Trong những năm gần đây, các vấn đề về ô nhiễm kim loại nặng trong các nguồn nước đã thúc đẩy các nghiên cứu rộng rãi về các kỹ thuật xử lý hiệu quả. Trong số đó, quá trình biosorption - một quá trình sử dụng các vật liệu sinh học tự nhiên hoặc được sửa đổi để loại bỏ chất ô nhiễm từ dung dịch nước - đã thu hút sự chú ý đáng kể vì tính thân thiện với môi trường và hiệu quả chi phí. Triethanolamine Iodomethane- Sawdust (TEA-IM- Sawdust) là một loại biosorbent đã cho thấy kết quả hứa hẹn trong việc loại bỏ vanađi từ dung dịch nước.
Một khía cạnh quan trọng của các công nghệ biosorption là khả năng tái sinh của biosorbent để sử dụng lại nhiều lần, từ đó nâng cao tính bền vững và khả năng kinh tế của chúng. Các nghiên cứu tái sinh đóng vai trò quan trọng trong việc xác định tính khả thi và hiệu quả của biosorbent qua nhiều chu kỳ sử dụng. Bài viết này sẽ đi sâu vào các nghiên cứu tái sinh được tiến hành trên biosorbent Triethanolamine-IM- Sawdust cho việc loại bỏ vanađi, cùng với cái nhìn sâu sắc về hiệu suất desorption và sự giải phóng Nitơ tổng.
Phương pháp thí nghiệm
Các nghiên cứu tái sinh của biosorbent Triethanolamine-IM- Sawdust bao gồm ba chu kỳ adsorption-desorption. Các thí nghiệm adsorption được tiến hành bằng cách sử dụng lượng biosorbent là 1 g/L trong 200 mL dung dịch vanađi, với nồng độ ban đầu là 20 mg/L cho dung dịch tổng hợp và 11 mg/L cho nước mỏ thực tế, cả hai được điều chỉnh về pH 4. Thời gian tiếp xúc cho quá trình adsorption được đặt là 4 giờ, đảm bảo sự tương tác đủ giữa biosorbent và các ion vanađi.
Sau giai đoạn adsorption, desorption được thực hiện bằng cách sử dụng 150 mL dung dịch NaCl 4 M với thời gian tiếp xúc là 2 giờ. Hiệu suất desorption được tính dựa trên lượng vanađi được giải phóng sau chu kỳ desorption so với lượng ban đầu đã adsorbed. Ngoài ra, nồng độ Nitơ tổng giải phóng vào dung dịch sau mỗi chu kỳ adsorption cũng được đo lường, cung cấp thông tin về hành vi phát li của biosorbent.
Giữa mỗi chu kỳ, biosorbent được rửa bằng nước Milli-Q để loại bỏ bất kỳ chất ô nhiễm hoặc các loại hợp chất đã desorbed còn sót lại. Việc thu hồi biosorbent được thực hiện bằng cách ly tâm, sau đó lấy mẫu để phân tích vanađi. Dung dịch còn lại được loại bỏ cẩn thận và biosorbent đã sẵn sàng cho chu kỳ adsorption-desorption tiếp theo.
Kết quả và Thảo luận
Các nghiên cứu tái sinh đã cho thấy kết quả hứa hẹn về khả năng tái sinh của biosorbent Triethanolamine-IM- Sawdust cho việc loại bỏ vanađi. Hiệu suất adsorption, được tính dựa trên các nồng độ vanađi ban đầu và cuối cùng trong các giai đoạn adsorption, đã cho thấy hiệu quả của biosorbent trong việc thu hút các ion vanađi từ cả nguồn nước tổng hợp và nước mỏ thực tế.
Hơn nữa, hiệu suất desorption, được đo lường bằng tỉ lệ giữa lượng vanađi được giải phóng sau desorption so với lượng ban đầu đã adsorbed, chỉ ra mức độ mà biosorbent có thể tái sinh cho các chu kỳ tiếp theo. Hiệu suất desorption cao ngụ ý đến khả năng sử dụng nhiều lần của biosorbent, từ đó giảm chi phí vận hành và sản sinh chất thải.
Việc đo lường Nitơ tổng giải phóng vào dung dịch cung cấp thông tin về tính ổn định của biosorbent trong các chu kỳ tái sinh. Việc giảm thiểu sự giải phóng Nitơ tổng ngụ ý đến tính ổn định của biosorbent Triethanolamine-IM- Sawdust và tính phù hợp của nó cho việc sử dụng lâu dài mà không gây ra sự suy giảm đáng kể hoặc giải phóng các chất ô nhiễm phụ.
Kết luận
Nhìn chung, các nghiên cứu tái sinh của biosorbent Triethanolamine Iodomethane- Sawdust cho việc loại bỏ vanađi đã chỉ ra tiềm năng của nó là một giải pháp hiệu quả và bền vững cho việc xử lý kim loại nặng trong môi trường nước. Khả năng trải qua nhiều chu kỳ adsorption-desorption trong khi duy trì hiệu suất loại bỏ cao và giảm thiểu sự giải phóng Nitơ tổng làm nổi bật khả năng áp dụng thực tế của biosorbent Triethanolamine-IM- Sawdust trong các tình huống thực tế. Các nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào tối ưu hóa điều kiện tái sinh và khảo sát khả năng mở rộng quy mô của công nghệ biosorption này cho các ứng dụng xử lý nước quy mô lớn.