Nghiên cứu hoạt hóa bùn thải từ nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt ứng dụng làm vật liệu hấp phụ Ion kim loại nặng Cr6+ , ZN2+ , CU2+ nước thải dệt nhuộm

Đề tài nghiên cứu hoạt hóa bùn thải từ nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt ứng dụng làm vật liệu hấp phụ ion kim loại nặng trong nước thải dệt nhuộm, được xây dựng trên nhu cầu tìm kiếm vật liệu hấp phụ từ chất thải có bản chất thân thiện với môi trường và có khả năng thay thế các chất hấp phụ khác đang được sử dụng hiện nay, nhằm tái sử dụng chất thải và bảo vệ môi trường. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu hoạt hóa bùn thải từ nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt ứng dụng làm vật liệu hấp phụ Ion kim loại nặng Cr6+ , ZN2+ , CU2+ nước thải dệt nhuộm NGHIÊN CỨU HOẠT HÓA BÙN THẢI TỪ NHÀ MÁY XỬ LÝ NƯỚC THẢI SINH HOẠT ỨNG DỤNG LÀM VẬT LIỆU HẤP PHỤ ION KIM LOẠI NẶNG CR6+, ZN2+, CU2+ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM Lê Thiên Trang, Phạm Anh Khoa Viện Khoa học Ứng dụng HUTECH, Trường Đại học Công nghệ TP.Hồ Chí Minh GVHD: ThS. Lâm Vĩnh SơnTÓM TẮTĐề tài nghiên cứu hoạt hóa bùn thải từ nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt ứng dụng làm vật liệuhấp phụ ion kim loại nặng trong nước thải dệt nhuộm, được xây dựng trên nhu cầu tìm kiếm vật liệuhấp phụ từ chất thải có bản chất thân thiện với môi trường và có khả năng thay thế các chất hấpphụ khác đang được sử dụng hiện nay, nhằm tái sử dụng chất thải và bảo vệ môi trường.Thông qua việc nghiên cứu hoạt hóa đã xác định được khả năng hấp phụ kim loại nặng của bùnthải sau khi hoạt hóa là rất cao. Tuy nhiên sau khi hoạt hóa thì không còn khả năng xử lý chất hữucơ (COD và BOD), hiệu suất xử lý rất thấp. Nghiên cứu còn cho thấy tải trọng và thời gian hấp phụcủa bùn thải đối với mỗi kim loại nặng là khác nhau. Thời gian hấp phụ Zn2+ của bùn thải là lớnnhất (120 phút) so với Cu2+ và Cr6+ (90 phút) nhưng Zn2+ lại có tải lượng thu được là nhỏ nhất (0.059mg/g), Cu2+ và Cr6+ có tải lượng lần lượt là 0.064 mg/g và 0.069 mg/g.Từ khóa: Bùn thải, hoạt hóa, kim loại nặng, nước thải dệt nhuộm, vật liệu hấp phụ.1 ĐẶT VẤN ĐỀHiện nay có rất nhiều công trình để xử lý nước thải sinh hoạt và SBR là một trong những công trìnhđược sử dụng khá phổ biến. Sau khi kết thúc quá trình xử lý, chất hữu cơ trong nước thải được visinh vật phân hủy và chuyển hóa thành ùn thải [4]. Như vậy hàng ngày lượng bùn thải được thải ratừ nhà máy là rất lớn. Theo số liệu của nhà máy xử lý nước thải Thủ Dầu Một thống kê được thìlượng bùn thải thải ra một ngày dao động từ 4 đến 5 tấn. Với lượng bùn thải lớn như vậy nếu khôngcó biện pháp xử lý hiệu quả sẽ gây ra tình trạng ô nhiễm môi trường thứ cấp.Và với sự phát triển của công nghiệp, đặc biệt là nghành công nghiệp dệt may đã kéo theo vấn đềô nhiễm nguồn nước từ việc xả ỏ nước thải của các nhà máy dệt nhuộm. Nước thải dệt nhuộm làmột trong những loại nước thải ô nhiễm nặng, trong quá trình sản xuất có rất nhiều hóa chất độchại được sử dụng để sản xuất tạo màu [6]. Các chất này thường có chứa các ion kim loại hòa tan,hay kim loại nặng rất khó phân hủy, có thể gây ô nhiễm môi trường trong thời gian dài [3] [5]. Nếuchưa được xử lý và xử lý chưa đạt QCVN sẽ làm ảnh hưởng tới môi trường và con người.Nếu có thể tận dụng nguồn bùn thải, vốn là chất thải công nghiệp, gây hại cho môi trường trởthành một vật liệu hấp phụ kim loại nặng trong nước thải nhà máy dệt nhuộm thì sẽ tạo ra được 267rất nhiều lợi ích về sau. Vì lý do trên nghiên cứu hoạt hóa bùn thải từ nhà máy xử lý nước thải sinhhoạt ứng dụng làm vật liệu hấp phụ ion kim loại nặng Cr6+, Zn2+, Cu2+ nước thải dệt nhuộm sẽ rấtcần thiết.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU2.1 Phương pháp luậnTrong nước thải dệt nhuộm có chứa các ion kim loại nặng rất khó xử lý. Nếu thải ra môi trường màkhông qua quá trình xử lý trong thời gian dài sẽ gây ô nhiễm môi trường rất nặng. Bên cạnh đólượng bùn thải thải bỏ trong quá trình xử lý nước cũng khá lớn. Do vậy việc tái sử dụng bùn thải nàylàm vật liệu hấp phụ là một phương án tối ưu giúp giải quyết bài toán kinh tế cũng như bảo vệ môitrường.2.2 Phương pháp cụ thểPhương pháp kế thừa: Biên hội, tổng hợp, phân tích các tài liệu, sách báo trong và ngoài nước cóliên quan đến vấn đề nước thải dệt nhuộm, liên quan đến bùn thải từ các nhà máy xử lý, các cơ chếhấp phụ kim loại nặng,… làm cơ sở luận cho nghiên cứu.Phương pháp thực nghiệm: Xác định các điều kiện tối ưu nhằm hoạt hóa bùn thải thành vật liệuhấp phụ và xác định các thông số tối ưu ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ kim loại nặng của vậtliệu tạo từ bùn thải trên. Toàn bộ quá trình nghiên cứu được thực hiện tại Phòng Thí nghiệm củaTrường Đại học Công nghệ Thành phố Hồ Chí Minh. Trong đó: – Xác định khả năng hấp phụ: Dùng ảnh chụp SEM để phân tích bề mặt vật liệu hấp phụ. – Phân tích hàm lượng Zn2+: Dùng máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS. – Phân tích Cr6+ và Cu2+: Dùng máy đo quang Hach DR/2010. – Phương pháp tính toán, thống kê, xử lý số liệu: Các số liệu phân tích, kết quả tổng hợp được xử lý bằng phần mềm thống kê để nhận định đánh giá kết quả nghiên cứu.2.3 Nguyên vật liệu2.3.1 Nguyên liệuBùn thải được lấy ở bể SBR của nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt ở Bình Dương có độ ẩm daođộng từ 80%, hàm lượng hữu cơ 4000 mg/l và hàm lượng vô cơ 2000 mg/l. Hình 1: Bùn thải được lấy ra tại bể SBR2682.3.2 Vật liệuCột bùn hoạt tính: Phía dưới có khóa đóng mở. Dùng kẹp lắp lên giá cho cột thẳng đứng, khóa ởphía dưới đóng lại. Hình 2: Mô hình cột bùn hấp phụ2.4 Quy trình nghiên cứuBùn thải sau khi lấy ra khỏi bể sẽ được loại nước và đem sấy khô ở nhiệt độ 105 oC trong vòng haitiếng đồng hồ. Sau đó đem rây qua rây 0.5 mm để loại bùn thải có kích thước lớn.Sau khi rây mẫu bùn khô, ta tiến hành nghiên cứu theo sơ đồ sau: Hình 3: Quy trình thực hiện nghiên cứu 2693 KẾT QUẢ3.1 Thí nghiệm xác định đi u kiện tối ưu hoạt hóa bùn thải hoạt tính bằng axit Hình 4: Đồ thị thể hiện hiệu suất và nồng độ HCl (a), tải trọng và nồng độ HCl (b)Nhận xét: Sau khi tiến hành thí nghiệm kiểm tra 1, cho thấy kết quả hiệu suất hấp phụ ion kim loạinặn ...