zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Khoa Học Tự Nhiên

» Môi trường

Xử lý kim loại Cu, Pb trong nước bằng vật liệu hấp phụ chi phí thấp từ phụ phẩm nông nghiệp

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Báo xấu

22
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Xử lý kim loại Cu, Pb trong nước bằng vật liệu hấp phụ chi phí thấp từ phụ phẩm nông nghiệp trình bày các nội dung sau: Tính chất của Vật liệu hấp phụ; pH ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ 2 VLHP; Sự ảnh hưởng của khối lượng VLHP đến hiệu suất hấp phụ; Sự ảnh hưởng thời gian đến khả năng hấp phụ các VLHP; Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Xử lý kim loại Cu, Pb trong nước bằng vật liệu hấp phụ chi phí thấp từ phụ phẩm nông nghiệp

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018. ISBN: 978-604-82-2548-3 XỬ LÝ KIM LOẠI CU, Pb TRONG NƯỚC BẰNG VẬT LIỆU HẤP PHỤ CHI PHÍ THẤP TỪ PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP Nguyễn Thanh Hòa, Nguyễn Thị Liên Khoa Môi Trường - Trường Đại Học Thủy lợi 1. GIỚI THIỆU CHUNG ETOO, NaOH, HCl, EDTA, KNaC4 H4 O6 .4H2 O của Merk (Đức). Ô nhiễm kim loại trong nước đang là vấn Thiết bị sử dụng trong nghiên cứu: đề nghiêm trọng trên toàn cầu cần phải giải Jatest((VELP, JLT6, Italia) gồm 6 hệ thống quyết. Tại Việt Nam, nguồn phát thải kim khuấy hoạt động cùng chế độ, tủ sấy loại nặng chủ yếu từ các cơ sở sản xuất công ((Blinder, USA), lò nung (Lenton AF11/6B, nghiệp như cơ khí, chế tạo máy, xi mạ đã và Anh). Trong khi đó nghiên vật liệu là vỏ trấu, đang gây ô nhiễm cho nguồn nước, do xả vỏ lạc được thu gom từ Nam Định. trực tiếp nguồn thải ra ngoài môi trường mà 2.1.2. Chế tạo VLHP không qua xử lý. Theo báo cáo môi trường quốc gia năm 2008 hàm lượng kim loại nặng Vỏ trấu, lạc được rửa sạch sấy khô ở 80o C như Cr6+ , Zn2+ , Pb2+, Cu2+ trong nước thải trong thời gian 1 giờ. Sản phẩm sau sấy được vượt quá tiêu chuẩn cho phép từ 1,5 đến 10 ngâm với HCl 1M trong vòng 60 phút (đối lần [1]. với vỏ trấu) và 20 gam vỏ lạc sau nghiền Cây lạc, lúa nước là những cây nông ngâm với dung dịch HNO3 1M trong thời nghiệp được trồng chủ yếu ở nước ta. Vì vậy, gian 24 giờ, sau đó rửa sạch vỏ trấu, lạc bằng vỏ lạc, vỏ trấu là một nguồn phụ phẩm nông nước cất đến khi dung dịch có môi trường nghiệp dễ kiếm, rẻ tiền. Hàng năm, có hàng trung tính. Trấu sau khi rửa sạch được sấy nghìn tấn vỏ trấu, vỏ lạc phát sinh tuy nhiên khô ở 80o C, tiếp sau đó được nung ở nhiệt độ số phụ phẩm nông nghiệp này chủ yếu được 650o C trong vòng 8 giờ, thu được vật liệu thải bỏ hoặc mang đốt. Đã có nhiều nghiên hấp phụ (VLHP T). Và vỏ lạc được nung ở cứu cho thấy, chúng có thể được sử dụng để 450o C trong thời gian 8 giờ thu được vật liệu chế tạo vật liệu hấp phụ (VLHP) xử lý nước hấp phụ (VLHP L). bị ô nhiễm kim loại nặng. Cacbon hóa vỏ lạc 2.2 Mô tả thí nghiệm để xử lý hấp phụ Cu2+ từ nước thải được nghiên cứu so sánh với than GAC đem lại Ở mỗi thí nghiệm, chuẩn bị 6 cốc thủy hiệu quả gấp 18 lần hay được đem hấp phụ tinh 1l, đánh số thứ tự từ 1 đến 6, thêm Cu2+ , Zn2+ với hiệu suất trên 90% [3]. Ở Việt 100ml dung dịch Cu2+ 0,01mM (6,4mg/l) Nam, tro trấu được sử dụng để xử lý ion Ni2+, hoặc Pb2+ 0,01mM (20,7mg/l). Sau đó lần Cd2+ hiệu suất khá cao 50 – 60% [6]. lượt cho vào mỗi cốc khối lượng xác định VLHP T, VLHP L (nghiên cứu ảnh hưởng 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU pH và thời gian là 1g VL), điều chỉnh pH bằng dung dịch HCl 0,1M hoặc dung dịch 2.1. Vật liệu và phương pháp phân tích NaOH 0,1M tùy theo nghiên cứu. 6 cốc trên 2.1.1 Nguyên vật liệu – hóa chất, thiết bị khuấy tại máy Jartest ở 250 rpm trong khoảng thời gian 60 phút. Cuối cùng, lọc Hóa chất dùng trong thí nghiệm: CuSO4 , lấy phần dung dịch bằng giấy lọc và xác Pb(NO3 )2 , chất chỉ thị Murexit, chất chỉ thị 470
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018. ISBN: 978-604-82-2548-3 định lại nồng độ Cu2+, Pb2+ còn lại dung giảm hiệu quả sự hấp phụ cation kim loại. dịch (Cs) phương pháp chuẩn độ định lượng Hiệu quả hấp phụ của 2 VLHP tăng dần theo bằng EDTA. Mỗi thí nghiệm được lặp lại chiều tăng pH. Tuy nhiên, ở pH = 6 trong hai lần để lấy kết quả trung bình. Các thí dung dịch bắt đầu có hiện tượng kết tủa của nghiệm được diễn ra ở nhiệt độ phòng Cu(OH)2 , Pb(OH)2 vì vậy chọn pH = 5 là pH 25±20 C. thích hợp cho quá trình hấp phụ Pb2+, Cu2+ 3.1. Tính chất của Vật liệu hấp phụ của cả VLHP biến tính từ tro trấu, vỏ lạc. Hai mẫu vật liệu được đưa vào máy hiển vi 3.3. Sự ảnh hưởng của khối lượng điện tử quét (JFM – 5410 LV, Nhật Bản). VLHP đến hiệu suất hấp phụ Các hình chụp được là ở các độ phóng đại Khối lượng 2 VLHP thay đổi (2, 4, 6, 8, khác nhau 5000x, 10000x, 20000x. 10, 12, 20 mg/l) tại pH=5. Từ hình 1 ta thấy trên cả hai bề mặt của Kết quả cho thấy khối lượng tăng lên dẫn các vật liệu hấp phụ đều hình thành nhiều các đến hiệu suất hấp phụ của các VLHP cũng lỗ rỗng, tăng độ xốp của vật liệu nên vật liệu tăng do là có nhiều phần tử VLHP trong cùng dễ dàng hấp phụ các ion đồng và chì. Vật liệu một thể tích như nhau nên bề mặt tiếp xúc biến tính tro trấu (VLHPT) có các mao quản giữa chúng với Cu2+, Pb2+ tăng lên nên khả đồng đều và tổng diện tích bề mặt vật liệu năng ion kim loại đi vào các mao quản của biến tính tăng lên nhiều lần. Nguyên nhân vì VLHP tăng lên. Hiệu suất hấp phụ Cu2+, Pb2+ khi biến tính,các axit mạnh: HNO3 , HCl hòa lớn nhất khi khối lượng VLHP ban đầu là tan các lignin hay xenlulose và tăng độ rỗng của vật liệu hấp phụ [8]. Ngoài ra sau khi 20mg/l. Sử dụng VLHPT hiệu suất hấp phụ biến tính sẽ hình thành nhóm chức –COOH,- là 98,3% và 97,2% khi sử dụng VLHPL. OH,-NH2 giúp tăng khả năng trao đổi cation Trong khi đó hấp phụ ion Pb2+ đạt giá trị lớn nhất là 99% và 98% khi sử dụng lần lượt VLHPT, VLHPL. 3.4 Sự ảnh hưởng thời gian đến khả năng hấp phụ các VLHP Qua nghiên cứu cho thấy khối lượng vật liệu ảnh hưởng đế hiệu suất hấp phụ của vật (a) (b) liệu hấp phụ. Đối với VLHPT, thời gian tăng Hình 1. Ảnh SEM độ phóng đại 10000x, hiệu suất hấp phụ cũng tăng theo. Thời gian (a) VLHP T (b) VLHP L khuấy tăng lên thì Pb2+ đi vào các mao quản 3.2 pH ảnh hưởng đến khả năng hấp của VLHP nhiều hơn, do đó hiệu suất hấp phụ 2 VLHP phụ tăng lên. Cụ thể, hiệu suất tăng nhanh đạt Kết quả nghiên cứu cho thấy pH ảnh 95% ở 90 phút đầu và tăng không đáng kể ở hưởng đến quá trình hấp phụ Cu2+, Pb2+ của các phút tiếp theo 120 phút và 150 phút (đạt VLHP. Hiệu quả hấp phụ tăng lên khi pH hiệu quả 99,5% và 99,8%). Như vậy, VLHPT tăng từ 1 đến 6. Bởi vì trong môi trường axit đạt trạng thái cân bằng hấp phụ tại thời điểm mạnh (pH ≤ 3), các phần tử của chất hấp phụ 90’. Với VLHPL tương tự như VLHPT đạt và chất bị hấp phụ đều tích điện dương bởi cân bằng tại thời điểm 90’ (hiệu suất hấp phụ vậy lực tương tác là lực đẩy tĩnh điện, bên 93.8%) sau đó tăng dần dần tới 99,3% tại cạnh đó, nồng độ ion H+ hiện tại cao nên 150’. Tương tự như hấp phụ ion Pb2+ cả 2 trong hỗn hợp có sự phản ứng cạnh tranh VLHP đều đạt cân bằng tại điểm 90’ với hiệu giữa ion H+ với cation kim loại Cu2+, Pb2+ suất lần lượt là 92,8%, 91,2% khi hấp phụ trong quá trình hấp phụ [2], kết quả là làm bằng VLHPT và VLHPL. 471
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018. ISBN: 978-604-82-2548-3 3.5. Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt kim loại Cu2+, Pb2+ như sau tại pH bằng 5, Langmuir thời gian cân bằng 90 phút. Quá trình hấp Nghiên cứu thiết lập phương trình đẳng nhiệt phụ tuân theo phương trình Langmuir. Langmuir diễn ra với pH hấp phụ tối ưu là 5 và Nghiên cứu này đã chỉ ra một hướng mới cho việc tái sử dụng các phụ phẩm nông nghiệp thời gian 90 phút, khối lượng VLHP 2g. Kết quả cho thấy, khi nồng độ ban đầu của trong việc xử lý ô nhiễm môi trường. dung dịch Cu2+,Pb2+ tăng thì tải trọng thì tải 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO trọng hấp phụ của vật liệu cũng tăng dần. [1] Tổng cục Môi trường (2008). Báo cáo môi Phương trình Langmuir, tải trọng hấp phụ tối trường Quốc gia 2008 - Môi trường làng đa và hằng số Langmuir KL thể hiện ở bảng 1 nghề Việt Nam. Bảng 1. Hằng số phương trình đẳng nhiệt [2] Abdel Salam, O. E., Reiad, N. A., & Langmuir hấp phụ Pb2+, Cu2+ của 2 VLHP ElShafei, M. M. 2011. A study of the removal characteristics of heavy metals am (mg/g) KL(l/mg) R2 from wastewater by low-cost adsorbents . Journal of Advanced Research, 2(4), 297- VLHPT 62,11 55,402 0,9982 303. Pb2+ VLHPL 47,62 22,26 0,997 [3] Kermit Wilson, H. Y., Chung W. Seo, VLHPT 50 23,51 0,9887 Wayne E. Marshall. (2006). Select metal Cu 2+ adsorption by activated carbon made from VLHPL 40,49 24,66 0,9933 peanut shells. Bioresource technology, 97(2266-2270). Từ bảng 1 ta có R2 của các phương trình [4] Najua, D. T., Luqman, C. A., Zawani, Z., & Langmuir hấp phụ Cu2+ , Pb2+ từ 0,98877 - Suraya, A. R. (2008). Adsorption of copper 0,9982 nên ta có thể kết luận hấp phụ ion from aqueous solution by Elais Guineensis Cu2+ , Pb2+ tuân theo phương trình đẳng nhiệt kernel activated carbon. Journal of Engineering Science and Technology, 3(2), Langmuir. Qua bảng 1 VLHPT xử lý Cu2+ , 180-189. Pb2+ tốt hơn so với VLHP L với tải trọng hấp [5] Pehlivan, E., Altun, T., & Parlayıcı, S. (2009). phụ tối đa lần lượt là 50mg/g và 62,11mg/g Utilization of barley straws as biosorbents for (VLHPT) so với 40,49 mg/g, 47,62 mg/g lần Cu2+ and Pb2+ ions. Journal of Hazardous lượt khi xử lý bằng VLHP L. Materials, 164(2), 982-986. Kết quả cho thấy VLHP T, VLHP L trong [6] Phạm Hoàng Giang, Đ. Q. H. 2016. Nghiên cứu xử lý kim loại nặng trong nước bằng nghiên cứu này hấp phụ tốt Pb2+, Cu2+. Đối phương pháp hấp phụ trên phụ phẩm nông với Cu2+ VLHP T (50mg/g), VLHP L nghiệp biến tính axit photphoric Tạp chí (40,49mg/g) cao hơn các vật liệu hấp phụ Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái được biến tính từ vỏ lạc [2] (0,3451mg/g), vỏ đất và Môi trường, 32. lúa mạch [5] (4,64mg/g), vỏ cây thông [4] [7] Riaz, M., Nadeem, R., Hanif, M. A., Ansari, (3,12mg/g) và cả vỏ trấu biến tính bằng axit T. M., & Rehman, K.U. 2009. Pb(II) biosorption from hazardous aqueous tartatric của [9](29mg/g). Đối với ion Pb2+ streams using Gos sypium hirsutum (Cotton) khả năng hấp phụ của VLHP T và VLHP L waste biomass. Journal of Hazardous cũng khá tốt, cao hơn rơm biến tính [6] vỏ Materials, 161(1), 88-94. lúa mạch [5] với số liệu 62,11mg/g; [8] Vieira M.G.A, Silva, C.N. Carneiro, A.A. 47,62mg/g so với 55,56mg/g và 23,2mg/g. Melo Filho. 2014. Adsorption of lead and copper ions from aqueous effluents on rice 4. KẾT LUẬN husk ash in dynamic system. Brazilian Journal of Chemical Engineering, 31(2), Nghiên cứu này đã chứng minh được vỏ 519-529. lạc và vỏ trấu được biến tính bằng axit HNO3 [9] Wong, K. K., Lee, C. K., Low, K. S., & và HCl và nung ở nhiệt độ cao có khả năng Haron, M. J. 2003. Removal of Cu and Pb by hấp phụ tốt đối với ion Cu2+, ion Pb2+ . Các tartaric acid modified rice husk from aqueous solutions. Chemos phere, 50(1), 23-28. điều kiện tối ưu cho quá trình hấp phụ ion 472

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.