Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường: Nghiên cứu khả năng xử lý kim loại trong nước bằng polyme sinh học (biopolymer) tách từ bùn thải sinh học

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG<br /> TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI<br /> <br /> LUẬN VĂN THẠC SĨ<br /> <br /> TÊN ĐỀ TÀI:<br /> NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ KIM LOẠI TRONG NƯỚC<br /> BẰNG POLYME SINH HỌC (BIOPOLYMER)<br /> TÁCH TỪ BÙN THẢI SINH HỌC<br /> <br /> CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG<br /> <br /> LÊ THỊ CHUNG<br /> <br /> Hà Nội, Năm 2018<br /> <br /> BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG<br /> TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI<br /> <br /> LUẬN VĂN THẠC SĨ<br /> <br /> TÊN ĐỀ TÀI:<br /> NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ KIM LOẠI TRONG NƯỚC<br /> BẰNG POLYME SINH HỌC (BIOPOLYMER)<br /> TÁCH TỪ BÙN THẢI SINH HỌC<br /> LÊ THỊ CHUNG<br /> CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG<br /> MÃ SỐ: 60440301<br /> NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC<br /> TS. NGUYỄN VIẾT HOÀNG<br /> <br /> Hà Nội, Năm 2018<br /> <br /> MỤC LỤC<br /> DANH MỤC BẢNG BIỂU ....................................................................................... 6<br /> MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1<br /> CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ......................... 4<br /> 1.1.<br /> <br /> Kim loại – nguồn gốc phát sinh và mức độ ảnh hưởng ............................. 4<br /> <br /> 1.1.1. Nguồn gốc phát sinh kim loại ..................................................................... 4<br /> 1.1.2. Mức độ ảnh hưởng của kim loại ................................................................. 4<br /> 1.2.<br /> <br /> Vài nét về kim loại đồng ............................................................................... 5<br /> <br /> 1.2.1. Giới thiệu chung kim loại đồng .................................................................. 5<br /> 1.2.2. Nguồn gốc phát sinh.................................................................................... 6<br /> 1.2.3. Các phương pháp xử lý kim loại đồng ........................................................ 8<br /> 1.3.<br /> <br /> Tổng quan về EPS ....................................................................................... 11<br /> <br /> 1.3.1. Khái niệm chung về EPS .......................................................................... 11<br /> 1.3.2. Đặc điểm thành phần hóa học của EPS..................................................... 11<br /> 1.3.3. Một số tính chất chính của EPS ................................................................ 12<br /> 1.3.4. Các phương pháp tách EPS ....................................................................... 14<br /> 1.3.5. Ứng dụng của EPS trong xử lý kim loại ................................................... 18<br /> CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU20<br /> 2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ................................................................... 20<br /> 2.2. Vật liệu thí nghiệm ........................................................................................... 20<br /> 2.2.1. Bùn thải ....................................................................................................... 20<br /> 2.2.2. Nước thải ..................................................................................................... 20<br /> 2.3. Thực nghiệm ..................................................................................................... 20<br /> 2.3.1. Quy trình vận hành thiết bị pilot xử lý nước thải sinh hoạt để lấy sinh khối<br /> tách EPS ................................................................................................................ 20<br /> 2.3.2. Phương pháp tách thu EPS từ bùn thải sinh học nuôi cấy .......................... 21<br /> 2.4. Đánh giá các yếu tố ảnh hưởng tới hiệu quả xử lý ion kim loại Cu2+ của<br /> polymer ngoại bào ................................................................................................... 24<br /> 2.4.1. Đánh giá ảnh hưởng của pH ........................................................................ 24<br /> <br /> 2.4.3. Đánh giá ảnh hưởng của nồng độ EPS ........................................................ 25<br /> 2.5. Phương pháp phân tích ................................................................................... 25<br /> 2.5.1. Xác định khối lượng EPS thu được............................................................. 25<br /> 2.5.2. Phân tích hàm lượng protein, polysaccharide và acid nucleic trong polymer<br /> ngoại bào ............................................................................................................... 26<br /> 2.5.3. Đo phổ hồng ngoại ...................................................................................... 26<br /> 2.5.4. Phân tích xác định Cu2+ bằng phương pháp phổ hấp phụ nguyên tử AAS<br /> theo TCVN 6193: 1996 ......................................................................................... 26<br /> CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ......................................................... 27<br /> 3.1. Thành phần, đặc tính của EPS tách từ bùn thải bằng các phương pháp<br /> khác nhau ................................................................................................................. 27<br /> 3.1.1. Hàm lượng EPS ........................................................................................... 27<br /> 3.1.2. Thành phần hóa học của EPS thu được ...................................................... 29<br /> 3.2. Kết quả phân tích phổ hồng ngoại .................................................................. 34<br /> 3.3. Hiệu quả xử lý Cu2+ của EPS tách bằng các phương pháp khác nhau ....... 37<br /> 3.4. Thử nghiệm đánh giá khả năng xử lý ion kim loại Cu2+ của EPS ............... 39<br /> 3.4.1. Ảnh hưởng của pH đến hiệu quả xử lý ....................................................... 39<br /> 3.4.2. Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến hiệu quả xử lý .............................. 40<br /> 3.4.3. Ảnh hưởng của nồng độ EPS tới hiệu quả xử lý ......................................... 42<br /> 3.5. Kết quả thử nghiệm xử lý ion kim loại Cu2+ của EPS đối với mẫu nước<br /> thải thực tế ............................................................................................................... 43<br /> KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................ 46<br /> 1.<br /> <br /> Kết luận ............................................................................................................ 46<br /> <br /> 2.<br /> <br /> Kiến nghị .......................................................................................................... 46<br /> <br /> TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 48<br /> <br /> DANH MỤC HÌNH VẼ<br /> Hình 2.1. Quy trình tách EPS theo các phương pháp khác nhau ..............................22<br /> Hình 3.1. So sánh thành phần hóa học của EPS được tách bằng các phương pháp<br /> khác nhau (PN, PS và AN là hàm lượng protein, polysaccharide và acid nucleic) ..31<br /> Hình 3.2. Mối quan hệ giữa hiệu suất xử lý kim loại với hàm lượng Protein ..........33<br /> Hình 3.3. Mối quan hệ giữa hiệu suất xử lý kim loại với hàm lượng Polysaccharide ....34<br /> Hình 3.4. Mối quan hệ giữa hiệu suất xử lý kim loại với hàm lượng Nucleic acid ..34<br /> Hình 3.5. Phổ IR của EPS được tách bằng các phương pháp khác nhau ..................36<br /> Hình 3.6. Thể hiện hiệu quả xử lý kim loại Cu2+ của EPS thô và EPS tinh tách bằng<br /> các phương pháp khác nhau ......................................................................................37<br /> Hình 3.7. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ Cu(II) của EPS ....40<br /> Hình 3.8. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng thời gian đến khả năng hấp phụ Cu(II) của<br /> EPS ............................................................................................................................41<br /> Hình 3.9. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng nồng độ EPS đến khả năng hấp phụ Cu(II)..43<br /> Hình 3.10. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng nồng độ của EPS đến khả năng hấp phụ<br /> Cu(II) .........................................................................................................................44<br /> <br />