Luận văn: Nghiên cứu khả năng sử dụng than bùn xử lí Ni2+ trong nước thải của công ty khoá Việt Tiệp potx

Khảo sát khả năng hấp phụ của vật liệu hấp phụ với mẫu nước thải chứa đồng cùa nhà máy khoá Việt Tiệp Hà NộiPhần III: Thực nghiệm: Từ các kết quả thí nghiệm em rút ra kết luận và những n

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO Trường: ĐHQG HÀ NỘI Trường ĐH KHOA HỌC TỰ NHIÊN

KHOA: HÓA HỌC

TÊN ĐỀ TÀI:

Nghiên cứu khả năng sử dụng than bùn xử lí

Ni2+ trong nước thải của công ty khoá Việt Tiệp

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP HỆ CHÍNH QUYNgành: Hoá Học

Giáo viên hướng dẫn: PGS TS Nguyễn Đình BảngSinh Viên: Phạm Thị Hường

Hà nội tháng 05 năm 2008

Hà nội ngày 02 tháng 05 năm 2008

CHƯƠNG I - MỞ ĐẦU

Chưa bao giờ vấn đề môi trường lại được nhắc đến nhiều như hiện nay sự ô nhiễm, đặc biệt là ô nhiễm môi trường nước, đang trở thành vấn đề nhức nhối không chỉ của riêng một quốc gia nào mà là mối quan tâm của toàn thế giới Việt Nam cũng không phải là ngoại lệ, nhất là khi mà nước ta đang ngày càng đổi mới trên con đường Công nghiệp hoá - Hiện đại hoá đất nước

Chính vì mức độ ô nhiễm trầm trọng của nó cũng như vì vị trí to lớn không thể thiếu của nước sạch không chỉ trong nhu cầu sinh hoạt mà vấn đề sử dụng, bảo vệ nước sạch đã, đang và cần được quan tâm thoả đáng Nhưng cần thiết hơn, cấp bách hơn là việc tìm ra các biện pháp xử lí nước thải nhằm cung cấp nước sạch đảm bảo cho đời sống

và sức khoẻ cộng đồng

Có rất nhiều các biện pháp cũng như các vật liệu dùng để xử lí nước tương ứng với các nguồn gây ô nhiễm Ví dụ: Phương pháp kết tủa, phương pháp chiết, phương pháp hấp phụ với các vật liệu như than hoạt tính, than xoan, quặng… Trong đó đang được ứng dụng nhiều nhất hiện nay là phương pháp hấp phụ

Than bùn cũng là một loại vật liệu hấp phụ đã được nghiên cứu sử dụng nhiều trên thế giới Tuy nhiên ở Việt Nam nó chưa được đánh giá và quan tâm xứng đáng Do vậy trongbản luận văn này chúng tôi xin được giới thiệu về than bùn - Một vật liệu hấp phụ đầy tiềm năng thông qua việc dùng than bùn để sử lí Cu2+ trong nước thải bằng phương pháp hấp phụ

Dựa trên cơ sở đó, em chia luận văn làm ba phần:

Phần I: Tổng quan: Giới thiệu chung về sự ô nhiễm nước bởi Cu2+, về than bùn và đại cương về nguyên tố Cu

CHƯƠNG II : Thực nghiệm: Tiến hành các nghiên cứu khảo sát về than tối ưu, ảnh hưởng của pH, thời gian hấp phụ, lượng Cu2+, lượng than đến hiệu suất hấp thụ Cu2+ của than bùn Khảo sát khả năng hấp phụ của vật liệu hấp phụ với mẫu nước thải chứa đồng cùa nhà máy khoá Việt Tiệp Hà Nội

Phần III: Thực nghiệm: Từ các kết quả thí nghiệm em rút ra kết luận và những nhận xét thích hợp

Do trong quá trình tiến hành nghiên cứu còn nhiều hạn chế về thời gian, điều kiện nghiên cứu cũng như kiến thức nên có thể có những sai sót không trành khỏi, em mong thầy cô

và cácn bạn thông cảm đồng thời xem xét giúp đỡ em hoàn thiện hơn nữa việc nghiên cứu này để mong có thể góp một phần nhỏ bé của chúng em vào công cuộc bảo vệ môi trường

I Tầm quan trọng của nước và tình hình nước hiện nay

II Nước ô nhiễm

III Nước và các yếu tố ảnh hưởng đến môi trường nước

Phân loại nước bị ô nhiễm và nước thải

Một số chỉ tiêu chất lượng nước

ảnh hưởng của kim loại nặng đối với môi trường

một số nguồn gây ô nhiễm kim loại nặng

Khai thác mỏ

Các ngành công nghiệp khác

Một số phương pháp xử lí kim loại nặng

Phương pháp trao đổi ion

Phương pháp kết tủa

Phương pháp thẩm thấu ngược

Phương pháp hấp phụ

Kỹ thuật hấp phụ dùng các vật liệu tự nhiên

Nhóm vật liệu có nguồn gốc vô cơ

Kỹ thuật hấp phụ dùng vật liệu hấp phụ chế tạo từ than bùn

Giới thiệu về than bùn

Cơ chế hấp phụ của than bùn

Động học của quá trình hấp phụ

Ái lực của kim loại đối với than bùn

Thu hồi kim loại từ than bùn và tái tạo vật liệu hấp phụ

Nguồn than bùn ở Việt Nam

Kết luận chung về than bùn

Nội dung và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết của phương pháp hấp phụ

Khái niệm chung

Hấp phụ vật lý và hấp phụ hoá học

Cân bằng hấp phụ và tải trong hấp phụ

Phương trình cơ bản của quá trình hấp phụ

Phương trình động lực hấp phụ

Các mô hình hấp phụ đẳng nhiệt

Một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ và giải hấp

Quá trình hấp phụ đồng trên cột

Đại cương về đồng và sự ô nhiễm đồng

Chương II Thực nghiệm

Chọn điều kiện đo

Lập đường chuẩn đo đồng theo phương pháp AAS

Thực nghiệm

Sơ chế vật liệu hấp phụ, khảo sát và so sánh với vật liệu hoạt hoá

Sơ chế vật liệu hấp phụ

Quy trình tạo viên từ vật liệu hấp phụ và quá trình chạy cột

Chạy cột và thông số liên quan đến cột

Phân tích xác định nồng độ Cu2+ có trong nước thải mạ điện và quy trình xử lý

Chương I - Tổng quan

1.1.a Tầm quan trọng của nước và tình hình nước hiện nay

Tất cả chúng ta đều biết rằng, nước có vai trò vô cùng quan trọng trong cuộc sống Tất cảmọi hoạt động từ sinh hoạt đến sản xuất công nghiệp, nông nghiệp… đều không thể tồn tại nếu thiếu nước Mặt khác nước còn là một trong các chỉ tiêu xác định mức độ phát triển của nền kinh tế xã hội

Ví Dụ: Để có được một tấn sản phẩm, lượng nước cần tiêu thụ như sau: Than cần 3÷ 5 tấn nước, dầu mỏ từ 30 ÷50 tấn nước, giấy từ 200 ÷300 tấn, gạo từ 5000 ÷ 10.000 tấn nước… Bên cạnh đó, nước còn tham gia vào nhiều quá trình hoá học quan trọng trong cơthể người và sinh vật…

Nhìn chung, khối lượng nước tiêu thụ trên thế giới được phân phối như sau:

+ 3 ÷ 9% cho nhu cầu sinh hoạt

+ 15% ÷17% để sản xuất công nghiệp

+ 80% cho sản xuất nông nghiệp

Lượng nước trên thế giới rất lớn (chiếm 71% diện tích bề mặt trái đất) nhưng theo các nhà nghiên cứu thì 97,3% là nước mặn Như vậy tức là lượng nước ngọt còn lại rất ít Ngày nay vấn đề khan hiếm nước ngọt đã thực sự trở thành mối lo ngại của toàn thế giói, ngay cả ở những vùng có điều kiện thuận lợi nhất về sông ngòi Bên cạnh đó nước ngọt lại đang bị đe doạ bởi sự ô nhiễm nghiêm trọng

Với nhu cầu cuộc sống ngày càng cao, xã hội ngày càng phát triển thì nước ngọt ngày càng trở nên quan trọng và cần thiết không chỉ cho sinh hoạt mà còn cho cả sảc xuất kinh tế

1.1.b Nước ô nhiễm

1.1.1 Nước và các yếu tố ảnh hưởng đến môi trường

Nước là nguồn tài nguyên rất cần thiết cho sự sống trên trái đất Nước luôn luôn tuần hoàn trong thế giới tự nhiên

Các chất gây ô nhiễm khi đi vào môi trường nước, dưới tác động của các yếu tố tự nhiên

sẽ biến đổi, tồn lưu và tác động đến môi trường, có nhiều tác nhân gây ô nhiễm, tuy nhiêntrong nghiên cứu ta chia 10 nhóm cơ bản:

- Các chất hữu cơ dễ bị phân huỷ sinh học

- Các chất hữu cơ bền (không bị phân huỷ sinh học)

- Các chất rắn dưới dạng huyền phù, keo…

Ở nước ta mức độ đô thị hoá còn thấp nhưng do cơ sở hạ tầng còn yếu kém nên môi trường nước một số nơi bị ô nhiễm và hầu hết các hệ thống nước thải công nghiệp, lẫn đôthị chưa qua xử lí đã thải vào hệ thống thoát nước chung và nhiều vùng nguồn nước ngầm

bị đe doạ ô nhiễm, đặc biệt là các điểm gần tập trung như: rác thải đô thị, công nghiệp, các nghĩa trang…

Chính vì vậy mà đã có nhiều hội nghị khoa học quan tâm đến những biện pháp cụ thể bảo

vệ môi trường và chống ô nhiễm môi trường nước

1.1.2 Phân loại nước bị ô nhiễm và nước thải

Để đảm bảo cho biện pháp công nghệ cụ thể được thực thi và lựa chọn giải pháp ta phân chia thành các loại nước thải sau đây:

- Nước thải sinh hoạt

- Nước thải công nghiệp (hay còn gọi là nước thải sản xuất)

- Nước thải tự nhiên

- Nước thải đô thị (nước thải đô thị là thuật ngữ chung để chỉ chất lỏng trong hệ thống thoát nước của một thành phố, một khu đô thị; đó là hỗn hợp của các loại nước thải kể trên )

1.1.3 Một số chỉ tiêu chất lượng nước

Như đã biết, nước thải là một hệ dị thể phức tạp, nên việc nghiên cứu về nước và nước thải, nước bị ô nhiễm cần được xem xét toàn diện cả về thành phần lẫn tính chất cũng như sự biến đổi đặc điểm lý – hoá – sinh học của nước, do các loại tạp chât có trong nướcgây ra Tuy nhiên, trong những điều kiện cho phép, ta có thể sử dụng một số chỉ tiêu chính để đánh giá chất lượng của nước và nước thải, nước bị ô nhiễm, từ đó có thể đưa ra các phương pháp thích hợp

Một số chỉ tiêu

* Hàm lượng hợp chất hữu cơ trong nước được xét thông qua các chỉ số

- Tổng lượng các bon hữu cơ TOC

- Chỉ số COD – Nhu cầu ô xi hoá học

* Chỉ tiêu vi sinh vật của nước, được xét thông qua các chỉ số

- Chỉ số E.coli và độ chuẩn coli (E.coli; Đ.C.coli)

- Tổng số vi khuẩn hiếu khí trong nước (VKHK)

* Độ pH của nước

* Độ cứng của nước, hàm lượng các ion Canxi (Ca), Magie (Mg)

* Độ dẫn điện của nước, EC

* Hàm lượng một số kim loại trong nước như Fe, Pb, Cu, Zn, Cd…

* Độ trong Sneller

Trong bản luận văn này, chúng tôi chọn mẫu nước thải công nghiệp mạ điện nhằm mục đích nghiên cứu xử lí kim loại nặng của nhà máy mạ điện

1.2 Ảnh hưởng của kim loại nặng với môi trường [4]

Các kim loại nặng tồn tại trong cơ thể sống với hàm lượng rất nhỏ nhưng đóng vai trò quan trọng, chúng có thể được xem như vi chất dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển của

cơ thể Tuy nhiên, nếu tồn tại với hàm lượng lớn thì chúng là những chất có hại Các kim loại nặng nói chung là những chất kìm hãm tính xúc tác của enzym, chúng có ái lực lớn với nhóm – SH hay – SCH3 của các enzym và dần dần làm mất hoạt tính của enzym.

Cơ chế kìm hãm hoạt tính enzym có thể mô tả trong sơ đồ sau

[Enzym] + Me2+ →[Enzym] Me + 2H+

(Me là các ion kim loại, Cd2+, Ni2+, Zn2+…)

Khi các ion kim loại trong cấu trúc metalloenzym bị thế chỗ bởi các ion kim loại khác có cùng điện tích và kích thước tương đương, hoạt tính sinh học của enzym sẽ bị biến đổi 1.3.Một số nguồn gây ô nhiễm kim loại nặng

Có nhiều nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nước, song các chất thải công nghiệp được xem là nguyên nhân chính [2] Các nguồn gây ô nhiễm kim loại nặng do hoạt động công nghiệp bao gồm:

+ Công nghiệp sản xuất các hợp chất vô cơ

Các kim loại nặng được thải ra ở hầu hết các quá trình sản xuất hoá chất vô cơ như quá trình sản xuất xút – clo, HF, thuốc nhuộm, NiSO4, CuSO4… Trước đây, thuỷ ngân được thải ra với lượng lớn trong quá trình sản xuất xút – clo vì công nghệ sản xuất xút – clo sử dụng điện cực thuỷ ngân Dòng nước thải từ bể điện phân có thể có nồng độ thuỷ ngân lên tới 35mg/ lít nồng độ Niken cao tới 390mg/lít được phát hiện trong nước thải từ một nhà máy sản xuất NiSO4 Khi hàm lượng kim loại nặng thải ra cao như vậy, nếu không cóbiện pháp xử lí thích hợp, triệt để thì ô nhiễm nguồn nước là hậu quả tất yếu Vì vậy vấn

đề xử lí tách loại chúng được đặt ra hết sức cấp bách

+ Mạ điện

Nước thải của quá trình mạ điện có chứa một hàm lượng kim loại khá cao Môt nghiên cứu tại một nhà máy mạ Crôm ở Mỹ chỉ ra rằng trong nước thải rửa nồng độ Crôm là 1,84mg/lít và Ni là 4,1mg/lít Nước rửa từ quá trình mạ đồng có hàm lượng Crôm lên tới 0,84mg/lít và đồng là 0,44mg/lít Số lượng các cơ sở mạ điện là rất lớn, do vậy ô nhiễm kim loại nặng do mạ điện là một nguồn đáng kể

Theo một số liệu thống kê, trên địa bàn thành phố Hà Nội (2003), tại 31 xưởng mạ, có tới22/31 cơ sở mạ điện quy mô gia đình mà nước thải bể mạ hầu như đổ trực tiếp ra mương thoát nước chung hoặc được pha loãng trước khi đổ ra mương thoát nước mà không qua khâu xử lí nào Trong tổng số 31 cơ sở điều tra có 13/31cơ sở sử dụng Niken; 21/31 cơ sở

sử dụng kẽm; 24/31cơ sở có sử dụng Crôm Bên cạnh các kim loại sử dụng phổ biến trên,Chì, Đồng, và nhiều hoá chất khác được sử dụng trong quy trình mạ cũng là những nguyên nhân gây ô nhiễm nước

Để hiểu rõ về quy trình mạ điện sau đây chúng tôi xin giới thiệu khái quát lên quy trình

mạ điện của công ti khoá Việt Tiệp, nơi chúng tôi tiến hành nghiên cứu xử lí nước thải.Quy trình mạ điện của công ti khoá Việt Tiệp được nhập ngoại từ Đài Loan để đáp ứng nhu cầu về sản phẩm trong giai đoạn phát triển bùng nổ của đất nước

Quy trình công nghệ mạ Cu – Ni – Cr được thực hiện theo sơ đồ được nêu ở dưới đây

Phôi cần mạ

Bể ngâm tẩy

Bể tẩy siêu âm

Bể tẩy điện phân

Phôi sau mạ

Bể trung hoà axít

Thu hồi

Bể mạ Cu

+ Quá trình sản xuất sơn, mực, thuốc nhuộm

Qua phân tích nước thải của các quá trình sản xuất sơn, mực, thuốc nhuộm, người ta phát hiện thấy nồng độ một số kim loại nặng rất cao Ví dụ như Al là 100mg/lít, Pt là

0,8mg/lít, Zn là 10mg/lít…

Qua các số liệu thống kê, có thể thấy tình trạng ô nhiễm môi trường nước ở Việt Nam kháphổ biến và đang là vấn đề cần giải quyết cấp bách trong quá trình phát triển kinh tế xã hội Việc kiểm soát, bảo vệ các nguồn nước cũng như hệ sinh thái là việc làm có ý nghĩa chiến lược quốc gia Vì vậy, bên cạnh các biện pháp kiểm soát ô nhiễm với những chính sách bảo vệ môi trường của nhà nước, nghiên cứu các phương pháp xử li ô nhiễm nước hiệu quả, kinh tế là một việc làm thiết thực và có ý nghĩa

1.4 Một số phương pháp xử lí kim loại nặng

1.4.1 Phương pháp trao đổi ion [5]

Cơ sở của phương pháp dựa trên qúa trình trao đổi ion của bề mặt chất rắn với các ion có cùng điện tích trong dung dịch khi tiếp xúc với nhau Các chất này gọi là các chất iônít (chất trao đổi ion), chúng hoàn toàn không tan trong nước Các chất có khả năng trao đổi ion dương từ dung dịch điện li gọi là các cationít, những chất này mang tính axít Các chất có khả năng trao đổi ion âm gọi là các aniônít và chúng mang tình kiềm Các ion có khả năng trao đổi cả anion và cation thì được gọi là iônít lưỡng tính Chất trao đổi ion có thể là các chất vô cơ hoặc hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên hay được tổng hợp:

* Các chất trao đổi ion vô cơ tự nhiên: zeolít, đất sét, fespat…

* Các chất trao đổi ion có nguồn gốc vô cơ tổng hợp: sillicagen, các ôxít và hidrôxít khó tan của một số kim loại: Al, Zn, Cr….

* Các chất trao đổi ion hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên: Axít humíc của đất (chất mùn)

* Các chất trao đổi ion tổng hợp gồm các khung pôlime hữu cơ được gắn với các nhóm

có khả năng trao đổi anion, cation như RSO3H, RCOOH, ROH, RPO3H… Phương pháp này có lợi thế về nhiều mặt:

- Cho phép thu hồi chất có giá trị với mức độ làm sạch cao

- Thiết bị vận hành đơn giản

- Vật liệu có thể tái sinh được nhiều lần

Song, trong thực tế nhựa trao đổi ion cần đến 60% thể tích bình chứa và 40% còn lại là thể tích dung dịch đi vào do vậy phương pháp này phù hợp cho quy trình sản xuất nhỏ, còn với quy trình sản xuất lớn bị hạn chế

So với kỹ thuật kết tủa hyđrôxit, kết tủa dưới dạng muối cacbonát thu được kết tủa đồng nhất hơn khi tiến hành ở pH = 8 – 9, do đó dễ thu hồi kết tủa bằng cách lọc hay gạn Phương pháp này bị hạn chế bởi một số muối cacbônat kim loại có tích số tan lớn nên hiệu quả tách loại thấp Vì vậy, kỹ thuật kết tủa cácbonat ít thông dụng hơn kết tủa dạng hyđroxit Hiện tượng quá bão hoà và tạo phức cũng làm giảm mạnh hiệu quả xử lí Để khắc phục người ta làm tăng số mầm kết tủa bằng cách đưa cát mịm hoặc CaCO3 dạng huyền phù vào trong dòng thải cần xử lý Nhờ vậy kết tủa thu được dễ dàng hơn

Kỹ thuật kết tủa dưới dạng sunfua cũng thường được sử dụng bởi kết tủa sunfua kim loại

có độ tan nhỏ Kỹ thuật này có thể sử dụng khi dòng thải chứa phức chất, thậm chí ngay khi dòng thải chứa các axit có tính ôxi hoá Muối sunfua kim loại kiềm thổ có độ tan khá lớn nên kỹ thuật kết tủa sunfua cho phép thu hồi chọn lọc các kim loại nặng Nhược điểmcủa phương pháp này là khó thu hồi toàn bộ kết tủa sunfua vì đôi khi chúng tồn tại ở dạnghuyền phù keo, giá thành của tác nhân kết tủa (Na2S, H2S) cao

Ngoài các kỹ thuật kể trên, người ta cũng sử dụng một số cách khác nhằm làm giảm nồng

độ còn lại của kim loại Đó là các kỹ thuật đồng kết tủa với các tác nhân trợ kết tủa hay tạo phức vòng càng, kết tủa dưới dạng sunfua hữu cơ… những kỹ thuật này thường dẫn đến việc sử dụng nhiều hoá chất, giá thành cao và cần có bước xử lý thứ cấp

1.4.3 Phương pháp thẩm thấu ngược [6]

Phương pháp thẩm thấu được dùng để tách dung môi khỏi chất tan Nguyên tắc của phương pháp là: Nếu có một dung dịch và một dung môi nguyên chất hoặc hai dung dịch

có nồng độ khác nhau ngăn cách nhau bởi một màng bán thấm thì dùng môi sẽ khuếch tán từ dung dịch có nồng độ thấp sang phía dung dịch có nồng độ cao hơn Hiện tượng này xảy ra cho tới khi màng bán thấm phía dung dịch chịu một áp suất thuỷ tĩnh bằng với

áp suất thẩm thấu của dung dịch p = ∆C.R.T

∆C: Nồng độ (mol/lít), p: áp suất thẩm thấu , R hằng số khí , T nhiệt độ tuyệt đối

Nếu đặt dung dịch dưới một áp suất thuỷ tĩnh lớn hơn áp suất thẩm thấu thì dung môi sẽ khuyếch tán từ dung dịch qua màng bám thấm sang phía dung môi nguyên chất cho tới khi đạt cân bằng mới trong đó áp suất thuỷ tĩnh bằng áp suất thẩm thấu bên ngoài Đó là quá trình thẩm thấu ngược Người ta dựa vào nguyên tắc này để chế tạo các thiết bị tách chất bằng màng Quá trình này phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất, điều kiện thuỷ động, kết cấu thiết bị, bản chất và nồng độ nước thải Áp suất sử dụng nhiều nhất cho quá trình thẩm thấu ngược có thể đạt tới 150bar Nếu màng bán thấm chỉ giữa lại những phân tử lớn có nghĩa là ấp suất thẩm thấu thấp thì nó gọi là phương pháp siêu lọc Thẩm thấu ngược và siêu lọc hiện nay là những phương pháp tách qua màng bán thấm quan trọng nhất

4, …) thì dúng

các chất hấp phụ có khả năng hấp phị hoá học các chất phân cực như các hợp chất phụ vô

cơ, chất hấp phụ vật liệu tổng hợp như polyurethane, sợi polistiren…

Trong nhiều giai đoạn của qui trìnớccong nghê xử lí nước, ta có thể thấy, không thể thiếu được vai trò của hấp phụ, bởi vì, muốn xử lí triệt để các chất ô nhiễm trong nước thì việc dùng các chất hấp phụ thường cho hiệu quả cao; đồng thời, có nhiều kiểu loại chất hấp phụ (CHP) cho phép tách loại các chất tan gây ô nhiễm ở hai dạng: các chất vô cơ và các chất hữu cơ ( hay là chất phân cực và không phân cực)

Điều này cho thấy tính ưu việt của phương pháp hấp phụ và vai trò của các CHP là rất quan trọng, rất cần thiết trong các quá trình làm sạch nước, xử lí nước; từ đó, tìm kiếm vànghiên cứu chế tạo các chất hấp phụ thích hợp dùng trong phương pháp xử lí

1 4 5 Kĩ thuật hấp phụ dùng các vật liệu tự nhiên

Phương pháp hấp phụ được sử dụnh rộng rãi trong xử lí nược thải công nhiệp vì nó cho phép tách loại đồng thời nhiều chất bẩn( bao gồm cả chất hữu cơ và vô cơ) từ một nguồn nước ô nhiễm và tách loại tốt ngay khi chúng ở nồng độ thấp Bên cạnh đó, sử dụng phương pháp hấp phụ còn tỏ ra có ưu thế hơn các phương pháp khác và giá thành xử lí thấp Vật liệu hấp phụ có thể chế tạo từ nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau, theo những phương pháp khác nhau, đặc biệt nó co thể chế tạo bằng cách biến tính các chất thải gây

ô nhiễm môi trường như: tro bay, than bùn hay các phế thải nông nghiệp như: vỏ trấu, vỏ đậu, bã mía, lõi ngô, vỏ dừa…Điều này rất có ý nghĩa khi đem chất có khả năng gây ô nhiễm môi truờng để xử lí ô nhiễm môi trường Các loại vật liệu hấp phụ thường sử dụng

có thể kể đến một số nhóm chất như sau:

1.4.5.1 Nhóm vật liệu có nguồn gốc tự nhiên [12, 13, 14]

Trên thế giới, việc nghiên cứu các kĩ thuật chế tạo và sử dụng vật liệu hấp phụ tự nhiên

để tách loại kim loại nặng từ nguồn nước bị ô nhiễm đã phát triển trong những năm gần đây Vật liệu hấp phụ chế tạo từ nguồn tự nhiên: vỏ trấu, bã mía, lõi ngô, bã xhè, vỏ đậu, cám gạo, rau câu, rơm rạ…hầu hết đều có khả năng tách loại, thu hồi tốt các kim loại nặng, giá thành thấp lại không đòi hỏi những khâu xử lí vật liệu phức tạp, Vì vạy, loại vậtliệu này được các nhà khoa học ngày càng quan tâm [12]

+ Vỏ lạc (peanut hulls)

Periasamy và Namasivayam đã sử dụng vỏ lạc để chế tạo than hoạt tính với khả năng tách loại Cd2+ rất cao Chỉ cần với hàm lượng than hoạt tính là 0.7g/lít có thể hấp phụ dung dịch chứa Cd2+ nồng độ 20m/lít Nếu so sánh với các loại than hoạt tính(dạng viên)

có trên thị trường thì khả năng hấp phụ của nó cao gấp 31 lần[13]

+ Vỏ đậu tương (soybean hulls)

Có khả năng hấp phụ tốt đối với nhiều kim loịa nặng như đồng, kẽm và các hợp chất hữu

cơ Trong sự so sánh với một số vật liệu tự nhiên khác (bã mía, vỏ trấu) vỏ đậu thể hiện tiềm năng hấp thụ cao hơn hẳn đặc biệt đối với các ion kim loại nặng Vỏ đậu sau khi được xử lý với NaOH và lưới hoá bằng axit citric, một gram vật liệu có thể tách loại tới 1,7mmol đồng (ứng với 180mg/g) [14]

+ Bã mía (sugarcane bagasse)

Được đánh giá như phương tiện lọc chất bẩn từ dung dịch nước và được ví như than hoạt tính trong việc loại bỏ các kim loại nặng: Cr6+, Ni2+ , Cu2+ … Bên cạnh khả năng tách loạikim loại nặng, bã mía còn thể hiện khả năng hấp phụ tốt đối với dầu

+ Bã chè(waste tea), bã café (exhausted coffee)

Nghiên cứu sự tách loại Al3+ , Cr3+ , Cd2+ bằng bã chè, bã café , Orhan và Buyukgungor chỉ ra rằng khả năng hấp phụ của Al3+ là rất tốt Khi tiến hành thí nghiệm gián đoạn: sử dụng 0,3g vật liệu khuấy vưói 100ml nước thải chứa 3 ion kim loại trên thì Al3+ bị tách loại tới 98% bởi bã chè và 96% bởi bã café [12]

1.4.5.2 Nhóm vật liệu có nguồn gốc vô cơ [1]

+ Diatomit:

Là một loại khoảng vật tự nhiên có thành phần chủ yếu là SiO2 ngoài ra còn có Al2O3

cùng một số oxit khác với hàm lượng nhỏ hơn Diatomit là một loại khoáng có cấu trúc xốp thường ở trạng thái phân tán cao Do có độ xốp lớn nên diatomit có thể được sử dụngrộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau vật liệu cách điện, cách âm, bê tông nhẹ , dung dịch khoan Khi diatomit chứa không ít hơn 90% SiO2, không quá 2%Fe2O3, 3% các hợp chất hữu cơ và độ ẩm khoảng 2% thì nó được sử dụng dùng làm chất trợ lắng, trợ lọc và làm trong nước, làm giảm độ cứng của nước sinh hoạt, dùng để loại bỏ chất phóng xạ trong nước thải

+ Khoáng bentonit:

Bentonit là khoáng sét phi kim thuộc loại alumino silicat, thành phần hoá học có thể viết chung là Si8(AlxMy)O20 trong đó M là Ca, Mg, Na Có 2 loại bentonit là bentonit kiềm (Na, K) và bentonit kiềm thổ (Mg, Ca) Nhìn chung bentonit xử lý hiệu quả đối với nước thải chứa chất không tan như các chất hữu cơ, dầu, vi sinh vật Để xử lý các muối tan chứa ion kim loại, người ta sử dụng bentonit đã hoạt hoá biến tính

+ Sử dụng tro bay làm vật liệu xử lí môi trường

Tro bay được thoát ra từ ống khói các nhà máy nhiệt điện, nó được giữ lại bằng các bộ lọc cơ học hay xiclon tĩnh điện Lượng tro bay thải ra hàng năm của các nhà máy rất lớn

và đó là một trong những nguồn gây ô nhiễm môi trường quan trọng Theo số liệu của cục bảo vệ môi trường Hoa Kỳ thì năm 2000 lượng tro bay thải ra từ các nhà máy nhiệt