Thạc Sĩ Nghiên cứu xử lý các hợp chất asen và photphat trong nguồn nước ô nhiễm với than hoạt tính cố định Z

LỜI MỞ ĐẦU
Hiện nay, tình hình ô nhiễm nguồn nước nói chung và nguồn nước sinh
hoạt nói riêng bởi asen là vấn đề toàn xã hội quan tâm khi nhu cầu về chất lượng
cuộc sống ngày càng cao.
Theo các nghiên cứu gần đây, người dân Hà Nội và một số tỉnh miền bắc
(thuộc đồng bằng sông Hồng), miền nam (thuộc đồng bằng sông Cửu Long) đang
phải sử dụng nước có hàm lượng asen cao gấp từ 10 đến hàng trăm lần tiêu chuẩn
nước sạch. Điều này ảnh hưởng nghiêm trọng và trực tiếp tới sức khoẻ của con
người, do sự độc hại của asen mang lại. Nó gây ra rất nhiều loại nguy hiểm như
ung thư da, phổi . Đây là vấn đề đáng báo động với chúng ta.
Việc loại bỏ photphat trong nước thải của các đô thị, nhà máy hay xí
nghiệp cũng như việc loại bỏ asen trong nước đặc biệt là nguồn nước ngầm là vô
cùng cần thiết và cấp bách.
Than hoạt tính từ lâu đã được sử dụng để làm sạch nước. Tuy nhiên, ứng
dụng của nó trong xử lý nước mới chỉ dừng lại ở việc loại bỏ các hợp chất hữu cơ
và một số các thành phần không phân cực có hàm lượng nhỏ trong nước.
Với mục đích khai thác tiềm năng ứng dụng của than hoạt tính trong việc
xử lý nước sinh hoạt, đặc biệt là loại bỏ asen và photphat, chúng tôi đã thực hiện
nghiên cứu đề tài: ―Nghiên cứu xử lý các hợp chất asen và photphat trong
nguồn nước ô nhiễm với than hoạt tính cố định Zr (IV)‖.


MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU . 4
Chương 1: TỔNG QUAN . 5
1.1. Ô nhiễm Asen và phương pháp xử lý 5
1.1.1 Dạng tồn tại của Asen trong tự nhiên 5
1.1.2 Độc tính của Asen . 8
1.1.3 Tình trạng ô nhiễm Asen . 10
1.1.4 Một số công nghệ xử lý ô nhiễm asen . 17
1.2 Ô nhiễm photphat và các phương pháp xử lý . 20
1.2.1 Ô nhiễm photphat 20
1.2.2 Xử lý ô nhiễm photphat 21
1.3 Sử dụng Than hoạt tính và Zirconi trong hấp phụ xử lý Asen và photphat 24
1.3.1 Than hoạt tính 24
1.3.2 Cố định Zr trên chất mang để loại bỏ As và Photphat 27
Chương 2: THỰC NGHIỆM . 35
2.1 Mục tiêu và nội dung nghiên cứu của luận văn 35
2.1.1 Mục tiêu nghiên cứu 35
2.1.2 Nội dung nghiên cứu . 35
2.2 Hóa chất, dụng cụ . 35
2.2.1 Dụng cụ . 35
2.2.2 Hóa chất và vật liệu . 36
2.3 Các phương pháp phân tích sử dụng trong thực nghiệm 38
2.3.1 Phương pháp xác định PO4
3-
. 38
2.3.2 Xác định As bằng phương pháp thủy ngân bromua . 39
2.3.3 Xác định Zr bằng phương pháp so màu với arsenazo (III) . 41
2.4 Cố định Zirconi trên than hoạt tính và nhựa XAD-7 43
2.4.1 Cố định Zr (IV) trên nhựa XAD-7 43
2.4.2 Chế tạo vật liệu than hoạt tính cố định Zr(IV) 44
2.5 Các phương pháp đánh giá đặc tính của vật liệu hấp phụ 44
2.5.1 Phương pháp tính toán tải trọng hấp phụ cực đại 44
2.5.2 Xác định giá trị pH trung hòa điện của vật liệu 45
2.5.3 Nhiễu xạ Rơnghen X (X-ray diffactionXRD) . 46
2.5.4 Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM) 48
2.5.5 Phương pháp phân tích nhiệt trọng lượng (TGA) . 50
Chương 3:KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN . 51
3.1 Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ . 51
3.1.1 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ axit trong quá trình chế tạo vật liệu
than hoạt tính cố định Zr (IV) 51
3.1.2 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian trong quá trình chế tạo vật liệu than
hoạt tính cố định Zr (IV) 53
3.1.3 Khảo sát đánh giá đặc tính của một số loại vật liệu 54
3.2 Khảo sát khả năng hấp phụ asen và phophat các vật liệu . 61
3.2.1 Khảo sát tải trọng hấp phụ photphat của các vật liệu 61
3.2.2 Khảo sát tải trọng hấp phụ As của các vật liệu . 68
3.2.3 Đánh giá khả năng hấp phụ photphat và asen của các vật liệu . 76
3.3 Nghiên cứu khả năng ứng dụng xử lý asen của vật liệu . 79
3.3.1 Nghiên cứu khả năng giải hấp tái sử dụng của vật liệu 79
3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng của các anion đến khả năng hấp phụ As của vật
liệu 80
3.3.3 Khảo sát hấp phụ động của vật liệu với As . 83
3.3.4 Kết quả xử lý mẫu thực tế . 84
KẾT LUẬN . 85
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 87