5. Những đóng góp mới của đề tài
3.2.3. Ảnh hưởng của nồng độ Reactive Red 24 đến hiệu quả xử lý bằng vật liệu
liệu hấp phụ than sinh học từ vỏ trấu
Các thí nghiệm nhằm đánh giá ảnh hưởng của mức nồng độ chất nhuộm màu Reactive Red 24 đến dung lượng và hiệu suất hấp phụ bằng than sinh học từ vỏ trấu. Các thí nghiệm được thực hiện bằng việc lắc mẫu chứa hỗn hợp 25ml dung dịch thuốc nhuộm Reactive Red 24 (điều chỉnh pH = 3) có các nồng độ ban đầu pha lần lượt là 50, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400 mg/l với than sinh học vỏ trấu (0,1 g/25 ml) trong thời gian 40 phút, tốc độ lắc 120 vòng/phút. Mục tiêu của thí nghiệm nhằm đánh giá ảnh hưởng của nồng độ thuốc nhuộm Reactive Red 24 đến quá trình hấp phụ.Kết quả thí nghiệm thể hiện qua bảng 3.4 và hình 3.4.
Bảng 3.4. Ảnh hưởng của nồng độ Reactive Red 24 đến hiệu quả xử lý bằng than sinh học từ vỏ trấu
Nồng độ Reactive Red 24 (mg/l) Dung lượng hấp phụ q (mg/g) Hiệu suất hấp phụ H (%) 50 18,98 60,75 100 34,55 55,27 150 38,91 41,50 200 43,38 34,70 250 44,79 28,67 300 45,76 24,41 350 46,64 21,32 400 46,74 18,70
Hình 3.4. Ảnh hưởng của nồng độ chất nhuộm màu Reactive Red 24 đến khả năng hấp phụ bằng than sinh học từ vỏ trấu
Ghi chú: - q là dung lượng hấp phụ;
- H là hiệu suất xử lý.
Qua quá trình thực hiện thí nghiệm nhận thấy:
- Khi tăng nồng độ chất nhuộm Reactive Red 24 từ 50 mg/l lên 400 mg/l thì dung lượng hấp phụ của quá trình cũng tăng từ 18,98mg/g lên 46,74mg/g và hiệu suất xử lý của quá trình giảm từ 60,75% xuống 18,70%.
+ Dung lượng hấp phụ tăng nhanh (tăng từ 18,98% lên 38,91%) khi nồng độ thuốc nhuộm tăng trong khoảng từ 50 mg/l đến 150 mg/l.
+ Khi nồng độ chất cần xử lý bắt đầu >150 mg/l thì dung lượng hấp phụ của quá trình tăng chậm dần và dần đạt trạng thái bão hòa.
- Khi tăng nồng độ chất cần xử lý thì dung lượng hấp phụ của than sinh học từ vỏ trấu tỷ lệ nghịch với hiệu suất xử lý của quá trình. Hay nói cách khác, khi nồng độ của thuốc nhuộm Reactive Red 24 tăng thì hiệu suất hấp phụ của than càng giảm.
+ Nồng độ thuốc nhuộm tăng từ 50 mg/l lên 150 mg/l thì hiệu suất hấp phụ của than giảm mạnh từ 60,75% xuống còn 41,50%.
+ Khi tiếp tục thí nghiệm tăng nồng độ thuốc nhuộm từ 150 mg/l lên đến 400 mg/l thì hiệu suất hấp phụ tiếp tục giảm nhưng chậm và dần đạt trạng thái bão hòa.
Có thể lý giải nguyên nhân của hiện tượng này là do khi nồng độ chất nhuộm Reactive Red 24 trong môi trường nước cao thì khả năng tiếp xúc của chất hấp phụ là than sinh học từ vỏ trấu với chất nhuộm cần xử lý tăng. Do đó,dung lượng hấp phụ của quá trình cũng cao hơn so với dung dịch có nồng độ chất nhuộm Reactive Red 24 thấp. Tuy nhiên, khi nồng độ tăng lên >150 mg/l thì hiệu suất hấp phụ của quá trình tăng chậm, hiệu suất hấp phụ của than giảm có thể do khả năng hấp phụ của than đã gần bão hòa vì khối lượng than sinh học vỏ trấu sử dụng trong thí nghiệm không đổi. Than sinh học vỏ trấu đã hấp phụ 1 lớp thuốc nhuộm Reactive Red 24 bao quanh bề mặt đủ lớn nên những phần tử bị bám hút vào sau có lực bám yếu hơn lớp phía trong nên chúng khó liên kết với than sinh học vỏ trấu. Khi đó, dung lượng hấp phụ của than sinh học từ vỏ trấu đã gần đạt cực đại. Tương tự kết quả thí nghiệm của tác giả Hoàng Trung Kiên [7], hiệu suất xử lý và dung lượng hấp phụ của vật liệu hấp phụ đều giảm mạnh khi nồng độ của Reactive Red 24 tăng.
Kết luận: Nồng độ ban đầu của chất cần xử lý là thuốc nhuộm Reactive Red
24 trong môi trường nước ảnh hưởng lớn tới hiệu suất xử lý cũng như dung lượng hấp phụ của vật liệu nghiên cứu. Nồng độ hấp phụ tối ưu mà nghiên cứu lựa chọn là 150 mg/l.