Nghiên cứu tách, chiết chitin từ vỏ tôm và biến tính để ứng dụng làm vật liệu hấp phụ trong xử lý nước thải

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 Huyền Trang Giảng viên hƣớng dẫn : TS. Nguyễn Văn Dƣỡng HẢI PHÒNG - 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG --------------------------- NGHIÊN CỨU TÁCH, CHIẾT CHITIN TỪ VỎ TÔM VÀ BIẾN TÍNH ĐỂ ỨNG DỤNG LÀM VẬT LIỆU HẤP PHỤ TRONG XỬ LÝ NƢỚC THẢI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG Sinh viên : Phạm Thị Huyền Trang Giảng viên hƣớng dẫn: TS. Nguyễn Văn Dƣỡng 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 Huyền Trang Mã SV: 120887 Lớp: MT1202 Ngành: Kỹ thuật môi trƣờng Tên đề tài: “Nghiên cứu tách, chiết Chitin từ vỏ tôm và biến tính để ứng dụng làm vật liệu hấp phụ trong xử lý nƣớc thải” 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 hƣớng dẫn: . . Ngƣời hƣớng dẫn thứ hai: Họ và tên: Học hàm, học vị: . Cơ quan công tác: . Nội dung hƣớng dẫn: Đề tài tốt nghiệp đƣợc giao ngày tháng năm 2012 Yêu cầu phải hoàn thành xong trƣớc ngày tháng năm 2012 Đã nhận nhiệm vụ ĐTTN Đã giao nhiệm vụ ĐTTN Sinh viên Người hướng dẫn Phạm Thị Huyền Trang TS. Nguyễn Văn Dƣỡng 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 6 tháng 12 năm 2012 Cán bộ hƣớng dẫn (họ tên và chữ ký) TS. Nguyễn Văn Dưỡng PHẦN NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ CHẤM PHẢN BIỆN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP 1. Đánh giá chất lƣợng đề tài tốt nghiệp ( về các mặt nhƣ cơ sở lý luận, thuyết minh chƣơng trình, giá trị thực tế,…) . . . . . . . . . . . 2. Cho điểm của cán bộ phản biện ( Điểm ghi bằng số và chữ ): . . . Ngày tháng năm 2012 Cán bộ chấm phản biện (họ tên và chữ ký ) LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc em xin chân thành cảm ơn TS. Nguyễn Văn Dưỡng đã giao đề tài và tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình em thực hiện đề tài khóa luận này. Em cũng gửi lời cảm ơn tới tất cả các thầy cô trong khoa Kỹ thuật môi trường và toàn thể các thầy cô đã dạy em trong suốt khóa học tại trường ĐHDL Hải Phòng. Và em cũng xin được gửi lời cảm ơn tới bạn bè và gia đình đã động viên và tạo điều kiện giúp đỡ em trong việc hoàn thành khóa luận này. Do hạn chế về thời gian cũng như trình độ hiểu biết nên đề tài nghiên cứu này không tránh khỏi thiếu sót. Em rất mong nhận được sự chỉ bảo, đóng góp của các thầy, các cô để bản báo cáo được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Hải Phòng, tháng 12 năm 2012 Sinh viên Phạm Thị Huyền Trang DANH MỤC BẢNG Bảng 1. 1. Một số đƣờng đẳng nhiệt hấp phụ thông dụng 12 Bảng 1. 2. Hàm lƣợng Chitin trong vỏ của một số động vật giáp xác 17 Bảng 2. 1. Kết quả xác định đƣờng chuẩn Mangan 42 Bảng 3. 1. Ảnh hƣởng của pH đến quá trình hấp phụ Mangan của Chitin . 45 Bảng 3. 2. Ảnh hƣởng của pH đến quá trình hấp phụ Mangan của Chitosan . 46 Bảng 3. 3. Ảnh hƣởng của thời gian đến quá trình hấp phụ Mangan của Chitin 48 Bảng 3. 4. Ảnh hƣởng của thời gian đến khả năng hấp phụ Mangan của Chitosan . 49 Bảng 3. 5. Ảnh hƣởng của khối lƣợng đến khả năng hấp phụ Mn của vật liệu Chitin . 51 Bảng 3. 6. Ảnh hƣởng của khối lƣợng đến khả năng hấp phụ Mn của vật liệu Chitosan . 52 Bảng 3. 7. Ảnh hƣởng của nồng độ cân bằng hấp phụ đối với vật liệu Chitin . 54 Bảng 3. 8. Ảnh hƣởng của nồng độ đến khả năng hấp phụ Mn 2+ của Chitosan . 56 Bảng 3. 9. Kết quả hấp phụ Mn 2+ bằng vật liệu hấp phụ trong 30 phút . 58 Bảng 3. 10. Kết quả giải hấp VLHP bằng NaOH 1M . 58 Bảng 3. 11. Kết quả tái sinh VLHP . 59 DANH MỤC HÌNH Hình 1. 1. Đƣờng đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir 14 Hình 1. 2. Đồ thị sự phụ thuộc của C cb / q vào C cb 15 Hình 1. 3. Cấu trúc hóa học của Chitin . 18 Hình 1. 4. Sắp xếp các mạch trong phân tử Chitin . 19 Hình 1. 5. Cấu trúc chitosan (poly b-(1-4)-D- glucozamin) . 19 Hình 1. 6. Dẫn xuất N, O- cacboxymetylchitin 20 Hình 1. 7. Dẫn xuất N, O-cacbonxymetylchitosan . 20 Hình 1. 8. N, O-axylchitosan 21 Hình 1. 9. Dẫn xuất N- metylchitosan . 21 Hình 1. 10. Cấu trúc chitin, chitosan, xenluloza . 22 Hình 1. 11. Quá trình Đề axetyl hóa . 23 Hình 1. 12. Phản ứng của chitosan với kim loại . 26 Hình 2. 1. Qui trình sản xuất . 36 Hình 2. 2. Xử lý nguyên liệu với axit 37 Hình 2. 3. Xử lý nguyên liệu với kiềm 38 Hình 2. 4. Chitin thô 38 Hình 2. 5. Đề acetyl hóa 39 Hình 2. 6. Sấy ở 80 o C 40 Hình 2. 7. Chitosan 40 Hình 2. 8. Phƣơng trình đƣờng chuẩn của Mangan 42 Hình 3. 1. Ảnh hƣởng của pH đến quá trình hấp phụ Mangan của Chitin . 46 Hình 3. 2. Ảnh hƣởng của pH đến quả trình hấp phụ Mangan của Chitosan . 47 Hình 3. 3. Đồ thị so sánh khả năng hấp phụ của Chitin và Chitosan phụ thuộc vào pH . 47 Hình 3. 4. Ảnh hƣởng của thời gian đến quá trình hấp phụ Mangan của Chitin 49