Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải chứa một số hợp chất nitro vòng thơm bằng phương pháp hấp phụ trên than hoạt tính kết hợp với sử dụng thực vật thủy sinh - Chương 1,2

34 1.4K 8
Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải chứa một số hợp chất nitro vòng thơm bằng phương pháp hấp phụ trên than hoạt tính kết hợp với sử dụng thực vật thủy sinh - Chương 1,2

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải chứa một số hợp chất nitro vòng thơm bằng phương pháp hấp phụ trên than hoạt tính kết hợp với sử dụng thực vật thủy sinh - Chương 1,2.

“Nghiên cứu khả xử lý nước thải chứa số hợp chất nitro vòng thơm phương pháp hấp phụ than hoạt tính kết hợp với sử dụng thực vật thủy sinh” Chương TỔNG QUAN 1.1 HỢP CHẤT NITRO VÒNG THƠM [23] 1.1.1 Đặc điểm cấu tạo tính chất chung hợp chất nitro vòng thơm 1.1.1.1 Đặc điểm cấu tạo Hợp chất nitro vịng thơm hợp chất hữu có chứa nhóm chức nitro (NO2) liên kết trực tiếp với vịng thơm (Ar-NO2) Nét đặc trưng nhóm nitro khuynh hướng đồng phẳng với vòng thơm, tạo điều kiện tốt cho liên hợp lợi mặt lượng Vai trò liên hợp đặc biệt lớn trường hợp vị trí para với nhóm nitro có nhóm đẩy điện tử mạnh - NH2, - OH Khi đó, liên kết C - N độ bội gần giống liên kết đơi cịn liên kết N - O gần giống liên kết thường cấu tạo sau: R R + N N – O – O Nếu nhân benzen có vài nhóm đồng phẳng nhóm nitro bị án ngữ không gian Bằng kết nghiên cứu cấu trúc người ta chứng minh khuynh hướng đồng phẳng với vịng thơm nhóm nitro ảnh hưởng nhóm thế, vị trí đến khuynh hướng [23] Chẳng hạn, p-dinitrobenzen có tính đồng phẳng, m-dinitrobenzen nhóm nitro khơng nằm mặt phẳng chứa vịng benzen, o-dinitrobenzen tính đồng phẳng bị lệch mạnh góc quay nhóm nitro tương đối so với vịng benzen tới 900 [23] Tính đồng phẳng chứng minh phổ hấp thụ phân tử Nếu độ lệch đồng phẳng nhiều, tức liên hợp yếu tần số dao động bất đối xứng lớn Dao động đặc trưng cho độ bền liên kết N – O nhóm nitro Đối với hợp chất nitroparafin khơng có liên hợp nên tần số cao hợp chất nitro thơm Tính chất đồng phẳng bị phá vỡ có ảnh hưởng lớn đến khả phản ứng hợp chất nitro thơm Luận văn Thạc sỹ khoa học Môi trường Khoa Môi trường-ĐHKHTN -ĐHQGHN “Nghiên cứu khả xử lý nước thải chứa số hợp chất nitro vòng thơm phương pháp hấp phụ than hoạt tính kết hợp với sử dụng thực vật thủy sinh” 1.1.1.2 Tính chất vật lý Hợp chất nitro vịng thơm có độ bền nhiệt cao Trong hợp chất nitro, nhóm nitro liên kết trực tiếp với nguyên tử cacbon, liên kết bền định độ bền nhiệt cao chúng, hợp chất polynitro Đa số hợp chất nitro khơng có khả tự phân hủy tự bùng cháy Chúng bền với nhiệt (ví dụ 2,4,6-trinitrotoluen đun nóng chí 1500C khơng bị phân hủy) Các polynitro thơm chất rắn nhậy với tác dụng học, tính chất nổ tăng số nhóm nitro phân tử tăng 1.1.1.3 Tính chất hóa học Tính chất hóa học hợp chất nitro có mặt nhóm nitro định Người ta chia thành: phản ứng nhóm nitro phản ứng vịng thơm - Phản ứng nhóm nitro Cấu tạo nhóm -NO2: (+) N O O(-) (+) O N (1/2-) O (1/2-) Góc liên kết ONO dao động từ 125-134o, độ dài liên kết N-O từ 1,17-1,30 Ao, phụ thuộc vào cấu tạo gốc hidrocacbon [7,9] + Phản ứng khử: Khi cho tác dụng hidro sinh với hợp chất nitro, nhóm nitro bị khử thành nhóm amino: ArNO2 + 6H → ArNH2 + 2H2O Quá trình khử hợp chất nitro trải qua số giai đoạn trung gian Trong môi trường axit, phản ứng xảy mãnh liệt, lúc đầu tạo hợp chất nitrozo, sau đến dẫn xuất hidroxylamin khử tiếp đến amin: ArNO2 → ArNO → ArNH(OH) → ArNH2 Trong môi trường kiềm, phản ứng xảy yếu sản phẩm cuối dẫn xuất hidroxylamin bị ngưng tụ thành hợp chất azoxy ArNO + ArNH(OH) → Ar – N = N – Ar + H2O ↓ Luận văn Thạc sỹ khoa học Môi trường Khoa Môi trường-ĐHKHTN -ĐHQGHN “Nghiên cứu khả xử lý nước thải chứa số hợp chất nitro vòng thơm phương pháp hấp phụ than hoạt tính kết hợp với sử dụng thực vật thủy sinh” O Trong số trường hợp khử môi trường kiềm, phản ứng tiến hành theo cách riêng Ví dụ, khử hợp chất nitro có nhóm metyl vị trí para với nhóm nitro hai ngun tử hydro nhóm metyl bị tách tạo thành dẫn xuất dibenzyl stilben O 2N NO2 O 2N H 3C C H2- CH2 C H = CH NO2 NO Phản ứng có giá trị cơng nghiệp sản xuất thuốc nhuộm + Tác dụng với axit sunfuric Phản ứng đặc trưng thứ hai hợp chất nitro tác dụng với axit sunfuric bazơ Các hợp chất nitro thơm tạo với axit sunfuric, đặc biệt oleum, sản phẩm ion dạng muối có mầu, ví dụ: + [C H - N OH] HSO4O Trong axit sunfuric 100%, nitrobenzen bị ion hóa tới 40% Màu vàng có cấu trúc ion vịng quinoid: + N + – O OH + Phản ứng nhóm nitro Độ linh động nhóm nitro hợp chất nitro thơm phụ thuộc vào vị trí so với nhóm khác, trường hợp nằm vị trí meta so với nhóm nhận điện tử khác nằm vị trí octo, para so với nhóm cho điện tử Sự có mặt nhiều nhóm vịng thơm làm cho nhóm nitro linh động hơn, nhóm thay nhóm nitro thường nhóm cho điện tử - NH2, NH2-NH2, Cl, Cl O2N NO2 Dung dịch NH3 C2H5OH Cl Luận văn Thạc sỹ khoa học Môi trường - HNO2 Cl O2N NH2 Cl Khoa Môi trường-ĐHKHTN -ĐHQGHN “Nghiên cứu khả xử lý nước thải chứa số hợp chất nitro vòng thơm phương pháp hấp phụ than hoạt tính kết hợp với sử dụng thực vật thủy sinh” + Phản ứng đóng vịng Nhóm nitro tham gia vào hình thành dị vịng chứa nitơ với nhóm chức chứa hidro linh động nội phân tử ngoại phân tử số chất như: anilin, nitro, 2’axetic diphenyl, NaOH, HCl NO2 CH2COOH - (CO2 + H2O) N=C - Phản ứng vịng thơm Ngồi phản ứng chung nhóm nitro hợp chất nitro thơm cịn tham gia phản ứng nhân thơm benzen, nhiên có mặt nhóm nitro liên kết với vịng thơm gây ảnh hưởng đáng kể đến nguyên tử hidro nhóm vịng, ảnh hưởng hiệu ứng hút điện tử -I -C nhóm nitro định Do hiệu ứng này, nên vị trí octo para nhóm –NO bị dương vị trí meta Vì phản ứng nhân ưu tiên vào vị trí octo para (khả yếu khơng có nhóm nitro), cịn phản ứng điện tử ưu tiên vào vị trí meta (sự có mặt nhóm nitro làm tăng khả phản ứng vị trí này) - Phản ứng nhóm metyl hợp chất nitro thơm Các nhóm nitro làm tăng đáng kể khả phản ứng với tác nhân nhân nhóm metyl dẫn xuất nitro toluen, tăng khả chuyển dịch đám mây điện tử khỏi nhóm metyl tác động hiệu ứng cảm ứng hiệu ứng siêu liên hợp nhóm metyl vịng thơm Vì thế, nhóm metyl nitrotoluen phản ứng với benzandehit dễ toluen tạo dẫn xuất stylben Mono-, di-, trinitrotoluen phản ứng với p-nitrozodimetylannilin, với toluen khơng xảy Nhóm metyl 2,4-dinitrotoluen có mặt iot phản ứng với N-oxit pyridin cho 2,4-dinitrobenzen với pyridin cho 2,4-dinitro benzylpyridiniodua Luận văn Thạc sỹ khoa học Môi trường Khoa Môi trường-ĐHKHTN -ĐHQGHN “Nghiên cứu khả xử lý nước thải chứa số hợp chất nitro vòng thơm phương pháp hấp phụ than hoạt tính kết hợp với sử dụng thực vật thủy sinh” Ánh sáng mặt trời tia tử ngoại làm tăng khả phản ứng hợp chất nitro gây phản ứng oxy hóa nội phân tử nhóm metyl thành rượu nhờ oxy nhóm nitro vị trí octo - Ảnh hưởng nhóm nitro đến tính chất nhóm khác Nhóm nitro làm tăng khả phản ứng nhóm khác vịng thơm Nhóm nitro làm tăng đáng kể tính axit phenol hiệu ứng cảm ứng -I: Hiệu ứng thể rõ số phân ly (K) phenol dẫn xuất nitro nó: Phenol 1,2.10-10 o-nitro phenol 6,8.10-8 m-nitro phenol 5,0.10-9 p-nitro phenol 7,0.10-8 2,4-dinitro phenol 5,6.10-4 2,6-dinitro phenol 1,0.10-4 1.1.1.4 Độc tính hợp chất nitro thơm [7,9,10] Tất hợp chất nitro thơm có độc tính cao Chúng gây hại cho hệ thần kinh chủ yếu vào máu phá vỡ trình cung cấp oxy cho thể Một số hợp chất nitro gây bệnh viêm da dinitro clo benzen Mức độ gây độc cho người hợp chất nitro khác Nói chung, độc tính giảm tăng số nhóm nitro, số nhóm nitro phân tử có mặt nhóm metyl (-CH3) sunfonic (SO3H) mức độ độc hại giảm [22,23,26] Dấu hiệu đặc trưng ngộ độc hợp chất nitro thơm chóng mặt, đau đầu Sự nhiễm độc thường qua da qua đường hô hấp bay hợp chất nitro Phương tiện sơ cứu ngộ độc quinon oxy Luận văn Thạc sỹ khoa học Môi trường Khoa Môi trường-ĐHKHTN -ĐHQGHN “Nghiên cứu khả xử lý nước thải chứa số hợp chất nitro vòng thơm phương pháp hấp phụ than hoạt tính kết hợp với sử dụng thực vật thủy sinh” 1.1.1.5 Điều chế ứng dụng Các hợp chất nitro thơm điều chế cách nitro hóa với hỗn hợp axit sunfuric - nitric sản phẩm kỹ thuật chất tinh khiết Thông thường sản phẩm bao gồm số đồng phân với lượng nhiều hay phụ thuộc vào điều kiện nitro hóa trình xử lý Một số đồng phân có sản phẩm tạp chất có hại (ví dụ hợp chất trinitro bất đối xứng) Muốn sản phẩm ổn định tính chất cần tách tinh khiết tốt Các hợp chất mononitro thơm khơng có tính chất nổ cân oxy âm, song có mặt nhóm nitro làm tăng đáng kể tốc độ phân hủy nhiệt hợp chất nitro thơm Hợp chất nitro dãy thơm có ý nghĩa thực tế, dùng chủ yếu làm chất nổ sản xuất quy mô công nghiệp rộng lớn Các hợp chất mononitro thơm dùng làm nguyên liệu để điều chế amin công nghiệp phẩm màu Trong công nghiệp chất nổ chúng sử dụng nhiều dạng sản phẩm trung gian để sản xuất chất nổ phá hoại Một số hợp chất moninitro dùng độc lập làm chất phụ gia hóa cho hợp chất trinitro Chẳng hạn, mononitronaphtalen dùng hợp chảy với trinitrophenol Các hợp chất dinitro thơm có tính nổ Một số hợp chất sử dụng làm chất nổ không dùng độc lập mà thường phối hợp với chất nổ khác sức nổ yếu tiếp nhận nổ Các hợp chất trinitro thơm dùng trực tiếp làm chất nổ Trong hợp chất tetra, penta, hexanitro nhóm nitro liên kết bền nhiệt độ cao, nhậy với tác dụng học, lẽ khơng ứng dụng thực tiễn 1.1.2 Một số hợp chất nitro vòng thơm nghiên cứu 1.1.2.1 2,4-dinitrotoluen (DNT) 2,4-dinitrotoluen có cơng thức cấu tạo: Luận văn Thạc sỹ khoa học Môi trường Khoa Môi trường-ĐHKHTN -ĐHQGHN “Nghiên cứu khả xử lý nước thải chứa số hợp chất nitro vòng thơm phương pháp hấp phụ than hoạt tính kết hợp với sử dụng thực vật thủy sinh” Công thức phân tử: C7H6N2O4 DNT chất hữu dễ bị phân hủy tác dụng ánh sáng mặt trời vi sinh vật DNT môi trường không khí mơi trường nước bị phân hủy tác dụng ánh sáng mặt trời Trong điều kiện khơng có oxy ánh sáng mặt trời, DNT bị phân hủy tác dụng vi sinh vật, chúng sử dụng DNT nguồn lượng giải phóng CO2 nước [50] • Tính chất vật lý 2,4-dinitrotoluen chất rắn màu vàng, mùi thơm nhẹ Khối lượng phân tử M=182.13 g.mol−1 Một số tính chất lý học đồng phân DNT sau: Bảng 1.1 Một số tính chất lý học đồng phân DNT Đồng phân 2,42,63,42,33,6 (2,5)3,50 Nhiệt độ hóa rắn, C 69,55 65,1 58,5 59,23 50,25 92 0 Nhiệt độ sôi, C Sôi áp suất thường kèm theo phân hủy 300 C Nguồn: Hoá học độ bền vật liệu nổ, NXB QĐND, 2002 DNT kỹ thuật bao gồm chủ yếu đồng phân 2,4- 2,6- chất tinh thể màu vàng, hóa rắn 50- 540C, chứa lượng tạp chất dạng dầu (hợp chảy đồng phân DNT) Tỷ trọng 710C 1,32 DNT tan tốt dung môi hữu 2,4,6-trinitrotoluen (TNT), tan nước không đáng kể Độ tan DNT axit H2SO4 tăng nồng độ axit tăng: Bảng 1.2 Độ tan DNT kỹ thuật axit H2SO4 có nồng độ khác (g/100g axit) Nồng độ H2SO4, % 20 40 Luận văn Thạc sỹ khoa học Môi trường Nhiệt độ 60 50 70 80 100 Khoa Môi trường-ĐHKHTN -ĐHQGHN “Nghiên cứu khả xử lý nước thải chứa số hợp chất nitro vòng thơm phương pháp hấp phụ than hoạt tính kết hợp với sử dụng thực vật thủy sinh” 80,0 1,2 2,5 3,8 83,6 3,6 4,7 5,8 6,3 88,7 6,1 10,0 12,8 18,3 90,0 8,5 16,8 20,0 93,0 26,4 33,8 53,4 58,8 99,8 72,6 144 337 1121 Nguồn: Hoá học độ bền vật liệu nổ, NXB QĐND, 2002 6,4 59,3 1191 6,9 62,4 1360 Độ tan DNT tăng lên mạnh nồng độ axit H2SO4 gần 100% DNT tác dụng với axit [CH3C6H3(NO2)(NOOH)]+ + HSO4- CH3C6H3(NO2)2 + H2SO4 • Tính chất hóa học + Phản ứng nhóm metyl Trong DNT nhóm nitro ảnh hưởng đáng kể đến tính chất hóa học nhóm metyl Nhóm có khả nguyên tử hydro nhóm khác, chẳng hạn, tác dụng với p-nitrozodimetylanilin Hoặc phản ứng với benzandehit: + Phản ứng với kiềm: Dưới tác dụng kiềm, DNT tạo dẫn xuất stylben, đặc biệt có tác nhân oxy hóa (oxy khơng khí, NaOCl): Khi tác dụng dung dịch KOH 10%, 2,4-DNT môi trường axeton tạo màu xanh da trời, đồng phân 2,6 không cho màu + Phản ứng với Natrisunfit Luận văn Thạc sỹ khoa học Môi trường 10 Khoa Môi trường-ĐHKHTN -ĐHQGHN “Nghiên cứu khả xử lý nước thải chứa số hợp chất nitro vòng thơm phương pháp hấp phụ than hoạt tính kết hợp với sử dụng thực vật thủy sinh” DNT điều chế từ m-nitrotoluen tác dụng với Natrisunfit tạo muối natri axit nitrosunfonic: + Phản ứng tạo phức chất DNT có khả tạo thành phức phân tử với hidrocacbon thơm amin Hợp chất 3,5-DNT có khả tạo phức phân tử cao cịn dinitro khác giảm dần theo dãy đồng phân 2,4; 2,6; 3,4 • Điều chế Dinitrotoluen điều chế cách nitro hóa nitrotoluen (MNT) với hỗn hợp H2SO4 - HNO3 theo phương trình: CH3C6H4(NO2) + HNO3 → CH3C6H3(NO2)2 + H2O Nếu nitro hóa MNT kỹ thuật chứa ba đồng phân DNT kỹ thuật gồm đồng phân có thành phần phần trăm sau: Bảng 1.3 Thành phần phần trăm đồng phân DNT 2,4-DNT 75,6% 2,3-DNT 2,6-DNT 19,7% 3,6-DNT 3,4-DNT 2,57% 3,5-DNT Nguồn: Hoá học độ bền vật liệu nổ, NXB QĐND, 2002 1,44% 0,61% 0,08% Khi nitro hóa đồng phân MNT, tỷ lệ phần trăm đồng phân DNT thu sau: Luận văn Thạc sỹ khoa học Môi trường 11 Khoa Môi trường-ĐHKHTN -ĐHQGHN “Nghiên cứu khả xử lý nước thải chứa số hợp chất nitro vòng thơm phương pháp hấp phụ than hoạt tính kết hợp với sử dụng thực vật thủy sinh” • Ứng dụng DNT chất nổ yếu Ở trạng thái tinh thể kích nổ kíp số 8, DNT nổ cho dãn nở bom chì 210ml, khả tiếp nhận nổ nên khơng sử dụng độc lập Có thể dùng lượng nhỏ DNT làm chất dẻo hóa chế tạo thuốc phóng nitroglyxerin Gần DNT (chủ yếu đồng phân 2,6-) dùng nhiều để sản xuất tolulendizoxynat cho công nghiệp chất dẻo xốp DNT sử dụng để sản xuất polyurethane dẻo (loại nhựa tổng hợp dùng để chế tạo sơn) sử dụng ngành công nghiệp giường đệm đồ nội thất DNT sử dụng để sản xuất đạn dược chất nổ để làm thuốc nhuộm Nó sử dụng túi khí xe tơ • Độc tính 2,4-dinitrotoluen [45,47] DNT xâm nhập vào thể qua hệ hô hấp tiếp xúc qua da Khi DNT vào thể, phân bố máu nước tiểu [45] - Các biểu nhiễm độc cấp tính DNT: + Các nghiên cứu động vật cho thấy nhiễm độc cấp tính DNT có ảnh hưởng đến máu, gan, thận hệ thần kinh trung ương [45] - Các biểu nhiễm độc mãn tính DNT: + DNT ảnh hưởng đến hệ thần kinh trung ương dẫn đến miệng có vị kim loại khó chịu, suy nhược thể, đau đầu, chán ăn, hoa mắt, chóng mặt, buồn nơn, ngủ, đau ngứa tứ chi người tiếp xúc + Tác dụng vào máu, gây xanh xao thiếu máu công nhân tiếp xúc với DNT nồng độ lớn [45] Luận văn Thạc sỹ khoa học Môi trường 12 Khoa Môi trường-ĐHKHTN -ĐHQGHN “Nghiên cứu khả xử lý nước thải chứa số hợp chất nitro vòng thơm phương pháp hấp phụ than hoạt tính kết hợp với sử dụng thực vật thủy sinh” Quá trình khử CH3 NO2 NO2 CH NO2 NO N CH2OH NO2 NO2 NO2 CH NO O NO NO NO NHOH H2 O N NO NH2 N CH3 NO2 NO NO H C Quá trình oxihoá NO O NO ®iamino vµ triamino NO2 O CH3 CH NO H2O NO2 CH3 N N CH3 NO2 NO NO HO C O NO NO2 NO2 CO2 NO2 NO2 NO2 Hình 1.1 Một số sản phẩm phụ q trình phân hủy TNT UV Quy trình, cơng nghệ xử lý nước thải chứa TNT phương pháp đơn giản, nhanh triệt để đòi hỏi kỹ thuật thiết bị phức tạp Ngoài khả truyền qua tia UV nước đục bị hạn chế làm tăng đáng kể thời gian xử lý mà giá thành phương pháp cao [3,22] Ở điều kiện nước có vài cơng trình nghiên cứu đề cập đến công nghệ với mức độ thử nghiệm phịng thí nghiệm 1.2.2.3 Phương pháp ozon hố Dùng ozon để chuyển hóa chất hữu (đặc biệt hợp chất nitro thơm) có độc tính nước thải phương pháp chưa áp dụng rộng rãi [27] Ozon tác nhân oxy hoá đứng hàng đầu chất cộng hợp cực mạnh dẫn tới nhiều ứng dụng đặc hiệu Trong cơng nghệ hố học giữ vai trị tối ưu q trình oxy hố cộng hợp Đặc biệt khả phản ứng với liên kết đơi phân tử nitro thơm Trong q trình phản ứng với liên kết đôi phân tử nitro thơm xảy tượng phá vòng tạo thành axit béo, axit sau chuyển hoá thành sản phẩm trao đổi trung gian Luận văn Thạc sỹ khoa học Môi trường 22 Khoa Môi trường-ĐHKHTN -ĐHQGHN “Nghiên cứu khả xử lý nước thải chứa số hợp chất nitro vòng thơm phương pháp hấp phụ than hoạt tính kết hợp với sử dụng thực vật thủy sinh” Phương pháp ozon hoá nước thải chứa hợp chất nitro thơm, ngồi sản phẩm cuối khơng gây nhiễm mà trình xử lý chất hữu khác nước thải bị oxy hoá Nước thải sau xử lý có số COD giảm đáng kể, số BOD gần khơng cịn, lượng oxy hồ tan nước tăng lên [27] Cùng với trình chuyển hóa chất hữu cơ, nước thải sau xử lý giảm đáng kể độ màu, mùi độ đục Phương pháp ozôn nghiên cứu để xử lý TNR Phương pháp dựa khả oxi hóa mạnh ozơn, đặc biệt khả phản ứng với liên kết đơi phân tử hợp chất nitro thơm có TNR [21] Trong trình phản ứng, sau liên kết với nối đôi phân tử TNR xảy tượng phá vỡ vịng oxi hóa đến sản phẩm CO2, H2O, HNO3 Ưu điểm phương pháp sản phẩm cuối không độc hại, chất hữu có mặt bị oxi hóa Chính nước thải sau xử lý có số COD, BOD giảm đáng kể Thêm vào lượng oxi hoà tan nước tăng lên Cùng với trình phân hủy chất hữu cơ, nước thải sau xử lý giảm đáng kể độ màu, mùi độ đục [21,27] Tuy có nhiều ưu điểm phương pháp chưa triển khai ứng dụng rộng rãi thực tiễn nhiều khó khăn liên quan đến thiết bị tạo ozôn công suất lớn Các thiết bị phát ozôn sử dụng chủ yếu để khử trùng nước sinh hoạt khử mùi khơng khí 1.2.2.4 Phương pháp điện hóa [26] Chuyển hóa hợp chất nitro thơm phương pháp điện hoá thực chất người ta thay tác nhân oxy hoá - khử hoá học tác nhân oxy hoá - khử điện hố để chuyển hóa hợp chất nitro thơm Các hợp chất nitro thơm tương đối bền vững, khó xử lý hóa học sinh hóa Trong hợp chất amin, polyamin lại dễ dàng bị oxi hóa phân hủy mơi trường kiềm Do để xử lý nước thải có chứa hợp chất nitro thơm (TNT, TNR…), cách thích hợp chuyển hóa nhóm nitro thơm thành nhóm Luận văn Thạc sỹ khoa học Môi trường 23 Khoa Môi trường-ĐHKHTN -ĐHQGHN “Nghiên cứu khả xử lý nước thải chứa số hợp chất nitro vòng thơm phương pháp hấp phụ than hoạt tính kết hợp với sử dụng thực vật thủy sinh” amin khử điện hóa catốt oxi hóa sản phẩm thu anốt đến CO2, H2O [26] Giải pháp dựa sở phản ứng phân huỷ điện hóa chất TNT, DNT, TNR, đến sản phẩm không độc với môi trường thiết bị điện phân có khơng có màng ngăn Kết nghiên cứu thử nghiệm giải pháp quy mơ phịng thí nghiệm cho thấy khả phân huỷ điện hóa TNR nhanh vơ hóa hồn tồn, cịn TNT, DNT, RDX, tốc độ phân huỷ chậm Bể điện phân cấu tạo với catot thép không gỉ, anôt graphit Điều kiện điện phân: dung dịch có pH=4, mật độ dòng 0,5 - 2A/dm2, nồng độ NaCl = 3g/l, thời gian điện phân 45 phút Sau điện phân nước thải điều chỉnh pH = - thải vào môi trường [26] Điều chỉnh pH 1/ Bình đựng NaOH (HCl) 2/ Bình đựng NaCl 3/ Bộ điều chỉnh pH 4/ Bể điều hoà 5/ Bể điện phân 6/ Bể thu hồi 7/ Bơm tuần hồn Hình 1.2 Sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước thải chứa TNR phương pháp điện hoá Luận văn Thạc sỹ khoa học Môi trường 24 Khoa Môi trường-ĐHKHTN -ĐHQGHN “Nghiên cứu khả xử lý nước thải chứa số hợp chất nitro vòng thơm phương pháp hấp phụ than hoạt tính kết hợp với sử dụng thực vật thủy sinh” Ưu điểm phương pháp điện phân kỹ thuật thực khơng phức tạp, có khả phân huỷ triệt để nhanh chất ô nhiễm Đặc biệt nguồn nước thải nhiễm nguyên liệu sản xuất chất gợi nổ TNR, styphnat chì, khó xử lý phương pháp khác Tuy nhiên số hạn chế lượng khí thải có chứa clo sinh q trình điện phân Dây chuyền điện phân áp dụng bị giới hạn mức thủ công, bán tự động đáp ứng nhu cầu thiết xử lý nguồn nước thải nhiễm chất gợi nổ 1.2.2.5 Hấp phụ than hoạt tính Phương pháp hấp phụ dùng để loại chất bẩn hoà tan nước với hàm lượng nhỏ mà phương pháp xử lý sinh học phương pháp khác không loại bỏ Thơng thường hợp chất hồ tan có độc tính cao chất có mùi, vị mầu khó chịu Các chất hấp phụ thường dùng là: than hoạt tính, đất sét hoạt tính, silicagen, oxit nhôm, số chất tổng hợp chất thải sản xuất xỉ tro, xỉ mạt sắt,.v.v Trong số than hoạt tính dùng phổ biến Than hoạt tính có hai dạng là: dạng bột dạng hạt dùng để hấp phụ Than hoạt tính dạng bột có kích thước từ 15 - 20µm, thường sử dụng hệ thống khơng có tính liên tục, xử lý theo mẻ, khả tái sử dụng thấp Trong hệ thống xử lý theo mẻ, để có tiếp xúc tồn thể tích chất lỏng cần xử lý với than hoạt tính cần phải có khuấy trộn mang lại tác dụng tốt cho việc chuyển khối diễn cách dễ dàng [30] Than hoạt tính dạng hạt có kích thước từ 0,3 - mm, thường sử dụng hệ thống xử lý liên tục, khả tái sử dụng than cao Trong hệ thống liên tục đa số sử dụng than hoạt tính dạng hạt (GAC), chúng cố định cột hấp phụ Sự hấp phụ diễn cho chất cần xử lý qua cột hấp phụ Kích thước than hạt dùng để xử lý chất hữu nằm khoảng 0,4 - 1,7 mm, độ cao tầng than thường lớn 70 cm Các chất hữu cơ, kim loại nặng chất màu dễ bị than hấp phụ Lượng chất hấp phụ tùy thuộc vào khả hấp phụ chất hàm lượng chất bẩn có nước Luận văn Thạc sỹ khoa học Môi trường 25 Khoa Môi trường-ĐHKHTN -ĐHQGHN “Nghiên cứu khả xử lý nước thải chứa số hợp chất nitro vòng thơm phương pháp hấp phụ than hoạt tính kết hợp với sử dụng thực vật thủy sinh” Các nghiên cứu rằng, có quy luật mơ tả q trình hấp phụ than hoạt tính hay sử dụng Freundlich, Langmuir BET (Brunauer, Emmett, Teller) [1, 2, 30, 33] - Phương trình đẳng nhiệt Freundlich: Quá trình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich mô tả trạng thái cân bề mặt không đồng thừa nhận khả đơn lớp Freundlich cho rằng: a = K F C Trong đó: (1.1) n a: dung lượng hấp phụ KF: số hấp phụ Freundlich, 1/n: trị số đặc trưng cho tương tác hấp phụ hệ Nếu xác định giá trị K 1/n tính lượng than cần thiết để xử lý thể tích dung dịch chất nhiễm biết nồng độ thơng qua cơng thức sau: m= Trong đó: ( C0 − C ) V (1.2) a m: khối lượng than (g) V: thể tích nước cần xử lý (l) a: lượng chất bị hấp phụ/một đơn vị than hoạt tính hay dung lượng hấp phụ (mg/g) C0: nồng độ chất hữu ban đầu (mg/l) C: nồng độ chất hấp phụ trạng thái cân (mg/l) - Phương trình đẳng nhiệt Langmuir Quá trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir mô tả bề mặt chất rắn đồng lượng Langmuir cho rằng, tất điểm xảy hấp phụ có cân lực hấp phụ điểm không ảnh hưởng đến hấp phụ điểm cạnh Trong trạng thái hấp phụ, phân tử chất bị hấp phụ tạo thành đơn lớp không tương tác với (chỉ tương tác ngang), cân hấp phụ mang tính chất động, tốc độ hấp phụ tốc độ giải hấp Phương trình động học Langmuir đưa sau: Luận văn Thạc sỹ khoa học Môi trường 26 Khoa Môi trường-ĐHKHTN -ĐHQGHN “Nghiên cứu khả xử lý nước thải chứa số hợp chất nitro vòng thơm phương pháp hấp phụ than hoạt tính kết hợp với sử dụng thực vật thủy sinh” a = am Trong đó: K L c + K Lc (1.3) a: dung lượng hấp phụ (mg/g) am: dung lượng hấp phụ đơn lớp (mg/g) KL: số c: nồng độ chất bị hấp phụ (mg/l) - Phương trình đẳng nhiệt BET - Brunnauer - Emmett - Teller Quá trình hấp phụ đẳng nhiệt BET: cho có nhiều lớp hấp phụ chất hấp phụ Phương trình động học trình sau: p 1 C −1 p = + po − p a C.a m C.a m p0 (1.4) Trong đó: p, p0: áp suất áp suất bão hòa a, am: dung lượng hấp phụ dung lượng hấp phụ đơn lớp (mg/g) C: số đặc trưng cho nhiệt hấp phụ, nhiệt trùng ngưng Phương pháp hấp phụ than hoạt tính hấp phụ 58-95% chất hữu màu Các chất hữu bị hấp phụ tính đến phenol, alkylbenzen, sulfonic axit, thuốc nhuộm hợp chất thơm Đã có ứng dụng dùng than hoạt tính hấp phụ thuỷ ngân thuốc nhuộm khó phân hủy không kinh tế Để loại bỏ ion kim loại kim loại nặng, chất hữu cơ, vô độc hại người ta hay dùng than bùn để hấp phụ nuôi bèo tây mặt hồ Đối với nguồn nước thải sở quốc phòng, phương pháp hấp phụ sử dụng để loại bỏ hợp chất nitro thơm nước thải TNT [25] Trong số phương pháp xử lý nước thải phương pháp hấp phụ triển khai thành công quy mô công nghiệp, áp dụng số sở sản xuất quốc phòng Phương pháp dựa sở sử dụng than hoạt tính để hấp phụ tách hợp chất nitro thơm khỏi nước thải, cịn than hoạt tính hấp phụ đưa xử lý riêng phương pháp thiêu đốt Tuy nhiên, thực tế để xử lý hiệu loại nước thải này, người ta thường bổ sung hệ thống xử lý công đoạn xử lý Luận văn Thạc sỹ khoa học Môi trường 27 Khoa Môi trường-ĐHKHTN -ĐHQGHN “Nghiên cứu khả xử lý nước thải chứa số hợp chất nitro vòng thơm phương pháp hấp phụ than hoạt tính kết hợp với sử dụng thực vật thủy sinh” học, xử lý hóa học sinh học Đây giải pháp công nghệ tổng hợp, khâu hấp phụ giữ vai trò trọng tâm giải pháp xử lý 1.2.2.6 Phương pháp sử dụng thực vật Từ năm 90 kỷ trước, nhà khoa học bắt đầu ý đến giải pháp công nghệ sử dụng cối để loại bỏ, kiềm chế làm giảm mức độ độc hại với môi trường chất ô nhiễm Công nghệ dựa thu nhận chuyển hóa sản phẩm nhiễm thực vật Giải pháp công nghệ quan tâm lựa chọn giá thành rẻ, hiệu suất phân hủy cao, an tồn với mơi trường so với giải pháp sử dụng hóa chất Trên giới, giải pháp công nghệ nghiên cứu ứng dụng rộng rãi Việt Nam chúng thực bắt đầu quan tâm nghiên cứu thời gian gần [9] Khả hấp thu chuyển hoá loại thuốc nổ TNT, hecxogen (RDX), octogen (HMX) từ môi trường nước thực vật nhiều tác giả nghiên cứu [32,34,37,39,43] Thí dụ, dương lai, thực vật thủy sinh Myriophyllum aquatium có khả hấp thu thuốc nổ TNT, RNX, HMX trồng thủy sinh [34,37] HMX không độc với dương lai điều kiện bão hoà (70% HMX di chuyển tích lũy khơng có chất trao đổi khác suốt 65 ngày tiếp xúc Các bình ni rễ chùm dừa cạn (Catharanthus roseus) có khả thu nhận HMX RDX [34] Thực vật thủy sinh vùng đầm lầy Myriophyllum aquatium có khả hấp thụ chuyển hố TNT Các sản phẩm chuyển hố bao gồm hợp chất azoxy amin Quá trình không làm chất thải nguy hại vùng nhiễm mà cịn tăng cường sinh trưởng quần thể sống thủy vực [32] Ở nước, có số nghiên cứu tương đối chi tiết công nghệ sử dụng thực vật thủy sinh cho xử lý TNT, RDX, HMX, NG nước bị ô nhiễm, lựa chọn số loại thực vật có khả sử dụng để khử độc cho nước bị nhiễm TNT, NG, RDX, HMX thuỷ trúc, cói, cỏ lăn, cỏ lác, rong chó [4,9] 1.2.2.7 Phương pháp tổng hợp xử lý hợp chất nitro thơm Luận văn Thạc sỹ khoa học Môi trường 28 Khoa Môi trường-ĐHKHTN -ĐHQGHN “Nghiên cứu khả xử lý nước thải chứa số hợp chất nitro vòng thơm phương pháp hấp phụ than hoạt tính kết hợp với sử dụng thực vật thủy sinh” Từ năm 2001 mơ hình cơng nghệ tổng hợp (sử dụng kết hợp giải pháp hoá học, hoá lý (hấp phụ) sinh học hiếu khí) để xử lý nước thải nhiễm TNT triển khai áp dụng số nhà máy quân đội Các dây chuyền thiết bị xử lý hoạt động theo phương thức bán tự động Từ năm 2004 đến nay, Phân viện Công nghệ Bảo vệ môi trường/Viện Khoa học Công nghệ quân triển khai hướng nghiên cứu đại hoá dây chuyền thiết bị tự động hố cơng đoạn điều chỉnh pH môi trường phản ứng cấp nguyên liệu đồng thời nghiên cứu khả áp dụng giải pháp CNSH (sử dụng thực vật bậc cao) để đồng hố dây chuyền cơng nghệ xử lý nước thải nhiễm TNT HƯ thèng xư lý vi sinh (8) Nước thải nhiễm TNT Hệ thống lọc học (1) Bể gom (2) Bể điều hoà (3) Bể lọc I (4) BĨ hÊp phơ (5) BĨ l¾ng läc III (9) HƯ thèng xư lý bïn (14) BĨ l¾ng läc II (6) Bể Khử trùng (7) Nước thải đà xử lý HƯ thèng xư lý THT HƯ thèng xư lý c©n l¾ng hun phï (12) (13) HƯ thèng hå thùc vËt (10) BĨ l¾ng läc IV (11) Hình 1.3 Sơ đồ khối hệ thống xử lý nước thải nhiễm TNT giải pháp cơng nghệ tổng hợp Đã có số cơng trình nghiên cứu nước tương đối chi tiết xử lý TNT (2,4,6-trinitrotoluen, dạng thuốc nổ nhân thơm thuộc nhóm dẫn xuất nitro toluene) nước thải ngành cơng nghiệp sản xuất thuốc phóng, thuốc nổ hấp phụ (than hoạt tính) biện pháp sinh học (sử dụng thực vật thủy sinh) Luận văn Thạc sỹ khoa học Môi trường 29 Khoa Môi trường-ĐHKHTN -ĐHQGHN “Nghiên cứu khả xử lý nước thải chứa số hợp chất nitro vòng thơm phương pháp hấp phụ than hoạt tính kết hợp với sử dụng thực vật thủy sinh” nước đất bị nhiễm Nhưng nay, chưa có cơng trình nghiên cứu giải pháp sử dụng hấp phụ (than hoạt tính) biện pháp sinh học (sử dụng thực vật thủy sinh) cho xử lý nước bị ô nhiễm DNT, DNP TNR Hy vọng kết thực nghiệm q trình thực khố luận lựa chọn loại than hoạt tính lồi thực vật thủy sinh để kết hợp phương pháp xử lý nước thải chứa DNT, DNP TNR sở sản xuất thuốc phóng, thuốc nổ Chương ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU - Nước thải bị ô nhiễm DNT, DNP TNR Luận văn Thạc sỹ khoa học Môi trường 30 Khoa Môi trường-ĐHKHTN -ĐHQGHN “Nghiên cứu khả xử lý nước thải chứa số hợp chất nitro vòng thơm phương pháp hấp phụ than hoạt tính kết hợp với sử dụng thực vật thủy sinh” - Đặc điểm hấp phụ DNT, DNP TNR than hoạt tính yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp phụ - Khả xử lý DNT, DNP TNR thủy trúc bèo - Quy trình xử lý nước thải chứa DNT, DNP TNR than hoạt tính kết hợp với sử dụng thực vật thủy sinh 2.2 THIẾT BỊ VÀ HÓA CHẤT 2.2.1 Thiết bị - Hệ thống thiết bị sắc ký lỏng hiệu cao (HPLC) Model HP 1100, sử dụng detector Diode Array hãng Aligent (Mỹ) sản xuất, Phịng thí nghiệm Phân viện Công nghệ Bảo vệ môi trường/ Viện Khoa học Cơng nghệ qn - Cân phân tích điện tử Mettler hãng Toledo (Thụy Sỹ) sản xuất, độ nhạy 10-4 gram - Máy đo pH HACH (Mỹ) - Các vại sành hình trụ có đường kính trung bình 22 cm, chiều cao 22 cm - Các loại chậu nhựa có đường kính trung bình 35cm 2.2.2 Hóa chất - Dinitrotoluen (DNT): độ tinh khiết 98%, dạng rắn (Merck - Đức) - Dinitrophenol (DNP): độ tinh khiết >99,5%, dạng bột (Merck - Đức) - Styphnic axit (TNR): độ tinh khiết 99,5%, dạng bột (Merck - Đức) - Dung mơi dùng cho phân tích HPLC: axetonitryl (Merck - Đức) - Đất phù sa phơi khô tự nhiên, độ ẩm trung bình 50% Các loại than hoạt tính - Than hoạt tính AG (Liên bang Nga) - Than tẩy màu TM Công ty Trường Phát - Bắc Giang sản xuất - Than hoạt tính TQ sản xuất nhà máy hố chất Quảng Đơng - Trung Quốc Các loại than hoạt tính sử dụng loại than hoạt tính dạng bột, kích thước hạt trung bình từ 15 - 20 µm Bảng 2.1 Một số thơng số cấu trúc xốp loại than hoạt tính (tính theo hấp phụ đẳng nhiệt benzene) Luận văn Thạc sỹ khoa học Môi trường 31 Khoa Môi trường-ĐHKHTN -ĐHQGHN “Nghiên cứu khả xử lý nước thải chứa số hợp chất nitro vòng thơm phương pháp hấp phụ than hoạt tính kết hợp với sử dụng thực vật thủy sinh” Loại than Thể tích loại mao quản (cm3/g) Diện tích bề mặt (m2/g) AG 710 TM 892 TQ 675 Thực vật thủy sinh Vtổng 1,034 1,244 1,059 Vnhỏ 0,305 0,360 0,271 Vtrung 0,097 0,133 0,123 Vlớn 0,632 0,752 0,665 - Cây thuỷ trúc: Mua vườn trồng cảnh địa bàn Tây Mỗ - Từ Liêm - Hà Nội, chiều cao trung bình từ 30 - 40cm, đường kính thân từ 0,3 0,6cm, tình trạng phát triển tốt - Bèo lấy ao khu vực Từ Liêm - Hà Nội, tình trạng phát triển tốt 2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.3.1 Thiết kế thí nghiệm 2.3.1.1 Thí nghiệm hấp phụ DNT, DNP TNR loại than hoạt tính • Ảnh hưởng thời gian lên hiệu hấp phụ Lấy 100 ml dung dịch DNT, DNP TNR có nồng độ xác định cho vào bình tam giác 250 ml, cân khối lượng than hoạt tính (bao gồm 03 loại, AG; TM; TQ) xác định cho vào bình lắc Lấy mẫu phân tích thời điểm - 10 - 15 - 20 phút, sử dụng giấy lọc lọc lấy phần dung dịch để phân tích Xác định thời gian hấp phụ đạt cực đại • Ảnh hưởng khối lượng than lên hiệu hấp phụ Lấy 100 ml dung dịch DNT, DNP TNR có nồng độ xác định vào bình tam giác 250 ml, cân khối lượng than hoạt tính với mức khác cho vào bình lắc đều, sau thời gian hấp phụ lựa chọn (thời gian hiệu hấp phụ chất đạt cực đại), lọc phân tích thiết bị HPLC • Ảnh hưởng nhiệt độ, pH lên hiệu hấp phụ Lấy 100 ml dung dịch DNT, DNP TNR có nồng độ xác định vào bình tam giác 250 ml, cân khối lượng than hoạt tính xác định cho vào bình lắc Đặt chế độ nhiệt 25, 30, 35, 40 500C Sau thời gian lựa chọn lấy mẫu phân tích thiết bị HPLC Luận văn Thạc sỹ khoa học Môi trường 32 Khoa Môi trường-ĐHKHTN -ĐHQGHN “Nghiên cứu khả xử lý nước thải chứa số hợp chất nitro vòng thơm phương pháp hấp phụ than hoạt tính kết hợp với sử dụng thực vật thủy sinh” Lấy 100 ml dung dịch DNT, DNP TNR có nồng độ xác định vào bình tam giác 250 ml, điều chỉnh pH mức từ đến 10, cân khối lượng than hoạt tính xác định cho vào bình lắc Sau thời gian lựa chọn lấy mẫu phân tích thiết bị HPLC 2.3.1.2 Thí nghiệm thử khả hấp thu xử lý loài thực vật thủy sinh DNT, DNP TNR - Bể thí nghiệm trồng thuỷ trúc: dùng vại sành mơ tả trên, thí nghiệm thiết kế sau: Đối chứng 1: bể chứa lít dung dịch DNT, DNP TNR - thí nghiệm khả tự phân huỷ DNT, DNP TNR ánh sáng mặt trời Đối chứng 2: bể chứa 4kg đất lít dung dịch DNT, DNP TNR - thử nghiệm khả tự xử lý đất hệ vi sinh vật đất DNT, DNP TNR Các bể trồng có đất dung dịch DNT, DNP TNR, lượng đất dung dịch DNT, DNP TNR sử dụng là: 2lít dung dịch/ bể kg đất/ bể - thử nghiệm khả xử lý DNT, DNP TNR có mặt thuỷ trúc Mật độ trồng bể thí nghiệm: 300 ÷ 890g sinh khối cây/0,038m2/ kg đất - Bể thí nghiệm với loại bèo: sử dụng chậu để thả bèo với dung dịch DNT, DNP TNR 2lít dung dịch/chậu Các bể đối chứng đặt tương tự Mật độ bèo chậu thí nghiệm: 60 ÷ 120g bèo/0,096m2 - Ở tất thí nghiệm xác định khối lượng thuỷ trúc bèo ban đầu Thể tích dung dịch khơng thay đổi suốt q trình thí nghiệm (đánh dấu mực nước dùng nước máy bổ sung vào sau ngày bị hao hụt thể tích) Định kỳ lấy mẫu nước đất để xác định hàm lượng chất ô nhiễm (DNT, DNP TNR) phương pháp HPLC 2.3.2 Phương pháp phân tích nồng độ chất nghiên cứu Nồng độ chất nghiên cứu xác định phương pháp HPLC Nguyên tắc phương pháp HPLC dựa hấp phụ giải hấp phụ chọn lọc hợp chất cột sắc ký với pha động định điều kiện áp Luận văn Thạc sỹ khoa học Môi trường 33 Khoa Môi trường-ĐHKHTN -ĐHQGHN “Nghiên cứu khả xử lý nước thải chứa số hợp chất nitro vòng thơm phương pháp hấp phụ than hoạt tính kết hợp với sử dụng thực vật thủy sinh” suất cao Nhờ người ta tách riêng cấu tử hỗn hợp sử dụng Detector UV Detector - Diode Array để đo phổ hấp thụ cấu tử - Điều kiện đo: + Cột Hypersil C18 ( 200 x mm ) + Tỷ lệ pha động Axetonitril : H2O = 65 : 35 (theo thể tích ) + Áp suất: 280 bar Cách tiến hành: + Sau đặt xong thông số cần thiết, tiến hành rửa bơm, rửa cột, đợi đường áp suất ổn định khoảng 30 - 45 phút + Dùng micrơxilanh lấy µl dung dịch phân tích đưa vào buồng mẫu Máy tự động ghi thông số: thời gian lưu (tR), chiều cao pic tính diện tích thành phần phần trăm (%) cấu tử hỗn hợp - Nồng độ DNT dung dịch xác định phương pháp HPLC điều kiện: + Tín hiệu đo: λ = 245 nm + Tốc độ dòng: 0,42 ml/phút + Thể tích bơm mẫu: 5,0µl + Thời gian lưu (tR), ứng với pic DNT 9,0 phút + Đơn vị đo: mg/l - Nồng độ DNP dung dịch xác định phương pháp HPLC điều kiện: + Tín hiệu đo: λ = 365 nm + Tốc độ dịng: 0,35 ml/phút + Thể tích bơm mẫu: 5,0µl + Thời gian lưu (tR), ứng với pic DNP 7,0 phút + Đơn vị đo: mg/l - Nồng độ TNR dung dịch xác định phương pháp HPLC điều kiện: + Tín hiệu đo: λ = 420 nm + Tốc độ dòng: 0,35 ml/phút + Thể tích bơm mẫu: 5,0µl + Thời gian lưu (tR), ứng với pic TNR 4,5 phút Luận văn Thạc sỹ khoa học Môi trường 34 Khoa Môi trường-ĐHKHTN -ĐHQGHN “Nghiên cứu khả xử lý nước thải chứa số hợp chất nitro vòng thơm phương pháp hấp phụ than hoạt tính kết hợp với sử dụng thực vật thủy sinh” + Đơn vị đo: mg/l 2.3.3 Các phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm 2.3.3.1 Xác định dung lượng hấp phụ than hoạt tính DNT, DNP TNR a= ( C0 − Ct ) × V [ mg / g ] m (2.1) Trong đó: a dung lượng hấp phụ (mg/g); C0 nồng độ ban đầu chất bị hấp phụ (mg/l); Ct nồng độ chất bị hấp phụ lại pha lỏng (mg/l); V thể tích dung dịch (l); m khối lượng than hoạt tính (g) 2.3.3.2 Xác định tốc độ xử lý DNT, DNP TNR loài thực vật VXL = ( C0 − Ct ) × Vdd m×t (mg/gsk/ngày) (2.2) Trong đó: VXL : tốc độ xử lý, tính mg/g sinh khối/ ngày; C0 : nồng độ ban đầu chất cần xử lý (mg/l); Ct : nồng độ chất cần xử lý sau t ngày xử lý (mg/l); m: khối lượng sinh khối trồng (gram) (có thể tính theo thân rễ); t: thời gian xử lý (ngày); Vdd: thể tích dung dịch DNT, DNP TNR sử dụng ban đầu 2.3.3.3 Xác định hiệu suất xử lý DNT, DNP TNR loài thực vật H tv = ( C − Ct ) × 100 C0 ( %) (2.3) Trong đó: Htv: hiệu suất xử lý sau t ngày (%); C0: nồng độ ban đầu chất cần xử lý (mg/l); Ct: nồng độ chất cần xử lý sau t ngày xử lý (mg/l) Luận văn Thạc sỹ khoa học Môi trường 35 Khoa Môi trường-ĐHKHTN -ĐHQGHN “Nghiên cứu khả xử lý nước thải chứa số hợp chất nitro vòng thơm phương pháp hấp phụ than hoạt tính kết hợp với sử dụng thực vật thủy sinh” Luận văn Thạc sỹ khoa học Môi trường 36 Khoa Môi trường-ĐHKHTN -ĐHQGHN ...? ?Nghiên cứu khả xử lý nước thải chứa số hợp chất nitro vòng thơm phương pháp hấp phụ than hoạt tính kết hợp với sử dụng thực vật thủy sinh? ?? 1.1.1.2 Tính chất vật lý Hợp chất nitro vịng thơm. .. trường-ĐHKHTN -? ?HQGHN ? ?Nghiên cứu khả xử lý nước thải chứa số hợp chất nitro vòng thơm phương pháp hấp phụ than hoạt tính kết hợp với sử dụng thực vật thủy sinh? ?? Phương pháp ozon hố nước thải chứa. .. trường-ĐHKHTN -? ?HQGHN ? ?Nghiên cứu khả xử lý nước thải chứa số hợp chất nitro vòng thơm phương pháp hấp phụ than hoạt tính kết hợp với sử dụng thực vật thủy sinh? ?? - Đặc điểm hấp phụ DNT, DNP TNR than

Ngày đăng: 09/11/2012, 09:34

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan