phamthimyhien2110
New Member
Download miễn phí Đề tài Nghiên cứu, thăm dò khả năng sử dụng chất hấp phụ sinh học có nguồn gốc từ chất thải thủy sản (chitosan) để xử lý kim loại nặng (Cr6+)
MỤC LỤC 3
MỞ ĐẦU 8
PHẦN I : TỔNG QUAN VỀ KIM LOẠI NẶNG TRONG NƯỚC THẢI 10
CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ KIM LOẠI NẶNG 10
I.1. Giới thiệu sơ lược về kim loại nặng 10
I.2. Kim loại nặng trong môi trường nước 13
CHƯƠNG II : GIỚI THIỆU MỘT SỐ CÁC KIM LOẠI NẶNG VÀ CÁC ẢNH HƯỞNG CỦA CHÚNG LÊN CƠ THỂ HỮU CƠ SỐNG VÀ CON NGƯỜI 15
II.1. Crom 15
II.1.1. Nguồn phát sinh 15
I.1.2. Độc tính 16
II.1.3. Tiêu chuẩn cho phép của Crom trong nước 16
II.2. Đồng 16
II.2.1. Nguồn phát sinh 16
II.2.2. Độc tính 17
II.3. Chì 18
II.3.1. Nguồn phát sinh 18
II.3.2. Độc tính 19
II.3.3. Tiêu chuẩn cho phép của Pb trong nước 19
II.4.Thủy ngân 20
II.4.1. Nguồn phát sinh 20
II.4.2. Độc tính 22
II.4.3. Tiêu chuẩn cho phép của thủy ngân trong nước 23
II.5.Cadmi 23
II.5.1. Nguồn gốc phát sinh 23
II.5.2. Độc tính 24
II.5.3. Tiêu chuẩn cho phép của Cd trong nước 25
II.6. Asen 25
II.6.1. Nguồn gốc phát sinh 25
II.6.2. Độc tính 26
II.6.3. Tiêu chuẩn của As trong nước 27
II.7. Niken 27
II.7.1. Nguồn gốc phát sinh 27
II.7.2. Độc tính 28
II.7.3. Nồng độ giới hạn 28
PHẦN II: GIỚI THIỆU MỘT SỐ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KIM LOẠI NẶNG TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC 32
CHƯƠNG I : PHƯƠNG PHÁP KẾT TỦA 36
I.1. Cơ chế của phương pháp 36
I.2. Quá trình oxi hóa khử 37
I.3. Quá trình kết tủa 40
I.4. Ưu nhược điểm của phương pháp 43
CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC 44
II.1. Phương pháp hấp thu sinh học 44
II.1.1. Định nghĩa phương pháp hấp thu sinh học 44
II.1.2. Giới thiệu phương pháp vi tảo trong xử lý nước thải 45
II.1.3.Triển vọng ứng dụng của phương pháp hấp thu sinh học trong ứng dụng vào xử lý kim loại nặng 48
II.2. Phương pháp chuyển hóa sinh học 49
II.2.1. Phương pháp chuyển hóa kim loại nặng bằng phương pháp chuyển hóa trực tiếp 50
II.2.2. Phương pháp chuyển hóa sinh học gián tiếp để xử lý kim loại nặng 50
II.2.3. Ưu nhược điểm của phương pháp 51
II.3. Phương pháp sử dụng lau sậy 51
II.3.1. Cơ chế của phương pháp sử dụng lau sậy 52
II.3.2. Ưu nhược điểm của phương pháp sử dụng lau sậy 52
II.3.3. Triển vọng ứng dụng phương pháp lau sậy ở Việt Nam 53
CHƯƠNG III : PHƯƠNG PHÁP HẤP PHỤ VÀ TRAO ĐỔI ION 54
III.1. Phương pháp hấp phụ 54
III.1.1. Cơ chế quá trình hấp phụ 54
III.1.2. Giới thiệu một số chất hấp phụ kim loại nặng 55
III.1.3. Ưu nhược điểm của phương pháp hấp phụ 57
III.2. Phương pháp trao đổi ion 57
III.2.1. Cơ chế của phương pháp trao đổi ion 57
III.2.2. Giới thiệu một số chất trao đổi ion : 60
III.2.3. Ưu nhược điểm của phương pháp hấp phụ trao đổi ion 61
CHƯƠNG IV: PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN HÓA 62
IV.1. Cơ chế chung của quá trình điện hóa: 62
IV.2. Sử dụng trực tiếp phương pháp điện hóa để xử lý kim loại nặng (Tích luỹ điện cực ) 63
IV.2.1. Giới thiệu phương pháp 63
IV.2.2. Ưu nhược điểm của phương pháp 65
IV.3. Phương pháp thẩm tách điện hóa (Điện thẩm tách) 65
IV.3.1. Giới thiệu phương pháp 65
IV.3.2. Ưu nhược điểm của phương pháp 66
PHẦN III: NGHIÊN CỨU, THĂM DÒ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KIM LOẠI NẶNG BẰNG CHẤT HẤP PHỤ SINH HỌC CÓ NGUỒN GỐC TỪ CHẤT THẢI THỦY SẢN (CHITOSAN) 68
CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU VỀ CHẤT CHITOSAN 68
I.1. Khái niệm về chitosan: 68
I.2. Công thức hóa học của chitin và chitosan 69
I.3. Các ứng dụng của chitin và chitosan trong cuộc sống 70
CHƯƠNG II : CƠ SỞ CỦA PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 72
II.1. Phương pháp hấp phụ 72
II.1.1. Hiện tượng hấp phụ 72
II.1.2. Hấp phụ đẳng nhiệt 73
II.2. Cơ chế hấp phụ kim loại nặng của chitosan 75
CHƯƠNG III : THỰC NGHIỆM THĂM DÒ KHẢ NĂNG HẤP PHỤ KIM LOẠI NẶNG (Cr6+) CỦA CHITOSAN 78
III.1. Lựa chọn kim loại nặng xử lý trong thực nghiệm 78
III.2. Lựa chọn các thông số để tiến hành thực nghiệm 79
III.2.1. Lựa chọn nồng độ Cr6+ 79
III.2.2. Lựa chọn khoảng pH 80
III.2.3. Lựa chọn tốc độ khuấy 80
III.2.4. Lựa chọn khoảng nhiệt độ 80
III.2.5. Hóa chất, thiết bị và công cụ được sử dụng trong thực nghiệm 80
III.3. Xác định khả năng hấp phụ Cr6+ của chitosan 81
III.4. Xác định một số yếu tố ảnh hưởng tới khả năng hấp phụ 83
của chitosan 83
III.4.1. Ảnh hưởng của tốc độ khuấy 83
III.4.2. Ảnh hưởng của thời gian khuấy 84
III.4.3. Xác định ảnh hưởng của pH 85
III.4.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ 87
III.4.5 . Xác định lượng chitosan tối ưu khi xử lý nước có chứa hàm lượng Cr6+ là 50 mg/l 88
III.4.6. Kết quả nghiên cứu 90
KẾT LUẬN 92
Để tải tài liệu này, vui lòng Trả lời bài viết, Mods sẽ gửi Link download cho bạn ngay qua hòm tin nhắn.
Ketnooi -
Ai cần tài liệu gì mà không tìm thấy ở Ketnooi, đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
* Nhược điểm :
+ Với nồng độ kim loại cao thì phương pháp này xử lý không triệt để
+ Tạo ra bùn thải kim loại
+ Tốn kinh phí như vận chuyển, chôn lấp khi đưa bùn thải đi xử lý
+ Khi sử dụng tác nhân tạo kết tủa là OH - thì khó điều chỉnh pH đối với
nước thải có chứa kim loại nặng lưỡng tính Zn.
Chương II: Phương pháp sinh học
Như đã nói ở trên thì phương pháp sinh học là một trong những phương pháp có nhiều hứa hẹn mang lại những hiệu quả tích cực cho việc xử lý kim loại nặng. Đặc biệt tại Việt Nam ngày càng có nhiều hơn các công trình nghiên cứu về ứng dụng của phương pháp sinh học trong xử lý nước thải có chứa kim loại nặng. Sở dĩ phương pháp sinh học đang ngày được quan tâm bởi vì nhưng ưu điểm nổi trội của nó so với các phương pháp khác như: tính gần gũi với tự nhiên, ít tạo ra các ô nhiễm thứ cấp, đặc biệt là rẻ tiền vì có thể tận dụng các loài sinh vật trong tự nhiên. Nhiều các loài sinh vật trong tự nhiên đã đươc các nhà khoa học phát hiện và ứng dụng trong xử lý nước thải kim loại.
Hiện nay, trong phương pháp sinh học, xử lý nước thải có chứa kim loại nặng có 4 phương pháp xử lý chính như đã nêu ở trên:
+ Hấp thu sinh học
+ Chuyển hóa sinh học
+ Phương pháp sử dụng lau sậy
+ Phương pháp sử dụng các quá trình enzym
II.1. Phương pháp hấp thu sinh học
II.1.1. Định nghĩa phương pháp hấp thu sinh học
Phương pháp hấp thu sinh học là phương pháp sử dụng các loài sinh vật trong tự nhiên hay các loại vật chất có nguồn gốc sinh học có khả năng giữ lại trên bề mặt hay thu nhận bên trong các tế bào của chúng các kim loại nặng khi đưa chúng vào môi trường nước thải có chứa kim loại nặng.
Hiện nay người ta đã tìm ra nhiều loại sinh vật có khả năng hấp thu các kim loại nặng đặc biệt là các loại thực vật thủy sinh như bèo lục bình, rong đuôi chó, bèo tấm, bèo ong, rong xương cá và các loài tảo, vi tảo, nấm...
Nhiều công trình khoa học đã nghiên cứu và chứng minh được hiệu quả của các loài thực vật trên trong xử lý nước thải. Ví dụ như: cây Bèo lục bình có khả năng hấp thụ Pb, Cr, Ni, Zn, Fe trong nước thải chứa kim loại mạ. Trong khi đó thì rong đuôi chó và bèo tấm lại có thể giảm thiểu được Fe, Cu, Pb, Zn có trong Hồ Bảy Mẫu.
Nói chung, phương pháp xử lý kim loại nặng bằng phương pháp hấp thu sinh học là phương pháp còn khá mới mẻ và nhiều tiềm năng.
II.1.2. Giới thiệu phương pháp vi tảo trong xử lý nước thải
Phương pháp vi tảo là một trong những phương pháp đầy hứa hẹn trong việc xử lý kim loại nặng. Mặc dù phương pháp sử dụng vi tảo đã được nhiều nước trên thế giới nghiên cứu từ lâu tuy nhiên đây là phương pháp khá mới mẻ ở Việt Nam. Một số các nghiên cứu đã được bắt đầu và đã thu được kết quả khá khả quan. Một số các chủng vi tảo đã được nghiên cứu và thu được các kết quả khả quan như: Chlorella, Stichococcus, Anabaena, Aphanocapsa, Nostoc...
Bảng II.3 : Một số loài vi tảo có khả năng xử lý kim loại nặng
Loại tảo
Kim loại nặng
Hệ số nồng độ
Tảo Silic
Zn
21.600
Chlroococus paris
Zn,Cu ,Cd
4000
Chlorella pyrenoidosa
Cd
2.000.000
Chlorella sp.
Cu, Cd, Ni
2500
Cladophora glomerata
Pb
16000
* Cơ chế của phương pháp hấp thu kim loại nặng sử dụng vi tảo
Cơ chế của phương pháp hấp thụ kim loại nặng bằng phương pháp vi tảo là khá phức tạp và có thể khác nhau đối với các loại vi tảo khác nhau. Nhìn chung nó có thể xảy ra theo cơ chế:
Quá trình hấp thu kim loại nặng bởi vi tảo có thể được chia làm 2 pha
+ Pha thứ nhất: Gọi là pha hấp phụ sinh học. Tương tự như hấp phụ trong hóa học, hấp phụ trong sinh học cũng tuân theo định luật Langmuir và Freudlich có nghĩa là nồng độ kim loại nằm trên bề mặt tế bào có mối quan hệ tuyến tính đối với nồng độ kim loại nằm trong nước thải. Vì tảo được cấu tạo từ polysaccarit, cellulose, acid uronic và các protein do vậy rất dễ tạo liên kết với các kim loại nặng, chúng đóng vai trò như các tâm hấp phụ, kết nối các kim loại nặng vào mạch của chúng đặc biệt là polysaccarit và protein. Các liên kết tham gia vào quá trình này là liên kết cộng hóa trị và liên kết ion.
Các nhân tố ảnh hưởng tới quá trình này là: ảnh hưởng của các ion lạ, của pH, và mật độ tế bào.
+ Pha thứ hai: Gọi là hấp thu nội bào hay sự tích tụ sinh học. Sự hấp thu nội bào rất mẫn cảm với sự thiếu ánh sáng. Thực chất của sự hấp thu nội bào này cũng là liên kết tạo phức của kim loại trong nhân tế bào. Các kim loại này được giữ trong nhân tế bào. Do vậy, nồng độ kim loại trong nội bào có thể gấp nhiều lần so với nồng độ kim loại nặng bên ngoài. Với sự liên kết trong nội bào này khi nồng độ kim loại nặng trong nội bào tăng cao cũng có thể làm chết một số loại vi tảo tuy nhiên một số khác vẫn phát triển tốt sau khi hấp thu một lượng lớn các kim loại nặng. Do vậy tốc độ hấp thu nội bào phụ thuộc rất lớn vào trạng thái tế bào và thành phần tế bào.
Các nhân tố ảnh hưởng tới quá trình hấp thu nội bào: trạng thái tế bào, thành phần chất dinh dưỡng.
* Một số điểm cần lưu ý khi sử dụng vi tảo trong nước thải có chứa kim loại nặng :
+ Như chúng ta đã biết, kích thước của vi tảo là khá nhỏ bé, do vậy việc thu hồi sinh khối là khá khó khăn. Để khắc phục điều này, người ta đã dùng kĩ thuật cố định tảo: sử dụng các loại chất mang khác nhau nhằm cố định tảo tạo điều kiện thuận lợi cho việc thu hồi sinh khối dẫn đến dễ thu hồi kim loại nặng.
+ Trước khi xử lý kim loại nặng có sử dụng vi tảo thì nước thải phải được loại bỏ các chất độc có hại cho vi tảo.
* Ưu nhược điểm của phương pháp vi tảo
* Ưu điểm
+ Nhiều loại vi tảo có khả năng hấp thu kim loại cao, nồng độ kim loại bên
trong tế bào gấp nhiều nghìn lần so với bên ngoài.
+ Diện tích bề mặt riêng lớn do vậy làm cho chúng rất hiệu quả trong việc
loại trừ và tái thu hồi kim loại nặng trong nước thải.
+ Có khả năng thích nghi trong một khoảng pH và nhiệt độ rộng do vậy có
thể xử lý kim loại nặng trong một khoảng pH rộng.
+ Có thể loại bỏ một cách chọn lọc các ion kim loại nặng có nồng độ thấp,
trong nhiều trường hợp chỉ còn 1ppm.
+ Có khả năng xử lý nước thải có lưu lượng lớn với tốc độ nhanh.
+ Đơn giản, dễ vận hành, chi phí thấp.
+ Không gây ra các chất ô nhiễm thứ cấp.
+ Trong quá trình sinh hóa tảo còn thu nhận một lượng lớn CO2, giảm hiệu
ứng nhà kính, sử dụng các chất dinh dưỡng hữu cơ trong nước thải làm
giảm BOD trong nước.
* Nhược điểm
+ Mỗi loại tảo chỉ có khả năng hấp thu một số kim loại nhất định do vậy khó có thể xử lý nước thải có chứa nhiều kim loại.
+ Vì phương pháp hiện nay còn mới nên chưa phát hiện ra được nhiều chủng tảo có khả năng xử lý kim loại nặng.
+ Khi sử dụng phương pháp vi tảo, như đã nêu ở trên do kích thước nhỏ của vi tảo dẫn đến khó thu hồi sinh khối do vậy cần có chất mang. Khâu này là khâu tốn kém nhất.
+ Nước thải chứa nhiều thành phần khác nhau, có thể có độc tính cao đối với vi tảo bởi vậy trước khi đưa nước thải vào xử lý bằng vi tảo thì cần xử...