Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ Nghiên cứu xử lí toluen, etyl axetat, butyl axetat, xylen trong nước thải sơn bằ...

Tài liệu Nghiên cứu xử lí toluen, etyl axetat, butyl axetat, xylen trong nước thải sơn bằng than hoạt tính kết hợp với siêu âm

.PDF
61
217
141

Mô tả:

Nghiên cứu xử lí toluen, etyl axetat, butyl axetat, xylen trong nước thải sơn bằng than hoạt tính kết hợp với siêu âm
Më ®Çu Ngµnh c«ng nghiÖp s¬n ®ang trªn ®µ ph¸t triÓn theo nhÞp ®é ph¸t triÓn chung cña nÒn kinh tÕ quèc d©n. Trong qu¸ tr×nh x©y dùng, hÇu hÕt c¸c nhµ x−ëng, thiÕt bÞ c¬ khÝ, c¸c ph−¬ng tiÖn giao th«ng vËn t¶i; c¸c ®å dïng hµng ngµy lµ kim lo¹i, gç…®Òu cÇn cã c¸c lo¹i s¬n b¶o vÖ ®Ó chèng sù ¨n mßn, t¨ng tuæi thä s¶n phÈm vµ ®Ó trang trÝ bÒ mÆt. Tuy nhiªn, ngµnh c«ng nghiÖp nµy sö dông rÊt nhiÒu hãa chÊt, ®Æc biÖt lµ DMHC [4, 8]. Ngµnh c«ng nghiÖp s¶n xuÊt s¬n sö dông 40% ®Õn 70% DMHC trong thµnh phÇn nguyªn liÖu [4]. C¸c DMHC nµy lu«n tiÒm Èn g©y « nhiÔm m«i tr−êng mµ ®Æc tr−ng lµ nguy c¬ g©y h¹i ®Õn søc kháe con ng−êi. NhiÒu DMHC ®−îc biÕt ®Õn lµ t¸c nh©n g©y ung th− vµ cã t¸c ®éng tíi hÖ thÇn kinh [4]. Trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt còng nh− sö dông s¬n vµo c¸c môc ®Ých kh¸c nhau, l−îng DMHC nµy sÏ ph¸t t¸n vµo m«i tr−êng, g©y « nhiÔm m«i tr−êng ®Æc biÖt lµ « nhiÔm nguån n−íc. V× vËy viÖc lo¹i bá c¸c DMHC ra khái thµnh phÇn n−íc th¶i s¬n lµ rÊt quan träng. §¶m b¶o nguån n−íc ®¹t tiªu chuÈn tr−íc khi th¶i ra m«i tr−êng. §Ó ®ãng gãp vµo h−íng nghiªn cøu nµy, khãa luËn thùc hiÖn ®Ò tµi: “Nghiªn cøu xö lÝ toluen, etyl axetat, butyl axetat, xylen trong n−íc th¶i s¬n b»ng than ho¹t tÝnh kÕt hîp víi siªu ©m”. Víi môc ®Ých - Nghiªn cøu ph−¬ng ph¸p xö lÝ mét sè lo¹i dung m«i h÷u c¬ trong n−íc th¶i chøa s¬n. - Nghiªn cøu kh¶ n¨ng hÊp phô mét sè lo¹i dung m«i h÷u c¬ b»ng than ho¹t tÝnh - Nghiªn cøu kh¶ n¨ng xö lý dung m«i h÷u c¬ b»ng than ho¹t tÝnh kÕt hîp víi siªu ©m. Tõ ®ã ®−a ra m« h×nh c«ng nghÖ xö lý n−íc th¶i s¬n. 1 §å ¸n tèt nghiÖp Khoa CNSH - MT Ch−¬ng I: Tæng Quan Tμi LiÖu 1.1. C«ng nghiÖp s¶n xuÊt s¬n 1.1.1. Quy tr×nh s¶n xuÊt s¬n S¬n lµ hÖ ph©n t¸n gåm nhiÒu thµnh phÇn (chÊt t¹o mµng, chÊt mµu…trong m«i tr−êng ph©n t¸n). Sau khi phñ lªn bÒ mÆt vËt liÖu nÒn nã t¹o thµnh líp mµng ®Òu ®Æn, b¸m ch¾c, b¶o vÖ vµ trang trÝ bÒ mÆt vËt liÖu cÇn s¬n. S¶n xuÊt s¬n b¾t ®Çu b»ng c«ng ®o¹n tæng hîp nhùa alkyl. KÕt thóc qu¸ tr×nh, nhùa gèc ®−îc pha lo·ng s¬ bé råi b¬m sang thiÕt bÞ pha khuÊy ®Ó pha lo·ng tiÕp ®Õn khi ®¹t yªu cÇu. T¹i ph©n x−ëng pha s¬n, nhùa ®−îc trén víi bét mµu vµ hãa chÊt, khuÊy ®Òu t¹o d¹ng bét nh·o (past) b»ng m¸y khuÊy ®Üa. Thùc hiÖn xong qu¸ tr×nh khuÊy sÏ ®em ñ trong 24-48 giê do ®é ngÊm dÇu cña c¸c bét mµu kh¸c nhau. Sau ®ã, chuyÓn sang nghiÒn mÞn. Past ®¹t ®é mÞn cÇn thiÕt th× chuyÓn sang c«ng ®o¹n pha chÕ. S¬n ®−îc t¹o thµnh b»ng c¸ch trén past s¬n ®¹t tiªu chuÈn víi mét sè thµnh phÇn kh¸c (dung m«i, chÊt lµm kh«, bét lithopo, BaSO4. Qua qu¸ tr×nh kiÓm tra chÊt l−îng, s¬n chuyÓn sang qu¸ tr×nh ®ãng hép bao gãi, sau ®ã chuyÓn vµo kho chøa s¶n phÈm. Qu¸ tr×nh s¶n xuÊt gåm 6 c«ng ®o¹n chÝnh. - C«ng ®o¹n 1: ChuÈn bÞ nguyªn nhiªn liÖu: tr−íc khi ®−a nguyªn liÖu vµo sö dông, ph¶i kiÓm tra l¹i chÊt l−îng - C«ng ®o¹n 2: tæng hîp nhùa alkyl b»ng ph−¬ng ph¸p ®¼ng phÝ dïng xylen t¸ch n−íc. Qua hai giai ®o¹n trong nåi tæng hîp nhùa kÝn víi c¸c thiÕt bÞ phô trî lµ khuÊy, sinh hµn. - C«ng ®o¹n 3: khuÊy trén nguyªn liÖu láng (chÊt t¹o mµng) víi nguyªn liÖu r¾n( bét mµu, bét ®én) t¹o b¸n thµnh phÈm d¹ng past b»ng m¸y khuÊy ®Üa. - C«ng ®o¹n 4: Dïng m¸y nghiÒn bi h¹t ngäc nghiÒn b¸n thµnh phÈm ë c«ng ®o¹n 3 cho ®Õn ®¹t chØ tiªu vÒ ®é mÞn vµ ®é phñ. TrÇn ThÞ Anh 2 MSSV: 505303001 §å ¸n tèt nghiÖp Khoa CNSH - MT - C«ng ®o¹n 5: Pha chÕ, ®iÒu chØnh past s¬n(d¹ng bét nh·o) ®· nghiÒn ë c«ng ®o¹n 4 ®Ó ®¹t c¸c chØ tiªu kü thuËt vÒ mµu s¾c, ®é nhít, ®é phñ,..b»ng thiÕt bÞ khuÊy trong bÓ ch×m hoÆc bÓ di ®éng. - C«ng ®o¹n 6: §ãng hép, bao gãi b»ng ph−¬ng ph¸p thñ c«ng. Nguyªn liÖu ban ®Çu 1 Tæng hîp nhùa alkyl 2 3 Muèi ñ, khuÊy trén DMHC ChÊt phô gia DMHC DMHC 4 NghiÒn c¸n DMHC Pha chÕ, khuÊy trén, ®iÒu chØnh c¸c chØ tiªu kü thuËt Th¶i vµo m«i tr−êng 5 DMHC 6 §ãng hép, bao gãi DMHC H×nh 1-1: S¬ ®å d©y chuyÒn c«ng nghÖ s¶n xuÊt s¬n vµ nguån th¶i mét sè lo¹i DMHC Tõ s¬ ®å d©y chuyÒn c«ng nghÖ trªn cho thÊy, h¬i DMHC ph¸t sinh t¹i hÇu hÕt c¸c c«ng ®o¹n s¶n xuÊt, tõ nhËp nguyªn liÖu tíi qu¸ tr×nh ®ãng gãi s¶n phÈm. Nguån g©y « nhiÔm DMHC: nhËp kho dung m«i, thiÕt bÞ tæng hîp alkyl, rãt n¹p dung m«i, khuÊy, trén, ñ, nghiÒn c¸n nguyªn liÖu, läc vµ ®ãng gãi s¶n phÈm, kho chøa dung m«i vµ nguyªn liÖu. TrÇn ThÞ Anh 3 MSSV: 505303001 §å ¸n tèt nghiÖp Khoa CNSH - MT Nh− ®· nãi ë trªn, s¬n ®−îc øng dông trong rÊt nhiÒu ngµnh, trong ®ã cã ngµnh c«ng nghiÖp s¶n xuÊt « t«. S¬n tham gia vµo c«ng ®o¹n phun s¬n cho xe, ®Ó b¶o vÖ cho xe khái sù ¨n mßn vµ t¨ng tÝnh thÈm mü. Qu¸ tr×nh s¬n xe còng th¶i ra mét l−îng DMHC g©y ®éc h¹i cho c«ng nh©n. T¹i buång s¬n, xe ®−îc phun s¬n, c¸c h¬i DMHC trong s¬n bay lªn và ®−îc dËp xuèng bëi giµn n−íc. L−îng n−íc nµy sau khi dËp sÏ chøa mét l−îng DMHC, cÇn xö lý l−îng n−íc nµy tr−íc khi th¶i vµo nguån n−íc th¶i chung cña c«ng ty. 1.1.2. Nguyªn vËt liÖu dïng trong s¶n xuÊt s¬n 1.1.2.1. Nguyªn vËt liÖu + DÇu th¶o méc: DÇu ®Ëu, dÇu lanh, dÇu trÈu, dÇu cao su,.. + Bét mµu v« c¬, h÷u c¬ víi 15 lo¹i kh¸c nhau: TiO2, Fe2O3, Cr2O3, phthalocyanyne xanh, bét ®á Naphthol…(kh«ng tÝnh ®éc). + DMHC víi 30 lo¹i kh¸c nhau ®−îc ph©n thµnh: • Hydrocarbon th¼ng: x¨ng tr¾ng, dÇu ZA1 • Hydrocarbon vßng: xylen, toluen • Este: butyl acetate, etyl axetat + Hãa chÊt kh¸c: anhydricphtalic (AP), pentacrithriol, axeton, butanon,… + C¸c phô gia: chÊt lµm kh«, chÊt l¾ng, chÊt t¹o mµng,… 1.1.2.2. Mét sè lo¹i DMHC trong n−íc th¶i s¶n xuÊt s¬n [20] Trong s¬n, dung m«i lµ hîp phÇn chÝnh nã th−êng chiÕm khèi l−îng lín h¬n so víi chÊt t¹o mµng. Mét sè lo¹i s¬n, dung m«i chiÕm ®Õn 80%, chØ cã 20% lµ chÊt t¹o mµng nh−: s¬n nitro xenlulo, clo cao su,…[7] Dung m«i lµ chÊt láng dÔ bay h¬i dïng ®Ó hßa tan c¸c chÊt t¹o mµng, chÊt hãa dÎo…chuyÓn hÖ s¬n vµo tr¹ng th¸i thuËn lîi cho viÖc chÕ biÕn vµ sö dông vµ sÏ bay h¬i hÕt trong qu¸ tr×nh t¹o thµnh mµng s¬n. C¸c dung m«i th−êng sö dông trong s¬n nh− toluen, xylen, etyl axetat, butyl axetat, benzen, axeton, metanol ... trong sè ®ã cã benzen ®−îc cho lµ nguyªn nh©n g©y ung th− nªn Ýt ®−îc sö dông ngµy nay, mét sè kh¸c th× do gi¸ thµnh cao nªn còng Ýt ®−îc sö dông trong c«ng nghiÖp. Qua tham kh¶o tµi liÖu vµ TrÇn ThÞ Anh 4 MSSV: 505303001 §å ¸n tèt nghiÖp Khoa CNSH - MT kh¶o s¸t thùc tÕ cã 4 lo¹i dung m«i ®−îc sö dông nhiÒu trong ngµnh c«ng nghiÖp s¬n ®ã lµ etyl axetate, butyl axetate, toluen vµ xylen. B¶ng 1-1: Tæng hîp tÝnh chÊt ho¸ lý cña 4 dung m«i ®Æc tr−ng trong n−íc th¶i s¬n Dung m«i Butyl m- axetat Xylen 92,14 116,16 C4H8O2 C7H8 C6H12O2 83 g/l 0.47 g/l 7 g/l (20 °C) (20÷25°C) (20°C) 77 110,6 91;106; Etyl axetat Toluen o-Xylen p- Xylen 88,11 106,17 106,17 106,17 C8H10 C8H10 C8H10 0.2 g/l 0.2 g/l 0.2 g/l 124÷127 139 144,4 138,4 91; 92; 43; 56; 91;106; 91;106; 91;106; 51 65 41 105 105 105 0,90 0,87 0,88 0,86 0,88 0,86 TÝnh chÊt Khèi l−îng ph©n tö C«ng thøc ph©n tö §é tan NhiÖt ®é bay h¬i M¶nh phæ khèi ®Æc tr−ng Tû träng Nguån [20] a. Tolene Toluen lµ tªn th−êng gäi cña metyl benzen, ®−îc h×nh thµnh do sù g¾n 1 nhãm metyl thay thÕ cho 1 hydrogen cña benzen. Tªn toluen b¾t nguån tõ tªn toluol - nhùa c©y balsam ë vïng Nam Mü. Tªn do Jons Jakob Berzelius ®Æt. Toluen lµ mét chÊt kh«ng ¨n mßn, dÔ bay h¬i vµ dÔ ch¸y. lµ mét chÊt láng trong suèt, kh«ng hßa tan trong n−íc. Lµ mét hy®rocacbon th¬m, toluen cã kh¶ n¨ng tham gia ph¶n øng thÕ ¸i ®iÖn tö. Nhê cã nhãm metyl mµ ®é ho¹t ®éng hãa TrÇn ThÞ Anh 5 MSSV: 505303001 §å ¸n tèt nghiÖp Khoa CNSH - MT häc cña toluen trong ph¶n øng nµy lín gÊp 25 lÇn so víi benzen.V× vßng th¬m kh¸ bÒn nªn cÇn ¸p suÊt cao khi tiÕn hµnh ph¶n øng hy®ro hãa toluen thµnh metylcyclohexan. Giíi h¹n tiÕp xóc nghÒ nghiÖp quèc tÕ quy ®Þnh cho toluen lµ d−íi 100 ppm cho 8 giê tiÕp xóc. H×nh 1-2: CÊu tróc Toluen Toluen ®−îc ®iÒu chÕ tõ benzen, theo ph−¬ng tr×nh ph¶n øng: C6H6 + Cl2 --> C6H6Cl + HCl C6H6Cl + CH3Cl + 2Na --> C7H8 + 2NaCl HoÆc C6H6 + CH3Cl/AlCl3-->C7H8 Toluen cã thÓ tinh chÕ b»ng c¸ch sö dông c¸c hîp chÊt nh− CaCl2, CaH2, CaSO4, P2O5 hay natri ®Ó t¸ch n−íc. Ngoµi ra, kü thuËt ch−ng cÊt ch©n kh«ng còng ®−îc sö dông phæ biÕn. Trong kü thuËt nµy, th−êng sö dông benzophenon vµ natri ®Ó t¸ch kh«ng khÝ vµ h¬i Èm trong toluen Toluen lµ mét hy®rocacbon th¬m ®−îc sö dông lµm dung m«i réng r·i trong c«ng nghiÖp.Toluen chñ yÕu ®−îc dïng lµm dung m«i hßa tan nhiÒu lo¹i vËt liÖu nh− s¬n, chÊt hãa häc, cao su, mùc in, chÊt kÕt dÝnh,...Trong ngµnh hãa sinh, ng−êi ta dïng toluen ®Ó t¸ch hemoglobin tõ tÕ bµo hång cÇu. §éc tÝnh cña Toluen: NÕu tiÕp xóc víi toluen trong thêi gian ®ñ dµi, cã thÓ bÞ bÖnh ung th−, ®iÕc nghÒ nghiÖp. Toluen lµ chÊt dÔ bay h¬i, dÔ ch¸y næ. ChØ cÇn mét nång ®é nhá 1/1000, toluen ®· g©y c¶m gi¸c mÊt th¨ng b»ng, lo¹ng TrÇn ThÞ Anh 6 MSSV: 505303001 §å ¸n tèt nghiÖp Khoa CNSH - MT cho¹ng, ®au ®Çu; nÕu nång ®é cao h¬n cã thÓ lµm n¹n nh©n cã ¶o gi¸c hoÆc ngÊt xØu. b. Xylen Xylen lµ tªn gäi mét nhãm 3 dÉn xuÊt cña benzen lµ 3 ®ång ph©n octo-, meta-, vµ para- cña dimetyl benzen. C¸c ®ång ph©n o-, m- vµ p- ®−îc ®Æc tr−ng bëi vÞ trÝ c¸c nguyªn tö cacbon (cña vßng benzen) mµ 2 nhãm metyl ®Ýnh vµo. C¸c ®ång ph©n o, m vµ p cã danh ph¸p IUPAC lÇn l−ît lµ 1,2-®imetylbenzen, 1,3-®imetylbenzen vµ 1,4-®imetylbenzen. H×nh 1-3: CÊu tróc cña xylen Xylen Kh«ng hoµ tan trong n−íc, nh−ng hoµ tan trong c¸c dung m«i kh«ng ph©n cùc nh− c¸c hy®rocacbon th¬m, lµ chÊt láng kh«ng mµu. Cã nguån gèc tõ qu¸ tr×nh ®èt ch¸y vµ bay h¬i cña nhiªn liÖu, ®Æc biÖt lµ khÝ th¶i tõ c¸c lo¹i xe, kÓ c¶ tõ ®un nÊu trong sinh ho¹t. Xylen ¶nh h−ëng tíi c¬ quan thÝnh gi¸c [12] c. Butyl axetat Lµ este cña axit axetic vµ ancol butylic (n - butanol cho n - BA CH3COO(CH2)3 – CH3, iso - butanol cho iso - BA CH3COOCH2CH(CH3)2. TrÇn ThÞ Anh 7 MSSV: 505303001 §å ¸n tèt nghiÖp Khoa CNSH - MT H×nh 1-4: CÊu tróc cña butyl axetat Butyl axetat lµ chÊt láng: n - BA cã tnc = -73,3oC, ts = 126oC; iso - BA cã tnc = -98,9oC, ts = 116,5oC. Cã mïi th¬m cña hoa qu¶; nhÑ h¬n n−íc; rÊt Ýt tan trong n−íc, tan trong dung m«i h÷u c¬; h¬i BA cã thÓ g©y næ. §iÒu chÕ b»ng c¸ch dïng axit axetic este ho¸ n - butanol vµ iso - butanol, víi xóc t¸c lµ axit v« c¬ nh− H2SO4. Dïng lµm dung m«i ®Ó chiÕt xuÊt hoÆc dung m«i cho cao ph©n tö nh− nitroxenluloz¬, peclovinyl, s¬n poliacrylic, vv...; lµ thµnh phÇn cña c¸c tinh dÇu cã mïi hoa qu¶. d. Etyl axetat Etyl axetat lµ mét hîp chÊt h÷u c¬ víi c«ng thøc CH3CH2OC(O)CH3 H×nh 1-5: CÊu tróc cña etyl axetat §©y lµ mét chÊt láng kh«ng mµu cã mïi dÔ chÞu vµ ®Æc tr−ng, t−¬ng tù nh− c¸c lo¹i s¬n mãng tay hay n−íc tÈy s¬n mãng tay. Lµ mét lo¹i este thu ®−îc tõ etanol vµ axit axetic, nã th−êng ®−îc viÕt t¾t lµ EtOAc, vµ ®−îc s¶n xuÊt ë quy m« kh¸ lín ®Ó lµm dung m«i. Etyl axetat lµ mét dung m«i ph©n cùc nhÑ, dÔ bay h¬i, t−¬ng ®èi kh«ng ®éc h¹i vµ kh«ng hót Èm. Nã lµ chÊt nhËn còng nh− cho liªn kÕt hidro yÕu. Etyl axetat cã thÓ hßa tan tíi 3% n−íc vµ nã cã ®é hßa tan trong n−íc lµ ~8% ë nhiÖt ®é phßng. Khi nhiÖt ®é t¨ng cao th× ®é hßa tan trong n−íc cña nã ®−îc t¨ng lªn. Nã cã thÓ trén lÉn víi mét sè dung m«i kh¸c nh− etanol, benzen, axeton hay dietyl ete. Nã kh«ng æn ®Þnh trong dung dÞch cã chøa axÝt hay baz¬ m¹nh. Etyl axetat ®−îc tæng hîp th«ng qua ph¶n øng este hãa tõ axit axetic vµ etanol, th«ng th−êng víi sù hiÖn diÖn cña xóc t¸c lµ axit nh− axit sulfuric. CH3CH2OH + CH3COOH → CH3COOCH2CH3 + H2O TrÇn ThÞ Anh 8 MSSV: 505303001 §å ¸n tèt nghiÖp Khoa CNSH - MT Do ph¶n øng lµ thuËn nghÞch vµ t¹o ra c©n b»ng ®éng nªn hiÖu suÊt lµ kh¸ thÊp nÕu nh− kh«ng lo¹i bá n−íc ®−îc t¹o ra tõ ph¶n øng. Qu¸ tr×nh thñy ph©n etyl axetat lµ qu¸ tr×nh ng−îc l¹i víi ph¶n øng trªn: H+  Etyl axetat + N−íc  Axit axetic + Etanol  ë ®©y, H+ chØ ®ãng vai trß nh− lµ chÊt xóc t¸c vµ nång ®é cña nã kh«ng thay ®æi trong suèt ph¶n øng. Ngoµi ra, n−íc lu«n cã sè d− thõa v× thÕ thùc tÕ nång ®é cña nã còng gÇn nh− kh«ng thay ®æi. Tèc ®é ph¶n øng cã thÓ ®−îc coi nh− lµ chØ cña etyl axetat Tèc ®é ph¶n øng = k[etyl axetat] MÆc dï ph¶n øng nµy còng lµ thuËn nghÞch, nh−ng ng−êi ta cã thÓ ®¹t ®−îc ®iÒu ®ã b»ng c¸ch dïng d− thõa etyl axetat ®Ó chuyÓn dÞch ph¶n øng sang bªn ph¶i. Etyl axetat ®−îc dïng réng r·i lµm dung m«i cho c¸c ph¶n øng hãa häc còng nh− ®Ó thùc hiÖn c«ng viÖc chiÕt c¸c hãa chÊt kh¸c. T−¬ng tù, nã còng ®−îc dïng trong s¬n mãng tay vµ thuèc tÈy s¬n mãng tay hay dïng ®Ó khö cafein cña c¸c h¹t cµ phª hay l¸ chÌ. Etyl axetat còng cã mÆt trong mét sè lo¹i kÑo, hoa qu¶ hay n−íc hoa do nã bay h¬i rÊt nhanh vµ ®Ó l¹i mïi n−íc hoa trªn da. Nã còng t¹o ra h−¬ng vÞ t−¬ng tù nh− cña c¸c lo¹i qu¶ ®µo, m©m x«i hay døa. §©y lµ mét ®Æc tr−ng cña phÇn lín c¸c este. Etyl axetat còng cã mÆt trong r−îu vang. Nã ®−îc coi lµ mét chÊt g©y « nhiÔm khi ë nång ®é cao, khi c¸c lo¹i r−îu vang ®Ó l©u trong kh«ng khÝ. ë nång ®é cao trong r−îu vang, nã ®−îc coi lµ chÊt t¹o ra mïi vÞ l¹, lµ vÞ chua bÊt th−êng do bÞ thñy ph©n dÇn dÇn ®Ó trë thµnh axÝt axetic Etyl axetat lµ mét chÊt ®éc cã hiÖu lùc ®Ó sö dông trong thu thËp vµ nghiªn cøu c«n trïng. Trong c¸c lä chøa etyl axetat, h¬i cña nã sÏ giÕt chÕt c«n trïng rÊt nhanh mµ kh«ng lµm háng h×nh d¹ng cña chóng. Do kh«ng hót Èm nªn etyl axetat còng gi÷ cho c«n trïng ®ñ mÒm ®Ó cã thÓ thùc hiÖn c¸c c«ng viÖc Ðp x¸c tiÕp theo. TrÇn ThÞ Anh 9 MSSV: 505303001 §å ¸n tèt nghiÖp Khoa CNSH - MT Etyl axetat lµm da kh«, nøt nÎ, cã thÓ g©y thiÕu m¸u vµ nguy hiÓm cho thËn, gan. 1.2. HiÖn tr¹ng « nhiÔm n−íc th¶i s¬n Theo tæ chøc Y tÕ thÕ giíi (WHO) th× víi s¶n l−îng s¬n 25.000 tÊn/n¨m sÏ ph¸t th¶i ra l−îng VOCs t−¬ng øng lµ 375 tÊn/n¨m. Cïng víi sù gia t¨ng cña s¶n l−îng lµ sù gia t¨ng cña nguyªn, nhiªn liÖu sö dông vµ c¸c chÊt th¶i d¹ng r¾n, láng, khÝ mµ ®iÓn h×nh lµ DMHC. Theo D©n trÝ (b¸o ®iÖn tö cña TW héi khuyÕn häc ViÖt Nam) ®−a tin, gÇn 1.000 nh©n khÈu cña h¬n 200 hé d©n ®ang sinh sèng t¹i tæ 8, thÞ trÊn CÇu DiÔn, Tõ Liªm, Hµ Néi ®ang ph¶i ®èi mÆt víi nguån n−íc sinh ho¹t ë ®©y qu¸ « nhiÔm. T¹i khu vùc nµy cã 2 x−ëng s¶n xuÊt s¬n cña hai c«ng ty: Cæ phÇn Th−¬ng m¹i An T©m vµ Cæ phÇn Th−¬ng m¹i vµ X©y dùng Trung Dòng. Trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt s¬n tõ n¨m 2003, hai x−ëng nµy ®· trùc tiÕp ®æ n−íc th¶i ra m−¬ng n−íc mµ kh«ng qua hÖ thèng xö lý n−íc th¶i. DÉn ®Õn, nguån n−íc th¶i nµy ngÊm vµo ®Êt, thÈm thÊu vµo hÖ thèng giÕng khoan cña c¸c hé d©n n¬i ®©y. Ng−êi d©n n¬i ®©y ®· mang mÉu n−íc giÕng khoan cña gia ®×nh ®Õn Tæng côc tiªu chuÈn ®o l−êng chÊt l−îng lµm thö nghiÖm. KÕt qu¶ hµm l−îng cacbuahydro th¬m v−ît qu¸ tiªu chuÈn cho phÐp 18,3 lÇn. Kh«ng chØ cã nh÷ng x−ëng s¶n xuÊt s¬n g©y « nhiÔm m«i tr−êng. Nh÷ng hé d©n tæ 57 phè Phan §×nh Giãt, ph−êng Ph−¬ng LiÖt, Hµ Néi lu«n ph¶i chÞu mïi s¬n nång nÆc tõ x−ëng s¶n xuÊt cña C«ng ty ThiÕt bÞ gi¸o dôc I. T×nh tr¹ng « nhiÔm ngµy cµng trÇm träng h¬n khi ®¬n vÞ nµy n©ng c«ng suÊt s¶n xuÊt ®å dïng cho n¨m häc míi. C«ng ty còng ®· cã nhiÒu biÖn ph¸p nh− kh«ng phun s¬n trùc tiÕp vµo s¶n phÈm mµ dïng s¬n n−íc song viÖc « nhiÔm lµ bÊt kh¶ kh¸ng, kh«ng thÓ xö lý triÖt ®Ó mïi s¬n vµ dung m«i. T¹i th«n BÕn Trung, x· B¾c Hång, huyÖn §«ng Anh (Hµ Néi) cã nhiÒu èng khãi cña c¸c x−ëng phun s¬n ®å gç. X−ëng phun s¬n ®å gç ë ®©y g©y « nhiÔm m«i tr−êng, ¶nh h−ëng ®Õn ®êi sèng søc khoÎ vµ s¶n xuÊt cña nhiÒu gia ®×nh trong khu vùc. Ng−êi d©n bÞ ¶nh h−ëng søc khoÎ do mïi s¬n nång nÆc vµ TrÇn ThÞ Anh 10 MSSV: 505303001 §å ¸n tèt nghiÖp Khoa CNSH - MT bôi s¬n lan to¶ xuèng c¸c hé xung quanh x−ëng s¶n xuÊt, c¸c triÖu chøng m¾c ph¶i nh− tøc ngùc, khã thë, ho ra m¸u. C©y cèi trong v−ên, gia sóc, gia cÇm bÞ chÕt. Kh«ng chØ kh«ng khÝ, x−ëng phun s¬n cßn th¶i n−íc g©y « nhiÔm n−íc, ®Æc biÖt víi bÓ n−íc trªn nhµ tÇng cña c¸c hé gia ®×nh trong khu vùc tr−íc ®©y kh«ng cã n¾p kiªn cè bÞ bôi s¬n r¬i xuèng l¾ng ®äng kh«ng thÓ dïng ®−îc, mét sè hé kh¸c cã giÕng khoan n−íc ng¶ mµu do « nhiÔm nguån n−íc th¶i cña x−ëng phun thÊm qua. 1.3. Ph−¬ng ph¸p xö lý n−íc th¶i s¬n 1.3.1. Ph−¬ng ph¸p hãa lý Trong c«ng nghÖ xö lý n−íc th¶i, ph−¬ng ph¸p hãa lý hoÆc hãa lý kÕt hîp ®−îc sö dông kh¸ phæ biÕn. C¸c c«ng ty s¶n xuÊt s¬n còng nh− c¸c ngµnh sö dông s¬n ®· ¸p dông ph−¬ng ph¸p nµy vµo c«ng nghÖ xö lý n−íc th¶i s¬n cña m×nh. Mét sè c«ng nghÖ ®· ®−îc ¸p dông nh−: - C«ng nghÖ xö lý cÆn b· trong n−íc th¶i s¬n Nguyªn t¾c: xö lý hãa lý t¸ch riªng c¸c chÊt cÆn b· nh− dÇu, s¬n, sau ®ã cho bay h¬i. CÆn sau khi ®−îc läc Ðp kh« sÏ ®−îc ®èt cïng víi r¸c th¶i sinh ho¹t ë nhiÖt ®é cao, b¶o ®¶m ph©n hñy hÕt chÊt th¶i, kh«ng th¶i khãi ®éc h¹i ra m«i tr−êng. - C«ng nghÖ xö lý c¸c chÊt h÷u c¬ trong n−íc th¶i s¬n. Nguyªn t¾c: N−íc th¶i dïng ®Ó t¹o mµn n−íc xö lý khÝ trong c¸c buång phun s¬n ®−îc xö lý s¬ bé t¹i chç b»ng tuyÓn næi ®Ó lo¹i bá c¸c chÊt cÆn l¬ löng. CÆn ®−îc vít lªn, n−íc ®−îc läc s¬ bé vµ sö dông ®Ó tiÕt kiÖm n−íc, tiÕt kiÖm tµi nguyªn. Sau mét thêi gian, n−íc th¶i t¹i c¸c buång phun s¬n ph¶i x¶ ra ngoµi ®−îc thu gom vµo bÓ ®iÒu hoµ. Trong bÓ ®iÒu hoµ nu«i cÊy c¸c chñng vi sinh ph©n huû chÊt h÷u c¬ vµ ph¸ vì c¸c chÊt h÷u c¬ sinh mïi. Khi bÓ ®iÒu hoµ ®Çy ®Õn møc quy ®Þnh, n−íc th¶i ®−îc b¬m vµo th¸p ph¶n øng keo tô ch×m ®Ó lo¹i bá c¸c chÊt cÆn l¬ löng vµ ®iÒu chØnh pH. N−íc ®−îc ch¶y qua th¸p l¾ng ®øng kiÓu cyclon ®Ó l¾ng c¸c chÊt xuèng ®¸y. N−íc trong ®−îc ch¶y vµo bÓ aeroten ®Ó tiÕp TrÇn ThÞ Anh 11 MSSV: 505303001 §å ¸n tèt nghiÖp Khoa CNSH - MT tôc oxy ho¸ vµ b·o hoµ oxy b»ng m¸y thæi khÝ cã c¸c bé phËn ph©n phèi khÝ. Tõ bÓ aeroten n−íc ®−îc tiÕp tôc b¬m vµo th¸p läc cã chøa than ho¹t tÝnh ®Ó lo¹i bá c¸c chÊt h÷u c¬ ch−a ph¶n øng hÕt. N−íc th¶i sau khi xö lý ®¹t tiªu chuÈn m«i tr−êng (TCVN 5945-2005, B).   M« C«ng nghÖ xö lý n−íc th¶i hÖ quy m« nhá cho ph©n x−ëng s¬n t¶ qui tr×nh: BÓ l¾ng c¸t - BÓ ®iÒu hoµ - BÓ sôc khÝ - BÓ l¾ng - BÓ läc chËm - BÓ chøa. C«ng suÊt: 1,5 m3/giê.Tiªu chuÈn ViÖt Nam, chÊt l−îng n−íc sau khi qua hÖ thèng xö lý ®−îc héi l−u hoµn toµn trë l¹i buång s¬n, ®¹t giíi h¹n cho phÐp (TCVN 5945 – 2005, B). 1.3.2. Ph−¬ng ph¸p hÊp phô DMHC trong n−íc th¶i s¬n b»ng than ho¹t tÝnh a. Than ho¹t tÝnh. Ngµy nay, than ho¹t tÝnh ®−îc sö dông lµm vËt liÖu hÊp phô mét c¸ch phæ biÕn, bªn c¹nh ®ã cßn cã rÊt nhiÒu lo¹i vËt liÖu hÊp phô kh¸c nh−: oxit nh«m, silicagen, zeolit, ®¸ ong… Than ho¹t tÝnh (Activated Carbon) lµ mét chÊt gåm chñ yÕu lµ nguyªn tè carbon ë d¹ng v« ®Þnh h×nh (bét), mét phÇn n÷a cã d¹ng tinh thÓ vôn grafit (ngoµi carbon th× phÇn cßn l¹i th−êng lµ tµn tro, mµ chñ yÕu H×nh 1-6: than ho¹t tÝnh lµ c¸c kim lo¹i kiÒm vµ vôn c¸t). Lµ lo¹i than xèp chøa 88-98% than, tïy ®iÒu kiÖn chÕ t¹o. §−îc xö lý tõ nhiÒu nguån vËt liÖu nh− than ®¸, than bïn, than n©u, c¸c chÊt cã nguån gèc xenlulo: gç, tre nøa, mïn c−a, b· mÝa, g¸o dõa, lâi ng«, vá trÊu, vá l¹c (®Ëu phéng), x−¬ng,...Nh÷ng nguyªn liÖu nµy ®−îc nung nãng tõ tõ trong m«i tr−êng ch©n kh«ng, sau ®ã ®−îc ho¹t tÝnh hãa b»ng c¸c khÝ cã tÝnh «xi hãa ë nhiÖt ®é cùc cao (800-9000C) [1, 11]. TrÇn ThÞ Anh 12 MSSV: 505303001 §å ¸n tèt nghiÖp Khoa CNSH - MT Trong thµnh phÇn than ho¹t tÝnh, carbon chiÕm 85-95%; 0,6-7,8% hydro; 0,3-0,5% nit¬; 3-11% oxy; 1% s¾t; 2% l−u huúnh; 0-30% photphat; 0-1 CaO; 00,5% clo; 3% natri; 0-2% ®ång,..[11] Than ho¹t tÝnh cã mét cÊu tróc m¹ng l−íi phøc hÖ bao gåm c¸c lç xèp mÞn víi c¸c kÝch th−íc vµ h×nh thÓ kh¸c nhau. C¸c lç nµy cã ®−êng kÝnh giíi h¹n tõ 1-10.000nm. Lç cã ®−êng kÝnh tõ 1-100nm gäi lµ lç vi m«, tõ 100-10.000nm gäi lµ lç vÜ m«. C¸c lç cña than ho¹t tÝnh nµy cã diÖn tÝch bÒ mÆt ®Æc biÖt, kho¶ng 60-1800m2/g vµ kh¶ n¨ng hÊp phô c¸c chÊt tan cña chóng rÊt lín. Tïy vµo môc ®Ých sö dông, ng−êi ta sÏ lùa chän c¸c d¹ng than phï hîp. Than ho¹t tÝnh th−¬ng phÈm th−êng ®−îc ph©n chia theo c¸c d¹ng sau: 1. D¹ng bét c¸m (Powdered - PAC) ®©y lµ lo¹i ®−îc chÕ t¹o theo c«ng nghÖ cò, nay th−êng ®−îc sö dông trong s¶n xuÊt pin, ac-quy. Nã cã ®Æc ®iÓm chung nhÊt lµ hÊp phô trong pha láng, diÖn tÝch bÒ mÆt kh«ng lín l¾m, ®é xèp cao t¹o ®iÒu kiÖn cho qu¸ tr×nh khuÕch t¸n [1]. Cã mét sè nhµ s¶n xuÊt dïng lo¹i nµy trén víi keo ®Ó ®óc thµnh nh÷ng èng than nh×n gièng nh− d¹ng khèi ®Æc d−íi ®©y. 2. D¹ng h¹t (Granulated - GAC) lµ nh÷ng h¹t than nhá, rÎ tiÒn, thÝch hîp cho viÖc khö mïi, hÊp phô khÝ. §é bÒn c¬ häc cao, diÖn tÝch bÒ mÆt vµ dung l−îng hÊp phô lín [1]. Tuy nhiªn, n−íc th−êng cã xu h−íng ch¶y xuyªn qua nh÷ng kho¶ng trèng gi÷a nh÷ng h¹t than thay v× ph¶i chui qua nh÷ng lç nhá. 3. D¹ng khèi ®Æc (Extruded Solid Block – SB) lµ lo¹i hiÖu qu¶ nhÊt ®Ó läc cÆn, khuÈn Coliform, ch×, ®éc tè, khö mÇu vµ khö mïi clorine. Lo¹i nµy ®−îc lµm tõ nguyªn mét thái than, ®−îc Ðp ®Þnh d¹ng d−íi ¸p xuÊt tíi 800 tÊn nªn rÊt ch¾c ch¾n. B¶ng sau liÖt kª mét sè lo¹i than th−¬ng phÈm cña mét vµi n−íc dïng trong xö lý n−íc vµ n−íc th¶i nh»m môc ®Ých lo¹i bá chÊt h÷u c¬. TrÇn ThÞ Anh 13 MSSV: 505303001 §å ¸n tèt nghiÖp Khoa CNSH - MT B¶ng 1- 2: Than ho¹t tÝnh sö dông trong xö lý n−íc, n−íc th¶i Tªn TW1, TW2, TW3 CAL 12x40 Nhµ s¶n xuÊt Trµ B¾c, Trµ Vinh, Ph−¬ng øng dông trong liÖu ph¸p ho¹t Sä dõa H¬i n−íc c«ng nghÖ N−íc cÊp, n−íc th¶i, ®å uèng ViÖt Nam Calgon, Pitts- burg USA Acticarbone Nguyªn Charbon actif corp. Than non H¬i n−íc (bitum) Than gç ®−êng H¬i n−íc New Yord Cliffchar Cliffs – Dow Chem. Matschapp Activit Than gç N−íc, tÈy mµu Axit ®−êng Than gç Kh«ng khÝ Amsterdam Hydraffin Carbo – Norit – Un. N−íc, r−îu, dÇu thùc vËt, ®−êng Co USA Dusarit N−íc, ®å uèng, N−íc, tinh chÕ ®−êng Gç Clorua kÏm N−íc Lignit H¬i n−íc N−íc Than gç H¬i n−íc N−íc, khö mïi Gç th«ng H¬i n−íc Czech + §øc Hdro darco Darco Corp. New Yord Klearit Fennison Wright Corp. Toledo, Ohio Norit Amer. Norit-Comp USA Norit All. Norit-gesell. Hµ N−íc, tÈy mµu thùc phÈm, hãa Gç H¬i n−íc N−íc, tÈy mµu Lan Nuchar West Virginia pulp. Co. New Yord Sylvac Gray chem. Comp. B· th¶i H¬i n−íc c«ng N−íc, tÈy mµu, khö mïi khÝ Gç cøng Photphoric Lignit H¬i n−íc N−íc Roullet. USA Weschar Western Fillter Co. N−íc, t¸ch dÇu kho¸ng khèi n−íc, Dewver Nguån [18] TrÇn ThÞ Anh 14 MSSV: 505303001 §å ¸n tèt nghiÖp Khoa CNSH - MT Do cã rÊt nhiÒu lo¹i than ®ang l−u hµnh nªn viÖc chän lùa cho mét môc ®Ých sö dông cô thÓ nªn theo khuyÕn c¸o cña nhµ s¶n xuÊt. NÕu kh«ng cã ®−îc khuyÕn c¸o cô thÓ th× tr−íc khi sö dông cÇn ph¶i ®−îc thö ®Ó ®¸nh gi¸. Mét sè chØ tiªu nh− thµnh phÇn hãa häc, mét sè chØ sè mang tÝnh chÊt tiªu chuÈn chØ nªn xem xÐt lµ yÕu tè tham kh¶o. B¶ng sau cho thÊy sù kh¸c biÖt rÊt lín vÒ thµnh phÇn hãa häc cña mét sè lo¹i than ho¹t tÝnh. B¶ng1-3: Thµnh phÇn hãa häc cña mét sè lo¹i than ho¹t tÝnh Thµnh phÇn Than Tro (%) Tan trong C (%) pH tr−íc HCl chiÕt Norit 93-96 4.5-6.5 2-3 7.8-8.3 Darco 65-70 25-30 0.5 4.5-6.0 Suchar 97-99 2.0-3.5 1.2-2.4 6.3-7.0 Nuchar W 95-98 2.0-3.5 1.3-2.5 7.5 Nuchar 2 90-95 5-10 3-7 7-8 Bonchar 9-10 90 - - Cliffchar 89-90 3-4 - 9.5-10.5 TW 2 92.5 2.6 - - 89 7 - - Cal 12x40 Nguån [1] b. C¬ chÕ hÊp phô dung m«i h÷u c¬ cña than ho¹t tÝnh Qu¸ tr×nh hÊp phô dung m«i h÷u c¬ cña than ho¹t tÝnh diÔn ra trong m«i tr−êng n−íc. N−íc lµ m«i tr−êng ph©n cùc m¹nh, trong tr¹ng th¸i láng c¸c ph©n tö kh«ng tån t¹i ë tr¹ng th¸i biÖt lËp mµ chóng t−¬ng t¸c, g¾n kÕt víi nhau th«ng qua cÇu liªn kÕt hydro. Than ho¹t tÝnh (chÊt hÊp phô) vµ dung m«i h÷u c¬ (chÊt bÞ hÊp phô) ®Òu lµ chÊt kh«ng ph©n cùc [1]. ë ®©y x¶y ra sù t−¬ng t¸c gi÷a than ho¹t tÝnh, dung m«i h÷u c¬ vµ m«i tr−êng n−íc. Cã Ýt nhÊt ba cÆp t−¬ng t¸c: than ho¹t tÝnh-dung m«i h÷u c¬, than ho¹t tÝnh-dung m«i n−íc, dung m«i h÷u c¬dung m«i n−íc. Do sù cã mÆt cña n−íc, nªn trong hÖ sÏ x¶y ra qu¸ tr×nh hÊp phô c¹nh tranh gi÷a dung m«i h÷u c¬ vµ n−íc lªn trªn bÒ mÆt cña than ho¹t tÝnh. CÆp than ho¹t tÝnh-dung m«i h÷u c¬ cã lùc t−¬ng t¸c m¹nh nªn qu¸ tr×nh hÊp phô x¶y TrÇn ThÞ Anh 15 MSSV: 505303001 §å ¸n tèt nghiÖp Khoa CNSH - MT ra cho cÆp ®ã: do than ho¹t tÝnh vµ dung m«i h÷u c¬ lµ chÊt kh«ng ph©n cùc n»m trong dung m«i n−íc lµ chÊt ph©n cùc nªn chóng ®Èy nhau, vµ do sè l−îng cña n−íc so víi dung m«i h÷u c¬ ¸p ®¶o nªn dung m«i h÷u c¬ bÞ “chÌn Ðp”, nÕu nång ®é dung m«i ®ñ lín th× chóng t×m c¸ch co côm l¹i víi nhau. Do b¶n chÊt gièng nhau, cïng kh«ng ph©n cùc nªn chóng t−¬ng t¸c tèt, nhÊt lµ khi mµ c¸c dung m«i n−íc kh«ng −a c¸c dung m«i h÷u c¬. Qu¸ tr×nh hÊp phô dung m«i h÷u c¬ cña than ho¹t tÝnh theo thø tù sau: §Çu tiªn, dung m«i h÷u c¬ ®−îc khuÕch t¸n trong n−íc vµ ®i tíi bÒ mÆt ngoµi cña than ho¹t tÝnh. Sau ®ã, dung m«i ®−îc khuÕch t¸n tõ mÆt ngoµi ®Õn mÆt trong cña mçi lç cña than ho¹t tÝnh, n¬i mµ nã ®−îc hÊp phô (®©y gäi lµ “sù khuÕch t¸n mÆt trong cña h¹t”), vµ sù hÊp phô x¶y ra chØ khi dung m«i h÷u c¬ cã mÆt ë chç hÊp phô [11]. Kh¶ n¨ng hÊp phô cña than than ho¹t tÝnh phô thuéc vµo ®é xèp, diÖn tÝch bÒ mÆt riªng, hÖ mao qu¶n vµ cÊu tróc cña bÒ mÆt. DiÖn tÝch bÒ mÆt riªng: lµ diÖn tÝch bÒ mÆt tÝnh cho mét ®¬n vÞ khèi l−îng, bao gåm tæng diÖn tÝch bÒ mÆt bªn trong mao qu¶n vµ bªn ngoµi c¸c h¹t. DiÖn tÝch cµng lín th× kh¶ n¨ng hÊp phô cµng cao. KÝch th−íc cña mao qu¶n: Than ho¹t tÝnh cã hÖ mao qu¶n lín th× diÖn tÝch bÒ mÆt kh«ng cao nªn dung l−îng hÊp phô thÊp, nh−ng tèc ®é hÊp phô lo¹i than nµy cao. Mao qu¶n lín: d > 50mm Mao qu¶n trung b×nh: 2 < d < 50mm Mao qu¶n nhá: d < 2mm. Dùa trªn nguyªn t¾c hÊp phô, ng−êi ta ®· ®−a ra c«ng nghÖ xö lý n−íc th¶i s¬n, ®ã lµ: Dïng chÊt hÊp phô ®Ó hÊp phô c¸c chÊt « nhiÔm hoµ tan trong n−íc nh− chÊt h÷u c¬, kim lo¹i nÆng, dÇu mì, phèt ph¸t... sau ®ã kÕt hîp víi t¹o b«ng vµ keo tô ®Ó kÐo toµn bé c¸c chÊt l¬ löng cïng víi chÊt hÊp phô sau khi ®· hÊp phô c¸c chÊt « nhiÔm xuèng kÕt tña. N−íc trong bªn trªn lµ n−íc ®· ®−îc xö lý ®¶m b¶o ®¹t tiªu chuÈn th¶i vµ sÏ ®−îc th¶i ra ngoµi hoÆc tuÇn hoµn l¹i ®Ó t¸i sö TrÇn ThÞ Anh 16 MSSV: 505303001 §å ¸n tèt nghiÖp Khoa CNSH - MT dông. Bïn l¾ng sÏ ®−îc ®−a vµo m¸y Ðp bïn ®Ó Ðp thµnh b¸nh, sau ®ã sÏ ®−îc cho vµo bao t¶i ®Ó xö lý hoÆc ch«n lÊp theo qui ®Þnh. C«ng suÊt (tÝnh theo ca): 12-18m3. c. C¸c ph−¬ng ph¸p gi¶i hÊp than ho¹t tÝnh Gi¶i hÊp than ho¹t tÝnh nh»m t¸i sinh than ho¹t tÝnh khi mµ than ho¹t tÝnh ®· hÊp phô b·o hßa, thay vµo viÖc thay thÕ bëi than míi. Gi¶i hÊp phô lµ qu¸ tr×nh ng−îc víi hÊp phô, t¸ch chÊt bÞ hÊp phô (dung m«i h÷u c¬) trªn bÒ mÆt chÊt r¾n (than ho¹t tÝnh) ra ngoµi dung dÞch. Dùa trªn nguyªn t¾c gi¶i hÊp phô ®ã, ng−êi ta ®−a ra ba ph−¬ng ph¸p t¸i sinh than ho¹t tÝnh cã hiÖu qu¶ [1, 13]. - T¸i sinh b»ng h¬i: Ph−¬ng ph¸p nµy h¹n chÕ sù t¸i sinh than chØ cè ®Þnh nh− mét s¶n phÈm dÔ bay h¬i. ViÖc sö dông h¬i n−íc chØ thÝch hîp lµm th«ng bÒ mÆt h¹t vµ diÖt trïng cho than. - T¸i sinh nhiÖt: b»ng nhiÖt ph©n vµ ®èt c¸c chÊt h÷u c¬ hÊp phô. Lß nung nãng ®Õn 800oC víi ¸p suÊt ®iÒu khiÓn ®−îc tr¸nh lµm ch¸y than. Ph−¬ng ph¸p nµy cho phÐp t¸i sinh rÊt tèt than ho¹t tÝnh. Tuy nhiªn nã cã hai nh−îc ®iÓm lín • Lß ph¶i cã thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn ¸p suÊt vµ nhiÖt ®é, mét hÖ thèng lµm kh« n−íc ë cöa vµo vµ lµm Èm than ë cöa ra. • Tæn thÊt than lín (7-10% do t¸i sinh). NghÜa lµ sau 10-14 lÇn t¸i sinh theo thèng kª, ng−êi ta ph¶i thay toµn bé khèi l−îng than ho¹t tÝnh. - T¸i sinh hãa häc: Degremont ®· ph¸t triÓn mét ph−¬ng ph¸p dùa trªn t¸c dông cña mét chÊt dung m«i ë nhiÖt ®é gÇn 100oC, cã pH cao. • −u ®iÓm cña ph−¬ng ph¸p nµy lµ tæn thÊt than ho¹t tÝnh nhá (kho¶ng 1% khèi l−îng ®· xö lý). • Nh−îc ®iÓm: do dïng c¸c chÊt ph¶n øng ®Ó t¸i sinh (kiÒm vµ dung m«i) t¹o ra c¸c dung dÞch röa gi¶i mµ cÇn ph¶i thu håi dung m«i b»ng ch−ng cÊt. TiÕp theo ng−êi ta ph¶i lo¹i bá « nhiÔm b»ng ®èt c¸c chÊt cã kh¶ n¨ng thu håi. TrÇn ThÞ Anh 17 MSSV: 505303001 §å ¸n tèt nghiÖp - Khoa CNSH - MT T¸i sinh b»ng dung dÞc axÝt – baz¬: Ph−¬ng ph¸p nµy ®−îc øng dông phô thuéc vµo c¸c chÊt h÷u c¬ ®· bÞ hÊp phô trªn than. §èi víi chÊt bÞ hÊp phô lµ hä phenol vµ axit th× cã thÓ t¸i sinh b»ng dung dÞch NaOH 4%, ng−îc l¹i víi chÊt bÞ hÊp phô mang tÝnh baz¬ nh− hä anilin cã thÓ t¸i sinh b»ng dung dÞch HCl 5%. Trong thùc tÕ ph−¬ng ph¸p nµy chØ ®−îc øng dông ®Ó t¸i sinh phôc håi nhanh kh¶ n¨ng hÊp phô cña than bëi v× hiÖu suÊt t¸i sinh kh«ng cao. Than ho¹t tÝnh cÇn ph¶i ®−îc ho¹t hãa nhiÖt sau vµi lÇn t¸i sinh víi dung dÞch axÝt vµ baz¬. d. øng dông trong xö lý m«i tr−êng Ph−¬ng ph¸p hÊp phô b»ng than ho¹t tÝnh ®· cã lÞch sö rÊt l©u ®êi. Cho ®Õn nay, c¸c nhµ khoa häc ®· t×m thÊy b»ng chøng, chøng minh r»ng tõ tr−íc c«ng nguyªn ng−êi Hy L¹p cæ ®¹i ®· biÕt dïng than cñi ®Ó lµm gi¶m l−îng kÏm vµ quÆng thiÕc trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt vµ luyÖn ®ång. øng dông ®Çu tiªn cña than ho¹t tÝnh ®−îc ghi nhËn lµ n¨m 1794 t¹i n−íc Anh, hä ®· dïng than ho¹t tÝnh ®Ó lo¹i mÇu trong ngµnh c«ng nghiÖp s¶n xuÊt mÝa ®−êng. Mohammad Mainul Karim (2006) ®· nghiªn cøu sù hÊp phô c¸c hîp chÊt mµu trong n−íc th¶i ngµnh thuéc da t¹i Bangladesh sö dông cacbon ho¹t tÝnh d¹ng bét ®−îc s¶n xuÊt tõ mét sè nguån thùc vËt b¶n ®Þa qua qu¸ tr×nh ho¹t ho¸ víi ZnCl2. NhiÖt ®é tèi −u (500C), thêi gian tiÕp xóc tèi −u (30-40 phót) vµ hµm l−îng chÊt hÊp phô (2g/l), cacbon ho¹t tÝnh tõ mïn c−a vµ c©y d¹ lan n−íc cho hiÖu suÊt lo¹i bá c¸c hîp chÊt mµu trong n−íc ®¸ng kÓ. HiÖu suÊt hÊp phô ®èi víi thuèc nhuém ho¹t tÝnh cao h¬n so víi thuèc nhuém ph©n t¸n. Souvik Banerjee vµ M.G. Dastidar (2005) ®· nghiªn cøu kh¶ n¨ng sö dông chÊt th¶i tõ qu¸ tr×nh chÕ biÕn ®ay (JPW) ®Ó xö lý n−íc th¶i nhiÔm thuèc nhuém vµ c¸c chÊt h÷u c¬ kh¸c th¶i ra tõ c¸c ho¹t ®éng liªn quan tíi trång ®ay vµ s¶n xuÊt v¶i. HiÖu suÊt lo¹i bá cao nhÊt lµ 81,7% ®¹t ®−îc ®èi víi methylen xanh khi sö dông JPW so víi 61% khi sö dông cacbon ho¹t tÝnh d¹ng bét PAC (powdered activated carbon) vµ 40% khi sö dông cacbon ho¹t tÝnh d¹ng h¹t GAC (granular activated carbon) trong cïng ®iÒu kiÖn. TrÇn ThÞ Anh 18 MSSV: 505303001 §å ¸n tèt nghiÖp Khoa CNSH - MT V. K. Gupta, Suhas vµ Dinesh Mohan (2003) ®· biÕn ®æi than bïn tõ c¸c nhµ m¸y s¶n xuÊt ph©n bãn vµ xØ lß h¬i trong c¸c nhµ m¸y s¶n xuÊt thÐp thµnh c¸c chÊt hÊp phô cã chi phÝ thÊp. Nh÷ng chÊt hÊp phô nµy ®−îc sö dông ®Ó lo¹i bá chÊt h÷u c¬, thuèc nhuém trong n−íc th¶i. Rengaraj (2002) ®· chÕ t¹o cacbon ho¹t tÝnh tõ vá c©y cao su, mét lo¹i chÊt th¶i n«ng nghiÖp, ®Ó hÊp phô phenol trong dung dÞch. So víi cacbon ho¹t tÝnh trªn thÞ tr−êng cã kh¶ n¨ng hÊp phô cao h¬n kho¶ng 2,25 lÇn. §Õn cuèi thÓ kû 19 ®Çu thÕ kû 20 than ho¹t tÝnh ®−îc øng dông phæ biÕn ë hÇu hÕt c¸c n−íc trªn thÕ giíi vµ ®· xuÊt hiÖn thuËt ng÷ míi “ngµnh khoa häc c«ng nghÖ than ho¹t tÝnh”. §Õn nay, cã rÊt nhiÒu s¸ch vµ tµi liÖu cña c¸c nhµ khoa häc trªn thÕ giíi c«ng bè nh÷ng c«ng tr×nh nghiªn cøu øng dông vµ s¶n xuÊt than ho¹t tÝnh, gÇn ®©y nhÊt n¨m 2008 t¹p chÝ khoa häc næi tiÕng thÕ giíi ElSEVIER ®· c«ng bè c¸c c«ng tr×nh nghiªn cøu vÒ than ho¹t tÝnh cña trªn 200 nhµ khoa häc næi tiÕng thÕ giíi vÒ lÜnh vùc nµy [22,23]. T¹i ViÖt Nam ®· cã nhiÒu nhµ khoa häc nghiªn cøu vÒ kh¶ n¨ng hÊp phô cña than ho¹t tÝnh, trong ®ã ph¶i kÓ ®Õn ViÖn hãa häc, ViÖn C«ng nghÖ M«i tr−êng, ViÖn khoa häc vµ C«ng nghÖ ViÖt Nam, §¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi, §¹i häc B¸ch Khoa Thµnh phè Hå ChÝ Minh, §¹i Häc Khoa häc Tù Nhiªn Hµ Néi… C¸c nghiªn cøu nµy tËp trung vµo øng dông xö lý m«i tr−êng nh− xö lý khÝ th¶i, n−íc th¶i dÖt nhuém, chÊt h÷u c¬ vµ c¶ n−íc dïng cho sinh ho¹t. Lª V¨n C¸t cïng céng sù (2001) nghiªn cøu víi c«ng tr×nh “®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng hÊp phô chÊt h÷u c¬ cña than ho¹t tÝnh trong c«ng nghÖ xö lý n−íc” ®−îc ®−a ra t¹i b¸o c¸o khoa häc, héi nghÞ xóc t¸c vµ hÊp phô toµn quèc lÇn thø hai.... Cho ®Õn nay, c«ng nghÖ xö lý khÝ th¶i dung m«i trong buång s¬n ®−îc ¸p dông phæ biÕn nhÊt vÉn lµ dïng n−íc ®Ó dËp h¬i s¬n, sau ®ã míi ®Õn xö lý thø cÊp b»ng c¸c lo¹i vËt liÖu hÊp phô, vÝ dô nh− than ho¹t tÝnh. D−íi ®©y lµ s¬ ®å kh¸i qu¸t c«ng nghÖ. TrÇn ThÞ Anh 19 MSSV: 505303001 §å ¸n tèt nghiÖp Khoa CNSH - MT HÚT KHÍ  H×nh 1.7: S¬ ®å c«ng nghÖ buång s¬n vµ hÖ thèng dËp n−íc 1.3.3. Ph−¬ng ph¸p ph©n hñy hîp chÊt h÷u c¬ trong n−íc th¶i s¬n b»ng siªu ©m Ngµy nay, mäi ng−êi ®Òu biÕt ®Õn siªu ©m lµ mét øng dông trong y tÕ, ®Ó nh×n râ cÊu tróc néi t¹i cña c¬ thÓ, chÈn ®o¸n chÝnh x¸c khèi u, lo¹i bá nh÷ng s¹n trong thËn mµ kh«ng cÇn ph¶i lµm phÉu thuËt, ch÷a trÞ nh÷ng tæn th−¬ng vÒ s−¬ng sôn (nh− ë khuûu tay), vµ chôp nh÷ng h×nh ¶nh ph¸t triÓn cña thai nhi trong thêi kú mang thai. Bªn c¹nh gi¸ trÞ ®ã, siªu ©m cßn cã rÊt nhiÒu nh÷ng øng dông kh¸c. §Æc biÖt lµ kh¶ n¨ng ph©n hñy c¸c HCHC trong n−íc th¶i, ®ãng gãp vµo c«ng cuéc b¶o vÖ m«i tr−êng, lµm s¹ch nguån n−íc. a. Kh¸i niÖm Siªu ©m lµ sãng c¬ häc cã tÇn sè lín h¬n tÇn sè ©m nghe thÊy (trªn 20kHz). ThÝnh gi¸c cña con ng−êi rÊt nh¹y c¶m víi d¶i tÇn sè tõ ©m trÇm (vµi TrÇn ThÞ Anh 20 MSSV: 505303001
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan

Tài liệu vừa đăng