Khả năng hấp phụ Cr6+ và màu của bã cà phê trong nước thải dệt nhuộm

ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG HẤP PHỤ KIM LOẠI NẶNG Cr6+ VÀ MÀU TRONG NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM CỦA BÃ CÀ PHÊ

CAPACITY ASSESSMENT OF HEAVY METAL ADSORPTION Cr6+ AND COLOR IN THE TEXTILE WASTEWATER BY THE COFFEE GROUNDS.

Việc tái chế, tận dụng chất thải không những đem lại những lợi ích về kinh tế, xã hội mà còn có ý nghĩa quan trọng trong việc bảo vệ môi trường. Chiến lược bảo vệ môi trường quốc gia đã xác định mục tiêu đến năm 2020 là “Hình thành và phát triển ngành công nghiệp tái chế thất thải”.

Nghiên cứu xử lý các kim loại nặng và màu trong nước thải bằng các vật liệu hấp phụ giá thành thấp, thân thiện với môi trường được chế tạo từ các chất thải nông nghiệp là vấn đề được nhiều tác giả nghiên cứu trong nước và thế giới.

Trong luận văn, chúng tôi đã nghiên cứu vật liệu bã cà phê để tạo ra vật liệu hấp phụ Cr6+ và màu trong nước thải. Các kết quả nghiên cứu cho thấy các vật liệu hoạt hóa bằng H2SO4 0,1N và NaOH 0,1N đạt hiệu quả xử lý khá cao.

Nguyên vật liệu – hóa chất thực nghiệm.

Bã cà phê thu của công ty Vinacafe Biên Hòa được xử lý và hoạt hóa.

Hóa chất dùng trong thực nghiệm là: K2Cr2O7, CoCl2.H2O, 1-5 Diphenyl Carbazide, NaOH và H2SO4 của Trung Quốc, K2PtCl6 của Merck, các dung môi ethanol và petroleum ether 30-60 được sử dụng trong nghiên cứu này.

Khả năng hấp phụ Cr6+ và màu của bã cà phê

Quá trình hoạt hóa vật liệu.

Bã cà phê thu về, đem sấy ở 1050C trong 2 giờ để loại bỏ hơi nước, sau đó bã dạng thô được nghiền nhỏ bằng máy nghiền mẫu IKA, sử dụng rây 1mm tách các phần tử bã cà phê có kích thước d ≤ 1mm, phần bã cà phê dưới rây tiếp tục được tách các phần tử có d ≤ 0,25mm, sử dụng vật liệu có kích thước 0,25mm ≤ d ≤ 1mm, 500g bã cà phê đã xác định kích thước làm vật liệu không hoạt quá (BCFKHH), 1000g bã cà phê có kích thước 0,25mm ≤ d ≤ 1mm ngâm với Ethanol trong 7 ngày,

Sau đó hoạt hóa bằng H2SO4 0,1N và rửa lại với NaOH 0,1N đến khi pH của vật liệu bằng 7, sấy vật liệu ở 1050C trong 6 giờ (BCFHHE) và 1000g bã cà phê có kích thước 0,25mm ≤ d ≤ 1mm ngâm với Petroleum Ether trong 7 ngày, sau đó hoạt hóa bằng H2SO4 0,1N và rửa lại với NaOH 0,1N đến khi pH của vật liệu bằng 7, cũng tiến hành sấy vật liệu ở 1050C trong 6 giờ (BCFHH-PE).

Thiết bị thực nghiệm.

Xử lý mẫu với máy nghiền mẫu IKA, sấy hút nước của vật liệu ở tủ sấy Memmert (Đức), rây xác định kích thước vật liệu trên bộ rây 0,25- 2mm. Quá trình hấp phụ được thực hiện trên mô hình Jartest gồm 6 cánh khuấy hoạt động cùng chế độ, Cr6+ và màu được xác định trên máy so màu Spectro UV-Vis 2500 (Mỹ), pH được xác định bằng máy đo pH Oakton.

Mô tả thí nghiệm

Tiến hành khảo sát khả năng hấp phụ của vật liệu ở các điều kiện: pH, thời gian, liều lượng chất hấp phụ và nồng độ của chất ô nhiễm, ở điều kiện nào thì giá trị của điều kiện đó được điều chỉnh theo một thang, các giá trị khác cố định. Nồng độ nước thải nhân tạo chứa 50mg/l (Cr6+) và 200mg/l (màu), các thí nghiệm tiến hành trên mô hình Jartest với vận tốc khuấy là 140 vòng/phút.

Sau khi hấp phụ, lắng, lọc, ly tâm, xác định Cr6+ ở bước sóng 540nm, đường chuẩn y = 0,105x – 0,001 với R2 = 0,999 và xác định độ màu ở bước sóng 436nm, đường chuẩn Pt-Co y = 0,0025x + 0,001 với R2 = 0,998. Từ đó tính hiệu quả xử lý (%) đối với Cr6+ và độ màu, so sánh giữa hiệu quả xử lý của các vật liệu từ bã cà phê và than hoạt tính. Mỗi thí nghiệm lặp lại 3 lần, kết quả được đánh giá trên giá trị trung bình.

Ảnh hưởng của pH đến hiệu quả xử lý

Xử lý Cr6+

Kết quả nghiên cứu cho thấy ở giá trị pH thấp thí quá trình hấp phụ tốt nhất (hình 3.1), điều này cũng được tìm thấy trong kết quả của một số nghiên cứu trước đó [5], [6] trên vật liệu hấp phụ là xơ dừa, chitosan biến tính,….

Do ở pH thấp (pH=3-4) các tâm hấp phụ trên bề mặt chất hấp phụ bị proton hóa sẽ mang điện tích dương đồng thời Cr(VI) chủ yếu tồn tại ở dạng phức anion HCrO4- ở khoảng pH này.

Do vậy, quá trình hấp phụ xảy ra là do ái lực tĩnh điện xảy ra giữa chất hấp phụ tích điện dương và anion HCrO4- tích điện âm. Ngược lại, việc giảm hiệu suất hấp phụ khi tăng pH (pH>4) là do sự cạnh tranh của nhóm ion Cr(VI) và ion OH- vì khi pH tăng thì nồng độ ion OH- trong nước cũng càng nhiều [6].

Xử lý độ màu

Có thể nhận thấy rằng ở pH thấp thì hiệu quả xử lý màu của các vật liệu nghiên cứu tăng mạnh, khi pH tăng lên thì hiệu quả lại giảm rõ rệt, điều này được giải thích là do ở pH > 4 thì một phần lượng phẩm nhuộm hữu cơ bị đẩy ra khỏi bề mặt vật liệu hấp phụ, lúc đó vật liệu hấp phụ trong quá trình giải hấp [8]

Tải luận văn

Mật khẩu giải nén: greenstarvn.com