Nghiên cứu tái sinh than hoạt tính bằng phương pháp hóa học

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Nguyễn Mạnh Tiến NGHIÊN CỨU TÁI SINH THAN HOẠT TÍNH BẰNG PHƢƠNG PHÁP HĨA HỌC LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2019 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Nguyễn Mạnh Tiến NGHIÊN CỨU TÁI SINH THAN HOẠT TÍNH BẰNG PHƢƠNG PHÁP HĨA HỌC Chun ngành: Hóa lý thuyết Hóa lý Mã số: 8440112.04 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS VŨ NGỌC DUY Hà Nội - 2019 LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo TS Vũ Ngọc Duy giao đề tài, nhiệt tình hƣớng dẫn giúp đỡ em suốt trình thực luận văn Thầy trang bị cho em nhiều kiến thức chuyên môn quý báu nhƣ kĩ nghiên cứu Em xin chân thành cảm ơn thầy, khoa Hóa học ln nhiệt tình tâm huyết để giảng dạy kiến thức chuyên môn cho em, nhƣ bạn học viên, sinh viên Em xin chân thành cảm ơn thầy cô, anh chị bạn công tác Trung Tâm Nghiên Cứu Công Nghệ Môi Trƣờng Phát Trển Bền Vững Trƣờng ĐH KHTN tạo điều kiện giúp đỡ em thực nội dung nghiên cứu Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè quan tâm, động viên để em hồn thành luận văn Hà Nội, ngày 24 tháng năm 2019 Học viên Nguyễn Mạnh Tiến MỤC LỤC MỤC LỤC MỞ ĐẦU TỔNG QUAN 1.1 Tình hình nhiễm môi trƣờng Việt Nam 1.2 Ơ nhiễm từ cơng nghiệp dệt nhuộm 1.3 Công nghệ xử lý nƣớc thải dệt nhuộm 10 1.4 Tái sinh than hoạt tính 20 NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23 2.1 Mục đích nghiên cứu 23 2.2 Nội dung nghiên cứu 23 2.3 Hóa chất thiết bị 23 2.4 Quy trình nghiên cứu 24 2.5 Phƣơng pháp xử lý số liệu thực nghiệm 27 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31 3.1 Các đặc trƣng vật liệu hấp phụ 31 3.2 Động học hấp phụ RB 19 than hoạt tính 31 3.3 Đẳng nhiệt hấp phụ RB 19 than hoạt tính 39 3.4 Kết tái sinh than hoạt tính sau hấp phụ 40 3.4.1 Khả hấp phụ than ban đầu 41 3.4.2 Ảnh hƣởng tỉ lệ Fe(II):H2O2 42 3.4.3 Ảnh hƣởng tỉ lệ Fe(II): COD 45 3.4.4 Ảnh hƣởng số lần tái sinh 46 KẾT LUẬN 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO 49 PHỤ LỤC 54 MỞ ĐẦU Trong năm vừa qua, kinh tế nƣớc ta có bƣớc phát triển vƣợt bậc, giúp đời sống vật chất tinh thần nhân dân đƣợc nâng cao Những thành tựu đạt đƣợc có đóng góp cơng nghiệp nƣớc Do đó, chiến lƣợc phát triển cơng nghiệp ln đƣợc Đảng, phủ quan tâm hàng đầu coi ngành chiếm tỉ trọng lớn kinh tế nhƣ xuất Trong số ngành cơng nghiệp dệt may có vai trị quan trọng, ngành có kim ngạch xuất đứng thứ hai nƣớc Toàn ngành sử dụng 2,5 triệu lao động (chiếm 20 % lao động khu vực công nghiệp hay gần % tổng lực lƣợng lao động nƣớc)[4] Kim ngạch xuất năm 2016 27,9 tỉ USD Mục tiêu phát triển đến năm 2020 36 - 38 tỉ USD, đến năm 2030 64 - 67 tỉ USD[1] Tuy nhiên, ngành đứng trƣớc thách thức lớn ô nhiễm môi trƣờng, ô nhiễm từ nƣớc thải Dệt nhuộm ngành tiêu thụ nƣớc tạo nƣớc thải nhiều Theo thống kê, để tạo vải cần sử dụng bình quân 12 - 300 m3 nƣớc Mức độ ô nhiễm nƣớc thải dệt nhuộm phụ thuộc vào loại lƣợng hóa chât sử dụng, kết cấu mặt hàng sản xuất (tẩy trắng, nhuộm, in), tỉ lệ sử dụng sợi tổng hợp, loại hình công nghệ (gián đoạn, liên tục hay bán liên tục), đặc tính máy móc sử dụng Nhìn chung, thành phần nƣớc thải ngành phức tạp, bao gồm loại muối tan, axít, kim loại nặng, chất ôxi hóa, chất tẩy rửa, đặc biệt thuốc nhuộm Thuốc nhuộm thƣờng hợp chất hữu có cƣờng độ màu cao bền nên thải môi trƣờng gây tác hai nghiệm trọng Ủy ban Kinh tế Liên Hiệp Quốc Châu Âu (UNECE) đánh giá ngành dệt may xếp thứ danh sách ngành công nghiệp gây ô nhiễm môi trƣờng nƣớc giới Tại Việt Nam, Mặc dù số lƣợng nhà máy Dệt may có hệ thống xử lý nƣớc thải tăng lên đáng kể năm gần nhƣng hầu nhƣ nƣớc thải sau xử lý đạt đuợc tiêu chuẩn/quy chuẩn quốc gia hạn chế[8] Một ngun nhân cơng nghệ xử lý chƣa phù hợp công ty thiết kế khơng có kinh nghiệm hay trình độ chun mơn yếu Các kết kiểm tra 12 sở phía Bắc, sở miền Trung miền Nam Tổng cục môi trƣờng thu thập cho thấy độ màu, trừ sở khơng có số liệu có sở (1/17) đạt loại A, tiêu chuẩn loại B có thêm 5/17 sở đạt Vì vậy, xử lý nƣớc thải dệt nhuộm tốn cấp bách để phát triển cơng nghiệp dệt may đồng thời bảo vệ môi trƣờng đất nƣớc Ngoài vấn đề nƣớc thải dệt nhuộm, nguồn nƣớc mặt năm gần cịn phát nhiễm chất khó phân hủy sinh học khác nhƣ thuốc trừ sâu, diệt cỏ, chất phụ gia hệ trao đổi nhiệt công nghiệp, sơn, Với việc mở rộng sản xuất, khơng có biện pháp quản lý xử lý chất thải tác hại môi trƣờng ngày tăng, hàng xuất vƣớng vào hàng rào kỹ thuật Trƣớc tình hình đó, cần có giải pháp để hạn chế, phịng ngừa xử lý nhiễm mơi trƣờng đảm bảo phát triển xuất bền vững, giúp ta tránh đƣợc tranh chấp thƣơng mại có xu hƣớng gia tăng sau Việt Nam gia nhập WTO Có thể nói, chất khó phân hủy nói chung chất màu dệt nhuộm nói riêng chất hữu tƣơng đối khó xử lý Đến nhiều phƣơng pháp đƣợc đánh giá hiệu xử lý nhƣ nhóm phƣơng pháp hóa lý (hấp phụ, keo tụ - tạo bơng, keo tụ điện hóa, tuyển nổi), nhóm phƣơng pháp vi sinh (hiếu khí, yếm khí), nhóm phƣơng pháp ơxi hóa tiên tiến (AOPs), phƣơng pháp lọc màng NF RO Các phƣơng pháp tồn số nhƣợc điểm nhƣ chi phí đầu tƣ vận hành cao, quy trình làm việc phức tạp địi hỏi cán vận hành có trình độ tập huấn kĩ (đối với AOPs, NF, RO), phát sinh chất thải thứ cấp (hấp phụ, keo tụ- tạo bơng, keo tụ điện hóa, tuyển nổi), tốc độ chậm dẫn đến hệ thống yêu cầu không gian lớn (phƣơng pháp sinh học) Do đó, việc ứng dụng vào thực tiễn để xử lý Việt Nam hạn chế Trong số phƣơng pháp hóa lý hấp phụ than hoạt tính phƣơng pháp đơn giản nhƣng hiệu xử lý cao Nhƣợc điểm phƣơng pháp sau thời gian hoạt động, vật liệu hấp phụ (than hoạt tính) bão hịa cần thay Nếu tái sinh để hoàn nguyên vật liệu đƣợc nhƣ ban đầu với chi phí rẻ giải pháp khả thi để ứng dụng thực tiễn Vì vậy, nội dung nghiên cứu đề tài "Nghiên cứu tái sinh than hoạt tính phƣơng pháp hóa học" nhằm góp phần tìm giải pháp phù hợp để xử lý chất ô nhiễm bền nhƣ màu dệt nhuộm điều kiện Việt Nam TỔNG QUAN 1.1 Tình hình nhiễm môi trƣờng Việt Nam Theo báo cáo môi trƣờng quốc gia năm 2016 Bộ tài nguyên mơi trƣờng, chất lƣợng mơi trƣờng nƣớc ta có chất lƣợng thấp[2] Nguyên nhân thực trạng hoạt động phát triển kinh tế xã hội Nhiều hoạt động ảnh hƣởng quy mô lớn gây thiệt hạt nghiêm trọng, điển hình cố môi trƣờng tỉnh miền Trung liên quan đến công ty gang thép Formosa Hà Tĩnh Tại đô thị, mơi trƣờng khơng khí bị ảnh hƣởng hoạt động giao thông, sở công nghiệp hoạt động xây dựng Theo thống kê, hoạt động giao thông gây 70 % lƣợng khói bụi, 85 % lƣợng khí CO2, 95 % lƣợng hợp chất hữu Hà Nội Đối với mơi trƣờng nƣớc, có sức ép lớn từ sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp Tỷ lệ phần trăm lƣợng nƣớc thải đƣợc xử lý thấp, phần lại đƣợc thải trực tiếp vào đƣờng nƣớc để sơng Đối với sơng có lƣu lƣợng nƣớc nhỏ, khả phục hồi hạn chế, chất lƣợng nƣớc bị suy giảm đáng kể khu vực chảy qua nội thành, nội thị, điển hình nhƣ sơng Nhuệ, sơng Cầu, sơng Sài Gịn nhiều đoạn chảy qua thị lớn có chất lƣợng nƣớc bị suy giảm rõ rệt gây mùi hôi thối Tại nhiều đô thị, kênh, mƣơng, hồ nội thành trở thành nơi chứa nƣớc thải sinh hoạt, nƣớc thải sản xuất, điển hình nhƣ Hà Nội, Tp Hồ Chí Minh Có thể nói ô nhiễm môi trƣờng nƣớc thải vấn đề cộm gây nhiều xúc xã hội Ô nhiễm nƣớc thải: Các nguồn thải nƣớc thải sinh hoạt thị, nƣớc thải công nghiệp, làng nghề, nông nghiệp (từ chăn nuôi) Ƣớc tính trung bình khoảng 80% lƣợng nƣớc cấp cho sinh hoạt trở thành nƣớc thải sinh hoạt Theo số liệu tính tốn, Đơng Nam Bộ Đồng Bằng Sơng Hồng vùng tập trung nhiều lƣợng nƣớc thải sinh hoạt nƣớc Theo số liệu thống kê năm 2015, tổng số 787 đô thị nƣớc có 40 thị có cơng trình xử lý nƣớc thải đạt tiêu chuẩn quy định Tỷ lệ nƣớc thải sinh hoạt đƣợc xử lý đạt 10% - 11% (với tổng công suất xử lý khoảng 800.000 m3/ngày đêm) tổng số lƣợng nƣớc thải đô thị, tăng khoảng 4% - 5% so với năm 2010 Con số nhỏ so với yêu cầu thực tế cần xử lý Nƣớc thải sinh hoạt chƣa qua xử lý tiếp tục nguồn thải lớn, gây ô nhiễm môi trƣờng khu vực đô thị vùng lân cận Đối với khu công nghiệp (KCN), tổng số 283 KCN hoạt động nƣớc có 212 KCN xây dựng hệ thống xử lý nƣớc thải tập trung (chiếm 74,9%), 24 KCN xây dựng hệ thống xử lý nƣớc thải tập trung (chiếm 11,5%), KCN lại xây dựng lộ trình đầu tƣ hệ thống xử lý nƣớc thải tập trung Nguồn thải từ KCN tập trung nhƣng thải lƣợng lớn, cơng tác quản lý nhƣ xử lý chất thải KCN nhiều hạn chế Các hệ thống xử lý nƣớc thải tập trung KCN xử lý đƣợc khoảng 60% lƣợng nƣớc thải phát sinh Nƣớc thải từ sở sản xuất nằm KCN xả môi trƣờng lƣợng nƣớc thải lớn, gây nhiều sức ép lên môi trƣờng Các doanh nghiệp lớn chiếm số lƣợng nhỏ (ít 2% tổng số doanh nghiệp nƣớc) nhƣng chiếm 30% tổng sản lƣợng cơng nghiệp tồn quốc Các doanh nghiệp nằm rải rác, phân tán vùng miền nƣớc với lĩnh vực sản xuất khai thác khoáng sản, sản xuất điện, khai thác chế biến dầu khí, khí, hóa chất, luyện kim, đóng tàu, sản xuất xi măng, chế biến thực phẩm Một số sở công nghiệp lớn sản xuất với cơng nghệ chƣa tiên tiến, đại, lại chƣa quan tâm đến đầu tƣ cơng trình xử lý mơi trƣờng q trình sản xuất nên gây sức ép lớn lên môi trƣờng, gây ô nhiễm môi trƣờng nghiêm trọng nhiều địa phƣơng Gần việc xả thải Công ty Vedan sông Thị Vải, cố môi trƣờng dọc tỉnh miền Trung công ty thép Formosa Hà Tĩnh Tình hình nhiễm chất hữu bền Ô nhiễm nguồn nƣớc hợp chất hữu tổng hợp bền nhƣ thuốc trừ sâu, diệt cỏ, chất phụ gia hệ trao đổi nhiệt công nghiệp, sơn, chất màu dệt nhuộm mối quan tâm lớn toàn giới Tại Việt Nam, vấn đề nóng sử dụng bữa bãi không xử lý loại thuốc trừ sâu, thuốc bảo vệ thực vật, chất phụ gia cơng nghiệp, nƣớc thải ngành cơng nghiệp nan giải ngành dệt nhuộm Nhiều nghiên cứu đánh giá hàm lƣợng hợp chất bền làng nghề, mẫu đất trầm tích sơng Các hợp chất OCPs, PCBs đƣợc phát mơi trƣờng nƣớc trầm tích biển nhƣ tích tụ sinh vật vùng ven biển phía Bắc Việt Nam[5] Nhiều hợp chất hữu chứa flo nƣớc trầm tích nƣớc trầm tích làng nghề dệt nhuộm Hồi Quan, Bắc Giang, Tƣơng Giang, làng tái chế Phong Khê, tái chế nhựa Minh Khai - Hƣng Yên[9] Theo báo cáo trạng thuốc bảo vệ thực vật dạng POP tồn lƣu Việt Nam có 1562 khu vực tồn lƣu nhiễm hóa chất bảo vệ thực vật 46 tỉnh thành phố Theo báo cáo Việt Nam có nhiều hoạt động sản xuất có khả phát thải chất POP nhƣ HBB, PBDE, HBCD, PFOS[3] Các chất màu dệt nhuộm không đƣợc liệt kê vào danh sách chất độc nhƣng chúng bền màu lƣợng thải tƣơng đối lớn Theo số liệu Tổng cục mơi trƣờng, nƣớc tiêu thụ q trình nhuộm dao động lớn từ 19 - 900 m3 cho sản phẩm, tùy loại vải sợi cơng nghệ cụ thể Do tính bền thuốc nhuộm mà xử lý nƣớc thải ngành nhuộm vấn đề mơi trƣờng lớn nƣớc 1.2 Ơ nhiễm từ công nghiệp dệt nhuộm Khái quát thuốc nhuộm Thuốc nhuộm may mặc hợp chất hữu có màu, hấp thụ mạnh phần phổ ánh sáng nhìn thấy (400 - 700 nm) Các chất có thêm đặc điểm gắn tốt vào vật liệu sợi Từ xa xƣa, thuốc nhuộm đƣợc sử dụng để tạo màu, chúng đƣợc chiết tách từ thực vật Ngày nay, nhờ thành tựu tổng hợp hóa chất mà ngƣời tạo nhiều loại hợp chất màu bền, đẹp có chất lƣợng tốt nên thuốc nhuộm tự nhiên khơng cịn đƣợc sử dụng Màu sắc thuốc nhuộm có đƣợc cấu trúc phân tử có chứa nhóm mang màu nhóm trợ màu Nhóm mang màu nhóm chứa liên kết đơi có điện tử π linh động nhƣ >C=CC=N-, >C=O, -N=N-, Nhóm trợ màu nhóm có khả cho nhận điện tử nhƣ SOH, -COOH, -OH, -NH2 giúp tăng cƣờng hấp thụ ánh sáng Có thể nói, thuốc nhuộm tổng hợp đa dạng thành phần hóa học, màu sắc, phƣơng pháp sử dụng Hiện nay, giới sử dụng hai cách phân loại phổ biến theo cấu trúc hóa học (dựa vào nhóm mang màu) theo phƣơng pháp sử dụng Theo cấu trúc hóa học, hóa chất dệt nhuộm đƣợc chia thành nhiều họ khác nhau, có họ chính: Họ thuốc nhuộm azo: Trong phân tử thuốc nhuộm họ azo có chứa hay nhiều nhóm -N=N- Đây nhóm quan trọng nhóm có số lƣợng lớn (chiếm 60 - 70 % lƣợng thuốc nhuộm tổng hợp) Họ thuốc nhuộm antraquinon: Phân tử thuốc nhuộm có chứa hay nhiều nhóm antraquinon dẫn xuất nhóm Họ antraquinon chiếm khoảng 15 % lƣợng thuốc nhuộm tổng hợp Họ triaryl metan: Đây dẫn xuất metan, C đƣợc liên kết với nhóm mang màu Đây họ chất màu phổ biến thứ ba chiếm khoảng % tổng lƣợng chất màu tổng hợp Họ thuốc nhuộm phtaloxianin: Phân tử màu thuộc họ có chứa hệ liên hợp khép kín Trong đó, H nhóm imin dễ bị thay ion kim loại, N liên kết tạo phức với ion kim loại để tạo màu sắc khác Họ chiếm khoảng % tổng lƣợng thuốc nhuộm Ngồi nhóm kể trên, họ thuốc nhuộm khác phổ biến nhƣ: nitro, nitrozo, polymetyl, arylamin, azometyl, Phân loại theo phƣơng pháp sử dụng: Theo phƣơng pháp sử dụng, ngƣời ta quan tâm nhiều đến thuốc nhuộm sử dụng cho xơ sợi xenlullo gồm loại thuốc nhuộm hoàn ngun, lƣu hóa, hoạt tính trực tiếp; loại thuốc nhuộm cho xơ sợi tổng hợp len nhƣ thuốc nhuộm phân tán, thuốc nhuộm bazơ, thuốc nhuộm axít Đặc trưng nước thải dệt nhuộm Tính đến năm 2015, nƣớc có 8.700 sở dệt may Tuy nhiên, công nghệ sản xuất đa phần cũ, cơng nghệ nhuộm in cịn thấp Theo thống kê hiệp hội dệt may, có khoảng 35 % thiết bị nhuộm mới, 30 % cải tạo nâng cấp đƣợc, 35 % máy móc cũ đƣợc sử dụng từ 20 năm trƣớc Công nghệ nhuộm đƣợc áp dụng công nghệ nhuộm ngâm (hay nhuộm tận trích) Cơng nghệ có hiệu suất thấp nên phẩm nhuộm dƣ thừa nƣớc thải cao dẫn đến ô nhiễm môi trƣờng Trong số sở dệt nhuộm nói có 173 làng nghề dệt nhuộm, chiếm 10% tổng số làng nghề Các làng nghề dệt nhuộm tập trung nhiều khu vực miền Bắc, chiếm 85,5% số làng nghề dệt nhuộm Hai tỉnh có số làng nghề dệt nhuộm nhiều Sơn La Hà Nội (46 22 làng) Công nghệ sử dụng làng nghề phong phú Mỗi vùng miền thƣờng có cơng nghệ sản xuất nhƣ mặt hàng truyền thống đặc trƣng riêng Một số làng nghề dệt nhuộm tiếng nhƣ dệt 3.4.4 Ảnh hƣởng số lần tái sinh Để khảo sát ảnh hƣởng số lần tái sinh đến khả hấp phụ than, phần thí nghiệm lặp lại trình hấp phụ tái sinh lần sử dụng tỉ lệ Fe(II):COD=5:1 Fe(II):H2O2=1:5 Diễn biến nồng độ trình lọc sau lần tái sinh đƣợc trình bày bảng 3.13 hình 3.13 Bảng 3.13 Biến thiên nồng độ đầu (mg/L) hấp phụ RB19 than sau nhiều lần tái sinh, Fe(II):COD = 5:1, Fe(II):H2O2=1:5 Thời gian, phút Lần 62 Lần 62 Lần 62 Lần 62 Lần 57,2 29,1 36 31,1 38,5 30,5 10 39 44 41,3 46,7 38,3 15 43,7 46,8 45,5 49,3 42,1 20 47,3 47,8 47,7 50,3 44,5 25 48,8 49,2 49,3 51,6 46 30 49,6 49,5 50,2 52,2 47,2 35 51,1 49,8 51,1 53 48 40 51,8 50,5 51,7 53,3 48,7 45 52,7 51 52,1 54,1 49,2 50 53,2 51,8 52,8 54,2 49,7 55 53,5 52 53,1 54,5 50,5 60 53,8 52,5 53,5 54,75 50,8 46 60 55 50 C, mg/L 45 ban đầu lần 40 lần 35 lần lần 30 lần 25 0.2 0.4 0.6 0.8 Thể tích lọc, L Hình 3.13 Biến thiên nồng độ trình lọc sau lần tái sinh Tỉ lệ mol Fe(II):COD=5:1 Fe(II):H2O2=1:5 Dung lƣợng hấp phụ sau lần tái sinh đƣợc xác định dựa đồ thị theo phƣơng pháp chia nhỏ diện tích nhƣ sau: Bảng 3.14 Kết tính toán hiệu hấp phụ sau lần tái sinh than hoạt tính TT Thí nghiệm Dung lƣợng, Hiệu suất tái mg/g sinh Hấp phụ lần đầu 12,3 Tái sinh lần 11,8 96 % Tái sinh lần 11,3 92 % Tái sinh lần 11,4 92 % Tái sinh lần 9,5 77 % Tái sinh lần 10 81 % Nhƣ vậy, sau lần tái sinh dung lƣợng hấp phụ đạt đƣợc 80 % so với ban đầu Có thể kết luận rằng, Fenton tác nhân than hoạt tính có tiềm so với phƣơng pháp trình bày phần tổng quan Khi sử dụng Fenton không cần thiết bị phức tạp tiêu thụ nhiều lƣợng nhƣ phƣơng pháp khác 47 KẾT LUẬN Với mong muốn cung cấp thêm thông tin trình hấp phụ màu tìm giải pháp hạ chi phí xử lý kĩ thuật hấp phụ than hoạt tính, luận văn nghiên cứu động học đẳng nhiệt hấp phụ RB19 than hoạt tính dạng hạt, đánh giá khả tái sinh than hệ Fenton Các kết thu đƣợc nhƣ sau: - Động học hấp phụ RB19 than hoạt tính đƣợc mơ tả tốt mơ hình động học bậc Lagergren Trong đó, số tốc độ hấp phụ tính tốn đƣợc nhỏ nồng độ ban đầu sử dụng cao Hiện tƣợng không đồng tâm hấp phụ đƣờng kính mao quản Với nồng độ cao chất hấp phụ phải sâu vào bên mao quản tƣơng tác với tâm hấp phụ yếu dẫn đến hấp phụ xảy chậm - Đƣờng đẳng nhiệt hấp phụ đƣợc mơ tả mơ hình Langmuir với dung lƣợng cực đại 30,1 mg màu/1 g than hoạt tính - Than sau hấp phụ đƣợc tái sinh hệ Fenton pH =3 thời gian Sự phụ thuộc khả tái sinh vào tỉ lệ Fe(II):COD Fe(II):H2O2 đƣợc khảo sát Khi thay đổi tỉ lệ Fe(II): H2O2 từ 1:1 lên 1:5 khả tái sinh tăng Tuy nhiên tỉ lệ 1:10 khả tái sinh lại giảm xuống Điều đƣợc giải thích cạnh tranh gốc OH• H2O2 nồng độ cao - Hiệu tái sinh nhiều lần đƣợc thử nghiệm với tỉ lệ Fe(II):COD Fe(II):H2O2 tối ƣu Các kết cho thấy, than không tái sinh đƣợc 100 % nhƣng sau lần tái sinh, hiệu tƣơng đối ổn định đạt 80 % Có thể nói, kết đạt đƣợc cho thấy tiềm lớn tái sinh than hoạt tính Fenton 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT Bộ công thƣơng (2014), Quyết định phê duyệt quy hoạch phát triển ngành công nghiệp dệt may việt nam đến năm 2020, tầm nhìn đến năm 2030, số 3218/QĐBCT Bộ Tài nguyên môi trƣờng (2016), Báo cáo trạng môi trường quốc gia 2016, chuyên đề: Môi trường đô thị, Nhà xuất Tài Nguyên - Môi trƣờng Bản đồ Việt Nam Cục kiểm sốt nhiễm - Tổng cục Mơi trƣờng - Bộ Tài nguyên Môi trƣờng (2015), Báo cáo tổng quan 10 năm thực công ước Stockholm chất nhiễm hữu khó phân hủy Việt Nam 2005 - 2015, Hà Nội FPT securities (2017) , Báo cáo ngành dệt may, Hà Nội Dƣơng Thanh Nghị, Trần Đức Thạnh, Trần Văn Quy (2013), ―Phân bố tích tụ chất nhiễm hữu bền OCPs PCBs vùng biển ven bờ phía Bắc Việt Nam‖, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Biển, 13 (1), 66-73 Trần Văn Hùng, Nguyễn Hữu Phú (2008), ―Nghiên cứu khả hoàn nguyên than hoạt tính-xúc tác (THT-XT) khơng khí nóng‖, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ, 24, 287-291 Văn Hùng, Trần Thị Kim Hoa, Nguyễn Thị Thu, Nguyễn Hữu Phú (2009), ―Hoàn nguyên than hoạt tính phƣơng pháp oxy hóa xúc tác dị thể lỏng rắn‖, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ, 25, 7580 Tổng cục MT(2011), Tài liệu kĩ thuật: Hướng dẫn đánh giá phù hợp cơng nghệ xử lí nước thải giới thiệu số cơng nghệ xử lí nước thải ngành chế biến thủy sản, dệt may, giấy bột giấy, Hà Nội Phùng Thị Vĩ (2016), Khảo sát đánh giá nguy ô nhiễm hợp chất flo hữu (PFCs) nước trầm tích số làng nghề dệt nhuộm, tái chế giấy, nhựa, Luận văn ThS khoa học, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG Hà Nội TÀI LIỆU TIẾNG ANH 10 Ebru Acar (2004), Oxidation of acid red 151 solutions by peroxone (O3/H2O2) process, Master Thesis, Middle East Technical University, Turkey 49 11 Bhatnagar Amit (2007), "Removal of bromophenols from water using industrial wastes as low cost adsorbents", Journal of Hazardous Materials, B139, 93–102 12 M Auta, B.H Hameed (2011), "Preparation of waste tea activated carbon using potassium acetate as an activating agent for adsorption of Acid Blue 25 dye", Chemical Engineering Journal, 171, 502– 509 13 B Ramesh Babu, A K Parande, S Raghu, T Prem Kumar (2007), "Textile Technology Cotton Textile Processing: Waste Generation and Efflent Treatment", The Journal of Cotton Science, 1, 1141–1153 14 Ionela-Gabriela Bacioiu, Carolina Constantin, Ana-Maria Stanescu, Ligia Stoica (2016), "Removal of tartrazine (E102) from aqueous solutions by sorption-flotation", U.P.B Sci Bull., Series B, 78 (1), 137 - 148 15 I Casero, D Sicilia, S Rubio, P Peres-Bendito (1997), "Chemical degradation of aromatic amines by Fenton‘s reagent", Wat Res., (31), 1985 - 1995 16 J C Crittenden, Y Zhang, D W Hand, D L Perram, E G Marchand (1996), "Solar Detoxification of Fuel Contaminated Groundwater using Fixed-Bed Photocatalysts", Water Environment Research, 68(3), 270-278 17 Maria Cristina Collivignarelli, Roberta Pedrazzani, Sabrina Sorlini, Alessandro Abbà, Giorgio Bertanza (2017), "H2O2 Based Oxidation Processes for the Treatment of Real High Strength Aqueous Wastes", Sustainability, 9(2), doi:10.3390/su9020244 18 Mohammad Hadi Dehghani, Behrooz Karimi, Mohammad Sadege Rajaei (2016), "The effect of aeration on advanced coagulation, flotation and advanced oxidation processes for color removal from wastewater", Journal of Molecular Liquids, 223, 75–80 19 Manh Huy Do, Ngoc Hoa Phan, Thi Dung Nguyen, Thi Thu Suong Pham, Van Khoa Nguyen, Thi Thuy Trang Vu, Thi Kim Phuong Nguyen (2011), ―Activated carbon/Fe3O4 nanoparticle composite: Fabrication, methyl orange removal and regeneration by hydrogen peroxide‖, Chemosphere, 85, 1269– 1276 20 Ayranci Erol, Numan Hoda (2005), "Adsorption kinetics and isotherms of pesticides onto activated carbon-cloth", Chemosphere, 60, 1600–1607 21 Maisa El Gamal, Hussein A.Mousa, Muftah H El-Naas, Renju Zacharia, Simon Judd (2018), ―Bio-regeneration of activated carbon: a comprehensive review‖, Separation and purification Technology, 197, 345 – 359 50 22 Naser Ghasemzadeh, Mohammad Ghadiri, Alireza Behroozsarand (2017), ―Optimization of chemical regeneration procedures of spent activated carbon‖, Advances in Environmental Technology, 1, 45-51 23 O Hamdaoui, E Naffrechoux (2007), "Modeling of adsorption isotherms of phenol andchlorophenols onto granular activated carbon Part I Two-parameter models andequations allowing determination of thermodynamic parameters", Journal of Hazardous Materials, 147, 381-394 24 Yung-Chien Hsu, Yi-Fu Chen, Jyh-Herng Chen (2003), "Peroxone Process for RO-16 and RB-19 Dye Solutions Treatment", Journal of Environmental Science and Health, Part A: Toxic/Hazardous Substances and Environmental Engineering, A38 (7), 1361–1376 25 P L Huston, J J Pignatello (1999), "Degradation of selected pesticide active ingredients and commercial formulations in water by the photo-assisted Fenton reaction", Wat Res., 33(5), 1238-1246 26 Chengchun Jiang, Zhen Gao, Hangling Qu, Jinwei Li, Xiaoxiong Wang, Ping Li, Hong Liu (2013), "A new insight into Fenton and Fenton-like processes for water treatment: Part II Influence of organic compounds on Fe(III)/Fe(II) interconversion and the course of reactions", Journal of Hazardous Materials, 250–251, 76–81 27 M Joshi, R Bansal, R Purwar (2004), "Colour removal from textile effluents", Indian Journal of Fibre and Textile Research, 29, 239 - 259 28 Mordechai L Kremer (1999), "Mechanism of the Fenton reaction Evidence for a new intermediate", Phys Chem Chem Phys., 1, 3595 - 3605 29 S Girish Kumar, L Gomathi Devi (2011), "Review on Modified TiO2 Photocatalysis under UV/Visible Light: Selected Results and Related Mechanisms on Interfacial Charge Carrier Transfer Dynamics", J Phys Chem A, 115, 13211–13241 30 W G Kuo (1992), "Decolorizing dye wastewater with Fenton‘s reagent", Wat Res., 26(7), 881-886 31 Eric Paul Leimkuehler (2010), Production, characterization, and applications of activated carbon, master thesis, University of Missouri 32 Piyawan Leechart, Woranan Nakbanpote, Paitip Thiravetyan(2009), "Application of ‗waste‘ wood-shaving bottom ash for adsorption of azo reactive dye", Journal of Environmental Management, 90, 912–920 51 33 Qimeng Li, Yanshan Qi, Canzhu Gao (2015), ―Chemical regeneration of spent powdered activated carbon used in decolorization of sodium salicylate for pharmaceutical industry‖, Journal of Cleaner Production, 86, 424-431 34 S H Lin, C M Lin, H G Leu (1999), "Operating characteristics and kinetic studies of surfactant wastewater treatment by Fenton oxidation", Wat Res., 33, 1735-1741 35 P Mavros, A C Daniilidou, N.K Lazaridis, L Stergiou (1994), "Colour removal from aqueous solutions, Part I Flotation", Environmental technology, 15, 601 - 616 36 Mphilisi M Mahlambi, Catherine J Ngila, Bhekie B Mamba (2015), "Recent Developments in Environmental Photocatalytic Degradation of Organic Pollutants: The Case of Titanium Dioxide Nanoparticles—A Review", Journal of Nanomaterials, 2015(2), 1-29; http://dx.doi.org/10.1155/2015/790173 37 Borislav N Malinovic, Miomir G Pavlovic, Tijana Djuricic (2017), "Electrocoagulation of textile wastewater containing a mixture of organic dyes by iron electrode", J Electrochem Sci Eng., 7(2), 103-110 38 Mariana Neamtu, Ayfer Yediler, Ilie Siminiceanu, Antonius Kettrup (2003), "Oxidation of commercial reactive azo dye aqueous solutions by the photoFenton and Fenton-like processes", Photobiology A: Chemistry, 161, 87–93 Journal of Photochemistry and 39 Seung Won Nahm, Wang Geun Shim, Young-Kwon Park, Sang Chai Kim (2012),Thermal and chemical regeneration of spent activated carbon and its adsorption property for toluene, Chemical Engineering Journal, 210, 500–509 40 E Oliveros, O Legrini, M Hohl, T Müller, A M Braun (1997), "Industrial waste water treatment: Large scale development of a light-enhanced Fenton reaction", Chemical Engineering and Processing, 36(5), 397-405 41 M Otero, F Rozada, L.F Calvo, A.I Garcıa, A Moran(2003), "Adsorption on adsorbents from sewage sludge Elimination of organic water pollutants using adsorbents obtained from sewage sludge", Dyes and Pigments, 57, 55–65 42 Mhmet A Oturan, Jean-Jacques Aaron (2014), "Advanced Oxidation Processes in Water/Wastewater Treatment: Principles and Applications A Review", Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 44 (23), 2577– 2641 43 M.K Purkait , A Maiti, S DasGupta, S De (2007), ―Removal of congo red using activated carbon and its regeneration‖, Journal of Hazardous Materials, 145, 287–295 52 44 Emad N El Qada, Stephen J Allen, Gavin M Walker (2006), "Adsorption of Methylene Blue onto activated carbon produced from steam activated bituminous coal: A study of equilibrium adsorption isotherm", Chemical Engineering Journal, 124, 103–110 45 J M Salman, V.O Njokua, B.H Hameeda (2011), "Adsorption of pesticides from aqueous solution onto banana stalk activated carbon", Chemical Engineering Journal, 174, 41– 48 46 Michael David Sufnarski (1999), The regeneration of Granular Activated Carbon Using Hydrothermal Technology, Master of Science in Engineering, The University of Texas at Austin 47 Duan Xin-hui, C Srinivasakannan, Liang Jin-sheng (2014), ―Process optimization of thermal regeneration of spent coal based activated carbon using steam and application to methylene blue dye adsorption‖, Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, 45, 1618 – 1627 48 Tsai Wen-Tien, Hsin-Chieh Hsu, Ting-Yi Su, Keng-Yu Lin, Chien-Ming Lin(2007), "Removal of basic dye (methylene blue) from wastewaters utilizing beer brewery waste", Journal of Hazardous Materials, 154 (1-3), 73-78 53 PHỤ LỤC Phụ lục Kết đo diện tích bề mặt riêng than hoạt tính 54 55 56 57 58 59 Phụ lục Kết xây dựng đƣờng chuẩn RB19, cuvet cm pH = [RB19], mg/L 10,016 20,032 40,064 80,128 100,16 150,24 161,64 pH = [RB19], mg/L 20,19 42,40 50,47 60,57 80,76 100,95 121,14 143,68 161,64 Abs 0,087 0,17 0,327 0,675 0,822 1,161 1,312 1.4 y = 0.008033x R² = 0.997 1.2 Abs 0.8 0.6 0.4 0.2 0 50 100 150 200 [RB19], mg/L Hình PL2.1 Đường chuẩn RB19 pH = 1.4 y = 0.008183x R² = 0.998 1.2 Abs 0.8 0.6 0.4 0.2 0 50 100 150 [RB19], mg/L Hình PL2.2 Đƣờng chuẩn RB19 pH = 60 200 Abs 0,177 0,369 0,44 0,502 0,671 0,818 0,958 1,19 1,317 ... tái sinh than hoạt tính TT Thí nghiệm Dung lƣợng, Hiệu suất tái mg/g sinh Hấp phụ lần đầu 12,3 Tái sinh lần 11,8 96 % Tái sinh lần 11,3 92 % Tái sinh lần 11,4 92 % Tái sinh lần 9,5 77 % Tái sinh. .. Các nghiên cứu cho thấy sử dụng CO2 tới hạn tái sinh hồn tồn than Nghiên cứu nhóm sử dụng nƣớc nhiệt độ lên tới 983 oC cho hiệu suất tái sinh 60 %[47] Tại Việt Nam, nghiên cứu tái sinh than hoạt. ..ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Nguyễn Mạnh Tiến NGHIÊN CỨU TÁI SINH THAN HOẠT TÍNH BẰNG PHƢƠNG PHÁP HĨA HỌC Chun ngành: Hóa lý thuyết Hóa lý Mã số: