Nghiên cứu ứng dụng trấu và bùn nhôm để sản xuất vật liệu hỗn hợp để thu hồi amoni và phốt phát từ nước thải

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN THỊ VÂN ANH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG TRẤU VÀ BÙN NHÔM ĐỂ SẢN XUẤT VẬT LIỆU HỖN HỢP ĐỂ THU HỒI AMONI VÀ PHỐT PHÁT TỪ NƯỚC THẢI UTILIZATION OF RICE HUSK AND ALUM SLUDGE TO PRODUCE AN ADSORBENT COMPOSITE FOR RECOVERY OF AMMONIUM AND PHOSPHATE FROM WASTEWATER Chuyên ngành: Kỹ thuật Môi trường Mã số: 8520320 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2021 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHQG – HCM Cán hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Thị Thủy Cán chấm nhận xét 1: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm Cán chấm nhận xét 2: TS Trần Thị Tường Vân Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 23 tháng 01 năm 2021 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: Chủ tịch: PGS.TS Bùi Xuân Thành Thư ký: PGS.TS Nguyễn Nhật Huy Phản biện 1: PGS.TS Lê Hoàng Nghiêm Phản biện 2: TS Trần Thị Tường Vân Ủy Viên: TS Đào Minh Trung Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA MÔI TRƯỜNG & TÀI NGUYÊN ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Nguyễn Thị Vân Anh MSHV: 1870273 Ngày, tháng, năm sinh: 29/05/1994 Nơi sinh: Bắc Giang Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường Mã số: 8520320 I TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu ứng dụng trấu bùn nhôm để sản xuất vật liệu hỗn hợp để thu hồi amoni phốt phát nước thải II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Nghiên cứu khả xử lý NH4+ PO43- vật liệu chế tạo từ than sinh học vỏ trấu kết hợp với bùn thải từ nhà máy xử lý nước cấp, gồm nội dung sau: • Nội dung 1: Khảo sát điều kiện để biến tính than sinh học vỏ trấu bùn thải (hàm lượng muối tẩm, nhiệt độ nung trấu, thời gian nung trấu, axit hoạt hóa bùn, tỉ lệ phối trộn than sinh học bùn) • Nội dung 2: Khảo sát thông số vận hành ảnh hưởng đến hiệu hấp phụ vật liệu (thời gian tiếp xúc, nồng độ NH4+ PO43- đầu vào, khối lượng vật liệu, điểm đẳng điện vật liệu, mơ hình Freundlich, Langmuir, mơ hình động học hấp phụ) • Nội dung 3: Phân tích vật liệu (XRD, SEM-EDX-Mapping, BET, FT-IR) III.NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 21/09/2020 IV.NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 07/01/2021 V.CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS Nguyễn Thị Thủy Tp.HCM, ngày 07 tháng 01 năm 2021 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên chữ ký) TRƯỞNG KHOA MÔI TRƯỜNG & TÀI NGUYÊN (Họ tên chữ ký) LỜI CẢM ƠN Trong trình học tập, nghiên cứu hồn thiện luận văn, tơi nhận nhiều giúp đỡ, động viên Thầy, Cô giáo bạn bè đồng nghiệp với gia đình, tạo điều kiện tốt giúp tơi hồn thành luận văn Tơi bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới Thầy, Cơ giáo, phịng Sau đại học trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh đặc biệt Thầy Cô giáo Khoa Môi trường Tài nguyên trực tiếp giảng dạy chuyên đề, cung cấp lượng lớn kiến thức hữu ích để tơi làm sở cho nghiên cứu Đặc biệt, tơi thực biết ơn sâu sắc đến TS Nguyễn Thị Thủy, người tâm huyết trực tiếp hướng dẫn, tận tình bảo, giúp đỡ tiến hành hoạt động nghiên cứu khoa học để tơi hồn thành luận văn Thạc sĩ Bên cạnh đó, xin chân thành cảm ơn đến Trung tâm Công nghệ Việt Đức – Trường ĐH Cơng nghiệp Thực phẩm TP Hồ Chí Minh tạo điều kiện tốt cho thực thí nghiệm nghiên cứu đơn vị Trường Trong luận văn này, hẳn tránh khỏi hạn chế thiếu sót Tơi mong muốn nhận nhiều đóng góp quý báu đến từ Thầy Cô, bạn đọc để đề tài hồn thiện có ý nghĩa thiết thực áp dụng thực tiễn sống Chân thành cảm ơn TP Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2021 Tác giả Nguyễn Thị Vân Anh i TÓM TẮT LUẬN VĂN Một phương pháp tổng hợp phát triển để chế tạo vật liệu tổ hợp 80% than sinh học 20% bùn (80T/20B) gồm than sinh học có nguồn gốc từ vỏ trấu biến tính với dung dịch MgCl2 4%, nung 500℃ bùn thải từ nhà máy xử lý nước cấp nung 500℃, hoạt hóa với axit sulfuric Các tính chất vật lý hóa học vật liệu tổng hợp nghiên cứu cách có hệ thống phương pháp đại nhiễu xạ tia X (XRD), huỳnh quang tia X (XRF), kính hiển vi điện tử quét (SEM), phổ tán sắc lượng (EDX), phân tích cấu trúc xốp (BET) quang phổ hồng ngoại biểu đồ Fourier (FT-IR) Kết thí nghiệm cho thấy thời gian hấp phụ đạt cân vật liệu 80T/20B đồng thời amoni phốt phát Dung lượng hấp phụ tối đa vật liệu 80T/20B tính theo mơ hình đẳng nhiệt Langmuir 185,53 mgNH4+/g 63,78 mgPO43/g, hiệu suất xử lý amoni phốt phát 90% Bên cạnh đó, nồng độ amoni phốt phát ban đầu tỉ lệ thuận với dung lượng hấp phụ vật liệu 80T/20B Kết phân tích BET cho thấy cấu trúc vật liệu than sinh học kết hợp bùn có diện tích bề mặt riêng tiềm 142 m2/g Tóm lại, vật liệu than sinh học kết hợp bùn nước cấp có khả hấp phụ amoni phốt phát nước giả thải nước thải tốt, có nhiều tiềm ứng dụng xử lý ô nhiễm môi trường ii ABSTRACT A new synthesis method has been developed to produce 80T/20B composite material consisting of biochar derived from rice husk modified with 4% MgCl2 solution, heated at 500 ℃ and alum sludge is heated at 500 ℃, activated with sulfuric acid The physical and chemical properties of composites are systematically studied by surface analyses such as X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence (XRF), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX), porous structure analysis (BET) and Fourier transformation infrared spectroscopy (FT-IR) The results show that the equilibrium adsorption time of 80T/20B material is hours for both ammonium and phosphate The maximum adsorption capacity of 80T/20B material calculated according to the Langmuir isotherms model were 185,53 mgNH4+/g and 63,78 mgPO43-/g, respectively, removal efficiency over 90% Besides, the initial ammonium and phosphate concentrations are proportional to the adsorption capacity of the material 80T/20B BET analysis also shows that biochar material combined with sludge has a potential specific surface area of 142 m2/g In summary, biochar material combined with alum sludge has the ability to adsorb ammonium and phosphates in wastewater very well, with a lot of potential in the application of treating environmental pollution iii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu Những kết quả, số liệu luận văn chưa dùng cho luận văn cấp khác Tơi hồn tồn chịu trách nhiệm trước Nhà trường cam đoan TP.Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2021 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Vân Anh iv MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN -i TÓM TẮT LUẬN VĂN ii ABSTRACT - iii LỜI CAM ĐOAN - iv MỤC LỤC v DANH MỤC BẢNG - viii DANH MỤC HÌNH ix DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT - xi CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU - 1.1 Đặt vấn đề - 1.2 Mục tiêu nghiên cứu - 1.3 Nội dung nghiên cứu 1.4 Đối tượng phạm vi nghiên cứu - 1.5 Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn đề tài - 1.6 Tính đề tài CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN - 2.1 Nước thải sinh hoạt - 2.1.1 Thành phần tác hại môi trường - 2.1.2 Nitơ phốt nước thải sinh hoạt 2.1.3 Các phương pháp xử lý nitơ phốt nước thải sinh hoạt - 2.2 Than sinh học - 14 2.2.1 Giới thiệu than sinh học 14 2.2.2 Than sinh học đóng vai trò chất hấp phụ nitơ phốt - 15 2.2.3 Những yếu tố ảnh hưởng đến trình hấp phụ than sinh học 16 2.3 Bùn thải - 23 v 2.4 Tình hình nghiên cứu nước - 25 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26 3.1 Sơ đồ nghiên cứu 26 3.2 Vật liệu nghiên cứu - 27 3.2.1 Nước giả thải nhiễm amoni phốt phát 27 3.2.2 Các hóa chất, thiết bị, dụng cụ sử dụng phân tích - 27 3.2.3 Mơ hình thí nghiệm - 29 3.3 Phương pháp nghiên cứu 29 3.3.1 Thu thập sinh khối bùn thải 29 3.3.2 Phuơng pháp chế tạo vật liệu hấp phụ 29 3.3.3 Khảo sát khả hấp phụ vật liệu than/bùn amoni phốt phát thông qua yếu tố ảnh hưởng - 33 3.4 Phương pháp phân tích tính tốn - 35 3.5 Xác định đặc trưng vật liệu 37 3.6 Phương pháp xử lý số liệu - 38 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 39 4.1 Các khảo sát tối ưu quy trình biến tính vật liệu than sinh học trấu bùn - 39 4.1.1 Đánh giá ảnh hưởng hàm lượng MgCl2 đến khả loại bỏ amoni phốt phát vật liệu than sinh học vỏ trấu 39 4.1.2 Đánh giá ảnh hưởng nhiệt độ nung trấu đến hiệu loại bỏ amoni phốt phát - 40 4.1.3 Đánh giá ảnh hưởng thời gian nung sinh khối đến hiệu xử lý amoni phốt phát - 41 4.1.4 Đánh giá khả hoạt hóa bùn loại axit 42 4.2 Khả hấp phụ ion amoni phốt phát vật liệu than kết hợp bùn 43 4.2.1 Khảo sát tỉ lệ trộn than/bùn khả thi - 43 4.2.2 Ảnh hưởng thời gian đến hiệu hấp phụ amoni phốt phát - 44 vi 4.2.3 Ảnh hưởng nồng độ amoni, phốt phát đầu vào đến hiệu hấp phụ vật liệu - 45 4.2.4 Ảnh hưởng khối lượng vật liệu đến hiệu loại bỏ amoni phốt phát 47 4.2.5 Nghiên cứu đẳng nhiệt hấp phụ ion amoni, phốt phát vật liệu than kết hợp bùn - 49 4.2.6 Động học hấp phụ amoni, phốt phát vật liệu - 51 4.3 Phân tích cấu trúc vật liệu - 53 4.3.1 Phân tích nhiễu xạ tia X – XRD - 53 4.3.2 Phân tích SEM-EDX-Mapping 56 4.3.3 Phân tích phổ hồng ngoại FT-IR 61 4.3.4 Phân tích bề mặt riêng vật liệu - BET - 62 4.3.5 Xác định điểm đẳng điện pHpzc vật liệu hấp phụ 65 4.4 Ứng dụng vật liệu 80T/20B để xử lý nước thải thực tế - 65 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ - 68 5.1 Kết luận 68 5.2 Kiến nghị 68 PHỤ LỤC - 74 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG 84 vii [13] M Zhang and B Gao, "Removal of arsenic, methylene blue, and phosphate by biochar/AlOOH nanocomposite," Chemical engineering journal, vol 226, pp 286292, 2013 [14] R Singh and M Agrawal, "Potential benefits and risks of land application of sewage sludge," Waste management, vol 28, no 2, pp 347-358, 2008 [15] D Kulling, F Stadelmann, and U Herter, "Sewage sludge–fertilizer or waste," in UKWIR Conference, Brussels, 2001, pp 9-11 [16] N T H Lâm Minh Triết, Nguyễn Phước Dân, "Xử lý nước thải đô thị công nghiệp," 2008 2008 [17] M Li, X Zhu, F Zhu, G Ren, G Cao, and L Song, "Application of modified zeolite for ammonium removal from drinking water," Desalination, vol 271, no 13, pp 295-300, 2011 [18] A Englert and J Rubio, "Characterization and environmental application of a Chilean natural zeolite," International Journal of Mineral Processing, vol 75, no 1-2, pp 21-29, 2005 [19] A Alshameri, A Ibrahim, A M Assabri, X Lei, H Wang, and C Yan, "The investigation into the ammonium removal performance of Yemeni natural zeolite: Modification, ion exchange mechanism, and thermodynamics," Powder Technology, vol 258, pp 20-31, 2014 [20] R Leyva-Ramos et al., "Removal of ammonium from aqueous solution by ion exchange on natural and modified chabazite," Journal of environmental management, vol 91, no 12, pp 2662-2668, 2010 [21] L Liberti, D Petruzzelli, and L De Florio, "REM NUT ion exchange plus struvite precipitation process," Environmental Technology, vol 22, no 11, pp 1313-1324, 2001 [22] H Huang, D Xiao, R Pang, C Han, and L Ding, "Simultaneous removal of nutrients from simulated swine wastewater by adsorption of modified zeolite combined with struvite crystallization," Chemical Engineering Journal, vol 256, pp 431-438, 2014 [23] M A Wahab, S Jellali, and N Jedidi, "Ammonium biosorption onto sawdust: FTIR analysis, kinetics and adsorption isotherms modeling," Bioresource technology, vol 101, no 14, pp 5070-5075, 2010 [24] S Guštin and R Marinšek-Logar, "Effect of pH, temperature and air flow rate on the continuous ammonia stripping of the anaerobic digestion effluent," Process safety and environmental protection, vol 89, no 1, pp 61-66, 2011 70 [25] B Norddahl, V Horn, M Larsson, J Du Preez, and K Christensen, "A membrane contactor for ammonia stripping, pilot scale experience and modeling," Desalination, vol 199, no 1, pp 172-174, 2006 [26] A McLeod, B Jefferson, and E J McAdam, "Biogas upgrading by chemical absorption using ammonia rich absorbents derived from wastewater," Water research, vol 67, pp 175-186, 2014 [27] S Sengupta, T Nawaz, and J Beaudry, "Nitrogen and phosphorus recovery from wastewater," Current Pollution Reports, vol 1, no 3, pp 155-166, 2015 [28] R Sedlak, "Phosphorus and nitrogen removal from municipal wastewater, The Soap and Detergent Association," ed: Lewis Publishers, New York, 1991 [29] L E De-Bashan and Y Bashan, "Recent advances in removing phosphorus from wastewater and its future use as fertilizer (1997–2003)," Water research, vol 38, no 19, pp 4222-4246, 2004 [30] B Hultman, E Levlin, and K Stark, "Phosphorus recovery from sewage sludges: Research and experiences in Nordic countries," SCOPE, vol 41, pp 29-33, 2001 [31] S C Reed, R W Crites, and E J Middlebrooks, Natural systems for waste management and treatment (no Ed 2) McGraw-Hill, Inc., 1995 [32] J Vymazal, "Constructed wetlands for wastewater treatment," Water, vol 2, no 3, pp 530-549, 2010 [33] T D Reynolds and P A C Richards, Unit operations and processes in environmental engineering (no 628.162 R333u Ej 1) PWS Publishing Company, 1995 [34] J S Cha et al., "Production and utilization of biochar: A review," Journal of Industrial and Engineering Chemistry, vol 40, pp 1-15, 2016 [35] X Cao et al., "Effects of biomass types and carbonization conditions on the chemical characteristics of hydrochars," Journal of agricultural and food chemistry, vol 61, no 39, pp 9401-9411, 2013 [36] S Meyer, B Glaser, and P Quicker, "Technical, economical, and climate-related aspects of biochar production technologies: a literature review," Environmental science & technology, vol 45, no 22, pp 9473-9483, 2011 [37] B Chen, D Zhou, and L Zhu, "Transitional adsorption and partition of nonpolar and polar aromatic contaminants by biochars of pine needles with different pyrolytic temperatures," Environmental science & technology, vol 42, no 14, pp 5137-5143, 2008 [38] S Kizito et al., "Evaluation of slow pyrolyzed wood and rice husks biochar for adsorption of ammonium nitrogen from piggery manure anaerobic digestate slurry," Science of the Total Environment, vol 505, pp 102-112, 2015 71 [39] Z Zeng et al., "Sorption of ammonium and phosphate from aqueous solution by biochar derived from phytoremediation plants," Journal of Zhejiang University Science B, vol 14, no 12, pp 1152-1161, 2013 [40] J Zhang and Q Wang, "Sustainable mechanisms of biochar derived from brewers' spent grain and sewage sludge for ammonia–nitrogen capture," Journal of cleaner production, vol 112, pp 3927-3934, 2016 [41] C Takaya, L Fletcher, S Singh, K Anyikude, and A Ross, "Phosphate and ammonium sorption capacity of biochar and hydrochar from different wastes," Chemosphere, vol 145, pp 518-527, 2016 [42] C C Hollister, J J Bisogni, and J Lehmann, "Ammonium, nitrate, and phosphate sorption to and solute leaching from biochars prepared from corn stover (Zea mays L.) and oak wood (Quercus spp.)," Journal of environmental quality, vol 42, no 1, pp 137-144, 2013 [43] Z Wang et al., "Biochar produced from oak sawdust by Lanthanum (La)-involved pyrolysis for adsorption of ammonium (NH4+), nitrate (NO3−), and phosphate (PO43−)," Chemosphere, vol 119, pp 646-653, 2015 [44] Y Yao et al., "Removal of phosphate from aqueous solution by biochar derived from anaerobically digested sugar beet tailings," Journal of hazardous materials, vol 190, no 1-3, pp 501-507, 2011 [45] K.-W Jung, M.-J Hwang, K.-H Ahn, and Y.-S Ok, "Kinetic study on phosphate removal from aqueous solution by biochar derived from peanut shell as renewable adsorptive media," International journal of environmental science and technology, vol 12, no 10, pp 3363-3372, 2015 [46] D V Sarkhot, T A Ghezzehei, and A A Berhe, "Effectiveness of biochar for sorption of ammonium and phosphate from dairy effluent," Journal of environmental quality, vol 42, no 5, pp 1545-1554, 2013 [47] K Mizuta, T Matsumoto, Y Hatate, K Nishihara, and T Nakanishi, "Removal of nitrate-nitrogen from drinking water using bamboo powder charcoal," Bioresource technology, vol 95, no 3, pp 255-257, 2004 [48] J Park et al., "Evaluation of phosphorus adsorption capacity of sesame straw biochar on aqueous solution: influence of activation methods and pyrolysis temperatures," Environmental geochemistry and health, vol 37, no 6, pp 969-983, 2015 [49] C Fang, T Zhang, P Li, R.-f Jiang, and Y.-c Wang, "Application of magnesium modified corn biochar for phosphorus removal and recovery from swine wastewater," International journal of environmental research and public health, vol 11, no 9, pp 9217-9237, 2014 72 [50] X Chen et al., "Adsorption of copper and zinc by biochars produced from pyrolysis of hardwood and corn straw in aqueous solution," Bioresource technology, vol 102, no 19, pp 8877-8884, 2011 [51] J Ren, N Li, L Li, J.-K An, L Zhao, and N.-Q Ren, "Granulation and ferric oxides loading enable biochar derived from cotton stalk to remove phosphate from water," Bioresource technology, vol 178, pp 119-125, 2015 [52] F Gao, Y Xue, P Deng, X Cheng, and K Yang, "Removal of aqueous ammonium by biochars derived from agricultural residuals at different pyrolysis temperatures," Chemical Speciation & Bioavailability, vol 27, no 2, pp 92-97, 2015 [53] H Liu, Y Dong, H Wang, and Y Liu, "Ammonium adsorption from aqueous solutions by strawberry leaf powder: equilibrium, kinetics and effects of coexisting ions," Desalination, vol 263, no 1-3, pp 70-75, 2010 [54] Y Yang, D Tomlinson, S Kennedy, and Y Zhao, "Dewatered alum sludge: a potential adsorbent for phosphorus removal," Water Science and Technology, vol 54, no 5, pp 207-213, 2006 [55] T Mahmood, M T Saddique, A Naeem, P Westerhoff, S Mustafa, and A Alum, "Comparison of different methods for the point of zero charge determination of NiO," Industrial & Engineering Chemistry Research, vol 50, no 17, pp 1001710023, 2011 [56] M Kosmulski, "pH-dependent surface charging and points of zero charge II Update," Journal of colloid and interface science, vol 275, no 1, pp 214-224, 2004 [57] R Li et al., "Simultaneous capture removal of phosphate, ammonium and organic substances by MgO impregnated biochar and its potential use in swine wastewater treatment," Journal of Cleaner Production, vol 147, pp 96-107, 2017 [58] R Li et al., "Recovery of phosphate from aqueous solution by magnesium oxide decorated magnetic biochar and its potential as phosphate-based fertilizer substitute," Bioresource technology, vol 215, pp 209-214, 2016 73 PHỤ LỤC Xây dựng đường chuẩn Phốt phát Nồng độ (ppm) 0,1 0,2 0,4 0,8 ABS 0,037 0,075 0,134 0,263 0,322 Kết phân tích thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng hàm lượng MgCl2 đến hiệu hấp phụ a, Phốt phát Dung lượng hấp phụ Hàm lượng (%) (mg/g) Trung bình (mg/g) Độ lệch chuẩn Lần Lần Lần 0,4 -3,95 -4,04 -3,79 -3,92 0,10 0,8 -1,46 -1,41 -0,99 -1,29 0,21 1,6 -1,09 -0,54 -0,86 -0,83 0,23 -1,19 -0,69 -1,17 -1,02 0,23 25,98 26,74 25,94 26,22 0,37 74 46,88 48,41 49,99 48,43 1,27 49,75 48,25 48,32 48,77 0,69 50,17 49,20 48,02 49,13 0,88 10 51,88 49,07 47,96 49,64 1,65 Trung bình Độ lệch (mg/g) chuẩn b, Amoni Dung lượng hấp phụ Hàm lượng (%) (mg/g) Lần Lần Lần 0,4 13,03 12,78 11,58 12,46 0,63 0,8 25,39 22,97 20,43 22,93 2,03 1,6 40,24 36,13 36,70 37,69 1,82 55,83 54,97 53,54 54,78 0,95 67,42 67,66 67,23 67,44 0,18 68,32 66,57 70,26 68,38 1,51 64,49 64,76 62,81 64,02 0,86 68,07 65,82 66,87 66,92 0,92 10 69,62 67,90 66,36 67,96 1,33 Kết phân tích thí nghiệm khảo sát nhiệt độ nung trấu a, Phốt phát Dung lượng hấp phụ Nhiệt độ (℃) (mg/g) Trung bình (mg/g) Độ lệch chuẩn Lần Lần Lần 200 1,63 3,83 3,13 2,86 0,92 300 0,17 1,62 1,94 1,24 0,77 75 400 2,33 5,72 6,11 4,72 1,70 500 46,88 48,41 49,99 48,43 1,27 600 54,33 51,51 53,42 53,09 1,18 Trung bình (mg/g) Độ lệch chuẩn b, Amoni Dung lượng hấp phụ Nhiệt độ (℃) (mg/g) Lần Lần Lần 200 0,83 3,38 3,28 2,50 1,18 300 25,31 24,10 26,72 25,38 1,07 400 41,29 42,91 43,28 42,49 0,87 500 68,32 66,57 70,26 68,38 1,51 600 56,01 57,78 56,28 56,69 0,78 Kết phân tích thí nghiệm khảo sát thời gian nung trấu a, Phốt phát Dung lượng hấp phụ Thời gian (phút) (mg/g) Trung bình Độ lệch (mg/g) chuẩn Lần Lần Lần 40,32 38,93 39,84 39,70 0,58 15 46,88 48,41 49,99 48,43 1,27 30 41,66 40,36 41,70 41,24 0,62 45 39,98 42,86 39,07 40,64 1,62 60 40,78 44,00 42,60 42,46 1,32 b, Amoni 76 Dung lượng hấp phụ Thời gian (phút) (mg/g) Trung bình Độ lệch (mg/g) chuẩn Lần Lần Lần 62,66 56,56 65,06 61,42 3,58 15 68,32 66,57 70,26 68,38 1,51 30 61,66 61,00 67,29 63,32 2,83 45 60,54 61,43 64,30 62,09 1,61 60 60,71 59,16 64,99 61,62 2,47 Kết phân tích thí nghiệm khảo sát số axit dùng để hoạt hóa bùn a, Phốt phát Dung lượng hấp phụ (mg/g) Axit Trung bình (mg/g) Độ lệch chuẩn Lần Lần Lần H2SO4 86,06 81,63 83,09 83,59 1,84 HCl 59,87 56,84 63,10 59,94 2,56 HNO3 50,69 48,16 48,44 49,09 1,13 H3PO4 0,64 3,59 5,74 3,32 2,09 CH3COOH 62,02 62,09 57,60 60,57 2,10 Trung bình (mg/g) Độ lệch chuẩn b, Amoni Dung lượng hấp phụ (mg/g) Axit Lần Lần Lần H2SO4 2,17 2,14 2,17 2,16 0,02 HCl 5,15 3,43 2,97 3,85 0,94 77 HNO3 4,61 3,46 2,97 3,68 0,68 H3PO4 3,45 3,79 1,34 2,86 1,08 CH3COOH 7,26 3,98 3,80 5,01 1,59 Trung bình Độ lệch (mg/g) chuẩn Kết thí nghiệm khảo sát tỉ lệ than/bùn a, Phốt phát Dung lượng hấp phụ Tỉ lệ (mg/g) Lần Lần Lần 20T/80B 14,03 9,06 9,73 10,94 2,21 40T/60B 8,86 6,63 7,40 7,63 0,93 60T/40B 4,68 1,81 2,29 2,93 1,25 80T/20B 46,82 40,35 40,10 42,42 3,11 Trung bình (mg/g) Độ lệch chuẩn b, Amoni Dung lượng hấp phụ Tỉ lệ (mg/g) Lần Lần Lần 20T/80B 9,09 13,30 9,81 10,73 1,84 40T/60B 34,30 27,66 27,87 29,94 3,08 60T/40B 52,65 50,77 48,40 50,61 1,74 80T/20B 70,63 69,32 66,92 68,95 1,54 Kết thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng nồng độ amoni phốt phát ban đầu đến hiệu hấp phụ vật liệu a, Phốt phát 78 Dung lượng hấp phụ Nồng độ (mg/L) (mg/g) Trung bình Độ lệch (mg/g) chuẩn Lần Lần Lần 10 7,95 8,03 7,90 7,96 0,05 30 21,77 22,01 22,08 21,95 0,13 50 36,53 36,16 36,67 36,46 0,21 70 51,19 51,25 50,57 51,01 0,31 90 59,83 59,80 60,53 60,05 0,34 110 65,58 67,32 68,25 68,05 0,53 130 75,29 73,77 75,66 74,91 0,82 150 74,57 68,48 73,94 72,33 2,74 200 142,46 144,40 142,45 143,10 0,92 300 147,96 146,81 137,12 143,96 4,86 400 150,85 155,32 148,30 151,49 2,90 500 153,71 141,44 160,90 152,02 8,03 1000 157,50 146,72 134,63 146,28 9,34 Trung bình (mg/g) Độ lệch chuẩn b, Amoni Dung lượng hấp phụ Nồng độ (mg/L) (mg/g) Lần Lần Lần 10 9,56 9,67 8,47 9,23 0,54 30 29,56 29,82 29,97 29,78 0,17 50 53,15 53,68 53,25 53,36 0,23 70 74,00 76,37 72,99 74,45 1,42 79 90 83,48 87,51 86,27 85,76 1,68 110 91,28 95,79 96,52 94,53 2,32 130 107,38 108,43 108,11 107,97 0,44 150 123,40 126,63 128,80 126,28 2,22 200 107,37 114,19 114,74 112,10 3,35 300 94,73 106,71 112,06 104,50 7,24 400 111,00 116,77 112,65 113,47 2,42 500 109,53 97,02 112,70 106,41 6,77 1000 96,27 103,35 99,65 99,76 2,89 Kết thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng thời gian tiếp xúc đến hiệu hấp phụ a, Phốt phát Dung lượng hấp phụ Thời gian (mg/g) (giờ) Trung bình Độ lệch (mg/g) chuẩn Lần Lần Lần 0,0833 2,49 3,07 4,40 3,32 0,80 0,1666 2,68 7,06 4,00 4,58 1,84 0,25 9,36 4,06 11,82 8,41 3,24 0,5 20,89 20,69 22,57 21,38 0,84 0,75 22,26 27,19 26,48 25,31 2,18 31,56 32,85 34,07 32,82 1,03 35,62 35,36 36,33 35,77 0,41 35,80 34,40 33,16 34,45 1,08 34,99 32,48 32,33 33,27 1,22 80 34,08 33,26 36,25 34,53 1,26 32,76 33,34 34,72 33,61 0,82 37,60 36,37 38,36 37,44 0,82 38,28 37,02 36,45 37,25 0,76 36,91 37,42 36,80 37,04 0,27 10 38,91 39,46 37,13 38,50 0,99 11 37,61 39,50 38,01 38,37 0,81 12 37,30 35,28 36,07 36,22 0,83 Trung bình (mg/g) Độ lệch chuẩn b, Amoni Dung lượng hấp phụ Thời gian (giờ) (mg/g) Lần Lần Lần 0,0833 -3,33 0,01 1,59 -0,58 2,05 0,1666 1,70 5,90 4,96 1,80 1,80 0,25 4,06 3,36 9,06 5,50 2,54 0,5 10,88 12,43 13,45 12,25 1,06 0,75 16,36 18,03 17,96 17,45 0,77 19,27 21,05 21,05 20,46 0,84 33,51 28,15 33,44 31,70 2,51 45,87 42,63 39,70 42,73 2,52 44,40 48,70 49,08 47,39 2,12 53,14 52,54 50,45 52,04 1,15 49,57 48,09 52,03 49,90 1,62 47,46 45,82 49,09 47,46 1,33 81 50,46 49,19 50,11 49,92 0,54 50,53 50,38 48,71 49,87 0,82 10 50,46 49,96 51,48 50,63 0,63 11 49,38 50,48 50,11 49,99 0,46 12 51,28 50,01 50,43 50,57 0,53 Kết thí nghiệm xác định pHpzc vật liệu pH ban đầu ΔpH ΔpHtb 0,432 0,492 0,567 0,497 4,911 4,479 6,729 5,373 6,099 5,319 6,078 5,832 4,968 5,139 5,417 5,175 3,923 4,107 4,215 4,082 3,136 3,126 2,946 3,069 2,096 2,174 2,264 2,178 1,169 0,576 1,247 0,997 10 0,227 -0,730 0,312 -0,064 11 -0,773 -0,577 -0,428 -0,593 10 Kết thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng khối lượng vật liệu đến hiệu loại bỏ amoni phốt phát a, Phốt phát Dung lượng hấp phụ Khối lượng vật liệu (mg/g) (g/L) Lần Lần Lần 0,5 41,79 41,58 42,45 Trung bình (mg/g) Độ lệch chuẩn 41,94 0,37 82 0,75 42,59 44,97 43,66 43,74 0,98 33,79 33,98 33,99 33,92 0,09 1,25 28,55 29,13 28,75 28,81 0,24 1,5 23,75 23,36 23,89 23,67 0,23 17,90 18,36 18,52 18,26 0,26 Trung bình Độ lệch (mg/g) chuẩn b, Amoni Khối lượng Dung lượng hấp phụ vật liệu (mg/g) (g/L) Lần Lần Lần 0,5 90,60 92,39 90,57 91,19 0,85 0,75 60,95 62,77 60,53 61,42 0,97 49,70 49,49 48,74 49,31 0,41 1,25 41,44 44,05 40,33 41,94 1,56 1,5 34,48 36,60 33,81 34,96 1,19 25,58 27,29 25,53 26,13 0,82 83 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG LÝ LỊCH SƠ LƯỢC Họ tên: Nguyễn Thị Vân Anh Giới tính: Nữ Ngày, tháng, năm sinh: 29/05/1994 Nơi sinh: Bắc Giang Quê quán: Cương Sơn, Lục Nam, Bắc Giang Địa liên lạc: 86/17/8 TX25, Phường Thạnh Xuân, Quận 12, TP.HCM QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO Đại học Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo: 2012-2016 Nơi học: Trường Đại học Khoa học tự nhiên TP HCM Ngành học: Công nghệ kỹ thuật môi trường Tên luận văn tốt nghiệp: Đánh giá hàm lượng Carbonyl khơng khí xung quanh TP Hồ Chí Minh theo ngày đêm theo mùa Nơi bảo vệ: Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học tự nhiên Người hướng dẫn: TS Tô Thị Hiền, Th.S Lê Xuân Vĩnh Thạc sĩ Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo: 2018-2020 Nơi học: Trường Đại học Bách khoa TP Hồ Chí Minh Ngành học: Kỹ thuật mơi trường Tên luận văn: Nghiên cứu ứng dụng trấu bùn nhôm để sản xuất vật liệu hỗn hợp để thu hồi amoni phốt phát nước thải Người hướng dẫn: TS Nguyễn Thị Thủy 84 ... ngành: Kỹ thu? ??t môi trường Mã số: 8520320 I TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu ứng dụng trấu bùn nhôm để sản xuất vật liệu hỗn hợp để thu hồi amoni phốt phát nước thải II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Nghiên cứu khả... học vỏ trấu bùn thải từ nhà máy xử lý nước cấp Phạm vi nghiên cứu: đánh giá khả đặc tính hấp phụ vật liệu than /bùn ion amoni phốt phát nước giả thải nước thải sinh hoạt Địa điểm nghiên cứu: •... dưỡng nước thải 1.2 Mục tiêu nghiên cứu Chế tạo thành công vật liệu hấp phụ kết hợp than sinh học vỏ tr bùn thải để xử lý nitơ phốt nước giả thải nước thải sinh hoạt 1.3 Nội dung nghiên cứu Nghiên