chế tạo vỏ đậu tương
Mẫu nước thải chứa chì được lấy tại cửa xả (đập Cái Tắt - sông Tam Bạc - Hải Phòng ) nước thải ra môi trường của nhà máy ắc quy Tia Sáng -Hải Phòng đã được xử lý sơ bộ. Nước thải được lấy và bảo quản theo đúng TCVN 4574 - 88:
- Dụng cụ lấy mẫu: chai polietylen sạch
- Mấu lấy xong được cố định bằng 5ml dung dịch HNO3 đặc
Mẫu nước thải chứa chì sau khi lọc qua giấy lọc có pH bằng 5,4 (nằm trong khoảng pH tốt nhất cho sự hấp phụ đã khảo sát ), nồng độ chì được xác định bằng phương pháp Von Ampe hòa tan anot là 4,333 ppm. Tiến hành quá trình hấp phụ ở nhiệt độ phòng, thời gian khuấy 60 phút, thể tích nước thải 50 ml với 1g VLHP. Sau hấp phụ, lọc và xác định nồng độ chì còn lại trong dung dịch
bằng phương pháp Von Ampe hòa tan anot là 0,087 ppm, hiệu suất hấp phụ đạt 97,99%.
Determination of Pb with HMDE
mau M1 -0.60 -0.50 -0.40 -0.30 -0.20 U (V) 0 25.0n 50.0n 75.0n 100n 125n 150n I (A ) Pb
Final results +/- Res. dev. % Comments --- --- --- Pb:
Lead = 4333.354 ug/L 44.608 1.260
Hình 3.9a: Đường Von ampe hòa tan xác định Pb(II) trong mẫu nước thải
Determination of Pb with HMDE mau NT1 -0.60 -0.50 -0.40 -0.30 -0.20 U (V) 5.00n 10.0n 15.0n 20.0n 25.0n I (A ) Pb
Final results +/- Res. dev. % Comments --- --- --- Pb:
Lead = 87.819 ug/L 2.757 4.526
Hình 3.9b. Đường Von ampe hòa tan xác định Pb(II) trong mẫu nước thải sau
khi xử lý.
Đối chiếu với Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp ta xác định được hệ số C = 0,1. Dựa vào đặc điểm khu xả thải, xác định Cmax
theo kq và kf.
Nguồn tiếp nhận là kênh mương không có số liệu về lưu lượng dòng chảy: Kq = 0,9.Lưu lượng nguồn thải của nhà máy F < 50m3/24h nên kf = 1,2
Theo công thức: Cmax = C . kq . kf
Cmax = 0,1. 0,9. 1,2 = 0,108
Vậy hàm lượng chì tối đa cho phép của nước thải công nghiệp khi xả vào nguồn tiếp nhận là nước cấp sinh hoạt, tính bằng miligam trên lít (mg/l) là 0,108. Nước thải sau khi xử lý bằng VLHP có nồng độ chì 0,087 ppm thấp dưới tiêu chuẩn cho phép.
KẾT LUẬN
1- Việc sử dụng VLHP chế tạo từ vỏ đậu tương để tách loại ion chì có những ưu điểm sau :
- Sử dụng nguyên liệu là phế phẩm nông nghiệp. - Quy trình xử lý đơn giản, đạt hiệu quả cao.
Từ đó tạo cơ sở cho việc triển khai ứng dụng VLHP chế tạo được vào xử lý môi trường.
2- Đã tiến hành khảo sát các điều kiện thÝch hîp cho quá trình hấp phụ chì trên VLHP chế tạo từ vỏ đậu tương:
- pH thích hợp cho quá trình hấp phụ là pH = 5. - Thời gian thích hợp là 1h.
- Lượng chất hấp phụ thích hợp ở nồng độ chì 100 ppm là 1 gam.
3- Đã xác định phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir cho sự hấp phụ chì lên VLHP chế tạo từ vỏ đậu tương, dung lượng hấp phụ cực đại 10,29 mg/g.
cb cb
2,39.C q=10,29
1+2,39.C
4- Đã thử khả năng tách loại chì trong nước thải của của nhà máy Ắc quy Tia Sáng –Hải Phòng trên VLHP chế tạo từ vỏ đậu tương . Kết quả cho thấy hiệu suất tách loại trên 97 % và nồng độ chì còn lại sau khi tách loại thấp dưới tiêu chuẩn cho phép.
Tiếng Việt
1. Lê Huy Bá (2000), Độc học môi trường , NXB Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh.
2. Hoàng Minh Châu (1975), Hóa học phân tích, Nxb giáo dục. 3. Đặng Kim Chi (1999), Hóa môi trường, Nxb Khoa học & Kỹ thuật
4. Nguyễn Hoa Du (), Giáo trình công nghệ xử lý môi trường nước, Đại học
Vinh.
5. Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga (1999) , Giáo trình công nghệ xử lý nước thải, NXB KH & KT, Hà nội
6. Từ Vọng Nghi, Huỳnh Văn Trung, Trần Tứ Hiếu (1986), Phân tích nước, NXB Khoa họcvà k ĩ thuật, Hà Nội.
7. Nguyễn Khắc Nghĩa (), Giáo trình các phương pháp phân tích Hóa lý¸ Đại học Vinh.
8. Nguyễn Ngọc Khang (2001), Nghiên cứu xử lý nước ô nhiễm bằng khoáng
diatomit biến tính, Luận án tiến sĩ hóa học, đại học bách khoa Hà Nội.
9. Hồ Sĩ Tráng (2006), Cơ sở hóa học gỗ và xenluloza, NXB Khoa học và kỹ thuật .
10. Nguyễn Thị Hoàng Long (2010), Nghiên cứu khả năng hấp phụ Pb2+ lên vật liệu chế tạo từ vỏ trấu, Đồ án tốt nghiệp, Đại học Vinh.
11. Lê Văn Cát (2002), Hấp phụ và trao đổi ion trong kĩ thuật xử lý nước thải, Nxb thống kê Hà Nội .
Tiếng Anh
12.E.Clave.,J.Francois.,L.Billon.,B.De Jeso.,MF.Guimon(2004),”Crude and
Modified Corncobs as complexing Agents for water decontamination”, Journal
of Appied Polymer Science, vol.91,pp.820-826.
13.K.S.Low, C.K.Lee, A.Y.Ng.(1999), “Conumn study on the sorption of cr(VI)
14.Trivette Vanghan., Chung W.Seo., Wayne E.Marshall(2001), “Removal of
selected metal ions from aqueous solution using modified corncobs”,
Bioresource Technology ,pp.133-139.
15.W.E.Marshall.,L.H.Wartelle., D.E.Boler, M.M.Johns., C.A.Toles.(1999),
“Enhanced metal adsorption by soybean hulls modified with citric acid “,
ioresource Technology 69, pp.263-268. 16. http://www.ebooks.edu.vn
17. http://www.khoahoc.com.vn http://www.nea.gov.vn
MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH MỞ ĐẦU...1 Chương 1...3 1.1. Nước ô nhiễm [1-8]...3
1.1.1. Nước và các yếu tố ảnh hưởng đến môi trường nước...3
1.1.2. Phân loại nước bị ô nhiễm và nước thải...4
1.1.3. Một số chỉ tiêu chất lượng nước...4
1.2. Ảnh hưởng của kim loại nặng đối với môi trường [11]...5
1.3. Các phương pháp tách loại kim loại nặng từ môi trường nước [1-8]...6
1.3.1. Phương pháp hóa lý...6
1.3.2. Phương pháp sinh học...10
1.3.3. Xử lý kim loại nặng bằng phương pháp hoá học...11
1.4. Phương pháp hấp phụ trong xử lý nước thải...14
1.4.1. Khái niệm hấp phụ...14
1.4.2. Cơ sở của phương pháp hấp phụ trong xử lý nước thải...14
1.4.3 Một số lý thuyết về hấp phụ trong pha lỏng – rắn...15
1.4.4. Lực hấp phụ...15
1.4.5. Các kiểu tiến hành hấp phụ...16
1.4.6. Sự hấp phụ trên ranh giới phân chia rắn – lỏng...17
1.4.7. Mô hình hấp phụ đẳng nhiệt...20
1.4.8. Hệ thống thiết bị hấp phụ...23
1.4.9. Các loại vật liệu hấp phụ...24
1.4.10. Một số phụ phẩm nông nghiệp khác có thể làm VLHP [13]...26
1.5. Các phương pháp định lượng trong phân tích trắc quang [4], [9]...27
1.5.1. Phương pháp trắc quang vi sai...27
1.5.2. Phương pháp đường chuẩn...29
1.6. Phương pháp Von- Ampe hoà tan...30
1.7. Phương pháp xử lý thống kê số liệu thực nghiệm...32
1.7.1. Xử lý các kết quả phân tích...32
1.7.2. Xử lý thống kê các đường chuẩn...33
1.7.3. So sánh kết quả thực nghiệm với mẫu chuẩn...35
1.8. Tiêu chuẩn Việt Nam về nước thải chứa ion kim loại nặng...35
Chương 2 THỰC NGHIỆM...37
2.1.1 Hoá chất...37
2.1.2 Dụng cụ, thiết bị...37
2.2. Pha chế dung dịch...38
2.3. Chuẩn bị mẫu vật liệu hấp phụ (VLHP)...39
2.4. Xác định hàm lượng kim loại...39
Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN...41
3.1. Dựng đường chuẩn xác định Pb (II)...41
3.2. Hình thái học bề mặt của vật liệu hấp phụ...42
3.3. So sánh vật liệu hấp phụ ban đầu và vật liệu hấp phụ đã được hoạt hoá...43
3.4 Ảnh hưởng của pH đến quá trình hấp phụ...44
3.5. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ của vật liệu...46
3.6. Khảo sát ảnh hưởng của lượng chất hấp phụ...47
3.7. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ Pb2+ ban đầu đến sự hấp phụ...48
3.8. Ảnh hưởng của nhiệt độ...51
3.8. Ảnh hưởng của nhiệt độ...51
3.9. Thử khả năng tách loại Pb2+ trong mẫu nước thải của vật liệu chế tạo từ than bùn...52
KẾT LUẬN...55
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Giới hạn nồng độ ô nhiễm trong nước thải công nghiệp
Bảng 3.1: Thứ tự các dung dịch dựng đường chuẩn xác định Pb(II)
Bảng 3.2: Số liệu dựng đường chuẩn xác định nồng độ Pb(II)
Bảng 3.3: Hiệu suất hấp phụ Pb2+ ở các nồng độ khác nhau của vật liệu chưa hóa và vật liệu hoạt hóa
Bảng 3.4: Sự phụ thuộc hiệu suất hấp phụ vào pH
Bảng 3.5 : Ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ của VLHP
Bảng 3.6: Ảnh hưởng của hàm lượng chất hấp phụ đến hiệu suất hấp phụ
Bảng 3.7: Ảnh hưởng của nồng độ Pb2+ ban đầu đến sự hấp phụ
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1: Ảnh chụp nguyên liệu ban đầu và vật liệu đã hoạt hóa .
Hình 3.1: Đồ thị đường chuẩn xác định nồng độ Pb2+ bằng phương pháp trắc quang
Hình 3.2: Ảnh SEM của vật liệu chưa hoạt hóa (a) và hoạt hóa (b)
Hình 3.3: Hiệu suất hấp phụ Pb2+ ở nồng độ khác nhau của vật liệu hoạt hóa (VLHP) và vật liệu không hoạt hóa (VL0).
Hình 3.4: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc hiệu suất hấp phụ theo pH
Hình 3.5: Đồ thị sự phụ thuộc hiệu suất hấp phụ theo thời gian
Hình 3.6: Đồ thị sự phụ thuộc hiệu suất hấp phụ vào lượng VLHP
Hình 3.7a: Đồ thị sự phụ thuộc hiệu suất hấp phụ vào nồng độ chì ban đầu
Hình 3.7b: Phân tích hồi quy phi tuyến theo phương trình Langmuir
Hình 3.8: Đồ thị sự phụ thuộc hiệu suất hấp phụ vào nhiệt độ .
Hình 3.9a. Đường Von ampe hòa tan xác định Pb(II) trong mẫu nước thải
trước khi xử lý.
Hình 3.9b. Đường Von ampe hòa tan xác định Pb(II) trong mẫu nước thải sau
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành chương trình cao học và viết luận văn này, tôi đã nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ và góp ý nhiệt tình của quý thầy cô trường Đại học Vinh - Nghệ An.
Trước hết, tôi xin chân thành cảm ơn đến quí thầy cô trường Đại học Vinh, đặc biệt là những thầy cô đã tận tình dạy bảo cho tôi suốt thời gian học tập tại trường.
Tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến Tiến sĩ Nguyễn Xuân Dũng đã dành rất nhiều thời gian và tâm huyết hướng dẫn nghiên cứu và giúp tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp.
Nhân đây, tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu trường Đại học Vinh cùng quí thầy cô trong Khoa Hóa và Khoa sau đại học đã tạo rất nhiều điều kiện để tôi học tập và hoàn thành tốt khóa học.
Đồng thời, tôi cũng xin cảm ơn quí anh, chị và ban lãnh đạo Nhà máy ác quy tia sáng Hải Phòng và cơ sở sản xuất kinh doanh Tín Trung … đã tạo điều kiện cho tôi điều tra khảo sát để có dữ liệu viết luận văn.
Mặc dù tôi đã có nhiều cố gắng hoàn thiện luận văn bằng tất cả sự nhiệt tình và năng lực của mình, tuy nhiên không thể tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được những đóng góp quí báu của quí thầy cô và các bạn.
Vinh, tháng 01 năm 2012 Học viên