Luận văn Nghiên cứu về việc chế tạo vật liệu hấp phụ từ xơ dừa để xử lý amoni trong nước thải bệnh viện

môi trường [4]. Trong nước thải bệnh viện có một số thành phần giống như nước thải sinh hoạt, chứa lượng lớn các chất rắn lơ lửng, chất hữu cơ đặc trưng bằng chỉ tiêu BOD5, các chất dinh dưỡng nito phốt pho, amoni (NH4 +). Hàm lượng amoni sau khi xử lý sinh học có nồng độ đặc thù từ 20-60 mg/l [16].Tuy nhiên ở một số bệnh viện hoặc phòng khám đa khoa, cơ sở y tế do quá tải trong việc sử dụng khu vệ sinh nên hàm lượng amoni trong nước sẽ rất cao vượt quá quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về quy chuẩn nước thải bệnh viện (QCVN 28: 2010/BTNMT) [4]. Vì là yếu tố gây độc nên việc xử lý amoni trong nước thải là đối tượng rất đáng quan tâm. Hiện nay trên thế giới và Việt Nam đã và đang áp dụng nhiều biện pháp xử lý amoni như: Clo hóa, màng lọc, làm thoáng, trao đổi ion, phương pháp sinh học. Các phương pháp trên đều có ưu, nhược điểm và khả năng xử lý amoni khác nhau. 5 Một trong các phương pháp xử lý amoni là hấp phụ và thường được sử dụng ở giai đoạn cuối cùng nhằm xử lý triệt để và đảm bảo tiêu chuẩn môi trường. Phương pháp này có nhược điểm là chi phí cao, vật liệu hấp phụ phải tái sử dụng để giảm chi phí.Vì vậy lựa chọn vật liệu hấp phụ có giá thành rẻ có sẵn trong tự nhiên là vô cùng cần thiết. Trong đó có phương pháp cacbon hóa từ chất thải nông lâm nghiệp như tre, gỗ, lõi ngô, xơ dừa [23] để xử lý ô nhiễm nước thải nhuộm [24], ứng dụng trong mô hình bio-toilet [25] sẽ giảm chi phí đáng kể và không cần tiến hành giải hấp. Ở Việt Nam dừa được trồng khá phổ biến đi kèm theo đó là các phế phẩm từ dừa được thải bỏ ra môi trường và gây ô nhiễm môi trường trong đó có xơ dừa. Hiện nay xơ dừa được sử dụng để làm đồ thủ công mỹ nghệ, tấm lót, phân bón trong nông nghiệp, các giá thể sinh họcVới đặc tính tối ưu của xơ dừa như vậy khi sử dụng để chế tạo thành than cacbon hóa làm vật liệu hấp phụ amoni thì giá trị của nó còn tăng cao. Chất thải cacbon hóa sau khi hấp phụ amoni có thể dùng làm phân bón cải tạo đất trồng. Xuất phát từ thực tiễn trên tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ từ xơ ừ để xử lý m tr c thải bệnh việ ”.  Mụ t êu đề tài: 6 Luận văn được thực hiện nhằm chế tạo ra vật liệu hấp phụ từ xơ dừa bằng phương pháp cacbon hóa. Sau đó sử dụng vật liệu hấp phụ đã chế tạo để xử lý amoni trong nước thải bệnh viện đã qua xử lý sinh học.  Nội dung nghiên cứu Luận văn bao gồm các nội dung nghiên cứu chính sau: 1. Tổng quan về nước thải bệnh viện và các phương pháp xử lý amoni trong nước thải, giới thiệu về phương pháp hấp phụ sử dụng than cacbon hóa. 2. Thực nghiệm chế tạo vật liệu hấp phụ từ xơ dừa bằng phương pháp cacbon hóa. Tiến hành nghiên cứu chế tạo ở các nhiệt độ các khác nhau 300 o C, 400 o C, 500 o C và các khoảng thời gian khác nhau từ 10 phút đến 60 phút, xác định các tính chất của vật liệu, khảo sát dung lượng hấp phụ amoni, độ tro, chụp ảnh SEM, cấu trúc kích thước mao quản. 3. Thực nghiệm hấp phụ để xử lý amoni trong nước thải bệnh viện sau khi đã qua hệ thống xử lý sinh học bằng phương pháp hấp phụ và nghiên cứu ảnh hưởng của pH, tỷ lệ Rắn: Lỏng, thời gian đến hiệu suất xử lý amoni trong nước thải và lựa chọn loại than cacbon hóa cho quá trình xử lý. - Tiến hành thực nghiệm trên quy mô dạng cột lọc liên tục với các dải lưu lượng khác nhau từ 0,5 l/h đến 1,5 l/h để khảo sát khả năng hấp phụ amoni trong nước thải của vật liệu. 7  Ý ĩ và ý ĩ t ực tiễn. - Nghiên cứu chế tạo than cacbon hóa từ phế liệu nông nghiệp (xơ dừa) tuy là vật liệu không mới nhưng chưa được chú ý đến nhiều. - Sản phẩm than thành phẩm thu được có những đặc trưng như xốp, có cấu trúc mao quản và chất lượng phù hợp để xử lý nước thải bệnh viện sau xử lý sinh học hiếu khí. - Về mặt kinh tế thì đây là phế liệu nông nghiệp sẵn có và tiềm năng ở Việt Nam, là một dạng vật liệu hấp phụ đặc biệt và giá thành hợp lý, phù hợp với điều kiện kinh tế ở Việt Nam  Phạm vi củ đề tài: Các thực nghiệm được tiến hành trong phòng thí nghiệm. 8 C ơ 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan về tình hình ô nhiễm amoni trong nước thải bệnh viện 1.2 Giới thiệu về công nghệ xử lý nước thải bệnh viện E – Hà Nội 1.3 Một số phương pháp xử lý amoni trong nước thải 1.3.1 Phương pháp clo hóa 1.3.2 Phương pháp kiềm hóa và làm thoáng 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 Công trình nghiên cứu xử lý amoni trong nước thải ở thế giới và Việt Nam 1.4.1 Tình hình nghiên cứu xử lý amoni trong nước thải trên thế giới 1.4.2 Tình hình nghiên cứu xử lý amoni trong nước thải ở Việt Nam 1.5 Hiện trạng và một số biện pháp xử lý xơ dừa ở Việt Nam 1.5.1 Hiện trạng xơ dừa ở Việt Nam 1.5.2 Biện pháp xử lý xơ dừa ở Việt Nam 1.6 Tổng quan về tình hình nghiên cứu công nghệ cacbon hóa trên thế giới và Việt Nam 9 1.6.1 Tổng quan về phương pháp cacbon hóa 1.6.2 Tình hình nghiên cứu công nghệ cacbon hóa trên thế giới 1.6.3 Tình hình nghiên cứu cacbon hóa ở Việt Nam 10 C ơ 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 11 C ơ 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Đá á quá trì t ực nghiệm cacbon hóa 3.1.1 Khảo sát sự biến đổi nhiệt độ của buồng cacbon hóa Kết quả các ghi chép về nhiệt độ được tổng hợp thành bảng đồ thị dưới đây. Hình 3.1 Biểu đồ biểu diễn nhiệt độ của lò cacbon hóa Sau thời gian t = 14 phút nhiệt độ lò đạt T = 300oC, sau thời gian t = 17 phút nhiệt độ lò đạt T = 400oC và sau t = 20 phút nhiệt độ lò đạt T = 500oC. Nhiệt độ lò tăng dao động từ 10-30oC 3.1.2 Khảo sát tỷ lệ hơi nước trong vật liệu thí nghiệm Kết quả thực nghiệm thể hiện trong đồ thị hình 3.2 0 100 200 300 400 500 600 0 20 40 60 80 N ệ t đ ộ ( C ) t (p út) T = 300 T = 400 T = 500 12 Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn tỉ lệ bay hơi nước của xơ dừa theo thời gian Tỷ lệ bay hơi nước của xơ dừa khá cao đạt khoảng từ 8,3% - 8,72%. 3.1.3 Khảo sát tỷ trọng đổ đống của vật liệu xơ dừa Xơ dừa được đưa vào các bình có thể tích khác nhau sau đó đem cân để xác định tỉ trọng của xơ dừa. Bảng 3.1 Tỉ trọng của xơ dừa STT Khối lượng mẫu (kg) Thể tích (m3) Tỉ trọng (kg/m3) 1 50 2 25 2 60 2,5 24 3 76 3 25,33 4 80 3,5 22,6 4.79 6.01 6.68 7.75 7.91 , 8.08 8.30 8.39 8.72 8.55 0 2 4 6 8 10 0 20 40 60 tỷ l ệ h ơ i n ư ớ c đ ã b a y h ơ i (% ) thời gian (phút) Tỉ lệ trung bình hơ 13 5 89 4 22,25 6 103 4,5 23 7 122 5 24,4 8 128 5,5 23,27 9 150 6 25 10 157 6,5 24,15 Theo bảng 3.1 ta thấy tỉ trọng của xơ dừa rơi vào khoảng từ 22,25kg/m 3 đến 25,33kg/m3 3.1.4 Khảo sát độ tro hóa của xơ dừa Đặt xơ dừa vào đĩa tro hóa rồi đem nung tại nhiệt độ 8000C trong 1h30 phút. Ta tính được độ tro của xơ dừa. Bảng 3.2 Độ tro hóa của xơ dừa Mẫu Khối lượng trước khi tro hóa mT (g) Khối lượng sau kho tro hóa ms (g) Độ tro hóa (%) 1 5,584 0,482 8,64 2 5,027 0,356 7,08 3 5,234 0,426 8,14 4 5,325 0,435 8,17 5 5,523 0,525 9,505 14 Qua bảng số liệu 3.2 ta thấy độ tro hóa của xơ dừa khoảng 7% – 9% 3.1.5 Khảo sát hiệu suất thu hồi sản phẩm chưa cháy của vật liệu khi tiến hành cacbon hóa Thí nghiệm được tiến hành xơ dừa độ ẩm 8,5%, tỷ trọng 24kg/m3, độ tro khoảng 8% với khối lượng xơ dừa từ 1- 3g. Nhiệt độ cacbon hóa ở T= 300oC, 400oC, 500oC. Thời gian lưu 10 phút, 20 phút, 30 phút, 40 phút, 50 phút. Bảng 3.3 Hiệu suất thu hồi sản phẩm từ xơ dừa ở T=3000C, T= 400 o C, T= 500 o C TT Thời gian (phút) Hiệu suất thu hồi (%) T= 300 o C T= 400 o C T= 500 o C Mẫu 1 10 84,41 64,16 43,26 Mẫu 2 20 72,74 50,43 40,03 Mẫu 3 30 69,20 52,08 37,09 Mẫu 4 40 53,77 44,84 36,18 Mẫu 5 50 50,25 30,57 25,34 Hiệu suất thu hồi sản phẩm chưa cháy của vật liệu ở 500oC là thấp nhất, quá trình cacbon hóa xảy ra hoàn toàn, phù hợp quá trình cacbon hóa. 15 3.2 Khảo sát lựa ch n loại than tố u quá trì ấp phụ m tr c thải bệnh viện Kết quả nghiên cứu trình bày theo đồ thị hình 3.7 Hình 3.7 Đồ thị dung lượng hấp phụ amoni của các loại than cacbon hóa đã chế tạo ở các nhiệt độ và thời gian khác nhau Kết quả phân tích cho thấy ở 500oC trong khoảng thời gian từ 20-40 phút dung lượng hấp phụ là cao nhất tương ứng với 0,67 – 0,69 mg/g. Đồng thời dựa vào kết quả khảo sát hiệu suất thu hồi sản phẩm chưa cháy của vật liệu thì ở nhiệt độ 500oC hiệu suất thu hồi sản phẩm chưa cháy là thấp nhất. Như vậy có thể kết luận rằng: khi ở nhiệt độ thấp quá trình cacbon hóa chưa xảy ra hoàn toàn, trong vật liệu vẫn còn lẫn các tạp chất khác dẫn đến quá 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 1 0 p h ú t 2 0 p h ú t 3 0 p h ú t 4 0 p h ú t 5 0 p h ú t 1 0 p h ú t 2 0 p h ú t 3 0 p h ú t 4 0 p h ú t 5 0 p h ú t 1 0 p h ú t 2 0 p h ú t 3 0 p h ú t 4 0 p h ú t 5 0 p h ú t 300oC 400oC 500oC d u n g l ư ợ n g h ấp p h ụ a m o n i (m g /g ) nhiệt độ (oC)-thời gian ( phut) Dung lượng hấp phụ (mg/g) Series1 16 trình xử lý amoni chưa diễn ra triệt để. Khi tăng mức nhiệt độ đến 500 oC xơ dừa đã cacbon hóa hoàn toàn. Tiến hành xác định diện tích bề mặt riêng của sản phẩm bằng kính hiển vi điện tử để đánh giá khả năng hấp phụ của vật liệu đã xác định được kích thước mao quản trung bình từ 20- 50 µm và diện tích bề mặt trung bình từ 100-300 m2/g của vật liệu phù hợp hấp phụ thành phần amoni trong nước thải. Dưới đây là hình ảnh chụp SEM của than cacbon hóa xơ dừa ở T= 500oC. Hình 3.8 Kích thước mao quản của than cacbon hóa xơ dừa ở T= 500oC, t= 30 phút Như vậy khi xơ dừa được đốt ở thời gian t = 30 phút ở nhiệt độ T= 500oC là đạt hiệu quả hấp phụ cao nhất có diện tích bề mặt và kích thước mao quản rất phù hợp và lựa chọn điều kiện này để chế tạo vật liệu than cacbon hóa làm vật liệu hấp phụ NH4 + . 17 3.3 Đá á ệu quả hấp phụ amoni của vật liệu hấp phụ qua quá trình hấp phụ tĩ : 3.3.1 Đánh giá hiệu quả hấp phụ amoni của than cacbon hóa qua sự thay đổi của các dải pH Sau khi tiến hành điều chỉnh nồng độ pH với các dải 4;5;6;7;8;9 nồng độ NH4 + thay đổi như sau: Bảng 3.4 Nồng độ NH4 + sau khi điều chỉnh pH pH 4 5 6 7 8 9 Nồng độ NH4 + 27,21 26,96 26,56 26,15 25,94 25,84 Qua bảng số liệu 3.4 cho thấy với nồng độ NH4 + tăng khi giảm pH cụ thể là pH= 7 có nồng độ NH4 + là 26,15 mg/l khi giảm pH xuống còn 6 thì nồng độ NH4 + tăng lên 26,56 mg/l và pH =4 nồng độ tăng lên 27,21 mg/l. Ngược lại khi tăng pH thì nồng độ amoni có xu hướng giảm dần còn 25,84 mg/l ở pH = 9. Sau đó tiến hành thực nghiệm khảo sát hiệu quả xử lý NH4 + của vật liệu hấp phụ (than xơ dừa cacbon hóa) trong môi trường nước thải đã điều chỉnh pH được thể hiện ở đồ thị dưới đây: 18 Hình 3.9 Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất xử lý NH4 + Kết quả nghiên cứu cho thấy hiệu suất hấp phụ của vật liệu qua các dải pH từ 4-9 hiệu suất xử lý tăng dần và giảm ở pH= 9, PH tối ưu cho sự hấp phụ trong khoảng từ 7-9 đạt hiệu suất 60 - 61% nồng độ NH4 + trong khoảng 9-10 mg/l có xu hướng không đổi và đáp ứng QCVN: 28/2010/BTNMT . Như vậy pH này thuận lợi đối với nước thải bệnh viện sau xử lý sinh học vì bản chất của pH của nước thải ở giai đoạn này cũng giao động trong khoảng pH từ 7-8, do đó sẽ không tốn thêm chi phí điều chỉnh pH và cũng không làm ảnh hưởng đến chất lượng môi trước đầu ra. 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 0 2 4 6 8 10 h iệ u s u ất x ử lý a m o n i ( % ) Dải pH hiệu suất (%) 19 3.3.2 Đánh giá ảnh hưởng của dung lượng hấp phụ đến quá trình xử lý amoni trong nước thải bệnh viện Quá trình thực nghiệm điều chỉnh nước thải với các dải nồng độ từ 5 mg/l đến 35 mg/l. Tiến hành hấp phụ trên thiết bị Jartest thu được kết quả như sau: Hình 3.10 Đồ thị ảnh hưởng của nồng độ ban amoni đến hiệu suất xử lý Từ kết quả thí nghiệm , giải nồng độ 10-20 mg/l tốc độ xử lý cao hơn giải nồng độ từ 30-35 mg/l. Điều này được thể hiện trên đường đẳng nhiệt hấp phụ. Đường đẳng nhiệt hấp phụ phù hợp thep đường đẳng nhiệt Langmuir và cũng có thể chấp nhận theo đường đẳng nhiệt Freundlich. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 10 20 30 40 h iệ u s u ất x ử lý a m o n i( % ) Nồng độ NH4+ trước hấp phụ (mg/l) hiệu suất (%) 20 3.3.3Ảnh hưởng thời gian hấp phụ Kết quả thực nghiệm như đồ thị 3.13 Hình 3.13 Đồ thị ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất xử lý amoni Theo kết quả phân tích hình 3.13 cho thấy vậy thời gian hấp phụ càng lâu thì hiệu suất hấp phụ NH4 + càng tăng, hiệu xuất hấp phụ amoni của vật liệu hấp phụ có xu hướng tăng và không đổi từ 30 phút trở đi. Ban đầu 5 phút nồng độ amoni giảm khá ít hiệu suất đạt 18,22 %, đến 30 phút hiệu tăng lên 43, 93% và không đổi quá trình hấp phụ đạt trạng thái cân bằng. Như vậy lựa chọn thời gian tối ưu là t = 30 phút là phù hợp. 3.3.4 Ảnh hưởng của tỷ lệ rắn: lỏng Kết quả thực nghiệm ảnh hưởng của tỷ lệ rắn- lỏng thể hiện như đồ thị hình 3.14: 0 5 10 15 20 25 0 10 20 30 40 50 0 20 40 60 ệ u s u ấ t x ử l ý m ( % ) T (p út) Ả ở ủ t đế ệu suất xử lý m hiệu suất (%) NH4+ (mg/l) 21 Hình 3.14 Ảnh hưởng của khối lượng than đến hiệu suất xử lý NH4 + Qua bảng số liệu phụ lục 2.10 và đồ thị 3.14 ta thấy hiệu suất xử lý tăng khi tỷ lệ rắn – lỏng tăng hiệu suất tăng từ 20,17% lên 59, 30%. Như vậy lượng than (tỷ lệ rắn: lỏng) càng lớn thì hiệu suất hấp phụ càng cao và tốt nhất là ở khối lượng m = 5g (tỷ lệ rắn: lỏng = 1/50). 3.3.5 So sánh hiệu suất hấp phụ của than hoạt tính gáo dừa ở thị trường với than cacbon hóa xơ dừa đã chế tạo. Tiến hành hấp phụ gián đoạn trong thiết bị khuấy Jartest thu được kết quả như sau: 0 10 20 30 40 50 60 70 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 1 2 3 4 5 6 H iệ u s u ất x ử lý a m o n i ( % ) tỷ lệ rắn : lỏng (g/ml) NH4+ (mg/l) hiệu suất (%) 22 Hình 3.15 So sánh khả năng hấp phụ của than hoạt tính thị trường và than cacbon chế tạo Qua đồ thị hình 3.15 và kết quả nghiên cứu cho thấy khả năng hấp phụ amoni trong nước thải bệnh viện của than cacbon hóa từ xơ dừa và than hoạt tính gáo dừa của thị trường chênh lệch không cao, tuy nhiên than cacbon hóa xơ dừa hiệu suất hấp phụ cao hơn đạt 56,59%. Muốn tăng hiệu quả của than hoạt tính gáo dừa chúng ta cần thêm bước phải biến tính than hoạt tính, trong khi than cacbon chúng ta có thể sử dụng trực tiếp, như vậy xét về mặt kinh tế khi sử dụng than cacbon hóa xơ dừa sẽ tiết kiệm hơn đồng thời cũng xử lý được khối lượng xơ dừa thải. Do vậy việc ưng dụng than cacbon hóa từ biomass thải (xơ dừa) đem lại triển vọng cao. 0 10 20 30 40 50 60 Loại than h iệ u s u ất h ấp p h ụ a m o n i (% ) Than hoạt tính gáo dừa than cacbon hóa xơ dừa 23 3.4 Đá á ệu quả hấp phụ amoni của vật liệu hấp phụ chế tạo từ quá trình cacbon hóa theo cột. 3.4.1 Hiệu quả hấp phụ amoni của vật liệu hấp phụ là 100% than cacbon hóa từ xơ dừa. Do bột than chưa được tạo thành khổi và tránh hiện tượng rửa trôi nên tiến hành thực nghiệm trên 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; 1 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 trong cột lọc tương ứng khoảng m = 3kg. Tiến hành lấy mẫu 3 lần một ngày Hình 3.16 Khả năng hấp phụ của vật liệu hấp phụ ở mô hình dạng cột (M1: mẫu số 1, M2: mẫu số 2, M3: mẫu số 3) Như vậy có thể thấy khi thực nghiệm với lưu lượng thấp 0,5 l/h thì hiệu suất tiếp xúc của vật liệu với amoni trong nước thải 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 M1 M2 M3 M1 M2 M3 M1 M2 M3 M1 M2 M3 0.5 0.75 1 1.5 h iệ u s u ất x ử lý a m o n i t ro n g n ư ớ c th ải b ệ n h v iệ n % lưu lượng hấp phụ(l/h) Khả năng hấp phụ của vật liệu hấp phụ than cacbon hóa xơ dừa hiệu suất xử lý (%) 24 tương đối cao 78,79% do thời gian lưu nước trong vật liệu lâu, quá trình amoni tiếp xúc với mao quản của của than cacbon hóa cũng lâu hơn và bị giữ lại. Do đó lưu lượng thấp và thời gian lưu lâu sẽ tăng hiệu quả xử lý amoni. 3.4.2 Hiệu quả hấp phụ amoni của vật liệu hấp phụ dạng viên Sau khi tiến hành nghiên cứu chế tạo ra vật liệu hấp phụ dạng viên với tỷ lệ 1 cát: 1 sỏi: 1 than: 3 xi măng thấy đây là tỷ lệ tối ưu để tạo ra vật liệu, sau đó mang vật liệu đã chế tạo được nghiên cứu trên thiết bị dạng cột với lưu lượng từ 0,25 l/h đến 0,75 l/h. Kết quả thực nghiệm dạng cột được thể hiện trong biểu đồ dưới đây: Hình 3.17 Khả năng hấp phụ của vật liệu dạng viên Qua kết quả thực nghiêm hình 3.17 cho thấy khả năng hấp phụ của vật liệu khá thấp không phù hợp cho quá trình hấp phụ, 0 5 10 15 20 25 30 35 M1 M2 M3 M2 M3 M1 M3 M1 M2 0.25 0.5 0.75 h iệ u s u ất h ấp p h ụ a m o n i ( % ) lưu lượng (l/h) Khả năng hấp phụ của vật liệu hấp phụ dạng viên hiệu suất xử lý (%) 25 đồng thời vật liệu than cacbon hóa xơ dừa khả năng kết dính kém cần tốn thêm nhiều chất phụ trợ kết dính, không tận dụng được vật liệu để trồng cây sau khi vật liệu hết tác dụng hấp phụ. 26 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGH 1. Kết luận Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ từ xơ dừa bằng phương pháp cacbon hóa để xử lý amoni trong nước thải bệnh viện sau khi đã qua hệ thống xử lý sinh học hiếu khí có thể rút ra kết luận như sau: 1.Tỷ lệ bay hơi nước của xơ dừa khá cao đạt khoảng từ 8,3% - 8,72% trong thời gian từ 30- 60 phút ,khối lượng hơi nước trong các mẫu thay đổi không đáng kể. Tỷ trọng của xơ dừa từ 22,25 kg/m 3 – 25,33 kg/m3 và không ảnh hưởng nhiều đến quá trình cacbon hóa. 2. Hiệu suất thu hồi sản phẩm là 25-40%; thời gian và nhiệt độ ảnh hưởng đến quá trình cacbon hóa, nhiệt độ càng cao hiệu suất thu hồi sản phẩm càng giảm nhiệt độ 500oC là phù hợp cho quá trình cacbon hóa. Thời gian càng lâu hiệu suất thu hồi càng thấp vì ngoài hơi nước, CO, CO2, các hợp chất dễ bay hơi, các hợp chất hữu cơ khác cũng bị phân hủy do nhiệt độ. Sau thời gian 10 phút thì sản phẩm không thấy biến đổi nhiều, thời gian này chỉ xảy ra quá trình bay hơi nước là chính.Thời gian các bon hóa khoảng 30-50 phút là phù hợp. Từ 50-60 phút xảy ra quá trình giảm nhanh do xảy ra quá trình khí hóa và có thể quan sát trong thiết bị cacbon hóa. 27 3. Hiệu suất xử lý amoni phụ thuộc vào pH của dung dịch, trong môi trường pH 7-8 đạt hiệu suất xử lý cao nhất đạt 54,36%. Thời gian hấp phụ đạt cân bằng ở t = 30 phút đạt hiệu suất 43,93%. Tỷ lệ rắn : lỏng giữa vật liệu và thể tích dung dịch cụ thể là 20g/l đạt hiệu suất cao nhất 59,3%. 4. Quá trình hấp phụ NH4 + của than cacbon hóa xơ dừa phù hợp theo thuyết hấp phụ đường đẳng nhiệt Langmuir và đường đẳng nhiệt Freundlich. 5. Đánh giá được triển vọng của than cacbon hóa xơ dừa chế tạo so với than hoạt tính thị trường, cụ thể than cacbon hóa xơ dừa chế tạo đạt hiệu suất cao hơn 56,59 %. 6. Khảo sát khả năng hấp phụ của vật liệu hấp phụ khi sử dụng 100% than cacbon hóa xơ dừa qua hệ thống lọc liên tục thấy rằng ở mức lưu lượng 0,25 l/h đạt hiệu suất cao nhất 78,79% 7. Khảo sát khả năng hấp phụ của vật liệu dạng viên qua hệ thống lọc liên tục thấy rằng với mức lưu lượng 0,25 l/h thì hiệu suất xử lý đạt cao nhất 19,12% khả năng xử lý không cao. 2. Kiến nghị Các kết quả nghiên cứu cho thấy vật liệu chế tạo từ xơ dừa có thể sử dụng như vật liệu hấp phụ giá thành thấp, hiệu quả và thân thiện với môi trường để xử lý amoni trong nước thải bệnh 28 viện trước khi thải ra môi trường bên ngoài. Vì vậy, tôi rất mong muốn được tiếp tục nghiên cứu và ứng dụng trên quy mô lớn. 29 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng việt 1. Nguyễn Việt Anh (2005), Nghiên cứu xử lý amoni trong nước ngầm bằng phương pháp sinh học, Bảo vệ môi trường số 3, trang 22-24. 2. Lương Văn Anh (2013), Xử lý amoni trong nước ngầm bằng bể lọc sinh học cần được mở rộng cho hệ thống cấp nước nông thôn, Khoa học kỹ thuật thủy lợi và môi trường, số 43, trang 43-47. 3. Báo nông nghiệp & PTNT (2007), Báo cáo tình hình phế phẩm nông nghiệp, Hà Nội. 4. Bộ Tài nguyên và Môi trường (2010) Quy chuẩn nước thải bệnh viện QCVN 28-2010 ngày 16/12/2010. 5. Bộ y tế, Viện sức khỏe nghề nghiệp và môi trường (2014), Báo cáo tính chất và thành phần của nước 6. Bộ y tế, cục quản lý môi trường y tế (2015), Hướng dẫn áp dụng công nghệ xử lý nước thải y tế , Dự án hỗ trợ xử lý chất thải bệnh viện, Nhà xuất bản y học Hà Nội 7. Nguyễn Bin (2004), Giáotrình các quá trình, thiết bị trong công nghệ hóa chất và thực phẩm , tập 4 - NXB Khoa học và Kĩ thuật Hà Nội 30 8. Ngô Kim Chi (2013), Phát triển công nghệ chuyển hoá tài nguyên Biomass, tạp chí Khoa học và Công nghệ, số 14, tr.31. 9. Lê Văn Cát (2002), Hấp phụ và trao đổi ion trong kỹ thuật xử lý nước và nước thải. Nhà Xuất Bản thống kê Hà Nội 10. Đào Văn Đông (2007), Nghiên cứu góp phần hoàn thiện công nghệ sản xuất phụ, gia tro trấu ở Việt Nam, pp.2-8. 11. Cao Ngọc Điệp, Nguyễn Thị Hoàng Nam (2012), Ứng dụng vi khuẩn Pseudomonas Stutzeri và Acinetobacter Lwoffii loại bỏ amoni trong nước thải từ rác hữu cơ, Tạp chí khoa học, tr 1-8 12. Trần Quang Ninh (2010),Tổng luận về công nghệ xử lý chất thải rắn của một số nước và ở Việt Nam, Trung tâm thông tin khoa học và công nghệ quốc gia 13. Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga (2002), Giáo trình công nghệ xử lý nước thải , NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội. 14. Nguyễn thị Yến Nhi, Huỳnh Thị Ngọc Trinh (2012), Nghiên cứu cấu trúc và tính hấp phụ ammonium trong nước của than trà Bắc, Khoa học công nghệ, số 06, trang 2-6. 15. Trần Hiếu Nhuệ, Ưng Quốc dũng, Nguyễn Thị Kim Thái, (2001), Quản lý chất thải rắn – tập 1. Chất thải rắn đô thị”, Nxb Xây dựng, Hà Nội. 31 16. Nguyễn Xuân Nguyên, Phạm Hồng Hải (2004), Công nghệ xử lý nước thải bệnh viện, NXB KHKT, Hà Nội 17. Nguyễn Xuân Nguyên, Trần Quang Huy (2004), Công nghệ xử lỷ chát thải và chất thải rắn, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, trang 41-43 18. Đào Ngọc Phong, Nguyễn Thị Thái, Đỗ Văn Hợi (1998), Đánh giá ô nhiễm môi trường và khả năng lây truyền bệnh do nước thải bệnh viện gây ra ở Hà Nội, Kỷ yếu hội thảo Quản lý chất thải bệnh viện, Hà Nội 19. Nguyễn Hữu Phú (1998), Hấpphụ và xúc tác trên bề mặt vật liệu vô cơ mao quản, NXB Khoa học và kỹ thuật 20. Minh Tâm (2012), Nghiên cứu công nghệ cacbon hoá để xử lý chất thải đô thị ở Việt Nam, Viện khoa học và công nghệ Việt Nam. 21. Trịnh Văn Tuyên, Mai Trọng Chính, Đỗ Hồng Trang (2010), Báo cáo tổng hợp Định hướng nghiên cứu công nghệ xử lý chất thải rắn và chất thải nguy hại tại Việt Nam trong giai đoạn từ nay đến 2015 và 2025, Viện Công nghệ môi trường, trang 79-81. 22. Trịnh Văn Tuyên, Văn Hữu Tập, Vũ Thị Mai (2014), Xử lý chất thải rắn và chất thải nguy hại, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 32 23. Trịnh văn Tuyên, Tô Thị Hải Yến, Shuji Yosizawa (2010), Nghiên cứu công nghệ cacbon hóa chất thải đô thị ở Việt Nam, Hội nghị khoa học kỉ niệm 35 năm Viện Khoa học và công nghện Việt Nam, 421 tr 72-78 24. Trịnh văn Tuyên, Tô Thị Hải Yến, Shuji Yosizawa (2012), Nghiên cứu xử lý nước thải dệt nhuộm bằng phương pháp lọc sinh học sử dụng than cacbon hóa, Tạp chí môi trường của Tổng cục môi trường 56-58 25. Trịnh Văn Tuyên, Nguyễn Thu Hà, Hoàng Lương, Tăng Thị Chính (2012) , Nghiên cứu xây dựng mô hình Bio- Toilet sử dụng than cacbon hóa nhằm cải thiện môi trường nước ở Việt Nam. Tạp chí Khoa học và Công nghệ 50(2B) 134-142 26. Trịnh Văn Tuyên, Vũ Thị Phương Anh (2014), Giáo trình các quá trình thiết bị và thiết bị công nghệ môi trường”, Viện Công nghệ môi trường, NXB Khoa học tự nhiên và công nghệ. 27. Viện công nghệ môi trường – Viện Khoa học và công nghệ Việt Nam, (2008), Tổng quan về tình hình nghiên cứu, công nghệ nhiệt phân, cacbon hóa chất thải. Tài liệu tiếng anh 28. Dang Xuan Hien, Cao Xuan Mai (2009), research on ammonia treatment in groundwater by ion exchange 33 method. Review of Ministry of Construction, ISSN 0866 8762, Ministry of const