Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD: TS.Nguyễn Văn Sức

Trang 1
MỤC LỤC

CHƢƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG 7
1.1 Đặt vấn đề: 7
1.2 Sự cần thiết của đề tài: 7
1.3. Mục đích của đề tài: 8
1.4. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu: 8
1.5. Tình hình nghiên cứu xử lý kim loại nặng: 8
1.6. Phƣơng pháp nghiên cứu: 9
CHƢƠNG II: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ KIM LOẠI NẶNG
TRONG NƢỚC 11
2.1. Giới thiệu về Chì: 11
2.1.1. Đặc tính của Chì: 11
2.1.2. Ứng dụng của Chì: 12
2.1.3. Các nguồn phát sinh Chì: 12
2.2. Giới thiệu về Cadimi: 14
2.2.1. Đặc tính của Cadimi: 14
2.2.2. Ứng dụng của Cadimi: 14
2.2.3. Các nguồn phát sinh Cadimi: 15
2.3. Giới thiệu về vỏ trứng gà: 15
2.3.1. Cấu tạo vỏ trứng: 15
2.3.2. Tính chất lớp protein: 17
2.4. Các phƣơng pháp xử lý kim loại nặng (Pb
2+
và Cd
2+
): 18
CHƢƠNG III: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ NGUYÊN LÝ DÙNG VỎ TRỨNG GÀ ĐỂ

0
C, 80
0
C, 105
0
C, 120
0
C) đối với ion kim
loại Chì: 33
4.4.1.3. Thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng của thời gian lên khả năng hấp phụ
của trứng ở các nhiệt độ (30
0
C) đối với ion kim loại Chì: 33
4.4.1.4. Khảo sát lƣợng ion Chì tối ƣu cho khả năng hấp thụ của 0,1g trứng
của trứng sấy ở 30
0
C đối cới ion kim loại Chì: 33
4.4.1.5. Khảo sát lƣợng trứng tối ƣu cho quá trình hấp phụ của trứng sấy ở
30
0
C đối cới ion kim loại Chì: 34
4.4.2. Với ion kim loại Cadimi: 34
4.4.2.1. Xây dựng đƣờng chuẩn: 34
4.4.2.2. Thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng của pH, nhiệt độ lên khả năng hấp
phụ của trứng ở các nhiệt độ (30
0
C, 60
0
C, 80
0

o
C, 80
o
C, 105
o
C, 120
o
C) đối với ion kim loại
Chì: 37
5.1.3. Thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng của thời gian lên khả năng hấp phụ của
trứng ở các nhiệt độ (30
0
C) đối với ion kim loại Chì: 42
5.1.4. Khảo sát lƣợng ion Chì tối ƣu cho khả năng hấp thụ của 0,1g trứng của
trứng sấy ở 30
0
C đối cới ion kim loại Chì: 46
5.1.5. Khảo sát lƣợng trứng tối ƣu cho quá trình hấp phụ của trứng sấy ở 30
0C

đối cới ion kim loại Chì: 49
5.2. Khảo sát hấp phụ của vỏ trứng với Cadimi: 51
5.2.1. Xây dựng đƣờng chuẩn: 51
5.2.2. Thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng của pH, nhiệt độ lên khả năng hấp phụ
của trứng ở các nhiệt độ (30
0
C, 60
0
C, 80
0


Trang 4
MỤC LỤC BẢNG

Bảng 1: Ô nhiễm kim loại nặng trong sông Sài Gòn năm 1996 7
Bảng 2: Hàm lượng trung bình của Chì trong một số khoáng chất 13
Bảng 3: Kết quả khử ion Cd2+ bằng keo tụ hydroxit Cadimi 19
Bảng 4: Tổng hợp các phương án khử Chì trong nước thải 21
Bảng 5: Cách pha mẫu dung dịch ion Pb2+ thí nghiệm 34
Bảng 6: Mẫu khối lượng trứng thí nghiệm 34
Bảng 7: Cách pha mẫu dung dịch ion Cd2+ thí nghiệm 36
Bảng 8: Mẫu khối lượng trứng thí nghiệm 36
Bảng 9: Kết quả thí nghiệm xây dựng đường chuẩn 37
Bảng 10: Kết quả trước hấp phụ ở pH = 4,05 38
Bảng 11: Kết quả sau hấp phụ 38
Bảng 12: Kết quả trước hấp phụ ở pH = 5,04 39
Bảng 13: Kết quả sau hấp phụ 39
Bảng 14: Kết quả trước hấp phụ ở pH = 6,03 40
Bảng 15: Kết quả sau hấp phụ 40
Bảng 16: Kết quả trước hấp phụ ở pH = 7,02 41
Bảng 17: Kết quả sau hấp phụ 41
Bảng 18: Kết quả trước hấp phụ thí nghiệm thứ 1 42
Bảng 19: Kết quả sau hấp phụ 43
Bảng 20: Kết quả trước hấp phụ thí nghiệm thứ 2 44
Bảng 21: Kết quả sau hấp phụ 45
Bảng 22: Kết quả trước hấp phụ thí nghiệm 46
Bảng 23: Kết quả sau hấp phụ 47
Bảng 24: Kết quả trước hấp phụ 49
Bảng 25: Kết quả sau hấp phụ 50
Bảng 26: Kết quả thí nghiệm xây dựng đường chuẩn 51

Hình 9: Dạng đường thẳng của phương trình Langmuir 48
Hình 10: Dạng đường cong của phương trình Langmuir lượng trứng thí nghiệm 0,1g 49
Hình 11: Ảnh hưởng của liều lượng trứng (300C) đến quá trình hấp phụ Pb2+ ở nồng độ
)/(5549,1
2
mlgC
Pb



50
Hình 12: Đồ thị đường chuẩn ion Cd
2+
51
Hình 13: Ảnh hưởng của nhiệt độ, pH đến sự hấp phụ của vỏ trứng gà với ion Cadimi 56
Hình 14: Ảnh hưởng của thời gian tiếp xúc đến khả năng hấp phụ Cadimi của vỏ trứng gà
sấy ở 30
0
C với
)/( 4402,11884,9
2
mlgC
Cd



58
Hình 15: Phương trình đẳng nhiệt Langmuir, Freundlich dạng đường thẳng 61
Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD: TS.Nguyễn Văn Sức

Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD: TS.Nguyễn Văn Sức

Trang 7
CHƢƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG
1.1 Đặt vấn đề:
Ô nhiễm nước trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng đang là một vấn đề
nhức nhối hiện nay bởi những tác hại to lớn của chúng đến chất lượng môi trường và sức
khỏe con người trên toàn thế giới. Đặc biệt từ khi cuộc cách mạng khoa học công nghệ ra
đời một mặt năng suất lao động nâng cao một cách đáng kể, nhưng đồng thời kèm theo đó
là mức độ tàn phá môi trường sống của chính chúng ta ngày càng đáng sợ và nghiêm
trọng hơn. Nước thải công nghiệp kèm theo các chất độc hại như kim loại nặng đang là
mối nguy hiểm đối với môi trường cũng như chất lượng cuộc sống của người dân.
Ở Việt Nam, ô nhiễm môi trường nước cũng đang ở mức báo động. TP.Hồ Chí
Minh (HCM), Đà Nẵng, Vinh, Hà Nội, Hải Phòng và các thành phố lớn là những nơi dẫn
đầu về mức độ ô nhiễm. Ở TP.HCM, hầu hết các kênh rạch bị ô nhiễm trầm trọng: Ô
nhiễm hữu cơ, ô nhiễm vô cơ và sinh vật, ô nhiễm kim loại nặng. Đặc biệt ô nhiễm kim

Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD: TS.Nguyễn Văn Sức

Trang 8
Đề tài nghiên cứu sự hấp phụ của vỏ trứng gà nhằm tìm thêm một phương pháp mới
có thể loại bỏ kim loại nặng ra khỏi môi trường bị ô nhiễm kim loại nặng.
Hiện nay nguyên liệu vỏ trứng có rất nhiều và giá thành rất rẻ. Vỏ trứng có trong các
lò ấp vịt, gà, các nhà máy sản xuất – chế biến bánh kẹo… Nếu nghiên cứu thành công khả
năng hấp phụ của vỏ trứng đối với ion kim loại nặng sẽ mang lại hiệu quả kinh tế rất lớn,
tận dụng được nguồn phế thải trong chăn nuôi và công nghiệp chế biến. Đây là một nét
mới của đề tài, những đề tài tương tự chưa được nghiên cứu nhiều ở nước ta.
1.3. Mục đích của đề tài:
- Tìm hiểu về hai loại ion KLN điển hình là Pb
2+
và Cd
2+
: trạng thái tồn tại trong môi
trường, ảnh hưởng của ion này lên con người, thực vật, động vật.
- Tìm hiểu về vỏ trứng gà và nghiên cứu khả năng hấp phụ của vỏ trứng đối với 2
loại ion KLN trên.
- Nghiên cứu pH tối ưu, thời gian tối ưu, lượng Chì và Cadimi được hấp phụ tối ưu
và ảnh hưởng của liều lượng cũng như khả năng hấp phụ Chì, Cadimi đối với vỏ trứng ở
các nhiệt độ nung khác nhau.
1.4. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu:
 Đối tƣợng nghiên cứu:
- Ion Pb
2+

- Ion Cd
2+


thập dữ liệu và xử lý số liệu nhằm tăng độ chuẩn xác. Phương pháp này dùng để thống
kê với độ chính xác 95%, phân tích số liệu. Trong phương pháp này sử dụng phần mềm
tính toán Microsoft Office Excel, máy tính bỏ túi Casio Fx-570MS.
 Công thức tính toán:
- Giá trị trung bình:
nxnxxxx
ntb
//) (
21


- Độ lệch:
)(
tb
xxd 

- Độ lệch tiêu chuẩn:

 )1/(
2
ndS

- Bậc tự do:
1 nK
(n là số mẫu)
- Độ lệch tiêu chuẩn trung bình:
nSS
tb



 Phương pháp cực phổ.
 Phƣơng pháp đồ thị:
Sử dụng đồ thị để biểu đạt các số liệu đã qua xử lý để có được cái nhìn toàn diện,
trực quan hơn, qua đó có những nhận xét đánh giá đúng đắn để có hướng đi khoa
học tiếp theo. Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD: TS.Nguyễn Văn Sức

Trang 10
 Phƣơng pháp so sánh:
Các hiệu quả đạt được phải so sánh với các tiêu chuẩn Việt Nam, tiêu chuẩn WHO
hay tiêu chuẩn của EPA để đánh giá khả năng thực tế của các kết quả đó.
tố này trong dãy phóng xạ cuối cùng đều tạo thành đồng vị của Chì.
Hơi Chì có vị ngọt ở họng nên trong quá khứ một số nơi người ta lén cho Chì vào
trong rượu để làm cho rượi ngọt. Hiện nay, một số rượu thuốc ở Trung Hoa cũng như một
số thuốc cổ truyền vẫn thịnh hành ở vùng Trung Đông đều có chứa một lượng Chì đáng
kể.
Về mặt phản ứng với các axit, Chì khó bị tác dụng bởi HCl, H
2
SO
4
loãng. Nhưng
H
2
SO
4
đặc đun nóng tác dụng với Chì cho PbSO
4
và tạo khí aerosol (SO
3
). Chì hòa tan
trong HNO
3
tạo thành Chì nitrat và khí NO
2
.
 Định tính Chì:
- Tác dụng với H
2
S trong môi trường clohydric cho kết tủa PbS đen.
- Tác dụng với KI cho kết tủa vàng tan trong nước nóng và lại kết tinh thành tinh thể
vàng óng khi để nguội.

nghiệp chế tạo ắc-quy, chiếm tới 60% lượng Chì được con người sử dụng. Tiếp theo là
ngành sản xuất đạn dược, vỏ bọc dây cáp, cán ép tấm Chì, hàn tổng cộng chiếm 15%.
Ngoài ra, Chì còn được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp sản xuất sơn, ngành gốm sứ,
sản xuất bột màu, matít… Trong ngành chế tạo máy và ngành xây dựng, người ta dùng
Chì để chế tạo các khớp nối đường ống, van, các chi tiết máy móc có tiếp xúc với môi
trường ăn mòn và nhiều cơ cấu trong các công trình lộ thiên. Đặc biệt, trong các lĩnh vực
công nghiệp có sử dụng chất phóng xạ, Chì là kim loại duy nhất được dùng để chế tạo các
container chứa chất thải phóng xạ cũng như xây dựng các kết cấu ngăn tia X.
- Trong nông nghiệp, người ta sử dụng một số hợp chất của Chì có tính kháng sinh
làm thuốc trừ sâu. Vào khoảng thời gian từ thập niên 30 đến thập niên 90 của thế kỷ 20,
Chì được sử dụng rất rộng rãi trong giao thông dưới dạng tetraalkyl; Chì là chất chống
kích nổ trong xăng. Ngoài đạn dược, Chì còn được dùng để chế tạo nhiều chi tiết trong vũ
khí quân sự. Trong lĩnh vực thương mại cũng như trong đời sống hằng ngày, con người
cũng sử dụng Chì dưới rất nhiều hình thức khác nhau, chẳng hạn như: vỏ đựng đồ uống,
đồ nấu bếp, mỹ phẩm, dược phẩm, đồ chơi trẻ em, đồ điện…
2.1.3. Các nguồn phát sinh Chì:
Nguồn tự nhiên:
Trong tự nhiên, Chì là nguyên tố vi lượng có trong thành phần của vỏ trái đất. Hàm
lượng Chì trong vỏ trái đất khoảng 13,0µg/g (Fergusson, 1990). Chì tồn tại trong khoảng
84 khoáng chất, điển hình nhất là galen PbS. Hàm lượng Chì trong một số khoáng chất
tiêu biểu được cho ở bảng dưới đây: Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD: TS.Nguyễn Văn Sức

Trang 13
Bảng 2: Hàm lƣợng trung bình của Chì trong một số khoáng chất

- Chất thải rắn ở khu khai thác và tuyển quặng
- Nước thải ở khu vực mỏ, khu tuyển quặng, luyện quặng
- Khói thải lò luyện quặng
 Các ngành công nghiệp khác:
Chất thải, chủ yếu là nước thải và chất thải rắn của các ngành công nghiệp có sử dụng
Chì như: công nghiệp chế tạo ắc quy, sản xuất sơn, đạn dược, bột màu… cũng là nguồn
phát thải rất đáng kể Chì ra môi trường

Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD: TS.Nguyễn Văn Sức

Trang 14
 Trong nông nghiệp:
Nguồn phát thải Chì trong nông nghiệp chủ yếu là từ thuốc trừ sâu và từ khói thải
của các máy nông nghiệp chạy bằng nhiên liệu xăng pha Chì. Qua quá trình sa lắng ướt,
Chì sẽ xâm nhập vào nguồn nước ngầm, nước mặt…
 Trong hoạt động quân sự:
Chì được sử dụng trong ngành chế tạo đạn dược phục vụ cho mục đích quân sự
chiếm tỷ lệ khá lớn trong tổng lượng Chì được con người sử dụng (chỉ đứng hàng thứ hai
sau ngành sản xuất ắc quy). Chính vì vậy, nguồn phát thải ô nhiễm Chì từ các hoạt động
quân sự là rất đáng kể. Ngoài đạn dược, Chì trong hoạt động quân sự còn được phát thải
từ việc sử dụng xăng pha Chì trong các động cơ, xe cộ như xe tăng, máy bay, tàu chiến,
xe quân dụng…
 Trong hoạt động thƣơng mại và trong cuộc sống hằng ngày:
Các nguồn phát thải Chì trong lĩnh vực này thường thải rác, không tập trung, khó
kiểm soát nhưng lại gây ảnh hưởng trực tiếp nhất tới sức khỏe con người, đặc biệt là trẻ
em. Có thể nêu tên một số nguồn điển hình như sau: vỏ đồ hộp, ắc quy, sơn, khói thuốc lá,
đồ gốm sứ gia dụng, đồ chơi trẻ em, sách báo, kem đánh răng, dược phẩm, mỹ phẩm…
Tất cả các vật dụng chứa Chì này sau khi hết hạn sử dụng đều được thải bỏ tại bãi
chôn lấp rác. Vì vậy, bãi rác cũng là một nguồn gây ô nhiễm và nhiễm độc Chì rất nguy
hiểm. Ngoài ra, nước thải sinh hoạt cũng là nguồn phát thải Chì vào môi trường nước. Chì

Về mặt ô nhiễm môi trường, theo Hulton (1882), những nguồn ô nhiễm KLN Cd
chính gây ra do:
- Sự khai thác mỏ và tinh luyện Cd và Zn
- Sự ô nhiễm khí quyển từ những khu công nghiệp và luyện kim.
- Việc xả thải các chất thải có chứa Cd (thiêu hủy những vật nhựa và pin)
- Bùn thải (nước bùn cống rãnh)
- Các tro bụi hóa thạch
- Trong phân lân
Ngay trước khi Cadimi được sử dụng vào lĩnh vực thương mại, thì sự nhiễm bẩn
Cadimi đã được phát hiện rộng rãi trong các vật liệu và nó được coi như một tạp chất.
Phân lân là một ví dụ cơ bản, hàm lượng Cadimi chứa trong phân lân biến động khác
nhau. Việc sử dụng phân lân liên tục nhiều năm dẫn đến việc gia tăng đáng kể lượng
Cadimi tích tụ trong đất nông nghiệp. Sự lắng đọng các hạt bụi do ô nhiễm không khí của
các khu công nghiệp, đô thị cũng ảnh hưởng tới đất, nhất là với các nước công nghiệp,
Cadimi từ những nguồn này được cây hấp thụ trực tiếp vào cây qua bộ lá.
2.3. Giới thiệu về vỏ trứng gà:
2.3.1. Cấu tạo vỏ trứng:
Vỏ trứng gà có cấu tạo đơn giản, thành phần chủ yếu là CaCO
3
chiếm 98,34% về
khối lượng và một số nguyên tố khác. Trong vở trứng gà có một lớp protein
(glycoprotein) dạng mạng lưới sợi. Trên vỏ trứng có những lỗ nhỏ giúp cho việc trao đổi
khí với môi trường bên ngoài.

Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD: TS.Nguyễn Văn Sức

Trang 16

Hình 1: Ảnh chụp bề mặt vỏ trứng
(Nguồn: bài giảng của Th.S Hồ Cường – GV ngành CN Thực Phẩm, trường

- Cấu trúc bậc hai: là sự sắp xếp đều đặn các chuỗi polypeptide trong không gian.
Chuỗi polypeptide thường không ở dạng thẳng mà xoắn lại tạo nên cấu trúc xoắn α
và cấu trúc nếp gấp β, được cố định bởi các liên kết hyđro giữa những axit amin ở
gần nhau. Các protein sợi như keratin, Collagen (có trong lông, tóc, móng,
sừng)gồm nhiều xoắn α, trong khi các protein cầu có nhiều nếp gấp β hơn.
- Cấu trúc bậc ba: Các xoắn α và phiến gấp nếp β có thể cuộn lại với nhau thành
từng búi có hình dạng lập thể đặc trưng cho từng loại protein. Cấu trúc không gian
này có vai trò quyết định đối với hoạt tính và chức năng của protein. Cấu trúc này lại
đặc biệt phụ thuộc vào tính chất của nhóm -R trong các mạch polypeptide. Chẳng
hạn nhóm -R của cystein có khả năng tạo cầu đisulfur (-S-S-), nhóm -R của prolin
cản trở việc hình thành xoắn, từ đó vị trí của chúng sẽ xác định điểm gấp, hay những
nhóm -R ưa nước thì nằm phía ngoài phân tử, còn các nhóm kị nước thì chui vào
bên trong phân tử Các liên kết yếu hơn như liên kết hyđro hay điện hóa trị có ở
giữa các nhóm -R có điện tích trái dấu.
- Cấu trúc bậc bốn: Khi protein có nhiều chuỗi polypeptide phối hợp với nhau thì tạo
nên cấu trúc bậc bốn của protein. Các chuỗi polypeptide liên kết với nhau nhờ các
liên kết yếu như liên kết hyđro.
 Sự biến tính của Protein:
Dưới tác dụng của các tác nhân vật lý như tia cực tím, sóng siêu âm, khuấy cơ
học hay tác nhân hóa học như axit, kiềm mạnh, muối kim loại nặng, các cấu trúc bậc
hai, ba và bậc bốn của protein bị biến đổi nhưng không phá vỡ cấu trúc bậc một của nó,
kèm theo đó là sự thay đổi các tính chất của protein so với ban đầu. Đó là hiện tượng biến
tính protein. Sau khi bị biến tính, protein thường thu được các tính chất sau:
Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD: TS.Nguyễn Văn Sức

Trang 18
 Độ hòa tan giảm do làm lộ các nhóm kỵ nước vốn đã chui vào bến trong phân tử
protein.
 Khả năng giữ nước giảm.
 Mất hoạt tính sinh học ban đầu.

+ Chi phí đầu tư thấp
 Nhƣợc điểm của phƣơng pháp kết tủa hóa học:
+ Thời gian xử lý chậm
+ Chiếm diện tích xử lý lớn
+ Thể tích bùn cao
+ Phải xử lý bùn chứa KLN
+ Yêu cầu giám sát hệ thống liên tục
 Kết tủa hydroxit kim loại Me(OH)
n
:
Phương pháp truyền thống xử lý KLN là kết tủa hóa học của những hydroxit kim
loại bằng việc keo tụ chúng thành những bông cặn lớn hơn, nặng hơn để có thể lắng được
và sau đó tách ra khỏi nước.
KLN hòa tan trong môi trường axit và kết tủa ở môi trường kiềm. Cho nên khi tăng
pH của dung dịch chứa KLN sang môi trường kiềm sẽ làm chúng kết tủa.
Bảng 3: Kết quả khử ion Cd2+ bằng keo tụ hydroxit Cadimi
Phƣơng pháp
pH
Đầu vào ion Cd
2+
(mg/l)
Đầu ra ion Cd
2+
(mg/l)
Keo tụ hydroxit
8
_
1
9
_
Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD: TS.Nguyễn Văn Sức

Trang 20
 Kết tủa hudroxit kim loại MeS:
Ngoài kết tủa KLN dưới dạng hydroxit còn kết tủa KLN dưới dạng sulfit. Một trong
những thuận lợi chính của của vệc sử dụng chất kết tủa này so với hydroxit kim loại là
khả năng hòa tan của dạng hợp chất kim loại này thấp hơn so với hydroxit kim loại.
Me
2+
+ S
2-
→ MeS↓
Tuy nhiên sử dụng sulfit trong kết tủa KLN yêu cầu thận trọng hơn trong việc sử
dụng dưới dạng hydroxit. Sử dụng quá nhiều sulfit trong dung dịch có tính kiềm sẽ hình
thành H
2
S, khí độc có mùi khó chịu.
 Kết tủa carbonat kim loại (MeCO
3
):
Na
2
CO
3
là chất được sử dụng trong trường hợp này.
Na
2
CO


Trong đó R- là gốc hữu cơ của nhựa trao đổi ion, SO
3
là gốc nhóm cố định của
nhóm ion hoạt động – SO
3
H
+
.
Khả năng trao đổi sẽ giảm khi hoặc cạn kiệt khi toàn bộ các nhóm hoạt tính của
nhựa trao đổi ion bị thay thế bằng các ion kim loại.
Để khôi phục khả năng trao đổi ion ngừơi ta có thể rửa vật liệu bằng các dung dịch
có nồng độ cao của ion trao đổi của ion H
+
, hay Na
+
… tùy theo lớp lọc là H- cationit hay
Na- cationit…
Ƣu điểm của phƣơng pháp trao đổi ion:
+ Thu hồi có chọn lọc KLN
+ Thể tích chất thải ít
+ Thể tích chất tái sinh ít
+ thiết bị gọn nhẹ
Nhƣợc điểm của phƣơng pháp trao đổi ion:
+ Chi phí đầu tư cao
+ Vận hành phức tạp
Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD: TS.Nguyễn Văn Sức

Trang 21
Bảng 4: Tổng hợp các phƣơng án khử Chì trong nƣớc thải

_
6,5
0,1
97
Pha vôi + lắng 6 giờ
7,7
98
39
40
Pha vôi + lắng 30 giờ
6,8
_
0,48
_
Xút + lắng 24 giờ
7
_
0,04
_
Vôi + Fe
2
(SO
4
)
3
+ lắng + lọc
10
5
0,25
95

0,2 – 3,6
83 – 93
Fe
2
(SO
4
)
3
+ lắng + lọc
6
5
0,25
95
FeSO
4
+ lắng + lọc
10,4 – 10,8
45
1,7
96,2
 Hấp phụ:
Hấp phụ là một qúa trình truyền khối mà trong đó các phần tử chất ô nhiễm (KLN…)
trong pha lỏng chuyển dịch đến bề mặt pha rắn và được liên kết vào pha rắn.
Chất ô nhiễm (KLN…) thâm nhập vào các mao quản của chất rắn (chất hấp phụ)
nhưng không thâm nhập vào cấu trúc mạng tinh thể chất rắn.
Sự liên kết giữa chất bị hấp phụ và chất hấp phụ có thể là liên kết vật lý hay hoá học.
Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD: TS.Nguyễn Văn Sức

Trang 22
Hấp phụ hóa học: là sự hấp phụ kèm theo hiện tượng tạo thành các hợp chất hóa học
Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD: TS.Nguyễn Văn Sức

Trang 23
CHƢƠNG III: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ NGUYÊN LÝ DÙNG VỎ TRỨNG GÀ ĐỂ XỬ
LÝ KIM LOẠI NẶNG
3.1. Lý thuyết hấp phụ:
Bên trong một vật rắn bao gồm các nguyên tử, giữa chúng có các liên kết cân bằng để
tạo ra mạng liên kết cứng hoặc các mạng tinh thể có quy luật. Trong khi đó các nguyên tử
nằm ở bề mặt ngoài không được cân bằng kết và có thể xảy ra quá trình ngược lại. Kết
quả là nồng độ chất bị hấp phụ trên bề mặt chất hấp phụ cao hơn ban đầu. Hiện tượng đó
gọi là hấp phụ. Vậy: “Sự hấp phụ là quá trình tập trung chất lên bề mặt phân chia pha
và gọi là sự hấp phụ bề mặt”. Hấp phụ chia làm hai dạng: hấp phụ vật lý và hấp phụ
hóa học.
 Hấp phụ vật lý: là quá trình hấp phụ gây ra bởi lực hấp phụ có bản chất vật
lí và không hình thành liên kết hóa học, được thể hiện bởi các lực liên kết
yếu như liên kết Van-Đơ-Van, lực tương tác tĩnh điện hoặc lực phân tán
London. Hấp phụ vật lý xảy ra ở nhiệt độ thấp, khoảng dưới 20 kJ/mol.
 Hấp phụ hóa học: Là quá trình hấp phụ gây ra bởi lực có bản chất hóa học.
Hấp phụ hóa học thường xảy ra ở nhiệt độ cao với tốc độ hấp phụ chậm.
Nhiệt hấp phụ hóa học khoảng 80-400 kJ/mol, tương đương với lực liên
kết hoá học. Hấp phụ hóa học thường kèm theo sự hoạt hoá phân tử bị hấp
phụ nên còn được gọi là hấp phụ hoạt hoá. Hấp phụ hóa học là giai đoạn
đầu của phản ứng xúc tác dị thể.
- Chất hấp phụ là chất có bề mặt thực hiện hấp phụ. Chất hấp phụ thường ở dạng rắn.
- Chất bị hấp phụ là chất bị hút, dính lên bề mặt của chất hấp phụ.
Lực liên kết trong quá trình hấp phụ có thể là lực hút tĩnh điện, lực định hướng, lực
tán xạ, trong trường hợp lực đủ mạnh có thể gây ra liên kết hóa học hay tạo phức, trao đổi
ion. Theo thuyết Langmuir nguyên nhân của sự hấp phụ là:

(1).
Nếu gọi
0
C
và
e
C
lần lượt là nồng độ chất hấp phụ ban đầu và ở trạng thái cân bằng,
V
là
thể tích dung dịch, m là khối lượng chất hấp phụ, thí nghiệm ở trạng thái tĩnh ta có thể xác
định:
)2(
)(
0
m
VCC
q
e



Với đơn vị của
q
là: mg/g – mg chất hấp phụ/g chất bị hấp phụ
3.3. Phƣơng trình đẳng nhiệt Langmuir:
Giả thuyết của Langmuir (1918):
- Bề mặt chất hấp phụ đồng nhất về năng lượng.
- Trên bề mặt chất rắn chia ra từng vùng nhỏ, các tâm hoạt động mỗi vùng chỉ tiếp
nhận một phần tử chất hấp phụ. Trong trạng thái bị hấp phụ các phân tử trên bề mặt chất

rr 
. Đặt:
L
d
a
K
k
k



được:
)4(
1
eL
eL
i
CK
CK
nn




Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD: TS.Nguyễn Văn Sức

Trang 25
Vì mỗi tâm chỉ chứa một phân tử bị hấp phụ nên
n
được coi là nồng độ chất

hoặc
)7(
11
e
mmLe
e
C
qqKq
C




Với:
q
e
: nồng độ chất bị hấp phụ trong trạng thái cân bằng với C
e

q
m
: nồng độ chất bị hấp phụ tối đa
K: hằng số hấp phụ
C: Nồng độ cân bằng của chất hấp bị hấp phụ
Biểu thức (7) có dạng phương trình:
bxay 
(8)
Trong đó :
ii
yx ,




3.4. Phƣơng trình đẳng nhiệt Freundich:
Khi quan sát mối tương quan giữa q và C từ thực nghiệm, Freundich (1906) nhận
thấy nó có tính hàm mũ nên ông đưa ra phương trình mô tả hoàn toàn có tính chất kinh
nghiệm.
n
CK
m
X
/1
.

Trích đoạn Với ion kim loại Cadimi: Khuyến nghị:

---