CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.6. Khả năng xử lý nước thải của vật liệu PVA gel
3.6.3. Khả năng xử lý của PVA gel tổng hợp
Khả năng xử lý của vật liệu PVA hydrogel tổng hợp được đánh giá thông qua so sánh với hệ phản ứng không chứa loại vật liệu này. Sự thay đổi nồng độ chất hữu cơ và chất dinh dưỡng theo thời gian được thể hiện trên hình 3.34. Hiệu suất chuyển hóa được thể hiện trên hình 3.35.
Hình 3.34: Sự thay đổi nồng độ chất hữu cơ và chất dinh dưỡng theo thời gian
Hình 3.35: Hiệu suất chuyển hóa của các chât hữu co và chất dinh dưỡng theo hàm lượng đệm
Kết quả cho thấy:
+ Bình có sử dụng vật liệu đệm hiệu quả chuyển hóa tốt hơn bình không chứa vật liệu đệm
+ Lượng vật liệu đệm cho vào càng nhiều thì hiệu quả xử lý càng cao
+ Khi cho 20% đệm vào thì hiệu suất xử lý chất hữu có tăng thêm 14% so với không có đêm. Hiệu suất xử lý chất dinh dưỡng tăng theo chất hữu cơ (11-14)%.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kết luận:
Các yếu tố thời gian thủy phân và nhiệt độ thủy phân ảnh hưởng lớn đến độ thủy phân của PVA 217 tạo điều kiện hình thành gel khi lạnh đông-rã đông. Dung dịch PVA đạt độ thủy phân cao khi thời gian thủy phân từ 6h trở đi ở nhiệt độ 60oC.
Nồng độ PVA có ảnh hưởng lớn đến kích thước và sự phân bố lỗ xốp. Ở nồng độ 4% trở đi PVA gel bắt đầu hình thành lỗ xốp, tuy nhiên các lỗ xốp phân bố chưa đều.
PVA có nồng độ trên 8% không hình thành lỗ xốp. PVA có nồng độ 6% cho kích thước lỗ xốp trung bỡnh 4-20àm chiếm số lượng cao và phõn bố đồng đều nhất.
Bản chất của anion ảnh hưởng rõ rệt đến sự hình thành và phân bố lỗ xốp. Sử dụng HNO3 để trung hòa, PVA gel tạo thành có sự phân bố lỗ xốp đồng đều.
Đã tìm được điều kiện tối ưu để tạo mẫu PVA gel:
● Thời gian thủy phân: 6h
● Nhiệt độ thủy phân: 60oC
● Nồng độ PVA: 6%
● Acid trung hòa: HNO3
Với thời gian lưu nước 12h, nồng độ bùn MLVSS 2mg/l, tải 0,5g COD/gbùn.ngđ, việc bổ sung vật liệu đệm PVA gel vào hệ thống aerotank đã làm tăng hiệu quả xử lý nước thải của hệ thống. Hiệu quả xử lý tỷ lệ thuận với hàm lượng đệm thêm vào. Với 20% đệm sử dụng đã làm tăng hiệu suất xử lý chất hữu cơ thêm 14%, chất dinh dưỡng thêm 11-14%.
2. Kiến nghị:
- Xác định thêm một số đặc tính của vật liệu như: khối lượng riêng, mức độ kết tinh, độ bền cơ lý, diện tích bề mặt riêng…nhưng vì là vật liệu mới nên các đặc tính như: độ bền cơ học, diện tích bề mặt riêng chưa có phương pháp chuẩn để xác định.
Trong các nghiên cứu tiếp theo cần đề xuất phương pháp xác định hợp lý.
- Khảo sát thêm khả năng tăng tải của vật liệu PVA gel tổng hợp đồng thời so sánh với sản phẩm PVA của Nhật Bản.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
TIẾNG VIỆT
[1] Lương Đức Phẩm (2002), Công nghệ xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học.
Nhà xuất bản Giáo dục.
TIẾNG ANH
[2] Araki S., Y. Shirakura, H. Suzuki, and H. Yamamoto (2016), “Synthesis of spherical porous cross-linked glutaraldehyde/poly(vinyl alcohol) hydrogels,”
J. Polym. Eng., vol. 36, no. 9, pp. 891–898.
[3] Carey-De La Torre O. and R. H. Ewoldt (2018), “First-harmonic nonlinearities can predict unseen third-harmonics in medium-amplitude oscillatory shear (MAOS),” Korea-Aust. Rheol. J., vol. 30, no. 1, pp. 1–10, Feb.
[4] Chiellini E., A. Corti, S. D’Antone, and R. Solaro (2003), “Biodegradation of poly (vinyl alcohol) based materials,” Prog. Polym. Sci., vol. 28, no. 6, pp.
963–1014, Jun.
[5] Diep P., “Salt-Induced Mesoscopic Aggregation of Polyvinyl Alcohol in Aqueous Solution,” Jan. 2015.
[6] Fujii K., Polyvinyl alcohol: properties and applications. London; New York:
Wiley, 1973.
[7] Hassan C. M. and N. A. Peppas, “Structure and Applications of Poly(vinyl alcohol) Hydrogels Produced by Conventional Crosslinking or by Freezing/Thawing Methods,” in Biopolymers PVA Hydrogels, Anionic Polymerisation Nanocomposites, Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2000, pp. 37–65.
[8] Hyon S.-H. and Y. Ikada, “Porous and transparent poly(vinyl alcohol) gel and method of manufacturing the same,” US4663358A, 05-May-1987.
[9] Kim T. H., D. B. An, S. H. Oh, M. K. Kang, H. H. Song, and J. H. Lee, “Creating stiffness gradient polyvinyl alcohol hydrogel using a simple gradual freezing–thawing method to investigate stem cell differentiation behaviors,”
Biomaterials, vol. 40, pp. 51–60, Feb. 2015.
[10] Nambu, “US Patent 4,472,542. Freeze-dried polyvinyl alcohol gel,” 1984.
[Online]. Available: http://patents.com/us-4472542.html. [Accessed: 30-Jul- 2019].
[11] Ohkura M., T. Kanaya, and K. Keisuke, “Gels of poly(vinyl alcohol) from dimethyl sulphoxide/water solutions,” Polymer, vol. 33, no. 17, pp. 3686–
3690, Jan. 1992.
[12] Tubbs R. K., “Sequence distribution of partially hydrolyzed poly(vinyl acetate),”
J. Polym. Sci. [A1], vol. 4, no. 3, pp. 623–629, 1966.
[13] Marten F. L., “Vinyl Alcohol Polymers,” in Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, American Cancer Society, 2002.
[14] Peppas N. A. (1975), “Turbidimetric studies of aqueous poly (vinyl alcohol) solutions,” Makromol. Chem., vol. 176, no. 11, pp. 3433–3440.
[15] Sakurada I., Y. Nukushina, and Y. Sone, “Swelling of poly(vinyl alcohol). II.
Behavior of the crystalline region during swelling,” Kobunshi Kagaku, vol.
12, p. 510.
[16] Shrestha A., “Specific Moving Bed Biofilm Reactor in Nutrient Removal from Municipal Wastewater,” Thesis Univ. Technol. Syd., p. 148.
[17] Stauffer S. R. and N. A. Peppast, “Poly(vinyl alcohol) hydrogels prepared by freezing-thawing cyclic processing,” Polymer, vol. 33, no. 18, pp. 3932–
3936, Sep. 1992.
[18] Toyoshima K. and in C. A. Finch, ed., Polyvinyl alcohol. London: John Wiley &
Sons, Inc., 1973.
[19] Trieu H. H. and S. Qutubuddin, “Polyvinyl alcohol hydrogels I. Microscopic structure by freeze-etching and critical point drying techniques,” Colloid Polym. Sci., vol. 272, no. 3, pp. 301–309, Mar. 1994.
[20] Yokoyama F., I. Masada, K. Shimamura, T. Ikawa, and K. Monobe,
“Morphology and structure of highly elastic poly(vinyl alcohol) hydrogel prepared by repeated freezing-and-melting,” Colloid Polym. Sci., vol. 264, no. 7, pp. 595–601, Jul. 1986.