CHẾ TẠO THAN HOẠT TÍNH TỪ XƠ DỪA VÀ ỨNG DỤNG XỬ LÝ NITRIT TRONG NƢỚC THẢI ThS Phạm Thị Minh Thúy, Khoa Môi Trường Abstract This work studies the activated carbon made from coconut fiber and waste water treatment capabilities of this type of activated carbon The results showed that this adsorbent has good adsorption capacity and nitrite ions that can be applied to environmental remediation Đặt vấn đề Hiện nay, với phát triển mạnh mẽ khu công nghiệp, khu chế xuất làm tăng nhanh hàm lượng chất gây ô nhiễm nước thải[1][3] Đã có nhiều công trình nghiên cứu, sử dụng nhiều phương pháp khác nhằm tách loại tác nhân gây ô nhiễm môi trường nước nói chung loại bỏ nitrit nói riêng Mỗi phương pháp có ưu - nhược điểm riêng, phương pháp hấp phụ áp dụng rộng rãi cho kết khả thi[2] Trong nghiên cứu đề cập đến khả hấp phụ than hoạt tính chế tạo từ xơ dừa ion nitrit Thực nghiệm 2.1 Dụng cụ - hoá chất - pH dung dịch đo máy đo pH 315i/SET (CHLB Đức) - Nồng độ ion nitrit xác định phương pháp đo quang với thuốc thử axit sunfanilic (Griess A) α - naphtylamin (Griess B), đo máy UV - VIS 752M (Trung Quốc) - Các hóa chất sử dụng để nghiên cứu có độ tinh khiết PA - Máy khấy từ, tủ sấy, loại bình tam giác, pipet… 2.2 Chế tạo than hoạt tính từ xơ dừa Xơ dừa băm nhỏ, rửa nước cất, phơi khô tự nhiên sấy khô nhiệt độ 80 – 900C 24 Cho xơ dừa vào cốc thủy tinh đốt H2SO4 98% theo tỷ lệ 1:1 khối lượng, ngâm 24 Sản phẩm sau đốt H2SO4 98% rửa nhiều lần nước cất ngâm dung dịch NaHCO3 2% 24 Lọc lấy sản phẩm rửa nước cất đến môi trường trung tính Sấy khô 120 – 1500C vòng nghiền nhỏ đến kích thước khoảng 0,25 – 2,0 mm, thu than hoạt tính 2.3 Khảo sát ảnh hƣởng pH đến trình hấp phụ nitrit than hoạt tính Cho vào bình tam giác dung tích 250ml bình 0,5g than hoạt tính thêm vào bình 50 ml dung dịch nitrit nồng độ 10mg/l Đem lắc máy lắc 60 phút Lọc giấy lọc, lấy nước lọc, xác định nồng độ nitrit lại Kết thu thể bảng hình Bảng Ảnh hưởng pH đến khả hấp phụ nitrit than hoạt tính STT pH Nồng độ đầu (mg/l) Nồng độ sau (mg/l) Hiệu suất (%) 10 0,764 90,36 10 1,353 86,47 10 0,848 91,52 10 1,246 87,54 10 5,619 43,81 10 7,076 29,24 10 7,682 23,18 Hiệu suất (%) 100 80 60 pH 40 20 Hình Ảnh hưởng của pH đến khả hấp phụ nitrit than hoạt tính Kết thực nghiệm cho thấy dải pH từ – 4, hiệu suất hấp phụ than hoạt tính tăng dần Khi tăng pH hiệu suất hấp phụ giảm dần Điều cho thấy khả hấp phụ nitrit than hoạt tính phụ thuộc nhiều vào pH chọn pH = giá trị pH tối ưu cho trình thực nghiệm 2.4 Kết khảo sát ảnh hƣởng thời gian đến khả hấp phụ nitrit than hoạt tính Cho vào bình tam giác 250 ml bình 50ml dung dịch nitrit nồng độ 10 mg/l 0,5g than hoạt tính Điều chỉnh pH dung dịch đến pH = Lắc bình máy lắc khoảng thời gian khác từ 0,5 – Lọc lấy nước lọc, xác định nồng độ nitrit lại Kết thu thể bảng hình Bảng Ảnh hưởng thời gian đến khả hấp phụ nitrit than hoạt tính STT Thời gian (giờ) Nồng độ đầu (mg/l) Nồng độ sau (mg/l) Hiệu suất (%) 0,5 10 3,759 62,41 1,0 10 2,422 75,78 1,5 10 1,639 83,61 2,0 10 0,648 93,52 3,0 10 0,613 93,87 3,5 10 0,554 94,46 4,0 10 0,385 95,15 Hiệu suất (%) 100 90 80 70 Thời gian (h) 60 Hình Ảnh hưởng thời gian đến khả hấp phụ nitrit than hoạt tính Kết cho thấy hiệu suất hấp phụ tăng dần theo thời gian Sau hiệu suất hấp phụ nitrit than hoạt tính tăng nhanh, tương đối ổn định Nếu tiếp tục tăng thời gian hiệu suất hấp phụ nitrit than hoạt tính tăng không đáng kể Chọn thời gian tối ưu để hấp phụ nitrit than hoạt tính 2.5 Kết khảo sát ảnh hƣởng khối lƣợng than hoạt tính đến khả hấp phụ nitrit Cho vào bình tam giác 250 ml bình 50ml dung dịch nitrit nồng độ 10 mg/l Điều chỉnh pH dung dịch đến pH = Cho vào bình từ 0,5 – 1,9g than hoạt tính Lắc bình máy lắc thời gian Lọc lấy nước lọc, xác định nồng độ nitrit lại Kết thu thể bảng hình Bảng Ảnh hưởng khối lượng than hoạt tính đến khả hấp phụ nitrit STT Khối lƣợng (kg) Nồng độ đầu (mg/l) Nồng độ sau (mg/l) Hiệu suất (%) 0,3 10 4,744 55,26 0,5 10 1,565 84,35 0,7 10 0,758 92,42 1,1 10 0,762 92,48 1,3 10 0,684 93,16 1,5 10 0,737 92,63 1,9 10 0,587 94,22 Hiệu suất (%) 100 90 80 70 Khối lƣợng (g) 60 50 0.5 1.5 Hình Ảnh hưởng khối lượng than hoạt tính đến khả hấp phụ nitrit Kết cho thấy khối lượng than hoạt tính tăng dần hiệu suất hấp phụ tăng dần Hiệu suất hấp phụ tăng nhanh khối lượng than hoạt tính tăng từ 0,3 – 0,7g Tiếp tục tăng khối lượng than hoạt tính, hiệu suất hấp phụ tăng không đáng kể, trình hấp phụ gần đạt bão hòa Chọn khối lượng than hoạt tính tối ưu 0,7g cho nghiên cứu 2.6 Khảo sát ảnh hƣởng nồng độ nitrit đến khả hấp phụ than hoạt tính Cho vào bình tam giác dung tích 250 ml bình 50ml dung dịch nitrit với nồng độ khác 0,7g vật liệu hấp phụ Điều chỉnh pH = tiến hành lắc khoảng thời gian Lọc xác định nồng độ nitrit sau xử lý Kết thu thể bảng hình 4, hình Bảng Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ nitrit đến khả hấp phụ than hoạt tính STT C0 (mg/l) Cf (mg/l) Tải trọng hấp phụ q (mg/g) Tỷ lệ Cf/q 10 0,302 0,485 0,623 20 0,675 0,968 0,698 50 1,824 2,408 0,757 100 4,062 4,799 0,846 200 10,023 9,499 1,055 300 20,487 13,989 1,465 400 35,655 18,219 1,957 500 70,25 21,488 3,269 q (mg/g) 25 20 15 10 Cf (mg/l) 0 20 40 60 80 Hình Ảnh hưởng nồng độ nitrit dến khả hấp phụ than hoạt tính 30 y = 0,0399x + 0,6138 R² = 0.974 25 20 15 10 0.5 1.5 2.5 Hình Sự phụ thuộc Cf/q vào nồng độ cân Cf 3.5 Kết thực nghiệm cho thấy hấp phụ nitrit miêu tả theo phương trình đẳng nhiệt Langmuir y = 0,0399x + 0,6138 ta có: tgα = 1/qmax hay qmax = 25,01(mg/g) KẾT LUẬN - Đã chế tạo than hoạt tính từ xơ dừa với chất oxi hóa mạnh axit sunfuric - Đã xác định thời gian đạt cân hấp phụ vật liệu - Đã khảo sát khả hấp phụ vật liệu ion nitrit tốt pH = - Đã khảo sát ảnh hưởng khối lượng than hoạt tính đến trình hấp phụ ion nitrit Khối lượng vật liệu hấp phụ tối ưu 0,7g - Đã xác định tải trọng hấp phụ cực đại vật liệu 25,01mg/g TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Đình Bảng, Giáo trình phương pháp xử lý nước nước thải, NXB Đại học Khoa học tự nhiên, Hà Nội 2004 Lê Văn Cát, Hấp phụ trao đổi ion kỹ thuật xử lý nước nước thải, Nhà xuất thống kê, Hà Nội 2002 Trịnh Thị Thanh, Độc học môi trường sức khoẻ người Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội 2001