Đồ án Tốt nghiệp: Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ từ phế phẩm lõi ngô xử lý nước phục vụ sinh hoạt vùng đồng bằng sông Cửu Long

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU HẤP PHỤ TỪ PHẾ PHẨM LÕI NGÔ XỬ LÝ NƯỚC PHỤC VỤ SINH HOẠT VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG

Ngành:

MÔI TRƯỜNG

Chuyên ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

Giảng viên hướng dẫn : Thạc sĩ Lâm Vĩnh Sơn

Sinh viên thực hiện

: Lâm Thị Ngọc Huyền

MSSV: 1151080104 Lớp: 11DMT02

TP. Hồ Chí Minh, 2015

BM05/QT04/ĐT

Khoa: CNSH – TP -MT

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

(Phiếu này được dán ở trang đầu tiên của quyển báo cáo ĐA/KLTN)

1. Họ và tên sinh viên được giao đề tài:

Lâm Thị Ngọc Huyền MSSV: 1151080104 Lớp: 11DMT02

Ngành : Kỹ thuật môi trường

Chuyên ngành : Kỹ thuật môi trường

2. Tên đề tài : Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ từ phế phẩm lõi ngô xử lý nước phục

vụ sinh hoạt vùng đồng bằng sông Cửu Long

3. Các dữ liệu ban đầu : Tổng quan về đồng bằng sông Cửu Long. Tổng quan về nước

cấp, tình hình về lõi ngô

4. Các yêu cầu chủ yếu : Các yêu cầu cơ bản về nước cấp. Điều chế vật liệu hấp phụ từ lõi ngô. Xây dựng mô hình và vân hành mô hình nghiên cứu trên vật liệu hấp phụ

5. Kết quả tối thiểu phải có:

1) Tổng quan về đồng bằng sông Cửu Long, tổng quan về nước cấp

2) Điều chế được than hoạt tính từ lõi ngô

3) Kết quả phan tích các chỉ tiêu cơ bản của quá trinh hấp phụ từ vật liệu hấp phụ

4) Nhận xét và đưa ra vật liệu hấp phụ tối ưu

Ngày giao đề tài: 25/ 05 / 2015 Ngày nộp báo cáo: 22 / 08 / 2015

Chủ nhiệm ngành (Ký và ghi rõ họ tên)

TP. HCM, ngày … tháng … năm ………. Giảng viên hướng dẫn chính (Ký và ghi rõ họ tên) Giảng viên hướng dẫn phụ (Ký và ghi rõ họ tên)

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng, đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi thực hiện. Các

số liệu thu thập và kết quả phân tích trong đồ án là hoàn toàn trung thực, không sao

chép từ bất cứ đề tài nghiên cứu khoa học nào.

Tp.Hồ Chí Minh, ngày….tháng….năm…. 2015.

Sinh viên

Lâm Thị Ngọc Huyền

LỜI CẢM ƠN

Những ngày tháng dưới mái trường là những ngày tháng vô cùng quý giá

và quan trọng đối với chúng em. Ở nơi đó chúng em được trang bị những kiến

thức, kinh nghiệm sống vô cùng quý báo; có được những thành quả đó chúng em

không thể nào quên công ơn nuôi dưỡng của cha mẹ, sự dạy dỗ tận tình của thầy

cô để hướng chúng em tới tương lai mới tốt đẹp hơn.

Xuất phát từ những suy nghĩ đó, bản thân em xin được bài tỏ lòng biết ơn

sâu sắc đến:

- Cha mẹ, người đã nuôi dưỡng, động viên em trong những lúc khó khăn

tạo cho em thêm nhiều niềm tin và nghị lực trong cuộc sống;

- Ban Giám hiệu trường Đại học Công Nghệ Thành phố Hồ Chí Minh đã

tạo môi trường thuận lợi để chúng em được học tập và trao đổi kinh nghiệm sống.

- Cảm ơn sự giảng dạy tận tình của các giảng viên nhà trường đã truyền đạt

những kiến thức và kinh nghiệm quý báu giúp em vững bước trên con đường

tương lai của mình.

- Cám ơn đặc biệt là thầy Lâm Vĩnh Sơn người đã trực tiếp chỉ dẫn và giúp

đỡ em tận tình để em hoàn thành đề tài tốt nghiệp trong suốt thời gian qua.

“Ơn dạy dỗ cao dường hơn núi,

Nghĩa thầy cô như nước biển khơi.

Công cha mẹ con luôn tạc dạ,

Lời thầy cô con mãi ghi lòng”

Và một lần nữa em xin chúc thầy cô thật nhiều sức khỏe để tiếp tục sự

nghiệp trồng người và là người lái đò đưa đàn em thân yêu qua sông đến bên bờ

tri thức mới; đào tạo, bồi dưỡng thêm nhiều nhân tài mới cho đất nước, góp phần

từng bước đưa đất nước bước tới đài vinh quang để sánh vai với các cường quốc

năm châu.

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên: LÂM THỊ NGỌC HUYỀN

Đồ án tốt nghiệp

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1

1. Tính cấp thiết của đề tài ...................................................................................... 1

2. Mục tiêu nghiên cứu ........................................................................................... 2

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ...................................................................... 2

3.1. Đối tượng nghiên cứu .................................................................................. 2

3.2. Phạm vi nghiên cứu ..................................................................................... 2

3.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................... 2

4. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................... 3

4.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết .............................................................. 3

4.2. Phương pháp thực nghiệm ........................................................................... 3

4.3. Phương pháp tính toán, thống kê ................................................................. 3

5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ............................................................................ 3

5.1. Ý nghĩa khoa học ......................................................................................... 3

5.2. Ý nghĩa thực tiễn ......................................................................................... 3

6. Kết cấu của đề tài ................................................................................................ 4

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ..................................................................................... 5

1.1. Tổng quan về vùng đồng bằng sông Cửu Long ............................................... 5

1.1.1. Vị trí địa lý ................................................................................................ 5

1.1.2. Địa hình .................................................................................................... 5

1.1.3. Khí hậu ..................................................................................................... 6

1.1.4. Đất đai ...................................................................................................... 6

1.1.5. Thủy văn ................................................................................................... 7

1.2. Tổng quan về nguồn nước vùng đồng bằng sông Cửu Long ........................... 8

1.2.1. Đặc điểm nguồn nước mặt đồng bằng sông Cửu Long ............................ 8

1.2.2. Đặc điểm nguồn nước ngầm đồng bằng sông Cửu Long ......................... 9

1.3. Tổng quan về vật liệu hấp phụ ....................................................................... 10

1.3.1. Nguồn gốc .............................................................................................. 10

1.3.2. Thành phần ............................................................................................. 11

1.3.3. Công dụng .............................................................................................. 12

Đồ án tốt nghiệp

1.4. Các phương pháp xử lý nước cấp .................................................................. 13

1.4.1. Phương pháp cơ học ............................................................................... 13

1.4.2. Phương pháp hóa học và hóa lý.............................................................. 13

1.4.3. Phương pháp vật lý ................................................................................. 13

CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................... 20

2.1. Đối tượng nghiên cứu .................................................................................... 20

2.1.1. Nguồn nước mặt ..................................................................................... 20

2.1.2. Nguồn nước ngầm .................................................................................. 23

2.2. Điều chế vật liệu hấp phụ .............................................................................. 28

2.3. Cơ sở nghiên cứu xây dựng mô hình ............................................................. 31

2.3.1. Mô tả mô hình thí nghiệm ...................................................................... 31

2.3.2. Tiến hành thí nghiệm .............................................................................. 33

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ......................................................... 34

3.1. Kết quả nghiên cứu ........................................................................................ 34

3.1.1. Kết quả nghiên cứu nước mặt ................................................................. 34

3.1.2. Kết quả nghiên cứu nước ngầm .............................................................. 55

3.2. Kết luận thí nghiệm ........................................................................................ 66

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................ 67

Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

COD (Chemical Oxygen Demand): Nhu cầu oxy hóa học

NXB: Nhà Xuất Bản

SS (Settable Solids): Chất rắn lơ lửng dạng huyền phù

STT: Số thứ tự

TCVN: Tiêu Chuẩn Việt Nam

VLHP: Vật Liệu Hấp Phụ

QCVN: Quy Chuẩn Việt Nam

BYT: Bộ Y Tế

iii

Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1: Kết quả phân tích độ màu ......................................................................... 23

Bảng 2.2: Lập đường chuẩn sắt ................................................................................. 25

Bảng 2.3: Kết quả đường chuẩn sắt đầu vào ............................................................. 25

Bảng 2.4: Lập đường chuẩn mangan ........................................................................ 27

Bảng 2.5: Kết quả đường chuẩn mangan đầu vào .................................................... 27

Bảng 3.1: Hiệu suất xử lý độ đục của lõi tự nhiên không đốt ở cả 3 khối lượng 10g,

20g và 30g với các thời gian khác nhau ................................................................... 34

Bảng 3.2: Hiệu suất xử lý độ màu của lõi tự nhiên không đốt ở cả 3 khối lượng 10g,

20g và 30g với các thời gian khác nhau .................................................................... 35

Bảng 3.3 Hiệu suất xử lý SS của lõi tự nhiên không đốt ở cả 3 khối lượng 10g, 20g

và 30g với các thời gian khác nhau ........................................................................... 36

Bảng 3.4 Hiệu suất xử lý COD của lõi tự nhiên không đốt ở cả 3 khối lượng 10g,

20g và 30g với các thời gian khác nhau ................................................................... 37

Bảng 3.5: Hiệu suất xử lý độ đục của lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối lượng 10g, 20g

và 30g với các thời gian khác nhau ........................................................................... 38

Bảng 3.6: Hiệu suất xử lý độ màu đục của lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối lượng 10g,

20g và 30g với các thời gian khác nhau .................................................................... 39

Bảng 3.7: Hiệu suất xử lý SS của lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và

30g với các thời gian khác nhau ................................................................................ 40

Bảng 3.8 Hiệu suất xử lý COD của lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối lượng 10g, 20g

và 30g với các thời gian khác nhau ........................................................................... 41

Bảng 3.9: Hiệu suất xử lý độ đục của lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối lượng 10g, 20g

và 30g với các thời gian khác nhau ........................................................................... 42

Bảng 3.10: : Hiệu suất xử lý độ màu của lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối lượng 10g,

20g và 30g với các thời gian khác nhau ................................................................... 43

Bảng 3.11: Hiệu suất xử lý SS của lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và

30g với các thời gian khác nhau ................................................................................ 44

Bảng 3.12: : Hiệu suất xử lý COD của lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối lượng 10g, 20g

và 30g với các thời gian khác nhau ........................................................................... 45

Đồ án tốt nghiệp

Bảng 3.13: Hiệu suất xử lý độ đục của lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả 3 khối lượng

10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau ........................................................... 46

Bảng 3.14: Hiệu suất xử lý độ màu của lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả 3 khối lượng

10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau ........................................................... 47

Bảng 3.15: Hiệu suất xử lý SS của lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả 3 khối lượng 10g,

20g và 30g với các thời gian khác nhau ................................................................... 48

Bảng 3.16: Hiệu suất xử lý COD của lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả 3 khối lượng

10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau ........................................................... 49

Bảng 3.17: Hiệu suất xử lý độ đục của than hoạt tính ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và

30g với các thời gian khác nhau ................................................................................ 50

Bảng 3.18: Hiệu suất xử lý độ màu của than hoạt tính ở cả 3 khối lượng 10g, 20g

và 30g với các thời gian khác nhau ........................................................................... 51

Bảng 3.19: Hiệu suất xử lý SS của than hoạt tính ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g

với các thời gian khác nhau ....................................................................................... 52

Bảng 3.20: Hiệu suất xử lý COD của than hoạt tính ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và

30g với các thời gian khác nhau ................................................................................ 53

Bảng 3.21:Bảng so sánh các chỉ tiêu các vật liệu hấp phụ và than hoạt tính nguồn

nước mặt. ................................................................................................................... 54

Bảng 3.22: Hiệu suất xử lý Fe2+ của lõi tự nhiên không đốt ở cả 3 khối lượng 10g,

20g và 30g với các thời gian khác nhau ................................................................... 55

Bảng 3.23: Hiệu suất xử lý Mn2+ của lõi tự nhiên không đốt ở cả 3 khối lượng 10g,

20g và 30g với các thời gian khác nhau ................................................................... 56

Bảng 3.24: Hiệu suất xử lý Fe2+ của lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối lượng 10g, 20g

và 30g với các thời gian khác nhau ........................................................................... 57

Bảng 3.25: Hiệu suất xử lý Mn2+ của lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối lượng 10g, 20g

và 30g với các thời gian khác nhau ........................................................................... 58

Bảng 3.26: Hiệu suất xử lý Fe2+ của lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và

30g với các thời gian khác nhau ................................................................................ 59

Bảng 3.27: Hiệu suất xử lý Mn2+ của lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối lượng 10g, 20g

và 30g với các thời gian khác nhau ........................................................................... 60

Đồ án tốt nghiệp

Bảng 3.28: Hiệu suất xử lý Fe2+ của lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả 3 khối lượng 10g,

20g và 30g với các thời gian khác nhau ................................................................... 61

Bảng 3.29: Hiệu suất xử lý Mn2+ của lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả 3 khối lượng

10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau ........................................................... 62

Bảng 3.30: Hiệu suất xử lý Fe2+ của than hoạt tính ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và

30g với các thời gian khác nhau ................................................................................ 63

Bảng 3.31: Hiệu suất xử lý Mn2+ của than hoạt tính ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và

30g với các thời gian khác nhau ................................................................................ 64

Bảng 3.32: Bảng so sánh các chỉ tiêu các vật liệu hấp phụ và than hoạt tính nguồn

nước ngầm. ................................................................................................................ 65

Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1: Vị trí địa lý vùng đồng bằng sông Cửu Long ............................................. 5

Hình 1.2: Cây ngô ..................................................................................................... 11

Hình 1.3: Lõi ngô ...................................................................................................... 11

Hình 1.4: Công thức cấu tạo của lignin và cellulose ................................................ 12

Hình 2.1: Quá trình lấy mẫu nước mặt...................................................................... 20

Hình 2.2: Giá trị độ đục của mẫu đầu vào ................................................................ 22

Hình 2.3: Đồ thị biểu diễn phương trình đường chuẩn độ màu ................................ 23

Hình 2.4: Quá trình lấy mẫu nước ngầm ................................................................... 24

Hình 2.6: Mẫu đầu vào của Fe2+ ............................................................................... 26

Hình 2.5: Đường chuẩn sắt ....................................................................................... 26

Hình 2.7: Đồ thị biểu diễn phương trình đường chuẩn sắt........................................ 26

Hình 2.8: Dãy chuẩn Mangan ................................................................................... 28

Hình 2.9: Mẫu đầu vào của Mn2+ .............................................................................. 28

Hình 2.10: Đồ thị biểu diễn phương trình đường chuẩn mangan ............................. 28

Hình 2.11: Quá trình chế tạo lõi H2SO4 nhỏ ............................................................. 29

Hình 2.12: Quá trình chế tạo lõi H2SO4 to ................................................................ 29

Hình 2.13: Quá trình chế tạo lõi đốt tự nhiên ........................................................... 30

Hình 2.14: Quá trình chế tạo lõi ngô tự nhiên không đốt ......................................... 30

Hình 2.15: Mô hình thí nghiệm ................................................................................. 32

Hình 2.16: Mô hình thể hiện khối lượng 10g, 20g, 30g ở cùng thể tích ................... 33

Hình 3.1: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý độ đục của VLHP lõi tự nhiên không đốt

ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau ......................................................... 34

Hình 3.2: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý độ màu của VLHP lõi tự nhiên không đốt

ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau ......................................................... 35

Hình 3.3: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý SS của VLHP lõi tự nhiên không đốt ở cả

3 khối lượng với các thời gian khác nhau ................................................................. 36

Hình 3.4: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý COD của VLHP lõi tự nhiên không đốt ở

cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau ............................................................ 37

vii

Đồ án tốt nghiệp

Hình 3.5: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý đô đục của VLHP lõi đốt H2SO4 nhỏ ở

cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau ............................................................ 38

Hình 3.6: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý đô màu của VLHP lõi đốt H2SO4 nhỏ ở

cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau ............................................................ 39

Hình 3.7: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý SS của VLHP lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3

khối lượng với các thời gian khác nhau .................................................................... 40

Hình 3.8 Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý COD của VLHP lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3

khối lượng với các thời gian khác nhau .................................................................... 41

Hình 3.9: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý đô đục của VLHP lõi đốt H2SO4 to ở cả 3

khối lượng với các thời gian khác nhau .................................................................... 42

Hình 3.10: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý đô màu của VLHP lõi đốt H2SO4 to ở cả

3 khối lượng với các thời gian khác nhau ................................................................. 43

Hình 3.11: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý SS của VLHP lõi đốt H2SO4 to ở cả 3

khối lượng với các thời gian khác nhau .................................................................... 44

Hình 3.12: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý COD của VLHP lõi đốt H2SO4 to ở cả 3

khối lượng với các thời gian khác nhau .................................................................... 45

Hình 3.13: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý độ đục của VLHP lõi đốt tự nhiên thiếu

khí ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau ................................................... 46

Hình 3.14: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý độ màu của VLHP lõi đốt tự nhiên

thiếu khí ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau .......................................... 47

Hình 3.15: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý SS của VLHP lõi đốt tự nhiên thiếu khí

ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau ......................................................... 48

Hình 3.16: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý COD của VLHP lõi đốt tự nhiên thiếu

khí ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau ................................................... 49

Hình 3.17: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý độ đục của than hoạt tính ở cả 3 khối

lượng với các thời gian khác nhau ............................................................................ 50

Hình 3.18: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý độ màu của than hoạt tính ở cả 3 khối

lượng với các thời gian khác nhau ............................................................................ 51

Hình 3.19: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý SS của than hoạt tính ở cả 3 khối lượng

với các thời gian khác nhau ....................................................................................... 52

viii

Đồ án tốt nghiệp

Hình 3.20 Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý COD của than hoạt tính ở cả 3 khối

lượng với các thời gian khác nhau ............................................................................ 53

Hình 3.21: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý của các chỉ tiêu ở các vật liệu hấp phụ

và than hoạt tính ........................................................................................................ 54

Hình 3.22: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý Fe2+ của lõi tự nhiên không đốt ở cả 3

khối lượng với các thời gian khác nhau .................................................................... 55

Hình 3.23: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý Mn2+ của lõi tự nhiên không đốt ở cả 3

khối lượng với các thời gian khác nhau .................................................................... 56

Hình 3.24: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý Fe2+ của lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối

lượng với các thời gian khác nhau ............................................................................ 57

Hình 3.25: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý Mn2+ của lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối

lượng với các thời gian khác nhau ............................................................................ 58

Hình 3.26: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý Fe2+ của lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối

lượng với các thời gian khác nhau ............................................................................ 59

Hình 3.27: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý Mn2+ của lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối

lượng với các thời gian khác nhau ............................................................................ 60

Hình 3.28: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý Fe2+ của lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả 3

khối lượng với các thời gian khác nhau .................................................................... 61

Hình 3.29: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý Mn2+ của lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả

3 khối lượng với các thời gian khác nhau ................................................................. 62

Hình 3.30: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý Fe2+ của than hoạt tính ở cả 3 khối lượng

với các thời gian khác nhau ....................................................................................... 63

Hình 3.31: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý Mn2+ của than hoạt tính ở cả 3 khối

lượng với các thời gian khác nhau ............................................................................ 64

Hình 3.32: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý của các chỉ tiêu ở các vật liệu hấp phụ

và than hoạt tính ........................................................................................................ 65

Đồ án tốt nghiệp

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài

Việt Nam có trữ lượng nước khá dồi dào, lượng mưa khá cao, hệ thống sông

ngòi kênh mương dày đặc. Nguồn nước sông và nước ngầm đóng vai trò quan trọng

đối với đời sống của người dân trên mọi miền đất nước, nó là nguồn cấp nước chủ

yếu cho các hoạt động sinh hoạt, ăn uống, tưới tiêu và sản xuất hằng ngày. Tuy

nhiên hiện nay phần lớn trong số đó đều bị ô nhiễm nghiêm trọng bởi các tác nhân

tự nhiên và con người làm cho nguồn nước sạch ngày càng khan hiếm.

Trong khi nhiều vùng dân cư phân bố rải rác nên hệ thống cấp nước sạch chưa

tới, họ vẫn dùng các kinh nghiệm dân gian để xử lý nước nhiễm phèn như: xử lý

bằng vôi, tro để giảm độ chua, song nước uống vẫn có vị mặn chát và gây đau bụng.

Một vấn đề khác cũng quan trọng là chất lượng nước ngầm tiếp tục bị xấu đi do các

hoạt động công nghiệp, nông nghiệp và sinh hoạt làm cho chất lượng nước ngày

một xấu đi.

Đồng thời do nước ta là một nước nông nghiệp nên mỗi năm ngành sản xuất

nông nghiệp thải ra một lượng lớn các chất thải nông nghiệp. Theo số liệu Tổng cục

thống kê, hiện cả nước có khoảng 800.000 ha diện tích đất trồng ngô. Quá trình chế

biến nông sản đã thải ra môi trường khoảng một triệu tấn lõi ngô mỗi năm. Lượng

lõi ngô này mới được người dân sử dụng một phần làm chất đốt, một phần nhỏ được

dùng để trồng nấm, còn lại chủ yếu thải bỏ. (Ngọc Khánh (2011). Chất đốt từ lõi

ngô: giải pháp góp phần ứng phó tích cực, http://baocongthuong.com.vn/chat-dot-

tu-loi-ngo-giai-phap-gop-phan-ung-pho-tich-cuc.html). Ngày nay con người đã phát

hiện ra rất nhiều công dụng của lõi ngô: có thể chế tạo làm thức ăn gia súc, lên men

lõi ngô để thu ancol etylic hoặc acid acetic. Bên cạnh về mặt giá trị về dinh dưỡng

và kinh tế cao thì lõi ngô còn là một trong những nguyên liệu có tiềm năng để chế

tạo vật liệu hấp phụ, ứng dụng hấp phụ một số kim loại trong nước.

Vì vậy, với mục đích góp một phần nhỏ tham gia vào công việc bảo vệ môi

trường và hướng đến phát triển bền vững nên tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu chế tạo

Đồ án tốt nghiệp

vật liệu hấp phụ từ phế phẩm lõi ngô xử lý nước phục vụ sinh hoạt vùng đồng

bằng sông Cửu Long.”

2. Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ từ phế phẩm lõi ngô xử lý nước phục vụ

sinh hoạt vùng đồng bằng sông Cửu Long.

Đề tài được thực hiện với các mục tiêu sau:

- Xem xét chất lượng nước của các hộ dân trong khu vực bị nghi ô nhiễm.

- Tạo sản phẩm từ lõi ngô thay thế cho than hoạt tính có khả năng xử lý nước

sinh hoạt (nước mặt hoặc nước ngầm).

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1. Đối tượng nghiên cứu

Sử dụng lõi ngô – như sản phẩm thân thiện với môi trường, làm vật liệu hấp

phụ các chất và kim loại trong nước để phục vụ nước sinh hoạt cho người dân vùng

đồng bằng sông Cửu Long, thay thế cho than hoạt tính.

3.2. Phạm vi nghiên cứu

Đề tài nghiên cứu trong khoảng 2 tháng (từ tháng 4 đến tháng 6). Do khoảng

thời gian nghiên cứu ngắn nên đề tài tập trung vào than hóa lõi ngô bằng acid

H2SO4 (lõi to, lõi nhỏ), lõi ngô tự nhiên không đốt và lõi ngô đốt tự nhiên từ đó xử

lý nguồn nước vùng đồng bằng sông Cửu Long (theo hướng xử lý nước mặt hoặc

nước ngầm).

3.3. Nội dung nghiên cứu

- Điều tra các nguồn nước cần xử lý (nước mặt hoặc nước ngầm).

- Đánh giá chất lượng nước thông qua việc phân tích các thông số chất lượng

nước trong phòng thí nghiệm.

- Khảo sát các dạng sản phẩm hấp phụ từ lõi ngô: lõi tự nhiên không đốt, lõi

than hóa bằng acid H2SO4 (to, nhỏ), và lõi đốt tự nhiên.

Đồ án tốt nghiệp

4. Phương pháp nghiên cứu

4.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

- Thu thập, tổng hợp, phân tích các tài liệu, sách báo trong và ngoài nước có

liên quan đến đề tài.

- Xử lý các thông tin lý thuyết để đưa ra các vấn đề cần thực hiện trong quá

trình thực nghiệm.

4.2. Phương pháp thực nghiệm

- Điều tra, lấy mẫu tại các vị trí nguồn nước được khảo sát với các thông số

cần xử lý.

- Phân tích các chỉ tiêu đầu vào trong phòng thí nghiệm.

- Thực hiện các thí nghiệm trên mô hình đối với nước mặt và nước ngầm, xem

xét quá trình khả năng xử lý của vật liệu hấp phụ.

4.3. Phương pháp tính toán, thống kê

Dùng phần mềm Excel xử lý thống kê số liệu.

5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

5.1. Ý nghĩa khoa học

- Phương pháp giúp tận dụng được nguồn nguyên liệu sẵn có trong tự nhiên

phục vụ công tác xử lý nước sinh hoạt.

- Xây dựng công nghệ xử lý nước đơn giản dễ dàng sử dụng.

- Giảm thiểu được các nguy cơ tiềm ẩn các nguồn nước trong tự nhiên.

- Thực hiện việc tái sử dụng nguyên liệu phế thải nhằm giảm thiểu ô nhiễm

môi trường.

5.2. Ý nghĩa thực tiễn

- Giải quyết vấn đề ô nhiễm nguồn nước (nước ngầm hoặc nước mặt) hiện nay

theo phương pháp đơn giản, giúp tiết kiệm chi phí đáng kể cho người dân.

- Là nguồn nguyên liệu thân thiện với môi trường và dễ sử dụng.

- Ngoài tính năng trên của vật liệu thì có thể nghiên cứu các khả năng xử lý

môi trường khác của vật liệu như ô nhiễm không khí, ô nhiễm trong đất.

Đồ án tốt nghiệp

6. Kết cấu của đề tài

Đề tài gồm có 3 phần:

Phần I: - Mở đầu

- Chương 1: Tổng quan

- Chương 2: Vật liệu và phương pháp nghiên cứu

- Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Phần II: - Nghiên cứu và kết quả nghiên cứu

Phần III: - Kết luận và kiến nghị

Đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Tổng quan về vùng đồng bằng sông Cửu Long

1.1.1. Vị trí địa lý

Vùng đồng bằng sông Cửu Long nằm kéo dài từ 8030’ – 11000 vĩ Bắc; 104035’

– 107000 kinh Đông, nằm ở cực Nam đất nước, là phần cuối cùng của lưu vực sông

Mekong. Tổng diện tích tự nhiên toàn vùng là 39.747 km2, tương đương 12,25% so

với diện tích của cả nước.

Diện tích đồng bằng là 39.700km2, bao gồm 12 tỉnh: Long An, Tiền Giang,

Đồng Tháp, An Giang, Kiên Giang, Bạc Liêu, Cà Mau, Sóc Trăng, Vĩnh Long, Trà

Vinh, Hậu Giang, Bến Tre và thành phố Cần Thơ.

Điều kiện vị trí địa lý thuận lợi nên trên 75% dân số sống dọc theo các kênh

rạch, sông đào và vùng ven biển. Khoảng 70% lượng nước cung cấp sinh hoạt cho

các thành phố ở đồng bằng sông Cửu Long là từ nguồn nước sông rạch. Hệ thống

sông rạch nối liền với hầu hết các vùng đô thị và nông thôn ở khu vực. Với việc

sinh sống gần nguồn nước như vậy ngoài thuận lợi cho việc lấy nước phục vụ sinh

hoạt, tưới tiêu… thì cũng tạo nên nguy cơ gây ô nhiễm rất lớn.

Hình 1.1: Vị trí địa lý vùng đồng bằng sông Cửu Long

1.1.2. Địa hình

Địa hình của vùng đồng bằng sông Cửu Long tương đối bằng phẳng, độ cao

trung bình là 3 - 5m, có khu vực chỉ cao 0,5 - 1m so với mặt nước biển. Các dạng

Đồ án tốt nghiệp

địa hình đặc trưng rõ nét của vùng là: địa hình trũng khó thoát nước (tập trung ở

Long Xuyên, Đồng Tháp Mười); địa hình cao (Đông Bắc Long An ); địa hình trung

bình (Tiền Giang).

Với địa hình thấp và bằng phẳng, sẽ nhận được nguồn nước mặt khá phong

phú. Vùng đồng bằng sông Cửu Long được công nhận là vùng đất ngập nước lớn

nhất Việt Nam. Tuy nhiên, do địa hình quá thấp như thế thì vào mùa mưa và dòng

chảy lớn tạo nên hiện tượng ngập lụt hằng năm. Ngược lại, vào mùa khô với dòng

chảy thấp gây nên hiện tượng xâm nhập mặn khá nghiêm trọng, đồng thời nguồn

nước ngầm bị tụt giảm khá lớn.

1.1.3. Khí hậu

Nền khí hậu thuộc nhiệt đới ẩm với tính chất cận xích đạo thể hiện rõ rệt. Các

yếu tố khí hậu như nhiệt độ, độ ẩm không khí, lượng mưa… tuy có thay đổi theo

mùa nhưng tương đối ổn định.

- Nhiệt độ: trung bình hàng năm 24 – 270C, biên độ nhiệt trung bình năm là 2–300C,

chênh lệch nhiệt độ ngày và đêm thấp, ít có bão hoặc nhiễu loạn thời tiết.

- Độ ẩm: độ ẩm trung bình trong khoảng 80 – 86%.

- Mưa: lượng mưa trung bình hàng tháng vào khoảng 130 – 150mm. Có hai

mùa rõ rệt: mùa mưa tập trung từ tháng 5 - tháng 10 (lượng mưa chiếm tới 99%

tổng lượng mưa của cả năm); mùa khô từ tháng 11 - tháng 4 năm sau, hầu như

không có mưa.

Do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu, lượng mưa trên lưu vực sông Mekong sẽ

tăng vào mùa mưa, thậm chí là kể cả mùa khô ở một số vùng thuộc lưu vực. Do đó,

lưu lượng dòng chảy trên sông Mekong sẽ tăng lên trong hầu hết các tháng trong

năm, các trận lũ lớn sẽ xuất hiện với tần suất nhiều hơn cũng như với cường độ lớn

hơn. Bên cạnh đó, mực nước biển dâng cao, dẫn đến vấn đề xâm nhập mặn, gây ra

những tác động bất lợi tới nguồn nước sinh hoạt của người dân sinh sống thuộc

vùng này.

1.1.4. Đất đai

Các nhóm đất chính bao gồm:

Đồ án tốt nghiệp

- Đất phù sa nước ngọt: Phân bố chủ yếu ở vùng ven biển và giữa hệ thống

sông Tiền và sông Hậu, diện tích 1,2 triệu ha, chiếm 29,7% diện tích đất tự nhiên

toàn vùng và khoảng 1/3 diện tích đất phù sa của cả nước. Nhóm đất này có độ phì

nhiêu cao và cân đối, thích hợp đối với nhiều loại cây trồng lúa, cây ăn quả, hoa

màu, cây công nghiệp ngắn ngày.

- Đất phèn: Phân bố chủ yếu ở vùng Đồng Tháp Mười và Hà Tiên, vùng

trũng trung tâm bán đảo Cà Mau. Diện tích đất phèn cả nước là 2.140.306 ha,

chiếm 6,45% diện tích tự nhiên của cả nước. Vùng đồng bằng sông Cửu Long

chiếm 88,11% diện tích đất phèn cả nước. Đất phèn được hình thành do hai yếu

tố: một là do đất phèn tiềm tàng bị oxi hóa, hai là do tích tụ ở vùng trũng khi nước

mưa mang đến.

- Đất xám: Diện tích trên 134.000 ha chiếm 3,4% diện tích toàn vùng. Phân bố

chủ yếu dọc biên giới Campuchia, trên các bậc thềm phù sa cổ vùng Đồng Tháp

Mười. Đây là nhóm đất nghèo dinh dưỡng nhất trong vùng, hàm lượng chất hữu cơ

thấp, đất có tính chất nhẹ, tơi xốp, độ phì thấp, độc tố bình thường, thích hợp cho

việc trồng cây công nghiệp, cây họ đậu.

- Đất mặn: Diện tích đất mặn của vùng là 703.452 ha, chiếm 70.96% diện tích đất

mặn của cả nước. Tính chất đặc trưng của đất mặn là lượng Cl- cao (0.05 – 0.25%) vào

mùa khô), pH ít chua đến hơi kiềm, hàm lượng mùn từ thấp đến trung bình, ít thoát

nước. Tập trung phân bố nhiều ở Kiên Giang, Cà Mau.

- Các loại đất khác như đất cát giông, than bùn, đất đỏ vàng, đất xói mòn…

chiếm diện tích không đáng kể khoảng 0,9% diện tích toàn vùng.

1.1.5. Thủy văn

Với hệ thống hạ lưu sông Mekong ở Việt Nam là hai nhánh sông Tiền và sông

Hậu thì tổng lượng nước sông Cửu Long khoảng 500 tỷ m3, trong đó sông Tiền

chiếm 79% và sông Hậu chiếm 21%. Chế độ thuỷ văn thay đổi theo mùa: mùa mưa

nước sông lớn vào tháng 9, tháng 10 làm ngập các vùng trũng Đồng Tháp Mười, Tứ

giác Long Xuyên. Về mùa này, nước sông mang nhiều phù sa bồi đắp cho đồng

bằng. Về mùa khô, lượng nước giảm nhiều, làm cho thủy triều lấn sâu vào đồng

Đồ án tốt nghiệp

bằng làm vùng đất ven biển bị nhiễm mặn nghiêm trọng. Chế độ nước ngầm khá

phức tạp, phần lớn ở độ sâu 100m. Nếu khai thác quá mức có thể làm nhiễm mặn

trong vùng.

Mọi sinh hoạt và sản xuất của người dân đều phụ thuộc rất lớn vào điều

kiện thủy văn dòng chảy của sông – biển, hình thành một văn minh sông nước

đặc trưng. Lũ lụt ở đồng bằng sông Cửu Long tạo nên một đặc điểm thủy văn nổi

bật của khu vực.

1.2. Tổng quan về nguồn nước vùng đồng bằng sông Cửu Long

1.2.1. Đặc điểm nguồn nước mặt đồng bằng sông Cửu Long

Đồng bằng sông Cửu Long lấy nước ngọt từ sông Mekong và nước mưa. Cả

hai nguồn này đều đặc trưng theo mùa một cách rõ rệt. Lượng nước bình quân của

sông Mekong chảy qua đồng bằng sông Cửu Long khoảng 500 tỷ m3 và vận chuyển

khoảng 150-200 triệu tấn phù sa. Chính lượng nước và khối lượng phù sa đó trong

quá trình bồi lắp lâu dài đã tạo nên đồng bằng ngày nay.

Đồng bằng sông Cửu Long có hệ thống sông kênh rạch lớn nhỏ đan xen nhau,

nên rất thuận lợi cung cấp nước ngọt quanh năm. Về mùa khô từ tháng 11 đến tháng

4, sông Cửu Long là nguồn nước mặt duy nhất. Về mùa mưa, lượng mưa trung bình

hàng năm dao động từ 2.400 mm ở vùng phía Tây đồng bằng sông Cửu Long đến

1.300 mm ở vùng trung tâm và 1.600 mm ở vùng phía Đông. Về mùa lũ, thường

xảy ra vào tháng 9, nước sông lớn gây ngập lụt.

Chế độ thuỷ văn của Đồng bằng sông Cửu Long có 3 đặc điểm nổi bật:

- Nước ngọt và lũ lụt vào mùa mưa chuyển tải phù sa, phù du, ấu trùng.

- Nước mặn vào mùa khô ở vùng ven biển.

- Nước chua phèn vào mùa mưa ở vùng đất phèn.

Trạng thái nước bị biến đổi suy giảm mực nước trên các dòng sông chính vào

mùa khô, chất lượng nước mặt diễn biến xấu đi do tác động từ các nguồn thải đô thị,

sản xuất công nghiệp, canh tác nông-lâm-ngư nghiệp… chưa được xử lý triệt để vẫn

tiếp tục thải vào sông rạch. Tình trạng mặn hóa, phèn hóa cục bộ ngày càng diễn

biến phức tạp, tác động nhiều mặt đến chất lượng nước mặt ở đồng bằng sông Cửu

Đồ án tốt nghiệp

Long. Việc khai thác, sử dụng hợp lý và bảo vệ nguồn tài nguyên nước mặt ở đồng

bằng sông Cửu Long đang trở thành một nhiệm vụ cực kỳ quan trọng trong thời kỳ

đẩy mạnh công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước. Trong đó có nhiều vấn đề cần

phải giải quyết đồng bộ.

1.2.2. Đặc điểm nguồn nước ngầm đồng bằng sông Cửu Long

Nhu cầu của nước sinh hoạt và công nghiệp tồn tại song song với sự phát triển

của con người, ở đâu có nước thì ở đó mới có sự sống. Đối với các hệ thống cấp

nước cộng đồng thì nguồn nước ngầm luôn là nguồn nước được quan tâm, bởi vì

các nguồn nước mặt thường bị ô nhiễm và lưu lượng khai thác phụ thuộc vào sự

biến động theo từng mùa. Ngoài ra, nguồn nước ngầm ít chịu ảnh hưởng bởi tác

động của con người và chất lượng nước ngầm tốt hơn chất lượng nước mặt rất

nhiều. Nguồn nước ngầm ở Việt Nam nói chung và vùng đồng bằng sông Cửu Long

nói riêng có hàm lượng muối cao, hàm lượng ion kim loại: Fe2+, Mn2+,…cũng cao

hơn so với thế giới. Trong nước ngầm hầu như không có các hạt keo hay hạt lơ

lửng, vi sinh vật và vi trùng gây bệnh thấp. Thành phần đáng quan tâm trong nước

ngầm là các tạp chất hoà tan do ảnh hưởng của điều kiện hạ tầng, thời tiết, nắng

mưa và các quá trình phong hoá và sinh hoá trong khu vực. Ở những vùng có điều

kiện phong hoá tốt, có nhiều chất bẩn và lượng mưa lớn thì chất lượng nước ngầm

dễ bị ô nhiễm bởi các chất khoáng hoà tan, các chất hữu cơ, mùn lâu ngày theo

nước mưa ngấm vào đất. Ngoài ra, nước ngầm còn bị nhiễm bẩn do tác động của

con người như các chất thải của con người, động vật, các chất thải sinh hoạt, chất

thải hoá học, việc sử dụng phân bón hoá học… Tất cả những loại chất thải đó theo

thời gian sẽ ngấm vào nguồn nước, tích tụ dần và làm ô nhiễm nguồn nước ngầm.

Đã có không ít nguồn nước ngầm do tác động của con người đã bị ô nhiễm bởi các

hợp chất hữu cơ khó phân huỷ, do các vi khuẩn gây bệnh, nhất là các hoá chất độc

hại như các kim loại nặng, dư lượng thuốc trừ sâu và không loại trừ cả các chất

phóng xạ.

Theo Bộ Tài Nguyên và Môi Trường, toàn vùng đồng bằng sông Cửu Long có

khoảng 100.000 giếng nước ngầm (sâu từ 10 - 300m), nhiều nhất là tại Cà Mau

Đồ án tốt nghiệp

(178.000 giếng), Bạc Liêu (98.000 giếng) và cùng hàng trăm trạm cấp nước tập

trung khai thác nước ngầm có qui mô vài trăm m3/ngày. Các đô thị ở những vùng

đồng bằng như: Cà Mau, Bạc Liêu, Sóc Trăng, Trà Vinh gần như sử dụng 100%

nước ngầm. Người dân đồng bằng sông Cửu Long còn sử dụng nước ngầm để tưới

lúa, hoa màu và nuôi thủy sản. Ước tính tổng lượng nước ngầm hiện đang khai thác

sử dụng toàn vùng khoảng 1 triệu m3/ngày nhưng hầu hết các địa phương trong

vùng đều chưa có quy hoạch khai thác, sử dụng, cũng như bảo vệ nguồn nước

ngầm. Nhiều nơi, các tầng chứa nước ngọt và nước mặn nằm đan xen nhau. Trong

khi đó, việc khai thác, sử dụng nước ngầm tại vùng đồng bằng sông Cửu Long chưa

mang tính khoa học, còn rất lãng phí. Do đó, nguy cơ nhiễm mặn và ô nhiễm nguồn

nước do khoan giếng rất cao. Hiện có hàng nghìn giếng nước bỏ không chưa được

trám, lấp dẫn đến nguy cơ sụp lún ở tầng khai thác sâu từ 75 – 110m. Hiện nước

mặn đã xâm nhập tại hàng nghìn giếng nước ngầm, nhiều nhất là ở tầng nông

(50m). Cũng do khai thác bừa bãi nên hàng nghìn giếng nước ngầm tại vùng này đã

bị ô nhiễm.

Để khắc phục tình trạng này và sử dụng tầng nước ngầm hiệu quả, bền vững, các

nhà khoa học đã kiến nghị các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long cần gấp rút khảo sát,

đánh giá có hệ thống hiện trạng nước ngầm toàn vùng và đưa ra chính sách quản lý

thích hợp. Phải tính toán giữa việc nạp vào và việc sử dụng để có đáp án cho bài

toán cân bằng sử dụng nước ngầm. Đồng thời, phải ngăn chặn ngay tình trạng.

Khai thác quá mức làm sụt giảm tầng nước ngầm, lún mặt đất và tình trạng

gây ô nhiễm tại các giếng nước ngầm. Nhưng ở một số địa phương thì thiếu thông

tin trầm trọng; vì thế cần nâng cao năng lực của cơ quan chức năng, chính quyền địa

phương để quản lý tài nguyên nước ngầm, nâng cao ý thức người dân trong sử

dụng, bảo vệ tầng nước ngầm có hiệu quả.

1.3. Tổng quan về vật liệu hấp phụ

1.3.1. Nguồn gốc

Ở Việt Nam, ngô là cây lương thực quan trọng thứ hai sau cây lúa và được

trồng ở nhiều vùng sinh thái khác nhau, đa dạng về mùa vụ gieo trồng và hệ thống

Đồ án tốt nghiệp

canh tác. Cây ngô không chỉ cung cấp lương thực cho người, vật nuôi mà còn là cây

trồng xóa đói giảm nghèo tại các tỉnh có điều kiện kinh tế khó khăn. Sản xuất ngô

cả nước qua các năm không ngừng tăng về diện tích, năng suất, sản lượng. Theo số

liệu của Tổng cục Thống kê: năm 2001 tổng diện tích ngô là 730.000 ha, đến năm

2005 đã tăng gần 1 triệu, năm 2013 hiện cả nước có khoảng gần 1,2 triệu ha diện

tích trồng ngô. Bên cạnh đó thì quá trình chế biến nông sản cũng đã thải ra môi

trường khoảng 1 triệu tấn lõi ngô mỗi năm. Lượng lõi ngô này mới được người dân

sử dụng một phần làm chất đốt, một phần rất nhỏ được dùng để trồng nấm, còn lại

chủ yếu thải bỏ ra ngoài đường, dòng suối gây ô nhiễm môi trường.

Nguồn lấy vật liệu: ấp Gia Tân, xã Gia Lộc, huyện Trảng Bàng, tỉnh Tây Ninh

Hình 1.2: Cây ngô Hình 1.3: Lõi ngô

1.3.2. Thành phần

Thành phần chủ yếu của lõi ngô là cellulose (khoảng 80%) và lignin (khoảng

18%), nên rất khó bị vi sinh vật phân hủy. Lõi ngô được nghiên cứu cho thấy có khả

năng tách các kim loại nặng hòa tan trong nước nhờ vào cấu trúc nhiều lỗ xốp và

thành phần gồm các polyme như: xenluloza, hemixenluloza, pectin, lignin và

protein. Các polymer này có thể hấp thụ nhiều chất tan đặc biệt là các ion kim loại

hóa trị hai. Các hợp chất polyphenol như: tanin, lignin trong gỗ được cho là những

thành phần hoạt động có thể hấp phụ các kim loại nặng.

Đồ án tốt nghiệp

lignin

Hình 1.4: Công thức cấu tạo của lignin và cellulose

Các nhóm hydroxyl trên xenluloza cũng đóng một vai trò quan trọng trong khả

năng trao đổi ion của các lignocelluloses. Bản thân các nhóm này có khả năng trao

đổi yếu vì liên kết O-H ở đây phân cực chưa đủ mạnh. Nhiều biện pháp biến tính đã

được công bố như: oxy hóa các nhóm hydroxyl thành các nhóm chức acid hoặc

sunfo hóa bằng acid sunfuric.

Gần đây nhất là phương pháp este hóa xenluloza bằng acid citric. Quá trình

hoạt hóa bao gồm các bước ngâm vật liệu trong dung dịch acid citric sau đó sấy

khô, các phân tử acid citric khi đó sẽ thấm sâu vào các mao quản của vật liệu. Tiếp

theo đó, nung ở nhiệt độ khoảng 120oC trong 8 giờ. Acid citric đầu tiên sẽ chuyển

thành dạng anhydric, tiếp theo là phản ứng ester hóa xảy ra giữa anhydric acid và

các nhóm hydroxyl của xenluloza. Tại vị trí phản ứng như vậy đã xuất hiện hai

nhóm chức acid có khả năng trao đổi ion.

1.3.3. Công dụng

Ngày nay, người ta đã phát hiện ra rất nhiều công dụng của lõi ngô: có thể

được chế tạo làm thức ăn cho gia xúc, có thể lên men lõi ngô để thu được ancol

etylic hoặc acid lactic; người ta còn phối trộn lõi ngô với bê tông để trở thành bê

tông lõi ngô có đặc tính rất nhẹ. Đặc biệt, đã có nhiều công trình nghiên cứu chế tạo

than hoạt tính từ lõi ngô. Lõi ngô cũng được ứng dụng hiệu quả trong việc chế tạo

vật liệu hấp phụ trong xử lý môi trường bởi vì có nguồn sẵn trong tự nhiên, giá

thành rất rẻ, quy trình chế tạo vật liệu hấp phụ thì đơn giản, không đưa thêm vào

nguồn nước tác nhân gây độc hại nào khác nên việc nghiên cứu và đưa ra quy trình

hoàn chỉnh nhằm tận dụng những nguồn nguyên liệu sẵn có ở Việt Nam trong việc

xử lý môi trường là rất có ý nghĩa.

Đồ án tốt nghiệp

1.4. Các phương pháp xử lý nước cấp

1.4.1. Phương pháp cơ học

Ứng dụng các công trình và thiết bị thích hợp để loại bỏ các tạp chất thô trong

nước bằng trọng lực: lắng, lọc,... sử dụng quá trình làm thoáng tự nhiên hoặc cưỡng

bức để khử sắt trong nước ngầm.

1.4.2. Phương pháp hóa học và hóa lý

Sử dụng phèn để làm trong và khử màu (quá trình keo tụ) các nguồn nước có

độ đục và độ màu cao; sử dụng các tác nhân oxy hoá hoá học để khử sắt, mangan

trong nước ngầm, sử dụng clo và các hợp chất của clo để khử trùng nước; sử dụng

các vật liệu hấp phụ, hấp thụ như than hoạt tính, xơ dừa, bã chè... để xử lý một số

kim loại trong nước. Một phương pháp hoá lý khác hiện nay đang trở nên phổ biến

là sử dụng các loại nhựa trao đổi ion để làm mềm nước và khử các chất khoáng

trong nước.

1.4.3. Phương pháp vật lý

Điện phân NaCl để khử muối, dùng các tia tử ngoại để khử trùng, sử dụng các

màng lọc chuyên dụng để loại bỏ các ion trong nước.

Đối với nước mặt mục đích xử lý chủ yếu là giảm độ đục, độ màu và loại bỏ

các vi sinh vật gây bệnh trong nước, do đó công nghệ xử lý nước mặt thường ứng

dụng quá trình keo tụ – tạo bông với việc sử dụng phèn nhôm hay phèn sắt để kết tụ

các hạt cặn lơ lửng trong nước tạo nên các bông có kích thước lớn hơn, sau đó lắng

lọc và khử trùng trước khi phân phối vào mạng cấp nước (sử dụng). Đối với nước

ngầm mục đích xử lý chủ yếu là khử sắt và mangan công nghệ xử lý thường là làm

thoáng tự nhiên (giàn mưa) hoặc nhân tạo (quạt gió) để oxy hoá các nguyên tố Fe2+,

Mn2+ ở dạng hoà tan trong nước thành Fe3+, Mn4+ ở dạng kết tủa sau đó tách ra bằng

quá trình lắng lọc và khử trùng.

1.4.3.1. Quá trình lắng

Lắng nước là giai đoạn làm sạch nước sơ bộ trước khi đưa vào bể lọc. Lắng là

quá trình tách khỏi nước cặn lơ lửng hoặc bông cặn hình thành trong giai đoạn keo

tụ, tạo bông.

Đồ án tốt nghiệp

Trong công nghệ xử lí nước cấp quá trình lắng được ứng dụng:

- Lắng cặn phù sa khi nước mặt có hàm lượng phù sa lớn.

- Lắng bông cặn phèn/polyme trong công nghệ khử đục và màu nước mặt.

- Lắng bông cặn vôi – magie trong công nghệ khử cứng bằng hoá chất.

- Lắng bông cặn sắt và mangan trong công nghệ khử sắt và mangan.

Hiệu quả lắng phụ thuộc rất nhiều vào kết quả làm việc của bể tạo bông

cặn, để bông cặn tạo ra những hạt cặn to, bền chắc, và càng nặng thì hiệu quả

lắng càng cao.

Nhiệt độ của nước càng cao, độ nhớt của nước càng nhỏ, sức cản của nước đối

với hạt cặn càng giảm làm tăng hiệu quả các quá trình lắng nước.

Thời gian lưu nước trong bể lắng là chỉ tiêu quan trọng ảnh hưởng đến hiệu

qủa của bể lắng. Để đảm bảo lắng tốt thời gian lưu nước trung bình của các phân tử

nước trong bể lắng phải đạt từ 70 – 80% thời gian lưu nước trong bể theo tính toán,

nếu để cho bể lắng có vùng nước chết, vùng chảy quá nhanh hiệu quả lắng sẽ giảm

đi nhiều.

1.4.3.2. Quá trình lọc

Quá trình lọc nước là cho nước đi qua lớp vật liệu lọc với một chiều dày nhất

định đủ để giữ lại trên bề mặt hoặc giữa các khe hở của lớp vật liệu lọc các hạt cặn

và vi trùng có trong nước. Sau một thời gian làm việc, lớp vật liệu lọc bị bịt lại làm

giảm tốc độ lọc. Để khôi phục khả năng làm việc của bể lọc phải thổi rửa bể lọc

bằng nước hoặc gió hoặc bằng nước gió kết hợp để loại bỏ cặn bẩn ra khỏi lớp vật

liệu lọc.

Trong dây chuyền xử lý nước ăn uống và sinh hoạt, lọc là giai đoạn cuối cùng

để làm cho nước sạch triệt để. Hàm lượng cặn còn lại trong nước sau khi qua bể lọc

phải đạt tiêu chuẩn cho phép (nhỏ hơn hoặc bằng 3 mg/l).

Vật liệu lọc là bộ phận cơ bản của bể lọc, nó mang lại hiệu quả làm việc và

tính kinh tế của quá trình lọc. Vật liệu lọc hiện nay được dùng phổ biến nhất là cát

thạch anh tự nhiên. Ngoài ra còn có thể sử dụng một số vật liệu khác như cát thạch

anh nghiền, đá hoa nghiền, than antraxit, polymer,… các vật liệu lọc nước cần phải

Đồ án tốt nghiệp

thoả mãn các yêu cầu sau: có thành phần cấp phối thích hợp, đảm bảo đồng nhất, có

độ bền cơ học cao, ổn định về hoá học.

Trong quá trình lọc người ta có thể dùng thêm than hoạt tính như là một hoặc

nhiều lớp vật liệu lọc để hấp thu chất mùi và màu của nước. Các bột than hoạt tính

có bề mặt hoạt tính rất lớn chúng có khả năng hấp thụ các chất ở dạng lỏng hoà tan

trong nước.

Bên cạnh đó lọc qua vải cũng được coi là một cách lọc nước: điển hình là ở

khu vực Nam Á, người ta dùng một miếng vải sari gập làm 7 hay 8 lần dùng làm

tấm lọc. Tấm lọc bằng vải sari có thể làm giảm nguy cơ bị tả nhờ loại bỏ được

các cặn.

1.4.3.3. Khử sắt và mangan

Trong nước mặt sắt tồn tại ở dạng hợp chất Fe3+, thường là Fe(OH)3 không tan

ở dạng keo hoặc dạng huyền phù. Hàm lượng sắt trong nước mặt thường không lớn

và sẽ được khử trong quá trình làm trong nước. Trong nước ngầm, sắt tồn ở dạng

ion, sắt có hoá trị 2 (Fe2+) là thành phần của các muối hoà tan như: bicacbonat

Fe(HCO3)2, sunphat FeSO4. Hàm lượng sắt có trong nguồn nước ngầm thường cao.

Các phương pháp khử sắt trong nước ngầm:

- Khử sắt bằng phương pháp làm thoáng.

- Khử sắt bằng phương pháp dùng hoá chất.

- Các phương pháp khử sắt khác.

Mangan trong nước ngầm thường tồn tại ở dạng Mn2+ hoà tan hoặc có thể ở

dạng keo không tan. Khi Mn2+ bị oxy hoá sẽ chuyển sang dạng Mn3+ và Mn4+ ở

dạng hydroxit kết tủa.

2Mn(HCO3)2 + O2 + H2O  2Mn(OH)4 +4H+ + 4HCO3

Trong thực tế việc khử sắt trong nước ngầm thường được tiến hành đồng thời

với khử mangan.

1.4.3.4. Làm mềm nước

Là khử độ cứng trong nước (khử các muối Ca, Mg có trong nước). Nước cấp

cho một số lĩnh vực như công nghiệp dệt, sợi nhân tạo, hoá chất, chất dẻo, giấy,…

Đồ án tốt nghiệp

và nước cấp cho các loại nồi hơi thì phải làm mềm nước. các phương pháp làm

mềm nước phổ biến như: phương pháp nhiệt, phương pháp hoá học, phương pháp

trao đổi ion

1.4.3.5. Khử trùng nước

Để đảm bảo an toàn về mặt vi sinh vật, nước trước khi cấp cho người tiêu

dùng phải được khử trùng. Nó là khâu bắt buộc trong quá trình xử lý nước cho sinh

hoạt và ăn uống.

Có rất nhiều biện pháp khử trùng nước hiệu quả như: khử trùng bằng các chất

oxi hoá mạnh, khử trùng bằng các tia vật lý, khử bằng phương pháp siêu âm, khử

bằng phương pháp nhiệt, khử bằng phương pháp ion kim loại nặng,… Hiện nay ở

Việt Nam đang sử dụng phổ biến nhất là phương pháp khử trùng bằng chất oxi hoá

mạnh. Các chất được sử dụng phổ biến nhất là Clo và các hợp chất của Clo vì giá

thành thấp, dễ sử dụng, vận hành và bảo quản đơn giản. Quá trình khử trùng của

Clo phụ thuộc vào:

- Tính chất của nước xử lý: số vi khuẩn, hàm lượng chất hữu cơ và chất khử có

trong nước.

- Nhiệt độ của nước.

- Liều lượng Clo.

1.4.3.6. Xử lý nước cấp bằng phương pháp đặc biệt

Ngoài các phương pháp xử lý trên, khi chất lượng nước cấp được yêu cầu cao

hơn nên trong xử lý nước cấp còn sử dụng một số phương pháp sau:

- Khử mùi và vị bằng làm thoáng, chất oxy hóa mạnh, than hoạt tính.

- Làm mềm nước bằng phương pháp nhiệt, phương pháp hóa học, phương

pháp trao đổi ion.

Khử mặn và khử muối trong nước bằng phương pháp trao đổi ion, điện phân,

lọc qua màng…

1.4.3.7. Quá trình hấp phụ

Đồ án tốt nghiệp

a) Hiện tượng hấp phụ

Hấp phụ là sự tích lũy chất trên bề mặt phân cách các pha (khí - rắn, lỏng -

rắn, khí - lỏng, lỏng - lỏng). Chất có bề mặt, trên đó xảy ra sự hấp phụ được gọi là

chất hấp phụ, còn chất được tích lũy trên bề mặt chất hấp phụ gọi là chất bị hấp phụ.

Ngược với quá trình hấp phụ là quá trình giải hấp phụ (giải hấp). Đó là quá

trình đi ra của chất bị hấp phụ khỏi lớp bề mặt chất hấp phụ.

Hiện tượng hấp phụ xảy ra do lực tương tác giữa chất hấp phụ và chất bị hấp

phụ. Tùy theo bản chất lực tương tác mà người ta phân biệt hai loại là hấp phụ vật

lý và hấp phụ hóa học.

- Hấp phụ vật lý: Các phân tử chất bị hấp phụ liên kết với những tiểu phân

(nguyên tử, phân tử, các ion…) ở bề mặt phân chia pha bởi lực liên kết Van Der

Walls yếu. Đó là tổng hợp của nhiều loại lực hút khác nhau: tĩnh điện, tán xạ, cảm

ứng và lực định hướng.

Trong hấp phụ vật lý, các phân tử của chất bị hấp phụ và chất hấp phụ không

tạo thành hợp chất hóa học (không hình thành các liên kết hóa học), mà chất bị hấp

phụ chỉ bị ngưng tụ trên bề mặt phân chia pha và bị giữ lại trên bề mặt chất hấp phụ.

Ở hấp phụ vật lý, nhiệt hấp phụ không lớn.

- Hấp phụ hóa học: xảy ra khi các phân tử chất hấp phụ tạo hợp chất hóa học

với các phân tử chất bị hấp phụ. Lực hấp phụ hóa học khi đó là những lực liên kết

hóa học thông thường (liên kết ion, liên kết cộng hóa trị, liên kết phối trí…). Nhiệt

hấp phụ hóa học lớn, có thể đạt tới giá trị 800kJ/mol.

Trong thực tế sự phân biệt hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học chỉ là tương đối,

vì ranh giới giữa chúng không rõ rệt. Trong một số quá trình hấp phụ xảy ra đồng

thời cả hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học.

b) Động học hấp phụ

Trong môi trường nước, quá trình hấp phụ xảy ra chủ yếu trên bề mặt của chất

hấp phụ, vì vậy quá trình động học hấp phụ xảy ra theo một loạt các giai đoạn kế

tiếp nhau:

Đồ án tốt nghiệp

- Giai đoạn khuếch tán: Các chất bị hấp phụ chuyển động tới bề mặt chất

hấp phụ.

- Giai đoạn khuếch tán màng: Phân tử chất bị hấp phụ chuyển động đến bề mặt

ngoài của chất hấp phụ chứa các hệ mao quản.

- Giai đoạn khuếch tán trong mao quản: Chất bị hấp phụ khuếch tán vào bên

trong hệ mao quản của chất hấp phụ.

- Giai đoạn hấp phụ thực sự: Các phân tử chất bị hấp phụ được gắn vào bề mặt

chất hấp phụ.

Trong tất cả các giai đoạn đó, giai đoạn nào có tốc độ chậm nhất sẽ quyết định

khống chế chủ yếu toàn bộ quá trình hấp phụ.

c) Cân bằng hấp phụ

Quá trình hấp phụ là một quá trình thuận nghịch. Các phần tử chất bị hấp phụ

khi đã hấp phụ trên bề mặt chất hấp phụ vẫn có thể di chuyển ngược lại pha mang.

Theo thời gian, lượng chất bị hấp phụ tích tụ trên bề mặt chất rắn càng nhiều thì tốc

độ di chuyển ngược trở lại pha mang càng lớn. Đến một thời điểm nào đó, tốc độ

hấp phụ bằng tốc độ giải hấp thì quá trình hấp phụ đạt cân bằng.

Một hệ hấp phụ khi đạt đến trạng thái cân bằng, lượng chất bị hấp phụ là một

hàm của nhiệt độ, áp suất hoặc nồng độ của chất bị hấp phụ:

q = f (T, P hoặc C)

Ở nhiệt độ không đổi (T = const), đường biểu diễn sự phụ thuộc của q vào P

hoặc Cq= fT (P hoặc C) được gọi là đường đẳng nhiệt hấp phụ. Đường đẳng nhiệt

hấp phụ có thể được xây dựng trên cơ sở lý thuyết, kinh nghiệm tùy thuộc vào tiền

đề, giả thiết, bản chất và kinh nghiệm xử lý số liệu thực nghiệm.

 Dung lượng hấp phụ cân bằng

Dung lượng hấp phụ cân bằng là khối lượng chất bị hấp phụ trên một đơn vị

khối lượng chất hấp phụ ở trạng thái cân bằng trong điều kiện xác định về nồng độ

và nhiệt độ.

𝑞 = . 𝑉 𝐶0 − 𝐶𝑐𝑏 𝑚

Trong đó:

Đồ án tốt nghiệp

q: Dung lượng hấp phụ cân bằng (mg/g)

V: Thể tích dung dịch chất bị hấp phụ (l)

m: Khối lượng chất bị hấp phụ (g)

C0: Nồng độ của chất bị hấp phụ tại thời điểm ban đầu (mg/l)

Ccb: Nồng độ của chất hấp phụ tại thời điểm cân bằng (mg/l)

 Hiệu suất hấp phụ

Hiệu suất hấp phụ là tỉ số giữa nồng độ dung dịch bị hấp phụ và nồng độ dung

dịch ban đầu.

𝐻 = . 100% 𝐶0 − 𝐶𝑐𝑏 𝐶0

Đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Đối tượng nghiên cứu

2.1.1. Nguồn nước mặt

2.1.1.1. Phương pháp và vị trí lấy mẫu

 Phương pháp lấy mẫu:

Dùng bình 20L (can nhựa 20L) được rửa sạch bằng nước cất để loại hết bụi

bẩn và các vật liệu đóng gói bám lại.

Nạp mẫu vào bình chứa: Theo TCVN – 5993, ta nạp mẫu nước cho đầy bình

và đậy nắp cho thật chặt sao cho không có không khí trong bình mẫu. Trong quá

trình vận chuyển mẫu hạn chế sự tương tác với pha khí và sự lắc khi vận chuyển.

Bảo quản mẫu trong quá trình vận chuyển về bằng cách làm lạnh mẫu với nước đá ở

nhiệt độ 20 – 50C và để mẫu ở nơi tối đủ để bảo quản mẫu đến phòng thí nghiệm

trong thời gian ngắn nhất.

Hình 2.1: Quá trình lấy mẫu nước mặt

 Vị trí lấy mẫu: tại xã Thới Sơn (dưới chân cầu Rạch Miễu), huyện Châu

Thành, tỉnh Tiền Giang.

2.1.1.2. Các thông số phân tích đầu vào của nguồn nước mặt

a) COD

 Nguyên tắc: Hầu hết các chất hữu cơ đều bị phân hủy khi đun sôi trong

hỗn hợp chromic và acid sunfuric:

2- + 8cH+  nCO2 + (a + 8c) H2O + 2cCr3+

CnHaOb + cCr2O7

𝑎

𝑏

𝑛 +

−

2 Với c = 3

Đồ án tốt nghiệp

Lượng potassium dichromate biết trước sẽ giảm tương ứng với lượng chất hữu

cơ có trong mẫu. Lượng dichromate dư sẽ đucợ định phân bằng dung dịch

2- bị khử, lượng oxy tương đương này chính là COD.

Fe(NH4)2(SO4)3 và lượng chất hữu cơ bị oxy hóa sẽ tính ra bằng lượng oxy tương

đương qua Cr2O7

 Cách tiến hành thí nghiệm:

Bước 1: Rửa sạch ống nghiệm bằng nước cất, dùng pipet hút 2.5 ml mẫu nước

ngầm, thêm vào 1.5 ml dung dịch K2Cr2O7 0.0167M và 3.5 ml dung dịch H2SO4

reagent vào bằng cách cho acid chảy từ từ dọc theo thành của ống nghiệm.

Bước 2: Đậy nút vặn lại ngay, lắc kỹ nhiều lần (cẩn thận vì phản ứng sinh

nhiệt), sau đó cho vào tủ sấy ở nhiệt độ 1500C trong 2h.

Bước 3: Để nguội đến nhiệt độ phòng, đổ dung dịch vào trong bình tam giác,

thêm 3 giọt chỉ thị ferroin và định phân bằng FAS 0.1M đến khi mẫu chuyển từ màu

xanh lá cây sang màu nâu đỏ

Tương tự làm hai mẫu trắng với nước cất một mẫu gia nhiệt và một mẫu

không gia nhiệt.

 Kết quả phân tích COD đầu vào mẫu nước mặt

Cách tính:

𝐶𝑂𝐷 (𝑚𝑔𝑂2) = = 57.43 (𝑚𝑔𝑂2 𝑙)⁄ (5.5 − 4.8) ∗ 8000 ∗ 0.02564 2.5

b) Chất rắn lơ lửng (SS)

 Cách tiến hành:

Bước 1: Chuyển giấy lọc vào tủ sấy ở nhiệt độ 103- 105 0C khoảng 1giờ sau

đó làm nguội giấy lọc trong bình hút ẩm và tiến hành cân giấy lọc (m1)

Bước 2: Lắc đều mẫu, hút 20 ml mẫu phù hợp qua giấy lọc, sau đó sấy giấy

lọc ở nhiệt độ 103 – 1050C trong 2 giờ. Làm nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ

phòng. Cuối cùng thu được giấy lọc (m2).

Đồ án tốt nghiệp

 Kết quả SS đầu vào mẫu nước mặt:

= = 490 𝑚𝑔 𝑙⁄ (558.84 − 548.6) ∗ 1000 20 (𝑚2 − 𝑚1) × 1000 𝑉𝑚ẫ𝑢

c) Độ đục

 Nguyên tắc: nguyên tắc cơ bản của phương pháp này dựa trên sự hấp thu

ánh sáng của các cặn lơ lửng có trong dung dịch.

 Phương pháp đo: Dùng thiết bị đo độ đục của mẫu, ta được giá trị mẫu đầu

vào là 21,68 NTU.

Hình 2.2: Giá trị độ đục của mẫu đầu vào

d) Độ màu

 Nguyên tắc: Phương pháp xác định độ màu dựa vào sự hấp thu ánh sáng

của hợp chất màu có trong dung dịch.

 Cách tiến hành: Lập đường chuẩn độ màu

Hút một lượng dung dịch màu chuẩn vào bình định mức 100ml và định mức

với nước cất. Thể tích dung dịch màu chuẩn được rút lần lượt là: 1.0, 2.0, 3.0, 4.0,

6.0, 8.0, 10.0 tương ứng với độ màu sau khi định mức là: 5, 10, 15, 20, 25, 30, 40,

50 đơn vị màu Pt – Co. Dung dịch màu có nồng độ cao nhất trong dãy chuẩn được

mang đi quét phổ để xác định bước 22ong thích hợp. Bước 22ong được chọn cho

trường hợp này là λ = 456nm.

 Kết quả phân tích độ màu:

Đồ án tốt nghiệp

Bảng 2.1: Kết quả phân tích độ màu

1 STT 2 3 4 5 6 7 8 Mẫu

Độ màu 5 10 15 20 25 30 40 50 (Pt – Co)

ABS 0.006 0.012 0.017 0.022 0.029 0.035 0.046 0.062 0.046

Đường chuẩn độ màu

0.07

y = 0.0012x - 0.0015 R² = 0.9962

)

0.06

A

0.05

0.04

0.03

0.02

( g n a u q u h t p ấ h ộ Đ

0.01

30 Độ màu (Pt - Co)

Hình 2.3: Đồ thị biểu diễn phương trình đường chuẩn độ màu

 Vậy phương trình đường chuẩn độ màu có dạng:

y = 0.0012x – 0.0015

 Vậy độ màu của mẫu nước đầu vào là 39.58 mg/l

2.1.2. Nguồn nước ngầm

2.1.2.1. Phương pháp và vị trí lấy mẫu

Phương pháp lẫy mẫu:

Đồ án tốt nghiệp

Dùng bình 20L (can nhựa 20L) được rửa sạch bằng nước cất để loại hết bụi

bẩn và các vật liệu đóng gói bám lại.

Nạp mẫu vào bình chứa: Dùng bơm hút trực tiếp mẫu nước ngầm vào trong

bình. Nhưng lưu ý là ta bơm xả bỏ phần thể tích nước cũ khoảng 5 phút sau khi

bơm lên và bơm với tốc độ thấp để đạt ổn định chất lượng nước vào đầy bình chứa.

Bảo quản mẫu ở trong tối, làm lạnh ở nhiệt độ từ 2 – 50C trước khi đưa về phòng thí

nghiệm trong thời gian nhanh nhất. Bình chứa mẫu không được nạp quá đầy khi

đông lạnh..

Hình 2.4: Quá trình lấy mẫu nước ngầm

Vị trí lấy mẫu: tại ấp 7, xã Tân Lợi Thạnh, huyện Giồng Trôm, tỉnh Bến Tre.

2.1.2.2. Các thông số đầu vào của nguồn nước ngầm

a) Thông số Fe2+

 Nguyên tắc: Ở pH acid (3.2 – 3.3), tất cả sắt trong mẫu ở dạng kết tủa đều

hòa tan. Nếu có mặt hydroxylamine làm chất khử và tác nhân nhiệt độ, Fe3+ (hòa

tan) bị khử thành Fe2+:

3H+  Fe(OH)3 + Fe3+ + H2O

4Fe3+ + 4Fe2+ 2NH2OH  + N2O + H2O + 4H+

Sau đó, ion Fe2+trong dung dịch phản ứng với 1,10-phenanthroline để tạo

thành phức chất màu đỏ cam. Độ hấp thu ánh sáng của phức tạo thành tỉ lệ thuận

với nồng độ của sắt dưới tổng tất cả các dạng tồn tại trong dung dịch mẫu ban đầu.

 Cách tiến hành:

Đồ án tốt nghiệp

Bảng 2.2: Lập đường chuẩn sắt

Các bình định mức số Hóa chất 0 1 2 3 4 5

Thể tích sắt chuẩn làm việc (ml) 0 2 4 6 8 10

50 48 46 44 42 40 Vml nước cất

2 ml Vml HCl đậm đặc

1 ml Vml dd đệm NH2OH.HCl

Đun sôi cho đến khi thể tích dung dịch còn khoảng 10-15 ml, để nguội chuyển vào bình định mức 100 ml

10 ml Vml dung dịch đệm axetat

5 ml Vml dung dịch phenanthroline

Để yên định mức thành 100 ml bằng nước cất. Lắc đều, để yên 10-15 phút và đo dộ hấp thu

 Xác định sắt tổng

- Lắc đều mẫu.

- Hút 50ml mẫu ra cốc, thêm vào 2ml HCl đậm đặc và 1ml dung dịch

Xử lý mẫu:

- Làm nguội dung dịch đã đun sôi về nhiệt độ phòng rồi trút toàn bộ phần

hydroxylamine và đun sôi nhẹ trên bếp đến khi thể tích giảm còn khoảng 15-20ml.

dung dịch đó vào bình định mức 50ml hoặc 100ml (thống nhất chỉ sử dụng 1 loại

- Thêm vào bình định mức có chứa mẫu ở trên 10ml dung dịch đệm acetate và

bình định mức trong suốt quá trình thí nghiệm).

5ml dung dịch phenanthroline. Định mức tới vạch.

 Kết quả đường chuẩn sắt đầu vào:

Bảng 2.3: Kết quả đường chuẩn sắt đầu vào

STT 0 1 2 3 4 5 Mẫu

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 C(mg/l)

ABS 0 0.002 0.008 0.016 0.021 0.028 0.189

Đồ án tốt nghiệp

Hình 2.6: Mẫu đầu Hình 2.5: Đường chuẩn sắt

vào của Fe2+

Đường chuẩn sắt

0.03

)

A

0.025

(

0.02

y = 0.0325x - 0.0045 R² = 0.9965

0.015

0.01

0.005

g n a u q u h t p ấ h ộ đ

0 0.5 1.5

1 C (mg/l)

Hình 2.7: Đồ thị biểu diễn phương trình đường chuẩn

 Vậy phương trình đường chuẩn sắt có dạng: sắt

y = 0.0325x – 0.0045

(mg/l)

 Vậy hàm lượng sắt đầu vào là 5.95 mg/l

b) Thông số Mn2+

 Nguyên tắc: Persulfate là một chất có tính oxy hóa mạnh, đủ để oxy hóa

Mn2+ thành Mn4+ khi có bạc làm chất xúc tác. Sản phẩm cuối cùng mang màu tím

Đồ án tốt nghiệp

của permanganate bền trong 24 giờ, nếu sử dụng một lượng thừa persulfate và

2- + 10H+

không có mặt chất hữu cơ. Phản ứng xảy ra như sau:

2- + H2O  2MnO4

- + 10SO4

2Mn2+ + 5S2O8

- Lấy 100ml mẫu hay một thể tích mẫu thích hợp sao cho hàm lượng Mn

 Cách tiến hành: Xử lý mẫu

- Cho vào mẫu 5ml dung dịch xúc tác và 1 giọt H2O2, đun sôi còn khoảng 90ml.

- Cho thêm 1g K2S2O8, đun sôi trong một phút.

- Để nguội đến nhiệt độ phòng, rồi định mức thành 100 ml

khoảng 0.005 – 1.2 mg/l.

Bảng 2.4: Lập đường chuẩn mangan

STT 0 1 2 3 4 5 6

0 2 4 6 8 10 12 Vml dung dịch chuẩn

100 98 96 94 92 90 88 Vml nước cất

Dung dịch xúc tác 5 ml

1giọt, đun sôi đến khi còn khoảng 90ml H2O2

K2S2O8 (g) 1g, đun sôi 1 phút, sau đó chuyển ra bình định mức 100ml, định mức tới vạch

Bảng 2.5: Kết quả đường chuẩn mangan đầu vào

STT 0 1 2 3 4 5 6 Mẫu

C(mg/l) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

0 0.009 0.015 0.022 0.031 0.038 0.044 0.134

ABS

Đồ án tốt nghiệp

Hình 2.8: Dãy chuẩn Mangan Hình 2.9: Mẫu đầu

vào của Mn2+

Đường chuẩn Mangan

0.05

)

A

(

0.04

0.02

0.03 y = 0.0361x + 0.0012 R² = 0.9966

0.01

g n a u q u h t p ấ h ộ Đ

0 0.5 1 1.5 C (mg/l)

Hình 2.10: Đồ thị biểu diễn phương trình đường chuẩn mangan

 Vậy phương trình đường chuẩn mangan có dạng:

y = 0.0361x - 0.0012

 Vậy hàm lượng mangan đầu vào là 3.75 mg/l

2.2. Điều chế vật liệu hấp phụ

Lõi ngô được thái nhỏ, phơi khô tự nhiên và đem rửa nước cất cho sạch. Sau

đó, sấy khô ở nhiệt độ 90 – 1000C trong 24h.

Đồ án tốt nghiệp

Vật liệu hấp phụ : lõi đốt H2SO4 nhỏ (kích thước < 1mm). Sau khi đã sấy khô

cho vào bình thủy tinh và được đốt bằng H2SO4 98% tỉ lệ 1:1 về khối lượng, ngâm

trong 48h. Sản phẩm sau khi đốt rửa sạch nhiều lần bằng nước cất, rồi ngâm trong

dung dịch NaHCO3 trong 24h, sau đó lọc lấy vật liệu và rửa sạch bằng nước cất đến

môi trường trung tính. Sấy khô ở nhiệt độ 120 – 1500C, ta thu được vật liệu hấp phụ.

Hình 2.11: Quá trình chế tạo lõi H2SO4 nhỏ

Vật liệu hấp phụ: lõi đốt H2SO4 to (kích thước 1-3mm). Cách làm tương tự

giống như làm đối với vật liệu hấp phụ lõi đốt H2SO4 nhỏ.

Hình 2.12: Quá trình chế tạo lõi H2SO4 to

Vật liệu hấp phụ: lõi đốt tự nhiên thiếu khí (kích thước 3-5mm). Sau đó rửa sạch

bằng nước cất, phơi khô tự nhiên. Cho vào thùng kim loại đậy nắp kín lại tránh tiếp xúc

với oxy sau đó đem đốt với nhiệt độ cao khoảng từ 3-5 giờ, và giữ nhiệt như vậy đến

khi nguội thì lấy ra, ta thu được vật liệu hấp phụ đốt tự nhiên.

Đồ án tốt nghiệp

Hình 2.13: Quá trình chế tạo lõi đốt tự nhiên thiếu khí

Vật liệu hấp phụ 1: lõi tự nhiên (kích thước > 5mm). Đem phơi khô tự nhiên

ngoài ánh nắng mặt trời trong 1 ngày, rửa nước cất cho sạch và sấy khô ta thu được

vật liệu.

Hình 2.14: Quá trình chế tạo lõi ngô tự nhiên không đốt

Đồ án tốt nghiệp

Mô hình thí nghiệm

Lõi tự nhiên không đốt

Lõi than hóa bằng H2SO4 (lõi to)

Lõi than hóa bằng H2SO4 (lõi nhỏ)

Lõi đốt tự nhiên thiếu khí

Than hoạt tính

Khảo sát 10g, 20g, 30g trong 4,6,8,24h (nước mặt), 2,4,6h (nước ngầm)

Các thông số phân tích

Nước mặt

Nước ngầm

COD, SS, độ màu, độ đục

Fe2+, Mn2+

2.3. Cơ sở nghiên cứu xây dựng mô hình

Thí nghiệm được tiến hành nhằm tìm ra hiệu quả trong việc loại bỏ COD, SS,

độ màu, độ đục, sắt, mangan của từng loại vật liệu hấp phụ như: lõi tự nhiên không

đốt, lõi than hóa bằng acid H2SO4 (lõi nhỏ), lõi than hóa bằng acid H2SO4 (lõi to) và

lõi đốt tự nhiên.Và tiến hành so sánh với than hoạt tính với lõi tối ưu nhằm đánh giá

được khả năng hấp phụ của vật liệu.

2.3.1. Mô tả mô hình thí nghiệm

Thí nghiệm được tiến hành trên các mô hình chai nhựa, hình trụ có thể tích

450ml với kích thước sau: đường kính x chiều cao = 60 x 170mm. Mô hình được

vận hành trong phòng thí nghiệm ở điều kiện nhiệt độ từ 30 – 320C. Mô hình chia

làm 4 nghiệm thức khảo sát ở khối lượng khác nhau là 10g, 20g, 30g :

Đồ án tốt nghiệp

 Nghiệm thức 1 là lõi tự nhiên không đốt: Ở khối lượng 10g thì chiều cao lớp

vật liệu 35mm, khối lượng 20g thì chiều cao là 50mm và ở khối lượng 30g là 70mm.

 Nghiệm thức 2 là lõi H2SO4 nhỏ: Ở khối lượng 10g thì chiều cao lớp vật liệu

15mm, khối lượng 20g thì chiều cao là 20mm và ở khối lượng 30g là 30mm.

 Nghiệm thức 3 là lõi H2SO4 to: Ở khối lượng 10g thì chiều cao lớp vật liệu

20mm, khối lượng 20g thì chiều cao là 30mm và ở khối lượng 30g là 35mm.

 Nghiệm thức 4 là lõi đốt tự nhiên thiếu khí: Ở khối lượng 10g thì chiều cao

lớp vật liệu 35mm, khối lượng 20g thì chiều cao là 45mm và ở khối lượng 30g là

60mm.

Hình 2.15: Mô hình thí nghiệm

Mô tả thí nghiệm

Ta chia trình tự thí nghiệm ra làm 2 phần riêng biệt đối với mẫu nước mặt và

mẫu nước ngầm.

 Đối với mẫu nước mặt

Trường hợp 1: Tiến hành thí nghiệm với khối lượng vật liệu hấp phụ thu được

là = 10 g và thể tích mẫu nước sử dụng là Vmẫu= 350 ml.

Đồ án tốt nghiệp

Trường hợp 2: Tiến hành thí nghiệm với khối lượng vật liệu hấp phụ thu được

là mvlhp= 20 g và thể tích mẫu nước sử dụng là Vmẫu= 350 ml.

Trường hợp 3: Tiến hành thí nghiệm với khối lượng vật liệu hấp phụ thu được

là mvlhp= 30 g và thể tích mẫu nước sử dụng là Vmẫu= 350 ml.

 Đối với mẫu nước ngầm

Cách tiến hành tương tự như nước mặt, sau đó lấy dung dịch sau lọc đi đo chỉ

tiêu Fe2+ và Mn2+.

Hình 2.16: Mô hình thể hiện khối lượng 10g, 20g, 30g ở cùng thể tích

2.3.2. Tiến hành thí nghiệm

Ứng với mỗi trường hợp, ta tiến hành thí nghiệm như sau:

 Cho than vào trong mô hình, sau đó cho 350 ml mẫu nước vào từng chai

trong mô hình.

 Sau đó để hấp phụ trong 2,4,6,8 và 24h, lấy dung dịch sau lọc đi đo độ màu

độ đục,COD và SS.

 Mỗi trường hợp như trên, ta tiến hành 5 thí nghiệm, mỗi thí nghiệm sẽ ứng

với 1 loại vật liệu hấp phụ khác nhau: lõi tự nhiên không đốt, lõi than hóa bằng acid

H2SO4 (lõi nhỏ), lõi than hóa bằng acid H2SO4 (lõi to), lõi đốt tự nhiên thiếu khí và

than hoạt tính. So sánh hiệu quả xử lý của từng loại vật liệu hấp phụ.

 Mỗi thí nghiệm cũng được tiến hành với các thời gian hấp phụ khác nhau để

chọn ra thời gian hấp phụ tối ưu.

Đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. Kết quả nghiên cứu

3.1.1. Kết quả nghiên cứu nước mặt

Thí nghiệm 1: Khảo sát lõi tự nhiên không đốt ứng với cả 3 khối lượng 10g,

20g và 30g của VLHP.

a) Độ đục

Bảng 3.1: Hiệu suất xử lý độ đục của lõi tự nhiên không đốt ở cả 3 khối lượng 10g, 20g

và 30g với các thời gian khác nhau

Hiệu suất xử lý (%) Khối lượng 10g 20g 30g Thời gian (h)

5.35 18.45 23.2 19.19 28.37 36.99 73.43 68.13 54.15 64.21 75.83 72.23 4h 6h 8h 24h

Hiệu suất xử lý độ đục của lõi tự nhiên không đốt ở cả 3 khối lượng

)

%

(

ý l

ử x

10g

20g

30g

t ấ u s u ệ i H

24h

6h 8h Thời gian (h)

Hình 3.1: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý độ đục của VLHP lõi tự nhiên không đốt

ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau

Nhận xét: Qua biểu đồ cho thấy hiệu suất hấp phụ độ đục của vật liệu lõi tự

nhiên không đốt đạt cao nhất ở khối lượng m = 30g chiếm 75.83% tại thời gian t =

8h.

Đồ án tốt nghiệp

b) Độ màu

Bảng 3.2: Hiệu suất xử lý độ màu của lõi tự nhiên không đốt ở cả 3 khối lượng 10g, 20g

và 30g với các thời gian khác nhau

Hiệu suất xử lý (%) Khối lượng 10g 20g 30g Thời gian (h)

4h 8.67 12.63 34.51

6h 12.61 21.05 40.22

8h 21.48 48.41 52.63

24h 18.54 40.73 47.73

Hiệu suất xử lý độ màu của lõi tự nhiên không đốt ở cả 3 khối lượng

)

%

(

ý l

ử x

10g

20g

30g

t ấ u s u ệ i H

24h

Thời gian (h)

Hình 3.2: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý độ màu của VLHP lõi tự nhiên không

đốt ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau

Nhận xét: Nhìn biểu đồ trên cho thấy được hiệu suất hấp phụ độ màu của

vật liệu lõi tự nhiên không đốt đạt hiệu suất cao nhất ở khối lượng m = 30g

nhưng chi đạt H = 52.63%.tại thời gian t = 8h.

Đồ án tốt nghiệp

c) Chỉ tiêu SS

Bảng 3.3 Hiệu suất xử lý SS của lõi tự nhiên không đốt ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g

với các thời gian khác nhau

Hiệu suất xử lý (%) Khối lượng 20g 30g 10g Thời gian (h)

4h 28.57 34.69 6.12

6h 40.82 45.92 28.57

8h 42.86 47.96 34.69

24h 42.86 44.9 32.65

Hiệu suất xử lý SS của lõi tự nhiên không đốt ở cả 3 khối lượng

)

%

(

ý l

ử x

10g

20g

30g

t ấ u s u ệ i H

24h

Thời gian (h)

Hình 3.3: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý SS của VLHP lõi tự nhiên không đốt ở cả

3 khối lượng với các thời gian khác nhau

Nhận xét: Dựa vào biểu đồ trên cho thấy được hiệu suất hấp phụ SS của

vật liệu lõi tự nhiên không đốt đạt hiệu suất cao nhất ở khối lượng m = 30g

chiếm H = 47.96% tại thời gian t = 8h

Đồ án tốt nghiệp

d) Chỉ tiêu COD

Bảng 3.4 Hiệu suất xử lý COD của lõi tự nhiên không đốt ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và

30g với các thời gian khác nhau

Hiệu suất xử lý (%) Khối lượng 10g 20g 30g Thời gian (h)

4h 0.34 1.55 2.41

6h 5.86 4.14 5.69

8h 4.66 6.03 6.72

24h 3.97 4.31 5.00

Hiệu suất xử lý COD của lõi tự nhiên không đốt ở cả 3 khối lượng

)

%

(

ý l

ử x

10g

20g

30g

t ấ u s u ệ i H

24h

6h 8h Thời gian (h)

Hình 3.4: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý COD của VLHP lõi tự nhiên không đốt ở

cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau

Nhận xét: Qua biểu đồ trên cho thấy được hiệu suất hấp phụ COD của vật liệu

lõi tự nhiên không đốt cho hiệu quả nhất ở khối lượng m = 30g nhưng chỉ đạt H =

6.72% tại thời gian t = 8h.

Đồ án tốt nghiệp

Thí nghiệm 2: Khảo sát lõi đốt H2SO4 nhỏ ứng với cả 3 khối lượng 10g, 20g

và 30g của VLHP.

a) Độ đục

Bảng 3.5: Hiệu suất xử lý độ đục của lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và

30g với các thời gian khác nhau

Hiệu suất xử lý (%) Khối lượng 10g 20g 30g Thời gian (h)

56.83 67.02 74.91 4h

67.71 75.6 76.89 6h

78.55 83.35 75.88 8h

76.8 77.08 85.56 24h

Hiệu suất xử lý độ đục của lõi H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối lượng

)

%

(

ý l

10g

20g

30g

ử x t ấ u x u ệ i H

90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

24h

6h 8h Thời gian (h)

Hình 3.5: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý đô đục của VLHP lõi đốt H2SO4 nhỏ ở

cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau

Nhận xét: Qua biểu đồ cho thấy được hiệu suất hấp phụ độ đục của vật lõi H2SO4

nhỏ đạt hiệu suất cao nhất khối lượng m = 30g với H = 85.56% ở tại thời gian t =

24h.

Đồ án tốt nghiệp

b) Độ màu

Bảng 3.6: Hiệu suất xử lý độ màu đục của lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối lượng 10g, 20g

và 30g với các thời gian khác nhau

Hiệu suất xử lý (%) Khối lượng 10g 20g 30g Thời gian (h)

27.36 39.99 46.77 4h

37.9 44.21 50.53 6h

39.99 51.87 61.04 8h

27.36 42.52 46.31 24h

Hiệu suất xử lý độ màu của lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối lượng

)

%

(

ý l

10g

20g

ử x t ấ u x u ệ i H

30g

24h

6h 8h Thời gian (h)

Hình 3.6: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý đô màu của VLHP lõi đốt H2SO4 nhỏ ở

cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau

Nhận xét: Nhìn biểu đồ trên cho thấy được hiệu suất hấp phụ độ màu lõi

H2SO4 nhỏ đạt hiệu suất cao nhất chiếm H = 56.04% ở khối lượng m = 30g tại thời

gian t = 8h.

Đồ án tốt nghiệp

c) Chỉ tiêu SS

Bảng 3.7: Hiệu suất xử lý SS của lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với

các thời gian khác nhau

Hiệu suất xử lý (%) Khối lượng 10g 20g 30g Thời gian (h)

4h 38.78 40.82 42.86

6h 75.51 76.53 78.57

8h 95.92 96.33 96.94

24h 94.9 95.1 94.9

Hiệu suất xử lý SS của lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối lượng

120

100

)

%

(

ý l

10g

20g

30g

ử x t ấ u x u ệ i H

24h

Thời gian (h)

Hình 3.7: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý SS của VLHP lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3

khối lượng với các thời gian khác nhau

Nhận xét: Dựa vào biểu đồ cho thấy được hiệu suất hấp phụ SS của vật liệu

lõi H2SO4 nhỏ đạt hiệu suất cao nhất chiếm 96.94% ở khố lượng m = 30g tại thời

gian lúc t = 8h.Nhưng biểu đồ cho thấy 3 khối lượng khác nhau lại cho hiệu suất

gần bằng nhau nên chọn ở khối lượng m = 10g so sánh.

Đồ án tốt nghiệp

d) COD

Bảng 3.8 Hiệu suất xử lý COD của lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g

với các thời gian khác nhau

Hiệu suất xử lý (%) Khối lượng 10g 20g 30g Thời gian (h)

4h 23.79 30.34 33.45

6h 49.48 49.48 50.34

8h 83.1 84.14 84.66

24h 78.45 77.24 76.9

Hiệu suất xử lý COD của lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối lượng

)

%

(

ý l

10g

20g

30g

ử x t ấ u x u ệ i H

24h

8h 6h Thời gian (h)

Hình 3.8 Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý COD của VLHP lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3

khối lượng với các thời gian khác nhau

Nhận xét: Qua biểu đồ cho thấy được hiệu suất hấp phụ COD của vật liệu lõi

H2SO4 nhỏ đạt hiệu suất cao nhất chiếm H = 84.66% ở khối lượng m = 30g tại thời

gian lúc t = 8h. Ở cả 3 khối lượng thì hiệu suất không chênh lệch nhiều nên khối

lượng m = 10g so sánh.

Đồ án tốt nghiệp

Thí nghiệm 3: Khảo sát lõi đốt H2SO4 to ứng với cả 3 khối lượng 10g, 20g

và 30g của VLHP.

a) Độ đục

Bảng 3.9: Hiệu suất xử lý độ đục của lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g

với các thời gian khác nhau

Hiệu suất xử lý (%) Khối lượng 10g 20g 30g Thời gian (h)

62.22 71.03 75.69 4h

76.11 77.63 80.86 6h

80.4 85.93 88.7 8h

79.94 81.04 85.38 24h

Hiệu suất xử lý độ đục của lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối lượng

)

%

(

ý l

10g

20g

ử x t ấ u s u ệ i H

30g

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

24h

6h 8h Thời gian (h)

Hình 3.9: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý đô đục của VLHP lõi đốt H2SO4 to ở cả 3

khối lượng với các thời gian khác nhau

Nhận xét: Dựa vào biểu đồ cho thấy được hiệu suất hấp phụ độ đục của vật

liệu lõi H2SO4 to có hiệu suất cao nhất chiếm 88.7% ở khối lượng m = 30g tại thời

gian lúc t = 8h.

Đồ án tốt nghiệp

b) Độ màu

Bảng 3.10: : Hiệu suất xử lý độ màu của lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và

30g với các thời gian khác nhau

Hiệu suất xử lý (%) Khối lượng 10g 20g 30g Thời gian (h)

4h 44.21 44.21 48.41

6h 46.31 52.63 67.36

8h 54.72 63.37 69.48

24h 46.31 54.72 61.04

Hiệu suất xử lý độ màu của lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối lượng

)

%

(

ý l

10g

20g

ử x t ấ u s u ệ i H

30g

24h

6h 8h Thời gian (h)

Hình 3.10: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý đô màu của VLHP lõi đốt H2SO4 to ở cả

3 khối lượng với các thời gian khác nhau

Nhận xét: Xem biểu đồ trên cho thấy được hiệu suất hấp phụ độ màu của vật

liệu lõi H2SO4 to cho hiệu suất cao nhất ở khối lượng m =30g nhưng chỉ đạt H =

69.48% tại lúc thời gian t = 8h.

Đồ án tốt nghiệp

c) SS

Bảng 3.11: Hiệu suất xử lý SS của lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với

các thời gian khác nhau

Hiệu suất xử lý (%) Khối lượng 10g 20g 30g Thời gian (h)

4h 36.73 39.8 55.1

6h 73.47 75.51 77.55

8h 96.02 96.12 96.22

24h 95.1 95.31 95.51

Hiệu suất xử lý SS của lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối lượng

120

100

)

%

(

ý l

10g

20g

30g

ử x t ấ u s u ệ i H

24h

6h 8h Thời gian (h)

Hình 3.11: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý SS của VLHP lõi đốt H2SO4 to ở cả 3

khối lượng với các thời gian khác nhau

Nhận xét: Dựa vào biểu đồ trên cho thấy được hiệu suất hấp phụ SS của

vật liệu lõi H2SO4 to ở các khối lượng khác nhau theo thời gian thì ở khối lượng

m =30g có hiệu suất cao nhất H = 96.22% tại thời gian t = 8h. Nhưng ở khối

lượng m =10g có hiệu suất tương đương với khối lượng m = 30g nên chọn khối

lượng m = 10g so sánh.

Đồ án tốt nghiệp

d) COD

Bảng 3.12: : Hiệu suất xử lý COD của lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g

với các thời gian khác nhau

Hiệu suất xử lý (%) Khối lượng 10g 20g 30g Thời gian (h)

4h 22.07 28.1 32.41

6h 41.21 47.24 49.48

8h 82.76 83.97 84.48

24h 77.41 75.69 77.93

Hiệu suất xử lý COD của lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối lượng

)

%

(

ý l

10g

20g

30g

ử x t ấ u s u ệ i H

90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

24h

6h 8h Thời gian (h)

Hình 3.12: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý COD của VLHP lõi đốt H2SO4 to ở cả 3

khối lượng với các thời gian khác nhau

Nhận xét: Dựa vào biểu đồ cho thấy được hiệu suất hấp phụ COD của vật liệu

lõi H2SO4 to so sánh các khối lượng với nhau thì hiệu suất cao nhất chiếm 84.48% ở

khối lượng m =30g tại thời gian t =8h. Tại khối lượng m =10g thì hiệu suất không

chênh lệch với khối lượng m = 30g nên chọn hiệu suất ở khối lượng m = 10g để so

sánh.

Đồ án tốt nghiệp

Thí nghiệm 4: Khảo sát lõi đốt tự nhiên thiếu khí ứng với cả 3 khối lượng

10g, 20g và 30g của VLHP.

a) Độ đục

Bảng 3.13: Hiệu suất xử lý độ đục của lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả 3 khối lượng 10g, 20g

và 30g với các thời gian khác nhau

Hiệu suất xử lý (%) Khối lượng 10g 20g 30g Thời gian (h)

69.28 77.26 80.49 4h

76.43 80.95 81 6h

91.08 91.8 94.79 8h

81.69 82.52 86.99 24h

Hiệu suất xử lý độ đục của lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả 3 khối lượng

100

)

%

(

ý l

10g

20g

ử x t ấ u s u ệ i H

30g

24h

6h 8h Thời gian (h)

Hình 3.13: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý độ đục của VLHP lõi đốt tự nhiên thiếu

khí ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau

Nhận xét: Dựa vào biểu đồ cho thấy được hiệu suất hấp phụ độ đục của vật

liệu lõi đốt tự nhiên cho hiệu suất cao qua từng thời gian và ở các khối lượng khác

nhau nhưng có hiệu suất cao nhất ở khối lượng m = 30g chiếm H = 94.79% tại thời

gian t = 8h. Tuy nhiên, ở khối lượng m =10g thì hiệu suất cũng không chênh lệch so

với khối lượng m = 30g nên chọn khối lượng m =10g so sánh.

Đồ án tốt nghiệp

b) Độ màu

Bảng 3.14: Hiệu suất xử lý độ màu của lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả 3 khối lượng 10g,

20g và 30g với các thời gian khác nhau

Hiệu suất xử lý (%) Khối lượng 10g 20g 30g Thời gian (h)

4h 39.54 50.53 56.85

6h 50.53 65.26 71.58

8h 90.56 91.24 94.74

24h 61.04 69.48 73.27

Hiệu suất xử lý độ màu của lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả 3 khối lượng

)

%

(

ý l

10g

20g

30g

ử x t ấ u s u ệ i H

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

24h

6h 8h Thời gian (h)

Hình 3.14: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý độ màu của VLHP lõi đốt tự nhiên

thiếu khí ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau

Nhận xét: Xem biểu đồ trên cho thấy được hiệu suất hấp phụ độ màu của vật

liệu lõi đốt tự nhiên qua từng thời gian ở các khối lượng khác nhau cho thấy ở tại

thời gian t = 8h thì các khối lượng cho hiệu suất cao nhưng cao nhất là ở khối lượng

m = 30g chiếm tới H = 94.74%. Do hiệu suất không chênh lệch nhiều ở khối lượng

m = 10g và khối lượng m = 30g nên khối lượng m =10g so sánh.

Đồ án tốt nghiệp

c) SS

Bảng 3.15: Hiệu suất xử lý SS của lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và

30g với các thời gian khác nhau

Hiệu suất xử lý (%) Khối lượng 20g 30g 10g Thời gian (h)

4h 61.22 65.31 62.86

6h 88.78 90.82 86.94

8h 96.94 97.96 96.12

24h 95.51 95.71 94.29

Hiệu suất xử lý SS của lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả 3 khối lượng

120

100

)

%

(

ý l

10g

20g

30g

ử x t ấ u s u ệ i H

24h

Thời gian (h)

Hình 3.15: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý SS của VLHP lõi đốt tự nhiên thiếu khí

ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau

Nhận xét: Dựa vào biểu đồ cho thấy được hiệu suất hấp phụ SS của vật

liệu lõi đốt tự nhiên cho hiệu suất cao ở các khối lượng qua từng thời gian khác

nhau nhưng đạt hiệu suất cao nhất ở khối lượng m = 30g chiếm tới H = 97.96%

vào lúc thời gian t = 8h. Chọn khối lượng m =10g để so sánh vì hiệu suất cao

gần với khối lượng m = 30g.

Đồ án tốt nghiệp

d) COD

Bảng 3.16: Hiệu suất xử lý COD của lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả 3 khối lượng 10g, 20g

và 30g với các thời gian khác nhau

Hiệu suất xử lý (%) Khối lượng 10g 20g 30g Thời gian (h)

4h 42.93 47.41 48.79

6h 73.02 76.21 78.1

8h 90 93.28 95.38

24h 81 80.52 80.93

Hiệu suất xử lý COD của lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả 3 khối lượng

120

)

%

100

(

ý l

10g

20g

ử x t ấ u s u ệ i H

30g

24h

6h 8h Thời gian (h)

Hình 3.16: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý COD của VLHP lõi đốt tự nhiên thiếu

khí ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau

Nhận xét: Dựa vào biểu đồ trên cho thấy được hiệu suất hấp phụ COD của vật

liệu lõi đốt tự nhiên cho hiệu suất cao qua từng thời gian và ở từng khối lượng khác

nhau nhưng đạt hiệu suất cao nhất vào thời gian lúc t = 8h và ở khối lượng m = 30g

chiếm tới h = 96.38%.Nhưng khối lượng m =10g cho hiệu suất tương đương với

khối lượng m = 30g nên chọn khối lượng m =10g so sánh.

Đồ án tốt nghiệp

Thí nghiệm 5: Khảo sát trên than hoạt tính ứng với cả 3 khối lượng 10g,

20g và 30g.

a) Độ đục

Bảng 3.17: Hiệu suất xử lý độ đục của than hoạt tính ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g

với các thời gian khác nhau

Hiệu suất xử lý (%) Khối lượng 10g 20g 30g Thời gian (h)

42.57 47.42 67.99 4h

77.35 83.21 85.70 6h

90.31 90.36 90.64 8h

91.47 93.22 94.56 24h

Hiệu suất xử lý độ đục của than hoạt tính ở cả 3 khối lượng

)

%

(

ý l

ử x t ấ u s u ệ i H

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

24h

8h Thời gian (h)

Hình 3.17: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý độ đục của than hoạt tính ở cả 3 khối

lượng với các thời gian khác nhau

Nhận xét: Dựa vào biểu đồ cho thấy được hiệu suất hấp phụ độ đục của vật

liệu than hoạt tính cao nhất vào thời gian lúc t = 24h ở khối lượng m = 30g đạt H =

94.56%.

Đồ án tốt nghiệp

b) Độ màu

Bảng 3.18: Hiệu suất xử lý độ màu của than hoạt tính ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g

với các thời gian khác nhau

Hiệu suất xử lý (%) Khối lượng 10g 20g 30g Thời gian (h)

42.14 46.31 54.78 4h

76.00 80.04 80.29 6h

84.21 86.36 88.43 8h

92.67 94.64 94.74 24h

Hiệu suất xử lý độ màu của than hoạt tính ở cả 3 khối lượng

100

)

%

(

ý l

ử x t ấ u s u ệ i H

24h

6h 8h Thời gian (h)

Hình 3.18: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý độ màu của than hoạt tính ở cả 3 khối

lượng với các thời gian khác nhau

Nhận xét: Dựa biểu đồ cho thấy được hiệu suất hấp phụ độ màu của vật liệu

than hoạt tính cho hiệu suất cao theo từng thời gian khác nhau nhưng cao nhất vào

lúc t = 24h ở khối lượng m = 30g chiếm H = 94.74%.

Đồ án tốt nghiệp

c) SS

Bảng 3.19: Hiệu suất xử lý SS của than hoạt tính ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với

các thời gian khác nhau

Hiệu suất xử lý (%) Khối lượng 20g 30g 10g Thời gian (h)

4h 64.29 75.51 62.24

6h 80.61 84.69 78.57

8h 96.12 96.33 94.90

24h 95.31 94.90 94.69

Hiệu suất xử lý SS của than hoạt tính ở cả 3 khối lượng

120

100

)

%

(

ý l

ử x t ấ u s u ệ i H

24h

6h 8h Thời gian (h)

Hình 3.19: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý SS của than hoạt tính ở cả 3 khối lượng

với các thời gian khác nhau

Nhận xét: Dựa vào biểu đồ cho thấy được hiệu suất hấp phụ SS của vật

liệu than hoạt tính cho hiệu suất cao ở các khối lượng nhưng hiệu suất cao nhất ở

khối lượng m = 30g đạt H = 96.33% tại thời gian lúc t = 8h.

Đồ án tốt nghiệp

d) COD

Bảng 3.20: Hiệu suất xử lý COD của than hoạt tính ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với

các thời gian khác nhau

Hiệu suất xử lý (%) Khối lượng 10g 20g 30g Thời gian (h)

4h 44.83 45.69 46.55

6h 81.38 81.72 82.41

8h 90.17 94.16 94.43

24h 88.97 88.10 87.59

Hiệu suất xử lý COD của than hoạt tính ở cả 3 khối lượng

100

)

%

(

ý l

ử x t ấ u s u ệ i H

24h

6h 8h Thời gian (h)

Hình 3.20 Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý COD của than hoạt tính ở cả 3 khối

lượng với các thời gian khác nhau

Nhận xét: Dựa vào biểu đồ trên cho thấy được hiệu suất hấp phụ COD của vật

liệu than hoạt tính cho hiệu suất cao ở thời gian t = 8h cho cả 3 khối lượng nhừ hiệu

quả cao nhất là ở khối lượng m = 30g đạt H = 94.43%.

Đồ án tốt nghiệp

Thí nghiệm 6: Kết quả so sánh thảo luận nguồn nước mặt

Bảng 3.21:Bảng so sánh các chỉ tiêu các vật liệu hấp phụ và than hoạt tính nguồn nước

mặt.

Hiệu suất xử lý (%)

Vật liệu

lõi tự nhiên không đốt than hoạt tính lõi đốt H2SO4 nhỏ lõi đốt H2SO4 to

Chỉ tiêu

75.83 85.56 88.7 lõi đốt tự nhiên thiếu khí 91.08 90.31 Độ đục

52.63 61.04 69.48 90.56 84.21 Độ màu

47.96 95.92 96.02 96.12 94.9 SS

6.72 83.1 82.76 90 90.17 COD

Hiệu suất xử lý tối ưu của các sản phẩm

120

)

100

%

(

ý l

Độ đục

Độ màu

ử x t ấ u s u ệ i H

COD

lõi đốt H2SO4 to

than hoạt tính

lõi tự nhiên không đốt

lõi đốt H2SO4 nhỏ

lõi đốt tự nhiên thiếu khí

Các sản phẩm

Hình 3.21: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý của các chỉ tiêu ở các vật liệu hấp phụ

và than hoạt tính

Nhận xét: Qua biểu đồ trên, ta thấy ở VLHP lõi tự nhiên không đốt cho hiệu

suất thấp nhất so với 3 vật liệu còn lại. Vật liệu hấp phụ lõi đốt H2SO4 nhỏ và to có

hiệu suất cũng tương đối cao nhưng so sánh với lõi đốt tự nhiên thì có phần thấp

hơn. Vậy VLHP lõi đốt tự nhiên cho hiệu suất cao nhất. Khi so sánh với than hoạt

tính thì lõi đốt tự nhiên có hiệu suất cao hơn ở cùng thời gian và khối lượng.

Đồ án tốt nghiệp

3.1.2. Kết quả nghiên cứu nước ngầm

Thí nghiệm 1: Khảo sát trên lõi tự nhiên không đốt ứng với cả 3 khối lượng

10g, 20g và 30g.

a) Fe2+

Bảng 3.22: Hiệu suất xử lý Fe2+ của lõi tự nhiên không đốt ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và

30g với các thời gian khác nhau

Hiệu suất xử lý (%) Khối lượng 10g 20g 30g Thời gian (h)

17.14 27.9 38.15 2h

59.33 70.25 73.25 4h

81.18 87.9 91.93 6h

Hiệu suất xử lý Fe2+ của lõi tự nhiên không đốt ở cả 3 khối lượng

)

%

(

ý l

10g

20g

ử x t ấ u s u ệ i H

30g

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

4h Thời gian (h)

Hình 3.22: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý Fe2+ của lõi tự nhiên không đốt ở cả 3

khối lượng với các thời gian khác nhau

Nhận xét: Dựa vào đồ thị cho thấy hiệu suất xử lý Fe2+ của lõi tự nhiên không

đốt ở cả 3 khối lượng tăng theo thời gian và đạt hiệu suất cao nhất lúc thời gian t =

6h ở khối lượng m = 30g đạt H = 91.93%.

Đồ án tốt nghiệp

b) Mn2+

Bảng 3.23: Hiệu suất xử lý Mn2+ của lõi tự nhiên không đốt ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và

30g với các thời gian khác nhau

Hiệu suất xử lý (%) Khối lượng 10g 20g 30g Thời gian (h)

2h 29.87 33.6 43.2

4h 70.67 74.4 77.87

6h 75.73 80.27 86.93

Hiệu suất xử lý Mn2+ của lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối lượng

100

)

%

(

ý l

10g

20g

30g

ử x t ấ u s u ệ i H

Thời gian (h)

Hình 3.23: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý Mn2+ của lõi tự nhiên không đốt ở cả 3

khối lượng với các thời gian khác nhau

Nhận xét: Dựa vào đồ thị cho thấy hiệu suất xử lý Mn2+ của lõi tự nhiên

không đốt tăng theo thời gian ở cả 3 khối lượng và đạt hiệu suất cao nhất lúc thời

gian t = 6h ở khối lượng m = 30g đạt H = 86.93%.

Đồ án tốt nghiệp

Thí nghiệm 2: Khảo sát trên lõi đốt H2SO4 nhỏ ứng với cả 3 khối lượng 10g,

20g và 30g.

a) Fe2+

Bảng 3.24: Hiệu suất xử lý Fe2+ của lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g

với các thời gian khác nhau

Hiệu suất xử lý (%) Khối lượng 10g 20g 30g Thời gian (h)

65.04 70.25 72.27 2h

81.18 85.21 87.9 4h

93.61 94.12 95.12 6h

Hiệu suất xử lý Fe2+ của lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối lượng

)

%

(

ý l

10g

20g

30g

ử x t ấ u s u ệ i H

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

4h Thời gian (h)

Hình 3.24: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý Fe2+ của lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối

lượng với các thời gian khác nhau

Nhận xét: Dựa vào đồ thị trên cho thấy hiệu suất xử lý Fe2+ vật liệu lõi H2SO4

nhỏ có thời gian xử lý tốt nhất là t = 6h và ở khối lượng m = 30g đạt H = 95.12%.

Tuy nhiên, chọn khối lượng m =10g so sánh vì có hiệu suất tương đương với khối

lượng m = 30g.

Đồ án tốt nghiệp

c) Mn2+

Bảng 3.25: Hiệu suất xử lý Mn2+ của lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g

với các thời gian khác nhau

Hiệu suất xử lý (%) Khối lượng 10g 20g 30g Thời gian (h)

2h 38.13 46.13 52.27

4h 84 84.53 88.27

6h 89.07 92.8 94.9

Hiệu suất xử lý Mn2+ của lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối lượng

)

%

(

ý l

10g

20g

30g

ử x t ấ u s u ệ i H

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Thời gian (h)

Hình 3.25: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý Mn2+ của lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối

lượng với các thời gian khác nhau

Nhận xét: Dựa vào đồ thị cho thấy hiệu suất xử lý Mn2+ của vật liệu lõi

H2SO4 nhỏ có thời gian xử lý tốt nhất là t = 6h và ở khối lượng m = 30g đạt H

= 94.9%. Do hiệu suất ở khối lượng m = 10g không chênh lệch nhiều so với

khối lượng m =30g nên chọn khối lượng m =10g.

Đồ án tốt nghiệp

Thí nghiệm 3: Khảo sát lõi đốt H2SO4 to ứng với cả 3 khối lượng 10g, 20g

và 30g.

a) Fe2+

Bảng 3.26: Hiệu suất xử lý Fe2+ của lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g

với các thời gian khác nhau

Hiệu suất xử lý (%) Khối lượng 10g 20g 30g Thời gian (h)

58.48 68.24 70.25 2h

73.95 75.97 78.49 4h

93.11 94.12 94.62 6h

Hiệu suất xử lý Fe2+ của lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối lượng

)

( ý l ử x

10g

t ấ u s

20g

30g

u ệ i H

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

4h Thời gian (h)

Hình 3.26: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý Fe2+ của lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối

lượng với các thời gian khác nhau

Nhận xét: Qua đồ thị trên cho thấy hiệu suất xử lý Fe2+ của vật liệu lõi H2SO4

to có thời gian xử lý tốt nhất là t = 6h ở khối lượng m = 30g đạt H = 94.62%. Chọn

khối lượng m = 10g vì có hiệu suất cao tương đương với khối lượng m = 30g.

Đồ án tốt nghiệp

b) Mn2+

Bảng 3.27: Hiệu suất xử lý Mn2+ của lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g

với các thời gian khác nhau

Hiệu suất xử lý (%) Khối lượng 10g 20g 30g Thời gian (h)

2h 35.2 41.87 48.53

4h 80.27 81.6 86.93

6h 89.07 91.47 92.27

Hiệu suất xử lý Mn2+ của lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối lượng

100

)

%

(

ý l

10g

20g

30g

ử x t ấ u s u ệ i H

4h Thời gian (h)

Hình 3.27: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý Mn2+ của lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối

lượng với các thời gian khác nhau

Nhận xét: Qua đồ thị cho thấy hiệu suất xử lý Mn2+ của vật liệu lõi H2SO4 to

là có thời gian xử lý tốt nhất là t = 6h ở khối lượng m = 30g đạt H = 92.27%. Nhìn

biểu đồ thì khối lượng m =10g có hiệu suất cao và không chênh lệch với khối lượng

m =30g nên chọn khối lượng m = 10g.

Đồ án tốt nghiệp

Thí nghiệm 4: Khảo sát trên lõi đốt tự nhiên thiếu khí ứng với cả 3 khối

lượng 10g, 20g và 30g.

a) Fe2+

Bảng 3.28: Hiệu suất xử lý Fe2+ của lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả 3 khối lượng 10g, 20g

và 30g với các thời gian khác nhau

Hiệu suất xử lý (%) Khối lượng 10g 20g 30g Thời gian (h)

66.72 71.93 76.47 2h

87.39 88.91 89.41 4h

95.12 95.63 96.64 6h

Hiệu suất xử lý Fe2+ của lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả 3 khối lượng

120

)

100

%

(

ý l

10g

20g

30g

ử x t ấ u s u ệ i H

4h Thời gian (h)

Hình 3.28: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý Fe2+ của lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả 3

khối lượng với các thời gian khác nhau

Nhận xét: Đồ thị cho thấy được hiệu suất xử lý Fe2+ của vật liệu lõi đốt tự

nhiên oa hiệu suất cao cho cả 3 khối lượng nhưng cao nhất là khối lượng m = 30g

đạt H = 96.64% lúc thời gian t = 6h. Chọn khối lượng m =10g so sánh vì hiệu suất

cũng tượng đương với khối lượng m = 30g.

Đồ án tốt nghiệp

b) Mn2+

Bảng 3.29: Hiệu suất xử lý Mn2+ của lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả 3 khối lượng 10g, 20g

và 30g với các thời gian khác nhau

Hiệu suất xử lý (%) Khối lượng 10g 20g 30g Thời gian (h)

2h 59.47 65.6 72.8

4h 83.2 85.33 89.07

6h 94.4 97.07 98.67

Hiệu suất xử lý Mn2+ của lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả 3 khối lượng

120

100

)

%

(

ý l

10g

20g

30g

ử x t ấ u s u ệ i H

4h Thời gian (h)

Hình 3.29: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý Mn2+ của lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả

3 khối lượng với các thời gian khác nhau

Nhận xét: Dựa vào biểu đồ cho thấy được hiệu suất hấp phụ độ đục của vật

liệu lõi đốt tự nhiên cho hiệu suất cao qua từng thời gian nhưng cao nhất vào lúc t =

8h và ở khối lượng m =30g đạt H = 98.67%. Chọn khối lượng m = 10g để so sánh

vì không chênh lệch nhiều so với khối lượng m = 30g.

Đồ án tốt nghiệp

Thí nghiệm 5: Khảo sát trên than hoạt tính ứng với cả 3 khối lượng 10g, 20g

và 30g.

a) Fe2+

Bảng 3.30: Hiệu suất xử lý Fe2+ của than hoạt tính ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với

các thời gian khác nhau

Hiệu suất xử lý (%) Khối lượng 10g 20g 30g Thời gian (h)

58.49 58.99 60.00 2h

85.55 85.88 86.39 4h

94.96 94.96 95.13 6h

Hiệu suất xử lý Fe2+ của than hoạt tính ở cả 3 khối lượng

)

%

(

ý l

ử x t ấ u s u ệ i H

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Thời gian (h)

Hình 3.30: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý Fe2+ của than hoạt tính ở cả 3 khối

lượng với các thời gian khác nhau

Nhận xét: Nhìn vào biểu đồ cho thấy hiệu suất xử lý Fe2+ của vật liệu than

hoạt tính có hiệu suất cao ở cả 3 khối lượng theo tùng thời gian nhưng cao nhất là ở

khối lượng m = 30g đạt H = 95.13% tại thời gian lúc t = 6h.

Đồ án tốt nghiệp

b) Mn2+

Bảng 3.31: Hiệu suất xử lý Mn2+ của than hoạt tính ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với

các thời gian khác nhau

Hiệu suất xử lý (%) Khối lượng 10g 20g 30g Thời gian (h)

38.67 41.33 41.33 2h

69.07 69.07 69.60 4h

92.00 92.53 93.07 6h

Hiệu suất xử lý Mn2+ của than hoạt tính ở cả 3 khối lượng

100

)

%

(

ý l

ử x t ấ u s u ệ i H

4h Thời gian (h)

Hình 3.31: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý Mn2+ của than hoạt tính ở cả 3 khối

lượng với các thời gian khác nhau

Nhận xét: Dựa vào biểu đồ cho thấy được hiệu suất hấp phụ Mn2+ của vật liệu

than hoạt cho hiệu suất cao qua từng thời gian ở cả 3 khối lượng nhưng cao nhất là

ở khối lượng m =30g dạt H = 93.07% vào lúc t = 6h.

Đồ án tốt nghiệp

Thí nghiệm 6: Kết quả so sánh thảo luận nguồn nước ngầm

Bảng 3.32: Bảng so sánh các chỉ tiêu các vật liệu hấp phụ và than hoạt tính nguồn nước

ngầm.

Hiệu suất xử lý (%)

Vật liệu

Chỉ tiêu

91.93

95.12

94.62

lõi đốt tự nhiên lõi đốt H2SO4 nhỏ lõi đốt H2SO4 to lõi tự nhiên không đốt than hoạt tính

Fe2+

86.93

94.9

92.27

95.12 94.96

Mn2+

94.4 92

Hiệu suất xử lý tối ưu của các sản phẩm

)

%

(

ý l

ử x t ấ u s u ệ i H

lõi đốt H2SO4 to

than hoạt tính

lõi tự nhiên không đốt

lõi đốt H2SO4 nhỏ

lõi đốt tự nhiên thiếu khí

Các sản phẩm

Hình 3.32: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý của các chỉ tiêu ở các vật liệu hấp phụ

và than hoạt tính

Nhận xét: Dựa vào bảng và hình ở trên ta thấy hiệu suất xử lý Fe2+ và Mn2+

khá cao qua từng vật liệu, trong đó vật liệu thấp nhất là lõi tự nhiên không đốt

nhưng cũng chiếm được hiệu suất của Fe2+ = 91.93% và Mn2+ = 86.93%. Vật liệu

có hiệu suất cao nhất là lõi đốt tự nhiên có hiệu suất của Fe2+ = 95.12% và Mn2+ =

94.4% khi so sánh với than hoạt tính thì cho thấy được lõi đốt tự nhiên có hiệu qua

hơn, tuy nhiên là hiệu suất chênh lệch không cao.

Đồ án tốt nghiệp

3.2. Kết luận thí nghiệm

- Kết quả nghiên cứu ở các thời gian và khối lượng khác nhau đã xác định

được vật liệu lõi ngô đốt tự nhiên phù hợp nhất và có nhiều tính năng vượt trội so

với các vật liệu khác như: lõi tự nhiên không đốt, lõi đốt H2SO4 (nhỏ, to). Lõi đốt tự

nhiên xử lý hiệu quả nguồn nước mặt và hấp phụ được một số ion kim loại ( Fe2+ ,

Mn2+ ) trong nước ngầm.

- Với khối lượng tăng dần thì hiệu suất hấp phụ vật liệu cũng tăng dần. Thời

gian tốt nhất cho lõi đốt tự nhiên khi xử lý các thông số nước mặt là 8h và khối

lượng 30g. Ở nước ngầm thời gian xử lý tốt nhất là 6h và khối lượng vật liệu là 30g.

Nhưng hiệu quả xử lý độ đục H = 91.08%. COD H = 90%, độ màu H =

90.56%. SS có thể xử lý đến H = 96.12% ở khối lượng m = 10g.

Hiệu quả xử lý Fe2+ H = 95.12% và của Mn2+ H = 94.4% ở khối lượng m = 10g

Thông số Đầu ra QCVN01:2009/BYT

pH 6.8 – 8.2 6.5 – 8.5

Độ đục (NTU) 1.95 2

Độ màu (Pt – Co) 3.73 15

0.29

Hàm lượng Fe2+ (mg/l) 0.3

Hàm lượng Mn2+ (mg/l) 0.21 0.3

- Với các thông số đầu ra đạt QCVN01:2009/BYT thì việc chọn vật liệu hấp phụ

lõi đốt tự nhiên ở khối lượng m =10g là tốt nhất để xử lý nguồn nước ở ĐBSCL.

- Khi đem so sánh vật liệu hấp phụ với than hoạt tính ở các chỉ tiêu cho cả 3

khối lượng và theo thời gian khác cho thấy rằng lõi đốt tự nhiên có khả năng hấp

phụ như than hoạt tính và có thời gian đạt hiệu suất ngắn hơn than hoạt tính.

Đồ án tốt nghiệp

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Nghiên cứu khả năng xử lý hiệu quả nguồn nước mặt và nước ngầm từ vật liệu hấp

phụ là lõi ngô, ta thu được kết quả như sau:

- Chế tạo vật liệu hấp phụ từ lõi ngô bằng cách:

 Đốt tự nhiên ở môi trường không có oxi và nhiệt độ cao.

 Hoạt hóa bằng acid H2SO4

- Khảo sát ở bốn nghiệm thức thì kết quả thấy được là lõi ngô đốt tự nhiên

có hiệu quả hơn so với lõi tự nhiên không đốt, lõi ngô hoạt hóa bằng H2SO4

(nhỏ, to).

- Khảo sát cho thấy ở khối lượng 30g là cho kết quả xử lý hữu hiệu nhất.

Với các thông số đầu ra đạt QCVN01:2009/BYT thì ở khối lượng m =10g là tốt nhất

để xử lý nguồn nước ở vùng ĐBSCL.

- Khảo sát và xác định thời gian tốt nhất là 8h cho COD, độ đục, độ màu, SS ở

nguồn nước mặt.

- Khảo sát và xác định thời gian tốt nhất xử lý Fe2+ và Mn2+ là 6h cho nguồn

nước ngầm.

- Khảo sát lõi ngô đốt tự nhiên với than hoạt tính cho thấy kết quả hai vật liệu

tương nhau và ở một số chỉ tiêu lõi ngô đốt tự nhiên chiếm ưu thế hơn về mặt thời

gian.

- Nguyên vật liệu sẵn có và chế tạo đơn giản, vừa xử lý được nước đồng thời

giảm thiểu đáng kể lượng rác thải nông nghiệp gây ô nhiễm môi trường cho người

dân sinh sống thuộc vùng đồng bằng sông Cửu Long.

- Kết quả nghiên cứu cho thấy sử dụng vật liệu hấp phụ than hoạt tính chế tạo

từ lõi ngô trong xử lý nước sinh hoạt đạt hiệu quả khả thi.

Nhìn chung những kết quả thu được trong quá trình nghiên cứu trên vật liệu

hấp phụ than hoạt tính chế tạo từ lõi ngô trong xử lý nước sinh hoạt đạt hiệu suất

khả quan. Từ những kết quả thu được trong quá trình nghiên cứu trên vật liệu hấp

phụ là lõi ngô thì trong quá trình làm vẫn còn những khó khăn nên xin đưa ra một

số kiến nghị sau:

Đồ án tốt nghiệp

- Nên mở rộng nghiên cứu thêm trên mô hình nước thải công nghiệp như:

nước thải dệt nhuộm, nước thải chăn nuôi…

- Thay đổi thời gian xử lý sao cho phù hợp hơn với thực tế mô hình và lưu

lượng lớn.

- Vì điều kiện phòng thí nghiệm không cho phép nên không mở rộng nghiên

cứu thêm về khả năng xử lý As trong nước ngầm.

- Vì thời gian làm thí nghiệm ngắn nên không thử nghiệm khả năng thu hồi và

tái sinh của các loại vật liệu hấp phụ.

Đồ án tốt nghiệp

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Lý Quỳnh Anh và ctv, (2011). Tổng quan về ô nhiễm Sắt và Mangan trong

nguồn nước, công nghệ xử lý phục vụ cấp nước. Trường Đại Học Khoa Học Tự

Nhiên – Đại Học Quốc Gia Hà Nội.

[2] Nguyễn Ngọc Dung, (1999). Xử lý nước cấp. NXB Xây Dựng

628.162/D513.

[3] GS. TSKH Từ Văn Mặc và Nguyễn Văn Huy. Hướng dẫn thí nghiệm hóa

phân tích. Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội – Bộ môn hóa phân tích.

[4] Nguyễn Thị Thanh Phượng và ctv, (2011). Nghiên cứu đánh giá hiệu quả

xử lý nước thải tinh bột mì bằng công nghệ lọc sinh học hiếu khí trên các loại vật

liệu lọc khác nhau. Viện Môi Trường Và Tài Nguyên, Đại Học Quốc Gia Thành

Phố Hồ Chí Minh.

[5] ThS. Võ Hồng Thi, (2012), Bài giảng thực hành Hóa Môi Trường – phần

chất lượng nước, trường Đại học Công Nghệ thành phố Hồ Chí Minh.

[6] http://tailieuso.udn.vn/bitstream/TTHL_125/4963/2/Tomtat.pdf

[7] http://tai-lieu.com/tai-lieu/tong-quan-ve-dong-bang-song-cuu-long-4588/

[8] http://baocongthuong.com.vn/chat-dot-tu-loi-ngo-giai-phap-gop-phan-ung-

pho-tich-cuc.html