Kết quả xử lý mẫu nước thải phẩm nhuộm chứa xanh metylen bằng RMGC được thể hiện dưới bảng 3.11.
Bảng 3.11. Kết quả phân tích một số thành phần có trong nước thải dệt nhuộm trước và sau hấp phụ STT Chỉ tiêu Đơn vị Trước hấp phụ Sau hấp phụ QCVN 13:2015/BTNMT Cột B MT MĐC MT MĐC 1 COD mg/L 456 456 127 408 150 2 BOD5 mg/L 206 206 28 197 50
Trong đó: MĐC: Mẫu đối chứng
MT: Mẫu nước thải được hấp phụ bằng RMGC
* Đối với chỉ số COD:
- Ở mẫu đối chứng, sau hấp phụ hàm lượng COD giảm từ 456mg/L xuống còn 408mg/L, vượt ngưỡng quy chuẩn cho phép.
- Ở mẫu nước thải được hấp phụ bằng RGMC, sau khi hấp phụ hàm lượng COD giảm từ 456mg/L xuống còn 127mg/L, đạt quy chuẩn cho phép.
* Đối với chỉ số BOD5:
- Ở mẫu đối chứng, sau hấp phụ hàm lượng BOD5 giảm từ 206mg/L xuống 197mg/L, vượt ngưỡng quy chuẩn cho phép.
- Ở mẫu nước thải được hấp phụ bằng RMGC, sau khi hấp phụ hàm lượng BOD5
giảm từ 206mg/L xuống 28mg /L, đạt quy chuẩn cho phép.
Kết quả sau khi hấp phụ xanh metylen trong mẫu nước thải dệt nhuộm bằng RMGC thì hàm lượng COD và BOD5 đều đạt quy chuẩn cho phép (QCVN 13:2015/ BTNMT).
KẾT LUẬN
Dựa vào kết quả thu được, chúng tôi đã rút ra một số kết luận như sau:
1. Đã tận dụng được đặc tính pH cao của bùn đỏ để bóc tách và hoạt hóa graphit thành vật liệu tổ hợp graphen - bùn đỏ (vật liệu hấp phụ RMGC) bằng phương pháp điện hóa siêu âm.
2. Đã giải thích quá trình tạo thành vật liệu (RMGC) dựa trên các kết quả ảnh SEM, TEM, giản đồ XRD, phổ Raman, phổ EDX, phổ FTIR và phổ XPS.
3. Đã khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ của vật liệu hấp phụ RMGC đối với xanh metylen bằng phương pháp hấp phụ tĩnh, kết quả thực nghiệm như sau:
- Điều kiện pH tối ưu cho quá trình hấp phụ là 6. - Thời gian đạt cân bằng hấp phụ là 120 phút.
- Khối lượng vật liệu hấp phụ cần thiết cho sự hấp phụ tốt nhất là 0,05g.
- Khi tăng nồng độ xanh metylen trong khoảng nồng độ khảo sát thì hiệu suất hấp phụ giảm, dung lượng hấp phụ tăng.
4. Đã mô tả quá trình hấp phụ của vật liệu hấp phụ RMGC theo mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir xác định được dung lượng hấp phụ cực đại đối với xanh metylen là 89,28mg/g và theo mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich xác định các hằng số Freundlich đối với xanh metylen là n=2,32; k=30,49.
5. Đã sử dụng vật liệu chế tạo được (RMGC) để xử lý mẫu nước thực chứa thuốc nhuộm xanh metylen lấy tại làng nghề Dệt lụa Vạn Phúc (Hà Nội). Kết quả chỉ ra là sau khi xử lý bằng RMGC các chỉ số COD và BOD5 nằm trong mức cho phép theo QCVN 13:2015/BTNMT Cột B.
Kết quả nghiên cứu thực nghiệm cho thấy rằng có khả năng triển khai nghiên cứu ứng dụng vật liệu hấp phụ này trong vấn đề xử lý viêc ô nhiễm nước trong thực tế.
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN
[1]. Ha Xuan Linh, Ngo Thi Thu, Tran Quoc Toan, Do Tra Huong, Bui Thanh Giang, Huynh Ky Phuong Ha, Hong-Tham T. Nguyen, N. T. K. Chung, Tri Khoa Nguyen, Nguyen Thanh Hai (2019), Fast and effective route for removing of methylene blue from aqueous solution by using red mud-activated graphite composites, Hindawi Journal of Chemistry, Article ID 2858170, 7 pages; https://doi.org/10.1155/2019/2858170 (SCIE); IF=1,726
TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT
1. Lê Văn Cát (2002), Hấp phụ và trao đổi ion trong kĩ thuật xử lí nước và nước thải, NXB Thống Kê, Hà Nội.
2. Công ty Hóa phẩm Thịnh Phát (2017), 6 phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm, https://moitruonghopnhat.com/phuong-phap-xu-ly-nuoc-thai-det-nhuom-425.html. 3. Nguyễn Hữu Hiếu, Đặng Thị Minh Kiều, Phan Thị Hoài Diễm (2015), "Tổng hợp
Fe3O4/graphen oxit nanocompozit để xử lí nước thải nhiễm kim loại nặng", Tạp chí phát triển KH và CN, 18 (8), tr. 212-220.
4. Nguyễn Quốc Hòa, Lê Hồng Thắm, Trần Phi Hùng, Trần Thị Thùy Trang, Nguyễn Thị Quế, Phạm Đình Dũ, et al. (2014), "Nghiên cứu hấp phụ metylen xanh bằng sản phẩm từ ngành công nghiệp nhôm-bùn đỏ", Tạp chí Đại học Thủ Dầu Một, 1 (14), tr. 44-51.
5. Nguyễn Đình Huề (2001), Giáo trình hóa lí, NXB Sư phạm, Hà Nội.
6. Nguyễn Văn Hưng, Nguyễn Ngọc Bích, Nguyễn Hữu Nghị, Trần Hữu Bằng, Đặng Thị Thanh Lê (2014), "Tổng hợp và khảo sát hấp phụ xanh metylen trên vật liệu SiO2 tinh thể nano", Tạp chí hóa học, 52 (5A), tr. 16-21.
7. Đỗ Trà Hương, Phùng Thị Oanh, Lome Phengkhamy (2017), "Nghiên cứu hấp phụ xanh methylen bằng vật liệu Graphene - Bùn đỏ hoạt hóa trong môi trường axit",
Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học, 22 (2), tr. 94-98.
8. Phạm Thị Mai Hương, Trần Hồng Côn, Trần Thị Dung (2017), "Nghiên cứu khả năng hấp phụ As(V) trong môi trường nước bằng bã bùn đỏ Tây Nguyên sau tách loại hoàn toàn nhôm và các thành phần tan trong kiềm", Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, 33 (1), tr. 26-35.
9. Nguyễn Khoái (2008), "Tổng hợp anatat kích thước nano bằng phương pháp siêu âm hóa học", Tạp chí hóa học, 46 (1), tr. 30-34.
10. Tạp chí Kinh tế môi trường (2020), Kỳ 3: Giải pháp nào cho việc xử lý bùn đỏ phát sinh tại các nhà máy alumin Tây Nguyên? , https://kinhtemoitruong.vn/ky-3-giai- phap-nao-cho-viec-xu-ly-bun-do-phat-sinh-tai-cac-nha-may-alumin-tay-nguyen- 14276.html
11. Trần Đại Lâm, Nguyễn Tuấn Dung, Nguyễn Lê Huy, Lê Viết Hải (2017), Các phương pháp phân tích hóa lý vật liệu, NXB Khoa học tự nhiên và công nghệ, Hà Nội.
12. Vũ Đức Lợi, Châu Văn Minh, Nguyễn Văn Tuyến, Dương Tuấn Hưng, Nguyễn Văn Tuấn, Nguyễn Văn Lạng (2014), "Kết quả nghiên cứu thử nghiệm quy mô công nghiệp công nghệ sản xuất thép từ bùn đỏ", Hội thảo quốc tế Hợp tác khoa học công nghệ vì sự phát triển bền vững nông nghiệp Lâm Đồng-Tây Nguyên, tr. 340-345.
13. Vũ Đức Lợi, Dương Tuấn Hưng, Nguyễn Thị Vân (2015), "Nghiên cứu khả năng hấp phụ chì (Pb) trong dung dịch từ bùn đỏ biến tính", Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học 20 (4), tr. 117-123.
14. Nguyễn Trung Minh (2011), "Hạt vật liệu chế tạo từ bùn đỏ Bauxit Bảo Lộc và định hướng ứng dụng trong xử lý ô nhiễm nước thải", Tạp chí Các khoa học về Trái đất, 33 (2), tr. 231-237.
15. Vũ Xuân Minh và các cộng sự (2014), "Nghiên cứu khả năng xử lý thuốc nhuộm của bùn đỏ trung hòa bằng thạch cao phế thải", Tạp chí khoa học và công nghệ, 30 (2), tr. 55-60.
16. Hồ Viết Quý (2007), Các phương pháp phân tích công cụ trong hóa học hiện đại, NXB Đại học Sư phạm Hà Nội,
17. Bùi Văn Thắng, Lê Tấn Tài, Trần Thị Xuân Mai (2018), "Đặc tính hấp phụ xanh metylen và photphat trong nước bằng vật liệu Fe/CTAB-Bentonite", Tạp chí hóa học, 56 (6e2), tr. 153-158.
18. Phạm Thị Thúy, Nguyễn Thị Thanh Mai, Nguyễn Mạnh Khải (2016), "Nghiên cứu chế tạo vật liệu xử lý asen trong nước từ bùn đỏ", Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, 32 (1S), tr. 370-376.
19. Hồ Thị Tuyết Trinh, Mai Thanh Tâm, Hà Thúc Huy (2015), "Tổng hợp thành công vật liệu nano oxit sắt từ trên nên graphen", Tạp chí phát triển KH và CN, 18 (3), tr. 166-176.
20. Cao Hữu Trượng, Hoàng Thị Lĩnh (2002), Hoá học thuốc nhuộm, NXB Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội,
21. Nguyễn Ngọc Tuyền, Bùi Trung (2014), "Khả năng hấp phụ chất màu congo red trong môi trường nước của bùn đỏ hoạt hóa'", Tập san khoa học và giáo dục, 2, tr. 34-38.
22. Ngô Thị Mai Việt, Nguyễn Thị Hoa (2017), "Nghiên cứu khả năng hấp phụ xanh metylen và phenol đỏ của quặng apatit Lào Cai", Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học 22 (2), tr. 124-130.
23. Bùi Xuân Vững, Ngô Văn Thông (2015), "Nghiên cứu hấp phụ thuốc nhuộm methylen xanh bằng vật liệu bã cà phê từ tính", Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học 20 (3), tr. 370-377.
TIẾNG ANH
24. Ai L., Jiang J. (2012), "Removal of methylene blue from aqueous solution with self-assembled cylindrical graphene–carbon nanotube hybrid", Chemical Engineering Journal, 192, pp. 156-163.
25. Ai L., Zhang C., Chen Z. (2011), "Removal of methylene blue from aqueous solution by a solvothermal-synthesized graphene/magnetite composite", Journal of Hazardous Materials, 192 (3), pp. 1515-1524.
26. Apak R., Güçlü K., Turgut M. H. (1998), "Modeling of Copper(II), Cadmium(II), and Lead(II) Adsorption on Red Mud", Journal of Colloid and Interface Science, 203 (1), pp. 122-130.
27. Banat F., Al-Asheh S., Al-Ahmad R., Bni-Khalid F. (2007), "Bench-scale and packed bed sorption of methylene blue using treated olive pomace and charcoal",
Bioresource Technology, 98 (16), pp. 3017-3025.
28. Biesinger M. C., Lau L. W. M., Gerson A. R., Smart R. S. C. (2010), "Resolving surface chemical states in XPS analysis of first row transition metals, oxides and hydroxides: Sc, Ti, V, Cu and Zn", Applied Surface Science, 257 (3), pp. 887-898. 29. Dapena-Mora A., Fernández I., Campos J. L., Mosquera-Corral A., Méndez R.,
Jetten M. S. M. (2007), "Evaluation of activity and inhibition effects on Anammox process by batch tests based on the nitrogen gas production", Enzyme and Microbial Technology, 40 (4), pp. 859-865.
30. Dezfoolian M., Rashchi F., Nekouei R. K. (2015), "Synthesis of copper and zinc oxides nanostructures by brass anodization in alkaline media", Surface and Coatings Technology, 275, pp. 245 - 251.
31. Elsagh A., Moradi O., Fakhri A., Najafi F., Alizadeh R., Haddadi V. (2017), "Evaluation of the potential cationic dye removal using adsorption by graphene and carbon nanotubes as adsorbents surfaces", Arabian Journal of Chemistry, 10 (2), pp. 2862-2869.
32. Gul K., Sohni S., Ahmad I., Khattak N. U., Zada R., Akhtar N., et al. (2016), "Synthesis and Characterization of Graphene/Fe3O4 Nanocomposite as an Effective Adsorbent for Removal of Acid Red-17 and Remazol Brilliant Blue R from Aqueous Solutions", Current Nanoscience, 12 (5), pp. 554-563.
33. Hajjaji M., Alami A., Bouadili A. E. (2006), "Removal of methylene blue from aqueous solution by fibrous clay minerals", Journal of Hazardous Materials, 135 (1-3), pp. 188-192.
34. Hameed B. H., Din A. T. M., Ahmad A. L. (2007), "Adsorption of methylene blue onto bamboo-based activated carbon: Kinetics and equilibrium studies", Journal of Hazardous Materials, 141 (3), pp. 819-825.
35. Hoa P. T., Managaki S., Nakada N., Takada H., Shimizu A., Anh D. H., et al. (2011), "Antibiotic contamination and occurrence of antibiotic-resistant bacteria in aquatic environments of northern Vietnam", The Science of the total environment, 409 (15), pp. 2894-2901.
36. Goelogy of Bauxite [Internet] (2011), Available from: http://www.world- aluminium.org.
37. Jesus C., Antunes M., Conceição F., Navarro G., Moruzzi R. (2015), "Removal of reactive dye from aqueous solution using thermally treated red mud", Desalination and Water Treatment, 55, pp. 1040-1047.
38. Kim W., Kawaguchi K., Koshizaki N., Sohma M., Matsumoto T. (2003), "Fabrication and magnetoresistance of tunnel junctions using half-metallic Fe3O4", Journal of applied physics, 93 (10), pp. 8032-8034.
39. Kruse N., Chenakin S. (2011), "XPS characterization of Au/TiO2 catalysts: Binding energy assessment and irradiation effects", Applied Catalysis A: General, 391 (1), pp. 367-376.
40. Legrini O., Oliveros E., Braun A. M. (1993), "Photochemical processes for water treatment", Chemical Reviews, 93 (2), pp. 671-698.
41. Li G., Xu X., Han R., Ma J. (2016), "Synthesis and superior electrochemical properties of shaggy hollow Zn-doped Fe2O3 nanospheres for high-performance lithium-ion batteries", CrystEngComm, 18 (16), pp. 2949-2955.
42. Liu L., Li C., Bao C., Jia Q., Xiao P., Liu X., et al. (2012), "Preparation and characterization of chitosan/graphene oxide composites for the adsorption of Au(III) and Pd(II)", Talanta, 93, pp. 350-357.
43. Liu Y., Lin C., Wu Y. (2007), "Characterization of red mud derived from a combined Bayer Process and bauxite calcination method", Journal of Hazardous Materials, 146 (1-2), pp. 255-261.
44. McIntyre N., Zetaruk D. (1977), "X-ray photoelectron spectroscopic studies of iron oxides", Analytical Chemistry 49 (11), pp. 1521-1529.
45. Meili L., Lins P. V., Zanta C. L. P. S., Soletti J. I., Ribeiro L. M. O., Dornelas C. B., et al. (2019), "MgAl-LDH/Biochar composites for methylene blue removal by adsorption", Applied Clay Science, 168, pp. 11-20.
46. Nasuha N., Hameed B. H. (2011), "Adsorption of methylene blue from aqueous solution onto NaOH-modified rejected tea", Chemical Engineering Journal, 166 (2), pp. 783-786.
47. Padhi D. K., Parida K. M., Singh S. K. (2016), "Mechanistic aspects of enhanced congo red adsorption over graphene oxide in presence of methylene blue", Journal of Environmental Chemical Engineering, 4 (3), pp. 3498-3511.
48. Parvez K., Wu Z. S., Li R., Liu X., Graf R., Feng X., et al. (2014), "Exfoliation of graphite into graphene in aqueous solutions of inorganic salts", Journal of the American Chemical Society, 136 (16), pp. 6083-6091.
49. Pepper R. A., Couperthwaite S. J., Millar G. J. (2018), "Value adding red mud waste: Impact of red mud composition upon fluoride removal performance of synthesised akaganeite sorbents", Journal of Environmental Chemical Engineering, 6 (2), pp. 2063-2074.
50. Perreault F., Fonseca de Faria A., Elimelech M. (2015), "Environmental applications of graphene-based nanomaterials", Chemical Society reviews, 44 (16), pp. 5861-5896.
51. Pulford I. D., Hargreaves J. S., Durisova J., Kramulova B., Girard C., Balakrishnan M., et al. (2012), "Carbonised red mud--a new water treatment product made from a waste material", Journal of environmental management, 100, pp. 59-64.
52. Ren X., Chen C., Nagatsu M., Wang X. (2011), "Carbon nanotubes as adsorbents in environmental pollution management: A review", Chemical Engineering Journal, 170 (2-3), pp. 395-410.
53. Sahu M. K., Patel R. K. (2015), "Removal of safranin-O dye from aqueous solution using modified red mud: kinetics and equilibrium studies", RSC Advances, 5 (96), pp. 78491 - 78501.
54. Shehata A. A. (2013), "Removal of methylene blue dye from aqueous solutions by using treated animal bone as a cheap natural adsorbent", Int J Emerg Technol Adv Eng, 3 (2), pp. 1-7.
55. Shirzad-Siboni M., Jafari S. J., Giahi O., Kim I., Lee S.-M., Yang J.-K. (2014), "Removal of acid blue 113 and reactive black 5 dye from aqueous solutions by activated red mud", Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 20 (4), pp. 1432-1437.
56. Smiljanić S., Smičiklas I., Perić-Grujić A., Lončar B., Mitrić M. (2010), "Rinsed and thermally treated red mud sorbents for aqueous Ni2+ ions", Chemical Engineering Journal 162 (1), pp. 75-83.
57. Tran D., Kabiri S., Wang L., Losic D. (2015), "Engineered graphene-nanoparticle aerogel composites for efficient removal of phosphate from water", Journal of Materials Chemistry A, 3 (13), pp. 6844 - 6852.
58. Upadhyay R. K., Soin N., Roy S. S. (2014), "Role of graphene/metal oxide composites as photocatalysts, adsorbents and disinfectants in water treatment: a review", RSC Advances, 4 (8), pp. 3823-3851.
59. Van Thanh D., Li L. J., Chu C. W., Yen P. J., Wei K. H. (2014 ), "Plasma-assisted electrochemical exfoliation of graphite for rapid production of graphene sheets",
RSC Advances, 4 (14), pp. 6946-6949.
60. Wagner C., Naumkin A., Kraut-Vass A., Allison J., Powell C., Rumble J. J. (2003),
NIST standard reference database 20, Version 3.4 (Web version), National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD 20899.
61. Wang Z., Gao M., Li X., Ning J., Zhou Z., Li G. (2020), "Efficient adsorption of methylene blue from aqueous solution by graphene oxide modified persimmon tannins", Materials Science and Engineering: C, 108, pp. 110196.
62. Xu B., Qi F., Zhang J., Li H., Sun D., Robert D., et al. (2016), "Cobalt modified red mud catalytic ozonation for the degradation of bezafibrate in water: Catalyst surface properties characterization and reaction mechanism", Chemical Engineering Journal, 284, pp. 942-952.
63. Yang Y., Yu W., He S., Yu S., Chen Y., Lu L., et al. (2019), "Rapid adsorption of cationic dye-methylene blue on the modified montmorillonite/graphene oxide composites", Applied Clay Science, 168, pp. 304-311.
64. Yu J. G., Yu L. Y., Yang H., Liu Q., Chen X. H., Jiang X. Y., et al. (2015), "Graphene nanosheets as novel adsorbents in adsorption, preconcentration and removal of gases, organic compounds and metal ions", Science of The Total Environment, 502, pp. 70-79.
65. Yusuf M., Elfghi F. M., Zaidi S. A., Abdullah E. C., Khan M. A. (2015), "Applications of graphene and its derivatives as an adsorbent for heavy metal and dye removal: a systematic and comprehensive overview", RSC Advances, 5 (62), pp. 50392-50420.
66. Zhao G., Wen T., Chen C., Wang X. (2012), "Synthesis of graphene-based