Cân bằng và động học hấp phụ của đồng lên than sinh học có nguồn gốc từ phân bò

Than sinh học có nguồn gốc từ chất thải chăn nuôi hiện đang thu hút nhiều sự chú ý về tiềm năng hấp phụ để xử lý môi trường. Mục tiêu của nghiên cứu này là khảo sát cơ chế loại bỏ Cu2+ khỏi dung dịch nước của than sinh học có nguồn gốc từ phân bò như một chất hấp phụ.

Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Thực phẩm 18 (2) (2019) 78-88 CÂN BẰNG VÀ ĐỘNG HỌC HẤP PHỤ CỦA ĐỒNG LÊN THAN SINH HỌC CÓ NGUỒN GỐC TỪ PHÂN BÒ Nguyễn Văn Phƣơng*, Nguyễn Thị Cẩm Nhung, Lâm Thị Mỹ Ngọc Trường Đại học Công nghiệp TP.HCM *Email: nvphccb@gmail.com Ngày gửi bài: 10/4/2019; Ngày chấp nhận đăng: 05/6/2019 TĨM TẮT Than sinh học có nguồn gốc từ chất thải chăn nuôi thu hút nhiều ý tiềm hấp phụ để xử lý môi trường Mục tiêu nghiên cứu khảo sát chế loại bỏ Cu2+ khỏi dung dịch nước than sinh học có nguồn gốc từ phân bò chất hấp phụ Than sinh học điều chế nhiệt độ 300, 450 600 °C, tính chất hóa lý than hàm lượng hữu TOC, pH, pHpzc, số nhóm chức H+ OH- xác định Than sau thu cho cân với dung dịch Cu2+ nhiều nồng độ khác nhau, dao động 0-360 mg/L khoảng 12 Các đường đẳng nhiệt hấp phụ Cu2+ than điều chế 300 450 °C phù hợp với mô hình Langmuir hơn, mơ hình Freundlich phù hợp cho than điều chế 600 °C Khả hấp phụ tối đa Cu2+ cho than điều chế 300, 450 600 °C 12,2; 21,8 21,6 mg/g Khảo sát động học cho thấy trình hấp phụ đạt trạng thái cân sau mơ hình động học giả bậc phù hợp để giải thích động học trình hấp phụ Cu2+ lên than sinh học Kết phân bò chất thải chuyển đổi thành than sinh học có giá trị chất hấp phụ để loại bỏ độc tính Cu2+ khỏi mơi trường nước Từ khóa: Cân động học, hấp phụ Cu2+, phân bò, than sinh học GIỚI THIỆU Kim loại nặng hợp chất chúng tác dụng độc hại đến hệ sinh thái thủy sinh người mối quan tâm nhà nghiên cứu môi trường giới năm gần [1] Một số kim loại nặng Cu, Zn kim loại cần thiết cho trao đổi chất bình thường sinh vật, gây độc hại cho sinh vật với nồng độ thấp [2] Do đó, điều quan trọng cấp bách tìm kiếm giải pháp vừa hiệu có lợi chi phí để xử lý kim loại nặng, bảo vệ chất lượng môi trường nước Nhiều kỹ thuật phát triển để loại bỏ kim loại nặng khỏi nước nước thải, bao gồm kết tủa hóa học, màng, trao đổi ion hấp phụ [3] Than sinh học sản phẩm sản xuất từ phụ phẩm nông nghiệp phương pháp nhiệt phân điều kiện yếm khí nhiệt độ > 300 °C Các tính chất hiệu suất thu hồi than sinh học có liên quan đến thông số điều chế như: nhiệt độ, thời gian lưu tốc độ gia nhiệt q trình nhiệt phân, nguồn gốc ngun liệu, kích cỡ vật liệu [4] Các chế hấp phụ than sinh học kim loại nặng cho thấy tính chất hóa lý bề mặt yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất hấp phụ, bị chi phối nhiều điều kiện nhiệt phân đặc biệt nhiệt độ thời gian nung [5] Do đó, nghiên cứu chế hấp phụ ion kim loại nặng than sinh học điều kiện nhiệt phân khác cần thiết 78 Cân động học hấp phụ đồng lên than sinh học có nguồn gốc từ phân bò Phân bò từ trại chăn ni Việt Nam sử dụng phổ biến theo truyền thống làm khô bón cho trồng Các hoạt động thường gây ô nhiễm phát tán mùi, chi nguồn lây lan dịch bệnh Nghiên cứu chuyển phân bò thành than sinh học với nhiều ứng dụng phong phú cải tạo đất, xử lý kim loại, giảm phát thải khí nhà kính xu [6] Tuy nhiên, nghiên cứu ảnh hưởng than sinh học có nguồn gốc từ phân bò, ngành chăn ni phổ biến huyện Củ Chi, TP HCM lên chế hấp phụ kim loại nặng, cụ thể ion đồng thiếu thơng tin Mục tiêu nghiên cứu khảo ảnh hưởng nhiệt độ điều chế than sinh học có nguồn gốc từ phân bò lên số thành phần hóa lý, hiệu suất thu hồi than khả hấp phụ Cu2+ than sinh học, qua đánh giá khả ứng dụng than sinh học vào xử lý độc tính Cu2+ nước nước thải VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Phƣơng pháp thu mẫu Mẫu phân bò lấy tháng 12/2018 hộ chăn ni bò thương phẩm huyện Củ Chi, TP HCM (10058’17,8’’N; 106034’29,8’’E), làm khô sơ bộ, cắt nhỏ < mm sấy khô tủ sấy 60 °C 24 [7] 2.2 Bố trí thực nghiệm 2.2.1 Dụng cụ hóa chất thí nghiệm Các hóa chất sử dụng thuộc loại tinh khiết phân tích Merck bao gồm: CuCl22H2O, NaNO3, HNO3, NaOH, H2O2 Nồng độ dung dịch lưu trữ Cu2+ 1000 mg/L Nước sử dụng nước cất qua lọc máy lọc nước siêu Model: EASYpure II RF Thermo Scientific – USA Dụng cụ thí nghiệm phải làm trước sử dụng cách đổ đầy axit nitric 1M 24 sau xả nước khử khống [8] 2.2.2 Bố trí thực nghiệm Điều chế than sinh học mô theo nghiên cứu Yoo et al., phân bò sau xử lý điều chế lò nung Nabertherm P330 với nhiệt độ 300, 450, 600 °C với tốc độ nung lập trình 10 °C/phút đạt nhiệt độ mong muốn lưu giữ trong điều kiện yếm khí Mẫu phân bò sau điều chế nghiền nhỏ qua rây mm lưu trữ túi PE kín, bảo quản °C [9] Các mẫu than sinh học sau sử dụng để xác định pH, pHpzc [10], TOC theo phương pháp Walkley Black [11], số nhóm H+/OH- theo phương pháp chuẩn độ [12] để sử dụng cho thí nghiệm Khảo sát cân hấp phụ Cu2+ lên than sinh học mô theo nghiên cứu Xu et al [13] Thí nghiệm thực ống polypropylen 60 mL cách trộn 0,125 g than sinh học với 25 mL dung dịch NaNO3 0,01 M chứa 0, 60, 120, 180, 240 360 mgCu2+/L Hỗn hợp sau khuấy trộn máy lắc GFL 3015 Đức tốc độ 100 vòng/phút 12 (Thời gian đủ để hấp phụ Cu2+ đạt đến trạng thái cân bằng, xác định thí nghiệm sơ bộ), nhiệt độ phòng pH dao động 6,0-6,5 (khơng điều chỉnh suốt q trình thí nghiệm) Sau cân bằng, pha rắn lỏng tách cách ly tâm 4000 vòng/phút 15 phút máy ly tâm DLAB DM 0636 dung dịch lọc qua lọc 0,22 µm Dịch lọc axit hóa đến pH < HNO3 đậm đặc để phân tích Cu2+ ICP-OES Khảo sát động học hấp phụ thực ống polypropylen 60 mL cách trộn 0,125 g than sinh học với 25 mL dung dịch NaNO3 0,01 M chứa 120 mgCu2+/L Hỗn hợp sau khuấy trộn máy lắc tốc độ 100 vòng/phút Tất mẫu lắc nhiệt độ phòng 24 giờ, định kỳ thời gian rút mẫu ly tâm (4000 vòng/phút) 79 Nguyễn Văn Phương, Nguyễn Thị Cẩm Nhung, Lâm Thị Mỹ Ngọc 15 phút, lọc axit hóa đến pH < HNO3 đậm đặc để phân tích Cu2+ ICP-OES [13] 2.3 Xử lý liệu thí nghiệm 2.3.1 Tính tốn kết Tính tốn hiệu suất thu hồi than Cơng thức Tính tốn pHpzc than ( ) Cơng thức Trong đó, pHi pHf giá trị đo pH ban đầu sau cho than vào dung dịch muối KCl 0,1 M KCl 0,01 M pHpzc xác định sau đo pH cuối vẽ ∆pH theo độ pH ban đầu pHpzc điểm mà đường cong ∆pH theo độ pH vượt qua đường ∆pH = [10] Tính tốn cân hấp phụ Dung lượng hấp phụ (mg/g): ( ) Cơng thức Phương trình đẳng nhiệt Langmuir [14,15]: Cơng thức Vẽ 1/q theo 1/C, phương trình có dạng y = ax+b, qua xác định q0 xem xét phù hợp đường đẳng nhiệt hấp phụ Cơng thức Trong đó: q0, qi dung lượng hấp phụ Cu cực đại, thời điểm cân mẫu i, , lượng Cu có mẫu i thời điểm cân bằng, lượng Cu có sẵn mẫu i thời điểm (mg/g); KL số hấp phụ Langmuir (L/mg) Phương trình đẳng nhiệt Freundlich [16]: q = y/m = KF.C1/nF Hay: Công thức Vẽ logq theo logC, phương trình có dạng y = ax + b Trong q0, qi dung lượng hấp phụ Cu cực đại, thời điểm cân mẫu i, , lượng Cu có mẫu i thời điểm cân bằng, lượng Cu có sẳn mẫu i thời điểm (mg/g); Công thức Ci nồng độ ion Cu bị hấp phụ thời điểm cân (mg/L); 80 Cân động học hấp phụ đồng lên than sinh học có nguồn gốc từ phân bò KF ((mg/giờ)/(mg/L)n) 1/nF số phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich Vẽ logq theo logC để xem xét phù hợp đường đẳng nhiệt hấp phụ theo Freundlich Tính tốn động học hấp phụ Để nghiên cứu chế hấp phụ, mơ hình động học bậc 1, mơ hình động học bậc thường sử dụng để phân tích mơ hình hóa liệu hấp phụ động học [14] Phương trình giả bậc 1: Hay Vẽ ( ( ) Công thức ( ) Công thức ) theo t Phương trình giả bậc 2: Công thức 10 Vẽ 1/qt theo 1/t qe dung lượng hấp phụ Cu2+ thời điểm cân (mg/gam) qt dung lượng hấp phụ Cu2+ thời điểm t (mg/gam) k1 (1/giờ) k2 (g/mg.giờ) số vận tốc giả bậc 1, bậc 2.3.2 Xử lý số liệu Các số liệu thu thập tập hợp xử lý thống kê phần mềm có Exel Để giảm thiểu nguồn dẫn đến sai số, mẫu lặp sử dụng phân tích để đánh giá độ xác sai lệch Các thí nghiệm phân tích lặp lại lần SPSS 20.0 sử dụng để xác định tính đồng phương sai, sau xác định sai khác giá trị trung bình thí nghiệm với giá trị p < 0,05 Tukey’s test post hoc Sig >0,05 Tamhane Sig < 0,05 [17] KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Khảo sát ảnh hƣởng nhiệt độ điều chế lên hiệu suất thu hồi, TOC, pH, pHzpc, nhóm chức axit (H+), bazo (OH-) than sinh học Kết nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ điều chế than sinh học lên hiệu suất thu hồi than (Hình 1) cho thấy nhiệt độ tăng từ 300, 450, 600 °C, hiệu suất thu hồi 63,0; 51,1 49,4%, lý giải tăng nhiệt độ nung chất dễ bay than giảm [14] Kết tương đồng với nghiên cứu Yavari et al hiệu suất giảm tăng nhiệt độ nhiệt phân từ 300 đến 700 °C báo cáo, cụ thể 300 °C 59,5% 37,9% 700 °C, lý giải phân hủy nhiệt hợp chất lignocellulose chất bay trình chịu trách nhiệm cho việc giảm hiệu suất thu hồi [21, 22] Hơn nữa, kết tương tự báo cáo Yang et al., gia tăng nhiệt độ điều chế than sinh học làm hiệu suất than sinh học giảm [18] 81 65 63 61 59 57 55 53 51 49 47 45 b c 70 Hàm lượng TOC (%) Hiệu suất thu hồi (%) Nguyễn Văn Phương, Nguyễn Thị Cẩm Nhung, Lâm Thị Mỹ Ngọc a a 60 50 b 40 30 a 20 10 300 450 Nhiệt độ nung (°C) 300 600 Hình Hiệu suất thu hồi than theo nhiệt độ điều chế a,b : thể sai khác có ý nghĩa thống kê 450 600 Nhiệt độ điều chế (°C) Hình Hàm lượng TOC theo nhiệt độ điều chế than a,b,c : thể sai khác có ý nghĩa thống kê Kết nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ điều chế than từ phân bò đến hàm lượng tổng carbon TOC (Hình 2), cho thấy nhiệt độ điều chế tăng từ 300 lên 450 °C hàm lượng TOC tăng từ 36,7 lên 61,2%, điều có liên quan đến việc tạo axit hữu hợp chất phenolic phân hủy nhiệt hợp chất cellulose hemiaelluloses khoảng nhiệt độ điều chế nghiên cứu [19] Sau giảm mạnh 16,6% 600 °C, điều cho cellulose lignin bị phân hủy nhiệt hết khoảng 240-350 °C 280-500 °C [19] Kết nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ điều chế than sinh học lên pH than thu (Hình 3) cho thấy pH tăng 7,9 ; 9,3; 9,4 tương ứng với nhiệt độ nung 300; 450; 600 °C Kết phân tích mối tương quan giá trị trung bình pH mẫu than điều chế nhiệt độ khác (p < 0,05) SPSS 20 cho thấy giá trị pH mẫu than 300 450 °C khác biệt có ý nghĩa thống kê, kết nghiên cứu tương tự nghiên cứu Zhang et al thực điều chế phân bò Tây Tạng cho thấy tất mẫu than sinh học thu có tính kiềm, chứng tỏ hầu hết nhóm axit bị trình nhiệt phân diện ion kim loại kiềm, Ca, Mg K ổn định khơng bị bay q trình sản xuất than sinh học [20] Mặt khác, nhiệt độ điều chế 450 600 °C, pH mẫu than thu có pH khơng thay đổi nhiều, điều lý giải anion hữu dễ bay bị phân hủy hết nhiệt độ 450 °C nên khơng góp phần tăng pH mẫu than [20] Kết nghiên cứu tương đồng với nghiên cứu Cantrell et al., nhiệt độ điều chế than sinh học có nguồn gốc phân bò từ 350 đến 700 °C cho pH dao động từ 9,2 đến 9,9 [21] 0.10 b 0.10 0.10 a,b 0.10 pHzpc pH 0.09 0.09 a 0.08 c 0.09 0.09 0.08 0.08 b a 0.08 0.07 200 300 400 500 600 Nhiệt độ nung (°C) 0.07 700 300 450 600 Nhiệt độ nung (°C) Hình Biểu diễn pH than theo nhiệt độ điều chế a,b : thể sai khác có ý nghĩa thống kê Hình pHpzc theo nhiệt độ điều chế than : thể sai khác có ý nghĩa thống kê a,b,c 82 Cân động học hấp phụ đồng lên than sinh học có nguồn gốc từ phân bò Kết nghiên cứu (Hình 4) cho thấy, nhiệt độ điều chế than sinh học tăng pHpzc than sản phẩm tăng, cụ thể pHpzc tăng thể tính kiềm, điều cho thấy nhóm bazo chiếm ưu bề mặt than sinh học Do pHpzc đóng vai trò quan trọng việc lựa chọn giá trị pH tối ưu cho nghiên cứu hấp phụ làm sáng tỏ chế hấp phụ Khi giá trị pH dung dịch 0,9), nhiên mức độ phù hợp giảm dần theo nhiệt độ điều chế Kết tính tốn dung lượng hấp phụ tối đa than 300, 450 600 °C 12,2; 21,9 21,6 mg/gam Kết tương đồng với nghiên cứu Zhou et al cho biết khả loại bỏ Cu2+ tăng nhanh tăng nhiệt độ điều chế than [5] Với mơ hình Freundlich, kết nghiên cứu cho thấy tăng nhiệt độ điều chế than sinh học (Bảng 3) mức độ phù hợp tăng dần, ngược lại với mơ hình Langmuir Kết tương đồng với nghiên cứu Xu et al cho đường đẳng nhiệt hấp phụ Cu2+ nhiệt độ thấp phù hợp với mơ hình Langmuir so với mơ hình Freundlich [13] Khi tăng nhiệt độ điều chế than trình hấp phụ đơn lớp bước thay hấp phụ đa lớp hấp phụ hóa học, điều lý giải hấp phụ ion kim loại từ dung dịch nước thường bị chi phối hóa học bề mặt phản ứng kết tủa [13] 3.5 Than 300 Than 450 Than 600 Dung lượng hấp phụ q (mg/g) c c 3.0 c c c c 2.5 c b,c 2.0 1.5 b b b b b b b 1.0 0.5 a a a 0.0 60 120 180 Nồng độ ban đầu Co (mg/L) 240 360 Hình Dung lượng hấp phụ Cu (mg/g) than theo Co (mg/L) a,b,c : thể sai khác có ý nghĩa thống kê Kết tính tốn dung lượng hấp phụ Cu2+ tối đa lên dạng than sinh học có q0 dao động 12-21,6 mg/g, thấp nhiều so với kết nghiên cứu Kołodynska et al có q0 dao động 76,1-88,2 mg/g, điều kích cỡ hạt than điều chế thô (trong nghiên cứu qua sàng mm so với 0,4 mm nghiên cứu Kołodynska), nghiên cứu phát lượng ion Cu (II) hấp phụ tăng theo kích thước hạt giảm chất hấp phụ [22] Kết nghiên cứu (Hình 7) cho thấy khả hấp phụ than sinh học điều chế 300 °C hấp phụ gần cực đại C0 = 60 mgCu2+/L, giá trị C0 cho thấy khơng có khác biệt phù hợp với kết thực nghiệm 84 Cân động học hấp phụ đồng lên than sinh học có nguồn gốc từ phân bò Kết tính tốn (Bảng 3) cho thấy, dung lượng hấp phụ tối đa q0 tăng dần từ 12,2 mg/gam 300 °C lên 21,6 mg/gam 600 °C, kết nghiên cứu tương đồng với nghiên cứu Kołodynska et al nhận thấy khả hấp phụ mẫu than sinh học thu nhiệt độ 600 °C cao so với nhiệt độ 400 °C [22] Khi than điều chế 450 °C có q0 cao so với than điều chế 600 °C, điều hàm lượng hữu than 450 °C cao (61,2%) góp phần tăng khả hấp phụ Cu2+, phù hợp với diễn giải Xu et al cho có tạo phức bề mặt điện tử thơng qua nhóm OHhoặc π định vị, không lớn [13] ảng Biểu diễn dung lượng hấp phụ Cu2+ lên than sinh học điều chế nhiệt độ Mô hình Vật liệu Mơ hình Langmuir Mơ hình Freundlich R2 Các thông số Than 300 °C q0 (mg/g) = 12,2 KL= 3,0 L/mg 0,97 Than 450 °C q0 (mg/g) = 21,9 KL= 0,3 L/mg 0,95 Than 600 °C q0 (mg/g) = 21,6 KL= 2,3 L/mg 0,91 Than 300 °C nF = 47,8 KF = 11,0 0,93 Than 450 °C nF = 5,6 KF = 9,2 0,95 Than 600 °C nF = 8,4 KF = 12,7 0,99 3.3 Khảo sát động học hấp phụ Cu2+ than sinh học theo nhiệt độ điều chế Kết nghiên cứu cho thấy trình hấp phụ tăng nhanh cho dạng than 300, 450, 600 °C (Hình 7), cụ thể 10,9; 12,4; 13,3 mg/gam Sau q trình hấp phụ chậm dần sau xem dừng lại Dung lượng hấp phụ q (mg/g) 2.0 1.8 Than 300 Than 450 Than 600 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.1 0.2 0.4 0.5 0.9 2.0 Thời gian t (giờ) Hình Biểu diễn dung lượng hấp phụ q (mg/gam) theo t (giờ) Kết tính tốn thơng số động học nghiên cứu (Bảng 4) cho thấy, với mơ hình động học giả bậc có mối tương quan R2 dao động khoảng 82-95, nhiên, giá trị qe tính tốn hồn tồn khơng phù hợp với giá trị thực nghiệm, cụ thể, qe tính tốn cho dạng than dao động 1,7-4,8 mg/gam, khi, giá trị thực nghiệm dao động 12,8-18,2 mg/gam Do 85 Nguyễn Văn Phương, Nguyễn Thị Cẩm Nhung, Lâm Thị Mỹ Ngọc đó, mơ hình động học giả bậc không phù hợp để giải thích động học q trình hấp phụ Cu2+ lên than sinh học nghiên cứu Kết nghiên cứu tương đồng với nghiên cứu Kołodynska et al cho mơ hình giả bậc khơng phù hợp giá trị tính tốn giá trị thực nghiệm khác [22] Theo kết tính tốn từ mơ hình động học giả bậc nghiên cứu (Bảng 4) cho thấy, có mối tương quan chặt chẽ (R2 = 0,93-0,96) kết tính tốn qe phù hợp với kết thực nghiệm Do đó, sử dụng mơ hình động học giả bậc để giải thích động học q trình hấp phụ Cu2+ lên than sinh học có nguồn gốc từ phân bò phù hợp Điều có nghĩa việc kiểm sốt q trình động học có đóng góp q trình hấp phụ hóa học [22] ảng Thơng số động học hấp phụ Cu2+ lên than sinh học Mô hình Giả bậc Giả bậc Nhiệt độ nung Các thông số R2 Than 300 °C k1 = 0,32 (1/giờ) qe = 1,7 mg/gam 0,95 Than 450 °C k1 = 0,17 (1/giờ) qe = 4,8 mg/gam 0,82 Than 600 °C k1 = 0,17 (1/giờ) qe = 4,7 mg/gam 0,82 Than 300 °C k2 = 0,42 (g/(mg.giờ) qe = 12,8 mg/gam 0,96 Than 450 °C k2 = 0,12 (g/(mg.giờ) qe = 18,2 mg/gam 0,95 Than 600 °C k2 = 0,15 (g/(mg.giờ) qe = 18,1 mg/gam 0,93 KẾT LUẬN Từ kết nghiên cứu trên, cho phép rút số kết luận sau: Các tính chất hóa lý than sinh học (hiệu suất thu hồi, TOC, pH, pHpzc, số nhóm H+, OH) có nguồn gốc từ phân bò (Huyện Củ Chi, TP Hồ Chí Minh) nung nhiệt độ điều chế khác xác định Kết cho thấy nhiệt độ điều chế than tương quan chặt chẽ tỷ lệ thuận với thông số mmolOH-, pHpzc, pH tương quan yếu với TOC Các thông số hấp phụ Cu2+ lên than sinh học mức nhiệt độ điều chế 300, 450 600 °C cho kết dung lượng hấp phụ tối đa 12,2; 21,9 21,6 mg/gam Cả hai mơ hình cân đẳng nhiệt Langmuir Freundlich phù hợp với trình hấp phụ Cu2+ Mơ hình động học giả bậc phù hợp để giải thích q trình động học hấp phụ Cu2+ lên than sinh học có nguồn gốc từ phân bò Nghiên cứu cho thấy khả sử dụng than sinh học có nguồn gốc từ phụ phẩm chăn ni, cụ thể phân bò, vật liệu hấp phụ để xử lý Cu2+ nước thải có khả thi TÀI LIỆU THAM KHẢO Biati A., Moattar F., Karbassi A R., and Hassani A H - Role of saline water in removal of heavy elements from industrial wastewaters, International Journal of Environmental Research (1) (2010) 177-182 Saha P K and Hossain M.D, "Assessment of Heavy Metal Contamination and Sediment Quality in the Buriganga River, Bangladesh," in 2011 2nd International Conference on Environmental Science and Technology, 2011, pp 384-388 Tran H.N., You S.-J., Chao H.-P - Effect of pyrolysis temperatures and times on the adsorption of cadmium onto orange peel derived biochar, Waste Management & Research 34 (2) (2016) 129-138 86 Cân động học hấp phụ đồng lên than sinh học có nguồn gốc từ phân bò Trazzi P.A., Leahy J.J., Hayes M.H.B., and Kwapinski W - Adsorption and desorption of phosphate on biochars, Journal of Environmental Chemical Engineering (2016) 37-46 Zhou Z., Xu Z., Feng Q., Yao D., and Yu J - Effect of pyrolysis condition on the adsorption mechanism of lead, cadmium and copper on tobacco stem biochar, Journal of Cleaner Production 187 (2018) 1-26 Claudia Kammann, Jim Ippolito, Nikolas Hagemann, and Nils Borchard -Biochar as a tool to reduce the agricultural greenhouse-gas burden – knowns, unknowns and future research needs, Journal of Environmental Engineering and Landscape Management 25 (2) (2017) 114-139 Kiran Y.K., Barkat A., Xiao-qiang C - Cow manure and cow manure-derived biochar application as a soil amendment for reducing cadmium availability and accumulation by Brassica chinensis L in acidic red soil, Journal of Integrative Agriculture 16 (3) (2017) 725-734 CEN/TS 14429:2005 - Characterization of waste – Leaching behaviour test – Influence of pH on leaching with initial acid/base addition, 2005 Yoo G., Kim H., Chen J., Kim Y - Effects of biochar addition on nitrogen leaching and soil structure following fertilizer application to rice paddy soil, Soil Science Society of America Journal 78 (3) (2014) 852-861 10 Trần Thị Tú - Đặc điểm hóa lý than sinh học điều chế từ vỏ trấu, Tạp chí Khoa học – Đại học Huế 120 (6) (2016) 233-247 11 TCVN 8941:2011 - Chất lượng đất - Xác định cacbon hữu tổng số - Phương pháp Walkey Black, 2011 12 Cheung W.H., Lau S.S.Y., Leung S.Y., Ip A.W.M., McKay G - Characteristics of chemical modified activated carbons from bamboo scaffolding, Chinese Journal of Chemical Engineering 20 (3) (2012) 515-523 13 Xu X., Cao X., Zhao L., and Wang H - Removal of Cu, Zn, and Cd from aqueous solutions by the dairy manure-derived biochar, Environment Science and Pollution Research 20 (1) (2013) 358-368 14 Jain C K - Adsorption of zinc onto bed sediments of the River Ganga: adsorption models and kinetics, Hydrological Sciences-Journal-des Sciences Hydrologiques 46 (3) (2001) 419-434 15 Lu X.Q., Bibby R.L., Ford R.B., Webster-Brown J.G - Creating metal-spiked bed sediments: A case study from Orewa estuary, New Zealand, Environmental Toxicology and Chemistry 27 (10) (2008) 2088-2096 16 Sangiumsak N and Punrattanasin P - Adsorption behavior of heavy metals on various soils, Polish Journal of Environmental Studies 23 (3) (2014) 853-865 17 Xie J., Sun X., Yang D., and Cao R - Combined toxicity of cadmium and lead on early life stages of the Pacific oyster, Crassostrea gigas, ISJ - Invertebrate Survival Journal 14 (2017) 210-220 18 Yang X., Zhang S., Ju M., and Liu L - Preparation and modification of biochar materials and their application in soil remediation, Applied Sciences 2019 (9) 2-25 19 Yavari S., Malakahmad A., and Sapari N.B - Effects of production conditions on yield and physicochemical properties of biochars produced from rice husk and oil palm empty fruit bunches, Environmental Science and Pollution Research 23 (18) (2016) 1-13 87 Nguyễn Văn Phương, Nguyễn Thị Cẩm Nhung, Lâm Thị Mỹ Ngọc 20 Zhang J., Huang B., Chen L., Li Y., Li W., Luo Z - Characteristics of biochar produced from yak manure at different pyrolysis temperatures and its effects on the yield and growth of highland barley, Journal Chemical Speciation & Bioavailability 30 (1) (2018) 57-67 21 Cantrell K.B., Hunt P.G., Uchimiya M., Novak J.M., Ro K.S - Impact of pyrolysis temperature and manure source on physicochemicalcharacteristics of biochar, Bioresource Technology 107 (2012) 419-428 22 Kołodynska D., Wnetrzak R., Leahy J.J., Hayes M.HB.H.B., Kwapinski W., Hubicki Z - Kinetic and adsorptive characterization of biochar in metal ions removal, Chemical Engineering Journal 197 (2012) 295-305 ABSTRACT EQUILIBRIUM AND KINETIC OF COPPER ADSORPTION ON LIVESTOCK WASTE DERIVED BIOCHAR Nguyen Van Phuong*, Nguyen Thi Cam Nhung, Lam Thi My Ngoc Industrial University of Ho Chi Minh City *Email: nvphccb@gmail.com Biochar derived from livestock waste is currently attracting much attention on their adsorption potential for environmental treatment This study is to investigate the adsorption mechanism of Cu2+ from the solution by biochar derived from cow dung at different pyrolysis temperatures Biochar was prepared at temperatures of 300, 450 and 600 °C, their physicochemical properties such as organic content of TOC, pH, pHpzc, number of functional groups H+ and OH- has been determined Biochar was equilibrium with Cu2+ solution at different concentrations, ranging from to 360 mg/L for about 12 hours The Cu2+ adsorption isotherms of biochar were prepared at 300 and 450 °C in accordance with the Langmuir model, while the Freundlich model is more suitable for biochar prepared at 600 °C The maximum adsorption capacity of Cu2+ for biochar is prepared at 300, 450 and 600 °C respectively 12.2; 21.8 and 21.6 mg/g Kinetic survey showed that the adsorption process reached equilibrium after hours and pseudo-second-order kinetic model was suitable to explain the kinetics of Cu2+ adsorption on biochar The results indicate that cow manure is waste that can be converted into biochar as an adsorbent to remove the toxicity of Cu2+ from the water environment Keywords: Biochar, cow dung, Cu2+ adsorption, equilibrium and kinetics 88 ... thích động học q trình hấp phụ Cu2+ lên than sinh học có nguồn gốc từ phân bò phù hợp Điều có nghĩa việc kiểm sốt q trình động học có đóng góp q trình hấp phụ hóa học [22] ảng Thơng số động học hấp. .. trình hấp phụ Cu2+ Mơ hình động học giả bậc phù hợp để giải thích q trình động học hấp phụ Cu2+ lên than sinh học có nguồn gốc từ phân bò Nghiên cứu cho thấy khả sử dụng than sinh học có nguồn gốc. .. nồng độ ion Cu bị hấp phụ thời điểm cân (mg/L); 80 Cân động học hấp phụ đồng lên than sinh học có nguồn gốc từ phân bò KF ((mg/giờ)/(mg/L)n) 1/nF số phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich Vẽ