCDD OCDD Dung môi KF n KF n KF n KF n KF n KF n Nước (pH = 4) 121 1,95 128 1,97 14,1 1,90 9,06 2,07 4,24 1,77 13,4 1,76 Nước (pH = 7) 154 2,17 163 2,17 13,7 1,89 8,11 1,92 4,20 1,74 12,7 1,71 Nước (pH=10) 124 1,97 132 1,98 12,7 1,85 8,07 1,76 4,16 1,73 12,4 1,65 Hexan 356 3,13 362 2,89 28,4 2,02 15,4 2,10 7,03 1,83 16,8 2,02 3.3.4 Đánh giá hiệu hấp phụ PCDD/PCDF than hoạt tính Kết nhận cho thấy than H2, BAU-A, AX21 có khả hấp phụ rất tốt PCDD/PCDF Trong nước (nồng độ ban đầu 20-140 µg/l), hiệu hấp phụ tổng TEQ, 2,3,7,8-TCDD nhóm TCDD đạt 71,1-97,4%; nhóm TCDF, PeCDD, PeCDF; OCDD đạt 48,4-91,3% Trong hexan (20-200 µg/l), nồng độ ban đầu cao hiệu hấp phụ đạt cao: tổng TEQ, 2,3,7,8-TCDD TCDD đạt 87,9-99,9%; TCDF, PeCDD, PeCDF, OCDD đạt 76,9-97,4% Như vậy, than H2 Việt Nam có khả hấp phụ PCDD/PCDF tương đương với than nhập ngoại 3.4 Nghiên cứu động học trình hấp phụ PCDD/PCDF than hoạt tính 3.4.1 Xác định giai đoạn định tốc độ hấp phụ Đã tiến hành thí nghiệm ngắt đoạn với than H2 (hình 3.23) Tách than khỏi dung dịch hai thời điểm sau 30 phút sau 120 phút, thời gian gián đoạn 60 phút 0 200 400 0 60 120 180 240 300 360 Thời gian (phút) a (µg/g) Khơng bị gián đoạn Bị gián đoạn Hình 3.23 Thí nghiệm ngắt đoạn hấp phụ PCDD/PCDF 25ºC than H2 (20)3.4.2 Đánh giá yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ hấp phụ môi trường nước Hình 3.24-3.27 Ảnh hưởng nồng độ ban đầu, nhiệt độ, pH, kích thước hạt lên tốc độ hấp phụ PCDD/PCDF than H2 môi trường nước Từ đường động học hình 3.24-3.27 cho thấy: Tốc độ hấp phụ tăng tăng nồng độ pha Sự chênh lệch lớn nồng độ làm tăng lượng chất vận chuyển hạt qua màng Quá trình hấp phụ than hấp phụ vật lý Do khuếch tán hạt hệ PCDD/PCDF -than thiên khuếch tán thể tích Cơ chế hấp phụ lấp đầy mao quản Ở vùng nhiệt độ khảo sát, nhiệt độ cao tốc độ hấp phụ nhanh, hệ đạt trạng thái cân sớm Ở trạng thái cân bằng, nhiệt độ hệ cao dung lượng hấp phụ giảm Nhiệt độ tăng làm tăng chuyển động nhiệt phân tử tham gia trình khuếch tán làm giảm lực tương tác hệ Trong vùng pH khảo sát, pH ảnh hưởng không đáng kể đến tốc độ hấp phụ dung lượng hấp phụ Kích thước hạt than ảnh hưởng rõ lên tốc độ hấp phụ Tốc độ hấp phụ tăng giảm kích thước hạt Ở kích thước hạt 0,074-0,1mm, cân hấp phụ đạt sau khoảng 90 phút Ở kích thước hạt 0,25-0,5mm, sau khoảng 240 phút Ở kích thước hạt 0,76-1mm, phải sau 360 phút Khuếch tán hạt bước chậm định tốc độ hấp phụ Khi giảm kích thước hạt, tốc độ hấp phụ tăng trình khuếch tán hạt dễ dàng giảm độ dài quãng đường khuếch tán So sánh than cho thấy tốc độ hấp phụ than AX21 > than H2 > than BAU-A Vì vậy, hệ PCDD/PCDF - than AX21 đạt trạng thái cân sớm so với hệ lại TEQ-PCDD/PCDF, Than H2 0 200 400 600 0 120 240 360 480 600 720 Thời gian (phút) a (µg/g) 40 µg/l 80 µg/l 120 µg/l TEQ-PCDD/PCDF, Than H2 0 200 400 0 120 240 360 480 600 720 Thời gian (phút) a (µg/g) T = 15°C T = 25°C T = 35°C TEQ-PCDD/PCDF, Than H2 0 200 400 0 120 240 360 480 600 720 Thời gian (phút) a (µg/g) pH = pH = pH = 10 TEQ-PCDD/PCDF, Than H2 0 200 400 0 120 240 360 480 600 720 Thời gian (phút) a (µg/g) 0.074-0.1 mm 0.25-0.5 mm (21)3.4.3 Đánh giá yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ hấp phụ hexan Ảnh hưởng yếu tố nồng độ ban đầu, nhiệt độ lên tốc độ hấp phụ than AX21 hexan diễn tương tự môi trường nước Khi so sánh tốc độ hấp phụ PCDD/PCDF hexan với nước (hình 3.31) điều kiện thí nghiệm ta thấy khác biệt rõ hexan tốc độ hấp phụ nhanh nhiều, hệ đạt trạng thái cân sớm sau 10 phút, dung lượng hấp phụ hệ lớn nhiều so với nước Than AX21, TEQ-PCDD/PCDF 0 300 600 0 120 240 360 480 600 720 Thời gian (phút) a (µg/g) Trong hexan Trong nước Hình 3.31 So sánh tốc độ hấp phụ PCDD/PCDF AX21 hexan nước 3.4.4 Đánh giá khả loại bỏ PCDD/PCDF dung dịch Trong nước (nồng độ TEQ ban đầu 40-120 µg/l) sau 30 phút than H2 loại bỏ 51,7-58,0% PCDD/PCDF So với than H2, than BAU-A loại bỏ (40,8-45,5%), than AX21 loại bỏ nhiều (54,3-60,8%) Sau 240 phút than loại bỏ 84,3-94,0%, 81,7-90,9%; 86,8-96,2% Trong hexan (nồng độ ban đầu 60-180 µg/l) q trình hấp phụ xảy nhanh, gần tức thời Than AX21 loại 67,4-75,9% PCDD/PCDF sau 2,5 phút; 86,8-97,0% sau 30 phút, 88,9-98,2% sau 240 phút Các kết hoàn toàn phù hợp với hiệu hấp phụ xác định cân hấp phụ sau 3.5 Nghiên cứu hấp phụ PCDD/PCDF cột than H2 3.5.1 Ảnh hưởng tốc độ dòng chảy Trên sở khảo sát ảnh hưởng tốc độ dịng chảy lên đường cong q trình hấp phụ chất đồng loại PCDD/PCDF cột than H2 lập đồ thị mối quan hệ thời gian xuất nồng độ cho phép chiều cao cột than (hình 3.33), tính tốn thơng số hấp phụ cột (bảng 3.16) Tốc độ dòng chảy có ảnh hưởng đến tầng chết (Z0)của cột, số tốc độ (ka) của hệ hấp phụ dung lượng hấp phụ (N0) (bảng 3.16) Khi tăng tốc độ dịng chảy, các thơng số hấp phụ cột (Z0, ka, N0) tăng So với tốc độ dòng chảy 30 ml/h, ở tốc độ dòng chảy 90 150 ml/h thông số ka tăng nhiều (2,54-3,76 lần), N0 tăng không đáng kể (1,05-1,11 lần), tầng chết Z0 có tăng (1,13-1,19 lần) (22)Thời gian thoát 5% Co (h) y = 19.86x - 5.23 R2 = 0.9994 y = 6.96x - 2.06 R2 = 0.9968 y = 4.42x - 1.39 R2 = 0.9994 10 20 30 40 50 0 0.5 1.5 2.5 Chiều cao tầng than (cm) Q = 30 ml/h Q = 90 ml/h Q = 150 ml/h Hình 3.33 Ảnh hưởng tốc độ dịng chảy lên thời gian xuất nồng độ cho phép Bảng 3.16 Ảnh hưởng tốc độ dòng chảy lên thông số hấp phụ cột Tốc độ dịng (ml/h) Z0 (cm) ka (cm 3 /µg.h) N0 (µg/cm ) r2 30 0,263 7,05 298,7 0,999 90 0,296 17,9 313,2 0,997 150 0,314 26,5 331,5 0,999 3.5.2 Ảnh hưởng nhiệt độ Sự thay đổi nhiệt độ có ảnh hưởng đến thông số hấp phụ cột (bảng 3.17).Ở khoảng nhiệt độ khảo sát, tăng nhiệt độ, độ lớn tầng chết giảm 1,05-1,16 lần (so với 15°C), dung lượng hấp phụ giảm 1,07-1,17 lần, số tốc độ lại tăng 1,13-1,35 lần Bảng 3.17 Ảnh hưởng nhiệt độ lên thông số hấp phụ cột Nhiệt độ (°C) Z0 (cm) ka (cm 3 /µg.h) N0 (µg/cm ) r2 15°C 0,312 15,8 335,7 0,998 25°C 0,296 17,9 313,2 0,997 35°C 0,269 21,4 288 0,993 3.5.3 Ảnh hưởng nồng độ đầu vào Khi nồng độ PCDD/PCDF đầu vào tăng, dung lượng hấp phụ độ lớn tầng chết tăng, số tốc độ hấp phụ hệ giảm (bảng 3.18) Nồng độ đầu vào tăng làm tăng dung lượng hấp phụ cột than Kết phù hợp với tăng dung lượng hấp phụ nghiên cứu đẳng nhiệt hấp phụ Mức độ tăng dung lượng hấp phụ (1,46-1,86 lần) không tỷ lệ thuận với tăng nồng độ đầu vào (2-3 lần) Bảng 3.18 Ảnh hưởng nồng độ đầu vào lên thông số hấp phụ cột Nồng độ (µg/l) Z0 (cm) ka (cm 3 /µg.h) N0 (µg/cm ) r2 40 0,213 36,2 215,1 0,988 80 0,296 17,9 313,2 0,997 (23) 3.5.4 Ảnh hưởng pH Trong vùng pH khảo sát, pH ảnh hưởng không đáng kể đến thông số hấp phụ (bảng 3.19) Ở pH thấp cao 7, số tốc độ dung lượng hấp phụ giảm so với pH = 7, pH = giảm nhiều chút so với pH = 10 Kết phù hợp với giảm dung lượng hấp phụ nghiên cứu đẳng nhiệt Bảng 3.19 Ảnh hưởng pH lên thông số hấp phụ cột pH Z0 (cm) ka (cm 3 /µg.h) N0 (µg/cm ) r2 4 0,310 17,6 303,3 0,997 7 0,296 17,9 313,2 0,997 10 0,307 17,7 305,2 0,997 3.5.5 Ảnh hưởng kích thước hạt than Kích thước hạt than có ảnh hưởng lớn đến tầng chết cột (bảng 3.20) Kích thước hạt lớn tầng chết cao Tầng chết cột với kích thước hạt 0,074-0,1 mm 0,25-0,5 mm so với kích thước hạt < 0,074 mm cao 1,31 1,65 lần Khi tăng kích thước hạt, dung lượng hấp phụ cột giảm không nhiều, giảm 1,04 1,09 lần so với kích thước hạt < 0,074 mm Bảng 3.20 Ảnh hưởng kích thước hạt than lên thơng số hấp phụ Kích thước hạt Z0 (cm) ka (cm 3 /µg.h) N0 (µg/cm ) r2 < 0,074 mm 0,296 17,9 313,2 0,997 0,074-0,1 mm 0,388 14,2 301,5 0,997 0,25-0,5 mm 0,489 11,9 286,2 0,993 3.5.6 Ảnh hưởng môi trường hịa tan Mơi trường hịa tan có ảnh hưởng đến thông số hấp phụ (bảng 3.21) Trong nước, tầng chết cột lớn nhất, lớn gấp 1,21-1,29 lần so với axeton hexan Tương tự, số tốc độ nhỏ 1,17-1,22 lần; dung lượng hấp phụ thấp 1,03-1,05 lần, kết phù hợp với kết nghiên cứu đẳng nhiệt Bảng 3.21 Ảnh hưởng mơi trường hịa tan lên thơng số hấp phụ Mơi trường hịa tan Z0 (cm) ka (cm 3 /µg.h) N0 (µg/cm ) r2 Nước 0,296 17,9 313,2 0,997 Axeton 0,244 20,9 324 0,999 Hexan 0,230 21,8 329,4 0,999 3.5.7 Ảnh hưởng tỷ lệ than trộn celite (24)độc hại q trình chuẩn bị mẫu Từ thời gian bảng 3.22 cho thấy với lượng tối thiểu than trộn với celite làm tăng thời gian hoạt động cột Cột than-celite với tỷ lệ từ 1:3 đến 1:9 phù hợp với cột hấp phụ phân tích để tách PCDD/PCDF khỏi mẫu tích 300-500 ml Bảng 3.22 Ảnh hưởng tỷ lệ than - celite đến thời gian thoát Thời gian thoát (h) Tỷ lệ than - celite (%) Chiều cao tầng (cm) 5% C0 50% C0 95% C0 100% H2 0,5 8,6 12,5 50% H2 - 50% celite 2,6 8,8 13,4 25% H2 - 75% celite 3,7 9,3 14,0 10% H2 - 90% celite 5,9 10,4 15,1 100% AX21 0,5 2,1 8,8 13,1 50% AX21 - 50% celite 2,7 9,1 13,9 25% AX21 - 75% celite 3,9 9,7 14,7 10% AX21 - 90% celite 6,3 10,7 16,2 3.6 Nghiên cứu ứng dụng than H2, AX21 phân tích PCDD/PCDF Đánh giá khả hiệu hấp phụ PCDD/PCDF cột than AX21, H2 cột than FAS-MD (đối chứng) để ứng dụng phân tích thơng qua tỷ lệ phần trăm lượng tìm thấy so với lượng đưa vào chất chuẩn nội chất chuẩn làm Kết trình bày bảng 3.23, 3.24, 3.25 Bảng 3.23 3.24 cho thấy khơng tìm thấy PCDD/PCDF phân đoạn F0 chỉ có lượng vết không đáng kể (< 0,7%) bị lọt qua cột than Phần lớn PCDD/PCDF (trên 90,9% với AX21, 92,5% với H2 84,7% với FAS-MD) giải hấp phụ phân đoạn ml toluen nóng Phần lại (< 4,0% AX21, < 3,8% với H2 < 7,1% với FAS-MD) giải hấp phụ phân đoạn ml toluen nóng thứ hai Ở phân đoạn khơng tìm thấy PCDD/PCDF Bảng 3.23 Tỷ lệ % PCDD/PCDF phân đoạn nghiên cứu cột than Loại than AX21 H2 FAS-MD Loại mẫu Dung dịch chuẩn M1 Dung dịch chuẩn M1 Dung dịch chuẩn M1 Phân đoạn F0 F1 F2 F0 F1 F2 F0 F1 F2 13 C-TCDF <0,5 90,9 <0,2 <0,2 93,7 <0,3 <0,3 91,7 <0,4 13 C-TCDD <0,3 91,8 <0,4 <0,6 92,5 <0,3 <0,5 92,3 <0,7 37 Cl-TCDD <0,3 96,9 <0,2 <0,2 96,1 <0,2 <0,3 98,8 <0,8 13 C-HxCDD <0,4 110,2 <0,7 <0,7 104,1 <0,5 <0,4 109,6 5,0 13 C-HpCDD <0,5 100,0 1,6 <0,5 99,3 1,2 <0,6 94,9 4,9 13 (25)Bảng 3.24 Tỷ lệ % PCDD/PCDF phân đoạn có thêm mẫu Loại than AX21 H2 FAS-MD Loại mẫu Thêm chất (M3) Thêm chất (M3) Thêm chất (M3) Phân đoạn F0 F1 F2 F0 F1 F2 F0 F1 F2 13 C-TCDF <0,2 101,7 <0,3 <0,3 99,7 <0,4 <0,5 93,7 <0,6 13 C-TCDD <0,6 102,5 <0,3 <0,2 99,3 <0,7 <0,7 94,3 <0,8 37 Cl-TCDD <0,2 106,0 <0,2 <0,7 101,8 <0,3 <0,4 98,7 <0,6 13 C-HxCDD <0,7 104,1 <0,5 <0,5 102,1 <0,5 <0,6 96,9 2,6 13 C-HpCDD <0,5 97,3 2,0 <0,4 97,9 1,9 <0,7 92,9 3,4 13 C-OCDD <0,7 91,5 4,0 <0,6 95,7 3,8 <0,6 87,7 5,7 Bảng 3.25 Hiệu suất thu hồi chất chuẩn mẫu đất, trầm tích, cá Loại mẫu Đất M4 Trầm tích M5 Cá M6 Loại than AX21 H2 FAS-MD AX21 H2 FAS-MD AX21 H2 FAS-MD 13 C-TCDF 104,9 89,1 76,7 90,9 90,6 70,2 78,4 79,7 84,6 13 C-TCDD 105,3 89,6 76,0 91,0 89,0 70,8 76,0 79,3 84,8 37 Cl-TCDD 113,3 91,5 88,4 102,0 91,3 76,6 89,4 91,8 94,1 13 C-HxCDD 105,9 92,3 75,9 90,0 82,2 70,8 88,5 92,1 86,0 13 C-HpCDD 89,9 87,4 64,4 83,7 86,9 62,7 81,2 79,5 72,0 13 C-OCDD 89,6 85,1 67,9 73,0 75,8 63,0 78,1 78,6 61,8 Như vậy, ba than H2, AX21 FAS-MD đáp ứng yêu cầu phân tích theo tiêu chuẩn BS.EN1948-2: 2006 US.EPA8290 So với than FAS-MD sử dụng nhiều năm than AX21, H2 hấp phụ tốt PCDD/PCDF từ dịch chiết mẫu giải hấp nhanh gần hồn tồn ml toluen nóng Đã giảm 15-35 ml (chiếm 75-87,5%), chí đến 75-95 ml (93,7-95%) so với lượng toluen sử dụng theo BSEN 1948-2: 2006 US.EPA8290 Bảng 3.23, 3.24, 3.25 cho thấy hiệu suất thu hồi chất chuẩn đánh dấu ba than cao Than AX21 đạt hiệu suất từ 73,0 đến 113,3%; than H2 đạt 75,8-104,1%; than FAS-MD đạt 61,8-109,6% đạt khoảng cho phép 30-150% phương pháp phân tích Như vậy, sử dụng than AX21, H2 cách chuẩn bị cột mục 2.8 ứng dụng phân tích để tách PCDD/PCDF khỏi mẫu làm giàu chúng So sánh kết phân tích 65 mẫu có sử dụng than AX21 Phịng Phân tích Trung tâm Nhiệt đới Việt - Nga thực với phịng thí nghiệm quốc tế có uy tín Nga, Nhật Bản, Đức, Thụy Điển, Canada cho thấy có tương đồng phù hợp nồng độ tìm thấy chất PCDD/PCDF tổng độ độc TEQPCDD/PCDF Kết phân tích 26 mẫu có sử dụng than AX21, bước đầu ứng dụng than H2 (26)cứu liên kết chuẩn quốc tế INTERCAL (Thụy Điển) Chương trình Mơi trường Liên hợp quốc tổ chức đạt yêu cầu 100%, có 70% số mẫu đạt xuất sắc (ở khoảng ±1 lần độ lệch chuẩn đường trung bình giới) 3.7 Đề xuất tiêu chuẩn kỹ thuật than hoạt tính ứng dụng phân tích xử lý nước nhiễm dioxin Trên sở mối quan hệ thông số cấu trúc xốp than hoạt tính (mục 3.1.2) với hiệu hấp phụ PCDD/PCDF dung dịch (mục 3.2.2), nghiên cứu hấp phụ cột than H2 (mục 3.5) ứng dụng thành công than AX21, H2 phân tích PCDD/PCDF (mục 3.6), xin đề xuất tiêu chuẩn kỹ thuật than hoạt tính ứng dụng phân tích dioxin xử lý nước nhiễm dioxin sau: - Tổng thể tích mao quản (Vtổng): ≥ 1,9 cm /g, - Thể tích mao quản lớn (Vlớn): ≥ 1,3 cm /g, - Thể tích mao quản trung bình (Vtrung): ≥ 0,1 cm 3 /g, - Thể tích mao quản nhỏ (Vnhỏ): ≥ 0,3 cm /g, - Diện tích bề mặt riêng (SBET hấp phụ benzen): ≥ 680 m /g, - Hiệu suất hấp phụ TEQPCDD/PCDF: ≥ 97% (với 50 ml mẫu thử, nồng độ µg/l), - Khơng tạo chất nhiễu nước mẫu phân tích, - Nếu ứng dụng phân tích: giải hấp phụ ≥ 90% PCDD/PCDF 3.8 Kết luận chương Đã xác định thơng số kỹ thuật đặc trưng than hoạt tính, đánh giá hiệu hấp phụ dioxin 15 mẫu than từ nguồn nguyên liệu gỗ, khoáng, gáo dừa, nhựa hắc ín Mao quản trung bình mao quản lớn đóng vai trị định khả hấp phụ dioxin dung dịch Đã đánh giá ảnh hưởng yếu tố công nghệ lên khả hấp phụ, tốc độ hấp phụ PCDD/PCDF than lựa chọn H2, BAU-A, AX21; lên đường cong thốt q trình hấp phụ PCDD/PCDF cột than H2 Tính tốn thơng số hấp phụ KF, n (theo phương trình Freundlich); KL, am (Langmuir) Z0, ka, N0 (Bohart Adams) Sử dụng thông số để mô tả, so sánh ảnh hưởng yếu tố lên trình hấp phụ PCDD/PCDF Khẳng định giai đoạn khuếch tán mao quản định tốc độ hấp phụ Tính hiệu hấp phụ PCDD/PCDF theo thời gian Than H2 Việt Nam có khả hấp phụ tương đương với than AX21, BAU-A nhập ngoại Kết tham gia liên kết chuẩn quốc tế kiểm tra chéo khẳng định quy trình phân tích mẫu mơi trường, sinh học có sử dụng than AX21, H2 phù hợp (27)KẾT LUẬN Nội dung nghiên cứu thực luận án có ý nghĩa khoa học thực tiễn nhằm góp phần hồn thiện cơng nghệ xử lý nhiễm, quy trình phân tích dioxin Trên sở kết đạt được, rút số kết luận sau: 1 Đã nghiên cứu cách hệ thống đặc điểm trình hấp phụ chất đồng loại PCDD/PCDF dung dịch 15 mẫu than hoạt tính, có 11 mẫu than Việt Nam mẫu than nước Khả hấp phụ phụ thuộc vào số tính chất thể tích mao quản, diện tích bề mặt, nguồn nguyên liệu chế tạo than , đó, thể tích mao quản trung bình mao quản lớn có ảnh hưởng định đến khả hấp phụ Các than gỗ H2, BAU-A than nhựa hắc ín AX21 với thể tích mao quản trung bình 0,103-0,162 cm3/g, thể tích mao quản lớn 1,370-1,622 cm3/g có khả hấp phụ tốt nhất, hiệu hấp phụ đạt 92,6% Các than gáo dừa với thể tích mao quản trung bình mao quản lớn nhỏ (0,035-0,065 cm3/g 0,140-0,217 cm3/g) có khả hấp phụ nhất, hiệu đạt 34,7-57,5% Đã làm rõ sở khoa học để lựa chọn loại than đề xuất tiêu chuẩn kỹ thuật than hoạt tính ứng dụng lĩnh vực phân tích, xử lý nước nhiễm dioxin 2 Đã xác định quy luật ảnh hưởng số yếu tố công nghệ nồng độ ban đầu, pH, nhiệt độ, mơi trường hịa tan … lên khả hấp phụ PCDD/PCDF than H2, AX21, BAU-A Luận án chứng minh than gỗ H2 Việt Nam phù hợp với mục đích xử lý nước nhiễm dioxin phân tích dioxin; hiệu hấp phụ tương đương với than AX21, BAU-A nhập ngoại 3 Sự hấp phụ chất đồng loại PCDD/PCDF than hoạt tính tn theo phương trình đẳng nhiệt Freundlich Langmuir với hệ số tương quan cao (r2ở khoảng 0,911-0,999) Đã mô tả, so sánh ảnh hưởng yếu tố lên trình hấp phụ PCDD/PCDF than bằng thông số hấp phụ KF, n (phương trình Freundlich) KL, am (phương trình Langmuir) Trong phương trình Freundlich thích hợp để xử lý số liệu thực nghiệm hấp phụ PCDD/PCDF dung dịch 4 Đã đánh giá ảnh hưởng yếu tố nồng độ, nhiệt độ, pH, kích thước hạt, mơi trường hịa tan đến tốc độ hấp phụ PCDD/PCDF than hoạt tính Khẳng định giai đoạn khuếch tán mao quản định tốc độ hấp phụ PCDD/PCDF 5 Đã tính tốn thông số hấp phụ PCDD/PCDF cột than H2 (thời gian hoạt động, tầng chết, số tốc độ, dung lượng hấp phụ) từ đường cong thoát ứng với chiều cao tầng than khác Các thông số chịu ảnh hưởng tốc độ dòng chảy, nhiệt độ, nồng độ, pH, kích thước hạt than, mơi trường hịa tan (28)CỦA LUẬN ÁN TIẾN SĨ 1 Tên đề tài: Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến quy luật hiệu hấp phụ dioxin của số loại than hoạt tính 2 Chuyên ngành: Hoá lý thuyết Hoá lý Mã số: 62 44 31 01 3 Nghiên cứu sinh: Trịnh Khắc Sáu 4 Người hướng dẫn: 1- GS.TSKH Đỗ Ngọc Khuê, 2- TS Nguyễn Xuân Nết 5 Cơ sở đào tạo: Viện Khoa học Công nghệ quân Những kết luận luận án: - Đã nghiên cứu cách hệ thống đặc điểm trình hấp phụ chất đồng loại PCDD/PCDF dung dịch 15 mẫu than hoạt tính, có 11 mẫu than Việt Nam, mẫu than nước Khả hấp phụ phụ thuộc vào kích thước, thể tích mao quản, diện tích bề mặt, nguồn nguyên liệu chế tạo than, đó, tổng thể tích mao quản trung bình mao quản lớn có ảnh hưởng định Trên sở so sánh thông số kỹ thuật than hiệu hấp phụ đề xuất tiêu chuẩn kỹ thuật than hoạt tính ứng dụng lĩnh vực phân tích xử lý nước nhiễm dioxin - Sự hấp phụ PCDD/PCDF than hoạt tính tuân theo phương trình đẳng nhiệt Freundlich, Langmuir với hệ số tương quan cao (0,911-0,999) Đã tính thơng số hấp phụ KF, n, KL, am thấy phương trình Freundlich thích hợp để xử lý số liệu thực nghiệm - Đánh giá quy luật ảnh hưởng yếu tố nồng độ, pH dung dịch, nhiệt độ, kích thước hạt than, mơi trường hòa tan đến khả tốc độ hấp phụ PCDD/PCDF than H2, AX21, BAU-A Khẳng định giai đoạn khuếch tán mao quản định tốc độ hấp phụ Than gỗ H2 Việt Nam phù hợp với mục đích phân tích xử lý nước nhiễm dioxin, hiệu hấp phụ tương đương với than AX21, BAU-A nước - Từ đường cong thoát ứng với chiều cao tầng than khác tính thơng số: tầng chết, số tốc độ, dung lượng hấp phụ PCDD/PCDF cột than H2
- Xem thêm -

Xem thêm: ,

Hình ảnh liên quan

Hình 2.5. Sơ đồ dụng cụ thí nghiệm hấp phụ PCDD/PCDF trên cột than H2 Kh ảo sát ảnh hưởng của tốc độ dòng chảy: 0,5; 1,5; 2,5 ml/phút; ở 25° C, pH=7,0;  n ồng độ  80 µg/l,  kích  thước  hạt  <  0,074  mm -

Hình 2.5..

Sơ đồ dụng cụ thí nghiệm hấp phụ PCDD/PCDF trên cột than H2 Kh ảo sát ảnh hưởng của tốc độ dòng chảy: 0,5; 1,5; 2,5 ml/phút; ở 25° C, pH=7,0; n ồng độ 80 µg/l, kích thước hạt < 0,074 mm Xem tại trang 11 của tài liệu.
Hình 3.4. Đường hấp phụ đẳng nhiệt đối với benzen trên các than H2, BAU-A, AX21 -

Hình 3.4..

Đường hấp phụ đẳng nhiệt đối với benzen trên các than H2, BAU-A, AX21 Xem tại trang 13 của tài liệu.
đồng nhất, hệ thống mao quản lớn được hình thành giữa khe của cách ạt nhưng không nhi ều, hình dáng mao quản không rõ ràng -

ng.

nhất, hệ thống mao quản lớn được hình thành giữa khe của cách ạt nhưng không nhi ều, hình dáng mao quản không rõ ràng Xem tại trang 13 của tài liệu.
Bảng 3.5. Nồng độ tìm thấy và hiệu quả hấp phụ PCDD/PCDF c ủa các than hoạt tính so với nồng độ ban đầu (C0(TEQ)  = 414,2 ng/m ẫ u)  Ch ất  -

Bảng 3.5..

Nồng độ tìm thấy và hiệu quả hấp phụ PCDD/PCDF c ủa các than hoạt tính so với nồng độ ban đầu (C0(TEQ) = 414,2 ng/m ẫ u) Ch ất Xem tại trang 15 của tài liệu.
Hình 3.20. So sánh đẳng nhiệt hấp phụ tổng TEQPCDD/PCDF -

Hình 3.20..

So sánh đẳng nhiệt hấp phụ tổng TEQPCDD/PCDF Xem tại trang 17 của tài liệu.
3.3. Khả năng hấp phụ PCDD/PCDF trên than hoạt tính -

3.3..

Khả năng hấp phụ PCDD/PCDF trên than hoạt tính Xem tại trang 17 của tài liệu.
Khả năng hấp phụ PCDD/PCDF trên than giảm khi tăng nhiệt độ (hình 3.21). -

h.

ả năng hấp phụ PCDD/PCDF trên than giảm khi tăng nhiệt độ (hình 3.21) Xem tại trang 18 của tài liệu.
Bảng 3.10. Sự phụ thuộc các thông số hấp phụ vào môi trường (h ệ PCDD/PCDF - than AX21 ở 25ºC)  -

Bảng 3.10..

Sự phụ thuộc các thông số hấp phụ vào môi trường (h ệ PCDD/PCDF - than AX21 ở 25ºC) Xem tại trang 19 của tài liệu.
Hình 3.24-3.27. Ảnh hưởng của nồng độ ban đầu, nhiệt độ, pH, kích thước hạt lên t ốc độ hấp phụ PCDD/PCDF của than H2 trong môi trường nước  T ừ các đường động học ở các hình 3.24-3.27 cho thấy:  -

Hình 3.24.

3.27. Ảnh hưởng của nồng độ ban đầu, nhiệt độ, pH, kích thước hạt lên t ốc độ hấp phụ PCDD/PCDF của than H2 trong môi trường nước T ừ các đường động học ở các hình 3.24-3.27 cho thấy: Xem tại trang 20 của tài liệu.
Khi so sánh tốc độ hấp phụ PCDD/PCDF trong hexan với trong nước (hình 3.31)  ở cùng điều kiện thí nghiệm ta thấy sự khác biệt rất rõ là trong hexan tốc  độ  h ấ p  ph ụ nhanh hơn rất nhiều, hệđạt trạng thái cân bằng sớm hơn chỉ sau 10 phút, dung  l ượng h -

hi.

so sánh tốc độ hấp phụ PCDD/PCDF trong hexan với trong nước (hình 3.31) ở cùng điều kiện thí nghiệm ta thấy sự khác biệt rất rõ là trong hexan tốc độ h ấ p ph ụ nhanh hơn rất nhiều, hệđạt trạng thái cân bằng sớm hơn chỉ sau 10 phút, dung l ượng h Xem tại trang 21 của tài liệu.
Hình 3.33. Ảnh hưởng của tốc độ dòng chảy lên thời gian xuất hiện nồng độ cho phép B ảng 3.16 -

Hình 3.33..

Ảnh hưởng của tốc độ dòng chảy lên thời gian xuất hiện nồng độ cho phép B ảng 3.16 Xem tại trang 22 của tài liệu.
Bảng 3.19. Ảnh hưởng của pH lên các thông số hấp phụ trong cột -

Bảng 3.19..

Ảnh hưởng của pH lên các thông số hấp phụ trong cột Xem tại trang 23 của tài liệu.
Bảng 3.22. Ảnh hưởng của tỷ lệ than-celite đến thời gian thoát Th ời gian thoát (h) Tỷ lệ than - celite  -

Bảng 3.22..

Ảnh hưởng của tỷ lệ than-celite đến thời gian thoát Th ời gian thoát (h) Tỷ lệ than - celite Xem tại trang 24 của tài liệu.
độc hại trong quá trình chuẩn bị mẫu. Từ thời gian thoát ở bảng 3.22 cho thấy chỉ với l ượng tối thiểu mỗi than khi trộn với celite đã làm tăng thời gian hoạt động của cột -

c.

hại trong quá trình chuẩn bị mẫu. Từ thời gian thoát ở bảng 3.22 cho thấy chỉ với l ượng tối thiểu mỗi than khi trộn với celite đã làm tăng thời gian hoạt động của cột Xem tại trang 24 của tài liệu.