Tạp chí
 
Năm 2020
 
Số 61, Kỳ 5, [10 - 2020]

Nghiên cứu sử dụng than sinh học tổng hợp từ bã cà phê để xử lý ô nhiễm trong nước thải chăn nuôi

DOI:10.46326/JMES.2020.61(5).15

  • Cơ quan:

    1 Khoa Môi trường, Trường Đại học Mỏ Địa chất, Việt Nam
    2 Viện Khoa học Công nghệ và Quản lý Môi trường, Trường Đại học Công nghiệp Tp Hồ Chí Minh, Việt Nam
    3 Phòng thử nghiệm vi sinh, Trung tâm kỹ thuật Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng 1, Tổng cục tiêu chuẩn đo lường chất lượng quốc gia, Việt Nam

  • *Tác giả liên hệ:
    This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
  • Nhận bài: 18-08-2020
  • Sửa xong: 03-09-2020
  • Chấp nhận: 31-10-2020
  • Ngày đăng: 31-10-2020
Trang: 135 - 144
Lượt xem: 1553
Xem onlineXem online
Lượt tải: 539
Tải về PDF
★★★★★Yêu thích: 5.0, Số lượt: 53
  • ★
  • ★
  • ★
  • ★
  • ★
Bạn yêu thích

Tóm tắt:

Bốn loại vật liệu than sinh học tổng hợp từ bã cà phê bằng quá trình nhiệt phân chậm CF1 (500(C/0,5 giờ); CF2 (500(C/1,5 giờ); CF3 (500(C/3 giờ); CF4 (500(C/6 giờ) được nghiên cứu để xử lý ô nhiễm COD và TSS trong nước thải chăn nuôi. Đặc trưng vật liệu được xác định bằng phương pháp hiển vi điện tử quét SEM và EDX. Kết quả cho thấy 4 mẫu vật liệu than sinh học được tro hóa có cấu trúc sợi rõ ràng, khoảng cách giữa các lỗ rỗng tương ứng với mặt phẳng mạng tinh thể. Hàm lượng C cao hơn so với mẫu vật liệu thô ban đầu, giá trị cao nhất ghi nhận đạt 90,61%C (CF4). Khi cho 100 mL nước thải chăn nuôi lọc qua các cột với bộ lọc nhồi 4g than sinh học CF1-CF4 trong các khoảng thời gian phản ứng thay đổi từ 0h, 1h, 4h và 8h thì hiệu suất xử lý và hàm lượng hấp thụ COD của mẫu CF4 cao nhất với giá trị là 96,41% và 188 mg/g sau 8 giờ xử lý và thấp nhất là 76,67% và 149,5 mg/g sau 1 giờ ghi nhận ở mẫu CF3, tuy nhiên giá trị COD sau xử lý vẫn cao hơn quy chuẩn Việt Nam QCVN 62:2016/BTNMT - quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải chăn nuôi từ 1,2 đến 1,46 lần. Mẫu vật liệu CF3 có khả năng xử lý TSS cao nhất với hiệu suất và hàm lượng hấp thụ là 95,19% và 6,425 mg/g sau 8 giờ và thấp nhất là 66,78% và 4,575 mg/g ghi nhận ở mẫu CF1 sau 1 giờ, đạt yêu cầu so với QCVN 62:2016/BTNMT. Kết quả thử nghiệm cho thấy than sinh học là vật liệu hấp thụ tiềm năng để loại bỏ ô nhiễm trong nước thải.

Trích dẫn
Trần Thị Thu Hương, Nguyễn Xuân Tòng, Trịnh Thị Hải Yến, Tô Thị Hằng, Đặng Thị Thanh Huyền, Vũ Thị Thùy Linh, Nguyễn Thị Phương và Đinh Thu Thủy, 2020. Nghiên cứu sử dụng than sinh học tổng hợp từ bã cà phê để xử lý ô nhiễm trong nước thải chăn nuôi, Tạp chí Khoa học kỹ thuật Mỏ - Địa chất, số 61, kỳ 5, tr. 135-144.
Tài liệu tham khảo

Abdelkreem, M., (2013). Adsorption of Phenol from Industrial Wastewater Using Olive Mill Waste. APCBEE Procedia 5, 349-357

Chen, B., Zaiming, C., and Shaofang, L., (2011). A Novel Magnetic Biochar Efficiently Sorbs Organic Pollutants and Phosphate. Bioresource Technology 102(2), 716-723.

Cui, J., Yunhua, Y., Yonghui, H., and Fangbai, L., (2015). Rice Husk Based Porous Carbon Loaded with Silver Nanoparticles by a Simple and Cost-Effective Approach and Their Antibacterial Activity. Journal of Colloid and Interface Science 455, 117-24.

Deng, Y., Tao, Z., and Qiming, W., (2017). Biochar Adsorption Treatment for Typical Pollutants Removal in Livestock Wastewater: A Review. Engineering Applications of Biochar, 71-82.

Doan, T. T., Thiery, H. T., Cornelia, R., Jean, L. J., and Pascal, J., (2015). Impact of Compost, Vermicompost and Biochar on Soil Fertility, Maize Yield and Soil Erosion in Northern Vietnam: A Three Year Mesocosm Experiment. Science of the Total Environment 514, 147-54.

Figueiredo, M. K. K., Caldas, K. N. C., Nascimento, B. P., Schroeder, P., and Romeiro, G. A., (2017). Use of biochar obtained from coffee grounds as adsorbent of dyes and solid biofuel. Revista Eletrônica em Gestão, Educação e Tecnologia Ambiental Santa Maria 21, 92-103.

Gehan, M. K., Tolba, Nasser, A. M., Barakat, A. M., Bastaweesy, E. A., Ashour, Hak, Y. K., Wael A., Mohamed H. E. N., Salem, S., and Al-Deyab., (2015). Effective and Highly Recyclable Nanosilica Produced from the Rice Husk for Effective Removal of Organic Dyes. Journal of Industrial and Engineering Chemistry 9, 134-45.

Hirata, M., Kawasaki, N., Nakamura, T., Matsumoto, K., Kabayama, M., Tamura, M., and Tanada, S., (2002). Adsorption of Dyes onto Carbonaceous Materials Produced from Coffee Grounds by Microwave Treatment. Journal of Colloid and Interface Science 254(1), 17-22.

Johanne Lehmann,. (2007). A Handful of Carbon. Nature 447(7141), 143-44.

Kizito, S., Wu, S., Kirui, W.K., Lei, M., Lu, Q., Bah, H., and Dong, R., (2015). 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 505, 102-12.

Liu, N., Charrua, A. B., Weng, C. H., Yuan, X., and Ding, F., (2015). Characterization of Biochars Derived from Agriculture Wastes and Their Adsorptive Removal of Atrazine from Aqueous Solution: A Comparative Study. Bioresource Technology 198, 55-62.

Mohammadi, A., Cowie, A. L., Mai, T. L. A., Brandão, M., Rosa, R. A., Kristiansen, P., and Joseph, S., (2017). Climate-Change and Health Effects of Using Rice Husk for Biochar-Compost: Comparing Three Pyrolysis Systems. Journal of Cleaner Production 162, 260-72.

Ngo, P. T., Rumpel, C., Ngo, Q. A., Alexis, M., Vargas, G. V., Gil, M de la L. M., Dang, D. K., and Jouquet, P., (2013). Biological and Chemical Reactivity and Phosphorus Forms of Buffalo Manure Compost, Vermicompost and Their Mixture with Biochar. Bioresource Technology 148: 401-408.

Nguyễn Khởi Nghĩa, Nguyễn Thị Kiều Oanh, Đỗ Hoàng Sang and Lâm Tử Lăng., (2015). Khả Năng Cố Định vi Khuẩn Phân Hủy Hoạt Chất Thuốc Trừ Sâu Propoxur (Paracoccus SP. P23-7) Của Biochar. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ 38 (2), 88-94

Nguyen Sang, (2016). Report of Research on the Use of Animal Waste Water by Biological Methods Combined with Membrane Filtration, Hanoi National University - Hanoi University of Science.

Pan, J., Jun, J., and Renkou, X., (2013). Adsorption of Cr(III) from Acidic Solutions by Crop Straw Derived Biochars. Journal of Environmental Sciences (China) 25(10), 1957-1965.

Sumalinog, D. A. G., Sergio, C. C., and Mark, D. G. de L., (2018). Evaluation of the Effectiveness and Mechanisms of Acetaminophen and Methylene Blue Dye Adsorption on Activated Biochar 

Derived from Municipal Solid Wastes. Journal of Environmental Management 210, 255-262.

TCVN 6491: 1999 (ISO 6060:1989) - Chất lượng nước – xác định nhu cầu oxi hóa học

TCVN 6625:2000 (ISO 11923:1997): Chất lượng nước - xác định chất rắn lơ lửng bằng phương pháp lọc.

Trịnh Thị Thu Hương, Vũ Đức Thao. (2015). Nghiên Cứu Sử Dụng than Bã Cà Phê Để Xử Lý Màu và Chất Hữu Cơ Trong Nước Thải Dệt Nhuộm. Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học 20(2), 76-82. 

Truong Hong, (2018). Report of ‘Area and Output of Coffee in the World, Western Highlands Agriculture and Forestry Science Institute, 2018.

Tsai., and Wen Tien. (2017). The Potential of Pyrolysing Exhausted Coffee Residue for the Production of Biochar. Handbook of Coffee Processing By-Products. Sustainable Applications, 299-322.

Vũ Thị Mai and Trịnh Văn Tuyên, (2016). Nghiên Cứu Khả Năng Xử Lý Amoni Trong Môi Trường Nước Của than Sinh Học Từ Lõi Ngô Biến Tính Bằng H3PO4 và NaOH. Tạp chí Khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội: Các Khoa học Trái đất và Môi trường 32(1S), 274-81.WHO Report, 2005.

Yang, Y., Lin, X., Wei, B., Zhao, Y., and and Wang, J., (2014). Evaluation of Adsorption Potential of Bamboo Biochar for Metal-Complex Dye: Equilibrium, Kinetics and Artificial Neural Network Modeling. International Journal of Environmental Science and Technology 11(4), 1093-1100.