3.5.5.1 Khảo sát pH tối ưu của than biến tính trong quá trình xử lý amoni
Lấy 50ml dung dịch NH4 +
60ppm vào các bình nón khác nhau, điều chỉnh pH của các dung dịch bằng dung dịch HCl 0.01M hoặc dung dịch KOH 0.01M. Tiến hành lắc trong thời gian 2h, xác định nồng độ NH4
+
còn lại trong các dung dịch. Ta thu được đồ thị biểu thị sự phụ thuộc của nồng độ NH4
+
còn lại vào pH của dung dịch.
Từ hình 36 ta thấy ngoại trừ ở pH quá thấp khả năng xử lý amoni của than biến tính là kém, đúng với lý thuyết của pHpzc (pHpzc của than biến tính là 6,1).Từ pH 5 trở lên, có thể thấy khả năng xử lý amoni của than biến tính không có sự khác biệt. Điều
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 2 4 6 8 10 12 14 pHsau pHban đầu
đó chứng tỏ cơ chế xử lý amoni của than biến tính không chỉ là quá trình hấp phụ thuần túy mà có cả quá trình trao đổi chất xảy ra trên bề mặt phân cách pha.
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 2 4 6 8 10
Hình 36. Đồ thị biểu thị nồng độ dung dịch sau xử lý vào pH 3.5.5.2. Đánh giá lượng amoni bị hấp phụ với lượng Na+ bị giải hấp
Lấy 50ml các dung dịch NH4 +
có các nồng độ khác nhau vào bình nón, cho vào mỗi bình nón 0,5g than biến tính. Tiến hành lắc đến thời gian cân bằng hấp phụ. Xác định lại nồng độ NH4
+
khi cân bằng và phân tích nồng độ Na+ giải phóng ra dung dịch ta thu được mối quan hệ được thể hiện qua đồ thị sau.
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1 2 3 4 5 6
Số mmol ion Na bị giải hấp Số mmol amoni bị giữ lại trên bề mặt
Hình 37. Đồ thị biểu diễn sự tương quan giữa số lượng Amoni bị hấp phụ và
lượng Na+ bị giải hấp
C(mg/l)
pH
Từ đồ thị ta thấy lượng NH4 +
bị hấp phụ và lượng Na+ bị giải hấp là tương đối bằng nhau, điều này có thể nói lên rằng với mỗi ion NH4
+
được hấp phụ lên bề mặt than biến tính thì sẽ có một ion Na+đi ra khỏi bề mặt than biến tính. Do đó, có thể nói rằng cơ chế xử lý cation của than biến tính là cơ chế trao đổi ion.
Bên cạnh đó, khi so sánh số mol điện tích than biến tính có thể xử lý được giữa các cation khác nhau, ta cũng thu được sự tương quan như đồ thị dưới đây
1 2 3 4 0 0.5 1 1.5 1 2 3 4 5
2: Số mmol điện tích ion Amoni. 3: Số mmol điện tích ion Mn(II). 4: Số mmol điện tích ion Cd(II)
Hình 38. Đồ thị biểu thị mối tương quan số mmol điện tích của các cation khác nhau
mà than biến tính xử lý được.
Từ đồ thị ta thấy số mmol điện tích các cation NH4 +
(1.39mmol),
Mn2+ (1.404mmol), Cd2+(1.37mmol) bị giữ lại trên bề mặt than biến tính là gần như nhau, điều này chỉ có thể xảy ra khi cơ chế trao đổi trên bề mặt than biến tính là cơ chế trao đổi ion giữa Na+ trên bề mặt than biến tính với các cation trong dung dịch. Từ các kết quả thu được cũng cho phép dự đoán một cách gần đúng khả năng trao đổi ion của than với một số các cation khác trong dung dịch.
mmol điện tích