Tóm tắt Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ từ xơ dừa để xử lý amoniac trong rác thải bệnh viện

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - T N N NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU HẤP PHỤ TỪ XƠ DỪA ĐỂ XỬ LÝ AMONI TRONG NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN TÓM TẮT LUẬN VĂN T ẠC SĨ K O Hà Nội – Năm 2016 ỌC ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - T N N NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU HẤP PHỤ TỪ XƠ DỪA ĐỂ XỬ LÝ AMONI TRONG NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN Chun ngành: Khoa học mơi trường Mã số: 60440301 TĨM TẮT LUẬN VĂN T ẠC SĨ K O N ỌC : PGS.TS TR N VĂN TUYÊN TS PHẠM TH THÚY Hà Nội – Năm 2016 TÓM TẮT LUẬN VĂN Họ tên: Bùi Thị Lan Anh Giới tính: Nữ Ngày sinh: 23/02/1990 Nơi sinh: Quảng Ninh Chuyên ngành: Khoa học môi trường Mã số: 60440301 Cán hướng dẫn: - PGS.TS Trịnh Văn Tuyên - TS Phạm Thị Thúy Tên đề tài luận văn: “Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ từ xơ dừ để xử lý m tr c thải bệnh việ ” MỞ ĐẦU Nước thải bệnh viện mối quan tâm, lo ngại sâu sắc nhà quản lý môi trường chúng gây nhiễm nghiêm trọng nguy hiểm đến đời sống người Hiện nay, nước thải từ số bệnh viện, phòng khám đa khoa có chứa nhiều thành phần nhiễm vượt tiêu chuẩn cho phép, gây ô nhiễm môi trường [4] Trong nước thải bệnh viện có số thành phần giống nước thải sinh hoạt, chứa lượng lớn chất rắn lơ lửng, chất hữu đặc trưng tiêu BOD5, chất dinh dưỡng nito phốt pho, amoni (NH4+) Hàm lượng amoni sau xử lý sinh học có nồng độ đặc thù từ 20-60 mg/l [16].Tuy nhiên số bệnh viện phòng khám đa khoa, sở y tế tải việc sử dụng khu vệ sinh nên hàm lượng amoni nước cao vượt quy chuẩn kỹ thuật quốc gia quy chuẩn nước thải bệnh viện (QCVN 28: 2010/BTNMT) [4] Vì yếu tố gây độc nên việc xử lý amoni nước thải đối tượng đáng quan tâm Hiện giới Việt Nam áp dụng nhiều biện pháp xử lý amoni như: Clo hóa, màng lọc, làm thống, trao đổi ion, phương pháp sinh học Các phương pháp có ưu, nhược điểm khả xử lý amoni khác Một phương pháp xử lý amoni hấp phụ thường sử dụng giai đoạn cuối nhằm xử lý triệt để đảm bảo tiêu chuẩn môi trường Phương pháp có nhược điểm chi phí cao, vật liệu hấp phụ phải tái sử dụng để giảm chi phí.Vì lựa chọn vật liệu hấp phụ có giá thành rẻ có sẵn tự nhiên vơ cần thiết Trong có phương pháp cacbon hóa từ chất thải nông lâm nghiệp tre, gỗ, lõi ngô, xơ dừa [23] để xử lý ô nhiễm nước thải nhuộm [24], ứng dụng mơ hình bio-toilet [25] giảm chi phí đáng kể khơng cần tiến hành giải hấp Ở Việt Nam dừa trồng phổ biến kèm theo phế phẩm từ dừa thải bỏ môi trường gây ô nhiễm môi trường có xơ dừa Hiện xơ dừa sử dụng để làm đồ thủ công mỹ nghệ, lót, phân bón nơng nghiệp, giá thể sinh học…Với đặc tính tối ưu xơ dừa sử dụng để chế tạo thành than cacbon hóa làm vật liệu hấp phụ amoni giá trị cịn tăng cao Chất thải cacbon hóa sau hấp phụ amoni dùng làm phân bón cải tạo đất trồng Xuất phát từ thực tiễn tiến hành thực đề tài: “Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ từ xơ m tr  c thải bệnh việ ” Mụ t đề tài: để xử lý Luận văn thực nhằm chế tạo vật liệu hấp phụ từ xơ dừa phương pháp cacbon hóa Sau sử dụng vật liệu hấp phụ chế tạo để xử lý amoni nước thải bệnh viện qua xử lý sinh học  Nội dung nghiên cứu Luận văn bao gồm nội dung nghiên cứu sau: Tổng quan nước thải bệnh viện phương pháp xử lý amoni nước thải, giới thiệu phương pháp hấp phụ sử dụng than cacbon hóa Thực nghiệm chế tạo vật liệu hấp phụ từ xơ dừa phương pháp cacbon hóa Tiến hành nghiên cứu chế tạo nhiệt độ khác 300oC, 400oC, 500oC khoảng thời gian khác từ 10 phút đến 60 phút, xác định tính chất vật liệu, khảo sát dung lượng hấp phụ amoni, độ tro, chụp ảnh SEM, cấu trúc kích thước mao quản Thực nghiệm hấp phụ để xử lý amoni nước thải bệnh viện sau qua hệ thống xử lý sinh học phương pháp hấp phụ nghiên cứu ảnh hưởng pH, tỷ lệ Rắn: Lỏng, thời gian đến hiệu suất xử lý amoni nước thải lựa chọn loại than cacbon hóa cho trình xử lý - Tiến hành thực nghiệm quy mô dạng cột lọc liên tục với dải lưu lượng khác từ 0,5 l/h đến 1,5 l/h để khảo sát khả hấp phụ amoni nước thải vật liệu  Ý - Nghiên cứu chế tạo than cacbon hóa từ phế liệu nơng ĩ ý ĩ t ực tiễn nghiệp (xơ dừa) vật liệu không chưa ý đến nhiều - Sản phẩm than thành phẩm thu có đặc trưng xốp, có cấu trúc mao quản chất lượng phù hợp để xử lý nước thải bệnh viện sau xử lý sinh học hiếu khí - Về mặt kinh tế phế liệu nơng nghiệp sẵn có tiềm Việt Nam, dạng vật liệu hấp phụ đặc biệt giá thành hợp lý, phù hợp với điều kiện kinh tế Việt Nam  Phạm vi củ đề tài: Các thực nghiệm tiến hành phịng thí nghiệm C 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan tình hình nhiễm amoni nước thải bệnh viện 1.2 Giới thiệu công nghệ xử lý nước thải bệnh viện E – Hà Nội 1.3 Một số phương pháp xử lý amoni nước thải 1.3.1 Phương pháp clo hóa 1.3.2 Phương pháp kiềm hóa làm thống 1.3.3 Phương pháp Ozon hóa với xúc tác Brommua 1.3.4 Phương pháp trao đổi ion 1.3.5 Phương pháp sinh học 1.3.6 Phương pháp hấp phụ 1.4 Cơng trình nghiên cứu xử lý amoni nước thải giới Việt Nam 1.4.1 Tình hình nghiên cứu xử lý amoni nước thải giới 1.4.2 Tình hình nghiên cứu xử lý amoni nước thải Việt Nam 1.5 Hiện trạng số biện pháp xử lý xơ dừa Việt Nam 1.5.1 Hiện trạng xơ dừa Việt Nam 1.5.2 Biện pháp xử lý xơ dừa Việt Nam 1.6 Tổng quan tình hình nghiên cứu cơng nghệ cacbon hóa giới Việt Nam 1.6.1 Tổng quan phương pháp cacbon hóa 1.6.2 Tình hình nghiên cứu cơng nghệ cacbon hóa giới 1.6.3 Tình hình nghiên cứu cacbon hóa Việt Nam C 2: ĐỐ TƯỢNG VÀ P ƯƠNG P ÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu 2.2 Dụng cụ thí nghiệm 2.3 Phương pháp nghiên cứu 2.3.1 Phương pháp tài liệu 2.3.2.Phương pháp thực nghiệm 2.3.2.1 Thực nghiệm chế tạo than cacbon hóa xơ dừa 2.3.2.2 Thực nghiệm chế tạo vật liệu hấp phụ từ than cacbon hóa xơ dừa dạng viên 2.3.2.3 Thực nghiệm hấp phụ dạng tĩnh 2.3.2.4 Thực nghiệm hấp phụ dạng cột 2.3.3 Phương pháp phân tích 10 3.3.3Ảnh hưởng thời gian hấp phụ Kết thực nghiệm đồ thị 3.13 ệu suất xử lý m (%) Ả ủ t đế ệu suất xử lý m 50 25 40 20 30 15 20 10 hiệu suất (%) 10 NH4+ (mg/l) 0 20 T 40 60 (p út) Hình 3.13 Đồ thị ảnh hưởng thời gian đến hiệu suất xử lý amoni Theo kết phân tích hình 3.13 cho thấy thời gian hấp phụ lâu hiệu suất hấp phụ NH4+ tăng, hiệu xuất hấp phụ amoni vật liệu hấp phụ có xu hướng tăng khơng đổi từ 30 phút trở Ban đầu phút nồng độ amoni giảm hiệu suất đạt 18,22 %, đến 30 phút hiệu tăng lên 43, 93% khơng đổi q trình hấp phụ đạt trạng thái cân Như lựa chọn thời gian tối ưu t = 30 phút phù hợp 3.3.4 Ảnh hưởng tỷ lệ rắn: lỏng Kết thực nghiệm ảnh hưởng tỷ lệ rắn- lỏng thể đồ thị hình 3.14: 20 20 70 Hiệu suất xử lý amoni ( %) 18 60 16 50 14 12 40 10 NH4+ (mg/l) 30 hiệu suất (%) 20 10 0 tỷ lệ rắn : lỏng (g/ml) Hình 3.14 Ảnh hưởng khối lượng than đến hiệu suất xử lý NH4+ Qua bảng số liệu phụ lục 2.10 đồ thị 3.14 ta thấy hiệu suất xử lý tăng tỷ lệ rắn – lỏng tăng hiệu suất tăng từ 20,17% lên 59, 30% Như lượng than (tỷ lệ rắn: lỏng) lớn hiệu suất hấp phụ cao tốt khối lượng m = 5g (tỷ lệ rắn: lỏng = 1/50) 3.3.5 So sánh hiệu suất hấp phụ than hoạt tính gáo dừa thị trường với than cacbon hóa xơ dừa chế tạo Tiến hành hấp phụ gián đoạn thiết bị khuấy Jartest thu kết sau: 21 hiệu suấthấp phụ amoni (%) 60 50 40 Than hoạt tính gáo dừa 30 than cacbon hóa xơ dừa 20 10 Loại than Hình 3.15 So sánh khả hấp phụ than hoạt tính thị trường than cacbon chế tạo Qua đồ thị hình 3.15 kết nghiên cứu cho thấy khả hấp phụ amoni nước thải bệnh viện than cacbon hóa từ xơ dừa than hoạt tính gáo dừa thị trường chênh lệch không cao, nhiên than cacbon hóa xơ dừa hiệu suất hấp phụ cao đạt 56,59% Muốn tăng hiệu than hoạt tính gáo dừa cần thêm bước phải biến tính than hoạt tính, than cacbon sử dụng trực tiếp, xét mặt kinh tế sử dụng than cacbon hóa xơ dừa tiết kiệm đồng thời xử lý khối lượng xơ dừa thải Do việc ưng dụng than cacbon hóa từ biomass thải (xơ dừa) đem lại triển vọng cao 22 3.4 Đá ệu hấp phụ amoni vật liệu hấp phụ chế tạo từ trình cacbon hóa theo cột 3.4.1 Hiệu hấp phụ amoni vật liệu hấp phụ 100% than cacbon hóa từ xơ dừa Do bột than chưa tạo thành khổi tránh tượng rửa trôi nên tiến hành thực nghiệm dạng cột với tốc độ lọc tương đối thấp từ 0,13- 0,45m/h Thực nghiệm tiến hành với lưu lượng từ 0,5l/h; 075 l/h; l/h;1,5l/h tương ứng với thời gian lưu từ 3,5h đến 15h, thể tích nước V=7,9l, khối lượng vật liệu chứa cột lọc tương ứng khoảng m = 3kg Tiến hành lấy mẫu lần hiệu suất xử lý amoni nước thải bệnh viện% ngày Khả hấp phụ vật liệu hấp phụ than cacbon hóa xơ dừa 90 80 70 60 50 40 30 20 10 hiệu suất xử lý (%) M1 M2 M3 M1 M2 M3 M1 M2 M3 M1 M2 M3 0.5 0.75 lưu lượng hấp phụ(l/h) 1.5 Hình 3.16 Khả hấp phụ vật liệu hấp phụ mơ hình dạng cột (M1: mẫu số 1, M2: mẫu số 2, M3: mẫu số 3) Như thấy thực nghiệm với lưu lượng thấp 0,5 l/h hiệu suất tiếp xúc vật liệu với amoni nước thải 23 tương đối cao 78,79% thời gian lưu nước vật liệu lâu, trình amoni tiếp xúc với mao quản của than cacbon hóa lâu bị giữ lại Do lưu lượng thấp thời gian lưu lâu tăng hiệu xử lý amoni 3.4.2 Hiệu hấp phụ amoni vật liệu hấp phụ dạng viên Sau tiến hành nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ dạng viên với tỷ lệ cát: sỏi: than: xi măng thấy tỷ lệ tối ưu để tạo vật liệu, sau mang vật liệu chế tạo nghiên cứu thiết bị dạng cột với lưu lượng từ 0,25 l/h đến 0,75 l/h Kết thực nghiệm dạng cột thể biểu đồ đây: hiệu suất hấp phụ amoni ( %) Khả hấp phụ vật liệu hấp phụ dạng viên 35 30 25 20 15 10 hiệu suất xử lý (%) M1 M2 0.25 M3 M2 M3 M1 M3 0.5 lưu lượng (l/h) M1 M2 0.75 Hình 3.17 Khả hấp phụ vật liệu dạng viên Qua kết thực nghiêm hình 3.17 cho thấy khả hấp phụ vật liệu thấp không phù hợp cho trình hấp phụ, 24 đồng thời vật liệu than cacbon hóa xơ dừa khả kết dính cần tốn thêm nhiều chất phụ trợ kết dính, khơng tận dụng vật liệu để trồng sau vật liệu hết tác dụng hấp phụ 25 ... tài: để xử lý Luận văn thực nhằm chế tạo vật liệu hấp phụ từ xơ dừa phương pháp cacbon hóa Sau sử dụng vật liệu hấp phụ chế tạo để xử lý amoni nước thải bệnh viện qua xử lý sinh học  Nội dung nghiên. .. HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - T N N NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU HẤP PHỤ TỪ XƠ DỪA ĐỂ XỬ LÝ AMONI TRONG NƯỚC THẢI BỆNH VIỆN Chuyên ngành: Khoa học mơi trường Mã số: 60440301 TĨM TẮT LUẬN VĂN... dẫn: - PGS.TS Trịnh Văn Tuyên - TS Phạm Thị Thúy Tên đề tài luận văn: ? ?Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ từ xơ dừ để xử lý m tr c thải bệnh việ ” MỞ ĐẦU Nước thải bệnh viện mối quan tâm, lo