BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU TINH LUYỆN SIO2 TỪ VỎ TRẤU, RƠM ĐỂ SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG Ngành KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Chuyên ngành KỸ THUẬT[.]
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU TINH LUYỆN SIO2 TỪ VỎ TRẤU, RƠM ĐỂ SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG Ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Chuyên ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Giảng viên hướng dẫn : THS VŨ HẢI YẾN Sinh viên thực : NGUYỄN THỊ HUỲNH NHƯ MSSV: 1211090078 Lớp: 12DMT01 TP Hồ Chí Minh, 2016 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến LỜI CAM ĐOAN Sau khoảng thời gian học tập trường Công Nghệ TPHCM, tới em hoàn thành đồ án tốt nghiệp: “Nghiên cứu tận dụng vỏ trấu, rơm rạ làm vật liệu xây dựng thân thiện với môi trường” Em xin cam đoan: Kết đồ án kết làm việc thân hướng dẫn giáo viên hướng dẫn Các số liệu đồ án số liệu thực tế có dẫn chứng Những tài liệu thu thập có dẫn chứng Em xin chịu trách nhiệm lời cam đoan Tp.HCM, Ngày 08 tháng 08 năm 2016 Nguyễn Thị Huỳnh Như SVTH: Nguyễn Thị Huỳnh Như i Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến LỜI CẢM ƠN Đồ Án Tốt Nghiệp hình thành kết năm học trường Đại Học Công Nghệ TP HCM với truyền đạt, hướng dẫn tận tình Thầy Cơ, giúp đỡ bạn bè, cổ vũ, động viên người thân gia đình Em xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo nhà trường tạo điều kiện tốt sở vật chất cho sinh viên chúng em tiến hành làm Đồ Án Tốt Nghiệp Em xin cảm ơn tồn thể Thầy Cơ Khoa Mơi Trường & Công Nghệ Sinh Học – Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ TP HCM Em xin cảm ơn Cô Th.S Vũ Hải Yến, người giảng dạy hướng dẫn tận tình để em hồn thành Đồ Án Tốt Nghiệp Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến người thân gia đình tạo điều kiện để em học ngơi Trường Đại Học Cơng Nghệ TP HCM Vì thời gian hạn hẹp trình độ hiểu biết hạn chế, nên Đồ Án Tốt Nghiệp em cịn nhiều điều thiếu sót Em mong thơng cảm, đóng góp ý kiến sửa đổi quý Thầy Cô Em xin chân thành cảm ơn! Tp.HCM, Ngày 08 tháng 08 năm 2016 Nguyễn Thị Huỳnh Như SVTH: Nguyễn Thị Huỳnh Như ii Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến M C C ỜI CAM ĐOAN i ỜI CẢM ƠN ii DANH M C TỪ VIẾT TẮT vi DANH M C BẢNG vi DANH M C HÌNH viii ỜI MỞ ĐẦU MỞ ĐẦU 1.Lý chọn đề tài: 2.Mục tiêu đề tài: 3.Nội dung nghiên cứu 4.Đối tượng phạm vi nghiên cứu 5.Địa điểm thời gian thí nghiệm 6.Phương pháp nghiên cứu 6.1 Phương pháp luận 6.2 Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học, ý nghĩa thực tiễn 7.1 Ý nghĩa khoa học 7.2 Ý nghĩa thực tiễn Kết cấu đề tài: CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ VẬT IỆU 1.1 Tổng quan phế phẩm nông nghiệp 1.1.1 Định nghĩa phế phẩm nông nghiệp 1.1.2 Nguồn gốc phát sinh phế phẩm nông nghiệp 1.1.3 Phân loại phế phẩm nông nghiệp 1.1.3.1 Bã nông nghiệp 1.1.3.2 Chất thải từ chăn nuôi gia súc 1.1.3.3 Thu gom, xử lý tái chế phế phẩm nông nghiệp 1.2 Tổng quan vỏ trấu 1.2.1 Nguồn gốc vỏ trấu 1.2.2 Hiện trạng vỏ trấu Việt Nam SVTH: Nguyễn Thị Huỳnh Như iii Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến 1.2.3 Các ứng dụng vỏ trấu 10 1.2.3.1 Sử dụng làm chất đốt 10 1.2.3.2 Dùng vỏ trấu để lọc nước 11 1.2.3.3 Sử dụng vỏ trấu tạo thành củi trấu 11 1.2.3.4 Vỏ trấu làm sản phẩm mỹ nghệ 12 1.2.3.5 Aerogel vỏ trấu- Mặt hàng công nghệ cao 13 1.2.3.6 Trấu phế phẩm khác làm pin sạc 15 1.2.3.7 Vỏ trấu làm sản phẩm vật liệu xây dựng nhẹ không nung 15 1.2.3.8 Sử dụng nhiệt lượng trấu sản xuất điện 16 1.2.3.9 Vỏ trấu cịn làm ngun liệu xây dựng 17 1.3 Tổng quan rơm rạ 18 1.3.1 Nguồn gốc rơm rạ 18 1.3.2 Hiện trạng rơm rạ Việt Nam 19 1.3.3 Ứng dụng rơm rạ 20 1.3.3.1 Sử dụng rơm rạ trồng nấm 20 1.3.3.2 Sử dụng rơm rạ làm phân hữu 21 1.3.3.3 Sử dụng rơm rạ sản xuất dầu sinh học 23 1.3.3.4 Sử dụng rơm rạ tạo điện 24 1.3.3.5 Sử dụng rơm thủ công mỹ nghệ 25 1.4 Tổng quan xi măng 26 1.4.1 Định nghĩa xi măng 26 1.4.2 Nguồn gốc xi măng 27 1.4.3 Thành phần hóa học clinke Portland biểu thị hàm lượng % oxit 27 1.4.4 Ứng dụng 27 1.5 Tổng quan phụ gia vật liệu xây dựng 28 1.6 Tổng quan sử dụng phụ gia Việt Nam 28 1.6.1 Nhu cầu sử dụng phụ gia 28 1.6.2 Lịch sử dùng phụ gia 29 1.7 Vữa xây dựng 29 1.7.1 Khái niệm chung 29 1.7.2 Vật liệu chế tạo vữa 30 SVTH: Nguyễn Thị Huỳnh Như iv Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến 1.7.2.1 Chất kết dính 30 1.7.2.2 Cốt liệu 31 1.7.2.3 Phụ gia 31 1.7.2.4 Nước 31 CHƯƠNG TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ ĐỀ TÀI 32 2.1 Tình hình nghiên cứu nước 32 2.2 Tình hình nghiên cứu nước 33 2.2.1 Đề tài Nghiên cứu tận dụng phế phẩm nông nghiệp làm vật liệu xây dựng (Vũ Thị Bách, Đại học Kỹ Thuật Cơng Nghệ Thành phố Hồ Chí Minh,2010) 33 2.2.2 Đề tài “Nghiên cứu tận dụng tro xỉ từ nhà máy nhiệt điện Đình Hải (KCN Trà Nóc – Cần Thơ) làm vật liệu xây dựng” (Nguyễn Thị Chiều Dương, Đại học Kỹ Thuật Công Nghệ Thành phố Hồ Chí Minh, 2011) 34 2.2.3 Đề tài “Nghiên cứu tinh luyện SiO2 từ tro trấu phương pháp sinh học để sản xuất vật liệu xây dựng chất lượng cao.” (Vương Mỹ Ngọc, Đại học Kỹ Thuật Cơng Nghệ Thàng Phố Hồ Chí Minh) 36 2.2.4 Nhận xét ba phương pháp 39 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 40 3.1 Nội dung nghiên cứu 40 3.2 Phương pháp nghiên cứu 41 3.2.1 Thí nghiệm 1: Tạo mẫu, xử lý sơ chế mẫu 41 3.2.3 Thí nghiệm 3: Đúc mẫu 45 3.2.4 Thí nghiệm 4: Kiểm tra tính chất lý 48 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO UẬN 51 4.1 Kết thí nghiệm kiểm tra hoạt tính vật liệu 51 4.2 Kết thí nghiệm kiểm tra tính chất lý 57 KẾT UẬN – KIẾN NGHỊ 66 Kết luận 66 Kiến nghị 68 SVTH: Nguyễn Thị Huỳnh Như v Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến DANH M C TỪ VIẾT TẮT KCN PCSIR Pakistan : Khu công nghiệp : Hội đồng Khoa học Nghiên cứu Công nghiệp PPHH : Phương pháp hóa học PPN : Phương pháp nhiệt TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam SVTH: Nguyễn Thị Huỳnh Như vi Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến DANH M C BẢNG Bảng 1.1 Thành phần hóa học vỏ trấu Bảng 1.2 Thành phần hóa học rơm rạ 17 Bảng 1.3 Thành phần tro rơm rạ 18 Bảng1.4 Hảm lượng oxit clinke Portland 27 Bảng 2.1 Kết kiểm tra hoạt tính vật liệu 32 Bảng 2.2 Kết đo độ bền nén trung bình mẫu vữa 33 Bảng 2.3 Bảng tần suất theo dõi tiêu 37 Bảng 2.4 Kết thông số tiêu sau 31 ngày ủ 38 Bảng 3.1 Tỷ lệ phối trộn chất phụ gia xi măng 45 Bảng 4.1 Kết thí nghiệm kiểm tra hoạt tính vật liệu 51 Bảng 4.2 Lượng nước cần thêm vào trình đúc mẫu 53 Bảng 4.3 Kết đo độ bền nén độ bền uốn mẫu vữa 56 Bảng 4.4 Kết độ bền nén độ bền uốn mẫu vữa sau hiệu chỉnh ngày tuổi 28 57 Bảng 4.5 Kết độ bền nén độ bền uốn trung bình mẫu vữa, phân Mác theo cường độ nén 58 Bảng 5.1 Kết xác định khoảng chứa ngưỡng phối trộn tối ưu 64 SVTH: Nguyễn Thị Huỳnh Như vii Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến DANH M C HÌNH Hình 1.1 Các loại bã nông nghiệp Hình 1.4 Vỏ trấu đổ bỏ sông Hình 1.2 Cây lúa Hình 1.3 Vỏ trấu Hình 1.5 Lò đốt trấu dùng sinh hoạt 10 Hình 1.6 Lị nung gạch sử dụng trấu 11 Hình 1.7 Máy ép củi trấu 12 Hình 1.8 Thanh củi trấp sau ép 12 Hình 1.9 Sản phẩm làm từ vỏ trấu 12 Hình 1.10 Vật liệu aerogel cách âm nhiệt 14 Hình 1.11 Tro trắng thành aerogel dạng bột 14 Hình 1.12 Đốt rơm trục đường giao thông 20 Hình 1.13 Đốt trực tiếp gốc rạ đồng 20 Hình 1.14 Thu hoạch nấm rơm 21 Hình 1.15 Nấm rơm sau làm 21 Hình 1.16 Các loại bã nông nghiệp sử dụng tạo nhiên liệu sinh học 23 Hình 1.17 Tranh phong cảnh làm từ rơm 24 Hình 1.18 Những ngơi nhà làm rơm xưa 26 Hình 2.1 Trấu sau nung 32 Hình 2.2 Quá trình loại bỏ Cacbon mẫu 34 Hình 2.3 Quá trình thu SiO2 mẫu 35 Hình 2.4 Mơ hình thí nghiệm 36 Hình 2.5 & 2.6 Mẫu phân ure sử dạng rắn sau hòa tan vào nước để trộn 36 Hình 2.7 & 2.8 Mẫu chế phẩm vi sinh dạng bột sau hòa tan vào nước để trộn 36 Hình 2.9 Trộn vật liệu 37 Hình 2.10 Mơ hình ủ hiếu khí 37 Hình 3.1Tro trấu sau đốt sơ 40 Hình 3.2 Tro trấu sau nung 950oC 40 Hình 3.3 Tro rơm sau đốt sơ 40 Hình 3.4 Tro rơm sau nung 950oC 40 Hình 3.5 Quy trình tinh chế SiO2 từ tro trấu, tro rơm 41 SVTH: Nguyễn Thị Huỳnh Như viii Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Vũ Hải Yến Hình 3.6 Mẫu đúc 46 Hình 3.7 Mẫu tháo khuôn sau 24h 47 Hình 3.8 Mẫu ngâm nước 47 Hình 3.9 Mẫu lấy khỏi nước 48 Hình 3.10 Đo độ bền uốn mẫu 48 Hình 3.11 Đo độ bền nén mẫu 49 Hình 4.1 SiO2 tinh chế từ vỏ trấu phương pháp nhiệt 50 Hình 4.2 SiO2 tinh chế từ vỏ trấu phương pháp hóa học 50 Hình 4.3 SiO2 tinh chế từ rơm phương pháp nhiệt 50 Hình 4.4 SiO2 tinh chế từ rơm phương pháp hóa học 50 Hình 4.5 Biểu đồ thể độ hấp thu vôi mẫu SiO2 tinh chế 51 Hình 4.6 Biểu đồ biểu diễn độ hấp thu nước mẫu SiO2 tinh chế từ trấu rơm 52 Hình 4.7 Lượng nước sử dụng đúc mẫu vữa có thành phần SiO2 tinh chế từ trấu phương pháp nhiệt 53 Hình 4.8 Lượng nước sử dụng đúc mẫu vữa có thành phần SiO2 tinh chế từ trấu phương pháp hóa học 54 Hình 4.9 Lượng nước sử dụng đúc mẫu vữa có thành phần SiO2 tinh chế từ rơm phương pháp nhiệt 54 Hình 4.10 Lượng nước sử dụng đúc mẫu vữa có thành phần SiO2 tinh chế từ rơm phương pháp hóa học 55 Hình 4.11 Sự thay đổi cường độ chịu nén mẫu vữa có tỷ lệ thành phần SiO2 tinh chế từ trấu phương pháp nhiệt thay đổi 58 Hình 4.12 Sự thay đổi cường độ chịu nén mẫu vữa có tỷ lệ thành phần SiO2 tinh chế từ trấu phương pháp hóa học thay đổi 59 Hình 4.13 Sự thay đổi cường độ chịu nén mẫu vữa có tỷ lệ thành phần SiO2 tinh chế từ rơm phương pháp nhiệt thay đổi 60 Hình 4.14 Sự thay đổi cường độ chịu nén mẫu vữa có tỷ lệ thành phần SiO2 tinh chế từ rơm phương pháp hóa học thay đổi 61 Hình 4.15 So sánh cường độ chịu nén mẫu vữa có SiO2 tinh chế từ vỏ trấu rơm 61 SVTH: Nguyễn Thị Huỳnh Như ix Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths Vũ Hải Yến LỜI MỞ ĐẦU Nơng nghiệp đóng vai trị quan trọng phát triển kinh tế xã hội Việt Nam Nhất giai đoạn an ninh lương thực vấn đề “nóng” giới Đối với Việt Nam cho dù có chuyển dịch cấu kinh tế, ngành nông nghiệp đóng vai trị quan trọng việc đảm bảo an ninh lương thực quốc gia xuất nông sản nước ngồi Tổng giá trị sản xuất nơng nghiệp chiếm khoảng 1/3 GDP (2010) Đất trồng lúa nước có diện tích 7390 km2 Sản lượng lúa nước ta đạt khồng 40 triệu (2010) Đồng sơng Cửu Long chiếm 57% tổng sản lượng nước chiếm 90% tổng cung lúa gạo xuất Góp phần đem lại kim ngạch xuất gạo tỷ USD năm 2010 (Theo Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn) Bên cạnh mức tăng trưởng sản lượng kim ngạch xuất lúa gạo tồn đọng vấn đề bãi chứa, biện pháp thu gom, đầu cho phế phẩm sau thu hoạch rơm rạ, vỏ trấu Năm 2010, lượng trấu thải từ ngành xay xát mức triệu Nhưng có khoảng triệu trấu dùng để làm thức ăn gia súc, sản xuất phân bón, ván ép, dùng để nấu ăn gia đình nơng thơn nhiều sở cơng nghiệp tiểu thủ cơng nghiệp như: lị nung gạch truyền thống, nung vơi, nung gốm Như cịn lượng lớn trấu dư thừa thải kênh rạch, sơng ngịi Q trình phân hủy vỏ trấu làm nguồn nước ô nhiễm, đồng thời phát sinh mùi hôi Làm ảnh hưởng đến sinh hoạt người dân Rơm rạ có mặt cánh đồng lúa chạy dài khắp đất nước chúng tập trung chủ yếu vùng đồng sông Hồng (ĐBSH) đồng sơng Cửu Long (ĐBSCL) Tại vùng rơm rạ người nơng dân chủ yếu dùng lót chuồng cho trâu, bị, số dùng trầm nấm, phần lớn cịn lại đổ bỏ ngồi đồng, Theo số liệu thống kê năm 2010 Việt Nam có khoảng triệu đất trồng lúa, sản lượng năm 2010 38 triệu lúa Theo nghiên cứu nhà chun mơn thóc tạo 1.35 rơm rạ Điều có nghĩa hàng năm nước ta thải khoảng 51 triệu rơm rạ Nhưng khoảng 50 % tái sử dụng để trồng nấm, lót chuồng trại, cịn lại đổ bỏ bừa bãi đồng đốt đồng,… SVTH: Nguyễn Thị Huỳnh Như Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths Vũ Hải Yến Theo thói quen người nông dân thu hoạch xong đốt đồng Việc đốt rơm rạ khơng khuyến khích trước tiên gây ô nhiễm môi trường, lâu dài, ảnh hưởng đến tồn cân tình trạng dinh dưỡng đất Tuy trấu, rơm rạ tận dụng kiểu truyền thống làm chất đốt, phân bón, giá thể, đồ thủ cơng mỹ nghệ… lượng vỏ trấu, rơm tiêu thụ với số lượng nhỏ, không đáng kể so với lượng phát sinh, không mang lại giá trị kinh tế cao Trong đó, tro trấu, rơm rạ chứa SiO2, chất cần thiết cho ngành xây dựng số ngành khác giá thành nhập lại cao Chính vậy, cần có phương pháp, nghiên cứu khả thi hiệu để tận dụng nguồn vỏ trấu rơm rạ để tạo vật liệu xây dựng chất lượng có giá trị giúp hạn chế tác động tiêu cực đến môi trường, tăng giá trị kinh tế SVTH: Nguyễn Thị Huỳnh Như Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths Vũ Hải Yến MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài: Những thập niên gần nhờ biết áp dụng tiến khoa học kỹ thuật vào sản xuất nên tăng lên cao đưa Việt Nam trở thành nước xuất gạo đứng thứ giới Năm 2010, sản lượng lúa nước ta đạt gần 40 triệu lượng vỏ trấn phát sinh khoảng triệu Đồng sông Cửu Long khu vực tập trung vỏ trấu nhiều nước Khối lượng trấu phát sinh nhiều, với cách tận dụng trấu theo kiểu truyền thống làm chất đốt, phân bón, giá thể… lượng vỏ trấu tiêu thụ với số lượng nhỏ Trấu thải từ nhà máy xay xát khơng nơi tiêu thụ, khơng kho bãi chứa cịn cách tuồn xuống kênh rạch, sơng ngịi Hậu làm ô nhiễm môi trường nước mùi hôi làm ảnh hưởng đến đến sinh hoạt người dân Do vậy, phải tính đầu cho trấu Đã hàng loạt cơng trình nghiên cứu, tận dụng nguồn trấu khổng lồ vựa lúa lớn nước làm nguyên liệu để phục vụ sản xuất, đời sống triển khai thực tế Và nhiều doanh nghiệp, sở sản xuất, người dân làm giàu từ nguồn phế phẩm Song khơng tiêu thụ hết được, khối lượng trấu phát sinh lớn Thêm vào đấy, nông nghiệp nước ta cịn mang tính nhỏ lẻ nên gặp khó khăn việc thu gom Vì trấu thải tồn loại chất độc, đe doạ ngày sống môi trường diễn Đồng sông Cửu Long Từ trạng tình hình xử lý vỏ trấu rơm rạ lãng phí, khơng mang lại giá trị kinh tế, gây nhiễm mơi trường trên, đó, tro trấu, rơm rạ chứa SiO2, chất cần thiết cho ngành xây dựng số ngành khác giá thành nhập lại cao Chính vậy, cần có phương pháp, nghiên cứu khả thi, hiệu để tận dụng nguồn vỏ trấu rơm đề tài "Nghiên cứu tinh luyện SiO2 từ vỏ trấu, rơm để sản xuất vật liệu xây dựng" hướng đến mục tiêu tạo loại vật liệu xây dựng chất lượng cao, thân thiện với môi trường từ phế phẩm nông nghiệp trấu rơm , nhằm tận dụng phế phẩm nguồn nguyên liệu hiệu quả, bền vững, tạo điều kiện phát triển vùng nông thôn, cải thiện tình trạng nhiễm mơi trường phế phẩm gây Mục tiêu đề tài: SVTH: Nguyễn Thị Huỳnh Như Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths Vũ Hải Yến - Nghiên cứu tận dụng phế phẩm nông nghiệp cụ thể vỏ trấu rơm để tinh chế SiO2 nhằm tạo vật liệu xây dựng chất lượng cao - Tìm ngưỡng tối ưu tỷ lệ phối trộn phụ gia SiO2 tinh chế ximăng Nội dung nghiên cứu - Tổng quan tình hình phế phẩm nơng nghiệp - Tìm hiểu nguồn gốc, trạng, hình thức thu gom, xử lý tái chế vỏ trấu, rơm rạ - Thu thập nhu cầu ngành vật liệu xây dựng nước giới, cách đánh giá chất lượng vật liệu xây dựng - Đo đạc tính chất lý, hóa học vật liệu xây dựng làm từ tro trấu, rơm rạ - Tìm ngưỡng tối ưu tỷ lệ phối trộn SiO2 tinh chế từ tro trấu, rơm rạ việc sản xuất vật liệu xây dựng thân thiện với môi trường Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Thí nghiệm ứng dụng vỏ trấu rơm rạ - Phạm vi nghiên cứu giới hạn lĩnh vực sau: Nguồn vỏ trấu, rơm rạ thu gom khu vực Huyện Châu Thành, tỉnh Bến Tre Làm mẫu thử vữa (kích thước 40x40x160mm, gồm 450g ximăng, 1350g cát, 225g nước) không nghiên cứu làm loại vật liệu xây dựng khác Địa điểm thời gian thí nghiệm Địa điểm nghiên cứu: Trong phịng thí nghiệm Khoa CNSH – Thực phẩm - Môi trường Trường Đại Học Công Nghệ Thành Phố Hồ Chí Minh Thời gian nghiên cứu: Bắt đầu từ ngày 20/6/2016 đến ngày 1/8/2016 Phương pháp nghiên cứu 6.1 Phương pháp luận - Dựa nguyên tắc tái chế phế phẩm nông nghiệp vỏ trấu rơm rạ để làm vật liệu xây dựng - Dựa tiêu chuẩn vật liệu xây dựng đòi hỏi - Dựa thành phần đầu vào phế phẩm nông nghiệp tiêu chuẩn cần thiết vật liệu xây dựng, nghiên cứu tiến hành tinh luyện mẫu phế phẩm nông SVTH: Nguyễn Thị Huỳnh Như Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths Vũ Hải Yến nghiệp phương pháp vật lý hóa học, sau kiểm tra tính chất vật liệu, phối trộn, đúc mẫu kiểm tra độ chịu lực vật liệu 6.2 Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp thu thập liệu: tiến hành thu thập, sưu tầm thông tin, tài liệu, số liệu, có liên quan đến nội dung nghiên cứu từ tạp chí, sách báo, giáo trình, internet,… - Phương pháp thực nghiệm: sơ chế, điều chế mẫu; xác định tính chất mẫu, đúc mẫu, đo tính lý mẫu vữa - Phương pháp phân tích: lựa chọn tổng hợp lại số liệu làm sở cho trình thực đề tài - Phương pháp tính tốn: tính tốn số liệu thu thập, kết làm thực nghiệm - Phương pháp đánh giá: nhận xét, đánh giá kết từ số liệu thu thập kết làm thực nghiệm Ý nghĩa khoa học, ý nghĩa thực tiễn 7.1 Ý nghĩa khoa học - Tạo quy trình tinh luyện để thu vật liệu tinh khiết - Tận dụng nguồn phế phẩm nông nghiệp để tạo sản phẩm vật liệu xây dựng chất lượng cao 7.2 Ý nghĩa thực tiễn - Giải vấn đề ô nhiễm môi trường từ phế phẩm nông nghiệp - Tạo vật liệu xây dựng chất lượng cao, giá thành thấp - Quy trình hợp lý, tiết kiệm, thân thiện mơi trường Kết cấu đề tài: Đồ án phần Mở đầu, Kết luận – kiến nghị bao gồm chương sau: Chương 1: Tồng quan vật liệu Chương 2: Tổng quan tình hình nghiên cứu Chương 3: Phương pháp nghiên cứu Chương 4: Kết quả, thảo luận SVTH: Nguyễn Thị Huỳnh Như Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths Vũ Hải Yến CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ VẬT IỆU 1.1 Tổng quan phế phẩm nông nghiệp 1.1.1 Định nghĩa phế phẩm nông nghiệp Phế phẩm nông nghiệp chất thải phát sinh trình hoạt động nơng nghiệp 1.1.2 Nguồn gốc phát sinh phế phẩm nông nghiệp Phế phẩm nông nghiệp phát sinh q trình chế biến loại cơng nghiệp, lương thực, hoa màu, sản xuất hoa quả, thực phẩm, sinh từ hoạt động chăn nuôi, 1.1.3 Phân loại phế phẩm nông nghiệp 1.1.3.1 Bã nông nghiệp Chất thải nông nghiệp chất dư thừa sau vụ thu hoạch Chúng thu gom với thiết bị thu hoạch thông thường lúc sau gặt hái Các chất thải nông nghiệp bao gồm thân bắp, rơm rạ, vỏ trấu, mía, Ở số nơi, đặc biệt vùng khô, chất bã cần phải giữ lại nhằm bổ sung chất dinh dưỡng cho đất cho vụ mùa Tuy nhiên, đất hấp thu hết tất chất dinh dưỡng từ cặn bã, chất bã không tận dụng tối đa bị mục rữa làm thất thoát lượng Vỏ trấu Cùi ngơ Bã mía Rơm rạ Hình 1.1 Các loại bã nông nghiệp SVTH: Nguyễn Thị Huỳnh Như Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths Vũ Hải Yến 1.1.3.2 Chất thải từ chăn nuôi gia súc Chất thải từ chăn ni gia súc, phân trâu, bị, heo gà, chuyển thành gas đốt trực tiếp nhằm cung cấp nhiệt sản xuất lượng Phần lớn phân gia súc có hàm lượng methane cao nên bánh phân dùng nhiên liệu cho việc nấu nướng Tuy vậy, phương pháp nguy hiểm chất độc hại sinh từ việc đốt phân nguy hại sức khỏe người tiêu dùng, nguyên nhân gây 1,6 triệu người chết năm nước phát triển Các chất thải gia súc sử dụng để sản xuất nhiều loại sản phẩm tạo điện thông qua phương pháp tách methane phân hủy yếm khí 1.1.3.3 Thu gom, xử lý tái chế phế phẩm nông nghiệp Bên cạnh mức tăng trưởng xuất nơng sản phụ, phế phẩm trình chế biến loại công nghiệp, sản xuất hoa quả, thực phẩm, phân gia súc, gia cầm đa dạng chủng loại phong phú số lượng Và nỗi lo bãi chứa, đầu cho phế phẩm nông nghiệp sau thu hoạch rơm rạ, vỏ trấu, thân chuối, xơ dừa, bã mía, lõi ngô, phân gia súc,… Số liệu hàng trăm ngàn nông sản xuất hàng năm, tương ứng với số gấp nhiều lần phế phẩm nông nghiệp thải môi trường vấn nạn rác, đe dọa ô nhiễm môi trường cho tỉnh mạnh sản xuất nơng nghiệp Do đặc thù sản xuất nông nghiệp nước ta mang tính nhỏ lẻ, phân tán, nên việc thu gom, phân loại phụ, phế thải khó khăn Cịn sở chế biến nơng sản, thực phẩm chủ yếu tập trung đầu tư cho dây chuyền sản xuất chính, quan tâm tận thu, tái chế sử dụng lại phụ, phế phẩm trình sản xuất Nhiều doanh nghiệp cịn sản xuất điều kiện không bảo đảm vệ sinh môi trường, chi nói đến đầu tư cơng đoạn xử lý sản phẩm phụ, phế thải để tái chế Các phụ, phế phẩm sau sử dụng thường xử lý biện pháp chôn lấp, đốt bỏ, đổ xuống hồ, ao, sơng, suối vừa lãng phí, vừa gây nhiễm mơi trường Chỉ phần nhỏ số sử dụng làm nhiên liệu đốt, thức ăn gia súc, phân bón, cịn phần lớn đổ hồ ao, cống rãnh làm ảnh hưởng không nhỏ đến môi trường sinh thái Việc sử dụng phế thải nông nghiệp sinh hoạt nông thôn ngày giảm thay nguồn nhiên liệu thuận lợi gas, điện, Trong đó, sở sản xuất chế biến nông SVTH: Nguyễn Thị Huỳnh Như Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths Vũ Hải Yến sản lại cần nhiều nguồn lượng mà phải sử dụng nhiên liệu hố thạch đắt than, dầu, gas Vì vậy, việc nghiên cứu tận dụng phế thải nông nghiệp tạo nguồn lượng, nguyên vật liệu phục vụ công nghiệp, xây dựng, đời sống sinh hoạt hàng ngày người dân việc làm cần thiết cấp bách 1.2 Tổng quan vỏ trấu 1.2.1 Nguồn gốc vỏ trấu Trấu lớp vỏ hạt lúa tách trình xay xát Trong vỏ trấu chứa khoảng 75% chất hữu dễ bay cháy trình đốt khoảng 25% cịn lại chuyển thành tro Chất hữu chứa chủ yếu cellulose, lignin Hemicellulose (90%), ngồi có thêm thành phần khác hợp chất nitơ vô Lignin chiếm khoảng 25 - 30% cellulose chiếm khoảng 35 - 40% Bảng 1.1 Thành phần hóa học tro trấu Thành phần SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO Hàm lượng, % 90,21 0,68 0,74 1,41 MgO K2 O Na2O 0,59 2,38 0,25 Các chất hữu trấu mạch polycarbohydrat dài nên hầu hết lồi sinh vật khơng thể sử dụng trực tiếp được, thành phần lại dễ cháy nên dùng làm chất đốt Sau đốt, tro trấu có chứa 80% silic oxit, thành phần sử dụng nhiều lĩnh vực Hình 1.2 Cây lúa Hình 1.3 Vỏ trấu 1.2.2 Hiện trạng vỏ trấu Việt Nam Vỏ trấu có nhiều ĐBSCL ĐBSH, hai vùng trồng lúa lớn nước Chúng thường không sử dụng hết nên phải đem đốt đổ xuống sông suối SVTH: Nguyễn Thị Huỳnh Như Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths Vũ Hải Yến để tiêu hủy Theo khảo sát, lượng vỏ trấu thải ĐBSCL khoảng triệu tấn/năm, khoảng 10% số sử dụng Về sau, trấu cịn dùng để làm củi trấu (trấu ép lại thành dạng thanh), sử dụng khoảng 12.000 vỏ trấu/năm Tại ĐBSCL, nhà máy xay xát đổ trấu xuống sông, rạch Trấu trôi lềnh bềnh trôi khắp nơi, chìm xuống đáy gây nhiễm nguồn nước Tại đây, trấu có cơng dụng làm chất đốt Nhưng để sử dụng loại chất đốt cồng kềnh này, số hộ gia đình phải vận chuyển nhiều lần phải có nhà rộng để chứa Hình 1.4 Vỏ trấu đổ bỏ sông Các nhà máy xay xát tỉnh Hậu Giang thải khoảng 220.000 trấu, trung bình ngày, nhà máy xay xát thải 24,5 trấu Lượng trấu thải không tiêu thụ ngay, ứ đọng lại Các nhà máy thường un trấu thành phân trấu, đổ thành đống cao Ở số huyện vùng sâu thuộc TP Cần Thơ tỉnh An Giang xúc trước tình trạng lượng lớn vỏ trấu trôi khắp mặt sông, gây ô nhiễm môi trường ảnh hưởng đến đời sống sinh hoạt Dọc số bờ sông quận Ô Môn, huyện Thới Lai, huyện Cờ Đỏ TP Cần Thơ sông Thị Đội, sông Ngang thấy nhiều vỏ trấu trôi mặt sông Bờ sông ngập màu vàng vỏ trấu Nước sông đoạn vốn ô nhiễm, quyện với mùi vỏ trấu phân hủy tạo nên mùi khó chịu Con sơng bị nhiễm nặng nề nên dùng nước để sinh hoat Chính bị lượng vỏ trấu thải sơng mà người dân SVTH: Nguyễn Thị Huỳnh Như Đồ án tốt nghiệp GVHD: Ths Vũ Hải Yến khơng có nước sinh hoạt, ảnh hưởng đến giao thông qua lại ghe tàu việc ni cá bị cản trở dịng nước bị ô nhiễm nặng 1.2.3 Các ứng dụng vỏ trấu 1.2.3.1 Sử dụng làm chất đốt Chất đốt từ vỏ trấu sử dụng nhiều sinh hoạt (nấu ăn, nấu thức ăn gia súc) sản xuất (làm gạch, sấy lúa) nhờ ưu điểm sau: Trấu có khả cháy sinh nhiệt tốt thành phần có 75% chất xơ Theo bảng chi phí 1kg trấu đốt sinh 3.400 Kcal 1/3 lượng tạo từ dầu giá lại thấp đến 25 lần Trấu nguồn nguyên liệu dồi lại rẻ tiền, sản lượng năm 2010 38 triệu lúa Như lượng vỏ trấu thu sau xay xát tương đương 7,6 triệu (vỏ trấu chiếm 20% trọng lượng hạt lúa) Sản lượng trấu thu gom ĐBSCL lên tới 1,4 - 1,6 triệu Nguyên liệu trấu có ưu điểm bật sử dụng làm chất đốt: Vỏ trấu sau xay xát ln dạng khơ, có hình dáng nhỏ rời, tơi xốp, nhẹ, vận chuyển dễ dàng Thành phần chất xơ cao phân tử khó cho vi sinh vật sử dụng nên việc bảo quản, tồn trữ đơn giản, chi phí đầu tư Chính lý mà trấu sử dụng làm chất đốt phổ biến Trong sinh hoạt người dân thiết kế dạng lò chuyên nấu nướng với chất đốt trấu Lị có ưu điểm lượng lửa cháy nóng đều, giữ nhiệt tốt lâu Lò trấu cịn sử dụng rộng rãi nơng thơn Hình 1.5 Lò đốt trấu dùng sinh hoạt SVTH: Nguyễn Thị Huỳnh Như 10 ... SiO2 tinh chế từ tro trấu, rơm rạ việc sản xuất vật liệu xây dựng thân thiện với môi trường Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Thí nghiệm ứng dụng vỏ trấu rơm rạ - Phạm vi nghiên. .. xây dựng số ngành khác giá thành nhập lại cao Chính vậy, cần có phương pháp, nghiên cứu khả thi, hiệu để tận dụng nguồn vỏ trấu rơm đề tài "Nghiên cứu tinh luyện SiO2 từ vỏ trấu, rơm để sản xuất. .. tái chế vỏ trấu, rơm rạ - Thu thập nhu cầu ngành vật liệu xây dựng nước giới, cách đánh giá chất lượng vật liệu xây dựng - Đo đạc tính chất lý, hóa học vật liệu xây dựng làm từ tro trấu, rơm rạ