TỔNG HỢP BIOCHAR TỪ PHẾ THẢI CHĂN NUÔI LÀ TỪ XƯƠNG BÒ ỨNG DỤNG LÀM CHẤT HẤP PHỤ XỬ LÝ NƯỚC THẢI by Dạy Kèm Quy Nhơn Official

TỔNG HỢP BIOCHAR ỨNG DỤNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI

vectorstock.com/24597468

Ths Nguyễn Thanh Tú eBook Collection

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP BIOCHAR TỪ NGUỒN PHẾ THẢI CHĂN NUÔI LÀ TỪ XƯƠNG BÒ ỨNG DỤNG THAN XƯƠNG BONECHAR ĐỂ LÀM CHẤT HẤP PHỤ XỬ LÝ NƯỚC THẢI MANG MÀU VÀ XỬ LÝ NƯỚC NHIỄM PHÈN WORD VERSION | 2022 EDITION ORDER NOW / CHUYỂN GIAO QUA EMAIL TAILIEUCHUANTHAMKHAO@GMAIL.COM

Tài liệu chuẩn tham khảo Phát triển kênh bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đơn vị tài trợ / phát hành / chia sẻ học thuật : Nguyen Thanh Tu Group Hỗ trợ trực tuyến Fb www.facebook.com/DayKemQuyNhon Mobi/Zalo 0905779594

BỘ CÔNG THƯƠNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG

Tên đề tài: Nghiên

cứu tổng hợp biochar ứng dụng làm chất hấp phụ

trong xử lý nước thải Mã số đề tài: 184.HH02 Chủ nhiệm đề tài: TS.

Võ Thành Công

Đơn vị thực hiện: Trường

Đại học Công nghiệp Tp.HCM

LỜI CÁM ƠN

Lời đầu tiên, chúng tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Công Nghiệp TP. Hồ Chí Minh, phòng Nghiên Cứu Khoa Học và Hợp Tác Quốc Tế, nơi đã hổ trợ kinh phí và tạo điều kiện thuận lợi về thời gian để chúng tôi hoàn thành tốt nghiên cứu và thực hiện đề tài. Tiếp theo, chúng tôi xin cảm ơn Khoa Công nghệ Hóa học, nơi đã tạo điều kiện phòng thí nghiệm nghiên cứu để chúng tôi thực hiện thành công đề tài. Sau cùng tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến quý thầy cô đồng nghiệp, những người đã công sự với tôi trong suốt thời gian để hoàn thành tốt đề tài đã thực hiện. Xin chân thành cảm ơn!

PHẦN I. THÔNG TIN CHUNG I. Thông tin tổng quát: 1.1. Tên đề tài: Nghiên cứu tổng hợp biochar ứng dụng làm chất hấp

phụ trong xử lý nước thải 1.2. Mã số: 184.HH02 1.3. Danh sách chủ trì, thành viên tham gia thực hiện đề tài TT

Họ và tên (học hàm, học vị)

Đơn vị công tác

Vai trò thực hiện đề tài

Hướng dẫn, giám sát quy trình tổng hợp sản phẩm Khoa Công nghệ Hóa 1

TS. Võ Thành Công

học, Đại học Công nghiệp Tp.HCM

biochar. Tổng hợp các số liệu, viết báo khoa học, và viết chuyên đề thí nghiệm. Hướng dẫn sinh viên trực

Khoa Công nghệ Hóa 2

ThS. Lê Trọng Thành

học, Đại học Công nghiệp Tp.HCM

tiếp tổng hợp biochar, khảo sát các thông số đến quá trình tổng hợp. Hướng dẫn sinh viên trực

Khoa Công nghệ Hóa 3

ThS. Phạm Thành Tâm

học, Đại học Công nghiệp Tp.HCM

tiếp nghiên cứu ứng dụng biochar trong xử lý nước thải dệt nhuộm.

Khoa Công nghệ Hóa 4

TS. Đỗ Quý Diễm

học, Đại học Công tổng hợp dữ liệu. nghiệp Tp.HCM

1.4. Đơn vị chủ trì: Trường Đại học Công nghiệp Tp.HCM 1.5. Thời gian thực hiện: 1.5.1. Theo hợp đồng: từ 22/1/2018 đến 22/1/2019

1.5.2. Gia hạn (nếu có): đến 22/6/2020 1.5.3. Thực hiện thực tế: từ tháng 22/1/2018 đến 22/5/2020 1.6. Những thay đổi so với thuyết minh ban đầu (nếu có): (Về mục tiêu, nội dung, phương pháp, kết quả nghiên cứu và tổ chức thực hiện; Nguyên nhân; Ý kiến của Cơ quan quản lý) 1.7. Tổng kinh phí được phê duyệt của đề tài: 52.500.000 đồng Bằng chữ: năm mươi hai triệu năm trăm nghìn đồng chẳn II. Kết quả nghiên cứu 1. Đặt vấn đề Xã hội càng phát triển, các hoạt động con người được mở rộng ra nhiều lĩnh vực trong Nông Nghiệp, Chăn Nuôi, và trong Công Nghiệp [1, 2]…. Bên cạnh cũng sản sinh ra nhiều chất thải độc hại khó phân hủy và khó loại bỏ đặc biệt là các kim loại nặng, các chất hữu cơ làm ô nhiễm môi trường đất, môi trường nước, và môi trường khí. Đặc biệt, ở Vietnam nơi mà sản xuất nông nghiệp -chăn nuôi truyền thống với số lượng lớn đất đai được sử dụng , vì vậy nguồn phế phẩm với số lượng rất lớn cũng phát sinh từ 2 nguồn, Phế thải trong trồng trọt: với sự gia tăng sản lượng lúa gạo và đẩy mạnh trồng trọt, việc quản lý các sản phẩm phụ của cây lúa đang trở thành một vấn đề nhưng cũng có thể mở ra một cơ hội. Trong các hệ thống trồng lúa truyền thống, rơm rạ thường được chuyển dời ra khỏi các cánh đồng khi thu hoạch lúa và người dân thường đem về nhà đánh đống để đun nấu hoặc làm thức ăn cho gia súc, trong thời gian gần đây do lượng phế thải quá lớn, người dân không sử dụng hết nên rơm rạ được đốt ngay ngoài đồng ruộng. Việc đốt rơm rạ trên đồng vẫn còn thực hiện ở nhiều nước và ngày càng trở nên không thể chấp nhận do các nguy cơ đối với môi trường và sức khỏe. Theo đánh giá của một số công trình nghiên cứu, trung bình hàng năm ở châu Á tổng cộng có 730 Tg (1 teragram = 1012 gram) lượng sinh khối được xử lý bằng cách đốt ngoài trời (open field burning), trong đó có 250 Tg có nguồn gốc từ nông nghiệp. Việc đốt ngoài trời các phế thải từ cây trồng là một hoạt động theo truyền thống của con người nhằm chuẩn bị đất trồng cho vụ mùa sau, loại trừ

những đầu mẩu dư thừa, cỏ dại và giải phóng các chất dinh dưỡng cho chu kỳ trồng trọt sau. Việc đốt rơm rạ ngoài trời là một thực tiễn phổ biến ở những nơi có thời gian ngắn để chuẩn bị đất trồng cho vụ mùa sau [3-5]. Tại thời điểm thu hoạch, hàm lượng ẩm của rơm rạ thường cao tới 60%, tuy nhiên trong điều kiện thời tiết khô hanh rơm rạ có thể trở nên khô nhanh đạt đến trạng thái độ ẩm cân bằng vào khoảng 10-12%. Rơm rạ, có hàm lượng tro cao (trên 22%) và lượng protein thấp, các thành phần hydrate cacbon chính của rơm rạ gồm lienoxenluloza (37,4%), hemicellulose (bán xenluloza - 44,9%), linhin (4,9%) và hàm lượng tro silica (silic dioxyt) cao (9-14%), chính điều này gây cản trở việc sử dụng loại phế thải này một cách kinh tế do thành phần Lienoxenluloza trong rơm rạ khó hủy về mặt sinh học, vì vậy, để xử lý đòi hỏi phải có bước tiền xử lý. Có thể tiến hành tiền xử lý rơm rạ bằng các phương pháp cơ học như xay, nghiền để làm giảm kích thước, hoặc xử lý nhiệt hoặc bằng hóa chất như sử dụng các axit hay bazơ thường có thể cải thiện được khả năng phân hủy. Việc đốt ngoài trời là một quá trình đốt không kiểm soát, trong đó dioxit cacbon (CO2), sản phẩm chủ yếu trong quá trình đốt được giải phóng vào khí quyển cùng với cacbon monoxide (CO), khí methane (CH4), các oxit nitơ (NOx) và một lượng tương đối nhỏ dioxit sulphur (SO2). Tại châu Á dựa trên các công trình nghiên cứu cho thấy, hàng năm nguồn phát xạ do đốt sinh khối ngoài trời ước tính đạt 0,37 Tg SO2, 2,8 Tg NOx, 1100 Tg CO2, 67 Tg CO và 3,1 Tg methane (CH4). Riêng lượng phát xạ từ việc đốt phế thải cây trống theo ước tính đạt: 0,10 Tg SO2, 0,96 Tg NOx, 379 Tg CO2, 23 Tg CO và 0,68 Tg CH4 [1, 6, 7]. Phế thải trong chăn nuôi: hiện nay ở nước ta có nhiều các lò giết mổ động vật để cung cấp nguyên liệu cho các công ty, nhà máy chế biến thức ăn, cung cấp thực phẩm cho con người. Tuy nhiên, trong quá trình chế biến thức ăn có nguồn gốc từ động vật người ta thường lấy phần da, thịt, các bộ phận bên trong của động vật. Phần xương động vật bị thải bỏ hoặc nếu tận dụng xương để chế biến thức ăn thì người ta dùng để lấy phần tủy trong xương (nấu xương để lấy tủy). Quá trình này thường có ở các nhà máy chế biến nước tương, các tiệm nấu phở… Mặc dù đã tận

thu chất dùng để chế biến thức ăn, xương động vật vẫn là nguồn thải, do đó nó cũng cần phải được xử lý. Xuất phát từ hiện trạng chất thải của ngành chăn nuôi và những ưu điểm của than sinh học, việc “than sinh học hóa” chất thải chăn nuôi hứa hẹn là hướng giải quyết vấn đề ô nhiễm tại các khu vực chăn thả đồng thời tạo ra nguồn phân bón, thay thế một phần phân hóa học và đóng vai trò như “chất cải tạo đất”. Các nhà khoa học ở trường Đại học Khoa học Tự nhiên đã nghiên cứu đề tài này tập trung chủ yếu vào việc sản xuất biochar từ chất thải chăn nuôi và tìm hiểu ảnh hưởng của 2 yếu tố nhiệt độ, thời gian lưu trong quá trình nhiệt phân chậm đến tính chất của biochar. Hai nhiệt độ thí nghiệm là 450 oC và 550 oC tại các mốc thời gian lưu 0 giờ, 1 giờ, 2 giờ, 4 giờ, 6 giờ. Sản phẩm thu được với hiệu suất 47 – 37%, hàm lượng các bon 54 – 62% và có xu hướng giảm khi tăng nhiệt độ và thời gian nhiệt phân. Các mẫu biochar đều có tính kiềm, pH dao động 8,45 – 8,82 [8, 9]. Than sinh học (biochar): có thể hiểu than sinh học là một sản phẩm được tạo ra qua quá trình nhiệt phân các vật liệu hữu cơ trong môi trường yếm khí, có khả năng tồn tại bền vững trong môi trường đất và làm tăng lượng cacbon lưu giữ trong đất, giảm cacbon thải vào khí quyển, có khả năng tích cực đến sản xuất của đất. Theo tổ chức IBI (International Biochar Initiative) thì than sinh học là một chất rắn thu được từ quá trình cacbon hóa sinh khối. Trong quá trình nhiệt phân, ở các nhiệt độ thấp xenlulozo và hemi-xenlulozo bị mất ở dạng chất hữu cơ bay hơi dẫn tới sự suy giảm về khối lượng. Chất khoáng và bộ khung cacbon vần giữ được hình dạng cấu trúc của vật liệu ban đầu. Cấu trúc phân tử của than có trạng thái xốp và có diện tích bề mặt lớn, các lỗ rỗng đường kính rất nhỏ (50 nm) được hình thành trong quá tình nhiệt phân tạo nên các hệ thống mao quản và chính hệ thống các lỗ rỗng trong than góp phần quan trọng cho sự thông khí, hoạt động của vùng rễ và cấu trúc của đất. Chính vì vậy bổ sung than vào đất làm thay dổi tính chất vật lý tự nhiên của đất, làm tăng tổng diện tích bề mặt riêng, cải thiện cấu trúc và sự thoáng khí của đất (Kolb, 2007) [10-12].

Theo Dubinin và Zaveria, than sinh học vi lỗ xốp được tạo ra khi mức đốt cháy (burn-off) nhỏ hơn 50% và than sinh học lỗ micro khi mức đốt cháy là lớn hơn 75%, khi mức độ cháy trong khoảng 50-75% sản phẩm có hỗn hợp cấu trúc lỗ xốp chứa tất cacr các loại lỗ. Than sinh học có bề mặt riêng phát triển và thường được đặc trưng bằng cấu trúc nhiều đường mao dẫn phân tán, tạo nên từ các lỗ với kích thước và hình dạng khác nhau. Khó đưa ra thông tin hình dạng chính xác của lỗ xốp, các phương pháp xác định được than thường có dạng nano dẫn mở cả hai đầu hoặc có một đầu kín, thông thường có dạng rãnh, dạng chữ V và nhiều dạng khác. Đặc biệt, nhóm cacbon – oxy trên bề mặt than sinh học là những nhóm quan trọng nhất ảnh hưởng đến đặc trưng bề mặt như tính ưa nước, độ phân cực, tính acid và đặc điểm hóa lý, khả năng xúc tác, độ dẫn điện và khả năng phản ứng nhất định. Ví dụ, oxy có tác dụng quan trọng đến khả năng hấp phụ nước và các khí và hơi có cực khác, ảnh hưởng đến sự hấp phụ chất điện phân, lên than sử dụng làm chất lọc trong cao su và nhựa, lên độ nhớt của graphit cũng như lên tính chất của nó khi là một thành phần trong phản ứng hạt nhân. Theo Kipling, các nguyên tử oxy và hydro là những thành phần cần thiết của than hoạt tính với đặc điểm hấp phụ tốt, và bề mặt của vật liệu này được nghiên cứu như một bề mặt hydrocacbon biến đổi ở một số tính chất bằng nguyên tử oxy. Than sinh học có nhiều xu hướng mở rộng lớp oxy đã được hấp thụ hóa học này và nhiều các phản ứng của chúng xảy ra do xu hướng này, ví dụ, than sinh học có thể phân hủy các khí oxy hóa như ozone và oxit của nito. Chúng cũng phân hủy dụng dịch muối bạc halogen sắt (III) clorua, KMnO4, amonipersunfat, acid nitric[13, 14]. Ngoài ra, một dạng khác của than sinh học đi từ nguồn phế thải chăn nuôi gọi là than xương (bonechar), than đốt từ xương động vật, có dạng hạt, màu đen. Than xương có thành phần chính là carbonate - hyđroxylapatite, công thức tổng quát [Cax.(PO4)y.(CO3)z.OH]. Do đặc điểm cấu tạo than xương nhiều tâm hấp phụ nên nó có khả năng hấp phụ và trao đổi ion rất tốt, đặc biệt là hấp phụ các kim loại nặng, các ion có độc tính cao[15-17].

Tình hình sản xuất than sinh học: trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu về than sinh học như tại Nhật Bản, than sinh học được cấy thêm vi sinh vật để xử lý chất thải nhà vệ sinh, bảo vệ môi trường, trường Đại học Politecnica de Madrid (Tây Ban Nha) đã nghiên cứu chế tạo than sinh học từ bùn thải ứng dụng trong cải tạo tính chất của đất… Ở Việt Nam, đã bước đầu nghiên cứu và ứng dụng than sinh học tại một số địa phương như: Viện môi trường Nông nghiệp (Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam) sản xuất thành công than sinh học từ rơm, rạ; Mai Thị Lan Anh (Đại học Khoa học Thái Nguyên) sáng chế than sinh học từ rơm rạ dùng làm phân bón; Viện Thổ nhưỡng Nông hóa sử dụng than sinh học từ trấu làm giá thể, đất nhân tạo và phân bón hữu cơ vi sinh [18-21]. Tuy nhiên, hầu hết quá tình sản xuất và ứng dụng sản phẩm than sinh học ở Việt Nam đều xuất phát từ nguồn phế phẩm trong Nông nghiệp. Hiện tại, vẫn chưa tìm thất được nguồn than xương (bone char) được sản xuất và ứng dụng trong thực tế tại việt nam. Vì vậy, trong đề tài này nghiên cứu này, chúng tôi tập trung vào sản xuất và ứng dụng than sinh học cụ thể là than xương (bonechar) đi từ nguồn phế phẩm trong chăn nuôi từ nguồn phế thải là xương bò. Quá trình hấp phụ: bề mặt chất rắn có khuynh hướng hấp dẫn các cấu tử trong pha khí hoặc pha lỏng bao quanh nó. Các cấu tử này thường bị giữ thành một lớp hay thỉnh thoảng nhiều lớp trên bề mặt chất rắn. Trong đa số trường hợp, chất hấp phụ (chất rắn,) phải liên kết thuận nghịch với các cấu tử bị hấp phụ để có thể tái sử dụng chất hấp phụ. Như vậy quá trình hấp phụ là quá trình hút chọn lọc các cấu tử trong pha khí hay pha lỏng trên bề mặt chất rắn. Quá trình hấp phụ được thực hiện bằng cách cho tiếp xúc hai pha không hòa tan là pha rắn gọi là chất hấp phụ (adsorbent) với pha khí hoặc pha lỏng gọi là chất bị hấp phụ (adsorbate). Chất bị hấp phụ sẽ đi từ pha lỏng (hoặc khí) đến pha rắn cho đến khi nồng độ của dung chất phân bố giữa hai pha đạt cân bằng. Về nguyên tắc, các kỹ thuật đã được sử dụng để thực hiện quá trình tiếp xúc giữa hai pha không hòa tan đều có thể thực hiện được cho quá trình hấp phụ. Một quá trình lỏng – rắn khác là quá trình trao đổi ion, đó là quá trình trao đổi thuận nghịch giữa một chất rắn nhất

định và dung dịch điện giải. Quá trình liên hệ đến bản chất hóa học của sự tương tác giữa ion với chất rắn và sự khếch tán của các ion trong pha rắn. Đây là hiện tượng phức tạp hơn hấp phụ nhưng kỹ thuật chung và kết quả nhận được là tương tự. Trong quá trình hấp phụ, tùy theo bản chất liên kết giữa chất hấp phụ và chất bị hấp phụ, người ta phân biệt hai loại hấp phụ như: hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học [15, 22-24]. Hiện nay có nhiều nghiên cứu về phương pháp xử lý nước thải như: xử lý bằng phương pháp hóa học, phương pháp vật lý, phương pháp điện hóa, phương pháp dùng màng trao đổi ion… Nhiều nghiên cứu đã thành công và được ứng dụng trong thực tế. Tuy nhiên việc tìm kiếm một giải pháp hữu hiệu trong việc xử lý môi trường là vấn đề luôn luôn cần thiết. Hơn nữa ngoài việc xử lý nước thải gây ô nhiễm môi trường, quá trình xử lý có kèm theo việc thu hồi các chất độc hại trong nước thải, đặc biệt là các chất phóng xạ, kim loại nặng, các ion độc hại như Arsen. Đề tài nghiên cứu công nghệ sản xuất than xương và khả năng ứng dụng làm chất hấp phụ để hấp phụ các ion độc hại trong nước là một trong những giải pháp kỹ thuật nhằm đáp ứng được yêu cầu trong việc xử lý nước thải, góp phần bảo vệ môi trường. Từ các nghiên cứu đó cho thấy sự phát triển trong hướng nghiên cứu thu hồi và ứng dụng phế phụ phẩm trong nông nghiệp, chăn nuôi là rất lớn và cần thiết hiện nay. Vì vậy vấn đề chính trong đề tài này, chúng tôi trước tiên tổng hợp biochar từ nguồn phế phẩm trong chăn nuôi, gọi là than xương (bonechar) ở mức độ quy mô phòng thí nghiệm, đồng thời ứng dụng sản phẩm bonechar làm chất hấp phụ trong việc xử lý nước thải sinh hoạt, nước thải chứa kim loại nặng, và nước thải chứa màu trong các nhà máy sản xuất quy mô công nghiệp. 2. Mục tiêu  Mục tiêu tổng quát: tổng hợp biochar quy mô phòng thí nghiệm từ các nguồn phế thải chăn nuôi, ứng dụng sản phẩm biochar đã tổng hợp để làm chất hấp phụ xử lý nước thải, xử lý màu trong công nghiệp.

 Mục tiêu cụ thể: lần lượt nghiên cứu tổng hợp biochar từ nguồn phế thải chăn nuôi là từ xương bò. Khảo sát tính chất bề mặt của bonechar như bề mặt riêng, thành phần, cấu trúc. Triển khai nghiên cứu ứng dụng sản phẩm biochar trong việc xử lý nước thải mang màu, và xử lý nước nhiểm phèn. 3. Phương pháp nghiên cứu TT

Phương pháp thực hiện

Các nội dung, công việc chủ yếu cần được thực hiện

(Kèm theo phương tiện, công cụ)

Khảo sát nguồn nguyên liệu phế phẩm

Đánh giá thành phần, số lượng, và vị trí các phế phẩm

Tổng hợp biochar từ nguồn phế phẩm thành sản phẩm biochar quy mô phòng thí nghiệm.

Thực quy trình tổng hợp để thu được sản phẩm biochar

Nghiên cứu các thông số kỹ thuật - Nghiên cứu tổng hợp thực nghiệm trên thiết bị của hệ thống thiết bị bằng cách phòng thí nghiệm; khảo sát quy trình nung như: - Kiểm tra các chỉ tiêu độ bền thiết bị, an toàn + Nhiệt độ thiết bị - Kiểm tra ô nhiễm khí đốt

+ Thời gian + Điều kiện nung + Tỉ lệ thu hồi. 4

Kiểm tra và đánh giá chất lượng sản phẩm.

Giấy chứng nhận đạt các chỉ tiêu về độ tiêu chuẩn của than biochar

Ứng dụng sản phẩm biochar để hấp phụ.

Hình ảnh, bảng biểu kết quả nghiên cứu hấp phụ

Màu dệt nhuộm

Kim loại nặng trong nước.

Viết bài báo khoa học và bài giảng thực hành

Dựa trên kết quả nghiên cứu đã thực hiện

4. Tổng kết về kết quả nghiên cứu TT

Các nội dung, công việc chủ yếu cần được thực hiện

Kết quả cần đạt được

Khảo sát phế phẩm nông nghiệp, chăn nuôi và chọn lựa nguyên vật liệu làm than biochar;

Chọn lựa nguyên vật liệu phù hợp theo yêu cầu kỹ thuật

Triển khai tổng hợp biochar từ nguồn phế phẩm;

Sản phẩm biochar

Khảo sát các tính chất của biochar sản phẩm

Các kết quả đo: BET, XRD, SEM…

Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình - Hình ảnh và biểu đồ các nung phế phẩm thành sản phẩm biochar như: thông số tối ưu khi nung sản phẩm biochar; + Các điều kiện nung, tỉ lệ thu hồi + Thời gian nungt tối ưu + Nhiệt độ nung tối ưu + Điều kiện khí thải khi đốt

Nghiên cứu ứng dụng sản phẩm biochar trong xử lý: -

Nước thải dệt nhuộm (xử lý màu)

Nước phèn (xử lý kim loại nặng)

Hình ảnh và biểu đồ kết quả xử lý nước thải.

Viết 2 bài báo khoa học (1 bài ISI/Scopus, 1 bài Dựa trên kết quả nghiên cứu tạp chí ĐHCN) và 1 bài giáo án thực hành đã thực hiện chuyên ngành.

5. Đánh giá các kết quả đã đạt được và kết luận Từ những nghiên cứu đã thực hiện, chúng tôi rút ra những kết luận sau: 1. Trên cơ sở xương động vật là chất thải của quá trình chế biến thực phẩm, chúng tôi đã xác định được chế độ công nghệ thích hợp để sản xuất than xương. Để than xương có độ bền cơ học cao, có khả năng hấp phụ, than cần được nung trong môi trường khử ở nhiệt độ 650oC trong thời gian 120 phút. Sau khi nung,

than cần được nghiền tới kích thước khoãng 1mm là kích thước để sử dụng 2. Than xương chế tạo theo phương pháp trên có độ bền cơ học cao, có bề mặt riêng khoảng 100m2/g, có khả năng làm mất màu xanh Metylen và thuốc tím tương đối tốt. Điều đó tạo ra khả năng ứng dụng lớn của than xương trong lĩnh vực hấp phụ. 3. Chúng tôi đã xác định được đường đẳng nhiệt hấp phụ của than xương đối với quá trình hấp phụ ion AsO43- từ dung dịch nước cùng các thông số của phương trình BET tương ứng với từng ion. Các phương trình này là cơ sở để tính toán quá trình và thiết bị hấp phụ trong công nghệ xử lý nước thải, nước cấp,... có chứa các ion nói trên. 4. Quá trình hấp phụ ion AsO43- trên than xương xảy ra tương đối nhanh với dung lượng hấp phụ khá lớn, khoảng 0,5 mgChì/gThan hoặc 0,18 mgArsen/gThan. Kết quả này mở ra triển vọng để ứng dụng than xương trong việc xử lý nước và nước thải có chứa arsen. 5. Quá trình hấp phụ các ion kim loại nặng chứa trong nước phèn đạt kết quả tốt. Nồng độ ion kim loại trong nước phèn giảm mạnh và đạt tiêu chuẩn cho nguồn nước tưới tiêu. Điều này cho thấy rằng có thể ứng dụng than xương làm chất hấp phụ xử lý phèn được triển khai trong công nghiệp xử lý nước tại Việt Nam. Do khả năng hấp phụ lớn của than xương, các nghiên cứu tiếp tục cần được thực hiện theo hướng thực nghiệm đối với các ion kim loại khác, đặc biệt là các ion kim loại nặng, nghiên cứu quá trình hấp phụ đồng thời nhiều cấu tử và thử nghiệm quá trình hấp phụ trên cột, quá trình rửa giải và tái sử dụng than xương. Khi có điều kiện, cơ chế quá trình hấp phụ các cấu tử nặng trên than xương cần phải được thực hiện về mặt lý thuyết để khẳng định khả năng ứng dụng của than xương trong các lĩnh vực hoá học, vật liệu, môi trường. 6. Tóm tắt kết quả (tiếng Việt và tiếng Anh) 6.1. Tóm tắt kết quả (Tiếng Việt) Dựa trên kết quả trong nghiên cứu này, chúng tôi đã đưa ra một số kết luận sau đây:

1. Nhiều bước trong quy trình tổng hợp BCP từ xương bò thải được thu gom tại cửa hàng nấu phở bò ở thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam đã được xem xét. Bước quan trọng của quá trình tổng hợp là nung, mẫu BCP ở điều kiện tối ưu được tìm thấy ở nhiệt độ nung khoảng 600-650 oC tương ứng với thời gian nung là từ 60-90 phút. 2. Các đặc điểm bề mặt của mẫu BCP được đo để xác định bề mặt hình thái và cấu trúc. Trong các phương pháp phân tích này, hình ảnh SEM được mô tả hình thái của BCP ở cấp độ nano với kích thước tinh thể là 67 nm. Phân tích FT-IR và XRD đã được cung cấp cho chúng tôi để tìm ra tinh thể cấu trúc của BCP tồn tại cả CaCO3 và Ca10(PO4)6(OH)2 mà các tinh thể cấu trúc được gọi là các hợp chất canxi carboxyl-apatite. Hơn nữa, BET đã được phân tích để có diện tích bề mặt cụ thể là 105.855 m2/g, khối lượng micropore tương ứng là 0,162 cm3/g và đường kính lỗ rỗng tương ứng là 27. Điều này có nghĩa là BCP là một vật liệu vi mô và tiềm năng hấp dẫn để áp dụng trong công trình này và trong công nghiệp. 3. Việc sử dụng mẫu BCP ở điều kiện tối ưu là chất hấp phụ được kiểm tra trong việc loại bỏ nước thải của KMnO4-CA và FeAlPb-MS đã được thực hiện. Khả năng hấp phụ thu được trên chất hấp phụ BCP để loại bỏ KMnO4-CA là 0,011 g KMnO4/ g BCP và FeAlPb-MS như trong Bảng 2 được tìm thấy. Những kết quả này được yêu cầu rằng BCP có thể được sử dụng như tiềm năng hấp phụ để xử lý tài nguyên nước thải ở Việt Nam. Nghiên cứu này là bước đầu tiên để thiết kế thành công quá trình tổng hợp VNBC, đồng thời áp dụng nó để trở thành chất hấp phụ trong tác nhân màu và xử lý dung dịch ion kim loại độc hại. Nhiều ứng dụng và mô hình động học khác của việc sử dụng BCP sẽ được nghiên cứu liên tục trong nghiên cứu tiếp theo. 6.2. Tóm tắt kết quả (tiếng Anh) Based on resulted investigations in this study, we have done some conclusions in following, 1. Many steps in BCP synthesis process from waste bovine bone collected at cooking shop of beef noodle soup in Ho Chi Minh city, Vietnam country were considered.

The important step of synthesis process was calcination, which BCP sample at optimal condition found at calcination temperature of in about 600-650 oC corresponding with calcination time of in about time 60-90 minutes. 2. The surface characteristics of BCP sample were measured to determine the morphologic and structural surface. In these analysis methods, SEM pictures were described the morphology of BCP at nanoscale level with a crystalline size of 67 nm. FTIR and XRD analysis were given us to find the structural crystalline of BCP existing both CaCO3 and Ca10(PO4)6(OH)2 which structural crystals called as calcium carboxyl-apatite compounds. Furthermore, BET was analyzed to result as the specific surface area of 105.855 m2/g, the micropore volume of 0.162 cm3/g, and pore diameter of 27 Å, respectively. This mean that BCP is a microporous material and adsornent potential to apply in this works and in industry. 3. The use of BCP sample at optimal condition as an adsorbent examined in removal the wastewater of KMnO4-CA and FeAlPb-MS were performed. The resulted adsorption capacity on BCP adsorbent to remove the KMnO4-CA were 0.014 g KMnO4/g BCP and FeAlPb-MS as showing in Table 2 found. These results are required that BCP can be used as adsorbent potential to treat wastewater resource in Vietnam. This study is the first step to design successfully the process of VNBC synthesis, also apply it to be an adsorbent in color agent and toxic metal ions solution treatments. Many other applications and kinetic model of BCP use will be studied continuously in next research. III. Sản phẩm đề tài, công bố và kết quả đào tạo

3.1. Kết quả nghiên cứu ( sản phẩm dạng 1,2,3) Yêu cầu khoa học hoặc/và chỉ tiêu TT

kinh tế - kỹ thuật

Tên sản phẩm Đăng ký

The Study of adsorption capacity on bone char in waste water treatment contained arsenic ion

The study of modified 01 bài báo đăng trên bonechar synthesis to tạp chí ISI/Scopus. apply in the treating alum water in Kiengiang Provine

The study of Vietnamese bonchar

01 bài báo đăng trên tạp chí đại học đại học Công nghiệp Tp.HCM.

01 bài báo đăng trên tạp chí ISI/Scopus.

Đạt được Đã hoàn thành

Đã hoàn thành

Nằm ngoài đăng ký

synthesis and its applications in removal organic color 4

Giáo trình thực hành

01 chuyên đề thực

chuyên ngành vật liệu

hành chuyên ngành.

Đã hoàn thành

(lưu hành nội bộ tại khoa) Ghi chú: - Các ấn phẩm khoa học (bài báo, báo cáo KH, sách chuyên khảo…) chỉ được chấp nhận nếu có ghi nhận địa chỉ và cảm ơn trường ĐH Công Nghiệp Tp. HCM đã cấp kính phí thực hiện nghiên cứu theo đúng quy định. - Các ấn phẩm (bản photo) đính kèm trong phần phụ lục minh chứng ở cuối báo cáo. (đối với ấn phẩm là sách, giáo trình cần có bản photo trang bìa, trang chính và trang cuối kèm thông tin quyết định và số hiệu xuất bản) 3.2. Kết quả đào tạo

TT Họ và tên

Thời gian thực hiện đề tài

Tên đề tài Tên chuyên đề nếu là NCS Tên luận văn nếu là Cao học

Đã bảo vệ

Nghiên cứu sinh Học viên cao học Sinh viên Đại học Ghi chú: - Kèm bản photo trang bìa chuyên đề nghiên cứu sinh/ luận văn/ khóa luận và bằng/giấy chứng nhận nghiên cứu sinh/thạc sỹ nếu học viên đã bảo vệ thành công luận án/ luận văn;( thể hiện tại phần cuối trong báo cáo khoa học) IV. Tình hình sử dụng kinh phí Kinh phí TT

được

Nội dung chi

duyệt (đồng)

Kinh phí thực hiện (đồng)

Chi phí trực tiếp

Thuê khoán chuyên môn

30.000.000

Mua nguyên liệu, hóa chất,..

10.000.000

Thiết bị, dụng cụ

Công tác phí

Dịch vụ thuê ngoài

Hội nghị, hội thảo,thù lao nghiệm thu giữa

4.000.000

kỳ 7

In ấn, Văn phòng phẩm

500.000

Chi phí khác (đo mẫu)

5.500.000

Chi phí gián tiếp

Quản lý phí

2.500.000

Chi phí điện, nước 52.500.000

52.500.000

Tổng Tổng số

Ghi chú

V. Kiến nghị (về phát triển các kết quả nghiên cứu của đề tài) Một số kiến nghị cho các nghiên cứu tương lai: - Các nghiên cứu hiện tại chỉ mang tính thăm dò. Các nghiên cứu chuyên sâu tiếp theo như: nghiên cứu cơ chế và tính toán động học của quá trình hấp phụ-xúc tác trên vật liệu than xương là cần thiết. -

Phản ứng hấp phụ xảy ra trong pha lỏng (hấp phụ trao đổi) nên chỉ xử lý nước thải. Quá trình ứng dụng than xương trong xử lý khí thải sẽ được nghiên cứu tiếp theo.

Các biến tính thanh phần và cấu trúc trên nền vật liệu than xương để làm tăng khả năng hấp phụ-xúc tác cũng sẽ được thực hiện cho những nghiên cứu tiếp theo.

VI. Phụ lục sản phẩm ( liệt kê minh chứng các sản phẩm nêu ở Phần III) Xem phụ lục đính kèm tại phần III

Chủ nhiệm đề tài

Phòng QLKH&HTQT

(ĐƠN VỊ) Trưởng (đơn vị) (Họ tên, chữ ký)

Tp. HCM, ngày ........ tháng........ năm .......