Nghiên cứu biến tính zeolit bằng dung dịch brom để xử lý hg (II) trong môi trường nước

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG ------------------------------- ISO 9001 : 2008 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG Sinh viên : Phạm Thị Hằng Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Huệ Ths. Phạm Thị Mai Vân HẢI PHÒNG – 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG ----------------------------------- NGHIÊN CỨU BIẾN TÍNH ZEOLIT BẰNG DUNG DỊCH BRÔM ĐỂ XỬ LÝ Hg(II) TRONG MÔI TRƢỜNG NƢỚC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG Sinh viên : Phạm Thị Hằng Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Huệ Ths. Phạm Thị Mai Vân HẢI PHÒNG - 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG -------------------------------------- NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Sinh viên: Phạm Thị Hằng Mã số: 121014 Lớp: MT1201 Ngành: Kỹ thuật môi trường Tên đề tài: Nghiên cứu biến tính Zeolit bằng dung dịch Brom để xử lý Hg (II) trong môi trường nước NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI 1. Nội dung và các yêu cầu cần giải quyết trong nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp ( về lý luận, thực tiễn, các số liệu cần tính toán và các bản vẽ). …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… 2. Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính toán. …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… 3. Địa điểm thực tập tốt nghiệp. …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Ngƣời hƣớng dẫn thứ nhất: Họ và tên: . Học hàm, học vị: Cơ quan công tác: Nội dung hướng dẫn: ………………………………………………………… …………… …………………………………………………………………… .… ……………………………………………………………… .……… Ngƣời hƣớng dẫn thứ hai: Họ và tên: Học hàm, học vị: . Cơ quan công tác: Nội dung hướng dẫn: . ……………………………………………………………… .……… …………………………………………………………… .………… ……………………………………………………………… .……… Đề tài tốt nghiệp được giao ngày . tháng . năm 2012 Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày . tháng . năm 2012 Đã nhận nhiệm vụ ĐTTN Đã giao nhiệm vụ ĐTTN Sinh viên Người hướng dẫn Hải Phòng, ngày tháng năm 2012 HIỆU TRƢỞNG GS.TS.NGƢT Trần Hữu Nghị PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN 1. Tinh thần thái độ của sinh viên trong quá trình làm đề tài tốt nghiệp: …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… 2. Đánh giá chất lƣợng của khóa luận (so với nội dung yêu cầu đã đề ra trong nhiệm vụ Đ.T. T.N trên các mặt lý luận, thực tiễn, tính toán số liệu…): …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… 3. Cho điểm của cán bộ hƣớng dẫn (ghi cả số và chữ): …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Hải Phòng, ngày … tháng … năm 2012 Cán bộ hướng dẫn (họ tên và chữ ký) LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn chân thành, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới: TS. Nguyễn Thị Huệ - Phó viện trưởng Viện Công nghệ Môi Trường đã chỉ ra hướng nghiên cứu, giúp đỡ em trong quá trình nghiên cứu. Th.S Nguyễn Thị Thanh Hải cùng các cán bộ trong Phòng Phân tích chất lượng môi trường - Viện Công nghệ Môi Trường đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo tận tình để em hoàn thành bài khóa luận này. Em xin cảm ơn Th.S Phạm Thị Mai Vân, các giáo viên khoa Kỹ thuật Môi trường của trường ĐH Dân lập Hải phòng đã tạo điều kiện giúp đỡ em trong quá trình học tập và nghiên cứu. Xin chân thành cảm ơn! DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Hằng số bền của phức chất [MX 4 ] n 4 Bảng 2.1. Cách pha dải dung dịch Brôm biết trước nồng độ 27 Bảng 2.2. Cách pha dung dịch EDTA . 27 Bảng 2.3: Thông số kỹ thuật . 29 Bảng 3.1. Dung lượng hấp phụ ion Hg 2+ của Zeolit biến tính bằng dung dịch Brôm tại các nồng độ khác nhau . 35 Bảng 3.2. Dung lượng hấp phụ ion Hg 2+ của Zeolit biến tính bằng dung dịch Brôm tại các giá trị pH khác nhau . 36 Bảng 3.3. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ của vật liệu Zeolit được biến tính bằng dung dịch Br 0,2% . 37 Bảng 3.4. Kết quả giải hấp Hg 2+ trên vật liệu bằng dung dịch EDTA (lần 1) 39 Bảng 3.5. Kết quả giải hấp Hg 2+ trên vật liệu bằng dung dịch EDTA (lần 2, 3) 40 Bảng 3.6. Thành phần vật liệu Zeolit ban đầu, Zeolit đã qua ngâm tẩm và Zeolit đã hấp phụ Hg. . 41 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Các nguồn phát thải thủy ngân ở Mỹ . 7 Hình1.2. Đường hấp phụ đẳng nhiệt . 15 Hình 1.3. Sự phụ thuộc của C f /q vào C f 15 Hình 1.4. Đường hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich. 16 Hình 1.5. Sự phụ thuộc của lgA vào lgC f . 16 Hình 1.6. Cấu trúc cơ bản của Zeolit 19 Hình 2.1. Vật liệu Zeolit . 26 Hình 2.2. Sơ đồ khối thiết bị phân tích Hg . 30 Hình 2.4. Sơ đồ nguyên lý của kính hiển vi điện tử quét 31 Hình 3.1. Đồ thị khảo sát khả năng hấp phụ ion Hg 2+ của Zeolit biến tính bằng dung dịch Brôm tại các nồng độ khác nhau 35 Hình 3.2. Mối quan hệ giữa tải trọng hấp phụ và pH . 36 Hình 3.3. Mối quan hệ giữa tải trọng hấp phụ và thời gian 37 Hình 3.4. Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa C cb và Q . 38 Hình 3.5. Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa C cb và C cb /Q . 39 Hình 3.6. Zeolit chưa biến tính . 40 Hình 3.7. Zeolit biến tính 40 Hình 3.8. Phổ EDS của Zeolit . 42 Hình 3.9. Phổ EDS của Zeolit biến tính bằng dung dịch Br 0,2% . 42 Hình 3.10. Phổ EDS của Zeolit biến tính bằng dung dịch Br o,2% đã hấp phụ ion Hg 43 MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Chƣơng I: TỔNG QUAN . 2 1.1. Giới thiệu chung về thủy ngân (Hg) . 2 1.1.1. Các tính chất hóa lý chủ yếu của Hg [1] 2 1.1.2. Độc tính và nguồn phát thải của Hg . 5 1.1.3. Hiện trạng ô nhiễm Hg trong môi trường nước 7 1.2. Các phương pháp xử lý Hg . 10 1.2.1. Phương pháp khử 10 1.2.2. Phương pháp sinh học 10 1.2.3. Phương pháp trao đổi ion . 10 1.2.4. Phương pháp hấp phụ . 11 1.3. Giới thiệu về phương pháp hấp phụ . 11 1.3.1. Khái niệm . 11 1.3.2. Hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học 12 1.3.3. Cân bằng hấp phụ và tải trọng hấp phụ . 13 1.3.4. Các phương trình cơ bản của quá trình hấp phụ . 14 1.4. Vật liệu hấp phụ Zeolit 17 1.4.1.Tổng quan về Zeolit [7] . 17 1.4.2. Ứng dụng Zeolit trong xử lý nước thải . 21 1.4.3. Ứng dụng Zeolite hấp phụ xử lý thủy ngân trong nước 22 1.5. Một số vật liệu hấp phụ khác thường dùng để xử lý thủy ngân trong nước . 23 Chƣơng II: THỰC NGHIỆM 26 2.1. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu . 26 2.2. Nguyên vật liệu và hóa chất sử dụng 26 2.2.1. Nguyên vật liệu . 26 2.2.2. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị sử dụng 27 2.3. Phương pháp phân tích sử dụng trong thực nghiệm . 29 2.3.1. Phương pháp xác định hàm lượng Hg 29 2.3.2. Phương pháp đánh giá đặc trưng vật liệu 30 2.4. Quy trình biến tính Zeolit bằng dung dịch Brôm 32 . Kỹ thuật môi trường Tên đề tài: Nghiên cứu biến tính Zeolit bằng dung dịch Brom để xử lý Hg (II) trong môi trường nước NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI 1. Nội dung và các. hoạt tính. Trong khuôn khổ khóa luận tốt nghiệp, tôi đã chọn và thực hiện đề tài Nghiên cứu biến tính Zeolit bằng dung dịch Brom để xử lý Hg (II) trong môi