ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
----------
Nguyễn Nam Giang
NGHIÊN CỨU TÁI CHẾ BÙN ĐỎ THÀNH CHẤT KEO TỤ ĐA
THÀNH PHẦN DÙNG CHO XỬ LÝ NƯỚC THẢI
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Hà Nội – 2015
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------
Nguyễn Nam Giang
NGHIÊN CỨU TÁI CHẾ BÙN ĐỎ THÀNH CHẤT KEO TỤ ĐA
THÀNH PHẦN DÙNG CHO XỬ LÝ NƯỚC THẢI
Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường
Mã số: 60520320
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. Trần Thị Hồng
Hà Nội - 2015
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3
1.1. Giới thiệu về bauxit 3
1.1.1. Bauxit 3
1.1.2. Tình hình khai thác và chế biến bauxit trên thế giới và tại Việt Nam 4
1.1.3. Công nghệ sản xuất alumin 7
1.2. Giới thiệu về bùn đỏ 9
1.2.1. Đặc điểm, thành phần hóa học và tính chất vật lý 9
1.2.2. Phương hướng xử lý bùn đỏ 11
1.2.3. Ứng dụng bùn đỏ trong công nghệ môi trường 16
1.3. Tổng quan về keo tụ 18
1.3.1. Khái niệm 18
1.3.2. Cấu tạo của hạt keo 18
1.3.3. Cơ chế của quá trình keo tụ 19
1.3.4. Các phương pháp keo tụ 23
1.3.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình keo tụ 26
1.4. Giới thiệu về các loại nước thải 27
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29
2.1. Đối tượng nghiên cứu 29
2.2. Nguyên liệu, hóa chất và thiết bị 29
2.2.1. Nguyên liệu 29
2.2.2. Hóa chất 29
2.2.3. Dụng cụ, thiết bị 30
2.3. Các phương pháp nghiên cứu 30
2.3.1. Phương pháp xác định đặc tính hóa lý bùn đỏ 30
2.3.2. Phương pháp nghiên cứu chế tạo chất keo tụ từ bùn đỏ Tân Rai 35
2.3.3. Phương pháp xác định khả năng keo tụ của BĐ Al – Fe 40
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 44
3.1. Kết quả nghiên cứu bùn đỏ Tân Rai 44
3.1.1. Kết quả phân tích cấu trúc pha bùn đỏ Tân Rai 44
3.1.2. Kết quả phân tích hình thái cấu trúc, diện tích bề mặt bùn đỏ 45
3.1.3. Kết quả phân tích thành phần hóa học bùn đỏ Tân Rai 46
3.2. Kết quả nghiên cứu quá trình chế tạo chất keo tụ đa thành phần từ bùn đỏ Tân
Rai 47
3.2.1. Kết quả nghiên cứu quá trình hòa tách bùn đỏ 47
3.2.2. Quy trình chế tạo chất keo tụ BĐ Al – Fe từ bùn đỏ Tân Rai 55
3.2.3. Kết quả phân tích thành phần chất keo tụ BĐ Al - Fe 56
3.3. Kết quả nghiên cứu khả năng keo tụ từ chất keo tụ BĐ Al – Fe 56
3.3.1. Kết quả nghiên cứu xác định giá trị pH tối ưu của chất keo tụ BĐ Al – Fe 56
3.3.2. Kết quả nghiên cứu xác định liều lượng tối ưu của chất keo tụ BĐ Al - Fe 57
3.3.3. Kết quả nghiên cứu khả năng keo tụ trong xử lí nước thải, so sánh với PAC,
phèn nhôm, phèn sắt 60
KẾT LUẬN 64
KIẾN NGHỊ 64
TÀI LIỆU THAM KHẢO 65
PHỤ LỤC 70
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Sự phân bố trữ lượng bauxit trên các châu lục ................................................ 4
Bảng 1.2. Trữ lượng bauxite và sản lượng khai thác trên thế giới .................................. 5
Bảng 1.3. Thành phần hóa học bùn đỏ .......................................................................... 10
Bảng 1.4. Tỷ lệ cấp hạt của bùn đỏ ................................................................................ 10
Bảng 2.1. Liều lượng các chất keo tụ sử dụng để keo tụ ............................................... 43
Bảng 3.1. Kết quả đo BET mẫu bùn đỏ Tân Rai ........................................................... 46
Bảng 3.2. Thành phần bùn đỏ Tân Rai .......................................................................... 46
Bảng 3.3. Kết quả ảnh hưởng của nồng độ axit đến quá trình hòa tách bùn đỏ ............ 47
Bảng 3.4. Kết quả ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình hòa tách bùn đỏ ................... 49
Bảng 3.5. Kết quả ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến quá trình hòa tách bùn đỏ ............ 50
Bảng 3.6. Kết quả ảnh hưởng của tỷ lệ lỏng/rắn đến quá trình hòa tách bùn đỏ ........... 52
Bảng 3.7. Kết quả ảnh hưởng của thời gian hòa tách đến quá trình hòa tách bùn đỏ .... 53
Bảng 3.8. Thành phần chất keo tụ BĐ Al – Fe .............................................................. 56
Bảng 3.9. Thành phần nước thải trước và sau keo tụ ở các pH khác nhau .................... 56
Bảng 3.10. Thành phần nước trước và sau keo tụ sử dụng liều lượng keo tụ khác nhau
ở pH = 7 .................................................................................................................. 57
Bảng 3.11. Trạng thái cân bằng của sự thủy phân các ion Al3+ và Fe3+ ở các bậc khác
nhau ....................................................................................................................... 58