Nghiên cứu khả năng ứng dụng tro bay biến tính trong xử lý nước thải nhiễm đồng

Vật liệu hấp phụ (VLHP) được điều chế từ tro bay biến tính (TBBT) bằng phương pháp nung chảy - thủy nhiệt với NaOH. Sự thay đổi hình thái cấu trúc bề mặt của hạt tro bay sau biến tính được phân tích bằng phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM). Khả năng hấp phụ ion Cu2+ trên TBBT được nghiên cứu bằng mô hình hấp phụ tĩnh.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu khả năng ứng dụng tro bay biến tính trong xử lý nước thải nhiễm đồng NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRO BAY BIẾN TÍNH TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI NHIỄM ĐỒNG Lư Thị Yến (1) Trịnh Hoàng Sơn Nguyễn Thị Phương Dung TÓM TẮT Vật liệu hấp phụ (VLHP) được điều chế từ tro bay biến tính (TBBT) bằng phương pháp nung chảy - thủy nhiệt với NaOH. Sự thay đổi hình thái cấu trúc bề mặt của hạt tro bay sau biến tính được phân tích bằng phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM). Khả năng hấp phụ ion Cu2+ trên TBBT được nghiên cứu bằng mô hình hấp phụ tĩnh. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ như thời gian, pH, nồng độ ban đầu của ion Cu2+ đã được khảo sát.Kết quả nghiên cứu cho thấy, khả năng hấp phụ ion Cu2+ trong nước của TBBT tăng lên rõ rệt so với mẫu tro bay thô ban đầu. Ở nồng độ ban đầu của ion Cu2+ là 50 mg/L, hiệu suất hấp phụ (HSHP) sau khi biến tính của tro bay tăng từ 7.2% lên đến 90.2%. Hiệu quả hấp phụ Cu2+cao nhất ở giá trị pH 5÷6. Thời gian đạt cân bằng hấp phụ sau 90 phút. Khi tăng nồng độ ban đầu của dung dịch Cu2+ từ 20 mg/L đến 120 mg/L thì HSHP giảm từ 98.0% xuống 66.1%. Dung lượng hấp phụ ion Cu2+cực đại của TBBT theo mô hình đẳng nhiệt Langmuir đạt 16.4 mg/g.Kết quả nghiên cứu cho thấy triển vọng ứng dụng TBBT trong xử lý nước thải nhiễm đồng. Từ khóa: Xử lý nước, tro bay, TBBT, ion Cu2+, hấp phụ. Nhận bài: 22/6/2020; Sửa chữa: 26/6/2020; Duyệt đăng: 29/6/2020. 1. Đặt vấn đề không nung, nền đập thủy điện, đường giao thông...[2]. Chính vì vậy, việc nghiên cứu, xử lý, tận dụng tro bay Tro bay (fly ash - FA) là những hạt bụi rất nhỏ phát trong các lĩnh vực kinh tế, kỹ thuật đã và đang được các sinh trong quá trình đốt cháy than đá của nhà máy nhiệt nhà khoa học, công nghệ trong, ngoài nước đặc biệt điện và bị cuốn theo khí thải qua đường ống khói. Trên quan tâm. đường khói, tro bay sẽ được các bộ lọc bụi tĩnh điện hay lọc bụi túi giữ lại và nạp vào silo để đưa ra bãi thải hoặc Tro bay có một số tính chất nhất định của chất tiêu thụ, chỉ một tỉ lệ rất nhỏ tro bay thoát ra ngoài theo hấp phụ như chứa các tâm hoạt động trên bề mặt (Al, ống khói. Thành phần của tro bay thường chứa các ô xít Si,…), cấu trúc xốp và diện tích bề mặt riêng lớn [3]. kim loại như SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO, NaO, K2O, MgO, Vì vậy, tro bay được sử dụng làm chất hấp phụ rẻ tiền để loại bỏ các ion kim loại nặng, chất hữu cơ, anion, TiO2… và có thể chứa một lượng than chưa cháy. thuốc nhuộm trong nước và SOx, NOx, thủy ngân trong Theo thống kê của Tổng cục Năng lượng (Bộ Công không khí [4,5]. Tuy nhiên, do khả năng hấp phụ và Thương), cả nước hiện có 19 Nhà máy nhiệt điện hiệu quả xử lý thấp nên việc sử dụng trực tiếp tro bay đốt than đá đang hoạt động, với lượng tro bay thải thô không đáp ứng được yêu cầu thực tế trong việc xử ra khoảng 6,51-7,60 triệu tấn/năm. Dự kiến, đến năm lý chất ô nhiễm. Do đó, trong những năm gần đây, các 2022, sẽ có khoảng 43 Nhà máy nhiệt điện chạy than, nghiên cứu biến tính tro bay để nâng cao tính ứng dụng với lượng tro xỉ thải ra khoảng 29 triệu tấn/năm [1]. của loại vật liệu này trong xử lý ô nhiễm môi trường Loại phế thải này nếu không được thu gom, tận dụng ngày càng thu hút được sự quan tâm, chú ý. sẽ không chỉ là sự lãng phí lớn mà còn là hiểm họa Tro bay có thể được biến tính bằng các tác nhân gây ô nhiễm môi trường và gây áp lực lớn cho các bãi khác nhau như axit (HCl, H2SO4), kiềm (NaOH), chôn lấp. muối (NaAlSiO4, Na2SiO3, NaAlO2) hoặc các hợp chất Hiện nay ở Việt Nam, lượng tro xỉ mới tiêu thụ được hữu cơ (polypropylene phthalei amine, poly dimethyl khoảng 3-4 triệu tấn/năm, chủ yếu sử dụng làm vật liệu diallyl ammonium chloride (PDMDAAC), poly 1 Trường Đại học Công nghệ Giao thông vận tải 82 Chuyên đề II, tháng 6 năm 2020 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ (1,8-diaminonaphthalene) (PDAN)…). Trong nghiên ...