và COD trong nước thải

Luận văn thạc sĩ kĩ thuật



Trịnh Thị Thu Hương



Hình 3.7: Ảnh hưởng của lượng chất hấp phụ đến khả năng hấp phụ COD của than

bã cà phê

Từ bảng kết quả 3.6, hình 3.6 và 3.7 ta có thể nhận thấy khi tăng hàm lượng chất

hấp phụ thì hiệu quả xử lý màu và COD cũng tăng lên do khi lượng chất hấp phụ

tăng nghĩa là số lượng các vị trí hấp phụ cũng tăng lên, diện tích bề mặt tiếp xúc

giữa chất hấp phụ và chất bị hấp phụ tăng lên. Tuy nhiên đến một giá trị nhất định

khi hiệu quả hấp phụ đạt cực đại thì việc tăng lượng chất hấp phụ không còn ý

nghĩa. Điều này cũng phù hợp với kết quả đạt được trong quá trình khảo sát, khi

tăng lượng chất hấp phụ từ 0,5g đến 2,0g thì hiệu suất quá trình hấp phụ tăng cao

trong cả 2 quá trình nghiên cứu độ màu và COD(từ 35% lên 96,5% với độ màu và

từ 16,5% đến 42,2% với COD). Khi tỷ lệ rắn/ lỏng ở mức 2g/50ml hiệu suất của

quá trình gần như đã đạt ở trạng thái cân bằng, vì vậy khi tăng tỷ lệ rắn/lỏng lên

3g/50ml thì hiệu suất quá trình tăng không đáng kể. Thêm vào đó, khi lượng chất

hấp phụ tăng lên khiến lượng bã thải sau hấp phụ tăng lên đồng thời dung lượng hấp

phụ giảm đi. Vì vậy, khi lựa chọn tỷ lệ rắn/ lỏng tối ưu cần cân nhắc đến cả hiệu

suất và yếu tố kinh tế. Từ đó, 2g/50ml là tỷ lệ tối ưu được chọn để tiến hành các thí

nghiệm nghiên cứu tiếp theo.



Lớp 12B QLTNMT



44



Viện KH và CN Môi trường



Luận văn thạc sĩ kĩ thuật



Trịnh Thị Thu Hương



3.3.4. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ chất ô nhiễm đến khả năng hấp phụ của than

Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ chất ô nhiễm ở khoảng pH, thời gian và hàm

lượng chất hấp phụ tối ưu thu được kết quả như sau:

Bảng 3.7: Ảnh hưởng của nồng độ chất ô nhiễm đến khả năng hấp phụ màu

và COD của than bã cà phê

Độ màu

Ban đầu

mg/L

50

100

200

300

400

500



(Pt-Co)

3570

7215

13928

20897

28134

35676



COD



Sau HP



Hiệu suất



Ban đầu



Sau HP



Hiệu suất



(Pt-Co)



%



mg/L



mg/L



%



143

822,5

67967

12538

18287

25579,7



96

88,6

51,2

40

35

28,3



52

107

210

260

361

442



30

65,7

132,3

167

237,5

294,4



42,2

38,6

37

35,8

34,2

33,4



Hình 3.8: Ảnh hưởng của nồng độ chất ô nhiễm đến khả năng hấp phụ màu

Hiệu quả xử lý màu giảm dần khi nồng độ các phân tử màu tăng lên. Khi nồng

độ phẩm màu <100 mg/L thì hiệu quả xử lý màu giảm không nhiều nhưng khi ta



Lớp 12B QLTNMT



45



Viện KH và CN Môi trường



Luận văn thạc sĩ kĩ thuật



Trịnh Thị Thu Hương



tăng nồng độ phẩm lên > 100 mg/L thì hiệu quả xử lý màu giảm rõ rệt ( từ 88,6% ở

100 mg/L xuống 40% ở 200 mg/L). Có thể giải thích là do sự chiếm vị trí của các

phân tử chất ô nhiễm trong nước thải khi các lỗ mao quản và bề mặt chất hấp phụ bị

lấp đầy thì sẽ diễn ra quá trình nhả hấp, quá trình hấp phụ là quá trình cân bằng

động nên một phần các chất ô nhiễm sẽ bị nhả ra làm cho hiệu suất của quá trình

hấp phụ giảm dần khi nồng độ tăng cao.



Hình 3.9: Ảnh hưởng của nồng độ chất ô nhiễm đến khả năng hấp phụ COD

Cũng giống như đối với khả năng hấp phụ màu, khả năng hấp phụ COD của

than bã cà phê cũng có xu hướng giảm dần khi nồng độ COD tăng. Tuy nhiên sự

giảm hiệu suất của quá trình hấp phụ COD ít hơn so với sự giảm hiệu suất của độ

màu.

 Tính dung lượng hấp phụ của vật liệu than bã cà phê

Từ kết quả khảo sát thực nghiệm tiến hành xác định dung lượng hấp phụ cực đại

của vật liệu đối với độ màu và COD:

a) Dung lượng hấp phụ độ màu



Lớp 12B QLTNMT



46



Viện KH và CN Môi trường



Luận văn thạc sĩ kĩ thuật



Trịnh Thị Thu Hương



Bảng 3.7: Mối liên hệ giữa Co, Cf và q của quá trình hấp phụ màu

STT



Co (mg/L)



Cf (mg/L)



q (mg/g)



Cf/q



1



50



2



1,2



1,667



2



100



11,4



2,215



5,147



3



200



97,6



2,56



38,125



4



300



180



3



60



5



400



260



3,5



74,286



6



500



358,5



3,537



101,343



Kết quả thực nghiệm cho thấy khi nồng độ phẩm màu trong nước thải tăng thì

tải trọng hấp phụ của vật liệu cũng tăng dần. Từ kết quả trên ta vẽ đồ thị biểu diễn

sự phụ thuộc của tải trọng hấp phụ vào nồng độ cân bằng C f của nước thải và đồ thị

biểu diễn sự phụ thuộc của Cf/q vào nồng độ cân bằng Cf



Hình 3.10 : Sự phụ thuộc của tải trọng hấp phụ q vào nồng độ cân bằng Cf



Lớp 12B QLTNMT



47



Viện KH và CN Môi trường



Luận văn thạc sĩ kĩ thuật



Trịnh Thị Thu Hương



Hình 3.11 : Đường biểu diễn sự phụ thuộc của Cf/q vào Cf

Sự phụ thuộc của Cf/q vào Cf được mô tả như phương trình:

Y = 0,276x + 4,986

Ta có : tgα = 1/qmax



qmax = 1/tgα = 1/0,276 = 3,62 (mg/g)



Như vậy tải trọng hấp phụ màu cực đại của than bã cà phê đối với phẩm Direct

Red 23 là 3,62 mg/g

b) Dung lượng hấp phụ COD

Bảng 3.9: Mối liên hệ giữa Co, Cf và q của quá trình hấp phụ COD

STT



Co (mg/L)



Cf (mg/L)



q (mg/g)



Cf/q



1



52



30



0,586



54,787



2



107



65,7



1,032



63,627



3



210



132,3



1,942



68,108



4



260



167



2,327



71,732



5



361



237,5



3,086



76,96



6



442



294,4



3,69



79,76



Tương tự như đối với độ màu, khi nồng độ chất ô nhiễm COD trong nước

thải tăng lên hiệu suất quá trình hấp phụ giảm nhưng tải trong hấp phụ vẫn tăng. Từ

các kết quả thực nghiệm vẽ đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của tải trọng hấp phụ vào

Lớp 12B QLTNMT



48



Viện KH và CN Môi trường



Luận văn thạc sĩ kĩ thuật



Trịnh Thị Thu Hương



nồng độ cân bằng Cf và đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của Cf/q vào nồng độ cân

bằng Cf:



Hình 3.12 : Sự phụ thuộc của tải trọng hấp phụ q vào nồng độ cân bằng Cf



Hình 3. 13: Sự phụ thuộc của Cf/q vào Cf

Sự phụ thuộc của Cf/q vào Cf được mô tả như phương trình:

Y = 0,088x + 55,49



Lớp 12B QLTNMT



49



Viện KH và CN Môi trường



Luận văn thạc sĩ kĩ thuật



Trịnh Thị Thu Hương



Ta có : tgα = 1/qmax

qmax = 1/tgα = 1/0,088 = 11,36(mg/g)

Như vậy tải trọng hấp phụ cực đại đối với COD của than bã cà phê trong

nước thải tự pha là 11,36 mg/g.

3.4. Thí nghiệm liên tục trên cột

Từ các thí nghiệm gián đoạn theo mẻ chọn ra được các thông số tối ưu cho quá

trình hấp phụ của than bã cà phê đối với nước thải tự pha. Tiếp tục tiến hành thí

nghiệm trên hệ liên tục ở các điều kiện tối ưu với lưu lượng đầu vào khác nhau ta

thu được các kết quả như bảng 3.10, 3.11 và hình 3.14, 3.15

Bảng 3.10: Kết quả hấp phụ màu của than bã cà phê

ở thí nghiệm hấp phụ liên tục trên cột



1 l/h



2h



3h



4h



5h



6h



7h



Ban đầu

(Pt- Co)



3570



3570



3570



3570



3570



3570



3570



3570



Sau HP

(Pt- Co)



78



51



36



25



42



208



1471



1267



97,8



98,6



98,8



99



99,3



99



85,4



64,5



Sau HP

(Pt- Co)



105



60



47



123



574



1177



1592



2099



97,5



98,3



98,7



99



98,6



85,7



65,5



41,2



Sau HP

(Pt- Co)



194



141



315



502



819



1118



1335



2863



H%



0,5 l/h



1h



H%



0,2 l/h



0,5 h



H%



Lưu

lượng



97,5



98



98,6



99,2



73,5



45,7



30



19,8



Lớp 12B QLTNMT



50



Viện KH và CN Môi trường



Luận văn thạc sĩ kĩ thuật



Trịnh Thị Thu Hương



Hình 3.14 : Khả năng hấp phụ màu trên hệ liên tục

Bảng 3.11: Kết quả hấp phụ COD trên hệ liên tục

Lưu

lượng



0,5 h

Ban đầu

(mg/L)

Sau HP



0,2 l/h



(mg/L)

H%

Sau HP



0,5 l/h



(mg/L)

H%

Sau HP



1 l/h



(mg/L)

H%



Lớp 12B QLTNMT



1h



2h



3h



4h



5h



6h



7h



52



52



52



52



52



52



52



52



29,8



29,6



29,4



29,3



29



28,9



36,3



41,8



42,7



43



43,5



43,7



44



44,5



30,2



19,7



30



29,7



29,3



29,2



28,9



34,2



42,3



43,9



42,5



42,8



43,6



43,8



44,4



34,2



18,7



15,5



30



29,3



29,12



29



36,4



43,4



46,5



47,5



42,5



43,7



44



44,2



30



16,5



10,5



8,7



51



Viện KH và CN Môi trường