5. Những đóng góp mới của đề tài
3.2.2. Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu quả xử lý Reactive Red 24 bằng vật liệu
Kết luận: pH trong môi trường nước ảnh hưởng rất lớn tới hiệu suất của quá
trình xử lý cũng như dung lượng hấp phụ của than sinh học từ vỏ trấu. pH tối ưu được chọn cho các quá trình xử lý Reactive Red 24 trong môi trường nước cho các thí nghiệm tiếp theo là pH = 3.
Kết quả báo cáo tương tự đã được tác giả Hoàng Trung Kiên [7] đưa ra khi nghiên cứu ảnh hưởng của pH đến hiệu suất xử lý màu của thuốc nhuộm Reactive Red 24 bằng quá trình ozon với xúc tác xỉ sắt thải. Tác giả khẳng định rằng phương pháp oxy hóa chất nhuộm màu bằng ozon, Fenton với xúc tác xỉ sắt có hiệu quả tốt về khả năng khử màu cũng như COD. Nghiên cứu xác định được pH = 11 cho các quá trình oxy hóa bằng ozon và pH = 3 cho quá trình oxy hóa bằng Fenton, hiệu suất phân hủy chất màu Reactive Red 24 đạt giá trị tối đa.
3.2.2. Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu quả xử lý Reactive Red 24 bằng vật liệu hấp phụ than sinh học từ vỏ trấu liệu hấp phụ than sinh học từ vỏ trấu
Tiến hành thí nghiệm nhằm xác định thời gian hấp phụ thích hợp cho quá trình xử lý nhuộm màu Reactive Red 24 bằng cách lắc hỗn hợp dung dịch Reactive Red 24 (điều chỉnh pH = 3) và than sinh học vỏ trấu với tốc độ lắc 120 vòng/phút
nhuộm Reactive Red 24. Kết quả nghiên cứu được thể hiện ở bảng 3.3 và hình 3.3.
Bảng 3.3. Ảnh hưởng của thời gian tới hiệu quả xử lý chất nhuộm Reactive Red 24 bằng than sinh học từ vỏ trấu
Thời gian (phút) Dung lượng hấp phụ q (mg/g) Hiệu suất hấp phụ H (%) 5 10,41 13,87 10 23,66 31,55 15 34,60 46,13 20 38,67 51,55 40 42,23 56,30 60 42,31 56,42 80 44,21 58,94 100 44,89 59,85 120 46,15 61,53
Hình 3.3. Ảnh hưởng của thời gian tiếp xúc đến khả năng hấp phụ chất nhuộm màu Reactive Red 24 bằng than sinh học từ vỏ trấu
- H là hiệu suất xử lý.
Kết quả nghiên cứu cho thấy:
- Khi thời gian hấp phụchất nhuộm màu Reactive red 24 bằng than sinh học từ vỏ trấu tăng từ 5 đến 20 phút đầu thì hiệu suất và dung lượng hấp phụ tăng nhanh.
Sau đó, hiệu suất và dung lượng hấp phụ tăng chậm hơn cho đến 40 phút. Sau 40 phút hấp phụ, hiệu suất và dung lượng tiếp tục tăng không đáng kể.
Hiệu suất và dung lượng hấp phụ đạt được cụ thể như sau: Sau 40 phút hấp phụ thì hiệu suất hấp phụ tăng nhanh từ13,87% lên 56,30%; đồng thời dung lượng hấp phụ của than sinh học vỏ trấu từ10,41 mg/g tăng đến 42,23 mg/g.
- Tuy nhiên, từ thời gian lắc 40 phút tăng lên 120 phút thì hiệu suất xử lý cũng như dung lượng hấp phụ của than tăng rất chậm và dần ổn định. Như vậy, có thể thấy, khả năng hấp phụ chất nhuộm màu Reactive Red 24 của than vỏ trấu xảy ra nhanh nhất trong khoảng 20 phút đầu tiên. Hiệu suất và dung lượng hấp phụ tăng vọt. Sau đó, hiệu suất hấp phụ tiếp tục tăng chậm và đạt trạng thái ổn định và tối đa.
Nguyên nhân của hiện tượng trên là do, trong thời gian đầu của quá trình hấp phụ thì các vị trí hoạt động, lỗ rỗng trên bề mặt than sinh học còn trống nhiều nên các phân tử thuốc nhuộm màu nhanh khuyếch tán và tương tác với các vị trí hoạt động của than. Do đó, lượng lớn các phân tử chất nhuộm màu Reactive Red 24 được hấp phụ trên bề mặt của than sinh học vỏ trấu. Điều đó dẫn đến hiệu suất và dung lượng hấp phụ tăng nhanh ở giai đoạn đầu của quá trình xử lý (trong nghiên cứu này là 20 phút đầu). Tuy nhiên, khi tăng thời gian hấp phụ thì dung lượng và hiệu suất tăng chậm dần là do các vị trí hoạt động trên bề mặt than và các khe rỗng đã giảm. Hơn nữa, trong 20 phút đầu đã có lượng đáng kể các phân tử chất nhuộm màu bị hấp phụ và bám trên bề mặt than sinh học vỏ trấu đã làm giảm sự tương tác của than với các phân tử chất nhuộm màu trong dung dịch. Đồng thời lượng các phân tử chất nhuộm màu trong dung dịch cũng giảm (hiệu
Vì thế, hiệu suất và dung lượng hấp phụ cũng không tăng nhiều như giai đoạn 20 phút đầu. Sau 40 phút thì dung lượng và hiệu suất hầu như tăng không đang kể và có xu hướng đạt trạng thái cân bằng.
Kết luận:Thời gian hấp phụđể xử lý chất nhuộm Reactive Red 24 và than
sinh học vỏ trấu ảnh hưởng lớn đến hiệu suất quá trình xử lý và dung lượng hấp phụ của than. Thời gian thích hợp nhất để xử lý chất nhuộm màu Reactive Red 24 bằng than sinh học vỏ trấu là 40 phút. Và thời gian 40 phút này được sử dụng để thực hiện thí nghiệm tiếp theo.