Bài viết Tổng quan về tro trấu và khả năng hấp phụ các chất ô nhiễm hữu cơ trong nước của vật liệu chế tạo từ tro trấu trình bày tổng quan các công trình nghiên cứu tro trấu trong hấp phụ xử lý nước và nước thải. Mời các bạn cùng tham khảo bài viết tại đây.
AGU International Journal of Sciences – 2022, Vol 30 (1), 71 – 82 TỔNG QUAN VỀ TRO TRẤU VÀ KHẢ NĂNG HẤP PHỤ CÁC CHẤT Ô NHIỄM HỮU CƠ VÀ VÔ CƠ TRONG NƯỚC CỦA VẬT LIỆU CHẾ TẠO TỪ TRO TRẤU Phan Phước Toàn1, Nguyễn Nhật Huy2, Nguyễn Trung Thành1 Trường Đại học An Giang, ĐHQG-HCM Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG-HCM Thông tin chung: Ngày nhận bài: 30/11/2019 Ngày nhận kết bình duyệt: 07/04/2020 Ngày chấp nhận đăng: 03/2022 Title: A review of rice husk ash and as-synthesized adsorbents from rice husk ash for applications of water and wastewater treatments Keywords: Adsorbent, rice husk ash, modified material, water treatment Từ khóa: Chất hấp phụ, tro trấu, vật liệu biến tính, xử lý nước ABSTRACT In Vietnam, rice husk ash has not only been exploited as a resource but also has not been managed by an effectively environmental solution Meanwhile, there are many publications on the utilization of rice husk ash for various applications This study reviews the literature about the use of rice husk ash as adsorbents for treatment of pollutants in water and wastewater Review results showed that rice husk ash with the main content of carbon and silicone which are useful for adsorption applications of various aqueous contaminants such as organic compounds (i.e., dyes, phenols, and humic acids), inorganic compounds (i.e., phosphate, fluoride, and chloride), and many heavy metal ions (i.e., As, Pb, Zn, Cd, and Hg), indicating that rice husk ash is a potential material for applications in water and wastewater treatments TĨM TẮT Ở Việt Nam, tro trấu khơng chưa khai thác nguồn tài nguyên mà chưa có giải pháp quản lý mơi trường hiệu Trong đó, có nhiều nghiên cứu tận dụng tro trấu cho ứng dụng khác Bài viết trình bày tổng quan cơng trình nghiên cứu tro trấu hấp phụ xử lý nước nước thải Kết cho thấy tro trấu với thành phần cacbon silic hữu ích cho ứng dụng hấp phụ nhiều chất ô nhiễm hợp chất hữu (thuốc nhuộm, phenol, axit humic), thành phần vô (phosphate, fluoride, chloride) nhiều ion kim loại nặng (As, Pb, Zn, Cd, Hg), cho thấy nhiều tiềm ứng dụng tro trấu xử lý nước nước thải GIỚI THIỆU chứa chúng Đối với sở xay xát gạo tập trung, có cơng suất lớn việc quản lý xử lý lượng trấu thải hàng ngày vấn đề khó khăn thường xuyên phải đối mặt Theo nghiên cứu tổng quan Chandrasekhar, Satyanarayana, Pramada, Raghavan Gupta (2003), hầu hết loại vỏ trấu có thành phần hữu chiếm 90% Trấu phần vỏ bao quanh hạt lúa tách dạng phụ phẩm xay xát thành gạo Vỏ trấu có kích thước trung bình dài 8-10 mm, rộng 2-3 mm dày 0,2 mm với khối lượng riêng nén khoảng 122 kg/m3 (Fang cs., 2004) Vì vậy, cần phải tốn nhiều diện tích để 71 AGU International Journal of Sciences – 2022, Vol 30 (1), 71 – 82 khối lượng Các hợp chất dạng cellulose lignin có cấu trúc xốp Những hợp chất cháy chứa chủ yếu SiO2 khí CO2, CO thải vào mơi trường Ngồi ra, trấu có giá trị dinh dưỡng thấp nhiều thời gian để phân hủy nên không thích hợp để sản xuất phân compost nước sản xuất lúa gạo với sản lượng lúa hàng năm khoảng 3,8 triệu tấn, chiếm 9% tổng sản lượng lúa nước góp phần đáng kể tỉnh Đồng sông Cửu Long (ĐBSCL) đảm bảo an ninh lương thực quốc gia xuất Năm 2017, sản lượng lúa tỉnh An Giang 3,879 triệu Cùng với đó, ngành cơng nghiệp chế biến lúa gạo địa bàn tỉnh phát triển mạnh mẽ với hàng trăm doanh nghiệp chế biến sở xay xát, thải lượng trấu khoảng 775,8 nghìn tấn/năm (Tổng cục thống kê, 2018) Theo kết nghiên cứu gần trạng phát sinh, quản lý, xử lý nhận thức sở sản xuất cộng đồng vấn đề phát thải tro trấu tỉnh An Giang (Nguyen Trung Thanh, Nguyen Hong Nhat, Nguyen Thi Quynh Anh, Phan Phuoc Toan & Nguyen Nhat Huy, 2019a) cho thấy trung bình sở phát sinh 862,4 tro trấu/năm với khoảng phân nửa số tái sử dụng, 56,3% xử lý cách chôn lấp; 1,6% đến 6,3% xử lý cách đổ bỏ Hầu hết người vấn biết việc phát thải tro trấu có ảnh hưởng đến chất lượng mơi trường, nhiên có 2% hộ nhận thức tro trấu tái sử dụng cho mục đích khác Một phương pháp xử lý phổ biến đốt trấu để giảm khối lượng thể tích nó, đồng thời tận dụng lượng nhiệt tỏa trình đốt trấu để phục vụ cho ngành công nghiệp nung gạch, sấy nông sản, Theo Mehta Monteiro (2013), hàm lượng trấu chiếm khoảng 20% hạt lúa đốt trấu tạo thành lượng tro khoảng 20% khối lượng trấu ban đầu Như vậy, ước tính xay xát lúa thải 200 kg trấu đốt lại khoảng 40 kg tro (hay than trấu) Tuy nhiên, số liệu trung bình hàm lượng trấu lúa hàm lượng tro trấu dao động phạm vi lớn, phụ thuộc vào nhiều yếu tố giống lúa, chất lượng đất, phân bón, thời vụ, khí hậu, (Mehta & Monteiro, 2013) Những năm gần đây, ngành nông nghiệp trồng lúa giới có phát triển vượt bậc Việt Nam nước mạnh chuyên canh, chế biến xuất lúa gạo với tổng sản lượng bình quân 44 triệu lúa giai đoạn 2013 - 2017 đạt mức 42,7 triệu lúa năm 2017 (Tổng cục thống kê, 2018) Nếu sử dụng số liệu trung bình hàm lượng trấu tro trấu theo Mehta Monteiro (2013) để tính tốn lượng vỏ trấu (Hình 1-a) tro trấu (Hình 1-b) ước tính phát sinh nước năm 2017 tương ứng 8,54 1,708 triệu Cụ thể hơn, An Giang tỉnh đứng đầu Như vậy, thấy việc nghiên cứu tận dụng hiệu tro trấu vấn đề cần thiết Báo cáo tổng quan trình bày tóm lược (i) ứng dụng tro trấu từ trước đến nay, (ii) thành phần, đặc tính tro trấu (iii) khả hấp phụ tro trấu vật liệu chế tạo từ tro trấu thành phần ô nhiễm hữu vô xử lý nước nước thải 72 AGU International Journal of Sciences – 2022, Vol 30 (1), 71 – 82 Hình (a) Vỏ trấu (b) tro trấu (Phan Phước Toàn, 2018) MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA TRO TRẤU vật liệu làm đất tơi xốp lại, xét hiệu ngắn dài hạn (Hoàng Xuân Phương, 2009) Trong ngành xây dựng, tro trấu dùng làm phụ gia cho vữa xây dựng thay cho silicafume (một chất phụ gia vữa tự chảy dùng xây dựng, nhập từ số nước giới như: Thụy Điển, Australia châu Phi), tro trấu với thành phần chủ yếu silic dạng vơ định hình có hoạt tính cao làm cho cường độ vữa tự chảy cao so với vữa dùng silicafume (Nguyễn Văn Tuấn cs., 2012) Bên cạnh đó, tro trấu nghiên cứu ứng dụng vào lĩnh vực sản xuất xi măng, vật liệu xây dựng nhẹ, (Nguyễn Văn Chánh, Phan Xuân Hoàng & Phùng Văn Lự, 2000) Tuy nhiên, theo khảo sát thực tế lượng tro trấu tận dụng ĐBSCL nói riêng nước ta nói chung cịn Chính chưa có nhiều giải pháp xử lý hay tận dụng hiệu nên phần lớn lượng tro trấu thải đổ trực tiếp vào môi trường gây số vấn đề ô nhiễm cho nguồn nước nguồn lợi gắn liền với nguồn nước Trên giới việc tận dụng tro trấu nghiên cứu từ đầu năm 1970 Đến nay, tro trấu ứng dụng nhiều vào lĩnh vực như: công nghiệp sản xuất thép để sản xuất loại thép chất lượng cao, hay công nghiệp sản xuất vật liệu bảo ôn (Pode, 2016) Ngồi ra, có hàm lượng SiO2 cao (ở dạng vi hạt) nên tro trấu dùng ngành sản xuất vật liệu xây dựng làm chất phụ gia loại xi măng hỗn hợp, gạch chịu lửa, công nghệ bán dẫn, (Muthadhi, Anitha & Kothandaraman, 2007; Singh, 2018) Bên cạnh đó, nhà khoa học giới nghiên cứu sử dụng tro trấu để làm chất hấp phụ hay sản xuất oxit silic ngành hóa học để ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác (Ahmaruzzaman & Gupta, 2011; Lima cs., 2011) Trong Việt Nam nay, tro trấu ứng dụng vào số lĩnh vực nhiều hạn chế Trong nơng nghiệp, than nhiệt phân từ trấu có khả cải tạo đất tốt, có cấu trúc xốp nên đất bạc màu chai cứng THÀNH PHẦN, ĐẶC TÍNH CỦA TRO TRẤU Al2O3, Fe2O3, K2O, Na2O, CaO MgO (Bảng 1) Thành phần thường dao động khác phụ thuộc vào nhiều yếu tố giống lúa, điều kiện địa lý, tưới tiêu, phân bón, khí hậu, thỗ nhưỡng, mùa vụ,… (Ahmaruzzaman & Gupta, 2011) Thành phần hóa học trấu tro trấu đề cập nhiều cơng trình nghiên cứu trước (Ahmaruzzaman & Gupta, 2011) Tro trấu thường bao gồm thành phần SiO2, 73 AGU International Journal of Sciences – 2022, Vol 30 (1), 71 – 82 Bảng Thành phần hóa học tro trấu % khối lượng Thành phần (Rukzon, Chindaprasirt & Mahachai, 2009) (Bondioli, Andreola, Barbieri, Manfredini & Ferrari, 2007) (Feng, Yamamichi, Shoya & Sugita, 2004) SiO2 92,0 81,09 92,4 Al2O3 0,29 0,05 0,30 Fe2O3 0,10 0,14 0,40 CaO 1,28 1,07 0,70 MgO 0,37 0,75 0,30 Na2O 0,05 - 0,07 K2O 2,19 1,39 2,54 SO3 0,94 1,45 - LOI 3,43 8,73 2,31 (loss on ignition) cịn lại hồn tồn tro trấu sau đốt 800 oC Ví dụ đốt 100 g trấu thu 22 g tro, có 10 g SiO2 (chiếm khoảng 42%), 11 g carbon (chiếm khoảng 45%), g lại độ ẩm, oxy nguyên tố khác Theo nghiên cứu Trịnh Văn Dũng (2006), hiệu suất thu hoạch tro trấu đốt trấu 800 oC 22% (Bảng 2) Trong trấu, carbon thành phần giữ yếu tố quan trọng (chiếm đến 54,7%) Lượng SiO2 ban đầu trấu chiếm khoảng 10,1% Bảng Thành phần hóa học trấu tro trấu (Trịnh Văn Dũng, 2006) Tên thành phần Mẫu trấu Mẫu tro trấu thu đốt 800 oC, hiệu suất thu hoạch 22% Độ ẩm, % 9,5 8,0 Hàm lượng SiO2, % 10,1 41,9 Hàm lượng C, % 54,7 45,0 Hàm lượng H, % 9,2 - Hàm lượng O, % 8,3 - Hàm lượng N, % < 0,1 - Hàm lượng S, % < 0,1 - Từ số liệu Bảng cho thấy, nung trấu nhiệt độ 800 oC tỷ lệ carbon tro trấu thay đổi so với ban đầu yếu tố quan trọng định cấu trúc diện tích bề mặt riêng tro trấu Trong nghiên cứu công bố trước (Phan Phước Tồn, Nguyễn Trung Thành & Ngơ Thụy Diễm Trang, 2016), đặc trưng thành phần hóa học bề mặt cấu trúc tro trấu thô tro trấu sau hoạt hóa (bằng axit HF) xác định thông qua kỹ thuật quang phổ hồng ngoại (FTIR) phổ nhiễu xạ tia X (XRD) thể Hình 74 AGU International Journal of Sciences – 2022, Vol 30 (1), 71 – 82 (b) (a) Hình (a) Phổ FTIR (b) XRD tro trấu thơ (FRHA) tro trấu sau hoạt hóa (ARHA) (Phan Phước Toàn cs., 2016) giống với kết trước nghiên cứu than hoạt tính (Zhang, Lastra & Malhotra, 1996) Kết FTIR (Hình 3-a) cho thấy tro trấu sau q trình hoạt hóa có thành phần hóa học đơn giản gồm peak dao động Si-H (520-800 cm-1); Si-O-Si (1080 cm-1); C=C (1600 cm-1); C=O (1730 cm-1); C-H (2930cm-1) -OH (3400 cm-1) Phổ nhiễu xạ tia X (Hình 3-b) ghi nhận cấu trúc tro trấu sau hoạt hóa dạng vơ định hình với kích thước hạt nhỏ so với tro trấu ban đầu Thêm vào đó, phổ nhiễu xạ tia X (XRD) ARHA có đặc trưng peak khoảng theta (2θ) 25o, nhiễu xạ carbon Kết Ngoài ra, kết nghiên cứu (Phan Phước Tồn cs., 2016) cịn cho thấy bề mặt ARHA có cấu tạo gồ ghề tồn nhiều lỗ xốp có kích thước đồng ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) (Hình 4) Ngồi ra, diện tích bề mặt riêng ARHA đạt 410 m2/g tăng lên cao so với mẫu tro thô đạt 16 m2/g Cấu tạo bề mặt ARHA cho hữu ích vai trò làm chất mang chất hấp phụ Hình Ảnh SEM tro trấu thơ (A) tro trấu sau hoạt hóa (B) (Phan Phước Tồn cs., 2016) KHẢ NĂNG HẤP PHỤ CÁC CHẤT Ô NHIỄM HỮU CƠ VÀ VÔ CƠ TRONG NƯỚC CỦA TRO TRẤU VÀ VẬT LIỆU HẤP PHỤ CHẾ TẠO TỪ TRO TRẤU loại thuốc nhuộm, hợp chất phenol, thuốc trừ sâu, anion vô cơ, hợp chất hữu ion kim loại nặng,… Từ cơng trình nghiên cứu cơng bố ngồi nước thấy tro trấu vật liệu có tiềm để hấp phụ nhiều thành phần ô nhiễm khác nước nước thải Oseke, Isa, Galadima Ameh (2018) chế tạo chất hấp phụ chitosan-tro trấu để loại bỏ dầu thô từ nguồn nước ô nhiễm Kết nghiên cứu cho 4.1 Hấp phụ thành phần hữu 75 AGU International Journal of Sciences – 2022, Vol 30 (1), 71 – 82 thấy khả hấp phụ composite đạt 20,66 g/g điều kiện tối ưu với tỷ lệ trọng lượng chitosan/silica 0,9, thời gian tiếp xúc phút tỷ lệ thể tích dầu/nước 0,25 Các mơ hình đẳng nhiệt Langmuir, Freundlich Temkin nghiên cứu cho thấy mơ hình phù hợp Temkin với R2 = 0,9999 Khả hấp phụ vật liệu từ mơ hình đẳng nhiệt thu 18,85 g/g Nhiệt hấp phụ bT (kJ.mol-1) ghi nhận từ mơ hình Temkin -48,67 kJ/mol nói lên chất hấp phụ lý học vật liệu với dầu thô Nghiên cứu động học mơ hình động học bậc biểu kiến thích hợp để mơ tả q trình loại bỏ dầu thơ composite chitosan-tro trấu với giá trị R2 = 0,9999 Đặng Thị Thanh Lê, Nguyễn Văn Hưng, Nguyễn Ngọc Bích, Nguyễn Hữu Nghị Trần Hữu Bằng (2015) điều chế vật liệu nano SiO2 cấu trúc xốp từ tro trấu để hấp phụ methylene blue nước Quá trình điều chế thực cách sử dụng NaOH cho phản ứng với silica tro trấu tạo thành dung dịch sodium silicate sau kết tủa cách thêm dung dịch HCl đạt pH ∼ Kết cho thấy vật liệu SiO2 có lực hấp phụ vật lý mạnh methylene blue (qmax = 20,41 mg/g hiệu suất hấp phụ lớn 90% nồng độ đầu vào 40 mg/L) Lakshmi, Srivastava, Mall Lataye (2009) nghiên cứu đặc tính hấp phụ thuốc nhuộm Indigo Carmine dung dịch nước giả thải tro trấu Các điều kiện tối ưu xác định pH = 5,4, thời gian hấp phụ cân liều lượng chất hấp phụ 10 g/L Động học hấp phụ tuân theo mơ hình bậc q trình hấp phụ Indigo Carmine tro trấu có chất thu nhiệt Số liệu thực nghiệm phù hợp với mơ hình đẳng nhiệt Freundlich Redlich-Peterson Khả hấp phụ Indigo Carmine tro trấu đạt 29,3, 33,5, 40,3 65,9 mg/g nhiệt độ 293, 303, 313 323 K Giá trị âm ∆Go ngụ ý dạng hấp phụ tự phát Indigo Carmine tro trấu Sundari cs (2018) nghiên cứu trích ly silica từ tro trấu để tổng hợp zeolite L sử dụng chất hấp phụ methylene blue Quá trình thu hồi silica thực cách sử dụng NaOH tổng hợp zeolite L phương pháp thủy nhiệt với tỷ lệ mol 10 SiO2: Al2O3: K2O: 100 H2O 170 oC 24 Kết nghiên cứu trình hấp phụ methylene blue dung dịch nước giả thải cho thấy chất vật lý vật liệu tn theo mơ hình động học bậc biểu kiến với khả hấp phụ đạt 1,66 - 1,90 mg/g Cơ chế hấp phụ dựa theo mơ hình đẳng nhiệt Freundlich với bề mặt chất hấp phụ không đồng xảy hấp phụ thuận nghịch Mahvi, Maleki Eslami (2004) đánh giá tiềm trấu tro trấu để loại bỏ phenol môi trường nước Cân hấp phụ vật liệu đạt sau với nồng độ phenol 150500 µg/L nồng độ 500-1300 µg/L Các số liệu thực nghiệm vùng nồng độ khảo sát khớp với mơ hình Freundlich tro trấu có hiệu loại bỏ phenol (0,886 mg/g) cao so với trấu (0,0022 mg/g) Nghiên cứu cho tro trấu xem vật liệu hấp phụ hiệu phenol xử lý nước nước thải Trong nghiên cứu Phan Phước Toàn cs (2016), tro trấu thải thu từ lò đốt gạch thủ cơng xử lý bề mặt (hoạt hóa) phương pháp ăn mịn hóa học với axit flohidric (HF) Kết nghiên cứu cho thấy vật liệu tro trấu sau hoạt hóa (ARHA) có diện tích bề mặt riêng tăng cao (~ 410 m2/g) so với mẫu tro trấu ban đầu (~ 16 m2/g) Vật liệu ARHA sử dụng để hấp phụ methyl da cam dung dịch nước giả thải cho thời gian đạt cân hấp phụ nhanh (~ 15 phút) dung lượng hấp phụ đạt ~ 33,5 mg/g, cao ~ 1,7 lần so với than hoạt tính điều kiện thí nghiệm Chowdhury Anirban, Sarkar Anupam Bandyopadhyay (2009) nghiên cứu sử dụng tro trấu chất hấp phụ rẻ tiền việc loại bỏ màu từ dung dịch metyl xanh congo đỏ Các 76 AGU International Journal of Sciences – 2022, Vol 30 (1), 71 – 82 thông số ảnh hưởng nồng độ phẩm nhuộm đầu vào, liều lượng chất hấp phụ, thời gian tiếp xúc khảo sát Kết cho thấy khả xử lý màu tro trấu tốt, đạt 99,9% metylen xanh 98,8% congo đỏ trung tính cho thấy 02 vật liệu có khả hấp phụ metylen xanh tốt so với chất hấp phụ khác bao gồm số phế phẩm nông nghiệp công nghiệp, vật liệu vô chất hấp phụ sinh học Sharma, Kaur, Baskar Chung (2010) nghiên cứu khả sử dụng vỏ trấu tro trấu để loại bỏ metylen xanh từ nước thải điều kiện pH Khả hấp phụ số thành phần hữu tro trấu vật liệu hấp phụ chế tạo từ tro trấu tóm lược Bảng Bảng Khả hấp phụ chất hữu tro trấu vật liệu chế tạo từ tro trấu TT Chất hấp phụ Chất bị hấp phụ Chitosan-RHA composite Crude oil Zeolite L using RHA silica Methylene blue Mesoporous silica nanoparticles from RHA Methylene blue ARHA Khả hấp phụ (mg/g) 20.660 Tham khảo (Oseke cs., 2018) 1,66 - 1,90 (Sundari cs., 2018) 20,41 (Đặng Thị Thanh Lê cs., 2015) Metyl Orange 33,5 (Phan Phước Toàn cs., 2016) RHA Indigo Carmine 33,5 (Lakshmi cs., 2009) RHA Brilliant Green 26,2 (Mane, Deo Mall & Chandra Srivastava, 2007) RHA Congo Red 171,0 (Chou, Tsai & Lo, 2001) RHA Phenol 0,886 (Mahvi cs., 2004) ARHA Phenol 27,58 (Kalderis cs., 2008) 10 ARHA Humic acid 11 RHA-NH2 Humic acid 12 RHA 13 RHA 21,0 - 45,0 (Daifullah, Girgis & Gad, 2004) 8,2 (Imyim & Prapalimrungsi, 2010) Pyridine 11,72 (D H Lataye, Mishra & Mall, 2008) α-picoline 15,46 (Dilip Hiradram Lataye, Mishra & Mall, 2009) Rất nhiều báo cáo nghiên cứu cho tro trấu có đặc tính hấp phụ tốt sử dụng để hấp phụ nhiều ion kim loại nặng khác từ nước thải Chẳng hạn như, Naiya, Bhattacharya, Mandal Das (2009) báo cáo khả hấp phụ ion Pb (II) tro trấu Các điều kiện tối ưu cho trình hấp phụ ghi nhận pH 5, liều lượng chất hấp phụ g/L thời gian đạt cân Khả hấp phụ 4.2 Hấp phụ thành phần vô Ngoài khả hấp phụ thành phần hữu cơ, tro trấu vật liệu chế tạo từ tro trấu nghiên cứu loại bỏ thành phần vô môi trường nước phosphate, fluoride, chloride nhiều ion kim loại nặng khác nhau,… Khả hấp phụ thành phần tóm tắt Bảng 77 AGU International Journal of Sciences – 2022, Vol 30 (1), 71 – 82 tro trấu ion Pb (II) 91,74 mg/g Trong đó, kết nghiên cứu El-Said, Badawy, Abdel-Aal Garamon (2011) cho thấy khả tốc độ hấp phụ tro trấu ion Zn (II) cao nhanh so với hấp phụ Se (IV) Khả hấp phụ tro trấu Zn (II) Se (IV) đạt 9,588 2,007 mg/g Gần đây, nhóm nghiên cứu điều chế thành công vật liệu nano oxit sắt mangan chất mang tro trấu hoạt hóa cho thấy khả hấp phụ tốt asen, đạt từ 0,35 - 0,47 mg/g (Nguyễn Trung Thành, 2015; 2017) Ngoài ra, Youssef, Hagag Ali (2018) chế tạo composite có nguồn gốc từ tro trấu kết hợp với oxit nhôm để hấp phụ chọn lọc uranium đạt 85 mg/g pH cân hấp phụ sau nhiệt Langmuir mơ hình động học bậc cho phù hợp để mô tả trình hấp phụ phosphate vật liệu Khả hấp phụ tối đa tính theo Langmuir 0,736 mg/g Các thông số nhiệt động học (∆G, ∆H ∆S) cho thấy trình hấp phụ phosphate vật liệu mang chất tỏa nhiệt tự diễn Ganvir Das (2011) phát triển vật liệu khử flouride mới, hiệu với chi phí thấp biến tính bề mặt tro trấu cách phủ nhôm hydroxide Kết nghiên cứu cho thấy vật liệu có hiệu loại bỏ flouride tốt, khả hấp phụ flouride đạt 15,08 mg/g, nghiên cứu hấp phụ dạng cột đạt 9,5 mg/g Số liệu thực nghiệm tn theo mơ hình đẳng nhiệt Freundlich chứng tỏ trình hấp phụ đa lớp Trong công bố Nguyen Trung Thanh, Surapol Padungthon Nguyen Nhat Huy (2019b), vật liệu tro trấu sau hoạt hóa với axit HF tiếp tục sử dụng làm chất mang để gắn hạt nano bạc (Ag) lên bề mặt phương pháp kết tủa với tiền chất AgNO3 NaBH4 làm chất khử Vật liệu Ag/ARHA sử dụng làm chất hấp phụ ion chloride đạt dung lượng hấp phụ ấn tượng ∼ 7,9 mgCl-/gAg với độ bền tốt (có thể tái sinh 10 lần) Khả hấp phụ ion chloride cao vật liệu cho tương tác mạnh chất mang ARHA Ag q trình hấp phụ hóa học chloride lên bề mặt hạt nano bạc chất mang ARHA với bề mặt riêng cao Bên cạnh ion kim loại nặng nước thải, số anion vô (như phosphate, flouride, chloride, boron,…) thường tồn nước gây ảnh hưởng đến sức khỏe người Mor, Chhoden Ravindra (2016) chế tạo tro trấu hoạt hóa cách đốt vỏ trấu nhiệt độ 500 oC sau ngâm dung dịch HCl (1N) khoảng 24 giờ, vật liệu rửa nước cất đến pH trung tính trước sấy khơ 110 oC 24 Kết thử nghiệm phosphate cho thấy, vật liệu loại bỏ 89% phosphate pH với liều lượng g/L sau thời gian tiếp xúc 120 phút, nồng độ phosphate ban đầu 10 ppm Mơ hình đẳng Bảng Khả hấp phụ chất vô tro trấu vật liệu chế tạo từ tro trấu TT Chất hấp phụ Chất bị hấp phụ Khả hấp phụ (mg/g) Tham khảo RHA Pb (II) 91,74 (Naiya cs., 2009) RHA Zn (II) 9,588 (El-Said cs., 2011) RHA Se (IV) 2,007 (El-Said cs., 2011) RHA Ni (II) 25,33 (Srivastava, Mall & Mishra, 2007) RHA Cd (II) 25,27 (Srivastava cs., 2007) 78 AGU International Journal of Sciences – 2022, Vol 30 (1), 71 – 82 TT Chất hấp phụ Chất bị hấp phụ RHA Hg (II) FexOy/ARHA Khả hấp phụ (mg/g) Tham khảo 46,14 (Tiwari, Singh & Saksena, 1995) Asen 0,42 (Nguyễn Trung Thành & Phan Phước Toàn, 2017) MnOx/ARHA Asen 0,35 (Nguyễn 2015) Trung Thành, Fe7Mn3Oy/ARHA Asen 0,47 (Nguyễn 2015) Trung Thành, 10 ARHA (HF 10%) Asen 0,16 (Nguyễn 2015) Trung Thành, 11 RHA-aluminium composite Uranium 85,0 (Youssef cs., 2018) 12 Aluminum hydroxide coated RHA Flouride 15,08 (Ganvir & Das, 2011) 13 Ag/ARHA Chloride 7,9 14 ARHA (HCl 1N) Phosphate 0,736 15 ARHA (HF 10%) Phosphate 0,3 (Nguyễn Trung Thành, Phan Phước Tồn, Lê Trí Thích & Lê Ngọc Hăng, 2017) 16 FexOy/ARHA Phosphate 3,105 (Nguyễn Trung Thành cs., 2017) KẾT LUẬN (Nguyen Trung Thanh cs., 2019b) (Mor cs., 2016) hoạt tính lĩnh vực xử lý nước Do đó, việc tiếp tục nghiên cứu mở rộng, triển khai sản xuất ứng dụng thực tế vật liệu chế tạo từ tro trấu điều cần thiết./ Việc tận dụng tro trấu làm nguyên liệu để chế tạo vật liệu có khả hấp phụ đa dạng thành phần ô nhiễm môi trường nước nghiên cứu nhiều đạt kết đáng mong đợi Tro trấu sau xử lý bề mặt có đặc trưng phù hợp để làm chất hấp phụ hữu loại thuốc nhuộm, phenol, axit humic,… đồng thời làm chất mang cho kim loại/oxit kim loại để tăng cường khả hấp phụ thành phần vô nước ion phosphate, fluoride, chloride nhiều ion kim loại nặng khác nhau,… Tóm lại, vật liệu chế tạo từ tro trấu đánh giá dạng vật liệu mới, có tiềm để cạnh tranh với vật liệu thương mại than LỜI CẢM ƠN Nghiên cứu tài trợ Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh (ĐHQG-HCM) khuôn khổ Đề tài mã số A2020-16-01 TÀI LIỆU THAM KHẢO Ahmaruzzaman, M., & V K Gupta (2011) Rice husk and its ash as low-cost adsorbents in water and wastewater treatment Industrial & Engineering Chemistry Research, 50(24), 13589-13613 79 AGU International Journal of Sciences – 2022, Vol 30 (1), 71 – 82 Bondioli, F., F Andreola, L Barbieri, T Manfredini, & A M Ferrari (2007) Effect of rice husk ash (RHA) in the synthesis of (Pr,Zr)SiO4 ceramic pigment Journal of the European Ceramic Society, 27(12), 34833488 combustion in a circulating fluidized bed Fuel processing technology, 85(11), 1273-1282 Feng, Q., H Yamamichi, M Shoya, & S Sugita (2004) Study on the pozzolanic properties of rice husk ash by hydrochloric acid pretreatment Cement and Concrete Research, 34(3), 521-526 Chandrasekhar, S., K Satyanarayana, P Pramada, P Raghavan, & T Gupta (2003) Review processing, properties and applications of reactive silica from rice husk—an overview Journal of materials science, 38(15), 31593168 Ganvir, V., & K Das (2011) Removal of fluoride from drinking water using aluminum hydroxide coated rice husk ash Journal of Hazardous Materials, 185(2), 1287-1294 Hoàng Xuân Phương (Ngày 01 tháng 6, 2009) Biochar vỏ trấu cải tạo đất Nông nghiệp Việt Nam https://nongnghiep.vn/biochar-vo-traucai-tao-dat-d34016 Chou, K S., J C Tsai, & C T Lo (2001) The adsorption of Congo red and vacuum pump oil by rice hull ash Bioresource Technology, 78(2), 217-219 Imyim, A., & E Prapalimrungsi (2010) Humic acids removal from water by aminopropyl functionalized rice husk ash Journal of Hazardous Materials, 184(1), 775-781 Chowdhury Anirban, K., D Sarkar Anupam, & A Bandyopadhyay (2009) Rice husk ash as a low cost adsorbent for the removal of methylene blue and congo red in aqueous phases CLEAN – Soil, Air, Water, 37(7), 581591 Kalderis, D., D Koutoulakis, P Paraskeva, E Diamadopoulos, E Otal, J O d Valle, & C Fernández-Pereira (2008) Adsorption of polluting substances on activated carbons prepared from rice husk and sugarcane bagasse Chemical Engineering Journal, 144(1), 42-50 Daifullah, A A M., B S Girgis, & H M H Gad (2004) A study of the factors affecting the removal of humic acid by activated carbon prepared from biomass material Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 235(1), 1-10 Lakshmi, U R., V C Srivastava, I D Mall, & D H Lataye (2009) Rice husk ash as an effective adsorbent: Evaluation of adsorptive characteristics for Indigo Carmine dye Journal of Environmental Management, 90(2), 710-720 Đặng Thị Thanh Lê, Nguyễn Văn Hưng, Nguyễn Ngọc Bích, Nguyễn Hữu Nghị, & Trần Hữu Bằng (2015) Điều chế vật liệu nano SiO2 cấu trúc xốp từ tro trấu để hấp phụ xanh metylen nước Vietnam Journal of Chemistry, 53(4), 491-496 Lataye, D H., I M Mishra, & I D Mall (2008) Pyridine sorption from aqueous solution by rice husk ash (RHA) and granular activated carbon (GAC): Parametric, kinetic, equilibrium and thermodynamic aspects Journal of Hazardous Materials, 154(1), 858870 El-Said, A G., N A Badawy, A Y Abdel-Aal, & S E J I Garamon (2011) Optimization parameters for adsorption and desorption of Zn (II) and Se (IV) using rice husk ash: kinetics and equilibrium Ionics, 17(3), 263-270 Fang, M., L Yang, G Chen, Z Shi, Z Luo, & K Cen (2004) Experimental study on rice husk Lataye, D H., I M Mishra, & I D Mall (2009) Adsorption of α-picoline onto rice husk ash and granular activated carbon from aqueous 80 AGU International Journal of Sciences – 2022, Vol 30 (1), 71 – 82 solution: Equilibrium and thermodynamic study Chemical Engineering Journal, 147(2), 139-149 in South-East Asia, The institutional repository of the Technical Universität Berlin, Ho Chi Minh City Lima, S P B d., R P d Vasconcelos, O A Paiva, G C Cordeiro, M R d M Chaves, R D Toledo Filho, & E d M R Fairbairn (2011) Production of silica gel from residual rice husk ash Química Nova, 34(1), 71-75 Nguyen Trung Thanh., Surapol Padungthon., & Nguyen Nhat Huy (2019b) Activated rice husk ash-supported silver nanoparticles as a novel adsorbent toward chloride removal Desalination and Water Treatment, 160, 308315 Mahvi, A., A Maleki, & A Eslami (2004) Potential of rice husk and rice husk ash for phenol removal in aqueous systems American Journal of Applied Sciences, 4(1), 321-326 Nguyễn Trung Thành (2015) Tổng hợp vật liệu FexMnyOz/tro trấu với hàm lượng sắt tẩm cao hấp phụ asen nước ngầm Tạp chí khoa học Trường Đại học Cần Thơ, 37, 16-24 Mane, V S., I Deo Mall, & V Chandra Srivastava (2007) Kinetic and equilibrium isotherm studies for the adsorptive removal of Brilliant Green dye from aqueous solution by rice husk ash Journal of environmental management, 84(4), 390-400 Nguyễn Trung Thành., & Phan Phước Toàn (2017) Tổng hợp vật liệu FexOy/tro trấu vai trò chất mang hấp phụ asen từ nước ngầm Tạp chí khoa học Đại học Sài Gịn, 24(49), 121-128 Nguyễn Trung Thành., Phan Phước Tồn., Lê Trí Thích., & Lê Ngọc Hăng (2017) Tổng hợp khả hấp phụ phốt phát vật liệu FexOy/tro trấu Tạp chí khoa học Đại học An Giang, 15(3), 61-69 Mehta, P., & P Monteiro (2013) Concrete: Structure, Properties, and Materials (4th ed.) New York, NY: McGraw-Hill Education Mor, S., K Chhoden., & K Ravindra (2016) Application of agro-waste rice husk ash for the removal of phosphate from the wastewater Journal of Cleaner Production, 129, 673-680 Nguyễn Văn Chánh., Phan Xuân Hồng., & Phùng Văn Lự (2000) Bê tơng nhẹ sở chất kết dính xi măng tro trấu-cốt sợi-xơ dừa Bài viết trình bày Hội nghị Khoa học Công nghệ lần thứ 7, Trường Đại học Bách Khoa - ĐHQG TP.HCM, TP.HCM, Việt Nam Muthadhi, A., R Anitha, & S Kothandaraman (2007) Rice husk ash - Properties and its uses: A review Journal of the Institution of Engineers India Civil Engineering Division, 88(5), 50-56 Nguyễn Văn Tuấn., Bùi Danh Đại., Phạm Hữu Hanh., Lê Trung Thành., Nguyễn Công Thắng., & Ye Guang (2012) Nghiên cứu sử dụng tro trấu làm phụ gia khống cho bê tơng chất lượng siêu cao Tạp chí Kết cấu Cơng nghệ xây dựng, 08, 42-48 Naiya, T K., A K Bhattacharya, S Mandal., & S K Das (2009) The sorption of lead (II) ions on rice husk ash Journal of hazardous materials, 163(2-3), 1254-1264 Nguyen Trung Thanh., Nguyen Hong Nhat., Nguyen Thi Quynh Anh., Phan Phuoc Toan., & Nguyen Nhat Huy (2019a) Rice husk ash generation and management in An Giang province, paper presented at Third International Conference and DAAD Alumni Workshop "Valorization of Agricultural Residues" Towards Climate-Smart Agriculture Oseke, G G, M T Isa, M S Galadima, & A O Ameh (2018) Kinetic study, modelling and optimization of adsorption processes for removal of crude oil from contaminated water using chitosan-rice husk ash composite Journal of Engineering Research and Reports, 1-10 81 AGU International Journal of Sciences – 2022, Vol 30 (1), 71 – 82 Phan Phước Toàn, Nguyễn Trung Thành, & Ngô Thụy Diễm Trang (2016) Đặc trưng khả hấp phụ metyl da cam tro trấu hoạt hóa Tạp chí khoa học Đại học Cần Thơ, 42(A), 50-57 Sundari, C D D., S Setiadji, Y Rohmatullah, S Sanusi, D F Nurbaeti, I Novianti, I Farida, A Nurohmah, & A L Ivansyah (2018) Synthesis of zeolite L using rice husk ash silica for adsorption of methylene blue: kinetic and adsorption isotherm, paper presented at MATEC Web of Conferences, EDP Sciences Pode, R (2016) Potential applications of rice husk ash waste from rice husk biomass power plant Renewable Sustainable Energy Reviews, 53, 1468-1485 Tiwari, D P., D K Singh, & D N Saksena (1995) Hg(II) adsorption from aqueous solutions using rice-husk ash Journal of Environmental Engineering, 121(6), 479-481 Quang Vinh (Ngày 23 tháng 5, 2013) Đổ tro trấu xuống sông Tuổi trẻ Truy cập từ: https://tuoitre.vn/do-tro-trau-xuong-song549781 Tổng cục thống kê (2018) Niên giám thống kê Việt Nam 2017 Hà Nội: Nhà xuất Thống kê Rukzon, S., P Chindaprasirt, & R Mahachai (2009) Effect of grinding on chemical and physical properties of rice husk ash International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials, 16(2), 242-247 Trịnh Văn Dũng (2006) Nghiên cứu ứng dụng trấu để sản xuất than hoạt tính dùng xử lý khí thải nước thải Truy cập từ sở liệu Trường Đại học Bách Khoa - ĐHQG TP.HCM, TP.HCM, Việt Nam Sharma, P., R Kaur, C Baskar, & W J Chung (2010) Removal of methylene blue from aqueous waste using rice husk and rice husk ash Desalination, 259(1), 249-257 Youssef, W., M Hagag, & A Ali (2018) Synthesis, characterization and application of composite derived from rice husk ash with aluminium oxide for sorption of uranium Adsorption Science & Technology, 36(5-6), 1274-1293 Singh, B (2018) Rice husk ash In R Siddique & P Cachim (Ed.), Waste and Supplementary Cementitious Materials in Concrete (pp 417460) Cambridge: Woodhead Publishing Zhang, M H., R Lastra, & V M Malhotra (1996) Rice-husk ash paste and concrete: Some aspects of hydration and the microstructure of the interfacial zone between the aggregate and paste Cement and Concrete Research, 26(6), 963-977 Srivastava, V C., I D Mall, & I M Mishra (2007) Adsorption thermodynamics and isosteric heat of adsorption of toxic metal ions onto bagasse fly ash (BFA) and rice husk ash (RHA) Chemical Engineering Journal, 132(1), 267-278 82 ... xanh từ nước thải điều kiện pH Khả hấp phụ số thành phần hữu tro trấu vật liệu hấp phụ chế tạo từ tro trấu tóm lược Bảng Bảng Khả hấp phụ chất hữu tro trấu vật liệu chế tạo từ tro trấu TT Chất hấp. .. cho hữu ích vai trò làm chất mang chất hấp phụ Hình Ảnh SEM tro trấu thơ (A) tro trấu sau hoạt hóa (B) (Phan Phước Tồn cs., 2016) KHẢ NĂNG HẤP PHỤ CÁC CHẤT Ô NHIỄM HỮU CƠ VÀ VÔ CƠ TRONG NƯỚC CỦA... cho trình hấp phụ ghi nhận pH 5, liều lượng chất hấp phụ g/L thời gian đạt cân Khả hấp phụ 4.2 Hấp phụ thành phần vô Ngoài khả hấp phụ thành phần hữu cơ, tro trấu vật liệu chế tạo từ tro trấu nghiên