Đồ án Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ từ phế phẩm lõi ngô xử lý nước phục vụ sinh hoạt vùng đồng bằng sông Cửu Long
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU HẤP PHỤ TỪ PHẾ
PHẨM LÕI NGÔ XỬ LÝ NƯỚC PHỤC VỤ SINH HOẠT
VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG
Ngành:
MÔI TRƯỜNG
Chuyên ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
Giảng viên hướng dẫn : Thạc sĩ Lâm Vĩnh Sơn
Sinh viên thực hiện : Lâm Thị Ngọc Huyền
MSSV: 1151080104 Lớp: 11DMT02
TP. Hồ Chí Minh, 2015
BM05/QT04/ĐT
Khoa: CNSH – TP -MT
PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Phiếu này được dán ở trang đầu tiên của quyển báo cáo ĐA/KLTN)
1. Họ và tên sinh viên được giao đề tài:
Lâm Thị Ngọc Huyền MSSV: 1151080104
: Kỹ thuật môi trường
: Kỹ thuật môi trường
Lớp: 11DMT02
Ngành
Chuyên ngành
2. Tên đề tài : Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ từ phế phẩm lõi ngô xử lý nước phục
vụ sinh hoạt vùng đồng bằng sông Cửu Long
3. Các dữ liệu ban đầu : Tổng quan về đồng bằng sông Cửu Long. Tổng quan về nước
cấp, tình hình về lõi ngô
4. Các yêu cầu chủ yếu : Các yêu cầu cơ bản về nước cấp. Điều chế vật liệu hấp phụ từ
lõi ngô. Xây dựng mô hình và vân hành mô hình nghiên cứu trên vật liệu hấp phụ
5. Kết quả tối thiểu phải có:
1) Tổng quan về đồng bằng sông Cửu Long, tổng quan về nước cấp
2) Điều chế được than hoạt tính từ lõi ngô
3) Kết quả phan tích các chỉ tiêu cơ bản của quá trinh hấp phụ từ vật liệu hấp phụ
4) Nhận xét và đưa ra vật liệu hấp phụ tối ưu
Ngày giao đề tài: 25/ 05 / 2015 Ngày nộp báo cáo: 22 / 08 / 2015
TP. HCM, ngày … tháng … năm ……….
Chủ nhiệm ngành
(Ký và ghi rõ họ tên)
Giảng viên hướng dẫn chính
(Ký và ghi rõ họ tên)
Giảng viên hướng dẫn phụ
(Ký và ghi rõ họ tên)
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng, đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi thực hiện. Các
số liệu thu thập và kết quả phân tích trong đồ án là hoàn toàn trung thực, không sao
chép từ bất cứ đề tài nghiên cứu khoa học nào.
Tp.Hồ Chí Minh, ngày….tháng….năm…. 2015.
Sinh viên
Lâm Thị Ngọc Huyền
LỜI CẢM ƠN
Những ngày tháng dưới mái trường là những ngày tháng vô cùng quý giá
và quan trọng đối với chúng em. Ở nơi đó chúng em được trang bị những kiến
thức, kinh nghiệm sống vô cùng quý báo; có được những thành quả đó chúng em
không thể nào quên công ơn nuôi dưỡng của cha mẹ, sự dạy dỗ tận tình của thầy
cô để hướng chúng em tới tương lai mới tốt đẹp hơn.
Xuất phát từ những suy nghĩ đó, bản thân em xin được bài tỏ lòng biết ơn
sâu sắc đến:
- Cha mẹ, người đã nuôi dưỡng, động viên em trong những lúc khó khăn
tạo cho em thêm nhiều niềm tin và nghị lực trong cuộc sống;
- Ban Giám hiệu trường Đại học Công Nghệ Thành phố Hồ Chí Minh đã
tạo môi trường thuận lợi để chúng em được học tập và trao đổi kinh nghiệm sống.
- Cảm ơn sự giảng dạy tận tình của các giảng viên nhà trường đã truyền đạt
những kiến thức và kinh nghiệm quý báu giúp em vững bước trên con đường
tương lai của mình.
- Cám ơn đặc biệt là thầy Lâm Vĩnh Sơn người đã trực tiếp chỉ dẫn và giúp
đỡ em tận tình để em hoàn thành đề tài tốt nghiệp trong suốt thời gian qua.
“Ơn dạy dỗ cao dường hơn núi,
Nghĩa thầy cô như nước biển khơi.
Công cha mẹ con luôn tạc dạ,
Lời thầy cô con mãi ghi lòng”
Và một lần nữa em xin chúc thầy cô thật nhiều sức khỏe để tiếp tục sự
nghiệp trồng người và là người lái đò đưa đàn em thân yêu qua sông đến bên bờ
tri thức mới; đào tạo, bồi dưỡng thêm nhiều nhân tài mới cho đất nước, góp phần
từng bước đưa đất nước bước tới đài vinh quang để sánh vai với các cường quốc
năm châu.
Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên: LÂM THỊ NGỌC HUYỀN
Đồ án tốt nghiệp
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
1. Tính cấp thiết của đề tài......................................................................................1
2. Mục tiêu nghiên cứu ...........................................................................................2
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ......................................................................2
3.1. Đối tượng nghiên cứu..................................................................................2
3.2. Phạm vi nghiên cứu.....................................................................................2
3.3. Nội dung nghiên cứu ...................................................................................2
4. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................................3
4.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết..............................................................3
4.2. Phương pháp thực nghiệm...........................................................................3
4.3. Phương pháp tính toán, thống kê.................................................................3
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ............................................................................3
5.1. Ý nghĩa khoa học.........................................................................................3
5.2. Ý nghĩa thực tiễn .........................................................................................3
6. Kết cấu của đề tài................................................................................................4
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN.....................................................................................5
1.1. Tổng quan về vùng đồng bằng sông Cửu Long...............................................5
1.1.1. Vị trí địa lý................................................................................................5
1.1.2. Địa hình ....................................................................................................5
1.1.3. Khí hậu .....................................................................................................6
1.1.4. Đất đai ......................................................................................................6
1.1.5. Thủy văn...................................................................................................7
1.2. Tổng quan về nguồn nước vùng đồng bằng sông Cửu Long...........................8
1.2.1. Đặc điểm nguồn nước mặt đồng bằng sông Cửu Long............................8
1.2.2. Đặc điểm nguồn nước ngầm đồng bằng sông Cửu Long.........................9
1.3. Tổng quan về vật liệu hấp phụ.......................................................................10
1.3.1. Nguồn gốc ..............................................................................................10
1.3.2. Thành phần .............................................................................................11
1.3.3. Công dụng ..............................................................................................12
i
Đồ án tốt nghiệp
1.4. Các phương pháp xử lý nước cấp ..................................................................13
1.4.1. Phương pháp cơ học ...............................................................................13
1.4.2. Phương pháp hóa học và hóa lý..............................................................13
1.4.3. Phương pháp vật lý.................................................................................13
CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.......................20
2.1. Đối tượng nghiên cứu ....................................................................................20
2.1.1. Nguồn nước mặt .....................................................................................20
2.1.2. Nguồn nước ngầm ..................................................................................23
2.2. Điều chế vật liệu hấp phụ ..............................................................................28
2.3. Cơ sở nghiên cứu xây dựng mô hình.............................................................31
2.3.1. Mô tả mô hình thí nghiệm ......................................................................31
2.3.2. Tiến hành thí nghiệm..............................................................................33
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.........................................................34
3.1. Kết quả nghiên cứu........................................................................................34
3.1.1. Kết quả nghiên cứu nước mặt.................................................................34
3.1.2. Kết quả nghiên cứu nước ngầm..............................................................55
3.2. Kết luận thí nghiệm........................................................................................66
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................67
ii
Đồ án tốt nghiệp
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
COD (Chemical Oxygen Demand): Nhu cầu oxy hóa học
NXB: Nhà Xuất Bản
SS (Settable Solids): Chất rắn lơ lửng dạng huyền phù
STT: Số thứ tự
TCVN: Tiêu Chuẩn Việt Nam
VLHP: Vật Liệu Hấp Phụ
QCVN: Quy Chuẩn Việt Nam
BYT: Bộ Y Tế
iii
Đồ án tốt nghiệp
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1: Kết quả phân tích độ màu.........................................................................23
Bảng 2.2: Lập đường chuẩn sắt.................................................................................25
Bảng 2.3: Kết quả đường chuẩn sắt đầu vào.............................................................25
Bảng 2.4: Lập đường chuẩn mangan ........................................................................27
Bảng 2.5: Kết quả đường chuẩn mangan đầu vào ....................................................27
Bảng 3.1: Hiệu suất xử lý độ đục của lõi tự nhiên không đốt ở cả 3 khối lượng 10g,
20g và 30g với các thời gian khác nhau...................................................................34
Bảng 3.2: Hiệu suất xử lý độ màu của lõi tự nhiên không đốt ở cả 3 khối lượng 10g,
20g và 30g với các thời gian khác nhau....................................................................35
Bảng 3.3 Hiệu suất xử lý SS của lõi tự nhiên không đốt ở cả 3 khối lượng 10g, 20g
và 30g với các thời gian khác nhau...........................................................................36
Bảng 3.4 Hiệu suất xử lý COD của lõi tự nhiên không đốt ở cả 3 khối lượng 10g,
20g và 30g với các thời gian khác nhau...................................................................37
Bảng 3.5: Hiệu suất xử lý độ đục của lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối lượng 10g, 20g
và 30g với các thời gian khác nhau...........................................................................38
Bảng 3.6: Hiệu suất xử lý độ màu đục của lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối lượng 10g,
20g và 30g với các thời gian khác nhau....................................................................39
Bảng 3.7: Hiệu suất xử lý SS của lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và
30g với các thời gian khác nhau................................................................................40
Bảng 3.8 Hiệu suất xử lý COD của lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối lượng 10g, 20g
và 30g với các thời gian khác nhau...........................................................................41
Bảng 3.9: Hiệu suất xử lý độ đục của lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối lượng 10g, 20g
và 30g với các thời gian khác nhau...........................................................................42
Bảng 3.10: : Hiệu suất xử lý độ màu của lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối lượng 10g,
20g và 30g với các thời gian khác nhau...................................................................43
Bảng 3.11: Hiệu suất xử lý SS của lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và
30g với các thời gian khác nhau................................................................................44
Bảng 3.12: : Hiệu suất xử lý COD của lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối lượng 10g, 20g
và 30g với các thời gian khác nhau...........................................................................45
iv
Đồ án tốt nghiệp
Bảng 3.13: Hiệu suất xử lý độ đục của lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả 3 khối lượng
10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau...........................................................46
Bảng 3.14: Hiệu suất xử lý độ màu của lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả 3 khối lượng
10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau...........................................................47
Bảng 3.15: Hiệu suất xử lý SS của lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả 3 khối lượng 10g,
20g và 30g với các thời gian khác nhau...................................................................48
Bảng 3.16: Hiệu suất xử lý COD của lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả 3 khối lượng
10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau...........................................................49
Bảng 3.17: Hiệu suất xử lý độ đục của than hoạt tính ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và
30g với các thời gian khác nhau................................................................................50
Bảng 3.18: Hiệu suất xử lý độ màu của than hoạt tính ở cả 3 khối lượng 10g, 20g
và 30g với các thời gian khác nhau...........................................................................51
Bảng 3.19: Hiệu suất xử lý SS của than hoạt tính ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và 30g
với các thời gian khác nhau.......................................................................................52
Bảng 3.20: Hiệu suất xử lý COD của than hoạt tính ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và
30g với các thời gian khác nhau................................................................................53
Bảng 3.21:Bảng so sánh các chỉ tiêu các vật liệu hấp phụ và than hoạt tính nguồn
nước mặt....................................................................................................................54
Bảng 3.22: Hiệu suất xử lý Fe2+ của lõi tự nhiên không đốt ở cả 3 khối lượng 10g,
20g và 30g với các thời gian khác nhau...................................................................55
Bảng 3.23: Hiệu suất xử lý Mn2+ của lõi tự nhiên không đốt ở cả 3 khối lượng 10g,
20g và 30g với các thời gian khác nhau...................................................................56
Bảng 3.24: Hiệu suất xử lý Fe2+ của lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối lượng 10g, 20g
và 30g với các thời gian khác nhau...........................................................................57
Bảng 3.25: Hiệu suất xử lý Mn2+ của lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối lượng 10g, 20g
và 30g với các thời gian khác nhau...........................................................................58
Bảng 3.26: Hiệu suất xử lý Fe2+ của lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và
30g với các thời gian khác nhau................................................................................59
Bảng 3.27: Hiệu suất xử lý Mn2+ của lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối lượng 10g, 20g
và 30g với các thời gian khác nhau...........................................................................60
v
Đồ án tốt nghiệp
Bảng 3.28: Hiệu suất xử lý Fe2+ của lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả 3 khối lượng 10g,
20g và 30g với các thời gian khác nhau...................................................................61
Bảng 3.29: Hiệu suất xử lý Mn2+ của lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả 3 khối lượng
10g, 20g và 30g với các thời gian khác nhau...........................................................62
Bảng 3.30: Hiệu suất xử lý Fe2+ của than hoạt tính ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và
30g với các thời gian khác nhau................................................................................63
Bảng 3.31: Hiệu suất xử lý Mn2+ của than hoạt tính ở cả 3 khối lượng 10g, 20g và
30g với các thời gian khác nhau................................................................................64
Bảng 3.32: Bảng so sánh các chỉ tiêu các vật liệu hấp phụ và than hoạt tính nguồn
nước ngầm.................................................................................................................65
vi
Đồ án tốt nghiệp
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Vị trí địa lý vùng đồng bằng sông Cửu Long .............................................5
Hình 1.2: Cây ngô .....................................................................................................11
Hình 1.3: Lõi ngô ......................................................................................................11
Hình 1.4: Công thức cấu tạo của lignin và cellulose ................................................12
Hình 2.1: Quá trình lấy mẫu nước mặt......................................................................20
Hình 2.2: Giá trị độ đục của mẫu đầu vào ................................................................22
Hình 2.3: Đồ thị biểu diễn phương trình đường chuẩn độ màu................................23
Hình 2.4: Quá trình lấy mẫu nước ngầm...................................................................24
Hình 2.6: Mẫu đầu vào của Fe2+ ...............................................................................26
Hình 2.5: Đường chuẩn sắt .......................................................................................26
Hình 2.7: Đồ thị biểu diễn phương trình đường chuẩn sắt........................................26
Hình 2.8: Dãy chuẩn Mangan ...................................................................................28
Hình 2.9: Mẫu đầu vào của Mn2+..............................................................................28
Hình 2.10: Đồ thị biểu diễn phương trình đường chuẩn mangan .............................28
Hình 2.11: Quá trình chế tạo lõi H2SO4 nhỏ.............................................................29
Hình 2.12: Quá trình chế tạo lõi H2SO4 to................................................................29
Hình 2.13: Quá trình chế tạo lõi đốt tự nhiên ...........................................................30
Hình 2.14: Quá trình chế tạo lõi ngô tự nhiên không đốt .........................................30
Hình 2.15: Mô hình thí nghiệm.................................................................................32
Hình 2.16: Mô hình thể hiện khối lượng 10g, 20g, 30g ở cùng thể tích...................33
Hình 3.1: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý độ đục của VLHP lõi tự nhiên không đốt
ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau .........................................................34
Hình 3.2: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý độ màu của VLHP lõi tự nhiên không đốt
ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau .........................................................35
Hình 3.3: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý SS của VLHP lõi tự nhiên không đốt ở cả
3 khối lượng với các thời gian khác nhau .................................................................36
Hình 3.4: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý COD của VLHP lõi tự nhiên không đốt ở
cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau ............................................................37
vii
Đồ án tốt nghiệp
Hình 3.5: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý đô đục của VLHP lõi đốt H2SO4 nhỏ ở
cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau ............................................................38
Hình 3.6: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý đô màu của VLHP lõi đốt H2SO4 nhỏ ở
cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau ............................................................39
Hình 3.7: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý SS của VLHP lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3
khối lượng với các thời gian khác nhau ....................................................................40
Hình 3.8 Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý COD của VLHP lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3
khối lượng với các thời gian khác nhau ....................................................................41
Hình 3.9: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý đô đục của VLHP lõi đốt H2SO4 to ở cả 3
khối lượng với các thời gian khác nhau ....................................................................42
Hình 3.10: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý đô màu của VLHP lõi đốt H2SO4 to ở cả
3 khối lượng với các thời gian khác nhau .................................................................43
Hình 3.11: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý SS của VLHP lõi đốt H2SO4 to ở cả 3
khối lượng với các thời gian khác nhau ....................................................................44
Hình 3.12: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý COD của VLHP lõi đốt H2SO4 to ở cả 3
khối lượng với các thời gian khác nhau ....................................................................45
Hình 3.13: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý độ đục của VLHP lõi đốt tự nhiên thiếu
khí ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau ...................................................46
Hình 3.14: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý độ màu của VLHP lõi đốt tự nhiên
thiếu khí ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau ..........................................47
Hình 3.15: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý SS của VLHP lõi đốt tự nhiên thiếu khí
ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau .........................................................48
Hình 3.16: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý COD của VLHP lõi đốt tự nhiên thiếu
khí ở cả 3 khối lượng với các thời gian khác nhau ...................................................49
Hình 3.17: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý độ đục của than hoạt tính ở cả 3 khối
lượng với các thời gian khác nhau ............................................................................50
Hình 3.18: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý độ màu của than hoạt tính ở cả 3 khối
lượng với các thời gian khác nhau ............................................................................51
Hình 3.19: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý SS của than hoạt tính ở cả 3 khối lượng
với các thời gian khác nhau.......................................................................................52
viii
Đồ án tốt nghiệp
Hình 3.20 Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý COD của than hoạt tính ở cả 3 khối
lượng với các thời gian khác nhau ............................................................................53
Hình 3.21: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý của các chỉ tiêu ở các vật liệu hấp phụ
và than hoạt tính........................................................................................................54
Hình 3.22: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý Fe2+ của lõi tự nhiên không đốt ở cả 3
khối lượng với các thời gian khác nhau ....................................................................55
Hình 3.23: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý Mn2+ của lõi tự nhiên không đốt ở cả 3
khối lượng với các thời gian khác nhau ....................................................................56
Hình 3.24: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý Fe2+ của lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối
lượng với các thời gian khác nhau ............................................................................57
Hình 3.25: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý Mn2+ của lõi đốt H2SO4 nhỏ ở cả 3 khối
lượng với các thời gian khác nhau ............................................................................58
Hình 3.26: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý Fe2+ của lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối
lượng với các thời gian khác nhau ............................................................................59
Hình 3.27: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý Mn2+ của lõi đốt H2SO4 to ở cả 3 khối
lượng với các thời gian khác nhau ............................................................................60
Hình 3.28: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý Fe2+ của lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả 3
khối lượng với các thời gian khác nhau ....................................................................61
Hình 3.29: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý Mn2+ của lõi đốt tự nhiên thiếu khí ở cả
3 khối lượng với các thời gian khác nhau .................................................................62
Hình 3.30: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý Fe2+ của than hoạt tính ở cả 3 khối lượng
với các thời gian khác nhau.......................................................................................63
Hình 3.31: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý Mn2+ của than hoạt tính ở cả 3 khối
lượng với các thời gian khác nhau ............................................................................64
Hình 3.32: Đồ thị biểu diễn hiệu suất xử lý của các chỉ tiêu ở các vật liệu hấp phụ
và than hoạt tính........................................................................................................65
ix
Đồ án tốt nghiệp
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Việt Nam có trữ lượng nước khá dồi dào, lượng mưa khá cao, hệ thống sông
ngòi kênh mương dày đặc. Nguồn nước sông và nước ngầm đóng vai trò quan trọng
đối với đời sống của người dân trên mọi miền đất nước, nó là nguồn cấp nước chủ
yếu cho các hoạt động sinh hoạt, ăn uống, tưới tiêu và sản xuất hằng ngày. Tuy
nhiên hiện nay phần lớn trong số đó đều bị ô nhiễm nghiêm trọng bởi các tác nhân
tự nhiên và con người làm cho nguồn nước sạch ngày càng khan hiếm.
Trong khi nhiều vùng dân cư phân bố rải rác nên hệ thống cấp nước sạch chưa
tới, họ vẫn dùng các kinh nghiệm dân gian để xử lý nước nhiễm phèn như: xử lý
bằng vôi, tro để giảm độ chua, song nước uống vẫn có vị mặn chát và gây đau bụng.
Một vấn đề khác cũng quan trọng là chất lượng nước ngầm tiếp tục bị xấu đi do các
hoạt động công nghiệp, nông nghiệp và sinh hoạt làm cho chất lượng nước ngày
một xấu đi.
Đồng thời do nước ta là một nước nông nghiệp nên mỗi năm ngành sản xuất
nông nghiệp thải ra một lượng lớn các chất thải nông nghiệp. Theo số liệu Tổng cục
thống kê, hiện cả nước có khoảng 800.000 ha diện tích đất trồng ngô. Quá trình chế
biến nông sản đã thải ra môi trường khoảng một triệu tấn lõi ngô mỗi năm. Lượng
lõi ngô này mới được người dân sử dụng một phần làm chất đốt, một phần nhỏ được
dùng để trồng nấm, còn lại chủ yếu thải bỏ. (Ngọc Khánh (2011). Chất đốt từ lõi
tu-loi-ngo-giai-phap-gop-phan-ung-pho-tich-cuc.html). Ngày nay con người đã phát
hiện ra rất nhiều công dụng của lõi ngô: có thể chế tạo làm thức ăn gia súc, lên men
lõi ngô để thu ancol etylic hoặc acid acetic. Bên cạnh về mặt giá trị về dinh dưỡng
và kinh tế cao thì lõi ngô còn là một trong những nguyên liệu có tiềm năng để chế
tạo vật liệu hấp phụ, ứng dụng hấp phụ một số kim loại trong nước.
Vì vậy, với mục đích góp một phần nhỏ tham gia vào công việc bảo vệ môi
trường và hướng đến phát triển bền vững nên tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu chế tạo
1
Đồ án tốt nghiệp
vật liệu hấp phụ từ phế phẩm lõi ngô xử lý nước phục vụ sinh hoạt vùng đồng
bằng sông Cửu Long.”
2. Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ từ phế phẩm lõi ngô xử lý nước phục vụ
sinh hoạt vùng đồng bằng sông Cửu Long.
Đề tài được thực hiện với các mục tiêu sau:
- Xem xét chất lượng nước của các hộ dân trong khu vực bị nghi ô nhiễm.
- Tạo sản phẩm từ lõi ngô thay thế cho than hoạt tính có khả năng xử lý nước
sinh hoạt (nước mặt hoặc nước ngầm).
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
3.1. Đối tượng nghiên cứu
Sử dụng lõi ngô – như sản phẩm thân thiện với môi trường, làm vật liệu hấp
phụ các chất và kim loại trong nước để phục vụ nước sinh hoạt cho người dân vùng
đồng bằng sông Cửu Long, thay thế cho than hoạt tính.
3.2. Phạm vi nghiên cứu
Đề tài nghiên cứu trong khoảng 2 tháng (từ tháng 4 đến tháng 6). Do khoảng
thời gian nghiên cứu ngắn nên đề tài tập trung vào than hóa lõi ngô bằng acid
H2SO4 (lõi to, lõi nhỏ), lõi ngô tự nhiên không đốt và lõi ngô đốt tự nhiên từ đó xử
lý nguồn nước vùng đồng bằng sông Cửu Long (theo hướng xử lý nước mặt hoặc
nước ngầm).
3.3. Nội dung nghiên cứu
- Điều tra các nguồn nước cần xử lý (nước mặt hoặc nước ngầm).
- Đánh giá chất lượng nước thông qua việc phân tích các thông số chất lượng
nước trong phòng thí nghiệm.
- Khảo sát các dạng sản phẩm hấp phụ từ lõi ngô: lõi tự nhiên không đốt, lõi
than hóa bằng acid H2SO4 (to, nhỏ), và lõi đốt tự nhiên.
2
Đồ án tốt nghiệp
4. Phương pháp nghiên cứu
4.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
- Thu thập, tổng hợp, phân tích các tài liệu, sách báo trong và ngoài nước có
liên quan đến đề tài.
- Xử lý các thông tin lý thuyết để đưa ra các vấn đề cần thực hiện trong quá
trình thực nghiệm.
4.2. Phương pháp thực nghiệm
- Điều tra, lấy mẫu tại các vị trí nguồn nước được khảo sát với các thông số
cần xử lý.
- Phân tích các chỉ tiêu đầu vào trong phòng thí nghiệm.
- Thực hiện các thí nghiệm trên mô hình đối với nước mặt và nước ngầm, xem
xét quá trình khả năng xử lý của vật liệu hấp phụ.
4.3. Phương pháp tính toán, thống kê
Dùng phần mềm Excel xử lý thống kê số liệu.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
5.1. Ý nghĩa khoa học
- Phương pháp giúp tận dụng được nguồn nguyên liệu sẵn có trong tự nhiên
phục vụ công tác xử lý nước sinh hoạt.
- Xây dựng công nghệ xử lý nước đơn giản dễ dàng sử dụng.
- Giảm thiểu được các nguy cơ tiềm ẩn các nguồn nước trong tự nhiên.
- Thực hiện việc tái sử dụng nguyên liệu phế thải nhằm giảm thiểu ô nhiễm
môi trường.
5.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Giải quyết vấn đề ô nhiễm nguồn nước (nước ngầm hoặc nước mặt) hiện nay
theo phương pháp đơn giản, giúp tiết kiệm chi phí đáng kể cho người dân.
- Là nguồn nguyên liệu thân thiện với môi trường và dễ sử dụng.
- Ngoài tính năng trên của vật liệu thì có thể nghiên cứu các khả năng xử lý
môi trường khác của vật liệu như ô nhiễm không khí, ô nhiễm trong đất.
3
Đồ án tốt nghiệp
6. Kết cấu của đề tài
Đề tài gồm có 3 phần:
Phần I: - Mở đầu
Phần II: - Nghiên cứu và kết quả nghiên cứu
- Chương 1: Tổng quan
- Chương 2: Vật liệu và phương pháp nghiên cứu
- Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Phần III: - Kết luận và kiến nghị
4
Đồ án tốt nghiệp
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về vùng đồng bằng sông Cửu Long
1.1.1. Vị trí địa lý
Vùng đồng bằng sông Cửu Long nằm kéo dài từ 8030’ – 11000 vĩ Bắc; 104035’
– 107000 kinh Đông, nằm ở cực Nam đất nước, là phần cuối cùng của lưu vực sông
Mekong. Tổng diện tích tự nhiên toàn vùng là 39.747 km2, tương đương 12,25% so
với diện tích của cả nước.
Diện tích đồng bằng là 39.700km2, bao gồm 12 tỉnh: Long An, Tiền Giang,
Đồng Tháp, An Giang, Kiên Giang, Bạc Liêu, Cà Mau, Sóc Trăng, Vĩnh Long, Trà
Vinh, Hậu Giang, Bến Tre và thành phố Cần Thơ.
Điều kiện vị trí địa lý thuận lợi nên trên 75% dân số sống dọc theo các kênh
rạch, sông đào và vùng ven biển. Khoảng 70% lượng nước cung cấp sinh hoạt cho
các thành phố ở đồng bằng sông Cửu Long là từ nguồn nước sông rạch. Hệ thống
sông rạch nối liền với hầu hết các vùng đô thị và nông thôn ở khu vực. Với việc
sinh sống gần nguồn nước như vậy ngoài thuận lợi cho việc lấy nước phục vụ sinh
hoạt, tưới tiêu… thì cũng tạo nên nguy cơ gây ô nhiễm rất lớn.
Hình 1.1: Vị trí địa lý vùng đồng bằng sông Cửu Long
1.1.2. Địa hình
Địa hình của vùng đồng bằng sông Cửu Long tương đối bằng phẳng, độ cao
trung bình là 3 - 5m, có khu vực chỉ cao 0,5 - 1m so với mặt nước biển. Các dạng
5
Đồ án tốt nghiệp
địa hình đặc trưng rõ nét của vùng là: địa hình trũng khó thoát nước (tập trung ở
Long Xuyên, Đồng Tháp Mười); địa hình cao (Đông Bắc Long An ); địa hình trung
bình (Tiền Giang).
Với địa hình thấp và bằng phẳng, sẽ nhận được nguồn nước mặt khá phong
phú. Vùng đồng bằng sông Cửu Long được công nhận là vùng đất ngập nước lớn
nhất Việt Nam. Tuy nhiên, do địa hình quá thấp như thế thì vào mùa mưa và dòng
chảy lớn tạo nên hiện tượng ngập lụt hằng năm. Ngược lại, vào mùa khô với dòng
chảy thấp gây nên hiện tượng xâm nhập mặn khá nghiêm trọng, đồng thời nguồn
nước ngầm bị tụt giảm khá lớn.
1.1.3. Khí hậu
Nền khí hậu thuộc nhiệt đới ẩm với tính chất cận xích đạo thể hiện rõ rệt. Các
yếu tố khí hậu như nhiệt độ, độ ẩm không khí, lượng mưa… tuy có thay đổi theo
mùa nhưng tương đối ổn định.
- Nhiệt độ: trung bình hàng năm 24 – 270C, biên độ nhiệt trung bình năm là 2–300C,
chênh lệch nhiệt độ ngày và đêm thấp, ít có bão hoặc nhiễu loạn thời tiết.
- Độ ẩm: độ ẩm trung bình trong khoảng 80 – 86%.
- Mưa: lượng mưa trung bình hàng tháng vào khoảng 130 – 150mm. Có hai
mùa rõ rệt: mùa mưa tập trung từ tháng 5 - tháng 10 (lượng mưa chiếm tới 99%
tổng lượng mưa của cả năm); mùa khô từ tháng 11 - tháng 4 năm sau, hầu như
không có mưa.
Do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu, lượng mưa trên lưu vực sông Mekong sẽ
tăng vào mùa mưa, thậm chí là kể cả mùa khô ở một số vùng thuộc lưu vực. Do đó,
lưu lượng dòng chảy trên sông Mekong sẽ tăng lên trong hầu hết các tháng trong
năm, các trận lũ lớn sẽ xuất hiện với tần suất nhiều hơn cũng như với cường độ lớn
hơn. Bên cạnh đó, mực nước biển dâng cao, dẫn đến vấn đề xâm nhập mặn, gây ra
những tác động bất lợi tới nguồn nước sinh hoạt của người dân sinh sống thuộc
vùng này.
1.1.4. Đất đai
Các nhóm đất chính bao gồm:
6
Đồ án tốt nghiệp
- Đất phù sa nước ngọt: Phân bố chủ yếu ở vùng ven biển và giữa hệ thống
sông Tiền và sông Hậu, diện tích 1,2 triệu ha, chiếm 29,7% diện tích đất tự nhiên
toàn vùng và khoảng 1/3 diện tích đất phù sa của cả nước. Nhóm đất này có độ phì
nhiêu cao và cân đối, thích hợp đối với nhiều loại cây trồng lúa, cây ăn quả, hoa
màu, cây công nghiệp ngắn ngày.
- Đất phèn: Phân bố chủ yếu ở vùng Đồng Tháp Mười và Hà Tiên, vùng
trũng trung tâm bán đảo Cà Mau. Diện tích đất phèn cả nước là 2.140.306 ha,
chiếm 6,45% diện tích tự nhiên của cả nước. Vùng đồng bằng sông Cửu Long
chiếm 88,11% diện tích đất phèn cả nước. Đất phèn được hình thành do hai yếu
tố: một là do đất phèn tiềm tàng bị oxi hóa, hai là do tích tụ ở vùng trũng khi nước
mưa mang đến.
- Đất xám: Diện tích trên 134.000 ha chiếm 3,4% diện tích toàn vùng. Phân bố
chủ yếu dọc biên giới Campuchia, trên các bậc thềm phù sa cổ vùng Đồng Tháp
Mười. Đây là nhóm đất nghèo dinh dưỡng nhất trong vùng, hàm lượng chất hữu cơ
thấp, đất có tính chất nhẹ, tơi xốp, độ phì thấp, độc tố bình thường, thích hợp cho
việc trồng cây công nghiệp, cây họ đậu.
- Đất mặn: Diện tích đất mặn của vùng là 703.452 ha, chiếm 70.96% diện tích đất
mặn của cả nước. Tính chất đặc trưng của đất mặn là lượng Cl- cao (0.05 – 0.25%) vào
mùa khô), pH ít chua đến hơi kiềm, hàm lượng mùn từ thấp đến trung bình, ít thoát
nước. Tập trung phân bố nhiều ở Kiên Giang, Cà Mau.
- Các loại đất khác như đất cát giông, than bùn, đất đỏ vàng, đất xói mòn…
chiếm diện tích không đáng kể khoảng 0,9% diện tích toàn vùng.
1.1.5. Thủy văn
Với hệ thống hạ lưu sông Mekong ở Việt Nam là hai nhánh sông Tiền và sông
Hậu thì tổng lượng nước sông Cửu Long khoảng 500 tỷ m3, trong đó sông Tiền
chiếm 79% và sông Hậu chiếm 21%. Chế độ thuỷ văn thay đổi theo mùa: mùa mưa
nước sông lớn vào tháng 9, tháng 10 làm ngập các vùng trũng Đồng Tháp Mười, Tứ
giác Long Xuyên. Về mùa này, nước sông mang nhiều phù sa bồi đắp cho đồng
bằng. Về mùa khô, lượng nước giảm nhiều, làm cho thủy triều lấn sâu vào đồng
7
Tải về để xem bản đầy đủ
82 trang
14900
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ từ phế phẩm lõi ngô xử lý nước phục vụ sinh hoạt vùng đồng bằng sông Cửu Long", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- do_an_nghien_cuu_che_tao_vat_lieu_hap_phu_tu_phe_pham_loi_ng.pdf
