“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 3 - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. KẾT QUẢ KHẢO SÁT SẮC ĐỒ HPLC CỦA DNT, DNP VÀ TNR
3.1.1. Ảnh hưởng của pH đến sắc đồ HPLC của DNT, DNP và TNR
Nồng độ các chất DNT, DNP và TNR trong các mẫu thí nghiệm được xác
định bằng phương pháp HPLC (mục 2.3.2 chương Hai).
Với các điều kiện đo như trên, sắc đồ HPLC của DNT, DNP và TNR ở dải pH
từ 2 đến 10 đều có chung một dạng.
min
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
mAU
0
25
50
75
100
125
150
175
D AD1 D, Sig=245,16 Ref =360,100 (DNT\D CH UAN14.D)
6.284 - DNT
5.996
Hình 3.1. Sắc đồ HPLC của dung dịch DNT ở dải pH từ 2-10 trong môi trường nước
min
2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5
mAU
0
20
40
60

- Xây dựng đường chuẩn xác định DNT
Đường chuẩn xác định DNT được xây dựng bằng cách chuẩn bị 5 mẫu dung
dịch DNT có nồng độ tương ứng là 5; 10; 25; 50 và 100mg/l. Chạy từng mẫu trên
máy sắc ký lỏng hiệu năng cao tại tín hiệu đo λ = 245 nm cho ra đồ thị ngoại chuẩn
dùng để xác định hàm lượng DNT trong mẫu thí nghiệm.
Hình 3.4. Đồ thị ngoại chuẩn xác định DNT bằng phương pháp HPLC
Luận văn Thạc sỹ khoa học Môi trường Khoa Môi trường- ĐHKHTN -ĐHQGHN
38
TNR
“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”
- Xây dựng đường chuẩn xác định DNP
Đường chuẩn xác định DNP được xây dựng bằng cách chuẩn bị 5 mẫu dung
dịch DNP có nồng độ tương ứng là 5; 10; 25; 50 và 100mg/l. Chạy từng mẫu trên
máy sắc ký lỏng hiệu năng cao HPLC tại tín hiệu đo λ = 365 nm cho ra đồ thị ngoại
chuẩn dùng để xác định hàm lượng DNP trong mẫu thí nghiệm.
Hình 3.5. Đồ thị ngoại chuẩn xác định DNP bằng phương pháp HPLC
- Xây dựng đường chuẩn xác định TNR
Đường chuẩn xác định TNR được xây dựng bằng cách chuẩn bị 5 mẫu dung
dịch TNR có nồng độ tương ứng là 5; 10; 25; 50 và 100mg/l. Chạy từng mẫu trên
máy sắc ký lỏng hiệu năng cao tại tín hiệu đo λ = 420 nm cho ra đồ thị ngoại chuẩn
dùng để xác định hàm lượng TNR trong mẫu thí nghiệm.
Luận văn Thạc sỹ khoa học Môi trường Khoa Môi trường- ĐHKHTN -ĐHQGHN
39
“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”
Hình 3.6. Đồ thị ngoại chuẩn xác định TNR bằng phương pháp HPLC
3.2. KẾT QUẢ KHẢO SÁT KHẢ NĂNG HẤP PHỤ DNT, DNP VÀ TNR TRÊN
MỘT SỐ LOẠI THAN HOẠT TÍNH TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC
3.2.1. Đặc điểm quá trình hấp phụ một số hợp chất nitro vòng thơm trên than

Hình 3.9. Đồ thị xác định ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ TNR
của các loại than hoạt tính
Hình 3.9. cho thấy thời gian đạt cân bằng hấp phụ cho hệ hấp phụ TQ - TNR;
TM - TNR và hệ AG - TNR là 15 phút.
3.2.1.2 Đặc điểm quá trình hấp phụ một số hợp chất nitro vòng thơm trên than
hoạt tính
Thí nghiệm được tiến hành trên 3 loại than hoạt tính TQ, TM và AG đối với từng
dung dịch chứa DNT, DNP và TNR. Thí nghiệm được tiến hành ở điều kiện nhiệt độ
25
0
C, pH ban đầu của dung dịch, thể tích dung dịch sử dụng 100ml, khối lượng than
50mg. Thời gian hấp phụ: lựa chọn thời gian hấp phụ tối ưu cho từng hệ than hoạt
tính và hợp chất nitro vòng thơm.
Kết quả xác định dung lượng hấp phụ một số hợp chất nitro vòng thơm bằng
than hoạt tính được trình bày trong các bảng 3.1; 3.2. và 3.3.
Luận văn Thạc sỹ khoa học Môi trường Khoa Môi trường- ĐHKHTN -ĐHQGHN
42
“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”
Bảng 3.1. Kết quả xác định dung lượng hấp phụ (a) của các loại than hoạt tính
đối với DNT
C
0
DNT

(mg/l) C
t
DNT
(mg/l) a (mg/g)
TQ 97,25 1,04 192,42

t
DNP
: Nồng độ DNP còn lại trong pha lỏng (mg/l)
Bảng 3.3. Kết quả xác định dung lượng hấp phụ của các loại than hoạt tính
đối với TNR
C
0
TNR

(mg/l) C
t
TNR
(mg/l) a (mg/g)
TQ 118,50 28,62 179,76
TM 118,50 75,50 86,00
AG 118,50 80,59 75,82
Ghi chú: C
0
TNR
:
Nồng độ TNR ban đầu (mg/l)
C
t
TNR
: Nồng độ TNR còn lại trong pha lỏng (mg/l)
Từ kết quả nghiên cứu xác định dung lượng hấp phụ của 3 loại than hoạt tính
TQ, TM và AG đối với DNT, DNP và TNR được dẫn trong bảng 3.1, 3.2. và 3.3. ta thấy:
- Các chất nitro thơm khác nhau thì dung lượng hấp phụ khác nhau. Như vậy,
dung lượng hấp phụ phụ thuộc vào cấu trúc và bản chất hóa học của từng chất.
- Các loại than hoạt tính khác nhau thì dung lượng hấp phụ cũng khác nhau.

hấp phụ trên than hoạt tính kết hợp với sử dụng thực vật thủy sinh”
các loại than hoạt tính đối với DNT
Thí nghiệm khả năng hấp phụ DNT bằng than hoạt tính ở dải pH từ 3 đến 10
cho thấy:
- Dung lượng hấp phụ DNT của cả 3 loại than phân thành 2 nhóm có giá trị
gần tương đương nhau, nhóm từ pH 3 ÷ 6 và nhóm từ pH 7 ÷ 10.
- Dung lượng hấp phụ DNT của than TQ, TM và AG phụ thuộc vào giá trị
pH của dung dịch. Ở giá trị pH axit, dung lượng hấp phụ DNT của 3 loại
than đều cao hơn so với ở giá trị pH trung tính và kiềm.
- Nhóm pH từ 3 ÷ 6, dung lượng hấp phụ DNT của than TQ, TM và AG
không có sự khác biệt nhiều nên pH tối ưu cho hệ hấp phụ được xác định
tại giá trị pH = 5,7 (pH ban đầu của dung dịch DNT trong nước).
• Đối với DNP
Lựa chọn dải pH thử nghiệm = 2,5; 3; 3,4 (pH ban đầu của dung dịch DNP);
5; 7; 9; 10. Khối lượng than lựa chọn: 50mg TQ, 80mg TM và 100mg AG.
Hình 3.11. Đồ thị xác định ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ của
các loại than hoạt tính đối với DNP
Hình 3.11. cho thấy pH càng thấp (2,5 - 3,4) khả năng hấp phụ DNP của các loại
than hoạt tính càng lớn (pH càng thấp dung lượng hấp phụ càng cao). Với pH trung
tính và kiềm, khả năng hấp phụ của than giảm đáng kể đặc biệt là pH kiềm. pH tối ưu
cho hệ than hoạt tính - DNP được lựa chọn ở pH = 3,4 để đảm bảo khả năng xử lý
Luận văn Thạc sỹ khoa học Môi trường Khoa Môi trường- ĐHKHTN -ĐHQGHN
45
“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”
DNP của các loại hoạt tính ở mức cao đồng thời thuận tiện trong quá trình xử lý do
pH = 3,4 là pH của dung dịch DNP trong nước.
• Đối với TNR
Lựa chọn dải pH thử nghiệm = 2,5; 3; 3,3 (pH ban đầu của dung dịch TNR);
5; 7; 9; 10. Khối lượng than lựa chọn: 50mg TQ, 100mg TM và 100mg AG.

trình hấp phụ của các loại than hoạt tính đối với DNT là quá trình hấp phụ vật lý.
Nhiệt độ tối ưu cho hệ hấp phụ than hoạt tính - DNT là 25
0
C.
• Đối với DNP
Thí nghiệm xác định ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng hấp phụ DNP của
các loại than hoạt tính được tiến hành với dải nhiệt độ 25; 30; 35; 40 và 50
0
C. Khối
lượng than lựa chọn: 50mg TQ, 80mg TM và 100mg AG.
Luận văn Thạc sỹ khoa học Môi trường Khoa Môi trường- ĐHKHTN -ĐHQGHN
47
“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”
Hình 3.14. Đồ thị xác định ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng hấp phụ DNP
của các loại than hoạt tính
Cũng như với DNT, quá trình hấp phụ DNP của các loại than hoạt tính (TQ,
TM và AG) là quá trình hấp phụ vật lý. Nhiệt độ tối ưu cho hệ hấp phụ than hoạt tính
- DNP là 25
0
C.
• Đối với TNR
Hình 3.15. Đồ thị xác định ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng hấp phụ TNR
của các loại than hoạt tính
Nhiệt độ tối ưu cho hệ hấp phụ than hoạt tính - TNR là 25
0
C.
Luận văn Thạc sỹ khoa học Môi trường Khoa Môi trường- ĐHKHTN -ĐHQGHN
48
“Nghiên cứu khả năng xử lý nước thải chứa một số hợp chất nitro vòng thơm bằng phương pháp

50 97,25 1,04 192,42
TM
20 97,25 36,87 301,90
30 97,25 20,03 257,40
40 97,25 9,02 220,58
50 97,25 5,60 183,30
60 97,25 2,70 157,58
70 97,25 1,46 136,84
AG
30 97,25 48,03 164,07
40 97,25 36,66 151,48
50 97,25 28,02 138,46
60 97,25 22,08 125,28
70 97,25 18,30 112,79
80 97,25 13,52 104,66
Từ kết quả thí nghiệm trong bảng 3.4. ta thấy, khối lượng than ảnh hưởng đến
khả năng hấp phụ DNT. Khối lượng than càng nhỏ, dung lượng hấp phụ càng lớn.
Quy luật này thể hiện trên cả ba loại than TQ, TM và AG.
Thiết lập phương trình đẳng nhiệt hấp phụ của DNT dựa trên kết quả bảng 3.4.
Để đánh giá khả năng hấp phụ của một hệ hấp phụ, đặc biệt là hấp phụ trong
môi trường nước, người ta thường áp dụng phương trình đẳng nhiệt Freundlich (với
giả thiết nhiệt hấp phụ vi phân không thay đổi khi độ che phủ (dung lượng hấp phụ)
thay đổi và khoảng nồng độ chất bị hấp phụ nhỏ) hoặc Langmuir (với giả thiết bề mặt
chất hấp phụ đồng nhất về năng lượng [30]), do các phương trình này có ý nghĩa vật
lý cao và liên quan trực tiếp đến các thông số cấu trúc xốp của chất hấp phụ.
Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich có dạng:
Luận văn Thạc sỹ khoa học Môi trường Khoa Môi trường- ĐHKHTN -ĐHQGHN
49
“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”

Bảng 3.5. Các thông số đặc trưng cho các hệ than hoạt tính - DNT
Loại than K
F
n
TQ 194,98 6,67
TM 123,03 4,00
AG 39,81 2,70
Luận văn Thạc sỹ khoa học Môi trường Khoa Môi trường- ĐHKHTN -ĐHQGHN
50
a) b)
c)
“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”
Áp các giá trị K
F
và n tìm được vào phương trình (3.1), ta thu được các
phương trình đẳng nhiệt hấp phụ của các loại than hoạt tính đối với DNT:
- Hệ than hoạt tính TQ - DNT:
1
6,67
194,98.
DNT
a C
=
(3.3)
- Hệ than hoạt tính TM - DNT:
1
4,00
123,03.
DNT

- Giá trị n của các hệ than giảm dần theo thứ tự TQ> TM > AG, điều này thể
hiện sự suy giảm dung lượng hấp phụ theo độ che phủ than AG > TM > TQ.
- Để hấp phụ DNT trong môi trường nước thì sử dụng than hoạt tính TQ hoặc
TM là tối ưu.
• Đối với DNP
Cũng như trong trường hợp DNT, để tiến hành thí nghiệm để xác định ảnh
hưởng của khối lượng than đến dung lượng hấp phụ DNP. Kết quả được trình bày ở
bảng 3.6.
Bảng 3.6. Kết quả xác định dung lượng hấp phụ của các loại than hoạt
tính đối với DNP
Loại
than
Khối lượng
than (m)
(mg)
Nồng độ DNP
ban đầu (C
0
DNP
)
(mg/l)
Nồng độ DNP còn
lại trong pha lỏng
(C
t
DNP
) (mg/l)
Dung lượng
hấp phụ (a)
(mg/g)

và n của các hệ than hoạt tính - DNP (hình 3.18 và bảng
3.7).

Hình 3.18. Đồ thị xác định các giá trị của K
F
và n đối với các hệ than hoạt tính
TQ - DNP (a); TM - DNP (b) và AG - DNP (c)
Bảng 3.7. Các thông số đặc trưng cho các hệ than hoạt tính - DNP
Loại than K
F
n
TQ 69,18 2,56
TM 41,69 4,35
AG 12,02 1,92
Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ của các loại than hoạt tính trong trường hợp
DNP:
Luận văn Thạc sỹ khoa học Môi trường Khoa Môi trường- ĐHKHTN -ĐHQGHN
53
a) b)
c)
“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”
- Hệ than hoạt tính TQ - DNP:
1
2,56
69,18.
DNP
a C
=
(3.6)

mặc dù về cấu trúc và khối lượng phân tử của hai hợp chất này có nhiều điểm tương
Luận văn Thạc sỹ khoa học Môi trường Khoa Môi trường- ĐHKHTN -ĐHQGHN
54
a)
b)
c)