Nghiên cứu xử lý Cr, Ni trong nước thải xi mạ bằng vật liệu hấp phụ từ vỏ trấu

Đề tài nghiên cứu xử lý Cr, Ni trong nước thải xi mạ với vật liệu hấp phụ được chế tạo từ vỏ trấu hoạt hoá bằng H2SO4 ở quy mô phòng thí nghiệm. Kết quả nghiên cứu cho thấy hiệu quả hấp phụ đạt cao nhất đối với Cr là 82,8% và 90,7% đối với Ni ở các điều kiện vận hành nồng độ Cr, Ni đầu vào lần lượt là 35,73 mg/L và 54,27 mg/L, pH 6, thời gian hấp phụ tối ưu 60 phút và liều lượng chất hấp phụ là 3 g/50 mL. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu xử lý Cr, Ni trong nước thải xi mạ bằng vật liệu hấp phụ từ vỏ trấuTạp chí Khoa học Công nghệ và Thực phẩm 21 (4) (2021) 75-84 NGHIÊN CỨU XỬ LÝ Cr, Ni TRONG NƯỚC THẢI XI MẠ BẰNG VẬT LIỆU HẤP PHỤ TỪ VỎ TRẤU Ngô Thị Thanh Diễm Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm TP.HCM Email: diemntt@hufi.edu.vn Ngày nhận bài: 12/4/2021; Ngày chấp nhận đăng: 27/5/2021 TÓM TẮT Đề tài nghiên cứu xử lý Cr, Ni trong nước thải xi mạ với vật liệu hấp phụ được chế tạotừ vỏ trấu hoạt hoá bằng H2SO4 ở quy mô phòng thí nghiệm. Kết quả nghiên cứu cho thấy hiệuquả hấp phụ đạt cao nhất đối với Cr là 82,8% và 90,7% đối với Ni ở các điều kiện vận hànhnồng độ Cr, Ni đầu vào lần lượt là 35,73 mg/L và 54,27 mg/L, pH 6, thời gian hấp phụ tối ưu60 phút và liều lượng chất hấp phụ là 3 g/50 mL. Mối quan hệ giữa lượng chất bị hấp phụ trênchất hấp phụ với nồng độ Cr, Ni trong nước thải ở trạng thái cân bằng được biểu diễn phù hợpqua phương trình đẳng nhiệt Langmuir với dung lượng hấp phụ đạt cực đại đối với Cr là 0,598mg/g và Ni là 0,835 mg/g. Tuy nồng độ Cr, Ni sau xử lý vẫn còn cao so với QCVN40:2011/BTNMT nhưng hiệu quả loại bỏ nồng độ Ni, Cr ban đầu đạt hơn 80% cho thấyphương pháp hấp phụ bằng các vật liệu hấp phụ có nguồn gốc từ các phụ phẩm trong nôngnghiệp có thể xử lý một lượng đáng kể nồng độ Ni, Cr ban đầu.Từ khóa: Nước thải xi mạ, hấp phụ, loại bỏ kim loại nặng, than hoạt tính. 1. MỞ ĐẦU Lúa là cây trồng thân thiết, lâu đời nhất của nhân dân ta và nhiều dân tộc khác trên thếgiới và là một trong năm loại cây lương thực chính của thế giới, cùng với ngô, lúa mì, sắn vàkhoai tây. Lúa cung cấp hơn 1/5 toàn bộ lượng calo tiêu thụ của con người [1]. Sản phẩm thuđược từ cây lúa là thóc, sau khi xay xát thóc sẽ thu được sản phẩm chính là gạo cùng với cácsản phẩm phụ là cám và trấu. Gạo được sử dụng làm thực phẩm chính, các phần còn lại cũngđược người dân tận dụng trở thành những vật liệu có ích trong đời sống hằng ngày như cámlàm thức ăn cho gia súc gia cầm, rễ, thân, lá, vỏ trấu dùng làm nhiên liệu đốt, chất độn trongđất dùng cho nông nghiệp, xây dựng v.v. Trong tất cả các sản phẩm phụ của quá trình sản xuất gạo từ lúa, vỏ trấu được ứng dụngnhiều nhất. Vỏ trấu chiếm khoảng 20% trọng lượng hạt lúa, có chứa khoảng 75% chất hữu cơdễ bay hơi dễ cháy. Theo Naiyaa, nghiên cứu về đặc điểm của tro trấu cho thấy diện tích bềmặt chiếm 57,5 m2/g, đường kính hạt 3,02.10-4 m có thể ứng dụng trong xử lý nước và nước thảinhờ khả năng hấp phụ các chất như độ màu, kim loại nặng, các hợp chất hữu cơ [2]. Nước là nguồn tài nguyên thiên nhiên vô cùng quý giá, là yếu tố không thể thiếu đượccho mọi hoạt động sống, sản xuất của con người và sinh vật. Nhưng hiện nay, nguồn nước ởmột số nơi đã bị suy giảm về chất lượng, thậm chí có nơi còn bị ô nhiễm do sự phát triển củacác hoạt động công nghiệp đã tác động tiêu cực đến môi trường nước. Các hoạt động khai thácmỏ, công nghiệp điện tử, xi mạ, sản xuất thép, v.v. đã thải ra nguồn nước chứa các kim loạinặng như: Cu, Zn, Cr, Fe, Ni…và những hợp chất hữu cơ độc hại. Một số kim loại cần thiếtcho cơ thể sống nhưng nếu nồng độ vượt mức cho phép sẽ ảnh hưởng đến môi trường và sứckhỏe con người. Đã có nhiều công trình khoa học nghiên cứu về phương pháp xử lý các nguồn 75Ngô Thị Thanh Diễmnước bị ô nhiễm kim loại nặng như phương pháp kết tủa, trao đổi ion, thẩm thấu ngược, điệnthẩm tách, tuy nhiên các phương pháp này thường khá tốn kém hoặc gây ra lượng bùn thảilớn. Trong khi đó phương pháp hấp phụ có ưu điểm là xử lý nhanh, chi phí thấp, và đặc biệtcó thể tái sử dụng vật liệu hấp phụ. Đã có nhiều nghiên cứu chế tạo than hoạt tính từ các nguồn nguyên liệu như bã trà, bã càphê, bùn thải, v.v. và ứng dụng làm vật liệu hấp phụ độ màu, ion kim loại nặng và một số hợpchất hữu cơ trong nước mang lại các kết quả xử lý cao [2-9]. Vỏ trấu tuy không là vật liệu mớinhưng việc tái sử dụng vỏ trấu thành than hoạt tính và ứng dụng xử lý nước thải sẽ có ý nghĩathực tiễn trong việc sử dụng một cách có hiệu quả nguồn vỏ trấu khổng lồ, đặc biệt đối vớiViệt Nam là một trong số quốc gia hàng đầu về lĩnh vực sản xuất gạo trên thế giới. Trước thựctrạng quá tải đối với các bãi chôn lấp và nhận thấy được những đặc tính sinh học có thể táichế, tái sử dụng, ứng dụng vỏ trấu làm vật liệu hấp phụ xử lý nước thải góp phần giảm thiểu ônhiễm môi trường, đồng thời tạo ra một loại vật liệu hấp phụ rẻ tiền từ nguồn nguyên liệu phếthải của cây lúa, “Nghiên cứu xử lý Cr, Ni trong nước thải xi mạ bằng vật liệu hấp phụ từ vỏtrấu” được thực hiện. Việc ứng dụng vật liệu hấp phụ từ vỏ trấu có thể ...