NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG BÙN THẢI NHÀ MÁY NƯỚC CẤP ĐỂ CHẾ TẠO VẬT LIỆU HẤP PHỤ PHOSPHATE TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC

Abstract

The purpose of this study is to assess the feasibility of phosphate (PO₄^3-) adsorption in solution using sludge from supply water treatment plant. The sludge used in this study was collected at Chau Doc water treatment plant and dried at 105⁰C at the laboratory before calciting for 2 hours at temperatures of 300⁰C, 550⁰C and 550⁰C in nitrogen gas environment. The experiments were carried to determine the influent factors including contact time, calcited conditions and pH solution on PO₄^3- adsorption. The adsorption process reaches a saturated state after an exposure time of about 12 hours. The research results showed that the sludge after heating at 300⁰C had the ability to adsorb PO₄^3- better than the other 2 conditions in the experiment. At pH 3.0, the adsorption efficiency is highest and decreases as pH increases. The results of the adsorption kinetic analysis of calcined material 300⁰C to remove PO₄^3- show that the adsorption process follows a first-order apparent kinetic model with a correlation coefficient (R² = 0.969). PO₄^3- adsorption on calcined sludge 300⁰C follows the Langmuir isothermal model (R²=0.998). The research results show that the sludge of the water supply treatment plant can be used as an adsorbent to remove PO₄^3- in aqueous solution.

Tóm tắt

Mục đích của nghiên cứu này là đánh giá khả năng hấp phụ lân (PO₄^3-) trong dung dịch của bùn thải nhà máy xử lý nước cấp. Bùn thải được thu thập tại nhà máy xử lý nước cấp Châu Đốc và được sấy ở 105⁰C tại phòng thí nghiệm trước khi nung trong thời gian 2 giờ ở nhiệt độ 300⁰C và 550⁰C trong điều kiện thường và 550⁰C trong môi trường khí nitơ. Các thí nghiệm lần lượt được tiến hành để xác định các yếu tố ảnh hưởng, gồm: Thời gian tiếp xúc, điều kiện nung, pH của dung dịch đến hiệu suất loại bỏ PO₄^3-. Kết quả thí nghiệm cho thấy, quá trình hấp phụ đạt đến trạng thái bão hòa sau thời gian tiếp xúc khoảng 12 giờ. Bùn nung ở nhiệt độ 300⁰C có khả năng hấp phụ PO₄^3- tốt hơn so với 2 điều kiện còn lại trong thí nghiệm. Tại giá trị pH=3,0, hiệu suất hấp phụ đạt cao nhất và giảm dần khi pH tăng. Kết quả phân tích động học hấp phụ của vật liệu nung 300⁰C để loại bỏ PO₄^3- cho thấy, quá trình hấp phụ tuân theo mô hình động học biểu kiến bậc một với hệ số tương quan (R² =0,969). Hấp phụ PO₄^3- trên bùn nung 300⁰C tuân theo mô hình đẳng nhiệt Langmuir (R²=0,998). Kết quả nghiên cứu cho thấy, vật liệu hấp phụ chế tạo từ bùn thải của nhà máy cấp nước hấp phụ tốt để loại bỏ PO₄^3- trong trong dung dịch.