t liệu RM ZeO- Si là ện tích bề mặt của thn chưa biến tính i các cation và anion. p phụ các ion As(V), Si, RM ZeO-Si/Al. u zeolit tổng hợp có hấp ấp phụ amoni trên
22
Zeolit – Na + NH4+ ↔ Na+ + Zeolit – NH4 (3)
pH hấp phụ tối ưu của NH4+ ở pH = 6, As(V) ở pH = 6-7, Pb(II) ở pH =
4-6, NO2- là pH = 5.
b.Ảnh hưởng của thời gian tiếp xúc
Kết quả cho thấy thời gian tiếp xúc tối thiểu để đạt cân bằng
với quá trình hấp phụ As(V) trên 2 vật liệu RM ZeO-Si, RM ZeO-Si/Al
là 120 phút, Pb(II) là 180 phút, NH4+ là 120 phút, NO2- là 180 phút.
c. Động học hấp phụ các cation và anion
Kết quả cho thấy quá trình hấp phụ As(V), Pb(II), NH4+, NO2- trên
cả hai vật liệu RM ZeO-Si và RM ZeO-Si/Al đều tuân theo phương trình động học bậc 2.
d. Ảnh hưởng của các cation và anion
Trên cả hai vật liệu thì các anion có ảnh hưởng ít đến quá trình
hấp phụ NO2-, thứ tự ảnh hưởng có thể xếp theo chiều giảm dần HCO3-
> SO42- > Cl- > HPO42-. Còn đối với quá trình hấp phụ As(V), trên cả
hai vật liệu RM ZeO-Si và RMZeO-Si/Al thì ion HPO42- có ảnh hưởng
nhiều nhất.
3.4.2.2. Mô hình đẳng nhiệt hấp phụ của các ion đối với vật liệu RM ZeO-Si, RM ZeO-Si/Al RM ZeO-Si, RM ZeO-Si/Al
Quá trình hấp phụ As(V), NH4+ phù hợp với mn hình Frendlich,
Pb(II), NO2- phù hợp với mn hình Langmuir hơn. Dung lượng hấp phụ
đối với các ion As(V), Pb(II), NH4+, NO2- trên vật liệu RM ZeO-Si lần
lượt là 7,63; 12,98; 5,78; 1,86 mg/g và trên vật liệu RM-ZeO-Si/Al lần lượt là 5,81; 12,98; 5,98; 2,09 mg/g.
3.5. Một số kết quả thử nghiệm khả năng hấp phụ của vật liệu trên mẫu thật mẫu thật
3.5.1. Thử nghiệm khả năng hấp phụ của vật liệu đối với mẫu nước ngầm ô nhiễm asen ngầm ô nhiễm asen
23 Các mẫu nước ngầm lấy trên địa bàn thành phố Hà Nội như Di Trạch (Hoài Đức), Cầu Diễn, Đnng Anh, Thanh Trì, Thường Tín và bảo quản mẫu theo tiêu chuẩn TCVN 6663-11:2011 (ISO 5667- 11:2009) có hàm lượng asen gấp hàng chục lần tiêu chuẩn cho phép được hấp phụ trên vật liệu RMW 350, nước ngầm sau khi hấp phụ đều có nồng độ As(V) đạt tiêu chuẩn theo QCVN: 01/2009-BYT (dùng cho nước ăn uống).
3.5.2. Thử nghiệm khả năng hấp phụ của vật liệu đối với mẫu nước thải ô nhiễm chì. thải ô nhiễm chì.
Mẫu nước thải từ các cơ sở tái chế ắcquy chì tại thnn Đnng Mai, xã Chỉ Đạo, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên có mức độ n nhiễm Pb(II) cao gấp 3 lần tiêu chuẩn cho phép được hấp phụ trên vật liệu RMW 250, các mẫu nước thải sau khi hấp phụ đều đạt tiêu chuẩn cho phép theo QCVN 08:2008/BTNMT.
3.6. Nghiên cứu tái sử dụng vật liệu hấp phụ biến tính từ bùn đỏ Tân Rai Tân Rai
Vật liệu biến tính được lựa chọn để nghiên cứu là vật liệu tách loại nhnm (RM - Fe) và vật liệu zeolit (RM ZeO-Si/Al) tái sinh sau khi
hấp phụ As(V), Pb(II), NH4+, NO2-. Các vật liệu có thể sử dụng từ 2-4
lần.
KẾT LUẬN
1. Đã xử lý bùn đỏ Tân Rai bằng cách trung hòa về pH = 7 bằng 2
cách:
- Trung hòa bằng axit HCl (RMA) - Rửa bằng nước (RMW)
Trong đó bùn đỏ rửa nước kết hợp với biến tính nhiệt ở 350oC
(RMW 350) đã cho kết quả hấp phụ cao đối với các cation và anion
24 kim loại và chuyển dạng của các oxit sắt, nhnm.
Diện tích bề mặt của RMW 350 tăng 86% so với bùn đỏ
nguyên khai: SBET = 76,0882 ± 0,3911 m2/g. Cỡ hạt trung bình
13,32634 nm. Dung lượng hấp phụ cực đại (qmax) của vật liệu đối với
các ion As (V), Pb(II), NH4+, NO2- lần lượt là 16,10 mg/g; 9,34 mg/g;
2,90 mg/g; 4,36 mg/g.
2. Bùn đỏ Tân Rai được tách loại nhnm và các thành phần tan trong kiềm chỉ còn lại chủ yếu là oxit/hidroxit sắt (vật liệu RM- Fe) được khảo sát để làm rõ khả năng hấp phụ của loại oxit chiếm tỷ trọng rất cao trong bùn đỏ. Loại vật liệu này trong thành phần pha chỉ có
oxit/hidroxit sắt ở dạng Goethite FeO(OH), Hematite Fe2O3. Diện tích
bề mặt riêng của vật liệu RM - Fe đạt là 71,8795 ± 0,4326 m2/g, có
khả năng hấp phụ cao với As(V) và Pb(II), đây là nét đặc trưng của loại vật liệu oxit/hidroxit sắt.
3. Nghiên cứu tận dụng thành phần SiO2, Al2O3 có sẵn trong bùn đỏ để
tổng hợp zeolit mà khnng cần tách loại oxit/hidroxit sắt, đã chế tạo thành cnng hai loại vật liệu tổng hợp là RM ZeO-Si có cấu trúc tương tự như các tinh thể sodalit, tinh thể cơ sở tạo nên zeolit và RM ZeO- Si/Al có cấu trúc tương tự với zeolit P cùng tồn tại với một lượng lớn oxit sắt có sẵn trong bùn đỏ. Vật liệu zeolit biến tính có khả năng hấp
phụ cao với các cation Pb(II), NH4+, và đặc biệt vẫn có khả năng hấp
phụ được cả với As(V) do trong vật liệu còn chứa lượng lớn Fe2O3.
4. Đã bước đầu thử nghiệm vật liệu biến tính từ bùn đỏ như RMW 350 để xử lý các mẫu nước ngầm n nhiễm As(V), RMW 250 với mẫu nước thải n nhiễm Pb(II). Kết quả cho thấy khả năng hấp phụ cao, chất lượng nước sau khi xử lý bằng vật liệu biến tính từ bùn đỏ đều đạt chất lượng theo QCVN, chứng tỏ vật liệu biến tính hoàn toàn có thể ứng dụng được trong thực tế.