Nghiên cứu xử lý kim loại nặng trong nước bằng vật liệu nguồn gốc thực vật

Trình bày tổng quan về tình hình ô nhiễm kim loại trong nước và các phương pháp xử lý ô nhiễm. Phương pháp nghiên cứu và quy trình thực nghiệm. Kết quả và thảo luận về khả năng xử lý một số ion kim loại trong dung dịch bằng sinh khối khô của cây dương xỉ và cỏ lác.

NỘI DUNG:

Chương 1 - TỔNGQUANTÀILIỆU 4

1.1 Ô nhiễm kimloại nặng trongnước, ảnh hưởngcủa chúngđến con người

và môi trường

4

1.1.1 Nguồn gây ô nhiễmkim loại nặng trong nư ớc 4

1.1.2 Tác động của ột số kim loại trong nước thải đến con người v m àmôi

trường

7

1.2Một số phương pháp x ử lý kim loạinặng trong nước thải 11

1.2.1 Phương pháp kết tủa 12

1.2.2 Phương pháp trao đổi ion 13

1.2.3 Phương pháp hấp phụ 14

1.2.4 Phương pháp sinh học 15

1.2.5 Một số phương pháp khác 16

1.3 Xử lý kimloại nặng bằng v ật liệu h ấp phụ nguồn gốc th ực vật 16

1.3.1 Cơ sở của phương pháp 17

1.3.2 Một số yếu tố ảnh hưởngđến quá tr ấp phụ ion kim loại nặng ình h

trong dung dịch bằng sinh khối của thực vật

18

1.3.2.1 Ảnh hưởng của thời gian tiếp xúc 18

1.3.2.2 Ảnh hưởng của pH 18

1.3.2.3 Ảnh hưởngcủa tốc độ khuấy trộn 19

1.3.2.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ 19

1.3.2.5 Ảnh hưởng của một số yếu tố khác 20

1.3.3 Một số phương trình đẳng nhiệt mô tả phảnứnghấp phụ sinh học 20

1.3.3.1 Phương tr đẳng nhiệt Langmuir ình 21

1.3.3.2 Phương tr đẳng nhiệt Freundlich ình 22

1.3.3.3 Phương trình đ ẳng nhiệt BET 23

1.3.3.4 Phương trình đ ẳng nhiệt Redlich -Peterson 23

1.3.4 M ình ột số phương tr động học mô tả phản ứng hấp phụ 24

1.3.4.1 Mô hình động học bậc 1 24

1.3.4.2 Mô hình động học bậc 2 24

1.3.5 Một số cơ chế hấp phụ kim loại nặngbằng sinh khối của thực vật 25

1.3.6 Tình hình nghiên cứu sử dụng sinh khối khô của thực vật đ ể loại bỏ

kimloại nặng trong dung dịch

27

iv

Chương 2 - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀQUY TRÌNH THỰC

NGHI ỆM

33

2.1Hóachất, thiết bị vàvật liệu hấpphụ 33

2.1.1 Hóach àthi 33 ất v ết bị

2.1.2 V 33 ật liệu hấp phụ

2.2Phương pháp nghiên cứu 35

2.2.1 Thực nghiệm hấp phụ gián đoạn 35

2.2.2 Thực nghiệm hấp phụ liên tục t rên cột 36

2.3Phương pháp đo và phân tích 37

2.4Quy trình thực nghiệm 37

2.4.1 Xác định ảnh h ưởngcủa thời gian tiếp xúc tới hiệu suất xử lý 37

2.4.2 Xác đ ịnh ảnh h ưởngcủa pH đến hiệu suất xử lý 38

2.4.3 Xác định ảnh hưởngcủa một số ion 38

2.4.4 Xác định ảnh h ưởngcủa nồng độ kim loại ban đầu 38

2.4.5 Xác định ảnh hưởngcủa kích thước vật li ệu 38

2.4.6 Xác định ảnh hưởngcủa nhiệtđộ 38

2.4.7 Xác đ ịnh đẳngnhiệt hấp phụ 38

2.4.8 Xác định khả năng ải ấp phụ, tái sử d ụng vật liệu gi h 39

2.5Xử lý thống kê vàbiểu diễn các số liệu thực nghiệm 40

Chương 3 - KẾT QUẢ VÀ THẢOLUẬN VỀ KHẢ NĂNG XỬ LÝ MỘTSỐ

IONKIM LOẠITRONG DUNG DỊCHBẰNG SINH KHỐIKHÔ CỦA

CÂY DƯƠNG XỈ V ỎLÁC ÀC

41

3.1 Xác định t hành phần và cấu trúc của vật liệu 41

3.2Nghiên cứu ột số yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý ion kim loại trong m

dung d ịch

42

3.2.1 Ảnh hưởngcủa thời gian tiếp xúc tớ i hiệ u quả xử lý 42

3.2.2 Ảnh hưởngcủa pH đến hiệu suất xử lý 44

3.2.3 Ảnh hưởngcủa nồng độ ion kim loại ban đầu 49

3.2.4 Ảnh hưởngcủa nhiệt độ và xác định các thông s c ố nhiệt động học ủa

quátrình

51

3.2.5 Ảnh hưởngcủa kích thước vật liệu 53

3.2.6 Ảnh hưởngcủa tỉ lệ rắn – lỏng 54

56 3.2.7 Đẳng nhiệt hấp phụ

3.2.8 Ảnh hưởngcủa một số ion 60

3.3Nghiên cứu quá trình giải hấp phụ 61

3.4Nghiên cứu quá trình tách ion kimloại nặngtừ dung dịch tr ột hấp phụ ên c 65

3.4.1 Ảnh hưởngcủa nồng độ ion kimloại trongdòngchảy 67

3.4.2 Ảnh hưởng ủa lư u lượngd c òng vào 68

3.4.3 Nghiên cứu quá trình giải hấp phụ trên c ột 70

3.4.4 Nghiên cứu khả năng tái sử dụng vật liệu 72

3.4.5 Nghiên cứu xử lý Pb(II) trong nư ớc thải bằng vật liệu P1M 73

v

3.5Động học của quá trình hấp phụ ion kim loại nặngtrongdung dịch bởi

F1MvàP1M

74

KẾT LUẬN 80

DANHMỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNGBỐ CỦA LUẬN ÁN 82

TÀILIỆU THAM KHẢO 83

PHỤ LỤC 93

Phụ lục 1 – Một số hình ảnh khi tiến hành th ực nghiệm 93

Phụ lục 2 – Đặc tính của vật liệu P1M vàF1M 96

PL2a.Phân tích cácnhóm ch 96 ức

PL2b.Xác định diện tíchbề mặt vật liệu theo ph ương pháp BET 97

PL2c.Kết quả chụp SEM 98

PL2d.Phân tíchthành ph ên t ần nguy ố C, N, H, O trong vật liệu 105

Phụ lục 3 – Một số số liệu thực nghiệm 113

Ph l ụ ục ị giới hạn cho phép của một số thông số v 4 – Giátr à nồng độ kim

lo ại

116

Phụ lục 5 – Đặc tr ưng của ch ì, đồng, kẽm, cadimi, niken vàcrom 117

LINK DOWNLOAD

NỘI DUNG: