Nghiên cứu khả năng xử lý fe3+ trong nước bằng vật liệu hấp phụ chế tạo từ vỏ quả sầu riêng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG - ISO 9001 : 2008 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH: KỸ THUẬT MƠI TRƢỜNG Giảng viên hƣớng dẫn : ThS Tơ Thị Lan Phƣơng Sinh viên:Trần Thị Liên HẢI PHÒNG - 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG - NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ Fe3+ TRONG NƢỚC BẰNG VẬT LIỆU HẤP PHỤ CHẾ TẠO TỪ VỎ SẦU RIÊNG KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG Giảng viên hƣớng dẫn : ThS Tô Thị Lan Phƣơng Sinh viên:Trần Thị Liên HẢI PHÒNG – 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên: Trần Thị Liên Mã SV: 1112301004 Lớp: MT1501 Ngành: Kỹ thuật môi trường Tên đề tài: Nghiên cứu khả xử lý Fe3+ nước vật liệu hấp phụ chế tạo từ vỏ sầu riêng NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI Nội dung yêu cầu cần giải nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp (về lý luận, thực tiễn, số liệu cần tính tốn vẽ) - Chế tạo vật liệu hấp phụ từ vỏ sầu riêng - So sánh khả hấp phụ sắt nguyên liệu vật liệu hấp phụ - Tìm yếu tố tối ưu cho trình hấp phụ sắt vật liệu hấp phụ …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………… Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính tốn Các số liệu thực nghiệm liên quan đến q trình thí nghiệm như: pH, khối lượng vật liệu, thời gian hấp phụ, tải trọng hấp phụ, giải hấp… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Địa điểm thực tập tốt nghiệp Phòng thí nghiệm F204 Trường Đại học Dân lập Hải Phịng …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Ngƣời hƣớng dẫn thứ nhất: Họ tên: Tô Thị Lan Phương Học hàm, học vị: Thạc sĩ Cơ quan cơng tác: Trường Đại Học Dân Lập Hải Phịng Nội dung hướng dẫn: Tồn khóa luận Ngƣời hƣớng dẫn thứ hai: Họ tên: Học hàm, học vị: Cơ quan công tác: Nội dung hướng dẫn: Đề tài tốt nghiệp giao ngày ….tháng ….năm 2015 Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày … tháng … năm 2015 Đã nhận nhiệm vụ ĐTTN Đã giao nhiệm vụ ĐTTN Người hướng dẫn Sinh viên Trần Thị Liên ThS Tơ Thị Lan Phương Hải Phịng, ngày tháng năm 2015 Hiệu trƣởng GS.TS.NSƢT Trần Hữu Nghị PHẦN NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN Tinh thần thái độ sinh viên trình làm đề tài tốt nghiệp: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………… Đánh giá chất lƣợng khóa luận (so với nội dung yêu cầu đề nhiệm vụ Đ.T T.N mặt lý luận, thực tiễn, tính toán số liệu…): ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Cho điểm cán hƣớng dẫn (ghi số chữ): …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Hải Phòng, ngày tháng năm 2015 Cán hƣớng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP – NGÀNH KỸ THUẬT MƠI TRƯỜNG LỜI CẢM ƠN Trong trình học tập hoàn thành luận văn này, em nhận hướng dẫn, giúp đỡ quý báu thầy cô, anh chị bạn.Với lịng kính trọng biết ơn sâu sắc em xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới Ban Giám hiệu.Phòng Đào tạo Trường Đại học Dân lập Hải Phòng tạo điều kiện cho em suốt trình học tập Xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo khoa Môi trường, người trực tiếp giảng dạy, truyền đạt lại cho em kiến thức bổ trợ vô có ích năm học vừa qua Em xin chân thành cảm ơn cô giáo Tô Thị Lan Phương, người trực tiếp hướng dẫn đề tài Trong trình làm luận văn, tận tình hướng dẫn em thực đề tài, giúp em giải vấn đề nảy sinh trình làm luận văn hoàn thành luận văn định hướng ban đầu Xin chân thành cảm ơn thầy cô hội đồng chấm luận văn cho em đóng góp q báu để luận văn thêm hồn chỉnh Hải Phịng, ngày tháng năm 2015 Sinh viên Trần Thị Liên Sinh viên: Trần Thị Liên – MT1501 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP – NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Nước thải – đặc trưng thông số đánh giá 1.1.1 Định nghĩa nước thải 1.1.2 Thông số đánh giá chất lượng nước 1.2.Các phương pháp xử lý nước thải 1.2.1 Phương pháp học 1.2.2 Phương pháp hóa lý 1.2.3 Phương pháp hóa học 1.2.4 Phương pháp sinh học 1.3 Một số phương pháp xác định kim loại nặng nước 1.3.1 Phương pháp phân tích trắc quang 1.3.2 Phương pháp phân tích cực phổ 1.4.Giới thiệu phương pháp hấp phụ 1.4.1.Các khái niệm 1.4.2.Phươngtrìnhmơtả qtrìnhhấpphụ đẳng nhiệt 1.4.3 Một số yếu tố ảnh hưởng đến trình hấp phụ giải hấp 10 1.4.4 Ứng dụng phương pháp hấp phụ xử lý nước thải 11 1.5 Chiếttáchxenlulotừvỏquảsầuriêng 11 1.5.1.Sầuriêng 11 1.5.2.Hìnhtháihọc 11 1.5.3.Vỏquảsầuriêng 12 1.5.4.Thànhphầnhóahọccủavỏquảsầuriêng 13 1.5.4.1.Xenlulo 13 1.5.4.2.Lignin 14 1.5.4.3.Chiết táchxenlulozotừvỏ quảsầuriêng 14 1.6 Giới thiệu Sắt 15 1.6.1 Tính chất phân bố sắt môi trường 15 1.6.2 Vai trò sắt 15 1.6.3 Độc tính sắt 16 CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM 16 2.1 Mục đích nghiên cứu 17 2.2 Nội dung nghiên cứu 17 2.3 Dụng cụ hóa chất 17 2.3.1.Dụng cụ 17 Sinh viên: Trần Thị Liên – MT1501 KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP – NGÀNH KỸ THUẬT MƠI TRƯỜNG 2.3.2 Hóa chất 17 2.4.Phương pháp xác định sắt 18 2.4.1 Chuẩn bị dung dịch thí nghiệm 18 2.4.2 Cách tiến hành 18 2.4.3.Xây dựng đường chuẩn 18 2.5 Chế tạo vật liệu hấp phụ từ vỏ sầu riêng 20 2.5.1.Nguyên liệu 21 2.5.2.Xử lý hóa phương pháp axit 21 2.5.3 Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến trình chiết xenlulo từ vỏ sầu riêng 21 2.5.3.1.Ảnh hưởng nồng độ H2SO4 đến trình chiết xenlulo từ vỏ sầu riêng 21 2.5.3.2 Ảnh hưởng thời gian nấu đến trình chiến xenlulo từ vỏ sầu riêng 21 2.6 Khảo sát khả hấp phụ nguyên liệu vật liệu hấp phụ 22 2.7 Khảo sát khả hấp phụ Fe3+ dung dịch vật liệu hấp phụ 22 2.7.1 Khảo sát ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ Fe3+ 22 2.7.2 Khảo sát ảnh hưởng thời gian đến trình hấp phụ Fe3+ 22 2.7.3 Khảo sát ảnh hưởng khối lượng vật liệu đến trình hấp phụ 23 2.7.4 Khảo sát phụ thuộc tải trọng vào nồng độ cân sắt 23 2.10 Khảo sát khả giải hấp , tái sinh vật liệu hấp phụ 23 2.10.1 Khảo sát khả giải hấp 23 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 24 3.1.1 Ảnh hưởng nồng độ H2SO4 đến trình chiết xenlulo từ vỏ sầu riêng 24 3.1.2.Ảnh hưởng thời gian nấu đến trình chiết xenlulo từ vỏ sầu riêng 25 3.2 Kết khảo sát khả hấp phụ vật liệu nguyên liệu sầu riêng 26 3.3.2 Kết khảo sát ảnh hưởng thời gian đến trình hấp phụ sắt 28 3.3.3 Kết khảo sát ảnh hưởng khối lượng vật liệu đến trình hấp phụ 29 3.7 Khảo sát phụ thuộc tải trọng vào nồng độ cân sắt 30 3.4.Kết khảo sát khả hấp phụ tái sinh vật liệu hấp phụ 32 KẾT LUẬN 34 TÀI LIỆU THAM KHẢO 35 Sinh viên: Trần Thị Liên – MT1501 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP – NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1.Kết xác định dường chuẩn sắt 19 Bảng 3.1 Kết ảnh hưởng H2SO4 đến trình chiết xenlulo 24 Bảng 3.2 Ảnh hưởng thời gian nấu đến trình chiết xenlulo 25 Bảng 3.3 Khảo sát khả hấp phụ vật liệu nguyên liệu sầu riêng 26 Bảng 3.4 Khảo sát ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ 27 Bảng 3.5.Ảnh hưởng thời gian đến trình hấp phụ 28 Bảng 3.6 Ảnh hưởng khối lượng vật liệu đến trình hấp phụ 29 Bảng 3.7 Khảo sát phụ thuộc tải trọng vào nồng độ cân sắt 30 Bảng 3.8 Khảo sát khả hấp phụ vật liệu 32 Bảng 3.9 Kết giải hấp vật liệu hấp phụ HNO3 1M 32 Bảng 3.10 Kết tái sinh vật liệu hấp phụ 33 Sinh viên: Trần Thị Liên – MT1501 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP – NGÀNH KỸ THUẬT MƠI TRƯỜNG 2.5.1.Ngunliệu Vỏquảsầuriêngđượcrửasạch,cắtnhỏ,sấyở850Cđếnkhơ, sau đem nghiền 2.5.2.Xửlý hóabằngphương pháp axit Hỗnhợpvỏquảsầuriêngvàdungdịchnấu H2SO4đượcgianhiệttrongcốcthủytinh Qtrìnhnấu liên tục 60 phút Diễnbiếntrongqtrìnhnấuđượctheodõiqua% ligninbị loạicủavỏquả sầuriêngsaukhinấu.Lọc lấylượngvỏsầuriêng saukhinấu, rửa vàđemsấykhơ rồicân,khốilượnggiảmsaukhinấu chínhlà khốilượngcủalignin Khốilượngligningiảmsaukhinấuđượctínhtheocơngthức: m0–m=x Trongđó: m0là khốilượngvỏquảsầuriêngbanđầu m khốilượngvỏquảsầuriêng cịn lạisaukhinấu x khốilượnggiảmsaukhinấu Nhưtađãbiếttrongvỏsầuriêngthànhphầnligninchiếm20%nên%ligninbị loạisẽ đượctínhtheocơngthức: % ligninbị loại=5x/m0(%) 2.5.3.Nghiêncứucácyếutốảnhhƣởngđếnqtrìnhchiếtxenlulotừvỏquả sầuriêng Chúngtơitiếnhànhnghiên cứuảnhhưởngcủacácyếutố như:thờigiannấu, khối lượng vật liệu, nồng độH SO đếnquátrìnhchiếtxenlulotừvỏquảsầuriêngtheophươngphápaxit 2.5.3.1.Ảnh hưởng nồng độ H2SO4 đến trình chiết xenlulo từ vỏ sầu riêng Chuẩn bị bình định mức 250 ml, cho vào bình 200 ml nước cất g vật liệu sấy khô Cho vào bình 2; 3; 4; 5; 6; 7; ml H2SO4 Sau đun bếp 60 phút, để nguội lọc bỏ nước, rửa vật liệu nhiều lần nước cất sấy nhiệt độ 850C cân lượng sầu riêng cịn lại Từ thí nghiệm xác định lượng H2SO4 tối ưu 2.5.3.2 Ảnh hưởng thời gian nấu đến trình chiến xenlulo từ vỏ sầu riêng Chuẩn bị bình định mức 250 ml, cho vào bình 200 ml nước cất g vật liệu sấy khơ Cho vào bình lượng H2SO4 tối ưu xác định thí Sinh viên: Trần Thị Liên – MT1501 Page 21 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP – NGÀNH KỸ THUẬT MƠI TRƯỜNG nghiệm 2.5.3.1 Sau đun hỗn hợp thời gian 30; 45; 60; 75; 90; 105 phút,để nguội lọc lấy vật liệu, rửa nước cất nhiều lần sấy nhiệt độ 85 0C cân khối lượng lại vỏ sầu riêng Từ thí nghiệm nàyxác định thời gian tối ưu 2.6 Khảo sát khả hấp phụ nguyên liệu vật liệu hấp phụ Lấy bình tam giác đánh số 1, Cho vào bình 100ml dung dịch Fe3+ nồng độ 50 mg/l Thêm vào lọ 1g nguyên liệu vật liệu Lắc bình máy lắc 60 phút Lọc lấy dung dịch lắc đem phân tích nồng độ Fe3+ so sánh hiệu suất hấp phụ nguyên liệu vật liệu hấp phụ 2.7 Khảo sát khả hấp phụ Fe3+ dung dịch vật liệu hấp phụ 2.7.1 Khảo sát ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ Fe3+ Khảo sát ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ Fe3+ vật liệu hấp phụ tiến hành sau: Lấy bình tam giác đánh số từ 1-6 Cho vào bình 100ml dung dịch Fe3+ nồng độ 50ml/l 1g vật liệu hấp phụ Điều chỉnh pH lọ từ 3; 4; 5; 6; 7; Sau đem lắc máy lắc 60 phút Lọc lấy dung dịch sau lắc xác định nồng độ Fe3+ lại chọn pH tối ưu 2.7.2 Khảo sát ảnh hưởng thời gian đến trình hấp phụ Fe3+ Khảo sát ảnh hưởng thời gian hấp phụ vật liệu hấp phụ đến trình hấp phụ tiến hành sau: Lấy bình tam giác đánh số từ 1-6 Cho vào bình 100ml dung dịch Fe3+ nồng độ 50ml/l 1g vật liệu hấp phụ Điều chỉnh thời gian lọ từ 30 – 105 phút, pH tối ưu xác định thí nghiệm 2.7.1 Sau đem lắc máy lắc Lọc lấy dung dịch sau lắc xác định nồng độ Fe3+ lại chọn thời gian tối ưu Sinh viên: Trần Thị Liên – MT1501 Page 22 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP – NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG 2.7.3 Khảo sát ảnh hưởng khối lượng vật liệu đến trình hấp phụ Chuẩn bị bình có dung tích 250 ml Cho vào bình 0.5; 1; 1.5; 2; 2.5; 3g vật liệu hấp phụ 100 ml dung dịch Fe3+ nồng độ 50 mg/l, pH = Lắc máy lắc, sau thời gian 90 phút, lọc lấy dung dịch ta xác định đượng khối lượng tối ưu 2.7.4 Khảo sát phụ thuộc tải trọng vào nồng độ cân sắt Khảo sát phụ thuộc tải trọng vài nồng độ cân vật liệu tiến hành sau:  Khối lượng vật liệu 2g  pH=5  Thời gian hấp phụ 90 phút  Nồng độ Fe3+ thay đổi từ 50 – 300 mg/l 2.10 Khảo sát khả giải hấp, tái sinh vật liệu hấp phụ 2.10.1 Khảo sát khả giải hấp  Vật liệu hấp phụ g  pH =  Thời gian 90 phút  Nồng độ Fe+350 mg/l Sau tiến hành giải hấp Fe khỏi vật liệu dung dịch HNO3 1M, trình giải hấp tiến hành lần, lần 50 ml dung dịch HNO3 Sinh viên: Trần Thị Liên – MT1501 Page 23 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP – NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Khảo sát yếu tố ảnh hƣởng tới trình biến tính vật liệu 3.1.1 Ảnh hƣởng nồng độ H2SO4 đến trình chiết xenlulo từ vỏ sầu riêng Chuẩn bị bình định mức 250 ml, cho vào bình 200 ml nước cất g vật liệu sấy khơ Cho vào bình 2; 3; 4; 5; 6; 7; ml H2SO4 Sau đun bếp 60 phút, để nguội lọc bỏ nước, rửa vật liệu nhiều lần nước cất sấy nhiệt độ 850C, cân xác định khối lượng lại vật liệu hấp phụ Kết quảđược thể bảng 3.1và hình 3.1 Bảng 3.1 Kết ảnh hưởng H2SO4 đến trình chiết xenlulo STT H2SO4 (ml) Khối lƣợng vật liệu sau nấu (g) % lignin bi loại 1.19 40.5 1.07 46.5 0.97 51.5 0.89 55.5 0.79 60.5 0.77 61.5 0.76 62.0 % lignin bị loại % Lignin bị loại 70 60 50 40 30 % lignin bị loại 20 10 0 10 Nồng độ H2SO4 (ml) Hình 3.1 Ảnh hưởng nồng độ H2SO4 đến % lignin bị loại Sinh viên: Trần Thị Liên – MT1501 Page 24 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP – NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Nhận xét: Kết từ bảng 3.1 hình 3.1cho thấy: Khi tăng nồng độ H2SO4, lượng lignin bị loại bỏ tăng lên từ 40.5% đến 62% Khi tăng thể tích H2SO4 từ ml đến ml hiệu suất tách lignin tăng không đáng kể Do lựa chọn nồng độ H2SO4 tối ưu ml cho thí nghiệm sau 3.1.2.Ảnh hƣởng thời gian nấu đến trình chiết xenlulo từ vỏ sầu riêng Chuẩn bị bình định mức 250 ml, cho vào bình 200 ml nước cất 2g vật liệu sấy khô Cho vào ml H2SO4 đun hỗn hợp thời gian 30, 45, 60, 75, 90, 105 phút, để nguội lọc lấy vật liệu, rửa nước cất nhiều lần sấy nhiệt độ 85 0C Cân xác định khối lượng vật liệu hấp phụ lại sau biến tính Kết quảthu bảng 3.2 Bảng 3.2 Ảnh hưởng thời gian nấu đến trình chiết xenlulo Khối lƣợng vật liệu sau nấu (g) 0.98 0.91 0.79 0.78 0.77 0.77 Thời gian nấu (phút) 30 45 60 75 90 105 STT % lignin bị loại 51 54.5 60.5 61 61.5 61.5 % lignin bị loại 70 % lignin bị loại 60 50 40 30 % lignin bị loại 20 10 0 50 100 150 Thời gian (phút) Hình 3.2.Ảnh hưởng thời gian đến % lignin bị loại Sinh viên: Trần Thị Liên – MT1501 Page 25 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP – NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Nhận xét: Từ kết thu bảng 3.2 hình 3.2, ta thấy tăng thời gian nấu từ 30 – 60 phút % lignin bị loại tăng từ 51% đến 60.5% Với thời gian nấu 60 phút đến 105 phút % lignin bị loại tăng tăng không đáng kể Vậy chọn thời gian 60 phút cho nghiên cứu sau 3.2.Kết khảo sát khả hấp phụ vật liệu nguyên liệu sầu riêng Chuẩn bị bình nón đánh kí hiệu vật liệu nguyên liệu.Cho vào bình g nguyên liệu, vật liệu sầu riêng Thêm vào bình 100 ml dung dịch Fe+3 nồng độ 50 mg/l, pH = Lắc bình máy lắc sau 60 phút, đem lọc lấy dung dịch phân tích nồng độ Fe3+ cịn lại Kết thể bảng 3.4 Bảng 3.3 Khảo sát khả hấp phụ vật liệu nguyên liệu sầu riêng Khối lƣợng (g) C0 ( mg/l ) Cf ( mg/l ) Hiệu suất (%) Vật liệu 50 18.09 63.82 Nguyên liệu 50 28.605 42.79 Kết cho thấy khả hấp phụ sầu riêng sau hoạt hóa gấp khoảng 1.49 lần trước hoạt hóa 3.3 Khảo sát ảnh hƣởng pH Một yếu tố quan trọng ảnh hưởng tới khả hấp phụ vật liệu pH Khảo sát ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ vật liệu tiến hành khoảng thời gian khoảng 60 phút, nồng độ dung dịch Fe3+ 50 mg/l, với khối lượng vật liệu hấp phụ 1g, pH điều chỉnh thay đổi từ3 – Sinh viên: Trần Thị Liên – MT1501 Page 26 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP – NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Bảng 3.4 Khảo sát ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ Nồng độ sau Hiệu suất xử lý ( mg/l ) (%) 18.090 63.83 14.595 70.81 11.305 77.39 9.53 80.94 8.72 82.56 8.38 83.24 STT PH Hiệu suất % Hiếu suất % 90 80 70 60 50 40 30 20 10 Hiếu suất % 10 pH Hình 3.3 Ảnh hưởng pH đến trình hấp phụ sắt Nhận xét: Kết thu bảng 3.5 hình 3.4, cho thấy: Khi pH tăng khả hấp phụ sắt vật liệu hấp phụ tăng (hiệu suất trình xử lý tăng) Trong khoảng pH khảo sát - 8, hiệu suất hấp phụ tăng từ 63,82 % đến 83.24% Tại pH=5 hiệu suất đạt 77.39%, sau tăng pH>5 hiệu suất hấp phụ tăng không đáng kể Vậy ta chọn pH=5 cho nghiên cứu sau Sinh viên: Trần Thị Liên – MT1501 Page 27 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP – NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG 3.3.2 Kết khảo sát ảnh hƣởng thời gian đến trình hấp phụ sắt Khảo sát ảnh hưởng thời gian vật liệu hấp phụđến trình hấp phụ tiến hành tương tự điều kiện:  Khối lượng vật liệu 1g  100 ml nồng độ dung dịch Fe+3 50 mg/l  pH =  Thời gian thay đổi từ 30 – 150 phút Kết thu bảng 3.6 Bảng 3.5.Ảnh hưởng thời gian đến trình hấp phụ Thời gian STT ( phút ) C0 ( mg/l ) Cf ( mg/l) Hiệu suất (%) 30 50 21.275 57.45 60 50 11.3305 77.39 90 50 8.555 82.89 120 50 7.385 85.23 150 50 7.065 85.87 Hiệu suất % Hiệu suất % 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 Hiệu suất % 50 100 150 200 thời gian (phút) Hình 3.4 Ảnh hưởng thời gian đến trình hấp phụ sắt Sinh viên: Trần Thị Liên – MT1501 Page 28 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP – NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Nhận xét: Từ kết bảng 3.6 hình 3.5, cho thấy: Hiệu suất trình hấp phụ tăng theo thời gian hấp phụ tăng nhanh từ 57.45% đến 85.87% tăng thời gian nấu từ 30 – 150 phút Tại thời gian 90 phút đến 150 phút hiệu suất tăng không đáng kể Nên ta chọn thời gian đạt cân hấp phụ 90 phút cho nghiên cứu sau 3.3.3.Kết quảkhảo sát ảnh hƣởng khối lƣợng vật liệu đến trình hấp phụ Chuẩn bị bình có dung tích 250 ml Cho vào bình 0.5; 1; 1.5; 2; 2.5; g sầu riêng 100ml dung dịch Fe+3 nồng độ 50 mg/l, pH = 5.Lắc máy lắc, sau thời gian 90 phút, lọc dung dịch để xác định Kết quảthu bảng 3.7 Bảng 3.6 Ảnh hưởng khối lượng vật liệu đến trình hấp phụ Khối lƣợng vật liệu hấp phụ (g) 0.5 1.5 2.5 STT C0 (mg/l) Cf (mg/l) Hiệu suất (%) 50 50 50 50 50 50 18.875 8.555 5.555 3.745 3.330 3.565 62.25 82.89 88.89 92.51 93.34 92.87 Hiệu suất % Hiệu suất % 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 Hiệu suất % Khối lượng (g) Hình 3.5 Ảnh hưởng khối lượng vật liệu đến trình hấp phụ sắt Sinh viên: Trần Thị Liên – MT1501 Page 29 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP – NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Nhận xét: Kết thực nghiệm từ bảng 3.7 hình 3.6, cho thấy khối lượng vật liệu hấp phụ tăng hiệu suất trình hấp phụ tăng theo đạt cực đại khối lượng vật liệu g (92.51%) Tiếp tục tăng khối lượng vật liệu hiệu suất trình hấp phụ lại giảm Vậy khối lượng vật liệu tối ưu cho q trình thí nghiệm khoảng 2g Chọn giá trị khối lượng vật liệu hấp phụ 2g cho nghiên cứu 3.7 Khảo sát phụ thuộc tải trọng vào nồng độ cân sắt Khảo sát phụ thuộc tải trọng vào nồng độ cân vật liệu tiến hành sau:  Khối lượng vật liệu 2g  Thể tích dung dich Fe3+ 100ml  pH =  Thời gian hấp phụ 90 phút  Nồng độ Fe+3 thay đổi từ 50, 100, 150, 200, 250, 300 mg/l Bảng 3.7 Khảo sát phụ thuộc tải trọng vào nồng độ cân sắt Nồng độ Nồng độ Tải đầu vào sau xử lý trọng Tỉ lệ Ci Cf hấp phụ Cf/q (mg/l) (mg/l) q (mg/g) 50 3.745 2.31275 1.619 100 13.235 4.33825 3.053 150 26.525 6.17375 4.296 200 50.047 7.49765 6.675 250 79.125 8.54375 9.261 300 116.875 9.15625 12.765 STT Sinh viên: Trần Thị Liên – MT1501 Page 30 KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP – NGÀNH KỸ THUẬT MƠI TRƯỜNG Từ kết ta có đồ thị biểu diễn phụ thuộc tải trọng hấp phụ vào nồng độ cân Cf sắt đồ thị biểu diễn phụ thuộc Cf/q vào cân bằng: Cf (mg/l) q(mg/l) Tỷ lệ Cf/q q (mg/g) q (mg/g) 10 q (mg/g) 50 100 150 Nồng độ sau (mg/l) Hình 3.6 Sự phụ thuộc tải trọng hấp phụ q vào nồng độ cân Cf Fe+3 dung dịch Kết thực nghiệm cho thấy nồng độ đầu dung dịch Fe3+ tăng tải trọng hấp phụ vật liệu tăng dần Dựa vào số liệu thực nghiệm thu được, vẽ đồ thị biểu diễn phụ thuộc Cf/q vào Cftheo lý thuyết hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir cho vật liệu hấp phụ mơ tả hình 3.8 tỉ lễ Cf/q 14 y = 0.096x + 1.623 R² = 0.997 12 Tỉ lệ Cf/q 10 tỉ lễ Cf/q Linear (tỉ lễ Cf/q) 0 50 100 150 Nông đọ sau (mg/l) Hình 3.7 Sự phụ thuộc Cf/q vào nồng độ cân Cf Sinh viên: Trần Thị Liên – MT1501 Page 31 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP – NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Sự phụ thuộc Cs/q vào Cs mơ tả theo phương trình: y= 0.096x + 1.623 ta có tgα = 1/qmax qmax = 1/tgα = 1/0.096 = 10.42 (mg/g) Tải trọng hấp phụ cực đại qmax tính theo mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir vật liệu hấp phụ Fe+3 10.42 mg/g 3.8 Kết khảo sát khả hấp phụ tái sinh vật liệu hấp phụ Lấy dung dịch Fe+3 nồng độ 50 mg/l g vật liệu hấp phụ cho vào bình nón 250 ml Điều chỉnh pH = lắc 90 phút Sau đo nồng độ dung dịch sau xử lý, từ tính hàm lượng Fe mà vật liệu hấp phụ hấp phụ Được kết bảng 3.9 Bảng 3.8 Khảo sát khả hấp phụ vật liệu Nguyên tố Cd (mg/l) Cs (mg/l) Hiệu suất (%) Fe+3 50 3.745 92.51 Sau tiến hành giải hấp tách Fe khỏi vật liệu dung dịch HNO3 1M, trình giải hấp tiến hành lần, lần 50 ml dung dịch HNO3 Xác định nồng độ Fe+3 sau giải hấp phương pháp trắc quang Từ tính hàm lượng Fe+3 rửa: Kết thu bảng 3.10 Bảng 3.9 Kết giải hấp vật liệu hấp phụ HNO3 1M Lƣợng Fe+3 hấp Số lần rửa phụ vật liệu (mg) Lƣợng Fe+3 đƣợc Hiệu suất rửa giải (mg) (%) Lần 46.255 21.945 47.44 Lần 24.31 15.372 80.68 Lần 8.938 4.235 89.83 Sinh viên: Trần Thị Liên – MT1501 Page 32 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP – NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Dựa vào bảng số liệu khả rửa giải vật liệu hấp phụ HNO3 tốt Ban đầu vật liệu hấp phụ chứa 44.255 mg Fe+3 sau rửa giải lần cịn lại 4.235 mg Fe+3, hiệu suất đạt 89.83% Bảng 3.10 Kết tái sinh vật liệu hấp phụ Vật liệu hấp phụ Sầu riêng C0 (mg/l) Cf (mg/l) 50 9.036 Hiệu suất (%) 81.93 Kết cho thấy khả hấp phụ vật liệu hấp phụ sau giải hấp khả quan, hiệu suất đạt 81.93 % Sinh viên: Trần Thị Liên – MT1501 Page 33 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP – NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu thu số kết sau: Đã chế tạo vật liệu hấp phụ từ nguồn nguyên liệu phụ phẩm nông nghiệp vỏ sầu riêng thơng qua q trình xử lý hóa học H2SO4 Khảo sát khả hấp phụ nguyên liệu vật liệu hấp phụ Fe+3.Kết cho thấy nguyên liệu vật liệu hấp phụ Fe+3 dung dịch Tuy nhiên, khả hấp thụ vật liệu tốt so với nguyên liệu (gấp 1.49 lần) Khảo sát khả hấp phụ vật liệu hấp phụ theo pH, kết cho thấy trình hấp phụ Fe+3 pH = Cho hiệu suất 77.39% Khảo sát khả hấp phụ vật liệu hấp phụ theo thời gian Kết thực nghiệm cho thấy thời gian đạt cân hấp phụ vật liệu 90 phút Mơ tả q trình hấp phụ vật liệu Fe3+theo mo hình Langmuir thu giá trị tải trọng cực đại qMax = 10.42 mg/g Khảo sát trình giải hấp tái sử dụng vật liệu hấp phụ cho thấy khả rửa giải vật liệu hấp phụ HNO3 1M tốt Hiệu suất rửa giải đạt 89.83% -Thực nghiệm cho thấy khả hấp phụ vật liệu hấp phụ sau giải hấp khả quan, hiệu suất đạt 81.93% Kiến nghị: Để kết nghiên cứu đầy đủ toàn diện cần có thêm thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ khối lượng vật liệu: m; ảnh hưởng nhiệt độ tới hiệu suất tách lignin; thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng nhiệt dộ tới khả hấp phụ Fe3+ vật liệu hấp phụ khảo sát trình hấp phụ động cột Sinh viên: Trần Thị Liên – MT1501 Page 34 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP – NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Huy Bá,Độc học môi trường, Nhà xuất đại học quốc gi Thành phố Hồ Chí Minh, 2000 NguyễnThịNgọcBích(2003),Kỹthuậtxenlulo vàgiấy,NXBĐạihọcquốc gia Tp HồChíMinh Lê Văn Cát, Hấp phụ trao đổi ion kĩ thuật xử lý nước thải, Nhà xuất thống kê Hà Nội, 2002 NguyễnHữuĐỉnh,ĐỗĐìnhRãng(2007),Hóahọchữucơ(tập1),NXB Giáodục Nguyễn Tinh Dung, Hóa học phân tích, phần Ш: Các phương pháp định lượng hóa học, Nxb Giáo dục Hà Nội, 2002 Nguyễn Đăng Đức, Hóa học phân tích, Đại học Thái Ngun, Sư 2008.LêTựHải(2011),Giáotrìnhvậtliệuhấpphụtrongxửlýmơitrường,ĐH phạmĐàNẵng Trần Từ Hiếu, Từ Vọng Nghi, Huỳnh Văn Trung, 1995 Phân tích nước Nhà suất khoa học kỹ thuật Hà Nội Phạm Luận, Cơ sở lý thuyết phương pháp quang phổ nguyên tử, Nhà xuất Đại học quốc gia Hà Nội, 2006 Hồng Nhâm, Hóa học vơ 3, Nhà suất giáo dục Hà Nội, 2001 10 Trần Văn Nhâm, Nguyễn Nhạc Sửu, Nguyễn Văn Tuế, giáo trình hóa lý tập 2, Nhà suất giáo dục, 2004 11 Trần Văn Nhâm, Ngơ Thị Nga, Giáo trình cơng nghệ xử lý nước thải, Nhà xuất Khoa học kĩ thuật, Hà Nội, 2002 12 Tịnh Thị Thanh, Độc học môi trường sức khỏe người, Nhà xuất Đại học quốc gia Hà Nội, 2001 13 HồSĩTráng(2006),Cơsởhóahọcgỗvàxenlulo(tập1,2),NXBKhoaHọc KỹThuật 14 Nguyễn Đức Vận,Hóa học vơ 2: Các kim loại điển hình, Nhà xuất Khoa học kĩ thuật, Hà Nội, 2004 15 http://www.green-vietnam.com/2011/11/nuoc-sach-va-nuoc-hop-ve-sinh.html Sinh viên: Trần Thị Liên – MT1501 Page 35 ... đích nghiên cứu - Chế tạo vật liệu hấp phụ từ vỏ sầu riêng - Khảo sát khả hấp phụ yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp phụ vật liệu hấp phụ chế tạo từ vỏ sầu riêng Sắt môi trường nước - Khảo sát khả giải... TRƯỜNG 2.5 Chế tạo vật liệu hấp phụ từ vỏ sầu riêng  Quy trình chế tạo vật liệu hấp phụ từ vỏ sầu riêng Vỏ sầu riêng tươi Cắt nhỏ, rửa Sấy khơ, nghiền Xử lý với hóa chất H2SO4 Rửa nhiều lần nước cất... xenlulozo t? ?vỏ quảsầuriêng Trongvỏquảsầuriêng cóhaithànhphầnchủyếulàxenlulovàlignin.Nên chiếtxenlulotừvỏquảsầuriêngthựcchấtlàqtrìnhloạibỏlignintừv? ?sầu riêng Đểloạibỏlignintừvỏquảsầuriêng,tathựchiệnqtrình