Trong một hệ hấp phụ, quá trình hấp phụ xảy ra đến lúc nào đó nồng độ chất bị hấp phụ ở pha liên tục và trên bề mặt chất hấp phụ sẽ có một cân bằng động được xác lập. Đường biểu diễn sự phụ thuộc lượng chất bị hấp phụ trên bề mặt chất rắn vào nồng độ cân bằng của nó ở pha lỏng hoặc áp suất tương đối của nó ở pha hơi tại một nhiệt độ xác định được gọi là đường đẳng nhiệt hấp phụ (adsorption isotherm). Mối quan hệ lượng chất bị hấp phụ trên bề mặt chất rắn (ký hiệu Q đơn vị là mg/g hoặc ml/g) và nồng độ cân bằng đối với chất lỏng (ký hiệu C, đơn vị là mg/L hoặc mmol/l) hoặc áp suất tương đối với chất khí (P/P0) được mô tả qua các
Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Trường đại học Khoa học Tự nhiên
Vũ Lực,K17- KHMT 23
phương trình đẳng nhiệt hấp phụ như: Henry, Langmuir, Freundlich, Brunauer – Emette – Teller (BET) …
a.Phương trình đường đẳng nhiệt Langmuir:
Đường đẳng nhiệt Langmuir được xây dựng trên cơ sở những giả thiết: Các tiểu phân (phân tử các chất bị hấp phụ) bị hấp phụ tại những trung tâm xác định.
Quá trình hấp phụ đơn lớp (mỗi trung tâm hấp phụ chỉ hấp phụ một tiểu phân).
Bề mặt chất hấp phụ là đồng nhất, nghĩa là năng lượng hấp phụ trên các tiểu phân là như nhau và không phụ thuộc vào sự có mặt của các tiểu phân hấp phụ trên các trung tâm bên cạnh.
Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir như sau: q = Qo× b×C
1+b (1) trong đó:
q – dung lượng hấp phụ, mg/g.
Qo – dung lượng hấp phụ cực đại (là hằng số với từng hệ hấp phụ), mg/g. C – nồng độ chất bị hấp phụ còn lại trong dung dịch, mg/L.
b – hằng số Langmuir.
Để tìm các hằng số trong phương trình Langmuir người ta dùng phương pháp đồ thị. Xét tại thời điểm cân bằng:
𝐶𝑒 𝑞𝑒 =𝑄1
𝑜 × 𝐶𝑒 + 𝑏×𝑄1
𝑜 (2) trong đó:
Ce – nồng độ chất bị hấp phụ còn lại trong dung dịch tại thời điểm cân bằng, mg/L.
Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Trường đại học Khoa học Tự nhiên
Vũ Lực,K17- KHMT 24
qe – dung lượng hấp phụ tại thời điểm cân bằng hấp phụ, mg/g.
Theo phương trình này Ce/qe phụ thuộc bậc nhất vào Ce. Ta dùng thực nghiệm tìm phương trình phụ thuộc bậc nhất Ce/qe vào Ce dưới dạng sau:
𝐶𝑒 𝑞𝑒 = 𝑎 × 𝐶𝑒 + 𝑡 (3) => 𝑄𝑜 = 1 𝑎 (4) b = 1 𝑄𝑜×𝑡 (5)
b.Phương trình đường đẳng nhiệt Freundlich
Phương trình đường đẳng nhiệt Freundlich được xây dựng trên cơ sở thực nghiệm dùng trong trường hợp:
Các tiểu phân (phân tử các chất bị hấp phụ) bị hấp phụ tại những trung tâm xác định.
Quá trình hấp phụ đa lớp.
Bề mặt chất hấp phụ là không đồng nhất (năng lượng bề mặt không đồng nhất).
Phương trình Freundlich như sau:
𝑞 = 𝐾𝑓 × 𝐶1/𝑛 (6) trong đó:
q – dung lượng hấp phụ, mg/g Kf – hằng số Freundlich
1/n – đặc trưng cho tương tác hấp phụ của hệ
C – nồng độ chất bị hấp phụ còn lại trong dung dịch, mg/L.
Kf là đại lượng dùng để đặc trưng cho khả năng hấp phụ, Kf càng lớn đồng nghĩa với khả năng hấp phụ càng cao.
Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Trường đại học Khoa học Tự nhiên
Vũ Lực,K17- KHMT 25
n là đại lượng đặc trưng cho bản chất của hệ, nếu n lớn hệ hấp phụ thiên về dạng hấp phụ hóa học, còn n nhỏ thì hấp phụ thiên về dạng vật lý.
Để tính các hằng số trong phương trình Freundlich, người ta cũng dùng phương pháp thực nghiệm. Xét tại thời điểm cân bằng:
lgqe = lgKf + 1
𝑛lgCe (7) Từ phương trình thực nghiệm dạng:
lgqe = c x lgCe + d (8). ta xác định được các hệ số n = 1/c; lgKf = d.
Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Trường đại học Khoa học Tự nhiên
Vũ Lực,K17- KHMT 26
CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu và địa điểm nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu:
- Bã thải từ quá trình sản xuất tinh bột s ắn, dong riềng được tâ ̣n du ̣ng để chế tạo than hoạt tính
Hình 4. Bã thải sắn khô tự nhiên Hình 5. Bã dong riềng để khô tự nhiên
- Mẫu nướ c chứa xanh metylen (mẫu tự pha từ dung dịch xanh metylen gốc) để có nồng đô ̣ xanh metylen trong khoảng 20-100mg/L.
Đi ̣a điểm nghiên cứu
Làng nghề xã Dương Liễu, huyện Hoài Đức, Thành Phố Hà Nội
Nghiên cứu thực nghiệm tại phòng thí nghiệm phân tích môi trường, Khoa Môi trường, trường Đại học Khoa học Tự nhiên.
Tại phòng thí nghiệm khoa Vật lý, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – ĐHQGHN.
Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Trường đại học Khoa học Tự nhiên
Vũ Lực,K17- KHMT 27
2.2. Điều kiện kinh tế - xã hội, hiện trạng môi trƣờng khu vực nghiên cứu
2.2.1. Điều kiện kinh tế - xã hội [10]
Xã Dương Liễu nằm ở phía Tây Bắc huyện Hoài Đức, cách Thủ đô Hà Nội 20 km với dân số là 12.801 người và diện tích đất tự nhiên là 410,57 ha trong đó : - Đất nông nghiệp : 295,25 ha
+ Đất hai lúa : 133 ha chiếm 45,4 % + Màu bãi : 162 ha chiếm : 54,6 % - Đất phi nông nghiệp: 113,32 ha.
Năm 2001, xã được UBND tỉnh công nhận là Làng nghề chế biến nông sản. Tính đến thời điểm tháng 6/2011, toàn xã có 3.043 hộ thì có tới 2.600 hộ tham gia vào sản xuất CN - TTCN và kinh doanh tạo ra các sản phẩm mang giá trị thương phẩm cao trên thị trường. Các ngành trên chủ yếu tập trung vào lĩnh vực các sản phẩm nông sản truyền thống, ngoài ra mấy năm gần đây, xuất phát từ nhu cầu thị trường còn xuất hiện một số ngành, nghề mới như: Dệt, làm bánh kẹo, sản xuất giường ghế đan, màng mỏng, thêu.. Năm 2003 chợ Sấu đã được đầu tư cải tạo với tổng dự toán ~ 6 tỷ đồng tạo ra hiệu quả và bước chuyển biến tích cực trong ngành Thương mại dịch vụ, thu hút thêm loại hình mới đó là hoạt động của chợ Hoa Quả với sản lượng tiêu thụ khoảng 250 tấn/ ngày, chỉ tính riêng mặt hàng thịt lợn cung cấp cho nhu cầu của Thủ đô Hà Nội và nhân dân quanh vùng hằng ngày tiêu thụ từ 6 đến 8 tấn. Xã có 01 HTX nông nghiệp đã chuyển đổi theo luật HTX, hiện tại hoạt động kinh doanh dịch vụ ổn định và có hiệu quả, có 01 Quỹ tín dụng nhân dân mới được thành lập từ tháng 6/2002 hoạt động có hiệu quả với dư nợ cho đến 2/2011 ~ 60 tỷ đồng.
Tính đến hết tháng 6 năm 2011 toàn xã có 40 công ty TNHH, công ty cổ phần và HTX. Trong đó có 35 công ty tham gia vào quá trình sản xuất và chế biến nông sản, hơn 200 hộ gia đình sản xuất với quy mô vừa .
Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Trường đại học Khoa học Tự nhiên
Vũ Lực,K17- KHMT 28
Thuận lợi :
Với thế mạnh riêng có của địa phương là xã có truyền thống lâu đời trong sản xuất chế biến nông sản, lực lượng lao động dồi dào, thị trường tiêu thụ ổn định qua nhiều năm, vốn tích luỹ của nhân dân qua nhiều năm đầu tư cho sản xuất mang tính ổn định, có chiều sâu. Nghề CBNS nói riêng và CN – TTCN nói chung được sự quan tâm, chỉ đạo sát sao của Đảng uỷ, chính quyền địa phương khẳng định rõ việc phát triển nghề chế biến nông sản của Làng nghề là hướng đi đúng và phù hợp trong cơ chế mới. Địa phương hiện tại đã có quy hoạch các điểm CN – TTCN, quy hoạch mở rộng làng nghề từ 2001 đến 2020 tạo điều kiện về mặt bằng sản xuất cho các hộ gia đình và doanh nghiệp.
Khó khăn
a. Về cơ sở hạ tầng:
Đã nhiều năm Dương Liễu duy trì phát triển các ngành nghề, mật độ giao thông vào những tháng niên vụ sản xuất rất lớn có ngày lưu lượng xe ô tô vận tải vào và ra Làng nghề lên tới ~ 400 chiếc. Nhưng hệ thống giao thông đầu tư không được đồng bộ, đường vào ra khó khăn vì thế ảnh hưởng rất lớn đến việc phát triển và giao lưu hàng hoá. Hệ thống tiêu thoát nước và hệ thống giao thông nội bộ mặc dù địa phương đã cố gắng đầu tư, cải tạo, sửa chữa nhưng do tốc độ phát triển sản xuất nhanh đặc biệt trong những năm gần đây nên không đáp ứng được với yêu cầu sản xuất, hệ thống đường giao thông, rãnh tiêu thoát nước xuống cấp nhanh nguyên nhân chính là do đầu tư cải tạo thiếu đồng bộ, chấp vá, địa phương không đủ kinh phí đầu tư, cải tạo. Hệ thống điện được đầu tư cải tạo liên tục nhưng khi vào niên vụ sản xuất do các máy động cơ điện hoạt động hết công suất nên vào những tháng niên vụ sản xuất thường xảy ra tình trạng quá tải. ( Hiện tại toàn xã có 17 trạm biến áp với công suất 8.750 KVA với sản lượng điện tiêu thụ năm 2010 ~ 11 triệu KW )
Quy hoạch giao thông cho những năm tới cùng với chủ trương nhà nước và nhân dân cùng làm và đầu tư có trọng điểm các công trình giao thông, tiêu thoát nước là giải pháp chính trong tình hình hiện nay.
Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Trường đại học Khoa học Tự nhiên
Vũ Lực,K17- KHMT 29
b. Về môi trường:
Do đặc thù của sản xuất và chế biến nông sản là lượng nước thải, bã thải từ sản xuất CN – TTCN thải ra quá nhiều vào những tháng niên vụ sản xuất hệ thống tiêu thoát không đáp ứng kịp gây tình trạng ứ đọng, mặt khác lượng rác thải trong sinh hoạt, chăn nuôi của cộng đồng dân cư ngày càng lớn, khâu xử lý và địa điểm xử lý rác thải địa phương đang gặp phải những khó khăn do điều kiện khách quan dẫn đến tình trạng ô nhiễm môi trường chung trong địa phương. Tuy Luật môi trường và Nghị định hướng dẫn về xử lý ô nhiễm môi trường đã có hiệu lực nhưng để xử lý được hành vi gây ô nhiễm môi trường cần có đánh giá của rất nhiều cơ quan chức năng như Y tế, tài nguyên..dẫn đến khó khăn trong vấn đề xử lý hành vi gây ô nhiễm môi trường.
c. Về thị trường tiêu thụ sản phẩm, vốn và nguyên liệu sản xuất:
Sản phẩm nông sản của Dương Liễu hiện tại chủ yếu tiêu thụ nội địa, cạnh tranh với một số sản phẩm nông sản của một số địa phương khác nên gặp khó khăn, khó nâng cao được chất lượng và đẩy nhanh tốc tộ tiêu thụ sản phẩm. Yêu cầu đặt ra là phải xuất khẩu được một số mặt hàng nông sản mang tính chiến lược có chất lượng cao ra thị trường nước ngoài nhưng khó khăn lớn nhất là vẫn là việc tìm giải pháp đầu tư, đổi mới công nghệ nâng cao chất lượng sản phẩm và tìm kiếm các đối tác kinh tế trong và ngoài nước để liên doanh, liên kết sản xuất và tiêu thụ sản phẩm. Bên cạnh đó cần tổ chức các hộ sản xuất, các doanh nghiệp đăng ký thương hiệu, bảo hộ quyền sở hữu đối với sản phẩm của mình. Thực hiện nghiêm vấn đề VS an toàn thực phẩm.
Mặc dù nằm trong vùng nguyên liệu nông sản nhưng việc sản xuất muốn ổn định cần phải có đủ vốn để dự trữ nguyên liệu nhằm tránh được biến động về giá cả từ thị trường bên ngoài nhưng hiện tại vốn của các doanh nghiệp, các hộ dân chủ yếu vẫn chỉ đủ đầu tư để đổi mới công nghệ và một phần nhỏ dành cho vốn lưu động nên vào những tháng ngoài niên vụ sản xuất thường gặp khó khăn từ khâu
Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Trường đại học Khoa học Tự nhiên
Vũ Lực,K17- KHMT 30
nguyên liệu, không đủ nguyên liệu sản xuất hoặc phải ngừng sản xuất do giá nguyên liệu đầu vào quá cao. Đây cũng là đặc thù của sản xuất nông sản.
Về phát triển kinh tế
Trong những năm gần đây, tỷ trọng cơ cấu kinh tế của xã Dương Liễu tăng trung bình từ 8 đến 14 %/ năm theo hướng tăng trưởng các ngành CN – TTCN và thương mại dịch vụ. Riêng ngành chăn nuôi chiếm tỷ trọng cao trong cơ cấu kinh tế nông nghiệp ở mức từ 65 đến 75 %.
BIỂU TỶ TRỌNG CƠ CẤU KINH TẾ TỪ 2004 ĐẾN 2010
Năm Tổng thu nhập ( Tỷ đồng ) Nông nghiệp ( % ) Công nghiệp - TTCN (% ) Thƣơng mại - Dịch vụ (% ) 2004 88,9 22,5 52,0 25,5 2005 96,5 20,8 52,3 26,9 2006 100 19 54 27 2007 112 16,2 54,2 29,6 2008 120 16,3 57 26,7 2009 148 11,4 57.3 31,3 2010 169 11,5 57,8 30,7
(Nguồn UBND xã Dương Liễu)
Có được những kết quả trên trong việc duy trì và phát triển các ngành nghề CN – TTCN mà đặc trưng là nghề chế biến nông sản là nhờ có sự quan tâm chỉ đạo sâu sát của Đảng , Chính quyền địa phương. Bằng những chính sách khuyến khích cụ thể như : Tạo điều kiện về mặt bằng sản xuất, vốn vay, quảng bá sản phẩm của Làng nghề thông qua các Hội chợ triển lãm, thành lập Hội các nhà sản xuất chế biến nông sản thông qua đó các hộ gia đình, các doanh nghiệp có thể trao đổi thông tin, học tập, kinh nghiệm và giúp đỡ nhau trong sản xuất và tiêu thụ sản phẩm, đầu tư
Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Trường đại học Khoa học Tự nhiên
Vũ Lực,K17- KHMT 31
cải tạo hệ thống chợ, bến bãi, hệ thống điện và tiêu thoát nước,có chính sách khen thưởng và khuyến khích các doanh nghiệp nộp thuế cao bằng các hình thức như giảm thu lệ phí bến bãi, khen thưởng. Với mục tiêu: Đa dạng hoá ngành nghề , nâng cao chất lượng sản phẩm,
Từ năm 2002 cho đến nay xã tiếp tục khôi phục nghề thêu tay truyền thống, và phát triển nghề may công nghiệp, duy trì khoảng 50 lao động do HTX nông nghiệp quản lý, bước đầu thu nhập bình quân của người lao động đạt mức 700.000 đến 800.000 đồng/ tháng/ người
THỐNG KÊ CÁC SẢN PHẨM CHỦ YẾU NĂM 2010
STT Sản phẩm Số lƣợng ( Tấn ) ( Triệu đ/tấn Giá ) Thành tiền ( Tỷ đồng) 1 Tinh bột sắn 60.000 3.000 180.000 2 Tinh bột dong 20.000 6.000 120.000 3 Bánh kẹo các loại 18.000 15.000 270.000 4 Đỗ xanh bóc tách 4500 35.000 157.000 5 Vừng lạc sơ chế 1.000 30.000 30.000 6 Miến dong 2000 15.000 30.000 7 Bún, phở khô 1.000 8.000 8.000 8 Mạch nha 10.000 8.000 80.000
(Nguồn UBND xã Dương Liễu)
Hằng năm ngành CN – TTCN, thương mại và dịch vụ ở địa phương đã tạo điều kiện giải quyết công ăn việc làm cho nhân dân và thu hút đáng kể lao động từ các địa phương khác tới tham gia . Tổng số lao động hiện có : 8000 với 4800 lao động là Nữ riêng lao động bên ngoài đến làm thuê: ~ 300 – 500 lao động. Bình quân thu nhập/đầu người đạt 11 triệu đồng/ năm ~ 611 USD; Thu nhập bình quân hộ/ năm ~ 45 triệu đồng.
Với đặc điểm là các ngành, nghề chế biến TTCN truyền thống đã được duy trì từ lâu đời ở địa phương và trong những năm qua, do sự tác động của cơ chế Kinh tế thị trường, nền kinh tế của xã Dương Liễu có những chuyển biến đáng kể về
Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Trường đại học Khoa học Tự nhiên
Vũ Lực,K17- KHMT 32
cơ cấu. Các ngành nghề CN, TTCN- Thương mại - Dịch vụ chiếm tỷ trọng khá cao trong cơ cấu kinh tế. Với tốc độ phát triển kinh tế như hiện nay thì cơ cấu kinh tế cho đến năm 2015 sẽ còn thay đổi đặc biệt là CN, TTCN – Thương mại và Dịch vụ sẽ chiếm tỷ trọng cao trong cơ cấu nền kinh tế , dự kiến đến 2015 sẽ đạt mức tăng trưởng từ 10 đến 12 % / năm với cơ cấu: Dự kiến phấn đấu đạt:
+ NN : 12 %
+ CN – TTCN : 58 % + TMDV : 30 %
2.2.2. Hiện trạng môi trường xã Dương Liễu [10]
Do đặc thù của nghề sản xuất chế biến nông sản là lượng bã thải, nước thải, thải ra quá nhiều vào những tháng niên vụ sản xuất, hệ thống tiêu thoát nước không