BÁO CÁO THỰC TẬP TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI PHẦN A: GIỚI THIỆU VỀ NƠI THỰC TẬP I Khái quát Viện Kỹ Thuật Nhiệt Đới (Viện KTNĐ) Địa chỉ: Nhà A13, 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội Điện thoại: (+84)(4) 38361322 Fax: (+84) (4) 387564696 Email: itt@vnd.vast.ac.vn Ban lãnh đạo: Viện trưởng: GS.TS.Thái Hoàng Phó viện trưởng: ThS Nguyễn Quang Chính PGS.TS Tô Thị Xuân Hằng Tổng số CBVC: 81 I.1 Sơ lược lịch sử - Viện Kỹ thuật nhiệt đới (KTNĐ) thành lập theo Quyết định số 248/CP ngày 08/8/1980 Thủ tướng Chính phủ, trực thuộc Viện Khoa học Việt Nam Viện trưởng GS.TS Vũ Đình Cự - Từ 1993 Viện KTNĐ 17 viện nghiên cứu thuộc Trung tâm Khoa học tự nhiên Công nghệ Quốc gia (KHTN & CNQG) theo Nghị định số 24/CP Chính phủ Quyết định số 57 ngày 23/6/1993 Giám đốc Trung tâm KHTN & CNQG LÊ THỊ THU HƯỜNG LDH1KM2 BÁO CÁO THỰC TẬP TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI - Theo Nghị định số 108/2012/NĐ-CP ngày 25/12/2012 Chính phủ, Viện KTNĐ 26 viện nghiên cứu thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam từ ngày 19-2 -2013 I.2 Chức nhiệm vụ - Chức năng: nghiên cứu bản, điều tra bản, phát triển công nghệ đào tạo nguồn nhân lực có trình độ cao lĩnh vực kỹ thuật nhiệt đới lĩnh vực khác có liên quan theo quy định pháp luật - Nhiệm vụ: • Nghiên cứu bản, điều tra yếu tố điều kiện môi trường nhiệt đới ẩm Việt Nam • Nghiên cứu chế động lực học điều kiện môi trường nhiệt đới Việt Nam đến vật liệu thiết bị kỹ thuật • Nghiên cứu chế tạo bảo vệ vật liệu, linh kiện, thiết bị có khả nawgn làm việc điều kiện nhiệt đới Việt Nam • Xây dựng tiêu chuẩn sử dụng vật liệu, linh kiện, thiết bị điều kiện khí hậu nhiệt đới • Đào tạo nguồn nhân lực khoa học công nghệ có trình độ cao linh vực kỹ thuật nhiệt đới lĩnh vực có liên quan • Hợp tác quốc tế lĩnh vực nhiệt đới lĩnh vực khác có liên quan • Dịch vụ khoa học, công nghệ linh vực kỹ thuật nhiệt đói lĩnh vực khác có liên quan • Quản lý tổ chức, máy; quản lý sử dụng cán bộ, công chức, viên chức đơn vị theo quuy định Nhà nước Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam • Quản lý tài chính, tài sản đơn vị theo quy định Nhà nước • Thực nhiệm vụ khác Chủ tịch Viện giao LÊ THỊ THU HƯỜNG LDH1KM2 BÁO CÁO THỰC TẬP TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI I.3 Các trang thiết bị - Kính hiển vi điện tử quét (SEM) Jeol 5300 (Nhật) - Máy nhiễu xạ tia X (ADX) QX – 2000(Anh) - Các máy phân tích nhiệt vi sai DTA TA – HE – 20 DSC – 20, Mettler (Thụy sĩ) - Hệ máy đo trọng lượng phân tử, Knauer (Đức) - Hệ thiết bị đo tính lý cảu vật liệu điều kiện ăn mòn ứng suất (Đức) - Máy đo tổng trở SOLATRON Schlumberger GSI – 1250 (Mỹ) - Máy đo tổng trở AUTOLAB (Mỹ) - Thiết bị điện cực quét rung (SVET) dùng để nghiên cứu ăn mòn cục (Mỹ) - Thiết bị thử nghiệm lý vạn ZWICK (Đức) - Thiết bị đùn phun chất dẻo WOOJIN (Hàn Quốc) - Máy trộn nội (kín) Polylab system HAAKE ( Đức) - Thiết bị tổng hợp nhựa tự động quy mô nhỏ ( Anh) - Hệ thống đo tổn hao điện môi TR – 10C ( Nhật) - Hệ thiết bị xác tính chất lớp phủ - Nhiều thiết bị thử nghiệm gia tốc : tủ nhiệt ẩm, tủ mù muối, tủ xạ nhân tạo, tủ mưa nhân tạo… I.4 Cơ cấu tổ chức Viện Kỹ thuật nhiệt đới - Phòng Quản lý tổng hợp - Phòng Ăn mòn bảo vệ kim loại - Phòng Hoá lý vật liệu phi kim loại - Phòng Vật liệu cao su Dầu nhựa thiên nhiên - Phòng Vật liệu gốm kỹ thuật Điện cao áp LÊ THỊ THU HƯỜNG LDH1KM2 BÁO CÁO THỰC TẬP TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI - Phòng Kỹ thuật điện tử - Phòng Nghiên cứu ứng dụng Triển khai công nghệ - Phòng Nghiên cứu sơn bảo vệ - Phòng Dữ liệu, thử nghiệm nhiệt đới Môi trường - Phòng Vi phân tích I.5 Các chương trình nghiên cứu– phát triển - Đề tài, dự án cấp nhà nước (trong 10 năm gần đây): • Đề tài nghiên cứu thuộc Quỹ phát triển Khoa học Công nghệ Quốc gia (NAFOSTED): Nghiên cứu chế tạo khảo sát cấu trúc, tính chất vật liệu polyme nanocompozit sở nhựa polyolefin (PP, PE) hạt TiO2 kích thước nano • Đề tài nghiên cứu thuộc Quỹ phát triển Khoa học Công nghệ Quốc gia (NAFOSTED): Nghiên cứu biến tính hợp chất có hoạt tính trao đổi ion làm phụ gia ức chế ăn mòn lớp phủ bảo vệ nanocompozit thân thiện nmôi trường • Đề tài nghiên cứu thuộc Quỹ phát triển Khoa học Công nghệ Quốc gia (NAFOSTED):Nghiên cứu chế tạo, khảo sát tính chất cấu trúc vật liệu nanocompozit copolyme etylen – vinyl axetat (EVA)/nanosilica • Đề tài nghiên cứu thuộc Quỹ phát triển Khoa học Công nghệ Quốc gia (NAFOSTED):Nghiên cứu chế tạo lớp phủ tổ hợp y sinh titan nitrit hydroxyapatit cấu trúc nano thép không gỉ ứng dụng làm nẹp vít xương y tế - Đề tài dự án cấp Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam: • Đề tài: Nghiên cứu chất khử oxy chất hấp thụ CO2, SO2 kích thước nano nhằm tạo môi trường bảo quản chống oxy hóa LÊ THỊ THU HƯỜNG LDH1KM2 BÁO CÁO THỰC TẬP TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI • Đề tài: Ứng dụng chất độn tro bay lớp phủ bảo vệ chống ăn mòn bền nhiệt chịu ma sát cho thiết bị công trình công nghiệp • Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng lớp phủ polyme fluo chứa phụ gia nano kết hợp lớp phủ Al/Zn bảo vệ công trình kim loại làm việc điều kiện biển vùng thủy triều té sóng biển • Đề tài: Nghiên cứu chế tạo lớp phủ hợp kim croom niken công nghệ phun phủ hồ quang điện để bảo vệ chống ăn mòn cho chi tiết máy bơm công nghiệp làm việc môi trường axit • Đề tài: Nghiên cứu chế tạo lớp phủ tổ hợp titan nitrit / hydroxyapatit cấu trúc nano thép không gỉ làm nẹp vít xương y tế Đề tài cấp phòng Nghiên cứu ứng dụng Triển khai công nghệ chủ trì từ năm 2007 đến nay:  Đề tài cấp Viện Kỹ thuật nhiệt đới: • Nghiên cứu, chọn hệ keo tụ thích hợp dùng trình xử lý nước từ sông thoát nước thải Hà Nội • Nghiên cứu xử lý nước thải từ máy xeo giấy để thu hồi bột giấy dư phương pháp tuyển sử dụng hệ chất keo tụ, chất trợ keo tụ Polyarylamide, chất trợ • Nghiên cứu chế tạo gốm vi siêu lọc sở nguyên liệu khoáng chất tự nhiên Việt Nam, pha kim loại bạc, với kích thước lỗ xốp ~10ֿ¹µm ÷ 10ˉ² µm • Nghiên cứu chế tạo gốm vi siêu lọc sở nguyên liệu khoáng chất lõi đá ong Việt Nam, pha kim loại bạc với kích thước lỗ xốp ~ 10ˉ¹ µm ÷ 10ˉ² µm, có khả loại bỏ kim loại nặng độc hại (As, Cd, Cu, Pb, ) khỏi nguồn nước cấp sinh hoạt • Nghiên cứu khả khử ion Cl-, F- nước gốm vi siêu lọc sở khoáng chất lõi đá ong pha tạp cao lanh LÊ THỊ THU HƯỜNG LDH1KM2 BÁO CÁO THỰC TẬP TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI • Chuyển hóa tro bay Phả Lại điều kiện mềm làm vật liệu hấp phụ kim loại nặng hiệu quả, định hướng ứng dụng xử lý nước thải mạ • Nghiên cứu khả hấp phụ niken bùn đỏ trung hòa phương pháp khác • Nghiên cứu khả hấp phụ Flo bùn đỏ Tây Nguyên • Nghiên cứu khả xử lý số phẩm nhuộm sử dụng bùn đỏ trung hòa phương pháp khác  Đề tài cấp Viện Hàn lâm KHCNVN: “Chế tạo nghiên cứu tính chất vật liệu lai polyme dẫn-graphen làm sensor điện hóa định hướng ứng dụng quan trắc môi trường”  Đề tài thuộc quỹ phát triển KHCNQG: “ Tổng hợp màng mỏng Polyme chức gốc phenol ứng dụng làm cảm biến điện hóa phân tích nhanh chọn lọc vết số chất độc ô nhiễm nước” I.6 Các kết khoa học công nghệ - Đã xây dựng tập đồ khí hậu kỹ thuật, xây dựng đồ phân vùng ăn mòn kim loại Việt Nam Có nhiều kết nghiên cứu thử nghiệm ăn mòn nhiều vùng lãnh thổ Việt Nam - Nhiều vật liệu phủ bảo vệ công nghệ bảo vệ chống ăn mòn ứng dụng thực tế rộng rãi nghành lượng, giao thông ( cầu, tàu, xưởng… ), xăng dầu ( bồn xăng, đường ống…), chế tạo máy - Sơn phản nhiệt măt trời, sơn phản quang sơn phân luồng đường chịu mài mòn,chịu thời tiết, chất lượng cao - Lớp mạ kẽm – niken lớp phủ hợp kim crom – niken bền môi trường, chất lượng cao - Vật liệu blend cao su/nhựa nhiệt dẻo dùng làm đệm ray cho nghành giao thông vận tải đường sắt LÊ THỊ THU HƯỜNG LDH1KM2 BÁO CÁO THỰC TẬP TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI - Chất ổn định ND – 2101 ND- 2103 cho PVC; Quy trình công nghệ chế tạo mút xốp PUR - Quy trình công nghệ chế tạo gốm lọc xử lý nước ô nhiễm - Quy chình chế tạo polyme dẫn công nghệ điện hóa - Van chống sét ZnO cấp điện áp : 22k V 35kV - Nguồn cao áp cho thiết bị laze loại đèn khí - Quy trình thử nghiệm để đánh giá nhanh chất lượng dự báo nhanh tuổi thọ vật liệu - Quy trình thử nghiệm để đánh giá nhanh chất lượng dự báo nhanh tuổi thọ vật liệu I.7 Hợp tác quốc tế - Có quan hệ hợp tác khoa học – kỹ thuật với UNDP với nhiều quan, trường đại học nhiều nước giới Pháp, Nga… - Là đối tác phía Việt Nam tham gia dự án hợp tác Việt - Pháp ESPOIRS (1998-2004) - Tham gia tổ chức lớp học chuyên đề Việt-Pháp “Bảo vệ chống ăn mòn” Đồ Sơn, Hải Phòng, 11/1999 - Tham gia dự án hợp tác nghiên cứu VIE/007/9: “Nghiên cứu chế tạo khảo sát tính chất tổ hợp cao su/chất dẻo chịu điều kiện nhiệt đới” BMBF (Đức) tài trợ - Thực nhiệm vụ HTQT cấp Viện Hàn lâm KHCNVN với trường đại học Paris-Diderot (Pháp): “Chế tạo nghiên cứu tính chất vật liệu lai polyme dẫngraphen làm sensor điện hóa định hướng ứng dụng quan trắc môi trường” I.8 Các công trình khoa học công bố - Trong 30 năm xây dựng phát triển Viện Kỹ thuật nhiệt đới (1980 – 2010), cán khoa học Viện công bố 1100 công trình khoa học LÊ THỊ THU HƯỜNG LDH1KM2 BÁO CÁO THỰC TẬP TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI nước, có 120 báo đăng tạp chí quốc tế có uy tín, xuất sách chuyên khảo, trao chứng nhận quyền tác giả Ủy ban Khoa học Kỹ thuật Nhà nước Một cán khoa học Viện trao sáng chế độc quyền (đồng tác giả) Tổ chức Trí tuệ giới Cơ quan Sáng chế Châu Âu Viện vinh dự trao giải thưởng Quỹ sáng tạo khoa học công nghệ Việt Nam VIFOTEC, huy chương tuổi trẻ sáng tạo, học bổng UNESCO-L’Oreal “Vì phát triển phụ nữ khoa học” cho nhà khoa học nữ trẻ - Chủ biên xuất sách “Thuật ngữ Kỹ thuật nhiệt đới” thứ tiếng Việt – Anh – Nga – Đức – Pháp II Giới thiệu phòng ứng dụng phát triển công nghệ II.1 Giới thiệu phòng Phòng nghiên cứu ứng dụng triển khai công nghệ (phòng 6) thành lập năm 1989 Chức phòng là: Điều tra môi trường, nghiên cứu triển khai ứng dụng công nghệ giải pháp kỹ thuật xử lý chống ô nhiễm bảo vê môi trường (theo Quyết định số 22/QĐ – KTND ngày 26/1/2011) Nhân Phó Trưởng phòng : Các cán bô viên chức : TS.NCVC Nguyễn Tuấn Dung ThS Trần Văn Biển KSC Nguyễn Hoàng Bách CN Mai Thị Phượng KS Vũ Xuân Minh CN Nguyễn Thanh Mỹ II.2 Lĩnh vực nghiên cứu đào tạo hoạt động a) Nghiên cứu - Điều tra môi trường, phân tích, quan trắc đánh giá trạng môi trường LÊ THỊ THU HƯỜNG LDH1KM2 BÁO CÁO THỰC TẬP TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI - Chế tạo triển khai ứng dụng vật liệu xử lý nước thải, khí thải đất bị ô nhiễm - Nghiên cứu chế tạo loại cảm biến điện hóa đặc hiệu, sử dụng vật liệu tiến tiến – polime dẫn năng, ứng dụng phát phân tích hợp chất có độc tính cao - Nghiên cứu phát triển công nghệ thân thiện môi trường - Tái chế chất thải công nghiệp thành vật dụng hữu ích, giảm thiểu nguy ô nhiễm môi trường b) Đào tạo Hợp tác đào tạo đại học sau đại học lĩnh vực công nghệ vật liệu tiên tiến, ứng dụng quan trắc, xử lý môi trường, tái sử dụng chất thải công nghiệp - Trong nước : phối hợp đào tạo với : 1, Các cán môn Công nghệ Hóa học, Hoa lý, Công nghệ môi trường, Khoa hóa học, Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên, ĐHQG Hà Nội 2, Các cán môn Hóa lý, Hóa Công nghệ Môi trường, Hóa Phân tích, Hóa hữu cơ, Khoa Hóa học, Trường Đại học Sư phạn Hà Nội 3, Các môn Hóa lý, Hóa Phân tích, Viện Khoa học Công nghệ Môi trường, Viện Đào tạo Quốc Tế Khoa học Vật liệu, Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội 4, Khoa Hóa học, Trường Đai học Sư Phạm Hà Nội 5, Viện Hóa học Viện Khoa học Vật liệu, Viện Khoa học công nghệ Việt Nam - Ngoài nước : phối hợp đào tạo tiến sỹ với Viện ITODYS, Đại học Paris 7, Pháp c) Hợp tác quốc tế : Phòng có quan hệ hợp tác quốc tế nghiên cứu khoa học đào tạo sau đại học lĩnh vực vật liệu, điều tra xử lý ô nhiễm môi trường với đồng nghiệp ĐH Pari 7, ĐH Pari 6, CH Pháp Đã có hàng chục báo cáo, báo cáo LÊ THỊ THU HƯỜNG LDH1KM2 BÁO CÁO THỰC TẬP TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI khoa học công bố chung tạp chí quốc tế, tuyển tập hội nghị, hội thảo khao học quốc tế d) Dịch vụ khoa học – kỹ thuật - Xác định phân tích thành phần cation anion nước Xác định thành phần xử lý nước thải, kỹ nghệ tráng rửa phim Chế tạo loại mẫu polymer dẫn điện phương pháp hóa học hay điện hóa Xác định tính chất điện hóa, độ dẫn điện vật liệu bán dẫn dạng bột hay màng mỏng - Sản xuất pilot vật liệu gốm lọc nước II.3 Cở sở vật chất Thiết bị đo điện hóa đa AUTOLAB 30 ( Hà Lan) - Máy li tâm tốc độ cao 11000 vòng/phút Hettich ( Đức) Thiết bị phân tích trắc quang DR/2010, Hach ( Mỹ) Máy mài mẫu thí nghiệm Buehler Dây chuyền công nghệ chế tạo gốm Một số công bố khoa học công nghệ tiêu biểu năm gần đây: • Lương Văn Cử, Nguyễn Hoàng Bách, Mai Thị Phượng, Trần Văn Biển, Thử nghiệm ăn mòn thép vài lớp phủ bảo vệ trạm phơi mẫu Quảng Ninh, Tạp chí Khoa học Công nghệ; Tập 48, Số 3A, 2010, tr 286-289 • Nguyễn Tuấn Dung, Phùng Như Bách, Đặng Lan Anh, Tô Thị Xuân Hằng, Nghiên cứu tính nhậy ion Cu2+ màng tổng hợp điện hóa poly(1,8diaminonaphtalene), Tạp chí Hóa học, T.48, No 3, 2010 tr 89-93 • Nguyễn Tuấn Dung, Phan Thị Hà, Tô Thị Xuân Hằng, Chế tạo màng chọn lọc cation Hg(II) điện cực cacbon thủy tinh phương pháp điện hóa,Tạp chí Khoa học công nghệ, T.48, No 3A, 2010, tr 116-121 • Nguyễn Tuấn Dung, Vũ Kế Oánh, Hồ Trường Giang, Nguyễn Ngọc Toàn, Thin film of poly(1,8-diaminonaphthalene)/carbon nanotubes composite: Electrosynthesis and characterization, The 5th International Workshop on Advanced and Nanotechnology (IWAMNS), Hanoi Oct 9-12, 2010 LÊ THỊ THU HƯỜNG 10 LDH1KM2 BÁO CÁO THỰC TẬP TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI với nhôm nghiên cứu để tách loại flo Wei cộng [14], dung lượng hấp phụ đạt cao, 68,7 mg/g, tăng đến 91,28 mg/g sau xử lý nhiệt 200oC Khoảng pH tốt 7-8 hấp phụ đạt cân 20 phút I.4.3 Hấp phụ hợp chất hữu cơ: Ngoài nghiên cứu sâu rộng khả hấp phụ anion, kim loại nặng bùn đỏ bùn đỏ biến tính, số nhà nghiên cứu khảo sát khả hấp phụ chất hữu cơ, chẳng hạn thuốc nhuộm, phenol dân suất nó, vi khuẩn Thuốc nhuộm chất gây ô nhiễm nguy hại có tính độc hại gây ung thư Điều xảy sau uống hít phải, làm sưng tấy, kích thích vùng da mắt, nhạy cảm.Chúng không làm thay đổi màu nước gây phản cảm mặt thẩm mỹ, mà ngăn chặn truyền ánh sáng nước lám đảo lộn trình sinh học nguyên nhân gây hủy diệt sộng đồng thủy sản hệ sinh thái [5] Một số phương pháp thử nghiệm để tách loại thuốc nhuộm bao gồm lắng, lọc trình oxy hóa, phương pháp điện hóa, trình oxy hóa tiên tiến, xử lý sinh học, hấp phụ trao đổi ion Trong hấp phụ ứng dụng rộng rãi xử lý nước thải nhuộm Những chất hấp phụ giá rẻ để tách loại thuốc nhuộm nghiên cứu hiệu kinh tế chúng so với chất hấp phụ thương mại Gupta Suhas (2009) [7] tóm tắt số chất hấp phụ giá rẻ để tách loại thuốc nhuộm bao gồm bùn đỏ Bùn đỏ ứng dụng để tách loại đáng kể số thuốc nhuộm ô nhiễm, chẳng hạn thuốc nhuộm màu đỏ (congo red), axit tím, metylen xanh, rô-đa-min B màu xanh bền Khả tách loại thuốc nhuộm màu đỏ axit tím báo cáo 4,05 mg/g [10,11] Quá trình tuân theo phương trình động học bậc liệu hấp phụ tuân theo phương trinh đẳng nhiệt Langmuir Freundlich Những nghiên cứu trình giải hấp cho thấy chế hấp phụ chủ yếu trao đổi ion Thuốc nhuộm metylen xanh tách loại khỏi nước bùn đỏ thô [20]dung lượng hấp phụ đạt 7,8x10-6 mol/g Phương pháp xử lý LÊ THỊ THU HƯỜNG 29 LDH1KM2 BÁO CÁO THỰC TẬP TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI vật lý (nhiệt) hóa học có ảnh hưởng xấu đến khả hấp phụ Xử lý axit (HNO3) làm giảm dung lượng hấp phụ (3.28x10-6 mol/g) Một nghiên cứu hiệu khác [5,17] thực hấp phụ loại thuốc nhuộm Rodamin B, màu xanh bền, metylen xanh thuốc nhuộm màu đỏ (congo red) sử dụng bùn đỏ Bùn đỏ trung hòa sử dụng để loại bỏ phenol dung dịch [18] Các thí nghiệm hấp phụ tĩnh chứng minh tách loại phenol không đổi phạm vi pH rộng 1-9 10 để đạt cân Nó cho thấy mô hình Freundlich mô tả liệu đo hấp phụ tốt Sự ảnh hưởng mưới thêm vào đến việc tách loại phenol phụ thuộc vào mối tương quan anion bề mạt bùn đỏ nồng độ tương đối chúng Một nhóm nghiên cứu khác dẫn đầu Gupta (2004a)[5], sử dụng bùn đỏ để tách loại số hợp chất phenol cloruaphenol, chẳng hạn 2-cloruaphenol 2,4-dicloruaphenol nước thải Kết cho thấy 2,4-dicloruaphenol 4-cloruaphenol hấp phụ bùn đỏ lên đến 94-97%, loại bỏ 2-cloruaphenol phenol lên đến 50-81% Tách loại phenol dẫn xuất đạt 98% thí nghiệm côtj với tốc độ dòng chảy 0,5ml/phút Trình tự tách loại: 2,4-dicloruaphenol > 4-cloruaphenol > 2-cloruaphenol > phenol, việc tách loại diễn thông qua chế khuếch tán hạt Ở nước ta, việc nghiên cứu xử lý, tái sử dụng bùn đỏ vấn đề thời bắt đầu thu hút quan tâm mạnh mẽ nhà khoa học Tuy nhiên, hướng nghiên cứu ứng dụng bùn đỏ làm vật liệu hấp phụ chưa có công bố Trong khuôn khổ báo cáo này, nghiên cứu khả ứng dụng bùn đỏ Tây Nguyên làm chất hấp phụ xử lý nước thải Đặc biệt chất màu: Red 3BF, Yellow 3GF, Blue MERF nước thải ngành dệt may Vì thời gian có hạn nên tiền hành khảo sát với loại chất màu Red 3BF LÊ THỊ THU HƯỜNG 30 LDH1KM2 BÁO CÁO THỰC TẬP TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI CHƯƠNG II: THỰC NGHIỆM II.1 Hóa chất dụng cụ II.1.1 Hóa chất - Bùn đỏ Tây Nguyên - Chất màu Red 3BF - Axit HCl đặc nồng độ 36% II.1.2 Thiết bị dụng cụ - Cốc chịu nhiệt loại - Pipet loại - Bình định mức loại - Đũa thủy tinh, thìa inox, phễu lọc - Giấy lọc băng xanh - Máy đo pH - Myas khuấy từ - Tủ sấy LÊ THỊ THU HƯỜNG 31 LDH1KM2 BÁO CÁO THỰC TẬP - Cân phân tích - Máy đo trắc quang HACH DR/2010 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI II.2 Các phương pháp thực nghiệm II.2.1 Nghiên cứu khả hấp phụ chất màu II.2.1.1 Phương pháp trắc quang Phương pháp phân tích trắc quang phương pháp sử dụng phổ biến phương pháp phân tích hóa lý Mỗi hợp chất màu có khả hấp thụ ánh sáng bước sóng xác định Khi chiếu chùm tia sáng đơn sắc qua môi trường vật chất cường độ tia sáng giảm Sự giảm cường độ tuân theo định luật hấp thụ ánh sáng Bouguer-Lambert-Beer: Trong đó: A : Độ hấp thụ quang Io, I : Cường độ ánh sáng vào khỏi dung dịch L : Bề dày dung dịch ánh sáng qua C : Nồng độ chất hấp thụ ánh sáng ε : Hệ số hấp thụ quang phân tử, phụ thuộc chất chất hấp thụ bước sóng ánh sáng tới Nồng độ dung dịch chất màu: Red 3BF xác định phương pháp trắc quang bước sóng tương ứng 540nm máy HACH DR/2010 Viện Kỹ thuật nhiệt đới – Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam II.2.1.2 Thí nghiệm khảo sát khả hấp phụ chất màu vật liệu Bùn đỏ Tây Nguyên có độ pH 10~12, lọc rửa nước cất sấy khô, nghiền mịn Dung dịch chất màu Red 3BF pha từ bột màu Red 3BF Điều chỉnh pH dung dịch 3BF dung dịch HCl Các thí nghiệm hấp phụ LÊ THỊ THU HƯỜNG 32 LDH1KM2 BÁO CÁO THỰC TẬP TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI thực phương pháp hấp phụ tĩnh Dung dịch ban đầu cho vào bình tam giác có nút nhám, điều chỉnh pH dung dịch điều kiện mong muốn cách thêm từ từ dung dịch HCl Sau đó, lượng bùn đỏ hấp phụ cho vào, dung dịch khuấy máy khuấy từ Dung dịch sau hấp phụ lọc qua giấy lọc băng xanh để lấy phần dung dịch trong, pha loãng, sau phân tích dung dịch pha loãng phương pháp so màu máy HACH DR/2010 Viện Kỹ thuật nhiệt đới – Viện KH&CNVN Tổng dung lượng hấp phụ chất màu tính theo công thức q= (mg/g) Hiệu suất hấp phụ chất màu: H= (%) Trong q : dung lượng hấp phụ thời điểm cân (mg/g chất hấp phụ) H: hiệu suất hấp phụ (%) Co: nồng độ chất màu ban đầu (mg/L) Ce: nồng độ chất màu thời điểm hấp phụ đạt cân (mg/L) V: thể tích dung dịch chất mùa (mL) m: khối lượng vật liệu hấp phụ (g) LÊ THỊ THU HƯỜNG 33 LDH1KM2 BÁO CÁO THỰC TẬP TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI CHƯƠNG III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN III.1 Dựng đường chuẩn xác định nồng độ dd chất màu 3BF Dung dịch chất màu 3BF có màu đỏ,có khả hấp thụ mạnh ánh sáng bước sóng 540nm Chúng chuẩn dị dãy dung dịch chuẩn với nồng độc dung dịch chất màu 3BF khác từ dung dịch chuẩn 500ppm Từ độ hấp thụ quang đo dựng đường chuẩn phụ thuộc độ hấp thụ quang vào nồng độ chất màu Kết trình bày bảng 3.1 Bảng 3.1 Số liệu dựng đường chuẩn xác định chất màu 3BF Nồng độ dd chất màu 3BF LÊ THỊ THU HƯỜNG Độ hấp thụ quang(Abs) 0 0.028 0.062 0.092 34 LDH1KM2 BÁO CÁO THỰC TẬP TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI 0.119 0.149 0.174 0.199 0.233 0.262 10 0.290 Hình 3.1 Đường chuẩn xác định nồng độ dung dịch chất màu Red 3BF III.2 Ảnh hưởng pH Chúng tiến hành thí nghiệm hấp phụ chất màu Red 3BF điều kiện pH =2,4,6,8,10 Một loạt thí nghiệm hấp phụ tĩnh thực điều kiện lượng bùn đỏ hấp phụ 2g/L, nồng độ dung dịch chất màu Red 3BF ban đầu Co = 30 mg/L, thời gian hấp phụ 120 phút Xác định hiệu suất hấp phụ sau 120 phút, kết hình 3.2 LÊ THỊ THU HƯỜNG 35 LDH1KM2 BÁO CÁO THỰC TẬP TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI 100 H(%) 80 60 40 20 10 pH Hình 3.2: Ảnh hưởng pH tới hiệu suất hấp phụ chất màu Red 3BF BĐ Từ hình 3.2 ta thấy hiệu suất hấp phụ tăng pH giảm, hiệu suất hấp phụ cao đạt 103,6% pH=4 Hiệu suất giảm xuống thấp pH=6 lực đẩy anion chất màu tâm hấp phụ bề mặt chất hấp phụ Từ kết lựa chọn điều kiện pH làm việc thí nghiệm với pH=4 phù hợp III.3 Ảnh hưởng thời gian hấp phụ Chúng tiến hành thí nghiệm khảo sát trình hấp phụ chất màu Red 3BF theo thời gian bùn đỏ điều kiện pH=4, lượng bùn đỏ dùng để hấp phụ 2g/L, nồng độ dung dịch chất màu 3BF ban đầu 30ppm, tiến hành lấy mẫu phân tích thời gian khác t’= 15, 30, 60, 90, 120 phút Giá trị hiệu suất hấp phụ H(%) xác định theo thời gian trình bày hình 3.3 LÊ THỊ THU HƯỜNG 36 LDH1KM2 BÁO CÁO THỰC TẬP TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI 120 100 H(%) 80 60 40 20 20 40 60 80 100 120 Thp (phut) Hình 3.3 Ảnh hưởng thời gian tời hiệu suất hấp phụ Theo hình 3.3 hiệu suất hấp phụ gần không thay đổi theo thời gian Quá trình hấp phụ diễn nhanh khoảng thời gian đầu, sau chậm lại đạt cân sau 30 phút III.4 Ảnh hưởng nồng độ dd chất màu Thí nghiệm tiến hành khảo sát trình hấp phụ chất màu 3BF nồng độ Co =50, 70, 100, 150, 200 ppm với pH =4, lượng bùn đỏ dung để hấp phụ 2g/L, , tiến hành lấy mẫu phân tích thời gian 30 phút Giá trị hiệu suất hấp phụ H(%) xác định theo nồng độ trình bày hình 3.4 LÊ THỊ THU HƯỜNG 37 LDH1KM2 BÁO CÁO THỰC TẬP TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI H 100 60 q 90 50 40 70 30 60 20 50 40 q (mg/g) H (%) 80 20 40 60 10 80 100 120 140 160 180 200 220 C0 (ppm) Hình 3.4 Ảnh hưởng nồng độ dung dịch Red 3BF tời hiệu suất hấp phụ Ở thời gian 30 phút hiệu suất quà trình hấp phụ đạt giá trị cao nồng độ 30ppm 103.6 % giảm dần thấp 200ppm 49,8% Khi tăng nồng độ dung dịch Red 3BF, dung lượng (q) có khuynh hướng tăng, hiệu suất (H) lại giảm giới hạn tâm hấp phụ bề mặt vật liệu Khi nồng độ chất màu cao, hầu hết tâm mang điện tích bề mặt vật liệu bị chiếm giữ phân tử chất màu, lượng phân tử chất màu dung dịch nhiều Hệ q cao H thấp Ngược lại, với nồng độ chất màu thấp, gần toàn chất màu bị giữ nên hiệu suất hấp phụ cao, số tâm trống lớn nên dung lượng thấp LÊ THỊ THU HƯỜNG 38 LDH1KM2 BÁO CÁO THỰC TẬP TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI KẾT LUẬN Bùn đỏ chất thải rắn trình sản xuất nhôm từ quặng bôxit theo quy trình Bayer Việc xả thải lượng lớn bùn đỏ có độ kiềm cao kích thước hạt nhỏ mịn, nguy ô nhiễm đất, nước không khí, việc xử lý, tái sử dụng bùn đỏ có ý nghĩa kinh tế xã hội đặc biệt quan trọng Kết nghiên cứu trình hấp phụ chất màu Red 3BF ảnh hưởng điều kiện pH, thời gian hấp phụ, lượng bùn đỏ hấp phụ, kết luận điều kiện tốt cho trình hấp phụ chất màu Red 3BF bùn đỏ Tây Nguyên là: pH=4, thời gian hấp phụ 30 phút, nồng độ chất màu ban đầu 30ppm, lượng bùn đỏ hấp phụ g/L LÊ THỊ THU HƯỜNG 39 LDH1KM2 BÁO CÁO THỰC TẬP TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI TÀI LIỆU THAM KHẢO Đinh Xuân Hùng, Một số kiến thức ABC khai thác bô-xit sản xuất alumin, 2009 A.Tor, N.Danaoglu, G.Arslan, Y.Cengeloglu, Removal of fluoride from water by using granular red mud: batch and column studies Journal of Hazardous Materials 164 (2009b), 271-278 Department of chemical engineering, cooperative Centre for Contamination Assessment and Remediation of the Envionment (CRC-CARE) Curtin University of Technology, GPO Box U1987, WA 6058, Australia Novel application of red mud as coagulant, adsorbent and catalyst for environmenttally benign processes Gupta, V.K., Gupta, M., Sharma, S., 2001 Process development for the removal of lead and chromium from aqueous solutions using red mud—an aluminium industry waste Water Research 35 (5), 1125–1134 Gupta, V.K., Ali, I., Saini, V.K., 2004a Removal of chlorophenols fromwastewater using red mud: an aluminum industry waste Environmental Science & Technology 38 (14),4012–4018 Gupta, V.K., Suhas, Ali, I., Saini, V.K., 2004b Removal of rhodamine B, fast green, and methylene blue from wastewater using red mud, an aluminum industry waste Industrial & Engineering Chemistry Research 43 (7), 1740–1747 Gupta, V.K., Suhas, 2009 Application of low-cost adsorbents for dye removal — a review Journal of Environmental Management 90 (8), 2313–2342 H.Genc-Fuhrman, JC.Tjell, D.McConchie, O.Schuiling “Adsorption of arsenate from water using neutralized red mud” Journal of Colloid and Interface Science, 264(2003), 327-334 Li, Y.Z., et al., 2006 Phosphate removal from aqueous solutions using raw and activated red mud and fly ash Journal of Hazardous Materials 137 (1), 374–383 LÊ THỊ THU HƯỜNG 40 LDH1KM2 BÁO CÁO THỰC TẬP TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI 10 Liu, Z.G., Yang, C.S., Cheng, Z.H., Ai,M.J., 1997 Treatment and utilization of redmud derived from Bayer process The Chinese Journal of Nonferrous Metals 7, 40–44 (In Chinese) 11 Liu, C.J., et al., 2007a Adsorption removal of phosphate from aqueous solution by active red mud Journal of Environmental Sciences 19 (10), 1166–1170 12 Namasivayam, C., Arasi, D.J.S.E., 1997 Removal of congo red from wastewater by adsorption onto waste red mud Chemosphere 34 (2), 401–417 13 Namasivayam, C., Yamuna,R.T.,Arasi,D.J.S.E., 2001 Removal of acid violet fromwastewater by adsorption on waste red mud Environmental Geology 41 (3), 269–273 14 N.Wei, Z.K.Luan, J.wang, L.Shi, Y.Zhao, J.W.Wu, Preparation of modified red mud with aluminum and its adsorptioncharachteristics on fluoride removal Chinese Journal of Inorganic Chemistry 25(2009), 849-854 15 R Hind, S.K Bhargava, Stephen C Grocott The surface chemisstry of Bayer process solids: a review , Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 146 (1999), 359-374 16 School of Environmental Science and Engneering, Huazhong University of Science ang Technology (HUST), 1037 Luoyu Road, Wuhan, Hubei, 430074, Bo Xiao Journal of Mineral Processing 17 Tor, A., Cengeloglu, Y., 2006 Removal of congo red from aqueous solution by adsorption onto acid activated red mud Journal of Hazardous Materials 138 (2), 409–415 18 Tor, A., Cengeloglu, Y., Aydin,M.E., Ersoz,M., 2006 Removal of phenol fromaqueous phase by using neutralized red mud Journal of Colloid and Interface Science 300 (2), 498–503 19 Wang, S., Boyjoo, Y., Choueib, A., Zhu, Z.H., 2005 Removal of dyes from aqueous solution using fly ash and red mud Water Research 39 (1), 129–138 LÊ THỊ THU HƯỜNG 41 LDH1KM2 BÁO CÁO THỰC TẬP TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI 20 Wang, S., Ang, H.M., Tadé, M.O., 2008a Novel applications of red mud as coagulant, adsorbent and catalyst for environmentally benign processes Chemosphere 72 (11), 1621–1635 21 Yunus Cengeloglu, Esengul Kir, Mustafa Ersoz, Removal of fluoride from aqueous solution by using red mud Separation and Purification Technology 28(2002), 81-86 22 http://en.wikipedia.org/wiki/Bauxite 23 http://www.viet-studies.info/kinhte/Bauxit_TiaSang.htm LÊ THỊ THU HƯỜNG 42 LDH1KM2 BÁO CÁO THỰC TẬP TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI LỜI CẢM ƠN Bài báo cáo thực tập thực hoàn thiện phòng Nghiên cứu Ứng dụng Triển khai công nghệ, Viện Kỹ thuật nhiệt đới, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Trước hết, em xin chân thành cảm ơn ban lãnh đạo Viện Kỹ thuật nhiệt đới tiếp nhận cho phép em thực tập Viện Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Nguyễn Tuấn Dung, người tận tình hướng dẫn, bảo tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành tập Em xin cảm ơn thầy cô giáo khoa Môi trường, trường Đại học Tài Nguyên Môi Trường Hà Nội trang bị cho em hệ thống kiến thức khoa học tạo điều kiện cho em có hội thực tập, nâng cao kiến thức chuyên môn Em xin chân thành cảm ơn anh Vũ Xuân Minh cô, chú, anh, chị Phòng Nghiên cứu Ứng dụng Triển khai công nghệ, tạo điều kiện thuận lợi, hỗ trợ em suốt trình thực tập Hà Nội, ngày tháng 04 năm 2013 Sinh viên thực Lê Thị Thu Hường LÊ THỊ THU HƯỜNG 43 LDH1KM2 [...]... loãng bằng phương pháp so màu trên máy HACH DR/2010 tại Viện Kỹ thuật nhiệt đới – Viện KH&CNVN Tổng dung lượng hấp phụ chất màu được tính theo công thức q= (mg/g) Hiệu suất hấp phụ chất màu: H= (%) Trong đó q : dung lượng hấp phụ tại thời điểm cân bằng (mg/g chất hấp phụ) H: hiệu suất hấp phụ (%) Co: nồng độ chất màu ban đầu (mg/L) Ce: nồng độ chất màu tại thời điểm hấp phụ đạt cân bằng (mg/L) V: thể... quang phân tử, phụ thuộc và bản chất chất hấp thụ và bước sóng của ánh sáng tới Nồng độ dung dịch chất màu: Red 3BF được xác định bằng phương pháp trắc quang tại bước sóng tương ứng là 540nm trên máy HACH DR/2010 tại Viện Kỹ thuật nhiệt đới – Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam II.2.1.2 Thí nghiệm khảo sát khả năng hấp phụ chất màu của vật liệu Bùn đỏ Tây Nguyên có độ pH 10~12, được lọc rửa bằng nước... kaolinit và đôi khi có mặt cả anatas TiO2 Gibbsit là hydroxit nhôm thực sự còn boehmit và diaspore tồn tại ở dạng hidroxit nhôm ôxít Sự khác biệt cơ bản giữa boehmit và diaspore là diaspore có cấu trúc tinh thể khác với boehmit, và cần nhiệt độ cao hơn để thực hiện quá trình tách nước nhanh LÊ THỊ THU HƯỜNG 15 LDH1KM2 BÁO CÁO THỰC TẬP TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI I.1.2 Bùn đỏ Có hai loại bùn màu đỏ... nào Trong khuôn khổ báo cáo này, chúng tôi nghiên cứu khả năng ứng dụng của bùn đỏ Tây Nguyên làm chất hấp phụ xử lý nước thải Đặc biệt là các chất màu: Red 3BF, Yellow 3GF, Blue MERF trong nước thải ngành dệt may Vì thời gian có hạn nên chúng tôi tiền hành khảo sát với một loại chất màu là Red 3BF LÊ THỊ THU HƯỜNG 30 LDH1KM2 BÁO CÁO THỰC TẬP TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI CHƯƠNG II: THỰC NGHIỆM II.1 Hóa... các mỏ than Indonesia, Úc, …) Giai pháp này đã và đang được áp dụng tại nhiều nơi trên thế giới, đặc biệt là ở các vùng như EU (Ý),Mỹ, Úc, Hàn quốc Giải pháp thải bùn đỏ bằng công nghệ ướt tại các nhà máy alumina ở Tây Nguyên có nhiều ưu điểm hơn so với công nghệ thải khô với những lý do sau đây: LÊ THỊ THU HƯỜNG 22 LDH1KM2 BÁO CÁO THỰC TẬP TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI - Phù hợp với điều kiện khí hậu... được loại bỏ hàng năm tại nhà máy lọc nhôm tại Úc là 15 triệu tấn Quá trình cacbonat hóa của bùn đỏ với CO2 có thể mô tả như sau: NaAl(OH)4 + CO2 → NaAlCO3 + H2O NaOH + CO2 → NaHCO3 Na2CO3 + CO2 → 2 NaHCO3 3Ca(OH)2.2Al(OH)3 + CO2 →CaCO3 + Al2O3.2H2O + 3H2O Na6(AlSiO4)6.2 NaOH + CO2 → Na6(AlSiO4)6 + 2NaHCO3 b Ứng dụng trong xử lý nước thải : LÊ THỊ THU HƯỜNG 24 LDH1KM2 BÁO CÁO THỰC TẬP TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN... [20]dung lượng hấp phụ đạt 7,8x10-6 mol/g Phương pháp xử lý LÊ THỊ THU HƯỜNG 29 LDH1KM2 BÁO CÁO THỰC TẬP TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI vật lý (nhiệt) và hóa học có ảnh hưởng xấu đến khả năng hấp phụ Xử lý bằng axit (HNO3) làm giảm dung lượng hấp phụ (3.28x10-6 mol/g) Một nghiên cứu hiệu quả khác [5,17] cũng đã thực hiện hấp phụ các loại thuốc nhuộm như Rodamin B, màu xanh lá cây bền, metylen xanh và... hình thành từ quá trình phong hóa các đá giàu nhôm hoặc tích tụ từ các quặng có trước bởi quá LÊ THỊ THU HƯỜNG 13 LDH1KM2 BÁO CÁO THỰC TẬP TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI trình xói mòn Quặng bauxit phân bố chủ yếu trong vành đai xung quanh xích đạo đặc biệt trong môi trường nhiệt đới Từ bauxit có thể tách ra alumina (Al 2O3), nguyên liệu chính để luyện nhôm trong các lò điện phân Khoảng 95% lượng bauxit... đặc nồng độ 36% II.1.2 Thiết bị và dụng cụ - Cốc chịu nhiệt các loại - Pipet các loại - Bình định mức các loại - Đũa thủy tinh, thìa inox, phễu lọc - Giấy lọc băng xanh - Máy đo pH - Myas khuấy từ - Tủ sấy LÊ THỊ THU HƯỜNG 31 LDH1KM2 BÁO CÁO THỰC TẬP - Cân phân tích - Máy đo trắc quang HACH DR/2010 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI II.2 Các phương pháp thực nghiệm II.2.1 Nghiên cứu khả năng hấp phụ chất... Mỹ, Trần Văn Biển, Nguyễn Tuấn Dung, Nghiên cứu chế tạo gốm lọc trên cơ sở đá ong LÊ THỊ THU HƯỜNG 11 LDH1KM2 BÁO CÁO THỰC TẬP TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI pha tạp cao lanh và khảo sát khả năng khử các anion Cl -, F-, Tạp chí Công nghiệp hóa chất, số 12/2012, tr.35-40 PHẦN B: NỘI DUNG THỰC TẬP MỞ ĐẦU Nước là một yếu tố sinh thái không thể thiếu đối với sự sống và là nguồn tài nguyên có thể tái tạo ... phát triển Viện Kỹ thuật nhiệt đới (1980 – 2010), cán khoa học Viện công bố 1100 công trình khoa học LÊ THỊ THU HƯỜNG LDH1KM2 BÁO CÁO THỰC TẬP TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI nước, có 120 báo đăng... Pari 6, CH Pháp Đã có hàng chục báo cáo, báo cáo LÊ THỊ THU HƯỜNG LDH1KM2 BÁO CÁO THỰC TẬP TRƯỜNG ĐẠI HỌC TN & MT HÀ NỘI khoa học công bố chung tạp chí quốc tế, tuyển tập hội nghị, hội thảo khao... điều kiện khí hậu nhiệt đới • Đào tạo nguồn nhân lực khoa học công nghệ có trình độ cao linh vực kỹ thuật nhiệt đới lĩnh vực có liên quan • Hợp tác quốc tế lĩnh vực nhiệt đới lĩnh vực khác có