06/08/2020
TÓM TẮT
Vật liệu hấp phụ được điều chế từ tro bay biến tính bằng phương pháp nung chảy-thủy nhiệt với NaOH. Sự thay đổi hình thái cấu trúc bề mặt của hạt tro bay sau biến tính được phân tích bằng phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM). Khả năng hấp phụ ion Cu2+ trên tro bay biến tính được nghiên cứu bằng mô hình hấp phụ tĩnh. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ như thời gian, pH, nồng độ ban đầu của ion Cu2+ đã được khảo sát.Kết quả nghiên cứu cho thấy, khả năng hấp phụ ion Cu2+ trong nước của tro bay biến tính tăng lên rõ rệt so với mẫu tro bay thô ban đầu. Ở nồng độ ban đầu của ion Cu2+ là 50mg/L, hiệu suất hấp phụ sau khi biến tính của tro bay tăng từ 7.2% lên đến 90.2%. Hiệu quả hấp phụ Cu2+cao nhất ở giá trị pH 5÷6. Thời gian đạt cân bằng hấp phụ sau 90 phút. Khi tăng nồng độ ban đầu của dung dịch Cu2+ từ 20 mg/L đến 120 mg/L thì hiệu suất hấp phụ giảm từ 98.0% xuống 66.1%. Dung lượng hấp phụ ion Cu2+cực đại của tro bay biến tính theo mô hình đẳng nhiệt Langmuir đạt 16.4 mg/g.Kết quả nghiên cứu cho thấy triển vọng ứng dụng tro bay biến tính trong xử lý nước thải nhiễm đồng.
TỪ KHÓA: Xử lý nước, tro bay, tro bay biến tính, ion Cu2+, hấp phụ.
Nhận bài: 22/6/2020; Sửa chữa:26/6/2020; Duyệt đăng: 29/6/2020.
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Tro bay (fly ash - FA) là những hạt bụi rất nhỏ phát sinh trong quá trình đốt cháy than đá của nhà máy nhiệt điện và bị cuốn theo khí thải qua đường ống khói. Trên đường khói, tro bay sẽ được các bộ lọc bụi tĩnh điện hay lọc bụi túi giữ lại và nạp vào silo để đưa ra bãi thải hoặc tiêu thụ, chỉ một tỉ lệ rất nhỏ tro bay thoát ra ngoài theo ống khói. Thành phần của tro bay thường chứa các ô xít kim loại như SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO, NaO, K2O, MgO, TiO2… và có thể chứa một lượng than chưa cháy.
Theo thống kê của Tổng cục Năng lượng (Bộ Công Thương), cả nước hiện có 19 Nhà máy nhiệt điện đốt than đá đang hoạt động, với lượng tro bay thải ra khoảng 6,51-7,60 triệu tấn/năm. Dự kiến, đến năm 2022, sẽ có khoảng 43 Nhà máy nhiệt điện chạy than, với lượng tro xỉ thải ra khoảng 29 triệu tấn/năm [1]. Loại phế thải này nếu không được thu gom, tận dụng sẽ không chỉ là một sự lãng phí lớn mà còn là một hiểm họa gây ô nhiễm môi trường và gây áp lực lớn cho các bãi chôn lấp.
Hiện nay ở Việt Nam, lượng tro xỉ mới tiêu thụ được khoảng ba đến bốn triệu tấn/năm, chủ yếu sử dụng làm vật liệu không nung, nền đập thủy điện, đường giao thông...[2].Chính vì vậy, việc nghiên cứu, xử lý, tận dụng tro bay trong các lĩnh vực kinh tế, kỹ thuật đã và đang được các nhà khoa học, công nghệ trong và ngoài nước đặc biệt quan tâm.
Tro bay có một số tính chất nhất định của chất hấp phụ như có chứa các tâm hoạt động trên bề mặt (Al, Si,…), cấu trúc xốp và diện tích bề mặt riêng lớn [3]. Vì vậy, tro bay được sử dụng làm chất hấp phụ rẻ tiền để loại bỏ các ion kim loại nặng, chất hữu cơ, anion, thuốc nhuộm trong nước và SOx, NOx, thủy ngân trong không khí [4,5]. Tuy nhiên, do khả năng hấp phụ và hiệu quả xử lý thấp nên việc sử dụng trực tiếp tro bay thô không đáp ứng được yêu cầu thực tế trong việc xử lý chất ô nhiễm. Do đó, trong những năm gần đây, các nghiên cứu biến tính tro bay để nâng cao tính ứng dụng của loại vật liệu này trong xử lý ô nhiễm môi trường ngày càng thu hút được sự quan tâm, chú ý.
Tro bay có thể được biến tính bằng các tác nhân khác nhau như axit (HCl, H2SO4), kiềm (NaOH), muối (NaAlSiO4, Na2SiO3, NaAlO2) hoặc các hợp chất hữu cơ (polypropylene phthalei amine, poly dimethyl diallyl ammonium chloride (PDMDAAC), poly (1,8-diaminonaphthalene) (PDAN)…). Trong nghiên cứu [6] tro bay đã được biến tính bằng dung dịch NaOH và H2SO4. Tro bay biến tính được sử dụng để hấp phụ các ion Cd2+ và Hg2+. Kết quả thu được cho thấy, tro bay được xử lý bằng dung dịch NaOH có khả năng hấp phụ cao hơn các dung dịch còn lại.
Xiaojing Chen và cộng sự đã biến tính tro bay bằng phương pháp nung chảy-thủy nhiệt với NaOH.Kết quả nghiên cứu cho thấy, mẫu tro bay biến tính có sự thay đổi rõ rệt trong cấu trúc lỗ xốp, diện tích bề mặt của hạt tro bay tăng từ 0.15 m2/g lên 270 m2/g, dung lượng hấp phụ cực đại đối với ion NH4+ lên đến 139 mg/g [7].
Bài viết trình bày kết quả nghiên cứu khả năng hấp phụ ion Cu2+ trong dung dịch nước của tro bay sau biến tính bằng NaOH theo phương pháp nung chảy - thủy nhiệt, làm cơ sở để ứng dụng tro bay trong xử lý nước thải nhiễm đồng.
2. THỰC NGHIỆM
2.1. Hóa chất và vật liệu
Tro bay sử dụng trong nghiên cứu là tro bay của Nhà máy Nhiệt điện Phả Lại (tỉnh Hải Dương) đã qua sơ tuyển bằng công nghệ thổi gió phân ly. Mẫu tro thu được có diện tích bề mặt đạt 8169 cm2/cm3, cỡ hạt trung bình 9.6 µm, tập trung chủ yếu ở kích thước 30μm (chiếm 95%). Kết quả phân tích thành phần hóa học của mẫu tro bay tại Viện hàn lâm khoa học và công nghệ Việt Nam được thể hiện trong Bảng 1. Theo thành phần hóa học, tro bay Nhà máy Nhiệt điện Phả Lại thuộc nhóm F theo tiêu chuẩn ASTM C618-03 [8].
Bảng 1. Thành phần hoá học của tro bay sử dụng trong nghiên cứu (% theo khối lượng)
|
SiO2 |
Al2O3 |
Fe2O3 |
CaO |
MgO |
K2O |
Na2O |
TiO2 |
SO3 |
Mất khi nung |
|
51.74 |
24.53 |
5.59 |
0.81 |
1.95 |
4.42 |
0.11 |
0.76 |
0.31 |
8.98 |
Các hóa chất sử dụng trong thí nghiệm bao gồm: dung dịch đồng chuẩn gốc nồng độ 1000 mg/L, natri hidroxit rắn, axit nitric đậm đặc (nồng độ 65%, khối lượng riêng 1.4 g/ml) được mua từ hãng Merck (Đức).
Biến tính tro bay bằng NaOH theo quy trình [7,9], gồm hai giai đoạn:
- Gian đoạn 1: Trộn đều hỗn hợp tro bay và NaOH rắn theo tỷ lệ 1:1.2, cho vào chén sứ và nung ở 600oC trong vòng 1 giờ.
- Giai đoạn 2: Sau khi để nguội, hỗn hợp chất rắn được nghiền, thêm nước cất với tỉ lệ 1:5, khuấy liên tụcở nhiệt độ 70 oC trên máy khuấy từ gia nhiệt trong vòng 2 giờ để tạo thành gel aluminosilicate.Sau đó, hỗn hợp được gia nhiệt đến 100oC trong vòng 4 giờ để thực hiện quá trình kết tinh gel aluminosilicate trên bề mặt hạt tro bay. Để nguội hỗn hợp đến nhiệt độ phòng, lọc, rửa sạch sản phẩm bằng nước cất tới môi trường trung tính, sấy khô ở nhiệt độ 105oC thu được mẫu tro bay biến tính (TBBT).
Quá trình biến tính tro bay được thể hiện trên Hình 1.
Hình 1. Quá trình biến tính tro bay: a) Nung hỗn hợp tro bay và NaOH trong lò nung; b) Khuấy hỗn hợp tro bay, NaOH với nước cất trên máy khuấy từ gia nhiệt; c) Lọc rửa; d) Sấy khô
2.3. Nghiên cứu quá trình hấp phụ ion Cu2+ lên TBBT
Các thí nghiệm nghiên cứu hấp phụ được thực hiện tại nhiệt độ phòng trong điều kiện hấp phụ tĩnh với 0.5g vật liệu hấp phụ trong 100 ml dung dịch Cu2+ được pha chế từ dung dịch đồng chuẩn gốc nồng độ 1000mg/L. pH của dung dịch Cu2+ được điều chỉnh bằng dung dịch HNO3 hoặc NaOH. Sau mỗi thí nghiệm, tro bay được lọc tách khỏi dung dịch. Nồng độ Cu2+ ban đầu trong dung dịch và nồng độ Cu2+ còn lại sau thí nghiệm hấp phụ được xác định bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa trên máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AA 7000 (Hãng Shimadzu - Nhật bản) tại PTN Môi trường – Bộ môn CNKT Môi trường - Trường Đại học Công nghệ Giao thông vận tải (Hình 2).
  |
Dung lượng hấp phụ và hiệu suất hấp phụ ion Cu2+ của tro bay được tính toán theo các công thức:
q = 
(1)
H= 
(2)
Trong đó: q là dung lượng hấp phụ (mg/g); Co và Ct là nồng độ ion Cu2+ tại thời điểm ban đầu và tại thời điểm t phút (mg/L); m là khối lượng của tro bay (g); V là thể tích dung dịch (L); H làhiệu suất hấp phụ (%).
3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Kết quả khảo sát hình thái bề mặt của tro bay
Kết quả chụp ảnh SEM của mẫu tro bay thô ban đầu và mẫu tro bay biến tính được thể hiện trên Hình 3.1 và 3.2.
|
|
|
Hình 3: SEM mẫu tro bay thô (a) và mẫu tro bay biến tính (b)
(Thực hiện tại Phòng thí nghiệm Hiển vi điện tử và Vi phân tích –trường Đại học Bách Khoa)
Từ kết quả chụp ảnh SEM có thể thấy rõ các hạt tro bay thô ban đầu có dạng hình cầu, kích thước hạt tương đối đồng đều, bề mặt nhẵn nhụi (Hình 3a). Cấu trúc hình thái bề mặt của các hạt tro bay xử lý bằng kiềm được thể hiện trên Hình 3b. Kết quả cho thấy, quá trình nung chảy - thủy nhiệt bằng NaOH đã thay đổi đáng kể cấu trúc bề mặt hạt tro bay, làm bề mặt của các hạt tro bay bị biến dạng, trở nên nhám và xù xì, khác hẳn hình thái bề mặt ban đầu. Trên ảnh SEM còn có thể quan sát thấy các cấu trúc lỗ xốp và mao quản được hình thành trên bề mặt hạt tro bay sau quá trình xử lý bằng kiềm NaOH.
3.2. Kết quả nghiên cứu quá trình hấp phụ Cu2+
3.2.1. Ảnh hưởng của thời gian tiếp xúc đến khả năng hấp phụ
Kết quả nghiên cứu quá trình hấp phụ ion Cu2+ theo thời gian của tro bay thô ban đầu và tro bay biến tính với hàm lượng chất hấp phụ là 0.5g/L, nồng độ ion Cu2+ ban đầu là 50mg/L được thể hiện trên Hình 4.
Hình 4. Ảnh hưởng của thời gian tiếp xúc đến hiệu suất hấp phụ ion Cu2+ của tro bay
Kết quả nghiên cứu cho thấy, hiệu suất hấp phụ ion Cu2+ của mẫu tro bay thô ban đầu kháthấp, chưa đến 8%.Quá trình hấp phụ Cu2+ trên mẫu tro bay biến tính diễn ra khá nhanh, chỉ sau 20 phút hiệu suất hấp phụ đã đạt 45.0 %, sau 60 phút đạt 85.1 %. Kéo dài thời gian tiếp xúc giữa tro bay biến tính và Cu2+ đến 150 phút, hiệu suất hấp phụtăng không đáng kể và đạt giá trị trung bình 90.2 %.
Như vậy, việc biến tính đã làm thay đổi đáng kể khả năng hấp phụ ion Cu2+ của tro bay. Nguyên nhân là do trong quá trình biến tính bằng NaOH, các liên kết Si-O và Al-O trên bề mặt hạt tro bay bị phá vỡ và tạo thành các muối silicat và aluminat hòa tan. Các muối này tham gia phản ứng ngưng tụ và tạo thành pha aluminosilicate trên bề mặt còn lại của hạt tro bay. Kết quả là trên bề mặt hạt tro bay hình thành các nhóm chức mang điện tích âm [10]. Vì vậy, tro bay biến tính bằng phương pháp nung chảy và thủy nhiệt với NaOH có tính chất hấp phụ hơn hẳn so với tro bay thô ban đầu, đặc biệt trong việc hấp phụ các ion mang điện tích dương.
Dựa vào kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian tiếp xúc đến hiệu suất hấp phụ, có thể xác định thời gian quá trình hấp phụ đạt trạng thái bão hòa. Vì vậy, các thí nghiệm tiếp theo được tiến hành với thời gian hấp phụ 90 phút.Do hiệu suất hấp phụ ion Cu2+ của tro bay thô ban đầu khá thấp, vì vậy, các thí nghiệm tiếp theo chỉ tiến hành khảo sát quá trình hấp phụ Cu2+ trên mẫu tro bay biến tính.
3.2.2. Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ
pH là một trong những yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý ô nhiễm ion Cu2+ bằng phương pháp hấp phụ. Khảo sát ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ Cu2+ trong dung dịch của mẫu tro bay biến tính được thực hiện với nồng độ ban đầu của ion Cu2+trong dung dịch là 50mg/L; thời gian hấp phụ 1.5 giờ. Khoảng pH khảo sát từ 2÷8. Kết quả khảo sát hiệu suất hấp phụ Cu2+ trên mẫu TBBT theo pH của dung dịch được biểu diễn trên Hình 5.
Hình 5. Ảnh hưởng của pH tới hiệu suất hấp phụ Cu2+ của TBBT
Từ kết quả thực nghiệm cho thấy, hiệu suất hấp phụ ion Cu2+phụ thuộc rất lớn vào pH của dung dịch. Khả năng hấp phụ Cu2+ của mẫu tro bay biến tính tại pH = 2 khá thấp, hiệu suất chỉ đạt xấp xỉ 60%. Khi pH tăng từ 2 đến 6, hiệu suất hấp phụ của TBBT tăng từ 60% đến 95%. Trong các dung dịch có pH cao hơn, hiệu suất hấp phụ ion Cu2+ giảm dần, ở pH bằng 8, hiệu suất hấp phụ chỉ đạt gần 84%.
Điều này được giải thích là do ở môi trường axit mạnh (pH thấp), nồng độ H+trong dung dịch cao, dẫn đến sự hấp phụ cạnh tranh giữa các ion Cu2+ với ion H+. Ion H+có kích thước nhỏ hơn nên dễ đi sâu vào các mao quản của vật liệu hấp phụ (VLHP), làm cho bề mặt của nó bị proton hóa dẫn đến tích điện dương, lúc này xuất hiện lực tương tác giữa chất hấp phụ và chất bị hấp phụ là lực đẩy tĩnh điện, làm cản trở quá trình hấp phụ các ion này lên bề mặt VLHP. Khi pH tăng dần(pH <6), nồng độ ion H+giảm dần, sự hấp phụ cạnh tranh giữa các cation kim loại với ion H+ giảm. Khi pH >6, hiệu suất hấp phụ các ion kim loại giảm, điều này có thể do ở pH cao, có sự hình thành phức hidroxit của các ion kim loại cản trở quá trình hấp phụ, do đó hiệu suất hấp phụ giảm[7].
Như vậy, theo kết quả thực nghiệm, tại pH = 6 hiệu suất hấp phụ ion Cu2+ từ dung dịch của tro bay biến tính là cao nhất. Vì vậy, các nghiên cứu tiếp theo sẽ được thực hiện trong môi trường pH = 6.
3.2.3. Ảnh hưởng của nồng độ ion Cu2+ ban đầu
Cu2+ là một trong các chất ô nhiễm phổ biến trong nước thải của một số ngành sản xuất như xi mạ, luyện kim, dệt nhuộm... Trong các loại nước thải này, ion Cu2+có nồng độ khá cao, dao động trong khoảng 15÷120mg/L. Vì vậy, nhằm phát triển khả năng ứng dụng tro bay biến tính trong xử lý nước thải nhiễm đồng, khoảng nồng độ ban đầu của dung dịch Cu2+ từ 20÷120mg/L được lựa chọn để khảo sát. Lượng TBBT được giữ không đổi trong các thí nghiệm là 0.5g, thời gian hấp phụ 1.5 giờ và pH của dung dịch được điều chỉnh bằng 6. Kết quả xác định dung lượng hấp phụ và hiệu suất hấp phụ ion Cu2+ bằng tro bay biến tính được trình bày ở Bảng 2 và trên Hình 6,7.
Bảng 2. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ ion Cu2+ ban đầu đến quá trình hấp phụ
|
Co(mg/L) |
Ct (mg/L) |
H (%) |
q (mg/g) |
|
20.15 |
0.404 |
98.00 |
3.95 |
|
40.52 |
0.98 |
97.58 |
7.91 |
|
59.88 |
3.28 |
94.52 |
11.32 |
|
81.05 |
10.53 |
87.00 |
14.10 |
|
99.70 |
22.25 |
77.68 |
15.49 |
|
119.50 |
40.54 |
66.08 |
15.79 |
|
|
|
|
Hình 6. Ảnh hưởng của nồng độ ion Cu2+ ban đầu đến hiệu suất hấp phụ |
Hình 7. Ảnh hưởng của nồng độ ion Cu2+ ban đầu đến dung lượng hấp phụ |
Từ Hình 6 ta thấy khi nồng độ Cu2+ tăng thì hiệu suất hấp phụ giảm. Ở nồng độ thấp Co= 20mg/L thì hiệu suất hấp phụ đạt tới 96%. Trong khi đó theo Hình 7 giá trị dung lượng hấp phụ q tăng dần theo chiều tăng đần nồng độ Cu2+. Tuy nhiên q chỉ tăng đến một giá trị nào đó rồi dần ổn định. Điều này chứng tỏ sự hấp phụ ion Cu2+ trên vật liệu là hấp phụ đơn lớp.
3.2.4. Nghiên cứu mô hình đẳng nhiệt hấp phụ
Đẳng nhiệt của quá trình hấp phụ được nghiên cứu dựa trên 2 mô hình hấp phụ phổ biến là mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir (phương trình 3) và đẳng nhiệt Freundlich (phương trình 4) [11]:
q= qmax. 
hay 
+ 
(3)
q= KF. 
hay lgq = lgKF+ 
. lgCe (4)
Với Ce là nồng độ cân bằng của chất bị hấp phụ trong dung dịch (mg/L);qmax là dung lượng hấp phụ cực đại (mg/g); KL là hằng số hấp phụ Langmuir đặctrưng cho ái lực của tâm hấp phụ (L/mg); KF, n là hằng số Freundlich.
Các kết quả phân tích quá trình hấp phụ ion Cu2+ trên tro bay biến tính được biểu diễn trên đồ thị theo hai mô hình Langmuir và Freundlich (Hình 8-9).
|
|
|
|
Hình 8. Đường đẳng nhiệt Langmuir dạng tuyến tính của TBBT đối với ion Cu2+ |
Hình 9. Đường đẳng nhiệt Freundlich dạng tuyến tính của TBBT đối với ion Cu2+ |
Từ các giá trị độ dốc và đoạn cắt của trục tung sẽ tính được các giá trị tham số của cácphương trình đẳng nhiệt (Bảng 3).
Bảng 4. Các giá trị tham số của phương trình đẳng nhiệt Langmuir và Freundlich
|
Đẳng nhiệt Langmuir |
Đẳng nhiệt Freundlich |
||||
|
qmax, mg/g |
KL, L/mg |
R2 |
n |
KF, L/g |
R2 |
|
16.4 |
0.8 |
0.993 |
3.6 |
6.7 |
0.874 |
Từ hệ số tương quan của phương trình hồi quy (R2) ở Bảng 4 cho thấy mô hình đẳng nhiệt Langmuir thích hợp với mẫu tro bay biến tính hơn mô hình đẳng nhiệt Frendlich. Như vậy quá trình hấp phụ ion Cu2+ lên bềmặt tro bay biến tính là hấp phụ đơn lớp, không có tương tác giữa các tiểu phân hấp phụ. Dung lượng hấp phụ ion Cu2+ cực đại của TBBT đạt 16.4 mg/g. Kết quả này cũng tương tự kết quả của JaimePizarro và cộng sự khi nghiên cứu sự hấp phụ Cu2+ từ dung dịch nước lên tro bay biến tính bởi hợp chất hữu cơ 3-aminopropyl-triethoxysilane, Ting-Chu Hsu và cộng sự khi hấp phụ Cu(II) bằng tro bay biến tính bởi dung dịch NaOH, Lita Darmayanti và đồng nghiệp trong nghiên cứu hấp phụ Cu bằng tro bay biến tính trong dung dịch NaOH và KOH. Mặc dù sự so sánh chỉ có tính tương đối do điều kiện nghiên cứu khác nhau, nhưng điều này cũng cho thấy triển vọng ứng dụng khả năng hấp phụ ion Cu2+ của tro bay biến tính trong xử lý nước thải nhiễm đồng.
4. KẾT LUẬN
Từ kết quả nghiên cứu khả năng hấp phụ ion Cu2+ của tro bay được biến tính bằng phương pháp nung chảy và thủy nhiệt với NaOH có thể rút ra một số kết luận sau:
(1) Việc biến tính tro bay bằng phương pháp nung chảy và thủy nhiệt với NaOH làm thay đổi hình thái cấu trúc bề mặt của hạt tro bay.
(2) Thời gian tiếp xúc, pH và nồng độ ban đầu của dung dịch Cu2+ có ảnh hưởng đến hiệu suất hấp phụ và dung lượng hấp phụ của tro bay biến tính, cụ thể như sau: Thời gian đạt cân bằng hấp phụ là 90 phút; quá trình hấp phụ đạt hiệu suất cao nhất ở giá trị pH bằng 5÷6; khi tăng nồng độ ban đầu của dung dịch Cu2+ từ 20 mg/L đến 120 mg/L thì hiệu suất hấp phụ giảm từ 98% xuống 66%.
(3) Sự hấp phụ của các ion Cu2+ lên tro bay biến tính khá phù hợp với mô hình đẳng nhiệt Langmuir. Dung lượng hấp phụ tối đađược tính toán từ đường đẳng nhiệt Langmuir là 16.4mg/g.
Như vậy, có thể nói, tro bay biến tính là loại vật liệu hấp phụ giá rẻ, có hiệu quả hấp phụ ion Cu2+ khá tốt và có khả năng ứng dụng để xử lý nước thải nhiễm đồng.
Lư Thị Yến, Trịnh Hoàng Sơn, Nguyễn Thị Phương Dung1
1 Trường Đại học Công nghệ Giao thông vận tải
(Nguồn: Bài đăng trên Tạp chí Môi trường, số Chuyên đề Tiếng việt 2/2020)
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Http://www.nhandan.com.vn/nation_news/item/39915902-nghien-cuu-giai-phap-xu-ly-tro-xi-nha-may-nhiet-dien.html
[3].Z. Sarbak and M. Kramer-Wachowiak (2002). Porous structure ofwaste fly ashes and their chemical modifications.PowderTechnology, 123 (1), 53–58.
[4].V. P. Suhas, C. N. Suryakant, and J. K. Sunil (2013). Industrial applications of fly ash: a Review. International Journal ofScience, Engineering and Technology Research, 2 (9),1659–1663.
[5].Thuy Chinh Nguyen,Trang Do Mai Tran, Van Bay Daoet al. (2020). Using Modified Fly Ash for Removal of Heavy Metal Ions from Aqueous Solution. Journal of Chemistry, 2020, 873–876.
[6]. N. T. Chinh, T. T. Mai, N. T. T. Trang et al. (2017). Using fly ash treated by NaOH and H2SO4 solutionsfor Hg2+ and Cd2+ ion adsorption. Vietnam Journal ofChemistry, 55 (2), 196-201.
[7].Xiaojing Chen, Huiping Song, Yanxia Guo et al. (2018). Converting waste coal fly ash into effective adsorbent for the removal of ammonia nitrogen in water. Journal of Materials Science, 53, 12731–12740.
[8]. ASTM C618 – 03 (2063). Standard Specification for Coal Fly Ash and Raw or Calcined Natural Pozzolan for Use in Concrete.
[9].Kuang He, Yuancai Chen, Zhenghua Tanget al. (2016).Removal of heavy metal ions from aqueous solution by zeolite synthesized from fly ash. Environmental Science and Pollution Research, 23, 2778–2788.
[10]. Murayama, N., H. Yamamoto, and J. Shibata (2002).Mechanism of zeolite synthesis from coal fly ash by alkali hydrothermal reaction. International Journal of Mineral Processing, 64, 1–17.
[11]. Sdiri A. T., Higashi T., Jamoussi F. (2014).Adsorption of copper and zinc onto natural clay in single and binary systems. International journal of Environmental Science and Technology, 11,1081–1092.
|
EVALUATION OF THE USE OF MODIFIED FLY ASH FOR COPPER REMOVAL IN WASTEWATER TREATMENT Lu Thi Yen, Trinh Hoang Son, Nguyen Thi Phuong Dung University of Transport Technology ABSTRACT Fly ash is used to prepare adsorbent by hydrothermal fusion method with NaOH. Surface morphological changes of fly ash after modification were analyzed by scanning electron microscopy (SEM). The adsorption capacity of Cu2+ on modified fly ash was studied by the batch adsorption technique. The effect of contact time, pH and initial concentration of ions Cu2+ was investigated. The results showed that the adsorption capacity of ions Cu2+ from aqueous solutions on modified fly ash is siginificantly increased compared to the original fly ash. At the initial Cu2+ ions concentration of 50 mg/L, the adsorption efficiency after modification of fly ash increased from 7.2% to 90.2%. The adsorption efficiency of ions Cu2+ is highest at the pH of 5÷6. The adsorption equilibrium was reached at 90 minutes. When increasing the initial concentration from 20 mg/L to 120 mg/L, the adsorption efficiency decreased from 98.0% to 66.1%. The maximum adsorption capacities calculated from Langmuir isotherm was 16.4 mg/g. The experimental results underline the potential of fly ash for the copper ions removal from waste water. Keywords:Wastewatertreatment, Fly ash, Modified fly ash, ion Cu2+, Adsorption. |
