Download miễn phí Đề tài Điều chế và khảo sát khả năng tách loại Asen của ôxit hỗn hợp Fe-Mn



Đối với hấp phụ vật lý để làm giảm khả năng hấp phụ có thể tác động thông qua các yếu tố sau:
- Giảm nồng độ chất bị hấp phụ ở dung dịch để thay đổi thế cân bằng hấp phụ.
- Tăng nhiệt độ cũng có tác dụng làm lệch hệ số cân bằng vì hấp phụ là quá trình tỏa nhiệt, về thực chất là làm yếu tương tác giữa chất hấp phụ và chất bị hấp phụ.
- Thay đổi bản chất tương tác của hệ thống qua thay đổi pH của môi trường.
- Sự dụng tác nhân hấp phụ mạnh hơn để đẩy các chất đã hấp phụ trên bề mặt chất rắn.
- Sử dụng tác nhân là vi sinh vật.
Giải hấp phụ là phương pháp tái sinh chất hấp phụ để có thể tiếp tục sử dụng lại nên nó mang đặc trưng về hiệu quả kinh tế. nếu chất hấp phụ rẻ mà tái sinh tốn kém thì chỉ nên sử dụng chất hấp phụ một lần rồi bỏ, tuy nhiên còn phải tính đến vấn đề bảo vệ môi trường.
Dựa trên nguyên tắc giải hấp phụ nêu trên, người ta sử dụng một số các phương pháp tái sinh: tái sinh nhiệt, phương pháp hóa lý và phương pháp vi sinh.
 
 
 


http://s1.liketly.com/flash/edoc/jh2i1fkjb33wa7b577g9lou48iyvfkz6-swf-2013-12-27-de_tai_dieu_che_va_khao_sat_kha_nang_tach_loai_ase.3QZmcFuSVq.swf /tai-lieu/de-tai-ung-dung-tren-liketly-51681/
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

c thêm vào nước sẽ và hình thành dung dịch hydroxide không hoà tan. Những hydroxide kim loại kết tủa kéo theo asen theo cơ chế cộng kết - hấp phụ. Để trộn đều các chất tạo kết tủa, tăng cường hiệu quả xử lý cần khuấy mạnh dung dịch. Nếu nước có độ pH thấp thì cần bổ sung thêm các chất kiềm để tạo môi trường kết tủa. Cũng có thể cho các chất polymer để tăng cường quá trình kết bông và lắng. Những nghiên cứu của Cheng và các cộng sự [21] đã chỉ ra rằng khi thêm 2- 4 mg/l polymer cation cho phép giảm 2/3 hàm lượng chất kết tủa mà không làm giảm hiệu quả xử lý asen. Vì vậy các polymer có thể được sử dụng để làm tăng hiệu quả xử lý asen và giảm thể tích bùn thải ra.
b. Làm mềm nước bằng vôi
Độ cứng của nước gây ra bởi các hợp chất canxi và magiê trong nước. Quá trình làm mềm bằng vôi sẽ loại bỏ các ion kim loại này do sự thay đổi trong cân bằng carbonate. Khi thêm vôi vào nước sẽ làm tăng giá trị pH và làm cho bicarbonate chuyển thành carbonate kết quả là canxi bị kết tủa dưới dạng canxi carbonate. Quá trình làm mềm loại bỏ canxi thường ở khoảng pH 9 đến 9,5. Để loại bỏ magiê, vôi được thêm vào tới điểm kết tủa magiê hydroxide ở giá trị pH lớn hơn 10,5. Quá trình làm mềm nước bằng vôi đồng thời cũng có hiệu quả trong việc loại bỏ asen tương tự như quá trình kết tủa với muối kim loại. Như vậy, quá trình loại bỏ As(III) và As(V) bằng cách làm mềm nước phụ thuộc vào giá trị pH. Nếu quá trình oxy hoá As(III) thành As(V) diễn ra trước khi làm mềm nước sẽ làm tăng hiệu quả xử lý asen.
Nhược điểm của quá trình làm mềm nước bằng vôi đối với việc xử lý asen là hàm lượng vôi sử dụng khá lớn khoảng 800 - 1000 mg/l, điều này sẽ dẫn đến việc hình thành một lượng bùn thải lớn và sau đó lại phải sử dụng axit để điều chỉnh pH của nước sau xử lý. Quá trình này thường chỉ được áp dụng cho nước cứng.
c. Phương pháp hấp phụ
Asen có thể được hấp phụ lên bề mặt của các vật liệu hấp phụ như: các hợp chất oxyt sắt, oxyt titan, oxyt silic; khoáng sét(caolanh, bentonite ...), boxit, hematite, chitin và chitosan; quặng oxit mangan, cát bọc một lớp oxyt sắt hay dioxit mangan MnO2; các vật liệu xellulo (mùn cưa, bột giấy báo)...
Mỗi loại vật liệu có những đặc tính và yêu cầu chi phí khác nhau. Một số loại đã được sản xuất riêng để xử lý nước nhiễm asen. Hiệu suất xử lý của từng loại vật liệu phụ thuộc vào việc sử dụng các chất oxy hoá hỗ trợ quá trình hấp phụ asen.
c.1. Hấp phụ lên vật liệu có thành phần là sắt
Mạt sắt (sắt kim loại), sắt hydroxide, các vật liệu phủ sắt, oxit sắt là những vật liệu được sử dụng cho qúa trình hấp phụ asen từ nước ngầm.
Quá trình loại bỏ asen bằng cách hấp phụ lên mạt sắt kim loại đã được nghiên cứu ở trong phòng thí nghiệm và áp dụng ngoài hiện trường. Hiệu quả loại bỏ asen vô cơ ra khỏi dung dịch của sắt đến 95%. Asen được hấp phụ lên bề mặt sắt ở trạng thái oxi hoá V. Phổ nhiễu xạ tia X cũng cho thấy trên bề mặt của mạt sắt có sự hiện diện của cả sắt kim loại, Fe3O4, Fe2O3 và cả sắt hydroxide [23].
Hydroxyt sắt dạng hạt cũng được sử dụng trong hấp phụ [10]. Công nghệ này kết hợp những ưu điểm của phương pháp keo tụ - lọc, có hiệu suất xử lý cao và lượng cặn sinh ra ít. Hạt hydroxit sắt được sản xuất từ dung dịch FeCl3 bằng cách cho phản ứng với dung dịch NaOH. Kết tủa tạo thành được rửa sạch, tách nước bằng quay ly tâm và tạo hạt dưới áp suất cao. Vật liệu này có khả năng hấp phụ cao. Cột lọc hấp phụ hoạt động tương tự như lọc hấp phụ bằng cácbon hoạt tính dạng hạt. Với nước có nồng độ asen 100 - 180 ppb, sau xử lý có thể đạt đến 10 ppb.
Tại Đài Loan, các nhà khoa học đã chế tạo vật liệu sắt nano để hấp phụ asen, kết quả cho thấy vật liệu hấp phụ 43,62mgAs/g sắt ở pH=4, 42,73mgAs/g sắt ở pH=7, 37,48mgAs/g sắt ở pH=9.[14]
c.2. Hấp phụ lên nhôm và các hợp chất của nhôm.
- Vật liệu có nguồn gốc từ nhôm: Công ty Project Earth Industries (PEI Inc.) đã chế tạo ra vật liệu hấp phụ rẻ tiền, có nguồn gốc từ nhôm, có khả năng tách asen ở 2 dạng tồn tại phổ biến ở trong nước là As(III) và As(V). Vật liệu hấp phụ này có đặc tính hoá học là diện tích bề mặt và độ rỗng cao, có khả năng hấp phụ cao hơn 10 lần so với các vật liệu thông thường khi có mặt các ion cạnh tranh, tốc độ hấp phụ nhanh, đạt hiệu suất cao.
Việc thử nghiệm đã được tiến hành ở ấn Độ và Bangladesh (1998, 1999 cho phép giảm asen từ giá trị trung bình ban đầu 340 ppb xuống dưới 50 ppb.
- Nhôm hoạt hoá: Nhôm hoạt hoá được sử dụng có hiệu quả để xử lý nước có hàm lượng chất rắn hoà tan cao. Tuy nhiên, nếu trong nước có các hợp chất của selen, florua, clorua, sulfat , chúng có thể cạnh tranh vị trí hấp phụ.
Phương pháp này tương đối thuận lợi, chỉ cần đổ nước giếng cần xử lý qua lớp vật liệu nhôm. Nếu hàm lượng sắt trong nước nguồn càng cao thì hiệu suất khử asen càng cao và chu kỳ làm việc trước khi hoàn nguyên càng tăng.
Một hạn chế của phương pháp sử dụng nhôm hoạt hoá là lượng vật liệu hấp phụ thải ra lớn: 50 - 200 g/m3 nước, nghĩa là gấp gần 10 lần so với lượng cặn tạo thành khi sử dụng phương pháp keo tụ bằng phèn sắt.
c.3. Hấp phụ lên vật liệu có thành phần mangan oxide
Cơ chế của việc loại bỏ asen bởi MnO2 bước đầu đã được nghiên cứu trên các tinh thể MnO2 tổng hợp trong phòng thí nghiệm.
Phản ứng oxi hoá As (III) bởi MnO2 xảy ra theo 2 bước sau:
2MnO2 + H3AsO3 + H2O = 2MnOOH + H2AsO4- + H+
2MnOOH + H3AsO3 + 3H+ = 2Mn2+ + H2AsO4- + 2H2O
Mặc dù cơ chế phản ứng của As(III) với MnO2 đã rõ ràng nhưng có rất ít thông tin về sự hình thành các hợp chất của As(V) sau quá trình oxi hoá As(III).
Sử dụng quặng mangan dioxit tự nhiên và diatomit tự nhiên cho hiệu quả hấp phụ asen tương đối tốt[5]. Tại Viện Khoa học và công nghệ Việt Nam đã tổng hợp MnO2 kích thước nanomet và nghiên cứu sử dụng vào hấp phụ asen trong nước đạt tải trọng 32,79mg asen/gam vật liệu.[4]
d. Trao đổi ion
Trao đổi ion có thể được xem là một là một dạng đặc biệt của phương pháp hấp phụ. Đây là quá trình trao đổi giữa các ion trong pha rắn và pha lỏng. Nhựa trao đổi ion được sử dụng rộng rãi trong việc xử lý nước để loại bỏ các chất hoà tan không mong muốn ra khỏi nước. Các loại nhựa này có một bộ khung polyme liên kết ngang, được gọi là nền, thông thường nền này được tạo thành do polystyren liên kết ngang với đivinylbenzen. Các nhóm chức tích điện liên kết với nền thông qua các liên kết cộng hoá trị. phương pháp này rất hiệu quả trong việc loại bỏ asen, tuy nhiên nếu trong dung dịch, các ion cạnh tranh với asen (như sunfat, florua, nitrat....) có nồng độ lớn, hiệu suất của quá trình tách loại sẽ giảm đi đáng kể. Khi đó các anionit chuyển từ gốc H2AsO4- sang H2AsO42, giải phóng H+, pH bị hạ thấp xuống. Nồng độ sulfate ảnh hưởng tới vận tốc phản ứng: tốc độ phản ứng càng cao khi lượng sulfate càng cao. Loại vật liệu trao đổi ion này có ưu điểm là có thể sử dụng dung dịch muối đậm đặc NaCl để hoàn nguyên hạt trao đổi ion đã bão hoà asen. Nồng đ

---