Sau khi tiến hành thử nghiệm xử lý mẫu nước thải có chứa Zn2+
của một xưởng sản xuất xi mạ bằng phương pháp hấp phụ trên bề VLHP chế tạo được, kết quả thu được:
Bảng 3.11. Kết quả xử lý Zn2+
trong nước thải của xưởng xi mạ
Ion kim loại Hấp phụ lần 1 Hấp phụ lần 2 Co (mg/l) Ccb1 (mg/l) q1 (mg/g) H1 (%) Ccb2 (mg/l) q2 (mg/g) H2 (%) Zn2+ 0,679 0,0684 0,122 89,92 0,0064 0,0124 90,7
Như vậy, sau khi hấp phụ lần 1 hiệu suất hấp phụ đạt 89,92 %, hấp phụ lần 2 hiệu suất đạt 90,7% và nồng độ Zn2+
sau hai lần hấp phụ giảm còn 0,0064 mg/l thấp hơn rất nhiều so với QCVN 24:2009/BTNMT, mức B - quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp. Điều đó cho thấy kết quả xử lý mẫu nước chứa Zn2+
Do điều kiện về thời gian nên trong luận văn này chúng tôi chỉ tiến hành nghiên cứu quá trình giải hấp VLHP một lần bằng 100 ml dung dịch HCl. 0,1M, trong khoảng thời gian 90 phút. Dung dịch sau giải hấp được xác định nồng độ Zn2+ (Ccbgh), kết quả như sau:
Bảng 3.12. Kết quả giải hấp Zn2+
Ion Zn2+
Co (mg/l) Ccb2 (mg/l) Chp (mg/l) Ccbgh (mg/l) H (%)
0,679 0.0064 0,6726 0,4581 68,11
Từ bảng 3.12 có thể thấy hiệu suất giải hấp Zn2+ với dung dịch HCl. 0,1M đạt 68,11%. Như vậy, VLHP chế tạo từ bã mía có khả năng tách loại và thu hồi ion kim loại Zn2+
KẾT LUẬN
Các kết quả thu được đã đáp ứng được mục đích nghiên cứu ban đầu của đề tài:
1. Đã chế tạo thành công VLHP từ nguồn nguyên liệu phế thải công nghiệp là bã mía bằng axit sunfuric.
2. Đã xác định đặc trưng bề mặt: cấu trúc phân tử, cấu trúc xốp của nguyên liệu bã mía và sản phẩm VLHP bằng phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại (IR) và kính hiển vi điện tử quét (SEM). Các kết quả khảo sát IR, SEM cho thấy:
+ Bã mía tự nhiên có thành phần chủ yếu là xenlulozo, hemixenlulozo, lignin và có cấu trúc bề mặt tương đối xốp.
+ VLHP có độ xốp cao hơn rất nhiều so với nguyên liệu đầu là bã mía, diện tích bề mặt lớn và bao gồm các tâm hấp phụ mạnh.
3. Đã khảo sát được một số yếu tố ảnh hưởng đến sự hấp phụ của VLHP đối với Cr3+, Ni2+, Cu2+, Zn2+ theo phương pháp hấp phụ tĩnh. Các kết quả thu được:
+ Khoảng pH tối ưu để sự hấp phụ các ion kim loại của VLHP xảy ra tốt nhất:
Đối với Cr3+ : pH = 4 Đối với Ni2+: pH = 5 ÷ 6 Đối với Cu2+: pH = 4÷ 5 Đối với Zn2+ : pH = 4
+ Khả năng hấp phụ của VLHP cao hơn rất nhiều so với nguyên liệu. Kết quả này hoàn toàn phù hợp với các kết quả khảo sát đặc điểm bề mặt VLHP và nguyên liệu đầu.
+ Thời gian đạt cân bằng hấp phụ của VLHP:
Đối với Cr3+: 40 phút
Đối với Ni2+: 50 phút
Đối với Zn2+: 40 phút
+ Khi lượng VLHP tăng, dung lượng hấp phụ của nó đối với Cr3+, Ni2+, Cu2+, Zn2+ cũng tăng.
+ Trong khoảng nồng độ đầu đã khảo sát với các ion kim loại, thì khi nồng độ đầu các ion kim loại tăng thì dung lượng hấp phụ của VLHP đối với các ion kim loại tăng.
+ Khảo sát cân bằng hấp phụ theo mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir đã xác định được dung lượng hấp phụ cực đại đối với mỗi ion là:
Đối với Cr3+ : 70,922 mg/g Đối với Ni2+ : 48,544 mg/g Đối với Cu2+ : 49,505 mg/g Đối với Zn2+ : 64,935 mg/g
4. Dùng VLHP chế tạo được xử lý nước thải chứa Zn2+ của một xưởng xi mạ, kết quả cho thấy sau hai lần hấp phụ nồng độ Zn2+
đã giảm xuống dưới mức cho phép của QCVN 24:2009/BTNMT - quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về nước thải công nghiệp.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt
[1]. Lê Văn Cát (2002), Hấp phụ và trao đổi ion trong kỹ thuật xử lý nước thải, Nhà xuất bản Thống kê Hà Nội.
[2]. Hoàng Nhâm (2001), Hóa Vô cơ, tập II, tập III, Nhà xuất bản Giáo dục, Hà Nội.
[3]. Đặng Kim Chi (2005), Hóa học môi trường, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội
[4]. Trịnh Thị Thanh (2000), Độc học Môi trường và Sức khỏe con người, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội.
[5]. Nguyễn Đình Huề, Hóa lí II, Nhà xuất bản Giáo dục, Hà Nội.
[6]. Trần Văn Nhân, Nguyễn Thạc Sửu, Nguyễn Văn Tuế (2004), Hóa lí, tập II, Nhà xuất bản Giáo dục, Hà Nội.
[7]. Lê Văn Cát (1999), Cơ sở Hóa học và kỹ thuật xử lý nước thải, Nhà xuất bản Thanh niên, Hà Nội.
[8]. Nguyễn Thị Lan Anh (2007), Nghiên cứu tổng hợp và xác định đặc trưng của vật liệu nano hydroxyapatite, Luận văn thạc sĩ khoa học.
[9]. Hồ Viết Quý (2005), Các phương pháp phân tích công cụ trong hóa học hiện đại, Nhà xuất bản Đại học Sư phạm Hà Nội.
[10]. P.P.Koroxtelev (1974), Chuẩn bị dung dịch cho phân tích hóa học (người dịch: Nguyễn Trọng Biểu, Mai Hữu Đua, ...), Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
[11]. Lê Thanh Hưng, Phạm Thành Quân, Lê Minh Tâm, Nguyễn Xuân Thơm (2008), Nghiên cứu khả năng hấp phụ và trao đổi ion của xơ dừa và vỏ trấu biến tính, Đại học Bách khoa - ĐHQGHCM, Tạp chí Phát triển và Khoa học Công nghệ, Tập 11, Số 08.
[12]. Phạm Nguyệt Tú (2005), Nghiên cứu sử dụng vật liệu hấp phụ chế tạo từ lõi ngô để xử lý nguồn nước bị ô nhiễm dầu và một số kim loại nặng, Khóa luận tốt nghiệp Đại học.
Tài liệu tiếng Anh
[13]. Adesola Babarinde N.A, J.Oyebamiji.Babalola and R.Adebowale Sani (2006),
Biosorption of lead ions from aqueous solution by maize leaf, International Journal of Physical Sciences Vol. 1 (1), pp. 023 - 026.
[14]. XU Tao and LIU Xiaoqin (2008), peanut shell activated carbon: Characterization, surface modification and adsorption of Pb2+ from aqueous solution, Chinese Journal of Chemical Engineering, 16 (3), pp. 401 - 406.
[15]. Kernit Wilson, Hong Yang, Chung W.Seo, Wayne E.Marshall (2006), Select metal adsorption by activated carbon made from peanut shells, Bioresoyrce Technology, Vol. 97, pp. 2266 - 2270.
[16]. Gaikwad R W (2004), Removal of Cd(II) from aqueous solution by activated charcoal derived from coconut shell, Electron J Environ Agric Food Chem, 3, pp. 702 - 709.
[17]. Issabayeva G, Aroua M K & Anirudhan T S (2003), Removal of lead from aqueous solution on palm shell activated carbon,Biores Technol, 97, 2350 - 2355. [18]. Thomas Anish Johnson, Niveta Jain, H C Joshi and Shiv Prasad (2008),
Agricultural and agro-processing wastes as low cost adsorbents for metal removal from wastewater: A review, Journal of Scientific and Industrial Research, Vol. 67, pp. 647 - 658.
[19]. Umesh K.Garg and Dhiraj Sud (2005), Optimization of process parameters for removal of Cr(VI) from aqueous solution using modified sugarcane bagasse, Electronic Journal of Enviromental, Agricultural and Food Chemistry, 4(6), 1150 - 1160.
[20]. W. E. Masshall, L.H. Wartelle, D.E Borler, M.M. John, C.A. Toles (1999),
Enhanced metal adsorption by soibyan hulls modified with citric acid, Southerm Regional Research ceter, USA, Bioresource Technology, pp. 262-268.
[21]. Trivette Vanghan, Chung W.Seo, Wayne E. Marshall (2001), Removal of selected metal ions from aqueous solution using modified corncobs, Bioresource Technology, Vol. 78, pp. 133 - 139.
[22]. A.G. Liew Abdullah, MA, Mohd Salled, M.K. Siti Mazlina, M.J Megat Mohd Noor, M.R.Osman, R.Wagiran and S.Sobri (2005), Azo dye removal by adsorption using waste biomass: Sugarcane baggasse. International Journal of Engineering and Technogy, Vol. 2, No. 1, pp.8-13.