Nghiên cứu chế tạo một số vật liệu từ các loại phế thải ứng dụng trong quá trình xử lý các nguồn nước bị ô nhiễm dầu và các chất hữu cơ độc hại khác

ĐẠ I HỌC QUỐC GIA HA NỘ I TRƯỜNG ĐẠ I HỌC KHOA HỌC T ự NH IÊN N G H IÊ N CỨ U C H Ế T Ạ O M Ộ T s ố V Ậ T L IỆ U T Ừ C Á C L O Ạ I P H Ế T H Ả I Ú N G D Ụ N G T R O N G Q U Á T R ÌN H X Ử L Ý C Á C N G Ư Ổ N NƯ Ớ C BỊ Ô N H IE M D Ầ VÀ CÁC CH ẤT HỮU C ĐỘC H ẠI K HÁC MÃ SỐ: QT-00-14 CHỦ TRÌ ĐỂ TÀI: TS NGUYEN văn nội CÁC CÁN B ộ THAM GIA ĐỂ TÀI: PGS.TS Trịnh Lê Hùng KS Hà Sỹ Uyên PGS.TS Trần Hồng Kôn Ths Nguyễn Thị Hạnh HÀ NỘI - 2003 K hoa Khoa Khoa Khoa Hoá Hoá Hoá Hố học học học học BÁO CÁO TĨM TẮT Tên đề tài N ghiên cứu chế tạo số vật liệu từ loại phế thải ứng dụng q trình xử lý nguồn nươc bị nhiễm dầu chất hữu độc hại khác Chủ trì đề tài: N guyễn Văn Nội Học vị: Tiến sĩ Đơn vị cơng tác: Khoa Hóa học Tel: 825 3503 Các cán tham gia đề tài Họ tên Trịnh Lê Hùng Hà Sỹ Uyên Trần Hồng Côn Nguyễn Thị Hạnh Học vị Đơn vị công tác PGS.TS Khoa Hoá học KS Khoa Hoá học PGS.TS Khoa Hoá học Th.s Khoa Hoá học Muc tiêu đề tài: N ghiên cứu khả nãng sử dụng số vật liệu từ loại phế thải để chế tạo vật liệu hấp phụ ứng dụng trình xử lý nguồn nước bị ô nhiễm dầu chất hữu độc hại khác Bước đầu nghiên cứu tìm điều kiện thích hợp để tách loại dầu nguồn nước bị ô nhiễm Nội dung nghiên cứư: + Tổng quan tài liệu + Chế tạo vật liệu +Đ ánh giá mức độ ô nhiễm số địa điểm thuộc Hà Nội +Khảo sát khả xử lý vật liệu chế tạo Các kết đạt được: - Sản phẩm khoa học: báo Trần Hồng Côn, Đồng Kim Loan, Phạm Thanh Xuân, Nguyễn Văn Nội Nghiên cứu sử dụng mùn cưa biến tính đ ể xử lý nước nhiễm dâu Tuyển tập cơng trình Khoa học kỷ niệm 45 năm ngày thành lập Khoa Hoá học, tr 130-133, 2001 - Kết đào tạo: Cử nhân Công nghệ Hố học tốt nghiệp theo hướng đề Tình hình sử dụng kinh phí - Kinh phí hỗ trợ cho đề tài: 10 triệu đồng - Kinh phí toán Mục Tên mục Số tiền 110 Cung ứng văn phịng 200.000đ 114 Chi phí th mướn 5.000.000đ 119 Chi phí hoạt động chun mơn 2.800.000đ 134 Chi phí khác 2.000.000đ 10.000.000d T ơng cộng Chủ trì Đề tài Ban chủ nhiệm Khoa Hoá học Ị Vu-' Nguyễn Văn Nội ị j t : 1^1-u< -ỉbu Cơ quan chủ trì Đề tài SUMMARY OF THE PROJECT Project title: Developm ent o f some adsorbents from natural materials for the removal o f petroleum hydrocarbons and organic contaminans from wastewaters Numerical code: QT-00-14 2.Head o f the Project: Dr Nguyen Van Noi Participants: Dr Trinh Le Hung Hanoi U niversity o f Science Eng Ha Sy Uyen Hanoi U niversity o f Science Ass.Prof Tran Hong Con Hanoi U niversity o f Science M Sc.Nguyen Thi Hanh Hanoi U niversity o f Science Targets o f the Project: +D evelopm ent o f adsorbents from natural m aterials and their use for the treatment o f oil contaminated wastewaters + Investigation o f proper conditions for the treatment o f oil contaminated wastewaters Research activities of the Project: + Colleting the literature, materials relating to the resaerch topic of the project + Investigation o f proper conditions for making adsorbents from natural materials + Research into suitable param eters, such as pH, additives, temperature, and treatment time that are appropritae for the treatm ent processes + Treatm ent o f oil contam inated wastewaters in laboratory scale Results o f the Project + Result o f Science and Technology: some adsorbents fo r the treatment o f oil contam inated wastewaters + Result o f training: bachelors finished according to the research activities o f the Project + Publication: Ỉ MỞ ĐẦU Ô nhiễm dầu vấn đề môi trường quan tâm phạm vi toàn giới nước ta N guyên nhân gây ô nhiễm từ hai lĩnh vực khai thác sử dụng dầu khí Cơng nghiệp khai thác dầu kh£ phát triển nhiễm dầu nước biển vùng ven bờ nặng nề Điều ảnh hưởng mạnh đến cân hệ sinh thái ven biển Ở muốn quan tâm nhiều đến nguồn nước thải nước mặt nhiễm dầu nhu cầu xử dụng sản phẩm dầu mỏ người kinh tế xã hội; nơi khoanh vùng, thu gom xử lý Ở Việt Nam, ngành công nghiệp khai thác chế biến dầu khí ngày phát triển, vấn đề bảo vệ mơi trường khỏi bị ô nhiễm sản phẩm dầu mỏ ngày quan tâm, sau hàng loạt cố liên quan đến vận chuyển dầu vụ tai nạn chở dầu sơng Sài Gịn (1994), sơng Đồng Nai (1994), sơng Lịng Tàu (1999) Việc khắc phục cố liên quan đến ô nhiễm dầu cơng việc khó khăn tốn Chính có nhiều nghiên cứu khác triển khai nhằm đề xuất qui trình xử lý nhiễm dầu cách hiệu Việc xử lý nước nhiễm dầu có nhiều cồng trình nghiên cứu, đặc biệt dầu Song nước nhiễm dầu dạng huyền phù hay nhũ tương cịn vấn đề nan giải khổng mặt cơng nghệ mà cịn mặt kinh tế Nhằm đóng góp vào việc giải vấn đề nêu trên, khuôn khổ đề tài NCKH nàychúng đề cập tới việc nghiên cứu xử dụng nguyên liệu rẻ tiền sẩn có, mùn cưa, phơi bào, bèo tây, bã mía để xử lý nước nhiễm dầu Ô NHIỄM DẦU VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP x LÝ Tình trạng nhiễm Tại Việt Nam, ngành công nghiệp khai thác chế biến dầu khí ngày phát triển, vấn đề bảo vệ mồi trường khỏi nhiễm sản phẩm dầu mỏ ngày quan tâm Việc khắc phục cố liên quan đến nhiễm dầu khó khăn tốn kém: Đã có nhiều nghiên cứu khác nhằm đề xuất q trình xử lý dầu có hiệu Nghiên cứu khả xử lý nước ô nhiễm dầu phương pháp dùng phế thải nông nghiệp phương pháp vi sinh hiếu khí ý tính hiệu cao vận hành đơn giản Sản phẩm q trình xử lý không gây phản ứng phụ, không tạo vấn đề mơi trường phương pháp xử lý hố học Hiện nay, dầu mỏ chiếm 60% nhu cầu tiêu thụ lượng giới Lượng dầu tiêu thụ nhiều gây rị ri, thất lớn Hàm lượng dầu nước tãng nhanh theo thời gian mức báo động Một số nghiên cứu gần Việt Nam cho thấy: • Biển miền Trung: 1996 - 1997 Hàm lượng dầu: 0,343 -ỉ- 0,431mg/l • Quần đảo Trường Sa: 1997 Hàm lượng dầu : 0,400 -ỉ- 0,770mg/l • Biển Đơng Nam Bộ: 1997 Hàm lượng dầu : 0,412 -f 0,617mg/l • Biển Tây Nam Bộ: 1992 Hàm lượng dầu : 0,448m g/l Nguồn gây ô nhiễm 2.7 Từ hoạt động thăm dị khai thác ngồi khơi Theo số liệu Tổng Cơng Ty dầu khí Việt Nam, sản lượng dầu khai thác ngày tăng, năm 1986 sản lượng dầu khai thác 40.000 tấn, năm 1996 sản lượng dầu khai thác tăng lên tới 8.800.000 Trong q trình thăm dị khai thác dầu khí, lượng dầu tràn góp phần khơng nhỏ vào gây ô nhiễm biển Trên thực tế, giai đoạn 1992- 2001 có 20 cố tràn dầu xảy mà gần cố tràn dầu xảy vào ngày 7/9/2001 vịnh Gành Rái tỉnh Bà Rịa, Vũng Tàu 2.2 Tàu chở dầu Theo tuyến hàng hải quốc tế, hàng năm có khoảng 200 triệu dầu chuyển từ Trung Đông qua vùng biển nước ta đến Nhật Hàn Quốc Lượng dầu xuất khẩu, nhập Việt Nam tăng nhanh Tàu chở dầu bị nạn gây tràn lượng dầu lớn để lại hậu mặt môi trường nghiêm trọng Điển hình vụ tràn dầu (Khoảng 1700 dầu diezen) tàu chở dầu đâm vào cảng Cát Lái vào ngày 03/10/1994 Hàng năm có khoảng 10 triệu dầu thải biển trình bơm tháo, rót dầu làm vệ sinh tàu cảng, chí có nhiền trường hợp tàu không xử lý lượng đầu cặn mà trực tiếp thải đại dương đặc biệt khu vực hải phận quốc tế, nơi không thuộc chủ quyền quản lý quốc gia 2.3 Sự c ố hàng hải Theo số liệu thống kê, nước ta có khoảng 400 tàu có trọng tải từ 1.000 - 10.000 Theo số liệu cục Hàng hải Việt Nam cố hàng hải từ năm 1992 đến 1996 có tới 465 vụ tràn dầu có 55 vụ nghiêm trọng 2.4 Hoạt động bến cảng Hệ thống cảng biển nước ta có 60 cảng lớn nhỏ, trình hoạt động cảng tàu thuyền cảng làm dầu tràn với lượng không nhỏ Theo số liệu cảng vụ Hải Phịng từ năm 1994 đến 1997 xử phạt 17 tàu hoạt động cảng làm tràn dầu 2.5 Nguồn từ đất liền Hệ thống sông Việt Nam có khoảng 250 sổng lớn nhỏ, 15 - 20 km bờ biển lại có cửa sơng đổ biển Có thể nói hầu hết ô nhiễm dầu sản phẩm dầu từ đất liền chảy vào vùng ven biển Việt Nam theo dịng sơng chủ yếu Bên cạnh đó, việc sử đụng sản phẩm liên quan đến dầu ngành công nghiệp (các nhà máy ô tô, công nghiệp hố chất, cửa hàng máy móc v.v ) góp phần khơng nhỏ vào gia tăng chất gây ô nhiễm dầu môi trường sống Lượng dầu gây ô nhiễm từ nguồn khác trình bày bảng (số liệu Cục M ôi Trường- Bộ Tài nguyên M ôi trường) Bảng Các nguồn gây ô nhiêm dầu V iệt Nam Lượng d ầ u (tấn) N guồn 1992 1995 2000 Giàn khoan khơi 200 270 550 Sự cố hàng hải 500 500 1500 2300 3500 7500 Hoạt động cảng 340 450 600 Nguồn từ đất liền 4040 5300 7500 7.380 10.020 17.650 Tàu chở dầu Tổng Tác động ô nhiễm dầu đến môi trường [2,10,14] 3.1 Tác động sinh học ô nhiễm dầu đến thủy quyên 3.1.1 Tác động sinh học ô nhiễm dầu Ánh hưởng ô nhiễm dầu đến sống sinh vật trực tiếp lẫn gián tiếp Các độc tố dầu gây rối loạn chức sinh lý, chức trao đổi chất làm sinh vật chết dần M ôi trường nước bị dầu che phủ làm thay đổi lượng oxy hoà tan cản trở ánh sáng chiếu xuống vùng sâu Đặc biệt hydrocacbon thơm có số lượng nguyên tử Cacbon nhỏ 10, hợp chất thơm ảnh hưởng nghiêm trọng đến sinh vật biển Nếu nồng độ chất thơm hoà tan 0,1 ppm thi ấu trùng không tồn tại, nồng độ chất thơm 10-100 ppm phá hoại hệ thống thần kinh nhạy cảm vi sinh vật Sự thấm dầu gây nguy hiểm cho loài chim Chim biển ướt dầu chúng khơng bay được, bị chết đói rét hệ thống lơng khơng cịn khả sưởi ấm Nếu dầu ngấm vào thể chim dẫn đến nhiều bệnh khác hydrocacbon xâm nhập vào thể chim ria lông bị ngộ độc Trứng chim biển bị ướt dầu khó nở thành chim non 3.1.2 Tác động ô nhiêm đến đánh bắt thuỷ hải sản Ô nhiễm dầu mỏ sản phẩm chúng làm thay đổi tính chất hố lý nước ( thay đổi màu, mùi, v ị ), tạo lớp m àng mỏng phủ m ặt biển, ngăn cách biển với khí trao đổi ơxy, nhiệt, làm lượng sinh vật phù du giảm, dẫn đến trữ lượng đánh bắt hải sản giảm 3.1.3 Tác động ô nhiễm đến công nghiệp Các trạm lượng hoạt động nhờ nước biển, nguồn nước bị ô nhiễm dầu ảnh hưởng đến hoạt động nhà máy Các xưởng đóng tàu, vận chuyển hàng hố bị trì hỗn hàm lượng dầu tràn 3.1.4 Ảnh hưởng đến ngành du lịch Nhiều vụ tràn dầu gây ô nhiễm vùng ven biển, khu giải trí bãi biển ảnh hưởng đến hoạt động vui chơi, giải trí Nếu lượng dầu lớn, hoạt động du lịch phải ngừng 3.2 Ảnh hưởng đến địa Sự cố tràn dầu tạo vết dầu loang bao phủ hàng ngàn hecta đất bồi cửa sông, làm chết rừng ngập mặn, hoa màu, ruộng lúa, gây ảnh hưởng đến cư dân vùng, khu vực dự án, có tác động lâu dài đến mơi trường sống Khi mặt đất có lớp đầu mỏng cản trở trao đổi chất sinh vật đất, làm đất thiếu ôxy, sinh vật đất chết Sự sa lắng thành phần rắn mùn khoan có lẫn dầu gây nên biến đổi thành phần trầm tích đáy xung quanh khu vực giàn khoan Dầu thấm đất lòng đất chiếm chỗ mao quản, đẩy nước khơng khí ngồi làm mơi trường đất bị thiếu khơng khí nước, ảnh hưởng đến tính chất đất hệ sinh thái đất Dầu xâm nhập vào đất làm thay đổi cấu trúc đất Chúng biến hạt keo thành trơ, khơng có khả hấp thụ trao đổi Vai trị đệm, tính ơxy hố, dẫn điện, dẫn nhiệt đất thay đổi, giảm tính dẻo tính dính Dầu thấm qua đất đến mạch nước ngầm làm ô nhiễm nước ngầm Ngồi ra, dầu hợp chất tiêu diệt trực tiếp hầu hết thực vật, động vật, sinh vật đất 3.3 Ảnh hưởng đến nhiệt độ Tại vùng biển ô nhiễm dầu nặng, nhiệt độ thấp nhiệt độ thường khoảng ° c sau khoảng mười năm Điều liên quan đến màng dầu loang ngăn cản bay nước, ảnh hưởng đến trao đổi nhiệt nước biển khí Q trình đốt khí thải mỏ ngồi khơi tạo khí C 2, N O x, S góp phần gây hiệu ứng nhà kính Phương pháp xử lý nước ô nhiễm dầu [10,12,13] Dầu tràn mặt nước tham gia hàng loạt trình biến đổi: Lan truyền, bay hơi, trơi dạt, hồ tan nước Dầu có tỷ trọng nhỏ nước nên dễ khuếch tán vào nước tạo nhũ tương dầu - nước Để tách loại dầu nước ta có phương pháp như: phương pháp học, phương pháp hoá lý, phương pháp sinh học, phương pháp hấp phụ phương pháp hoá học 4.1 Phương pháp học Phương pháp học áp đụng cho vụ tràn dầu, chủ yếu tách tiểu phân rắn kích thước lớn khỏi nguồn nước thải để loại bỏ tạp chất tan nước, có ba phương pháp chính: + Phương pháp dùng máy hút + Phương pháp dùng phao ngăn dầu + Phương pháp học dùng thiết bị tuyển 4.2 Phương pháp hoá lý Một phương pháp hoá lý dùng để tách loại dầu nước tồn dạng nhũ tương phương pháp dùng chất đông tụ Các chất đông tụ thường dùng A12(S 4)3, N aA 102, Al2(OH )5Cl, KA1(S04)2, F eS 4v.v chất đông tụ dùng nhiều A12(S 4)3 F e S 4.Al2(S 4)3 tạo kết tủa gel Al(OH)3 hoà tan vào nước 10 KẾT LUẬN Đã chế tạo số loại vật liệu hấp phụ: - Từ nguồn nguyên liệu bèo tây với khống sét điatomit hoạt hoá từ khoáng điatomit tự nhiên đất sét trắng - Bã mía biến tính axit clohydric với nồng độ khác - Mùn cưa biến tính axit clohydric với nồng độ khác Đã tiến hành nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến trình hấp phụ VLHP chế tạo từ mùn cưa đưa thông số tối ưu để xử lý nước ô nhiễm dầu vật liệu chế tạo Đã tiến hành xử lý mẫu pha dạng nhũ tương dầu-nước vật liệu chế tạo Đồng thời tiến hành xử lý mẫu nước thải số địa điểm bán xăng dầu xí nghiệp Bước đầu khẳng định khả sử dụng vật liệu hấp phụ việc xử lý nước nhiễm dầu có triển vọng, điều kiện công nghệ đơn giản giá thành thấp nguồn nguyên liệu chế tạo vật liệu phế thải nơng nghiệp có sắn 41 PHIẾU ĐẢNG KÝ KẾT QUẢ NGHIÊN c ứ u KHOA HỌC Tên đề tài: Nghiên cứu chế tạo số vật liệu từ loại phế thải ứng dụnơ trình xử lý nguồn nươc bị nhiễm dầu chất hữu độc hại khác Cơ quan chủ trì đề tài: Đại học Quốc gia Hà Nội Địa chỉ: 144 - Đường Xuân Thuỷ, Quận Cỗu Giấy, Hà Nội Điện thoại: 8340568 - 8340569 Tổng kinh phí thực chi: Trong đó: - Từ nguồn ngân sách Nhà nước: 10.000.000 đồng - Vay tín dụng: Khơng - Vốn tự có: Khơng - Thu hồi: Khơng Thời gian nghiên cứu: 24 tháng Thời gian bắt đầu: Tháng năm 2000 Thời gian kết thúc: Tháng 12 nãm 2001 Tên cán tham gia nghiên cứu: TS Trịnh Lê Hùng ĐHKHTN TS Trần Hồng Côn ĐHKHTN TS Hà Sỹ Uyên ĐHKHTN ThS Nguyễn Thị Hạnh ĐHKHTN Học viên cao học, sinh viên ĐH 42 Số đăng ký đề tài Số chứng nhận đãng Bảo mật: ký kết nghiên cứu A - Phổ biến rộng rãi X QT 00.14 B —Phổ biến hạn chế c - Bảo mật Tóm tắt kết nghiên cứu: - Đã nghiên cứu điều chế chất hấp phụ có khả xử lý nước ô nhiễm dầu từ: + Bèo tây chất phụ gia + Bã mía chất phụ gia + Mùn cưa chất phụ gia + Đã nghiên cứu tìm điều kiện thích hợp cho việc sử dụng vật liệu hấp phụ để xử lý tách loại dầu nguồn nước bị ô nhiễm - Đã tiến hành thử nghiệm xử lý dầu có nguồn nước thải thực tế vật liệu hấp phụ chế tạo Kiến nghị quy mô đôi tượng áp dụng nghiên cứu: Đề nghị tiếp tục nghiên cứu để đưa vào ứng dụng thực tế Họ Tên Học hàm, Học vị Chủ nghiệm đề Thủ trưởng Chủ tịch Hội Thủ trưởng tài quan chủ trì đồng đánh giá quan quản thức lý đề tài Nguyễn Văn Nội óvíí 7^> ' ?UA ỊG ■) TS ì Ký tên, đóng dấu ỵ^ / / 43 ’ tị y TÀI LIỆU THAM KHẢO Các tiêu chuẩn Nhà nước Việt Nam môi trường Nxb Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 1995 Nguyễn Ngọc Khang Nghiên cícu ứng dụng khả hấp phụ sổ khoáng tự nhiên vào việc xử lý dầu tràn Tạp chí Khoa học Cơnơ nghệ, Trung tâm khoa học tự nhiên Công nghệ quốc gia, tập 37 1999 Báo cáo trạng môi trường dầu khí Việt Nam Tổng cơng ty Dầu khí Việt Nam, 2002 Oil Spill Crisis Management Simulation Course, Seoul Korea August 1- September 2, 2000 D.Philbrook, M Slaton 2000 Reducing Chemical and Sludge Cost for an oily wastewater treatment System 46th Purdue Industrial Waste Conference Proceedings, pp 23-29 , 1992 J.Regula, B.Pascual, B.Tansel, idtrafiltration o f Petroleum Coagulation Pretreatment fo r hydrocarbon contaminated waters 48th Purdue Industrial Waste Conference Proceedings, pp 149-259,1993 D Bologolov, Sokolova, p obochnik productov sidfatno-celhdoznovo proizvodstva Izd Khimija, Moskva 1962 V Fedorov Khimicheskie veshetstva V proizvodstva bumagi, Izd Khimija, Moskva 1977 K Freidenberg, E, Adlen, et al Doklady na sympoziume po khimii lignina, Helsinki 1961 10 Ư B Kỉoster J Amer Water Works Association 66 (44), 1973 11 World Health Organization Envir Health Criteria 171 Diesel fuel and exhaust emissions, Geneva 1996 12 G Tchobanoglous, Franklin L Burton Wastewater Engineering, McGraw-Hill, Inc 1991 44 13 M A H F ranson (Managing Editor) Standard Methods for the examination o f water and wastewater Amer Public Health Association, Washington, DC, 1995 19,h dition 14 Cheryl A Page, James s Bonner, Peggy L Sumner, Robin L Autenrieth Solubility o f petroleum hydrocarbons in oil/ water systems Marine Chemistry 70 (2000) 79-87 15 Kee Kean Chin Evaluation o f treatment efficiency o f processes for petroleum refinery watstewater Wat Sci Tech Vol.29, No.8, pp.47-50, 1994 16 John Ellis, Jurgen K orth and Li Peng Treatment of retort waters from Stuart oil shale using high-sihca zeolites Fnei Vol.74, No 6, pp 860864,1995 17 A.I Zouboulis, A Avranas Treatment o f oil-in-water emulsions by coagulation and dissolved-air flotation Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 172 (2000) 153-161 18 V.B Fainerman, R Miller, E.v Aksenenko, A.v Makievski, J Kragel, G Loglio, L Liggieri Effect o f surfactant interfacial orientation!aggregation on adsorption dynamics Advances in Colloid and Interface Science 86 (2000) 83-101 19 w Scholz and w Fuchs Treatment o f oil contaminated, wastewater in a membrane Bioreactor Wat Res Vol 14, No 14, pp 3621-3629, 2000 45 ĐẠI-HỌC QUỐC 01A HÀ NỘI TRUỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T ự N H IÊ N K H O A H Ó A HỌC Vũ Lan Phương NGHIÊN CỨU CHẾ TẠ O MỘT s ổ VẬT LIỆU HÂP PHỤ TỪ CÁC LOẠI VẬ T LIỆU T ự N H IÊN ĐỂ ÚNG DỤNG TRONG QUẢ TRÌNH XỬ LÝ CÁC NG UỒ N NƯỚC BỊ Ô NHIỄM dầu K H Ó A LU Ậ N TỐT NGHIỆP HỆ ĐẠI HỌC CHÍNH QUY N gành : Cơng nghệ Hóa hoc Cán hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Nội Hà nội, 2001 ĐẠI HOC QUỐC GIA HÀ NÔI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T ự NHIÊN KHOA MÔI TRƯỜNG PHẠM THANH XUÂN NGHIÊN c ứ SỬ DỤNG MÙN CƯA BIẾN TÍNH ĐỂ XỬ LÝ NƯỚC NHIỄM DẦU KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP HỆ ĐẠI HOC CHÍNH QUI Ngành: Khoa học Môi trường Cán hướng dẫn: TS Trần Hồng cỏ n ThS Đồng Kim Loan HÀ NỘI - 2001 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA H ọ c T ự N H ĩÊ N KHOA HO Á HỌC Trán Thị Tô Phượng KHẢO SÁT KHẢ NÃNG x LÝ NƯỚC Ô NHlỀM DẦU BẰNG PHƯƠNG PHÁP VI SINH HIẾU KHÍ VÀ PHÊ THẢI NƠNG NGHIỆP KHỐ LUẬN TỐT NGHIỆP HỆ ĐẠI HOC CHÍNH QUY Ngành : Cơng nghệ hố học Cán hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Nội TS Lê Thanh Sơn Hà n \ ' -2003 ill M IX ' LỤ C T r a i l if N g u y ễ n Đ ìn h Hàng, H o n g T h ị HươnX Huế, V õ Quyết Thắng Tổng liợp ngliicn cứu phức rắn lantan với valin Lcuxm i N g u y ễ n Đ ình tìảiìỊị H o n g T h ị ỉlư n x Hue, Pìtùno HnCniỊị l.niix N g h i e n CƯIT tach loại Silt va nuingíin Irons, s õ ihhiỒii IHVĨC 'Min (.V In mu i tillin’ irni)i> X 11 nội xúc lác M n trẽn than hoại tính? T r ầ n K itv Tiến , Lê H ùn g N g h i ê n cứu khả Iiiing tách loại canx.i ntagi e khỏi c ô n g n g h ê đ i ệ n phim xút - c l o bằntĩ li ình rửa mu ố i ■4 N g u y ễ n Xuân TniììỊỊ, Bùi Xuân Thàiili, 'Trần Dai Thanh N g h i ê n cứu Iiiìng liỉVp phụ llúiy NiMH (II), chì (II) (IOn L-liiinsan T r ầ n C I iiíóiiịi U n v e i l , ỉ Ã' T h ị l l i ú r u x (/Y,///(,', 'Ị'i,hi T h ị H o i Wi ll X c đ ị n h l ượ n g vél s cl cii b ằ n g pjiLitvnLi pháp cực phổ x i m y VI pỉi.ÌM su J i m s ó n g x ú c lác 17 L â m N\>ọc Tint, H Nhu' Đai N g h i ê n c ứ u c chê phán ứnụ ,\i liuá s i mí o n a p h i o k o r e / o c x i i i hiìim 1 , 0, }y t r o n g m ô i i rường k i ể m tác d ụ n g Xúc tác cua M n ( i l ) N q u v ê n Q uá c T itấ n , Lim Thị Huế, ìJh(Ui Nạọc Tồn Phân tích aflaloxin Irong lạc, n g Iliức ăn gia súc hnim sắc kv Ioiil: hiệu suãt V, c a o detccl or huỳnh quang N y u y ể n Đ ứ c l l tié, P h m N l u í ỈỈÓIÌ N g h i ê n cứu khã hấp phụ xúc lác phân luiv sò hop cliàt l ú d o cua 3Ị Phil li psit c lự nhiên việt nam P h a n T ố ng scsbc( kill n n c i i t a h s A s l c r n c c d c ) c ù a ViỌl N a m 10 M a i V ăn T 'rí Phau Tơm ; Sơn, Dutỉnx Anh Tìiiui, Diíóng N yọ c I II dỏ (Ta.uts w ailichuina Zucc.) mọc Lãm Đổng, Việt Nam 11 N g ô T h ị T huận, Đ ặ ng T h a n h Tuấn P h ả n ứ n g phân bỏ kũ t o l u e n Irên XL1C lác cliứii z c o h i l ô n g hợp Ui t a o lanh 44 12 N g ô T h ị T hu ận, Ĩ ! ẩn N h M ai, N g uyen Tiến T hào P h ả n tí ch s n p h ẩ m p n ứ n g lí iơm ho L K Ỉ b a n g sắc kí khí khui (CiC- -ỈX MS) 13 N g u y ễ n M ìn h Tlỉào, T r â n V ân Ciuéiỉ, Phọni Vun Phong Tổng hợp chuyển lioá liựp chất tu lự khancon cỏ chua voiiịỉ i II (I ()! 52 IV X i T ổ n g h ợ p v Chuyển hoá số xeton ct.P-không no từ dẫn xuất cua isoơgienol inđol-3-aiiđehit 14 Đ ặn g N h T ì, Tì ủn Thạch Văn, Thái Am, Nguyền Vân N ỉịọc, Phạm Duy Nam Chuyen hoa khao sát tính chát ức chê ăn mịn azometin ihc dãy 5amino-1,2-đimetỵlừiđol 56 15 Lưu Văn Bôi, N g u y ễ n Thị Phương ì n é n Tliiocacbamoyl liố hợp chất cỉiứa nhóm ainin 60 X Phan ứng mctyl 4-aminobenzoat với tetramctyllhiiiram disuníiia San pliám chuyên hoá hoú học cua chúng 16 V â n N g ọ c lỉư ng , Lé Anh Tuấn, Nguyễn Thanh Bình Thành phần hóa học hoại tính sinh học tinh đẩu cù riềng Bắc Bộ (Alpinia Tonkinciisis gagnep) Việt Nam 17 65 N g u y ễ n T h ị H u ệ , L u '11 T h ị I I Oil Nghiên cứu phán ứng thuỷ phân chilin iixit clohic.il ic 67 18 DươỉiịỊ Anh T u ấ n , Dương N ìịọc Tú Vít Văn Hiệp, NíỊitychì Văn Dậu, rinin Đình Châu Nghiên cứu qui IrìnlvPhân lập Plumbagin xác định hàm lượng cua Bạch hoa xà (P h tm b a iỊo zeyhinicii Liniì) phươiig pháp sắt kí lóng l ũ n g 72 cao (HPLC) 19 N ìịuycii Vân Đậu, Trán Thi Tìm Hà, NiỊitvển Thị Minh ỉhiê Đóng uỏp vào việc nghiên LỨU thc'mii phấn lioá hục cùa câY bạch hoa xà (P lum bago zeylanico Linn) 20 N g u v c n ỉỉữ u Đ ịnh Bán tổng hợp codein lừ phenyltrimetylamoni clorua 21 77 mocphin bàng tác nhân mclyl hóa Hỉ Đ ồn M nh Chất, N i ’IIyen Đình Triệu Tổn« hợp lính tốn số thơng số cấu tao 5-aryl-2 mecapio-l 3.4- H6 oxađiit/ol 22 LỚI ÌI /V ÍỊOC h i ê m , N ịịô Ik i i i ỉ ! N ^ í i ỵ ợ n Nghicn cứu số tính chut [ượng lử tủa a.[3-Xcton không no chứa di vỉmg furan phương pháp gần hoá học lượng tử 23 N gu y ễn V ă n Vạn, L â m N gọc Tlìiểm chát 95 Chế tao khảo sát biến đổi tính chất cúa vật liệu cao su tổhợp diều 99 Nghiên cứu ức chế ăn mòn kim loại Một số họp alcanolamit điểu chế từ nguyên liệu dấu dừa 24 T rần Thị T h a n h Vân, Ngỏ D uy Cường N g uyễn Quan ị.ị , Vù Vãn Bình kiện khí hậu Nhiệt đới 25 9Í Phan Vởn Ninh, Ngơ Duy Cường, Khuất Ván Quyên, Phạm Tiu Hà V Epoxy hóa xúc tác dầu hat hướng dươiVrí ỉ 05 26 N gơ Duy Cường, Phan Văn Ninh, Trần Minh Tuấn Khả hoá dẻo ổn định nhiệt cho PVC dầu béo dã epoxy hoá (Dep) 27 P hạm Văn Nhiêu N ghiên cứu c h ế tạo mỡ bơi trơn natri /12 28 Trịnh Xiiân Sên, Nguyễn Đình Tương,Nguyên Thị c â n Hà, Phiuw Thi Xi ùm Bình Đánh giá độ bền hồ tan anơt điện cực titan dung dịch NaCl 42 M 116 29 H Sỹ Uyên, Ngô Thị Thanh Văn, Ngô Thị Mậu Chê tạo may khuây hai cánh đảo chiều Thiêt' kế hệ thiết hi phán ứnơ Cascade nghiên cứu phổ phân bố thời gian lưu ỉ 20 g ) Nguyễn Vân Nội, Trịnh Lề Hùng, Nguyễn Đắc Vinh, Trần Mỹ Linh, Trần Đình Trinh N ghiên cứu khả tách loại, thu hổi kim loại nặng d ù ụndmi dung dịch bang vạt liệu hấp phụ chế tạo từ rong táo biển 125 (^ )3 Trần Hồng Côn, Đổng Kim Loan, Phạm Thanh Xitân, Nguyễn Văn Nội N ghiên cứu sử dụng mùn cưa biến tính để xử lý nước nhiễm drill I.W 32 Tạ Ngọc Đơn, Vũ ĐàoThắng, Hồng Trọng Yêni N ghiên cứu tổng hợp Zeolit NaP từ cao lanh không nung ỉ.u 33 Hoa Hữii Thu, Nguyễn Thanh Bình, Nguyễn Thị Thu Hà Vai trị chất tăng tốc NaF hệ xúc tác hai chức nãng C i 20 ,/ A ,0 , phản ứng thơm hoá n-hexan IV) 34 L ê T h a n h Sơỉĩ, H oa Hữit Thu, Trần H ng Cơ, N guyễn Tiến Thảo Nguyễn Thanh Bình Zeolit hóa tro than bay nhà máy nhiệt điện Phả Lại 144 35 H oa Hữii Thư, Lê Thanh Sơn, Nguyễn Thanh Bỉnh, Trần Thị Minh Ngọc Phản ứng dehiđro hoá etylbenzen thành stiren xúc tác spinel bạc ba Ci- Ỉ4S F e-Zn (Co) 36 Hoàng Mạnh Hùng Giám dịnh ma tuý khoa học hình Việl nam ( Ị ) 37 Trịnh Lê Hừng, Nguyễn Đắc Vinh, Nguyễn Văn Nội, Trấn Hồng Côn, Hà Sỹ Uyên cộng N g h iê n cứu thiết k ế tiến hành xử lý nước rị rỉ từ bải chơn láp rác thái N a m sơn Hà nội /5.Ỉ 15S io N G HIÊN CỨU SỬ DỤNG MÙr CƯA HIẾN TÍNIĨ ĐỂ x LÝ NƯỚC NHIỄM DẨƯ (Investigation of oil polluted water treatment by dcnaturated sawdust) *T rần H n g C ô n * , bĐỒng K im Loan, bPhạm Thanh X u ân , "Nguyen Văn N ội aKhoa H ó a hục Trường Đ K H T N - ĐH QG l i nội *K h oa M ôi trường, Trường i)KỈỈTN- ĐHQC, ĩ ỉ nội The treatment o f o il polluted water presents as a world problem not only by Its largely d i s t r i b u t i o n b l i t u l s o b y I t s t r e a t m e n t c o s t l i e i n v e s t i g a t i o n M i l l s t o f i n d o u t ÌÌCW a d s o r p t i o n I i u i i e r i d l s o r ig in a l f i o n i w o o d -rtia n n fa c to i'in g a n d a g ric u ltu r a l w astes S a w d u s t w a s fi r s t ly c h o sc n CIS Cl representative m aterial f o r the investigation The kinetics and capacity o f o i i adsorption on denalurated sawdust was determined The results showed /lull suitably (lenaluratccl sawdust can be very good adsorotipn m aterial fo r o il polluted wastewater treatment Nước nhiễm dầu khơng cịn tượng thấy tiên thố giới lại nước ta Nguyèn nhân lừ hai lĩnh vực khai thác sử dung Công nghiẽp khai thác dầu khí phát triển till ỏ nhicin dàu nước biển vùng -ven bờ nặng nề Đicu ảnh hường lái mạnh tới cân hệ sinh thái ven biển, dây chúng tòi muốn quan tâm nhiâu đốn nguồn nước thài nước mặt nhiễm dầu; nơi khoanh vùng, thư gom yà xử lý dược Viêc xử lý nước nhiễm dầu dã có n h i ề u c n g trình n g h i ê n cứu, đặc biột dầu S o n g nước n h i ễ m dầu n g huy ền phù hay nhũ tương văn cịn vấn đồ nan giải mặt công nghệ mà người ta quan tâm nhiều mặt giá thành Nhằm đóng góp vào việc giái vấn đề nêu trên, đề cập tới việc nghiên cứu sử dụng nguyên vật liệu thải từ sản xuất nông, lâm nghiệp đỏ rơm, rạ, tre, lá, mùn cưa, phoi bào để xử lý nước nhiễm dầu Trong r.ùy chúng tỏi muốn công bố thành còng tronơ việc sử dụng mùn cưa biến tính dể xứ Iv nước nhiễm đáu dạng Iniycu phù bền, không giữ lại qua lớp vật liệu lọc thông thường Mùn cưa mạt gỏ dưực cào la thường (heo chiều cắt ngang thớ gỗ nên lât x ố p n h n g hầu n h v ẫ n g i ữ n g u y ê n c ấ u m i c củ a nh ữ n g doan sợi gõ G c n g khó tòc độ thấm nước tồi Khi xử lý bang kiổm hầu hết axit nliưa, lignin, polysactorit thành phần khác tan vào dung dịch trừ phán cenlulze Đối với gỏ khô cenluloze chiếm khoảng 50% trọng lượng Sợi gỗ có cấu trúc hình Hình Cấu trúc cùa sợi gỗ Khiinv lõi - 2, Các vách gỗ sơ cấp thử cấp; Cư chát sựì ỊỊƠ M ù n cưa sau tu y ể n lửa bàng nu để loa, bõ dai cá! mầu IH I ! v ẩ y v s í y khó ị nhiẹi clộ 105 C s ẽ d ư c sĩ Ị f d,;, dưực lọc n g h iê n cứu Càn n h ữ n g lư ợng m ùn cua nlm 50 gam cho viiì, a'., I chứa sãn du n g d ịc h axit c lo h y d r ic với n n g dù lán lượi I M SM I OM I \ | \ I OM Sau x lý nhiệt đ ộ thài giãn thích hợp nhàng lương mùn ara nó, ,',á, đ ợ c rửa axit dược sấy k h ô trớ lại ứ nhiệt độ 1o r e ? c ỉ hir n g h !ệ m klli* nă ng haP phụ cláu cúa mùn cưa biên lính trước !iẽn hành với m ãu gia c ó h m lượng dầu huycn phù 1.000 mg/l tao hfnvj m;iv |,H* h u y ề n phù c ù n g với m ộ i lượng chát phu gia hoai dỏng bề mặt 100 „ W L lỉu v c n phu bền (rong v ị n g tiếng ^ Đ ê đ a n h g i a k h a n a n g h â p p h ụ đ â u c u a c c loại m ù n c a s a u b i é n l í nh c luì I1 U Um c h o 1,0 gam m un cưa v a o 100 ml dung dich huycn phù dấu, khuàv (lcu Iron11 VOIII' ^{) phút sau đ ó phân tích lượ ng dầu c ò n lại dung dịch Các kết qua tUrơc the hicíU iéii hình H (% ) Ạ 100 90 80 70 60 I _ I _ I 0,5 1.0 lõ 2.0 - ► [HCIị (M) H ìn h Sự phụ thuộcgiữ a hiệu suất hấp phụ dầu cùa mùn cưa vào lliời gian n ổ n g độ HCI xử lý nhiệt đỏ phòng - 77ỉí>/ i Ị Í a i ì x ứ lý ÍỊÌỜ; ' T h i g ia n A l t ' lý \() yjr'i; - T h i qicin x ứ lý 24 giờ; Thời gian xứ ly lù J xin C ác kết c h o thấy mùn cưa biến tính axit cỏ kha nãnư liãp plui il.m c a o liạ n g Ihái ngtiyC-n khai Nlunig nniiịi ilõ axil SƯ dull” tic IIlf IỊ linh iuiiị: mil hướng tlốn cluìì lơựng cùa sán phàm Từ (.lổ Ihị liên hình cho thây nliiii i!n - l'C) biến tính bung HC1 lliừi gian xù lý thích họp la Uony kluum; : : - I n n g đ o HC1 tối ưu k h o n g ,5 M N hìn chung nổng dở axil cao boil 5M \ Ihoi Jil.in x ly k é o dài k h n g c ó lợi c h o việc bi ến t ính m ù n cưa c h o m ụ c đ íc h h â p phụ (.lau hiiYÓit phù nước N g h i ê n c ứ u d ộ n g h ọ c c ủ a q u trì nh h ấ p ph u đ u ứ d a n g h u y ê n ph ù b a n g loai n u m cưa biến tính c ó kha hấp phu cao nhấl, chúng lòi nhũn ihay ráng Ini VOI d u n - J k !i CO h a m l ợ n g d u t hấ p , i h i g i a n đạt lới c â n b ă n g rái n g ắ n ; s o n g n ni i g d ụ Jill Ho.hỊ nước c a n g tảng qua trình hâp phụ h u y ề n phù dầu c a o luât n y Đ c m qua trình đạt tới cân bàng kéo dài nhiều Khi n nồng dọ ilup gần luân theo quy luật hấp phu Langmuir; nhung kill nơng c c kết thực nghiệm c h o thày chủng khôi.g luân Ilico M»»y biổu kết kháo sái Kv,ng clicu kiện hâp plui mill Iren ilo liu (lim b ) c h ú n g lỏi nhân thấy đ ổ thị c ó dạng đường c o n g hấp phu BBI Điên hoan tồn phìì hợp với tương n gư ng tụ tiếp lục cua hat hu yen phù ilau lẽn be mai lia hấp phụ no m ùn cưa ìnà c h ú n g quan sát thay kinh hien \ < 100 ( 200 300 0 ► C' ( mt i / I ) H inll Đ ườỉiịỉ h ấ p p h u d ẳ n g nliicl c u a Im ycii p h u dầu lữn m ù n IIÙI hicn linh N g l i i c n cứu lt;Yp p h ụ d n g dược Ihiiv liiỌn Uvn CỎI có kíc h 1huiVc diu'Vtiii kítili 1IOIM' 21 m m chicn c a o lớp vâl liệu iiiìp |>!m 120 inm VỚỊ tiling ilk'll Iiiiu ' 1 'Ihi il.m 1 n ổ n g tlộ f»C)() mii/L T ốc dỏ tlịcỉi chuyên cúa pha dõi Inin (.lau lìi 10 mi/phui u n ' JIMV, p s u ấ t k h ủ n g t h a y d ổ i ứ n g v i clìiổLi Ciio CỎI ti li ng d ị c h 75 e m T r o n g 1|U ,1 11II ill l i nk n g h i ệ m , d i LÍ n g lơi IỈÌCO d õ i s t h a y d ổ i c ù a tóc d ỏ d o n g c h â y lãn lưnl láy la tlcu il;m c c p h â n đ o n s;ui help p h ụ đ e p h â n tí ch h m l ợ n g d ấ u c ò n Im V i í l i eu ki ê n không 0)1 ;i|) l l i a y d ổ i n hư d ã n ói ứ l i ê n , c h ú n y lỏ i n hạ n th ây l ă n g ó nliưiìịỊ pli.ìn (luan I[.UI (khống 0 t h ể l í c h c ộ t ) , t ố c đ ỏ d ị c h c h u y ê n c u a pha clộnỵ, liiìu nhu k l ì õ i m (h a \ (Im: so n g c n g ve sau lóc dồ giám dan Quan sál lớp vâl liêu li.ìp phu cliúne 1Õ| th.n m àng dấu ụiữii hai mùn cưa d;'m drill lún ]cn thu hep L'iic khnane tfõnV’ Kin d ầ u l ại Đ i ỏ u n ù v dã n g ã n c n s ự c h n y c n i l ị c h CII.I pluì d ộ n g S.UI k l u u u m U) pli.m