5. Kết câu luận văn
3.5.6. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ đầu đến khả năng hấp phụ xây
xây dựng đường đẳng nhiệt hấp phụ
Kết quả thu được sau khi khảo sát ảnh hưởng của nồng độ đến khả năng hấp phụ được mô tả ở Bảng 3.25.
Bảng 3.25. Ảnh hưởng của nồng độ đầu đến quá trình hấp phụ
Co (ppm) 21 24.5 28 31.5 35 38.5
Ccb (ppm) 0.08 0.3 0.8 3 3.5 5.8
H (%) 99.62 98.77 97.14. 94 90 87
q (mg/g) 2.092 2.42 2.72 2.961 3.15 3.27.
Từ kết quả ở Bảng 3.25.ta vẽ đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ đầu đến khả năng hấp phụ được thể hiện ở Hình 3.22.
Hình 3.23. Ảnh hưởng của nồng độ đầu đến khả năng hấp phụ
Nhận xét: Từ Hình 3.23 cho thấy khi ta tăng nồng độ thuốc diệt cỏ lên thì khả năng hấp phụ giảm xuống đáng kể.
Từ số liệu ở Bảng 3.25.và qua tính toán ta xây dựng phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich và Langmuir.
Hình 3.24. Phương trình Freundlich cho quá trình hấp phụ Atrazine trên bã bùn đỏ y = 0.0701x + 0.7568 R² = 0.988 0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 -1.00 -0.50 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 lgCe lg(x /m )
Hình 3.25. Đường hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir của bã bùn đỏ với thuốc diệt cỏ Atrazine
Hình 3.26. Sự phụ thuộc của Ccb/q vào Ccb đối với Atrazine và bã bùn đỏ theo phương trình đẳng nhiệt langmuir
Nhận xét: Từ kết quả trên cho ta thấy, sự hấp phụ Atrazine trên bã bùn đỏ tuân theo đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich và Langmuir. Từ đồ thị Hình 3.24 theo phương trình đẳng nhiệt Freundlich ta tính được giá trị K = 5.712 và n = 14.265. Theo mô hình đẳng nhiệt Langmuir thì dung lượng hấp phụ đơn lớp cực đại của bã bùn đỏ là 4.785 (mg/g).
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. KẾT LULU
Qua quá trình thực hiện đề tài:“Nghiên cứu chiết sắt từ bùn đỏ để xử lý thuốc diệt cỏ Atrazine bằng hệ Fenton cải tiến Fe(III)- Oxalat/H2O2/ánh sáng mặt trời”chúng tôi rút ra được một số kết luận như sau:
1.1. Thành phần hóa học chính của bùn đỏ Alumin Tân Rai, Lâm Đồng
Theo kết quả phân tích từ Trung tâm Kỹ thuật Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng 2, một số thành phần chính trong có trong bùn đỏ Alumin Tân Rai Lâm Đồng là:
Fe2O3 : 55.5%. Al2O3 : 14.5% TiO2 : 2.63% CaO : 0.99% MnO : 0.10%
1.2. Quá trình chiết sắt (III) oxalat
Quá trình chiết Fe (C2O4)33-bằng hỗn hợp axit oxalic, axit clohidric và axit sunfuric. Quá trình chiết Fe (C2O4)33-cho 1.000g bùn đỏ sau khi trung hòa bằng nước biển ở điều kiện tốt nhất là 50ml axit oxalic 1M, 25ml HCl 1M, 25ml H2SO4 khi đun ở nhiệt độ 900C trong thời gian 2.5h rồi ngâm 24h, lượng sắt trong bùn được chiết ra dưới dạng phức Fe (C2O4)33-đạt 91.34%.
1.3. Quá trình Fenton hệ Fe(III)-Oxalat/H2O2/ánh sáng mặt trời
Điều kiện tốt nhất cho quá trình phân hủy 100ml dung dịch Atrazine 28ppm sử dụng phương pháp Fenton cải tiến hệ Fe(C2O4)33-/H2O2/ánh sáng mặt trời từ 10h đến 14h là pH = 4, [H2O2] = 150ppm, [Fe(C2O4)33-] = 25ppm cho hiệu suất phân hủy Atrazine 95.07 % sau 30 phút xử lý.
Quá trình Fenton hệ Fe(III) - Oxalat/H2O2/ánh sáng mặt trời tận dụng hiệu quả được nguồn năng lượng mặt trời tự nhiên, tiết kiệm chi phí xử lý.
Hiệu suất chuyển hóa COD đạt 79.03% sau khi xử lý bằng hệ Fenton oxalat sau 30 phút xử lý.
1.4. Quá trình hấp phụ
Hiệu suất hấp phụ Atrazine chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố. Trong đó, đã khảo sát được điều kiện tối ưu.
+ Thời gian khuấy: 20 phút. + pH: 5.23.
+ Nồng độ của bã bùn đỏ: 0.5gam/50ml.
Quá trình hấp phụ Atrazine tuân theo đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich và Langmuir. Theo đẳng nhiệt Freundlich giá trị K = 5.712 và n = 14.265. Theo mô hình đẳng nhiệt Langmuir thì dung lượng hấp phụ đơn lớp cực đại của bã bùn đỏ là 4.785 (mg/g).
2. KIẾN NGHỊ
Nghiên cứu này đã khẳng định được ưu thế của quá trình oxy hóa nâng cao Fenton trong quá trình xử lý thuốc diệt cỏ, đặc biệt tận dụng hiệu quả được nguồn năng lượng mặt trời tự nhiên, góp phần giải quyết được tình trạng năng lượng ngày càng cạn kiệt hiện nay và tiết kiệm được rất nhiều chi phí xử lý.
Chất xúc tác Fenton hệ Fe(III) - Oxalat có chi phí thấp, khoảng pH xử lý hiệu quả rộng hơn so với các quá trình Fenton thông thường, do đó tiết kiệm được nhiều hóa chất.
Atrazine là một trong những loại thuốc diệt cỏ rất độc. Vì vậy có thể dùng phương pháp Fe(C2O4)33-/H2O2/ánh sáng mặt trời để xử lý Atrazine.
Có thể áp dụng quy trình chiết sắt từ bùn đỏ cho các nhà máy bauxite tại Tây Nguyên để góp phần tận dụng bùn đỏ.
TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT
[1] Phạm Ðang Ðịch, Lê Xuân Khuông, Lê Gia Mô, Dương Thanh Sủng (3/2003). Báo cáo tổng kết đề tài: Nghiên cứu công nghệ tiên tiến sản xuất alumin từ quặng tinh bôxit Tân Rai - Lâm Ðồng và điện phân nhôm đạt chất luợng thương phẩm.
[2] Trần Văn Hai (2009), Giáo trình hóa học bảo vệ thực vật, Khoa nông nghiệp Đại học Cần Thơ.
[3] Trần Mạnh Lục (2012), Hóa học hệ phân tán keo, Đại học sư phạm Đà Nẵng.
[4] TS. Vũ Đức Lợi (2014),“Nghiên cứu công nghệ sản xuất thép và vật liệu xây dựng không nung từ nguồn thải bùn đỏ trong quá trình sản xuất alumin tại Tây Nguyên” (Mã số TN3/T29).
[5] Nguyễn Trung Minh (2011), “Nghiên cứu một số tính chất về hóa lý hấp phụ của hạt hấp phụ chế tạo từ bùn đỏ”, Tạp chí Các Khoa Học Về trái Đất 33(2), 231-237.
[6] Nguyễn Cảnh Nhã (2005). ''Tài nguyên bauxit Việt Nam và một số kết quả ban đầu về khả năng tuyển nâng cao chất luợng bauxit laterit miền Nam Việt Nam''. Tuyển tập báo cáo Hội nghị KHCN tuyển khoáng toàn quốc lần tứ II. Hà nội 11/2005.
[7] Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga (2002), Giáo trình công nghệ xử lý nước thải, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội.
[8] Nguyễn Trần Oánh, Nguyễn Văn Viên, Bùi Trọng Thủy (2007), Giáo trình sử dụng thuốc bảo vệ thực vật, Đại học nông nghiệp Hà Nội. [9] Trần Mạnh Trí, Trần Mạnh Trung (2005), Các quá trình oxy hóa nâng
TIẾNG ANH
[10] Ascherio A, Chen H, Weisskopf MG, O'Reilly E, McCullough ML, Calle EE, Schwarzschild MA, Thun MJ (2006), "Pesticide exposure and risk for Parkinson's disease" , Annals of Neurology 60 (2), 197– 203.
[11] Beltrán, F.J., Ovejero, G., Acedo, B., (1993) “Oxidation of atrazine in water by ultraviolet radiation combined with hydrogen peroxide”,Water Res 27, 1013–1021.
[12] Benjamín R. Garza-Campos, Jorge Luis Guzmán-Mar, Laura Hinojosa Reyes,Aracely Hernández-Ramíre, Edgar J. Ruiz-Ruiz, Enric Brillas (2014), “Coupling of solar photoelectro-Fenton with a BDD anode and solar heterogeneous photocatalysis for the mineralization of the herbicide atrazine”, Chemosphere 97, 26–33.
[13] Chan, K.H., Chu, W., (2003), “Modeling the reaction kinetics of Fenton’s process on the removal of atrazine”, Chemosphere 51, 305–311.
[14] C M Villanueva, G Durand, M-B Coutte´, C Chevrier, S Cordier (2005), “Atrazine in municipal drinking water and risk of low birth weight, preterm delivery, and small-for-gestational-age status”, Occup Environ Med 62, 400–405.
[15] Duguet, J. P., Brodard, E., Dussert, B. & Mallevialle, J, (1985) “Improvement in the effectiveness of ozonation of drinking water through the use of hydrogen peroxide”,Ozone: Sci. Eng.7, 241–258. [16] Giusy Lofrano(2012), “Green Technologies for Wastewate
Treatment: Energy Recovery and Emerging Compounds Removal”,
[17] H. Sainte-Claire Deville (1861), “Annales de Chimie de de Physique series 3”, 61: 309-342.Cablik V, (2007), “Characterization and applications of red mud from bauxite processing”, Gospodarka Surowcami Mineralnymi 23(4), 342-357. [18] Marco S. Lucas, José A. Peres (2006), “ Degradation of Reactive Black
5 by Fenton/UV-C and ferrioxalate/H2O2/solar light processes”,
Dyes and Pigments 74, 622-629
[19] Marianne E. Balmer and Barbara Sulzberger (1999), “Atrazine degradation in Irradiated Ion/Oxalate system: Effects of pH and oxalate”, Environment Science and Technology 33(14), 2418– 2424.
[20] Martin Enserink (2000), “After Red Mud Flood, Scientists Try to Halt Wave of Fear and Rumors”, Science 33, 432-433.
[21] Michele A. Kettles, Steven R. Browning, Timothy Scott Prince, and Sanford W Horstman (1997), “Triazine Herbicide Exposure and Breast Cancer Incidence: An Ecologic Study of Kentucky Counties”, Environmental Health Perspectives 105, 1222-1226. [22] Papadopoulos, D. Fatta, A. Mentzis (2006), “Study on the use of
Fenton’s Reagent for the treatment of refractory organics contained in the textile wastewater- School of Chemical Engineering”,
National Technical University of Athens.
[23] Paillard, H.,Brunet, R.&Dore (1988), “Optimal conditions for applying an ozone/hydro gen peroxide oxidizing system”, Water Res, 22, 91– 103.
[24] Pooja Tripathi, Malay Chaudhuri (2004), “ Declourisation of metal complex azo dyes and treatment of a dyehouse waste by modified photo-Fenton (UV/ferrioxalate/H2O2) process”, Indian Journal of Engineering & Materials Sciences 11, 499-504.
[25] Prairie M.R,. Evans L.R., Stange B.M. and Martinez S.L (1993), “An investigation of TiO2 photocatalysis for the treatment of water contaminated with metals and organic chemicals”, Environ .Sci.Technol 27, 1776 -1782.
[26] Rein Munter (2001), “Advanced oxidation processes – current”, Proc. Estonian Acad. Sci. Chem 50(2), 59–80.
[27] Roland Benedix, Frank Dehn, Tana Quaas, Marko Orgass (2000), “Application of titanium dioxide photocatalysis to create self - cleaning building material”, Lacer 34,157-169.
[28] Sally M. Bradberry, Alex T. Proudfoot and J. Allister Vale (2004), “Glyphosate Poisoning”, Toxicol Rev 23(3), 159-167.
[29] Shaobin Wang*, H.M. Ang, M.O. Tadé (2008), “Novel applications of red mud as coagulant, adsorbent and catalyst for environmentally benign processes”, Chemosphere 72, 1621–1635
[30] Wolfgang Kramer (2007), “Modern Crop Protection Compounds”,
Volume 1, Wiley, ISBN 3527314962, 978352731496.
[31] Xiaoli Dong, Wei Ding, Xiufang Zhang, Xinmiao Liang (2007), “Mechanism and kinetics model of degradation of synthetic dyes by UV-vis/H2O2 /Ferrioxalate complexes”, Dyes and Pigments 74, 470-476
Trang web: [32] http://www.gso.gov.vn/default.aspx?tabid=621&ItemID=14188 [33] http://www.eoearth.org/article/Herbicide&prev=search [34] http://apvma.gov.au/node/12371 [35] http://www.world-aluminium.org/ [36] http://khoahoc.tv/doisong/yhoc/suc-khoe/26941_thuoc-diet-co-gay-benh- ho-thanh-bung-o-thai-nhi.aspx.