Nghiên cứu xử lý amoni trong nước ngầm bằng phương pháp hấp thụ sử dụng than cacbon hoá sản xuất từ lõi ngô

Hoạt động nông nghiệp gắn liền với các loại phân bón trên diện rộng, các loại nước thải nông nghiệp, sinh hoạt giàu hợp chất nitơ thải vào môi trường làm cho nước ngầm ngày càng bị ô nhi

HÓA SẢN XUẤT TỪ LÕI NGÔ

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Chuyên ngành: Hóa công nghệ - Môi trường

HÀ NỘI - 2014

HÓA SẢN XUẤT TỪ LÕI NGÔ

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Chuyên ngành: Hóa công nghệ - Môi trường

Người hướng dẫn khoa học

Ts TRỊNH VĂN TUYÊN

HÀ NỘI - 2014

LỜI CẢM ƠN

Với lòng biết ơn chân thành nhất, em xin gửi lời cảm ơn TS Trịnh

Văn Tuyên, phó Viện trưởng Viện Công nghệ môi trường – Viện Hàn lâm

Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ em hoàn thành bản khóa luận tốt nghiệp này

Em xin trân trọng gửi lời cảm ơn tới các thầy, cô giáo trong khoa Hóa học đã nhiệt tình giảng dạy và giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập dưới mái trường ĐH Sư phạm Hà Nội 2

Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đã luôn tạo mọi điều kiện, động viên, giúp đỡ em trong quá trình học tập

Do điều kiện thời gian và trình độ còn hạn chế, nên bản thân khóa luận này không tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong nhận được sự góp ý của thầy, cô giáo cũng như toàn thể các bạn để khóa luận của em có thể hoàn thiện hơn

Hà Nội, tháng 5 năm 2014 Sinh viên thực hiện

Trần Thị Phương

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan bài khóa luận tốt nghiệp này là công trình nghiên cứu thực sự của cá nhân em, được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết, nghiên cứu khảo sát thực nghiệm dưới sự hướng dẫn khoa học của TS Trịnh Văn Tuyên

Các số liệu và những kết quả đo được trong khóa luận là trung thực, do

cá nhân em tiến hành thí nghiệm

Hà Nội, tháng 5 năm 2014 Sinh viên thực hiện

Trần Thị Phương

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1.Một số điểm khác nhau giữa nước ngầm và nước mặt 4

Bảng 1.2 TOC của than carbon hóa từ các vật liệu khác nhau 25

Bảng 1.3 Kích thước và diện tích bề mặt riêng của than cacbon hóa trên các vật liệu khác nhau 25

Bảng 2.1 Kết quả đo amoni 1số mẫu nước ngầm ở Hà Nội 28

Bảng 3.1 Tỷ lệ bay hơi nước khi sấy lõi ngô 39

Bảng 3.2 Hiệu suất thu hồi sản phẩm ở T = 3000C 40

Bảng 3.3 Hiệu suất thu hồi sản phẩm ở T = 4000C 41

Bảng 3.4 Hiệu suất thu hồi sản phẩm ở T = 5000C 42

Bảng 3.5 Khả năng hấp phụ của các loại than 43

Bảng 3.6 Ảnh hưởng của thời gian khuấy đến hiệu suất xử lý amoni 44

Bảng 3.7 Ảnh hưởng của khối lượng than đến hiệu suất xử lý amoni 46

Bảng 3.8 Ảnh hưởng của nồng độ amoni đến dung lượng hấp phụ của than 48

Bảng 3.9 Ảnh hưởng của lưu lượng đến hiệu suất xử lý amoni 49

Bảng 3.10 Thời gian thay than trong cột hấp phụ 51

DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 2.1 Mẫu đo amoni tại 1 số điểm ở Hà Nội 29

Hình 2.2 Lò nung 31

Hình 2.3 Thiết bị Jartest 32

Hình 2.4 Máy quang phổ UV – Vis 32

Hình 2.5 Thiết bị pilot 34

Hình 2.6 Sơ đồ thiết bị xử lý amoni theo phương pháp hấp phụ sử dụng than cacbon hóa 35

Hình 3.1 Đồ thị biểu diễn tỷ lệ hơi nước bay hơi của lõi ngô theo thời gian 40

Hình 3.2 Lõi ngô sau khi nung ở T = 3000C (thời gian 20, 30 phút) 41

Hình 3.3 Lõi ngô sau khi nung ở T = 4000C (thời gian 10,20,30 phút) 41 Hình 3.4 Lõi ngô sau khi nung ở T = 5000C (thời gian 10,20,30 phút) 42 Hình 3.5 Đồ thị biểu diễn sự biến đổi hiệu suất thu hồi sản phẩm theo thời gian ở các nhiệt độ khác nhau 42

Hình 3.6 Đồ thị thể hiện khả năng hấp phụ của các loại than 44

Hình 3.7 Đồ thị ảnh hưởng của thời gian khuấy đến hiệu suất xử lý amoni 45

Hình 3.8 Ảnh hưởng của thời gian khuấy đến hiệu suất xử lý amoni 45

Hình 3.9 Đồ thị ảnh hưởng khối lượng than đến hiệu suất xử lý amoni 47

Hình 3.10 Ảnh hưởng của khối lượng than đến hiệu suất xử lý amoni 47 Hình 3.11 Đồ thị ảnh hưởng của nồng độ amoni đến dung lượng hấp phụ của than cacbon hóa 48

Hình 3.12 Đồ thị ảnh hưởng của lưu lượng đến hiệu suất xử lý amoni 50

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 3

1.1 Ô nhiễm amoni trong nước ngầm 3

1.1.1 Giới thiệu vài nét về nước ngầm ở Việt Nam 3

1.1.2 Sơ lược về amoni 4

1.1.3 Hiện trạng ô nhiễm amoni trong nước ngầm ở Việt Nam 5

1.1.4 Các nguyên nhân gây ô nhiễm nước ngầm 7

1.1.5 Ảnh hưởng của amoni đối với sức khỏe con người 10

1.2 Tổng quan về các phương pháp xử lý amoni 11

1.2.1 Phương pháp clo hóa 11

1.2.2 Phương pháp kiềm hóa và làm thoáng 12

1.2.3 Phương pháp Ozon hóa với xúc tác Bromua 13

1.2.4 Phương pháp trao đổi ion 13

1.2.5 Phương pháp sinh học 15

1.2.6 Phương pháp hấp phụ 17

1.3 Tổng quan về phương pháp hấp phụ 18

1.3.1 Khái niệm chung 18

1.3.2 Phân loại 18

1.3.3 Các đại lượng đánh giá hệ hấp phụ 19

1.4 Giới thiệu về công nghệ cacbon hóa, than cacbon hóa 23

1.4.1 Công nghệ cacbon hóa 23

1.4.2 Than cacbon hóa 24

1.4.3 Vật liệu làm than cacbon hóa: lõi ngô 26

1.4.4 Phân tích lựa chọn phương pháp xử lý ô nhiễm amoni 27

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28 2.1 Đối tượng nghiên cứu 28

2.2 Phương pháp nghiên cứu 29

2.2.1 Phương pháp tổng quan tài liệu 29

2.2.2 Phương pháp thực nghiệm 30

2.2.3 Phương pháp tính toán và xử lý số liệu 35

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 39

3.1 Kết quả sản xuất than cacbon hóa từ lõi ngô 39

3.1.1 Độ ẩm của lõi ngô 39

3.1.2 Hiệu suất thu hồi sản phẩm than cacbon từ lõi ngô 40

3.2 Kết quả nghiên cứu khả năng hấp phụ amoni của than cacbon hóa 43 3.2.1 Quy mô Jartest 43

3.2.2 Thực nghiệm trên thiết bị pilot 49

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 52

TÀI LIỆU THAM KHẢO 54

Các nguồn nước được sử dụng chủ yếu là nước mặt và nước ngầm đã qua xử lý hoặc sử dụng trực tiếp Phần lớn chúng đều bị ô nhiễm bởi các tạp chất với thành phần và mức độ khác nhau tuỳ thuộc vào điều kiện địa lý, đặc thù sản xuất, sinh hoạt của từng vùng và phụ thuộc vào địa hình mà nó chảy qua hay vị trí tích tụ Ngày nay, với sự phát triển của nền công nghiệp, quá trình đô thị hoá và bùng nổ dân số đã làm cho nguồn nước tự nhiên ngày càng cạn kiệt và ngày càng ô nhiễm

Hoạt động nông nghiệp gắn liền với các loại phân bón trên diện rộng, các loại nước thải nông nghiệp, sinh hoạt giàu hợp chất nitơ thải vào môi trường làm cho nước ngầm ngày càng bị ô nhiễm các hợp chất nitơ mà chủ yếu là amoni

Amoni không gây độc trực tiếp cho con người nhưng sản phẩm chuyển hoá từ amoni là nitrit và nitrat là yếu tố gây độc Các hợp chất nitrit và nitrat hình thành do quá trình oxi hoá của vi sinh vật trong quá trình xử lý, tàng trữ

và chuyển tải nước đến người tiêu dùng Vì vậy việc xử lý amoni trong nước

là đối tượng rất đáng quan tâm

Hơn nữa, Việt Nam có diện tích trồng ngô rất lớn Hàng năm, hàng nghìn tấn lõi ngô thải bị đổ ra môi trường gây ô nhiễm và mất mĩ quan Trong khi đó lõi ngô có rất nhiều công dụng hữu ích mà người dân nước ta chưa biết

2

cách tận dụng triệt để Đặc biệt, lõi ngô cũng được ứng dụng hiệu quả trong việc chế tạo vật liệu hấp phụ trong xử lý môi trường với giá thành rẻ, quy trình chế tạo vật liệu đơn giản, không đưa thêm vào nước tác nhân độc hại

Vì vậy, với mục đíchloại bỏ amoni trong nước ngầm, đồng thời giúp

làm giảm lượng chất thải rắn nông nghiệp, chúng tôi đã chọn đề tài “Nghiên

cứu xử lý amoni trong nước ngầm bằng phương pháp hấp phụ sử dụng than cacbon hóa sản xuất từ lõi ngô”

 Mục tiêu của đề tài

- Sản xuất than cacbon hóa từ lõi ngô

- Loại bỏ amoni (NH4+) trong nước ngầm bằng than cacbon hóa sản xuất

từ lõi ngô

 Nội dung nghiên cứu chính của đề tài

- Tổng quan về phương pháp xử lý amoni

- Tổng quan vềcông nghệ cacbon hóa, than cacbon hóa

- Thực nghiệm xử lý amoni bằng phương pháp hấp phụ và nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ, thời gian, khối lượng của than cacbon hóa đến hiệu xuất xử lý amoni

- Xác định dung lượng hấp phụ của than cacbon hóa

3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 Ô nhiễm amoni trong nước ngầm

1.1.1 Giới thiệu vài nét về nước ngầm ở Việt Nam

Việt Nam là quốc gia có nguồn nước ngầm khá phong phú về trữ lượng

và khá tốt về chất lượng Nước ngầm tồn tại trong các lỗ hổng và các khe nứt của đất đá, được tạo thành trong giai đoạn trầm tích hoặc do sự thẩm thấu của nguồn nước mặt, nước mưa…Nước ngầm có thể tồn tại cách mặt đất vài mét, vài chục mét, hay hàng trăm mét

Đối với các hệ thống cấp nước cộng đồng thì nguồn nước ngầm luôn là nguồn nước được ưa thích Bởi vì, các nguồn nước mặt thường bị ô nhiễm và lưu lượng khai thác phải phụ thuộc vào sự biến động theo mùa Nguồn nước ngầm ít chịu ảnh hưởng bởi các tác động của con người Chất lượng nước ngầm thường tốt hơn nhiều chất lượng nước mặt Trong nước ngầm hầu như không có các hạt keo hay các hạt lơ lửng và vi sinh, vi trùng gây bệnh thấp

Các nguồn nước ngầm hầu như không chứa rong tảo, một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm nước Thành phần đáng quan tâm trong nước ngầm

là các tạp chất hòa tan do ảnh hưởng của điều kiện địa tầng, thời tiết, các quá trình phong hóa, sinh hóa trong khu vực Ở những vùng có điều kiện phong hóa tốt, có nhiều chất bẩn và lượng mưa lớn thì chất lượng nước ngầm dễ bị ô nhiễm bởi các chất khoáng hòa tan, các chất hữu cơ và mùn lâu ngày theo nước mưa ngấm vào đất Ngoài ra, nước ngầm cũng có thể bị ảnh hưởng do tác động của con người Các chất thải của con người và động vật, chất thải sinh hoạt, chất thải hóa học, công nghiệp và việc sử dụng phân bón hóa học theo thời gian sẽ ngấm vào nguồn nước, tích tụ dần và làm ô nhiễm nguồn nước ngầm (8)

4

Bảng 1.1.Một số điểm khác nhau giữa nước ngầm và nước mặt

Nhiệt độ Tương đối ổn định Thay đổi theo mùa

Chất rắn lơ

lửng

Rất thấp, hầu như không có Thường cao và thay đổi

theo mùa Chất khoáng

Fe2+, Mn2+

Thường có trong nước Rất thấp, chỉ có khi nước

sát đáy hồ Khí CO2 hòa

Thường rất thấp

Vi sinh vật Ít có, chủ yếu là các vi

khuẩn do sắt gây ra

Nhiều loại vi trùng, vi khuẩn gây bệnh và tảo

1.1.2 Sơ lược về amoni

Amoni bao gồm 2 dạng: không ion hoá (NH3) và ion hoá (NH4+) Amoni có mặt trong môi trường có nguồn gốc từ các quá trình chuyển hoá, nông nghiệp, công nghiệp và từ sự khử trùng nước bằng cloramin.Lượng

Với những lý do trên đây, amoni được xếp vào nhóm các chỉ tiêu cảm quan (được đánh dấu bằng chữ A trong bảng tiêu chuẩn theo quyết định1329/2002/BYT-QĐ của Bộ Y tế)

1.1.3 Hiện trạng ô nhiễm amoni trong nước ngầm ở Việt Nam

1.1.3.1 Hiện trạng ô nhiễm amoni trong nước ngầm ở Việt Nam

Theo đánh giá của nhiều báo cáo và hội thảo khoa học thì tình trạng ô nhiễm amoni trong nước ngầm đã được phát hiện tại nhiều vùng trong cả nước Ch ng hạn như tại thành phố Hồ Chí Minh: theo Chi cục bảo vệ môi trường thành phố Hồ Chí Minh, kết quả quan trắc nước ngầm tầng nông gần đây cho thấy lượng nước ngầm ở khu vực ngoại thành đang diễn biến ngày càng xấu đi Cụ thể nước ngầm ở trạm Đông Thạch (huyện Hóc Môn bị ô nhiễm amoni (68,73 mg/l cao gấp 1,9 lần so với năm 2005 và có hàm lượng nhôm cao, độ mặn tăng và mức độ ô mhiễm chất hữu cơ cũng tăng nhanh trong những năm gần đây; nồng độ sắt trong nước ngầm của một số khu vực khác như Linh Trung, Trường Thọ (Thủ Đức , Tân Tạo (Bình Chánh …cũng

khá cao (11,76 đến 27,83 mg/l vượt tiêu chuẩn cho phép gần 50 lần (6)

Ngoài ra, c n có một số khu vực khác cũng bị ô nhiễm amoni trong nước ngầm nhưng khu vực bị ô nhiễm amoni trong nước ngầm nặng nề nhất trong

cả nước là khu vực đồng bằng Bắc Bộ Theo kết quả khảo sát của trung tâm nghiên cứu thuộc trung tâm khoa học tự nhiên và công nghệ quốc gia và trường Đại học Mỏ - Địa chất thì phần lớn nước ngầm khu vực đồng bằng Bắc Bộ gồm các tỉnh như: Hà Nội, Hà Nam, Nam Định, Ninh Bình, Hải

6

Dương, Hưng Yên, Thái Bình đều bị nhiễm bẩn amoni rất nặng Xác suất các nguồn nước ngầm nhiễm amoni có nồng độ cao hơn tiêu chuẩn nước sinh hoạt (3 mg/l khoảng 70-80 Trong nhiều nguồn nước ngầm c n chứa nhiều hợp chất hữu cơ, độ oxi hoá có nguồn đạt 30-40 mgO2/l Có thể cho rằng, phần lớn các nguồn nước ngầm đang sử dụng không đạt tiêu chuẩn về amoni

và các hợp chất hữu cơ

Theo kết quả khảo sát của các nhà khoa học Viện Địa lý thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam thì hầu như các mẫu nước từ các huyện của tỉnh Hà Nam đều có tỷ lệ nhiễm amoni ở mức đáng báo động.Ch ng hạn như tại Lý Nhân có mẫu nước với hàm lượng lên tới 111,8mg/l gấp 74 lần so với tiêu chuẩn bộ Y tế, c n ở Duy Tiên là 93,8mg/l gấp 63 lần…Trong khi đó, các kết quả khảo sát của trường Đại học Mỏ-Địa chất Hà Nội cũng cho biết chất lượng nước ngầm ở tầng mạch nông và mạch sâu tại các địa phương này cũng có hàm lượng Nitơ trung bình > 20mg/l vượt mức tiêu chuẩn Việt Nam cho phép rất nhiều lần (Tiêu chuẩn nước vệ sinh ăn uống 1329/BYT-2002 đối với nồng độ NH4+ tối đa cho phép là 1,5 mg/l) (3)

1.1.3.2 Hiện trạng ô nhiễm nước ngầm ở Hà Nội

Tình trạng ô nhiễm nguồn nước ngầm ở Hà Nội hiện nay đang ở mức báo động nghiêm trọng Hà Nội có địa hình thấp về phía Nam và Đông Nam nên toàn bộ nước bề mặt kéo theo chất bẩn về đây, ngấm xuống làm bẩn cả những tầng nước nằm sâu dưới l ng đất Tại khu vực phía Nam và Đông Nam thành phố Hà Nội, nguồn nước ngầm đều bị ô nhiễm nặng Hàm lượng amoni cao hơn giới hạn cho phép nhiều lần, điển hình là các giếng của nhà máy cấp nước Pháp Vân chứa NH4+

tới 30mg/l, khu vực Hoài Đức chứa NH4+ tới 20mg/l Ngoài ra, ở Hà Nội, nhiều khu vực đã xuất hiện hiện tượng tụt mực nước ngầm, lưu lượng giảm đáng kể Một số nơi đã xảy ra lún đất, biến dạng

bề mặt đất, dẫn đến hư hại công trình (1)

7

1.1.4 Các nguyên nhân gây ô nhiễm nước ngầm

1.1.4.1 Sự t n tại của các hợp chất Nitơ trong nước

Nitơ (N) tồn tại trong hệ thuỷ sinh ở nhiều dạng hợp chất vô cơ và hữu

cơ Các dạng vô cơ cơ bản có tỷ lệ khác nhau tuỳ thuộc vào môi trường nước Nitrat (NO3-) là muối N vô cơ trong môi trường được sục khí đầy đủ và liên tục Nitrit (NO2- tồn tại trong điều kiện đặc biệt, c n amoniac (NH3 tồn tại ở dạng cơ bản trong điều kiện k khí Amoni h a tan trong nước tạo thành dạng amoni hidroxit (NH4OH và sẽ phân ly thành ion amoni (NH4+ và ion hydroxit (OH- Quá trình oxi hoá có thể chuyển tất cả các dạngN vô cơ thành ion nitrat, c n quá trình khử sẽ chuyển hoá chúng thành dạng N

Quá trình oxi hoá các dạng N vô cơ thành NO3

- được gọi là quá trình nitrat hoá.Quá trình khử nitrat là quá trình chuyển NO3- thành khí nitơ (N2 hoặc oxit nitơ (N2O Quá trình cố định N là quá trình nitơ trong không khí được cố định vào hệ sinh học thông qua dạng amoni Quá trình này đ i hỏi một năng lượng đáng kể để chuyển hoá N không khí thành dạnh amon Các protein trong mùn động vật và thực vật sau đó có thể bị phân ly thành các amoni axit rồi tiếp đến phân huỷ thành amoni và các dạng N vô cơ trong nước

đi vào hệ sinh vật rồi cuối cùng chuyển hoá về dạng N vô cơ

Các ion NO3- trong nước thải chảy ra sông và biển với hàm lượng lớn, chúng sẽ kích thích sự phát triển của động vật thuỷ sinh Sau khi chết, xác của chúng sẽ gây ô nhiễm nguồn nước Nitơ và photpho (P) là hai yếu tố gây ảnh hưởng đến môi trường nước ngọt Nếu nồng độ NO3- tăng lên nhưng P không tăng, hoặc nồng độ P tăng lên nhưng nồng độ N không tăng thì sẽ không làm cho thực vật phát triển (3)

1.1.4.2 Ngu n gốc ô nhiễm amoni trong nước ngầm ở iệt Nam

Có nhiều nguyên nhân dẫn đến tình trạng nhiễm bẩn amoni và các chất hữu cơ trong nước ngầm nhưng một trong những nguyên nhân chính là do

8

việc sử dụng quá mức lượng phân bón hữu cơ, thuốc trừ sâu, hoá chất, thực vật đã gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến nguồn nước, hoặc do quá trình phân huỷ các hợp chất hữu cơ và các chất trên càng làm đẩy nhanh quá trình nhiễm amoni trong nước ngầm Ngoài ra mức độ ô nhiễm c n phụ thuộc vào loại hình canh tác của từng khu vực

Do cấu tạo đ a chất và l ch sử hình thành đ a tầng

Kết quả của những hoạt động địa chất (xóa mòn, xâm thực… đã hình thành nên tầng chứa nước cuội sỏi Đệ Tứ Đây là nguồn nước chính được khai thác

để cung cấp nước sinh hoạt cho các hoạt động sống của con người Tầng Đệ

Tứ bao gồm nhiều loại kiến tạo với các loại trầm tích khác nhau về nguồn gốc Nhưng nhìn chung các tầng này đều có chứa các hạt than bùn, đất có lẫn các hợp chất hữu cơ Khả năng di chuyển chất bẩn vào tầng nước có liên quan chặt chẽ đến thành phần hạt Hạt càng thô tính lưu thông càng lớn, khả năng hấp thụ nhỏ, các chất bẩn di chuyển dễ dàng, hạt mịn thì ngược lại

Do quá trình khai thác nước ngày càng mở rộng đã kéo theo giải phóng các hợp chất của N được phát sinh ngay trong lớp đất bùn chứa nhiều chất hữu cơ

bị phân hủy, điều này dẫn đến hàm lượng N trong nước ngầm tăng lên

Do sự t n tại của ngu n ô nhiễm n m ở ph a trên mặt đất

Trong nhiều năm qua cùng với sự phát triển của đời sống xã hội, sự phát triển của công nghệp và nông nghiệp, chúng ta đã thải vào môi trường một lượng lớn chất thải, mà trong đó cả nước thải sản xuất và nước thải sinh

hoạt đều có hàm lượng chất hữu cơ gây ô nhiễm sinh học cao

Trình trạng khoan khai thác nước một cánh tuỳ tiện của tư nhân hiện nay rất phổ biến iếng được khoan có độ sâu từ 25m đến 30m là nguồn gốc tạo ra các cửa sổ thuỷ văn đưa chất nhiễm bẩn xuống nước ngầm Ngoài ra việc khai thác nước ngầm với khối lượng lớn mà lượng nước mới không kịp

bổ xung đã tạo ra các phễu hạ thấp mực nước, điều này cũng góp phần làm

9

cho chất bẩn xâm nhập nhanh hơn Để bù đắp lượng nước ngầm bị khai thác, quá trình xâm thực tự nhiên được đẩy mạnh, nước ngầm được bổ xung bằng việc thấm từ nguồn nước mặt xuống Đây chính là nguyên nhân của sự gia tăng nồng độ các chất ô nhiễm trong nước ngầm bởi các chất có nguồn gốc nhân tạo Do việc phóng thải một lượng lớn các chất thải, nước thải có chứa nhiều hợp chất Nitơ hoà tan trong nước đã dẫn đến sự gia tăng nồng độ các hợp chất Nitơ trong nước bề mặt, ví dụ sản phẩm của quá trình Urê hoá, amoni và muối amon từ phân bón, từ quá trình thối rữa, cũng như từ nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp…Các chất này theo nước mặt thấm xuyên từ trên xuống hoặc thấm qua sườn các con sông, xâm nhập vào nước ngầm dẫn tới trình trạng tăng nồng độ amoni trong nước ngầm

Do độ dốc thu lực lớn

Những nơi có cường độ d ng chảy mạnh làm tăng khả năng xâm nhập của các chất ô nhiễm vào nước ngầm Những khu vực nằm dưới độ dốc cao thường có hàm lượng ô nhiễm nặng hơn những vùng có độ dốc thấp Điều này phù hợp với qui luật vận động tự nhiên của vật chất

1.1.4.3 Các nguyên nhân gây ô nhiễm nước ngầm ở Hà Nội

Nguồn nước ngầm ở Hà Nội bị ô nhiễm chủ yếu do các nguyên nhân sau:

- Môi trường nước mặt bị ô nhiễm hữu cơ và vi sinh, hàm lượng tổng

coliform ở mức cao, vượt quá TCCP loại B nhiều lần Nguyên nhân là do nước thải từ hoạt động sản xuất và sinh hoạt đô thị phần lớn không được xử

lý khi xả thải Theo số liệu thống kê của Cục Bảo vệ môi trường tháng 5/2006, tổng lượng nước thải sinh hoạt khoảng 450.000 m3/ngày đêm, một phần được xử lý sơ bộ tại các bể tự hoại, sau đó xả vào các tuyến cống chung hoặc kênh mương, ao hồ Nhiều nơi nước được xả trực tiếp ra sông làm ô nhiễm chất lượng nước các sông, hồ.Trên địa bàn thành phố hiện có khoảng

400 cơ sở sản xuất, dịch vụ lượng nước thải đổ vào hệ thống thoát nước thành

10

phố khoảng 260.000 m3/ngày đêm.Tính đến năm 2004, chỉ có 36 cơ sở sản xuất công nghiệp có trạm xử lý nước thải, số còn lại chỉ xử lý sơ bộ qua hệ thống bể lắng lọc cơ học hoặc xả th ng vào hệ thống thoát nước của thành phố.Các sông nội thành Hà Nội đã bị ô nhiễm.Đặc biệt đối với các sông thoát nước thải như sông Kim Ngưu và Tô Lịch bị ô nhiễm nặng, hàm lượng các chất bẩn ở các sông này rất cao.Lượng nước thải đổ vào sông Tô Lịch và Kim Ngưu quá lớn, không còn khả năng tự làm sạch.Hàm lượng BOD5 vượt TCCP loại B 3 lần; coliform vượt 57 lần TCCP

- Việc khai thác nước ngầm bừa bãi, quá tải đã dẫn đến sự suy giảm lưu lượng, hạ mực nước ngầm, gây lún sụt đất và kéo theo ô nhiễm nguồn nước

- Có tới hơn 2.000 lỗ khoan nước bỏ đi, không dùng nữa đã không được trám lấp cẩn thận, tạo thành các đường thấm nước mặt ô nhiễm xuống tầng nước ngầm một cách dễ dàng

1.1.5 Ảnh hưởng của amoni đối với sức khỏe con người

Amoni không gây ảnh hưởng trực tiếp đến sức khoẻ con người, nhưng trong quá trình khai thác, lưu trữ và xử lý…Amoni được chuyển hoá thành nitrit (NO2

- và nitrat (NO3- là những chất có tính độc hại, vì nó có thể chuyển hoá thành nitrosamin có khả năng gây ung thư cho con người Chính vì vậy qui định nồng độ nitrit cho phép trong nước sinh hoạt là khá thấp

Như vậy ở trong nước ngầm, amoni không thể chuyển hoá được do thiếu oxy, khi khai thác lên vi sinh vật trong nước nhờ oxy trong không khí chuyển amoni thành nitrit (NO2- và nitrat (NO3- tích tụ trong thức ăn Khi ăn uống nước có chứa nitrit thì cơ thể sẽ hấp thu nitrit vào máu và chất này sẽ tranh oxy của hồng cầu làm hemoglobin mất khả năng lấy oxy, dẫn đến tình trạng thiếu máu, xanh da Vì vậy, nitrit đặc biệt nguy hiểm đối với trẻ mới sinh dưới sáu tháng tuổi, nó có thể làm chậm sự phát triển, gây bệnh ở đường

hô hấp Đối với người lớn, nitrit kết hợp với các axit amin trong thực phẩm

11

làm thành một họ chất nitrosami Nitrosamin có thể gây tổn thương di truyền

tế bào, nguyên nhân gây ung thư Những thí nghiệm cho nitrit vào trong thức

ăn, thức uống của chuột, thỏ…với hàm lượng vượt ngư ng cho phép thì thấy sau một thời gian có những khối u sinh ra trong gan, phổi, v m họng của chúng (3)

Các hợp chất nitơ trong nước có thể gây nên một số bệnh nguy hiểm cho người sử dụng nước Nitrat tạo ra chứng thiếu vitamin và có thể kết hợp với các amin để tạo nên những nitrosamin là nguyên nhân gây ung thư ở người cao tuổi Trẻ sơ sinh đặc biệt nhạy cảm với nitrat lọt vào sữa mẹ, hoặc qua nước dùng để pha sữa Sau khi lọt vào cơ thể, nitrat được chuyển hóa nhanh thành nitrit nhờ vi khuẩn đường ruột Ion nitrit còn nguy hiểm hơn nitrat đối với sức khỏe con người Khi tác dụng với các amin hay alkyl cacbonat trong cơ thể người chúng có thể tạo thành các hợp chất chứa nitơ gây ung thư

Bên cạnh đó hàm lượng NH4+ trong nước uống cao có thể gây một số hậu quả như sau:

- Nó có thể kết hợp với Clo tạo ra Cloramin là một chất làm cho hiệu quả khử trùng giảm đi rất nhiều so với Clo gốc

- Nó là nguồn Nitơ thứ cấp sinh ra nitrit trong nước, một chất có tiềm năng gây ung thư

Clo gần như là chất oxi hóa mạnh có khả năng oxi hoá amoni/amoniac

ở nhiệt độ ph ng thành N2 Khi hoà tan Clo trong nước tuỳ theo pH của nước

mà Clo có thể nằm dạng HClO hay ion ClO- do có phản ứng theo phương trình:

Cl2 + H2O HCl + HClO (pH<7)

12

HClO → H+ + ClO-(pH>8)

Khi trong nước có NH4+ sẽ xảy ra các phản ứng sau:

HClO + NH3 → H2O + NH2Cl (Monocloramin) HClO + NH2Cl → H2O + NHCl2 (Dicloramin) HClO + NHCl2 → H2O + NCl3 (Tricloramin) Nếu có Clo dư sẽ xảy ra phản ứng phân huỷ các Cloramin

HClO + 2NH2Cl → N2 + 3Cl- + H2O

Lúc này lượng Clo dư trong nước sẻ giảm tới số lượng nhỏ nhất

Những nghiên cứu trước đây cho thấy, tốc độ phản ứng của Clo với các hợp chất hữu cơ bằng một nửa so với phản ứng với amoni.Khi amoni phản ứng gần hết, Clo dư sẽ phản ứng với các hợp chất hữu cơ có trong nước để hình thành nhiều hợp chất Clo có mùi đặc trưng khó chịu Trong đó khoảng

15 là các hợp chất nhóm THM-trihalometan và HAA-axit axetic halogen đều là các chất có khả năng gây ung thư và bị hạn chế nồng độ nghiêm ngặt

Ngoài ra với lượng Clo cần dùng rất lớn, vấn đề an toàn trở nên khó giải quyết đối với các nhà máy lớn Đây là những lý do khiến phương pháp Clo hoá mặc dù đơn giản về mặt thiết bị, rẻ về mặt kinh tế và xây dựng cơ bản nhưng rất khó áp dụng

1.2.2 Phương pháp kiềm hóa và làm thoáng

Amoni ở trong nước tồn tại dưới dạng cân bằng:

NH4+ + OH- NH3 + H2O

13

Trong thực tế pH phải nâng lên xấp xỉ 11, lượng khí cần để đuổi NH3 ở mức 1600m3 không khí/m3 nước và quá trình phụ thuộc vào nhiệt độ của môi trường Phương pháp này áp dụng được cho nước thải, khó có thể đưa được nồng độ NH4

+ xuống dưới 1,5mg/l nên rất hiếm khi được áp dụng để xử lý nước cấp

1.2 Phương pháp on hoá với c tác romua r - )

Để khắc phục nhược điểm của phương pháp Clo hoá điểm đột biến người ta

có thể thay thế một số tác nhân oxi hoá khác là ozon với sự có mặt của Br-

Về cơ bản xử lý NH4+ bằng O3 với sự có mặt của Br- cũng diễn ra theo cơ chế giống như phương pháp xử lý dùng Clo Dưới tác dụng của O3, Br- bị oxi hoá thành BrO-theo phản ứng sau đây:

1.2.4 Phương pháp trao đổi ion

Phương pháp trao đổi ion được sử dụng rộng rãi trong các quá trình xử

lý nước thải cũng như nước cấp Trong xử lý nước cấp, phương pháp trao đổi ion thường được sử dụng để khử các muối, khử cứng, khử khoáng, khử nitrat, khử màu, khử kim loại, các ion kim loại nặng và các ion kim loại khác có trong nước

Trong xử lý nước thải, phương pháp trao đổi ion được sử dụng để loại

ra khỏi nước các kim loại (kẽm, đồng, crom, nikel, chì, thủy ngân, cadimi, mangan ) các hợp chất của asen, photpho, xianua, và các chất phóng xạ Phương pháp này cho phép thu hồi các chất có giá trị với độ làm sạch nước

14

cao.Nhược điểm chính của phương pháp này là chi phí đầu tư và chi phí vận hành khá cao nên ít được sử dụng cho các công trình lớn và thường sử dụng cho các trường hợp đ i hỏi chất lượng xử lý cao Ưu điểm của phương pháp

là rất triệt để và xử lý có chọn lựa đối tượng Thực chất của phương pháp này

là quá trình trao đổi ion dựa trên sự tương tác hóa học giữa ion trong pha lỏng

và ion trong pha rắn Trao đổi ion là một quá trình gồm các phản ứng hóa học đổi chỗ (phản ứng thế) giữa các ion trong pha lỏng và các ion trong pha rắn (là nhựa trao đổi) Sự ưu tiên hấp thụ của nhựa trao đổi dành cho các ion trong pha lỏng nhờ đó các ion trong pha lỏng dễ dàng thế chỗ các ion có trên khung mang của nhựa trao đổi Quá trình này phụ thuộc vào từng loại nhựa trao đổi và các loại ion khác nhau Có hai phương pháp sử dụng trao đổi ion

là trao đổi ion với lớp nhựa chuyển động, vận hành, tái sinh liên tục và trao đổi ion với lớp nhựa trao đổi đứng yên,vận hành và tái sinh gián đoạn.Trong

đó, trao đổi ion với lớp nhựa tĩnh là phổ biến

Nhựa trao đổi ion còn gọi là ionit, các ionit có khả năng hấp thụ các ion dương gọi là cationit, ngược lại các ionit có khả năng hấp thụ các ion âm gọi

là anionit, các ionit vừa có khả năng hấp thụ cation, vừa có khả năng hấp thụ anion thì được gọi là ionit lư ng tính

Các chất trao đổi ion có thể là các chất hữu cơ, vô cơ có nguồn gốc thiên nhiên hay tổng hợp

a Các chất vô cơ

- Các chất này có nguồn gốc tự nhiên gồm có Zeolit, đất sét, fenspat, nhôm siliccat Na2O.Al2O3.nSiO2.mH2O(có tính chất trao đổi cation), chất fluor apatit [Ca5(PO4)3]F và hydroxit apatit [Ca5(PO4)3]OH

- Các chất vô cơ tổng hợp có khả năng trao đổi ion là silicagen, pacmutit(chất làm mềm nước), các oxit khó tan và các oxit của một số kim loại như nhôm, crom, ziriconi,

15

b Các chất hữu cơ

- Các chất hữu cơ tự nhiên có khả năng này gồm chất mùn có trong đất, các dẫn xuất sulfo từ than, các chất điện li cao phân tử, các ionit hữu cơ tự nhiên có độ bền cơ học, hóa học thấp, dung lượng không lớn

- Các chất trao đổi ion là hợp chất hữu cơ tổng hợp rất phong phú, chúng là các cao phân tử, có bề mặt riêng lớn Các gốc hydro của chúng tạo thành lưới không gian với các nhóm chức năng trao đổi ion cố định Các loại nhựa tổng hợp cũng có tính chất trao đổi ion, người ta chia làm 2 loại: nhựa anionit và cationit trong đó nhựa anionit có độ bền kém hơn nhựa cationit

1.2 Phương pháp inh h c

Ở phương pháp sinh học bao gồm hai quá trình nối tiếp nhau là nitrat hoá và khử nitrat hoá như sau:

a uá trình nitrat hoá

Quá trình chuyển hoá về mặt hoá học được viết như sau:

vi khuẩn tự dư ng hóa năng Năng lượng sinh ra từ phản ứng nitrat hóa (Nitơ amoni là chất nhường điện tử được vi khuẩn sử dụng trong quá trình tổng hợp tế bào Nguồn cacbon để sinh tổng hợp ra các tế bào vi khuẩn mới là cacbon vô cơ (HCO3

là chính Ngoài ra chúng tiêu thụ mạnh O2

16

Quá trình trên thường được thực hiện trong bể phản ứng sinh học với lớp bùn dính bám trên các vật liệu mang - giá thể vi sinh Vận tốc quá trình oxy hóa nitơ amoni phụ thuộc vào tuổi thọ bùn (màng vi sinh vật , nhiệt độ,

pH của môi trường, nồng độ vi sinh vật, hàm lượng nitơ amoni, oxy h a tan, vật liệu lọc Các vi khuẩn nitrat hóa có khả năng kết hợp thấp, do vậy việc lựa chọn vật liệu lọc nơi các màng vi sinh vật dính bám cũng có ảnh hưởng quan trọng đến hiệu suất làm sạch và sự tương quan sản phẩm của phản ứng sinh hóa Sử dụng vật liệu mang phù hợp làm giá thể cố định vi sinh cho phép giữ được sinh khối trên giá thể, tăng tuổi thọ bùn, nâng cao và ổn định hiệu suất xử lý trong cùng một khối tích công trình cũng như tránh được những sốc do thay đổi điều kiện môi trường

b uá trình hử nitrat hoá

Để loại bỏ nitrat trong nước, sau công đoạn nitrat hóa amoni là khâu khử nitrat sinh hóa nhờ các vi sinh vật dị dư ng trong điều kiện thiếu khí (anoxic) Nitrit và nitrat sẽ chuyển thành dạng khí N2

Quá trình khử nitrat hoá là tổng hợp của bốn phản ứng nối tiếp nhau:

Vi khuẩn khử tham gia vào quá trình khử nitrat bao gồm:Bacilus,

Pseudômnas, Methanomonas, Paracocas, Spiritum, Thiobacilus, …

Để thực hiện phương pháp này, người ta cho nước qua bể lọc k khí với vật liệu lọc, nơi dính bám và sinh trưởng của vi sinh vật khử nitrat Quá trình này đ i hỏi nguồn cơ chất - chất cho điện tử Chúng có thể là chất hữu

cơ, H2S, vv Nếu trong nước không có oxy nhưng có mặt các hợp chất hữu

cơ mà vi sinh hấp thụ được, trong môi trường anoxic, khi đó vi khuẩn dị

Ngược với quá trình hấp phụ là quá trình giải hấp Đây là quá trình đẩy chất bị hấp phụ ra khỏi bề mặt chất hấp phụ Khi quá trình hấp phụ đạt trạng thái cân bằng thì tốc độ hấp phụ bằng tốc độ giải hấp

Tải trọng hấp phụ cân bằng được biểu thị bằng khối lượng chất bị hấp phụ trên 1 đơn vị khối lượng chất hấp phụ tại trạng thái cân bằng, dưới các điều kiện nhiệt độ cho trước

18

1.3 Tổng quan về phương pháp hấp phụ

1.3.1 Khái niệm chung

Hấp phụ là quá trình hút các chất trên bề mặt các vật liệu xốp nhờ các lực bề mặt Các vật liệu xốp được gọi là chất hấp phụ, chất bị hút gọi là chất

bị hấp phụ Quá trình ngược lại của hấp phụ gọi là quá trình nhả hấp phụ Đối với khí, hấp phụ có tác dụng tương tự như hấp thụ Tuy nhiên, hấp thụ là quá trình hút và hòa tan vào lòng chất lỏng, còn hấp phụ thì chỉ hút trên

bề mặt

Trong quá trình hấp phụ có tỏa ra một nhiệt lượng, gọi là nhiệt hấp phụ Bề mặt càng lớn nghĩa là độ xốp của chất hấp phụ càng cao thì nhiệt hấp phụ tỏa ra càng lớn

Các tương tác gây ra hiện tượng hấp phụ vật lý là tổng hợp của nhiều loại lực khác nhau giữa các phân tử như lực tĩnh điện, tán xạ, cảm ứng, lực định hướng

Hấp phụ vật lý là hấp phụ thuận nghịch, các phân tử chất bị hấp phụ có khả năng di chuyển trên bề mặt chất hấp phụ và có xu hướng bám trên toàn

bộ bề mặt chất hấp phụ Quá trình này bị cản trở bởi quá trình ngược – giải hấp, là quá trình khuếch tán nhằm đạt đến sự phân bố cân bằng Ứng với mỗi

19

nồng độ chất bị hấp phụ và nhiệt độ hấp phụ sẽ tồn tại một trạng thái cân bằng hấp phụ

1.3.2.2 Hấp phụ hóa học

Quá trình hấp phụ là hấp phụ hóa học khi tương tác giữa chất hấp phụ

và chất bị hấp phụ lớn, làm biến đổi cấu trúc điện tử của các nguyên tử dẫn đến sự hình thành liên kết hóa học, nhiệt lượng tỏa ra tương đương với nhiệt lượng tỏa ra của các phản ứng hóa học

Hấp phụ hóa học thường không thuận nghịch Do hấp phụ hóa học nhờ lực hóa học nên giải hấp diễn ra khó khăn và thường giải hấp chất khác thay cho chất hấp phụ

Rất khó phân biệt rõ ràng hấp phụ hóa học và hấp phụ vật lý Tốc độ của quá trình hấp phụ vật lý thường cao còn hấp phụ hóa học thì ngược lại và được xác định theo công thức:

Khp.C = k0.z.e-E/RT

Trong đó: Khp,C: hằng số tốc độ của hấp phụ hóa học

k0 : hệ số hấp phụ

E: năng lượng hoạt hóa

z: số va chạm của phần tử chất bị hấp phụ trên một đơn vị bề mặt

trong một đơn vị thời gian

1.3 ác đại lượng đánh giá hệ hấp phụ

1.3.3.1 Dung lượng hấp phụ

Tại nhiệt độ không đổi, khả năng hấp phụ của một chất rắn tăng lên khi nồng độ của chất bị hấp phụ tăng.Mối quan hệ giữa khả năng hấp phụ (q) và nồng độ của chất bị hấp phụ (C) (ở trạng thái cân bằng) được gọi là đ ng nhiệt hấp phụ

q = f(C) T = const

20

Để có q = f(C) thì hệ hấp phụ phải có đủ thời gian lập được thế cân bằng hấp phụ Nếu gọi C0 và Ccb là nồng độ chất bị hấp phụ tại thời điểm ban đầu và ở trạng thái cân bằng, V là thể tích dung dịch, m là khối lượng chất bị hấp phụ, trong thí nghiệm ở trạng thái tĩnh có thể xác định:

q = q: mg/g hoặc mol/g ; C0, Ccb : mg/l hoặc mol/l

Để tìm mối tương quan q = f(C có thể tiến hành theo 2 cách:

- Chuẩn bị dung dịch có nồng độ ban đầu Co khác nhau với cùng một lượng chất hấp phụ m để tiến hành một dãy thí nghiệm

- Chuẩn bị một dãy các dung dịch có cùng C0, thay đổi m

Mối quan hệ q = f(C được gọi là phương trình đ ng nhiệt, nó có thể được xây dựng trên cơ sở lý thuyết hoặc thực nghiệm Các phương trình đ ng nhiệt thường dùng là Langmuir và Freudlich

 Phương trình đ ng nhiệt Langmuir

q = qmax

trong đó: q – dung lượng hấp phụ tại thời điểm cân bằng

qmax – dung lượng hấp phụ cực đại

Ccb – nồng độ tại thời điểm cân bằng

KL – hằng số đặc trưng tương tác của chất hấp phụ và chất

bị hấp phụ

 Phương trình đ ng nhiệt Freudlich

q = kF Ccb

1/n

Phương trình được chuyển về dạng phương trình đường th ng

logq = logkF + logCcb

trong đó: q – dung lượng hấp phụ tại thời điểm cân bằng (mg/g) k,n-hằng số liên quan đến nhiệt độ, đặc trưng cho hệ hấp phụ

Trong đó: qt – dung lượng hấp phụ tại thời điểm t (mg/g)

qcb – dung lượng hấp phụ tại thời điểm cân bằng (mg/g)

1.3.3.3.1 Hấp phụ các phân tử trung hòa

Nếu cả chất hấp phụ và chất bị hấp phụ đều không phân cực (ví dụ than hoạt tính và hydrocacbon) thì hệ này có lực tương tác cao hơn các tương tác với dung môi nên hấp phụ tốt Nếu chất bị hấp phụ hoặc chất hấp phụ phân cực thì tương tác của nó với dung môi mạnh hơn nên hấp phụ giảm

Nếu cả chất hấp phụ và chất bị hấp phụ đều có tính phân cực cao thì khả năng hấp phụ tùy thuộc tính ưu thế tương đối giữa chúng và quy định độ chọn lọc

Trường hợp các chất bị hấp phụ không có nhóm phân cực đặc thù (hydroxyl, amin… thì cấu trúc điện tử của liên kết hóa học sẽ ảnh hưởng đến

1.3.3.3.2 Hấp phụ các chất điện ly yếu

Đặc trưng về điện tích của các chất bị hấp phụ có bản chất là axit hay bazo yếu được thể hiện thông qua sự khác biệt về cường độ axit (pKa) và bazo (pKb) ở điểm pH đang khảo sát Với chất hấp phụ thì trạng thái tích điện của bề mặt được đánh giá qua sự khác biệt giữa điểm đ ng điện PZC của chất rắn với pH môi trường

Chất hấp phụ tích điện dương khi pH <PZC và tích điện âm khi pH>PZC, khi tích điện dương thuận lợi cho hấp phụ chất tích điện âm và ngược lại

Chất bị hấp phụ là bazo yếu tồn tại ở trạng thái tích điện dương ở vùng

pH < pKb và dạng trung hòa khi pH > pKb Nếu pH < pKb và pH > PZC thì chất bị hấp phụ và chất hấp phụ đều tích điện dương nên không thuận lợi cho quá trình hấp phụ Nếu PZC < pH < pKb: bề mặt chất rắn tích điện âm, bazo tích điện dương, thuận lợi cho quá trình hấp phụ Nếu pKb< pH < PZC: bề mặt chất rắn tích điện dương, bazo trung h a, hấp phụ ít thuận lợi

Nhiều nhóm chức axit, bazo trong trạng thái trung h a cũng thúc đẩy quá trình hấp phụ khi nó tạo liên kết hiđro với các nhóm chức bề mặt chất rắn

1.3.3.3.3 Hấp phụ các chất vô cơ

Các hiện tượng liên quan đến hấp phụ vô cơ gồm: quá trình tích điện trên bề mặt chất hấp phụ, hiệu ứng tĩnh điện và tạo phức giữa các ion tan trong dung dịch và các trung tâm hấp phụ tĩnh điện

23

Có bốn mô hình chủ yếu để mô tả quá trình hấp phụ: mô hình Gouy – Chapman – Stern – raham, mô hình trao đổi ion, mô hình tương tác ion-dung môi và mô hình tạo phức chất bề mặt

1.3.3.3.4 Hấp phụ polime

Chất polime hấp phụ trên một chất rắn cao hơn nhiều lần so với hấp phụ monome của nó, tương ứng với cơ chế hấp phụ đa lớp phân tử Giả định cho rằng phân tử polime mạch dài chỉ gắn vào bề mặt chất hấp phụ tại một vài điểm còn phần lớn thân nó nằm trong dung dịch Cơ chế khác cho rằng cả phân tử polime nằm trọn hay gần trọn trên chất hấp phụ Kiểu tồn tại của polime trên bề mặt chất hấp phụ phụ thuộc bản chất polime (độ dài, loại nhóm chức, mật độ nhóm chức), nồng độ trong dung dịch, tương tác giữa polime với dung môi và chất hấp phụ

1.4 Giới thiệu về công nghệ cacbon hóa, than cacbon hóa

1.4.1 Công nghệ cacbon hóa

Cacbon hóa là quá trình loại bỏ các hợp chất hữu cơ nhẹ có thể bay hơi

có mặt trong nhiên liệu nhằm mục đích thu nhận cacbon Đây là quá trình đốt cháy không hoàn toàn nguyên liệu Các hợp chất hữu cơ phân hủy dưới tác dụng của nhiệt và tạo thành cacbon Quá trình cacbon hóa có thể chia thành 2 giai đoạn: sấy khô và đốt cháy không hoàn toàn nhiên liệu

Có một số sự khác biệt giữa phương pháp thiêu đốt truyền thống và công nghệ cacbon hóa Phương pháp thiêu đốt truyền thống biến toàn bộ chất thải đầu vào thành khí thải và tro, sinh ra nhiều khí thải độc hại Ngược lại phương pháp nhiệt phân biến chất thải thành các loại nhiên liệu giàu năng lượng bằng việc đốt các chất thải ở trạng thái kiểm soát, quy trình xử lý nhiệt lại hạn chế sự biến đổi để quá trình đốt cháy không xảy ra trực tiếp, chất thải được biến thành các chất trung gian, có thể xử lý thành các vật liệu tái chế