Từ đồ thị ta thấy sau khi đƣợc tái sử dụng lần 1 thì hiệu suất hấp phụ As của vật liệu vẫn đạt 98,48% và giảm dần ở các lần tái sử dụng tiếp theo. Sau 4 lần tái sử dụng hiệu suất đạt 86,34 % nhƣ vậy khả năng tái sử dụng là khá tốt. Trong thời gian tới chúng tối tiếp tục khảo sát khả năng rửa giải tái sử dụng vật liệu bằng NaOH ở các nồng độ NaOH thấp hơn nhƣng tăng số lần rửa cũng nhƣ lựa chọn tác nhân rửa giải khác.
3.5.2.2. Vật liệu hấp phụ photphat
a) Nồng độ NaOH dùng để giải hấp vật liệu
Chuẩn bị một dãy các bình nón 250 ml có chứa 1g vật liệu. Cho vào mỗi bình 50 ml dung dịch PO43-có nồng độ xác định, lắc trong 30 phút. Sau hấp phụ dung dịch đƣợc mang đi xác định nồng độ PO43-. Kết quả thu đƣợc nhƣ bảng 3.24.
Bảng 3.22. Hấp phụ của vật liệu biến tính
Bình 1 2 3 4 5
Nồng độ đầu (ppm) 7,2 7,2 7,2 7,2 7,2
Nồng độ sau hấp phụ (ppm) < 0,1
Sau đó gạn hết dung dịch và rửa sạch vật liệu biến tính bằng nƣớc cất. Cho vào lần lƣợt mỗi bình nón 20ml dung dịch NaOH ở các nồng độ 0,1; 0,2; 0,5; 0,8;
1M. Lắc trong 120 phút, sau đó lọc lấy dung dịch bằng giấy lọc băng xanh. Kết quả thu đƣợc nhƣ bảng 3.25.
Bảng 3.23. Khả năng giải hấp của vật liệu.
Dung dịch NaOH (M) 0,1 0,2 0,5 0,8 1 Nồng độ PO43- 0,72 1,8 3,2 7,1 7,1 Hiệu suất rửa giải (%) 10 25 44 98 98
Nhìn vào bảng số liệu, ta thấy ở nồng độ 0,8 và 1M thì NaOH cho hiệu quả giải hấp cao nhất, vậy ta lấy nồng độ NaOH 0,8 M để giải hấp tiếp theo.
b) Khả năng tái sử dụng của vật liệu Laterit biến tính
Cho vào bình giải hấp NaOH 0,8M 50 ml dung dịch PO43- lắc trong 0,5 giờ. Sau đó đem đo độ hấp phụ quang của dung dịch sau hấp phụ, kết quả thu đƣợc dung dịch có nồng độ 3 ppm. Tiếp tục rửa sạch và giải hấp bằng dung dịch NaOH 0,8M. Dung dịch sau giải hấp có nồng độ 4,1 ppm. Rửa sạch vật liệu bằng nƣớc, cho vào bình 50 ml dung dịch PO43- 7,2 ppm. Dung dịch thu đƣợc sau hấp phụ có nồng độ PO43- là 7,0 ppm.
Nhƣ vậy vật liệu chỉ có thể tái sử dụng đƣợc 1 lần do đó trong những nghiên cứu tiếp theo chúng tơi sẽ lựa chọn tác nhân rửa giải khác phù hợp hơn.
KẾT LUẬN
Trong quá trình thực hiện đề tài“ Nghiên cứu quá trình hấp phụ asen và
một số chất gây ô nhiễm trong nước trên quặng lacterit biến tính với La”, đã thu
đƣợc một số kết quả chính nhƣ sau:
1. Khảo sát hấp phụ tĩnh As và photphat bằng Laterit tự nhiên cho kết quả nhƣ sau: Với asen, PH tối ƣu trong khoảng 6-7, thời gian đạt cân bằng hấp phụ là 300 phút, tải trọng hấp phụ cực đại là 5,02 mg/g.
Với photphat, PH tối ƣu trong khoảng 6-8, thời gian đạt cân bằng hấp phụ là 90 phút, tải trọng hấp phụ cực đại là 1,4 mg/g.
2. Khảo sát điều kiện thích hợp để chế tạo vật liệu có tải trọng hấp phụ cao là: ngâm vật liệu trong dung dịch HCl 3M trong 240 phút thêm tiếp lƣợng La(III) gắn lên vật liệu là 3% ngâm trong 240 phút, trung hòa dung dịch bằng NaOH 1M , thử PH 6 - 7, ngâm 8 giờ, rồi đem rửa sấy ở 65 oC trong 360 phút. Đã tiến hành nghiên cứu đánh giá đặc trƣng cấu trúc vật liệu bằng phƣơng pháp SEM, EDX, pHpzc xác định đƣợc là 6,5.
3. Khảo sát hấp phụ tĩnh As và phot phat với vật liệu Laterit biến tính cho kết quả nhƣ sau:
Với asen: pH tối ƣu = 6, thời gian đạt cân bằng hấp phụ là 270 phút, tải trọng hấp phụ cực đại đạt 10,42 mg/g.
Với photphat: pH tối ƣu = 5, thời gian đạt cân bằng hấp phụ là 30 phút, tải trọng hấp phụ cực đại là: 3,2 mg/g.
4. Khảo sát khả năng hấp phụ As và photphat của vật liệu Laterit biến tính bằng mơ hình động cho thấy vật liệu đƣợc giải hấp phụ bằng NaOH 0,8M để tái sử dụng.
Với asen vật liệu có khả năng tái sử dụng 4 lần thì hiệu quả hấp phụ As vẫn đạt yêu cầu.
Với photphat vật liệu có khả năng tái sinh đƣợc 1 lần tuy nhiên khả năng hấp phụ của vật liệu sau mỗi lần giảm rõ rệt.
Từ những kết quả nghiên cứu đã thu đƣợc còn một số hạn chế chúng tôi hy vọng vật liệu đƣợc điều chế này sẽ tiếp tục đƣợc nghiên cứu và phát triển tồn diện hơn để có thể ứng dụng vào thực tế tách loại bỏ asen và ion photphat ra khỏi nguồn nƣớc ngầm bị ô nhiễm.
TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT
1. Bộ y tế, QCVN 01:2009/BYT, Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia về chất lượng nước ăn uống.
2. Đặng Thị Hƣơng (2015), ‗Nghiên cứu biến tính quặng laterit làm vật liệu hấp phụ xử lý ion florua và photphat trong nƣớc thải‘. Luận văn thạc sĩ đại học khoa học tự nhiên đại học quốc gia Hà Nội.
3. Đỗ Quang Trung, Nguyễn Trọng Uyển (2008), ‗Nghiên cứu sử dụng than hoạt tính cố định Zr(IV) loại bỏ ion photphat và florua trong nƣớc thải Cơngty cổ phần Phân lân Ninh Bình‘,Tạp chí Hóa Học, 46 (2A), tr 325-330.
4. Lê Huy Du, Trần Quang Ánh, Nguyễn Phi Hùng (2005), Nghiên cứu xử lí nước nhiễm As bằng phương pháp oxy hóa- kết tủa, tuyển tập các báo cáo khoa học
hội nghị mơi trƣờng tồn quốc 2005.
5. Lê Văn Cát (2007), Xử lý nước thải giàu hợp chất Nitơ và photpho, Nhà xuất bản Khoa Học Tự Nhiên Và Công Nghệ, Hà Nội.
6. Lƣu Minh Đại, Đào Ngọc Nhiệm, Vũ Thế Ninh, Nguyễn Thị Tố Loan (2008), ―Tổng hợp MnO2 kích thƣớc nanomet bằng phƣơng pháp đốt cháy gel và nghiên cứu khả năng sử dụng MnO2 kích thƣớc nanomet để hấp phụ As‖, Tạp chí Hóa Học, 4, tr.26.
7. Nguyễn Hoài Thu(2013), Tổng hợp vật liệu Mangan dioxit kích cỡ nanomet
trên chất mang Laterit và ứng dụng vật liệu vào xử lí Mangan trong nước ngầm,
Khóa luận tốt nghiệp,Trƣờng Đại học Dân Lập Hải Phòng.
8. Nguyễn Mạnh Khải, Nguyễn Xuân Huân (2010), ―Nghiên cứu xử lí As trong nƣớc ngầm ở một số vùng nơng thơn bằng hidroxit sắt(III)‖, Tạp chí khoa học
ĐHQGHN, Khoa học tự nhiên và công nghệ, 26-27.
9. Nguyễn Thị Ngọc(2011), Nghiên cứu khả năng xử lí Amoni trong nước
bằng nano MnO2-FeOOH mang trên Laterit , luận văn thạc sĩ, Trƣờng Đại Học
Khoa Học Tự Nhiên.
10. Viện hóa học(2013), Hồn thiện cơng nghệ và chế tạo thiết bị xử lí nước nhiễm As xử dụng vật liệu hấp phụ hiệu năng cao NC-F20 cho vùng nông thôn Hà Nam, Hà Nội.
TIẾNG ANH
11. A. Maiti, S.D. Gupta, J.K.Basu and S.De, ― Adsorption of Arsenite using natural Laterite As Adsorbent,‖ Separation and Purification Technology, Vol 55,
12. B.N.Pal, ‖Granular ferric hydroxide for elimination of Arsenic from drinking water‖, M/S Pal Trockner[P] Ltd. 25/1B Ibrahimpur Road, Calcutta-700 032
13. Biplob K. Biswas, Katsutoshi Inoue, Kedar N. Ghimire, Hiroyuki Harada, Keisuke Ohto, Hidetaka Kawakita (2008), ―Removal and recovery of phosphorus from water by means of adsorption onto orange waste gel loaded with zirconium‖,
Bioresource Technology, 99, pp 8685–8690.
14. Cerovic Lj.S. et al (2007), ―Point of zero charge of different carbides‖,
Colloids and surfaces A, 297, pp 1 – 6.
15. Chang-jun LIU, Yan-zhong LI, Zhao-kun LUAN, Zhao-yang CHEN, Zhong- guo ZHANG, Zhi-ping JIA (2007), ―Adsorption removal of phosphate from aqueous solution by active red mud‖, Journal of Environmental Sciences, 19, pp
1166-1170.
16. David Jenkins, John F.Ferguson and Arnold B.Menar (1971),‘Chemical processes for photphate removal‘. Vol 5. 369-389.
17. Dinesh Mohan, Charles U. Pittman Jr (2007), ―Arsenic removal from water/wastewater using adsorbents—A critical review‖, Journal of Hazardous Materials, 142, pp 1–53.
18. G.K. Morse, S.W. Brett, J.A. Guy, J.N. Lester (1998), ―Review: Phosphorus removal and recovery technologies‖, The Science of the Total Environment, 212, pp 69-81.
19. Hoang Thai Long, Nguyen Van Hop, Kabayashi Takaaki (2000), ―Laboratory study on As(III) removal from Aqueous solution by coprecipition with
Iron hydroxide‖, International Workshop on Arsenic, Hanoi, 2000.
20. Honglei Liu, Xiaofei Sun, Chengqing Yin, Chun Hu* (2008), ―Removal of phosphate by mesoporous ZrO2‖, Journal of Hazardous Materials, 151, pp 616–
622.
21. Kim Phuong Nguyen, Ryuichi Itoi (2009), ―Source and release mechanism of arsenic in aquifers of the Mekong Delta, Vietnam‖, Journal of Contaminant
Hydrology, 103, pp 58–69.
22. Le Zeng, Xiaomei Li, Jindun Liu (2004). ―Adsorptive removal of phosphate from aqueous solutions using iron oxide tailings‖Water Research, 38 (5), pp 1318- 1326.
23. M. Kumaresan and P. Riyazuddin (2001). ―Overview of speciation chemistry of arsenic‖, Current Science, 80 (7).
24. Michael Berg, Hong Con Tran, Thi Chuyen Nguyen, Hung Viet Pham, Roland Schertenleib, and Walter Giger (2001 ), ―Arsenic Contamination of Groundwater and Drinking Water in Vietnam: A Human Health Threat‖,
Environmental Science & Technology, 35 (13), pp 2621 – 2626.
25. Netherlands National Committee of the International Association of Hydrogeologists (2006), Arsenic in groundwater –a world problem, Seminar Utrecht 29 November 2006, The Netherlans.
26. P.L.Smedley, D.G. Kinniburgh(2002), ―A review of the source, behaviour and distribution of arsenic in natural waters,‖ Applied Geochemistry, 17(5), pp 517- 568.
27. S.G. Lu, S.Q. Bai, L. Zhu, H.D. Shan (2009), ―Removal mechanism of phosphate from aqueous solution by fly ash‖, Journal of Hazardous Materials, 161 (1), pp 95-101.
28. Seiki Tanada∗, Mineaki Kabayama, Naohito Kawasaki, Toru Sakiyama, Takeo Nakamura, Mamiko Araki, and Takamichi Tamura (2003), ―Removal of phosphate by aluminum oxide hydroxide‖, Journal of Colloid and Interface Science, 257, pp 135–140.
29. Toshishige M. Suzuki , John O. Bomani, Hideyuki Matsunaga, Toshiro Yokoyama (2000), ―Preparation of porous resin loaded with crystalline hydrous zirconium oxide and its application to the removal of arsenic”, Reactive &
Functional Polymers, 43, pp. 165-172.
30. Van Anh Nguyen, Sunbaek Bang, Pham Hung Viet , Kyoung-Woong Kim (2009), ―Contamination of groundwater and risk assessment for arsenic exposure in Ha Nam province, Vietnam‖, Environment International, 35, pp 466–472.
31. Virender.K.Sharma,Mary.Sohn(2009),―quatic, arsenic: Toxicity, speciation, transformations, andremediation,‖Environment International, 35, pp.743-759.
32. World Health Organization(2001), Environmental Health Criteria 224, Arsenic and arsennic compounds.
33. Yanzhong Li, Changjun Liu, Zhaokun Luan, Xianjia Peng, Chunlei Zhu, Zhaoyang Chen, Zhongguo Zhang, Jinghua Fan, Zhiping Jia (2006), ―Phosphate removal from aqueous solutions using raw and activated red mud and fly ash‖,