ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
NGUYỄN THỊ THÙY DUNG
NGHIÊN CỨU HẤP PHỤ AMONI, Mn(II) CỦA
VẬT LIỆU GRAPHITE HOẠT HÓA BẰNG KOH
VÀ THĂM DÕ XỬ LÍ MÔI TRƢỜNG
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT
THÁI NGUYÊN – 2017
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
NGUYỄN THỊ THÙY DUNG
NGHIÊN CỨU HẤP PHỤ AMONI, Mn(II) CỦA
VẬT LIỆU GRAPHITE HOẠT HÓA BẰNG KOH
VÀ THĂM DÕ XỬ LÍ MÔI TRƢỜNG
Chuyên ngành: Hóa Phân Tích
Mã số: 60.44.01.18
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS. Đỗ Trà Hƣơng
THÁI NGUYÊN - 2017
https://twitter.com/daykemquynhon
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
https://www.facebook.com/daykem.quynhon
https://daykemquynhon.blogspot.com
LỜI CAM ĐOAN
H
Ơ
liệu graphite hoạt hóa bằng KOH và thăm dò xử lý môi trường” là do bản thân
N
Tôi xin cam đoan: Đề tài: “Nghiên cứu hấp phụ amoni, Mn(II) của vật
U
Y
.Q
Thái nguyên, tháng 4 năm 2017
N
G
Đ
ẠO
Tác giả luận văn
TR
ẦN
H
Ư
Nguyễn Thị Thùy Dung
B
Xác nhận
của giáo viên hƣớng dẫn
-L
Í-
H
Ó
A
10
00
của Trƣởng khoa chuyên môn
Xác nhận
PGS.TS. Đỗ Trà Hƣơng
D
IỄ
N
Đ
ÀN
TO
ÁN
PGS.TS. Nguyễn Thị Hiền Lan
Skype :
[email protected]
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
TP
Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 /
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định
http://daykemquynhon.ucoz.com
xin chịu trách nhiệm.
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
N
tôi thực hiện. Các số liệu, kết quả trong đề tài là trung thực. Nếu sai sự thật tôi
i
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
https://www.facebook.com/daykem.quynhon
https://daykemquynhon.blogspot.com
LỜI CẢM ƠN
Trước tiên, em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Đỗ Trà Hƣơng, cô giáo trực
tiếp hướng dẫn em làm luận văn này. Cảm ơn các thầy, cô giáo Khoa Hóa học, các
Ơ
N
thầy cô Phòng Đào tạo, các thầy cô trong Ban Giám hiệu trường Đại học Sư phạm -
U
Y
trình học tập, nghiên cứu, để hoàn thành luận văn khoa học.
.Q
lý - Khoa Hóa học, Trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên và các bạn đồng
TP
Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 /
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định
Đ
lời cảm ơn chân thành tới TS. Đặng Văn Thành, Khoa Vật lí - Lý Sinh, Trường Đại
N
G
học Y - Dược đã cho phép em sử dụng cơ sở vật chất và trang thiết bị trong quá trình
H
Ư
thực hiện các công việc thực nghiệm.
TR
ẦN
Mặc dù đã có nhiều cố gắng, song do thời gian có hạn, khả năng nghiên cứu
của bản thân còn hạn chế, nên kết quả nghiên cứu có thể còn nhiều thiếu sót. Em rất
mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo của các thầy giáo, cô giáo, các bạn đồng nghiệp và
10
00
B
những người đang quan tâm đến vấn đề đã trình bày trong luận văn, để luận văn được
hoàn thiện hơn.
A
Em xin trân trọng cảm ơn!
H
Ó
Thái Nguyên , tháng 4 năm 2017
ÁN
-L
Í-
Tác giả
TO
Nguyễn Thị Thùy Dung
D
IỄ
N
Đ
Skype :
[email protected]
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
ẠO
nghiệp đã giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành luận văn. Em cũng xin gửi
ÀN
http://daykemquynhon.ucoz.com
Em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo và các cán bộ phòng thí nghiệm Hoá
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
N
H
Đại học Thái Nguyên đã giảng dạy, tạo điều kiện thuận lợi và giúp đỡ em trong quá
ii
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
https://www.facebook.com/daykem.quynhon
https://daykemquynhon.blogspot.com
MỤC LỤC
Trang
Trang bìa phụ
Lời cảm ơn .................................................................................................................... ii
H
Ơ
Mục lục ........................................................................................................................ iii
N
Lời cam đoan ..................................................................................................................i
U
Y
Danh mục bảng biểu ......................................................................................................v
.Q
Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 /
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định
ẠO
Chƣơng 1. TỔNG QUAN ............................................................................................ 3
Đ
1.1. Tổng quan về amoni và mangan .............................................................................3
G
1.1.1. Giới thiệu chung về amoni và tác động của amoni tới nguồn nước và sức
H
Ư
N
khỏe con người ..............................................................................................................3
1.1.2. Một số phương pháp loại bỏ amoni trong nước ..................................................4
TR
ẦN
1.1.3. Mangan và ảnh hưởng của mangan .....................................................................8
1.1.4. Một số phương pháp loại bỏ mangan trong nước ..............................................10
B
1.1.5. Quy chu n Việt Nam về nước thải công nghiệp................................................11
10
00
1.2. Một số nghiên cứu sử dụng chất hấp phụ để loại bỏ ion amoni và Mn(II)
trong môi trường nước .................................................................................................11
Ó
A
1.2.1. Một số nghiên cứu sử dụng chất hấp phụ để loại bỏ ion amoni trong môi
H
trường nước ..................................................................................................................11
-L
Í-
1.2.2. Một số nghiên cứu sử dụng chất hấp phụ để loại bỏ Mn(II) trong môi
ÁN
trường nước ..................................................................................................................13
1.3. Vật liệu cacbon .....................................................................................................15
1.3.1. Cacbon hoạt hóa.................................................................................................15
D
IỄ
N
Đ
ÀN
1.3.2. Một số phương pháp hoạt hóa ...........................................................................16
Skype :
[email protected]
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
TP
MỞ ĐẦU .......................................................................................................................1
TO
http://daykemquynhon.ucoz.com
Danh mục các hình .......................................................................................................vi
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
N
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt ........................................................................iv
1.3.3. Vật liệu graphite.................................................................................................17
1.3.4. Ứng dụng của graphite.......................................................................................20
1.3.5. Một số nghiên cứu biến tính vật liệu graphite ...................................................21
1.4 Phương pháp phân tích xác định hàm lượng amoni và mangan ........................... 23
1.4.1. Định lượng amoni bằng phương pháp trắc quang .............................................23
1.4.2. Định lượng Mn(II) bằng phương pháp trắc quang ............................................23
iii
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
https://www.facebook.com/daykem.quynhon
https://daykemquynhon.blogspot.com
1.5. Một số phương pháp nghiên cứu đặc trưng vật liệu .............................................23
1.5.1. Phương pháp nhiễu xạ Rơnghen (XRD) ............................................................ 23
1.5.2. Phương pháp hiển vi điện tử quét qua (SEM) ...................................................23
Ơ
1.5.4. Phương pháp phổ hồng ngoại (FT - IR) ............................................................. 25
N
1.5.3. Phương pháp phổ tán xạ Raman ........................................................................24
N
H
Chƣơng 2. THỰC NGHIỆM ....................................................................................26
.Q
2.1.2. Hóa chất .............................................................................................................26
TP
Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 /
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định
ẠO
2.3. Lập đường chu n xác định nồng độ Mn(II) ..........................................................28
Đ
2.4. Chế tạo vật liệu hấp phụ graphite hoạt hóa KOH (AGK) ....................................29
N
G
2.5. Khảo sát đặc điểm bề mặt, tính chất vật lý của AGK ...........................................29
H
Ư
2.6. Xác định điểm đẳng điện của AGK ......................................................................29
TR
ẦN
2.7. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới khả năng hấp phụ của ion amoni, Mn(II)
của AGK theo phương pháp hấp phụ tĩnh ...................................................................29
2.7.1. Khảo sát ảnh hưởng của pH đến sự hấp phụ của AGK ....................................29
10
00
B
2.7.2. Khảo sát thời gian đạt cân bằng hấp phụ ........................................................... 30
2.7.3. Khảo sát ảnh hưởng của khối lượng đến khả năng hấp phụ của AGK..............30
A
2.7.4. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ đầu đến khả năng hấp phụ của AGK ...........31
H
Ó
2.8. Khảo sát khả năng hấp phụ ion amoni, Mn(II) của AGK theo phương pháp
Í-
hấp phụ động ................................................................................................................31
-L
2.8.1 Chu n bị cột hấp phụ .......................................................................................... 31
ÁN
2.8.2. Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ dòng .................................................................32
2.9. Mẫu nước ngầm chứa Mn(II) ..............................................................................32
2.9.1. Xử lý mẫu nước ngầm theo phương pháp tĩnh ..................................................32
D
IỄ
N
Đ
ÀN
2.9.2. Xử lý mẫu nước ngầm theo phương pháp động ................................................32
Skype :
[email protected]
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
2.2. Lập đường chu n xác định nồng độ ion amoni ....................................................27
TO
http://daykemquynhon.ucoz.com
2.1.1. Thiết bị ...............................................................................................................26
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
U
Y
2.1. Dụng cụ và hóa chất.............................................................................................. 26
Chƣơng 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................ 33
3.1. Kết quả khảo sát đặc điểm bề mặt, tính chất vật lý của AGK .............................. 33
3.2. Xác định điểm đẳng điện của AGK ......................................................................39
3.3. Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ ion amoni, Mn(II)
theo phương pháp hấp phụ tĩnh. ..................................................................................40
iv
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
https://www.facebook.com/daykem.quynhon
https://daykemquynhon.blogspot.com
3.3.1. Ảnh hưởng của pH đối với khả năng hấp phụ amoni, Mn(II) của AGK ...........40
3.3.2 Ảnh hưởng của thời gian đối với khả năng hấp phụ ion amoni, Mn(II) của AGK....42
H
3.4. Khảo sát dung lượng hấp phụ ion amoni, Mn(II) theo mô hình hấp phụ đẳng
Ơ
3.3.4. Ảnh hưởng của nồng độ đầu đến khả năng hấp phụ ion amoni, Mn(II) của AGK...47
N
3.3.3. Ảnh hưởng của khối lượng AGK đối với khả năng hấp phụ amoni, Mn(II) .....45
U
Y
3.5. Khảo sát dung lượng hấp phụ ion amoni, Mn(II) theo mô hình hấp phụ đẳng
.Q
Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 /
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định
ẠO
3.7. Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ dòng đến khả năng hấp phụ ion amoni,
Đ
Mn(II) của AGK theo phương pháp hấp phụ động .....................................................58
G
3.8. Xử lý mẫu nước ngầm chứa Mn(II) ......................................................................61
H
Ư
N
3.8.1. Xử lý mẫu nước ngầm chứa Mn(II) theo phương pháp hấp phụ tĩnh................61
3.8.2. Xử lý mẫu nước ngầm chứa Mn(II) theo phương pháp hấp phụ động ..............61
TR
ẦN
KẾT LUẬN .................................................................................................................64
TO
ÁN
-L
Í-
H
Ó
A
10
00
B
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 66
D
IỄ
N
Đ
Skype :
[email protected]
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
TP
3.6. Động học hấp phụ ion amoni và Mn(II) của AGK ...............................................53
ÀN
http://daykemquynhon.ucoz.com
nhiệt Freundlich ...........................................................................................................51
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
N
nhiệt Langmuir .............................................................................................................49
v
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
https://www.facebook.com/daykem.quynhon
https://daykemquynhon.blogspot.com
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Nội dung
AGK
Activated graphite KOH
2
BTNMT
Bộ Tài nguyên Môi trường
3
FT-IR
4
GNFs
Graphite nanofibers
5
QCVN
Quy chu n Việt Nam
6
SEM
7
TCVN
Tiêu chu n Việt Nam
8
UV – Vis
Ultraviolet Visble
9
XRD
X-ray Diffraction (nhiễu xạ tia X)
Ơ
N
1
H
TR
ẦN
H
Ư
N
G
Đ
Scanning Electron Microscopy
10
00
A
Ó
H
Í-L
ÁN
TO
ÀN
D
IỄ
N
Đ
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
U
Y
ẠO
TP
.Q
(phổ hồng ngoại)
(hiển vi điện tử quét)
N
Fourrier Transformation InfraRed
Skype :
[email protected]
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
Kí hiệu viết tắt
B
Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 /
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định
http://daykemquynhon.ucoz.com
STT
iv
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
https://www.facebook.com/daykem.quynhon
https://daykemquynhon.blogspot.com
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Trang
Bảng 2.1: Số liệu xây dựng đường chu n ion amoni ..................................................27
H
Ơ
Bảng 2.2: Số liệu xây dựng đường chu n Mn(II) ........................................................28
N
Bảng 1.1: Giá trị giới hạn nồng độ của ion amoni, Mn(II) trong nước thải công nghiệp .....11
.Q
Bảng 3.3: Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất hấp phụ ion amoni, Mn(II) của AGK ....43
TP
Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 /
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định
Đ
Bảng 3.5: Ảnh hưởng của nồng độ đầu của ion amoni, Mn(II) đến dung lượng
G
và hiệu suất hấp phụ của AGK ...................................................................47
H
Ư
N
Bảng 3.6: Dung lượng hấp phụ cực đại qmax và hằng số Langmuir b.......................... 50
Bảng 3.7: Kết quả khảo sát sự phụ thuộc của lgq vào lgCcb trong quá trình hấp
TR
ẦN
phụ ion amoni, Mn(II) của AGK ................................................................ 51
Bảng 3.8: Các hằng số của phương trình Freundlich ..................................................52
B
Bảng 3.9: Số liệu khảo sát động học hấp phụ ion amoni và Mn(II) ............................ 53
10
00
Bảng 3.10: Một số tham số động học hấp phụ bậc 1 đối với ion amoni và Mn(II).....56
Bảng 3.11: Một số tham số động học hấp phụ bậc 2 đối với ion amoni và Mn(II).....56
Ó
A
Bảng 3.12: Giá trị năng lượng hoạt động quá trình hấp phụ ion amoni, Mn(II)
Í-
H
của AGK .....................................................................................................57
-L
Bảng 3.13: Ảnh hưởng của tốc độ dòng đến khả năng hấp phụ amoni .......................58
ÁN
Bảng 3.14: Ảnh hưởng của tốc độ dòng đến khả năng hấp phụ Mn(II) ......................59
TO
Bảng 3.15: Kết quả xử lí mẫu nước ngầm chứa Mn(II) theo phương pháp tĩnh .........61
Bảng 3.16: Kết quả xử lí mẫu nước ngầm chứa Mn(II) theo phương pháp động .......62
D
IỄ
N
Đ
Skype :
[email protected]
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
ẠO
Bảng 3.4: Ảnh hưởng của khối lượng AGK đến hiệu suất hấp phụ ion amoni, Mn(II) .....45
ÀN
http://daykemquynhon.ucoz.com
Bảng 3.2: Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất hấp phụ ion amoni, Mn(II) của AGK ........40
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
U
Y
N
Bảng 3.1: Kết quả xác định điểm đẳng điện của AGK................................................39
v
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
https://www.facebook.com/daykem.quynhon
https://daykemquynhon.blogspot.com
DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 1.2: Mạng tinh thể của graphite ..........................................................................18
H
Ơ
Hình 1.3: Graphite nguyên khai của mỏ graphite tự nhiên Yên Bái đã xử lý tạp
N
Hình 1.1: Đường cong clo hoá tới điểm đột biến đối với nước có amoni .....................5
.Q
Hình 2.2: Đồ thị đường chu n xác định nồng độ Mn(II) ............................................28
TP
Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 /
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định
Đ
Hình 3.1: Hình thái học bề mặt của graphite ............................................................... 33
G
Hình 3.2: Hình thái học bề mặt của AGK ...................................................................33
H
Ư
N
Hình 3.3: Giản đồ nhiễu xạ XRD của graphite ........................................................... 34
Hình 3.4: Giản đồ nhiễu xạ XRD của AGK ................................................................ 34
TR
ẦN
Hình 3.5: Phổ Raman của graphite ..............................................................................35
Hình 3.6: Phổ Raman của AGK ..................................................................................35
B
Hình 3.7: Phổ hồng ngoại FT-IR của graphite ............................................................ 37
10
00
Hình 3.8: Phổ hồng ngoại FT-IR của AGK .................................................................38
Hình 3.9: Đồ thị xác định điểm đẳng điện của AGK ..................................................39
Ó
A
Hình 3.10: Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất hấp phụ ion amoni của AGK ...............41
Í-
H
Hình 3.11: Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất hấp phụ Mn(II) của AGK ....................41
-L
Hình 3.12: Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất hấp phụ ion amoni của AGK .....44
ÁN
Hình 3.13: Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất hấp phụ Mn(II) của AGK ...........44
TO
Hình 3.14: Ảnh hưởng của khối lượng AGK đến hiệu suất hấp phụ ion amoni .........46
Hình 3.15: Ảnh hưởng của khối lượng AGK đến hiệu suất hấp phụ Mn(II) ..............46
D
IỄ
N
Đ
Hình 3.16: Sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ vào nồng độ ban đầu của ion amoni .....48
Skype :
[email protected]
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
ẠO
Hình 2.3: Mô hình cột hấp phụ theo phương pháp hấp phụ động ............................... 31
ÀN
http://daykemquynhon.ucoz.com
Hình 2.1: Đồ thị đường chu n xác định nồng độ ion amoni ......................................27
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
U
Y
N
[8] ..............................................................................................................19
Hình 3.17: Sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ vào nồng độ ban đầu của Mn(II) ..........48
Hình 3.18: Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir của AGK đối với amoni ................49
Hình 3.19: Sự phụ thuộc của Ccb/q vào Ccb đối với amoni ..........................................49
Hình 3.20: Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir của AGK đối với Mn(II) ...............50
Hình 3.21: Sự phụ thuộc của Ccb/q vào Ccb đối với Mn(II) .........................................50
vi
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
https://www.facebook.com/daykem.quynhon
https://daykemquynhon.blogspot.com
Hình 3.22: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc lgq vào lg Ccb đối với sự hấp phụ ion amoni.......52
Hình 3.23: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc lgq vào lg Ccb đối với sự hấp phụ ion Mn(II) ...........52
Hình 3.24: Đồ thị biểu diễn phương trình bậc 1 với ion amoni ..................................54
Ơ
Hình 3.26: Đồ thị biểu diễn phương trình bậc 1 với ion Mn(II) .................................55
N
Hình 3.25: Đồ thị biểu diễn phương trình bậc 2 với ion amoni ..................................54
U
Y
Hình 3.28: Ảnh hưởng của tốc độ dòng đến khả năng hấp phụ amoni .......................60
.Q
Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 /
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định
TO
ÁN
D
IỄ
N
Đ
Skype :
[email protected]
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
-L
Í-
H
Ó
A
10
00
B
TR
ẦN
H
Ư
N
G
Đ
ẠO
TP
Hình 3.30: Kết quả xử lí mẫu nước ngầm chứa Mn(II) theo phương pháp động .......63
ÀN
http://daykemquynhon.ucoz.com
Hình 3.29: Ảnh hưởng của tốc độ dòng đến khả năng hấp phụ Mn(II) ......................60
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
N
H
Hình 3.27: Đồ thị biểu diễn phương trình bậc 2 với ion Mn(II) .................................55
vii
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
https://www.facebook.com/daykem.quynhon
https://daykemquynhon.blogspot.com
MỞ ĐẦU
Nước ta có trên 67% dân số sống ở nông thôn, tuy nhiên tỷ lệ dân cư nông
Ơ
tế. Trong đó tình trang ô nhiễm nguồn nước sinh hoạt ở nông thôn và miền núi đang
N
thôn được sử dụng nước sạch còn rất thấp, mới chỉ đạt 42% theo tiêu chu n của Bộ Y
N
H
trở nên rất nghiêm trọng. Nguồn nước ngầm (giếng khoan) bị ô nhiễm bởi các kim
.Q
Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 /
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định
TP
các khu công nghiệp, phân bón hóa học, thuốc bảo vệ thực vật và các vi khu n gây
Đ
khá nặng bởi khói bụi từ các khu công nghiệp, do các phương tiện giao thông vận
G
chuyển, quá trình bốc hơi của các loại thuốc trừ sâu, thuốc bảo vệ thực vật và các loại
H
Ư
N
chất ô nhiễm khác qua các dụng cụ thu gom. Ở Việt Nam hiện có khoảng 17,2 triệu
người tương đương khoảng 21,5% dân số đang sử dụng nguồn nước sinh hoạt chưa
TR
ẦN
được kiểm nghiệm hay qua xử lý. Theo thống kê của Bộ Y tế và Bộ Tài nguyên và
Môi trường, trung bình mỗi năm có khoảng 9 nghìn người tử vong vì nguồn nước và
10
00
B
điều kiện vệ sinh kém, hàng năm gần 2 trăm nghìn người mắc bệnh ung thư mới phát
hiện mà nguyên nhân chính là từ ô nhiễm môi trường nước. Vì vậy, việc quan tâm xử
Ó
A
lý ô nhiễm môi trường có ý nghĩa to lớn với cuộc sống hiện tại và tương lai sau này.
H
Trong thời đại khoa học và công nghệ ngày càng phát triển thúc đ y mạnh mẽ
-L
Í-
việc áp dụng khoa học, kỹ thuật để xử lý môi trường nước góp phần giảm thiểu tác
hại do ô nhiễm môi trường nước. Hiện nay, các phương pháp xử lý nước ngầm bị ô
ÁN
nhiễm thường sử dụng là phương pháp hóa học, phương pháp hóa lý (phương pháp
keo tụ, phương pháp hấp phụ, phương pháp trung hòa…), phương pháp sinh học
D
IỄ
N
Đ
ÀN
(phương pháp hiếu khí và kị khí)…. Trong phương pháp hóa lý có phương pháp hấp
Skype :
[email protected]
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
ẠO
bệnh,…Nguồn nước mưa cũng không còn được coi là an toàn. Nó cũng đã bị ô nhiễm
TO
http://daykemquynhon.ucoz.com
suối, kênh rạch, giếng khơi…) cũng bị ô nhiễm nặng bởi các chất hữu cơ, hóa chất từ
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
U
Y
loại nặng (asen, sắt, mangan), chất hữu cơ, amoni… Nguồn nước mặt (ao, hồ, sông,
phụ được lựa chọn và mang lại hiệu quả cao. Ưu điểm của phương pháp này là các
vật liệu sử dụng làm chất hấp phụ tương đối phong phú, dễ điều chế, không đắt tiền,
thân thiện với môi trường. Graphite là một dạng thù hình có cấu trúc tinh thể 3 chiều
của cacbon. Graphite có cấu trúc lớp, mỗi lớp là một tấm graphene, các tấm graphene
liên kết với nhau bằng lực liên kết yếu Van der Waals. Thông thường, bề mặt của
1
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
https://www.facebook.com/daykem.quynhon
https://daykemquynhon.blogspot.com
graphite rất trơ về mặt hóa học. Để tăng khả năng hoạt động bề mặt của graphite, hoạt
hóa bằng KOH ở nhiệt độ 1000oC để có cấu trúc xốp được sử dụng. Vật liệu sau khi
hoạt hóa có khả năng tích thoát ion lớn nên thường được sử dụng làm vật liệu điên
N
cực cho các pin, siệu tụ điện, vật liệu hấp phụ... Tuy nhiên số các công trình công bố
Ơ
về lĩnh vực này còn ít, trong nước chưa có công bố nào. Chính vì vậy, chúng tôi lựa
G
nhiễu xạ Rơnghen (XRD), phổ tán xạ Raiman, chụp ảnh hiển vi điện tử quét (SEM),
H
Ư
N
phương pháp phổ hồng ngoại (FT - IR).
TR
ẦN
- Khảo sát khả năng hấp phụ và một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp
phụ của vật liệu hấp phụ chế tạo được theo phương pháp hấp phụ tĩnh và hấp phụ động.
B
- Thử nghiệm vật liệu hấp phụ chế tạo được thử nghiệm xử lý mẫu nước thải
D
IỄ
N
Đ
ÀN
TO
ÁN
-L
Í-
H
Ó
A
10
00
chứa Mn(II).
Skype :
[email protected]
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
Đ
- Khảo sát một số đặc trưng hóa lý của vật liệu hấp phụ bằng phương pháp
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
.Q
ẠO
- Chế tạo vật liệu hấp phụ từ graphite hoạt hóa KOH.
TP
Trong đề tài chúng tôi tập trung nghiên cứu các nội dung sau:
Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 /
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định
http://daykemquynhon.ucoz.com
bằng KOH và thăm dò xử lý môi trƣờng”.
U
Y
N
H
chọn đề tài: “Nghiên cứu hấp phụ amoni, Mn(II) của vật liệu graphite hoạt hóa
2
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
https://www.facebook.com/daykem.quynhon
https://daykemquynhon.blogspot.com
Chƣơng 1
TỔNG QUAN
Ơ
1.1.1. Giới thiệu chung về amoni và tác động của amoni tới nguồn nƣớc và sức
N
1.1. Tổng quan về amoni và mangan
N
H
khỏe con ngƣời
.Q
trường nước là từ các quá trình chuyển hóa, nông nghiệp, công nghiệp và từ sự khử
TP
Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 /
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định
thường thấp hơn 0,2mg/L. Các nguồn nước hiếm khí có thể có nồng độ amoni lên đến
G
Đ
3mg/L. Có nhiều nguyên nhân có thể dẫn đến sự gia tăng hàm lượng amoni trong
N
nước mặt như việc chăn nuôi gia súc quy mô lớn, sự nhiễm b n amoni từ các đoạn
H
Ư
nối ống bằng vữa xi măng. Khi hàm lượng amoni trong nước ăn uống cao hơn tiêu
TR
ẦN
chu n cho phép chứng tỏ nguồn nước đã bị ô nhiễm bởi chất thải động vật, nước cống
và có khả năng xuất hiện các loại vi khu n, kể cả vi khu n gây bệnh.
Amoni không gây ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người. Tuy nhiên,
10
00
B
trong quá trình khai thác, lưu trữ và xử lý… Amoni có thể bị chuyển hóa thành nitrit
( NO2 ) và nitrat ( NO3 ) là những chất có tính độc hại tới con người vì nó có thể
Ó
A
chuyển hoá thành Nitrosamin có khả năng gây ung thư cho con người. Chính vì vậy
H
qui định nồng độ nitrit cho phép trong nước sinh hoạt là khá thấp.
Í-
Trong nước ngầm, amoni không thể chuyển hoá được do thiếu oxi, khi khai
-L
thác lên vi sinh vật trong nước nhờ oxi trong không khí chuyển amoni thành nitrit
ÁN
( NO2 ) và nitrat ( NO3 ) tích tụ trong thức ăn. Khi ăn uống nước có chứa nitrit thì cơ
thể sẽ hấp thu nitrit vào máu và chất này sẽ tranh oxi của hồng cầu làm hemoglobin
D
IỄ
N
Đ
ÀN
mất khả năng lấy oxi, dẫn đến trình trạng thiếu máu, xanh da. Vì vậy, nitrit đặc biệt
Skype :
[email protected]
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
ẠO
trùng nước bằng cloramin. Lượng amoni tự nhiên ở trong nước bề mặt và nước ngầm
TO
http://daykemquynhon.ucoz.com
dichloramine (NHCl2) và trichloramine (NCl3). Nguồn gốc của amoni trong môi
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
U
Y
Trong nước, tổng amoni sẽ bao gồm amoni tự do, monochloramine (NH2Cl),
nguy hiểm đối với tr mới sinh dưới sáu tháng tuổi, nó có thể làm chậm sự phát triển,
gây bệnh ở đường hô hấp. Đối với người lớn, nitrit kết hợp với các axit amin trong
thực ph m làm thành một hợp chất nitrosami. Nitrosamin có thể gây tổn thương di
truyền tế bào, nguyên nhân gây ung thư. Những thí nghiệm cho nitrit vào trong thức
ăn, thức uống của chuột, thỏ… với hàm lượng vượt ngưỡng cho phép thì thấy sau một
thời gian những khối u sinh ra trong gan, phổi, vòm họng của chúng [4 .
3
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
https://www.facebook.com/daykem.quynhon
https://daykemquynhon.blogspot.com
Các hợp chất nitơ trong nước có thể gây nên một số bệnh nguy hiểm cho
người sử dụng nước. Nitrat tạo ra chứng thiếu vitamin và có thể kết hợp với các amin
để tạo nên những nitrosamin là nguyên nhân gây ung thư ở người cao tuổi. Tr sơ
N
sinh đặc biệt nhạy cảm với nitrat trong vào sữa mẹ, hoặc qua nước dùng để pha sữa.
Ơ
Sau khi vào cơ thể, nitrat được chuyển hóa nhanh thành nitrit nhờ vi khu n đường
N
H
ruột. Ion nitrit còn nguy hiểm hơn nitrat đối với sức khỏe con người. Khi tác dụng với
.Q
Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 /
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định
TP
Ngoài ra, amoni là một trong những yếu tố gây cản trở trong công nghệ xử lý
Đ
clo tạo thành monocloamin là chất sát trùng thứ cấp hiệu quả kém clo hơn 100 lần.
G
Amoni cùng với các chất vi lượng trong nước (hợp chất hữu cơ, phốt pho, sắt,
H
Ư
N
mangan…) là “thức ăn” để vi khu n phát triển, gây ảnh hưởng tới chất lượng nước
TR
ẦN
sau xử lý. Nước có thể bị đục, đóng cặn trong hệ thống dẫn, chứa nước. Nước bị
xuống cấp, làm giảm các yếu tố cảm quan ( NH+4 là nguồn dinh dưỡng để rêu tảo phát
triển, vi sinh vật phát triển trong đường ống gây ăn mòn, rò rỉ và mất mỹ quan).
10
00
B
1.1.2. Một số phƣơng pháp loại bỏ amoni trong nƣớc
Hiện nay một số phương pháp xử lí amoni đã và đang được áp dụng nhiều là:
A
Clo hóa, trao đổi ion, thổi khí pH cao, ozon hóa với xúc tác Br-, lọc nano, phương
Í-
th m tách [2].
H
Ó
pháp hấp phụ, th m thấu ngược, phương pháp sinh học, phương pháp điện
-L
1.1.2.1. Phương pháp clo hóa
ÁN
Clo gần như là hoá chất duy nhất có khả năng oxi hoá amoni ở nhiệt độ phòng
thành N2. Khi hoà tan clo trong nước tu theo pH của nước mà clo có thể nằm dạng
D
IỄ
N
Đ
ÀN
HClO hay ion ClO- do có phản ứng theo phương trình:
Cl2 + H2O ↔ HCl + HClO
HClO ↔ H+ + ClO-
(pH<7)
(pH>8)
Skype :
[email protected]
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
ẠO
nước cấp: làm giảm tác dụng của clo, giảm hiệu quả khử trung nước do phản ứng với
TO
http://daykemquynhon.ucoz.com
chứa nitơ gây ung thư.
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
U
Y
các amin hay alkyl cacbonat trong cơ thể người chúng có thể tạo thành các hợp chất
(1.1)
(1.2)
Khi trong nước có NH4+ sẽ xảy ra các phản ứng sau:
HClO + NH3 → H2O + NH2Cl (monocloramin)
(1.3)
HClO + NH2Cl → H2O + NHCl2 (dicloramin)
(1.4)
HClO + NHCl2 → H2O + NCl3 (tricloramin)
(1.5)
4
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
https://www.facebook.com/daykem.quynhon
https://daykemquynhon.blogspot.com
Nếu có clo dư sẽ xảy ra phản ứng phân huỷ các cloramin
HClO +2NH2Cl → N2 + 3Cl- + H2O
(1.6)
Lúc này lượng clo dư trong nước s giảm tới số lượng nhỏ nhất vì xảy ra phản
Ơ
N2
ẠO
Amin
mg/l
Lượng Clo cho
vào dư
Đ
Amin
G
NH3
H
Ư
Phản ứng
với Fe2+,
S2-
N
0
C
t i n
i v i nư
moni
TR
ẦN
H nh 1.1: ường ong clo ho t i i m
Theo lý thuyết để xử lý NH+4 phải dùng tỷ lệ Cl : N = 7,6:1 song thực tế phải
B
tăng tỉ lệ lên 8:1 hoặc cao hơn mới oxi hóa hoàn toàn amoni [3]. Do xảy ra các phản
10
00
ứng đã nêu, quá trình clo hoá thực tế xảy ra theo một đường cong có dạng đặc biệt, có
“điểm đột biến” như ở hình1.1. Khi amoni phản ứng gần hết, clo dư sẽ phản ứng với
Ó
A
các hợp chất hữu cơ có trong nước để hình thành nhiều chất cơ clo có mùi đặc trưng
H
khó chịu. Trong đó khoảng 15
là các hợp chất nhóm TH M-trihalometan và HAA-
-L
Í-
axit axêtic halogen đều là các chất có khả năng gây ung thư và bị hạn chế nồng độ
ÁN
nghiêm ngoặc.
TO
Ngoài ra với lượng clo cần dùng rất lớn, vấn đề an toàn trở nên khó giải
quyết đối với các nhà máy lớn. Đây là những lý do khiến phương pháp clo hoá mặc
D
IỄ
N
Đ
ÀN
dù đơn giản về mặt thiết bị, r về mặt kinh tế và xây dựng cơ bản nhưng rất khó
Skype :
[email protected]
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
A
TP
B
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
.Q
D
U
Y
N
H
Lƣ ng Clo dƣ
Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 /
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định
http://daykemquynhon.ucoz.com
N
ứng phân huỷ cloramin, điểm tương đương ứng với giá trị này gọi là điểm đột biến.
áp dụng.
1.1.2.2. Phương pháp điện th m tách
Điện th m tách được thực hiện bằng cách đặt các màng có tính chọn lọc với
cation và anion luân phiên nhau dọc theo dòng điện. phương pháp này hiện đang
mang lại hiệu quả tương đối cao trong việc xử lí amoni. Công nghệ điện th m tách sử
5
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
https://www.facebook.com/daykem.quynhon
https://daykemquynhon.blogspot.com
dụng để tách loại amoni có nhiều ưu điểm vì đồng thời có thể tách loại được một số
kim loại nặng có mặt trong nước ngầm như As, Cd…[2].
Tuy nhiên điện th m tách vẫn còn một số hạn chế: cần có hệ thống lọc sơ bộ
để loại sắt và cặn, tiêu tốn nước vì có tỉ lệ nước thải khá cao và kinh phí tốn kém.
Ơ
N
1.1.2.3. Th m thấu ngược
N
H
Th m thấu được định nghĩa là sự di chuyển tự phát của dung môi từ một dung
.Q
Khi áp suất tăng trên áp suất th m thấu ở phía dung dịch có màng thì xuất
TP
Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 /
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định
Đ
nồng độ cao hơn. Vì vậy có thể định nghĩa th m thấu ngược là quá trình lọc dung
G
dịch qua màng bán thấm với áp suất cao hơn áp suất th m thấu. Th m thấu ngược áp
H
Ư
N
dụng đặc tính của màng bán thấm là cho nước đi qua màng giữ lại các chất hòa tan
trừ một vài phân tử hữu cơ giống nước (có trọng lượng phân tử bé và độ phân
TR
ẦN
cực cao).
Tại Thổ Nhĩ K , các nghiên cứu của khoa học môi trường, Trường Đại học Kĩ
B
thuật Istanbul, xử lý amoni trong nước hồ Elmali bằng phương pháp th m thấu ngược
10
00
(năm 2011). Kết quả đã xử lý hiệu quả được 95% nồng độ amoni trong nước hồ, từ
4mg/L xuống còn 0,2 mg/L. Tuy nhiên chi phí xử lý cao, ước tính khoảng 0,95-1,06
Ó
A
USA/1m3 để xử lý nước cho mục đích ăn uống [22].
H
1.1.2.4. Phương pháp lọc nano
-L
Í-
Lọc nano là một phương pháp biến tướng của quá trình th m thấu ngược
nhưng có điểm khác là kích thước mao quản của màng có kích thước nano, nhỏ hơn
ÁN
kích thước mao quản của màng th m thấu ngược có kích thước Ǻ. Theo nghiên cứu
của Trường Đại học Osmanganzi Thổ Nhĩ K , sử dụng phương pháp lọc nano để xử
D
IỄ
N
Đ
ÀN
lý amoni trong nước cấp cho người dân ở Eskisehir với công suất 80.000 m3/ngày.
Skype :
[email protected]
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
ẠO
hiện dòng di chuyển ngược, nghĩa là sẽ di chuyển từ nơi có nồng độ thấp đến nơi có
TO
http://daykemquynhon.ucoz.com
định sự cân bằng được thiết lập thì áp suất đó được gọi là áp suất th m thấu.
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
U
Y
dịch loãng vào một dung dịch đậm đặc qua một màng bán thấm. tại một áp suất nhất
Kết quả thu được khá tốt, nồng độ amoni giảm từ 6,5 mg/l xuống còn 0,2mg/l [22].
1.1.2.5 Phương pháp sinh học
Phương pháp vi sinh xử lý tương đối hiệu quả các nhân tố gây ô nhiễm môi
trường nước và có ưu điểm không gây ô nhiễm thứ cấp cho nguồn nước, đảm bảo
chất lượng nước sạch về mặt hóa chất độc hại, có tính ổn định cao và an toàn với hệ
thống phân phối.
6
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
https://www.facebook.com/daykem.quynhon
https://daykemquynhon.blogspot.com
Trong phương pháp này, amoni sẽ chuyển hóa thành nitrat hoặc khí nito nhờ
hoạt tính sinh học của các vi sinh vật có trong tự nhiên. Trong quá trình sinh trưởng
vi sinh vật sẽ cần các nguồn dinh dưỡng là C, N, chúng lấy N từ nguồn amoni và C từ
N
hóa chất hữu cơ bổ sung trong quá trình xử lý. Vi sinh vật sẽ tạo ra các điều kiện về
Ơ
dinh dưỡng cũng như các yếu tố khác để làm cho nó có hoạt tính cao nhất. phương
U
Y
kinh tế ở nước ta.
.Q
Để khắc phục nhược điểm của phương pháp clo hóa đến điểm đột biến người
TP
Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 /
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định
Đ
bản xử lý amoni bằng O3 với sự có mặt của ion Br- trong môi trường axit cũng diễn ra
N
H
Ư
Br- bị oxi hóa thành BrO- theo phản ứng sau [4]:
G
theo cơ chế giống như phương pháp clo hóa tới điểm đột biến. dưới tác dụng của O3,
Br- + O3 +H+ → HBrO + O2
TR
ẦN
Phương trình phản ứng tiếp sau đó là :
(1.7)
(1.8)
NH2Br + HBrO → NHBr2 + H2O
(1.9)
NH2Br + NHBr2 → N2↑ + 3Br- + 3H+
(1.10)
10
00
B
NH3 + HBrO → NH2Br +H2O
Đây chính là điểm tương đồng giữa hai phương pháp ozon hóa và clo hóa xúc
Ó
A
tác Br- do Galat-Gorhev và Moris tìm ra năm 1975.
Í-
H
1.1.2.7. Phương pháp trao đổi ion
-L
Quá trình trao đổi ion là quá trình hóa lý thuận nghịch trong đó xảy ra phản
ÁN
ứng trao đổi ion trong dung dịch điện ly với các ion trên bề mặt hoặc bên trong của
pha rắn tiếp xúc với nó.
Nhựa trao đổi ion (cationit) dạng rắn được dùng để thu những ion nhất định
D
IỄ
N
Đ
ÀN
trong dung dịch và giải phóng vào dung dịch một lượng tương đương các ion khác có
Skype :
[email protected]
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
ẠO
ta có thể thay thế một tác nhân oxy hóa khác như O3 với sự có mặt của ion Br-. Về cơ
TO
http://daykemquynhon.ucoz.com
1.1.2.6. Phương pháp ozon (O3) hóa xúc tác Brˉ
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
N
H
pháp này có chi phí thấp nên đang là một triển vọng có thể áp dụng được ở điều kiện
cùng điện tích. Nhựa trao đổi ion là những hợp chất cao phân tử hữu cơ có chứa các
nhóm chức có khả năng trao đổi ion với công thức chung là RX, trong đó R là gốc
hữu cơ phức tạp, X có thể là nhóm sulfonic (-SO3H) là một axit mạnh sẵn sang trao
đổi H+ với các cation khác theo phương trình sau:
+
R-X-H + NH+4 → R-X-NH+4 + H
(1.11)
7
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
https://www.facebook.com/daykem.quynhon
https://daykemquynhon.blogspot.com
1.1.2.8. Phương pháp trao đổi khí ở pH cao
Amoni tồn tại trong nước ở dạng cân bằng:
NH4+ ↔ NH3 (khí hòa tan) + H+ với pKa=9,5
(1.12)
N
Như vậy ở pH gần 7 chỉ có một lượng rất nhỏ khí NH3 so với NH+4 . Nếu ta
H
Ơ
nâng pH lên tới 9.5 thì tỷ lệ (NH3)/( NH+4 ) càng tăng pH cân bằng càng chuyển nhanh
TP
.Q
hoặc thổi khí thì NH3 sẽ thoát ra khỏi nước, làm cân bằng chuyển dịch về phía phải.
NH+4 + OH → NH3 + H2
ẠO
(1.13)
Trong thực tế, pH phải tăng lên xấp xỉ 11 mới có thể chuyển tối đa NH4+ thành
G
Đ
NH3, lượng khí cần để NH3 thoát ra ngoài phải ở mức 1600m3 không khí/m3 nước.
N
Quá trình này phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ môi trường. Và vì thế, phương pháp
H
Ư
này thường chỉ được sử dụng để xử lý amoni trong nước thải, rất hiếm khi được áp
TR
ẦN
dụng trong xử lý nước cấp vì khó có thể đ y nồng độ NH4+ xuống dưới 1,5 mg/l trong
trường hợp thổi khí.
B
1.1.3. Mangan và ảnh hƣởng của mangan
10
00
Mangan là kim loại màu trắng bạc, cứng khó nóng chảy. Trong tự nhiên
mangan là nguyên tố tương đối phổ biến, đứng hàng thứ 3 trong các kim loại chuyển
A
mangan được dùng để chế tạo thép trong ngành luyện kim. Mangan
Ó
tiếp. Gần 95
H
thường nằm trong đất dưới dạng khoáng. Mangan có mặt trong hơn 100 loại khoáng
-L
Í-
khác nhau. Thông qua quá trình rửa trôi, phong hóa của đất đá và các hoạt động của
ÁN
con người mangan sẽ được tích tụ trong các nguồn nước khác nhau như ao, hồ sông,
TO
suối, biển… gọi chung là nước bề mặt rồi từ nước bề mặt mangan sẽ được ngấm vào
những mạch nước trong lòng đất mà ta gọi là nước ngầm. Đó là lí do vì sao mangan
D
IỄ
N
Đ
ÀN
nói riêng và nhiều nguyên tố kim loại nặng nói chung hiện nay đã có mặt trong nguồn
Skype :
[email protected]
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 /
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định
http://daykemquynhon.ucoz.com
U
Y
Vì NH3 là một khí nhẹ hơn không khí, do đó nếu áp dụng các biện pháp sục
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
N
về phía NH3.
nước ngầm của nhiều quốc gia trên thế giới. Ngoài ra, mangan còn tồn tại trong
không khí do sự phát thải của các khu công nghiệp, do đốt cháy nhiên liệu hóa thạch,
hoặc từ phát thải của các động cơ sử dụng xăng dầu.
Mangan có mặt trong nước ở dạng ion hòa tan Mn(II). Nếu ở hàm lượng nhỏ
dưới 0,1 mg/L thì mangan có lợi cho sức khỏe. Tuy nhiên nếu hàm lượng mangan cao
8
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial
https://twitter.com/daykemquynhon
plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn
https://www.facebook.com/daykem.quynhon
https://daykemquynhon.blogspot.com
từ 1-5mg/L sẽ gây ra không ít ảnh hưởng đến một số cơ quan nội tạng của cơ thể.
Hàm lượng mangan trong nước tự nhiên trung bình là 0,58 mg/L, hàm lượng này phụ
thuộc vào 3 yếu tố chính: địa hóa của khoáng vật, điều kiện hóa học của nước và hoạt
N
động của các vi sinh vật. Ở hàm lượng cao hơn 0,15 mg/L có thể tạo ra vị khó chịu,
H
Ơ
làm hoen ố quần áo. Ngay cả khi nồng độ mangan < 0,02 mg/L thì nó có thể tạo ra
.Q
khoan của khu vực đồng bằng sông Mê Kông và đồng bằng châu thổ sông Hồng (bao
TP
Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 /
Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định
G
Đ
Mangan là một trong những nguyên tố vi lượng cơ bản của sự sống, giữ nhiều
H
Ư
N
vai trò quan trọng trong cơ thể như: tác động đến sự hô hấp tế bào, sự phát triển
xương, chuyển hóa gluxit và hoạt động của não. Mangan cùng các enzym làm chất
TR
ẦN
xúc tác tham gia vào một số quá trình như: tổng hợp axít béo và cholesterol, sản xuất
hooc môn giới tính, tác động đến sự chuyển hóa của tuyến giáp. Mangan kết hợp với
10
00
B
vitamin K tham gia vào quá tình tổng hợp prothrombin gây ảnh hưởng đến quá trình
đông máu. mangan tham gia tổng hợp protein, cholesterol và tương tác với axit
A
nucleic. Mangan làm giảm glucose huyết nhưng lại tham gia phản ứng tạo ra glucose từ
H
Ó
các phân tử khác.
Í-
Ở động vật thí nghiệm, thiếu mangan dẫn đến chậm tăng trưởng, bất thường
-L
xương, gây sai sót trong quá trình chuyển hóa cacbohydrat và chất béo. Mangan cũng
ÁN
đóng vai trò quan trọng trong tổng hợp lignin, chuyển hóa axit thephenolic và trong
TO
quá trình quang hợp ở thực vật.
Đ
IỄ
N
D
ẠO
nước) cao hơn mức cho phép nhiều lần.
Mangan không có khả năng gây đột biến cũng như hình thành các bệnh nguy
Skype :
[email protected]
https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/
gồm thành phố Hồ Chí Minh và thành phố Hà Nội - 2 thành phố đông dân nhất cả
ÀN
http://daykemquynhon.ucoz.com
U
Y
cứu gần đây đã cho thấy sự nồng độ của mangan trong nước ngầm hoặc nước giếng
DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST> : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
N
lớp cặn màu đen đóng bám vào thành và đáy bồn chứa. Ở Việt Nam, rất nhiều nghiên
hiểm như ung thư, cũng không ảnh hưởng đến sinh sản…nhưng nó có liên quan mật
thiết đến hệ thần kinh, gây ra các độc tố hình thành hội chứng manganism với các
triệu chứng gần như tương tự bệnh Parkinson. Nếu lượng mangan hấp thu vào cơ thể
cao có thể gây độc với phổi, hệ thần kinh, thận và tim mạch. Khi hít phải mangan với
lượng lớn có thể gây hội chứng nhiễm độc ở động vật, gây tổn thương thần kinh.
9
Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú
www.facebook.com/daykemquynhonofficial
www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial