TỔNG HỢP CHIOTOSAN/BIOCHAR THÀNH VẬT LIỆU TỔNG HỢP ĐỂ ỨNG DỤNG CHO NƯỚC THẢI THỦY SẢN

QT6.2/KHCN2-BM7 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH HỘI ĐỒNG KHOA HỌC & ĐÀO TẠO ISO 9001 : 2015 THUYẾT MINH CHI TIẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG TÊN ĐỀ TÀI : TỔNG HỢP CHIOTOSAN/BIOCHAR THÀNH VẬT LIỆU TỔNG HỢP ĐỂ ỨNG DỤNG CHO NƯỚC THẢI THỦY SẢN Chủ nhiệm đề tài: Lê Chí Cường Đơn vị: Viện Cơng Nghệ Khoa Học Môi Trường Trà Vinh, ngày … tháng……năm 20 THÔNG TIN CHUNG Tên đề tài Tổng hợp Chitosan/Biochar thành vật liệu tổng hợp để ứng dụng cho nước thải thủy sản - Lĩnh vực/Chuyên ngành: Kỹ Thuật Môi Trường - Mã lĩnh vực: 20799 Lĩnh vực/ Chuyên ngành nghiên cứu Thời gian thực tháng (Từ tháng … /…… đến tháng ……/……) 15.300.000 đồng Trong đó: - Từ ngân sách nghiệp khoa học: 15.300.000đồng - Từ nguồn tự có/khác:0đồng Kinh phí Chủ nhiệm đề tài/dự án LÊ CHÍ CƯỜNG - Học hàm/Học vị: sinh viên Kỹ Thuật Môi Trường - Chức vụ: sinh viên - Chức danh nghề nghiệp: sinh viên - Đơn vị công tác: Viện Khoa Học Công Nghệ Môi Trường - - Email: lechicuong116719001@gmail.com - Điện thoại:0899689096 Thành viên (Lưu ý ghi người có đóng góp khoa học chủ trì thực nội dung Khơng q người) LÊ CHÍ CƯỜNG - Học hàm/Học vị: sinh viên Kỹ Thuật Môi Trường - Chức vụ: sinh viên - Chức danh nghề nghiệp: sinh viên - Đơn vị công tác: Viện Khoa Học Công Nghệ Môi Trường - Email: lechicuong116719001@gmail.com - Điện thoại:0899689096 ĐỖ HOÀNG SƠN - Học hàm/Học vị: sinh viên Kỹ Thuật Môi Trường - Chức vụ: sịnh viên - Chức danh nghề nghiệp: sinh viên - Đơn vị công tác: Viện Khoa Học Công Nghệ Môi Trường - Email: 116719011@st.tvu.edu.vn - Điện thoại: 0961975275 Giảng viên hướng dẫn TRỊNH TRUNG TRÍ ĐĂNG - Học hàm/Học vị: Tiến sĩ - Chức vụ: Giảng viên - Chức danh nghề nghiệp: Giảng viên - Đơn vị công tác: Trường Đại Học Trà Vinh - Email: - Điện thoại: 09011214412 Tổ chức / đơn vị phối hợp (Lưu ý ghi tổ chức / đơn vị có đóng góp khoa học chủ trì thực nội dung đề tài) Tổ chức / đơn vị 1: Viết in hoa, đậm - Họ tên thủ trưởng tổ chức: - Điện thoại Fax: - Địa chỉ: Tổ chức / đơn vị 2: Viết in hoa, đậm - Họ tên thủ trưởng tổ chức: - Điện thoại Fax: - Địa chỉ: NỘI DUNG KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ Tính cấp thiết: - Ngành nuôi trồng thủy sản phát triển mạnh, mang đến nhiều lợi ích kinh tế cho bà nơng dân Tuy vậy, bên cạnh mặt tích cực cịn tồn nhiều mặt tiêu cực, vấn đề ô nhiễm môi trường Sự phát triển mạnh mẽ nuôi trồng thủy sản lại kéo theo nhiều tác nhân gây biến động động môi trường với quy mô ngày lớn đa dạng Vì vậy, vấn đề bảo vệ môi trường nuôi trồng thủy sản thật vấn đề xúc, cần tập trung giải quyết, xử lý triệt để đảm bảo phát triển bền vững ngành ni trồng thủy sản - Có nhiều phương pháp xử lý như: phương pháp sinh học, phương pháp hóa lý, phương pháp hóa học, Tuy nhiên phương pháp có nhược điểm,chi phí mua hố chất chi phí vận hành lớn, nguy tạo số chất ô nhiễm thứ cấp từ phản ứng hóa học cao, cần người có chun mơn hiểu rõ hóa chất điều hành xử lý - Hiện nay, thông qua tìm hiểu Chitosan loại vật liệu có khả xử lý nước thải hiệu Chitosan có khả hấp thụ sinh học cao, chúng hấp phụ nhiều chất ô nhiễm Hơn số nghiên cứu cho thấy Chitosan vật liệu tổng hợp từ vỏ tôm có khả xử lý ion kim loại nặng, thuốc trừ sâu organochloride, chất rắn lơ lửng, độ đục, chất oxy hóa hữu cơ, tạp chất béo dầu thuốc nhuộm nước thải dệt nhuộm, BOD, COD, dầu mỡ, kim loại nặng, phenol hợp chất phenol Bên cạnh ô nhiễm nguồn nước Chitosan chiết xuất từ vỏ tôm, mà vỏ tôm phụ phẩm công ty chế biên thủy hải sản Theo tìm hiểu Việt Nam hàng năm ước tính có tới 325.000 vỏ tơm bỏ xem phế liệu từ nhà máy chế biến tơm Nếu khơng có kế hoạch sử dụng nguồn vỏ tơm lại tốn khoảng chi phí lớn để xử lí phần nguồn lợi từ vỏ tôm mang lại Vật liệu chitosan tận thu từ nguồn phế liệu, nên vừa góp phần xử lý chất thải rắn, vừa cải thiện chất lượng nguồn nước thải nuôi trồng thủy sản - Bên cạnh đó, Than sinh học (biochar) sản xuất từ vật liệu thực vật (ví dụ cành cây, vỏ trấu, rơm) có hàm lượng carbon cao Nó tạo q trình nhiệt phân – nghĩa đốt buồng chứa có lượng oxy hạn chế Việc sản xuất than sinh học thực cách ủ đống đất theo kiểu truyền thống, hiệu thùng kim loại hệ thống nhiệt phân thiết kế đặc biệt Khi bị đốt nóng, chất khơ bắt đầu tạo khí tổng hợp dễ cháy (hỗn hợp hydro carbon monoxide), vận chuyển nhằm trì lượng nhiệt cần thiết để làm giảm tối đa diện tích bề mặt sản phẩm cuối Biochar có diện tích bề mặt lớn có khả trao đổi cation cao, có khả lưu giữ chất dinh dưỡng thực vật N + , K+ , Ca, Tính chất xốp vật liệu có nghĩa chứa nước khơng khí Biochar có khả xử lý nước công nghiệp như, xử lý kim loại nặng nước ( Hg, Cr, Cu, ) Ngoài ứng dụng Biochar cịn xử lý nước thải bệnh viện hay sử dụng ca phẫu thuật sử dụng để sản xuất nhiều loại thuốc khác Đặc biệt, than hoạt tính cịn ứng dụng lĩnh vực làm đẹp như: làm đẹp da mặt, tắm trắng hay làm trắng Biochar xử lý nước thải sinh hoạt như, dầu mỡ hóa chất tẩy rửa, biochar có ưu điểm như, loại bỏ kim loại nặng nước thải, lọc chất bẩn hữu hòa tan nước, lọc màu, khử mùi khó chịu có nước thải, ngăn ngừa loại bỏ vi khuẩn có khả gây hại đến người Do Biochar có cấu trúc xơ rỗng với hàng ngàn lỗ nhỏ li ti giúp tăng diện tích bề mặt tiếp xúc than với chất khác lên gấp nghìn lần.Vì vậy, đề xuất nghiên cứu kết hợp Chitosan biochar đề trở thành vật liệu tổng hợp Chitosan/biochar thành vật liệu tổng hợp để ứng dụng cho nước thải thủy sản Tổng quan tình hình nghiên cứu ngồi nước: 2.1Tình hình nghiên cứu nước: Những nghiên cứu chitosan sử lý nước thải: − Theo nghiên cứu Nguyễn Thị Thùy Trang, Trường Đại Học Đà Nẵng, có luận văn cho thấy khả hấp phụ số ion kim loại nặng nước sau: “NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CHITOSAN CHIẾT TÁCH TỪ VỎ TÔM LÀM TÁC NHÂN HẤP PHỤ MỘT SỐ ION KIM LOẠI NẶNG TRONG NƯỚC” − Theo luận văn thạc sĩ khoa học Đặng Lê Minh Trí, Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên, có luận văn cho thấy Chitosan có khả hấp phụ thuốc nhộm hoạt tính xử lý nước thải ngành dệt nhơm sau: “NGHIÊN CỨU HẤP PHỤ THUỐC NHỘM HOẠT TÍNH TRONG NƯỚC THẢI NGÀNH DỆT NHỘM BẰNG CHITOSAN KHÂU MẠCH BỨC XẠ CĨ NGUỒN GĨC TỪ VỎ TƠM” − Trong luận văn nghiên cứu CAO DUY BẢO Chitosan hệ thống có sử dụng vật liệu lọc cố định chitosan Tuy nhiên, vai trò, tác dụng chitosan tới hiệu trình xử lý chưa nghiên cứu đủ Vì đề tài: Nghiên cứu vai trị chitoan đến q trình xử lý nước thải “Hệ thống tuần hoàn tự nhiên" nhằm khẳng định tác dụng chitosan đến hiệu xử lý hệ thống “tuần hoàn tụ nhiên" Đồng thời nghiên cứu, thiết kế hoàn thiện hệ thống "tuần hoàn tu nhiên" phù hợp với điều kiện thực tế Việt Nam Những nghiên cứu Biochar (than sinh học) xử lý nước thải: − Nghiên cứu tổng hợp biochar ứng dụng làm chất hấp phụ xử lý nước thải tiến sĩ Võ Thành Công Trường Đại Học công Nghệ TP HCM Mục tiêu khái qt, tổng hợp biochar quy mơ phịng thí nhiệm từ nguồn phế thải chăn nuôi, ứng dụng sản phẩm biochar qua tổng hợp để làm chất hấp phụ xử lý nước thải, xử lý màu công nghiệp Mục tiêu cụ thể, nghiên cứu tổng hợp biochar từ nguồn phế thải chăn nuôi từ xương bị, khảo xát tính chất bề mặt biochar bề mặt riêng, thành phần, cấu trúc Triển khai nghiên cứu ứng dụng sản phẩm biochar việc việc xử lý nước thải mang màu xử lý nước nhiễm phèn − ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA HỆ THỐNG KẾT HỢP THAN SINH HỌC (BIOCHAR) VÀ HỒ LỌC SINH HỌC TRONG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI LỢN SAU HẦM BIOGAS nhóm nghiên cứu Trường Đại học Nơng Lâm, ĐH Huế sau: Mục đích nghiên cứu nhằm đánh giá hiệu hệ thống kết hợp than sinh học (biochar) hồ sinh học bèo tây (Eichhornia crassipes) việc xử lý nước thải chăn nuôi lợn sau hầm biogas Kết nghiên cứu thực nghiệm cho thấy nước thải đầu đạt quy chuẩn cho phép sau xử lý hệ thống xử lý kết hợp Độ pH nước thải ổn định khoảng từ 6,9 đến 7,2 Trong hiệu suất xử lý tổng Phốt đạt 58.8%, hiệu suất xử lý thông số ô nhiễm khác BOD5, TSS, COD, tổng Nitơ Amoni đạt hiệu cao, 83,6 %, 88,9 %, 69,3 %, 88.3 % 98.1 % Đáng ý hiệu suất xử lý Coliform đạt gần 100% Với thời gian xử lý ngắn hiệu suất xử lý cao, hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi lợn kết hợp than sinh học hồ sinh học bèo dâu có triển vọng ứng dụng rộng rãi thực tiễn − Theo tìm hiểu biết nhóm nghiên cứu bao gồm Lê Quốc Vĩ, Đồng Thị Thu Huyền, Phạm Đắc Tín, Trần Thị Hiệu, Nguyễn Thị Phương Thảo, Nguyễn Việt Thắng Viện Môi trường Tài nguyên, Đại học Công Nghệ Đồng Nai nghiên cứu, “Đánh giá hiệu xử lý nước thải chăn nuôi sau biogas quy mô hộ gia đình khu vực đồng sơng Cửu Long phương pháp hấp phụ biochar kết hợp oxy hóa bậc cao (ozon)” Bài viết đánh giá hiệu quả xử lý nước thải chăn nuôi sau biogas dành cho hộ nơng dân có sinh kế là chăn ni bị ở các tỉnh đồng sông Cửu Long (ĐBSCL) Công nghệ đề xuất nghiên cứu kết hợp phương pháp hấp phụ than sinh học (biochar sản xuất từ rác vườn hộ dân) với phương pháp oxy hóa bậc cao (khử trùng ozon) Cơng nghệ áp dụng cho hộ ông Nguyễn Văn Hai (nuôi bị) xã Lê Trì, huyện Tri Tơn, tỉnh An Giang hộ bà Huỳnh Thị Tốt (nuôi heo) ở xã Bình Phước Xuân, huyện Chợ Mới, tỉnh An Giang với quy trình nước thải chuồng trại xử lý sơ hệ thống biogas, sau dẫn qua ngăn lọc với vật liệu lọc biochar, cho qua bể chứa có bố trí hệ thống sục khí ozon cuối sau xử lý lưu chứa ao thực vật thủy sinh để dùng cho việc tưới trồng Kết cho thấy, thành phần ô nhiễm nước thải chăn nuôi sau biogas hộ giảm đáng kể, cụ thể: COD giảm 89% 87%, BOD giảm 85.5 92%, tổng Nitơ giảm 66% 56%, tổng P giảm 48.8% 81.7, tổng Coliform Ecoli giảm 99.9% Đây là phương pháp xử lý nước thải chăn nuôi đơn giản, đảm bảo xử lý có hiệu quả về mùi và các chất ô nhiễm nước thải Công nghệ này thích hợp cho các hộ dân ở vùng nông thôn Việt Nam, đặc biệt là các tỉnh ở ĐBSCL - nơi chịu ảnh hưởng và có biện pháp ứng phó với biến đởi khí hậu toàn cầu 2.2Tình hình nghiên cứu ngồi nước: Những nghiên cứu chitosan sử lý nước thải: - Tác dụng hiệp đồng than hoạt tính chitosan việc xử lý nước thải chăn ni bị sữa nhóm nghiên cứu Basanti Ekka, Inese Mieriņa, Tālis Juhna, Kristīna Kokina, Māris Turks Nghiên cứu khảo sát tính khả thi việc sử dụng hệ thống hybrid dựa trình đông tụ hấp phụ để xử lý nước thải chăn ni bị sữa cường độ cao Than hoạt tính sử dụng chất hấp phụ không độc hại chitosan làm chất đông tụ tự nhiên để loại bỏ mùi, nhu cầu oxy hóa học (COD), tổng nitơ (TN) tổng số phốt (TP) từ nước thải sữa tươi nguyên liệu Hình thái bề mặtcủa chất hấp phụ chất đông tụ đặc trưng kính hiển vi điện tử quét (SEM) Các thí nghiệm thử nghiệm quy mô chuẩn thực để đánh giá hiệu suất hệ thống xử lý tích hợp để xử lý nước thải thực với điều kiện thí nghiệm khác Kết nghiên cứu cho thấy khoảng 68% 74% COD loại bỏ cách sử dụng phương pháp hấp phụ đông tụ tương ứng Tuy nhiên, hiệu suất loại bỏ COD cao đạt 90% q trình đơng tụ kết hợp với trình hấp phụ Một phân tích chun sâu chất gây nhiễm có nước thải từ sữa sau xử lý nghiên cứu quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) Các kết thu chứng minh hợp chất hữu lipid, carbohydrate protein giảm đáng kể, làm giảm mức COD cách sử dụng hệ thống xử lý lai Các kết gợi ý việc kết hợp xảy cách tự nhiênchất hấp thụ chất đơng tụ nâng cao đáng kể hiệu suất tiền xử lý nước thải sữa nhà máy xử lý quy mô nhỏ - Điều chế hydrogel tổng hợp cacboxymethyl chitosan/axit phytic để hấp phụ thuốc nhuộm nhanh xử lý nước thải; Tác giả: Dongxue Han, Hongjie Zhao, Lili Gao, Zhihui Qin, Jinming Ma, Yong Han, Tifeng Jiao Chitosan sử dụng nguyên liệu thô phổ biến để điều chế hydrogel để xử lý nước thải, nghiên cứu này, loạt hydrogel tổng hợp cacboxymethyl chitosan/axit phytic (CMCS-PA) với nhiều lượng PA khác điều chế để loại bỏ thuốc nhuộm metyl da cam (MO) đỏ Congo (CR) khỏi dung dịch nước Các hydrogel tổng hợp với cấu trúc xác định rõ ràng đặc trưng kỹ thuật khác Kết thí nghiệm cho thấy hydrogel sở hữu cấu trúc xốp ổn định với nhiều nếp nhăn bề mặt hình thành liên kết hydro liên phân tử CMCS PA trình trùng hợp chỗ Quan trọng hơn, điều kiện hấp phụ tối ưu CMCS-PA thu cách thay đổi yếu tố hấp phụ khác nhau: tỷ lệ hai phân tử pH Và hydrogel composite CMCS-PA (3: 1) thể khả hấp phụ lớn MO (13,62 mg / g) CR (8,49 mg / g) pH = nhiệt độ phịng Ngồi ra, hydrogel cho thấy khả tái sử dụng hấp phụ tuyệt vời tính ổn định Cơng việc thúc đẩy phát triển thiết kế hydrogel composite ứng dụng chúng xử lý nước thải - Phương pháp tiếp cận thân thiện với môi trường để xử lý nước thải nuôi trồng thủy sản: Đánh giá chất đông tụ tự nhiên vis-a-vis chitosan Tác giả: Benedict Terkula Iber, Victor Tosin Okomoda, Sheikh Abdullah Rozaimah, Nor Azman Kasan Tốc độ tăng trưởng nhanh nuôi trồng thủy sản dẫn đến việc sản sinh nước thải gây hại cho mơi trường bị loại bỏ mà không xử lý Các phương pháp xử lý nước thải thông thường liên quan đến việc sử dụng hóa chất tổng hợp Mặc dù hiệu nó, mối quan tâm an tồn mơi trường việc sử dụng kéo dài nâng cao Do đó, bắt buộc phải xác định giải pháp thay tự nhiên, phân hủy sinh học, không độc hại, giá phải hiệu để xử lý nước thải Đánh giá xem xét thành phần khác nước thải nuôi trồng thủy sản phương pháp tiếp cận thân thiện với môi trường khác để xử lý nước thải, lựa chọn thay khả thi cho chất đơng tụ tổng hợp Ngồi ra, xem xét lựa chọn chitosan thay chitin xử lý nước thải; khả đông tụ kết chúng, quy trình sản xuất Những ưu điểm nhược điểm khác việc sử dụng hàng loạt chất đông tụ tự nhiên nâng cao nhằm giải can thiệp nghiên cứu cần thiết để đạt mục đích sử dụng thương mại Những nghiên cứu biochar (than sinh học) xử lý nước thải: − Sử dụng than sinh học có nguồn gốc từ sinh khối xử lý nước thải sản xuất điện: Một giải pháp đầy hứa hẹn cho môi trường bền vững Tác giả: Meenal Gupta, Nishit Savla, Chetan Pandit, Soumya Pandit, Piyush Kumar Gupta, Manu Pant, Santimoy Khilari, Yogesh Kumar, Daksh Agarwal, Remya R Nair, Dessy Thomas, Vijay Kumar Thakur Than sinh học sản phẩm rắn, giàu cacbon, có đặc tính hấp phụ lý tưởng để khử nhiễm nước thải Do tỷ lệ diện tích bề mặt riêng thể tích cao, sử dụng cho nhiều ứng dụng mơi trường Nó có ứng dụng đa dạng lĩnh vực khác Đánh giá tập trung vào ứng dụng khác xử lý nước thải để loại bỏ chất ô nhiễm khác kim loại nặng, thuốc nhuộm, hợp chất hữu thuốc trừ sâu Bài đánh giá nêu bật số ứng dụng dựa lượng pin, siêu tụ điện, tế bào nhiên liệu vi sinh vật Nó mơ tả thơng tin ngun liệu đầu vào khác để sản xuất than sinh học có nguồn gốc từ LB, điều kiện khác cho trình sản xuất, tức nhiệt phân phương pháp biến đổi than sinh học để cải thiện đặc tính cần thiết cho xử lý nước thải Bài tổng quan giúp độc giả hiểu tầm quan trọng than sinh học xử lý nước thải ứng dụng sản xuất điện pin, siêu tụ điện, tế bào nhiên liệu vi sinh, ứng dụng sản xuất nhiên liệu, loại bỏ chất ô nhiễm thuốc nhuộm, đặc biệt phát triển sử dụng LB có nguồn gốc từ than sinh học Đánh giá nhấn mạnh tính bền vững kinh tế mơi trường với việc thương mại hóacủa nhà máy than sinh học Nó mơ tả lị phản ứng nhiệt phân khác sử dụng để sản xuất than sinh học − Tập đoàn phân hủy dầu mỏ cố định than sinh học để tăng cường tạo hạt xử lý nước thải nhà máy lọc dầu tổng hợp Tác giả: Qinghong Wang, Jingmin Deng, Jiahao Liang, Liangyan Jiang, Muhammad Arslan, Mohamed Gamal El-Din, Xin Wang, Chunmao Chen Nghiên cứu khảo sát tác động liên hợp cố định than sinh học việc tăng cường xử lý sinh học nước thải nhà máy lọc dầu lò phản ứng theo chuỗi Lò phản ứng điều khiển (R ) vận hành song song Kết minh họa trình tạo hạt nhanh R , tỷ lệ hạt > 0,45 mm cao gần 30% so với R ) lò phản ứng với tổ hợp vi khuẩn tự (R ), than sinh học (R ) than sinh học cố định (R R R 45 ngày R thể hiệu suất hoạt động tối ưu hiệu loại bỏ COD cao (97,9%), dầu (97,4%), NH +-N (97,2%) TN (90,2%) kết thúc thí nghiệm Than sinh học làm giàu thêm phong phú đa dạng vi sinh vật tổ hợp tiêm chủng điều chỉnh tích cực cấu trúc cộng đồng Sự phong phú cao vi khuẩn Rhodococcus cấy (4,81%) R cho thấy hình thành thành công chủng chức bùn dạng hạt Nó kết luận việc áp dụng liên hợp cố định than sinh học lựa chọn tốt để xử lý nước thải nhà máy lọc dầu Mục tiêu nghiên cứu: 3.1 Mục tiêu chung/tổng quát: Đánh giá hiệu xử lý nước thải thủy sản từ vật liệu tổng hợp chitosan/Biochar 3.2 Mục tiêu cụ thể: Tổng hợp chitosan/ Biochar từ phế phẩm: chế biến thủy sản cơng nghiệp Phân tích đặc tính chitosan/ Biochar Đánh giá hiệu xử lý nước thải thủy sản từ vật liệu tổng hợp chitosan/ Biochar Nội dung triển khai nghiên cứu: (Liệt kê đầy đủ nội dung cần phải thực nhằm giúp đạt mục tiêu đề tài)  Nội dung 1: Thu vỏ tôm để điều chế chitosan Hiện tại, địa bàn tỉnh Trà Vinh có nhiều cơng ty thủy hãi sản chế biến tôm công nghiệp Hàng ngày công ty thải lượng lớn vỏ tơm, thu gom lại để làm nguồn nguyên liệu để chiết xuất chitosan  Nội dung 2: Điều chế chitosan từ vỏ tôm Thu thập: Vỏ tôm thẻ Làm sơ chế: Loại bỏ rửa nước loại tạp chất có vỏ Khử khoáng chất: sử dụng Hcl để loại bỏ loại khống chất có vỏ Khử Protein: sử dụng NaOH lỗng để loai bỏ protein cịn dư lại vỏ Thành Phẩm Chitin: thu Chitin nguyên chất sau rửa sạch, sấy khô, nghiền nhỏ Sản xuất Chitosan: Chitin đun NaOH đậm đặc nhiệt độ cao để tạo Chitosan Cụ thể: − Thu thập vỏ tôm: vỏ tôm thu mua số lượng lớn từ nhà máy chuyên chế biến thủy hải sản địa bàn tỉnh − Làm sơ chế: Sau thu gom vỏ tôm rửa nước sơ chế chúng nhầm loại bỏ nhiều loại tạp chất cịn sót lại vỏ tôm như: thịt tôm, dịch tôm, lipid… Việc rửa giúp cho vỏ tôm loại bỏ nhiều tạp chất lẫn theo vỏ tôm, tạo điều kiện cho việc khử khoán khử Protein vỏ tơm thuận lợi hơn, lượng hóa chất sử dụng − Khử khống chất: Khống chất chiếm tới 45,16 % thành phần cấu tạo nên vỏ tơm Để loại bỏ khống chất người ta thực cách sử dụng HCI có nồng độ – 6% nhiệt độ môi trường (26 – 30 ° C) với tỷ lệ rắn dung môi 1: (m/ v) 16 Phần cặn thu được rửa ngâm nước pH trung tính vớt 10  Thời gian: ngâm 20 tiếng  Tỷ lệ: phần chất rắn dùng 10 phần dung mơi (1:5)  Nguyên liệu hoá chất cần dùng: − Vỏ tôm thu từ nhà máy chế biến thủy hải sản − Hóa chất cần dùng: HCl, NaOH Sản xuất biochar (than sinh học) − Nguyên liệu để sản xuất biochar: xơ dừa, lõi cây, rơm − Quá trình sản xuất biochar: Quá trình nhiệt phân thực điều kiện hạn chế oxy 600 ° C Sau cần chày cối sử dụng để nghiền biochar, sau biochar đưa qua sàng 0,8 mm Axit HCl 0,1 M sử dụng để loại bỏ khoáng chất  Nội dung 3: Nghiên cứu liên kết màng composite chitosan/biochar: − Màng phức hợp chuẩn bị cách hòa tan g bột chitosan 100 mL axit axetic 5% (m / v) Sau đó, g biochar dạng bột thêm vào dung dịch này, tiếp tục khuấy đồng hoàn toàn Gel tạo thành đổ vào đĩa petri có đường kính 10 cm làm khơ tủ sấy 60 ° C dung mơi bay màng hình thành Tiếp theo, dung dịch NaOH (1 mol) thêm vào màng chúng bao phủ, để yên 24 giờ, sau rửa nước khử ion Màng chitosan tinh khiết tổng hợp theo cách tương tự, nghĩa không bổ sung biochar  Nội dung 4: Đánh giá hiệu nước thải thủy sản tổng hợp từ phế phẩm chitosan/biochar − Đo mẫu nước thải chứa kim loại nặng trước đem xử lý − Đo quan sát kết khả hấp phụ kim loại nặng màng chitosan/ biochar − Phân tích nồng độ kim loại nặng Hg − Phân tích, tính tốn khả xử lý tối ưu màng chitosan/biochar − Phân tích yếu tố ảnh hưởng đến q trình hấp phụ Phân tích đặc tính chitosan/biochar − Phổ hồng ngoại mẫu đo vùng sóng 4000–400 cm-1 máy TENSOR 27-Bruker 12 − Tính chất từ mẫu đo máy từ kế mẫu rung EV11MicroSense, hàm lượng chitosan chứa mẫu xác định thông qua giản đồ TGA, đo máy TGA Q500 -TA- Mỹ − Phương pháp BET sử dụng để xác định diện tích bề mặt cụ thể (SSA) Phân tích mẫu nước − Đo mẫu nước thải chứa kim loại nặng trước đem xử lý − Đo quan sát kết Đối tượng phạm vi nghiên cứu: 5.1 Đối tượng nghiên cứu: (nêu chất vật hay tượng cần xem xét làm rõ nhiệm vụ nghiên cứu Ví dụ: đề tài cải tiến nội dung đào tạo chuyên ngành Quản trị Kinh doanh đối tượng nghiên cứu nội dung đào tạo chuyên ngành Quản trị Kinh doanh; đề tài ứng dụng tin học vào việc soạn giảng đối tượng nghiên cứu phần mềm ứng dụng) Địa điểm, câu hỏi nghiên cứu… (nếu có) 5.2 Phạm vi nghiên cứu: (nêu rõ giới hạn nội dung, không gian, thời gian Ví dụ: đề tài cải tiến nội dung đào tạo chuyên ngành Quản trị Kinh doanh phạm vi nghiên cứu đề tài là: Chuyên ngành Quản trị Kinh doanh trình độ đại học áp dụng Trường Đại học Trà Vinh giai đoạn 20152017) Phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng: Tóm tắt nhiên cứu: Thu gom vỏ tơm Chiết xuất chitosan Xử lý nước thải chăn nuôi thuỷ sản Tổng hợp chitosan/biochar 13 Thu gom xơ dừa Sản xuất biochar Tình trạng đề tài, phương án phối hợp: 7.1 Tình trạng đề tài: Mới: Hiện vấn đề nhiễm nguồn nước nói chung nhiễm nước chăn ni thủy sản nói riêng ngày nghiêm trọng, việc áp dụng phương pháp truyền thống sử dụng hoá chất, thải trực tiếp,… gây áp lực lớn với mơi trường Do đó, tận dụng nguồn phế phẩm từ vỏ tôm than sinh học để tạo vật liệu để ứng dụng cho nước thải chăn nuôi thủy sản góp phần bảo vệ mơi trường bảo vệ mơi trường Vật liệu có chi phí thấp chủ yếu tận dụng lại nguồn phế phẩm bỏ đảm bảo tiêu chuẩn môi trường Từ việc, “Tổng hợp Chitosan/Biochar thành vật liệu tổng hợp để ứng dụng cho nước thải thủy sản” hướng phù hợp, mang tính chất lâu dài tận dụng lại nguồn phế phẩm bỏ Kế tiếp đề tài kết thúc giai đoạn trước: (nêu kết điểm kế thừa từ nghiên cứu trước) 7.2 Phương án phối hợp với đối tác bên ngồi Trường: Khơng Tiến độ thực hiện: Liệt kê cụ thể tất công việc thực trình triển khai đề tài - phù hợp với nội dung nêu mục T T Các nội dung, công việc chủ yếu cần thực Dự kiến kết quả/sản phẩm phải đạt lưu giữ Thu vỏ tôm để điều chế chitosan Hiện tại, địa bàn tỉnh Trà Vinh có nhiều công ty thủy hãi sản chế biến tôm công nghiệp Hàng ngày công ty thải lượng lớn vỏ tơm, thu gom lại để làm nguồn nguyên liệu để chiết xuất chitosan Điều chế chitosan từ vỏ tôm Thu thập: Vỏ tôm thẻ Làm sơ chế: Loại bỏ rửa nước loại tạp chất có vỏ Khử khoáng chất: 14 Thời gian (bắt đầu, kết thúc) Người thực Lê Chí Cường Lê Chí Cường sử dụng Hcl để loại bỏ loại khống chất có vỏ Khử Protein: sử dụng NaOH lỗng để loai bỏ protein cịn dư lại vỏ Thành Phẩm Chitin: thu Chitin nguyên chất sau rửa sạch, sấy khô, nghiền nhỏ Sản xuất Chitosan: Chitin đun NaOH đậm đặc nhiệt độ cao để tạo Chitosan Cụ thể: − Thu thập vỏ tôm: vỏ tôm thu mua số lượng lớn từ nhà máy chuyên chế biến thủy hải sản địa bàn tỉnh − Làm sơ chế: Sau thu gom vỏ tôm rửa nước sơ chế chúng nhầm loại bỏ nhiều loại tạp chất cịn sót lại vỏ tôm như: thịt tôm, dịch tôm, lipid… Việc rửa giúp cho vỏ tôm loại bỏ nhiều tạp chất lẫn theo vỏ tôm, tạo điều kiện 15 cho việc khử khoán khử Protein vỏ tơm thuận lợi hơn, lượng hóa chất sử dụng − Khử khống chất: Khống chất chiếm tới 45,16 % thành phần cấu tạo nên vỏ tơm Để loại bỏ khống chất người ta thực cách sử dụng HCI có nồng độ – 6% nhiệt độ môi trường (26 – 30 ° C) với tỷ lệ rắn dung môi 1: (m/ v) 16 Phần cặn thu được rửa ngâm nước pH trung tính vớt Tóm tắt cách khử khống chất vỏ tơm sau: o Dùng HCL: nồng độ – % o Ở Nhiệt Độ: 26 – 30 ° C – nhiệt độ phòng o Thời gian: ngâm 16 tiếng o Tỷ lệ: phần chất rắn dùng phần dung mơi 16 − Khử Protein: Protein chiếm tới 23 % thành phần cấu tạo nên vỏ tôm Để loại bỏ Protein vỏ tơm ta sử dụng q trình khử Protein vỏ tôm việc sử dụng dd NaOH – % nhiệt độ môi trường (26 – 30 ° C) với tỷ lệ rắn dung môi 1: (m / v) 20 Cặn thu trình rửa ngâm nước pH trung tính, lúc người ta gọi chúng Chitin Tóm tắt cách khử Protein vỏ tôm sau: − Dùng NaOH: nồng độ – 8% − Ở Nhiệt Độ: 26 – 30 ° C – nhiệt độ phòng − Thời gian: ngâm 20 tiếng − Tỷ lệ: phần chất rắn dùng phần dung mơi (1:5) − Thành phẩm chitin: Chitin tinh khiết làm khô trở nên giịn 17 Chúng nghiền nhỏ thành hạt từ chuẩn bị cho q trình khử acetyl hóa Chitin để tạo sản xuất Chitosan − Sản xuất chitosan: Sau vỏ tôm trải qua trình khử khống khử protein thu Chitin Với nguồn Chitin nguyên chất có độ cao sử dụng nguồn Chitin điều chế Chitosan Quy trình sản xuất Chitosan từ vỏ tôm công nghiệp − Sản Xuất Chitosan Sử Dùng NaOH Khử Acetyl Chitin Đây phương pháp sản xuất Chitosan cách sử dụng phản ứng hóa học hóa chất (cụ thể NaOH) để điều chế Chitosan Đây phương pháp điều chế Chitosan sử dụng phổ biến công nghiệp Cách thực hiên thực cách sử dụng NaOH (nồng độ 30% – 60%) nhiệt độ 65 ° C với tỷ lệ rắn dung môi 1:10 (m / v) 20 Cặn rửa 18 pH trung tính nước Cặn làm khô tủ sấy nhiệt độ từ 65 – 70 độ C, thu Chitosan nguyên chất Tóm tắt quy trình sản xuất Chitosan từ Chitin NaOH bao gồm: o Dùng NaOH: nồng độ 30 – 60% o Ở Nhiệt Độ: 65 ° C o Thời gian: ngâm 20 tiếng o Tỷ lệ: phần chất rắn dùng 10 phần dung môi (1:5) Sản xuất biochar (than sinh học)  Nguyên liệu hoá chất cần dùng: − Vỏ tôm thu từ nhà máy chế biến thủy hải sản − Hóa chất cần dùng: HCl, NaOH − Nguyên liệu để sản xuất biochar: xơ dừa, lõi cây, rơm − Quá trình sản xuất biochar: Quá trình nhiệt phân thực điều kiện hạn chế oxy 600 ° C Sau cần chày cối sử dụng để nghiền biochar, sau biochar đưa 19 Lê Chí Cường qua sàng 0,8 mm Axit HCl 0,1 M sử dụng để loại bỏ khoáng chất − Màng phức hợp Nghiên cứu liên kết chuẩn bị cách màng composite hòa tan g bột chitosan/biochar chitosan 100 mL axit axetic 5% (m / v) Sau đó, g biochar dạng bột thêm vào dung dịch này, tiếp tục khuấy đồng hoàn toàn Gel tạo thành đổ vào đĩa petri có đường kính 10 cm làm khô tủ sấy 60 ° C dung môi bay màng hình thành Tiếp theo, dung dịch NaOH (1 mol) thêm vào màng chúng bao phủ, để yên 24 giờ, sau rửa nước khử ion Màng chitosan tinh khiết tổng hợp theo cách tương tự, nghĩa không bổ sung biochar − Đo mẫu nước thải Đánh giá hiệu nước chứa kim loại thải thủy sản tổng nặng trước hợp từ phế phẩm đem xử lý chitosan/biochar − Đo quan sát kết khả hấp phụ kim loại nặng màng 20 Lê Chí Cường Lê Chí Cường − − − Phân tích đặc tính chitosan/biochar − − − Phân tích mẫu nước − chitosan/ biochar Phân tích nồng độ kim loại nặng Hg Phân tích, tính tốn khả xử lý tối ưu màng chitosan/biochar Phân tích yếu tố ảnh hưởng đến trình hấp phụ Phổ hồng ngoại mẫu đo vùng sóng 4000–400 cm-1 máy TENSOR 27-Bruker Tính chất từ mẫu đo máy từ kế mẫu rung EV11MicroSense, hàm lượng chitosan chứa mẫu xác định thông qua giản đồ TGA, đo máy TGA Q500 -TAMỹ Phương pháp BET sử dụng để xác định diện tích bề mặt cụ thể (SSA) Chỉ tiêu hàm lượng Hg nước ( phương pháp đo máy phân tích mẫu nước) 21 Lê Chí Cường Lê Chí Cường Sản phẩm kết nghiên cứu: 9.1 Sản phẩm giao nộp bắt buộc: T T Số lượng Tên sản phẩm Báo cáo tổng kết đề tài 04 Đĩa CD chứa tất tài liệu đề tài 02 Bài báo khoa học công bố: ghi theo Điều 11, Quyết định số 357/QĐ-ĐHTV ngày 21/01/2021 01 Yêu cầu khoa học dự kiến đạt Đúng mẫu, trình bày rõ ràng, khoa học Chứa đầy đủ tất liệu liên quan đến đề tài, chất lượng tốt Đúng thể thức báo khoa học 9.2 Sản phẩm khác: (sách chuyên khảo; tham luận; kết dự báo; kết đào tạo; mơ hình; quy trình; phương pháp nghiên cứu mới; sơ đồ, đồ; số liệu, sở liệu sản phẩm khác…) TT Tên sản phẩm Số (ghi rõ tên sản phẩm ) lượng Mức chất lượng Ghi cần đạt 10 Các lợi ích mang lại tác động kết nghiên cứu: - Đối với lĩnh vực khoa học liên quan đến vấn đề nghiên cứu: - Đối với tổ chức chủ trì, đơn vị chủ quản đơn vị tiếp nhận chuyển giao kết nghiên cứu: - Đối với việc phát triển kinh tế, xã hội, môi trường (nếu có): 11 Khả ứng dụng phương thức chuyển giao kết nghiên cứu: 22 - Ghi rõ khả ứng dụng kết nghiên cứu (vào trình dạy – học, vào trình sản xuất kinh doanh, giải vấn đề địa phương, phát triển kinh tế xã hội,…) - Nêu rõ phạm vi địa (dự kiến) ứng dụng kết nghiên cứu đề tài - Đề xuất phương thức chuyển giao (nếu có) 12 Tổ chức, đơn vị đặt hàng tài trợ kinh phí, đối ứng kinh phí: (Trình bày rõ tên đơn vị, số tiền tài trợ tên quan, tổ chức đặt hàngTrường hợp khơng có đơn vị tài trợ ghi “Khơng) 13 Kinh phí thực đề tài: (Giải trình chi tiết Phụ lục Dự tốn kinh phí kèm theo) TT Nội dung khoản chi Tiền công lao động Nguyên vật liệu, lượng Thiết bị, máy móc chuyên dùng Xây dựng, sửa chữa nhỏ Điều tra, khảo sát thu thập số liệu Chi khác Đơn vị tính: đồng Tổng số Kinh phí Tỷ lệ % Nguồn vốn Ngân sách Tự có Khác 100% Tổng cộng Phần thu hồi kinh phí sau nghiên cứu (nếu có): (Liệt kê tất sản phẩm từ kết đề tài; thiết bị, máy móc mua sắm cịn lại sau nghiên cứu ) - Bằng tiền: Số tiền……………… (Bằng ……….% tổng kinh phí đầu tư trực tiếp cho đề tài) - Bằng vật: Trà Vinh, ngày …… tháng … năm 20… HĐKH KHOA…… (Họ tên, chữ ký, đóng dấu) GV HƯỚNG DẪN (Họ tên, chữ ký) CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI (Họ tên, chữ ký) Trường hợp chủ nhiệm đề tài viên chức thuộc đơn vị Phịng/Ban/Trung tâm/Viện trình lãnh đạo đơn vị ký duyệt Trịnh Trung Trí Đăng Lê chí Cường CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG KH & ĐT (Họ tên, chữ ký đóng dấu) PHỊNG KHOA HỌC CƠNG NGHỆ (Họ tên, chữ ký) (Lược bỏ chỗ ký đối 23 với đề tài Phòng KHCN chuyển Khoa thực theo nội dung Tờ trình số 69/TTrKHCN ngày 01/8/2019) 24 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tham khảo cần phân loại cụ thể, bao gồm: Tài liệu tiếng Việt; Tài liệu tiếng nước ngoài; Tài liệu từ Website Cách trình bày sau: a Tài liệu tham khảo trình bày theo Hệ thống Harvard, tham khảo theo hướng dẫn sau: http://tckh.tvu.edu.vn/index.php? option=com_content&view=article&id=251&Itemid=180 b Về thứ tự, Danh sách tài liệu tham khảo trình bày theo hai cách sau: * Cách 1: phần trích dẫn nội dung thuyết minh trích dẫn số, Danh mục Tài liệu Tham khảo phải đánh số thứ tự tương ứng với phần trích dẫn sau: [1] Phan Dũng (1997), Phương pháp luận sáng tạo khoa học kỹ thuật, Sở Khoa học, Công nghệ Mơi trường Đại học tổng hợp Tp Hồ Chí Minh [2] Vũ Cao Đàm (2003), Phương pháp luận nghiên cứu khoa học, NXB khoa học kỹ thuật, Hà Nội [3] Bùi Hiến, Nguyễn Văn Giao, Nguyễn Hữu Quýnh, Vũ Văn Tảo (2001), Từ điển giáo dục học, NXB Từ điển bách khoa, Hà Nội [4] * Cách 2: phần trích dẫn nội dung thuyết minh trích dẫn tên (Ví dụ: “Trần Văn Phương Cộng sự, 2014 nghiên cứu ….”, Danh mục Tài liệu Tham khảo khơng đánh số thứ tự, tài liệu phân bố theo thứ tự Alphabet theo tên tác giả thứ nhất, liệt kê tài liệu tiếng Việt tách riêng với tài liệu tiếng Anh hình thức cụ thể sau: - Phan Dũng (1997), Phương pháp luận sáng tạo khoa học kỹ thuật, Sở Khoa học, Công nghệ Môi trường Đại học tổng hợp Tp Hồ Chí Minh - Vũ Cao Đàm (2003), Phương pháp luận nghiên cứu khoa học, NXB khoa học kỹ thuật, Hà Nội - Bùi Hiến, Nguyễn Văn Giao, Nguyễn Hữu Quýnh, Vũ Văn Tảo (2001), Từ điển giáo dục học, NXB Từ điển bách khoa, Hà Nội 25 PHỤ LỤC 1: DỰ TOÁN KINH PHÍ THỰC HIỆN (Xây dựng in nội dung từ file Excel đính kèm) PHỤ LỤC 2: CÁC MẪU PHIẾU KHẢO SÁT * Lưu ý: Chủ nhiệm đề tài cần đính kèm vào thuyết minh mẫu Phiếu khảo sát Bảng hỏi (đối với đề tài có thực khảo sát/ vấn…) để Hội đồng xét duyệt thông qua 26