Nghiên cứu ứng dụng sợi composit polyme zeolite xử lý nước thải công nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LÊ THỊ HƯƠNG TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG SỢI COMPOSIT POLYME-ZEOLITE XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT HÓA HỌC Hà Nội – 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LÊ THỊ HƯƠNG TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG SỢI COMPOSIT POLYME-ZEOLITE XỬ LÝ NƯỚC THẢI CƠNG NGHIỆP Chun ngành : Kỹ thuật Hóa học LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS TS Phạm Thanh Huyền Hà Nội – 2019 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn: LÊ THỊ HƯƠNG Đề tài luận văn: “Nghiên cứu ứng dụng sợi composit polyme – zeolite xử lý nước thải công nghiệp” Chuyên ngành: Kỹ thuật lọc hóa dầu Mã số SV: CA170303 Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày 23/11/2019 với nội dung sau: Chỉnh sửa lại hình thức luận văn, đánh lại số trang trích dẫn đầy đủ tài liệu tham khảo Rút ngắn phần tổng quan tập trung vào công đoạn xử lý cần thay cơng đoạn xử lý nước thải công nghệ đông tụ keo tụ tuyển Ngày 27 tháng 11 năm 2019 Giáo viên hướng dẫn Tác giả luận văn CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG LỜI CAM KẾT Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tôi, số liệu kết đưa luận án trung thực, đồng giả cho phép sử dụng chưa cơng bố cơng trình khác Hà Nội, tháng 10 năm 2019 HỌC VIÊN Lê Thị Hương i LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến PGS.TS Phạm Thanh Huyền – Viện kỹ thuật hóa học, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội dành nhiều thời gian tâm huyết hướng dẫn nghiên cứu giúp em hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp Nhân đây, em xin gửi lời cảm ơn tới thầy cô Viện Kỹ thuật Hóa học, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội; anh chị đồng nghiệp công ty lọc hóa dầu Nghi Sơn, anh chị em phịng thí nghiệm nghiên cứu khoa học mơn Cơng nghệ Hữu Hóa dầu tạo điều kiện giúp đỡ em học tập, nghiên cứu để hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Đồng thời em xin gửi lời cảm ơn tới bố mẹ, em gia đình, người bạn ủng hộ tinh thần em nhiều, giúp em có động lực để cố gắng học tập ln ln trau dồi kiến thức bổ ích Hà nội, ngày 24 tháng 10 năm 2019 HỌC VIÊN Lê Thị Hương ii MỤC LỤC LỜI CAM KẾT i LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC BẢNG v DANH MỤC HÌNH vi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vii LỜI MỞ ĐẦU .1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .3 1.1 Giới thiệu chung 1.1.1 Quy chuẩn quốc gia nước thải công nghiệp 1.1.2 Đặc tính đầu dịng nước thải nhà máy lọc dầu 1.1.3 Tóm tắt quy trình xử lý nước thải nhà máy lọc dầu 1.2 Lựa chọn phương pháp hấp phụ vật liệu hấp phụ 15 1.2.1 Các phương pháp xử lý dầu thải nước 15 1.2.2 Lựa chọn phương pháp hấp phụ xử lý nước thải nhiễm dầu (xử lý thứ cấp) 18 1.2.3 Vật liệu hấp phụ dầu nước thải 21 CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM 30 2.1 Các phương pháp nghiên cứu đặc trưng vật liệu 30 2.1.1 Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM – Scanning Electron Microscopy) 30 2.1.2 Phương pháp nhiễu xạ tia X (Phương pháp XRD) 31 2.1.3 Phương pháp tính tốn dung lượng hấp phụ cực đại 32 2.1.4 Phương pháp xác định diện tích bề mặt 33 2.2 Phương pháp xác định hàm lượng dầu nước ASTM D7066 .34 a) Phạm vi áp dụng 34 b) Thiết bị 35 c) Hóa chất 36 d) Dựng đường chuẩn 37 f) Quy trình đo 39 k) Tính tốn: 40 2.3 Quy trình tiến hành nghiên cứu khả hấp phụ khảo sát yếu tố ảnh hưởng 41 2.3.1 Chuẩn bị mẫu: 41 2.3.2 Quy trình hấp phụ: 42 iii 2.3.3 Các bước tiến hành phân tích hàm lượng dầu mẫu nước thải trước sau hấp phụ: 43 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .44 3.1 Nghiên cứu tính chất đặc trưng vật liệu polyme-zeolite compozit dạng sợi 44 3.1.1 Nghiên cứu đặc trưng vật liệu phương pháp SEM 44 3.1.2 Nghiên cứu đặc trưng vật liệu phương pháp hấp phụ vật lý Nitơ 45 3.1.3 Nghiên cứu đặc trưng vật liệu phương pháp XRD 45 3.2 Kết khảo sát khả hấp phụ vật liệu composit 46 3.2.1 Kết dựng đường chuẩn máy phân tích hàm lượng dầu nước (ASTM D7066) 46 3.2.2 Khảo sát khả hấp phụ vật liệu Composit mẫu mô 48 3.2.3 Khảo sát khả hấp phụ vật liệu mẫu thực 55 3.3 Bài toán kinh tế lựa chọn sợi composit polyme – zeolite .60 3.3.1 Tính tốn khối lượng vật liệu composit so sánh với vật liệu Polyme A dạng lỏng 60 3.3.2 Lựa chọn điều kiện làm việc tối ưu cho trình xử lý nước thải sử dụng vật liệu hấp phụ composit 62 3.4 Đánh giá khả tái sử dụng vật liệu sợi composit polyme-zeolite sau hấp phụ dầu nước thải 64 KẾT LUẬN 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 iv DANH MỤC BẢNG Bảng 1: Gía trị C thơng số nhiễm nước thải công nghiệp Bảng 2: Đặc tính đầu dịng nước thải nhà máy lọc dầu Bảng 3: So sánh phương pháp hấp xử lý nước thải nhiễm dầu 19 Bảng 4: Kết đo diện tích bề mặt riêng BET vật liệu 45 Bảng 5: Cài đặt thông số cho máy tiến hành dựng chuẩn 46 Bảng 6: Cài đặt thơng số cho q trình check chuẩn đo mẫu 47 Bảng 7: Kết kiểm tra chuẩn 25 mg/L 47 Bảng 8: Ảnh hưởng khối lượng chất hấp phụ đến khả hấp phụ dầu vật liệu 48 Bảng 9: Số liệu tính tốn dung lượng hấp phụ cực đại 50 Bảng 10: So sánh khả hấp phụ dầu vật liệu composit polyme-zeolite với vật liệu hấp phụ tự nhiên làm từ bèo tây, lõi ngô, xơ dừa rơm 51 Bảng 11: Ảnh hưởng hàm lượng dầu nước đến khả hấp phụ vật liệu 51 Bảng 12: So sánh khả hấp phụ dầu sợi composit sợi PES 52 Bảng 13: So sánh khả hấp phụ dầu sợi composit vật liệu AAC 54 Bảng 14: Số liệu khảo sát khả hấp phụ vật liệu theo thời gian với mẫu thực 55 Bảng 15: Đặc trưng dòng nước thải đầu vào bể cân 56 Bảng 16: QCQG hàm lượng dầu mỡ nước sinh hoạt (A) nước thải công nghiệp (B) 56 Bảng 17: số liệu tiến hành khảo sát khả hấp phụ giá trị pH khác 59 Bảng 18: So sánh toán kinh tế vật liệu vật liệu cũ 61 Bảng 19: Điều kiện làm việc tối ưu sử dụng vật liệu hấp phụ composite 62 Bảng 20: Khảo sát khả tái sinh vật liệu composit polyme-zeolite phương pháp dùng lực nén ép 64 v DANH MỤC HÌNH Hình 1: Hệ thống xử lý nước thải nhà máy lọc dầu Hình 2: Sơ đồ hệ thống xử lý bùn thải nhà máy lọc dầu Nghi Sơn Hình 3: Sơ đồ cụm thiết bị tách API Hình 4: Sơ đồ cụm tách CPI 10 Hình 5: Sơ đồ cụm xử lý FFU 11 Hình 6: Sơ đồ cụm xử lý sinh học .13 Hình 7: Cụm xử lý oxy hóa tam cấp 14 Hình 8: Sơ đồ xử lý lý hóa tam cấp 15 Hình 9: Cấu trúc hình học mordenite zeolite .23 Hình 10: Sơ đồ tạo cấu trúc rợi rỗng cho vật liệu polyme-zeolite .25 Hình 11: Cấu tạo sàng spinneret 25 Hình 12: A Vật liệu polyme có lỗ trống micro, B Vật liệu bắt đầu hấp phụ dầu, C Vật liệu hấp phụ dầu trương lên [], [], [] 27 Hình 13: Sơ đồ mơ tả chế hấp phụ dầu vật liệu có cấu trúc dạng sợi 28 Hình 14: Nhiễu xạ kế tia X 31 Hình 15: Dạng đồ thị đường thẳng BET 34 Hình 16: Thiết bị đo hàm lượng dầu nước OCMA-500 .36 Hình 17: Sơ đồ đường mẫu phân tích máy OCMA 500 .36 Hình 18: Điểm lấy mẫu nước thải nhiễm dầu .41 Hình 19: Hình ảnh SEM vật liệu PES 44 Hình 20: Hình ảnh SEM vật liệu compozit PES-zeolite 45 Hình 21: giản đồ XRD sợi composit polyme-zeolite mẫu so sánh 46 Hình 22: Ảnh hưởng khối lượng vật liệu hấp phụ đến khả hấp phụ dầu sợi composit 49 Hình 23: Sự phụ thuộc Ce/qe vào Ce 50 Hình 24: Ảnh hưởng hàm lượng dầu nước đến khả hấp phụ vật liệu 52 Hình 25: Mơ q trình hấp phụ dầu nước vật liệu AAC 54 Hình 26: Khảo sát phụ thuộc nồng độ sau hấp phụ theo thời gian 57 Hình 27: Mơ chế hấp phụ dầu nước sợi composit 59 Hình 28: Khảo sát ảnh hưởng pH tới khả hấp phụ vật liệu 60 Hình 29: Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải nhà máy lọc dầu .63 Hình 30: Sơ đồ thiết kế công nghệ xử lý nước thải sử dụng sợi compozit 63 Hình 31: Khảo sát khả tái sinh vật liệu composit polyme-zeolite phương pháp dùng lực nén ép 65 vi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Tiếng Anh COC Continually Oil Contaminated CPI Corrugated Plate Interceptor FFU Tiếng Việt Nhiễm dầu liên tục Thiết bị tách nước nhiễm dầu – cặn gồm nhiều chặn Flocculation Floatation Package Unit Cụm thiết bị keo tụ tuyển FFB First Flush Basin Bồn nước thải AAC Autoclaved Aerated Concrete Gạch bê tơng khí chưng áp CSW Clean Surface or Storm Water Nước bề mặt nước mưa bão AOC Accidently Oil Contaminated Surface Water Nước bề mặt nhiễm dầu SEM Scanning Electron Microscope Kính hiển vi điện tử quét XRD X-Ray Difaction Phương pháp nhiễu xạ Rơn Ghen vii Kết phân tích thành phần dầu (free oil) trước sau xử lý đưa bảng 15 Bảng 15: Đặc trưng dòng nước thải đầu vào bể cân Hàm lượng dầu (free oil) mg/L Tên dòng Nước đầu vào theo thiết kế 632 Nước đầu vào thực tế hoạt động nhà máy 20 – 80 Kết xử lý đầu < 10 Như vậy, sử dụng vật liệu hấp phụ composit polyme-zeolite cho kết khả quan Hàm lượng dầu free oil xử lý giảm xuống 10 mg/L đạt tiêu chuẩn Quốc gia (TCVN-40:2011-BTNMT) (Bảng 16) [16] Bảng 16: QCQG hàm lượng dầu mỡ nước sinh hoạt (A) nước thải công nghiệp (B) Gía trị C Thơng số Tổng dầu mỡ khống Đơn vị mg/l A B 10 Kết khảo sát khả hấp phụ theo thời gian đưa đồ thị (Hình 26) Sau 60 phút đạt trạng thái cân hấp phụ (nồng độ hấp phụ khơng thay đổi) 0.9 mg/L Từ ta tính dung lượng hấp phụ trạng thái cân vật liệu là: 7.9225 mg/g 56 Sự thay đổi nồng độ sau hấp phụ theo thời gian 40.0 35.0 C (mg/l) 30.0 25.0 20.0 c (mg/l) 15.0 10.0 5.0 0.0 10 20 30 40 50 60 70 Thời gian (phút) Hình 26: Khảo sát phụ thuộc nồng độ sau hấp phụ theo thời gian Khả hấp phụ dầu vật liệu liệu polyethersulfone – mordenite zeolite composit thành phần polyme có vật liệu Q trình giải thích sau: Polyme tổng hợp hấp phụ dầu phải polyme kỵ nước, tính kỵ nước ưa dầu đặc điểm chung cho loại polyme Vật liệu hấp phụ dầu thường tồn dạng gel, trương khơng tan dầu hay dung môi hữu không phân cực Khi trương lên vật liệu thường tạo gel người ta cịn gọi “organogel”, gel trương dung môi hữu Khi tiếp xúc với dung môi không phân cực, tiểu phân chất lỏng khuếch tán vào cấu trúc bên mạng lưới giữ lại Tùy độ trương gel mà gel có bề ngồi giống cao su, gelatin hay rắn gạch độ trương thấp Polyme hấp phụ dầu có cấu tạo từ phân tử polyme khâu mạch tác nhân khâu mạch monomer lưỡng chức không no tạo nên polyme có cấu trúc mạng lưới khơng gian ba chiều Đặc điểm loại vật liệu có cấu trúc xốp, mạng lưới khơng gian ba chiều mềm dẻo co lại chưa hấp phụ dầu thể tích ban đầu chúng thường nhỏ, thuận tiên cho việc chuyên chở bảo quản Ở trạng thái này, 57 polyme phân tán tốt bề mặt nước, tiếp xúc với lơ lửng nước, dầu khuếch tán vào mạng lưới không gian nằm Khả hấp phụ dầu vật liệu xem tác dụng lực Van Der Waals nhóm ưa dầu dầu mặt nước Nhờ có cấu trúc mạng lưới khơng gian ba chiều (dạng gel) có khả co dãn tốt nên dầu dễ dàng khuếch tán vào cấu trúc không gian bên mạng lưới Cấu trúc không gian xem bẫy dầu Trong trình trương hai tượng xảy đồng thời thâm nhập dầu vào khoảng không gian bên cấu trúc polyme dãn mạch polyme Sự dãn mạch phụ thuộc vào lực tương tác bên cấu trúc polyme, thực tế lực đẩy Lực đẩy kết lực khác lực lưỡng cực, lực Van Der Waals, lực phân tử…Đặc trưng tính trương gel định cân hai loại lực lực trương gây nên áp suất thẩm thấu dung môi lực khác có gel Các chất hấp phụ polyme hình dung chuỗi đại phân tử liên kết với phân tử khác lực vật lý hóa học chứa khoang trống chúng qua dễ dàng hấp phụ lưu giữ dầu Các hạt dầu giữ lỗ trống lực Van Der Waals Sau hấp phụ, dầu thu hồi lại cách ép vật liệu Quá trình hấp phụ dầu nước xảy ta theo giai đoạn chính:  Giai đoạn 1: Qúa trình trương nở vật liệu  Giai đoạn 2: phân tử dầu di chuyển từ pha nước vào bên cấu trúc sợi đặc tính ưu dầu vật liệu  Giai đoạn 3: Giai đoạn bão hòa – phân tử dầu lấp đầy lỗ trống bên cấu trúc sợi composit bị “mắc kẹt” bẫy dầu Do độ hấp phụ dầu vật liệu sợi composit PES – Zeolite xảy theo trình tự thời gian đạt tới thời điểm cân phụ thuộc vào nồng độ dầu nước thải khối lượng vật liệu sợi dung để hấp phụ 58 Hình 27: Mơ chế hấp phụ dầu nước sợi composit [10], [11], [12] 3.2.3.2 Khảo sát ảnh hưởng pH tới khả hấp phụ vật liệu mẫu thực Kết khảo sát ảnh hưởng pH tới khả hấp phụ dầu vật liệu mẫu thực bảng 17 hình 28 Cùng mẫu nước thải nhiễu dầu có nồng độ ban đầu 30.5 mg/L, sử dụng khối lượng vật liệu hấp phụ, hấp phụ 10 phút, giá trị pH khác nhau: 1; 3; 5; 7; 9; 11 13 kết phân tích hàm lượng dầu mẫu nước thải có thay đổi: Lượng dầu mẫu giảm đáng kể môi trường bazơ Trong mơi trường axit trung tính dầu thay đổi không đáng kể Bảng 17: số liệu tiến hành khảo sát khả hấp phụ giá trị pH khác Khối lượng vật liệu (g) pH C (mg/L) 0.5023 21.7 0.5025 22.8 0.5018 22.9 59 Khối lượng vật liệu (g) pH C (mg/L) 0.5041 22.8 0.5011 20.1 0.5012 11 18.5 0.5036 13 12.9 30 24 C (mg/L) 18 12 0 pH 11 14 Hình 28: Khảo sát ảnh hưởng pH tới khả hấp phụ vật liệu Do đó, tiến hành hấp phụ dầu nước thải vật liệu composit polyme – zeolite nên tiến hành môi trường kiềm cho hiệu suất hấp phụ cao 3.3 Bài toán kinh tế lựa chọn sợi composit polyme – zeolite 3.3.1 Tính tốn khối lượng vật liệu composit so sánh với vật liệu Polyme A dạng lỏng Ta có dung lượng hấp phụ cực đại vật liệu là: 526.315 mg/g Thời gian để vật liệu đạt đến trạng thái cân hấp phụ Lưu lượng dòng nước thải cần xử lý 700000 kg/giờ Nồng độ dầu nước thải thực tế nhà máy lọc dầu trung bình 50 mg/kg Do ta tính được: - Lượng dầu thải cần xử lý vòng là: 700000 * 50 = 35000000 mg/giờ - Khối lượng chất hấp phụ cần dung là: 60 35000000 / (526.315 *1000) = 66.5 kg/giờ Trong đó, với lưu lượng dòng thải 700000 kg/giờ, nhà máy lọc dầu sử dụng công nghệ keo tụ tuyển sử dụng chất đơng tụ, NaOH, polyme A tiêu tốn lượng hóa chất là: - Chất đơng tụ: 460 kg/giờ - NaOH: 460 kg/giờ - Polyme A: 1057 kg/giờ Bảng 18: So sánh toán kinh tế vật liệu vật liệu cũ Phương pháp Sử dụng công nghệ keo tụ tuyển (FFU) hấp phụ Chất đông tụ Chất keo tụ Polyme A 460 460 1057 Cao cho phải Cao cho phải Cao cho phải dùng bơm để dùng bơm để dùng bơm để cung cấp hóa cung cấp hóa cung cấp hóa chất liên tục chất liên tục chất liên tục Có Khơng Khơng Từ 50 ppm Từ 50 ppm Từ 50 ppm xuống xuống < 10 xuống < 10 < 1ppm ppm ppm Sử dụng Sợi composit Lưu lượng vật liệu tiêu hao 66.5 (kg/giờ) Tiêu tốn lượng Khả tái sinh Hiệu xử lý Thấp không dùng bơm liên tục Có tốn Từ 50 ppm xuống < 10 ppm Qua tính tốn, phân tích ưu nhược điểm việc sử dụng công nghệ hấp phụ công nghệ keo tụ tuyển rõ ràng cơng nghệ hấp phụ cho nhiều lợi ích kinh tế Tiết kiệm kinh phí tiêu hao vật liệu khối lượng vật liệu cần xử lý từ việc sử dụng 61 hết 460 kg/giờ chất đông tụ; 460 kg/giờ NaOH; 1057 kg/giờ Polyme A giảm xuống 66.5 kg/giờ sợi composit polyme-zeolite Hơn nữa, sử dụng vật liệu hấp phụ sợi composit polyme-zeolite tiết kiệm kinh phí mặt lượng vận hành bơm để vận chuyển dung dịch hóa chất xử lý dạng lỏng cơng nghệ keo tụ tuyển Chính vậy, vật liệu đưa vào ứng dụng thực tiễn việc xử lý nước nhiễm dầu nhà máy lọc dầu 3.3.2 Lựa chọn điều kiện làm việc tối ưu cho trình xử lý nước thải sử dụng vật liệu hấp phụ composit Hiện nhiều nhà máy lọc dầu giới áp dụng quy trình xử lý nước thải Hình 29 Nhưng sau khảo sát khả hấp phụ dầu nước vật liệu composit PES-Zeolite với kết khả quan thiết kế lại dây chuyền xử lý nước thải ttheo sơ đồ Hình 30 Với điều kiện làm việc tối ưu Bảng 19 đây: Bảng 19: Điều kiện làm việc tối ưu sử dụng vật liệu hấp phụ composite Điều kiện làm việc Thông số công nghệ Nhiệt độ Nhiệt độ thường (20-40oC) Ph 8-14 Lưu lượng dòng thải 700 m3/giờ Khối lượng vật liệu ≥ 66.5 kg/giờ Chế độ hấp phụ Gián đoạn (sơ đồ có bể hấp phụ) 62 Hình 29: Sơ đồ cơng nghệ xử lý nước thải nhà máy lọc dầu Hình 30: Sơ đồ thiết kế công nghệ xử lý nước thải sử dụng sợi compozit Khi sử dụng sợi composit để hấp phụ dầu ta bỏ qua bước cân nước thải bể cân bằng, không sử dụng công nghệ keo tụ tuyển FFU thay vào cơng nghệ hấp phụ Tuy nhiên cần phải giữ lại cụm CPI để tiến hành tách tạp chất lọc khỏi dòng nước thải 63 3.4 Đánh giá khả tái sử dụng vật liệu sợi composit polyme-zeolite sau hấp phụ dầu nước thải Kết khảo sát khả tái sinh vật liệu composit polyme-zeolite bảng 20 hình 31 Bảng 20: Khảo sát khả tái sinh vật liệu composit polyme-zeolite phương pháp dùng lực nén ép Khối lượng VLHP STT trước HP dầu m1 (g) Khối lượng VLHP sau HP dầu m2 (g) Độ hấp phụ A (g/g) 10.0125 15.2191 0.520 10.6834 14.9865 0.403 11.3562 14.3526 0.264 12.0124 13.6871 0.139 12.4558 13.2259 0.062 12.7003 12.9434 0.019 12.8042 12.9012 0.008 12.8103 12.8424 0.003 12.8145 12.8269 0.001 12.8205 12.8234 0.000 64 Khảo sát khả tái sinh 120.0 Hiệu suất HP (%) 100.0 80.0 60.0 40.0 20.0 0.0 Số lần tái sinh 10 Hình 31: Khảo sát khả tái sinh vật liệu composit polyme-zeolite phương pháp dùng lực nén ép Kết thí nghiệm cho thấy vật liệu có độ hấp phụ tốt lần sử dụng với độ hấp phụ 0.520 g/g giảm dần lần sử dụng 2, 3, Độ hấp phụ giảm mạnh lần sử dụng thứ giảm 0.000 g/g lần sử dụng thứ Như vật vật liệu hấp phụ composit polyme-zeolite khả tái sinh tương đối hiệu Đạt kết khảo sát vật liệu hấp phụ composit polyme-zeolite có độ bền lý, độ bền hóa học có tính dẻo có chứa thành phần polyme (PES) Tuy nhiên, sau nhiều lần dùng lực nén ép vật liệu làm cho vật liệu bị biến dạng, cấu trúc ban đầu bị phá bỡ, mạng lưới mao quản giảm dần sau lần nén ép nên làm giảm dần khả hấp phụ vật liệu sau lần tái sử dụng Khi sợi hết khả tái sinh đưa đốt Tại phân xưởng xử lý nước thải nhà máy lọc dầu Nghi Sơn sợi hết khả tái sinh đốt thiết bị tro hóa bùn thải 65 KẾT LUẬN Đã nghiên cứu đặc trưng vật liệu compozit polyme – zeolite phương pháp hóa lý đại SEM, BET, XRD, kết cho thấy vật liệu compozit có cấu trúc dạng xốp, phân tử zeolite phân tán vào polyme làm tăng diện tích bề mặt riêng vật liệu Đã nghiên cứu ứng dụng sợi compozit polyme-zeolite vào xử lý nước thải cơng nghiệp dầu khí Khả hấp phụ vật liệu composit tương đối cao, dung lượng hấp phụ cực đại tính theo phương trình hấp phụ Langmuir đạt qm = 526.315 mg/g) Dung lượng hấp phụ trạng thái cân vật liệu 7,9225 mg/g mẫu thực đạt khoảng thời gian 60 phút Khả hấp phụ vật liệu tăng môi trường bazơ Đã tính tốn khả hấp phụ dầu vật liệu compozit điều kiện thực nhà máy lọc dầu, kết cho thấy sử dụng cho trình xử lý nước thải nhiễm dầu với lưu lượng dòng thải 700 m3/giờ, nhiệt độ dòng thải (hấp phụ điều kiện nhiệt độ thường), hấp phụ môi trường kiềm (pH từ 8-14), cần khối lượng vật liệu hấp ph.ụ 66.5 kg/giờ Đã đánh khả tái sinh vật liệu hấp phụ composit polyme-zeolite phương pháp dùng lực nén ép Kết khảo sát khả quan mang lại hiệu kinh tế cao Đề xuất, kiến nghị: - Tiếp tục nghiên cứu ứng dụng khác vật liệu composite PES-zeolite khả hấp phụ phenol, toluene, xylene, benzene hợp chất nito hữu - Tiếp tục nghiên cứu khả hấp phụ vật liệu composite PES-zeolite đồng thời hợp chất kim loại nặng khác Cr, Mn, Pb… - Thiết kế dây chuyền xử lý nước thải nhà máy lọc dầu sau nghiên cứu thêm ứng dụng vật liệu 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO Woodard; Curran, Inc, Industrial waste treatment handbook, 2006 T Kobayashi, M Ohshiro, K Nakamoto, S Uchida, Decontamination of extraDiluted radioactive cesium in fukushima water using Zeolite–Polymer composite fibers, Ind Eng Chem Res 55 (2016) 6996–7002 Kohtaroh Nakamoto, Masaru Ohshiro, Takaomi Kobayashi, Mordenite zeolite Polyethersulfone composite fibers developed for decontamination of heavy metal ions, Journal of Environmental Chemica Engineering (2017) 513–525 Lê Quang Cường, Đặng Thị Thanh Huyền, Ken Kawamoto, Lê Trọng Lam, Nguyễn Hoàng Giang, Phạm Thanh Huyền, “AAC surface modification with stearic acid for oily waste water treatment, SATREPT project report, 2019 ASTM, D7066 - 04, Standard Test Method for dimer/trimer of chlorotrifluoroethylene (S-316) Recoverable Oil and Grease and Nonpolar Material by Infrared, Determination, 2017 Atlas of Zeolite Structure Types, W.M Meier, Ch Baerlocher, D.H Olson, 2001 Chu Xuân Quang, Nguyễn Thu Trang, Nguyễn Sáng, Bùi Thị Thủy Ngân, Thái Thị Xuân Trang, Tưởng Thị Nguyệt Ánh, Trần Hùng Thuận, Khảo sát số điều kiện chế tạo màng lọc polyme sợi rỗng phương pháp đông tụ đảo pha, Khoa học Kỹ thuật Công nghệ, 10.2018, 54-57 Y.G Ko, Y.J Chun, C.H Kim, U.S Choi, Removal of Cu (II) and Cr (VI) ions from aqueous solution using chelating fiber packed column: equilibrium and kinetic studies, J Hazard Mater 194 (2011) 92–99 A Mahapatra, B.G Mishra, G Hota, Electrospun Fe2O3-Al2O3 nanocomposite fibers as efficient adsorbent for removal of heavy metal ions from aqueous solution, J Hazard Mater 258–259 (2013) 116–123 67 10 T Kobayashi, M Ohshiro, K Nakamoto, S Uchida, Decontamination of extraDiluted radioactive cesium in fukushima water using Zeolite–Polymer composite fibers, Ind Eng Chem Res 55 (2016) 6996–7002 11 Aryeh Ben-Na'im Hydrophobic Interaction Plenum Press, New York, ISBN 0-30640222-X 12 Akhavan, B; Jarvis, K; Majewski, P (tháng 11 năm 2013) “Hydrophobic Plasma Polymer Coated Silica Particles for Petroleum Hydrocarbon Removal” ACS Appl Mater Interfaces (17): 8563–8571 13 Silverstein, TP (1998) “The Real Reason Why Oil and Water Don't Mix” (PDF) Journal of Chemical Education 75: 116–346 14 I Langmuir, The constitution and fundamental properties of solids and liquids Part I solids, J Am Chem Soc 38 (1916) 2221–2295 15 Th.S Phạm Thị Dương, Nghiên cứu khả hấp phụ dầu nước thải vật liệu tự nhiên thân bèo, lõi ngô, rơm xơ dừa,Tạp chí Khoa Học Cơng nghệ Hàng hải , 24-11/2010 16 QCVN 40:2011/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải công nghiệp 15 Arnold Greenberg (1985), “Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater 16th Edition”, American Public Health Association, Washington, DC 16 B.Xing, K.Yang, L.Zhu (2006), “Pollution prevention and treatment using nanotechnology”, Environ.Sci.Technol, 40, pp.18-55 17 Do Trong Su (1997), “Assessment of Underground water Pollution in Bac Bo Delta Plain and Proposal Solutions for Water Source Protection”,Geological Archives, Hanoi 18 H S Nalwa “Handbook of Nanostructure Materials and Nanotechnology, Volume 5: Organics Polymers, and Biological Materials”, Copyright 2000 by Academic Press 19 Chu Xuân Quang, Nguyễn Thu Trang, Nguyễn Sáng, Bùi Thị Thủy Ngân, Thái Thị Xuân Trang, Tưởng Thị Nguyệt Ánh, Trần Hùng Thuận, Khảo sát số điều kiện 68 chế tạo màng lọc polyme sợi rỗng phương pháp đông tụ đảo pha, Khoa học công nghệ, 10 (2018) 20 I Wang, K Lawrence, S Mu-Hao (2011), “Membrane and Desalination technologies”, Handbook of Environmental Engineering, 13, p.7645 21 Sungil Jeon, Saeid Rajabzadeh, Ryo Okamura, Toru Ishigami, Susumu Hasegawa, Noriaki Kato and Hideto Matsuyama (2016), “The Effect of Membrane Material and Surface Pore Size on the Fouling Properties of Submerged Membranes”, Water, 8, p.602 22 B Keszler, G Kovacs, A Toth, I Bertoli, M Hegyi (1991), “Modified polyethersulfone membranes”, J Membrane Sci.,62, pp.201-210 23 Z.B Liu, X.P Deng, M Wang, J.X Chen, A.M Zhang, C.S Zhao, et al (2009), “BSA-modified polyethersulfone membrane: preparation, characterization and biocompatibility”, J Biomat Sci Polym Ed., 20, pp.377-397 24 Nasrul Arahman, Bastian Arifin, Sri Mulyati, Yoshikage Ohmukai, Hideto Matsuyama (2012), “Structure Change of Polyethersulfone Hollow Fiber Membrane Modified with Pluronic F127, Polyvinylpyrrolidone, and Tetronic 1307”, Materials Sciences and Applications, 3, pp.72-77 25 A Idris, N.M Zain, M.Y Noordin (2002), “Synthesis, characterization and performance of asymmetric polyethersulfone (PES) ultrafiltration membranes with polyethylene glycol of different molecular weights as additives”, Desalination, 207, p.324 26 S Velu, L Muruganandam (2012), “Effect of phase inversion and rheological factor on formation of asymmetric polyethersulpone ultrafilteration membranes for separation of metal ions”, Journal of Chemical, Biological and Physical Sciences, 2(1), pp.163-171 27 G Arthanareeswaran, V Starov (2010), “Effect of solvents on performance of polyethersulfone ultrafiltration membranes: investigation of metal ion separations”, Desalination, 267(1), pp.57-63 69 28 C.F Wan, T Yang, G.G Lipscomb, D.J Stookey, T.S Chung (2017), “Design and fabrication of hollow fiber membrane modules”, Journal of Membrane Science, 538, pp.96-107 29 Qusay F Alsalhya, Haydar A Saliha, Silvia Simoneb, A Mumtaz Zablouk, Enrico Driolib, Alberto Figoli (2014), “Poly(ether sulfone) (PES) hollow-fiber membranes prepared from various spinning parameters”, Desalination, 345, pp.21-35 30 Min Liu, Shenghui Liu, Zhenliang Xu, Yongming Wei, Hu Yang (2016),“Formation of microporous polymeric membranes via thermally induced phase separation: A review”, Frontiers of Chemical Science and Engineering, 10(1), pp.57-75 70 ... bao gồm: bể chứa nước thải nhiễm dầu, bơm nước thải API, bể chứa dầu thải, bơm dầu thải, bể chứa nước thải sau xử lý API bơm nước thải sau xử lý Nước thải nhiễm dầu sau đươc xử lý API dược bơm... cấp Cuối thải biển Trong trình xử lý nước thải COC, tạp chất học tích tụ lại hình thành lớp bùn Tại phân xưởng xử lý nước thải, bùn xử lý thông qua công nghệ khác Bùn từ công đoạn cân dầu -nước, ... hấp phụ 1.2.1 Các phương pháp xử lý dầu thải nước Có nhiều phương pháp để xử lý dầu nước thải công nghiệp, tùy thuộc vào nồng độ dầu nước thải, thuộc vào giai đoạn xử lý, tùy thuộc vào sở vật chất