Đồ án Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ từ phế phẩm lõi ngô xử lý nước phục vụ sinh hoạt vùng đồng bằng sông Cửu Long

u này được dán ở trang đầu tiên của quyển báo cáo ĐA/KLTN) 1. Họ và tên sinh viên được giao đề tài: Lâm Thị Ngọc Huyền MSSV: 1151080104 Lớp: 11DMT02 Ngành : Kỹ thuật môi trường Chuyên ngành : Kỹ thuật môi trường 2. Tên đề tài : Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ từ phế phẩm lõi ngô xử lý nước phục vụ sinh hoạt vùng đồng bằng sông Cửu Long 3. Các dữ liệu ban đầu : Tổng quan về đồng bằng sông Cửu Long. Tổng quan về nước cấp, tình hình về lõi ngô 4. Các yêu cầu chủ yếu : Các yêu cầu cơ bản về nước cấp. Điều chế vật liệu hấp phụ từ lõi ngô. Xây dựng mô hình và vân hành mô hình nghiên cứu trên vật liệu hấp phụ 5. Kết quả tối thiểu phải có: 1) Tổng quan về đồng bằng sông Cửu Long, tổng quan về nước cấp 2) Điều chế được than hoạt tính từ lõi ngô 3) Kết quả phan tích các chỉ tiêu cơ bản của quá trinh hấp phụ từ vật liệu hấp phụ 4) Nhận xét và đưa ra vật liệu hấp phụ tối ưu Ngày giao đề tài: 25/ 05 / 2015 Ngày nộp báo cáo: 22 / 08 / 2015 TP. HCM, ngày tháng năm . Chủ nhiệm ngành Giảng viên hướng dẫn chính (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên) Giảng viên hướng dẫn phụ (Ký và ghi rõ họ tên) LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng, đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi thực hiện. Các số liệu thu thập và kết quả phân tích trong đồ án là hoàn toàn trung thực, không sao chép từ bất cứ đề tài nghiên cứu khoa học nào. Tp.Hồ Chí Minh, ngày.tháng.năm. 2015. Sinh viên Lâm Thị Ngọc Huyền LỜI CẢM ƠN Những ngày tháng dưới mái trường là những ngày tháng vô cùng quý giá và quan trọng đối với chúng em. Ở nơi đó chúng em được trang bị những kiến thức, kinh nghiệm sống vô cùng quý báo; có được những thành quả đó chúng em không thể nào quên công ơn nuôi dưỡng của cha mẹ, sự dạy dỗ tận tình của thầy cô để hướng chúng em tới tương lai mới tốt đẹp hơn. Xuất phát từ những suy nghĩ đó, bản thân em xin được bài tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến: - Cha mẹ, người đã nuôi dưỡng, động viên em trong những lúc khó khăn tạo cho em thêm nhiều niềm tin và nghị lực trong cuộc sống; - Ban Giám hiệu trường Đại học Công Nghệ Thành phố Hồ Chí Minh đã tạo môi trường thuận lợi để chúng em được học tập và trao đổi kinh nghiệm sống. - Cảm ơn sự giảng dạy tận tình của các giảng viên nhà trường đã truyền đạt những kiến thức và kinh nghiệm quý báu giúp em vững bước trên con đường tương lai của mình. - Cám ơn đặc biệt là thầy Lâm Vĩnh Sơn người đã trực tiếp chỉ dẫn và giúp đỡ em tận tình để em hoàn thành đề tài tốt nghiệp trong suốt thời gian qua. “Ơn dạy dỗ cao dường hơn núi, Nghĩa thầy cô như nước biển khơi. Công cha mẹ con luôn tạc dạ, Lời thầy cô con mãi ghi lòng” Và một lần nữa em xin chúc thầy cô thật nhiều sức khỏe để tiếp tục sự nghiệp trồng người và là người lái đò đưa đàn em thân yêu qua sông đến bên bờ tri thức mới; đào tạo, bồi dưỡng thêm nhiều nhân tài mới cho đất nước, góp phần từng bước đưa đất nước bước tới đài vinh quang để sánh vai với các cường quốc năm châu. Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên: LÂM THỊ NGỌC HUYỀN Đồ án tốt nghiệp MỤC LỤC MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1 1. Tính cấp thiết của đề tài ...................................................................................... 1 2. Mục tiêu nghiên cứu ........................................................................................... 2 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ...................................................................... 2 3.1. Đối tượng nghiên cứu .................................................................................. 2 3.2. Phạm vi nghiên cứu ..................................................................................... 2 3.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................... 2 4. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................... 3 4.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết .............................................................. 3 4.2. Phương pháp thực nghiệm ........................................................................... 3 4.3. Phương pháp tính toán, thống kê ................................................................. 3 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ............................................................................ 3 5.1. Ý nghĩa khoa học ......................................................................................... 3 5.2. Ý nghĩa thực tiễn ......................................................................................... 3 6. Kết cấu của đề tài ................................................................................................ 4 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ..................................................................................... 5 1.1. Tổng quan về vùng đồng bằng sông Cửu Long ............................................... 5 1.1.1. Vị trí địa lý ................................................................................................ 5 1.1.2. Địa hình .................................................................................................... 5 1.1.3. Khí hậu ..................................................................................................... 6 1.1.4. Đất đai ...................................................................................................... 6 1.1.5. Thủy văn ................................................................................................... 7 1.2. Tổng quan về nguồn nước vùng đồng bằng sông Cửu Long ........................... 8 1.2.1. Đặc điểm nguồn nước mặt đồng bằng sông Cửu Long ............................ 8 1.2.2. Đặc điểm nguồn nước ngầm đồng bằng sông Cửu Long ......................... 9 1.3. Tổng quan về vật liệu hấp phụ ....................................................................... 10 1.3.1. Nguồn gốc .............................................................................................. 10 1.3.2. Thành phần ............................................................................................. 11 1.3.3. Công dụng .............................................................................................. 12 i Đồ án tốt nghiệp 1.4. Các phương pháp xử lý nước cấp .................................................................. 13 1.4.1. Phương pháp cơ học ............................................................................... 13 1.4.2. Phương pháp hóa học và hóa lý.............................................................. 13 1.4.3. Phương pháp vật lý ................................................................................. 13 CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................... 20 2.1. Đối tượng nghiên cứu .................................................................................... 20 2.1.1. Nguồn nước mặt ..................................................................................... 20 2.1.2. Nguồn nước ngầm .................................................................................. 23 2.2. Điều chế vật liệu hấp phụ .............................................................................. 28 2.3. Cơ sở nghiên cứu xây dựng mô hình ............................................................. 31 2.3.1. Mô tả mô hình thí nghiệm ...................................................................... 31 2.3.2. Tiến hành thí nghiệm .............................................................................. 33 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ......................................................... 34 3.1. Kết quả nghiên cứu ........................................................................................ 34 3.1.1. Kết quả nghiên cứu nước mặt ................................................................. 34 3.1.2. Kết quả nghiên cứu nước ngầm .............................................................. 55 3.2. Kết luận thí nghiệm ........................................................................................ 66 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................ 67 ii Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT COD (Chemical Oxygen Demand): Nhu cầu oxy hóa học NXB: Nhà Xuất Bản SS (Settable Solids): Chất rắn lơ lửng dạng huyền phù STT: Số thứ tự TCVN: Tiêu Chuẩn Việt Nam VLHP: Vật Liệu Hấp Phụ QCVN: Quy Chuẩn Việt Nam BYT: Bộ Y Tế iii Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Kết quả phân tích độ màu ......................................................................... 23 Bảng 2.2: Lập đường chuẩn sắt ................................................................................. 25 Bảng 2.3: Kết quả đường chuẩn sắt đầu vào ............................................................. 25 Bảng 2.4: Lập đường chuẩn mangan ........................................................................ 27 Bảng 2.5: Kết quả đường chuẩn mangan đầu vào .................................................... 27 Bảng 3.1: Hiệu suất xử lý độ đục của lõi tự nhiên không đốt ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau ................................................................... 34 Bảng 3.2: Hiệu suất xử lý độ màu của lõi tự nhiên không đốt ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau .................................................................... 35 Bảng 3.3 Hiệu suất xử lý SS của lõi tự nhiên không đốt ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau ........................................................................... 36 Bảng 3.4 Hiệu suất xử lý COD của lõi tự nhiên không đốt ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau ................................................................... 37 Bảng 3.5: Hiệu suất xử lý độ đục của lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau ........................................................................... 38 Bảng 3.6: Hiệu suất xử lý độ màu đục của lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau .................................................................... 39 Bảng 3.7: Hiệu suất xử lý SS của lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau ................................................................................ 40 Bảng 3.8 Hiệu suất xử lý COD của lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau ........................................................................... 41 Bảng 3.9: Hiệu suất xử lý độ đục của lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau ........................................................................... 42 Bảng 3.10: : Hiệu suất xử lý độ màu của lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau ................................................................... 43 Bảng 3.11: Hiệu suất xử lý SS của lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau ................................................................................ 44 Bảng 3.12: : Hiệu suất xử lý COD của lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau ........................................................................... 45 iv Đồ án tốt nghiệp Bảng 3.13: Hiệu suất xử lý độ đục của lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau ........................................................... 46 Bảng 3.14: Hiệu suất xử lý độ màu của lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau ........................................................... 47 Bảng 3.15: Hiệu suất xử lý SS của lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau ................................................................... 48 Bảng 3.16: Hiệu suất xử lý COD của lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau ........................................................... 49 Bảng 3.17: Hiệu suất xử lý độ đục của than hoạt tính ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau ................................................................................ 50 Bảng 3.18: Hiệu suất xử lý độ màu của than hoạt tính ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau ........................................................................... 51 Bảng 3.19: Hiệu suất xử lý SS của than hoạt tính ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau ....................................................................................... 52 Bảng 3.20: Hiệu suất xử lý COD của than hoạt tính ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau ................................................................................ 53 Bảng 3.21:Bảng so sánh các chỉ tiêu các vật liệu hấp phụ và than hoạt tính nguồn nước mặt. ................................................................................................................... 54 Bảng 3.22: Hiệu suất xử lý Fe2+ của lõi tự nhiên không đốt ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau ................................................................... 55 Bảng 3.23: Hiệu suất xử lý Mn2+ của lõi tự nhiên không đốt ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau ................................................................... 56 2+ Bảng 3.24: Hiệu suất xử lý Fe của lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau ........................................................................... 57 2+ Bảng 3.25: Hiệu suất xử lý Mn của lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau ........................................................................... 58 2+ Bảng 3.26: Hiệu suất xử lý Fe của lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau ................................................................................ 59 2+ Bảng 3.27: Hiệu suất xử lý Mn của lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau ........................................................................... 60 v Đồ án tốt nghiệp Bảng 3.28: Hiệu suất xử lý Fe2+ của lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau ................................................................... 61 Bảng 3.29: Hiệu suất xử lý Mn2+ của lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau ........................................................... 62 Bảng 3.30: Hiệu suất xử lý Fe2+ của than hoạt tính ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau ................................................................................ 63 Bảng 3.31: Hiệu suất xử lý Mn2+ của than hoạt tính ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau ................................................................................ 64 Bảng 3.32: Bảng so sánh các chỉ tiêu các vật liệu hấp phụ và than hoạt tính nguồn nước ngầm. ................................................................................................................ 65 vi Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Vị trí địa lý vùng đồng bằng sông Cửu Long ............................................. 5 Hình 1.2: Cây ngô ..................................................................................................... 11 Hình 1.3: Lõi ngô ...................................................................................................... 11 Hình 1.4: Công thức cấu tạo của lignin và cellulose ................................................ 12 Hình 2.1: Quá trình lấy mẫu nước mặt...................................................................... 20 Hình 2.2: Giá trị độ đục của mẫu đầu vào ................................................................ 22 Hình 2.3: Đồ thị biểu diễn phương trình đường chuẩn độ màu ................................ 23 Hình 2.4: Quá trình lấy mẫu nước ngầm ................................................................... 24 Hình 2.6: Mẫu đầu vào của Fe2+ ............................................................................... 26 Hình 2.5: Đường chuẩn sắt ....................................................................................... 26 Hình 2.7: Đồ thị biểu diễn phương trình đường chuẩn sắt........................................ 26 Hình 2.8: Dãy chuẩn Mangan ................................................................................... 28 Hình 2.9: Mẫu đầu vào của Mn2+ .............................................................................. 28 Hình 2.10: Đồ thị biểu diễn phương trình đường chuẩn mangan ............................. 28 Hình 2.11: Quá trình chế tạo lõi H2SO4 nhỏ ............................................................. 29 Hình 2.12: Quá trình chế tạo lõi H2SO4 to ................................................................ 29 Hình 2.13: Quá trình chế tạo lõi đốt tự nhiên ........................................................... 30 Hình 2.14: Quá trình chế tạo lõi ngô tự nhiên không đốt ......................................... 30 Hình 2.15: Mô hình thí nghiệm ................................................................................. 32 Hình 2.16: Mô hình thể hiện khối lượng 10g, 20g, 30g ở cùng thể tích ................... 33 Hình 3.1: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý độ đục của VLHP lõi tự nhiên không đốt ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau ......................................................... 34 Hình 3.2: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý độ màu của VLHP lõi tự nhiên không đốt ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau ......................................................... 35 Hình 3.3: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý SS của VLHP lõi tự nhiên không đốt ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau ................................................................. 36 Hình 3.4: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý COD của VLHP lõi tự nhiên không đốt ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau ............................................................ 37 vii Đồ án tốt nghiệp Hình 3.5: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý đô đục của VLHP lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau ............................................................ 38 Hình 3.6: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý đô màu của VLHP lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau ............................................................ 39 Hình 3.7: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý SS của VLHP lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau .................................................................... 40 Hình 3.8 Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý COD của VLHP lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau .................................................................... 41 Hình 3.9: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý đô đục của VLHP lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau .................................................................... 42 Hình 3.10: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý đô màu của VLHP lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau ................................................................. 43 Hình 3.11: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý SS của VLHP lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau .................................................................... 44 Hình 3.12: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý COD của VLHP lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau .................................................................... 45 Hình 3.13: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý độ đục của VLHP lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau ................................................... 46 Hình 3.14: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý độ màu của VLHP lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau .......................................... 47 Hình 3.15: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý SS của VLHP lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau ......................................................... 48 Hình 3.16: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý COD của VLHP lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau ................................................... 49 Hình 3.17: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý độ đục của than hoạt tính ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau ............................................................................ 50 Hình 3.18: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý độ màu của than hoạt tính ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau ............................................................................ 51 Hình 3.19: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý SS của than hoạt tính ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau ....................................................................................... 52 viii Đồ án tốt nghiệp Hình 3.20 Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý COD của than hoạt tính ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau ............................................................................ 53 Hình 3.21: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý của các chỉ tiêu ở các vật liệu hấp phụ và than hoạt tính ........................................................................................................ 54 Hình 3.22: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý Fe2+ của lõi tự nhiên không đốt ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau .................................................................... 55 Hình 3.23: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý Mn2+ của lõi tự nhiên không đốt ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau .................................................................... 56 2+ Hình 3.24: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý Fe của lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau ............................................................................ 57 2+ Hình 3.25: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý Mn của lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau ............................................................................ 58 2+ Hình 3.26: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý Fe của lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau ............................................................................ 59 2+ Hình 3.27: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý Mn của lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau ............................................................................ 60 Hình 3.28: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý Fe2+ của lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau .................................................................... 61 Hình 3.29: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý Mn2+ của lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau ................................................................. 62 Hình 3.30: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý Fe2+ của than hoạt tính ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau ....................................................................................... 63 Hình 3.31: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý Mn2+ của than hoạt tính ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau ............................................................................ 64 Hình 3.32: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý của các chỉ tiêu ở các vật liệu hấp phụ và than hoạt tính ........................................................................................................ 65 ix Đồ án tốt nghiệp MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Việt Nam có trữ lượng nước khá dồi dào, lượng mưa khá cao, hệ thống sông ngòi kênh mương dày đặc. Nguồn nước sông và nước ngầm đóng vai trò quan trọng đối với đời sống của người dân trên mọi miền đất nước, nó là nguồn cấp nước chủ yếu cho các hoạt động sinh hoạt, ăn uống, tưới tiêu và sản xuất hằng ngày. Tuy nhiên hiện nay phần lớn trong số đó đều bị ô nhiễm nghiêm trọng bởi các tác nhân tự nhiên và con người làm cho nguồn nước sạch ngày càng khan hiếm. Trong khi nhiều vùng dân cư phân bố rải rác nên hệ thống cấp nước sạch chưa tới, họ vẫn dùng các kinh nghiệm dân gian để xử lý nước nhiễm phèn như: xử lý bằng vôi, tro để giảm độ chua, song nước uống vẫn có vị mặn chát và gây đau bụng. Một vấn đề khác cũng quan trọng là chất lượng nước ngầm tiếp tục bị xấu đi do các hoạt động công nghiệp, nông nghiệp và sinh hoạt làm cho chất lượng nước ngày một xấu đi. Đồng thời do nước ta là một nước nông nghiệp nên mỗi năm ngành sản xuất nông nghiệp thải ra một lượng lớn các chất thải nông nghiệp. Theo số liệu Tổng cục thống kê, hiện cả nước có khoảng 800.000 ha diện tích đất trồng ngô. Quá trình chế biến nông sản đã thải ra môi trường khoảng một triệu tấn lõi ngô mỗi năm. Lượng lõi ngô này mới được người dân sử dụng một phần làm chất đốt, một phần nhỏ được dùng để trồng nấm, còn lại chủ yếu thải bỏ. (Ngọc Khánh (2011). Chất đốt từ lõi ngô: giải pháp góp phần ứng phó tích cực, tu-loi-ngo-giai-phap-gop-phan-ung-pho-tich-cuc.html). Ngày nay con người đã phát hiện ra rất nhiều công dụng của lõi ngô: có thể chế tạo làm thức ăn gia súc, lên men lõi ngô để thu ancol etylic hoặc acid acetic. Bên cạnh về mặt giá trị về dinh dưỡng và kinh tế cao thì lõi ngô còn là một trong những nguyên liệu có tiềm năng để chế tạo vật liệu hấp phụ, ứng dụng hấp phụ một số kim loại trong nước. Vì vậy, với mục đích góp một phần nhỏ tham gia vào công việc bảo vệ môi trường và hướng đến phát triển bền vững nên tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu chế tạo 1 Đồ án tốt nghiệp vật liệu hấp phụ từ phế phẩm lõi ngô xử lý nước phục vụ sinh hoạt vùng đồng bằng sông Cửu Long.” 2. Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ từ phế phẩm lõi ngô xử lý nước phục vụ sinh hoạt vùng đồng bằng sông Cửu Long. Đề tài được thực hiện với các mục tiêu sau: - Xem xét chất lượng nước của các hộ dân trong khu vực bị nghi ô nhiễm. - Tạo sản phẩm từ lõi ngô thay thế cho than hoạt tính có khả năng xử lý nước sinh hoạt (nước mặt hoặc nước ngầm). 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3.1. Đối tượng nghiên cứu Sử dụng lõi ngô – như sản phẩm thân thiện với môi trường, làm vật liệu hấp phụ các chất và kim loại trong nước để phục vụ nước sinh hoạt cho người dân vùng đồng bằng sông Cửu Long, thay thế cho than hoạt tính. 3.2. Phạm vi nghiên cứu Đề tài nghiên cứu trong khoảng 2 tháng (từ tháng 4 đến tháng 6). Do khoảng thời gian nghiên cứu ngắn nên đề tài tập trung vào than hóa lõi ngô bằng acid H2SO4 (lõi to, lõi nhỏ), lõi ngô tự nhiên không đốt và lõi ngô đốt tự nhiên từ đó xử lý nguồn nước vùng đồng bằng sông Cửu Long (theo hướng xử lý nước mặt hoặc nước ngầm). 3.3. Nội dung nghiên cứu - Điều tra các nguồn nước cần xử lý (nước mặt hoặc nước ngầm). - Đánh giá chất lượng nước thông qua việc phân tích các thông số chất lượng nước trong phòng thí nghiệm. - Khảo sát các dạng sản phẩm hấp phụ từ lõi ngô: lõi tự nhiên không đốt, lõi than hóa bằng acid H2SO4 (to, nhỏ), và lõi đốt tự nhiên. 2 Đồ án tốt nghiệp 4. Phương pháp nghiên cứu 4.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết - Thu thập, tổng hợp, phân tích các tài liệu, sách báo trong và ngoài nước có liên quan đến đề tài. - Xử lý các thông tin lý thuyết để đưa ra các vấn đề cần thực hiện trong quá trình thực nghiệm. 4.2. Phương pháp thực nghiệm - Điều tra, lấy mẫu tại các vị trí nguồn nước được khảo sát với các thông số cần xử lý. - Phân tích các chỉ tiêu đầu vào trong phòng thí nghiệm. - Thực hiện các thí nghiệm trên mô hình đối với nước mặt và nước ngầm, xem xét quá trình khả năng xử lý của vật liệu hấp phụ. 4.3. Phương pháp tính toán, thống kê Dùng phần mềm Excel xử lý thống kê số liệu. 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 5.1. Ý nghĩa khoa học - Phương pháp giúp tận dụng được nguồn nguyên liệu sẵn có trong tự nhiên phục vụ công tác xử lý nước sinh hoạt. - Xây dựng công nghệ xử lý nước đơn giản dễ dàng sử dụng. - Giảm thiểu được các nguy cơ tiềm ẩn các nguồn nước trong tự nhiên. - Thực hiện việc tái sử dụng nguyên liệu phế thải nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường. 5.2. Ý nghĩa thực tiễn - Giải quyết vấn đề ô nhiễm nguồn nước (nước ngầm hoặc nước mặt) hiện nay theo phương pháp đơn giản, giúp tiết kiệm chi phí đáng kể cho người dân. - Là nguồn nguyên liệu thân thiện với môi trường và dễ sử dụng. - Ngoài tính năng trên của vật liệu thì có thể nghiên cứu các khả năng xử lý môi trường khác của vật liệu như ô nhiễm không khí, ô nhiễm trong đất. 3 Đồ án tốt nghiệp 6. Kết cấu của đề tài Đề tài gồm có 3 phần: Phần I: - Mở đầu Phần II: - Nghiên cứu và kết quả nghiên cứu - Chương 1: Tổng quan - Chương 2: Vật liệu và phương pháp nghiên cứu - Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận Phần III: - Kết luận và kiến nghị 4 Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan về vùng đồng bằng sông Cửu Long 1.1.1. Vị trí địa lý Vùng đồng bằng sông Cửu Long nằm kéo dài từ 8030’ – 11000 vĩ Bắc; 104035’ – 107000 kinh Đông, nằm ở cực Nam đất nước, là phần cuối cùng của lưu vực sông Mekong. Tổng... chuẩn độ màu  Vậy phương trình đường chuẩn độ màu có dạng: y = 0.0012x – 0.0015 y 0.0015 0.046 0.0015 x    39.58 mg / l 0.0012 0.0012  Vậy độ màu của mẫu nước đầu vào là 39.58 mg/l 2.1.2. Nguồn nước ngầm 2.1.2.1. Phương pháp và vị trí lấy mẫu Phương pháp lẫy mẫu: 23 Đồ án tốt nghiệp Dùng bình 20L (can nhựa 20L) được rửa sạch bằng nước cất để loại hết bụi bẩn và các vật liệu đóng gói bám lại. Nạp mẫu vào bình chứa: Dùng bơm hút trực tiếp mẫu nước ngầm vào trong bình. Nhưng lưu ý là ta bơm xả bỏ phần thể tích nước cũ khoảng 5 phút sau khi bơm lên và bơm với tốc độ thấp để đạt ổn định chất lượng nước vào đầy bình chứa. Bảo quản mẫu ở trong tối, làm lạnh ở nhiệt độ từ 2 – 50C trước khi đưa về phòng thí nghiệm trong thời gian nhanh nhất. Bình chứa mẫu không được nạp quá đầy khi đông lạnh.. Hình 2.4: Quá trình lấy mẫu nước ngầm Vị trí lấy mẫu: tại ấp 7, xã Tân Lợi Thạnh, huyện Giồng Trôm, tỉnh Bến Tre. 2.1.2.2. Các thông số đầu vào của nguồn nước ngầm a) Thông số Fe2+  Nguyên tắc: Ở pH acid (3.2 – 3.3), tất cả sắt trong mẫu ở dạng kết tủa đều hòa tan. Nếu có mặt hydroxylamine làm chất khử và tác nhân nhiệt độ, Fe3+ (hòa tan) bị khử thành Fe2+: + 3+ Fe(OH)3 + 3H  Fe + H2O 3+ 2+ + 4Fe + 2NH2OH  4Fe + N2O + H2O + 4H Sau đó, ion Fe2+trong dung dịch phản ứng với 1,10-phenanthroline để tạo thành phức chất màu đỏ cam. Độ hấp thu ánh sáng của phức tạo thành tỉ lệ thuận với nồng độ của sắt dưới tổng tất cả các dạng tồn tại trong dung dịch mẫu ban đầu.  Cách tiến hành: 24 Đồ án tốt nghiệp Bảng 2.2: Lập đường chuẩn sắt Các bình định mức số Hóa chất 0 1 2 3 4 5 Thể tích sắt chuẩn làm việc (ml) 0 2 4 6 8 10 Vml nước cất 50 48 46 44 42 40 Vml HCl đậm đặc 2 ml Vml dd đệm NH2OH.HCl 1 ml Đun sôi cho đến khi thể tích dung dịch còn khoảng 10-15 ml, để nguội chuyển vào bình định mức 100 ml Vml dung dịch đệm axetat 10 ml Vml dung dịch phenanthroline 5 ml Để yên định mức thành 100 ml bằng nước cất. Lắc đều, để yên 10-15 phút và đo dộ hấp thu  Xác định sắt tổng Xử lý mẫu: - Lắc đều mẫu. - Hút 50ml mẫu ra cốc, thêm vào 2ml HCl đậm đặc và 1ml dung dịch hydroxylamine và đun sôi nhẹ trên bếp đến khi thể tích giảm còn khoảng 15-20ml. - Làm nguội dung dịch đã đun sôi về nhiệt độ phòng rồi trút toàn bộ phần dung dịch đó vào bình định mức 50ml hoặc 100ml (thống nhất chỉ sử dụng 1 loại bình định mức trong suốt quá trình thí nghiệm). - Thêm vào bình định mức có chứa mẫu ở trên 10ml dung dịch đệm acetate và 5ml dung dịch phenanthroline. Định mức tới vạch.  Kết quả đường chuẩn sắt đầu vào: Bảng 2.3: Kết quả đường chuẩn sắt đầu vào STT 0 1 2 3 4 5 Mẫu C(mg/l) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 ABS 0 0.002 0.008 0.016 0.021 0.028 0.189 25 Đồ án tốt nghiệp Hình 2.6: Mẫu đầu Hình 2.5: Đường chuẩn sắt 2+ vào của Fe Đường chuẩn sắt 0.03 0.025 y = 0.0325x - 0.0045 0.02 R² = 0.9965 0.015 0.01 0.005 độ hấp hấp độ thu quang (A) 0 0 0.5 1 1.5 C (mg/l) Hình 2.7: Đồ thị biểu diễn phương trình đường chuẩn  Vậy phương trình đường chusẩắnt sắt có dạng: y = 0.0325x – 0.0045 y 0.0045 0.189 0.0045 x    5.95 (mg/l) 0.0325 0.0325  Vậy hàm lượng sắt đầu vào là 5.95 mg/l b) Thông số Mn2+  Nguyên tắc: Persulfate là một chất có tính oxy hóa mạnh, đủ để oxy hóa Mn2+ thành Mn4+ khi có bạc làm chất xúc tác. Sản phẩm cuối cùng mang màu tím 26 Đồ án tốt nghiệp của permanganate bền trong 24 giờ, nếu sử dụng một lượng thừa persulfate và không có mặt chất hữu cơ. Phản ứng xảy ra như sau: 2+ 2- - 2- + 2Mn + 5S2O8 + H2O  2MnO4 + 10SO4 + 10H  Cách tiến hành: Xử lý mẫu - Lấy 100ml mẫu hay một thể tích mẫu thích hợp sao cho hàm lượng Mn khoảng 0.005 – 1.2 mg/l. - Cho vào mẫu 5ml dung dịch xúc tác và 1 giọt H2O2, đun sôi còn khoảng 90ml. - Cho thêm 1g K2S2O8, đun sôi trong một phút. - Để nguội đến nhiệt độ phòng, rồi định mức thành 100 ml Bảng 2.4: Lập đường chuẩn mangan STT 0 1 2 3 4 5 6 Vml dung dịch chuẩn 0 2 4 6 8 10 12 Vml nước cất 100 98 96 94 92 90 88 Dung dịch xúc tác 5 ml H2O2 1giọt, đun sôi đến khi còn khoảng 90ml 1g, đun sôi 1 phút, sau đó chuyển ra bình định mức 100ml, K S O (g) 2 2 8 định mức tới vạch Bảng 2.5: Kết quả đường chuẩn mangan đầu vào STT 0 1 2 3 4 5 6 Mẫu C(mg/l) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 ABS 0 0.009 0.015 0.022 0.031 0.038 0.044 0.134 27 Đồ án tốt nghiệp Hình 2.8: Dãy chuẩn Mangan Hình 2.9: Mẫu đầu vào của Mn2+ Đường chuẩn Mangan 0.05 0.04 0.03 y = 0.0361x + 0.0012 R² = 0.9966 0.02 0.01 0 Độ hấp hấp Độ thu quang (A) 0 0.5 1 1.5 C (mg/l) Hình 2.10: Đồ thị biểu diễn phương trình đường chuẩn mangan  Vậy phương trình đường chuẩn mangan có dạng: y = 0.0361x - 0.0012 y 0.0012 0.134 0.0012 x    3.75 mg / l 0.0361 0.0361  Vậy hàm lượng mangan đầu vào là 3.75 mg/l 2.2. Điều chế vật liệu hấp phụ Lõi ngô được thái nhỏ, phơi khô tự nhiên và đem rửa nước cất cho sạch. Sau đó, sấy khô ở nhiệt độ 90 – 1000C trong 24h. 28 Đồ án tốt nghiệp Vật liệu hấp phụ : lõi đốt H2SO4 nhỏ (kích thước < 1mm). Sau khi đã sấy khô cho vào bình thủy tinh và được đốt bằng H2SO4 98% tỉ lệ 1:1 về khối lượng, ngâm trong 48h. Sản phẩm sau khi đốt rửa sạch nhiều lần bằng nước cất, rồi ngâm trong dung dịch NaHCO3 trong 24h, sau đó lọc lấy vật liệu và rửa sạch bằng nước cất đến môi trường trung tính. Sấy khô ở nhiệt độ 120 – 1500C, ta thu được vật liệu hấp phụ. Hình 2.11: Quá trình chế tạo lõi H2SO4 nhỏ Vật liệu hấp phụ: lõi đốt H2SO4 to (kích thước 1-3mm). Cách làm tương tự giống như làm đối với vật liệu hấp phụ lõi đốt H2SO4 nhỏ. Hình 2.12: Quá trình chế tạo lõi H2SO4 to Vật liệu hấp phụ: lõi đốt tự nhiên thiếu khí (kích thước 3-5mm). Sau đó rửa sạch bằng nước cất, phơi khô tự nhiên. Cho vào thùng kim loại đậy nắp kín lại tránh tiếp xúc với oxy sau đó đem đốt với nhiệt độ cao khoảng từ 3-5 giờ, và giữ nhiệt như vậy đến khi nguội thì lấy ra, ta thu được vật liệu hấp phụ đốt tự nhiên. 29 Đồ án tốt nghiệp Hình 2.13: Quá trình chế tạo lõi đốt tự nhiên thiếu khí Vật liệu hấp phụ 1: lõi tự nhiên (kích thước > 5mm). Đem phơi khô tự nhiên ngoài ánh nắng mặt trời trong 1 ngày, rửa nước cất cho sạch và sấy khô ta thu được vật liệu. Hình 2.14: Quá trình chế tạo lõi ngô tự nhiên không đốt 30 Đồ án tốt nghiệp 2.3. Cơ sở nghiên cứu xây dựng mô hình Mô hình thí nghiệm Lõi tự nhiên Lõi than hóa bằng Lõi than hóa bằng Lõi đốt tự Than hoạt không đốt H2SO4 (lõi nhỏ) H2SO4 (lõi to) nhiên thiếu khí tính Khảo sát 10g, 20g, 30g trong 4,6,8,24h (nước mặt), 2,4,6h (nước ngầm) Các thông số phân tích Nước mặt Nước ngầm COD, SS, độ màu, độ đục Fe2+, Mn2+ Thí nghiệm được tiến hành nhằm tìm ra hiệu quả trong việc loại bỏ COD, SS, độ màu, độ đục, sắt, mangan của từng loại vật liệu hấp phụ như: lõi tự nhiên không đốt, lõi than hóa bằng acid H2SO4 (lõi nhỏ), lõi than hóa bằng acid H2SO4 (lõi to) và lõi đốt tự nhiên.Và tiến hành so sánh với than hoạt tính với lõi tối ưu nhằm đánh giá được khả năng hấp phụ của vật liệu. 2.3.1. Mô tả mô hình thí nghiệm Thí nghiệm được tiến hành trên các mô hình chai nhựa, hình trụ có thể tích 450ml với kích thước sau: đường kính x chiều cao = 60 x 170mm. Mô hình được vận hành trong phòng thí nghiệm ở điều kiện nhiệt độ từ 30 – 320C. Mô hình chia làm 4 nghiệm thức khảo sát ở khối lượng khác nhau là 10g, 20g, 30g : 31 Đồ án tốt nghiệp  Nghiệm thức 1 là lõi tự nhiên không đốt: Ở khối lượng 10g thì chiều cao lớp vật liệu 35mm, khối lượng 20g thì chiều cao là 50mm và ở khối lượng 30g là 70mm.  Nghiệm thức 2 là lõi H2SO4 nhỏ: Ở khối lượng 10g thì chiều cao lớp vật liệu 15mm, khối lượng 20g thì chiều cao là 20mm và ở khối lượng 30g là 30mm.  Nghiệm thức 3 là lõi H2SO4 to: Ở khối lượng 10g thì chiều cao lớp vật liệu 20mm, khối lượng 20g thì chiều cao là 30mm và ở khối lượng 30g là 35mm.  Nghiệm thức 4 là lõi đốt tự nhiên thiếu khí: Ở khối lượng 10g thì chiều cao lớp vật liệu 35mm, khối lượng 20g thì chiều cao là 45mm và ở khối lượng 30g là 60mm. Hình 2.15: Mô hình thí nghiệm Mô tả thí nghiệm Ta chia trình tự thí nghiệm ra làm 2 phần riêng biệt đối với mẫu nước mặt và mẫu nước ngầm.  Đối với mẫu nước mặt Trường hợp 1: Tiến hành thí nghiệm với khối lượng vật liệu hấp phụ thu được là = 10 g và thể tích mẫu nước sử dụng là Vmẫu= 350 ml. 32 Đồ án tốt nghiệp Trường hợp 2: Tiến hành thí nghiệm với khối lượng vật liệu hấp phụ thu được là mvlhp= 20 g và thể tích mẫu nước sử dụng là Vmẫu= 350 ml. Trường hợp 3: Tiến hành thí nghiệm với khối lượng vật liệu hấp phụ thu được là mvlhp= 30 g và thể tích mẫu nước sử dụng là Vmẫu= 350 ml.  Đối với mẫu nước ngầm Cách tiến hành tương tự như nước mặt, sau đó lấy dung dịch sau lọc đi đo chỉ tiêu Fe2+ và Mn2+. Hình 2.16: Mô hình thể hiện khối lượng 10g, 20g, 30g ở cùng thể tích 2.3.2. Tiến hành thí nghiệm Ứng với mỗi trường hợp, ta tiến hành thí nghiệm như sau:  Cho than vào trong mô hình, sau đó cho 350 ml mẫu nước vào từng chai trong mô hình.  Sau đó để hấp phụ trong 2,4,6,8 và 24h, lấy dung dịch sau lọc đi đo độ màu độ đục,COD và SS.  Mỗi trường hợp như trên, ta tiến hành 5 thí nghiệm, mỗi thí nghiệm sẽ ứng với 1 loại vật liệu hấp phụ khác nhau: lõi tự nhiên không đốt, lõi than hóa bằng acid H2SO4 (lõi nhỏ), lõi than hóa bằng acid H2SO4 (lõi to), lõi đốt tự nhiên thiếu khí và than hoạt tính. So sánh hiệu quả xử lý của từng loại vật liệu hấp phụ.  Mỗi thí nghiệm cũng được tiến hành với các thời gian hấp phụ khác nhau để chọn ra thời gian hấp phụ tối ưu. 33 Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Kết quả nghiên cứu 3.1.1. Kết quả nghiên cứu nước mặt Thí nghiệm 1: Khảo sát lõi tự nhiên không đốt ứng với cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g của VLHP. a) Độ đục Bảng 3.1: Hiệu suất xử lý độ đục của lõi tự nhiên không đốt ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau Khối lượng Hiệu suất xử lý (%) Thời gian (h) 10g 20g 30g 4h 5.35 28.37 54.15 6h 18.45 36.99 64.21 8h 23.2 73.43 75.83 24h 19.19 68.13 72.23 Hiệu suất xử lý độ đục của lõi tự nhiên không đốt ở cả 3 khối lượng 80 60 40 10g 20g 20 30g Hiệu suất xử lý (%) lý xử Hiệusuất 0 4h 6h 8h 24h Thời gian (h) Hình 3.1: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý độ đục của VLHP lõi tự nhiên không đốt ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau Nhận xét: Qua biểu đồ cho thấy hiệu suất hấp phụ độ đục của vật liệu lõi tự nhiên không đốt đạt cao nhất ở khối lượng m = 30g chiếm 75.83% tại thời gian t = 8h. 34 Đồ án tốt nghiệp b) Độ màu Bảng 3.2: Hiệu suất xử lý độ màu của lõi tự nhiên không đốt ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau Khối lượng Hiệu suất xử lý (%) Thời gian (h) 10g 20g 30g 4h 8.67 12.63 34.51 6h 12.61 21.05 40.22 8h 21.48 48.41 52.63 24h 18.54 40.73 47.73 Hiệu suất xử lý độ màu của lõi tự nhiên không đốt ở cả 3 khối lượng 60 50 40 30 10g 20g 20 30g Hiệu suất xử lý (%) lý xử Hiệusuất 10 0 4h 6h 8h 24h Thời gian (h) Hình 3.2: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý độ màu của VLHP lõi tự nhiên không đốt ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau Nhận xét: Nhìn biểu đồ trên cho thấy được hiệu suất hấp phụ độ màu của vật liệu lõi tự nhiên không đốt đạt hiệu suất cao nhất ở khối lượng m = 30g nhưng chi đạt H = 52.63%.tại thời gian t = 8h. 35 Đồ án tốt nghiệp c) Chỉ tiêu SS Bảng 3.3 Hiệu suất xử lý SS của lõi tự nhiên không đốt ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau Khối lượng Hiệu suất xử lý (%) Thời gian (h) 10g 20g 30g 4h 6.12 28.57 34.69 6h 28.57 40.82 45.92 8h 34.69 42.86 47.96 24h 32.65 42.86 44.9 Hiệu suất xử lý SS của lõi tự nhiên không đốt ở cả 3 khối lượng 60 50 40 30 10g 20g 20 30g Hiệu suất xử lý (%) lý xử Hiệusuất 10 0 4h 6h 8h 24h Thời gian (h) Hình 3.3: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý SS của VLHP lõi tự nhiên không đốt ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau Nhận xét: Dựa vào biểu đồ trên cho thấy được hiệu suất hấp phụ SS của vật liệu lõi tự nhiên không đốt đạt hiệu suất cao nhất ở khối lượng m = 30g chiếm H = 47.96% tại thời gian t = 8h 36 Đồ án tốt nghiệp d) Chỉ tiêu COD Bảng 3.4 Hiệu suất xử lý COD của lõi tự nhiên không đốt ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau Khối lượng Hiệu suất xử lý (%) Thời gian (h) 10g 20g 30g 4h 0.34 1.55 2.41 6h 5.86 4.14 5.69 8h 4.66 6.03 6.72 24h 3.97 4.31 5.00 Hiệu suất xử lý COD của lõi tự nhiên không đốt ở cả 3 khối lượng 8 7 6 5 4 10g 3 20g 30g 2 Hiệu suất xử lý (%) lý xử Hiệusuất 1 0 4h 6h 8h 24h Thời gian (h) Hình 3.4: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý COD của VLHP lõi tự nhiên không đốt ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau Nhận xét: Qua biểu đồ trên cho thấy được hiệu suất hấp phụ COD của vật liệu lõi tự nhiên không đốt cho hiệu quả nhất ở khối lượng m = 30g nhưng chỉ đạt H = 6.72% tại thời gian t = 8h. 37 Đồ án tốt nghiệp Thí nghiệm 2: Khảo sát lõi đốt H2SO4 nhỏ ứng với cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g của VLHP. a) Độ đục Bảng 3.5: Hiệu suất xử lý độ đục của lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau Khối lượng Hiệu suất xử lý (%) Thời gian (h) 10g 20g 30g 4h 56.83 67.02 74.91 6h 67.71 75.6 76.89 8h 78.55 83.35 75.88 24h 76.8 77.08 85.56 Hiệu suất xử lý độ đục của lõi H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối lượng 90 80 70 60 50 10g 40 20g 30 30g Hiệu xuất xử lý (%) lý xử Hiệuxuất 20 10 0 4h 6h 8h 24h Thời gian (h) Hình 3.5: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý đô đục của VLHP lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau Nhận xét: Qua biểu đồ cho thấy được hiệu suất hấp phụ độ đục của vật lõi H2SO4 nhỏ đạt hiệu suất cao nhất khối lượng m = 30g với H = 85.56% ở tại thời gian t = 24h. 38 Đồ án tốt nghiệp b) Độ màu Bảng 3.6: Hiệu suất xử lý độ màu đục của lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau Khối lượng Hiệu suất xử lý (%) Thời gian (h) 10g 20g 30g 4h 27.36 39.99 46.77 6h 37.9 44.21 50.53 8h 39.99 51.87 61.04 24h 27.36 42.52 46.31 Hiệu suất xử lý độ màu của lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối lượng 70 60 50 40 10g 30 20g Hiệu xuất xử lý (%) lý xử Hiệuxuất 20 30g 10 0 4h 6h 8h 24h Thời gian (h) Hình 3.6: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý đô màu của VLHP lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau Nhận xét: Nhìn biểu đồ trên cho thấy được hiệu suất hấp phụ độ màu lõi H2SO4 nhỏ đạt hiệu suất cao nhất chiếm H = 56.04% ở khối lượng m = 30g tại thời gian t = 8h. 39 Đồ án tốt nghiệp c) Chỉ tiêu SS Bảng 3.7: Hiệu suất xử lý SS của lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau Khối lượng Hiệu suất xử lý (%) Thời gian (h) 10g 20g 30g 4h 38.78 40.82 42.86 6h 75.51 76.53 78.57 8h 95.92 96.33 96.94 24h 94.9 95.1 94.9 Hiệu suất xử lý SS của lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối lượng 120 100 80 60 10g 20g 40 30g Hiệu xuất xử lý (%) lý xử Hiệuxuất 20 0 4h 6h 8h 24h Thời gian (h) Hình 3.7: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý SS của VLHP lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau Nhận xét: Dựa vào biểu đồ cho thấy được hiệu suất hấp phụ SS của vật liệu lõi H2SO4 nhỏ đạt hiệu suất cao nhất chiếm 96.94% ở khố lượng m = 30g tại thời gian lúc t = 8h.Nhưng biểu đồ cho thấy 3 khối lượng khác nhau lại cho hiệu suất gần bằng nhau nên chọn ở khối lượng m = 10g so sánh. 40 Đồ án tốt nghiệp d) COD Bảng 3.8 Hiệu suất xử lý COD của lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau Khối lượng Hiệu suất xử lý (%) Thời gian (h) 10g 20g 30g 4h 23.79 30.34 33.45 6h 49.48 49.48 50.34 8h 83.1 84.14 84.66 24h 78.45 77.24 76.9 Hiệu suất xử lý COD của lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối lượng 90 80 70 60 50 10g 40 20g 30 30g Hiệu xuất xử lý (%) lý xử Hiệuxuất 20 10 0 4h 6h 8h 24h Thời gian (h) Hình 3.8 Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý COD của VLHP lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau Nhận xét: Qua biểu đồ cho thấy được hiệu suất hấp phụ COD của vật liệu lõi H2SO4 nhỏ đạt hiệu suất cao nhất chiếm H = 84.66% ở khối lượng m = 30g tại thời gian lúc t = 8h. Ở cả 3 khối lượng thì hiệu suất không chênh lệch nhiều nên khối lượng m = 10g so sánh. 41 Đồ án tốt nghiệp Thí nghiệm 3: Khảo sát lõi đốt H2SO4 to ứng với cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g của VLHP. a) Độ đục Bảng 3.9: Hiệu suất xử lý độ đục của lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau Khối lượng Hiệu suất xử lý (%) Thời gian (h) 10g 20g 30g 4h 62.22 71.03 75.69 6h 76.11 77.63 80.86 8h 80.4 85.93 88.7 24h 79.94 81.04 85.38 Hiệu suất xử lý độ đục của lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối lượng 100 90 80 70 60 50 10g 40 20g Hiệu suất xử lý (%) lý xử suất Hiệu 30 30g 20 10 0 4h 6h 8h 24h Thời gian (h) Hình 3.9: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý đô đục của VLHP lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau Nhận xét: Dựa vào biểu đồ cho thấy được hiệu suất hấp phụ độ đục của vật liệu lõi H2SO4 to có hiệu suất cao nhất chiếm 88.7% ở khối lượng m = 30g tại thời gian lúc t = 8h. 42 Đồ án tốt nghiệp b) Độ màu Bảng 3.10: : Hiệu suất xử lý độ màu của lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau Khối lượng Hiệu suất xử lý (%) Thời gian (h) 10g 20g 30g 4h 44.21 44.21 48.41 6h 46.31 52.63 67.36 8h 54.72 63.37 69.48 24h 46.31 54.72 61.04 Hiệu suất xử lý độ màu của lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối lượng 80 70 60 50 40 10g 30 20g Hiệu suất xử lý (%) lý xử suất Hiệu 20 30g 10 0 4h 6h 8h 24h Thời gian (h) Hình 3.10: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý đô màu của VLHP lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau Nhận xét: Xem biểu đồ trên cho thấy được hiệu suất hấp phụ độ màu của vật liệu lõi H2SO4 to cho hiệu suất cao nhất ở khối lượng m =30g nhưng chỉ đạt H = 69.48% tại lúc thời gian t = 8h. 43 Đồ án tốt nghiệp c) SS Bảng 3.11: Hiệu suất xử lý SS của lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau Khối lượng Hiệu suất xử lý (%) Thời gian (h) 10g 20g 30g 4h 36.73 39.8 55.1 6h 73.47 75.51 77.55 8h 96.02 96.12 96.22 24h 95.1 95.31 95.51 Hiệu suất xử lý SS của lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối lượng 120 100 80 60 10g 20g 40 30g Hiệu suất xử lý (%) lý xử Hiệusuất 20 0 4h 6h 8h 24h Thời gian (h) Hình 3.11: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý SS của VLHP lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau Nhận xét: Dựa vào biểu đồ trên cho thấy được hiệu suất hấp phụ SS của vật liệu lõi H2SO4 to ở các khối lượng khác nhau theo thời gian thì ở khối lượng m =30g có hiệu suất cao nhất H = 96.22% tại thời gian t = 8h. Nhưng ở khối lượng m =10g có hiệu suất tương đương với khối lượng m = 30g nên chọn khối lượng m = 10g so sánh. 44 Đồ án tốt nghiệp d) COD Bảng 3.12: : Hiệu suất xử lý COD của lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau Khối lượng Hiệu suất xử lý (%) Thời gian (h) 10g 20g 30g 4h 22.07 28.1 32.41 6h 41.21 47.24 49.48 8h 82.76 83.97 84.48 24h 77.41 75.69 77.93 Hiệu suất xử lý COD của lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối lượng 90 80 70 60 50 10g 40 30 20g 20 30g Hiệu suất xử lý (%) lý xử Hiệusuất 10 0 4h 6h 8h 24h Thời gian (h) Hình 3.12: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý COD của VLHP lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau Nhận xét: Dựa vào biểu đồ cho thấy được hiệu suất hấp phụ COD của vật liệu lõi H2SO4 to so sánh các khối lượng với nhau thì hiệu suất cao nhất chiếm 84.48% ở khối lượng m =30g tại thời gian t =8h. Tại khối lượng m =10g thì hiệu suất không chênh lệch với khối lượng m = 30g nên chọn hiệu suất ở khối lượng m = 10g để so sánh. 45 Đồ án tốt nghiệp Thí nghiệm 4: Khảo sát lõi đốt tự nhiên thiếu khí ứng với cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g của VLHP. a) Độ đục Bảng 3.13: Hiệu suất xử lý độ đục của lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau Khối lượng Hiệu suất xử lý (%) Thời gian (h) 10g 20g 30g 4h 69.28 77.26 80.49 6h 76.43 80.95 81 8h 91.08 91.8 94.79 24h 81.69 82.52 86.99 Hiệu suất xử lý độ đục của lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả 3 khối lượng 100 80 60 10g 40 20g Hiệu suất xử lý (%) lý xử Hiệusuất 20 30g 0 4h 6h 8h 24h Thời gian (h) Hình 3.13: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý độ đục của VLHP lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau Nhận xét: Dựa vào biểu đồ cho thấy được hiệu suất hấp phụ độ đục của vật liệu lõi đốt tự nhiên cho hiệu suất cao qua từng thời gian và ở các khối lượng khác nhau nhưng có hiệu suất cao nhất ở khối lượng m = 30g chiếm H = 94.79% tại thời gian t = 8h. Tuy nhiên, ở khối lượng m =10g thì hiệu suất cũng không chênh lệch so với khối lượng m = 30g nên chọn khối lượng m =10g so sánh. 46 Đồ án tốt nghiệp b) Độ màu Bảng 3.14: Hiệu suất xử lý độ màu của lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau Khối lượng Hiệu suất xử lý (%) Thời gian (h) 10g 20g 30g 4h 39.54 50.53 56.85 6h 50.53 65.26 71.58 8h 90.56 91.24 94.74 24h 61.04 69.48 73.27 Hiệu suất xử lý độ màu của lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả 3 khối lượng 100 90 80 70 60 50 10g 40 20g 30 30g Hiệu suất xử lý (%) lý xử Hiệusuất 20 10 0 4h 6h 8h 24h Thời gian (h) Hình 3.14: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý độ màu của VLHP lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau Nhận xét: Xem biểu đồ trên cho thấy được hiệu suất hấp phụ độ màu của vật liệu lõi đốt tự nhiên qua từng thời gian ở các khối lượng khác nhau cho thấy ở tại thời gian t = 8h thì các khối lượng cho hiệu suất cao nhưng cao nhất là ở khối lượng m = 30g chiếm tới H = 94.74%. Do hiệu suất không chênh lệch nhiều ở khối lượng m = 10g và khối lượng m = 30g nên khối lượng m =10g so sánh. 47 Đồ án tốt nghiệp c) SS Bảng 3.15: Hiệu suất xử lý SS của lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau Khối lượng Hiệu suất xử lý (%) Thời gian (h) 10g 20g 30g 4h 62.86 61.22 65.31 6h 86.94 88.78 90.82 8h 96.12 96.94 97.96 24h 94.29 95.51 95.71 Hiệu suất xử lý SS của lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả 3 khối lượng 120 100 80 60 10g 20g 40 30g Hiệu suất xử lý (%) lý xử Hiệusuất 20 0 4h 6h 8h 24h Thời gian (h) Hình 3.15: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý SS của VLHP lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau Nhận xét: Dựa vào biểu đồ cho thấy được hiệu suất hấp phụ SS của vật liệu lõi đốt tự nhiên cho hiệu suất cao ở các khối lượng qua từng thời gian khác nhau nhưng đạt hiệu suất cao nhất ở khối lượng m = 30g chiếm tới H = 97.96% vào lúc thời gian t = 8h. Chọn khối lượng m =10g để so sánh vì hiệu suất cao gần với khối lượng m = 30g. 48 Đồ án tốt nghiệp d) COD Bảng 3.16: Hiệu suất xử lý COD của lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau Khối lượng Hiệu suất xử lý (%) Thời gian (h) 10g 20g 30g 4h 42.93 47.41 48.79 6h 73.02 76.21 78.1 8h 90 93.28 95.38 24h 81 80.52 80.93 Hiệu suất xử lý COD của lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả 3 khối lượng 120 100 80 60 10g 20g 40 Hiệu suất xử lý (%) lý xử Hiệusuất 30g 20 0 4h 6h 8h 24h Thời gian (h) Hình 3.16: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý COD của VLHP lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau Nhận xét: Dựa vào biểu đồ trên cho thấy được hiệu suất hấp phụ COD của vật liệu lõi đốt tự nhiên cho hiệu suất cao qua từng thời gian và ở từng khối lượng khác nhau nhưng đạt hiệu suất cao nhất vào thời gian lúc t = 8h và ở khối lượng m = 30g chiếm tới h = 96.38%.Nhưng khối lượng m =10g cho hiệu suất tương đương với khối lượng m = 30g nên chọn khối lượng m =10g so sánh. 49 Đồ án tốt nghiệp Thí nghiệm 5: Khảo sát trên than hoạt tính ứng với cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g. a) Độ đục Bảng 3.17: Hiệu suất xử lý độ đục của than hoạt tính ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau Khối lượng Hiệu suất xử lý (%) Thời gian (h) 10g 20g 30g 4h 42.57 47.42 67.99 6h 77.35 83.21 85.70 8h 90.31 90.36 90.64 24h 91.47 93.22 94.56 Hiệu suất xử lý độ đục của than hoạt tính ở cả 3 khối lượng 100 90 80 70 60 50 10 40 20 Hiệu suất xử lý (%) lý xử Hiệusuất 30 30 20 10 0 4h 6h 8h 24h Thời gian (h) Hình 3.17: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý độ đục của than hoạt tính ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau Nhận xét: Dựa vào biểu đồ cho thấy được hiệu suất hấp phụ độ đục của vật liệu than hoạt tính cao nhất vào thời gian lúc t = 24h ở khối lượng m = 30g đạt H = 94.56%. 50 Đồ án tốt nghiệp b) Độ màu Bảng 3.18: Hiệu suất xử lý độ màu của than hoạt tính ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau Khối lượng Hiệu suất xử lý (%) Thời gian (h) 10g 20g 30g 4h 42.14 46.31 54.78 6h 76.00 80.04 80.29 8h 84.21 86.36 88.43 24h 92.67 94.64 94.74 Hiệu suất xử lý độ màu của than hoạt tính ở cả 3 khối lượng 100 90 80 70 60 50 10 40 20 30 30 Hiệu suất xử lý (%) lý xử Hiệusuất 20 10 0 4h 6h 8h 24h Thời gian (h) Hình 3.18: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý độ màu của than hoạt tính ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau Nhận xét: Dựa biểu đồ cho thấy được hiệu suất hấp phụ độ màu của vật liệu than hoạt tính cho hiệu suất cao theo từng thời gian khác nhau nhưng cao nhất vào lúc t = 24h ở khối lượng m = 30g chiếm H = 94.74%. 51 Đồ án tốt nghiệp c) SS Bảng 3.19: Hiệu suất xử lý SS của than hoạt tính ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau Khối lượng Hiệu suất xử lý (%) Thời gian (h) 10g 20g 30g 4h 62.24 64.29 75.51 6h 78.57 80.61 84.69 8h 94.90 96.12 96.33 24h 94.69 95.31 94.90 Hiệu suất xử lý SS của than hoạt tính ở cả 3 khối lượng 120 100 80 60 10 20 40 30 Hiệu suất xử lý (%) lý xử Hiệusuất 20 0 4h 6h 8h 24h Thời gian (h) Hình 3.19: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý SS của than hoạt tính ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau Nhận xét: Dựa vào biểu đồ cho thấy được hiệu suất hấp phụ SS của vật liệu than hoạt tính cho hiệu suất cao ở các khối lượng nhưng hiệu suất cao nhất ở khối lượng m = 30g đạt H = 96.33% tại thời gian lúc t = 8h. 52 Đồ án tốt nghiệp d) COD Bảng 3.20: Hiệu suất xử lý COD của than hoạt tính ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau Khối lượng Hiệu suất xử lý (%) Thời gian (h) 10g 20g 30g 4h 44.83 45.69 46.55 6h 81.38 81.72 82.41 8h 90.17 94.16 94.43 24h 88.97 88.10 87.59 Hiệu suất xử lý COD của than hoạt tính ở cả 3 khối lượng 100 90 80 70 60 50 10 40 20 30 30 Hiệu suất xử lý (%) lý xử Hiệusuất 20 10 0 4h 6h 8h 24h Thời gian (h) Hình 3.20 Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý COD của than hoạt tính ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau Nhận xét: Dựa vào biểu đồ trên cho thấy được hiệu suất hấp phụ COD của vật liệu than hoạt tính cho hiệu suất cao ở thời gian t = 8h cho cả 3 khối lượng nhừ hiệu quả cao nhất là ở khối lượng m = 30g đạt H = 94.43%. 53 Đồ án tốt nghiệp Thí nghiệm 6: Kết quả so sánh thảo luận nguồn nước mặt Bảng 3.21:Bảng so sánh các chỉ tiêu các vật liệu hấp phụ và than hoạt tính nguồn nước mặt. Hiệu suất xử lý (%) Vật liệu lõi đốt tự lõi tự nhiên lõi đốt lõi đốt than nhiên không đốt H2SO4 nhỏ H2SO4 to hoạt tính Chỉ tiêu thiếu khí Độ đục 75.83 85.56 88.7 91.08 90.31 Độ màu 52.63 61.04 69.48 90.56 84.21 SS 47.96 95.92 96.02 96.12 94.9 COD 6.72 83.1 82.76 90 90.17 Hiệu suất xử lý tối ưu của các sản phẩm 120 100 80 60 Độ đục 40 Độ màu SS Hiệu suất xử lý (%) lý xử Hiệusuất 20 COD 0 lõi tự lõi đốt lõi đốt lõi đốt tự than hoạt nhiên H2SO4 H2SO4 to nhiên tính không đốt nhỏ thiếu khí Các sản phẩm Hình 3.21: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý của các chỉ tiêu ở các vật liệu hấp phụ và than hoạt tính Nhận xét: Qua biểu đồ trên, ta thấy ở VLHP lõi tự nhiên không đốt cho hiệu suất thấp nhất so với 3 vật liệu còn lại. Vật liệu hấp phụ lõi đốt H2SO4 nhỏ và to có hiệu suất cũng tương đối cao nhưng so sánh với lõi đốt tự nhiên thì có phần thấp hơn. Vậy VLHP lõi đốt tự nhiên cho hiệu suất cao nhất. Khi so sánh với than hoạt tính thì lõi đốt tự nhiên có hiệu suất cao hơn ở cùng thời gian và khối lượng. 54 Đồ án tốt nghiệp 3.1.2. Kết quả nghiên cứu nước ngầm Thí nghiệm 1: Khảo sát trên lõi tự nhiên không đốt ứng với cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g. a) Fe2+ Bảng 3.22: Hiệu suất xử lý Fe2+ của lõi tự nhiên không đốt ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau Khối lượng Hiệu suất xử lý (%) Thời gian (h) 10g 20g 30g 2h 17.14 27.9 38.15 4h 59.33 70.25 73.25 6h 81.18 87.9 91.93 Hiệu suất xử lý Fe2+ của lõi tự nhiên không đốt ở cả 3 khối lượng 100 90 80 70 60 50 10g 40 20g 30 Hiệu suất xử lý (%) lý xử Hiệu suất 30g 20 10 0 2h 4h