CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.7. Khảo sát dung lượng hấp phụ cực đại của bùn đỏ và bùn đỏ biến tính
đầu được thể hiện ở bảng 3.10:
Bảng 3.10. Ảnh hưởng nồng độ xanh methylen đến hiệu suất và dung lượng hấp phụ của bùn đỏ ban đầu
Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ xanh methylen đối với bùn đỏ biến tính được thể hiện ở bảng 3.11:
Bảng 3.11. Ảnh hưởng nồng độ xanh methylen đến hiệu suất và dung lượng hấp phụ của bùn đỏ biến tính
C0 (ppm) A Ccb (ppm) H (%) q ( mg/g ) Ccb/q ( g/l)
15 0,0284 0,05 99,67 7,48 0,007
20 0,1021 0,38 98,10 9,81 0,039
25 0,3588 1,54 93,84 11,73 0,131
30 0,9823 4,34 85,53 12,83 0,338
35 1,8771 8,37 76,08 13,32 0,628
C0 (ppm) A Ccb (ppm) H (%) q ( mg/g) Ccb/q(g/l)
15 0,2591 1,09 92,73 6,96 0,157
20 0,5520 2,41 87,95 8,79 0,274
25 0,9817 4,34 82,64 10,33 0,420
30 1,8242 8,14 72,87 10,93 0,745
35 2,6429 11,82 66,23 11,59 1,019
Hình 3.16. Đồ thị biễu diễn ảnh hưởng của nồng độ xanh methylen đến hiệu suất hấp phụ của bùn đỏ chưa biến tính và bùn đỏ biến tính
Nhận xét: Từ các kết quả thực nghiệm thu được từ bảng 3.10 và 3.11 cho thấy đối với cả 2 loại bùn đỏ chưa biến tính và bùn đỏ biến tính khi nồng độ xanh methylen tăng dần thì hiệu suất hấp phụ giảm dần. Đối với bùn đỏ chưa biến tính, hiệu suất giảm từ 92,73% - 66,23%, còn đối với bùn đỏ biến tính thì hiệu suất giảm từ 99,67% - 76,08%. Như vậy khả năng hấp phụ xanh methylen của bùn đỏ biến tính là tốt hơn bùn đỏ chưa biến tính. Tuy nhiên chúng tôi nghiên cứu khảo sát thấy mô hình Freundlich là không phù hợp vì vậy chúng tôi tiến hành khảo sát cân bằng hấp phụ xanh methylen của 2 loại bùn đỏ theo mô hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir.
Bùn đỏ chưa biến tính:
Hình 3.17. Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir đối với xanh methylen của bùn đỏ chưa biến tính
Hình 3.18. Sự phụ thuộc của Ccb/q vào Ccb đối với xanh methylen của bùn đỏ chưa biến tính theo phương trình đẳng nhiệt Langmuir
Bùn đỏ biến tính ở điều kiện tối ưu
Hình 3.19. Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir đối với xanh methylen của bùn đỏ biến tính
Hình 3.20. Sự phụ thuộc của Ccb/q vào Ccb đối với xanh methylen của bùn đỏ biến tính theo phương trình đẳng nhiệt Langmuir
Nhận xét: Từ kết quả khảo cho thấy sự hấp phụ của bùn đỏ chưa biến tính và biến tính được mô tả khá tốt theo mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir. Từ đồ thị biễu diễn sự phụ thuộc của Ccb/q vào Ccb đối với xanh methylen ở hình 3.18 và 3.20, ta tính được giá trị dung lượng hấp phụ cực đại qmax và hằng số Langmuir b đối với 2 loại bùn đỏ trên.
Kết quả được trình bày ở bảng 3.12
Bảng 3.12. Các thông số của phương trình hấp phụ Langmuir của bùn đỏ chưa hoạt hóa và bùn đỏ hoạt hóa
Phương trình langmuir
Bùn chưa biến tính Bùn biến tính
qmax(mg/g) b R2 qmax(mg/g) b R2
12,41 1,074 0,9998 13,48 6,87 0,9995
Nhận xét: Từ kết quả ở bảng 3.12 cho thấy hệ số tương quan R2 là rất cao, chứng tỏ cả bùn đỏ chưa biến tính và biến tính đều mô tả rất tốt theo mô hình đẳng nhiệt Langmuir. Dung lượng hấp phụ của bùn đỏbiến tính ở phương trình Langmuir lớn hơn so với bùn đỏ chưa biến tính. Theo mô hình đẳng nhiệt Langmuir thì dung lượng hấp phụ đơn lớp cực đại của bùn đỏ chưa biến tính và biến tính là 12,41 (mg/g) và 13,48 (mg/g).
* Từ kết quả dung lượng hấp phụ của bùn đỏ và bùn đỏ biến tính thu được ở bảng 3.12 tiến hành so sánh với dung lượng hấp phụ cực đại của xơ dừa, Polyvinyl ancol kết quả được thể hiện ở bảng 3.13:
Bảng 3.13. Dung lượng hấp phụ cực đại của bùn đỏ, xơ dừa, Polyvinyl ancol theo phương trình đẳng nhiệt Langmuir [17], [30]
Bùn đỏ Xơ dừa Polyvinyl ancol
qmax(mg/g) qmax(mg/g) qmax(mg/g)
13,48 8,5 12,20
Như vậy, dung lượng hấp phụ cực đại của bùn đỏ cao hơn so với xơ dừa và polyvinyl ancol. Tuy bùn đỏ là chất thải, sử dụng vật liệu hấp phụ là bùn đỏ còn giải quyết được vấn đề môi trường, ít tốn kém và cách tiến hành đơn giản.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. KẾT LUẬN
Sau thời gian thực hiện đề tài: “Xử lý thuốc nhuộm xanh methylen bằng bùn đỏ biến tính sau trung hòa nước biển từ nhà máy Alumin Tân Rai Lâm Đồng” chúng tôi rút ra được một số kết luận như sau
Quá trình trung hòa bùn đỏ bằng nước biển : không bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như thời gian ngâm và thời gian khuấy, tỉ lệ khối lượng bùn đỏ : thể tích nước biển (tỉ lệ rắn:lỏng) là 25g bùn : 2lít nước biển
Quá trình hấp phụ
- Quá trính biến tính: Sử dụng axit clohidric biến tính bùn đỏ trung hòa bằng nước biển với nồng độ 0,4M trong thời gian khuấy là 50 phút thu được bùn đỏ hoạt tính tốt nhất.
- Quá trình hấp phụ: sử dụng 0,1g bùn biến tính tốt nhất hấp phụ 50ml xanh methylen 15ppm trong thời gian 50 phút là tốt nhất, hiệu suất thu được là 99,73%.
- Dung lượng hấp phụ cực đại: Dung lượng hấp phụ cực đại của bùn đỏ biến tính là 13,48, còn dung lượng hấp phụ cực đại của bùn đỏ ban đầu là 12,41.
2. KIẾN NGHỊ
- Xanh methylen là một trong những thuốc nhuộm được sử dụng trong các nhà máy dệt nhuộm. Vì vậy có thể áp dụng quy trình này vào việc xử lí nước thải của các nhà máy dệt nhuộm.
- Nước biển là tài nguyên của thiên nhiên với khối lượng lớn, sử dụng nước biển để trung hòa bùn đỏ áp dụng hấp phụ là một hướng hết sức có lợi, đặc biệt với nước ta là đất nước có rất nhiều tỉnh thành giáp biển. Hướng nghiên cứu này nên được phát triển và ứng dụng rộng rãi trong tương lai.
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt:
[1] Đặng Trần Phòng, Trần Hiếu Nhuệ, Xử lí nước cấp và nước thải dệt nhuộm, Nhà xuất bản khoa học và kĩ thuật, Hà Nội, (2005).
[2] Đặng Xuân Việt, Nghiên cứu phương pháp thích hợp để khử màu thuốc nhuộm hoạt tính trong nước thải dệt nhuộm, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Hà Nội, (2007).
[3] Lê Văn Cát, Hấp phụ và trao đổi ion trong kĩ thuật xử lí nước và nước thải, NXB thống kê, Hà Nội, (2002).
[4] Ngô Thị Lan Anh, Nghiên cứu khả năng hấp phụ metyl da cam, methylen xanh của các vật liệu hấp phụ chế tạo từ bã mía, Luận văn thạc sĩ khoa học, Đại học Thái Nguyên, (2011).
[5] Nguyễn Thị Thanh Thảo, Vũ Huyền Trân, Nguyễn Văn Chánh, Tận dụng phế thải bùn đỏ từ quặng bauxit để sản xuất gạch đất sét nung ở nhiệt độ thấp, Bộ môn Vật liệu xây dựng, Đại học Bách khoa thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam, (2011).
[6] Nguyễn Trung Minh, “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, Tr 231-237. Viện địa chất - Viện khoa học và công nghệ Việt Nam, số (33),
(6/2011).
[7] Phan Anh Đào, Một số phương pháp xử lý nước ô nhiễm, An Giang, (2004).
[8] Trần Văn Nhân, Nguyễn Thạc Sửu, Nguyễn Văn Tuế, Hóa lý tập III, NXB Giáo dục, Hà Nội, (1999).
[9]Trần Văn Nhân, Hồ Thị Nga, giáo trình công nghệ xử lý nước thải, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội, (2005).
Tiếng Anh:
[10] Aura Santonaa, Paola Castaldia, Pietro Melis, Evaluation of the interaction mechanisms between red muds and heavy metals, Journal of Hazardous Materials,136, 324-329(2006).
[11] D. Chvedov, S. Ostapa, T. Le Surface properties of red mud particles from potentiometric titration, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 182, 131-141, (2001).