Một yếu tố quan trọng đối với hấp phụ kim loại là tỷ lệ rắn - lỏng (R/L) đƣợc định nghĩa là lƣợng vật liệu hấp phụ để xử lý đối với một thể tích dung dịch kim loại nhất định [64]. Trong cùng một điều kiện thực nghiệm, hiệu suất hấp phụ kim loại tăng khi tăng lƣợng chất hấp phụ. Sau khi đạt cân bằng ở giá trị cực đại, hiệu suất xử lý không tăng khi tiếp tục tăng lƣợng chất hấp phụ. Các kết quả này cho thấy mối quan hệ giữa lƣợng chất hấp phụ và hiệu suất xử lý liên quan đến việc tăng số lƣợng vị trí hấp phụ và số vị trí này không ảnh hƣởng đến hấp phụ kim loại sau khi phản ứng đạt cân bằng [45].
Diện tích bề mặt chất hấp phụ là một yếu tố quan trọng đối với động học hấp phụ vì những vị trí hấp phụ thƣờng tăng lên khi diện tích bề mặt hấp phụ tăng [23, 50]. Kích thƣớc vật liệu hấp phụ càng nhỏ thì diện tích bề mặt trên một đơn vị chất hấp phụ càng tăng và do đó sẽ làm tăng hiệu suất hấp phụ kim loại [23]. Tuy nhiên, đối với cột hấp phụ, những kích thƣớc hạt nhỏ dẫn đến trở lực dòng chảy lớn thì không nên sử dụng [26]. Trong dải kích thƣớc vật liệu có thể hấp phụ tốt, những đƣờng cong thoát có mặt nghiêng dốc hơn so với dải kích thƣớc hạt lớn hơn và xu hƣớng có dạng chữ “S” [46]. Tổng diện tích bề mặt trên một đơn vị thể tích đối với hạt kích thƣớc nhỏ trong cột hấp phụ sẽ lớn hơn [46].
Quá trình xử lý kim loại bằng sinh khối khô của thực vật có thể tiến hành theo mẻ gián đoạn hoặc trên cột liên tục. Thời gian tiếp xúc, pH, tỉ lệ rắn - lỏng, tốc độ khuấy trộn,… ảnh hƣởng đến hiệu suất của quá trình xử lý theo mẻ gián đoạn. Chiều cao cột hấp phụ, lƣu lƣợng dòng vào,... ảnh hƣởng đến hiệu quả của quá trình xử lý trên cột liên tục. Ngoài ra, một số yếu tố khác nhƣ nồng độ ban đầu của ion
kim loại trong dung dịch, nồng độ và sự có mặt của các ion khác trong dung dịch,… cũng ảnh hƣởng đến quá trình hấp phụ kim loại nặng trong dung dịch bằng vật liệu sinh học.
1.3.3. Một số phương trình đ ng nhiệt mô tả quá trình hấp phụ kim loại trong nước bằng vật liệu sinh học nước bằng vật liệu sinh học
Mối quan hệ định lƣợng giữa nồng độ kim loại trong pha lỏng và nồng độ kim loại trong pha rắn tại một điều kiện nhiệt độ nhất định ở trạng thái cân bằng đƣợc gọi là đ ng nhiệt hấp phụ - nền tảng quan trọng các hệ thống hấp phụ. Những nghiên cứu cân bằng trong hấp phụ cho biết khả năng hấp phụ của vật liệu. Nó đƣợc mô tả bởi các hằng số biểu hiện quan hệ giữa chất hấp phụ và chất bị hấp phụ. Mối quan hệ cân bằng giữa chất hấp phụ và chất bị hấp phụ thƣờng đƣợc mô tả bởi tỷ lệ giữa lƣợng bị hấp phụ và phần còn lại trong dung dịch tại nhiệt độ nhất định.
Nhƣ đã trình bày, quá trình liên kết kim loại nặng lên chất hấp phụ bao gồm những cơ chế khác nhau nhƣ hấp phụ vật lý, hấp phụ hóa học, trao đổi ion, kết tủa và tạo phức. Vì vậy, có một số cách tiếp cận mô hình trong quá trình này theo những cơ chế cụ thể.
Cách tiếp cận mô hình hóa đƣợc sử dụng phổ biến là mô tả sự hấp phụ các ion kim loại nặng bởi vật liệu tự nhiên nhƣ là một quá trình hấp phụ thuần túy. Các mô hình quen thuộc của Langmuir và Freundlich đã đƣợc sử dụng rộng rãi để mô tả cân bằng hấp phụ kim loại nặng trong nƣớc. Ngoài ra, có thể sử dụng đ ng nhiệt BET để mô tả cân bằng hấp phụ [21, 33, 41, 55].