5. Những đóng góp mới của đề tài
3.2.1. Ảnh hưởng của pH đến hiệu quả xử lý Reactive Red 24 bằng vật liệu hấp
phụ than sinh học từ vỏ trấu
pH của nước và nước thải là một yếu tố quan trọng có ảnh hưởng đánh kể đến hiệu quả hấp phụ các chất ô nhiễm. Vì thế việc tìm ra các khoảng giá trị pH phù hợp cho quá trình xử lý là một yếu tố quan trọng trong công nghệ. Trong nghiên cứu này, để khảo sát ảnh hưởng của giá trị pH đến hiệu suất xử lý và dung lượng hấp phụ của vật liệu than sinh học từ vỏ trấu trong quá trình xử lý chất nhuộm màu Reactive Red 24 trong môi trường nước nhằm xác định giá trị pH tối ưu, nghiên cứu đã bố trí thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng của pH dung dịch đến hiệu quả hấp phụ Reactive Red 24 với các mức pH khác nhau (pH = 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10). Lắc dung dịch thuốc nhuộm Reactive Red 24 với nồng độ 150 mg/l trên máy lắc trong 60 phút với tốc độ lắc 120 vòng/phút. Mỗi thí nghiệm nhắc lại 3 lần.
Bảng 3.2. Ảnh hưởng của pH tới hiệu quả xử lý chất nhuộm Reactive Red 24 bằng than sinh học từ vỏ trấu
pH Dung lượng hấp phụ q (mg/g) Hiệu suất hấp phụ H (%) 2 50,97 67,96 3 51,85 69,13 4 50,27 67,03 5 46,44 61,93 6 45,01 60,02 7 44,49 59,32 8 42,52 56,69 9 42,14 56,19 10 41,89 55,85
Hình 3.2. Ảnh hưởng của pH đến hiệu quả xử lý chất nhuộm màu Reactive Red 24 bằng than sinh học từ vỏ trấu
- H là hiệu suất xử lý.
Kết quả từ hình 3.2 cho thấy như sau:
- Hiệu suất xử lý của quá trình và dung lượng hấp phụ chất nhuộm màu Reactive Red 24 của than sinh học từ vỏ trấu tăng khi giá trị pH tăng trong khoảng pH = 2 - 3:
+ Với pH = 2 thì hiệu suất xử lý của quá trình đạt 67,96% và dung lượng hấp phụ của than sinh học vỏ trấu là 50,97 mg/g.
+ Khi thí nghiệm tăng mức pH = 3 thì hiệu suất xử lý tăng lên H = 69,13% và dung lượng hấp phụ đạt 51,85 mg/g. Tuy nhiên, mức tăng này là không đáng kể so với pH = 2.
- Khi môi trường có pH tăng dần trong khoảng pH từ 4 đến 10 thì hiệu suất xử lý và dung lượng hấp phụ của quá trình giảm dần đều.
+ Môi trường có pH = 4 thì hiệu suất giảm xuống còn 67,03% và dung lượng hấp phụ giảm xuống còn 50,27 mg/g.
+ Hiệu suất xử lý và dung lượng hấp phụ của loại than này tiếp tục giảm khi tăng giá trị pH. Khi pH = 10 thì hiệu suất giảm xuống thấp chỉ còn 55,85% và dung lượng hấp phụ của than giảm xuống còn 41,89 mg/g.
Khi môi trường nước chuyển từ tính axit sang tính bazơ thì hiệu xuất xử lý của quá trình cũng như dung lượng hấp phụ của than sinh học vỏ trấu giảm dần.
- Như vậy có thể thấy sự thay đổi của giá trị pH trong môi trường ảnh hưởng lớn đến hiệu suất xử lý của quá trình và dung lượng hấp phụ của vật liệu than nghiên cứu. Điều này có thể lý giải do đây là chất nhuộm màu anion mang điện tích âm (-) nên có khuynh hướng tạo liên kết tĩnh điện với các trung tâm tĩnh điện dương (+).
Khi pH thấp (pH < pHPZC; pHPZC = 7,67), sự hiện diện của các ion H+ trên bề mặt than sinh học từ vỏ trấu tăng. Trong khi đó, chất nhuộm màu có các nhóm điện tích (-) sẽ có khuynh hướng tạo liên kết tĩnh điện với trung tâm điện tích (+) của vật liệu hấp phụ trong môi trường pH thấp vì lực hút tĩnh điện trái dấu nên dung lượng hấp phụ của than sịnh học từ vỏ trấu cao.
Và khi giá trị pH tăng, nồng độ OH- tăng nên bề mặt vật liệu hấp phụ là than sinh học từ vỏ trấu tích điện (-) cùng dấu với chất nhuộm màu dẫn đến tác dụng đẩy. Do đó, dung lượng hấp phụ của than sinh học từ vỏ trấu với chất nhuộm màu Reactive Red 24 này giảm.
Và khi môi trường có giá trị pH = 3< pHPZC (trong dải giá trị pH tiến hành nghiên cứu) là hiệu quả xử lý Reactive Red 24 đạt giá trị tốt nhất cả về hiệu suất xử lý cũng như dung lượng hấp phụ của vật liệu than sinh học từ vỏ trấu. Cũng tại giá trị pH = 3 thì dung lượng hấp phụ đạt giá trị cân bằng.
Như vậy, giá trị pH có ảnh hưởng rất lớn đến khả năng hấp phụ than sinh học từ vỏ trấu qua việc thay đổi nồng độ ion H+, OH- cũng như điện tích trên bề