Nghiên cứu điều chế vật liệu từ vỏ nha đam để xử lý kháng sinh có trong nước thải bệnh viện

UBND TỈNH BÌNH DƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT NGUYỄN THỊ NGỌC TRÂM NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ VẬT LIỆU TỪ VỎ NHA ĐAM ĐỂ XỬ LÝ KHÁNG SINH CÓ TRONG NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG MÃ SỐ: 8440301 LUẬN VĂN THẠC SĨ BÌNH DƯƠNG – 2022 UBND TỈNH BÌNH DƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT NGUYỄN THỊ NGỌC TRÂM NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ VẬT LIỆU TỪ VỎ NHA ĐAM ĐỂ XỬ LÝ KHÁNG SINH CÓ TRONG NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG MÃ SỐ: 8440301 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS ĐÀO MINH TRUNG BÌNH DƯƠNG - 2022 UBND TỈNH BÌNH DƯƠNG CỢNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỢT Độc lập – Tự – Hạnh phúc Bình Dương, ngày…… tháng…… năm…… NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Chữ ký Người hướng dẫn (ghi rõ họ tên) TS ĐÀO MINH TRUNG LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu cá nhân tơi hướng dẫn khoa học Tiến sĩ Đào Minh Trung Các nội dung nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu điều chế vật liệu từ vỏ Nha đam để xử lý kháng sinh có nước thải bệnh viện” trung thực chưa công bố hình thức trước Những số liệu bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá cá nhân thu thập từ nguồn khác có ghi rõ nguồn gốc Nếu phát có gian lận tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm nội dung luận văn Bình Dương, ngày… tháng… năm 2022 HỌC VIÊN THỰC HIỆN NGUYỄN THỊ NGỌC TRÂM i LỜI CẢM ƠN Luận văn thạc sĩ chuyên ngành Khoa học Môi trường với đề tài “Nghiên cứu điều chế vật liệu từ vỏ Nha đam để xử lý kháng sinh có nước thải bệnh viện” thể thành nghiên cứu kiến thức thu nhận học viên thời gian học tập Trường Đại học Thủ Dầu Một Trong trình thực nhận hỗ trợ nhiệt tình tận tụy q thầy anh chị khóa Xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến: Tiến sĩ Đào Minh Trung, người trực tiếp hướng dẫn, bảo tận tình suốt thời gian nghiên cứu hồn thành luận văn Cơ Hồng Lê Thụy Thùy Trang dẫn nhiệt tình, hỗ trợ q trình thực thí nghiệm viết báo cáo Ban giám hiệu nhà trường tồn thể thầy thuộc Viện đào tạo sau đại học – Trường Đại học Thủ Dầu Một, người truyền dạy kiến thức bổ ích, tạo điều kiện cho học viên suốt trình học tập trường, định hướng nghiên cứu thực luận văn Xin gửi lời cảm ơn đến anh chị em học viên khóa CH20MT01 - 02 giúp đỡ động viên học viên trình thu thập tài liệu cho luận văn Cuối xin gửi lời biết ơn đến gia đình, bạn bè khích lệ, động viên tinh thần nguồn lực to lớn giúp học viên vượt qua khó khăn suốt q trình học tập nghiên cứu ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU vi DANH MỤC BẢNG BIỂU vii DANH MỤC HÌNH ẢNH viii PHẦN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu .2 Ý nghĩa thực tiễn Ý nghĩa khoa học CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan nước thải bệnh viện 1.1.1 Hiện trạng ô nhiễm 1.1.2 Thành phần ảnh hưởng nước thải bệnh viện 1.2 Tổng quan kháng sinh Tetracycline 17 1.2.1 Tổng quan kháng sinh Tetracycline .17 1.2.2 Một số phương pháp xử lý kháng sinh nước thải 19 1.3 Tổng quan Nha đam .20 1.3.1 Nguồn gốc Nha đam 20 1.3.2 Cấu tạo Nha đam 22 1.3.3 Phân loại nha đam .24 1.3.4 Thành phần hóa học Nha đam 27 1.3.5 Ứng dụng Nha đam 30 iii 1.3.6 Các nghiên cứu nước sử dụng vật liệu sinh học Nha Đam xử lý nước thải 32 CHƯƠNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36 2.1 Phương pháp nghiên cứu 36 2.1.1 Thiết bị, dụng cụ nghiên cứu 36 2.1.2 Danh mục hóa chất sử dụng 37 2.2 Nội dung nghiên cứu .37 2.2.1 Quy trình nghiên cứu 37 2.2.2 Bố trí thí nghiệm cho nội dung 1: điều chế vật liệu từ vỏ Nha đam .39 2.2.3 Bố trí thí nghiệm cho nội dung 2: Phân tích đặc điểm hình thái, thành phần vật liệu .40 2.2.4 Bố trí thí nghiệm cho nội dung 3: Ứng dụng vật liệu điều chế để xử lý nước thải giả định 41 2.3 Phương pháp nghiên cứu 47 2.3.1 Phương pháp thu thập thông tin, kế thừa tài liệu, so sánh 47 2.3.2 Phương pháp đo đạc phân tích mẫu .47 2.3.3 Phương pháp xử lý số liệu 48 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 49 3.1 Đặc điểm vật liệu điều chế từ vỏ Nha đam .49 3.1.1 FTIR 49 3.1.2 SEM 50 3.1.3 Phương pháp đẳng nhiệt hấp phụ - giải hấp phụ Nitơ 51 3.2 Ảnh hưởng điều kiện hấp phụ đến hiệu xử lý kháng sinh 52 3.2.1 Đường chuẩn Tetracycline 52 3.2.2 Khảo sát ảnh hưởng pH 53 3.2.3 Khảo sát ảnh hưởng liều lượng vật liệu .54 3.2.4 Khảo sát ảnh hưởng thời gian hấp phụ .55 3.2.5 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ kháng sinh 58 iv CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 64 4.1 Kết luận .64 4.2 Kiến nghị 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO .66 PHỤ LỤC 72 v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU BET Brunauer emmet teller BOD Biochemical Oxygen Demand - Nhu cầu oxy sinh hóa COD Chemical Oxygen Demand - Nhu cầu oxy hóa học FT-IR Fourier Transformation Infrared Spectrometer Phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại IUPAC International Union of Pure and Applied Chemistry Hội hóa học ứng dụng quốc tế QCVN Quy chuẩn Việt Nam SBR Sequencing Batch Reactor Hiếu khí hoạt động gián đoạn theo mẻ SEM Scanning electron microscope TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TDS Total Dissolved Solids - Tổng chất rắn hòa tan TS Total Solid - Tổng chất rắn TSS Total Suspended Solids - Tổng chất rắn lơ lửng TEM Transmission electron microscopy WASH Water, Sanitation and Hygiene WHO Tổ chức Y tế Thế Giới vi DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Bảng nhu cầu tiêu thụ nước theo số lượng giường bệnh Bảng 1.2 Thành phần nguồn phát sinh nước thải bệnh viện Bảng 1.3 Các nhóm vi khuẩn có bùn hoạt tính Bảng 1.4 Thành phần hóa học Nha Đam .27 Bảng 1.5 Một số nghiên cứu nước ngồi nước vật liệu sinh học có nguồn gốc từ Nha Đam xử lý nước thải 32 Bảng 2.1 Thiết bị 36 Bảng 2.2 Dụng cụ cần cho thí nghiệm .36 Bảng 2.3 Hóa chất cần thiết cho thí nghiệm 37 Bảng 2.4 Bảng thơng số phân tích .40 Bảng 2.5 Bảng phương pháp sử dụng để đo phân tích mẫu 47 Bảng 3.1 Kết khảo sát ảnh hưởng pH 54 Bảng 3.2 Kết khảo sát ảnh hưởng liều lượng vật liệu 55 Bảng 3.3 Kết khảo sát thời gian hấp phụ đạt cân .56 Bảng 3.4 Hằng số phương trình động học 58 Bảng 3.5 Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ kháng sinh 59 Bảng 3.6 Hằng số dung lượng hấp phụ cực đại vật liệu 61 Bảng 3.7 So sánh khả hấp phụ Tetracycline vật liệu sinh học điều chế từ vỏ Nha đam với số nghiên cứu trước 61 vii