Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải chứa một số hợp chất nitro vòng thơm bằng phương pháp hấp phụ trên than hoạt tính kết hợp với sử dụng thực vật thủy sinh

- CHƯƠNG 3 “Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải chứa một số hợp chất nitro vòng thơm bằng phương pháp hấp phụ trên than hoạt tính kết hợp với sử dụng thực vật thủy sinh”.
- KẾT QUẢ KHẢO SÁT KHẢ NĂNG HẤP PHỤ DNT, DNP VÀ TNR TRÊN MỘT SỐ LOẠI THAN HOẠT TÍNH TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3.2.1.
- Đặc điểm quá trình hấp phụ một số hợp chất nitro vòng thơm trên than hoạt tính.
- Đồ thị xác định ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ DNT của các loại than hoạt tính.
- Đồ thị xác định ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ DNP của các loại than hoạt tính.
- Đồ thị xác định ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ TNR của các loại than hoạt tính.
- 3.2.1.2 Đặc điểm quá trình hấp phụ một số hợp chất nitro vòng thơm trên than hoạt tính Thí nghiệm được tiến hành trên 3 loại than hoạt tính TQ, TM và AG đối với từng dung dịch chứa DNT, DNP và TNR.
- Thời gian hấp phụ: lựa chọn thời gian hấp phụ tối ưu cho từng hệ than hoạt tính và hợp chất nitro vòng thơm.
- Kết quả xác định dung lượng hấp phụ một số hợp chất nitro vòng thơm bằng than hoạt tính được trình bày trong các bảng 3.1.
- Kết quả xác định dung lượng hấp phụ (a) của các loại than hoạt tính đối với DNT.
- Kết quả xác định dung lượng hấp phụ của các loại than hoạt tính.
- CtTNR: Nồng độ TNR còn lại trong pha lỏng (mg/l) Từ kết quả nghiên cứu xác định dung lượng hấp phụ của 3 loại than hoạt tính TQ, TM và AG đối với DNT, DNP và TNR được dẫn trong bảng 3.1, 3.2.
- Các chất nitro thơm khác nhau thì dung lượng hấp phụ khác nhau.
- Các loại than hoạt tính khác nhau thì dung lượng hấp phụ cũng khác nhau.
- Như vậy, dung lượng hấp phụ phụ thuộc vào từng loại than..
- Đối với cả 3 chất, than TQ là than có dung lượng hấp phụ lớn nhất.
- Như vậy, than TQ là than có khả năng hấp phụ lớn nhất đối với 3 chất nitro vòng thơm nghiên cứu.
- Dung lượng hấp phụ của 3 loại than hoạt tính đối với từng chất đã khảo sát rất khác nhau và giảm dần theo dãy TQ> TM > AG.
- Trong khi đó than AG (Nga), thường được dùng trong công nghệ để xử lý khí thì hấp phụ DNT, DNP và TNR kém hơn.
- Như vậy có thể thấy loại than hoạt tính dùng để xử lý khí sẽ bị hạn chế khi sử dụng để hấp phụ DNT, DNP và TNR trong môi trường nước.
- Một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ.
- Kết quả thử nghiệm ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ của các loại than đối với từng chất sẽ xác định được pH tối ưu cho mỗi loại than và mỗi chất khác nhau..
- Đồ thị xác định ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ của.
- Thí nghiệm khả năng hấp phụ DNT bằng than hoạt tính ở dải pH từ 3 đến 10 cho thấy.
- Dung lượng hấp phụ DNT của than TQ, TM và AG phụ thuộc vào giá trị pH của dung dịch.
- cho thấy pH càng thấp khả năng hấp phụ DNP của các loại than hoạt tính càng lớn (pH càng thấp dung lượng hấp phụ càng cao).
- ta nhận thấy ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ TNR của các loại than hoạt tính tương tự như với DNP.
- pH càng thấp khả năng hấp phụ TNR của các loại than hoạt tính càng lớn.
- Thí nghiệm xác định ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng hấp phụ DNT của các loại than hoạt tính được tiến hành với dải nhiệt độ 25.
- Đồ thị xác định ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng hấp phụ DNT của các loại than hoạt tính.
- Từ kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng hấp phụ DNT của các loại than hoạt tính ta thấy đối với cả 3 loại than TQ, TM và AG khi nhiệt độ tăng lượng chất bị hấp phụ (DNT) giảm (dung lượng hấp phụ giảm).
- Như vậy, quá trình hấp phụ của các loại than hoạt tính đối với DNT là quá trình hấp phụ vật lý.
- Nhiệt độ tối ưu cho hệ hấp phụ than hoạt tính - DNT là 250C..
- Đối với DNP Thí nghiệm xác định ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng hấp phụ DNP của các loại than hoạt tính được tiến hành với dải nhiệt độ 25.
- Đồ thị xác định ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng hấp phụ DNP của các loại than hoạt tính.
- Cũng như với DNT, quá trình hấp phụ DNP của các loại than hoạt tính (TQ, TM và AG) là quá trình hấp phụ vật lý.
- Nhiệt độ tối ưu cho hệ hấp phụ than hoạt tính - DNP là 250C.
- Đồ thị xác định ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng hấp phụ TNR của các loại than hoạt tính.
- Nhiệt độ tối ưu cho hệ hấp phụ than hoạt tính - TNR là 250C.
- Ảnh hưởng của khối lượng than đến dung lượng hấp phụ của các loại than hoạt tính đối với DNT Loại than.
- hấp phụ (a) (mg/g) TQ.
- ta thấy, khối lượng than ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ DNT.
- Khối lượng than càng nhỏ, dung lượng hấp phụ càng lớn.
- Thiết lập phương trình đẳng nhiệt hấp phụ của DNT dựa trên kết quả bảng 3.4.
- Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich có dạng:.
- aDNT: Dung lượng hấp phụ (mg/g).
- Áp các giá trị KF và n tìm được vào phương trình (3.1), ta thu được các phương trình đẳng nhiệt hấp phụ của các loại than hoạt tính đối với DNT.
- (3.5) Đồ thị biểu diễn các đường đẳng nhiệt hấp phụ của các loại than hoạt tính đối với DNT có dạng: Hình 3.17.
- Đường đẳng nhiệt hấp phụ của các loại than hoạt tính đối với DNT TQ - DNT (a).
- Từ các phương trình đẳng nhiệt hấp phụ và (3.5) có thể nhận thấy.
- Giá trị KF lớn đồng nghĩa với hệ có khả năng hấp phụ cao [30].
- Để hấp phụ DNT trong môi trường nước thì sử dụng than hoạt tính TQ hoặc TM là tối ưu..
- Đối với DNP Cũng như trong trường hợp DNT, để tiến hành thí nghiệm để xác định ảnh hưởng của khối lượng than đến dung lượng hấp phụ DNP.
- Kết quả xác định dung lượng hấp phụ của các loại than hoạt tính đối với DNP.
- Khối lượng than cũng ảnh hưởng đến dung lượng hấp phụ của 3 loại than TQ, TM và AG đối với DNP.
- Khối lượng than càng nhỏ dung lượng hấp phụ DNP càng lớn..
- Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ của các loại than hoạt tính trong trường hợp DNP.
- Đồ thị biểu diễn các đường đẳng nhiệt hấp phụ của các loại than hoạt tính đối với DNP cũng có dạng tương tự như DNT..
- Đường đẳng nhiệt hấp phụ của các loại than hoạt tính đối với DNP TQ - DNP (a).
- Từ các phương trình đẳng nhiệt hấp phụ và (3.8) có thể nhận thấy.
- Khác với DNT, sự suy giảm dung lượng hấp phụ của hệ than hoạt tính với DNP theo độ che phủ của than AG > TQ > TM (nAG < nTQ < nTM)..
- Kết quả xác định ảnh hưởng của khối lượng than tới dung lượng hấp phụ TNR được trình bày ở bảng 3.8.
- Kết quả xác định dung lượng hấp phụ của các loại than hoạt tính đối với TNR.
- hấp phụ a (mg/g) TQ.
- Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ của các loại than hoạt tính trong trường hợp TNR.
- Biểu diễn trên đồ thị các đường đẳng nhiệt hấp phụ của các loại than hoạt tính đối với TNR có dạng:.
- Đường đẳng nhiệt hấp phụ của các loại than hoạt tính đối với TNR TQ - TNR (c).
- Từ các phương trình đẳng nhiệt hấp phụ và (3.11) có thể nhận thấy.
- Như vậy, khả năng hấp phụ của cả ba loại than TQ, TM và AG đối với TNR đều không lớn.
- Như vậy, chỉ có than TQ là có khả năng hấp phụ tương đối TNR trong môi trường nước..
- Cũng như DNP, sự suy giảm dung lượng hấp phụ của hệ than hoạt tính với TNR theo độ che phủ của AG > TQ > TM.
- Từ kết quả thực nghiệm và số liệu tính toán các phương trình đẳng nhiệt hấp phụ đối với các thử nghiệm về khả năng hấp phụ DNT, DNP và TNR của các loại than hoạt tính TQ, TM và AG có thể rút ra một số nhận xét sau.
- Khả năng hấp phụ của 3 loại than đối với các chất giảm dần theo dãy: DNT > DNP > TNR.
- Nguyên nhân có sự khác nhau về khả năng hấp phụ của than hoạt tính đối với các chất có thể giải thích như sau.
- Khối lượng phân tử của các chất DNT < DNP < TNR nên khả năng hấp phụ bằng than hoạt tính của DNT > DNP > TNR.
- Ngoài ra, quá trình hấp phụ do ái lực của phần kỵ nước với bề mặt than hoạt tính.
- Nhóm CH3- là nhóm kỵ nước do đó ít ảnh hưởng bề mặt than hoạt tính trong quá trình hấp phụ.
- Điều này giải thích vì sao khả năng hấp phụ của than hoạt tính với DNT > DNP > TNR..
- Như vậy, khả năng hấp phụ của than hoạt tính đối với các chất phụ thuộc vào khối lượng phân tử, cấu trúc phân tử và các nhóm chức của các chất hóa học..
- Khả năng hấp phụ của than TQ đối với cả 3 chất đều tốt hơn so với than TM và AG.
- Đối với hệ than hoạt tính - DNT, sự suy giảm dung lượng hấp phụ theo độ che phủ của than AG > TM > TQ.
- Trong khi đó với hệ than hoạt tính - DNP và hệ than hoạt tính - TNR, sự suy giảm dung lượng hấp phụ theo độ che phủ của than AG > TQ > TM.
- Do đó, với hệ hấp phụ than hoạt tính - DNP và TNR, sự suy giảm dung lượng hấp phụ theo độ che phủ của than TM là nhỏ nhất.
- KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KẾT HỢP PHƯƠNG PHÁP HẤP PHỤ TRÊN THAN HOẠT TÍNH VÀ THỰC VẬT THỦY SINH TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI Ô NHIỄM DNT, DNP VÀ TNR.
- Để khắc phục hạn chế trên có thể kết hợp sử dụng cả hai biện pháp hấp phụ trên than hoạt tính và sử dụng thủy trúc trong giải pháp xử lý nước thải bị ô nhiễm DNT, DNP và TNR.
- Qua các kết quả thí nghiệm về hấp phụ DNT, DNP và TNR bằng các loại than hoạt tính cũng như thử nghiệm khả năng xử lý ba hợp chất độc hại trên bằng một số loài thực vật thủy sinh tôi xin đưa ra một số kết luận sau:.
- Các loại than chuyên dụng dùng để tẩy màu như than TQ và than TM có khả năng hấp phụ tốt DNT, DNP và TNR trong môi trường nước.
- Than dùng trong xử lý khí như than AG hấp phụ kém hơn, loại than này không nên sử dụng cho xử lý DNT, DNP và TNR trong môi trường nước.
- Khả năng hấp phụ của các loại than đối với DNT, DNP và TNR theo thứ tự giảm dần như sau DNT > DNP > TNR.
- Đã khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố nhiệt độ, pH và khối lượng than đến các hệ hấp phụ than hoạt tính - DNT, DNP và TNR.
- Từ đó xác định được điều kiện tối ưu cho từng hệ hấp phụ của từng loại than đối với từng chất.
- Loại than cho hiệu quả hấp phụ DNT, DNP và TNR cao nhất là than TQ..
- Đã xây dựng được các phương trình đẳng nhiệt hấp phụ đối với các hệ than hoạt tính (TQ, TM, AG.
- Đã đề xuất quy trình xử lý nước thải ô nhiễm DNT, DNP và TNR bằng sự kết hợp giữa phương pháp hấp phụ trên than hoạt tính và sử dụng thực vật thủy sinh (cụ thể là thủy trúc).
- Tách DNP bằng hấp phụ trên than hoạt tính (lượng than sử dụng 0,2 kg/m3 nước thải.
- Hàm lượng DNP sau hấp phụ khoảng 50-60 mg/l.
- Tách DNT bằng hấp phụ trên than hoạt tính (lượng than sử dụng 0,1 kg/m3 nước thải).
- Hàm lượng DNT, sau hấp phụ khoảng 60mg/l.
- Tách TNR bằng hấp phụ trên than hoạt tính (lượng than sử dụng 0,3 kg/m3 nước thải.
- Hàm lượng TNR sau hấp phụ bằng than hoạt tính khoảng 60 mg/l