Đang tải... (xem toàn văn)
258-LuanVanThacSi-ChuaPhanLoai (330).pdf tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất cả...
THÔNG TIN VỀ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Nguyễn Văn Thơm Giới tính: Nam Ngày sinh: 10/08/1989 Nơi sinh: Hà Nội Quyết định công nhận học viên số: 4375/QĐ-CTSV, ngày 03 tháng 12 năm 2012 Các thay đổi trình đào tạo: Tên đề tài luận văn: “Nghiên cứu đánh giá khả xử lý bùn đỏ Tây Nguyên số ion độc hại nước” Chuyên ngành: Hóa môi trường Mã số: 60440120 10 Cán hướng dẫn khoa học: PGS.TS Trần Hồng Côn, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – ĐHQGHN 11 Tóm tắt kết luận văn: - Nghiên cứu xác định thành phần hóa học, khoáng học bùn đỏ Kết cho thấy thành phần hóa học chủ yếu bùn đỏ oxit Fe2O3, Al2O3, SiO2 TiO2; thành phần khoáng học chủ yếu Gibbsite, Goethite, Hematite, Quartz Sodium Aluminum Silicat hydrat Các tín hiệu đặc trưng thành phần cấu trúc pha dạng Gibbsite Geothite, thành phần tạo tính chất hấp phụ bùn đỏ Để tăng tính hấp - - phụ bùn đỏ phải rửa nước trung hòa axit hoạt hóa nhiệt Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ Asen nước từ bùn đỏ phương pháp rửa kiềm nước phương pháp trung hòa kiềm axit đem nung nhiệt độ khác Kết thu vật liệu TRMA 350 (bùn đỏ sau trung hòa axit đem rửa nung 3500C) vật liệu TRMW 350 (bùn đỏ sau rửa nước pH=7 đem nung 3500C) cho kết hấp phụ Asen cao 15,82mg/g 16,13mg/g Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ Amoni nước từ bùn đỏ phương pháp rửa kiềm nước phương pháp trung hòa kiềm axit đem nung nhiệt độ khác Kết thu vật liệu TRMA 600 (bùn đỏ sau trung hòa axit đem rửa nung 6000C) vật liệu TRMW 600 (bùn đỏ sau rửa nước pH=7 đem nung 6000C) cho kết hấp phụ Asen cao 2,575mg/g 6,25mg/g - Nghiên cứu tính chất vật liệu hấp phụ tạo ra: + Xác định thành phần khoáng học vật liệu phương pháp nhiễu xạ tia Rơnghen (XRD) Theo nguyên lý cấu tạo tinh thể, mạng tinh thể xây dựng từ nguyên tử hay ion phân bố đặn không gian theo quy định xác định Khi chùm tia rơnghen tới bề mặt tinh thể vào bên mạng lưới tinh thể mạng lưới đóng vai trò phân tử nhiễu xạ đặc biệt Các nguyên tử, ion bị kích thích chùm tia X thành tâm phát tia phản xạ + Sử dụng phương pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM) để nghiên cứu cấu trúc hình thái học vật liệu Hiển vi điện tử phương pháp sử dụng chùm tia electron lượng cao để khảo sát vật thể nhỏ Kết thu qua khảo sát phản ánh mặt hình thái, diện mạo tinh thể vật liệu mà chúng cần xác định Phương diện hình thái bao gồm hình dạng kích thước hạt cấu trúc lên vật liệu Diện mạo đặc trưng bề mặt vật liệu bao gồm kết cấu bề mặt độ cứng vật liệu Phương diện tinh thể học mô tả cách xếp nguyên tử vật thể Chúng xếp có trật tự mạng tạo nên trạng thái tinh thể xếp ngẫu nhiên hình thành dạng vô định hình Sau biến tính nhiệt, bùn đỏ chuyển từ cấu trúc lớp sang dần cấu trúc hạt dạng bề mặt xốp Chính điều tạo điều kiện thuận lợi hình thành trung tâm, mầm hấp phụ vật liệu bùn đỏ tạo + Xác định giá trị trung hòa điện (Point of Zero Charge-pHpzc) vật liệu Giá trị pHpzc giá trị mà bề mặt vật liệu trung hòa điện Qua nghiên cứu ta thu kết pHpzc TRMA 350 8,25; TRMW 350 8,4; TRMA 600 8,1 TRMW 600 8,2 + Khảo sát tải trọng hấp phụ vật liệu theo phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir Để mô tả trình hấp phụ nhiệt độ không đổi người ta thường sử dụng phương tình hấp phụ đẳng nhiệt Được sử dụng phổ biến phương trình đẳng nhiệt Freundich Langmuir Ngoài có phương trình khác phương trình BET, Temkin Dubinin.Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir thiết lập dựa điều kiện sau: bề mặt hấp phụ đồng nhất, phân tử hấp phụ đơn lớp lên bề mặt chất hấp phụ, phân tử chất bị hấp phụ chiếm chỗ trung tâm hoạt động bề mặt, tất trung tâm hoạt động liên kết với phân tử lực, tương tác qua lại phân tử bị hấp phụ bề mặt hấp phụ đồng nhất, phân tử hấp phụ đơn lớp lên bề mặt chất hấp phụ, phân tử chất bị hấp phụ chiếm chỗ trung tâm hoạt động bề mặt, tất trung tâm hoạt động liên kết với phân tử lực, tương tác qua lại phân tử bị hấp phụ - Nội dung đóng góp quan trọng luận văn: Bùn đỏ chất thải từ trình sản xuất nhôm từ quặng bauxit theo công nghệ Bayer Việc xử lý loại bỏ bùn đỏ vấn đề quan trọng môi trường có hai lý chính: bùn đỏ có độc tính pH cao, hai khối lượng bùn đỏ thải lớn Tác động đến môi trường bùn đỏ dẫn tới ô nhiễm tầng nước ngầm hay ảnh hưởng đến nguồn nước sinh hoạt, ảnh hưởng đến đất canh tác thảm thực vật xung quanh khu vực khai thác nơi thấp Do nhu cầu sản xuất lớn nên việc đưa môi trường chất thải ngày nhiều Vấn đề cấp bách đặc việc tái sử dụng chất thải xây dựng hệ thống xử lý phù hợp với kinh tế Quy trình chế tạo hoạt hóa bùn đỏ thành vật liệu hấp phụ đơn giản, tiết kiệm mở hướng việc xử lý bùn đỏ - vấn đề nhức nhối khu công nghiệp khai thác bauxit sản xuất nhôm nước ta Khẳng định tiềm lớn cho việc sử dụng phế thải bùn đỏ công nghiệp sản xuất nhôm làm chất hấp phụ xử lý ion độc hại nước 12 Những hướng nghiên cứu tiếp theo: Nghiên cứu chế tạo hạt vật liệu hấp phụ từ bùn đỏ cách trộn thêm phụ gia cần thiết để thuận tiện việc sử dụng xử lý nước thực tế, hướng tái sử dụng, thu hồi sản phẩm sau hấp phụ ion độc hại nước Ngày…….tháng……năm 2015 Học viên Nguyễn Văn Thơm INFORMATION ON MASTER’THESIS Full name: Nguyen Van Thom Sex: Male Date of birth: 10/08/1989 Place of birth: Ha Noi Admission decision number: 4375/QĐ-CTSV Dated: 03/12/2012 Changes in academic process: Official thesis title: “The study evaluated the ability of sludge handling Highlands for some toxic ions in water” Major: environmental chemistry Code: 60440120 10 Supervisors: Assoc Professor Dr.Tran Hong Con – VNU University of Science 11 Summary of the finding of the thesis: - The study determined the chemical composition, mineralogy of red mud The results showed that the chemical composition of the sludge is primarily oxides Fe2O3, Al2O3, SiO2 and TiO2; mineralogical composition mainly Gibbsite, Goethite, Hematite, Quartz Sodium Aluminum Silicate hydrate The typical signal and a key component in the form of phase structure and Geothite Gibbsite, these components create adsorption properties of red mud To increase the adsorption of sludge we must wash water or neutralize the acid and then activated by heat - Research adsorbent manufactured arsenic in water from the sludge by means of alkaline wash with water and alkali neutralization method with acid and bring baked at different temperatures Results obtained materials TRMA 350 (after neutralizing red mud washed with acid and then heated to 3500C) and materials TRMW 350 (red mud after the water wash pH = and bring baked at 3500C) for fantastic results Arsenic highest side respectively 15,82mg/g and 16,13mg/g - Research adsorbent manufactured domestically from red mud Ammonium method alkaline wash with water and alkali neutralization method with acid and bring baked at different temperatures Results obtained materials TRMA 600 (after neutralizing red mud washed with acid and then heated to 6000C) and materials TRMW 600 (red mud after the water wash pH = and bring baked at 6000C) for fantastic results Arsenic highest side respectively 2,575mg/g and 6,25mg/g - Look at the nature of the adsorbent is created: + Determine the mineralogical composition of the material by a method X-Ray Diffraction (XRD) According to the principles of crystal structure, lattice built from atoms or ions distributed evenly throughout the space under a prescribed determination When the beam to the surface of the crystal ronghen and go inside the crystal network, the network that acts as the molecules special diffraction The atoms, ions are excited by X-ray beams emitted will become the center of the reflected beam + Using a scanning electron microscope (SEM) to study morphological structure of the material Electron microscopy is the method using high-energy electron beam to examine tiny objects The results obtained through this survey reflects the morphology, crystal face and the material they need to determine Aspects include shape morphology and particle size of the material structure The look is characteristic of a material's surface including surface texture or hardness of the material Crystallographic dimensions describe the arrangement of the atoms in the body looks like We can arrange orderly network make crystalline state or a random arrangement to form amorphous After being denatured by heat, sludge transferred from gradual layer structure to form grain structure and porous surfaces This has created favorable conditions for the formation of the heart, stem adsorption of sludge materials are created + Determine the neutral value (Point of Zero Charge-pHpzc) of the material Value pHpzc the value at which the surface of the material electrically neutral Through research we have obtained the results pHpzc of TRMA 350 is 8.25; TRMW 350 is 8.4; TRMA 600 is 8.1 and TRMW 600 is 8.2 + Survey adsorption load of the materials according to the Langmuir adsorption isotherm To describe the adsorption process at constant temperature one often uses the adsorption isotherm equation Used common equations and Langmuir isotherm Freundich There are also other equations as BET equation, and Dubinin.Phuong Temkin adsorption isotherm Langmuir is set based on the following conditions: Surface Adsorption homogeneous, the molecules adsorbed on the surface monolayer adsorbent surface, each one adsorbed molecule displaces only a surface- active center, all activity centers affiliated with the same affinity molecule, there is no interaction between only molecules adsorbed homogeneous surface adsorption, the molecular monolayer adsorbed onto the adsorbent surface, each one adsorbed molecule displaces only a surface-active center, all the operations center linked to the same affinity molecule, there is no interaction between molecules adsorbed only - New content and the most important contributions of the thesis: red sludge is waste from the production of aluminum from bauxite ore by technology Bayer The disposal of sludge removal is an important problem for the environment because there are two main reasons: one is the toxic red mud due to high pH, volume two is a huge red mud discharged Environmental Impact of sludge can lead to contamination of the aquifer or affect the water sources, affecting farmland and vegetation surrounding mining areas and lower areas Due to production needs large, making the environment more and more waste Special urgent issue is the reuse of waste and build a treatment system consistent with the economy Fabrication process and activates the red mud adsorbent simple, saving opens a new direction in the treatment of red mud - a persistent problem in the industrial exploitation of bauxite aluminum production today at our country Affirming the great potential for the use of red mud waste industry as an absorbent aluminum handle toxic ions in water 12 Further research directions: Study the manufacture the adsorbent particles from the sludge by mixing additional additives needed to facilitate the use of actual water treatment, as well as the direction of re-use, product recall after appeal secondary toxic ions in water Date: Signature: Full name: Nguyễn Văn Thơm