Than trấu lọc nước loại bỏ kim loại nặng quận Long Biên, Hà Nội

Than trấu lọc nước loại bỏ kim loại nặng quận Long Biên, Hà Nội

Than Trấu lọc nước (RHA) có đặc tính hấp phụ tốt nên đã được sử dụng để loại bỏ nhiều ion kim loại nặng ra khỏi dung dịch nước. 20 g/L RHA (đường kính hạt 37 - 50 μm) trong một dung dịch nước có nồng độ Hg (II) ban đầu là 100 mg/L đã loại bỏ được 98% Hg (II), với thời gian tiếp xúc tối ưu là 3 giờ ở độ pH = 6,0. Hiệu suất hấp phụ giảm khi tăng nồng độ Hg (II) ban đầu và kích thước hạt của chất hấp phụ. Sự hấp phụ tuân theo đường đẳng nhiệt Langmuir (Tiwari et al., 1995). Hiệu suất loại bỏ ion Pb (II) tối ưu ở pH ∼5,6, với lượng Pb được hấp phụ tối đa là 12,63 mg/g (theo phương trình Bangham) của Than Trấu xử lý nước được ghi nhận bởi Feng et al. (2004). Khả năng RHA hấp phụ ion Pb (II) trong dung dịch nước đạt cao nhất ∼94,75%, ở pH = 4,6 và thời gian tiếp xúc là 60 phút và nồng độ Pb (II) ban đầu là 30 mg/L được ghi nhận bởi El-Said (2010). Trong nghiên cứu so sánh khả năng hấp phụ của RHA đối với Pb (II) và Hg (II) trong dung dịch nước, Feng et al. (2004) thấy rằng hiệu suất và tốc độ hấp phụ của RHA đối với ion Pb cao hơn và nhanh hơn đáng kể so với ion Hg. Hạt RHA càng mịn, độ pH của dung dịch càng cao, nồng độ của chất điện phân hỗ trợ (dung dịch kali nitrat) càng thấp thì lượng các ion Pb và Hg được RHA hấp thụ càng lớn. Đặng Kim Tại và Vũ Xuân Hồng (2019) đã nghiên cứu điều chế RHA biến tính dùng để hấp thu ion Cu (II) trong dung dịch nước, bằng cách dùng 5g RHA đã được làm sạch cho vào dung dịch muối MnSO4 đã được hòa tan trong 50 ml nước cất (tỷ lệ Mn/RHA là 8%), khuấy trộn hỗn hợp bằng máy khuấy từ (500 vòng/phút) trong 30 phút. Hỗn hợp sau đó được oxy hóa kết tủa bằng H2O2 15% trong môi trường kiềm (pH=8); tiếp tục khuấy trộn hỗn hợp trong 2 giờ và đem ủ thêm 2 giờ; sau đó lọc, rửa hỗn hợp bằng nước cất cho đến hết SO42- và pH đạt trung tính (thử bằng dung dịch BaCl2); sấy khô sản phẩm ở 110oC trong 6 giờ và thu được vật liệu RHA biến tính có diện tích bề mặt riêng là 152,412 m2/g với các hạt tinh thể MnO2 có dạng hình cầu, kích thước đồng đều kết tụ với nhau tạo màng mỏng phủ lên hệ thống mao quản của RHA. Vật liệu trấu biến tính (RHA-M) này được sử dụng làm chất hấp phụ ion Cu2+ trong dung dịch nước. Với lượng chất hấp phụ là 0,3 g và nồng độ Cu2+ là 50 mg/l đã cho hiệu suất loại bỏ Cu2+ trong nước khá cao (trên 90%). Thời gian phản ứng hấp phụ Cu2+ đạt cân bằng là 90 phút, ở pH=7-8. Kết quả hấp phụ Cu2+ của RHA biến tính nghiệm đúng theo mô hình Langmuir. Quy luật động học hấp phụ tuân theo phương trình động học biểu kiến bậc hai. Srivastava et al. (2007) nghiên cứu khả hấp phụ của tro bay bã mía và RHA đối với các ion kim loại Cd (II), Ni (II) và Zn (II) trong dung dịch nước có nồng độ ion kim loại tương ứng trong khoảng 50 - 500 mmol/dm3, ở các điều kiện nhiệt độ khác nhau (từ 293 - 3230K). Kết quả cho thấy sự gia tăng nhiệt độ có ảnh hưởng tích cực đến quá trình hấp phụ. Nhiệt hấp phụ (ΔH0) và sự thay đổi entropi (ΔS0) đối với sự hấp phụ kim loại của tro bay bã mía và RHA được xác định nằm trong khoảng 26 - 44 kJ/mol và 127 - 194 kJ/mol K (tương ứng). Tro bay bã mía và RHA đều có bề mặt không đồng nhất, tuy nhiên, tro bay bã mía có bề mặt không đồng nhất lớn hơn RHA. Tính không đồng nhất trên bề mặt của chất hấp phụ được mô tả định lượng bằng hàm entanpi đẳng tích của tải phân đoạn, dựa trên mô hình của Do. Nghiên cứu này xác định cả tro bay bã mía và RHA đều có thể dùng làm chất hấp phụ rẻ tiền để loại bỏ các ion kim loại khỏi dung dịch nước. El-Said et al. (2010) thực hiện thí nghiệm so sánh hiệu suất hấp phụ của RHA đối với các ion kim loại Cd (II) và Hg (II) trong dung dịch nước và nhận thấy rằng, sự hấp phụ cao nhất đối với cả ion kim loại Hg (II) và Cd (II) được xác định ở pH ∼6. Ái lực của RHA đối với ion Cd (II) cao hơn đối với ion Hg (II). El-Said et al. (2011) đã sử dụng RHA để loại bỏ Zn (II) và Se (IV) khỏi dung dịch nước. Khả năng hấp phụ và tốc độ hấp các ion Zn (II) cao hơn và nhanh hơn đáng kể so với các ion Se (IV) (theo phương trình Bangham).

Than trấu lọc nước loại bỏ kim loại nặng quận Long Biên, Hà Nội

Ngâm tẩm Than trấu hoạt tính với hydroxit sắt để loại bỏ asen khỏi nước ngầm (dùng làm nước uống) được thực hiện bởi Malhotra et al. (2013). RHA được ngâm trong dung dịch FeCl3 (0,75 M) trong 10 phút, sau đó thêm dung dịch NaOH (3M) và khuấy liên tục cho đến khi hỗn hợp có dạng sệt (bùn) này đạt pH = 6,5. Hỗn hợp bùn được lọc và làm khô trong lò ở 110°C trong 12 giờ. RHA thu được sau khi làm khô được phủ bằng sắt hydroxit, được dùng làm chất nền để thử nghiệm loại bỏ asen. Nước ngầm có nồng độ As3+ là 250-300 ppb (bằng việc bổ sung As2O3) đi qua một cột làm từ 35 g chất nền. Các mẫu nước đầu vào và đầu ra được thu thập và phân tích hàm lượng asen. Kết quả cho thấy, trong khoảng thời gian 10 lít đầu tiên chất nền có khả năng loại bỏ gần như toàn bộ asen có trong nước và duy trì hàm lượng asen trong nước dưới mức giới hạn về chỉ tiêu nước uống của WHO (là 10 ppb). Sau 10 lít, chất nền không còn có thể duy trì asen trong nước đầu ra dưới 10 ppb và nồng độ asen trong nước đầu ra tăng đều đặn cho đến khi hết khoảng 70 lít, sau đó nồng độ asen trong nước đầu ra bằng với nồng độ trong nước đầu vào. Bằng cách tích hợp sự khác biệt về nồng độ asen trong các mẫu nước đầu vào và đầu ra trong 10 lít đầu tiên, tác giả đã tính toán khả năng loại bỏ asen của chất nền nhằm để đáp ứng các tiêu chuẩn về nước uống của WHO từ nguồn nước ngầm có nồng độ As3 +  từ 250 - 300 ppb là là 0,072 mg với mỗi g chất nền. Tương tự, bằng cách tích hợp sự khác biệt về hàm lượng asen trong mẫu nước đầu vào và đầu ra trên toàn bộ 70 lít cho đến khi đạt bão hòa cho thấy khả năng loại bỏ arsen tổng thể của chất nền cho nồng độ As3+ đầu vào 250 - 300 ppb là 0,25 mg mỗi g chất nền.

80000

Xem thêm Thu gọn