Xem mẫu
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
NG
H
N HÀNH
NGHI N C
À
NG H
ỌC
I
ẠI NẶNG
NG
NG
NG
NH Đ
CH
NG N
C
Chuyênngành: Công nghệ môi trường
ãsố: 60.85.06
Ó
Ắ
ẬN ĂN HẠC SĨ
ĐàNẵng – Năm 2015
Ỹ H Ậ
Công trình được hoàn thành tại
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
Ngườihướngdẫnkhoahọc: S.
Ph n i n : T
Ph n i n 2: T
uận văn sẽ được
hư
Cường
Đ ng Quang Vinh
Th
u n Th
o v trước Hội đồng chấm uận văn tốt
nghi p Thạc sĩ kỹ thuật họp tại Đại học Đà Nẵng vào ngày 08
tháng 01 năm 2015
Có thể tìm hiểu luận văn tại:
Trung tâm Thông tin-Học li u, Đại học Đà Nẵng
Trung tâm Học li u , Đại học Đà Nẵng
1
MỞ ĐẦU
1.
Tình trạng ô nhiễm kim loại nặng của nhiều nguồn nước là vấn
đề đáng quan tâm của mọi thời đại, do tính độc hại của chúng đối với
các vi sinh vật và cuối cùng là con người. Hay nói cách khác là chúng
ảnh hưởng đến sự phát triển của con người và sự an toàn của hệ sinh
thái.
Hầu hết các kim loại nặng trong nước tồn tại ở dạng ionhoặc
phức chất, chúng có nguồn gốc phát sinh chủ yếu do các hoạt động
của con người. Do tính phân rã kém nên kim loại nặng sẽ được giữ
lại trong các chuỗi thức ăn của hệ sinh thái. Quá trình này bắt đầu với
nồng độ thấp của các kim loại nặng tồn tại trong nước hoặc cặn lắng,
rồi sau đó được tích tụ nhanh trong hệ thực vật và động vật dưới
nước. Tiếp đến các sinh vật khác sử dụng thực vật, động vật này làm
thức ăn trong chuỗi thức ăn dẫn đến nồng độ kim loại nặng được tích
tụ trong cơ thể sinh vật trở nên cao hơn. Cuối cùng đến sinh vật bật
cao nhất trong chuỗi thức ăn, nồng độ kim loại nặng đủ lớn để gây ra
độc hại. Vì vậy, việc loại bỏ ion kim loại nặng ra khỏi các nguồn
nước là mục tiêu môi trường quan trọng cần phải được giải quyết.
Hiện nay, phương pháp lọc từ tính đang được nhiều nhà khoa
học quan tâm, vì nó đáp ứng được nhu cầu loại bỏ các chất gây ô
nhiễm trong môi trường nước một cách đơn giản và nhanh chóng
bằng cách sử dụng nam châm hoặc điện từ trường mà không phải
dùng bất cứ một hệ thống bơm hay lọc phức tạp nào cả. Hạt từ tính
PG-Mlà nguyên liệu được sử dụng nhiều nhất trong phương pháp lọc
từ tính này. Đặc biệt, việc ứng dụng PG-M trong phương pháplọc từ
tính ở Việt Nam vẫn chưa được biết đến.
2
ừ những vấn đề trên tôi đề uất đề tài “Nghiên cứu và ứng
dụng phương pháp lọc từ tính để tách kim loại nặng trong nước”.
g ê
2. Mụ
ứu
Nghiên cứu khả năng áp dụng phương pháp lọc từ tính trong
việc xử lý kim loại nặng trongnước nhằm đáp ứng các yêu cầu kỹ
thuật, phù hợp với các quy định hiện hành và mang tính khả thi cao.
3. Đố ƣợng và phạm vi nghiên cứu
Đố ƣợng nghiên cứu: nguồn nước có nồng độ kim loại nặng cao.
Phạm vi nghiên cứu:
hảo sát một số nguồn nước thải công
nghiệp.Khảo sát hiệu quả tách một số ion kim loại nặng của hạt từ
tính PG-M.Nghiên cứu các thông số kỹ thuật ảnh hưởng đến khả
năng ử lý và tách kim loại nặng trong nước bằng phương pháp lọc
từ tính.
p dụng xử lý một số nguồn nước có nồng độ kim loại nặng
cao đã được khảo sát.
4. P ƣơ g
á
g ê
ứu
Các phương pháp nghiên cứu được sử dụng trong đề tài: phương
pháp lấy mẫu hiện trường, phương pháp phân tích hóa học, phương
pháp mô hình, phương pháp tính toán, phương pháp kế thừa.
5.
ố ụ
goài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục, luận
văn được thực hiện theo các nội dung chính như sau
Chương .
ng quan
Chương . Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
Chương 3. ết quả nghiên cứu và thảo luận
3
CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1. H
NH
ạt từ tính
e3O4 là vật liệu từ tính đầu tiên mà con người
biết đến. ừ thế k thứ tư, người rung
uốc đã khám phá ra rằng
Fe3O4 tìm thấy trong các khoáng vật tự nhiên có khả năng định
hướng dọc theo phương bắc nam địa l . Đến thế k
họ đã sử dụng
vật liệu e3O4 để làm la bàn, một công cụ giúp ác định phương
hướng rất có ích trong tự nhiên. Fe3O4 không những được tìm thấy
trong khoáng vật mà nó c n được tìm thấy trong cơ thể các sinh vật
như: ong, mối, chim bồ câu...
Fe3O4 có ứng dụng hết sức rộng rãi như ghi từ, in ấn, sơn
phủ... Các ứng dụng này thì đều tập trung vào vật liệu e3O4 dạng
hạt.
iện nay người ta đang đặc biệt quan tâm nghiên cứu ứng dụng
Fe3O4 có kích thước nano bởi vì về mặt từ tính thì khi ở kích thước
nhỏ như vậy vật liệu này thể hiện tính chất hoàn toàn khác so với khi
ở dạng khối, đó là tính chất siêu thuận từ.
1.2.GAMMA POLYGLUTAMIC AXIT
Gamma polyglutamic axit(viết tắt là γ-PGA có thành phần
chính là glutamic acid, nitơ, cacbon hữu cơ và khoáng chất, nhờ quá
trình lên men của vi sinh vật tạo thành chất cao phân tử, chất này có
khả năng tăng cường hấp thu dinh dưỡng, có khả năng phân hủy sinh
học, nó đã được áp dụng nhiều trong công nghệ sản xuất mỹ phẩm,
thực phẩm, chất dẻo, chất keo tụ. γ-PGA đặc biệt n i tiếng là thành
phần tạo độ nhờn cho món ăn “ atto” – một món ăn n i tiếng ở
Nhật. Điều này chứng tỏ γ-PGA hoàn toàn không độc hại đối với con
người và môi trường. γ-PGA cũng được sử dụng rộng rãi để làm
nguon tai.lieu . vn
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
NG
H
N HÀNH
NGHI N C
À
NG H
ỌC
I
ẠI NẶNG
NG
NG
NG
NH Đ
CH
NG N
C
Chuyênngành: Công nghệ môi trường
ãsố: 60.85.06
Ó
Ắ
ẬN ĂN HẠC SĨ
ĐàNẵng – Năm 2015
Ỹ H Ậ
Công trình được hoàn thành tại
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
Ngườihướngdẫnkhoahọc: S.
Ph n i n : T
Ph n i n 2: T
uận văn sẽ được
hư
Cường
Đ ng Quang Vinh
Th
u n Th
o v trước Hội đồng chấm uận văn tốt
nghi p Thạc sĩ kỹ thuật họp tại Đại học Đà Nẵng vào ngày 08
tháng 01 năm 2015
Có thể tìm hiểu luận văn tại:
Trung tâm Thông tin-Học li u, Đại học Đà Nẵng
Trung tâm Học li u , Đại học Đà Nẵng
1
MỞ ĐẦU
1.
Tình trạng ô nhiễm kim loại nặng của nhiều nguồn nước là vấn
đề đáng quan tâm của mọi thời đại, do tính độc hại của chúng đối với
các vi sinh vật và cuối cùng là con người. Hay nói cách khác là chúng
ảnh hưởng đến sự phát triển của con người và sự an toàn của hệ sinh
thái.
Hầu hết các kim loại nặng trong nước tồn tại ở dạng ionhoặc
phức chất, chúng có nguồn gốc phát sinh chủ yếu do các hoạt động
của con người. Do tính phân rã kém nên kim loại nặng sẽ được giữ
lại trong các chuỗi thức ăn của hệ sinh thái. Quá trình này bắt đầu với
nồng độ thấp của các kim loại nặng tồn tại trong nước hoặc cặn lắng,
rồi sau đó được tích tụ nhanh trong hệ thực vật và động vật dưới
nước. Tiếp đến các sinh vật khác sử dụng thực vật, động vật này làm
thức ăn trong chuỗi thức ăn dẫn đến nồng độ kim loại nặng được tích
tụ trong cơ thể sinh vật trở nên cao hơn. Cuối cùng đến sinh vật bật
cao nhất trong chuỗi thức ăn, nồng độ kim loại nặng đủ lớn để gây ra
độc hại. Vì vậy, việc loại bỏ ion kim loại nặng ra khỏi các nguồn
nước là mục tiêu môi trường quan trọng cần phải được giải quyết.
Hiện nay, phương pháp lọc từ tính đang được nhiều nhà khoa
học quan tâm, vì nó đáp ứng được nhu cầu loại bỏ các chất gây ô
nhiễm trong môi trường nước một cách đơn giản và nhanh chóng
bằng cách sử dụng nam châm hoặc điện từ trường mà không phải
dùng bất cứ một hệ thống bơm hay lọc phức tạp nào cả. Hạt từ tính
PG-Mlà nguyên liệu được sử dụng nhiều nhất trong phương pháp lọc
từ tính này. Đặc biệt, việc ứng dụng PG-M trong phương pháplọc từ
tính ở Việt Nam vẫn chưa được biết đến.
2
ừ những vấn đề trên tôi đề uất đề tài “Nghiên cứu và ứng
dụng phương pháp lọc từ tính để tách kim loại nặng trong nước”.
g ê
2. Mụ
ứu
Nghiên cứu khả năng áp dụng phương pháp lọc từ tính trong
việc xử lý kim loại nặng trongnước nhằm đáp ứng các yêu cầu kỹ
thuật, phù hợp với các quy định hiện hành và mang tính khả thi cao.
3. Đố ƣợng và phạm vi nghiên cứu
Đố ƣợng nghiên cứu: nguồn nước có nồng độ kim loại nặng cao.
Phạm vi nghiên cứu:
hảo sát một số nguồn nước thải công
nghiệp.Khảo sát hiệu quả tách một số ion kim loại nặng của hạt từ
tính PG-M.Nghiên cứu các thông số kỹ thuật ảnh hưởng đến khả
năng ử lý và tách kim loại nặng trong nước bằng phương pháp lọc
từ tính.
p dụng xử lý một số nguồn nước có nồng độ kim loại nặng
cao đã được khảo sát.
4. P ƣơ g
á
g ê
ứu
Các phương pháp nghiên cứu được sử dụng trong đề tài: phương
pháp lấy mẫu hiện trường, phương pháp phân tích hóa học, phương
pháp mô hình, phương pháp tính toán, phương pháp kế thừa.
5.
ố ụ
goài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục, luận
văn được thực hiện theo các nội dung chính như sau
Chương .
ng quan
Chương . Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
Chương 3. ết quả nghiên cứu và thảo luận
3
CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1. H
NH
ạt từ tính
e3O4 là vật liệu từ tính đầu tiên mà con người
biết đến. ừ thế k thứ tư, người rung
uốc đã khám phá ra rằng
Fe3O4 tìm thấy trong các khoáng vật tự nhiên có khả năng định
hướng dọc theo phương bắc nam địa l . Đến thế k
họ đã sử dụng
vật liệu e3O4 để làm la bàn, một công cụ giúp ác định phương
hướng rất có ích trong tự nhiên. Fe3O4 không những được tìm thấy
trong khoáng vật mà nó c n được tìm thấy trong cơ thể các sinh vật
như: ong, mối, chim bồ câu...
Fe3O4 có ứng dụng hết sức rộng rãi như ghi từ, in ấn, sơn
phủ... Các ứng dụng này thì đều tập trung vào vật liệu e3O4 dạng
hạt.
iện nay người ta đang đặc biệt quan tâm nghiên cứu ứng dụng
Fe3O4 có kích thước nano bởi vì về mặt từ tính thì khi ở kích thước
nhỏ như vậy vật liệu này thể hiện tính chất hoàn toàn khác so với khi
ở dạng khối, đó là tính chất siêu thuận từ.
1.2.GAMMA POLYGLUTAMIC AXIT
Gamma polyglutamic axit(viết tắt là γ-PGA có thành phần
chính là glutamic acid, nitơ, cacbon hữu cơ và khoáng chất, nhờ quá
trình lên men của vi sinh vật tạo thành chất cao phân tử, chất này có
khả năng tăng cường hấp thu dinh dưỡng, có khả năng phân hủy sinh
học, nó đã được áp dụng nhiều trong công nghệ sản xuất mỹ phẩm,
thực phẩm, chất dẻo, chất keo tụ. γ-PGA đặc biệt n i tiếng là thành
phần tạo độ nhờn cho món ăn “ atto” – một món ăn n i tiếng ở
Nhật. Điều này chứng tỏ γ-PGA hoàn toàn không độc hại đối với con
người và môi trường. γ-PGA cũng được sử dụng rộng rãi để làm