LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn thực chƣơng trình đào tạo Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Các số liệu kết luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố Tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm nội dung luận văn Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Ngƣời thực luận văn Nguyễn Nghĩa Tiến i LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn hƣớng dẫn tận tình đến TS.Trần Lệ Minh hƣớng dẫn em nghiên cứu hoàn thành Luận văn Em xin cảm ơn thầy cô Viện Khoa học Công nghệ môi trƣờng tận tình dạy bảo suốt trình học, trang bị kiến thức giúp em hoàn thành Luận văn Em xin chân thành gửi lời cảm ơn tới Ban Lãnh đạo Trung tâm Quan trắc Tài nguyên Môi trƣờng tỉnh Vĩnh Phúc, anh chị phòng Quan trắc Môi trƣờng tận tình giúp đỡ tạo điều kiện mặt trang thiết bị, hóa chất,… cho em thực tốt trình nghiên cứu Cuối cùng, xin cảm ơn gia đình, bạn bè, ngƣời thân động viên, tạo điều kiện giúp đỡ cho em hoàn thành tốt Luận văn Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Ngƣời thực luận văn Nguyễn Nghĩa Tiến ii MỤC LỤC trang Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục ký hiệu chữ viết tắt vi Danh mục bảng viii Danh mục hình đồ thị ix MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục đích, mục tiêu nghiên cứu luận văn Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu Những đóng góp luận văn Chƣơng TỔNG QUAN VỀ Ô NHIỄM KẼM, CROM TRONG NƢỚC VÀ MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ 1.1 Ô nhiễm kẽm crom nƣớc, ảnh hƣởng chúng đến ngƣời môi trƣờng 1.1.1 Nguồn gây ô nhiễm kẽm crom nƣớc 1.1.2 Tác động kẽm crom đến ngƣời môi trƣờng 1.2 Một số phƣơng pháp xử lý kẽm crom nƣớc 1.2.1 Phƣơng pháp kết tủa hóa học 4 11 11 1.2.2 Phƣơng pháp trao đổi ion 13 1.2.3 Phƣơng pháp hấp phụ 14 1.2.4 Phƣơng pháp sinh học 15 1.2.5 Một số phƣơng pháp khác 16 1.3 Xử lý kim loại nặng nƣớc vật liệu sinh học 1.3.1 Cơ sở phƣơng pháp 18 18 iii 1.3.2 Một số yếu tố ảnh hƣởng đến trình hấp phụ kim loại nặng dung dịch vật liệu sinh học 1.3.3 Một số phƣơng trình đ ng nhiệt mô tả trình hấp phụ kim loại nƣớc vật liệu sinh học 1.3.4 Một số phƣơng trình động học mô tả phản ứng hấp phụ 1.3.5 Tình hình nghiên cứu sử dụng sinh khối khô thực vật để xử lý kim loại nặng nƣớc Chƣơng PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ QUY TRÌNH THỰC NGHIỆM 2.1 Hóa chất, thiết bị vật liệu hấp phụ 19 22 25 27 30 30 2.1.1 Hóa chất thiết bị 30 2.1.2 Vật liệu hấp phụ 30 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 32 2.3 Phƣơng pháp đo phân tích 33 2.4 Quy trình thực nghiệm 34 2.4.1 Xác định ảnh hƣởng thời gian tiếp xúc tới hiệu suất xử lý 34 2.4.2 Xác định ảnh hƣởng pH đến hiệu suất xử lý 34 2.4.3 Xác định ảnh hƣởng tỉ lệ rắn - lỏng 35 2.4.4 Xác định khả giải hấp phụ, tái sử dụng vật liệu 35 2.5 Xử lý thống kê biểu diễn số liệu thực nghiệm 36 Chƣơng KẾT QU VÀ TH O LU N 37 3.1 Xác định đặc tính vật liệu 37 3.2 nh hƣởng thời gian tiếp xúc tới hiệu suất xử lý 38 3.3 nh hƣởng pH đến hiệu suất xử lý 40 3.4 nh hƣởng tỉ lệ rắn - lỏng 44 3.5 Đ ng nhiệt hấp phụ 46 3.6 Thăm dò khả giải hấp phụ 50 3.7 Động học trình hấp phụ kẽm crom dung dịch cao su 51 iv KẾT LU N, KIẾN NGHỊ 54 Kết luận 54 Kiến nghị 55 TÀI LIỆU THAM KH O 56 PHỤ LỤC 61 Phụ lục Trích dẫn QCVN 40:2011/BTNMT nƣớc thải công nghiệp Phụ lục Một số đặc tính vật liệu 61 Phụ lục Một số số liệu thực nghiệm 64 Phụ lục Một số hình ảnh tiến hành thực nghiệm 67 v 62 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT - Danh mục ký hiệu C Nồng độ ion kim loại dung dịch, mg/l Ce Nồng độ ion kim loại dung dịch trạng thái cân bằng, mg/l Cf Nồng độ ion kim loại dung dịch sau hấp phụ, mg/l Co Nồng độ ion kim loại dung dịch ban đầu, mg/l Cr Nồng độ ion kim loại dung dịch sau giải hấp phụ, mg/l Cs Nồng độ bão hòa ion kim loại dung dịch, mg/l Ct Nồng độ ion kim loại dung dịch thời điểm t, mg/l D Đƣờng kính lỗ sàng phân loại, mm E Hiệu suất xử lý, k1 Hằng số động học bậc k2 Hằng số động học bậc KF Hằng số đ ng nhiệt Freundlich Q Hàm lƣợng ion kim loại bị hấp phụ vật liệu, mg/g qe Hàm lƣợng ion kim loại bị hấp phụ vật liệu trạng thái cân bằng, mg/g Qm Khả hấp phụ tối đa vật liệu, mg/g qt Khả hấp phụ vật liệu thời điểm t, mg/g R2 Hệ số tƣơng quan η Hiệu suất giải hấp phụ, - Danh mục chữ viết tắt BTNMT Bộ Tài nguyên Môi trƣờng FTIR Fourier transform infrared spectroscopy (Phổ hồng ngoại) SEM Scanning Electronic Microscope (Kính hiển vi điện tử quét) GD&ĐT Giáo dục Đào tạo vi HUST Trƣờng đại học Bách khoa Hà Nội INEST Viện Khoa học Công nghệ Môi trƣờng TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam AIST Viện tiên tiến Khoa học Công nghệ BKEMMA Phòng thí nghiệm hiển vi điện tử phân tích NXB Nhà xuất QCVN Quy chuẩn Việt Nam ĐTM Báo cáo đánh giá tác động môi trƣờng MTV Một thành viên ng.đ ngày đêm vii DANH MỤC CÁC BẢNG trang Bảng 1.3 Kết phân tích nƣớc thải trƣớc xử lý số Công ty Vĩnh Phúc Kết phân tích nƣớc thải nhà máy đúc, cán sắt thép xã Đồng Văn, huyện Yên Lạc Kết thực nghiệm dùng tảo xử lý kim loại nƣớc 16 Bảng 1.4 Các dạng đƣờng th ng 24 Bảng 3.1 Hằng số đ ng nhiệt Langmuir Freudlich sử dụng vật liệu HBL 49 Bảng 3.2 Khả hấp phụ Zn(II), Cr(VI) vật liệu HBL so với vật liệu khác Thông số mô hình động học giả bậc bậc Zn(II), Cr(VI) HBL Bảng 1.1 Bảng 1.2 Bảng 3.3 49 53 Bảng PL 3.1 nh hƣởng thời gian tiếp xúc đến hiệu suất xử lý Zn(II) 64 Bảng PL 3.2 nh hƣởng thời gian tiếp xúc đến hiệu suất xử lý Cr(VI) 64 Bảng PL 3.3 nh hƣởng pH đến hiệu suất xử lý Zn(II) 65 Bảng PL 3.4 nh hƣởng pH đến hiệu suất xử lý Cr(VI) 65 Bảng PL 3.5 nh hƣởng tỷ lệ rắn - lỏng đến hiệu suất xử lý Zn(II) 65 Bảng PL 3.6 nh hƣởng tỷ lệ rắn - lỏng đến hiệu suất xử lý Cr(VI) 66 Bảng PL3.7 Khảo sát khả giải hấp phụ Zn(II) 66 Bảng PL 3.8 Khảo sát khả giải hấp phụ Cr(VI) 66 viii DANH MỤC CÁC HÌNH, ĐỒ THỊ trang Hình 1.1 Sơ đồ quy trình mạ điện, kèm dòng thải Hình 1.2 Sơ đồ công nghệ dây chuyền sơn Hình 2.1 Sơ đồ công nghệ xử lý nƣớc thải sản xuất Công ty TNHH Công nghiệp Chính xác Việt Nam Rừng cao su mùa rụng Hình 2.2 Sơ đồ quy trình thực nghiệm Hình 1.3 Hình 3.1 Hình 3.2 Hình 3.3 Hình 3.4 Hình 3.5 12 31 33 nh SEM vật liệu hấp phụ HBL với độ phóng đại 2000 lần 15.000 lần Phổ hồng ngoại vật liệu HBL nh hƣởng thời gian tiếp xúc đến hiệu suất xử lý Zn(II) nƣớc HBL nh hƣởng thời gian tiếp xúc đến hiệu suất xử lý Cr(VI) nƣớc HBL nh hƣởng pH ban đầu đến hiệu suất xử lý Zn(II) HBL 37 38 39 39 41 Hình 3.6 nh hƣởng pH cân đến hiệu suất xử lý Zn(II) 41 Hình 3.7 nh hƣởng pH ban đầu đến hiệu suất xử lý Cr(VI) HBL 42 Hình 3.8 nh hƣởng pH cân đến hiệu suất xử lý Cr(VI) 42 Hình 3.9 Biểu đồ dạng tồn Cr(VI) 44 Hình 3.10 nh hƣởng tỷ lệ rắn - lỏng đến hiệu suất xử lý Zn(II) 45 Hình 3.11 nh hƣởng tỷ lệ rắn - lỏng đến hiệu suất xử lý Cr(VI) 45 Hình 3.12 Đ ng nhiệt hấp phụ Zn(II) Cr(VI) cân hấp phụ HBL 46 Hình 3.13 Đ ng nhiệt Langmuir Zn(II) sử dụng vật liệu HBL 47 Hình 3.14 Đ ng nhiệt Langmuir Cr(VI) sử dụng vật liệu HBL 47 Hình 3.15 Đ ng nhiệt Freudlich Zn(II) sử dụng vật liệu HBL 48 Hình 3.16 Đ ng nhiệt Freudlich Cr(VI) sử dụng vật liệu HBL 49 Hình 3.17 Khả hấp phụ, giải hấp phụ Zn(II) 50 ix Hình 3.18 Khả hấp phụ, giải hấp phụ Cr(VI) 51 Hình 3.19 Giả động học bậc hấp phụ Zn(II) HBL 52 Hình 3.20 Giả động học bậc hấp phụ Cr(VI) HBL 52 Hình 3.21 Giả động học bậc hấp phụ Zn(II) HBL 52 Hình 3.22 Giả động học bậc hấp phụ Cr(VI) HBL 53 Hình PL 4.1 Phân tích nồng độ Cr(VI) hệ thống UV-Vis 67 Hình PL 4.2 Phân tích nồng độ Zn hệ thống AAS 67 x 250 t/qt 200 150 y = 0,207x + 2,195 R² = 0,999 100 50 0 200 400 600 800 1000 1200 Thời gian tiếp xúc, phút Hình 3.22 Giả động học bậc hấp phụ Cr(VI) HBL Hệ số tƣơng quan mô hình giả động học bậc không cao (R2Zn = 0,523; R2Cr = 0,821) Giá trị qe lý thuyết từ mô hình bậc nhỏ nhiều so với qe thực nghiệm (bảng 3.3), cho thấy trình hấp phụ HBL không phù hợp với mô hình bậc Trong đó, hệ số tƣơng quan mô hình giả động học bậc gần với (R2Zn = 0,999; R2Cr = 0,999), đồng thời giá trị qe lý thuyết mô hình bậc qe thực nghiệm tƣơng đối gần Điều cho thấy trình hấp phụ Zn(II), Cr(VI) HBL phù hợp với mô hình giả động học bậc Quá trình hấp phụ Zn(II), Cr(VI) vật liệu nhƣ xơ dừa biến tính [25, 13], sung [56],… tuân theo mô hình giả động học bậc Bảng 3.3 Thông số mô hình động học giả bậc bậc Zn(II), Cr(VI) HBL Kim loại qe thực nghiệm, mg/g Zn(II) 4,704 Cr(VI) 4,766 Mô hình giả động học bậc Mô hình giả động học bậc k1, phút-1 qe, mg/g R2 k2, phút-1 qe, mg/g R2 0,018 0,682 0,523 0,235 4,699 0,999 0,904 0,821 0,019 4,854 0,999 0,011 53 KẾT LU N, KIẾN NGHỊ Kết luận Trên sở kết nghiên cứu xử lý Zn (II) Cr(VI) nƣớc vật liệu HBL đƣợc thực với dung dịch ban đầu nồng độ khoảng 25 mg/l, tốc độ khuấy trộn 100 vòng/ phút, nhiệt độ 25oC rút số kết luận sau: - Đối với Zn(II) pHbd = 4,4 với tỉ lệ rắn - lỏng g/l, trình đạt cân khoảng thời gian 60 phút đạt hiệu suất 90,0 ; Cr(VI) pHbd = 2,0 trình đạt cân khoảng thời gian 180 phút đạt hiệu suất 99,8 Tuy nhiên, để loại bỏ khoảng 80 Cr(VI nƣớc, thời gian tiếp xúc khoảng 60 phút - Hiệu suất xử lý Zn(II), Cr(VI) phụ thuộc nhiều vào pH dung dịch Khi tỷ lệ rắn - lỏng g/l, Zn(II), hiệu suất xử lý đạt cao ổn định khoảng 90 pH ban đầu dung dịch > 3,5 (ứng với pH cân 4,2); Cr(VI) pH ban đầu tối ƣu cho trình xử lý Cr(VI) dung dịch khoảng 1,5÷2,4 (ứng với pH cân 1,5÷2,9), hiệu suất xử lý đạt cao 99,8 - Đối với Cr(VI), tỉ lệ rắn - lỏng g/l hiệu suất xử lý đạt tới 99,5 ; Zn(II), tỉ lệ rắn - lỏng 10 g/l hiệu suất xử lý đạt 95,0 - Quá trình hấp phụ Zn(II) phù hợp với thuyết hấp phụ Freundlich với số Kf = 2,16 n = 1,121 R2 = 0,941; số Langmuir có giá trị b = 0,25 l/mg dung lƣợng hấp phụ cực đại Qmax = 12,5 mg/g - Quá trình hấp phụ Cr(VI) phù hợp với thuyết hấp phụ Langmuir Freundlich với Qm = 17,18 mg/g b = 6,26 với hệ số tƣơng quan R2 = 0,997; số Freundlich có giá trị Kf = 11,96 n = 6,097 với hệ số tƣơng quan R2 = 0,869 - Có thể sử dụng dung dịch HNO3 0,1 M HCl 1N để thu hồi Zn(II) tái sử dụng vật liệu - Có thể sử dụng mô hình giả động học bậc để mô tả trình xử lý Zn(II) Cr(VI) với hệ số tƣơng quan R2 = 0,999 Các kết nghiên cứu bƣớc đầu cho thấy vật liệu đƣợc chế tạo từ cao su đƣợc sử dụng nhƣ vật liệu hấp phụ giá thành thấp, hiệu thân thiện với môi trƣờng để xử lý Zn(II) Cr(VI) nƣớc 54 Kiến nghị a) Tiếp tục nghiên cứu: Trên sở kết nghiên cứu bƣớc đầu, số nội dung nghiên cứu cần đƣợc tiếp tục triển khai: - Đối với thực nghiệm theo mẻ gián đoạn: ảnh hƣởng nồng độ ion kim loại ban đầu, ion dung dịch, kích thƣớc vật liệu, đến hiệu suất xử lý - Đối với thực nghiệm cột liên tục: ảnh hƣởng lƣu lƣợng dòng vào, chiều cao cột, xác định dung lƣợng hấp phụ cột, khả giải hấp phụ tái sử dụng vật liệu b) Chế tạo vật liệu hấp phụ kim loại giá thành thấp từ cao su: Theo thống kê đến cuối năm 2011, Việt Nam có 834.000 rừng cao su diện tích trồng cao su đạt triệu giai đoạn 2015-2020 Hàng năm, vào khoảng cuối tháng tháng 3, thời điểm rừng cao su đồng loạt thay Lá cao su sau rụng xuống, tạo thành lớp mặt đất, ngƣời công nhân thƣờng phải dùng máy cắt cỏ phía đầu có lắp cánh quạt thổi hết sát gốc hai hàng để đốt, dọn vệ sinh chuẩn bị cho mùa thu nhựa năm sau Chính vậy, việc sử dụng cao su sẵn có địa phƣơng để xử lý kim loại nƣớc mang lại lợi ích kinh tế môi trƣờng c) Khả áp dụng thực tế: Vật liệu giá thành thấp nên sử dụng cho doanh nghiệp vừa nhỏ Hiện nay, sản xuất chế tạo sản phẩm khí vốn ngành nghề truyền thống mạnh nhiều địa phƣơng Tính đến năm 2015, khoảng 97 tổng số 800.000 doanh nghiệp nƣớc doanh nghiệp nhỏ vừa Vấn đề khó khăn họ nhỏ nên họ không đủ khả tài để đầu tƣ cho hoạt động bảo vệ môi trƣờng Do đó, việc sử dụng vật liệu giá thành thấp có khả xử lý kim loại tạo điều kiện cho sở sản xuất vừa nhỏ thực bảo vệ môi trƣờng 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO I Tiếng việt Bộ Tài nguyên Môi trƣờng (2011), QCVN 40:2011/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải công nghiệp Bùi Thị Lệ Thủy (2012), “Nghiên cứu khả hấp phụ kim loại đồng sử dụng tro vỏ khoai tây”, Tạp chí hóa học T.50(3), 327- 331 Công ty cổ phần ống thép Việt Đức VG PIPE (2013), Báo cáo kết thực công trình, biện pháp bảo vệ môi trường phục vụ giai đoạn vận hành Công ty TNHH Công nghiệp Chính xác Việt Nam (2012), Báo cáo kết thực công trình, biện pháp bảo vệ môi trường phục vụ giai đoạn vận hành Công ty TNHH Thƣơng Mại Trƣờng Biện (2013), Báo cáo kết thực công trình, biện pháp bảo vệ môi trường phục vụ giai đoạn vận hành Công ty TNHH MTV Xuân Hòa (2011), Báo cáo kết thực công trình, biện pháp bảo vệ môi trường phục vụ giai đoạn vận hành Hoàng Nhâm (2001), Hóa Vô cơ, tập II, tập III, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội Huỳnh Trung Hải (2005), Nghiên cứu xử lý chì nước xơ sợi tự nhiên Báo cáo đề tài nghiên cứu Khoa học Công nghệ B 2004-28-142 Huỳnh Văn Trung, Đỗ Quý Sơn (2006) Xử lý thống kê số liệu thực nghiệm hóa học NXB khoa học kỹ thuật 10 Lê Thanh Hƣng, Phạm Thành Quân, Lê Minh Tâm (2008), “Nghiên cứu khả hấp phụ trao đổi ion xơ dừa vỏ trấu biến tính”, Tạp chí phát triển KH&CN, tâp 11, 5-12 11 Lê Văn Cát (2002) Hấp phụ trao đổi ion kỹ thuật xử lý nước nước thải NXB thống kê Hà Nội 12 Mạc Cẩm Thảo (1998), Luận văn thạc sĩ Đại học Bách Khoa Hà Nội, Khảo sát điều tra trạng môi trường công nghiệp mạ điện địa bàn Hà Nội Đánh giá trạng môi trường thiết kế sơ hệ thống thông gió xử lý khí thải phân xưởng mạ Công ty khoá Minh Khai 13 Nhan Hồng Quang (2009) xử lý nước thải mạ điện crom vật liệu biomass Tạp chí khoa học công nghệ Đại học Đà Nẵng số (32), tr.77-85 14 Phạm Hoàng Hộ (2003), Cây cỏ Việt Nam - tập 2, Nhà xuất Trẻ, Hà Nội 15 Trần Hồng Hà (2002) Nghiên cứu khả sử dụng silicagel để xử lý số ion kim loại dung dịch nước Luận án tiến sỹ kỹ thuật - HUST 16 Trần Lệ Minh (2012), Nghiên cứu xử lí kim loại nặng nước vật liệu nguồn gốc thực vật, Luận án tiến sĩ công nghệ môi trƣờng, Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội 56 17 Trần Văn Hòa, Nguyễn Thế Đồng, Hàn Chiến Thắng Công nghệ xử lý nước thải nhà máy lắp rắp ô tô 18 Trần Văn Thắng (2003), Mô hình hóa tối ưu trình công nghệ khử Cr(VI)trong xử lý nước thải công nghiệp mạ điện, Luận án Tiến sỹ kỹ thuật, HUST, Hà Nội 19 Trịnh Thị Thanh (2000), Độc học Môi trường Sức khỏe người, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội II Tiếng Anh 20 A.K Bhattacharya et al (2008), “Adsorption, kinetics and equilibrium studies on removal of Cr(VI) from aqueous solutions using different low-cost adsorbents”, Chemical Engineering Journal, 137(3), pp 529-541 21 A Saeed, M.W Akhter, M Iqbal (2005) Removal and recovery of heavy metals from aqueous solution using papaya wood as a new biosorbent Separation and Purification Technology 45, pp 25-31 22 Biswajit Singha, Tarun Kumnar Naiya, Ashim Kumar Bhattacharya, Sudip Kumar Das (2011), “Cr(VI) Ions Removal from Aqueous Solutions Using Natural Adsorbents-FTIR Studies”, Journal of Environmental Protection 2, 729-735 23 B.M.W.P.K Amarasinghe, R.A Williams (2007) Tea waste as a low cost adsorbent for the removal of Cu and Pb from wastewater Chemical Engineering Journal 132, pp 299-309 24 B Volesky, Z R Holan (1995), “Biosorption of heavy metals”, Biotechnology Progress, 11(3), pp 235-250 25 C.Namasivayam, M.V.Sureshkumar (2008), “Removal of chromium(VI) from water and wastewater using surfactant modified coconut coir pith as a biosorbent”, Bioresource Technology, 99(7), pp 2218-2225 26 D.C.K Ko, J.F Porter, G McKay (2000) Optimised correlations for the fixed bed adsorption of metal ions on bone char Chemical Engineering Science 55, pp 5819-5829 27 D Mohan, C.U Pittman Jr (2006) Review - Activated carbons and low cost adsorbents for remediation of tri-and hexavalent chromium from wate Journal of Harardous Materials B137, pp 762-811 28 E.R Alley (2000) Water Quality Control Handbook McGraw Hill, pp 125141 29 Eric Fawcett (1988), “Spin-density-wave antiferromagnetism in chromium”, Reviews of Modern Physics, 60(1), pp.209 57 30 Etorki, El-Rais, Mahabbis, Moussa (2014), “Removal of some heavy metals from wastewater by using of fava beans”, American Journal of Analytical Chemistry 5, 225-234 31 F.W Fifield, P.J Haines (1996), Environmental Analytical Chemistry, Blackie Academic and Professional, London 32 F Woodard (2001) Industrial Waste Treatment Handbook ButterworthHeinemann, pp 376-451 33 H Benaissa, M.A Elouchdi (2007) Removal of copper ions from aqueous solutions by dried sunflower leaves Chimecal Engineering and Processing 46, pp 614-622 34 Henrik K.Hansen, Fernanda Arancibia, Claudia Gutiererrez (2010), “Adsorption of copper onto agriculture waste materials”, Journal of Hazadous Materials 180, 442-448 35 Huynh Trung Hai and Mikiya Tanaka Removal of Bi, Cd, Co, Cu, Fe, Ni, Pb, and Zn from an Aqueous Nitrate Medium with Bis (2-ethylhexyl) phosphoric axit impregnated Kapok Fiber NXB Ind & Eng Chem Res-2003 36 J Ananadkumar, B Mandal (2009), “Removal of Cr(VI) from aqueous solution using Bael fruit (Aegle marmelos correa) shell as an adsorbent”, Journal of Hazardous Materials, 168 (2-3), pp 633-640 37 J Kotás, Z.Stasicka (2000), “Chromium occurrence in the enviroment and methods of its speciation”, Enviromental Pollution, 107(3), pp 263-283 38 J.M Smith (1981) Chemical engineering kinetics, third edition McGraw-Hill, Inc 39 J Yang and B Volesky (1999) Modeling uranium-proton ion exchange in biosorption Environmental Science and Technology, 33, pp 4079-4085 40 K Selvi, S Pattabhi, K Kadirvelu (2001), “Removal of Cr(VI) from aqueous solution by adsorption onto activate carbon”, Bioresource Technology 80, 8789 41 K.S Low, C.K Lee & A.C Leo (1995) Removal of metals from electroplating wastes using banana pith Bioresource Technology 51, pp 227-231 42 L.D Benefield, J.F Judkins, B.L Weand (1982) Process Chemistry for Water and Wastewaster Treatment Prentice-Hall, Inc, pp 191-210 43 Lenore S Cleserl, Arnold E Greenberg, Andrew D.Eaton (1999), Standard methods for the examination of water and wastewater 20th edition, American Public Health Asssociation 44 Li Jia Yu, Shyam S Shukla (2003), “Adsorption of chromium from aqueous solutions by maple sawdust”, Journal of HaZardous Materials B100, 53-63 58 45 M.E Argun, S Dursun, C Ozdemir, M Karatas (2007) Heavy metal adsorption by modified oak sawdust: Thermodynamics and kinetics Journal of Hazardous Materials 141, pp 77-85 46 M.J Rivero, R Ibanez, I.M Ortiz (2002) Mathematical modelling of styrene drying by adsorption onto activated alumia Chemical Engineering Science 57, pp 2589-2592 47 M Martinez, N Miralles, S Hidalgo, N Fiol Villaescusa, J Poch (2006) Removal of lead (II) and cadmium (II) from aqueous solutions using grape stalk waste Journal of Hazardous Materials B133, pp 203-211 48 Monika Jain et al (2009), “Chromium (VI) removal from aqueous system using Helianthus annuus (sunflower) stem waste”, Journal of Hazardous Materials, 162(1), pp.365-372 49 M Ozacar, I.A Sengil (2005) A kinetic study of metal complex dye sorption onto pine sawdust Process Biochemistry 40, pp 565-572 50 M Rao, A.V Parwate, A.G Bhole (2002) Removal of Cr(VI) and Ni(II) from aqueous solution using bagasse and fly ash Waste Management 22, pp 821830 51 Nasim Ahmad Khan, Shaliza Ibrahim (2004), “Elimination of heavy metals from wastewarte using agricultural wastes as absorbents”, Malaysian Journal of Science 23, 43-51 52 N Bektas, S kara (2004) Removal of lead from aqueous solutions by natural clinoptilolite: equilibrium and kinetic studies Separation and Purification Techonogy 39, pp 189-200 53 P.C Mishara, R.K Patel (2009), “Removal of lead and zinc ions from water by low cost adsorbents”, Journal of Hazardous Materials, 168(1), pp 319-325 54 Ralph L.Stephenson and James B.Blackburn (1998), Industrial wastewater systems handbook Lewis publishers 55 R Han, J Zhang, W Zou, J Shi, H Liu (2005) Equilibrium biosorption isotherm for lead ion on chaff Journal of Hazardous Materials B125, pp 266271 56 Rifaquat A.K Rao, Fouzia Rehaman (2010), “Adsorption Studies on fruits of Gular (Ficus glomerata): Removal of Cr(VI) from synthetic wastewater”, Journal of HaZardous Materials 181, 405-412 57 Robert A.Kyle, Marc A.Shampo (1989), “Nicolas - Louise Vauquelin Discoverer of Chromium”, Mayo Clinic Proceedings, 64(6), pp 643 59 58 S Ayub and F Changani Khorasgani (2014), “Adsorption process for Wastewater treatment by using coconut shell”, Reseach journal of chemical sciences vol 4(12), 1-8 59 S Ramasubramaniam, C.Govindarajan (2012), “Removal of chromium (VI) from aqueous solution using chitosan- starch blend”, Scholars research library, 4(1), 240-248 60 S Tangjuank et al (2009), “Adsorption of Lead (II) and Cadmium (II) ions from aqueous solutions by adsorption on activated carbon prepared from cashew nut shells”, Engineering and Technology, 52, pp 110-116 61 T Karthikeyan, S Rajgopal (2005), “Chromium (VI) adsorption from aqueous solution by Hevea Brasilinesis sawdust active carbon”, Journal of hazardous Materials B124, 192-199 62 W.S Wan Ngah, M.A.K.M Hanafiah (2008), “Removal of heavy metal ions from wastewater by chemically modified plant wastes as adsorbents: A review”, Bioresource Technology 99, 3935-3948 63 Y Bulut, Z Baysal (2006) Remaval of Pd(II) from wastewater using wheat bran Journal of Environmental Management 78, pp 107-113 64 Y Liu, Q Cao, F Luo, J Chen (2009) Biosorption of Cd(II), Cu(II), Ni(II) and Zn(II) ions from aqueous solutions by pretreated biomass of brown algae Journal of Hazardous Materials 163, pp 931-938 65 Y.S Ho, A.E Ofomaja (2006) Biosorption thermodynamics of cadmium on coconut copra meal as biosorbent Biochemical Enginnering Journal 30, pp 117-123 66 Z Aksu (2001) Biosorption of reactive dyes by dried activated sludge: equilibrium and kinetic modelling Biochemical Engineering Journal 7, pp 7984 67 Z Aksu (2002) Determination of the equilibrium, kinetic and thermodynamic parameters of the batch biosorption of nickel (II) ions onto chlorella vulgaris Process Biochemisty 38, pp 89-99 60 PHỤ LỤC Phụ lục 1.Trích dẫn QCVN 40:2011/BTNMT nƣớc thải công nghiệp Giá trị C TT Thông số Đơn vị o A B C 40 40 - 6÷9 5,5÷9 Nhiệt độ pH Thủy ngân mg/l 0,005 0,01 Chì mg/l 0,1 0,5 Cadimi mg/l 0,05 0,1 Crom (VI) mg/l 0,05 0,1 Crom (III) mg/l 0,2 Đồng mg/l 2 Kẽm mg/l 3 10 Niken mg/l 0,2 0,5 11 Mangan mg/l 0,5 12 Sắt mg/l đó: C giá trị tối đa cho phép thông số ô nhiễm nƣớc thải công nghiệp xả vào nguồn tiếp nhận - Cột A quy định giá trị C thông số ô nhiễm nƣớc thải công nghiệp xả vào nguồn tiếp nhận nguồn nƣớc đƣợc dùng cho mục đích cấp nƣớc sinh hoạt - Cột B quy định giá trị C thông số ô nhiễm nƣớc thải công nghiệp xả vào nguồn nƣớc không dùng cho mục đích cấp nƣớc sinh hoạt 61 Phụ lục Một số đặc tính vật liệu PL2.1.Xác định diện tích bề mặt vật liệu theo phƣơng pháp BET Ghi chú: Kết đƣợc thực phòng thí nghiệm BKEMMA - AIST (Viện tiên tiến khoa học công nghệ - HUST) 62 PL2.2.Kết chụp SEM vật liệu HBL với độ phóng đại khác 63 Phụ lục Một số số liệu thực nghiệm Bảng PL 3.1 nh hƣởng thời gian tiếp xúc đến hiệu suất xử lý Zn(II); (pHbđ = 4,4, tỉ lệ R/L = g/L, tốc độ khuấy trộn 100 vòng/phút) TT Thời gian, phút Zno, mg/l Zncb, mg/l E, % 26,125 7,58 70,99 15 26,125 5,1 80,48 30 26,125 3,71 85,80 60 26,125 2,68 89,74 90 26,125 2,49 90,47 120 26,125 2,66 89,82 180 26,125 2,645 89,88 Bảng PL 3.2 nh hƣởng thời gian tiếp xúc đến hiệu suất xử lý Cr(VI); (pHbđ = 2,0, tỉ lệ R/L = g/L, tốc độ khuấy trộn 100 vòng/phút) TT Thời gian, phút Cro, mg/l Cr, mg/l E, % 24,005 17,035 29,04 10 24,005 14,790 38,39 15 24,005 10,865 54,74 30 24,005 8,645 63,99 60 24,005 4,200 82,50 100 24,005 1,725 92,81 180 23,500 0,0286 99,88 300 23,500 0,0351 99,85 420 24,005 0,025 99,90 10 600 23,500 0,020 99,92 11 1020 24,005 0,015 99,94 64 Bảng PL 3.3 nh hƣởng pH đến hiệu suất xử lý Zn(II); (Zno = 26,125 mg/l, tỷ lệ R/L = g/l, tốc độ khuấy trộn 100 vòng/phút; t = 90 phút) TT pHbđ pHcb Zncb, mg/l E, % 1,9 2,0 25,18 3,62 2,5 3,1 17,43 33,28 3,5 4,2 3,29 87,41 4,1 5,3 2,565 90,18 5,1 5,2 2,315 91,14 Bảng PL 3.4 nh hƣởng pH đến hiệu suất xử lý Cr(VI); (Cro = 24,55 mg/l; tỉ lệ R/L = g/L, tốc độ khuấy trộn 100 vòng/phút; t = 7,5 giờ) TT pHbđ pHcb Crcb, mg/l E, % 1,5 1,5 0,0300 99,88 2,0 2,1 0,0150 99,94 2,4 2,9 0,0300 99,88 3,4 4,9 18,0150 26,62 4,1 5,6 18,5150 24,58 5,6 5,9 21,1800 13,73 6,1 6,1 21,5950 12,04 Bảng PL 3.5 nh hƣởng tỷ lệ rắn - lỏng đến hiệu suất xử lý Zn(II); (pHbđ = 4,4; tốc độ khuấy trộn 100 vòng/phút; thời gian tiếp xúc 90 phút) TT R/L, g/l Crcb, mg/l E, % qe, mg/g 2,015 5,88 77,49 10,04 3,020 4,09 84,34 7,29 5,020 2,44 90,66 4,71 6,010 1,58 93,95 4,08 8,015 1,35 94,83 3,09 15,020 0,975 96,27 1,67 65 Bảng PL 3.6 nh hƣởng tỷ lệ rắn - lỏng đến hiệu suất xử lý Cr(VI); (pHbđ = 2,0; tốc độ khuấy trộn 100 vòng/ phút; thời gian tiếp xúc 7,5 giờ) TT R/L, g/l Crcb, mg/l E, % qe, mg/g 0,50 14,74 37,27 17,56 0,76 10,915 53,55 16,67 1,00 7,905 66,36 15,56 1,51 1,4304 93,91 14,66 1,99 0,1289 99,45 11,73 2,99 0,0982 99,58 7,83 4,99 0,0132 99,94 4,71 Bảng PL3.7 Khảo sát khả giải hấp phụ Zn(II); Hấp phụ lần Giải hấp lần Hấp phụ lần Giải hấp lần Dung dịch HCl 1N HNO3 1N HCl 1N HNO3 1N m, g 0,1008 0,1002 0,0975 0,0952 0,0974 0,0952 0,0915 0,0896 S/L, g/l Zn0, mg/l 5,04 5,01 4,875 4,76 4,87 4,76 4,575 4,48 26,10 26,10 26,10 26,10 - Zncb,mg/l 2,61 2,71 19,22 18,79 4,05 3,95 16,70 17,20 E, % 90,02 89,64 84,57 84,53 84,48 84,87 80,62 82,51 Bảng PL 3.8 Khảo sát khả giải hấp phụ Cr(VI) Hấp phụ lần Giải hấp lần Dung dịch NaHCO3 0,1M NaOH 0,1M NaOH 0,05M m, g S/L, g/l Cr0, mg/l 0,1 0,0997 0,0998 5,00 4,99 4,99 24,50 24,50 24,50 0,0998 4,99 0,0992 0,0995 Crcb,mg/l E, % 0,0155 0,0150 0,0145 99,94 99,94 99,94 - 1,195 4,89 4,96 - 1,855 7,61 4,98 - 2,010 8,23 66 Phụ lục Một số hình ảnh tiến hành thực nghiệm Hình PL 4.1 Phân tích nồng độ Cr(VI) hệ thống UV-Vis Hình PL 4.2 Phân tích nồng độ Zn hệ thống AAS 67 ... Do vậy, đề tài Nghiên cứu xử lý Zn Cr nƣớc sinh khối khô thực vật đƣợc thực nhằm tìm kiếm vật liệu có nguồn gốc thực vật nghiên cứu, đánh giá khả xử lý crom kẽm cao su loại vật liệu đƣợc lựa... mục tiêu nghiên cứu luận văn - Mục đích: Nghiên cứu số loài thực vật Việt Nam sử dụng sinh khối khô chúng nhƣ vật liệu sinh học giá thành thấp, thân thiện với môi trƣờng để xử lý kẽm, crom môi... nghệ xử lý kim loại nặng nƣớc theo hƣớng bổ sung hóa chất vào dòng thải không tạo bùn thải - Mục tiêu: Sử dụng sinh khối khô cao su làm vật liệu xử lý kẽm, crom nƣớc Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu