Khảo sát khả năng làm trong nước bằng việc kết hợp sử dụng phèn nhôm và alginate

BỎ GIÁO DỤC VA ĐÀO TAO ĐAI HOC QUỎC GIA HẢ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHO \ HOC Tự NHIÊN -^ - KHOA HOA HỌC Bộ MÒN HOA KỸ THUẬT LÊ V IỆT H Ù NG K H Ả O SÁ T KHẢ N Ă N G LÀM T R O N G NƯỚC BẰ N G v i ệ• c k ế t h ợ• p Sử d ụ• n g P H È N N H Ô M V À A L G IN A T E Chuyên ngành: M ã số: Hóa KỸ th u ậ t LUẬN VÃN THẠC SỸ KHOA HOC HĨA HỌC * • • Cán hướng dẩn: • PTS Nguyẻn Diễm T ran g HÀ NỘI - 1998 Œiù c ả m (Pit Vòi lòng bicL On sảu sắc cm xin cảm on cò Nguvcn Diera Trang ¿iao d c tài tận tinh hương đẫn cm ẳUốL triiih thưc luận văn Em xin chản thành cảm ơn thầy cò anh chị bạn b o aion Hóa K.V thuật, ÍChoa Hóa trường Dại học Khoa hoe Tư nhiòn Dại hoc Q uốc 31a Hà nội tạo điếu kiện giúp đ ỗ cm trinh làm luận văn Hà nội ngày 17 tháng nám 1998 rO ỉll TCùjtq II 3.1.1 Khuyếch tán Brown (quá trình peri kinetic ) 15 3.1.2 Sự dịch chuyến cùa chất lóng (q trinh orthokinetìv) lổ ỉ Sự sa lắng khác biệt 16 3.2 Sư bắc cáu cac hat keo nhơ polymer 16 3.3 M ột số loai chất tạo bóng 17 3.3.1 Các chất tạo tự nhiên 17 3.3.2 Các chất tạo tổng hợp 18 3.4 ứng dung chát tao bòng 19 3.5 G iới thiệu vè alginate 19 Xây dưng mó hinh thưc nghiêm 20 4.1 Chọn mức th í nqhiệm 23 4.2 Làp ma trận thưc nghiệm 23 4.3 Các hệ so hói qui: 24 4.4 Đánh giá tính có nghĩa cùa hệ số hồi qui 24 4.5 Đanh giá rinh phù hơp cùa mó hình thực nghiệm 25 4.6 Tìm điểu kiện thực nghiệm 26 THỰC NGHIỆM Hoá chát dụng cu 28 28 1.1 Đất để chuẩn bị mấu sa lấng 28 1.2 Chất keo lụ 28 1.3 Chất tạo bóng (trợ keo tụ) 28 1.4 Các hóa chất khác 29 1.5 Dung cụ thí nghiệm 29 Quá trình thưc nghiêm 30 2.1 Chon mức th í nghiêm 30 2.2 Tiến hành thưc nghiệm 30 2.2.1 Khảo sát độ nhen dung dịch alginate so 2.2.2 Khảo sát tốc độ khuấy tói lỉu cho trình tạo bóng 31 2.2.3 Khảo sát p H làm việc tơi ưu cho q trình 32 2.2.4 Đo mẩu sa lắng 32 2.2.5 Khảo sát diêu kiện rỏi lãi đói với nước có độ đục ban đẩu khác 2.2.6 Khảo sát ảnh hướng cùa sô kim loại trình 33 34 MỤC LỤC D A NH M Ụ C CÁ C B Ả N G iv DANH MỤC CÁC HỈNH V MỞ ĐẦU TỒNG QUAN Cư sờ lý thuyết trình sa láng 1.1 Định nghĩa dung dich keo 1.2 Độ bên vừng va sa lấng cùa dung dich keo Ị 2.1 Các tượng điện động học Ị 2.2 Hai lực tác động lên hạt keo 1.2.3 Lớp điện kép 1.2.4 Thế zeta 1.3 Sư sa lẩng cùa dung dịch keo ỉ 3.1 Các giai đoạn trình kết tụ ỉ 3.2 Grưdỉent tốc độ Quá trình keo tụ 9 io 11 2.1 Các cón hóa trị 11 2.2 Cơ chế cùa trình 12 2.3 Các yếu tố ánh hicờtig đến sư keo tu 13 2.4 ánh hưởng hàm lượng chất keo tụ 13 2.4.1 ảnh hưởng pH 14 2.5 M ột số loại chất keo tụ 14 2.5.ỉ Các mi nhịm 14 2.5.2 Cúc polymer nhóm 14 2.5.3 Các mi sắt (III) 14 2.5.4 Một sị chút keo tụ khác 15 Quá trình tạo bỏng 3.1 Các trinh vận chuyên hat 15 15 LU KẾT QUA VÀ THẢO LUẬN 36 Kết qua thi nghiệm kháo sát đò nhớt dung dịch alginate 36 Kết quà kháo sát tốc đò khuấy tỏi ưu cho trinh tạo bỏng 37 Kết quà khào sát pH làm việc tòi ưu cho hẻ 38 Kết tính toan qui hoạch thực nghiệm 39 4.1 Kết th í nghiệm 39 4.2 Xứ /ý số liệu đánh giá 40 4.2.1 Tinh toán kết quà thu 40 2 Đánh giá tinh có nghĩa cùa hệ sò hồi qui 42 4.2.3 Đánh giá tinh có n^hĩa cùa hàm mục tiêu 42 4.2.4 Đánh giá hàm mục tiêu thu 42 4.2.5 Tìm điều kiện tối ưu cho thí nghiệm 44 Kết khảo sát điéu kiện tỏi ưu vói nước có độ dục han đấu khác 45 Kết quà đánh giá ánh hường cùa số kim loại lên 46 trinh KẾT LUẬN 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO 49 PHỤ LỤC 53 IV DANH MỤC CAC BANG Bảng Các giai doạn trona trình kết tụ Bản2 Sự phụ thuộc G vào nhiệt độ 10 Báng Bàna giá trị thí nahièm có số yếu tố khác 23 Bảng Bảng ma trân mã hóa mó hình bàc đầv đủ cùa hai yếu tố 24 Báng Các mức thí nghiệm cùa phèn A ls in a t e .30 Bana Báng qui hoạch thưc nghiệm cheo phươns pháp ò vuòns Latin yếu tố 34 Bàna Các mức nóns đõ ion kháo sá t 35 Bàng s Kết phụ thuộc đô Iihớl cùa duns dịch Alginatevào pH 36 Bảna Alginate nổnẹ w Đị nhớt dung U dịch • W • khác 37 Bảns 10 Kết kháo sát tốc độ khuấy tỏi ưu cho trình 37 Bans 11 Kết kháo sát khoáng pH làm việc tối ưu cho hệ 38 Báng 12 Kết quà thí nghiệm thu dươc theo qui hoạch thưc nghiệm 39 Bảng 13 Tóm tát thiết kế thí nghiệm 40 Báng 14 Báng tiến hành thí nghiệm giá trị mục tiêuthu dược 40 Bang 15 Bàng mỏ tả dinh lượng ảnh hướng cùa Yếu tô' .41 Báng 16 Bảng phàn tích phương sai thí nahiệm 41 Báng 17 Báng giá trị hệ số hồi qui 41 Bána 18 Kết ước lượng cho kết sa lắ n g 43 Bảnq 19 Kết tìm điều kiẽn tối ưu theo phương pháp dường dốc nhát 44 Báng 20 Lươns phèn Aleinate tối ưu theo tính tốn với đô đuc ban đầu khác 45 Bảng 21 Kết khảo sát điều kiện tối ưu dung dịch có đị đục ban dầu khác 46 Bàng 22 Kết thí rmhiệm kháo sát ảnh hươns cúa ion theo phương pháp ỏ vuỏng Latin 46 Bảng 23 Tóm tắt q trình phân tích phương sai theo ỏ vuòng L atin 47 Bàna 24 Kết phàn tích phương sai phương pháp ị vng Latin 47 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình l Sơ đổ công thức cấu tao rrúxen Hình Độ bén duna dịch keo Hình Lớp đièn kép Hình Sơ đồ phán ứng keo tụ tạo bònă 12 Hình Sự phu thc tốc độ keo tụ vào nồng đỏ chất điện Ly 13 Hình Sự hấp phụ cùa polymer lên bề mặt hạt keo 17 Hình Sư kết tụ tái ổn định cúa hạt keo 17 Hình Sơ đổ cấu tạo máy đo dô đ ụ c 29 Hình Đổ thị phụ thuộc nhớt dung dịch Alginate vào p H 36 Hình 10 Đổ thị biểu diễn độ nhớt dung dịch Alginate nòng độ khác 37 Hình 1 Đổ thị khảo sát tốc đô khuấy tối ưu cho trình 38 Hình 12 Đố thị biểu diẻn khoảng pH làm việc tối ưu cùa h ệ 38 Hình 13 Đổ thị kháo sát điều kiện tối ưu cho độ đuc ban đầu .46 Hình 14 Pareto Chart trinh qui hoạch thực nghiệm 53 Hình 15 Đồ thị khảo sát ảnh hường tổng thể cùa XI X 53 Hành 16 Đổ thị biểu ciiẻn ảnh hường tương hỗ XI X 54 HTinh 17 Đổ thị biểu diển hàm mục tiêu 54 Hình 18 Đổ thị biểu diễn mặt cắt hàm mục tiêu .55 I MỞ ĐẨU Nước loại tài nguyên phổ biến bề mật trái đất Nó hình thành nên thủy Tồn lượng nước ước tính vào khoảng l 370 triệu km3, lượng nước sông, hồ mặt đất chiếm khoảng 500.000 tới I triệu km '; khôi báng hai cực khoang 25 triệu km3; vả sau khoảng 50.000 kmJ, tốn dạng màv Mỗi nám lượng nước bốc ước tính khoảng 500.000 kmJ ỉượnị nước mưa khoảng 120.000 km3 Nước đơng nẹhĩa với sỏhẹ Nó thành phấn chinh cùa vật sơng: trung bình vào khoảng 80% Ở độnẹ vật cấp cao nước chiếm từ 60% đến 70% Ở sinh vật biển , s ố loại cá tào, tỷ lệ lên tới 98% Là yếu tô bàn th ế giới khống vật sinh vật, nước cịn yếu tô quan trọng sốnẹ hoạt động người Hiện tại, toàn lượnẹ nước sử dụng trono sinh hoạt, cịng nghiệp va nơng nghiệp tới 250 mJlngười.nám Sự chênh lệch vé nước sứ dụng lớn: từ 100 ms nước phát triển, đến 1.500 m3 Hoa kỳ Nhu càu sứ dụng nước thể giới chắn s ẽ gia tảng [3], Do vậy, việc bão vệ tài nguyên nước điéu cán thiết Nó phải xứ lý cho mục đích sinh hoạt, sứ dụng côn% nghiệp hav dê ngán chặn ỏ nhiễm mỏi trường Cònq việc xứ lý nước bao gồm số vấn đề cần phải xem xét độ đục, m àu , hàm lượng khoáng, ion sắt, mangan, amoni, nitrat, oxy hịa tan DO nhu cầu oxy hóa học COD, sinh hóa BOD, (ổng sốnừơ, v.v Tronq luận án n à\ với qui mỏ nhỏ này, giới hạn công việc nghiên cứu xứ lý nước mức độ khảo sát nâng làm nước phương pháp sa lắng ị làm oiàm độ đục) việc sứ dụng hỗn hợp phèn nhôm ị chất keo (ụ), alginate (một chất trợ keo tụ tự nhiên) Lý sứ dụng hỏn hợp lioàn toàn mang tính chất kinh tế mịi trường: lượng nhỏ chất trợ keo tụ s ẽ giúp làm giám dáng k ể lượìĩg chất keo tụ phái dùng tronẹ công việc xử lý nước, vả dem lại hiệu cao cho trình làm tronạ [26] Ngồi ra, alginate polymer tự nhiên, khơng độc, sử dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực như: cỏn ẹ nghiệp giấy, thực phẩm , dược phẩm v.v Alginate đưa vào sản xuất qui mỏ công nẹhiệp với giá thành nẹàv hạ Nội dung luận án có đề cập đến vấn đề: sở lý thuyết trình sa lắng, keo tụ, tạo bơng Các thí nghiệm tiến hành dựa sờ xây đụng mỏ hình hóa thực nghiệm, sử dụng m á\ đo độ đục, chuẩn bị mẫu già nhằm tìm hàm lượng ưu việc kết hợp sử dụng phèn alginate cho mục đích làm trơnẹ nước Khi thực luận án này, chúng tơi hy vọng đóng góp phần cơng sức nhó bé vào việc cải thiện nước sinh hoạt cho dàn vùng nông thôn, nơi mà nước bê mật bị dục, cịn trở nèn đục vào sơ mùa (rong nám Đổng thời, luận án nhánh nội đunẹ nghiên cứu tiểu dề tài: "Nâng cao chất lương nước vùng nịng thơn", thuộc đê tài'hợp rác Việt nam - Thụy sĩ vé công nghệ môi trườnẹ TONG QUAN Cơ s lý thuyết trình sa lắng 1.1 Đ ịnh nghĩa d u n g dịch keo Trong năm 40 kỷ XIX, Iihà bác học Ý Selini lưu ý đến tinh chất bất thường số dune dịch mà ngày ta gọi nhữns đun ũ dịch keo Các dung dịch phân tán ánh sáng mạnh; chất tan lắng thèm lượng muối, dù nhò, muối khơng có tác dụng với chất tan cả; việc chất tan tan trons dung dịch, kết tủa mà khôns hể sinh thav đổi nhiệt độ thể tích tượns thườne thấy đỏi với chất tan tinh thể Selmi gọi chúng dung dịch giả, sau có tên đung dịch keo Trạng thái keo trạng thái phàn tán, tướng phàn tán - chất tan - phàn bô tronc m ột môi trường gọi mỏi trường phàn tán Tồn hộ thốns gọi hệ thốnc keo hay dung dịch keo [1] V cuối th ế kỷ XIX, người ta nêu lên đặc diểm sau dung dịch keo: ♦ Có khả phân tán ánh sáng Hiện tượng cho thấy trone hệ tổn bể mặt phàn cách hạt tướng phàn tán với mịi trườns phân tán, có nghĩa hệ khơng đồng ♦ Khuvếch tán chậm ♦ Các hạt keo lọt qua màng bán thấm chất tan phân tử thấp khác Như vậv hạt keo có kích thước lớn nhiéu phân tử thường ♦ Không bền vữna tập hợp Các hạt keo dễ tập hợp lại với đế tạo thành hạt lớn tác dụng, dù nhỏ, dièu kiện nhiệt độ, nồng độ, chất điện ly thời gian Vì lẽ dune dịch keo khỏng thể điểu chế đậm đặc 41 Ban« 15 Bans mo ta dinh 1iron2: anh hirong cua cac veu to Analysis S um m a r y File r.arr.e: HU N G S F X E s t i m a t e d e f fe c t s for Turo reouc av e r a g e = 97.32 -/- 1.22368 A:Alum * 5.55253 +./■? 1,93482 -/- 3:Al?inare - 10.9953 AA - - “ 32 AB * 15.7 EB * -9.2825 S t a n d a r d error s 1.93482 2.07486 +/- 2.73624 2.07486 are b a s e d on pure error with d.f Bang 16 Bang phan tich phirong sai thi nghiem Analysis o f 'ariar.ce for Turo_reauc S o u rc e S u m of Squares A-.Alum n 1.661 M e a n Squ are ? - Ratio ?-7 alue 61.661 24 0.0455 i 241.794 32 30 0.0047 321.393 109.71 0.0005 3:A l g i n a t e 241.794 AA 321.393 AE 246.49 I 246.49 32.92 0.00 46 33 149.351 I 149 851 20.01 0.0 110 Lack.-of-:it 129.222 43.074 •3 0.0621 T ot al 1604.06 corr R-squared R-squared ' o -i ?0.077i pe rc en t adjusted for d.f.) S t a n d a r d Er ro r of Est Mean 487 29.948 Pure error * 52.9893 percent - 4.7485 a os o i u t e error = 2.95389 Bang 17 Bang gia tri cac he so hoi qui ■■ - -— R e g r e s s i o n coeffs for ?urb_reduc c on s ta nt = 97.32 A:Alum 3: Al g i n a t e S 5.49767 AA s AB " 35 3B -4.64125 7 6 -10.3663 4.2.2 Đ ánh giá tính có nghĩa cùa hè số hối qui Căn vào bảns phàn tích phươnơ sai trẽn, thấy tất cà hệ số thu đểu có nshla Điều lưu ý việc loại bỏ ảnh hườns yếu tị tới hàm mục tiêu tính dựa F - ratio phươne sai yếu tố sai số cùa thí nghiệm Nếu giá trị F lớn F ;ra bản% thi ảnh hường cùa yếu tố hàm muc tièu có nạhĩa Điểu nàv lý giải bự sai khác hai mức vếu tô dẫn tới thav đổi hàm mục tiêu, nêu sai khác nàv lớn sai sơ thí nshiệm ánh hường yếu tô lên hàm mục tiêu có nghĩa Ngược lại, F nhị F trahảns chì yếu tỏ khơng ánh hườns lên hàm mục tiêu Tuy nhiên chương trình Statgraphic P lus vào Pareto C h a n (hình 14, phụ lục) ta thấy neay khơnc thê loại bó hệ số (hay yếu tố nào) phương trình hổi qui thu (khịns có vếu tơ nằm đườns kẻ dọc) Trons Pareto Chart, việc loại bò hệ số thực nhờ sử dụne chuẩn Student Như ta thu phươns trình hổi qui sau: y = 97,82 + 2.77626 X, + 5,49767 x2 - 10.8863 X,2 - 4.64125 x22 + 7,85 x,x 4.2.3 Đ ánh giá tính có nghĩa cứa hàm m ục tiêu Từ bans; phân tích phưcmg sai (bảns 16), vào phần Lack - o f - fit T est, đối chiếu với giá trị p - value, ta thấy giá trị lón 0,05, phương trình hàm mục tiêu mơ tả thí nghiệm (Lack - o f - fit Test phép thốns kè để mô tả độ thích ứns mơ hình thí nghiệm Nếu mơ hình có Lack - o f - fit Test có nehla biểu diễn giá trị p value nhỏ 0,05 khơng nên sử dụng mơ hình đế mỏ tả thí nghiệm 4.2.4 Đ ánh giá hàm m ục tiêu thu */ Đánh giá mức độ ảnh hường hệ s ố hồi qui: ảnh hưởng hệ sổ hồi qui dược đánh giá qua bànơ 15, qua phương trình hổi qui thu hay qua Pareto Chan Tuy nhiên Pareto Chart cho biết ảnh 43 huóng cüa véu tó la lón hav nhó má khóng cho biet ánh huóng dó la tích circ hay tiéu circ hám muc tiéu Két qua phán tích cho tháv nhu sau: ♦ Anh huóng bác cua x, la lón nhát va la tiéu cuc ♦ Anh huóng tuong hó cúa x¡ va x lón thú hai va la tích cuc ♦ Anh huóns cúa x- lón thú va la tích cuc ♦ Anh hna bác cúa x-, lón thú tu va la tiéu cuc ♦ Ánh huong cúa x¡ la nhó nhát vá tích cuc Tuy nhién trén dáv mói chi la ánh huong riéng re cúa túng he so hói qui */ Dánh giá ánh huóng tóng the cúa túng yeu tó' vá anh huóng tuong cúa chuno: Can cú váo dó thi ó hinh 15 (phu luc), ta có hó thétháv róánh huong tóng thé cua hai véu tó phén nhóm vá alginate hám muc tiéu thóng qua dang duóng cong Anh huóng tuong hó cúa hai véu tó dupc mó tá ó hinh 16 (phu luc) Ánh huóng tuong hó náy duoc mó tá la dién tích nám irong víing mát pháng cúa hai duóng cong Báng 18 Két uóc lucrng cho két sa láng Z s z im a c i o n ".esuitj for Tu r o_ re au c Fitted Lower 95.0% CL Value for Fo recast for Forecast 99 97.32 39.4979 106.142 76.2 80.7627 71.0783 90.447 "4.7 72.1613 62.477 81.3457 97 # a 97.32 9.4979 106.142 ~ 77.1339 67.4995 36.3682 ó 32 h 31.3885 "¿.2042 91.5729 74.0 30.0138 70.3294 39.6981 101.2 98.4364 38.752 108.121 94.7 97.82 9.4979 106.142 10 97.4 96.3124 36.628 105.997 11 78 71 '411 62 0567 31.4254 i *% •— 25 ó 97.32 9.4979 106.142 97.32 9.4979 106.142 O bs er v ed Value Row i ^3 101.3 Upper 95.0% CL 44 Qua bang 18 co the nhan thav cac gia tri du doan qua ham rnuc tieu thu duoc khonsw khac nhieu vcri ^21 a tri ta lam va d£u nam tronsC/ khoano;C • cho phep 4.2.5 Tim dieu kien toi ini cho thi nghiem Sir dung phuong phap duong doc nhat dd tim cuc dai cua thi nghiem B ang 19 Ket qua tim dieu kien toi txu theo phuong phap duong doc nhat Path of St eepest Ascent for T u r b _ r e d u c P re di ct ed AiuX Alginate Turb_reduc 0.0 0.0 97.32 0.05 3.0998544 98.4735 ■j L 3.20039 99.0638 0.15 0.30281 99.5877 z 3.405361 100.043 0.2 3.508333 100.428 0.3 0.611564 100.741 0.25 3.'14937 100.983 0.4 0.319375 101.152 0.45 0.521835 101.249 0.5 1.0252" 101.274 55 1.0894 101.244 0.6 1.09853 01.186 0.65 1.0939 101.075 0.7 1.08382 100 901 75 1.07079 100.659 0.3 1.05591 100.348 0.95 1.03974 99.9653 0.3 1.02263 99.5102 I 0.95 1.00479 98.982 3.986375 98.3801 1.0 Qua bang trcn ta nhan thay ham muc tieu thu duoc co gia tri toi uu cho phdn sa lang duoc (dat cuc dai) tai x, = 0.5 va x = 1.02527 (day la gia tri ma hoa) Nhir vay chuven tir gia tri ma hoa gia tri that ta duoc: * Nong dd phen sir dung la: X t'h = X,s 4- a ,x , = 0.05 + 0,02 x 0,5 = 0.06 g/l phen * N ons alsinate sir duns la: X:!h = X:s + /ux = 1,5 + x 1,02527 = 2,5 mg/1 alginate 45 Khi ATbđ opt = 101,274 NTU T iế n h n h làm lại th ự c n s h iệ m với c c g iá trị tối ưu tính tốn đư ợc, ta thu đư ợc: Tbd, = 108,9 NTU Tbd; = 9,2 NTU Vậy: ST b d = Tbd, - Tbd: = 108,9 - 9,2 = 100,7 NTU K ết khảo sát diếu kiện uti vói nước có độ dục ban dầu khác Sau k h i đ ã thu đư ợc k ết q u đ iều k iệ n tối ưu, tín h c c tỷ số: */ Tỳ sô nồng độ phèn: raium = ATbdopt/[phènj = 101,274 : 0,06 = i 687,9 NTƯ.l/g */ Tỷ sô nồng độ alginate: raiginate = ATbclopt/[alginateI = 101,274 : 2,5 = 40,5096 N T U l/m g C ăn c ứ vào h tỷ s ố thu dư ợc , có thê tính to án lý th u y ế t đươc n n g đ ộ p h èn n h ô m a ls in a te p h ải sứ d ụ n g đ ể đ a độ đ ụ c củ a d u n g d ịc h 10 N T Ư Bàng 20 L ợ n g p h èn a lg in a te tối ưu th e o tín h to án với đ ộ đ ụ c ban đ ầ u k h ác n h au D ung dịch 200 300 400 500 600 700 Tbd, ịN T U ) 157 223 346 470 580 830 A Tbd (NTU) 147 213 336 460 570 820 [phèn] lỷthuyết 0.0871 0,1262 0,1991 0,2725 0,3377 0,4558 [Â1 , n] 1ý thuyết 3,6 52 8,3 11,4 14,1 20,2 keo (m g đ ấ t/ ) T iế n h n h làm th í n g h iệ m vói d u n s d ịc h k e o có n ổ n s đ ộ đ ất n o n e đ ộ p h èn a lg in a te lv th u y ế t tín h to án thu k ết q u ả sau: 46 Hàn» 21 K ết q u ả k h ả o s t đ iề u k iệ n tô i ưu đ ố i với d u n s d ịch có đ ộ đục b an đ ầ u k h ác n h au D ung dịch 200 300 400 500 600 700 Tbdị (NTU) 158 227 343 475 582 827 T bd (NTU) 12 9.7 11.3 30.7 40.6 keo I m g đất/ì) L ậ p đ ổ thị phu th u ộ c g iữ a độ đụ c b an đ ầ u T bđ, T b đ thu được: 45 - 158 227 343 475 582 827 Độ đục đầu (NTƯ) H ình 13 Đ ổ thị k h ảo sát đ iều k iệ n tối ưu c h o c c đ ộ đục ban đ ầ u Q u a đồ thị n v th ấv rà n e với d u n g d ịch k eo có đ ộ đụ c b an đ u iớn hom N T U k ết q u ả thu đư ợ c k h ô n g cò n tu â n th eo c c k ết q u ả tín h to n lý th u y ế t K ết đánh giá ảnh huởng sơ kim loại lên q trình C ác kết q u ả th u dư ợc: B 22 K ế t q u ả th í n g h iệ m k h ả o sá t ản h h n s c ù a c c lon th eo p h n s pháp ô v u ô n L a tin C a *2 (mg/1) a' a, a! a! ‘àn M g +2 (mg/1) Fe +3 (mg/1) b, b4 c, Co 0, c4 b, b c, b A Tbd (NTU) 99.8 92.4 102.1 96.4 91.3 92.6 ị 47 C a '“ (mg/l) â/l ao a-, a, a a, a* Vlg (m g/ ) a4 a4 b, ba b, b~ b, ba b, b-, b~ a* t>4 Fe‘J (mg/1) Cị C, Cj Ca c, C-, C4 c, c-> C-, ATbd (NTƯ) 96.4 88.7 99.7 91.3 99.8 87.5 97.1 100.2 95.7 98.5 Các kết tính tốn với liệu thu chương trình Statgraphic Plus: Bang 23 Tóm tất q trình phàn tích phương sai theo ò vuòns Latin De p e n d e n t variaoìe: Turb reduc ric to rs : Ca Mq Fe N u m o er of compl e te cas es: 16 Ban« 24 Kết phàn úch phương sai bárm phương pháp vns Latin A na l y s i s of V a ri an c e for T ur b_ r e a u c - Type III Sums of Squares S u m of Squares Df •an Squa re F -Ratio ? -Value A: Ca 37.0163 J 9.0056 56 0.0349 Source MAIN E FFECTS 3: Mg 31.3269 27.2756 5.32 3.0398 2::S 97.2869 32.429 6.33 0.0274 { RESID UA L 30.7588 6 296.389 15 TOTAL CORREC TED) A l l F-ratios are cased on Che residual Tiean squ are error Căn vào bảns phản tích phương sai này, so sánh giá trị Ftinh với Fbang(0.95, 3, ) = 4.76 thấy trons khoàns nổns độ khảo sát tất cá ion có ảnh hường lên kết trình 48 KET LUẬN Quá trình tiến hành thực nghiệm, xử lý, đánh siá kết thu cho phép rút sỏ kết luận trình khảo sát sa lắng cận đất sét nước bề mặt kết hợp sử dụng phèn với alsinate sau: ♦ Sự kết hợp phèn (một chất keo tụ) với lượng nhò alginate (một chất trợ keo tụ) cho phép siảm đánơ kể lượns phèn sử dụne (cụ thể trons luận vân đi':i với nước bể mạt có độ đục truns bình khốns 107 - 108 NTƯ, lượns phèn sừ dụns 0.06 g/1; lượns alsinate sừ dụng 2.5 mg/1) ♦ Hỗn họp phèn alginate cho hiệu sa lắng tốt đối vói nước bé mặt có pH ban đáu khoáns từ đến ; độ đục ban đầu không 475 NTU ♦ Độ đục cuối nước xử lý bans hỗn hợp đạt yèu cầu sử dụng nước sinh hoạt (độ đục cuối nhỏ 15 NTU) ♦ Toàn trình thực nehiệrn dựa phươns pháp kế hoạch hóa xử lý sơ liệu thực nehiệm cho thấy phươns pháp còng cụ đắc lực việc tiến hành thực nghiệm, tính tốn két Nó cho phép tìm phương trình hói qui mà hệ số mỏ tả mức độ ảnh hườne vếu tố (nồng độ phèn nồng độ alginate) lèn khả sa iắng Nhờ phươns trình này, tính kết trona khoảng lchảo sát, mà không cần tiến hành thèm thực nghiệm ♦ Việc Íảm đáns kể lượng phèn, thơns qua việc kết hợp sử dụng với chất trợ keo tụ có nguồn gốc tự nhiên thè hai ưu điểm chính: kinh tế giảm kinh phí thời gian xử lý nước; mỏi trường làm cho nsuồn nước bị nhiễm Kết nghiên cứu hy vọng có dược đóns góp đáns kể cho thực tiễn 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO P H A i \ TIẾNG VIẺ T [ 1] Lè Nguyên Tào Lè Tiến Hồn, "Giáo trình hóa học chất keo" Trườiis ĐHTH Hà nội 1972 P H Ầ N TIẾNG Ả N H [2] E Matijevic, "Journal Colloid Interface Science", Vol 43, 1973 [3] J L Brault (ed.), "Water Treatment H andbook", Lavoisier, 1991 [4] A Amirtharajah, c R o Melia, "W ater Quality and Treatm ent", Me Graw Hill, 1990 [5] R F Packham, "Proc Water Treatment and Exam ination", Chemical Abstract Vol 13, 1964 [6 ] G R o Melia, "Physicochemical Processes fo r Water Quality Control", W iley - Interscience 1972 [7] J K Dixon, "Encyclopedia o f Polymer - Science and Technology", Vol 7, John Wiley & Sons, 1967 50 [8 J C R Shultz and D A Okun 'Surface Water Treatment fo r Communities in Developing C ountries”, John Wiley & Sons, 1984 [9] S Kawamura, "Effectiveness o f Natural Polyelectrolytes on Water Treatm ent" Jour AWW A, 83:10:88, 1991 [10] S Murcott "The Use o f Chitosan and Other Natural Cationic Polymers in Drinking Water Treatm ent", AW W A WQTC Conference, 1993 Ill] S Moore "Proc Am Soc Sugar Beet Technol" 7, 752, 1952 [12] J Evans, "Safe Drinking Water fo r Developing W orld" Our - Planet (UNEP), v.3 (1), 1991 [13] R M Hedrick and D T Mowry, "U.S Patent 3,516,932", 1970 [14] L Demeter, B Galgoczi, E Bozzay and I Zagyvai, "U.S Patent 3,479,283", 1970 [15] J R Harrison and Monagle, "U.S Patent 3,479,283", 1969 [16] R R Annand D Redmore and B M Rushton, "U.S Patent 3.576,740", 1971 [17] R R Annand, D Redmore and B M Rushton, "U.S Patent 3,509,046", 1970 [18] Ed Morgan, "Chemometrics: Experimental Design", John Wiley & Sons, 1995 51 (19] Charles R Hicks, "Fundamental Concepts in the Design o f Experim ents" Holt, Rinehart and Winston, 1964 [201 F W Fifield and P J Haines, "Environmental Analytical Chem istry”, Blackie Academic & Professional 1995 f211 A S teot Ann., "New York Acad Sci.", 155, 593, 1969 [221 Yoshinari Kobayashi and Ryukichi Matsuo, M anufacture and Physical Properties o f Alginate Fiber - Papers as an Analysis Model o f Cellulosic Fiber - P apers", Journal of Applied Polymer Science Vol John W iley & Sons 1986 [23] I A Olsen, ”Food M anufacture", 30, 267, 1955 [24] R N M oneneff, "Drugs and Cosmetic Ind 70", No 2,237, 1952 [25] "Model 2100 Portable Turbidimeter Instruction M anual", Hach Company, 1995 P H Ầ N TIẾNG PH ẢP [261 B Dussert, "Polymerization des Composes Aromatique par O xidation” PhD Thesis, IWSA Toulouse 1987 52 P H A N TIENG NGA [2 Ị M TajiuHCi "PỈ3Ổ B v306 X iluilh LI XuM.TexHOJi.'', 11.613,1968 [28] E J EaõeHKOổ "O m icm m eodbi KoazyjiHumaMu", M s tíO a m e ĩb c m tìũ [29 ¡ C C HÜVKÜ, M ocK ea, BoỉoiịKuủ, " K y p c KOAJIOU0HOÜ X llM U it M ", XiLMun 1975 H PHỤ LỤC Standardized Pareto Chart for Turb reduc AA AB 3:Alậiơ BB À :A ỉxưn 12 10 Standardized effect Hình 14 Pareto Chart trình qui hoạch thực nghiệm Main Effects Plot for Turb reduc 100 ijjj 96 'w CD U | H 92 38 34 1.0 1.0 1.0 Alum Alginate 1.0 H ình 15, Đó thi khảo sát ảnh hưởng tổng thể X • w w l 54 Interaction Plot for Turb reduc 111 H 101 o i-H I H 91 31 71 • 1.0 1.0 Alum H inh 16 D6 thi bieu d iln anh hucmg tuong ho cua X va X Estimated Response Surface reduc 101 I 91 Turb 111 31 71 ° f il 2" Alginate H inh 17 Do thi bieu didn cua ham muc tieu 55 Contours of Estimated Response Surface Turt>_re