Hóa chất
- Dung dịch Cu2+ 1 mg/ml được pha từ muối đồng sulfate pentahydrate CuSO4. 5H2O theo tỷ lệ 3,9295 g CuSO4. 5H2O hòa tan trong 200 ml H2SO4 2%, định mức 1000 ml với nước cất.
- Dung dịch Zn2+ 1 mg/ml được pha từ muối kẽm sulfate ZnSO4.7H2O theo tỷ lệ 4,4154 g ZnSO4.7H2O hòa tan trong 50 ml HCl 6M, định mức 1000 ml với nước cất.
Tiến hành
Khảo sát tại nồng độ Cr6+ là 100 mg/l với nồng độ Cu2+ và Zn2+ trong dung dịch từ 0 mg/l, 25, 50, 100 mg/l, tương ứng với tỷ lệ 1:0; 4:1; 2:1 và 1;1. Thể tích mẫu thí nghiệm là 50 ml. Điều chỉnh pH= 2 ± 0,1; thêm 0,1g bột xơ dừa, lắc 250 vòng/phút tại nhiệt độ phòng trong 60 phút. Phân riêng chất hấp phụ và dung dịch mẫu sau khi hấp phụ bằng giấy lọc, rồi đo hàm lượng Cr6+ còn lại trong dung dịch. Tỷ lệ các chất như trong bảng sau:
Thể tích dung dịch Cr6+ 1mg/ml (ml) 10 10 10 10 Thể tích dung dịch Cu2+ / Zn2+ 1mg/ml (ml) 0 2,5 5 10 Nồng độ các chất trong dung dịch khảo sát Nồng độ Cr6+ (mg/l) 100 100 100 100 Nồng độ Cu2+ / Zn2+ (mg/l) 0 25 50 100 4.5. Hấp phụ trong điều kiện động
Dụng cụ thí nghiệm là cột bằng thủy tinh, kích thước đường kính trong 1,8 cm, van điều chỉnh lưu lượng và bình chứa dung tích lớn. Kích thước bột xơ dừa trong cột hấp phụ là cỡ hạt 200 – 450 μm, vì cỡ hạt quá nhỏ dễ gây hiện tượng tắt nghẽn trong cột và làm tăng trở lực lọc.
Khối lượng bột xơ dừa đem đi hấp phụ lần lượt là 1g, 1,5g và 2g, tương ứng với các chiều cao được trình bày trong bảng. Dung dịch Cr6+ nồng độ 50 mg/l pha từ dung dịch gốc, điều chỉnh pH = 2. Thiết lập hệ liên tục lưu lượng 4,5 ml/phút cho đến khi nồng độ Cr6+ trong nước đầu ra bằng 0,05 mg/l theo yêu cầu của TCVN 5945-5005 (C = 0,001Co) và bằng 5% nước thải đầu vào (C/Co = 0,05), đó là điểm uốn. Thời điểm giá trị C = 0,001Co và C= 0,05Cođược áp dụng để tính toán các thông số của mô hình cột hấp phụ.
Thể tích tầng chất rắn V được tính bằng tích chiều cao của lớp vật liệu đo được với tiết diện cột hoặc bằng tỷ số giữa khối lượng và khối lượng riêng của XDN. Mỗi thể tích nước chảy qua cột có thể tích bằng thể tích lượng vật liệu là kết thúc một giai đoạn xử lý và được đem đi đo nồng độ Cr6+ . Thời gian tiếp xúc tầng rỗng được tính bằng cách lấy thể tích tầng chất rắn V chia cho lưu lượng Q.
Bảng 4-2 Các thông số của cột hấp phụ
Thông số thiết kế Cột 1 Cột 2 Cột 3 Khối lượng XDN, m(g) 1 1,5 2 Chiều cao cột, Z (mm) 32 53 65
Đường kính trong của cột, D (mm) 18 18 18 Thể tích bột XDN (ml) 8,14 13,48 16,53 Lưu lượng, Q (ml/phút) 4,5 4,5 4,5 Thời gian tiếp xúc tầng rỗng, tr (phút) 1,8 3,1 3,67
Để thuận tiện, các thể tích nước được lấy tại các thời điểm lần lượt là 8ml, 13 ml, 16ml. Dựng đồ thịđường cong thoát từ các giá trị nồng độ Cr6+ sau khi xử lý ứng với thời gian bảo vệ t của mỗi cột. Ứng với các thời điểm C = 0,05 mg/l và C = 2,5 mg/l, dựng đồ thị t-Z thể hiện mối quan hệ tuyến tính giữa sự thay đổi chiều cao tầng vật liệu Z và sự thay đổi thời gian bảo vệ t. Hệ số góc và tung độ gốc của đường thẳng t-Z là tham sốđể xác định hệ số bảo vệ, dung lượng hấp phụ, thời gian chết của cột.
Sau khi tính toán mô hình dựa trên số liệu thí nghiệm từ mẫu pha, tiến hành khảo sát trên mẫu nước thải lấy từ nhà máy mạ thép được lấy từ khu công nghiệp Việt – Singapore để kiểm tra mức độ phù hợp và khả năng áp dụng của mô hình so với lý thuyết.
Bảng 4-3 Chỉ tiêu pH và Cr6+ trong nước thải xưởng mạ thép KCN Việt-Singapore
Thông số Giá trị
pH 1,71
Nồng độ Cr6+ (mg/l) 64
5. CHƯƠNG V
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
5.1. Đặc điểm của bột xơ dừa nước
Hình 5-1 Ảnh SEM bột XDN, độ phóng đại x500
Hình 5-3 Ảnh SEM bột XDN, độ phóng đại x2000
C:\DUNG\DICH VU\XO DUA NUOC CHUA HT.0 XO DUA NUOC CHUA HT BRUKER-TENSOR37 30/12/2009
800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 Wavenumber cm-1 0 2 4 6 8 10 T ra n s m itt a n c e [ %] Page 1/1 Hình 5-4 Phổ FT-IR của bột XDN
(Thiết bị chụp: Fourier Transfer infrared, Model TENSORTM37)
Các đỉnh hấp thu trong vùng phổ chứa các nhóm chức cho thấy XDN có các gốc C=O (1784cm-1), C-H (1344cm-1, C-O-C (1298cm-1), C-OH (1191cm-1), C=C (1490cm-1 - 1400cm-1), C-H thơm (918cm-1 – 873cm-1).
pH từ nước lọc rửa xơ dừa (đo bằng máy đo pH WTW 720) nằm trong khoảng 5,3 ÷ 5,89.