Nghiên cứu sử dụng vỏ trứng làm giảm nồng độ pb2+ và cu2+ trong nước

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KHOA HÓA  KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG VỎ TRỨNG GÀ LÀM GIẢM NỒNG ĐỘ Pb2+ VÀ Cu 2+ TRONG NƢỚC Ngƣời hƣớng dẫn : TS NGUYỄN THI HƢỜNG Ngƣời thực : TRƢƠNG THÀNH TIẾN Đà Nẵng, 05/2016 MỤC LỤC CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN .5 1.1 Khái niệm môi trƣờng nƣớc ô nhiễm nguồn nƣớc .5 1.1.1 Khái niệm môi trƣờng nƣớc .5 1.1.2 Chu trình nguồn nƣớc 1.1.3 Tài nguyên nƣớc Việt Nam vai trò nƣớc sống 1.1.4 Ô nhiễm nguồn nƣớc 1.1.4.1 Khái niệm ô nhiễm môi trƣờng nƣớc 1.1.4.2 Nguồn gốc tác nhân gây ô nhiễm nguồn nƣớc .7 1.1.4.2.1 Ô nhiễm tự nhiên 1.1.4.2.2 Ô nhiễm nhân tạo 1.2 Tác dụng sinh hóa kim loại nặng ngƣời môi trƣờng Giới thiệu chì 10 1.3.1.Tác hại chì 11 1.3.2 Các nguồn phát sinh Chì 12 1.4 Giới thiệu Đồng 14 1.4.1 Ứng dụng đồng 14 1.5 Các phƣơng pháp xử lí 15 1.5.1 Kết tủa hydroxit kim loại 16 1.5.2 Kết tủa sunfit kim loại 16 1.5.3.Kết tủa carbonat .16 1.5.4.Trao đổi ion .17 1.5.5 Hấp phụ 17 1.5.6.Lọc màng 18 1.5.7.Điện phân 18 1.6.Lý thuyết phƣơng pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS 18 1.6.1.Nguyên tắc trang bị phép đo AAS 18 1.6.2 Những ƣu, nhƣợc điểm phép đo AAS .20 1.6.3 Đối tƣợng phạm vi ứng dụng AAS .22 1.7.Giới thiệu vỏ trứng 22 1.7.1 Đặc điểm vỏ trứng .22 1.7.2 Tính chất lớp protein 23 1.8 Công thức tính hiệu suất 23 1.9 Đánh giá sai số thống kê 23 CHƢƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25 2.1 Hóa chất, dụng cụ, thiết bị 25 2.1.1 Hóa chất 25 2.1.2 Dụng cụ 25 2.1.3 Thiết bị .25 2.2 Chuẩn bị mẫu, hóa chất cho việc phân tích 25 2.2.1 Pha dung dịch đệm axetat 25 2.2.2 Pha dung dịch chuẩn Pb2+ 26 2.2.3 Pha dung dịch chuẩn Cu2+ 26 2.2.4 Chuẩn bị vỏ trứng .26 2.3 Nội dung nghiên cứu .27 2.3.1 Nghiên cứu dung dịch Pb2+ 27 2.3.1.1 Khảo sát khối lƣợng vỏ trứng tự nhiên vỏ trứng nung đến hiệu suất xử lí .27 2.3.1.2 Khảo sát nồng độ Pb2+ đến hiệu xuất xử lí 27 2.3.1.3 Khảo sát thời gian khuấy đến hiệu xuất xử lí 28 2.3.2 Nghiên cứu dung dịch Cu2+ 28 2.3.2.1 Khảo sát khối lƣợng vỏ trứng nung vỏ trứng tự nhiên đến hiệu xuất xử lí .28 2.3.2.2 Khảo sát nồng độ Cu2+ ban đầu .29 2.3.2.3 Khảo sát thời gian khuấy đến hiệu xuất xử lí 29 2.4 Kĩ thuật lấy mẫu xử lí mẫu phân tích 30 2.4.1 Mục đích yêu cầu việc lấy mẫu phân tích .30 2.4.2 Kĩ thuật xử lí mẫu .30 2.4.2.1 Khái niệm 30 2.4.2.2 Mục đích 31 2.4.2.3 Kĩ thuật vơ hóa ƣớt 31 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 32 3.1 Kết nghiên cứu dung dịch Pb2+ 32 3.1.1 Xây dựng đƣờng chuẩn 32 3.1.2 Kết nghiên cứu ảnh hƣởng khối lƣợng vỏ trứng tự nhiên vỏ trứng nung đến hiệu suất xử lí 33 3.1.3 Khảo sát ảnh hƣởng thời gian khuấy đến hiệu suất xử lí 34 3.1.4 Khảo sát ảnh hƣởng nồng độ ban đầu đến hiệu suất xử lí 36 3.1.5 So sánh khả xử lí vỏ trứng tự nhiên vỏ trứng nung 38 3.2 Kết nghiên cứu dung dịch Cu2+ 38 3.2.1 Xây dựng đƣờng chuẩn 38 3.2.2 Kết nghiên cứu ảnh hƣởng khối lƣợng vỏ trứng tự nhiên vỏ trứng nung đến hiệu suất xử lí 39 3.2.3 Kết nghiên cứu ảnh hƣởng thời gian khuấy đến hiệu suất xử lí 41 3.2.4 Khảo sát ảnh hƣởng nồng độ ban đầu đến hiệu suất xử lí 42 3.3 Nghiên cứu nƣớc thải nhà máy sản xuất giấy 44 3.3.1 Đặc điểm nƣớc thải 44 3.3.2 Xử lí mẫu kĩ thuật vơ hóa ƣớt .45 3.3.3 Kết xử lí nƣớc thải nhà máy sản xuất giấy 45 3.4 Kết đánh giá sai số thống kê phƣơng pháp 45 3.5 Đề xuất qui trình xử lí nƣớc thải có chứa ion Pb2+ 46 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 49 Tài liệu tham khảo .51 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Khái niệm môi trường nước ô nhiễm nguồn nước 1.1.1 Khái niệm môi trường nước Môi trƣờng nƣớc bốn thành phần cấu tạo môi trƣờng, thiếu hệ sinh thái.Mơi trƣờng nƣớc trì sống, trao đổi chất, cân sinh thái tồn cầu.Bản thân mơi trƣờng nƣớc dạng mơi trƣờng đầy đủ có hai thành phần nƣớc chất tan, chất khí Mơi trƣờng nƣớc bao gồm dạng nƣớc: nƣớc ngọt, nƣớc mặn, nƣớc ao hồ, sơng ngịi, nƣớc đóng băng tuyết, nƣớc nƣớc ngầm 1.1.2 Chu trình nguồn nước Trong tự nhiên nguồn nƣớc ln đƣợc ln hồi theo chu trình thủy văn Theo chu trình thủy văn lƣợng nƣớc ln đƣợc bảo tồn hay chuyển từ dạng sang dạng khác từ nơi đến nơi khác Tùy theo nguồn nƣớc, thời gian luân hồi ngắn đến vài tuần dài hàng ngàn năm Nguồn nƣớc đƣợc luân hồi qua trình bốc mƣa Hình 1.1: Vịng tuần hồn nƣớc 1.1.3 Tài nguyên nước Việt Nam vai trò nước sống Nƣớc ta nằm khí hậu nhiệt đới gió mùa.Tài nguyên nƣớc mặt nƣớc ta phong phú, gần 90% lƣợng nƣớc từ bên chảy vào tập trung đồng sông Cửu Long Phần nƣớc chảy lãnh thổ Việt Nam lại phân phối không theo không gian thời gian Nguồn nƣớc mặt dồi làm cho nƣớc ngầm phong phú Theo đánh giá tổng lƣợng nƣớc ngầm lãnh thổi đạt 1515 m3, xấp xí 15% tổng lƣợng nƣớc mặt Một phần nƣớc ngầm đồng Bắc Bộ đặc biệt đồng Nam Bộ bị nhiễm mặn nhiễm phèn Tài nguyên nƣớc Việt Nam phong phú, nhƣng nguồn nƣớc thực sử dụng, đảm bảo chất lƣợng hạn chế Hiện có khoảng 20- 40% gia đình Việt Nam đủ nƣớc dùng theo tiêu chuẩn nƣớc Hiện tƣợng suy giảm chất lƣợng nƣớc mặt lan rộng nhiều nơi ô nhiễm chất thải từ khu công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải Riêng thủ đô Hà Nội tổng lƣợng nƣớc thải ngày đêm từ 300.000- 400.000m3, nƣớc thải từ sản xuất công nghiệp chiếm 85-90 ngàn m3.Tổng lƣợng rác thải sinh hoạt 1800- 2000 m3/ ngày đêm, nhƣng thu gom thu đƣợc khoảng 850 m3, phần lại đƣợc xả vào khu đất ven hồ, kênh mƣơng gây ô nhiễm nặng cho nguồn nƣớc Trong đó, sinh hoạt nhu cầu tối thiểu bình quân cho ngƣời ngày khoảng 50 lít nƣớc/ ngày Ở Hà Nội phấn đấu đạt bình qn khoảng 200-250 lít nƣớc/ngƣời/ ngày đêm Trong nông nghiệp, nƣớc đƣợc cung cấp cho trình chăn ni, trồng trọt, tƣới tiêu, ni trồng thủy sản Số lƣợng nƣớc dùng nông nghiệp lớn nhƣng mặt tiêu chuẩn, nƣớc cung cấp cho nông nghiệp khơng địi hỏi q chặt chẽ nghiêm ngặt nhƣ nƣớc sinh hoạt Nhu cầu nƣớc cho sản xuất cơng nghiệp lớn đa dạng Ví dụ để sản xuất lít bia cần khoảng 15 lít nƣớc, giấy cần 300 m3 nƣớc, nhựa tổng hợp cần 2000 m3 nƣớc [8]; [9] 1.1.4 Ô nhiễm nguồn nước 1.1.4.1 Khái niệm ô nhiễm môi trường nước Ô nhiễm nƣớc thay đổi theo chiều xấu tính chất vật lý – hố học – sinh học nƣớc, với xuất chất lạ thể lỏng, rắn làm cho nguồn nƣớc trở nên độc hại với ngƣời sinh vật Làm giảm độ đa dạng sinh vật nƣớc Xét tốc độ lan truyền quy mô ảnh hƣởng nhiễm nƣớc vấn đề đáng lo ngại ô nhiễm đất 1.1.4.2 Nguồn gốc tác nhân gây ô nhiễm nguồn nước Nƣớc bị ô nhiễm phú dƣỡng xảy chủ yếu khu vực nƣớc vùng ven biển, vùng biển khép kín Do lƣợng muối khống hàm lƣợng chất hữu dƣ thừa làm cho quần thể sinh vật nƣớc đồng hố đƣợc Kết làm cho hàm lƣợng ơxy nƣớc giảm đột ngột, khí độc tăng lên, tăng độ đục nƣớc, gây suy thoái thủy vực 1.1.4.2.1 Ô nhiễm tự nhiên Là mƣa,tuyết tan, lũ lụt,gió bão… sản phẩm hoạt động sống sinh vật, kể xác chết chúng Cây cối, sinh vật chết đi, chúng bị vi sinh vật phân hủy thành chất hữu Một phần ngấm vào lịng đất, sau ăn sâu vào nƣớc ngầm, gây nhiễmhoặc theo dịng nƣớc ngầm hịa vào dịng lớn Lụt lội làm nƣớc sạch, khuấy động chất dơ hệ thống cống rãnh, mang theo nhiều chất thải độc hại từ nơi đổ rác theo loại hoá chất trƣớc đƣợc cất giữ Nƣớc lụt bị ô nhiễm hoá chất dùng nông nghiệp, công nghiệp tác nhân độc hại khu phế thải Công nhân thu dọn lân cận cơng trƣờng cơng nghiệp bị lụt bị tác hại nƣớc nhiễm hố chất Ơ nhiễm nƣớc yếu tố tự nhiên (núi lửa, xói mịn, bão, lụt, ) nghiêm trọng, nhƣng khơng thƣờng xun, khơng phải ngun nhân gây suy thối chất lƣợng nƣớc tồn cầu 1.1.4.2.2 Ơ nhiễm nhân tạo Nƣớc thải sinh hoạt (domestic wastewater): nƣớc thải phát sinh từ hộ gia đình, bệnh viện, khách sạn, quan trƣờng học, chứa chất thải trình sinh hoạt, vệ sinh ngƣời Thành phần nƣớc thải sinh hoạt chất hữu dễ bị phân hủy sinh học (cacbohydrat, protein, dầu mỡ), chất dinh dƣỡng (photpho, nitơ), chất rắn vi trùng Tùy theo mức sống lối sống mà lƣợng nƣớc thải nhƣ tải lƣợng chất có nƣớc thải ngƣời ngày khác Nhìn chung mức sống cao lƣợng nƣớc thải tải lƣợng thải cao Nƣớc thải công nghiệp (industrial wastewater): nƣớc thải từ sở sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, giao thông vận tải Khác với nƣớc thải sinh hoạt hay nƣớc thải đô thị, nƣớc thải công nghiệp khơng có thành phần giống nhau, mà phụ thuộc vào ngành sản xuất công nghiệp cụ thể Ví dụ: nƣớc thải xí nghiệp chế biến thực phẩm thƣờng chứa lƣợng lớn chất hữu cơ; nƣớc thải xí nghiệp thuộc da ngồi chất hữu cịn có kim loại nặng, sulfua, Ngƣời ta thƣờng sử dụng đại lƣợng PE (population equivalent) để so sánh cách tƣơng đối mức độ gây ô nhiễm nƣớc thải công nghiệp với nƣớc thải đô thị Nƣớc thải bệnh viện bao gồm nƣớc thải từ phòng phẫu thuật, phòng xét nghiệm, phòng thí nghiệm, từ nhà vệ sinh, khu giặt là, rửa thực phẩm, bát đĩa, từ việc làm vệ sinh phịng từ hoạt động sinh hoạt bệnh nhân, ngƣời nuôi bệnh cán công nhân viên làm việc bệnh viện Nƣớc thải y tế có khả lan truyền mạnh vi khuẩn gây bệnh, nƣớc thải đƣợc xả từ bệnh viện hay khoa truyền nhiễm, lây nhiễm Ngồi yếu tố nhiễm thông thƣờng nhƣ chất hữu cơ, dầu mỡ động thực vật, vi khuẩn, nƣớc thải bệnh viện cịn có chất bẩn khoáng hữu đặc thù nhƣ phế phẩm thuốc, chất khử trùng, dung môi hóa học, dƣ lƣợng thuốc kháng sinh, đồng vị phóng xạ đƣợc sử dụng q trình chẩn đốn điều trị bệnh Việc sử dụng rộng rãi chất tẩy rửa (chất hoạt động bề mặt) xƣởng giặt bệnh viện tạo nguy làm xấu mức độ hoạt động cơng trình xử lý nƣớc thải bệnh viện Điểm đặc thù nƣớc thải bệnh viện lan truyền mạnh vi khuẩn gây bệnh, nƣớc thải từ bệnh viện chuyên bệnh truyền nhiễm nhƣ khoa lây nhiễm bệnh viện khác Những nguồn nƣớc thải nhân tố có khả gây truyền nhiễm qua đƣờng tiêu hóa làm ô nhiễm môi trƣờng Đặc biệt nguy hiểm nƣớc thải bị nhiễm vi khuẩn gây bệnh dẫn đến dịch bệnh cho ngƣời động vật qua nguồn nƣớc, qua loại rau đƣợc tƣới nƣớc thải Nƣớc thải bệnh viện chứa vô số loại vi trùng, virus mầm bệnh sinh học khác máu mủ, dịch, đờm, phân ngƣời bệnh, loại hóa chất độc hại từ thể chế phẩm điều trị, chí chất phóng xạ Do đó, đƣợc xếp vào danh mục chất thải nguy hại, gây nguy hiểm cho ngƣời tiếp xúc 1.2 Tác dụng sinh hóa kim loại nặng người môi trường Hầu hết kim loại nặng tồn nƣớc dƣới dạng ion Độc tính kim loại nặng sức khỏe ngƣời động vật đặc biệt nghiêm trọng tồn lâu dài bền vững thể mơi trƣờng Ví dụ nhƣ Chì (Pb) kim loại có khả tồn lâu, ƣớc tính đƣợc giữ lại mơi trƣờng với khoảng thời gian 150- 5000 năm trì nồng độ cao 150 năm sau bón bùn cho đất Chu trình phân rã sinh học trung bình Cadimi đƣợc ƣớc tính khoảng 18 năm khoảng 10 thể ngƣời Một nguyên nhân khác khiến cho kim loại nặng độc hại chúng chuyển hóa tích lũy thể ngƣời hay động vật qua chuỗi thức ăn hệ sinh thái Quá trình bắt đầu với nồng độ thấp kim loại nặng tồn nƣớc cặn lắng sau đƣợc tích tụ lồi thực vật động vật sống dƣới nƣớc luân chuyển dần qua mắc xích chuỗi thức ăn cuối đến sinh vật bậc cao ngƣời nồng độ kim loại nặng đủ lớn để gây độc hại nhƣ phá hủy ADN, gây ung thƣ Các kim loại nặng hàm lƣợng nhỏ nguyên tố lƣợng cần thiết cho thể ngƣời sinh vật Chúng tham gia cấu thành enzym, vitamin, đóng vai trị quan trọng q trình trao đổi chất Ví dụ lƣợng nhỏ đồng cần thiết cho động vật thực vật, ngƣời lớn ngày cần khoảng 20mg đồng (đồng thành phần quan trọng enzym nhƣ oxidaza, tirozinara, uriaza, Bảng 3.7: Kết khảo sát ảnh hƣởng nồng độ đến hiệu suất xử lí vỏ trứng nung Cốc Khối lƣợng 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 50 50 50 50 50 Nồng độ (ppm) 10 15 20 25 Kết (ppm) 0,66 1,02 5,05 4,32 3,66 Hiệu suất (%) 86,8 89,8 79,8 78,4 75,6 vỏ trứng nung (g) Thời gian khuấy Hiệu suất (phút) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 Vỏ trứng tự nhiên Vỏ trứng nung 10 15 20 25 30 Nồng độ Hình 3.4: Kết ảnh hƣởng nồng độ đến hiệu suất xử lí Kết bảng số liệu cho ta thấy, hiệu suất tăng ta tăng nồng độ từ 5ppm đến 10ppm Tuy nhiên tăng nồng độ lên đến 25ppm hiệu suất xử lí giảm dần Do ta chọn nồng độ tối ƣu cho q trình xử lí Pb2+ 10ppm loại vỏ trứng Khi nồng độ tăng dần hiệu suất xử lí tăng dần diện tích tiếp xúc giữ nƣớc thải vỏ trứng lớn hơn, nhƣng đến nồng độ cao khả tƣơng tác giảm dần Từ hiệu suất xử lí giảm.Tại hiệu suất xử lí 37 cực đại ta chọn nồng độ tối ƣu cho q trình xử lí Pb2+ 10ppm loại vỏ trứng Từ kết trình khảo sát mục 3.1.2; 3.1.3 3.1.4 ta thiết lập đƣợc điều kiện tối ƣu cho q trình xử lí Pb2+ 3.1.5 So sánh khả xử lí vỏ trứng tự nhiên vỏ trứng nung Qua thí nghiệm khảo sát ta thấy khuấy thời gian 40 phút, nồng độ 10ppm khối lƣợng vỏ trứng tự nhiên 0,04g hiệu suất đạt 91,3% Trong điều kiện trên, khảo sát với vỏ trứng nung hiệu suất đạt 83,1%, phải khuấy đến 50 phút đạt hiệu suất tối ƣu, nhiên hiệu suất đạt 89,8%, thấp so với hiệu suất khảo sát vỏ trứng tự nhiên 3.2 Kết nghiên cứu dung dịch Cu2+ 3.2.1 Xây dựng đường chuẩn Từ dung dịch gốc pha mục 2.2.3 ta tiến hành pha loãng để có dung dịch với nồng độ 5ppm, 10ppm, 15ppm, 20ppm, 25ppm Sau tiến hành đo máy quang phổ hấp thụ nguyên tƣ AAS Ta thu đƣợc kết bảng 3.8 hình 3.5 Bảng 3.8: Kết đo quang đƣờng chuẩn dung dịch Cu2+ Nồng độ (ppm) Mật độ quang D 0,2010 10 0,3500 15 0,6698 20 0,9873 25 1,3601 38 1.6 Mật độ quang D 1.4 y = 0.0671x - 0.3337 R² = 0.999 1.2 0.8 0.6 0.4 0.2 0 10 15 20 25 30 Nồng độ Hình 3.5: Phƣơng trình đƣờng chuẩn Cu2+ 3.2.2 Kết nghiên cứu ảnh hưởng khối lượng vỏ trứng tự nhiên vỏ trứng nung đến hiệu suất xử lí Sau tiến hành thí nghiệm khảo sát mục 2.3.2.1 kết thu đƣợc thể qua bảng 3.9, 3.10 hình 3.6 Bảng 3.9: Kết khảo sát ảnh hƣởng khối lƣợng vỏ trứng tự nhiên đến hiệu suất xử lí Cốc Khối lƣợng vỏ trứng tự 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 2,96 2,52 4,86 5,64 6,6 70,4 74,8 51,4 43,6 34 nhiên (g) Thời gian khuấy (phút) Nồng độ (ppm) Kết (ppm) Hiệu suất (%) 39 Bảng 3.10: Kết khảo sát ảnh hƣởng khối lƣợng vỏ trứng nung đến hiêu suất xử lí Cốc Khối lƣợng 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 10 10 10 10 10 Nồng độ (ppm) 10 10 10 10 10 Kết (ppm) 2,36 2,1 1,68 1,04 2,84 Hiệu suất (%) 76,4 79 83,2 89,6 71,6 vỏ trứng nung(g) Thời gian khuấy (phút) 100 Hiệu suất 80 60 40 Vỏ trứng tự nhiên Vỏ trứng nung 20 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 Khối lượng vỏ trứng Hình 3.6: Kết khảo sát ảnh hƣờng khối lƣợng vỏ trứng đến hiệu suất xử lí Thơng qua bảng số liệu ta thấy rằng, thay đổi khối lƣợng từ 0,02 đến 0,04g vỏ trứng tự nhiên đến 0,08 vỏ trứng nung hiệu xuất xử lí tăng dần Sau lại giảm Khi cho vỏ trứng vào dung dịch Cu2+ pH dung dịch thay đổi ion kim loại có vỏ trứng (đặc biệt Ca2+) tạo hydroxit nâng pH dung dịch môi trƣờng kiềm mạnh Nên khối lƣợng vỏ trứng cho vào nhiều số lƣợng gốc OH- tăng khả tạo hydroxit với kim loại nặng có 40 nƣớc thải cao Tuy nhiên tăng thêm khối lƣợng vỏ trứng đến khối lƣợng định hiệu suất xử lí khơng tăng thêm đƣợc song song với trình tạo kết tủa hydroxit đồng Cu(OH)2 điện li lại Cu2+ OH- Tại hiệu suất cực đại, khối lƣợng vỏ trứng vỏ trứng tự nhiên vỏ trứng nung tối ƣu đƣợc chọn lần lƣợt 0,04g 0,08g Do ta chọn khối lƣợng vỏ trứng tự nhiên 0,04 vỏ trứng nung 0,08 làm điều kiện tối ƣu để khảo sát yếu tố 3.2.3 Kết nghiên cứu ảnh hưởng thời gian khuấy đến hiệu suất xử lí Sau tiến hành thí nghiệm khảo sát nhƣ mục 2.3.2.3, kết đƣợc thể qua bảng 3.11, 3.12 hình 3.7 Bảng 3.11: Kết khảo sát thời gian khuấy vỏ trứng tự nhiên Cốc Khối lƣợng 0,04g 0,04g 0,04g 0,04g 0,04g Nồng độ(ppm) 10 10 10 10 10 Thời gian khuấy 10 20 30 40 50 Kết (ppm) 1,99 0,9 0,712 0,48 0,236 Hiệu suất (%) 80,1 91 92,88 95,4 95,2 vỏ trứng tự nhiên (g) (phút) Bảng 3.12: Kết khảo sát thời gian khuấy vỏ trứng nung Cốc Khối lƣợng 0,08g 0,08g 0,08g 0,08g 0,08g Nồng độ(ppm) 10 10 10 10 10 Thời gian khuấy 10 20 30 40 50 Kết (ppm) 0,63 0,5 0,42 0,34 0,96 Hiệu suất (%) 93,7 95 95,8 96,6 90,4 vỏ trứng nung (g) (phút) 41 120 Hiệu suất 100 80 Vỏ trứng tự nhiên 60 vỏ trứng nung 40 20 0 10 20 30 40 50 60 Nồng độ Hình 3.8: Kết khảo sát ảnh hƣởng thời gian khuấy đến hiệu suất xử lí Thơng qua kết bảng số liệu ta thấy tăng thời gian khuấy từ 10 phút đến 40 phút hiệu suất xử lí tăng dần, nhƣng sau lại giảm Ở khối lƣợng vỏ trứng tối ƣu, ta tiến hành khuấy nƣớc thải máy khuấy từ khả tiếp xúc nƣớc thải vỏ trứng tốt hơn, hiệu suất xử lí cao hơn.Khi hiệu suất cực đại ta chọn đƣợc thời gian khuấy tối ƣu 40 phút Tuy nhiên đến khoảng thời gian định hiệu suất tăng thêm đƣợc số lƣợng gốc OH- sinh từ vỏ trứng kết tủa hết với ion Cu2+ có nƣớc thải nên tăng thời gian khuấy không làm tăng hiệu suất mà ngƣợc lại cịn làm giảm hiệu suất kết tủa tan phần nhỏ Do thời gian khuấy tối ƣu đƣợc chọn làm điều kiện tối ƣu cho q trình khảo sát yếu tố cịn lại 40 phút 3.2.4 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ ban đầu đến hiệu suất xử lí Sau tiến hành thí nghiệm khảo sát mục 2.3.2.2 kết đƣợc biểu diễn qua bảng 3.13, 3.14 hình 3.8 42 Bảng 3.13: Kết khảo sát ảnh hƣởng nồng độ đến hiệu suất xử lí vỏ trứng tự nhiên Cốc Khối lƣợng 0,04g 0,04g 0,04g 0,04g 0,04g 30 30 30 30 30 10 15 20 25 1,277 0,89 0,9 0,844 1,06 74,46 91,1 94 95,78 95,76 vỏ trứng tự nhiên (g) Thời gian khuấy (phút) Nồng độ (ppm) Kết (ppm) Hiệu suất (%) Bảng 3.14: Kết khảo sát ảnh hƣởng nồng độ đến hiệu suất xử lí vỏ trứng nung Cốc Khối lƣợng 0,08g 0,08g 0,08g 0,08g 0,08g 40 40 40 40 40 10 15 20 25 0,135 0,319 0,36 0,89 1,22 97,3 96,81 97,6 95,55 95,12 vỏ trứng nung (g) Thời gian khuấy (phút) Nồng độ (ppm) Kết (ppm) Hiệu suất (%) 43 120 Hiệu suất 100 80 60 Vỏ trứng tự nhiên 40 Vỏ trứng nung 20 0 10 15 20 25 30 Nồng độ Hình 3.9: Kết khảo sát ảnh hƣởng nồng độ đến hiệu suất xử lí Kết bảng số liệu cho ta thấy, hiệu suất tăng tăng nồng độ từ 5ppm đến 20ppm với vỏ trứng tự nhiên đến 15ppm với vỏ trứng nung Tuy nhiên tăng nồng độ lên đến 25ppm hiệu suất xử lí giam dần Do ta chọn nồng độ tối ƣu cho trình xử lí Cu2+ 20ppm vỏ trứng tự nhiên 15ppm vỏ trứng nung Khi nồng độ tăng dần hiệu suất xử lí tăng dần diện tích tiếp xúc giữ nƣớc thải vỏ trứng lớn hơn, nhƣng đến nồng độ cao khả tƣơng tác giảm dần Từ hiệu suất xử lí giảm Tại hiệu suất xử lí cực đại ta chọn nồng độ tối ƣu cho q trình xử lí Cu2+ 20ppm vỏ trứng tự nhiên 15ppm vỏ trứng nung Từ kết trình khảo sát mục 3.2.2; 3.2.3 3.2.4 ta thiết lập đƣợc điều kiện tối ƣu cho q trình xử lí Cu2+ 3.3 Nghiên cứu nước thải nhà máy sản xuất giấy 3.3.1 Đặc điểm nước thải  pH= 4,45  Chứa nhiều chất lơ lửng  Nƣớc thải có màu hồng nhạt, có mùi hắc nhẹ 44 3.3.2 Xử lí mẫu kĩ thuật vơ hóa ướt Lấy 50ml nƣớc thải nhà máy sản xuất giấy cho vào cốc thủy tinh 100ml, thêm 5ml dung dịch axit HNO3 65%, đun bếp cách thủy Sau 15 phút ta lấy cốc ra, để nguội tiếp tục thêm 5ml dung dịch HNO3, trình đƣợc lặp lặp lại nhiều lần ta thu đƣợc dung dịch sền sệt Thêm nƣớc cất vào cốc tiếp tục đun bếp cách thủy để đuổi axit dƣ trình phá mẫu, đến thu đƣợc dung dịch có pH= dừng lại Lọc dung dịch thu đƣợc cho vào bình định mức 100ml, rửa lọc dung dịch đệm axetat định mức nƣớc cất đến thể tích thực 3.3.3 Kết xử lí nước thải nhà máy sản xuất giấy Tiến hành nghiên cứu mẫu Cho 25ml nƣớc thải từ bình định mức mục 3.3.2 vào cốc thủy tinh 100ml đƣợc đánh số thứ tự lần lƣợt Sau tiến hành thí nghiệm nghiên cứu điều kiện tối ƣu chọn mục 3.1.2, 3.1.3 cốc mục 3.2.2; 3.2.3 cốc ta thu đƣợc kết bảng 3.15 Bảng 3.15: Kết xử lí nƣớc thải giấy điều kiện tối ƣu khảo sát Cốc Mật độ quang trƣớc xử lí 0.494 0.494 Mật độ quang sau xử lí 0.092 0.173 Hiệu suất (%) 81,3% 65,0% Thơng qua bảng số liệu ta thấy việc xử lí vỏ trứng tự nhiên cho hiệu suất cao so với việc xử lí vỏ trứng nung 3.4 Kết đánh giá sai số thống kê phương pháp Tiến hành q trình phân tích hai mẫu chuẩn mẫu chuẩn lần với nồng độ 10ppm Đo mật độ quang trƣớc sau xử lí Tính độ chuẩn xác 45 phƣơng pháp thong qua giá trị ε với chuẩn student, độ tin cậy 95% (α= 0,95; k=4) theo mục 1.8 Kết đƣợc thể qua bảng 3.16 Bảng 3.16: Kết đo mật độ quang sau lần đo trƣớc, sau xử lí hiệu suất tƣơng ứng Lần phân tích Pb2+ 10ppm Cu2+ 10ppm D trƣớc 0,08603 0,08565 0,08743 0,08473 0,08658 D sau 0,0135 0,0137 0,013 0,0142 0,0133 H (%) 84,31 84,05 84,24 83,26 84,64 D trƣớc 1,277 1,294 1,274 1,281 1,286 D trƣớc 0,195 0,188 0,19 0,193 0,197 H (%) 84,73 85,5 85,09 84,93 84,68 Bảng 3.17: Kết đánh giá sai số thống kê phép đo Các đại lƣợng đặc trƣng Pb2+ 10ppm Cu2+ 10ppm Giá trị hiệu suất trung bình (%) 84,1 84,98 Phƣơng sai S2 0,033 0,02 Độ lệch chuẩn S 0,1816 0,1414 Hệ số biến động Cv 0,2241 0,1745 Biên giới tin cậy 0,2524 0,1965 Sai số tƣơng đối ∆% 3.5 Đề xuất qui trình xử lí nước thải có chứa ion Pb2+ Nƣớc thải vào qua song chắn rác để loại bỏ hợp chất vô khơng tan, có kích thƣớc lớn.Sau nƣớc thải vào bể lắng cát để lắng hợp chất vơ có kích thƣớc nhỏ Trƣớc vào bể điều hòa lƣu lƣợng, nƣớc thải qua thiết bị định lƣợng để xác định nồng độ Pb2+ có nƣớc thải Nếu nồng độ cao thấp ta tiến hành pha lỗng đặc để đƣa nồng độ tối ƣu 46 Ở bề điều hòa lƣu lƣợng tiến hành điều chỉnh pH mức dƣới để tạo pH tối ƣu cho q trình xử lí Tiếp đến nƣớc thải vào bể khuấy trộn, ta tiến hành cho khuấy trộn nƣớc thải với vỏ trứng gà có khối lƣợng vỏ trứng tối ƣu theo thời gian khuấy, nồng độ tối ƣu Sau nƣớc thải đƣợc đƣa vào bể lắng để lắng hydroxit tạo q trình xử lí Nƣớc thải Song chắn rác Bể lắng cát Bể chứa điều hòa lƣu lƣợng Thiết bị định lƣợng Vỏ trứng gà Bể khuấy trộn Bể lắng Bùn cặn Bể khuấy trộn Thiết bị thu gom bùn thải Chất đông tụ Bể lắng Bùn cặn Nguồn tiếp nhận Hình 3.10: Sơ đồ xử lí nƣớc thải có chứa Pb2+ Tiếp đến nƣớc thải qua bể khuấy trộn qua bể lắng 2, trình ta thêm chất đơng tụ để tăng kích thƣớc hạt, tăng vận tốc lắng cho bột 47 vỏ trứng sau xử lí, hạt có kích thƣớc nhỏ chƣa thể lắng bể lắng Trƣớc thải nƣớc nguồn tiếp nhận nƣớc thải cần đƣợc khử trùng kiểm tra chất lƣợng tùy theo yêu cầu nguồn tiếp nhận Bùn cặn bể lắng bể lắng đƣợc đƣa đến thiết bị thu gom đƣợc chuyển xử lí 48 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Thơng qua q trình nghiên cứu, thu đƣợc số kết nhƣ sau: Đã khảo sát yếu tố ảnh hƣởng đến hiệu suất xử lí Pb2+ nƣớc  Khảo sát khối lƣợng tối ƣu cho khả xử lí vỏ trứng tự nhiên vỏ trứng nung tối ƣu 0,04g  Khảo sát đƣợc thời gian khuấy tối ƣu cho khả xử lí vỏ trứng tự nhiên vỏ trứng nung lần lƣợt 40 phút 50 phút  Khảo sát đƣợc nồng độ tối ƣu cho khả xử lí vỏ trứng tƣ nhiên vỏ trứng nung 10ppm Kết nghiên cứu thu đƣợc số kết luận nhƣ sau: Điều kiện tối ƣu để đạt đƣợc hiệu suất xử lí cao (91,3%) vỏ trứng tự nhiên khối lƣơng vỏ trứng 0,04g, thời gian khuấy 40 phút nồng độ 10ppm Trong điều kiện tối ƣu xử lí vỏ trứng nung hiệu suất cao (89,8%) khối lƣợng vỏ trứng nung 0,04g, thời gian khuấy 50 phút nồng độ 10ppm 49 Kiến nghị Do cịn nhiều hạn chế thời gian, điều kiện cơng nghệ nhƣ khả nắm bắt sinh viên nên đề tài cịn nhiều thiếu sót Vậy nên em xin đƣa số kiến nghị cho nghiên cứu  Tiếp tuc mở rộng phạm vi nghiên cứu phƣơng pháp xử lí kim loai nặng khác để xử lí cách tồn diên nguồn nƣớc bị nhiễm kim loại nặng  Phân tích nhiều phƣơng pháp để so sánh với 50 Tài liệu tham khảo [1] Đào Thị Nga, Bài giảng phƣơng pháp phân tích quang học [2] http://www.moitruongnhietdoi.com.vn/2015/05/cac-phuong-phap-xu-ly-kim- loai-nang-trong-nuoc-thai-cong-nghiep.html [3] http://tailieu.vn/tag/ky-thuat-vo-co-hoa-uot.html [4] https:// www.chemvn.net [5] https://www hoahocngaynay.com [6] http://luanvan.co/luan-van/de-tai-doc-hoc-chi-54211/ [7] Nguyễn Thị Hƣờng, Bài giảng kĩ thuật lấy xử lí mẫu phân tích, ĐHĐNĐHSP [8] Nguyễn Đình Bảng, Bài giảng chuyên đề phƣơng pháp xử lí nƣớc, nƣớc thải, ĐHKHTN- ĐHQG Hà Nội, 2004 [9] Trần Tứ Hiếu, Nguyễn Văn Nội, Phạm Việt Hùng, Hóa mơi trƣờng sở, ĐHKHTN- ĐHQG Hà Nội, 1999 51 ... nƣớc thải chứa Pb2+ vỏ trứng tự nhiên vỏ trứng nung 2.3.2 Nghiên cứu dung dịch Cu2+ 2.3.2.1 Khảo sát khối lượng vỏ trứng nung vỏ trứng tự nhiên đến hiệu xuất xử lí Mỗi loại vỏ trứng đƣợc tiến... trƣớc nồng độ để tìm nồng độ xác phép đo 24 CHƢƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Hóa chất, dụng cụ, thiết bị 2.1.1 Hóa chất Dung dịch chuẩn Pb2+ nồng độ 1000ppm Dung dịch chuẩn Cu2+ nồng. .. đến để khảo sát vỏ trứng tự nhiên từ đến vỏ trứng nung Cân xác khối lƣợng vỏ trứng chọn mục 2.3.1.1 cho vào cốc Lấy 25ml dung dịch chuẩn có nồng độ chọn mục 2.3.1.2 cho vào cốc Sử dụng máy khuấy