Tài liệu Nghiên cứu xây dựng mô hình tuyển nổi loại bỏ ion chì trong nước thải: 64 Lê Thị Xuân Thùy, Nguyễn Ngọc Huy
NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG MÔ HÌNH TUYỂN NỔI LOẠI BỎ ION CHÌ
TRONG NƯỚC THẢI
A STUDY OF BUILDING THE MODEL OF REMOVING LEAD IONS
FROM WASTEWATER
Lê Thị Xuân Thùy1, Nguyễn Ngọc Huy2
1Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng; letxthuy@gmail.com
2Công ty TNHH MTV Nước và Môi trường Bình Minh
Tóm tắt - Bài báo trình bày về kết quả loại bỏ ion chì trong nước thải
(mẫu giả) bằng phương pháp hấp phụ sử dụng than hoạt tính dạng
bột (ACP) và phương pháp tuyển nổi sử dụng hoá chất Sodium Lauryl
Sulfate (SLS). Dựa trên mô hình theo mẻ tại phòng thí nghiệm trong
các nghiên cứu trước đây [1, 2], tác giả đã tiến hành thiết kế lắp đặt
mô hình tuyển nổi liên tục bao gồm 3 mô-đun chính là mô-đun hấp phụ
kết hợp lắng (1), mô-đun lọc (2) và mô-đun tuyển nổi để thu hồi than
hoạt tính đã hấp phụ chì (ACP-Pb) (3). Kết quả cho thấy hiệu suất loại
bỏ ion chì trong nước đạt trên 99% trong thời gian 30 phút. Đặc biệt,
khi sử dụng SLS, lượng bọt tạo ra rất ...
5 trang |
Chia sẻ: quangot475 | Lượt xem: 297 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Nghiên cứu xây dựng mô hình tuyển nổi loại bỏ ion chì trong nước thải, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
64 Lê Thị Xuân Thùy, Nguyễn Ngọc Huy
NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG MÔ HÌNH TUYỂN NỔI LOẠI BỎ ION CHÌ
TRONG NƯỚC THẢI
A STUDY OF BUILDING THE MODEL OF REMOVING LEAD IONS
FROM WASTEWATER
Lê Thị Xuân Thùy1, Nguyễn Ngọc Huy2
1Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng; letxthuy@gmail.com
2Công ty TNHH MTV Nước và Môi trường Bình Minh
Tóm tắt - Bài báo trình bày về kết quả loại bỏ ion chì trong nước thải
(mẫu giả) bằng phương pháp hấp phụ sử dụng than hoạt tính dạng
bột (ACP) và phương pháp tuyển nổi sử dụng hoá chất Sodium Lauryl
Sulfate (SLS). Dựa trên mô hình theo mẻ tại phòng thí nghiệm trong
các nghiên cứu trước đây [1, 2], tác giả đã tiến hành thiết kế lắp đặt
mô hình tuyển nổi liên tục bao gồm 3 mô-đun chính là mô-đun hấp phụ
kết hợp lắng (1), mô-đun lọc (2) và mô-đun tuyển nổi để thu hồi than
hoạt tính đã hấp phụ chì (ACP-Pb) (3). Kết quả cho thấy hiệu suất loại
bỏ ion chì trong nước đạt trên 99% trong thời gian 30 phút. Đặc biệt,
khi sử dụng SLS, lượng bọt tạo ra rất nhiều, đây là điểm thuận lợi cho
mô hình tuyển nổi và cũng là điểm mới của bài báo.
Abstract - This paper presents the result of removing lead ions
from wastewater by absorption method using activated carbon
powder (ACP) and flotation method using Sodium Lauryl Sulfate
(SLS). Based on the laboratory model in previous studies [1, 2], we
design and install a continuous flotation model in combination with
three modulars: sedimentation after absorption (1), filtration (2) and
flotation for separating ACP which adsorbs Pb ions (ACP-Pb) (3).
The results show that the efficiency of pilot scale is over 99%.
Especially when using SLS, a lot of foam forms, which is
advantageous for flotation model and also the new focus of this
article.
Từ khóa - kim loại nặng; chì; than hoạt tính dạng bột; hấp phụ;
tuyển nổi
Key words - heavy metals; lead (Pb); activated carbon particles;
absorption; flotation
1. Đặt vấn đề
Tình trạng ô nhiễm kim loại nặng trong nước (ao hồ, kênh
rạch đô thị, nước thải công nghiệp) là vấn đề nan giải đã và
đang được các nhà khoa học quan tâm. Nguyên nhân chủ yếu
gây ô nhiễm kim loại nặng là quá trình xả nước thải sinh hoạt,
nước thải công nghiệp và nước thải độc hại không được xử lý
hoặc xử lý không đạt yêu cầu vào nguồn tiếp nhận [3].
Dựa trên những thành công thu được từ các nghiên cứu
theo mẻ với quy mô phòng thí nghiệm [4], tác giả đã đề
xuất mô hình liên tục để loại bỏ ion chì ra khỏi nước. Tuy
nhiên với đặc tính nhẹ và kích thước nhỏ nên việc tách ACP
khỏi nước sau hấp phụ là một vấn đề khó khăn. Với bối
cảnh đó, tác giả chọn mô hình xử lý kết hợp sử dụng 4
phương pháp thông dụng hiện nay bao gồm hấp phụ, lắng,
lọc và tuyển nổi cho hiệu suất loại bỏ ACP-Pb lên đến 99%.
Kết quả này sẽ làm cơ sở cho việc tiếp tục nghiên cứu, cải
tiến thiết kế và hoàn thiện quy trình vận hành mô hình pilot.
2. Phương pháp nghiên cứu
2.1. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu đã sử dụng một số phương pháp cụ thể như:
phương pháp lấy mẫu, phân tích và phương pháp tính toán,
xử lý số liệu.
2.2. Thiết bị, dụng cụ và hoá chất
2.2.1. Thiết bị, dụng cụ
Máy bơm chìm - Water Pump VipSun VS-680, công
suất 25W, lưu lượng 1500 L/h (hình 1a).
Máy bơm khí - Air Pump RESUN ACO-001, công suất
18W, lưu lượng 38L/min (hình 1b).
Máy khuấy chìm – Wave Marker SOBO WP-800M
công suất 25W, lưu lượng 20.000L/h và SOBO WP-
400M công suất 15W, lưu lượng 10.000L/h (hình 1c).
Đĩa thổi khí – Aquarium Air Stone Disk, đường
kính 110mm (hình 1d).
2.2.2. Hoá chất
Dung dịch chì chuẩn 1000 mg/L.
Than hoạt tính dạng bột (ACP).
Sodium Lauryl Sulfate (SLS).
Hình 1. Một số thiết bị chính
2.3. Đối tượng nghiên cứu: Nước nhiễm kim loại chì
2.4. Nguyên lý hoạt động, thiết kế các mô-đun
Trong mô hình xử lý nước theo mẻ tại phòng thí nghiệm
[3, 4], công đoạn loại bỏ hạt than kích thước lớn sử dụng
phương pháp lắng trong vòng 3 giờ và thu hồi phần nước
mặt phía trên cho quá trình tuyển nổi.
Nhằm cải tiến mô hình tuyển nổi theo mẻ thành tuyển
nổi liên tục pilot, tác giả đã thiết kế 2 mô-đun hỗ trợ cho cột
tuyển nổi gồm mô-đun hấp phụ kết hợp lắng và mô-đun lọc.
Như vậy, mô hình tuyển nổi liên tục trong nghiên cứu này
bao gồm 3 mô-đun chính thể hiện qua sơ đồ khối sau đây:
a) b)
c) d)
ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 3(112).2017-Quyển 1 65
Hình 2. Sơ đồ khối mô hình tuyển nổi liên tục
2.4.1. Mô-đun hấp phụ kết hợp lắng
Nguyên lý hoạt động
Than hoạt tính dạng bột được châm thủ công vào nước
và được khuấy trộn đều bằng máy khuấy chìm đặt tại đáy
thùng. Sau một khoảng thời gian vừa đủ để các ion Pb2+
hấp phụ tối đa lên ACP, máy khuấy được tắt để quá trình
lắng bắt đầu. Hiệu quả loại bỏ hạt than phụ thuộc vào thời
gian lắng, và thông thường phải mất hơn 3 giờ để độ đục
nước sau lắng giảm xuống hơn 2 lần [3].
Thiết kế
Mô-đun hấp phụ kết hợp lắng sử
dụng thùng nhựa có thể tích 35L với
kích thước: D × H (đường kính × chiều
cao) = 40cm × 35cm (hình 3).
Thùng hấp phụ và lắng có van xả
nước được đặt cách đáy thùng 6cm - là
chiều cao đảm bảo lượng cặn than hoạt
tính kích thước lớn có thể lắng mà
không bị chảy trôi khi mở van.
Máy khuấy chìm sử dụng loại WP-
800M.
2.4.2. Mô-đun lọc
Nguyên lý hoạt động
Nước sau lắng sẽ được dẫn qua cột lọc để loại bỏ lượng
than kích thước lớn còn lại. Trong mô hình này, tác giả sử
dụng thùng khuấy phụ đóng vai trò tuần hoàn nước để đánh
giá hiệu quả của cột lọc. Bơm tuần hoàn dẫn nước đi qua
cột lọc và trở về thùng khuấy phụ, trong khi máy khuấy
chìm làm nhiệm vụ hạn chế lắng đọng hạt than.
Thiết kế
Mô-đun lọc bao gồm 2 thiết bị chính: Thùng khuấy phụ
sử dụng thùng nhựa có thể tích 30Lvới kích thước L × B ×
H (dài × rộng × cao) = 50cm × 35cm × 26cm (hình 4a) và
cột lọc có kích thước D × H (đường kính × chiều cao) =
114mm × 500mm (hình 4b).
Ngoài ra, để nước sau khi bơm phân bố đều trong cột
lọc, thiết kế sử dụng vòi sen với kích thước xấp xỉ đường
kính trong của cột lọc. Vật liệu lọc chính gồm bông lọc hồ
cá và đá lọc (san hô vụn, sứ lọc). Chiều cao lớp vật liệu xấp
xỉ tương ứng là 20cm và 26cm.
Cột lọc có van xả
đến mô-đun tiếp theo.
Các thiết bị sử dụng
bao gồm máy khuấy
chìm SOBO WP-400M
và máy bơm chìm
Vipsun VS-680.
2.4.3. Mô-đun tuyển nổi
Nguyên lý hoạt động
Sau khi kết thúc quá trình lọc, phần lớn lượng than đã
được tách khỏi nước, chỉ còn lại một lượng rất nhỏ không
thể lọc bằng vật liệu lọc thông thường. Theo kết quả nghiên
cứu trước đây của tác giả thì gần 10% lượng ACP ban đầu
còn sót lại trong dung dịch với kích thước nhỏ hơn 50 ߤ݉.
Nước được dẫn từ cột lọc đi vào cột tuyển nổi. Tại đây,
bọt khí sinh ra từ đáy cột tuyển nổi cùng với sự hỗ trợ của
chất tạo bọt SLS trở nên mịn hơn và bền hơn, đẩy phần lớn
hạt than kích thước nhỏ khó lắng lọc lên khỏi mặt nước.
Mô-đun tuyển nổi làm việc đồng thời với mô-đun lọc.
Nghĩa là chiều dòng chảy của nước: Thùng khuấy phụ →
Cột lọc → Cột tuyển nổi → Thùng khuấy phụ.
Hình 5. Thiết kế mô hình pilot xử lý nước nhiễm chì
Thiết kế
Cột tuyển nổi có kích thước D × H (đường kính × chiều
cao) = 114mm × 500mm (hình 4).
è NG X¶
Bä T
è NG CH¶Y
TRµN
è NG TRé N
CHÊT T¹ O
Bä T
B¥ M KHÝ
Hé P THU
Bä T
VAN VAN
VAN
VAN
Lí P VËT
LIÖU Lä C
THï NG KHUÊY PHô Cé T Lä C Cé T TUYÓN NæITHï NG HÊP PHô Vµ L¾NG
§ ÜA THæI
KHÝ
M¸ Y KHUÊY
B¥ M
N¦ í C
M¸ Y KHUÊY
THï NG KHUÊY
PHô
Mù C N¦ í C
Hình 3. Hình ảnh
thùng hấp phụ và
lắng
Hình 4. Hình ảnh thùng khuấy phụ
(a) và cột lọc (b)
66 Lê Thị Xuân Thùy, Nguyễn Ngọc Huy
Đáy cột tuyển nổi được gắn một đĩa thổi khí với chất
liệu xi măng giúp tăng độ bền, bọt khí sinh ra mịn hơn so
với loại đĩa thổi khí thông thường. Máy bơm khí RESUN
ACO-001 làm nhiệm vụ cấp khí cho đĩa.
Đầu cột tuyển nổi được lắp một ống chuyển tiết diện để
giảm đường kính ống từ 114mm đến 60mm, và một hộp
thu bọt và tách nước. Ống chuyển tiết diện tạo ra một nút
thắt, ép bọt khô đi lên nhiều hơn và giảm lượng nước có
trong bọt khi bị đẩy lên khỏi mặt nước. Hộp thu bọt được
lựa chọn phụ thuộc vào lượng bọt sinh ra nhiều hay ít.
Ngoài ra, có một ống dẫn nước vào cột tuyển nổi và một
ống dẫn nước trở về thùng khuấy phụ. Ống dẫn nước ra
được đặt ở đáy cột tuyển nổi. Còn ống dẫn vào được đặt
cách đỉnh cột khoảng 20cm.
Hình 6. Lắp đặt các mô-đun trong mô hình pilot
Phương pháp tuyển nổi có sử dụng hóa chất tạo bọt nên
được xem là phương pháp hóa lý. Trong nghiên cứu này,
chúng tôi chọn phương pháp châm hóa chất thủ công và
trong tương lai sẽ phát triển theo hướng châm hóa chất tự
động. Nước khi đi qua cột tuyển nổi, sẽ đồng thời đi vào
ống trộn chất tạo bọt. Tại đây, nước sẽ mang theo chất tạo
bọt SLS và hỗn hợp này sẽ được dẫn đến cột tuyển nổi.
Ống trộn chất tạo bọt với kích thước D × H (đường kính
× chiều cao) = 90mm × 22mm, ở đáy được đục lỗ để dẫn
nước vào. Thêm vào đó, để tăng tính linh động trong việc
tháo lắp các mô-đun, giữa cột lọc, cột tuyển nổi và ống trộn
chất tạo bọt có lắp khớp nối.
Việc kết hợp chạy đồng thời hai mô-đun lọc và tuyển
nổi dẫn đến việc thiết kế 2 mô-đun này có sự phụ thuộc
lẫn nhau. Cột lọc, cột tuyển nổi và ống trộn chất tạo bọt
thông với nhau, mực nước sẽ ngang bằng trong 3 ống này.
Đây chính là lý do phải thiết kế một ống chảy tràn nhằm
theo dõi mực nước trong cột lọc, cũng chính là mực nước
trong ống trộn chất tạo bọt và cột tuyển nổi. Qua quan sát
cho thấy, bông lọc có hiệu quả tách chất bẩn cao hơn khi
ở trạng thái không ngâm trong nước. Vì vậy san hô vụn
và sứ lọc được rải dưới đáy cột, bông lọc được đặt vào
phía trên cột để tránh tiếp xúc với nước chứa trong cột lọc.
2.4.4. Chuẩn bị mẫu nước nhiễm chì
Mẫu nước nhiễm chì có nồng độ 1mg/L và 5mg/L được
pha loãng bằng nước cất từ dung dịch chì chuẩn
1.000mg/L.pH của dung dịch sau pha loãng khoảng 7,1.
Cách pha loãng như sau:
Để pha 1L dung dịch chì 1mg/L: lấy 1mL dung dịch chì
chuẩn pha loãng bằng nước cất đến 1L dung dịch.
Để pha 1L dung dịch chì 5mg/L: lấy 5mL dung dịch chì
chuẩn pha loãng bằng nước cất đến 1L dung dịch.
3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận
3.1. Đánh giá khả năng hấp phụ ion chì của ACP
Để xác định hiệu suất của quá trình tuyển nổi ứng với
sự thay đổi các dữ liệu đầu vào, cần tiến hành một số thí
nghiệm trước khi triển khai trên mô hình pilot nhằm giảm
chi phí do rủi ro, và tạo cơ sở dữ liệu nền cho các nghiên
cứu về sau. Kết quả thí nghiệm dưới đây là cơ sở để tiến
hành thí nghiệm với mô hình pilot. Trong đó mẫu nước
nhiễm chì được pha từ dung dịch chì chuẩn 1.000mg/L.
Quá trình thí nghiệm tiến hành với sự thay đổi 3 thông
số:
Thời gian hấp phụ (30, 60, 90 phút);
Nồng độ ion Pb2+ trong mẫu ban đầu (1mg/L,
5mg/L);
Nồng độ ACP châm vào ban đầu (0,1g/L; 1g/L,
10g/L). Riêng với trường hợp 5mg/L Pb2+ thì tiến
hành bổ sung thêm thí nghiệm với 20g/L ACP.
Bảng 1. Kết quả phân tích mẫu nước nhiễm chì sau khi hấp phụ bằng ACP
Thí nghiệm Mẫu
Thời gian
hấp phụ
(phút)
Nồng độ
ACP (g/L)
Nồng độ ion Pb2+ (mg/L)
Hiệu suất xử lý (%)
Trước hấp phụ Sau hấp phụ
Thí nghiệm 1
TN1_30 30
0,1
1
0,705 29,5
TN1_60 60 0,683 31,7
TN1_90 90 0,681 31,9
Thí nghiệm 2
TN2_30 30
1
0,017 98,3
TN2_60 60 0,03 97
TN2_90 90 0,04 96
Thí nghiệm 3
TN3_30 30
10
0,031 96,9
TN3_60 60 0,023 97,7
TN3_90 90 0,031 96,9
ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 3(112).2017-Quyển 1 67
Thí nghiệm 4
TN4_30 30
0,1
5
4,44 11,2
TN4_60 60 4,33 13,4
TN4_90 90 4,28 14,4
Thí nghiệm 5
TN5_30 30
1
4,26 14,8
TN5_60 60 4,048 19,04
TN5_90 90 3,942 21,16
Thí nghiệm 6
TN6_30 30
10
1,415 71,7
TN6_60 60 1,365 72,7
TN6_90 90 1,369 72,62
Thí nghiệm 7
TN7_30 30
20
0,438 91,24
TN7_60 60 0,432 91,36
TN7_90 90 0,393 92,14
3.1.1. Ảnh hưởng của thời gian hấp phụ đến hiệu suất xử
lý
Qua các thí nghiệm có thể thấy thời gian hấp phụ của
ACP với ion Pb2+khá nhanh. Trong khoảng 30 phút có
khuấy trộn, hiệu suất hấp phụ đạt được gần như không đổi
sau 60 phút hay 90 phút.
Như vậy có thể chọn 30 phút là khoảng thời gian phù
hợp để chì hấp phụ lên ACP.
3.1.2. Ảnh hưởng của nồng độ Pb2+trong mẫu ban đầu đến
hiệu suất xử lý
Theo kết quả phân tích có thể thấy khi nồng độ ion Pb2+
ban đầu 1mg/L thì cần 1g/L ACP để hiệu suất xử lý đạt
98%. Nhưng khi nồng độ ion Pb2+ tăng lên 5mg/L thì hiệu
suất xử lý giảm xuống, chỉ còn xấp xỉ 15% khi sử dụng
1g/L ACP.
Hình 7. Biểu đồ thể hiện hiệu suất hấp phụ chì của ACP với dung dịch chứa 1mg/L Pb2+ (a) và 5mg/l Pb2+ (b)
3.1.3. Ảnh hưởng của nồng độ ACP châm vào ban đầu đến
hiệu suất xử lý
Từ nhận xét trên, có thể thấy rằng nồng độ ACP châm
vào là yếu tố chính quyết định đến hiệu suất xử lý. Với mẫu
nước nhiễm chì có nồng độ ban đầu là 5mg/L thì cần đến
20g/L ACP để nồng độ ion chì sau xử lý đạt cột B Quy
chuẩn 40:2011/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về
nước thải công nghiệp. Như vậy, muốn đánh giá chính xác
lượng ACP cần cho quá trình xử lý thì cần làm thêm nhiều
thí nghiệm tăng dần nồng độ ion Pb2+ ban đầu. Từ đó xây
dựng hệ cơ sở dữ liệu, tạo ra một đường chuẩn hấp phụ của
ion Pb2+ lên ACP.
Tuy nhiên, việc thêm vào một lượng lớn ACP để tăng
hiệu suất xử lý cũng đặt ra một thách thức, đó là lượng nước
sau xử lý có độ đục khá cao, gây khó khăn cho công đoạn
tách và thu hồi hạt than kích thước nhỏ. Thí nghiệm sau
được tiến hành để đánh giá sự thay đổi độ đục theo nồng
độ ACP.
Bảng2. Sự thay đổi độ đục theo nồng độ ACP
Mẫu Nồng độ ACP (g/L) Độ đục (NTU)
T_0,1 0,1 18,5
T_1 1 99,3
T_10 10 1.280
T_20 20 2.026
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
T N 1 _ 3 0T N 1 _ 6 0T N 1 _ 9 0 T N 2 _ 3 0T N 2 _ 6 0T N 2 _ 9 0 T N 3 _ 3 0T N 3 _ 6 0T N 3 _ 9 0
H
iệ
u
su
ất
h
ấp
p
hụ
(%
)
Mẫu thí nghiệm
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
H
iệ
u
su
ất
h
ấp
p
hụ
(%
)
Mẫu thí nghiệm
0,1 g/L
ACP
1 g/L ACP
10 g/L
ACP
0,1 g/L
ACP
1 g/L
ACP
10 g/L
ACP
20 g/L
ACP
68 Lê Thị Xuân Thùy, Nguyễn Ngọc Huy
Như vậy, nếu pH của dung dịch được điều chỉnh phù
hợp [3] và thời gian hấp phụ đạt khoảng 30 phút thì hiệu
suất xử lý chỉ còn phụ thuộc vào nồng độ ion Pb2+ ban đầu
và lượng ACP được châm vào.
3.2. Vận hành và đánh giá hiệu quả của mô hình pilot xử
lý nước nhiễm chì
Từ các thí nghiệm trên cho thấy hiệu suất của mô hình
xử lý nước nhiễm chì bằng phương pháp hấp phụ với ACP
phụ thuộc vào độ pH của dung dịch, thời gian hấp phụ,
nồng độ Pb2+ và nồng độ ACP ban đầu.
Thí nghiệm dưới đây nhằm đánh giá hiệu quả của mô
hình pilot. Đầu vào của mô hình là nguồn nước nhiễm chì,
giả định được chuẩn bị bằng cách pha loãng 30mL dung
dịch chì chuẩn 1.000mg/L đến khoảng 30L nước. Sau đó
lấy mẫu M1.
Thêm khoảng 30g ACP vào thùng chứa 30L nước
nhiễm chì (tương ứng khoảng 1g/L ACP). Tiến hành khuấy
trộn trong 30 phút và lấy mẫu M2. Sau đó để lắng trong 60
phút và lấy mẫu M3.
Tiếp theo xả khoảng 80% lượng nước mặt sau lắng vào
thùng trộn. Chạy mô-đun lọc trong 15 phút và lấy mẫu M4.
Mở van dẫn qua mô-đun tuyển nổi, chạy cùng lúc 2 mô-
đun lọc + tuyển nổi. Sau 15 phút, tắt bơm, lấy mẫu M5 và
kết thúc quá trình xử lý.
Hình 7. Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý của mô hình qua các
giai đoạn
Nhận xét: Với nồng độ ion Pb2+ ban đầu 1,27mg/L,
nồng độ sau xử lý giảm mạnh xuống còn 0,007 mg/L, tức
đạt hiệu suất xấp xỉ 99%. Độ đục cũng giảm khá mạnh từ
101,47NTU xuống còn 2,2NTU, đạt hiệu suất 97,8%.
Như vậy, mô hình pilot được thực hiện với 1 mẻ nước
nhiễm chì có nồng độ 1,27mg/L trong thời gian xử lý 2
tiếng. Để quá trình diễn ra liên tục thì trong lúc chạy mô-
đun lọc, tại thùng khuấy bổ sung mẻ nước nhiễm chì và tiến
hành khuấy. Nghĩa là trong khi lọc và tuyển nổi mẻ thứ
nhất thì bắt đầu khuấy trộn và lắng mẻ thứ 2.
Qua đó có thể thấy, thời gian khuấy trộn và hấp phụ sẽ
cố định. Còn thời gian lắng, thời gian lọc, và lọc + tuyển
nổi có thể dễ dàng điều chỉnh cho linh động. Căn cứ theo
kết quả đo độ đục của các mẫu trong bảng 3, trong tương
lai, tác giả sẽ đề xuất một số giải pháp giúp tăng hiệu quả
xử lý như cải tiến mô-đun lọc, tuyển nổi để rút ngắn thời
gian lắng, đồng thời nghiên cứu đánh giá và tối ưu lượng
ACP được sử dụng cho mô hình liên tục.
Bảng 3. Kết quả đo pH, độ đục và ion Pb2+ của các mẫu
Mẫu pH
Độ đục (NTU)
Chì
(mg/L) Lần 1 Lần 2 Lần 3 Trung bình
M0 7,1 0,21 0,24 0,22 0,22 < 0,001
M1 7,1 0,34 0,37 0,28 0,33 1,27
M2 7,1 101,2 102,5 100,7 101,47 0,393
M3 7,1 21 21,7 21,4 21,37 0,372
M4 7,1 4,78 4,64 5,15 4,86 0,058
M5 7,1 2,22 2,03 2,36 2,2 0,007
Trong đó:
Mẫu M0: Mẫu nước sạch
Mẫu M1: Mẫu nước nhiễm chì
Mẫu M2: Sau hấp phụ + khuấy
Mẫu M3: Sau lắng
Mẫu M4: Sau lọc
Mẫu M5: Sau lọc + tuyển nổi
4. Kết luận
Nghiên cứu đề xuất đã chứng tỏ được rằng, bằng cách
sử dụng than hoạt tính dạng bột được thêm vào ở nồng độ
phù hợp, thì hiệu suất hấp phụ ion chì trong nước có thể
xấp xỉ 99% trong thời gian 30 phút.
Mô hình tuyển nổi liên tục bao gồm 3 mô-đun hấp
phụ kết hợp lắng, mô-đun lọc và mô-đun tuyển nổi có
hiệu quả cao trong việc loại bỏ lượng than sau hấp phụ
khỏi nước.
Trong tương lai nhóm nghiên cứu sẽ tiếp tục cải tiến
các mô-đun, hoàn thiện mô hình và tối ưu thời gian xử lý
để áp dụng vào việc xử lý nước thải công nghiệp ở quy mô
lớn hơn.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Le Thi Xuan Thuy, Mikito Yasuzawa and Tomoki Yabutani, “Study
of Multielemental Adsorption on Activated Carbon”, International
Journal of Modern Physics: Conference Series, 2011.
[2] Lê Thị Xuân Thùy, Lê Phước Cường, “Nghiên cứu cải tiến kỹ thuật
tuyển nổi sử dụng axit gamma-polyglutamic để tách loại than hoạt
tính và ion chì trong nước”, Tạp chí KHCN, Đại học Đà Nẵng, 12
(73), 2013, p. 59-65.
[3] Lê Thị Xuân Thùy, Lê Phước Cường, Nguyễn Ngọc Huy, “Khảo sát
hiện trạng và đề xuất mô hình xử lý nước nhiễm kim loại nặng tại
khu vực hồ Nam Sân Bay, thành phố Đà Nẵng”, Tạp chí KHCN, Đại
học Đà Nẵng, 3 (100), 2016, p. 136-142.
[4] Le Thi Xuan Thuy, Le Phuoc Cuong, Lam Duy Thong, “Recovery
of Activated Carbon Powder from Aqueous Solution in the Flotation
Method By Using Pine Oil”, International Journal of Advanced
Research in Chemical Science (IJARCS), Vol.2 (9), 2015, p. 32-40.
(BBT nhận bài: 24/12/2016, hoàn tất thủ tục phản biện: 28/02/2017)
,0.0
,0.2
,0.4
,0.6
,0.8
,1.0
,1.2
,1.4
0
20
40
60
80
100
120
M0 M1 M2 M3 M4 M5
Mẫu thí nghiệm
N
ồn
g
độ
P
b2
+
(m
g/
L
)
Đ
ộ
đụ
c
(N
TU
)
Độ đục (NTU) Nồng độ Pb2+ (mg/L)
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- 15_0896_2118449.pdf