polymer ngoại bào
2.2.1. Đánh giá ảnh hưởng của pH
Thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng của pH tới hiệu quả xử lý thuốc nhuộm của EPS được thực hiện trên thiết bị Jartest (SJ-10, Yhana). EPS sử dụng là EPS dạng thô.
Dung dịch thuốc nhuộm được chuẩn bị 6 cốc (100 mL) với nồng độ 80 mg/L. Dung dịch được khuấy với tốc độ 120 vòng/phút, sau khi bổ sung Al3+ dung dịch được chỉnh pH về giá trị: 2; 4; 6; 7; 8; 10. Sau đó bổ sung EPS thơ, dung dịch được khuấy 1 giờ với tốc độ khuấy được giảm về 60 vịng/phút. Kết thúc q trình phản ứng, mẫu được để lắng 30 phút, phần nước trong sau đó được lấy để đo nồng độ
thuốc nhuộm còn lại sau phản ứng hấp phụ. Xác định pH tối ưu để tiến hành các thí nghiệm tiếp theo.
2.2.2. Đánh giá ảnh hưởng của thời gian phản ứng
Đánh giá ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến hiệu quả xử lý thuốc nhuộm của EPS. Dung dịch thuốc nhuộm (500 mL) được chuẩn bị với nồng độ 80 mg/L, sau đó bổ sung thêm Al3+. Dung dịch được chỉnh về pH tối ưu. Bổ sung thêm EPS thô và tiến hành lắc trong máy lắc và lấy mẫu theo thời gian: 5; 10; 20; 30; 40; 50; 60; 90; 120; 150; 180; 240; 360 phút. Mẫu lấy ra theo thời gian được để lắng 30 phút, phần nước trong được lấy để xác định nồng độ thuốc nhuộm còn lại. Xác định thời gian phản ứng tối ưu để tiến hành các thí nghiệm tiếp theo.
2.2.3. Đánh giá ảnh hưởng của cation
Thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng của các cation Al3+, Fe2+, Fe3+, PAC đến khả năng xử lý thuốc nhuộm của EPS cũng được thực hiện trên thiết bị Jartest (SJ-10, Yhana). EPS sử dụng là EPS dạng thô. Dung dịch các thuốc nhuộm (100 mL) được chuẩn bị với nồng độ 80 mg/L. Dung dịch được khuấy với tốc độ 120 vòng/phút, chỉnh pH về giá trị tối ưu, sau đó, bổ sung cation với nồng độ 50 mg/L, sau đó, bổ sung thêm EPS thơ với thể tích 5 mL. Với mỗi loại thuốc nhuộm đều có một cốc so sánh, chỉ bổ sung cation, nhằm đánh giá hiệu quả xử lý thuốc nhuộm bằng phương pháp keo tụ hóa học và lựa chọn được cation phù hợp.
Sau khi lựa chọn được cation, sẽ đánh giá ảnh hưởng của nồng độ cation đến hiệu quả xử lý thuốc nhuộm của EPS. Thí nghiệm được thực hiện trên Jartest (SJ- 10, Yhana), EPS sử dụng là dạng thô. Dung dịch thuốc nhuộm 17 cốc (100 mL) được chuẩn bị với nồng độ 80 mg/L. Dung dịch được khuấy với tốc độ 120 vòng/phút, bổ sung cation với nồng độ từ 0,1 mg/L đến 50 mg/L (1 cốc không bổ sung cation), chỉnh pH về giá trị tối ưu, sau đó, bổ sung thêm EPS thơ với thể tích 5 mL. Giảm tốc độ khuấy về 60 vòng/phút, trong thời gian tối ưu. Mẫu sau đó được để lắng 30 phút, phần nước trong được lấy để xác định nồng độ thuốc nhuộm còn lại.
2.2.4. Đánh giá ảnh hưởng của nồng độ polymer ngoại bào
Thí nghiệm được thực hiện trên thiết bị Jartest (SJ-10, Yhana). EPS được bổ sung vào các bình với thể tích từ 0.5 – 10 mL, khuấy với tốc độ 60 vòng/phút trong thời gian 1 giờ. Sau thời gian phản ứng, mẫu được để lắng trong thời gian 30 phút, phần nước trong được lấy để đo nồng độ thuốc nhuộm còn lại sau phản ứng hấp phụ.
Hiệu quả xử lý thuốc nhuộm được tính theo cơng thức sau:
0 1 x 0 100 C C ; H C trong đó: H - Hiệu xuất xử lý (%);
C0 - Nồng độ thuốc nhuộm trước phản ứng (mg/l); C1 - Nồng độ thuốc nhuộm sau phản ứng (mg/l).
2.2.5. Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ.
Mơ hình của Langmuir và Freundlich được sử dụng để mô tả cân bằng hấp phụ thuốc nhuộm bằng EPS.
a) Phương trình đẳng nhiệt Langmuir:
x x max x ; 1 e e L e L C q q K C K trong đó:
qe - Dung lượng hấp phụ của thuốc nhuộm trên EPS (mg/g EPS); qmax - Dung lượng hấp phụ cực đại của thuốc nhuộm trên EPS (mg/g); Ce - Nồng độ thuốc nhuộm còn lại trong pha lỏng (mg/L);
KL - Hằng số Langmuir liên quan đến năng lượng tự do của quá trình hấp
Để xác định các hằng số trong phương trình đẳng nhiệt Langmuir, sử dụng phương pháp đồ thị bằng cách chuyển phương trình đẳng nhiệt Langmuir về phương trình đường thẳng, trong đó Ce/qe phụ thuộc bậc nhất vào Ce như sau:
x max max x 1 1 1 1 ; e e L q q C q K hoặc: x max max 1 1 x ; e e e L C C q q q K
b) Phương trình đẳng nhiệt Freundlich:
1 x n; e f q K C trong đó:
Kf và n - Hằng số thực nghiệm của Freundlich.
Để xác định các hằng số KF và n, phương trình Freundlich được đưa về dạng đường thẳng với lgCe phụ thuộc bậc nhất vào lgqe như sau:
1 ;
log qe log Kf log Ce
n
Số liệu thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng của nồng độ EPS được lấy để xây dựng đường đẳng nhiệt hấp phụ theo mơ hình của Langmuir và Freundlich.