Luận Văn: NGHIÊN CỨU XỬ LÝ BENZEN TRONG NƯỚC NGẦM

TR NG Đ I H C CÔNG NGHI P TP. HCM ƯỜ Ạ Ọ Ệ

VI N KHCN & QU N LÝ MÔI TR NG Ả Ệ ƯỜ

----------------------

Lu n văn

ậ

:

Đ tàiề

NGHIÊN C U X LÝ BENZEN Ứ Ử

TRONG N

C NG M

ƯỚ

Ầ

TP. HCM, tháng 6 năm 2010

Nghiên c u x lý benzen trong n

ứ ử

ướ

c ng m ầ

2

GVHD: Cao Th Thúy Nga ị SVTH : Nhóm 15

M C L C Ụ Ụ

Nghiên c u x lý benzen trong n

ứ ử

ướ

c ng m ầ

NH N XÉT C A GIÁO VIÊN Ủ Ậ

……………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………

………….

……………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………

3

GVHD: Cao Th Thúy Nga ị SVTH : Nhóm 15

……………

Nghiên c u x lý benzen trong n

ứ ử

ướ

c ng m ầ

benzen benzen

ử

ổ

ổ

ổ

ơ ồ

ạ

ấ

ạ

7 ............................................................................ Hình 2.1: C u trúc phân t ấ Hình 4.1: Tuy n n i kh y tr n 24 ............................................................................................ ộ ấ ể Hình 4.2: s đ tuy n n i chân không 25 ................................................... ể ơ ồ Hình 4.3: s đ tuy n n i không áp l c 27 .............................................................................. ự ể 30 ......................................................................................... Hình 4.3: Các giai đo n h p ph ụ Hình 4.4: Than ho t tính 31 ...................................... Hình 4.5: Silicagel 34 ............................................................. 35 Hình 4.6: nhôm oxít ...................................... Hình 4.7: c u trúc zeolit 37 .............................. ấ 37 Hình 4.8: c ch h p ph zeolit .................................................... ụ 38 ............................................................... c Hình 4.9: H p ph zeolit trong môi tr ướ ụ

ơ ế ấ ng n ườ

ấ

4

GVHD: Cao Th Thúy Nga ị SVTH : Nhóm 15

DANH M C B NG HÌNH Ụ Ả

CH NG 1: M Đ U ƯƠ Ở Ầ

1.1. Tính c p thi t c a đ tài ấ ế ủ ề

N c là nhu c u t t y u c a m i sinh v t. Không có n ầ ấ ế ướ ủ ậ ọ ướ ộ c cu c

i đ s ng trên trái đ t không th t n t ấ ố ể ồ ạ ượ ọ c. Hàng ngày trung bình m i

ng i c n t ườ ầ ừ ạ ằ 3-10 lít đáp ng cho nhu c u ăn u ng và sinh ho t h ng ầ ứ ố

ngày. Trong sinh ho t n c c p dùng đáp ng nhu c u sinh ho t ăn ạ ướ ứ ấ ầ ạ

u ng, v sinh, các h at đ ng gi ố ệ ộ ọ ả i trí, và các h at đ ng công c ng nh ộ ọ ộ ư

c, t ng…còn trong công nghi p, n c u h a, phun n ứ ỏ ướ i đ ướ ườ ệ ướ ấ c c p

đ ượ ư ồ ộ c dùng cho quá trình làm l nh, s n xu t th c ph m nh đ h p, ả ự ạ ấ ẩ

c gi i khát, r n ướ ả ượ ề ử ụ u… H u nh m i ngành công nghi p đ u s d ng ư ọ ệ ầ

c c p nh là m t ngu n nguyên li u không gì thay th đ c trong n ướ ấ ế ượ ư ệ ồ ộ

s n xu t. ả ấ

Tùy thu c vào m c đ phát tri n công nghi p và m c sinh ho t cao ứ ộ ứ ề ệ ạ ộ

c c p v i s l th p c a m i c ng đ ng mà nhu c u v n ồ ầ ề ướ ấ ớ ố ượ ấ ủ ọ ộ ấ ng và ch t

l ng khác nhau. Ngày nay v i s phát tri n c a công nghi p, đô th và ượ ể ủ ớ ự ệ ị

c càng ngày b ô nhi m và c n ki t.… s bùng n dân s ngu n n ự ồ ướ ổ ố ễ ạ ị ệ

i c n ph i bi t cách x lý các ngu n n c c p đ Vì th con ng ế ườ ầ ả ế ử ồ ướ ấ ề

đáp ng c v ch t l ng l n s l ả ề ấ ượ ứ ẫ ố ượ ả ng cho sinh ho t h ng ngày và s n ạ ằ

xu t công nghi p. ệ ấ

1.2. M c tiêu c a đ tài ủ ề ụ

Tìm đ ng pháp, nh ng công ngh x lý benzen trong ượ c nh ng ph ữ ươ ệ ử ữ

c ng m tiên ti n và hi u qu c a Vi t nam nói riêng và trên toàn n ướ ả ủ ệ ế ầ ệ

Nghiên c u x lý benzen trong n

ứ ử

ướ

c ng m ầ

th gi c v s l ng và ch t l ế ớ i nói chung nh m đáp ng đ ằ ứ ượ ề ố ượ ấ ượ ng

ngu n n ồ ướ ể ụ ụ c đ ph c v nhu c u cho toàn xã h i. ầ ộ

1.3. N i dung c a đ tài ủ ề ộ

Nêu lên c s lý thuy t c a quá trình x lý benzen trong n ế ủ ơ ở ử ướ ầ c ng m,

u nh c đi m c a t ng ph ư ượ ủ ừ ể ươ ng pháp x lý, nh h ử ả ưở ế ng c a nó đ n ủ

môi tr ng và con ng i. ườ ườ

1.4. Đ i t ng và ph m vi nghiên c u ố ượ ứ ạ

Đ i t ng là dung môi benzen có trong n ố ượ ướ c ng m. ầ

Ph m vi nghiên c u không gi i h n. ứ ạ ớ ạ

1.5. Ph ng pháp nghiên c u ươ ứ

Đ tài hình thành d a trên ph ng pháp thu th p tài li u, phân tích ự ề ươ ệ ậ

và sau đó so sánh v i QCVN 01:2009/b y t ộ ớ ế ố (quy chu n k thu t qu c ỹ ậ ẩ

gia v ch t l ng n ề ấ ượ ướ c ăn u ng). ố

c a xã 1.6. Nhu c u kinh t ầ ế ủ h iộ

Hi n nay nhu c u dùng n c s ch c a ng i dân ngày càng tăng ệ ầ ướ ạ ủ ườ

cao, đáp ng nhu c u đó các nhà máy x lý n ứ ử ầ c c p l n l ướ ấ ầ ượ ờ t ra đ i.

Huy n Long Khánh theo kh o sát là m t vùng có tr l ng n ữ ượ ệ ả ộ ướ ầ c ng m

khá l n, ch t l ng n c đ t tiêu chu n ch t l ng n c ng m. Do đó ấ ượ ớ ướ ạ ấ ượ ẩ ướ ầ

ch c n x lý s b chúng ta có th đ a vào m ng l i c p n c cho ể ư ơ ộ ỉ ầ ử ạ ướ ấ ướ

6

GVHD: Cao Th Thúy Nga ị SVTH : Nhóm 15

ng i dân s d ng. ườ ử ụ

Nghiên c u x lý benzen trong n

ứ ử

ướ

c ng m ầ

CH NG 2: T NG QUAN ƯƠ Ổ

2.1. Gi i thi u s l c v benzen ớ ệ ơ ượ ề

2.1.1. Tính ch t v t lý ấ ậ

Benzen có công th c phân t ứ ử là

ơ C6H6, là hidrocacbon vòng th m đ n ơ

ộ gi n nh t. Trong benzen có ch a m t ứ ả ấ

t p h p vòng g m sáu nguyên t ồ ậ ợ ử

cacbon đó là nhân. Sáu nguyên t Cử

trong phân t benzen tr ng thái lai ử ở ạ

hóa (lai hóa tam giác).M i nguyên t ỗ ử C

s d ng 3 obitan lai hóa đ t o liên ử ụ ể ạ

benzen

Hình 2.1: C u trúc phân t ấ

ử

C bên c nh nó k t v i 2 nguyên t ế ớ ử ạ

và 1 nguyên t H. Sáu obitan p còn l i c a 6 nguyên t C xen ph bên

benzen ử

ử ạ ủ ủ

v i nhau t o thành h liên h p chung cho c vòng benzen. Nh v y mà ớ ờ ậ ệ ạ ả ợ

liên k t benzen t anken cũng ế ở ươ ng đ i b n v ng h n so v i liên k t ơ ố ề ữ ế ở ớ

nh nh ng hiđrocacbon không no khác. ư ở ữ

Benzen còn đ c vi t là ượ t t ế ắ PhH, ho c ặ benzol. Benzen có kh iố

3, đi m nóng

7

GVHD: Cao Th Thúy Nga ị SVTH : Nhóm 15

l ng phân t gam là 78,1121 g/mol, t tr ng 0,8786g/cm ượ ử ỷ ọ ể

Nghiên c u x lý benzen trong n

ứ ử

ướ

c ng m ầ

0C (278,6 K), đi m sôi 80,1

0C (353,2 K), đ hòa tan trong ộ

ch y là 5,5 ả ể

0C).

c 1,79 g/l (25 n ướ

Benzen là ch t không màu, h u nh không tan trong n ư ấ ầ ướ ư c nh ng

tan trong nhi u dung môi h u c ,đ ng th i chính chúng cũng là dung ơ ồ ữ ề ờ

ư môi hòa tan nhi u ch t khác. Ch ng h n benzen hòa tan brom, iot, l u ề ấ ạ ẳ

ạ huỳnh, cao su, ch t béo,...Các aren đ u là nh ng ch t có mùi,ch ng h n ề ữ ấ ẳ ấ

ẻ nh benzen và toluen có mùi th m nh , nh ng có h i cho s c kho , ư ư ứ ẹ ạ ơ

nh t là benzen. ấ

2.1.2. Tính ch t hóa h c ọ ấ

2.1.2.1. Ph n ng th ả ứ ế

a) Ph n ng halogen hóa ả ứ

Khi có b t s t, benzen tác d ng v i brom khan t o thành ụ ắ ạ ớ ộ

brombenzen và khí hiđro bromua.

ồ Toluen ph n ng nhanh h n benzen và t o ra h n h p hai đ ng ả ứ ạ ợ ơ ỗ

phân ortho và đ ng phân para ồ

b) Ph n ng nitro hóa ả ứ

Benzen tác d ng v i h n h p đ c và đ m đ c t o thành ợ ụ ặ ạ ậ ặ ớ ỗ

CH3

nitrobenzen:

- + + H2O +NO3

NO2

CH3

HNO3 + HNO3  NO2

- + +H3O+ + HSO4

OH2

HNO3 + 2H2SO4  NO2

+

o - Nitrotoluen

H2SO4

HNO3

CH3

+

OH2

+

8

GVHD: Cao Th Thúy Nga ị SVTH : Nhóm 15

NO2 p-Ntrotoluen

Nghiên c u x lý benzen trong n

ứ ử

ướ

c ng m ầ

ặ ồ Nitrobenzen tác d ng v i h n h p axit b c khói và đ m đ c đ ng ợ ớ ỗ ụ ậ ố

th i đun nóng thì t o thành m-đinitrobenzen. ạ ờ

Toluen tham gia ph n ng nitro hóa càng d dàng h n benzen (ch ả ứ ễ ơ ỉ

c n đ c, không c n b c khói) t o thành s n ph m th vào v trí ortho và ầ ầ ố ế ặ ạ ả ẩ ị

para

vòng benzen c) Quy t c th ắ ế ở

Khi ở ả ứ vòng benzen đã có s n nhóm ankyl (hay các nhóm ,ph n ng ẵ

th vào vòng s d dàng h n và u tiên x y ra v trí nhóm ortho và ẽ ễ ư ế ả ơ ở ị

para. Ng i, n u vòng benzen đã có s n nhóm (ho c các nhóm c l ượ ạ ế ở ẵ ặ

X

- CH3, OH, - CH2

Y - NO2,- COOH, -CHO

...

9

GVHD: Cao Th Thúy Nga ị SVTH : Nhóm 15

v trí meta. ph n ng th vào vòng s khó h n và u tiên x y ra ẽ ả ứ ư ế ả ơ ở ị

Nghiên c u x lý benzen trong n

ứ ử

ướ

c ng m ầ

ẫ Benzen có th liên k t v i các h p ch t khác nhau t o thành các d n ế ớ ể ấ ạ ợ

3 t oạ

xu t benzen khác nhau.Nh liên k t v i OH t o phenol,liên k t CH ế ớ ư ế ạ ấ

toluen là đ ng đ ng c a benzen,liên k t v i Clo t o thu c tr sâu 3 s ế ớ ừ ủ ạ ẳ ố ồ ố

6,hay t o điôxin ạ

Và khi liên k t nó s cho vào các v trí ortho, meta ho c para t ẽ ế ặ ị ươ ứ ng ng

v i các v trí 1, 2, 3 c a nhóm th . ế ớ ủ ị

Ví d nh phenol là s có các v trí đ OH là ụ ư ẽ ị ượ c đánh s b t đ u k t ố ắ ầ ể ừ

s 1 k đ n 2-ortho, 3-meta, 4-para nên h p ch t này có th g i là 2- ố ế ế ể ọ ấ ợ

metylphenol hay

10

GVHD: Cao Th Thúy Nga ị SVTH : Nhóm 15

metylphenol.

Nghiên c u x lý benzen trong n

ứ ử

ướ

c ng m ầ

3,

N u phenol liên k t v i các nhóm th là nhóm đ y electron nh -NH ế ớ ư ế ế ẩ

-NR,-OH, -OCH3, g c ankyl -R,...làm m t đ electron v trí ortho và ậ ộ ố ở ị

v trí o, p. para tăng lên ph n ng th d x y ra ả ứ ế ễ ả ở ị

Ví d : phenol t o k t t a v i dd Br ế ủ ớ ụ ạ ế ớ 2 nh ng benzen ch ph n ng th v i ỉ ả ứ ư

Br2 khan khi có m t b t s t và nhi ặ ộ ắ t đ . ệ ộ

Ng i n u nhóm th là nhóm hút electron nh -NO2, -COOH, c l ượ ạ ế ư ế

2 có

-CHO,... thì ph n ng th s khó x y ra và s u tiên vào v trí meta ả ứ ế ẽ ẽ ư ả ị

VD : phenol có vòng benzen liên k t -OH thì O có s oxh là âm, -NH ế ố

N tr ng thái oxh là âm => là nhóm đ y electron. ở ạ ẩ

2 có N s oxh d ố

Ng i -NO ng, -COOH có C s oxh d ng => là c l ượ ạ ươ ố ươ

nhóm hút electron.

N u nguyên t ế ử ơ đang liên k t v i vòng th m mà có tính oxh m nh h n ơ ế ớ ạ

nguyên t đang liên k t v i nó thì đó là nhóm đ y electron, còn có tính ử ế ớ ẩ

oxh y u h n nguyên t đang liên k t v i nó thì là nhóm hút electron. ế ơ ử ế ớ

d) C ch ph n ng th vòng benzen ơ ế ả ứ ế ở

Phân t halogen ho c phân t axit nitric không tr c ti p t n công. ử ặ ử ế ấ ự

Các ti u phân mang đi n tích d ng t o thành do tác d ng c a chúng ể ệ ươ ụ ủ ạ

v i xúc tác m i là tác nhân t n công tr c ti p vào vòng benzen. ớ ự ế ấ ớ

2.1.2.2. Ph n ng c ng ả ứ ộ

ộ Benzen và ankylbenzen làm m t màu dung d ch brom (không c ng ấ ị

ộ v i brom) nh các hiđrocacbon không no. Khi chi u sáng, benzen c ng ớ ư ế

11

GVHD: Cao Th Thúy Nga ị SVTH : Nhóm 15

v i clo thành . ớ

Nghiên c u x lý benzen trong n

ứ ử

ướ

c ng m ầ

ộ Khi đun nóng,có xúc tác Ni ho c Pt,benzen và ankylbenzen c ng ặ

• a.C ng hiđro :

v i hiđro t o thành xicloankan. ớ ạ

ộ

C6H12

C6H6 + 3H2 fi

• b.C ng Clo: ộ

C6H6Cl6

C6H6 + 3Cl2 fi

Thu c tr sâu 666 ố ừ

*C6H6CH3 + Cl2 fi C6H6CH2 - Cl

2.1.2.3. Ph n ng oxi hóa ả ứ

Benzen không tác d ng v i (không làm m t màu dung d ch ). ụ ấ ớ ị

Các ankylbenzen khi đun nóng v i dung d ch thì ch có nhóm ankyl ớ ị ỉ

b oxi hóa. ị

Thí d : Toluen b oxi hóa thành kali benzoat,sau đó ti p t c cho ế ụ ụ ị

tác d ng v i axit clohiđric thì thu đ c axit benzoic. ụ ớ ượ

Các aren khi cháy trong không khí th ườ ộ ng t o ra nhi u mu i ề ạ

• CnH2n-6+ O2 fi

than.Khi aren cháy hoàn toàn thì t o ra và t a nhi u nhi t. ề ạ ỏ ệ

•

nCO2+(n-3)H2O

C6H6 + O2 fi 6CO2+ 3H2O

2.1.3. Đi u ch và ng d ng ế ứ ụ ề

12

GVHD: Cao Th Thúy Nga ị SVTH : Nhóm 15

2.1.3.1. Đi u ch benzen ề ế

Nghiên c u x lý benzen trong n

ứ ử

ướ

c ng m ầ

Benzen, toluen,xilen,...th ng tách đ ườ ượ ằ ấ ầ c b ng cách ch ng c t d u ư

m và nh a than đá.Chúng còn đ c đi u ch t ankan,ho c xicloankan ự ỏ ượ ế ừ ề ặ

:

Etylbenzen đ c đi u ch t benzen và etilen : ượ ế ừ ề

2.1.3.2. Ứ ng d ng c a benzen ủ ụ

Benzen là m t nguyên li u r t quan tr ng trong công nghi p hoá ệ ấ ệ ọ ộ

ch t. Nh ng nguyên t hidro trong benzen d b thay th b ng clo và các ữ ấ ử ế ằ ễ ị

halogen khác, b ng các nhóm sunfo-, amino-, nitro- và các nhóm đ nh ằ ị

ấ ch c khác. Clobenzen, hexaclobenzen, phenol, anilin, nitrobenzen… đ y ứ

ấ m i ch là m t s d n su t c a benzen dùng trong công nghi p hoá ch t ộ ố ẫ ấ ủ ệ ớ ỉ

t và d đ s n xu t ch t d o và thu c nhu m, b t gi ể ả ấ ẻ ấ ộ ộ ố ặ ượ ợ c ph m, s i ẩ

nhân t o, ch t n , hoá ch t b o v th c v t, v.v… ấ ả ệ ự ậ ấ ổ ạ

Nó đ ượ ả c dùng nhi u nh t đ t ng h p các monome trong s n ấ ể ổ ề ợ

xu t polime làm ch t d o,cao su,t s i (ch ng h n polistiren,cao su ấ ẻ ấ ơ ợ ẳ ạ

buna - stiren,t capron).T benzen ng i ta đi u ch ra ơ ừ ườ ề ế

nitrobenzen,anilin,phenol dùng đ t ng h p ph m nhu m,d ể ổ ẩ ợ ộ ượ c

ph m,thu c tr d ch h i,... ừ ị ẩ ạ ố

Trong phòng thí nghi m, benzen đ c s d ng r ng rãi làm dung ệ ượ ử ụ ộ

2.2.

môi. H i benzen đ c và ph i th n tr ng khi làm vi c v i nó. ệ ớ ậ ả ọ ơ ộ

Ngu n g c phát sinh ồ ố

13

GVHD: Cao Th Thúy Nga ị SVTH : Nhóm 15

2.2.1. L ch s hình thành ử ị

Nghiên c u x lý benzen trong n

ứ ử

ướ

c ng m ầ

Benzen đ c nhà v t lý Anh Farađây (M.Faraday) phát hi n ra ượ ệ ậ

năm 1825. Ông tách đ c nó t ph n ng ng c a khí th p. ượ ừ ầ ư ủ ắ

Năm 1833, nhà hoá lý Đ c Mitselic (E. Mitcherlich) đã đi u ch ứ ề ế

đ c benzen khi ch ng khô mu i canxi c a axit benzoic (cho nên benzen ượ ư ủ ố

ộ mang tên nh v y). Ch t l ng không màu có mùi không khó ch u, đ c ấ ỏ ư ậ ị

0C, sôi

0C, t

3, kh iố

5,5 80,1 tr ng 0,8791 g/cm đáo này b đông đ c ị ặ ở ở ỷ ọ

6H6. Benzen t oạ

l ng phân t 78,11 và công th c th c nghi m là C ượ ử ứ ự ệ

thành v i không khí m t h n h p d n , d tr n v i ete, xăng và các ễ ổ ễ ộ ộ ỗ ợ ớ ớ

dung môi h u c khác, t o thành v i n c m t h n h p sôi nhi ữ ơ ớ ướ ạ ộ ỗ ợ ở ệ ộ t đ

69,250C.

Năm 1865, nhà hoá h c Đ c Kekule (A.Kekule) đã đ a ra công ứ ư ọ

th c d ng khép vòng c a benzen v i các liên k t đ n và đôi luân phiên ớ ứ ạ ế ơ ủ

nhau. Theo các gi thuy t hi n đ i, sáu electron π c a ba liên k t đôi ả ủ ế ệ ế ạ

trong benzen ở ạ ố tr ng thái liên h p, t o thành m t h electron th ng ộ ệ ạ ợ

nh t.ấ

V thành ph n, benzen thu c lo i hidrocacbon không no (dãy ề ầ ạ ộ

đ ng đ ng CnH2n-6), nh ng khác v i hidrocacbon thu c dãy etylen ồ ư ẳ ớ ộ

ẳ C2H4, benzen th hi n các tính ch t v n có c a hidrocacbon no. Ch ng ấ ố ể ệ ủ

h n, benzen b n v ng v i tác d ng c a các ch t oxi hoá, d tham gia ạ ữ ụ ủ ễ ề ấ ớ

ợ ph n ng th h n là ph n ng c ng, v.v… S dĩ benzen và nh ng h p ả ứ ả ứ ế ơ ữ ộ ỡ

ch t th m khác có các tính ch t đ c bi t này là vì nhân benzen t ấ ặ ấ ơ ệ ươ ng

đ i b n v ng đ i v i các ph n ng hoá h c. ố ề ữ ố ớ ả ứ ọ

14

GVHD: Cao Th Thúy Nga ị SVTH : Nhóm 15

2.2.2. Ngu n g c phát sinh ồ ố

Nghiên c u x lý benzen trong n

ứ ử

ướ

c ng m ầ

Các nhà khoa h c cho r ng ngu n g c chính c a benzen có trong ồ ủ ằ ố ọ

không khí là t xăng "t i" có ch a thành ph n benzen b b c h i và t ừ ươ ị ố ơ ứ ầ ừ

ng ti n giao thông. khói th i c a các ph ả ủ ươ ệ

ạ ộ Trong quá trình khai thác và s d ng xăng d u, các ho t đ ng ử ụ ầ

công nghi p, khói th i các ph ệ ả ươ ệ ng ti n giao thông s d ng nhiên li u ử ụ ệ

ng làm ô hóa th ch t o ra m t l ạ ộ ượ ạ ng benzen l n th t thoát ra môi tr ấ ớ ườ

nhi m b u tr i không khí. ờ ễ ầ

Khi tr i đ m a, benzen theo dòng ch y c a n c ch y ra các ao ờ ổ ư ả ủ ướ ả

h , sông , su i….và m t ph n th m qua lòng đ t đi và n ầ ồ ấ ấ ố ộ ướ c ng m làm ầ

ô nhi m ngu n n c c p cho nhu c u sinh ho t c a con ng i cũng ễ ồ ướ ạ ủ ấ ầ ườ

nh đ ng th c v t. ự ậ ư ộ

ng và tác đ ng t i con ng 2.3. nh h Ả ưở ộ ớ ườ ộ i, đ ng v t và th c v t ự ậ ậ

2.3.1. T i con ng ớ ườ i và đ ng v t ậ ộ

Benzen có th nh h ng t i làm cho các ể ả ưở ớ ứ i s c kh e c a con ng ỏ ủ ườ

bào ho t đ ng không đúng. Ch t này có th nh h ng t t ế ạ ộ ể ả ấ ưở ớ ệ ố i h th ng

mi n d ch qua vi c làm cho t y x ệ ủ ươ ể ị ế ầ ng t o ra quá nhi u b ch huy t c u ề ạ ạ

– b nh b ch c u. nh h ầ Ả ệ ạ ưở ộ ng ng đ c gây ra b i benzen s tùy thu c ở ộ ộ ẽ

vào n ng đ và th i gian ti p xúc. ế ồ ộ ờ

+ Nhi m đ c c p tính ộ ấ ễ

ng kho ng 20 – 30 mg/l không khí, - Ti p xúc li u th p, hàm l ề ế ấ ượ ả

gây kích thích m t, mũi h ng làm cho c th khó ch u. ọ ơ ể ắ ị

- Ti p xúc v i hàm l ế ớ ượ ầ ng trên 10mg/l choáng váng, đau đ u,

15

GVHD: Cao Th Thúy Nga ị SVTH : Nhóm 15

chóng m t, nôn m a, n n nhân b mê man. ữ ặ ạ ị

Nghiên c u x lý benzen trong n

ứ ử

ướ

c ng m ầ

- V i hàm l ng trên 65 mg/l, n n nhân ch t sau vài phút trong ớ ượ ế ạ

tình tr ng hôn mê, có th kèm co gi t. ể ạ ậ

+ Nhi m đ c mãn tính ộ ễ

ệ - R i lo n tiêu hóa: ăn kém ngon, xung huy t niêm m c mi ng, ế ạ ạ ố

nôn, h i th có th có mùi benzen. ể ở ơ

ộ - R i lo n th n kinh: chóng m t, nh c đ u, d cáu gi n, chu t ặ ứ ễ ậ ầ ầ ạ ố

rút, c m giác ki n bò, tê cóng… ế ả

- R i lo n huy t h c: thi u máu nh , có khuynh h ế ế ọ ẹ ạ ố ướ ấ ng xu t

huy t, ph n d rong kinh, khó th c g ng do thi u máu, th i gian ụ ữ ễ ở ố ắ ế ế ờ

ch y máu kéo dài, d u hi u dây th t d ng tính. ắ ươ ệ ả ấ

- Nguy hi m c a benzen là tích lũy ch c não và t y x t ng. ủ ể ở ổ ứ ủ ươ

2.3.2. T i th c v t ớ ự ậ

Khi ở trong đ t, benzen d bay h i vào không khí, và trong n ơ ễ ấ ướ c

nó n i trên b m t ng benzen quá cao s nh h ề ặ ,n u hàm l ế ổ ượ ẽ ả ưở ế ng đ n

ch t l ng môi tr ng không khí làm cho cây c i sinh tr ấ ượ ườ ố ưở ể ng phát tri n

ch m, m t cân b ng h sinh thái. ằ ệ ấ ậ

n ng đ cao trong không khí, đ t ho c trong n c, benzen có Ở ồ ấ ặ ộ ướ

th c ch quang ho c ch n s phân chia t ặ ặ ự ể ứ ế ế bào th c v t bình th ự ậ ườ ng

và do đó tăng tr ng stunt. ưở Quá nhi u ti p xúc v i các d ng khí có th ớ ế ề ạ ể

t mà b ch t ng t th c v t nh khí carbon dioxide displaces vi c c n thi ị ế ự ậ ệ ầ ư ạ ế

th c v t s d ng đ chuy n hóa. ậ ử ụ ự ể ể Ở ộ ố m t s loài th c v t, n u hình ự ế ậ

16

GVHD: Cao Th Thúy Nga ị SVTH : Nhóm 15

th c ch t l ng c a benzen là trên tán lá và b c h i, m t "đ t cháy" có ấ ỏ ủ ứ ố ơ ộ ố

Nghiên c u x lý benzen trong n

ứ ử

ướ

c ng m ầ

th x y ra nh là s thay đ i trong tr ng thái nguyên nhân gi m nhi ể ả ư ự ạ ả ổ ệ t

t ch t m t ph n mô ho c d n đ n lá dessication. đ trên b m t lá, gi ộ ề ặ ế ặ ẫ ế ế ầ ộ

Cu i cùng, quá m c ti p xúc v i Benzene di t các cây tr ng. ứ ế ớ ố ệ ồ ệ ế Vi c ti p

c phát xúc có th gây ch t ch duy nh t qua đ t không khí, ho c là n ấ ế ể ấ ặ ỉ ướ

sinh t ừ , ho c s k t h p c a chúng ph thu c vào th i gian và n ng đ ụ ặ ự ế ợ ủ ộ ờ ồ ộ

17

GVHD: Cao Th Thúy Nga ị SVTH : Nhóm 15

benzen.

CH NG 3: C S LÝ THUY T N C NG M VÀ M T S ƯƠ Ơ Ở Ế ƯỚ Ộ Ố Ầ

PH NG PHÁP X LÝ ƯƠ Ử

3.1. T ng quan v các nu n n c dùng đ c p n c: ồ ướ ổ ề ể ấ ướ

Đ cung c p n c s ch có th khai các ngu n n c thiên nhiên ể ấ ướ ạ ể ồ ướ

(th c thô) t c m t n c ng m và n ườ ng g i là n ọ ướ n ừ ướ ặ ướ ầ ướ c bi n. ể

N c m t ướ ặ : Bao g m các ngu n n ồ ướ ồ ứ c trong các ao, h , đ m ch a, ồ ầ

sông su i. Do k t h p t dòng ch y trên b m t và th ế ợ ừ ố ề ặ ả ườ ế ng xuyên ti p

xúc v i không khí nên các đ c tr ng c a n ủ ướ ư ặ ớ c m t là ch a hàm l ong ư ự ặ

oxy hòa tan t ươ ng đ i cao ố

N c ng m: các t ng ch a n c d ầ Đ c khai thác t ướ ượ ừ ư ầ ướ ướ ấ i đ t,

ch t l ng n ấ ượ ướ ấ c ng m ph thu c vào các thành ph n khoán hóa và c u ụ ầ ầ ộ

c ng m th m qua. Do v y n trúc đ a t ng mà n ị ầ ướ ấ ậ ầ ướ ị c ch y qua các đ a ả

ng ncó tính axit và ch a ít ch t khoáng. t ng ch a cát và đá granit th ầ ứ ườ ứ ấ

Khi n c th ng có đ ướ c ng m ch y qua đ a t ng ch a đá vôi thì n ị ầ ứ ầ ả ướ ườ ộ

c ng và đ ki m hydrocacbonat cao. ứ ộ ề

N c bi n ng có đ m n r t cao (đ m n ướ ể : N c bi n th ướ ể ườ ộ ặ ấ ộ ặ ở

Thái Bình D ng là 32 – 35 g/l). Hàm l ươ ườ ng mu i trong n ố ướ c bi n thay ể

đ i theo mùa tùy theo v trí đ a lý nh : c a sông g n b hay xa b , ngoài ổ ư ử ầ ờ ờ ị ị

ra trong n ướ c bi n còn ch a nhi u ch t l ứ ấ ơ ử l ng, càng g n b n ng đ ầ ờ ồ ề ể ộ

càng tăng, ch y u là các phiêu sinh đ ng th c v t. ự ậ ủ ế ộ

N c l ướ ợ : Ở ử ủ c a sông và các vùng ven b bi n, n i g p nhau s a ờ ể ơ ặ

các dòng n c ng t ch y t sông ra, các dòng ch y t đ t li n ra hòa ướ ả ừ ọ ả ừ ấ ề

tr n v i n ớ ướ ộ c bi n. ể

Nghiên c u x lý benzen trong n

ứ ử

ướ

c ng m ầ

N c khoáng : Khai thác t t ng d i sâu n c c t hay t các ướ ừ ầ ướ ướ ấ ừ

su i do phun trào t ố ừ lòng đ t ra, n ấ ướ c có ch a m t vài nguyên t ộ ứ ố ở

c u ng và đ t bi t có n ng đ cao h n n ng đ cho phép đ i v i n ồ ố ớ ướ ộ ộ ơ ồ ặ ố ệ

tác d ng ch a b nh. ữ ệ ụ

N c chua phèn ướ ằ : Nh ng n i g n bi n (ví d nh Đ ng b ng ơ ầ ư ồ ữ ụ ể

c ta th ng có n sông C u Long) ử n ở ướ ườ ướ ễ c chua phèn. N c b nhi m ướ ị

phèn do ti p xúc v i đ t phèn, lo i này giàu nguyên t l u huỳnh ớ ấ ế ạ ố ư ở

d ng sunfua hay sunfat và m t vài nguyên t ạ ộ ố kim lo i nh nhôm, s t. ư ạ ắ

N c m a c c t t ướ ư : N c m a có th xem nh n ư ướ ấ ự ướ ư ể ư nhiên nh ng

không hoàn toàn tinh khi t b i vì n ế ở ướ ụ c m a có th b ô nhi m khí, b i ể ị ư ễ

và th m chí c vi khu n có trong không khí. ẩ ả ầ

3.2. u và nh c đi m khi s d ng n Ư ượ ừ ụ ể ướ c ng m ầ

3.2.1. u đi m Ư ể

• N c ng m là tài nguyên th ng xuyên, ít ch u nh h ướ ầ ườ ị ả ưở ng

khí h u nh h n hán. c a các y u t ủ ế ố ư ạ ậ

• Ch t l ng n ng đ i n đ nh, ít b bi n đ ng theo mùa ấ ượ c t ướ ươ ị ế ố ổ ộ ị

nh n ư ướ c m t. ặ

• Ch đ ng h n trong v n đ c p n c cho các vùng h o lánh, ề ấ ướ ủ ộ ấ ơ ẻ

dân c th a, nh t là trong hoàn c nh hi n nay b i vì n ư ư ệ ả ấ ở ướ c

ng m có th khai thác v i nhi u công su t khác nhau. ề ể ấ ầ ớ

• Đ khai thác n c ng m có th s d ng các thi t b đi n nh ể ướ ể ử ụ ầ ề ị ệ ư

b m ly tâm, máy nén khí, b m nhúng chìm ho c các thi ơ ơ ặ ế ị t b

19

GVHD: Cao Th Thúy Nga ị SVTH : Nhóm 15

không c n đi n nh các lo i b m tay. Ngoài ra n ạ ơ ư ệ ầ ướ c ng m còn ầ

Nghiên c u x lý benzen trong n

ứ ử

ướ

c ng m ầ

đ c khai thác t p trung t i các nhà máy nu c ng m, các xí ươ ậ ạ ầ ớ

nghi p, ho c khai thác phân tán t ệ ặ ạ ư i các h dân c . Đây là u ư ộ

đi m n i b t c a n c ng m trong v n đ c p n c nông ổ ậ ủ ể ướ ề ấ ầ ấ ướ

thôn.

• Giá thành x lý n c ng m nhìn chung r h n so v i n ử ướ ầ ẻ ơ ớ ướ c

m t.ặ

3.2.2. Nh ượ c đi m ể

c ng m t ng sâu đ c hình thành t hàng • M t s ngu n n ộ ố ồ ướ ầ ở ầ ượ ừ

trăm, hàng nghìn năm và ngày nay nh n đ c r t ít s b c p t ậ ượ ấ ự ổ ậ ừ

c m a. Và t ng n n ướ ư ầ ướ ặ c này nói chung không th tái t o ho c ể ạ

kh năng tái t o r t h n ch . Do v y trong t ạ ấ ạ ế ậ ả ươ ả ng lai c n ph i ầ

tìm ngu n n ồ ướ c khác thay th khi các t ng n ế ầ ướ ị ạ c này b c n

ki t.ệ

• Vi c khai thác n c ng m v i qui mô và nh p đi u quá cao ệ ướ ệ ầ ớ ị

cũng s làm cho hàm l c tăng lên t ẽ ượ ng mu i trong n ố ướ ừ ẫ đó d n

c tr đ n vi c tăng chi phí cho vi c x lý n ế ệ ử ệ ướ ướ c khi đ a vào s ư ử

d ng.ụ

• Khai thác n c ng m v i nh p đi u cao s làm cho m c n ướ ự ướ c ẽ ệ ầ ớ ị

ặ ng m h th p xu ng, m t m t làm cho quá trinh nhi m m n ặ ạ ấ ễ ầ ố ộ

20

GVHD: Cao Th Thúy Nga ị SVTH : Nhóm 15

ư ạ tăng lên, m t khác làm cho n n đ t b võng xu ng gây h h i ấ ị ề ặ ố

Nghiên c u x lý benzen trong n

ứ ử

ướ

c ng m ầ

ệ các công trình xây d ng-m t trong các nguyên nhân gây hi n ự ộ

ng lún s t đ t. t ượ ụ ấ

• Khai thác n i tình ướ c ng m m t cách b a bãi cũng d d n t ừ ễ ẫ ớ ầ ộ

tr ng ô nhi m ngu n n ễ ạ ồ ướ c ng m. ầ

3.3. Các ph ng pháp c b n x lý n ươ ơ ả ử ướ c ng m ầ

V nguyên t c n c ch a hàm l ng t p ch t ắ ướ ề ứ ượ ấ ở ạ ơ d ng nào l n h n ạ ớ

gi i h n cho phép thì ph i x lý tr c khi đem s d ng. Cho đ n nay ớ ạ ả ử ướ ử ụ ế

ng c theo các ph ng pháp sau: ườ i ta x lý n ử ướ ươ

 Ph ng pháp c h c. ươ ơ ọ

 Ph ng pháp hóa h c. ươ ọ

 Ph ng pháp vi sinh. ươ

3.3.1. Ph ươ ng pháp c h c ơ ọ

N c t ướ ừ ngu n đ ồ ượ ữ c b m c p 1 phun qua giàn m a thành nh ng ư ấ ơ

2+ thành Fe3+. N c dàn

tia nh đ ôxy c a không khí tác d ng v i Fe ỏ ể ủ ụ ớ ướ

m a đ c d n đi l ng l c ư ượ ẫ ọ ở ắ ạ các b l c ch a ch t l c (cát, đá, than ho t ấ ọ ể ọ ứ

tính…)

3.3.2. Ph ươ ng pháp hóa h c ọ

Là ph ng pháp dùng hóa ch t, các ph n ng hóa h c trong quá ươ ả ứ ấ ọ

21

GVHD: Cao Th Thúy Nga ị SVTH : Nhóm 15

c. trình x lý n ử ướ

Nghiên c u x lý benzen trong n

ứ ử

ướ

c ng m ầ

 N u n c có đ đ c l n ch ng t ch a nhi u ch t h u c ế ướ ộ ụ ớ ứ ỏ ứ ấ ữ ơ ề

và sinh v t phù du thì dùng phèn và ch t t o keo t ấ ạ ậ ụ ể ư đ ng ng



t p ch t. ạ ấ

N c ch a nhi u ion kim lo i (đ c ng l n) x lý b ng vôi, ộ ứ ướ ử ứ ề ằ ạ ớ

sôđa ho c dùng ph ặ ươ ề ng pháp trao đ i ion. N c ch a nhi u ướ ứ ổ

H ng pháp oxy hóa, clo hóa, phèn. ộ ố 2S x lý b ng ph đ c t ử ằ ươ

 N c ch a nhi u vi khu n thì ph i kh trùng b ng các h p ợ ướ ử ứ ề ằ ả ẩ



ch t ch a clo, ozon. ứ ấ

2+ b ng oxy không khí (làm

N c ch a Fe thì oxy hóa Fe ướ ứ ằ



thóang giàn m a) ho c dùng ch t oxy hóa đ x lý… ể ử ư ặ ấ

Đ ki m c a n c nh làm cho quá trình keo t khó khăn, ộ ề ủ ướ ỏ ụ

3). Sau khi

c có mùi v thì ph i ki m hóa b ng amoniac (NH n ướ ề ằ ả ị

4.

cacbon hóa, clo hóa s b r i thêm KMnO ơ ộ ồ

 N c có nhi u oxy hòa tan thì ph i x lý b ng cách dùng các ả ử ướ ề ằ

ch t kh đ liên k t oxy. Đó là hydrazin, natrithisunfat… ử ể ế ấ

 Nhìn chung các ph ng pháp x lý hóa h c th ươ ử ọ ườ ng đ t năng ạ

su t và có hi u qu cao. ệ ấ ả

3.3.3. Ph ng pháp vi sinh ươ

Trên th gi i hi n nay ph ng pháp x lý n c b ng vi sinh đang ế ớ ệ ươ ử ướ ằ

đ ng pháp này ượ c nghiên c u và có m t s n i đã áp d ng. Trong ph ộ ố ơ ụ ứ ươ

t đã đ c đ a vào m t s ch ng lo i vi sinh đ c bi ạ ộ ố ủ ặ ệ ượ c nuôi c y và đ ấ ượ ư

22

GVHD: Cao Th Thúy Nga ị SVTH : Nhóm 15

trong quá trìng x lý n c v i li u l ử ướ ớ ề ượ ng r t nh nh ng đ t hi u qu ư ệ ạ ấ ỏ ả

Nghiên c u x lý benzen trong n

ứ ử

ướ

c ng m ầ

ng pháp cao. Tuy nhien cho đ n nay nh ng k t qu nghiên c u c a ph ữ ứ ủ ế ế ả ươ

này ch a đ ư ượ c công b r ng rãi. ố ộ

Tùy thu c vào ngu n n c làm nguyên li u cho các lãnh v c khác ồ ộ ướ ự ệ

nhau mà ng i ta đã s dung các ph ng pháp khác nhau đ x lý n ườ ử ươ ể ử ướ c

ng thì ng i ta k t h p c 2 ph c p cho lãnh v c đó. Thông th ự ấ ườ ườ ế ợ ả ươ ng

23

GVHD: Cao Th Thúy Nga ị SVTH : Nhóm 15

pháp c h c và hóa h c đ x lý n c. ọ ể ử ơ ọ ướ

CH NG 4: PH NG PHÁP X LÝ ƯƠ ƯƠ Ử

4.1. X lý b ng ph ử ằ ươ ng pháp tuy n n i ể ổ

4.1.1. C s lý thuy t c a quá trình tuy n n i ể ổ ế ủ ở ở

Ph ng pháp tuy n n i th ươ ể ổ ườ ng

đ c s d ng đ tách các t p ch t ( ượ ử ụ ấ ở ể ạ

d ng h t r n ho c l ng có t tr ng nh ặ ỏ ạ ạ ắ ỉ ọ ỏ

h n t tr ng c a ch t l ng làm n n) phân ấ ỏ ơ ỉ ọ ủ ề

tán không tan, t l ng kém ra kh i pha ự ắ ỏ

ng h p quá trình l ng. Trong m t s tr ỏ ộ ố ườ ợ

này cũng đ c dùng đ tách các ch t hòa ượ ể ấ

tan nh các ch t ho t đ ng b m t. Quá ề ặ ạ ộ ư ấ

trình nh v y đ c g i là quá trình tách ư ậ ượ ọ

hay lám đ c b t. ặ ọ

ể ổ

Hình 4.1: Tuy n n i kh y ấ tr nộ

u đi m c a ph ng pháp này so v i ph Ư ể ủ ươ ớ ươ ng pháp l ng là có th ắ ể

kh đ ử ượ ờ c hoàn toàn các h t nh ho c nh , l ng ch m, trong m t th i ẹ ắ ặ ậ ạ ỏ ộ

c thu gom gian ng n. Khi các h t c n n i lên b m t, chúng có th đ ổ ề ặ ạ ặ ể ượ ắ

b ng b ph n v t b t. ằ ậ ớ ọ ộ

Quá trình tuy n n i đ c th c hi n b ng cách s c các b t khí ổ ượ ể ự ụ ệ ằ ọ

nh (th ỏ ườ ớ ng là không khí) vào trong pha l ng. Các khí đó k t dính v i ế ỏ

các h t và khi l c n i t p h p các bóng khí và h t đ l n s kéo theo ạ ủ ớ ẽ ự ổ ậ ạ ợ

các h t cùng n i lên b m t, sau đó chúng t p h p l i v i nhau thành ề ặ ợ ạ ớ ậ ạ ổ

các l p b t ch a hàm l ng các h t cao h n trong ch t l ng ban đ u. ứ ọ ớ ượ ấ ỏ ạ ầ ơ

Nghiên c u x lý benzen trong n

ứ ử

ướ

c ng m ầ

Hi u su t c a quá trình tuy n n i ph thu c vào s b t khí. Kích ổ ấ ủ ố ọ ụ ể ệ ộ

th i u c a chúng trong kho ng 15 – 30 m m. đi u ki n này c t ướ ố ư ủ ả Ở ề ệ

c c n đ t đ bão hòa không khí th t l n, hay nói cách khác, n n ướ ầ ạ ộ ậ ớ ướ c

ng l n không khí. c n ch a m t l ứ ầ ộ ượ ớ

4.1.2. X lý benzen b ng ph ử ằ ươ ng pháp tuy n n i ể ổ

4.1.2.1. Tuy n n i chân không ể ổ

c b m vào ngăn làm thoáng và t c đ đó n H n h p khí n ợ ỗ ướ ượ ơ ừ ướ c

đ c d n qua ngăn sau đ tách không khí hòa tan. Do s chênh l ch áp ượ ự ể ệ ẫ

su t nên n c đ c d n vào ngăn tuy n n i. đó nh áp su t chân ấ ướ ượ ổ ở ể ẫ ấ ờ

không, không khí

đ c hình thành các ượ ở

d ng c c nh và kéo ạ ự ỏ

theo ch t ấ ẩ b n

ạ (benzen) n i lên t o ổ

ọ ề ặ thành l p b t b m t. ớ

l p b t nh các thanh ờ ớ ọ

g t ạ ở ặ phía trên, c n

l ng nh các thanh ắ ờ

phía d g t g n ạ ắ ở ướ i

gom l i đ y vào máng ạ ẩ

i b d n t ẫ ớ ể ứ ch a.

c trong qua h th ng máng tôn đ t n ướ ệ ố ặ ở ể ử xung quanh d n đi đ x lý ẫ

ti p t c. ế ụ

25

GVHD: Cao Th Thúy Nga ị SVTH : Nhóm 15

Hình 4.2: s đ tuy n n i chân không ể ổ ơ ồ

Nghiên c u x lý benzen trong n

ứ ử

ướ

c ng m ầ

1- đi u ch nh n c vào; 2- ngăn làm thoáng t o b t; 3-thi t b th i khí; ề ỉ ướ ạ ọ ế ị ổ

4-thi ế ị t b kh khí; 5-máng thu c n tuy n n i; 6- thanh g t b t; 7- thanh ể ạ ọ ử ặ ổ

c s ch; 9- ngăn thi g t c n đáy; 8- máng thu n ạ ặ ướ ạ ế ị ỹ t b k thu t; 10- ngăn ậ

ch a c n b t ứ ặ ọ

 u đi m: Ư ể

• Các quá trình t o b t khí,dính k t gi a các b t khí v i các ữ ế ạ ọ ọ ớ

ch t b n, n i lên c a h n h p b t khí- ch t b n đ u ấ ẩ ấ ẩ ề ở ủ ổ ọ ỗ ợ

tr ng thái tĩnh nên hi u su t tuy n n i cao. ệ ể ổ ấ ạ

• T n ít năng l ng ố ượ

 Nh ượ c đi m: ể

• M c đ bão hòa các b t khí trong n ứ ộ ọ ướ ỉ ử ụ c th p, ch s d ng ấ

v i các lo i n ớ ạ ướ c có n ng đ ch t b n cao > 250 -300 ấ ẩ ồ ộ

• Ph i xây d ng l p ráp các thùng chân không kín v i các

mg/l

ự ắ ả ớ

thi i bên trong. C u t o ph c t p qu n lý t b g t c gi ế ị ạ ơ ớ ấ ạ ứ ạ ả

g p nhi u khó khăn nh t là khi s a ch a b t kỳ chi ti ặ ữ ữ ề ấ ấ ế t

nào cũng đòi h i ng ng làm vi c c a c tr m. ệ ủ ả ạ ừ ỏ

• Khi đ chênh l ch m c n c ự ướ ở ệ ộ ể trong và ngoài ngăn tuy n

ầ n i không đ th ng áp su t chân không bên trong thì c n ổ ủ ắ ấ

c. dùng máy b m đ tháo n ơ ể ướ

26

GVHD: Cao Th Thúy Nga ị SVTH : Nhóm 15

4.1.2.2. Tuy n n i không áp l c ự ể ổ

Nghiên c u x lý benzen trong n

ứ ử

ướ

c ng m ầ

Không khí đ c d n vào ng hút máy b m t ượ ẫ ơ ố ừ ặ máy nén khí ho c

c t o thành trong máy b m và đ c đ ejector. H n h p khí n ỗ ợ ướ ượ ạ ơ ượ ẩ c đ y

vào b h b l ng ngang. ể ở ể ắ ở ạ đó b t khí n i lên b m t kéo theo các t p ề ặ ổ ọ

ch t b n. ấ ẩ

Hình 4.3: s đ tuy n n i không áp l c ự ể ổ ơ ồ

1-B ch a; 2- ng hút máy b m; 3- máy b m; 4- ng đ y máy ể ứ ơ ơ ố ố ẩ

27

GVHD: Cao Th Thúy Nga ị SVTH : Nhóm 15

b m; 5- ngăn tuy n n i; 6- thanh g t. ể ổ ơ ạ

Nghiên c u x lý benzen trong n

ứ ử

ướ

c ng m ầ

u đi m: Ư ể d v n hành, d l p đ t ặ ễ ậ ễ ắ

Nh c đi m: ượ ể khó đi u ch nh không khí do đó ch đ công tác ế ộ ề ỉ

c a tr m không n đ nh. Bên c nh đó, bi n pháp không áp l c là công ủ ự ệ ạ ạ ổ ị

tác c a máy b m ch đ c t o các b t khí t ỉ ượ ạ ủ ọ ơ ươ ấ ng đ i l n nên hi u su t ố ớ ệ

tuy n n i không cao. ể ổ

4.2. X lý b ng ph ng pháp h p ph ử ằ ươ ấ ụ

4.2.1. C s lý thuy t ế ơ ở

4.2.1.1. Nh ng khái ni m c b n ơ ả ữ ệ

H p ph là hi n t ụ ệ ượ ấ ặ ng b m t, nó là s ng ng k t ch t khí ho c ự ư ề ặ ế ấ

ch t tan trên b m t phân chia pha ề ặ ấ

ụ H p ph là quá trình tăng n ng đ c a ch t tan (ch t b h p ph ) ấ ị ấ ộ ủ ụ ấ ấ ồ

trên b m t ch t r n (ch t h p ph ) ụ ấ ắ ề ặ ấ ấ

Quá trình h p ph x y ra trên c s l c hút tĩnh đi n, l c đ nh ơ ở ự ụ ả ự ệ ấ ị

h ướ ng, l c tán x (l c h p ph v t lý) ạ ự ấ ụ ậ ự

N u l c t ế ự ươ ặ ạ ng tác đ l n có th x y ra liên k t hoá h c ho c t o ể ả ủ ớ ế ọ

 Có hai lo i h p ph

ph c, trao đ i ion ứ ổ

- H p ph v t lý:

ạ ấ ụ: h p ph v t lý và h p ph hóa h c ọ ụ ậ ụ ấ ấ

T ng tác gi a ch t h p ph và ch t b h p ph ụ ậ ấ ươ ấ ị ấ ấ ấ ụ ữ ụ

không l n, c u trúc đi n t ấ ệ ử ủ c a ch t h p ph ít thay đ i, nhi ụ ấ ấ ổ ớ ệ t

h p ph t a ra nh . ỏ ụ ỏ ấ

- H p ph hóa h c: ụ

ọ T ấ ươ ấ ị ấ ng tác gi a ch t h p ph và ch t b h p ấ ấ ữ ụ

28

GVHD: Cao Th Thúy Nga ị SVTH : Nhóm 15

ph l n làm bi n đ i c u trúc đi n t c a các nguyên t ổ ấ ụ ớ ệ ử ủ ế ử ẫ ớ i d n t

Nghiên c u x lý benzen trong n

ứ ử

ướ

c ng m ầ

t t a ra l n ngang v i các s hình thành liên k t hóa h c, nhi ự ế ọ ệ ỏ ớ ớ

ph n ng hóa h c. ả ứ ọ

• L c tĩnh đi n:

 M t s t ộ ố ươ ng tác gây ra h p ph v t lý ấ ụ ậ

ệ hai đi n tích trái d u thì hút nhau và cùng ấ ự ệ

• L c đ nh h

d u thì đ y nhau. ẩ ấ

ng: do đ âm đi n khác nhau c a các ự ị ướ ủ ệ ộ

nguyên t có s phân b đi n tích ố , trong m t phân t ộ ử ố ệ ự

• L c tán x :

không đ u.ề

ự ố ệ ạ x y ra đ i v i c các ch t có phân b đi n ố ớ ả ấ ả

tích đ u. Nguyên nhân do s phân b đi n tích không ự ố ệ ề

, s phân b không đ u m t cách t c th i trong phân t ề ứ ờ ộ ử ự ố

• L c c m ng:

ng tác. đ u lan truy n xung quanh gây t ề ề ươ

khi b tác đ ng c a đi n tr ự ả ứ phân t ử ủ ệ ộ ị ườ ng

khác s b phân c c t o thành moment c m ng và gây ra ả ứ ự ạ ẽ ị

ng tác. T ng tác này ph thu c vào đ phân c c và t ươ ươ ụ ự ộ ộ

c ườ ng đ đi n tr ộ ệ ườ ng tác d ng lên nó. ụ

4.2.1.2. các giai đo n h p ph ạ ấ ụ

 Di chuy n ch t b h p ph đ n b m t ch t h p ph ấ ị ấ ề ặ ấ ấ ụ ế ể ụ

 Th c hi n quá trình h p ph ự ệ ấ ụ

29

GVHD: Cao Th Thúy Nga ị SVTH : Nhóm 15

 Di chuy n ch t b h p ph bên trong ch t h p ph ấ ị ấ ấ ấ ụ ể ụ

Nghiên c u x lý benzen trong n

ứ ử

ướ

c ng m ầ

Hình 4.3: Các giai đo n h p ph ạ ấ ụ

4.2.1.3. Ch t h p ph ấ ấ ụ

nhiên  Ch t h p ph t ấ ấ ụ ự

• Zeolit t nhiên ự

• Diatomit (SiO2 vô đ nh hình) ị

• Montmorillonit (bentonit)

• Mordenit

• Chabazit

• Than bùn

 Ch t h p ph nhân tao ấ ấ ụ

30

GVHD: Cao Th Thúy Nga ị SVTH : Nhóm 15

• Than ho t tính ạ

Nghiên c u x lý benzen trong n

ứ ử

ướ

c ng m ầ

• Zeolit

• Nhôm oxyt

• Silicagen

• Các polymer

• S t oxyt ắ

4.2.2. X lý b ng ph ử ằ ươ ấ ng pháp h p

phụ

4.2.2.1. X lý b ng than ho t tính ử ằ ạ

Than ho t tính là than tinh khi t đ ạ ế ượ c

nhi u ngu n v t li u nh tro x lý t ử ừ ậ ệ ư ề ồ

c a v l c, gáo d a ho c than đá,… ừ ủ ỏ ạ ặ

Nh ng nguyên li u này đ c nung ữ ệ ượ

nóng t trong môi tr ng chân t ừ ừ ườ

không, sau đó đ c ho t tính hóa b ng các khí có tính ôxi hóa nhi ượ ạ ằ ở ệ t

đ c c cao. ộ ự

Hình 4.4: Than ho t tính ạ

nh li ti có tác d ng h p th và Quá trình này t o nên nh ng l ạ ữ ỗ ụ ụ ấ ỏ

gi ữ các t p ch t ấ ạ

h ng và đó làm Ph m ch t c a than ho t tính là nó có nhi u l ạ ấ ủ ề ỗ ỗ ẩ

ấ ỏ cho nó có kh năng h p thu ch t h u c trong không khí và ch t l ng ấ ữ ơ ả ấ

31

GVHD: Cao Th Thúy Nga ị SVTH : Nhóm 15

v i kh i l ớ ố ượ ng l n ớ

Nghiên c u x lý benzen trong n

ứ ử

ướ

c ng m ầ

Nh ng đ c tr ng c u trúc có liên quan ch t ch đ n kh năng ẽ ế ữ ư ấ ặ ặ ả

h p ph là: ấ ụ

Di n tích b m t, c u trúc. • ề ặ ấ ệ

• Phân b mao qu n theo đ l n. ả ộ ớ ố

Lo i và m t đ nhóm ch c b m t. • ứ ề ặ ậ ộ ạ

Than s h p ph ch t b n b ng cách hút và gi ấ ẩ ẽ ấ ụ ằ ữ ặ ch t khí ho c ấ

ch t l ng ấ ỏ ở trên m t c a than. ặ ủ

Quá trình h p ph c a than ho t tính đ ụ ủ ấ ạ ượ c th c hi n qua 4 b ệ ự ướ c

sau:

 Chuy n kh i ngoài ể ố

 Khu ch tán màng ế

 H p ph ấ

 Khu ch tán trong h t ạ ế

ụ

Chuy n kh i ngoài ố ể

• Giai đo n v n chuy n các ch t h u c t dung d ch có th tích ấ ữ ơ ừ ể ậ ạ ể ị

i l p v n c bao quanh h t than r t l n t ấ ớ ớ ớ ỏ ướ ạ

• Th c hi n theo c ch chuy n kh i do đ i l u c ế ố ư ự ể ệ ố ơ ưỡ ng b c nh ứ ư

khu y tr n ho c dòng ch y ả ặ ấ ộ

Khuy ch tán màng ế

• Bao quanh h t than là m t l p n ộ ớ ạ ướ ặ c dính bám trên b m t ề

than.các phân t c t o thành l p màng có đ linh đ ng kém n ử ướ ạ ớ ộ ộ

32

GVHD: Cao Th Thúy Nga ị SVTH : Nhóm 15

• Đ dày c a l p màng ph thu c vào nhi u y u t ủ ớ . ế ố ụ ề ộ ộ

Nghiên c u x lý benzen trong n

ứ ử

ướ

c ng m ầ

• T c đ v n chuy n ch t qua màng ph thu c vào đ l n h s ộ ậ ộ ớ ệ ố ụ ể ấ ộ ố

khu ch tán, đ dày c a l p màng và kích th c c a h t than. ủ ớ ế ộ ướ ủ ạ

Khuy ch tán trong h t ạ ế

đ c bi • T c đ khu ch tán b chi ph i b i nhi u y u t ị ố ở ế ố ặ ề ế ố ộ ệ ế t là y u

t t ố ươ ng tác c a ch t tan v i ch t r n ấ ắ ủ ấ ớ

• Khu ch tán trong h t cũng có th x y ra theo c ch khu ch tán ể ả ế ế ế ạ ơ

b m t. ề ặ

• T c đ chuy n kh i t l ng c a kích th ố ộ ố ỉ ệ ể ngh ch v i bình ph ớ ị ươ ủ ướ c

h tạ

• Các y u t ế ố ủ ộ ố c a ch t h p ph lên dòng khu ch tán trong là đ x p, ấ ấ ụ ế

c c a than. h s l ch và kích th ệ ố ệ ướ ủ

H p phấ ụ

• Ti p c n t ế ậ ớ i các tâm h p ph . ụ ấ

• H p ph t ấ ụ ươ ng tác v i nhau t o thành các liên k t h p ph . ụ ế ấ ạ ớ

• Trong quá trình h p ph có hình thành liên k t hoá h c thì t c đ ụ ế ấ ọ ố ộ

 u đi m :

t o liên k t x y ra có th ch m. ạ ể ậ ế ả

giá thành r , dùng trong x lý ô nhi m môi Ư ể ử ẻ ễ

 Nh

tr ng. ườ

khó tái sinh n u b đóng c n, d cháy khi tái ượ c đi m : ể ế ễ ặ ị

33

GVHD: Cao Th Thúy Nga ị SVTH : Nhóm 15

sinh.

Nghiên c u x lý benzen trong n

ứ ử

ướ

c ng m ầ

4.2.2.2. x lý b ng silicagel ử ằ

2, có

Silicagel là m t ch t h p ph có thành ấ ấ ụ ộ

ph n hóa h c ch y u là silic oxit SiO ủ ế ầ ọ

c u trúc r t x p. Đ x p c a silicagel có ấ ấ ố ộ ố ủ

ợ th đ t 50 – 60%. Nguyên li u đ t ng h p ể ạ ể ổ ệ

silicagel là axit silic và silicagel th ng đ ườ ượ c

2 t

ch t o b ng cách k t t a SiO dung d ch ế ủ ế ạ ằ ừ ị

th y tinh l ng v i axit. ỏ ủ ớ

Hình 4.5: Silicagel

Tính ch t c a silicagel ph thu c vào các y u t ấ ủ ế ố ự ế ạ th c hi n khi ch t o: ụ ệ ộ

các thành ph n tham gia ph n ng, t c đ n ng đ , pH, nhi ộ ồ t đ . T l ệ ộ ỷ ệ ả ứ ố ộ ầ

khu y tr n, ch t đ a thêm vào, th t ấ ư ứ ự ư ề đ a ch t tham gia ph n ng đ u ả ứ ấ ấ ộ

nh h ng đ n ch t l ng c a s n ph m. ả ưở ấ ượ ế ủ ả ẩ

S n ph m silicagel l u hành trên th tr ng th ng chia làm hai ị ườ ư ẩ ả ườ

34

GVHD: Cao Th Thúy Nga ị SVTH : Nhóm 15

lo i: mao qu n l n và mao qu n nh , lo i mao qu n nh có dung l ả ớ ạ ạ ả ả ỏ ỏ ượ ng

Nghiên c u x lý benzen trong n

ứ ử

ướ

c ng m ầ

h p ph cao h n, lo i mao qu n l n dùng cho nh ng m c đích đ c thù ấ ả ớ ụ ụ ữ ạ ặ ơ

nh làm ch t h p ph trong phân tích s c kí. ụ ấ ấ ư ắ

Silicagel đ c s d ng ch y u làm ch t hút m, m t ph n làm ượ ử ụ ủ ế ầ ẩ ấ ộ

ch t mang xúc tác, đã t ng s d ng làm m t n phòng đ c, tinh ch ặ ạ ử ụ ừ ấ ộ ế

c s d ng làm ch t h p ph d u m . Trong phân tích nó ch y u đ ầ ủ ế ỏ ượ ử ụ ấ ấ ụ

hay ch t mang s c kí.G n đây có m t s nghiên c u ng d ng silicagel ộ ố ứ ứ ụ ầ ắ ấ

đ x lý n ể ử ướ c th i ch a kim lo i n ng và ch t póng x . ạ ạ ặ ứ ả ấ

Năng su t cao h n zeolit

 u đi m : Ư ể

 Nh

ấ ơ

c trong ượ c đi m : ể Hi u qu th p h n zeolit khi tách n ơ ả ấ ệ ướ

dòng khí

4.2.2.3. x lý b ng nhôm oxít ằ ử

Nhôm oxit là v t li u màu tr ng ngà không tan trong n ậ ệ ắ ướ ư c nh ng

tan trong axit đ c, khi nung nhi t đ cao ặ ở ệ ộ

nó s chuy n sang d ng thù hình khác và ạ ẽ ể

không tan trong axit. Nhôm oxit t n t ồ ạ i

d i nhi u d ng thù hình. Khi lo i b ướ ề ạ ạ ỏ

c c a nhôm hydroxit d ng ortho hay n ướ ủ ạ

meta hay nung nhôm oxihydrat s hình ẽ

2O3 tan trong c axit và ki m. ả

thành γ – Al2O3 tinh th . γ – Al ể ề

Hình 4.6: nhôm oxít

Nhôm oxit hình thành khi đ t nhôm kim lo i ho c nung nhôm ạ ặ ố

ấ hydroxit hay các mu i nhôm có g c là các axit d bay h i. S n xu t ố ễ ả ơ ố

35

GVHD: Cao Th Thúy Nga ị SVTH : Nhóm 15

công nghi p th ệ ườ ng s d ng nguyên li u qu ng bauxit theo ph ệ ử ụ ặ ươ ng

Nghiên c u x lý benzen trong n

ứ ử

ướ

c ng m ầ

ụ ấ pháp Bayer. Bauxit là d ng nguyên khai có kh năng h p ph th p, ạ ả ấ

thông qua ho t hóa nhi ạ ệ t làm tăng kh năng h p ph c a bauxit. Trong ấ ụ ủ ả

m t s tr ng h p ngoài ho t hóa nhi t ng ộ ố ườ ạ ợ ệ ườ ạ ỏ ớ i ta còn ph i lo i b b t ả

m t s t p ch t oxit trong qu ng b ng cách x lý (hòa tan) v i axit ộ ố ạ ử ấ ặ ằ ớ

clohydric hay flohydric loãng.

Nhôm oxit đ c s d ng làm ch t s y khô khí, ch t mang xúc tác, ượ ử ụ ấ ấ ấ

x lý phân đo n d u m , kh mùi, h p ph m t s ch t đ c thù nh ử ụ ộ ố ấ ặ ử ạ ầ ấ ỏ ư

benzen, florua, asen,…

Năng su t cao h n zeolit

 u đi m : Ư ể

 Nh

ấ ơ

c trong ượ c đi m : ể Hi u qu th p h n zeolit khi tách n ơ ả ấ ệ ướ

dòng khí

4.2.2.4. x lý b ng zeolit ử ằ

Zeolit là tên g i m t nhóm khoáng ch t alumosilicat c u trúc tinh ấ ấ ộ ọ

ế th , thành ph n hóa h c ch y u g m nhôm oxit và silic oxit s p x p ồ ủ ế ể ầ ắ ọ

theo m t tr t t ộ ậ ự ộ nào đó và theo m t

nh t đ nh. Tr t t t l ỷ ệ ấ ị ậ ự ắ s p x p và ế

t l ỷ ệ Al : Si d n đ n các lo i zeolit ế ẫ ạ

t n t ồ ạ ầ i khác nhau. Ngoài thành ph n

ồ hóa h c chính k trên zeolit còn t n ể ọ

i các ion d ng không g n vào v t ạ ươ ắ ị

trí c đ nh, nó linh đ ng và có th ố ị ộ ể

36

GVHD: Cao Th Thúy Nga ị SVTH : Nhóm 15

trao đ i đ c v i các ion khác nên ổ ượ ớ

Nghiên c u x lý benzen trong n

ứ ử

ướ

c ng m ầ

ồ ngoài tính năng h p ph zeolit còn là ch t trao đ i ion. Zeolit có ngu n ụ ấ ấ ổ

nhiên hay lo i t ng h p. g c t ố ự ạ ổ ợ

Hình 4.7: c u trúc zeolit ấ

Trong k thu t, zeolit r t ít khi đ c s d ng ấ ậ ỹ ượ ử ụ ở ạ d ng b t, chúng ộ

th ng đ c t o viên v i ch t k t dính. L c h p thu c a zeolit ch ườ ượ ạ ấ ế ự ủ ấ ớ ủ

y u là l c t ng, l c tán x đóng góp ự ươ ế ng tác tĩnh đi n hay đ nh h ệ ị ướ ự ạ

c s d ng làm ch t h p ph trong công ngh không nhi u. Zeolit đ ề ượ ử ụ ấ ấ ụ ệ

l c d u. Zeolit cho phép tách các h p ch t có đ phân c c khác nhau, vì ợ ọ ầ ự ấ ộ

th chúng đ ế ượ ử ụ ạ c s d ng khá r ng rãi trong k thu t tinh ch nhi u lo i ế ề ậ ộ ỹ

 u đi m:

ch t l ng, ch t khí… ấ ỏ ấ

 Nh

Ư ể phân riêng d a trên phân c c, hình h c. ự ự ọ

c đi m: ượ ể hi u qu th p h n so v i các ch t h p ph khác. ấ ấ ả ấ ụ ệ ớ ơ

37

GVHD: Cao Th Thúy Nga ị SVTH : Nhóm 15

Hình 4.8: c ch h p ph zeolit ơ ế ấ ụ

Nghiên c u x lý benzen trong n

ứ ử

ướ

c ng m ầ

Zeolit đ ượ ử ụ c s d ng r ng rãi trong k thu t xúc tác, làm ch t trao ỹ ậ ấ ộ

ion… đ i ổ

38

GVHD: Cao Th Thúy Nga ị SVTH : Nhóm 15

ng n Hình 4.9: H p ph zeolit trong môi tr ụ ấ ườ c ướ

CH ƯƠ NG 5: K T LU N VÀ KI N NGH Ị Ậ Ế Ế

N c qu th t là m t ngu n s ng c a con ng ồ ố ả ậ ướ ủ ộ ườ ư ộ i cũng nh đ ng

v t, th c v t và là nguyên li u c a s n xu t không th thay th đ ệ ủ ả ậ ự ậ ế ượ c. ể ấ

Nh ng ngu n n c hi n nay đang d n c ng ki ư ồ ướ ệ ầ ạ ệ ấ t và b ô nhi m r t ễ ị

nghiêm tr ng. Do v y chúng ta nên có các chi n l ế ượ ậ ọ ồ c b o v ngu n ệ ả

c đúng đ n và các ph ng pháp x lý thích h p. Đ c bi n ướ ắ ươ ử ặ ợ ệ ả t là ph i

bi c tr ế t áp d ng các bi n pháp làm s ch n ệ ụ ạ ướ ướ ể ả c khi s d ng đ đ m ử ụ

b o an toàn s c kh e. ả ứ ỏ

Qua bài ti u lu n này nhóm chúng tôi đ a ra m t s ph ng pháp ộ ố ươ ư ể ậ

c ng m c b n nói chung và đ a ra m t s ph ng pháp x x lý n ử ướ ộ ố ơ ả ư ầ ươ ử

lý benzen trong n ng n ướ c ng m nói riêng nh m đ m b o ch t l ằ ấ ượ ả ầ ả ướ c

i tiêu dùng theo QCVN 01:2009/b y t c p đ n ng ấ ế ườ ộ . ế

Trong quá trình làm bài s không tránh kh i nh ng thi u xót, ữ ẽ ế ỏ

nh m l n nhóm chúng tôi r t mong nh n đ ầ ẫ ấ ậ ượ ự ế ủ c s đóng góp ý ki n c a

Cô và các b n.ạ

Nghiên c u x lý benzen trong n

ứ ử

ướ

c ng m ầ

TÀI LI U THAM KH O Ả Ệ

[1]. Tr n Th Ng c Di u, ị ệ Hóa h thu t môi tr ậ ầ ọ ỹ ườ , tr ng ườ ạ ọ ng đ i h c

công nghi p thành ph h chí minh. ố ồ ệ

[2]. Hoàng Văn Hu , ệ Thoát n cướ , nhà xu t b n khoa h c và k thu t ậ ấ ả ọ ỹ

[3]. Tr nh Xuân Lai, X lý n ị ử ướ ấ c c p cho sinh ho t và công nghi p ạ ệ , nhà

xu t b n xây d ng ấ ả ự

[4]. Lâm Minh Tri ng t, ế K thu t môi tr ậ ỹ ườ , nhà xu t b n khoa h c và k ấ ả ọ ỹ

thu tậ

[5]. M t s website tham kh o ả ộ ố

www.yeumoitruong.com.vn

www.google.com.vn

40

GVHD: Cao Th Thúy Nga ị SVTH : Nhóm 15

www.tailieu.vn