Mẫu nước thải chứa metyl đỏ được lấy từ các cơ sở sản xuất của các công ty và làng nghề dệt nhuộm (xin được dấu tên):
Mẫu 1: Của công ty cổ phần dệt sợi. Mẫu 2: Của làng nghề dệt nhuộm. Mẫu 3: Của công ty cổ phần dệt len.
Các mẫu nước thải sau khi được gạn và lọc qua giấy lọc, xác định độ pH và nồng độ metyl đỏ ban đầu.
Kết quả: pH ban đầu của các mẫu 1; 2; 3 tương ứng là: 9,56; 9,47; 9,12. Nồng độ metyl đỏ ban đầu của các mẫu 1; 2; 3 tương ứng là: 24,25 (mg/l); 35,47 (mg/l); 53,16 (mg/l).
Sau khi xác định được pH và nồng độ metyl đỏ ban đầu của 3 mẫu nước thải tiến hành các thí nghiệm hấp phụ bằng các VLHP.
Lấy 100ml của 3 mẫu nước thải cho vào 3 cốc thuỷ tinh dung tích 250ml, điều chỉnh pH của các mẫu nước thải đến 7, đem hấp phụ bằng các VLHP chế tạo từ bã mía ở các điều kiện đã xác định được ở các thí nghiệm trên. Lọc bỏ bã rắn đem xác định nồng độ màu còn lại trong dung dịch sau hấp phụ lần 1.
Lấy dung dịch thu được sau hấp phụ lần 1 cho hấp phụ lần 2. Xác định nồng độ metyl đỏ còn lại trong dung dịch sau hấp phụ lần 2.
Kết quả sau hai lần hấp phụ bằng các VLHP ở các nồng độ đầu khác nhau được trình bày ở bảng 2.10
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 46 Bảng 2.10 Kết quả phân tích các mẫu nước thải chứa metyl đỏ trước và sau
khi hấp phụ trên các VLHP Mẫu VLHP 1 VLHP 2 Co (mg/l) C1 (mg/l) H1 (%) C2 (mg/l) H2 (%) Co (mg/l) C1 (mg/) H1 (%) C2 (mg/l) H2 (%) 1 24,25 8,71 64,1 4,08 83,2 24,25 6,52 73,1 0,44 98,2 2 35,47 14,81 58,3 7,02 80,2 35,47 10,8 69,5 1,64 95,4 3 53,16 30,46 42,7 14,49 73,7 53,16 17,4 63,5 5,21 90,2 Trong đó:
C1, C2: nồng độ metyl đỏ sau khi hấp phụ lần 1 và lần 2 tương ứng (mg/l) H1, H2: hiệu suất hấp phụ sau khi hấp phụ lần 1 và lần 2 tương ứng (mg/l)
Nhận xét: Như vậy, sau hai lần hấp phụ kết quả cho thấy cả hai VLHP đều có khả năng tách loại metyl đỏ trong nước thải loãng. VLHP 2 cho kết quả hấp phụ tốt hơn VLHP 1. Nếu tiến hành hấp phụ liên tiếp nhiều lần thì có thể làm giảm hàm lượng lớn metyl đỏ trong nước thải.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 47
KẾT LUẬN
Qua quá trình nghiên cứu và dựa trên một số kết quả thực nghiệm thu được, chúng tôi rút ra một số kết luận sau:
1. Đã chế tạo được hai loại VLHP từ nguồn phụ phẩm công nghiệp là bã mía thông qua hai quá trình xử lý hoá học:
- Xử lý hoá học bằng fomanđehit thu được VLHP 1
- Xử lý hoá học bằng H2SO4 và NaHCO3 thu được VLHP 2
2. Đã xác định đặc điểm bề mặt của hai loại VLHP bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM). Các kết quả nhận được cho thấy các VLHP chế tạo được có độ xốp bề mặt lớn so với nguyên liệu, độ bền cơ học cao.
3. Nghiên cứu khả năng hấp phụ metyl đỏ trong dung dịch nước của hai loại VLHP. Kết quả thu được cho thấy:
- Độ pH tốt nhất cho sự hấp phụ của VLHP 1, VLHP 2 đối với metyl đỏ là 7.
- Thời gian đạt cân bằng hấp phụ của VLHP 1, VLHP 2 đối với metyl đỏ lần lượt là 60 phút và 90 phút.
- Khảo sát khối lượng các VLHP từ 0,2÷1,0g, khi tăng khối lượng VLHP hiệu suất hấp phụ của VLHP 1, VLHP 2 đối với metyl đỏ tăng lần lượt là:
VLHP 1: 53,11÷80,03% VLHP 2: 56,90÷94,20%
- Khảo sát kích thước các VLHP (từ ≤0,02÷0,1mm) khi tăng kích thước các VLHP hiệu suất hấp phụ giảm tương ứng là:
VLHP 1: 69,13÷60,32% VLHP 2: 91,75÷81,78%
- Khảo sát nồng độ các dung dịch metyl đỏ ban đầu từ 48,8÷248,27 mg/l, khi tăng nồng độ các dung dịch metyl đỏ ban đầu hiệu suất hấp phụ của
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 48
VLHP 1, VLHP 2 đối với metyl đỏ giảm lần lượt là: VLHP 1: 83,30÷64,40%
VLHP 2: 93,40÷84,63%
- Dung lượng hấp phụ cực đại của VLHP 1 và VLHP 2 đối với metyl đỏ lần lượt là 46,75mg/g; 63,00mg/g. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
4. So sánh khả năng hấp phụ của VLHP 2 với than hoạt tính CAS 7440-44-0, ở điều kiện tối ưu của mỗi vật liệu cho thấy hiệu suất hấp phụ của VLHP 2 là khá tốt.
5. Qua khảo sát trên 3 mẫu nước thải ở 3 cơ sở khác nhau cho thấy có thể sử dụng các VLHP chế tạo từ bã mía để xử lý nước thải chứa các phẩm màu.
Như vậy, bã mía qua xử lý bằng fomanđehit hoặc axit sunfuric có khả năng hấp phụ metyl đỏ trong dung dịch nước với hiệu suất khá cao. Luận văn này sẽ là cơ sở cho việc tiếp tục các hướng nghiên cứu, nhằm ứng dụng các VLHP chế tạo từ bã mía vào quá trình xử lý nguồn nước bị ô nhiễm trong thực tế.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 49
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Lê Văn Cát, “Hấp phụ và trao đổi ion trong kĩ thuật xử lí nước và nước thải”, Nxb Thống kê, Hà Nội, (2002).
2. Trần Tứ Hiếu, “Phân tích trắc quang phổ hấp thụ UV-Vis”, Nxb Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội, (2003).
3. Trần Văn Nhân, Hồ Thị Nga, “Giáo trình công nghệ xử lí nước thải”,
Nxb Khoa học và kĩ thuật, Hà Nội, (2005).
4. Trần Văn Nhân, Nguyễn Thạc Sửu, Nguyễn Văn Tuế, “Hóa lí tập II”, Nxb Giáo dục, Hà Nội, (1998).
5. Đặng Trần Phòng, Trần Hiếu Nhuệ, “Xử lí nước cấp và nước thải dệt nhuộm”, NXB Khoa học kĩ thuật, Hà Nội, (2005).
6. Đỗ Đình Rãng, Đặng Đình Bạch, Lê Thị Anh Đào, Nguyễn Mạnh Hà, Nguyễn Thị Thanh Phong, “Hoá học hữu cơ 3”, NXB Giáo duc, Hà Nội, (2006).
7. Hồ Sĩ Tráng, “Cơ sở hoá học gỗ và xennluloza, tập 1”, Nxb Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội, (2005).
8. Đặng Xuân Việt, “Nghiên cứu phương pháp thích hợp để khử màu thuốc nhuộm hoạt tính trong nước thải dệt nhuộm”, luận án tiến sĩ kỹ thuật, Hà Nội, (2007).
9. A.G.Liew Abdullah, MA, Mohd Salled, M.K.Siti Mazlina, M.J Megat Mohd Noor, M.R Osman, R.Wagiran, and S.Sobri, “Azo dye removal by adsorption using waste biomass: Sugarcane bagasse”, international Journal of engineering and technogy, vol.2, No.1, pp. 8-13, (2005).
10. Mas Rosemal H.Mas Haris and Kathiresan Sathasivam, “The removal of methyl red from aqueous solutions using banana Pseudostem Fibers”, American Journal of applied sciences 6(9): 1690-1700, ISSN 1546-9237 (2009)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 50
11. Osvaldo Karnitz Jr, Leandro Vinicius Alves Gurgel…“Adsorption of heavy metal ion from aqueous single metal solution by chemically modified sugarcane bagasse”, Bioresourse Technology 98, 1291 – 1297 (2007)
12. Umesh K. Garg and Dhiraj Sud, “Optimization of process parameters for removal of Cr (VI) from aqueous solutions using modified sugarcane bagasse”, Electronic Journal of Environmental, Agricultural and Food Chemistry, 4(6), 1150-1160, (2005).
13. S.Saiful azhar, A.Ghaniey Liew, D.Suhardy, K.Farizul Hafiz, M.D Irfan Hatim, “Dye removal from aqueous solution by using adsorption on treated sugarcane bagasse”, American Journal of applied sciences 2(11): 1499-1503, ISSN 1546-9239, (2005).
14. Sumanjit, Walia TPS, Ravneet Kaur, “Removal of health hazards causing acidic dyes from aqueous solutions by process of adsorption”, Peer Reviewed open Access Free Published Quarterly Mangalore, South India, ISSN 0972-5997, (2007)
15. T.Santhi, Smanonmani, T.Ssmitha and K.Mahalakshkl, “Adsorption kinetics of cationic dyes from aqueous solution by bioadsorption onto activated carbon prepared from cucumis sativa”, pepartment of Environmental Engcneery Sepuluh Nopember Institube of tech nology, (2009). 16. T.Santhi, Smanonmani, T.Ssmitha , “Removal of methyl red from aqueous
solution by activated carbon prepared from the annona squmosa seed by adsorption”, Chemical Engineering Research Bulletin 14, 11-18, (2010).
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
LỜI CẢM ƠN
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Lê Hữu Thiềng, người thầy đã tận tình chu đáo và giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn.
Xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, khoa Sau Đại học, khoa Hóa học Trường ĐHSP Thái Nguyên đã tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu đề tài.
Xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo, cán bộ phòng thí nghiệm khoa Hóa học Trường ĐHSP Thái Nguyên và các bạn bè đồng nghiệp đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình thực nghiệm.
Cùng với sự biết ơn sâu sắc tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu Trường THPT Lý Thái Tổ - tỉnh Bắc Ninh, tổ Hóa - Sinh trường THPT Lý Thái Tổ đã giúp đỡ và động viên tôi trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn này.
Thái Nguyên, tháng 08 năm 2010 Tác giả (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 1.1 Các nguồn chủ yếu phát sinh nước thải công nghiệp dệt nhuộm ...9
Bảng 1.2 Một số đường đẳng nhiệt hấp phụ thông dụng ... 13
Bảng 1.3 Thành phần hoá học của bã mía ... 19
Bảng 2.1 Số liệu xây dựng đường chuẩn xác định nồng độ metyl đỏ ... 28
Bảng 2.2 Các thông số hấp phụ của nguyên liệu và các VLHP... 30
Bảng 2.3 Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất và dung lượng hấp phụ
của các VLHP ... 31
Bảng 2.4 Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất hấp phụ của các VLHP ... 33
Bảng 2.5 Ảnh hưởng của khối lượng các VLHP đến hiệu suất hấp phụ ... 37
Bảng 2.6 Ảnh hưởng của kích thước các VLHP đến hiệu suất và dung lượng hấp phụ của chúng ... 40
Bảng 2.7 Ảnh hưởng của nồng độ metyl đỏ ban đầu đến hiệu suất và dung lượng hấp phụ của các VLHP ... 41
Bảng 2.8 Dung lượng hấp phụ cực đại và hằng số Langmuir đối với
hai loại VLHP ... 43
Bảng 2.9 Các thông số hấp phụ của VLHP 2 và than hoạt tính CAS 7440-44-0 ... 44
Bảng 2.10 Kết quả phân tích các mẫu nước thải chứa metyl đỏ trước và sau khi hấp phụ trên các VLHP ... 46
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Trang
Hình 1.1 Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir ... 15
Hình 1.2 Sự phụ thuộc của Ccb/q vào Ccb ... 15
Hình 2.1 Ảnh SEM của nguyên liệu và VLHP 1 ... 24
Hình 2.2 Ảnh SEM của VLHP 2 ở hai độ phóng đại và độ phân giải khác nhau ... 25
Hình 2.3 Phổ hồng ngoại của nguyên liệu ... 26
Hình 2.4 Phổ hồng ngoại của VLHP 1 ... 27
Hình 2.5 Phổ hồng ngoại của VLHP 2 ... 27
Hình 2.6 Đường chuẩn xác định nồng độ metyl đỏ ... 29 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hình 2.7 Sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ vào pH ... 31
Hình 2.8 Sự phụ thuộc hiệu suất hấp phụ của VLHP 1 vào thời gian ... 34
Hình 2.9 Sự phụ thuộc hiệu suất hấp phụ của VLHP 2 vào thời gian ... 35
Hình 2.10 Sự phụ thuộc hiệu suất hấp phụ của VLHP 1 vào khối lượng VLHP ... 37
Hình 2.11 Sự phụ thuộc hiệu suất hấp phụ của VLHP 2 vào khối lượng VLHP ... 38
Hình 2.12 Sự phụ thuộc hiệu suất hấp phụ của VLHP 1 và VLHP 2 vào
nồng độ metyl đỏ ban đầu ... 41
Hình 2.13 Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir đối với metyl đỏ của
VLHP 1 ... 42
Hình 2.14 Sự phụ thuộc của Ccb/q vào Ccb đối với metyl đỏ của VLHP 1 ... 42
Hình 2.15 Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir đối với metyl đỏ của
VLHP 2 ... 43