Đồ án tốt nghiệp: Nghiên cứu so sánh hiệu quả xử lý dầu khoáng của một số loại vỏ sầu riêng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SO SÁNH HIỆU QUẢ XỬ LÝ DẦU KHOÁNG CỦA MỘT SỐ LOẠI VỎ SẦU RIÊNG

Ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

Chuyên ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

Giảng viên hướng dẫn : PGS.TS. THÁI VĂN NAM

Sinh viên thực hiện

: LÊ VĂN MINH

MSSV: 1411090519 Lớp: 14DMT04

TP. Hồ Chí Minh, Năm 2018

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng em. Các số liệu, kết

quả nêu trong đồ án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công

trình nào khác.

Em xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện đồ án này

đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong đồ án đã được chỉ rõ nguồn gốc.

Sinh viên thực hiện đồ án

(Ký và ghi rõ họ tên)

LÊ VĂN MINH

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, Em xin gửi đến thầy PGS.TS. Thái Văn Nam lòng tri ân sâu

sắc. Trong suốt quá trình thực hiện đồ án, thầy PGS.TS. Thái Văn Nam là người

đã tận tình hướng dẫn, định hướng và cung cấp những góp ý cần thiết để em có thể

hoàn thành bản đồ án này. Không chỉ học hỏi được kiến thức của thầy, em còn học

được ở thầy phương pháp nghiên cứu, cách thức làm việc khoa học và cũng như sự

nhiệt tâm của người thầy với học trò.

Để có được kiến thức như hôm nay, em xin chân thành cảm ơn chân thành đến

Ban lãnh đạo nhà trường, cùng toàn thể các Thầy Cô trong Viện Khoa Học Ứng

Dụng Hutech, trường đại học Công nghệ TP.HCM.

Em xin gửi lời cảm ơn thầy Th.S Trịnh Trọng Nguyễn và KS Phạm Thị Hoài

Phương, người đã có những góp ý quý báu cũng như đã cung cấp cho em nhiều tài

liệu tham khảo có giá trị liên quan đến đề tài nghiên cứu này, và đã giúp đỡ em

trong các việc tiến hành các thí nghiệm kiểm chứng.

Ngoài ra em xin gửi lời cám ơn đến sự hỗ trợ của Quý Thầy Cô đang công tác

tại Phòng Thí nghiệm Viện Khoa Học Ứng Dụng, trường đại học Công nghệ

TP.HCM, nơi em đã tiến hành các thí nghiệm kiểm chứng.

Sau cùng, em xin gửi lời cảm ơn đến tất cả các người thân, bạn bè những người

đã luôn động viên và hỗ trợ em trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu

Sinh viên thực hiện đồ án

(Ký và ghi rõ họ tên)

LÊ VĂN MINH

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................... i

LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................... ii

MỤC LỤC ................................................................................................................ iii

DANH MỤC BẢNG .............................................................................................. viii

DANH MỤC ĐỒ THỊ ............................................................................................. ix

DANH MỤC HÌNH ................................................................................................... x

MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1

1. ĐẶT VẤN ĐỀ ......................................................................................................... 1

2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU.................................................................................... 5

2.1. Mục tiêu lâu dài .................................................................................................... 5

2.2. Mục tiêu cụ thể ..................................................................................................... 6

3. GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI ....................................................................................... 6

4. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN ............................................................. 6

4.1. Khoa học .............................................................................................................. 6

4.2. Thực tiễn .............................................................................................................. 6

5. TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI ....................................................................................... 7

6. CẤU TRÚC CỦA ĐỀ TÀI ..................................................................................... 7

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .................................................................. 9

1.1. HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM DẦU TẠI VIỆT NAM ........................................ 9

1.1.1. Sơ lược về dầu và ô nhiễm dầu [10] ................................................................ 9

1.1.2. Sự cố tràn dầu ở Việt Nam từ năm 2004 đến nay [41] .................................. 10

1.1.3. Nồng độ dầu tại một số cảng biển Việt Nam .................................................. 11

1.1.4. Ô nhiễm dầu tại các khu vực tổng kho xăng dầu [36] .................................... 13

1.1.5. Ô nhiễm dầu tại các nhà máy lọc dầu, giàn khoan và nhà máy sản xuất dầu

nhờn [18] ................................................................................................................... 14

1.1.6. Ô nhiễm dầu tại các khu vực rửa xe ................................................................ 16

iii

1.1.7. Ảnh hưởng của sự cố tràn dầu [3] ................................................................... 17

1.2. VỎ SẦU RIÊNG ................................................................................................ 20

1.2.1. Nguồn gốc của VSR ........................................................................................ 20

1.2.2. Ngành trồng sầu riêng ở Việt Nam ................................................................. 22

1.3. QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ .................................................................................... 25

1.3.1. Khái niệm hấp phụ .......................................................................................... 25

1.3.2. Cơ chế của quá trình hấp phụ [34] .................................................................. 25

1.3.3. Phân loại quá trình hấp phụ [34] ..................................................................... 26

1.4. CÁC LOẠI VẬT LIỆU HẤP PHỤ DẦU HIỆN NAY [7] ................................ 26

1.4.1. Vật liệu hấp phụ dầu hữu cơ tổng hợp ............................................................ 26

1.4.2. Vật liệu hấp phụ dầu hữu cơ có nguồn gốc thiên nhiên .................................. 27

1.4.3. Vật liệu hấp phụ dầu vô cơ.............................................................................. 27

1.5. CÁC NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN ................................................................... 28

1.5.1. Các nghiên cứu về vật liệu hấp phụ dầu ......................................................... 28

1.5.2. Các nghiên cứu về khả năng hấp phụ của vỏ sầu riêng .................................. 31

CHƯƠNG 2. NỘI DUNG, VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU . 36

2.1. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .............................................................................. 36

2.1.1. Nội dung 1: Tổng hợp, biên hội các tài liệu có liên quan ............................... 36

2.1.2. Nội dung 2: Chế tạo và khảo sát vật liệu hấp phụ từ VSR ............................. 36

2.1.3. Nội dung 3: Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ. .............. 36

2.1.4. Nội dung 4: Khảo sát khả năng hấp phụ của 3 VSR ( 6H, RI6, CB). So sánh

khả năng hấp phụ dầu của VSR với một số vật liệu khác. ........................................ 36

2.1.5. Nội dung 5: Khảo sát ảnh hưởng độ mặn đến khả năng hấp phụ của vật liệu.

Ứng dụng vật liệu VSR trong xử lý nước mặn nhiễm dầu. ...................................... 36

2.2. VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU ............................................................................... 37

2.2.1. Nguyên liệu ..................................................................................................... 37

2.2.2. Hóa chất .......................................................................................................... 37

2.2.3. Nước mặn nhiễm dầu ...................................................................................... 37

2.2.4. Thiết bị, dụng cụ ............................................................................................. 38

2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................................................................... 39

2.3.1. Cơ sở lý luận ................................................................................................... 39

2.3.2. Phương pháp cụ thể ......................................................................................... 43

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ......................................................... 56

3.1. CHẾ TẠO VẬT LIỆU VÀ KHẢO SÁT VẬT LIỆU HẤP PHỤ ...................... 56

3.1.1. Chế tạo vật liệu hấp phụ .................................................................................. 56

3.1.2. Hình thái bề mặt, màu sắc, cấu trúc của vật liệu ............................................. 58

3.2. Kết quả khảo sát khả năng hấp phụ dầu của vật liệu ......................................... 68

3.2.4. Kết quả khảo sát của độ mặn đến quá trình hấp phụ....................................... 75

3.3. Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ ...................................... 78

3.4. Nghiên cứu ứng dụng trên nguồn nước biển nhiễm dầu .................................... 80

KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ ....................................................................................... 83

1. KẾT LUẬN ........................................................................................................... 83

2. KIẾN NGHỊ .......................................................................................................... 84

3. PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN ...................................................................... 84

TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 1

1. Tài liệu tiếng Việt .................................................................................................... 1

2. Tài liệu nước ngoài.................................................................................................. 3

3. Tài liệu từ các địa chỉ website ................................................................................. 4

DANH MỤC PHỤ LỤC ............................................................................................ 7

PHỤ LỤC 1: KHẢ NĂNG HẤP PHỤ DẦU CỦA VSR – M .................................... 1

PHỤ LỤC 2: KHẢ NĂNG HẤP PHỤ DẦU CỦA VSR - AS ................................... 3

PHỤ LỤC 3: ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ MẶN ĐẾN KHẢ NĂNG HẤP PHỤ CỦA

VSR - AS VÀ SO SÁNH VỚI HIỆU SUẤT HẤP PHỤ ........................................... 5

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT, CÁC KÝ HIỆU

1. Các từ viết tắt

Từ viết tắt Tiếng anh Tiếng Việt

ANOVA ANalysis Of VAriance Phân tích phương sai

CMC Carboxy Methyl Cellulose

Cation hexadexylPiridin Clorua Chất hoạt động bề mặt CPC monohydrate

Dầu diesel Diesel Oil DO

Đại học ĐH

Hệ sinh thái HST

Korea Atomic Energy Research Viện nghiên cứu năng lượng KAERI nguyên tử Hàn Quốc Institute

Không phát hiện KPH

LSD Least Significant Difference Giới hạn sai số nhỏ nhất

Nhà sản xuất NSX

Oil/Water Nhũ dầu trong nước O/W

Phó giáo sư PGS

Phòng thí nghiệm PTN

ppm parts per million

SEM Scanning Electron Microscope Kính hiển vi điện tử quét

Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN

Tiến sĩ khoa học TSKH

Vietnam Forum of Environmental Diễn đàn các Nhà báo Môi VFEJ Journalists trường Việt Nam

VLHP Vật liệu hấp phụ

VSR Vỏ sầu riêng

2. Các ký hiệu

Vỏ sầu riêng bổ sung acid VSR-AS béo

Vỏ sầu riêng chuổng bò CB-AS bổ sung acid béo

Vỏ sầu riêng RI 6 bổ sung RI6-AS acid béo

Vỏ sầu riêng Sáu Hữu bổ 6H-AS sung acid béo

VSR-M Vỏ sầu riêng thô

CB-M

RI6-M Vỏ sầu riêng chuổng bò thô Vỏ sầu riêng RI 6 thô

6H-M Vỏ sầu riêng Sáu Hữu thô

VSR-R Vỏ sầu riêng sau khi sấy khô

CB-R

RI6-R

6H-R Vỏ sầu riêng chuổng bò sau khi sấy khô Vỏ sầu riêng RI 6 sau khi sấy khô Vỏ sầu riêng Sáu Hữu sau khi sấy khô

vii

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Hàm lượng dầu tồn tại trong nước dưới dạng nhũ tương của các tổng kho

chứa xăng, dầu tại Tp.HCM ...................................................................................... 13

Bảng 1.2: Giá trị tối đa của các thông số ô nhiễm trong nước thải của kho và cửa

hàng xăng dầu ........................................................................................................... 14

Bảng 1.3: Hàm lượng dầu tồn tại trong nước dưới dạng nhũ tương của các nhà máy

dầu nhờn tại Tp.HCM ............................................................................................... 15

Bảng 1.4: Nước thải nhiễm dầu của các trạm xăng dầu và rửa xe ở Bangkok,

Thailan ....................................................................................................................... 17

Bảng 1.5: Tỉ lệ các thành phần trong một quả sầu riêng ........................................... 22

Bảng 1.6: Thống kê diện tích và sản lượng sầu riêng ở nước ta (năm 2014) ........... 24

Bảng 2.1: Danh sách các dụng cụ, thiết bị sử dụng cho thí nghiệm ......................... 38

Bảng 3.1: Kết quả thí nghiệm làm khô vật liệu ........................................................ 56

Bảng 3.2: Các thông số thử nghiệm khảo sát khả năng hấp phụ dầu của VSR-M ... 68

Bảng 3.3: Kết quả khảo sát khả năng hấp phụ dầu của VSR-M ............................... 69

Bảng 3.4: Các thông số thử nghiệm khảo sát khả năng hấp phụ dầu của VSR-AS .. 71

Bảng 3.5: Kết quả xử lý khả năng hấp phụ dầu của VSR-AS ở tỷ lệ 1:4 ................. 72

Bảng 3.6: Độ mặn của nước ...................................................................................... 75

Bảng 3.7: Các thông số thử nghiệm khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng dầu .......... 75

Bảng 3.8: Kết quả xử lý khả năng hấp phụ dầu của VSR-AS 1:4 của độ mặn ......... 76

Bảng 3.9: Các thông số thử nghiệm khảo sát ảnh hưởng của thời gian tiếp xúc ...... 79

Bảng 3.10: Kết quả xử lý khả năng hấp phụ dầu của VSR-AS ở các móc thời gian

khác nhau................................................................................................................... 80

Bảng 3.11: Các thông số thử nghiệm khả năng hấp phụ dầu của VSR-AS .............. 82

Bảng 3.12 Kết quả xử lý khả năng hấp phụ dầu của VSR-AS ở trong môi trường

nước biển ................................................................................................................... 82

viii

DANH MỤC ĐỒ THỊ

Đồ thị 1.1: Nồng độ dầu tại một số cảng biển của Việt Nam. (Nguồn: VFEJ.VN -

Diễn đàn các nhà báo môi trường Việt Nam). .......................................................... 11

Đồ thị 1.2: Lượng dầu tràn gây ô nhiễm biển Việt Nam qua các năm. (Nguồn: Bộ

tài nguyên và môi trường. ......................................................................................... 12

Đồ thị 3.1: Kết quả ghi nhận khả năng hấp phụ dầu của VSR-M và hiệu suất xử lý 69

Đồ thị 3.2: Kết quả ghi nhận khả năng hấp phụ dầu của VSR-AS ở tỷ lệ 1:4 phối

trộn và hiệu suất xử lý. .............................................................................................. 73

Biều đồ 3.3: Hiệu suất hấp phụ dầu của VSR-AS với độ mặn. ................................ 79

Đồ thị 3.4: Hàm lượng dầu hấp phụ ở các móc thời gian khác nhau. ....................... 81

Đồ thị 3.5: Nồng độ dầu tại 1 số cảng biển của việt nam . ....................................... 81

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Quả sầu riêng và vỏ sầu riêng. .................................................................. 21

Hình 1.2: Cơm sầu riêng. .......................................................................................... 21

Hình 1.3: Cơ chế của quá trình hấp phụ. ................................................................... 26

Hình 2.1: Sơ đồ nghiên cứu. ..................................................................................... 42

Hình 2.2: Sơ đồ chế tạo VLHP từ VSR. ................................................................... 44

Hình 2.3: VSR được vứt bỏ sau khi sử dụng. ........................................................... 45

Hình 2.4: VSR được thu gom từ chợ. ....................................................................... 45

Hình 2.5: VSR được tách bỏ gai và cắt nhỏ. ............................................................. 46

Hình 2.6: VSR sau khi cắt nhỏ và sấy khô. ............................................................... 47

Hình 2.7: VSR được tráng phủ acid béo. .................................................................. 47

Hình 2.8: Sơ đồ bố trí thí nghiệm.............................................................................. 49

Hình 2.9: Dầu tạo thành váng sau khi tiếp xúc với nước cất. ................................... 50

Hình 2.10: Phân tích hàm lượng dầu trong nước tại PTN. ....................................... 51

Hình 3.1: Kết quả thí nghiệm làm khô vật liệu. ........................................................ 57

Hình 3.2: VSR được bảo quả trong hủ nhựa. ............................................................ 57

Hình 3.3: VSR được bảo quản trong túi nhựa. .......................................................... 57

Hình 3.4: Mẫu VSR-AS tạo thành những hạt không đồng đều khi phối trộn. .......... 58

Hình 3.5: Cấu trúc sợi celluose của VSR. ................................................................. 59

Hình 3.6: Kết quả chụp ảnh SEM của VSR thô ........................................................ 60

Hình 3.7: Kết quả chụp ảnh SEM của VSR RI6 bổ sung acid béo ở tỉ lệ 1:4. ......... 61

Hình 3.8: Ảnh SEM của vỏ trấu biến tính ................................................................. 62

Hình 3.9: Bề mặt VSR-M và VSR-AS dưới kính hiển vi. ........................................ 62

Hình 3.10: VSR bổ sung acid béo (a - VSR:acid = 1:5; b - VSR:acid béo = 1:6). ... 63

Hình 3.11: Kết quả chụp ảnh TEM VSR-AS ( CB-AS) ........................................... 64

Hình 3.12: Kết quả chụp FTIR VSR ( RI6-R) .......................................................... 64

Hình 3.13: Kết quả chụp FTIR VSR ( CB-R). .......................................................... 65

Hình 3.14: Kết quả chụp FTIR VSR ( 6H-R). .......................................................... 65

Hình 3.15: Nhóm anpha- cenllulose của VSR. ......................................................... 66

Hình 3.16: Kết quả chụp FTIR VSR ( RI6- AS). ...................................................... 66

Hình 3.17: Kết quả chụp FTIR VSR ( CB- AS) ....................................................... 67

Hình 3.18: Kết quả chụp FTIR VSR ( 6H- AS). ....................................................... 67

Hình 3.19: Nguyên tắc kết hợp cenllulose từ VSR với acid béo. ............................. 68

Hình 3.20: So sánh kết quả chụp FTIR VSR ( R6-M, 6H-M, CB-M) ...................... 70

Hình 3.21: VSR-M hấp phụ dầu. .............................................................................. 71

Hình 3.22: VSR-AS trong môi trường nước và nước nhiễm dầu ............................. 74

Hình 3.23: VSR-AS nổi lên khi cho vào . ................................................................. 74

MỞ ĐẦU

1. ĐẶT VẤN ĐỀ

Chuyển mình sang thế kỷ 21, nền khoa học kỹ thuật của thế giới ở một tầm

cao mới nhưng nguồn năng lượng của con người sử dụng vẫn chưa đảm bảo được

vấn đề môi trường, đặc biệt là các loại nguyên liệu hóa thạch trong lòng đất. Nguồn

năng lượng dầu mỏ mang lại nhiều nhiều lợi ích kinh tế cho mỗi quốc gia, nhưng

bên cạnh vấn đề kinh tế, việc khai thác vận chuyển dầu mỏ đang là một vấn đề gây

ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Đáng chú ý nhất là vấn đề sự cố tràn dầu, không

chỉ gây tổn thất về kinh tế mà còn gây ảnh hưởng đến môi trường cực kỳ nghiêm

trọng.

Vùng biển Việt Nam nối liền Thái Bình Dương và Ấn Độ Dương, là một trong

những trục hàng hải có lưu lượng tàu bè qua lại rất lớn, trong đó 70% là tàu chở

dầu [37]. Điều này có nghĩa là hàng chục triệu tấn dầu đang được lưu thông trên

lãnh thổ Việt Nam mỗi năm và kéo theo nguy cơ xảy ra sự cố tràn dầu là rất lớn.

Theo số liệu thống kê của Cục Môi trường1, từ năm 1987 đến năm 2007 đã xảy ra

hơn 90 vụ tràn dầu ở các vùng cửa sông và ven bờ gây thiệt hại lớn về kinh tế cũng

như gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng trong thời gian dài [28]. Điển hình là sự

cố tàu Formosa One Liberia đâm vào tàu Petrolimex 01 của Việt Nam tại vịnh

Giành Rỏi-Vũng Tàu (09/2001) làm tràn ra môi trường biển ven bờ 1000m3 dầu

DO, gây ô nhiễm nghiêm trọng một vùng biển của Vũng Tàu [9]. Ngày 12/01/2002

tàu Fortune Freighter va chạm với xà lan chở 500 tấn dầu của Tỉnh đội An Giang tại

khu vực Cảng Contena quốc tế trên sông Sài Gòn, làm hàng trăm tấn dầu bị tràn ra

ngoài [43]. Tuy được sự hỗ trợ của các cơ quan ứng cứu sự cố dầu tràn quốc gia

nhưng ảnh hưởng của sự cố đến môi trường không nhỏ.

Hậu quả của các sự cố tràn dầu trước hết là gây ảnh hưởng đến môi trường

đất, không khí, đặc biệt là môi trường nước do hầu hết các vụ tràn dầu xảy ra trên

biển hay các kênh rạch nơi có nhiều tàu thuyền qua lại [17]. Tràn dầu gây nhiễu

loạn hoạt động sống của hệ sinh thái, cụ thể nồng độ dầu trong nước đạt 0,1 mg/L

1 Thuộc Bộ Khoa học công nghệ và Môi trường

có thể gây chết các loài sinh vật phù du, ảnh hưởng lớn đến con non và ấu trùng

[17]. Đối với chim biển, dầu thấm ướt lông chim, làm mất tác dụng bảo vệ thân

nhiệt và chức năng nổi trên mặt nước có thể dẫn đến chết. Dầu gây chết cá hàng loạt

do thiếu oxy hòa tan trong nước, dầu bám vào cá làm giảm giá trị sử dụng do gây

mùi khó chịu [17]. Dầu tràn gây ảnh hưởng đến nền kinh tế, đặc biệt là đến các

ngành nuôi trồng - đánh bắt thủy hải sản và du lịch. Sự cố tràn dầu gây tổn hại đến

các hệ sinh thái nên đã làm giảm số lượng các loài thủy sản, đặc biệt là các loài cá.

Đây là một thiệt hại lớn với ngành kinh tế biển, ảnh hưởng trực tiếp đến cuộc sống

của người dân vùng ven biển. Ngoài ra, nó còn gây ảnh hưởng đến các hoạt động du

lịch bởi điều kiện đặc thù của ngành này phải gắn liền với hệ sinh thái, ảnh hưởng

đến sản xuất nông nghiệp. Cuối cùng hậu quả nghiêm trọng nhất là gây ảnh hưởng

đến sức khỏe, cũng như tính mạng của con người do quá trình sinh hoạt và sử dụng

các thực phẩm nhiễm dầu [17].

Ô nhiễm dầu tại một số cảng biển của Việt Nam cũng đang là một vấn đề đáng

lo ngại. Hiện nay hệ thống cảng biển Việt Nam có 91 cảng lớn nhỏ, tổng chiều dài

tuyến mép bến hơn 37 km, hơn 160 bến phao, 300 cầu cảng. Nồng độ dầu ở tất cả

các cảng đều vượt mức cho phép 0,3 mg/L cảng Hải Phòng 0,42 mg/L; cảng Cái

Lân 0,6 mg/L; cảng Vũng Tàu 0,52 mg/L; cảng Vietsovpetro 7,57 mg/L. Với tốc độ

xây dựng bến cảng mỗi năm tăng lên 6%, cả nước tăng thêm 2 km cầu cảng, lượng

hàng hoá qua bến cảng Việt Năm tăng 15% năm, vì vậy cần có những biện pháp

quản lý tình hình ô nhiễm dầu tại các khu vực này [31].

Ngoài ra, ô nhiễm dầu còn do nguyên nhân từ các cơ sở công nghiệp, dân cư

đô thị và tại các khu vực tổng kho xăng dầu,… Trong quá trình dịch vụ, sản xuất

công nghiệp, khối lượng dầu mỏ bị tháo thải qua hoạt động công nghiệp vào hệ

thống cống thoát nước của nhà máy đổ ra sông rồi ra biển. Số lượng dầu mỏ thấm

qua đất và lan truyền ra biển ước tính gần 3 triệu tấn mỗi năm. Tính đến 11/2010

lượng dầu theo nước thải ra môi trường biển vào khoảng 35-160 tấn/ngày [43]. Từ

những con số trên cho thấy các cơ sở công nghiệp và đô thị mọc lên càng nhiều thì

gánh nặng môi trường biển ngày càng lớn nếu như nhà nước không có chính sách

bảo vệ cụ thể.

Bên cạnh đó, hiện nay tại Việt Nam đã có chiến lược xây dựng các nhà máy

lọc dầu, trong số đó đáng kế là các dự án lớn: Dung Quất (Quảng Ngãi), Nghi Sơn

(Thanh Hoá), Long Sơn (Bà Rịa -Vũng Tàu) [35]. Điều này đồng nghĩa với việc quá

trình vận chuyển dầu thô vào nước ta sẽ tăng, nguy cơ xảy ra các sự cố về dầu cũng

không ngoại lệ. Đứng trước nguy cơ đó, việc tìm ra các biện pháp ứng phó với sự

cố tràn dầu là một vấn đề vô cùng quan trọng.

Ngoài các biện pháp cơ học, ứng phó tại chỗ giảm thiệt hại lớn như sử dụng

phao dầu tràn, bơm hút dầu còn có các phương pháp hóa học sử dụng các chất phân

tán hóa học, các chất hấp thụ, hấp phụ và phương pháp xử lý sinh học. Trong đó,

phương pháp sử dụng chất hấp phụ đang chiếm ưu thế nhất bởi tính chất thu hồi

được sau khi xử lý và ít gây ảnh hướng đến môi trường [38].

Phần lớn các vật liệu hấp phụ được sử dụng hiện nay làm từ đất sét, rơm rạ

đều có ưu điểm là nguồn nguyên liệu có sẵn trong tự nhiên, rẻ tiền nhưng lại cho

khả năng hấp phụ rất thấp. Trong khi đó, các vật liệu tổng hợp bằng polymer, nano

có độ hấp phụ cao nhưng quá trình sản xuất lại rất phức tạp dẫn đến giá thành không

hề thấp. Một câu hỏi đặt ra ở đâu là “Liệu có một vật liệu nào có thể khắc phục

được các yếu điểm trên, vừa là nguồn nguyên liệu có sẵn, rẻ tiền trong điều kiện

Việt Nam mà có thể cho khả năng hấp phụ dầu cao?”

Để trả lời câu hỏi trên, nhiều công trình nghiên cứu của các nhà khoa học trên

thế giới đã được thực hiện. Gần đây, Viện nghiên cứu năng lượng hạt nhân Hàn

Quốc KAERI đã chế tạo được một loại vật liệu thẩm thấu thân thiện với môi

trường, có thể giúp đẩy nhanh quá trình làm sạch dầu tràn trên biển [40]. Vật liệu

này được làm từ thớ gỗ của cây Kapok thường mọc ở Philippines, Indonesia và

Myanmar, có khả năng hút nhanh chóng nhiều loại dầu khác nhau trên mặt nước.

Các thử nghiệm cho thấy bình quân, 1kg vật liệu mới có thể hút 40 - 60 kg dầu [40].

Các nhà khoa học tại phòng thí nghiệm của Đại học Case Western Reserve, Mỹ đã

chế tạo một loại bọt siêu nhẹ từ đất sét và nhựa cao cấp, có khả năng hút dầu ra khỏi

nước bị ô nhiễm, được gọi là Aerogel [29]. Tại Việt Nam, cũng có một số công

trình nghiên cứu về các vật liệu hấp phụ dầu từ thiên nhiên như “Nghiên cứu khả

năng hấp phụ hỗn hợp nhũ tương dầu trong nước (O/W) bằng vỏ trấu được xử lí với

chất hoạt động bề mặt Cetyl Trymetyl Ammonium Bromide (CTAB)” của Lê Thị

Kim Liên [9], “Nghiên cứu và khảo sát khả năng xử lý dầu loang bằng rau Neptunia

Oleracea của Nguyễn Hữu Biên và Phạm Quang Thới” [1]. Bên cạnh đó, còn rất

nhiều công trình nghiên cứu khác về các vật liệu phế thải nông nghiệp như mùn

cưa, lõi ngô, bã mía,…

Trong đề tài này, tác giả chọn vật liệu nghiên cứu là VSR bởi đây là một loại

phế phẩm nông nghiệp rẻ tiền, sẵn có và trong thành phần hóa học của nó có chứa

celluloses với các nhóm chức sẵn có như hydroxyl (-OH), nhóm anpha -

cenllulose [20]. Đây là những nhóm chức tiềm năng cho việc sử dụng vỏ sầu riêng

làm vật liệu hấp phụ cho quá trình nghiên cứu xử lý dầu.

Sầu riêng là loại cây ăn trái đặc sắc ở vùng Đông Nam Á [16]. Tại Việt Nam,

sầu riêng du nhập từ Thái Lan và được trồng chủ yếu ở các t ỉnh phía Nam

của nước ta [39]. Sản lượng sầu riêng thu hoạch hằng năm tại các tỉnh vùng Nam

Bộ là 210.575 tấn/năm, và lượng VSR hằng năm vào khoảng 115.816 −117.922

tấn/năm [39]. Cho thấy loại trái cây này có tiềm năng rất lớn trong việc ứng dụng

làm vật liệu hấp phụ dầu, bởi hiện nay vỏ sầu riêng chủ yếu là bỏ đi sau khi sử

dụng. Đây có thể nói là nguồn nguyên liệu sẵn có, rẻ tiền thích hợp trong điều kiện

Việt Nam.

Tuy nhiên, nếu sử dụng VSR trực tiếp để hấp phụ dầu thì có một nhược điểm

lớn đó là khả năng ưa nước cao, làm cho vật liệu nhanh chóng bị bão hòa, dẫn đến

khả năng hấp phụ dầu kém. Một câu hỏi đặt ra là: “Làm thể nào để vừa hạn chế

được khả năng ưa nước của VSR, vừa tăng cường khả năng hấp phụ dầu?”. Một

trong những giải pháp theo nhiều nghiên cứu hiện nay cho thấy, khi tạo ra các liên

kết bề mặt giữa vật liệu hữu cơ với các hợp chất bề mặt, các hợp chất cao phân tử

hoặc các acid béo thì có thể gia tăng khả năng hấp phụ dầu của vật liệu. Cụ thể, theo

phát hiện của Tiến sĩ S. Kathiresan, giảng viên Khoa Công nghệ sinh học của Đại

học AIMST, Malaysia đã phát hiện ra rằng bột vỏ sầu riêng, sau khi được bổ sung

acid béo, có thể được sử dụng để loại bỏ dầu trong nước [30].

Với tình hình ô nhiễm dầu đang diễn ra, bên cạnh đó là sự khó khăn của các

vật liệu hấp phụ dầu đang gặp phải về khả năng hấp phụ dầu, chi phí sản xuất cũng

như nguồn nguyên liệu đầu vào. Với tiềm năng của VSR như vậy, tác giả Trịnh

Trọng Nguyễn đã nghiên cứu chế tạo thành công vật liệu hấp phụ dầu từ VSR.

Nhưng nghiên cứu mới chỉ áp dụng thử nghiệm trên mẫu nước nhiễm dầu giả định

(dầu pha trong nước cất), việc áp dụng thực tế trên nước biển, nước sông thì chưa

thử nghiệm. Vì thực tế là trong các điều kiện môi trường khác nhau có thể ảnh

hưởng đến quá trình hấp phụ như độ mặn, sự có mặt của các ion khác, hàm lượng

dầu,… Loại vật liệu VSR sử dụng hiện nay là sầu riêng Ri6, nên liệu loại vật liệu

VSR khác nhau có ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ dầu của vật liệu hay không thì

đề tài chưa đánh giá được. Nghiên cứu của sinh viên kế thừa những tư liệu của tác

giả Trịnh Trọng Nguyễn và đi sâu vào những hạn chế của đề tài.

Vì vậy, chúng tôi quyết định chọn đề tài “Nghiên cứu so sánh hiệu quả xử lý

dầu khoáng của một số loại vỏ sầu riêng”, nhằm mục đích so sánh khả năng hấp phụ

dầu của 3 loại VSR (RI 6, 6H, CB) từ đó chọn ra loại VLHP tốt nhất từ 3 loại VSR

(RI 6, 6H, CB) và ứng dụng sử lý nguồn nước biển nhiễm dầu. Việc khảo sát khả

năng hấp phụ dầu khoáng của một số loại vỏ sầu riêng mang một ý nghĩa hết quan

trọng bởi đây là một loại phế thải nông nghiệp rất phổ biến ở Việt Nam, nếu kết quả

khảo sát cho kết quả hấp phụ tốt thì đây sẽ là loại vật liệu hấp phụ được xem là rất

thích hợp trong điều kiện hiện nay, bởi vừa đáp ứng được giá thành thấp mà cho

khả năng hấp phụ cao. Hứa hẹn đây là một tiềm năng với các nước phát triển loại

cây ăn quả này.

2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

2.1. Mục tiêu lâu dài

+ Xây dựng cơ sở để chế tạo một loại vật liệu hấp phụ dầu có nguồn gốc từ

VSR, một loại phế thải nông nghiệp nhưng cho khả năng hấp phụ dầu cao.

+ Ứng dụng thực tế vào xử lý nước thải nhiễm dầu hoặc xa hơn nữa là các sự

cố tràn dầu ven biển.

2.2. Mục tiêu cụ thể

+ Xác định hiệu quả hấp phụ của 3 loại VSR (6H, CB, RI6) và xem loại vỏ

VSR tự nhiên và bổ sung biến tính. Chọn ra loại VSR hấp phụ dầu tối ưu.

+ Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ dầu của 3 loại VSR

trong 2 trường hợp (tự nhiên và bổ sung acid béo).

+ Đánh giá hiệu quả của vật liệu VSR sau biến tính trong xử lý nguồn nước

mặn nhiễm dầu thực tế

3. GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI

+ Nghiên cứu được tiến hành trên các đối tượng sau:

▪ VSR được thu về từ các điểm bán sầu riêng trên địa bàn Quận Bình

Thạnh.

▪ Dầu sử dụng: dầu Diesel, khối lượng riêng 840 kg/m3.

+ Địa điểm nghiên cứu: tại phòng thí nghiệm Trường Đại học Công nghệ

TP.HCM khu công nghệ cao Quận 9

+ Nội dung nghiên cứu: Đề tài chỉ nghiên cứu trên một số nguồn nước biển và

nước sông.

4. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN

4.1. Khoa học

Giá trị có tính khoa học của đề tài là:

+ Cách xử lý dầu tràn có tính khoa học cao, không gây ảnh hưởng môi

trường.

+ Ngoài ra nghiên cứu này có thể cung cấp một số thông tin cho các nghiên

cứu sau về vấn đề này.

4.2. Thực tiễn

+ Giải quyết được một lượng không ít rác thải nông nghiệp từ vỏ sầu riêng.

+ Nguyên liệu có sẵn có thể tiết kiệm được một lượng lớn chi phí xử lý cho

các công ty, doanh nghiệp gây ra sự cố dầu tràn.

+ Bảo tồn các loài sinh vật ven biển và con người sinh sống tại khu vực có sự

cố tràn dầu.

5. TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI

Nghiên cứu sử dụng vật liệu hấp thụ dầu tràn là hướng của rất nhiều đề tài,

nhưng đối tượng nghiên cứu là VSR thì cũng được nghiên cứu trước “Nghiên cứu

sử dụng vỏ sầu riêng hấp phụ dầu khoáng” của Trinh Trọng Nguyễn nhưng chỉ

dừng lại ở một loại vỏ sầu riêng và không được ứng dụng vào nguồn nước thực tế.

Hướng đi mới của đề tài là khảo sát, so sánh khả năng hấp phụ dầu của 3 loại VSR

(RI 6,6H, CB) từ đó chọn ra loại VLHP tốt nhất từ 3 loại VSR (RI 6, 6H, CB) và

ứng dụng sử lý nguồn nước biển nhiễm dầu

6. CẤU TRÚC CỦA ĐỀ TÀI

1.1. Nội dung 1: Tổng hợp, biên hội các tài liệu có liên quan

1.2. Nội dung 2: Chế tạo và khảo sát vật liệu hấp phụ từ VSR.

1.3. Nội dung 3: Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ.

1.4. Nội dung 4: Khảo sát khả năng hấp phụ của 3 VSR ( 6H, RI6, CB). So sánh

khả năng hấp phụ dầu của VSR với một số vật liệu khác.

1.5. Nội dung 5: Khảo sát ảnh hưởng độ mặn đến khả năng hấp phụ của vật liệu.

Ứng dụng vật liệu VSR trong xử lý nước mặn nhiễm dầu.

Cấu trúc của đồ án gồm 3 nội dung chính sau đây:

PHẦN MỞ ĐẦU

PHẦN NỘI DUNG BAO GỒM 3 CHƯƠNG:

Chương 1. Tổng quan (bao gồm các nội dung về hiện trạng ô nhiễm dầu tại

Việt Nam, vật liệu nghiên cứu, quá trình hấp phụ, các loại vật liệu hấp phụ dầu

hiện nay, các nghiên cứu liên quan)

Chương 2. Nội dung, vật liệu và phương pháp nghiên cứu

+ Nội dung nghiên cứu gồm 5 nội dung:

▪ Nội dung 1: Tổng hợp, biên hội các tài liệu có liên quan

▪ Nội dung 2: Chế tạo và khảo sát vật liệu hấp phụ từ VSR.

▪ Nội dung 3: Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ.

▪ Nội dung 4: Khảo sát khả năng hấp phụ của 3 VSR ( 6H, RI6,

CB). So sánh khả năng hấp phụ dầu của VSR với một số vật liệu

khác.

▪ Nội dung 5: Khảo sát ảnh hưởng độ mặn đến khả năng hấp phụ

của vật liệu. Ứng dụng vật liệu VSR trong xử lý nước mặn nhiễm

dầu.

+ Phương pháp nghiên cứu gồm các nội dung sau:

▪ Phương pháp kế thừa.

▪ Phương pháp cụ thể.

Chương 3. Kết quả và thảo luận

+ Chế tạo vật liệu hấp phụ từ vỏ sầu riêng (6H, CB, RI6).

+ Hình thái bề mặt, màu sắc của vật liệu.

+ Kết quả hấp phụ dầu của VSR - M.

+ Kết quả hấp phụ dầu của VSR - AS.

+ So sánh khả năng hấp phụ dầu với các vật liệu hấp phụ khác.

+ Khảo sát ảnh hưởng độ mặn của vật liệu

+ Kết quả ứng dụng vật liệu VSR trong xử lý mội trường nước măn

nhiễm dầu.

PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM DẦU TẠI VIỆT NAM

1.1.1. Sơ lược về dầu và ô nhiễm dầu [10]

Dầu là chất lỏng sánh, thường có mùi đặc trưng, nhẹ hơn nước và không tan

trong nước. Chúng bị oxy hóa rất chậm, có thể tồn tại đến 50 năm.

Dầu tồn tại ở 4 dạng phổ biến sau:

+ Dạng tự do: ở dạng này dầu sẽ nổi lên thành các màng dầu. Dầu hiện

diện dưới dạng các hạt dầu tự do hoặc lẫn với một ít nước, dầu tự do sẽ nổi lên

trên bề mặt do trọng lượng riêng của dầu thấp hơn so với trọng lượng riêng của

nước

+ Dạng nhũ tương cơ học: có 2 dạng nhũ tương cơ học tùy theo đường

kính của giọt dầu:

• Vài chục micromet: độ ổn định thấp

• Loại nhỏ hơn: có độ ổn định cao, tương tự như dạng keo

+ Dạng nhũ tương hóa học: là dạng tạo thành do các tác nhân hóa học (xà

phòng, xút ăn da, chất tẩy rửa, Na) hoặc các hóa học asphalten làm thay đổi sức

căng bề mặt và làm ổn định hóa học dầu phân tán.

+ Dạng hòa tan: Phân tử hòa tan như các chất thơm.

Ngoài ra dầu không hòa tan tạo thành một lớp màng mỏng bọc quanh các chất

rắn lơ lửng, chúng có thể ảnh hưởng đến khả năng lắng hoặc nổi của các chất

rắng lơ lửng khi tạo thành các hợp chất kết hợp không lắng được.

Trong dầu có tới hàng trăm loại hydratcacbon khác nhau đại diện cho

nhiều loại cấu trúc riêng biệt. Chỉ tính xăng là loại hỗn hợp hydratcacbon dầu mỏ

tinh chế, đã có 200 chất khác nhau ở tính bay hơi, tính hòa tan, tính hấp thụ.

Thành phần cơ bản của dầu gồm:

+ Hydratcacbon mạch thẳng 30 – 35%

+ Hydratcacbon mạch vòng 25 – 75%

+ Hydratcacbon thơm 10 – 20%

+ Các hợp chất chứa oxy như axit, ceton, các loại rượu

+ Các hợp chất chứa nitơ như furol, indol, carbazol

+ Các hợp chất chứa lưu huỳnh như hắc ín, nhựa đường, bitum

Dầu ở các vùng khác nhau có thành phần hóa học khác nhau. Phân loại

chúng dựa trên cơ sở thành phần parafin, hydratcacbon thơm hay hydratcacbon

phân cực.

Các thành phần hóa học có trong dầu mỏ thường rất khó phân hủy. Do đó,

việc ứng dụng các quá trình sinh học để xử lý ô nhiễm dầu mỏ có đặc điểm rất

riêng biệt.

1.1.2. Sự cố tràn dầu ở việt nam từ năm 2004 đến nay [41]

Theo số liệu thống kê các sự cố tràn dầu được trung tâm miền Trung xử lý

thành công từ năm 2004 đến tháng 7/2013 đã xảy ra 34 vụ sự cố tràn dầu trên toàn

khu vực miền trung, tổn thất hàng triệu tấn dầu DO và gây ảnh hưởng đến môi

trường nghiêm trọng và Thứ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường Nguyễn Linh

Ngọc tại hội nghị bàn về hoàn thiện thể chế, tăng cường năng lực ứng phó khắc

phục sự cố tràn dầu xảy ra trên biển Việt Nam diễn ra vào hôm nay 15-4, tại Hà Nội

hàng năm có trên 10 vụ tràn dầu lớn được ghi nhận. Cụ thể một số sự cố nghiêm

trọng như sau:

+ Sự cố tràn dầu các tỉnh ven biển miền trung xảy ra trên địa bàn các tỉnh Quảng

Bình và từ tỉnh Quảng Trị đến tỉnh Bình Thuận. Thời gian: Từ cuối tháng

01/2007 đến tháng 07/2007. Số lượng thu gom hơn 2000 tấn rác thải lẫn dầu.

+ Sự cố tàu VITAMIN GAS thuộc Công ty cổ phần vận tải biển châu Á - Thái

Bình Dương, trọng tải 1.135 tấn, đi từ Vũng Tàu ra Cửa Lò - Nghệ An trên

đường qua vùng biển thuộc tỉnh Bình Định thì gặp sự cố. Thời gian: ngày

16/01/2010.

+ Sự cố tràn dầu ven biển tỉnh Bình Thuận tại khu vực ven biển Tiến Thành

(Phan Thiết) kéo dài đến Hải đăng Kê Gà (Hàm Thuận Nam) xuất hiện vô số

viên dầu vón cục to bị sóng đánh dạt lên bờ. Thời gian: ngày 22/02/2010. Số

lượng thu gom: trên 10 tấn rác thải nhiễm dầu.

+ Sự cố tràn dầu ven biển tỉnh Quảng Trị tại đảo Cồn Cỏ và các xã ven biển

huyện Vĩnh Linh. Thời gian: tháng 05/2011. Số lượng thu gom: 10 tấn rác thải

nhiễm dầu.

+ Sự cố cháy buồng máy tàu Phương Nam Star chở 5.600 m3 DO trên vùng biển

Quảng Nam. Thời gian: tháng 11/2011.

+ Ngày 7/7/2013, tại khu vực biển Quy Nhơn ở Hải Minh, thuộc khu vực 9,

phường Hải Cảng, TP. Quy Nhơn đã xảy ra sự cố tràn dầu.

+ Ngày 16/8/2017 tại Khu vực Vũng Oản. khi đang chuyển tải dầu từ tàu QN-

3438H sang tàu QN-3268H bằng đường ống nhựa cao su 100, dài 30m thì

đoạn đường ống truyền tải bị bục, ước khoảng hơn 200 lít dầu tràn ra vịnh Hạ

Long.

+ Ngày 10/8/2017 Để khắc phục sự cố tàu Đức Cường 06 (thuộc Công ty CP

vận tải Đức Cường, trụ sở tại huyện Thủy Nguyên, Hải Phòng) bị chìm ở khu

vực biển giáp ranh Thanh Hóa - Nghệ An, dầu đã loang ra khắp bề mặt biển

ước tính hàng trăm m2.

1.1.3. Nồng độ dầu tại một số cảng biển Việt Nam

Theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước biển (QCVN 10-

MT:2015/BTNMT), Quy định về nồng độ dầu cho phép trong nước biển là 0,5

7.6

) l / g m

0.5mg/l

(

u ầ d

ộ đ

0.69

0.6

0.5

0.4

g n ồ N

Hải Phòng

Cái Lân

Vũng Tàu

Phú Quốc

Vietso Petro

nồng độ (mg/l)

QCVN 10:2015BTNMT

mg/L.

Đồ thị 1.1: Nồng độ dầu tại một số cảng biển của Việt Nam. (Nguồn: VFEJ.VN - Diễn đàn các nhà báo môi trường Việt Nam).

Do đặc điểm tại các khu vực cảng của nước ta có rất nhiều tàu thuyền qua lại

nên nguyên nhân gây ra nồng độ dầu vượt qua giới hạn cho phép tại nơi đây có thể

là do quá trình rò rỉ dầu từ tàu thuyền qua lại, quá trình xúc rửa lan can của các tàu

thuyền trở dầu, ngoài ra còn có thể do các sự cố về dầu nên đã làm cho nồng độ dầu

tăng cao.

Đồ thị 1.2: Lượng dầu tràn gây ô nhiễm biển Việt Nam qua các năm. (Nguồn: Bộ tài nguyên và môi trường).

Lượng dầu tràn trên biển đang có diễn biến trong những năm gần đây, đặc biệt

là đang có xu hướng tăng mạnh. Theo báo cáo của Sở TN&MT Hải Phòng đưa tin,

hàm lượng dầu trong nước vùng bờ Hải Phòng hiện khá cao, trung bình 0,4 mg/L,

dao động trong khoảng từ 0,1 - 1,1 mg/L [4].

Các khu vực có hàm lượng dầu cao là mặt nước khu vực cảng Hải Phòng có

độ nhiễm dầu từ 0,3 - 0,6 mg/L, vượt tiêu chuẩn cho phép. Vùng ven bờ quận Hải

An, huyện Kiến Thụy, hàm lượng dầu trung bình khoảng 0,6 mg/L. Khu vực cửa

sông Bạch Đằng, kết quả khảo sát trong nhiều năm cho thấy nồng độ dầu có xu

hướng tăng cao, đặc biệt khu vực trong sông, nơi gần bến cảng, nhất là khu vực Sở

Dầu [4].

Vì vậy, cần có những biện pháp quản lý cũng như biện pháp khắc phục, thu

hồi dầu ngay khi xảy ra sự cố để tránh gây tổn thất lớn cũng như gây ảnh hưởng

nghiêm trọng đến môi trường.

1.1.4. Ô nhiễm dầu tại các khu vực tổng kho xăng dầu [36]

1.1.4.1. Khu vực kho chứa: phát sinh do các nguyên nhân chính sau:

− Súc rửa, làm mát bồn chứa.

− Vệ sinh máy móc, thiết bị.

− Rơi vãi xăng dầu xuống nguồn nước.

− Xảy ra sự cố.

− Nước mưa chảy tràn qua khu vực kho.

Trong đó nước xả cặn từ quá trình súc rửa bồn chứa với chu kỳ 2 năm súc rửa

1 lần là nguồn thải có mức độ ô nhiễm dầu cao nhất, nồng độ lên đến hàng chục

ngàn ppm.

1.1.4.2. Khu vực cảng tiếp nhận

+ Nước dằn tàu, nước vệ sinh tàu.

+ Nước ống dầu (khi kéo từ biển lên boong).

+ Rò rỉ trên đường ống dẫn dầu từ tàu về kho chứa…

Bảng 1.1: Hàm lượng dầu tồn tại trong nước dưới dạng nhũ tương của các

tổng kho chứa xăng, dầu tại Tp.HCM

Tên kho chứa xăng dầu tại Lượng dầu tồn tại trong nước thải STT Tp.HCM dưới dạng nhũ tương (mg/L)

1 Kho Nhà Bè của Petrolimex 150

2 Kho Nhà Bè của Petec 249

3 Kho Nhà Bè của Mipec 300

4 Kho Nhà Bè của Vinapco 265

5 Kho Cát Lái của Petec 246

[Nguồn: 43]

6 Kho Cát Lái của Sài Gòn Petro 218

Hàm lượng dầu tồn tại ở dạng nhũ tương của các tổng kho chứa xăng dầu trên

địa bàn Tp. HCM nằm trong khoảng 150 - 300 mg/L.

Bảng 1.2: Giá trị tối đa của các thông số ô nhiễm trong nước thải của kho và

cửa hàng xăng dầu

Giá trị tối đa

Cột B

TT Thông số ĐVT Cột Cửa hàng Cửa hàng

A Kho có dịch vụ không có dịch

rửa xe vụ rửa xe

pH 6-9 5,5-9 5,5-9 5,5-9 1

Tổng chất rắn lơ mg/L 50 100 120 120 2 lửng (TSS)

Nhu cầu oxy hóa mg/L 50 100 150 150 3 (COD)

Dầu mỡ khoáng

(tổng mg/L 5 15 18 30 4

hydrocarbon)

1.1.5. Ô nhiễm dầu tại các nhà máy lọc dầu, giàn khoan và nhà máy sản xuất dầu

nhờn [18]

Các nhà máy lọc dầu thải ra một lượng lớn nước nhiễm dầu, nếu không được

xử lý sẽ ảnh hưởng đến môi trường sinh thái, ảnh hưởng đến môi trường biển. Đặc

biệt ở Việt Nam, sự xuất hiện của nhà máy lọc dầu Dung Quất với sản lượng 7 triệu

tấn/năm sẽ tác động đáng kể đến môi trường ở vịnh Việt Thanh. Sự gia tăng hàm

lượng dầu và các kim loại nặng trong trầm tích dưới biển xung quanh các khu vực

mỏ cho thấy đã có những ảnh hưởng nhất định của việc thải mùn khoan, dung dịch

khoan và nước thải vào môi trường biển.

Chúng ta cần quan tâm đến các biện pháp giảm thiểu việc thải đổ trực tiếp

mùn khoan, dung dịch khoan và nước thải xuống biển; cần áp dụng các công nghệ

tiên tiến về khoan, dung dịch khoan, xử lý chất thải khoan, nước khai thác, các chất

lỏng, rắn…thay thế cho các công nghệ cũ; áp dụng các giải pháp kĩ thuật để quản lý

và kiểm soát các loại chất thải dầu khí.

1.1.5.1. Nguyên nhân nước thải nhiễm dầu xuất hiện

− Nước trong quá trình làm sạch hoặc mục đích khác;

− Nước trong quá trình xúc rửa đường ống xuất nhập dầu thô và xăng, dầu

thành phẩm;

− Nước xuất hiện do trong một số quá trình công nghệ lọc, hóa dầu. Nước dạng

này tiếp xúc trực tiếp với dầu thô;

− Đặc biệt một số lượng nước dùng để làm lạnh trong các thiết bị làm lạnh;

− Nước được phân loại là nước thải nếu nó có lẫn các hydrocacbon hoặc các

thành phần khác.

1.1.5.2. Thành phần nước thải của các nhà máy lọc, hóa dầu

− Hydrocacbon;

− Kim loại nặng;

− Hợp chất phenol;

− NH3.

Bảng 1.3: Hàm lượng dầu tồn tại trong nước dưới dạng nhũ tương của các nhà

máy dầu nhờn tại Tp.HCM

Lượng dầu tồn tại trong nước thải Nhà Máy dầu mỡ nhờn tại STT dưới dạng nhũ tương Tp.HCM (mg/L)

BP-Castrol 1 86

Petrolimex 2 205

Vilube 3 105

Solube 4 305

AP Sài Gòn Petro 5 250

[Nguồn:41]

PV Oil 6 310

Hàm lượng dầu tồn tại trong nước dưới dạng nhũ tương tại các nhà máy dầu

nhờn của Tp.HCM nằm trong khoảng từ 86 – 310 mg/L.

1.1.6. Ô nhiễm dầu tại các khu vực rửa xe

Nước thải từ các cơ sở rửa xe, bảo dưỡng, bảo hành xe có lẫn dầu, mỡ nhờn.

Theo số liệu thống kê của công ty dầu nhờn Shell hiện tại trên địa bàn Tp.HCM có

hơn 5.000 cơ sở rửa xe, thay dầu nhớt bảo dưỡng xe. Nên một số lượng rất lớn nước

thải có nhiễm dầu thải ra môi trường mà không qua bất cứ hệ thống xử lý nào cả.

Hoạt động rửa xe bao gồm 4 bước liền kề nhau:

1.1.6.1. Bước 1: Rửa bụi

Dùng nước áp lực cao rửa trên thân xe và động cơ nước thải loại này chứa một

lượng bùn, đất và dầu tự do. Hơn nữa dưới áp lực nước lớn nước thải nhiễm dầu

dạng này tạo thành nhũ tương dầu/nước.

1.1.6.2. Bước 2: Phun bọt

Tác nhân tạo bọt là bình xịt lên thân xe và động cơ. Nước thải loại này tồn tại

tác nhân tạo nhũ cao. Cuối cùng nước thải dạng này kết hợp nước thải từ bước 1

hình thành nhũ tương dầu/ nước có độ ổn định cao.

1.1.6.3. Bước 3: Giai đoạn làm sạch

Đây là bước dùng nước sạch trong bình áp lực cao để di chuyển tác nhân tạo

nhũ. Nước loại này chứa ít tác nhân tạo nhũ vì nó được pha loãng bởi nước sạch.

1.1.6.4. Bước 4: Giai đoạn lau khô và đánh bóng xe

Nước làm bóng được thoa lên thân xe và cuối cùng làm khô bằng khí nóng.

Nước sạch mà thành phần cứng cao, hữu cơ không nên sử dụng trong bước này vì

nó có thể làm cho bề mặt xe không được bóng.

Các kiểu nước thải từ các trạm xăng dầu và rửa xe ở Bangkok, Thailan được

cho trong bảng sau:

Bảng 1.4: Nước thải nhiễm dầu của các trạm xăng dầu và rửa xe ở Bangkok,

Thailan [19]

Chất rắn lơ Dầu mỡ BOD Trạm xăng dầu & rửa lững pH xe (mg/L) (mg/L) (mg/L)

Caltex, Bangkaen 31,6 42 113 7,60

PTT, Bangkaen 25,9 39 86 7,02

Shell, Bangkaen 21,5 23 92 7,85

180 PTT, Vipavaolee 280,5 346 7,51

63,6 200 Shell, Kaseat 346 7,06

57,0 500 Caltex, Nakhornpathum 4724 6,44

23,3 10 Shell, Nakhornpathum 310 7,05

Esso, Nakhornpathum 161,2 1220 952 6,32

7,8 11 PTT, Nonthaburi 696 7,16

14,4 28 Shell, Nonthaburi 121 7,24

16,1 21 Esso, Nonthaburi 682 6,69

Khoảng 7,8-280,5 10-1220 86-4724 6,32-7,86

Giá trị trung bình 63,9 206,72 760 7,08

Hàm lượng dầu trong nước thải nhiễm dầu tại các trạm xăng dầu và rửa xe ở

Bangkok, Thailan có hàm lượng dầu tương đối thấp. Tuy nhiên, tại một số điểm

hàm lượng dầu có thể lên đến 280 mg/L.

1.1.7. Ảnh hưởng của sự cố tràn dầu [3]

1.1.7.1. Ô nhiễm dầu tác động đến hệ sinh thái biển Việt Nam

a. Tổng quan về các hệ sinh thái biển Việt Nam

Biển Đông là một biển lớn (đứng thứ 2 trên thế giới sau biển San Hô ở phía

Đông nước Australia) với diện tích 3,4 triệu km2 và tiếp giáp với 9 quốc gia. Kết

quả nghiên cứu của các nhà khoa học cho biết, trong vùng biển ở nước ta đã phát

hiện được 12.000 loài sinh vật cư trú trong hơn 20 kiểu hệ sinh thái (HST) điển hình

như rừng ngập mặn, thảm cỏ biển, vùng triều cửa sông, đảo, rạn san hô, đáy mềm,

đầm phá... Trong đó, có trên 2.038 loài cá, 6.000 loài động vật đáy, 635 loài rong

biển, 43 loài chim, trên 40 loài thú và bò sát biển và hàng ngàn loài động thực vật

phù du khác đã tạo ra các quần xã sinh vật đặc biệt phong phú.

Theo tính toán của các nhà hải dương học, biển Việt Nam có trữ lượng

khoảng 3 - 4 triệu tấn cá, khả năng khai thác là 1,5 - 2,0 triệu tấn, mực 30.000 -

40.000 tấn, tôm biển 50.000 - 60.000 tấn, thân mềm phải đạt đến hàng triệu tấn. Với

nguồn lợi này sẽ giúp cho ngành thủy sản nước ta ngày càng phát triển.

b. Tác động của ô nhiễm dầu đến các HST

Ô nhiễm dầu cũng làm biến đổi cân bằng oxy, gây ra độc tính tiềm tàng trong

HST, khi sự cố ô nhiễm dầu xảy ra, các HST đã bị ảnh hưởng nghiêm trọng và thể

hiện rõ nét nhất là HST rừng ngập mặn, cỏ biển, vùng triều bãi cát, đầm phá và các

rạn san hô. Ô nhiễm dầu đã làm giảm sức chống đỡ, tính linh hoạt và khả năng khôi

phục của các HST từ tác động của các tai biến. Cụ thể, các tác động tiêu cực của ô

nhiễm dầu đến các HST được hiểu theo 3 cấp độ: suy thoái, tổn thương và mất

HST.

Như vậy, có thể thấy ô nhiễm dầu đã tác động trực tiếp hoặc gián tiếp lên các

HST biển và ven biển ở các khía cạnh sau:

Làm biến đổi cân bằng oxy của HST: Dầu có tỷ trọng nhỏ hơn nước, khi chảy

loang trên mặt nước, dầu tạo thành váng và bị biến đổi về thành phần và tính chất.

Khi dầu loang, hàm lượng dầu trong nước tăng cao, các màng dầu làm giảm khả

năng trao đổi oxy giữa không khí với nước, làm giảm hàm lượng oxy của HST, như

vậy cán cân điều hòa oxy trong hệ sẽ bị đảo lộn.

Làm nhiễu loạn các hoạt động sống trong HST: Đầu tiên phải kể đến các

nhiễu loạn áp suất thẩm thấu giữa màng tế bào sinh vật với môi trường, cụ thể là các

loài sinh vật bậc thấp như sinh vật phù du, nguyên sinh động vật luôn luôn phải điều

tiết áp suất thẩm thấu giữa môi trường và cơ thể thông qua màng tế bào. Dầu bao

phủ màng tế bào, sẽ làm mất khả năng điều tiết áp suất trong cơ thể sinh vật, đồng

thời cũng là nguyên nhân làm chết hàng loạt sinh vật bậc thấp, các con non, ấu

trùng. Dầu bám vào cơ thể sinh vật sẽ ngăn cản quá trình hô hấp, trao đổi chất và sự

di chuyển của sinh vật trong môi trường nước.

Ảnh hưởng của dầu đối với chim biển chủ yếu là thấm ướt lông chim, làm

giảm khả năng cách nhiệt của bộ lông, làm mất tác dụng bảo vệ thân nhiệt của chim

và chức năng phao bơi, giúp chim nổi trên mặt nước. Bên cạnh đó, cá là nguồn lợi

lớn nhất của biển và cũng là đối tượng chịu tác động tiêu cực mạnh mẽ của sự cố ô

nhiễm dầu, ảnh hưởng này phụ thuộc vào mức độ tan của các hợp chất độc hại có

trong dầu vào trong nước.

Gây ra độc tính tiềm tàng trong HST: Ảnh hưởng gián tiếp của dầu loang đối

với sinh vật thông qua quá trình ngăn cản trao đổi oxy giữa nước với khí quyển tạo

điều kiện tích tụ các khí độc hại như H2S, và CH4 làm tăng pH trong môi trường

sinh thái. Dưới ảnh hưởng của các hoạt động sinh - địa - hóa, dầu dần dần bị phân

hủy, lắng đọng và tích lũy trong các lớp trầm tích của HST làm tăng cao hàm lượng

dầu trong trầm tích gây độc cho các loài sinh vật sống trong nền đáy và sát đáy biển.

Cản trở các hoạt động kinh tế ở vùng ven biển: Dầu trôi theo dòng chảy mặt,

sóng, gió, dòng triều dạt vào vùng biển ven bờ, bám vào đất đá, kè đá, các bờ đảo

làm mất mỹ quan, gây mùi khó chịu đối với du khách khi tham quan du lịch. Do

vậy, doanh thu của ngành du lịch cũng bị ảnh hưởng. Mặt khác, ô nhiễm dầu còn

làm ảnh hưởng đến nguồn giống tôm cá, thậm chí bị chết dẫn đến giảm năng suất

nuôi trồng và đánh bắt thủy sản ven biển.

1.1.7.2. Thiệt hại do ô nhiễm dầu gây ra cho con người

Biển Đông và vùng bờ của nó là nơi giàu có và đa dạng các loại hình tài

nguyên thiên nhiên, cũng như chứa đựng tiềm năng phát triển kinh tế đa ngành, đa

mục tiêu. Bởi vậy, đây cũng là nơi tập trung sôi động các hoạt động phát triển của

con người: trên 50% số đô thị lớn, gần 60% dân số tính theo đơn vị cấp tỉnh, phần

lớn các khu công nghiệp lớn và các khu chế xuất, các vùng nuôi thủy sản, các

hoạt động cảng biển - hàng hải và du lịch đều được phát triển ở đây. Nên một

lượng lớn chất thải ở đây là không tránh khỏi, đặt biệt là các chất thải có mặt của

dầu.

Chất lượng môi trường biển thay đổi dẫn đến nơi cư trú tự nhiên của loài bị

phá huỷ gây tổn thất lớn về đa dạng sinh học vùng bờ. Dẫn tới hiệu suất khai thác

hải sản giảm, gây tổn thất lớn cho nền kinh tế biển nước ta.

Tràn dầu không chỉ gây tổn thất nguồn nguyên liệu cho quốc gia mà những

hậu quả của nó gây ra không nhỏ đến động thực vật, vùng biển trong khu vực gây

tốn kém chi phí bồi thường thiệt hại từ phía nhà nước, chi phí ứng cứu, khắc phục

sau ô nhiễm,...

+ Chỉ tính riêng vụ tràn dầu ở kho xăng dầu hàng không Liên Chiểu (Đà

Nẵng - 10/2008) đã gây tốn kém chi phí ứng cứu gần 800 triệu đồng và thiệt hại về

ngư nghiệp 122 triệu đồng, chưa kể việc bồi thường phục hồi môi trường bị suy

thoái.

+ Tàu chở dầu KASCO Monrovia va chạm với Cát Lái Jetty, trên sông

Sài Gòn - HCM vào tháng 01/2005, làm tràn 518 tấn DO, thiệt hại 1triệu USD.

+ Ngày 07/07/2013, tại khu vực biển Quy Nhơn ở Hải Minh, TP. Quy Nhơn

đã xảy ra sự cố tràn dầu, gây ra tổng thiệt hại gần 1,9 tỷ đồng. Riêng dầu loang gây

thiệt hại cho 80 hộ nuôi cá lồng bè, với 707 lồng nuôi gần 1,8 tỷ đồng.

Sự cố tràn dầu còn gây ảnh hưởng đến sức khỏe của con người: dầu bay hơi

vào không khí, ô nhiễm các sản phẩm thủy sản, thay đổi cách thức tiêu dùng của

người dân, tăng chấn thương xã hội…

1.2. VỎ SẦU RIÊNG

1.2.1. Nguồn gốc của VSR

VSR là sản phẩm phụ của quá trình tách vỏ sử dụng “cơm” từ quả sầu riêng để

làm thực phẩm trong sản xuất và trong sinh hoạt hằng ngày của con người.

Hình 1.1: Quả sầu riêng và vỏ sầu riêng.( tác giả)

Hình 1.2: Cơm sầu riêng. (Nguồn [33])

Sầu riêng tên khoa học Durio zibrthinus, là loại cây ăn trái đặc sắc ở vùng

Đông Nam Á. Sầu riêng có nguồn gốc từ Malaysia và Indonesia. Sau đó, lan dần

sang Philippines, Thái Lan, Campuchia và Việt Nam. Ngoài ra còn được trồng ở

một số nước nhiệt đới Trung Nam Mỹ, một số nước ở Châu Phi và Châu Đại Dương

điển hình như Australia [13].

Chi Durian có nhiều loài, một trong số đó được trồng nhiều và có ý nghĩa kinh

tế nhất ở Đông Nam Á là Durio Zibethinus. Một số khác được trồng ít hơn, giá trị

kinh tế thấp hơn như Durio Oxleyanus, Durio Lowianus, Durio Graveolus [13] …

Thành phần chủ yếu của VSR là cellulose thuộc nhóm anpha - cenllulose, độ

ẩm đo được là 81,18%, hàm lượng tro là 0,936% và hàm lượng kim loại nặng có

trong VSR thấp, đáp ứng yêu cầu của an toàn thực phẩm [16].

Quả sầu riêng có một số đặc điểm như sau: Quả sầu riêng có gai dài và nhọn.

Trọng lượng quả từ 1,5 - 4 kg, cá biệt có quả 8 kg. Trong mỗi quả có 5 ô, mỗi ô có

2-6 múi [32].

Bảng 1.5: Tỉ lệ các thành phần trong một quả sầu riêng

STT Thành phần Tỉ lệ (% theo khối lượng)

1 Múi 20-30

2 Hạt 5-15

(Nguồn: [32])

3 Vỏ 55-56

1.2.2. Ngành trồng sầu riêng ở Việt Nam

1.2.2.1. Nguồn gốc và phân bố

Sầu riêng du nhập vào Việt Nam từ Thái Lan và được trồng chủ yếu ở phía

Nam, bởi vùng Nam bộ có điều kiện tự nhiên, thổ nhưỡng, thủy văn, nhiệt độ ổn

định (trung bình từ 26,9oC - 27,5oC), nắng bình quân 2.400 giờ/năm rất thích hợp

cho cây sầu riêng sinh trưởng và phát triển. Đặc biệt, vùng Đồng bằng sông Cửu

Long, nhất là các tỉnh Tiền Giang, Bến Tre, Vĩnh Long, có nguồn nước ngọt quanh

năm, đất đai phì nhiêu, phù sa bồi giúp cho sầu riêng tốt tươi quanh năm.

1.2.2.2. Các giống sầu riêng phổ biến tại Việt Nam

Tại nước ta có nhiều giống sầu riêng, trong đó có một số giống phổ biến hiện nay

như:

+ Sầu riêng Ri 6: xuất hiên cách đây rất lâu và cho đến nay đây là loại quả

thơm ngon, giá trị với đặc điểm là “hạt lép, cơm khô ráo, cầm không dính tay và

màu vàng trông thật hấp dẫn và thơm ngon”. Loại sầu riêng này cho giá trị kinh tế

cao và được xếp vào những loại quả thơm ngon được yêu thích tại các hội chợ và

cuộc thi. Điều đặc biệt là đây là giống cây rất dễ trồng, dễ chăm sóc và có khả năng

thích nghi cao. Loại quả này cho thu hoạch sớm hơn các giống sầu riêng khác.

Được trồng nhiều ở Vĩnh Long, Cái Mơn, chợ Lách- Bến Tre [39].

+ Sầu riêng 6 Hữu: Mỗi trái nhỏ, thuôn dài, trọng lượng khoảng 1-2kg trở

lại. Vỏ nhiều gai xanh két giống sầu riêng chuồng bò, cơm sầu riêng Sáu Hữu vàng

đậm, bên ngoài nhìn mịn bắt mắt rất dễ nhận biết, các múi khá nhỏ, vỏ mỏng. Vị

béo, khi chín vừa rất béo, khi hơi chín ngọt đường. Hạt rất lép, cơm dẻo, năng suất

thấp, trái nhỏ nhẹ, giá lại cao, nhưng ít người biết đến nên được cho là giống sầu

riêng ít hiệu quả kinh tế, vì những lẽ đó mà rất ít nhà vườn trồng giống này. Phân bố

ở Đồng Bằng Sông Cửu Long và Đông Nam Bộ.

+ Sầu riêng Chuồng Bò: Loại Sầu Riêng này có hình dạng hơi bầu bầu, gai

hơi to, vỏ mỏng, thịt vàng, hạt lép, mùi thơm, vị ngọt, béo, có màu vàng nhạt giống

Ri6. Được trồng nhiều ở Tiền Giang, Bến Tre, Bình Phước, Đồng Nai….

+ Sầu riêng khổ qua xanh: vỏ trái vẫn còn màu xanh khi chín, trái hơi dài,

chóp trái nhọn, có khía, và cuống trái ngắn nhỏ. Trồng nhiều ở Tiền Giang.

+ Sầu riêng khổ qua vàng: trái có màu vàng nhạt khi còn non, khi chín vỏ

trái có màu vàng. Chất lượng trái tương tự như loại khổ qua xanh nhưng cho năng

suất thấp nên ít được ưa chuộng.

+ Sầu riêng khổ qua hột lép: trái màu xanh vàng nhạt, gai to, thưa, chóp trái

phẳng, cuống trái dài, to. Năng suất khá (100 - 200 trái/cây/năm). Trái nặng 1,5 -

3kg, dầy cơm, phẩm chất ngon, tỷ lệ hột lép trong trái khá cao.

+ Sầu riêng Sữa hột lép: trái tròn, vỏ trái màu vàng nâu khi chín, cơm dày

màu vàng, hột lép nhiều, ít xơ, ngọt, béo, thơm. Năng suất trung bình. Trái nặng 2-

3kg, có thể thu hoạch trước trên cây. Đây là giống nổi tiếng ở vùng Chợ Lách (Bến

Tre).

Ngoài ra, còn có một số ít giống phổ biến khác như: sầu riêng Bí Rợ, Vàm

Xẻo, Sáp… và một số giống sầu riêng nhập từ Thái Lan, Mã Lai đang được trồng

thử nghiệm ở nhiều nơi.

1.2.2.3. Sản lượng sầu riêng tại Việt Nam

Những năm qua, diện tích và sản lượng sầu riêng trong vùng tăng khá nhanh.

Theo thống kê năm 2014, cả nước trồng trên 17.000 ha sầu riêng, trong đó có trên

15.200 ha trồng tập trung ở 4 tỉnh: Tiền Giang, Vĩnh Long, Bến Tre và Đồng Nai.

Hiện nay, toàn vùng có 12.737 ha sầu riêng cho thu hoạch với sản lượng 210.575 tấn

[37].

Bảng 1.6: Thống kê diện tích và sản lượng sầu riêng ở nước ta (năm 2014)

Tổng Diện tích Nơi trồng Sản lượng Diện tích STT trồng Sản lượng sầu riêng (tấn/năm) thu hoạch (ha) (tấn/năm) (ha)

Tiền Giang 7.390 83.098 Vùng Bến Tre 1.843 18.500 1 Nam 12.737 210.575 Vĩnh Long 2.509 20.200 Bộ Đồng Nai 2 3.865 28.000

2 Các tỉnh khác 1.393 x x x

(Nguồn: [6])

3 Tổng 17.000 x x x

Ghi chú:

+ x: Chưa có số liệu cụ thể

Như vậy, với sản lượng sầu riêng thu hoạch hằng năm tại các tỉnh vùng Nam

Bộ là 210.575 tấn/năm, thì đồng nghĩa với lượng VSR bỏ đi khoảng 55 - 56% khối

lượng VSR, tức là khoảng 115.816 - 117.922 tấn VSR/năm chỉ tính riêng cho vùng Nam

Bộ.

Nếu có các biện pháp thu gom và quản lý một cách có hiệu quả nguồn đầu ra

này, thì có thể nói đây là một nguồn nguyên liệu vô cùng quý giá trong tương lai.

2 [*]: http://nongnghiep.vn/go-kho-cho-sau-rieng-dong-nai post145735.html.

1.3. QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ

1.3.1. Khái niệm hấp phụ

Theo GS.TSKH Nguyễn Bin: “Hấp phụ là quá trình hút các chất rắn trên bề

mặt vật liệu xốp nhờ các lực bề mặt. Các vật liệu xốp được gọi là chất hấp phụ (hay

còn gọi là vật liệu hấp phụ), chất bị hút gọi là chất bị hấp phụ” [2].

Theo TS. Phan Xuân Vận và TS. Nguyễn Tiến Quý: “Hấp phụ, đó là hiện

tượng bề mặt nhằm thu hút chất bị hấp phụ lên bề mặt chất hấp phụ làm giảm sức

căng bề mặt của chất hấp phụ” [21].

Có nhiều khái niệm khác nhau về hấp phụ nhưng tóm lại, “Hấp phụ là quá

trình xảy ra khi một chất khí hay chất lỏng bị hút trên bề mặt một chất rắn xốp. Chất

khí hay hơi được gọi là chất bị hấp phụ (adsorbent), chất rắn xốp dùng để hút khí

hay hơi gọi là chất hấp phụ (adsorbate) và những khí không bị hấp phụ gọi là khí

trơ.

1.3.2. Cơ chế của quá trình hấp phụ [34]

Cơ chế của quá trình hấp phụ gồm 3 bước:

+ Bước 1: Sự khuếch tán chất đến bề mặt vật liệu hấp phụ.

+ Bước 2: Sự di chuyển đến mao quản của vật liệu hấp phụ.

+ Bước 3: Hình thành đơn chất bị hấp phụ lên bề mặt chất hấp phụ.

Hình 1.3: Cơ chế của quá trình hấp phụ.

Quá trình hấp phụ xảy ra do lực hút tồn tại ở trên và gần sát các mao quản (sức

căng bề mặt).

Sức căng bề mặt của vật liệu hấp phụ chủ yếu là các dạng liên kết như: liên kết

Vander Waals, liên kết tĩnh điện, liên kết Hydro, liên kết hóa trị...

1.3.3. Phân loại quá trình hấp phụ [34]

1.3.3.1. Hấp phụ vật lý

+ Các phân tử bị hấp phụ giữ lại trên bề mặt chất hấp phụ nhờ những liên kết

yếu như: lực Vander Waals, liên kết Hydro...

+ Các phân tử chỉ bị giữ lại nhưng không tạo thành hợp chất hóa học (không

hình thành các liên kết hóa học gồm các liên kết ion, cộng hóa trị, liên kết phối

trí…).

+ Hấp phụ vật lý luôn thuận nghịch, nhiệt hấp phụ không lớn và ít phụ thuộc

vào nhiệt độ.

1.3.3.2. Hấp phụ hóa học

+ Có bản chất là một phản ứng hóa học, hình thành các liên kết hóa học bền

và tạo thành hợp chất.

+ Hấp phụ hóa học luôn bất thuận nghịch, nhiệt hấp phụ lớn nên thường được

tiến hành trong điều kiện nhiệt độ cao.

+ Hấp phụ hóa học liên quan đến hàng rào hoạt hóa còn được gọi là hấp phụ

hoạt hóa.

1.4. CÁC LOẠI VẬT LIỆU HẤP PHỤ DẦU HIỆN NAY [7]

Hiện nay, trên thế giới có rất nhiều loại vật liệu hấp phụ dầu khác nhau, nhờ

phương pháp cải tiến các vật liệu hấp phụ hiện nay cho độ hấp phụ tương đối cao,

ngoài ra còn tăng khả năng kỵ nước. Các loại vật liệu mới đã được nghiên cứu như:

1.4.1. Vật liệu hấp phụ dầu hữu cơ tổng hợp

Vật liệu hấp phụ dầu chủ yếu được chế tạo từ các loại polymer hữu cơ tổng

hợp như PP (Polypropylen), PE (Polyethylene), PU (Polyurethane), polyeste,

polyamit, copolymer khối trên cơ sở của ankylstyren, polycacbodimit, các loại

copolymer khối trên cơ sở PP và PE.

1.4.1.1. Ưu điểm

+ Nhẹ vì có tỷ trọng thấp.

+ Không hoặc ít hút nước.

+ Có tính năng cơ - lý cao, bền với môi trường và hóa chất.

+ Khả năng hấp phụ dầu cao.

+ Có thể sản xuất công nghiệp nên có sẵn trong thị trường.

+ Dễ gia công thành sợi nên sản phẩm đa dạng như các loại phao, gối,

chăn, khăn,...

1.4.1.2. Nhược điểm

+ Giá thành cao.

+ Độ bền cao nên khó phân hủy sinh học, gây ô nhiễm môi trường.

1.4.2. Vật liệu hấp phụ dầu hữu cơ có nguồn gốc thiên nhiên

Các sản phẩm và phế phải của nông nghiệp được sử dụng để làm vật liệu hấp

phụ như các loại sợi bông (bông vải, bông gạo, bông gòn,...) các loại cỏ bông, rơm

rạ, lõi ngô, bã mía, mùn cưa, xơ dừa, sợi gỗ, một số loại vỏ cây, thực vật thân mềm

như rau nhút, các sản phẩm có nguồn gốc từ xenlulozo biến tính khác.

1.4.2.1. Ưu điểm

+ Có nguồn gốc từ thiên nhiên và có thể tái sử dụng được.

+ Giá thành thấp.

+ Thân thiện với môi trường và có khả năng tự phân hủy sinh học.

+ Cấu trúc dạng sợi nên dễ gia công thành các loại sản phẩm khác nhau

phù hợp với tình hình công tác ứng cứu.

1.4.2.2. Nhược điểm

+ Tỷ trọng cao nên khó nổi trên mặt nước.

+ Vật liệu có tính ưa nước cao, khả năng hấp phụ dầu thấp.

1.4.3. Vật liệu hấp phụ dầu vô cơ

Bao gồm các loại khoáng sét (diatomite, cát thạch anh, thạch anh tinh thể,

silica,...) khoáng sét hữu cơ, zeolite, sợi thủy tinh, than chì, than hoạt tính...

1.4.3.1. Ưu điểm

+ Có sẵn.

+ Giá thành thấp.

1.4.3.2. Nhược điểm

+ Tỷ trọng cao.

+ Không tái sử dụng được.

+ Hút nước, hấp phụ dầu kém.

+ Dạng bột, hạt nên khó bảo quản, vận chuyển, khó áp dụng trong các

tình huống có gió to, sóng lớn.

+ Vật liệu sau hấp phụ có thể lắng xuống đáy và làm ô nhiễm nguồn

nước vùng đáy.

1.5. CÁC NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN

1.5.1. Các nghiên cứu về vật liệu hấp phụ dầu

1.5.1.1. Trên thế giới

Hiện nay trên thế giới có rất nhiều nhà khoa học đã nghiên cứu chế tạo thành

công các vật liệu hấp phụ dầu:

Các nhà khoa học của Trung Quốc (Xuchun Gui, Jinquan Wei, Kunli Wang)

đã chế tạo thành công vật liệu xốp CNTs có khả năng hấp phụ dầu rất cao (Q =

143), có khả năng tái sử dụng được nhiều lần, dễ dàng thu hồi dầu bằng phương

pháp ép cơ học hoặc đốt cháy [7].

Nghiên cứu ứng dụng của các chất hấp phụ tự nhiên trong hấp phụ dầu thô của

Reza Behnood và cộng sự [25]. Nội dung của nghiên cứu này là sử dụng cây sậy, lá

mía và bã mía để hấp phụ dầu thô trong các hệ thống khô (chỉ có dầu). Các kết quả

nghiên cứu cho thấy bã mía có khả năng hấp phụ dầu cao hơn so với các vật liệu

còn lại (sậy = 4,4g/g chất hấp phụ; lá mía = 5,5g/g chất hấp phụ và bã mía = 8g/g

chất hấp phụ). Khả năng hấp phụ dầu tối đa của bã mía nguyên liệu ở hệ thống dầu

khô và hệ thống lớp dầu thô lần lượt là 8g và 6,6g dầu thô trên mỗi gam chất hấp

phụ. Thời gian hấp phụ tối ưu quan sát được là 5 phút.

Nghiên cứu sử dụng vỏ trấu nhiệt phân làm vật liệu hấp phụ xử lý nước ô

nhiễm dầu diesel của Aleksandar Dimitrov và cộng sự [22]. Mục tiêu của nghiên

cứu này sử dụng tro của vỏ trấu gạo đen từ quá trình phân hủy nhiệt vỏ trấu thô trên

một nhà máy thí điểm lò phản ứng tần sôi để làm vật liệu hấp phụ dầu diesel. Các

đặc tính của tro được xác định bằng các phân tích hóa học, chụp ảnh SEM, phương

pháp phổ nhiễu xạ tia X, phổ hồ ng ngoa ̣i FTIR và phân tích nhiệt. Khả năng hấp

phụ dầu của tro vỏ trấu được xác định ở 15, 20 và 25oC. Các kết quả nghiên cứu cho

thấy tro vỏ trấu có khả năng hấp phụ dầu rất cao và có thể sử dụng như một chất hấp

phụ dùng để xử lý ô nhiễm dầu ở thủy vực. Cụ thể, thời gian hấp phụ đạt trạng thái

cân bằng là 10 phút và khả năng hấp phụ dầu diesel của vật liệu là 5,02g/g vật liệu.

1.5.1.2. Trong nước

Trong những năm gần đây tình hình tràn dầu ở nước ta diễn ra khá nhiều,

đứng trước tình hình đó nhiều công trình nghiên cứu về vật liệu xử lý dầu tràn đã

được xây dựng. Chủ yếu tập trung vào các nguồn nguyên liệu hữu cơ có sẵn trong

tự nhiên, chi phí thấp, đặc biệt là có khả năng phân hủy sinh học không gây ảnh

hưởng đến môi trường. Dưới đây là một số nghiên cứu của các tác giả trong nước:

“Nghiên cứu và khảo sát khả năng xử lý dầu loang bằng rau NEPTUNIA

OLERACEA (Rau Nhút/Rút)” của Nguyễn Hữu Biên & Phạm Quang Thới – Đại

học Bà Rịa - Vũng Tàu [1]. Mục đích của nghiên cứu này là tìm ra loại vật liệu có

khả xử lý dầu loang tốt, có sẵn, rẻ tiền và cho hiệu suất cao từ lớp xốp của cây rau

nhút. Nghiên cứu bước đầu khảo sát hình thái học của vật liệu qua ảnh chụp vi cấu

trúc bề mặt bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM), tiếp theo xác định phương pháp

làm khô vật liệu tối ưu bằng nhiệt hoặc gió, cuối cùng là khảo sát các yếu tố ảnh

hưởng đến quá trình hấp phụ của vật liệu và khả năng tái sử dụng của vật liệu. Kết

quả nghiên cứu cho thấy Rau nhút sau khi làm sạch và để khô gió trong 6 giờ có

khả năng hấp phụ chọn lọc với dầu và nước hơn là phương pháp sấy. Mỗi gam vật

liệu có thể hấp phụ trung bình khoảng 17,7g dầu. Nếu tái sử dụng 1g vật liệu có thể

hấp phụ trên 72,88g dầu sau 8 lần tái sử dụng khả năng tái sử dụng của vật liêu lên

đến 8 lần, với 1g vật liệu cho lượng dầu hấp phụ tổng cộng 72,88g. Thời gian hấp

phụ dầu nhanh khoảng 5 - 10 phút, kết quả từ hình ảnh SEM cho thấy rằng cấu trúc

của vật liệu này không có dạng mao quản và sự hấp phụ các phân tử chất bị hấp phụ

chủ yếu xảy ra trên bề mặt. Nghiên cứu này đã mở ra một hướng nghiên cứu mới

trong việc nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ từ nguồn nguyên liệu có sẵn và sản

lượng thu hoạch lớn ở Việt Nam mỗi năm để xử lý nước nhiễm dầu. Tuy nhiên, đề

tài này vẫn còn một số hạn chế sau: chưa phân tích được cấu tạo của vật liệu, chưa

đánh giá được khả năng hấp phụ của vật liệu đối với các loại dầu khác nhau và hiệu

quả kinh tế khi sử dụng vật liệu vào trong thực tế.

“Nghiên cứu khả năng hấp phụ dầu trong nước thải bằng các vật liệu tự nhiên

như thân bèo, lõi ngô, rơm và xơ dừa” của nhóm nghiên cứu của trường Đại học

Hàng Hải [5]. Các loại vật liệu xử lý bước đầu, sau đó được cắt nhỏ, rây lấy kích

thước phù hợp và được sấy khô vật liệu ở 150oC. Các mẫu vật liệu sau khi sấy được

đem đi khảo sát một số thông số vật lý cơ bản của VLHP như: độ trương nở (Q), hệ

số trương nở (DI), khả năng hấp phụ dung môi (VAS). Khảo sát khả năng hấp phụ

dầu trong nước thải của các loại vật liệu được tiến hành bằng phương pháp hấp phụ

động trên cột, cuối cùng đề tài còn nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đối với vật liệu

hấp phụ như: ảnh hưởng của lưu lượng, độ mặn đến khả năng hấp phụ dầu của vật

liệu. Kết quả nghiên cứu cho thấy khả năng hấp phụ dầu của thân cây bèo là tốt

nhất, 1g vật liệu thì có khả năng hấp phụ 0,29g dầu. Lưu lượng chảy càng nhanh thì

khả năng hấp phụ của vật liệu càng kém. Kết quả nghiên cứu cũng chỉ ra rằng ở

cùng một thể tích vật liệu được nhồi cột, lưu lượng nước thải càng lớn thì khả năng

hấp phụ càng kém, độ mặn của nước thải càng thấp thì khả năng hấp phụ dầu của

vật liệu càng cao. Đề tài đã khảo sát khả năng hấp phụ của vật liệu bằng phương

pháp hấp phụ động trên cột, tuy nhiên đề tài vẫn chưa khảo sát được các yếu tố ảnh

hưởng chính đến quá trình hấp phụ [9].

“Nghiên cứu Graphit và khả năng chế tạo vật liệu xử lý ô nhiễm dầu trong môi

trường nước” của nhóm nghiên cứu Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt

Nam và Đại học Nguyễn Tất Thành [11]. Nhằm tăng khả năng ứng dụng và hiệu

quả của graphit tự nhiên, nghiên cứu đã biến tính graphit bằng các phương pháp

khác nhau tạo ra graphit tróc nở (Exfoliated Graphit-EG). Vật liệu EG được chế tạo

bằng cách xen chèn thêm một số tác chất như H2SO4 (98%) và H2O2 (30%) hoặc

HClO4 (72%) và HNO3 (65%). Sau khi tạo các sản phẩm xen chèn tàn dư, sản phẩm

được chuyển sang quá trình tróc nở theo phương pháp sốc nhiệt bằng lò vi sóng và

lò nung muffle. Cuối cùng là khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tróc nở và

khảo sát khả năng hấp phụ dầu của vật liệu bằng cách cho một lượng dầu nhất định

vào cốc thủy tinh đã chứa sẵn nước, sau đó rải từ từ 0,1g EG trên mặt nước nhiễm

dầu. Xác định thời gian cần thiết để hoàn thành quá trình hấp thu dầu. Sau khi kết

thúc quá trình hấp thu dầu, EG đã hấp thu dầu được loại khỏi dung dịch nhờ quá

trình lọc trên lưới lọc tại áp suất thường, sau đó cân xác định khối lượng. Kết quả

thí nghiệm cho thấy sản phẩm EG có độ xốp lớn, hệ số tróc nở thể tích Kv khoảng

90 - 112 lần. EG được thử nghiệm khả năng hấp thu dầu diesel cho thấy độ hấp thu

dầu đạt 35 - 43g dầu/g EG, thời gian hấp thu bão hòa là 2 phút. Tuy nhiên nghiên

cứu này vẫn chưa hoàn thiện quy trình công nghệ tổng hợp EG, đánh giá tính chất

EG (khoảng cách lớp giãn nở, diện tích bề mặt riêng, thể tích lỗ xốp, đặc tính hình

thái bề mặt của graphit trước và sau tróc nở...), khảo sát khả năng hút dầu của EG

trong môi trường nước biển, cũng như biện pháp thu hồi, tái sử dụng vật liệu, dầu

được hấp thu.

Ngoài ra còn một số nghiên cứu của các tác giả sau: “Nghiên cứu khả năng

hấp phụ dầu của một số khoáng tự nhiên vào việc xử lý nước nhiễm dầu trong các

sự cố tràn dầu trên biển” của Nguyễn Ngọc Khang - ĐH Hàng Hải Việt Nam -

Hải Phòng [8] và “Nghiên cứu chế tạo vật liệu mới hấp phụ chọn lọc dầu trong

hệ dầu - nước có khả năng ứng dụng trong các quá trình tách chất và xử lý sự cố

tràn dầu” của Vũ Thị Thu Hà [7].

1.5.2. Các nghiên cứu về khả năng hấp phụ của vỏ sầu riêng

1.5.2.1. Trên thế giới

Hiện nay trên thế giới đã có rất nhiều công trình nghiên cứu sử dụng VSR để

làm vật liệu hấp phụ, nhưng chủ yếu là chế tạo than hoạt tính từ VSR để làm vật

liệu xử lý màu trong nước thải. Cụ thể một số công trình nghiên cứu điển hình như

“Nghiên cứu chế tạo than hoạt tính từ vỏ sầu riêng” của tác giả Zahidah bitin

Ahmad Zulfa [27]. Nghiên cứu này đã chế tạo VSR thành than hoạt tính ở các điều

kiện khác nhau để làm vật liệu hấp phụ màu trong nước thải. Cụ thể VSR được xử

lý sơ bộ sau khi thu gom về, sau đó được sấy khô và nghiền thành bột. Tiếp đến

VSR được tẩm KOH với các nồng độ và tỉ lệ khác nhau và được than hóa ở các điều

kiện nhiệt độ khác nhau dưới tác dụng của dòng khí N2, sau đó VSR đã được than

hóa được khảo sát khả năng hấp phụ màu trong nước thải. Kết quả nghiên cứu cho

thấy năng suất chế tạo vật liệu tối đa là 37% cho vỏ sầu riêng được ngâm tẩm với

KOH ở 1:4 theo tỉ lệ khối lượng, than hóa ở 400oC trong 2 giờ và hiệu quả xử lý

màu trong nước thải đạt tỷ lệ hấp thụ tối đa là 98,35% với khả năng hấp phụ tối đa

24,59 mg/g.

“Nghiên cứu sử dụng VSR như một chất hấp phụ với giá thành thấp” của tác

giả: Syakirah Afiza Mohammed, Nor Wahidatul Azura Zainon Najib and

Vishnuvarthan Muniandi [26]. Nghiên cứu này sử dụng vật liệu hấp phụ là VSR có

nguồn gốc từ phế phẩm nông nghiệp. VSR được xử lý sơ bộ, sấy khô và nghiền với

kích thước hạt 0,15 - 0,3 mm. Sau đó VSR được sử dụng để hấp phụ Methylene

Blue và Brilliant Green, cuối cùng là khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình

hấp phụ. Kết quả nghiên cứu cho thấy khả năng hấp phụ Methylene Blue cao nhất

và thấp nhất đối 95,91% và 87,46%, trong khi đó Brilliant Green cao nhất và thấp

nhất là 97,81% và 87,79%. Ngoài ra, thời gian hấp phụ đạt bão hòa là 30 phút,

thông qua các nghiên cứu cân bằng hấp phụ sử dụng mô hình đường đẳng nhiệt

Langmuir và Freundlich, khả năng hấp phụ tối đa Brilliant Green là 95,23 mg/g,

tiếp theo là Methylene Blue với 84,75 mg/g.

Các nghiên cứu tương tự như “Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện chất hấp

phụ trong quá trình loại bỏ dầu bằng chất thải vỏ sầu riêng” của Mohammad Bin

Abdullah và cộng sự [24]. Mục tiêu của nghiên cứu này là thử nghiệm khả năng hấp

phụ dầu của chất thải VSR và khảo sát sự ảnh hưởng của điều kiện chất hấp phụ lên

khả năng hấp phụ dầu của VSR. Bằng cách sử dụng các loại VSR tự nhiên khác

nhau và xử lý bột vỏ sầu riêng thành một chất hấp phụ, các kết quả của nghiên cứu

cho thấy: khả năng loại bỏ dầu cao nhất của 1g chất hấp phụ đối với dầu thực vật là

cao nhất tuy nhiên với 2g chất hấp phụ thì khả năng loại bỏ dầu nhờn là cao nhất và

khả năng loại bỏ dầu thực vật là thấp nhất. Tuy nhiên nghiên cứu này vẫn chưa cho

thấy cụ thể được khả năng hấp phụ dầu của VSR, cũng như chưa đánh giá, xác định

được yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ trên.

Đặc biệt là phát hiện của TS. Kathiresan, giảng viên Khoa Công nghệ sinh học

của Đại học AIMST, Malaysia. Ông đã phát hiện ra rằng bột VSR, sau khi được bổ

sung một số chất hóa học, có thể được sử dụng để loại bỏ dầu trong nước. Ông sử

dụng các nghiên cứu động lực học và mô hình đường đẳng nhiệt Freundlich, tiến sỹ

Kathiresan cho biết thí nghiệm cho thấy vỏ sầu riêng được bổ sung các acid béo

cũng có thể giữ lại hiệu quả ban đầu của nó, để hấp thụ dầu tràn trong dung dịch

nước. Kết quả cho khả năng hấp phụ tương đối cao, gấp 30 - 40 lần (Q = 30÷40) so

với khối lượng vật liệu ban đầu [7].

1.5.2.2. Trong nước

Tại Việt Nam cũng có một số công trình nghiên cứu về việc ứng dụng VSR

làm vật liệu hấp phụ, nhưng cũng chủ yếu là chế tạo than hoạt tính từ VSR để làm

vật liệu hấp phụ dầu trong nước thải. Cụ thể có một số công trình nghiên cứu như

Nghiên cứu: “Tối ưu quá trình than hóa vỏ sầu riêng ứng dụng trong xử lý

chất màu (loại bỏ màu xanh methylen từ nước thải tổng hợp)” của Lê Thị Kim

Phụng, Lê Anh Kiên [14]. Nội dung nghiên cứu là trình bày các điều kiện tối ưu cho

quá trình than hóa vỏ sầu riêng làm than hoạt tính để loại bỏ màu xanh methylen từ

nước thải tổng hợp. Ảnh hưởng của nhiệt độ than hóa (từ 673 K đến 923oK) và tỷ

lệ KOH (0,2 - 1,0) lên năng suất, diện tích bề mặt và khả năng hấp thụ chất màu của

than hoạt tính cũng được định lượng trong nghiên cứu này. Khả năng loại bỏ chất

màu được đánh giá với màu xanh methylen. Trong nghiên cứu này xác định các

điều kiện tối ưu cho quá trình than hóa vỏ sầu riêng được xác định bằng cách sử

dụng phương pháp bề mặt đáp ứng được ở nhiệt độ 760K và tỉ lệ KOH là 1.0, kết

quả nghiên cứu ở điều kiện tối ưu cho năng suất (51%), diện tích bề mặt (786m2/g),

và khả năng loại bỏ xanh methylen là (172 mg/g).

Ngoài ra còn có “Nghiên cứu sản xuất than hoạt tính từ vỏ sầu riêng: ứng

dụng hấp phụ chất màu trong nước thải dệt nhuộm” do Trung tâm Phát triển Khoa

học công nghệ Trẻ chủ trì và TS. Nguyễn Ngọc Anh Tuấn là chủ nhiệm đề tài [15].

Không chỉ có các công trình nghiên cứu sử dụng VSR làm vật liệu hấp phụ,

còn có một số công trình nghiên cứu tách chết, sử dụng các thành phần trong VSR,

cụ thể là nghiên cứu của Phạm Hương Uyên tại Đại Học Đà Nẵng: “Nghiên cứu

chuyển hóa cenlulose từ vỏ sầu riêng thành carboxy methyl cellulose” [20]. Nội

dung của nghiên cứu này là xác định được một số đặc tính hóa lý của VSR, các yếu

tố ảnh hưởng đến quá trình tách Cellulose từ vỏ sầu riêng theo phương pháp xử lý

với xút và ảnh hưởng của các yếu tố đến quá trình tổng hợp Carbon Methyl

Cellulose hòa tan từ cellulose vỏ quả sầu riêng. Kết quả nghiên cứu cho thấy độ ẩm

đo được là 81,18%, hàm lượng tro là 0,936% và hàm lượng kim loại nặng có trong

VSR thấp, đáp ứng yêu cầu của an toàn thực phẩm. Điều kiện tối ưu cho quá trình

nấu VSR theo phương pháp xút (kích thước nguyên liệu: 1cm; tỉ lệ mvỏ/mNaOH = 2;

nhiệt độ: 90oC; thời gian nấu: 16 giờ), điều kiện tối ưu cho quá trình tổng hợp CMC

hòa tan từ cellulose VSR (Nồng độ dung dịch NaOH dùng để kiềm hóa là 17,5%;

thời gian kiềm hóa: 2 giờ; tỉ lệ mol ClCH2COONa/Cellulose = 2:5:1; thời gian

carboxyl methyl hóa: 2 giờ).

Nghiên cứu của Trịnh Trọng Nguyễn tại ĐH Công Nghệ TP.HCM “Nghiên

cứu khả năng hấp phụ dầu khoáng của vỏ sầu riêng bổ sung acid béo” [12]. Nội

dung nghiên cứu xác định lượng acid béo bổ sung vào vỏ sầu riêng để khả năng hấp

phụ dầu tối ưu. Sau khi xác định được tỉ lệ phối trộn tối ưu, tiếp tục khảo sát các

yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ dầu của vỏ sầu riêng (VSR) như: hàm

lượng dầu trong nước, kích thước vỏ sầu riêng, thời gian hấp phụ và pH của nước

nhiễm dầu giả định. Kết quả thí nghiệm cho thấy, dung lượng hấp phụ dầu của VSR

trước và sau khi bổ sung acid béo lần lượt là 0,2340g/g và 0,3780g/g. Kết quả khảo

sát các thông số ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ dầu tối ưu bao gồm: lượng dầu

0,5ml trong 100ml dung dịch nhiễm dầu, kích thước hạt vỏ sầu riêng 0,15 – 0,3mm,

thời gian hấp phụ 30 phút, pH = 6,5 – 9,3 và quá trình hấp phụ của VSR bổ sung

acid béo tuân theo đường đẳng nhiệt Langmuir với dung lượng hấp phụ cực đại

0,4539g/g

1.5.2.3. Kết luận

Ở Việt Nam hiện nay chủ yếu là các công trình nghiên cứu sử dụng VSR làm

vật liệu hấp phụ màu trong nước thải, hấp phụ dầu tràn, nhưng chưa đi sâu nghiên

cứu khả năng hấp phụ dầu của VSR trong môi trường nước biển và nước sông với

các độ mặn khác nhau. Chính vì lý do trên nên chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài

này.

Dựa trên kết quả nghiên cứu của các tác giả trong và ngoài nước về khả năng

hấp phụ các dung môi hữu cơ của VSR so sánh với khả năng hấp phụ dung môi hữu

cơ dầu và phát hiện của TS. Kathiresan [30] về khả năng xử lý dầu tràn của vỏ sầu

riêng sau khi bổ sung một số chất hóa học, chúng tôi khảo sát, so sánh khả năng hấp

phụ dầu của 3 loại VSR (RI 6, 6H, CB) từ đó chọn ra loại VLHP tốt nhất từ 3 loại

VSR (RI 6, 6H, CB) và ứng dụng sử lý nguồn nước biển nhiễm dầu.

CHƯƠNG 2. NỘI DUNG, VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN

CỨU

2.1. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

2.1.1. Nội dung 1: Tổng hợp, biên hội các tài liệu có liên quan

+ Tài liệu nghiên cứu về VSR có liên quan ( Ri6, 6H, CB)

+ Tài liệu nghiên cứu về vật liệu hấp phụ dầu có liên quan.

+ Tài liệu về dầu và ảnh hưởng của sự cố tràn dầu.

+ Quá trình hấp phụ và các yếu tố liên quan đến quá trình hấp phụ.

2.1.2. Nội dung 2: Chế tạo và khảo sát vật liệu hấp phụ từ VSR

+ Khảo sát độ ẩm theo các mốc thời gian khác nhau và xác định thời gian sấy

tối ưu của 3 loại vật liệu.

+ Chế tạo vật liệu hấp phụ từ VSR ở dạng thô và dạng bổ sung acid béo.

+ Khảo sát hình thái bề mặt, màu sắc và cấu trúc của VLHP ( chụp ảnh SEM,

TEM, FTIR, Kính hiển vi)

2.1.3. Nội dung 3: Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ.

- Xác định các yếu tố ảnh hưởng: kích cỡ hạt, thời gian hấp phụ, pH dung dịch

đến quá trình hấp phụ.

2.1.4. Nội dung 4: Khảo sát khả năng hấp phụ của 3 VSR ( 6H, RI6, CB). So

sánh khả năng hấp phụ dầu của VSR với một số vật liệu khác.

+ Khảo sát khả năng hấp phụ của 3 loại VSR (6H, CB, RI6) tự nhiên và khi

bổ sung acid béo.

+ So sánh tính tương đồng về khả năng hấp phụ dầu của VSR so với các vật

liệu hấp phụ dầu hữu cơ khác và các vật liệu hấp phụ có nguồn gốc khác nhau.

2.1.5. Nội dung 5: Khảo sát ảnh hưởng độ mặn đến khả năng hấp phụ của vật

liệu. Ứng dụng vật liệu VSR trong xử lý nước mặn nhiễm dầu.

+ Khảo sát khả năng hấp phụ dầu theo độ mặn của vật liệu

+ Phân tích độ mặn trong nước biển. Khảo sát hiệu quả xử lý dầu đối với

nước biển của vật liệu tốt nhất.

2.2. VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU

2.2.1. Nguyên liệu

Điều kiện của thí nghiệm là sử dụng phần xốp bên trong của VSR đã qua quá

trình xử lý để làm vật liệu hấp phụ dầu, nên đối với những loại quả sầu riêng có

kích thước lớn và phần xốp bên trong vỏ dày, độ xốp cao sẽ là ưu tiên hàng đầu của

việc lựa chọn loại VSR sử dụng trong thí nghiệm.

Đối với yêu cầu trên nên đề tài đã tiến hành sử dụng VSR của giống sầu

riêng Ri 6, 6 Hữu, Chuồng Bò bởi một số nguyên nhân sau:

+ Sầu riêng có trọng lượng quả khá lớn (chọn trung bình mỗi trái nặng 2 -

4kg)

+ VSR có phần xốp bên trong khá nhiều và độ xốp cao.

+ Đây cũng là những giống sầu riêng được trồng và ưa chuộng phổ biến ở

nước ta.

VSR được sử dụng ở các dạng sau:

+ VSR tách bỏ gai đã sấy khô.

+ VSR nghiền nhỏ đã sấy khô.

2.2.2. Hóa chất

+ Dầu Diesel (Standard Mineral Oil - SMO), (khối lượng riêng: d = 840

kg/m3).

+ Aicd Stearic (C17H35COOH) (NSX: Trung Quốc) .

+ Dung môi n - hexan (NSX: Trung Quốc).

+ H2SO4 1:1.

+ Nước cất, pH = 6,5.

2.2.3. Nước mặn nhiễm dầu

Các mẫu nước bao gồm:

- Mẫu nước giả định: nước cất được bổ sung NaCl với độ mặn khác nhau và

cho lây nhiễm dầu

- Mẫu nước thực tế: nước biển được cho lây nhiễm dầu

2.2.4. Thiết bị, dụng cụ

Bảng 2.1: Danh sách các dụng cụ, thiết bị sử dụng cho thí nghiệm

STT Tên thiết bị Hình ảnh Công dụng

Nghiền vật liệu vỏ sầu 1 Máy nghiền riêng thành dạng bột

Phân cấp hạt vỏ sầu riêng

2 Rây nhôm ở các kích thước khác

nhau

Tách vật liệu ra khỏi 3 Lưới lọc dung dịch sau hấp phụ

Dụng cụ phối trộn vỏ sầu 4 Đĩa petri riêng với acid béo

Gia nhiệt nóng chảy acid 5 Bếp từ béo

STT Tên thiết bị Hình ảnh Công dụng

Cân phân Xác định khối lượng của 6 tích vật liệu

Micropipet

7 (100µl - Lấy thể tích dầu

1000µl)

2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.3.1. Cơ sở lý luận

2.3.1.1. Cơ sở chọn VSR làm vật liệu hấp phụ dầu

Có rất nhiều nghiên cứu khác nhau về khả năng hấp phụ dầu của các loại vật

liệu hữu cơ có nguồn gốc từ tự nhiên như:

+ Nghiên cứu và khảo sát khả năng xử lý dầu loang bằng rau Neptunia

Oleracea - Nguyễn Hữu Biên và Phạm Quang Thới [1].

+ Nghiên cứu chế tạo vật liệu mới hấp phụ chọn lọc dầu trong hệ dầu - nước

có khả năng ứng dụng trong các quá trình tách chất và xử lý sự cố tràn dầu - Vũ Thị Thu

Hà [7].

+ Nghiên cứu khả năng hấp phụ hỗn hợp nhũ tương dầu trong nước (O/W)

bằng vỏ trấu được xử lí với chất hoạt động bề mặt Cetyl Trymethyl Ammonium

Bromide (CTAB) - Lê Thị Kim Liên [9].

+ Nghiên cứu khả năng hấp phụ dầu trong nước thải bằng các vật liệu tự

nhiên như thân bèo, lõi ngô, rơm và xơ dừa - Phạm Thị Dương, Bùi Đình Hoàn và

Nguyễn Văn Tám [5].

Đặc điểm chung của các nghiên cứu này chính là khả năng hấp phụ dầu tối đa

dao động trong khoảng từ 0,123 g/g (lõi ngô) đến 0,29 g/g (thân bèo) và thành phần

chủ yếu là Cellulose [8]. Các loại vật liệu hấp phụ dầu như thân bèo, lõi ngô đều có

độ xốp cao, giả thuyết đặt ra là những loại vật liệu có độ xốp cao sẽ có khả năng hấp

phụ dầu tốt. Nếu theo quy luật này thì VSR cũng không ngoại lệ, bởi VSR có cấu

tạo gồm những sợi cellulose đan xen vào nhau tạo nên các lỗ rỗng nên có đặc điểm

xốp.

Để kiểm chứng những giả thuyết đặt ra chũng tôi tiến hành nghiên cứu khả

năng hấp phụ dầu của VSR. Các kết quả nghiên cứu được trình bày ở chương 3.

2.3.1.2. Cơ sở bổ sung acid béo vào VSR tăng khả năng hấp phụ dầu

VSR được bổ sung acid béo sẽ có khả năng hút dầu tốt hơn, bởi nhóm C - H

không phân cực của acid béo có khả năng liên kết tốt với các phân tử dầu.

Theo kết quả phân tích phổ hồng ngoại của Cenllulose vỏ sầu riêng trong đề

tài: “Nghiên cứu chuyển hóa cenllulose từ VSR riêng thành cacbon methyl

cenllulose” - Phạm Hương Uyên thì nhóm cenllulose trong vỏ quả sầu riêng là

anpha - cenllulose [20].

Các acid béo stearic được cấu tạo gồm 2 thành phần chính:

+ Phần phân cực: [- CH2 - (CH2)7 - COOH]

+ Phần không phân cực: [CH3 - (CH2)7 - CH2 -], phần đuôi alkan kỵ nước

Khi cho tráng phủ acid béo lên trên bề mặt của VSR thì các phân tử acid béo

sẽ tiếp xúc với vỏ sầu riêng theo nguyên tắc sau đây:

+ Thứ nhất các phân tử nhóm phân cực [- CH2 - (CH2)7 - COOH] sẽ hướng

vào vỏ sầu riêng nơi có nhóm anpha - cenllulose phân cực của vỏ sầu riêng.

+ Thành phần không phân cực còn lại thuộc nhóm alkan [CH3-(CH2)7 - CH2-]

sẽ hướng về dung dịch tạo ra sự hấp phụ vật lý với các phân tử dầu không phân cực

và lôi kéo về phía VSR để tăng cường khả năng hấp phụ.

2.3.1.3. Sơ đồ nghiên cứu

Cơ sở lý luận

Phương pháp kế thừa

Phương pháp bố trí thí nghiệm

Phương pháp lấy mẫu, chế tạo VLHP

VSR tự nhiên

Nhiệt độ nung: 120oc

Khảo sát theo độ ẩm

VSR bổ sung acid béo tỉ lệ 1:4

Khảo sát bề mặt hình thái quả ảnh SEM, TEM, FTIR

Khảo sát hấp phụ

Xác định loại VSR hấp phụ tốt nhất

Khảo sát theo độ mặn

Xử lý một số nguồn nước mặn nhiễm dầu thực tế

Nhận xét

Xử lý số liệu

Kết luận

Toàn bộ sơ đồ nghiên cứu được trình bày cụ thể trong hình 2.1

Hình 2.1: Sơ đồ nghiên cứu.

Giai đoạn 1: Chế tạo và khảo sát vật liệu hấp phụ từ VSR

Vỏ sầu riêng trước và sau khi bổ sung acid béo ở tỉ lệ 1:4 được khảo sát bề

mặt hình thái, màu sắc của vật liệu (bằng ảnh SEM, kính hiển vi và FTIR). Sau khi

bổ sung acid béo xác định sự hình thành cấu trúc liên kết bằng ảnh TEM, FTIR.

Giai đoạn 2: Khảo sát khả năng hấp phụ của 3 VSR ( 6H, RI6, CB).

Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ dầu của vật liệu, khảo

sát khả năng hấp phụ của 3 loại VSR ( CB, 6H, RI6) xem loại nào hấp phụ tốt nhất

So sánh khả năng hấp phụ dầu của VSR với một số vật liệu khác.

Giai đoạn 3: Khảo sát ảnh hưởng độ mặn đến khả năng hấp phụ của vật liệu.

Ứng dụng vật liệu VSR trong xử lý nước mặn nhiễm dầu.

2.3.2. Phương pháp cụ thể

2.3.2.1. Phương pháp kế thừa

Nghiên cứu này đã sử dụng một số dữ liệu trong các nghiên cứu sau:

+ “Nghiên cứu chuyển hóa cenllulose từ vỏ quả sầu riêng thành cacbon

methyl cenllulose”-Phạm Hương Uyên xác định nhóm cenllulose trong vỏ quả sầu

riêng là anpha-cenllulose [20].

+ Phát hiện của TS. Kathiresan, giảng viên Khoa Công nghệ sinh học của Đại

học AIMST, Malaysia rằng bột vỏ sầu riêng, sau khi được bổ sung một số chất hóa

học, có thể được sử dụng để loại bỏ dầu trong nước [30].

+ “Nghiên cứu khả năng hấp phụ dầu khoáng của vỏ sầu riêng bổ sung acid

béo”- Trịnh Trọng Nguyễn xác định được pH, tỷ lệ phố trộn, kích thước hạt, thời

gian tối ưu và lượng dầu [12].

2.3.2.2. Phương pháp chế tạo VLHP từ VSR

Vỏ sầu riêng

Tách vỏ

Bỏ phần gai bên ngoài

Cắt 2cm

Sấy 110oc và hút ẩm

VSR-R: CB-R, RI6-R, 6H-R

Nghiền

Khảo sát độ ẩm và thời gian sấy tối ưu

Rây: 0.15- 0.3mm

Sấy lần 2: 110oc trong 24h và hút ẩm

Bổ sung acid béo theo tỷ lệ 1:4, To=1200C, thời gian =5 phút

Bảo quản trong túi nilon/ hủ nhựa

Bảo quản trong túi nilon/ hủ

VLHP1 (VSR-M: 6H-M, CB-M, RI6- M)

VLHP 2 (VSR-AS: 6H –AS, CB - AS, RI6 - AS)

Toàn bộ sơ đồ chế tạo VLHP từ VSR được trình bày trong hình 2.2

Hình 2.2: Sơ đồ chế tạo VLHP từ VSR.

Nguồn nguyên liệu VSR được thu gom từ các điểm bán sầu riêng trên địa bàn

quận Bình Thạnh, hầu hết sầu riêng sau khi được bán ra thì VSR đều được bỏ đi,

không dùng vào mục đích thương mại hay phục vụ cho mục đích nào khác.

Hình 2.3: VSR được vứt bỏ sau khi sử dụng.

Vì vậy, có thể nói vỏ sầu riêng là nguồn nguyên liệu rất rẻ tiền và dễ kiếm ở

Việt Nam, đặc biệt là vào mùa thu hoạch từ tháng 5 - 9 của loại cây ăn quả này.

Hình 2.4: VSR được thu gom từ chợ.

Bước 1: VSR sau khi được thu gom từ chợ, sau đó được làm sạch, xử lý sơ bộ để

loại bỏ bụi bẩn:

+ Cụ thể VSR được xử lý sơ bộ để loại bỏ bụi, đất cát, sau đó tách bỏ phần

gai bên ngoài, phần xốp bên trong được cắt nhỏ với kích thước 2 cm.

Hình 2.5: VSR được tách bỏ gai và cắt nhỏ.

Bước 2: Làm khô vật liệu bằng phương pháp sấy

Thí nghiệm được bố trí như sau:

▪ Lấy ba loại VSR ( CB, 6H, RI6) cho vào rây; mỗi loại 100g vật liệu đã xử lý

ở trên và đem đi sấy ở nhiệt độ 1100C.

▪ Sau mỗi mốc thời gian: 4, 8, 12, 16, 20 giờ thì lấy vật liệu đi ổn định nhiệt độ

trong bình hút ẩm trong 30 phút và đem đi cân.

▪ Ghi chép và xử lý số liệu từ đó xác định thời gian sấy tối ưu

VSR sau khi sấy ở thời gian và nhiệt độ tối ưu được đem đi hút ẩm và được bảo

quản trong hũ nhựa/túi nilon.

Ghi ký hiệu là (6H – R, CB- R, RI6 – R ).

Hình 2.6: VSR sau khi cắt nhỏ và sấy khô.

Bước 3: Chế tạo vật liệu hấp phụ từ VSR

+ Vật liệu 1: VSR-R ( CB-R, 6H-R, RI6-R) được nghiền và cho qua các rây

có kích thước khác nhau. Mẫu sau đó được sấy khô ở 110oC lần 2 và được bảo quản

trong hũ nhựa/túi nilon và ký hiệu là VSR-M ( CB-M, RI6- M, 6H- M).

+ Vật liệu 2: Vỏ sầu riêng đã được xử lý VSR - M được kết hợp với acid béo

với các tỷ lệ : 1:4 theo khối lượng. Sau đó, vật liệu được bảo quản trong hũ/túi nilon

nhựa và ký hiệu VSR-AS ( CB- AS, RI6 –AS, 6H- AS).

Hình 2.7: VSR được biến tính với acid béo.

2.3.2.3. Phương pháp bố trí thí nghiệm

VSR

Xử lý sơ bộ

Sấy

Khảo sát độ ẩm để xác định thời gian sấy tối ưu

Nghiền

Sấy lần 2 Bổ sung acid béo 1:4, 1200C, 5p

NỘI

DUNG 2 VSR – M (6H- M, CB- M, RI6 – M) VSR – AS (RI6- AS, CB- AS, 6H- AS)

NỘI DUNG 3

nước cất

Xác định bề mặt hình thái bề mặt, cấu trúc của vật liệu: SEM, TEM, FTIR, Kính hiển vi

pH: 6,5 – 9,3 [12] Khảo sát khả năng hấp phụ dầu - 1g vật liệu - Hàm lượng dầu: 0,5ml + 99,5ml - Kích thước hạt 0,15 – 0,3mm - Thời gian: 30p -

Xác định VLHP dầu tối ưu

NỘI DUNG 4

Xử lý nguồn nước mặn nhiễm dầu

Hình 2.8: Sơ đồ bố trí thí nghiệm.

2.3.2.4. Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm

a. Phương pháp khảo sát hình thái bề mặt, màu sắc và cấu trúc của vật liệu

Các vật liệu hấp phụ chế tạo từ VSR bao gồm VSR thô và VSR bổ sung acid

béo sẽ được chụp ảnh SEM, FTIR và quan sát dưới kính hiển vi để xác định hình

thái bề mặt và màu sắc của vật liệu hấp phụ. Sau đó, được chụp ảnh TEM, FTIR để

xác định sự hình thành liên các nhóm chức.

b. Phương pháp chuẩn bị dung dịch nước nhiễm dầu

Chuẩn bị dung dịch nước nhiễm dầu bằng cách cho dầu DO vào cốc thủy tinh

đựng nước cất (tổng thể tích 100ml), dầu sẽ hình thành váng nổi trên bề mặt nước.

Hình 2.9: Dầu tạo thành váng sau khi tiếp xúc với nước cất.

Lợi dụng sự tạo váng của dầu trên mặt nước, để hạn chế tổn thất do quá trình

vật liệu không tiếp xúc được với dầu, thí nghiệm được tiến hành bằng cách cho trực

tiếp vật liệu hấp phụ VSR ngay vào tại vị trí nhiễm dầu.

c. Phương pháp xác định hàm lượng dầu trong nước

PHƯƠNG PHÁP: Xác định tổng dầu mỡ động thực vật (SMEWW 5520 OIL

AND GREASE B 2012)

Nguyên tắc : Dựa trên nguyên tắc chiết lỏng – lỏng, dùng hexane lôi kéo chất

béo từ nước, sau đó chưng cất thu hồi hexane, khối lượng tăng lên trong cốc ban

đầu chính là hàm lượng chất béo.

Qui trình tiến hành

+ Hàm lượng dầu trong nước được xác định bằng phương pháp tách chiết với

dung môi n-hexan. Cụ thể, mẫu nước nhiễm dầu được acid hóa cho pH<2 bằng

dung dịch HCl 1:1 hoặc H2SO4 1:1, sau đó chiết với dung môi n-hexan trong phễu

chiết, lắc mạnh trong 2 phút và để tách lớp [23].

+ Phần nhũ tương được loại khỏi nước hoàn toàn bằng cách cho qua muối

Na2SO4 khan, cuối cùng hỗn hợp được đuổi n-hexan bằng cách nung ở 85oC trong

tủ sấy. Lượng dầu còn lại được xác định bằng phương pháp cân [23].

Công thức tính

Hàm lượng chất béo trong nước tính theo công thức sau:

= ×1000 mg L (m2-m1) V

Trong đó:

- m2: khối lượng erlen và hàm lượng chất béo sau khi sấy (g).

- m1: khối lượng erlen ban đầu (g)

- V: thể tích mẫu xác định (ml)

Hình 2.10: Phân tích hàm lượng dầu trong nước tại PTN.

2.3.2.5. Phương pháp lẫy mẫu nước

− Các mẫu nước được tiến hành lấy mẫu theo tiêu chuẩn Việt Nam. Cụ thể

như sau:

+ Mẫu nước biển: lấy mẫu theo TCVN 5998:1995 (ISO 5667-9:1992) -

Chất lượng nước – Lấy mẫu – Hướng dẫn lấy mẫu nước biển.

− Bảo quản và xử lý mẫu theo TCVN 6663-3:2008 – Chất lượng nước – Lấy

mẫu – Phần 3: Hướng dẫn bảo quan và xử lý mẫu.

2.3.2.6. Phương pháp khảo sát khả năng hấp phụ dầu của vật liệu hấp phụ

Thông thường phương pháp tách cặn trong nước nhiễm dầu là ly tâm nhưng

do đặc tính của vật liệu VSR bổ sung acid béo không thể lắng bằng phương pháp ly

tâm.

Đề tài đã tiến hành xác định khả năng hấp phụ dầu của vật liệu VSR-AS bằng

phương pháp lọc nhanh.

a. Khảo sát khả năng hấp phụ dầu của VSR-M

VSR có cấu tạo gồm rất nhiều sợi cellulose đan xem vào nhau vì thế sẽ tạo ra

các lỗ trống trên bề mặt cấu trúc của vật liệu, đây là một trong những yếu tố tiền đề

làm cơ sở để sử dụng VSR làm vật liệu hấp phụ dầu.

Để kiểm tra vật liệu VSR có khả năng hấp phụ dầu hay không? Thí nghiệm

tiến hành cho 1g VSR-M vào cốc thủy tinh 100ml chứa nước 99,5ml cất và 0,5 ml

dầu, tiếp xúc trong thời gian 30 phút. Sau đó, tách vật liệu hấp phụ ra khỏi dung

dịch bằng phương pháp lọc nhanh và xác định lượng dầu còn lại trong nước sau hấp

phụ.

Các thông số thí nghiệm:

+ Thí nghiệm sử dụng 1g VSR-M từ VLHP 1.

+ Lượng dầu thí nghiệm: 0,5 ml dầu DO trong 99,5ml nước cất.

+ Kích thước hạt: 0,15 – 0,3 mm.

+ Thời gian hấp phụ 30 phút.

+ pH = 6,5

2.3.2.7. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ

a. Khảo sát ảnh hưởng quá trình hấp phụ

cho 3 loại VSR: tự nhiên và bổ sung acid béo xem loại VSR hấp phụ dầu tốt.

Thí nghiệm:

Vỏ sầu riêng tự nhiên:

Cho 1g VSR-M vào cốc thủy tinh 100ml chứa dung dịch nước nhiễm dầu bao

gồm nước cất và 0,5ml dầu DO (tổng thể tích 100ml), hấp phụ trong thời gian 30

phút.

Sau đó, tách vật liệu hấp phụ ra khỏi dung dịch bằng phương pháp lọc nhanh

và xác định lượng dầu còn lại trong nước sau hấp phụ. Tính toán và nhận xét ảnh

hưởng của lượng dầu tới quá trình hấp phụ. Trong thí nghiệm này cần xác định loại vỏ

sầu riêng tự nhiên nào hấp phụ dầu tốt .

Các thông số thí nghiệm:

+ 1 g VSR-M

+ Nước nhiễm dầu bao gồm: 0,5ml dầu và nước cất (tổng thể tích dầu và

nước cất là 100ml).

+ Kích thước hạt 0,15- 0,3mm.

+ Thời gian hấp phụ 30 phút.

+ pH=6,5.

Vỏ sầu riêng bỏ sung acid béo

Cho 1g VSR-AS vào cốc thủy tinh 100ml chứa dung dịch nước nhiễm dầu bao

gồm nước cất và 0,5ml dầu DO (tổng thể tích 100ml), hấp phụ trong thời gian 30

phút.

Sau đó, tách vật liệu hấp phụ ra khỏi dung dịch bằng phương pháp lọc nhanh

và xác định lượng dầu còn lại trong nước sau hấp phụ. Tính toán và nhận xét ảnh

hưởng của lượng dầu tới quá trình hấp phụ. Trong thí nghiệm này cần xác định lượng

dầu trong vỏ sầu riêng bổ sung acid béo tối ưu.

Các thông số thí nghiệm:

+ 1 g VSR-AS tỉ lệ phối trộn với acid béo là 1:4.

+ Nước nhiễm dầu bao gồm: 0,5ml dầu và nước cất (tổng thể tích dầu và

nước cất là 100ml).

+ Kích thước hạt 0,15- 0,3mm.

+ Thời gian hấp phụ 30 phút.

+ pH=6,5

b. Khảo sát ảnh hưởng cũa độ mặn và độ lợ

Pha nước biển với các tỷ lệ 30,35,40,45,50‰ và nước lợ 5,10,15,20,25‰ cho vào

VSR acid béo để xác định ở tỷ thì hấp phụ tốt nhất.

Thí nghiệm:

Cho 1g VSR - AS ở các dạng kích thước hạt khác nhau: 0,15- 0,3 mm vào cốc

thủy tinh 100ml chứa dung dịch nước nhiễm dầu (lượng dầu tối ưu), hấp phụ trong

thời gian 30 phút.

Sau đó, tách vật liệu hấp phụ ra khỏi dung dịch bằng phương pháp lọc nhanh

và xác định lượng dầu còn lại trong nước sau hấp phụ. Tính toán xác định kích

thước hạt cho khả năng hấp phụ dầu tốt nhất.

Các thông số thí nghiệm:

+ 1 g VSR - AS

+ 0,5ml và 99,5 nước muối và lợ pha theo tỷ lệ

+ Kích thước hạt:0,15 – 0,3mm.

+ Thời gian hấp phụ: 30 phút.

+ pH=6,5.

2.3.2.8. So sánh khả năng hấp phụ dầu của VSR với các vật liệu hấp phụ dầu khác

Tiến hành so sánh kết quả hấp phụ dầu của VSR đã được bổ sung acid béo với

các vật liệu hấp phụ có cùng nguồn gốc là vật liệu hấp phụ hữu cơ để đánh giá khả

năng xử lý dầu so với các vật liệu có gì tốt hơn và hạn chế hơn. Từ đó, đánh giá vai

trò của vật liệu VSR trong việc ứng dụng xử lý các sự cố tràn dầu.

2.3.2.9. Phương pháp xử lý một số nguồn nước mặn nhiễm dầu

Các mẫu nước nhiễm dầu thực tế sẽ được loại bỏ dầu bằng VLHP VSR đã

được xác định các thông số tối ưu.

2.3.2.10. Phương pháp xử lý số liệu thống kê bằng phần mềm Statgraphics

Sử dụng phần mềm Statgraphics Centurion XV để tiến hành xử lý số liệu

thống kê và quá trình xử lý được thực hiện theo trình tự sau:

+Xử lý số liệu kết quả nghiên cứu.

+Đánh giá tập hợp số liệu kết quả nghiên cứu: bao gồm loại trừ các kết quả

gây sai số và tính toán các đặc trưng của tập hợp số liệu kết quả (giá trị trung

bình, độ lệch chuẩn…).

+ Phép phân tích ANOVA và giá trị giới hạn sai số nhỏ nhất LSD với độ tin

cậy 95%.

Biểu diễn đồ thị bằng phần mềm Microsoft Excel 2016.

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. CHẾ TẠO VẬT LIỆU VÀ KHẢO SÁT VẬT LIỆU HẤP PHỤ

3.1.1. Chế tạo vật liệu hấp phụ

3.1.1.1. Kết quả khảo sát độ ẩm và thời gian sấy tối ưu

Kết quả thí nghiệm làm khô vật liệu được thể hiện tại bảng:

Bảng 3.1: Kết quả thí nghiệm làm khô vật liệu

Vật liệu T( giờ) M1 (g) M2 (g) DA (%)

40.6517 59.38 4 100

16.6159 83.40 8 100

14.3713 85.64 12 Ri 6 100

14.8758 85.14 16 100

14.2290 85.78 20 100

49.0751 50.96 4 100

23.7038 76.31 8 100 Sáu 20.472 79.54 12 100 Hữu 20.8004 79.22 16 100

20.191 79.82 20 100

41.0735 58.96 4 100

20.282 79.74 8 100 Chuồng 17.1095 82.90 12 100 Bò 14.4648 85.55 16 100

16.7165 83.30 20 100

Trong đó:

T: Thời gian làm khô vật liệu (giờ)

M1: Khối lượng vật liệu ban đầu, (g),

M2: Khối lượng vật liệu sau khi sấy và hút ẩm, (g),

DA: Độ ẩm vật liệu (%).

Hinh 3.1: Kết quả thí nghiệm làm khô vật liệu

Dựa vào kết quả số liệu và biểu đồ ta nhận thấy trong cùng khoảng thời gian

làm khô ở 3 loại vật liệu; khoảng thời gian từ 8 – 20 giờ khối lượng vật liệu không

có sự chênh lệch cao. Từ đó, ta xác định được thời gian sấy tối ưu là 12h.

3.1.1.2. Vật liệu 1 (VSR-M)

VSR thô được xử lý sơ bộ, nghiền và rây qua các kích thước khác nhau lấy

kích thước từ 0,15- 0,3mm và được bảo quản trong các hủ nhựa/túi nhựa.

Hình 3.2: VSR được Hình 3.3: VSR được bảo

bảo quả trong hủ nhựa. quả trong túi nhựa.

3.1.1.3. Vật liệu 2 (VSR-AS)

Mẫu VSR - M sau khi được phối trộn với acid béo ở tỉ lệ 1:4 và nhiệt độ

1200C thành VSR - AS có màu sắc thay đổi theo phối trộn, cụ thể màu của VSR

ban đầu có màu nâu nhưng sẽ nhạt dần khi hàm lượng acid béo trong hỗn hợp phối

trộn tăng lên.

Ngoài ra, do đặc điểm của acid stearic ở điều kiện bình thường là dạng rắn nên

khi trộn với VSR ở điều kiện bình thường sẽ tạo thành những hạt không đồng đều

nhau nên VSR - AS phải được xử lý những hạt có kích thước to về đồng dạng với

mẫu ban đầu.

Hình 3.4: Mẫu VSR-AS tạo thành những hạt không đồng đều khi phối trộn.

Cũng như các vật liệu hấp phụ dầu hữu cơ khác, vật liệu hấp phụ từ VSR

cũng tương đối dễ chế tạo, đều được xử lý qua các bước sơ bộ để loại bỏ tạp chất.

Tuy nhiên, đối với VSR thì công đoạn tách vỏ mất rất nhiều thời gian, vì vậy

để sản xuất với số lượng lớn thì cần có các thiết bị chuyên dụng trong các bước sơ

chế, cũng như xử lý sơ bộ của loại vật liệu này.

3.1.2. Hình thái bề mặt, màu sắc, cấu trúc của vật liệu

3.1.2.1. Hình thái bề mặt

Vỏ sầu riêng tự nhiên sau khi được sấy khô và đập dập, ta thấy vật liệu có cấu

trúc dạng sợi dài và được cấu tạo chủ yếu từ các sợi cellulose. Đây là loại cấu tạo

tiền đề cho việc sử dụng VSR làm vật liệu hấp phụ, đặc biệt là vật liệu hấp phụ dầu.

Hình 3.5: Cấu trúc sợi celluose của VSR.

Tiến hành chụp ảnh SEM để xác định hình thái, cấu trúc bề mặt của vật liệu

(mẫu được gửi tại trường ĐH Khoa học tự nhiên Tp. HCM)

Kết quả chụp SEM của vật liệu thí nghiệm VSR – R

Hình 3.6: Kết quả chụp ảnh SEM của VSR thô.

(a - Cấu trúc bề mặt; b - Cấu trúc lỗ rỗng bên trong).

Qua kết quả chụp ảnh SEM của VSR thô ta thấy, VSR ban đầu có cấu trúc

dạng mao quản, bề mặt gồm các sợi mao quản và bên trong là các ống mao quản.

Các ống mao quản này được cấu trúc với các kích thước khác nhau và nằm sâu bên

trong của vật liệu, đây là một dạng cấu trúc tiền đề của một vật liệu để có thể trở

thành một vật liệu hấp phụ dầu.[6]

Kết quả chụp ảnh SEM của VSR - AS

Từ hình kết quả chụp SEM của vật liệu thí nghiệm được gửi mẫu tại trường

Đại học Khoa học tự nhiên Tp. HCM ở các mức độ phóng đại khác nhau cho thấy

cấu trúc xếp lớp và có thêm các lỗ trống trên bề mặt vật liệu.

Hình 3.7: Kết quả chụp ảnh SEM của VSR RI6 khi phản ứng với acid stearic

ở tỉ lệ 1:4.[6]

Bề mặt của VSR sau khi bổ sung aicd béo đã khác so với ban đầu, bề mặt gồ

gề của VSR thô ban đầu đã được thay thể bởi các acid béo trên bề mặt. Ngoài ra, bề

mặt VSR sau khi bổ sung acid béo vẫn xuất hiện các lỗ rỗng li ti trên bề mặt, chứng

tỏ quá trình kết hợp với acid stearic đã không làm mất các lỗ rỗng ban đầu của vật

liệu. Điều này cũng tương tự như kết quả chụp ảnh SEM của vật liệu vỏ trấu biến

tính [9], bề mặt của vật liệu sau khi biến tính xuất hiện nhiều lỗ trống trên bề mặt

vật liệu.

Hình 3.8: Ảnh SEM của vỏ trấu biến tính [9].

Với những kết quả chụp ảnh SEM trên ta có thể phần nào khẳng định quá trình

gắn acid stearic vào VSR đã thành công. Bênh cạnh đó, để có được những kết luận

chính xác hơn, ta cần tiến hành thêm những thí nghiệm kiểm chứng như chụp phổ

hồng ngoại (FTIR) để xem xét có hay không sự hình thành liên kết giữa nhóm –OH

trên VSR và chóm –COOH của acid béo.

3.1.2.2. Màu sắc của vật liệu

Kết quả chụp các mẫu vật liệu dưới kính hiển vi với độ phóng đại 1,3×10 lần

cho thấy, VSR sau khi được bổ sung acid béo bề mặt và màu sắc của vật liệu đã có

sự thay đổi [20]

Hình 3.9: Bề mặt VSR-M và VSR-AS dưới kính hiển vi.

Cụ thể sau khi gắn aicd stearic lên bề mặt của VSR sẽ giúp giảm khả năng ưa

nước và tạo thành những liên kết bền hơn trong môi trường nước của vật liệu. Màu

sắc của vật liệu ban đầu có màu cam tuy nhiên nhưng khi bổ sung acid béo thì màu

sắc của vật liệu trở nên nhạt dần khi hàm lượng acid béo phối trộn tăng dần.

Nguyên nhân do acid béo có màu trắng, do đó khi phối trộn sẽ làm mất dần màu

cam ban đầu của vật liệu [6]

Tuy nhiên, nếu bổ sung lượng acid béo quá nhiều có thể dẫn đến làm đóng

băng bề mặt của vật liệu VSR dẫn đến giảm khả năng hấp phụ dầu của vật liệu do

dầu không thể hấp phụ vào bên trong. Điều này có thể được thấy ở hình, bề mặt của

vật liệu trở nên cứng và số lượng của các lỗ rỗng bị giảm. [6]

a) b)

Hình 3.10: VSR bổ sung acid béo (a - VSR:acid = 1:5; b - VSR:acid béo = 1:6)

3.1.2.3. Cấu trúc bên trong vật liệu và sự hình thành liên kết nhóm chức

a. Cấu trúc bên trong vật liệu

Xác định cấu trúc bên trong vật liệu VSR-AS (CB-AS) bằng phương pháp chụp ảnh

TEM (mẫu được gửi tại trường ĐH Khoa học tự nhiên Tp. HCM)

Hình 3.11: Kết quả chụp ảnh TEM VSR-M (CB-M) và VSR-AS (CB-AS)

Sau khi bổ sung acid béo đã thì các lỗ rỗng một phần ít đã bị che lấp bởi các

acid béo.

Từ đó, ta xác định có thể có sự hình thành liên kết giữa nhóm –OH trên bề mặt

vỏ sầu riêng và nhóm COOH của acid. Để kiểm tra, ta tiến hành chụp ảnh FTIR để

xác định sự hình thành liên kết nhóm chức bên trong vật liệu.

b. Sự hình thành liên kết nhóm chức

Xác định sự hình thành liên kết nhóm chức bên trong vật liệu bằng phương

pháp chụp ảnh FTIR (mẫu được gởi tại CM THI LAB - Đại học Công Nghệ TP.

HCM)

➢ Kết quả chụp FTIR vỏ sầu riêng tự nhiên

VSR-R (RI6-R)

120

100

OH-

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

Hình 3.12: Kết quả chụp FTIR vỏ sầu riêng (RI6-R)

VSR-R (CB-R)

OH-

102 100 98 96 94 92 90 88 86 84

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

Hình 3.13: Kết quả chụp FTIR vỏ sầu riêng (CB-R)

VSR- R (6H-R)

102

100

OH-

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

Hình 3.14: Kết quả chụp FTIR vỏ sầu riêng (6H-R)

Dựa vào đồ thị ta thấy, tại phổ hấp phụ ~3300cm-1 xuất hiện peak rộng, tù thể

hiện nhóm chức O-H (anpha – cenllulose) [44]

Kết quả trên phù hợp với kết quả phân tích phổ hồng ngoại của Cenllulose vỏ

sầu riêng trong đề tài: “Nghiên cứu chuyển hóa cenllulose từ VSR riêng thành

cacbon methyl cenllulose” - Phạm Hương Uyên [20].

Kết quả nghiên cứu cho thấy vật chất có nhiều nhóm –OH sẽ tạo, ra peak rộng

và sâu. Trong 3 loại VSR khảo sát cho thấy VSR của RI6 có nhiều nhóm –OH nhất

nên có khả năng tạo liên kết với acid béo nhiều nhất.

Hinh 3.15: Nhóm anpha – cenllulose của VSR

➢ Kết quả chụp FTIR vỏ sầu riêng bổ sung acid béo

VSR-AS (RI6-AS)

120

100

C=O

C - H

3 5 0

9 9 4

8 0 0

6 4 8 0

9 9 9 8

2 5 1 7

5 0 3 5

8 5 4 3

1 1 6 1

7 1 9 7

1 7 0 6

4 2 2 4

8 7 3 2

6 3 8 6

2 4 1 3

6 9 2 1

8 4 4 9

3 0 6 7

4 5 7 5

9 0 9 3

1 6 0 2

5 1 2 0

7 6 3 8

1 2 5 6

5 7 6 4

4 6 7 9

4 8 6 8

7 2 9 1

3 3 2 8

6 8 3 6

9 3 5 4

2 9 6 2

2 1 5

9 9 3

4 2 6

7 3 7

0 5 8

3 6 9

7 1 3 2

5 5 6 2

2 5 7 1

9 2 4 2

6 7 0 1

8 8 1 1

1 0 3 1

4 1 4 1

7 2 5 1

0 4 6 1

5 6 8 1

8 7 9 1

1 9 0 2

4 0 2 2

2 4 5 2

8 6 7 2

1 8 8 2

3 9 9 2

6 0 1 3

9 1 2 3

2 3 3 3

5 4 4 3

8 5 5 3

0 7 6 3

3 8 7 3

6 9 8 3

Hình3.16: Kết quả chụp FTIR vỏ sầu riêng (RI6-AS)

VSR-AS (CB-AS)

120

100 80 60

C = O

C - H

40 20 0

2 6 2 2

4 8 9 8

7 0 7 5

9 2 4 2

2 5 1 9

4 7 8 5

6 9 5 2

9 1 3 9

1 4 0 6

4 6 7 2

8 0 2 6

2 3 9 2

3 5 6 9

7 7 3 6

8 9 0 3

2 2 8 9

3 4 5 6

7 6 2 3

8 8 9 9

1 1 7 6

3 3 4 3

6 5 1 0

7 7 8 6

1 0 6 3

7 8 4 9

7 2 9 1

9 4 6 8

2 7 3 5

4 9 0 2

7 1 8 8

9 3 5 5

9 9 3

5 1 5

2 3 6

9 4 7

5 6 8

2 8 9

5 6 2 2

9 9 0 1

5 1 2 1

2 3 3 1

9 4 4 1

5 6 5 1

2 8 6 1

9 9 7 1

5 1 9 1

2 3 0 2

9 4 1 2

2 8 3 2

9 9 4 2

5 1 6 2

2 3 7 2

9 4 8 2

5 6 9 2

2 8 0 3

9 9 1 3

5 1 3 3

2 3 4 3

9 4 5 3

6 6 6 3

2 8 7 3

9 9 8 3

Hình 3.17: Kết quả chụp FTIR vỏ sầu riêng (CB-AS)

VSR-AS (6H-AS)

120

100

C = O

C - H

2 6 2 2

4 8 9 8

7 0 7 5

9 2 4 2

2 5 1 9

4 7 8 5

6 9 5 2

1 4 0 6

4 6 7 2

7 8 4 9

8 0 2 6

2 3 9 2

3 5 6 9

7 7 3 6

8 9 0 3

2 2 8 9

3 4 5 6

7 6 2 3

8 8 9 9

1 1 7 6

3 3 4 3

6 5 1 0

7 7 8 6

1 0 6 3

9 1 3 9

7 2 9 1

9 4 6 8

2 7 3 5

4 9 0 2

7 1 8 8

9 3 5 5

9 9 3

5 1 5

2 3 6

9 4 7

5 6 8

2 8 9

5 1 9 1

9 9 0 1

5 1 2 1

2 3 3 1

9 4 4 1

5 6 5 1

2 8 6 1

9 9 7 1

2 3 0 2

9 4 1 2

5 6 2 2

2 8 3 2

9 9 4 2

5 1 6 2

2 3 7 2

9 4 8 2

5 6 9 2

2 8 0 3

9 9 1 3

5 1 3 3

2 3 4 3

9 4 5 3

6 6 6 3

2 8 7 3

9 9 8 3

Hình 3.18: Kết quả chụp FTIR vỏ sầu riêng (6H-AS)

Dựa vào đồ thị ta thấy, tại phổ hấp phụ ~1730-1740 cm-1 xuất hiện peak hẹp,

nhọn thể hiện nhóm chức C = O [21]. Và tại phổ hấp phụ ~2800 - 3000 cm-1 xuất

hiện peak thể hiện nhóm chức ankan C - H kỵ nước.

Kết quả trên phù hợp với kết quả phân tích phổ hồng ngoại của Cenllulose vỏ

sầu riêng trong đề tài: “Nghiên cứu chuyển hóa cenllulose từ VSR riêng thành

cacbon methyl cenllulose” - Phạm Hương Uyên [20].

Từ đó, ta có thể xác định có sự hình thành liên kết các nhóm chức, được thể

hiện như sau:

Hình 3.19: Nguyên tắc kết hợp cenllulose từ VSR với acid béo stearic

3.2. KẾT QUẢ KHẢO SÁT KHẢ NĂNG HẤP PHỤ DẦU CỦA VẬT LIỆU

3.2.1 Kết quả hấp phụ dầu của VSR thô (VSR-M)

a. Mục đích thí nghiệm

Mục đích của thí nghiệm này là xác định khả năng hấp phụ dầu của VSR thô

(không bổ sung acid béo).

Bảng 3.2: Các thông số thử nghiệm khảo sát khả năng hấp phụ dầu của

VSR-M

Thông số cố định[12] Thông số khảo sát

Số lượng STT Thông số

1g 1 VSR-M - Dung lượng hấp

2 Nước nhiễm dầu 0.5 ml + 99.5 ml nước cất phụ dầu của VSR-M

(6H-M, CB-M, RI6- 3 Thời gian hấp phụ 30 phút

M) 4 Kích thước hạt 0.15 – 0.3mm

5 pH 6.5

b. Kết quả thí nghiệm

Bảng 3.3: Kết quả khảo sát khả năng hấp phụ dầu của VSR-M

Loại vỏ X (mg/l) Y (mg/l) 𝐘̅ ± SD 𝐇̅ (%)

1.4130 1.5413 ± 6H - M 5.0 30.8267 1.5370 0.1066b 1.6740

1.6680 1.6790 ± CB - M 5.0 33.5800 1.6840 0.007b 1.6850

* Chú thích: Các chữ cái khác trên cùng một cột thì có sự khác biệt có ý nghĩa.

2.7750 2.6700 ± RI6 - M 5.0 53.4000 2.5570 0.0892a 2.6780

Trong đó:

: Lượng dầu ban đầu (mg/l) + X

+ Y : Lượng dầu hấp phụ (mg/l)

: Lượng dầu hấp phụ trung bình, (g) + Y̅

+ ±SD : Độ lệch chuẩn

+ : Hiệu suất hấp phụ trung bình, (%) H̅

0.5

1.5

2.5

3.5

2.67

53.4

2.5

1.68

1.54

1.5

33.58

30.83

0.5

RI6

Xtb (mg/l)

Hiệu suất TB (%)

Đồ thị 3.1: Kết quả ghi nhận khả năng hấp phụ dầu của VSR-M và hiệu

suất xử lý.

KẾT QUẢ FTIR (RI6-M, 6H-M, CB-M)

OH-

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

VSR-RI6M

VSR-CBM

VSR-6HM

Hình 3.20: So sánh kết quả chụp FTIR vỏ sầu riêng (RI6-M, 6H-M,

CB-M)

Dựa vào kết quả thí nghiệm và kết quả chụp FTIR, nhận thấy VSR RI6-M có

khả năng hấp phụ dầu cao hơn có ý nghĩa ở mức ý nghĩa (p=0.05). khả năng hấp

phụ dầu của CB-M cao hơn so với 6H-M nhưng không có ý nghĩa thống kê.

Từ đồ thị so sánh kết quả chụp FTIR vỏ sầu riêng (RI6-M, 6H-M, CB-M) ta

thấy, tại phổ hấp phụ ~3300cm-1 võ sầu riêng RI6-M xuất hiện peak O-H rộng, tù và

lớn hơn rất nhiều so với VSR 6H-M, CB-M.

Dựa vào biểu đồ ta thấy, hiệu suất hấp phụ dầu trung bình của ba loại VLHP

tương đối cao (>30%). Trong ba loại VSR-M, khả năng hấp phụ dầu tốt nhất là

VSR RI6-M (2.67 mg/l) với hiệu suất hấp phụ 53.4%, sau đó là VSR CB-M (1.6790

mg/l) với hiệu suất hấp phụ 33,58%; khả năng hấp phụ dầu thấp nhất trong ba loại

VSR-M là VSR 6H-M (1.5413 mg/l) với hiệu suất hấp phụ 30.8267%.

Qua kết quả hấp phụ dầu ta thấy vật liệu VSR-M có khả năng hấp phụ dầu

tương đối tốt so với vật liệu hấp phụ dầu khác có nguồn gốc từ tự nhiên, thành phần

chủ yếu là cellulose, không qua các quá trình biến tính như thân bèo (dung lượng

hấp phụ 0,290g/g), thì khả năng hấp phụ dầu của VSR có tính tương đồng cao.

Nhưng do đặc tính là vật liệu hữu cơ, khối lượng riêng lớn nên VSR-M nổi được

trên mặt nước kém, làm giảm khả năng hấp phụ dầu của vật liệu.

Hình 3.21: VSR-M hấp phụ dầu .

Kết luận: VLHP VSR-M có khả năng hấp phụ dầu tốt nhất là VSR RI6-M

(2.67 mg/l)

3.2.2. Kết quả hấp phụ dầu của bổ sung aicd béo (VSR-AS)

a. Mục đích của thí nghiệm

Để cải thiện khả năng hấp phụ dầu của vật liệu VSR-M, cũng như khả năng

nổi của vật liệu trong môi trường nước, đề tài đã tiến hành nghiên cứu bổ sung acid

vào VSR nhằm cải thiện những nhược điểm trên. Từ đó làm cơ sở xác định loại

VSR bổ sung acid béo hấp phụ dầu tốt nhất.

Bảng 3.4: Các thông số thử nghiệm khảo sát khả năng hấp phụ dầu của

VSR-AS

Thông số cố định[12] Thông số khảo sát

STT Thông số Số lượng

1 VSR-AS ở các tỉ lệ (1:4) 1g

0.5 ml + 99.5 Nước nhiễm dầu 2 ml nước cất - Dung lượng hấp phụ dầu của

VSR-AS. Kích thước hạt 0.15-0.3 mm 3

Thời gian hấp phụ 30 phút 4

pH 6.5 5

b. Kết quả dung lượng hấp phụ dầu của VSR-AS

Bảng 3.5: Kết quả xử lý khả năng hấp phụ dầu của VSR-AS ở

các tỷ lệ 1:4.

Loại vỏ X (mg/l) Y (mg/l) 𝐘̅ ± SD 𝐇̅ (%)

4.8270

6H-AS 5.0 4.8153 ± 0.0080b 96.3067 4.8130

4.8060

4.8840

CB-AS 5.0 4.8673 ± 0.0143a 97.3467 4.8490

4.8690

4.8110

RI6-AS 5.0 4.8163 ± 0.0038b 96.3267 4.8190

* Chú thích: Các chữ cái khác trên cùng một cột thì có sự khác biệt có ý nghĩa.

4.8190

Trong đó:

: Lượng dầu ban đầu (mg/l) + X

+ Y : Lượng dầu hấp phụ (mg/l)

: Lượng dầu hấp phụ trung bình, (g) + Y̅

+ ±SD : Độ lệch chuẩn

0.5

1.5

2.5

3.5

97.40

97.35

4.87

97.20

97.00

96.80

4.82

96.60

96.40

96.31

96.33

4.88 4.87 4.86 4.85 4.84 4.83 4.82 4.81 4.80 4.79 4.78

96.20

RI6

Xtb (mg/l)

Hiệu suất TB (%)

+ : Hiệu suất hấp phụ trung bình, (%) H̅

Đồ thị 3.2: Kết quả ghi nhận khả năng hấp phụ dầu của VSR - AS ở tỉ lệ 1:4 phối trộn và hiệu suất xử lý. Dựa vào đồ thị ta thấy, lượng dầu hấp phụ tăng khi hàm lượng acid béo trong

hỗn hợp được phối trộn theo tỷ lệ 1:4. Cụ thể, VSR-AS 6H hấp phụ 4.8153 mg/l,

RI6 hấp phụ 4.8163 mg/l và Chuồng Bò cao nhất là 4.8673 mg/l

Khi lượng acid béo tăng, số mạch ankan tăng dần (các ankan đóng vai trò như

các “xúc tua” bắt dầu rất tốt bởi tính ưa dầu và kỵ nước) dẫn đến tăng khả năng hấp

phụ dầu, đồng thời làm tăng khả năng nổi của vật liệu.

Bên cạnh đó, trong phân tử cellulose của VSR có 3 nhóm hydroxyl (-OH) nên

quá trình bổ sung acid béo vào VSR sẽ cần 3 nhóm cacboxyl (-COOH), tức là 3

phân tử acid béo. Nhưng trong thực tế hiệu suất phản ứng giữa cullulose và acid béo

chỉ đạt khoảng 68%, nên số phân tử acid béo sử dụng ở thực tế là 4 hay tỷ lệ 1:4 là

hợp lý.

Kết luận: Kết quả hấp phụ dầu của VSR-AS cho kết quả dung lượng hấp phụ

cao nhất là vỏ sầu riêng Chuồng Bò 4.8673 mg/l

3.2.3. Đặc tính kỵ nước - ưa dầu của vật liệu VSR-AS

a. Mục đích của thí nghiệm

So sánh đặc tính của vật liệu trong môi trường nước và hệ dầu - nước như thế

nào, từ đó nhận xét về khả năng thích nghi của vật liệu trong môi trường nước nhiễm

dầu.

b. Kết quả thí nghiệm

Trong môi trường nước, VSR-AS phân tán đều bề mặt nước ngay sau khi tiếp

xúc với nước, và hầu như giữ nguyên trạng thái trong khoảng 30 phút. Ngược lại,

trong môi trường nước nhiễm dầu, VSR-AS bị gom lại vị trí nhiễm dầu, hấp phụ

dầu và bị chìm xuống dưới mặt phân cách giữa nước và dầu.

Hình 3.22: VSR-AS trong môi trường nước và nước nhiễm dầu.

Hình 3.23: VSR-AS nổi lên trên khi cho vào.

Đặc tính trên là do khi bổ sung acid béo, phần phân cực là nhóm cacboxyl

(−COOH) sẽ gắn vào VSR, phần không phân cực là ankan (kỵ nước và ưa dầu) sẽ

đóng vai trò là sợi dây liên kết các phân tử VSR với các phân tử dầu trong môi

trường nước làm cho vật liệu VSR-AS trở nên ưa dầu và có tính kỵ nước.

Ngoài ra, VSR-AS sau khi tiếp xúc với dầu sẽ tạo thành những khối cặn lớn,

bám sát dưới bề mặt phân cách giữa dầu và nước. Nguyên nhân do quá trình phối

trộn sẽ tạo ra một số mạch ankan dài, vì vậy trong quá trình hấp phụ sẽ có sự chồng

chéo lên nhau giữa các mạch ankan tạo nên một khối liên kết lớn mà chúng ta có thể

nhìn thấy là những khối cặn.

3.2.4. Kết quả khảo sát của độ mặn đến quá trình hấp phụ

Sau xác định được loại vỏ sầu riêng có khả năng hấp phụ dầu cao nhất là CB-

AS, ta tiến hành khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ, bởi đây là

các yếu tố có sự ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ dầu của vật liệu rất nhiều.

Bảng 3.6. Độ mặn của nước

Độ mặn của nước

Nước lợ Nước mặn Nước muối Nước ngọt

0.05 – 3% 3 – 5% >5% < 0.05%

0.5 - 30‰ 30 - 50‰ >50‰ <0.5‰

3.2.4.1. Kết quả khảo sát ảnh hưởng độ mặn của lượng dầu đến quá trình hấp phụ

a. Mục đích của thí nghiệm

Đánh giá sự ảnh hưởng của độ mặn đến quá trình hấp phụ dầu của CB-AS

trong môi trường nước .

Bảng 3.7: Các thông số thử nghiệm khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng dầu

Thông số cố định Thông số khảo sát

STT Thông số Số lượng

1 CB-AS tỉ lệ 1:4 1g

0.5mL + 99.5nước muối Ảnh hưởng của độ 2 Nước nhiễm dầu nhân tạo = 100 ml mặn đến quá trình

hấp phụ 3 Kích thước hạt 0.15-0.3mm

Thời gian hấp phụ 4 30 phút

5 pH 6.5

b. Kết quả thí nghiệm

Bảng 3.8: Kết quả xử lý khả năng hấp phụ dầu của CB-AS của độ mặn

Độ mặn X1 X2 H (%) 𝐗̅ ± SD 𝐇̅ (%) (%o) (mg/l) (mg/l)

4.9972 5.0 99.9440

4.9971 4.9972 ± 0.0001a 99.9440 5.0 5 99.9420

4.9973 5.0 99.9460

4.9947 5.0 99.8940

5.0 10 99.9640 4.9982 4.9962 ± 0.001a 99.9240

4.9957 5.0 99.9140

4.9986 5.0 99.9720

5.0 15 99.9760 4.9988 4.9987 ± 0.0001a 99.9740

4.9987 5.0 99.9740

5.0 20 99.9540 4.9977 4.9971 ± 0.0007a 99.9427

Độ mặn X1 X2 H (%) 𝐗̅ ± SD 𝐇̅ (%) (%o) (mg/l) (mg/l)

5.0 4.9961 99.9220

5.0 4.9976 99.9520

5.0 4.9971 99.9420

5.0 4.9960 4.9971 ± 0.0009a 99.9413 99.9200 25

5.0 4.9981 99.9620

5.0 4.9620 99.2400

5.0 4.9995 4.9858 ± 0.0169a 99.7167 99.9900 30

5.0 4.9960 99.9200

5.0 4.9620 99.2400

5.0 4.9994 4.9861 ± 0.0171a 99.7227 99.9880 35

5.0 4.9970 99.9400

5.0 4.9625 99.2500

5.0 4.9997 4.9873 ± 0.0175a 99.7460 99.9940 40

5.0 4.9997 99.9940

5.0 4.9635 99.2700

5.0 4.9999 4.9877 ± 0.0171a 99.7540 99.9980 45

5.0 4.9997 99.9940

5.0 4.9637 99.2740

5.0 4.9991 4.9875 ± 0.0168a 99.7500 99.9820 50

* Chú thích: Các chữ cái khác trên cùng một cột thì có sự khác biệt có ý nghĩa.

5.0 4.9997 99.9940

Trong đó:

: Lượng dầu trước hấp phụ, (g) + X1

: Lượng dầu hấp phụ, (g) + X2

+ : Lượng dầu hấp phụ trung bình, (g) X̅

+ ±SD : Độ lệch chuẩn

+ H : Hiệu suất hấp phụ, (%)

: Hiệu suất hấp phụ trung bình, (%) + H̅

Hiệu suất TB (%)

100.00

99.97

99.94

99.95

99.94

99.90

99.92

99.94

99.85

99.80

99.75

99.72

99.75

99.70

99.72

99.65

99.60

99.55

Đồ thị 3.3: Hiệu suất hấp phụ dầu của CB-AS với độ mặn. Qua Đồ thị trên, ta thấy độ mặn không ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ dầu

của vật liệu của VSR-AS 1:4. Hiệu suất hấp phụ dầu của CB-AS ở các độ mặn khác

nhau không có sự khác biệt thống kê ở mức ý nghĩa (p=0.05). Hiệu suất xử lý đều

trên 99% ở các nồng độ khác nhau.

3.3. Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ

3.3.1. Ảnh hưởng của thời gian tiếp xúc đến quá trình hấp phụ

Sau khi khảo sát ảnh hưởng quá trình hấp phụ của VSR-AS, đề tài tiến hành khảo

sát sự ảnh hưởng của thời gian tiếp xúc đến quá trình hấp phụ.

a. Mục đích thí nghiệm

Mục đích của thí nghiệm này là đánh giá ảnh hưởng của thời gian tiếp xúc đến

khả năng hấp phụ dầu của vật liệu VSR-AS trong môi trường nước.

Bảng 3.9: Các thông số thử nghiệm khảo sát ảnh hưởng của thời gian tiếp xúc

Thông số cố định [12] Thông số khảo sát

STT Thông số Số lượng Xác định thời gian 1 VSR-AS tỉ lệ 1:4 1g hấp phụ cho dung 0,5 ml dầu + 99,5ml nước 2 Nước nhiễm dầu lượng hấp phụ cất tốt nhất 3 Kích thước hạt 0,15 - 0,3 mm

Thời gian hấp phụ 10, 20, 30, 40, 50, 60 phút 4

5 pH 6,5

b. Kết quả thí nghiệm

Bảng 3.10: Kết quả xử lý khả năng hấp phụ dầu của CB-AS ở các

mốc thời gian khác nhau

Nước biển Vũng Nước sông Nước thải sinh

Tàu Đồng Nai hoạt Thời gian tiếp

xúc A(NB) H (%) A(NS) H (%) A(NT) H (%)

10 1.5363 53.63 1.5463 54.63 1.5609 56.09

20 1.6575 65.75 1.6009 60.09 1.6936 69.36

30 1.9927 99.27 1.6418 64.18 1.7136 71.36

40 1.994 99.4 1.9191 91.91 1.8562 85.62

60 1.9889 98.89 1.9568 95.68 1.8758 87.58

Trong đó:

• A(NB): Lượng hấp phụ dầu nước biển(g)

• A(NS): Lượng hấp phụ dầu nước sông (g)

• A(NT): Lượng hấp phụ dầu nước thải (g)

2.5000

2.0000

Độ hấp phụ vật liệu trong nước biển

1.5000

Độ hấp phụ vật liệu trong nước sông

30p

1.0000

0.5000

Độ hấp phụ của vật liệu trong nước thải sinh hoạt có pH = 4.39

0.0000

Đồ thị 3.4: Hàm lượng dầu hấp phụ ở các mốc thời gian khác nhau.

Kết luận: Thời gian hấp phụ dầu tối ưu là 30 phút 3.4. Nghiên cứu ứng dụng trên nguồn nước biển nhiễm dầu

3.4.1. Hàm lượng dầu trong một số nguồn nước biển nhiễm dầu

Theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước biển (QCVN 10-

MT:2015/BTNMT), Quy định về nồng độ dầu cho phép trong nước biển là 0,5

7.6

) l / g m

0.5mg/l

(

u ầ d

ộ đ

0.69

0.6

0.5

0.4

g n ồ N

Hải Phòng

Cái Lân

Vũng Tàu

Phú Quốc

Vietso Petro

nồng độ (mg/l)

QCVN 10:2015BTNMT

mg/L.

Đồ thị 3.5: Nồng độ dầu tại một số cảng biển của Việt Nam. (Nguồn: VFEJ.VN - Diễn đàn các nhà báo môi trường Việt Nam).

Do đặc điểm tại các khu vực cảng của nước ta có rất nhiều tàu thuyền qua lại

nên nguyên nhân gây ra nồng độ dầu vượt qua giới hạn cho phép tại nơi đây có thể

là do quá trình rò rỉ dầu từ tàu thuyền qua lại, quá trình xúc rửa lan can của các tàu

thuyền trở dầu, ngoài ra còn có thể do các sự cố về dầu nên đã làm cho nồng độ dầu

tăng cao.

3.4.2. Ứng dụng VSR bổ sung aicd béo trong xử lý nước mặn nhiễm dầu

Mục đích của thí nghiệm này là ứng dụng VSR bổ sung aicd béo trong xử

lý nước mặn nhiễm dầu.

Mẫu nước sau khi lấy từ biển Vũng Tàu về được bổ sung lượng dầu bằng

với lượng dầu ô nhiễm thực tế tại cảng biển Vũng Tàu là 0,6 mg/l (Nguồn:

VFEJ.VN - Diễn đàn các nhà báo môi trường Việt Nam).

Bảng 3.11: Các thông số thử nghiệm khảo sát khả năng hấp phụ dầu của

CB-AS

Thông số cố định Thông số khảo sát

STT Thông số Số lượng

1 CB-AS 1g

0.6 ml + 99.4 ml nước - Dung lượng hấp 2 Nước biển nhiễm dầu biển Vũng Tàu phụ dầu của VSR

CB-AS 3 Thời gian hấp phụ 30 phút

4 Kích thước hạt 0.15 – 0.3mm

5 pH 6.5

6 Độ mặn 32.6 %o

b. Kết quả thí nghiệm

Bảng 3.12: Kết quả khảo sát khả năng hấp phụ dầu của CB- AS trong môi

trường nước biển

99.92

Hiệu suất X Loại vỏ Y (mg/l) 𝐘̅ ± SD 𝐇̅ (%) (mg/l) (%)

94.96

CB - AS

4.9960

99.80

6.0 4.91 ± 0.1155 98.23 4.7480

4.9900

Dựa vào bảng kết quả khảo sát khả năng hấp phụ dầu của CB-AS trong môi trường

biển, ta thấy hiệu suất xử lý dầu rất cao (98.23%).

KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ

1. KẾT LUẬN

VSR có cấu trúc gồm nhiều sợi cellulose, đây là một cấu trúc tiền đề cho việc

sử dụng làm vật liệu hấp phụ dầu.

Qua kết quả chụp ảnh SEM, TEM của VSR-M ta thấy, VSR ban đầu có cấu

trúc dạng mao quản, bề mặt gồm các sợi mao quản và bên trong là các ống mao

quản. Các ống mao quản này được cấu trúc với các kích thước khác nhau và nằm

sâu bên trong của vật liệu, đây là một dạng cấu trúc tiền đề của một vật liệu để có

thể trở thành một vật liệu hấp phụ dầu.

Qua kết quả thí nghiệm khả năng hấp phụ dầu và kết quả chụp FTIR của VSR

- M, nhận thấy trong ba loại VSR- M thì RI6-M (2.67 mg/l) có khả năng hấp phụ

dầu cao hơn so với 6H-M (1.5413 mg/l), CB-M (1.6790 mg/l)

Và qua kết quả thí nghiệm khả năng hấp phụ dầu và kết quả chụp FTIR của

VSR – AS ta có thể xác định có sự hình thành liên kết các nhóm chức, lượng dầu

hấp phụ tăng khi hàm lượng acid béo trong hỗn hợp được phối trộn theo tỷ lệ 1:4.

Cụ thể, VSR-AS 6H hấp phụ 4.8153 mg/l, RI6 hấp phụ 4.8163 mg/l và Chuồng Bò

cao nhất là 4.8673 mg/l

Độ mặn không ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ dầu của vật liệu của VSR-AS

1:4 với hiệu suất xử lý đều trên 99% ở các độ mặn khác nhau.

Các nghiên cứu ứng dụng VSR trong xử lý nguồn nước mặn nhiễm dầu cho

thấy VSR có khả năng hấp phụ dầu rất tốt đối với mẫu nước nhiễm mặn với hiệu

suất xử lý dầu > 98%

Cho đến nay VSR là rác, không có giá trị về kinh tế có thể sử dụng làm vật

liệu hấp phụ để xử lý nước nhiễm dầu rất tốt khi được bổ sung một số tác nhân hóa

học. Nếu tận dụng được nguồn nguyên liệu này sử dụng để làm vật liệu hấp phụ dầu

thì đây sẽ là một hướng đi mới và có nhiều ý nghĩa bởi đây là nguồn nguyên liệu có

sẵn trong tự nhiên và có sản lượng lớn ở Việt Nam. Ngoài ra còn góp phần tăng

thêm thu nhập cho người trồng sầu riêng.

2. KIẾN NGHỊ

Hiện nay phương pháp tách vật liệu sau quá trình hấp phụ chỉ sử dụng được

phương pháp lọc cơ học qua lưới lọc inox dưới áp suất thường, nên sai số vẫn có

nguy cơ tiềm ẩn cao nếu không có sự kiểm soát. Cần thay thế phương pháp tách vật

liệu sau quá trình hấp phụ.

3. PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN

Hiện nay đề tài chỉ hoàn thiện được một số các yếu tố đã nêu trên. Đề tài có

thể tiếp tục nghiên cứu, hoàn thiện theo các hướng sau:

+ Đề tài mới chỉ thử nghiệm phối trộn VSR với acid béo là acid stearic

(C17H35COOH) nên chưa đánh giá được sự ảnh hưởng của các loại acid béo đến khả

năng hấp phụ của VSR, cũng như chưa xác định được cụ thể là loại acid béo nào sẽ

cho kết quả hấp phụ tốt nhất. Đối với acid stearic ở dạng rắn khi muốn bổ sung vào

VSR phải tiến hành nung chảy, còn đối với một số loại acid béo khác như Oleic ở

dạng lỏng nên có thể bố sung một cách dễ hơn.

+ Tiến hành thử nghiệm xác định khả năng tái sử dụng của VSR-AS sau khi

hấp phụ dầu để xác định khả năng hấp phụ tổng cộng của vật liệu.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT

[1]. Nguyễn Hữu Biên và Phạm Quang Thới (2011). “Nghiên cứu và khảo sát

khả năng xử lý dầu loang bằng rau Neptunia Oleracea”. Báo cáo kết quả

nghiên cứu khoa học Trường Đại học Bà Rịa – Vũng Tàu.

[2]. Nguyễn Bin (2004). Các quá trình, thiết bị trong công nghệ hóa chất và thực

phẩm tập 4. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật.

[3]. Bộ Tài Nguyên và Môi Trường (2003). Báo cáo hiện trạng môi trường biển

Việt Nam.

[4]. Bộ Tài nguyên và Môi trường (2015). Dầu thải đe dọa vùng biển ven bờ Hải

Phòng. Cổng thông tin điện tử Bộ Giao thông vận tải.

[5]. Phạm Thị Dương, Nguyễn Đình Toàn và Nguyễn Văn Tám (2010). “Nghiên

cứu khả năng hấp phụ dầu trong nước thải bằng các vật liệu tự nhiên như

thân bèo, lõi ngô, rơm và xơ dừa”. Tạp chí Khoa học Công nghệ Hàng hải,

Số 24, pp. 67-71.

[6]. Đào Ngọc Dung (2016). “Nghiên cứu khả năng hấp phụ dầu khoáng của vỏ

sầu riêng và ứng dụng trong xử lý một số nguồn nước nhiễm dầu”. Luận văn

thạc sĩ, trường Đại Học Công nghệ TP.HCM

[7]. Vũ Thị Thu Hà (2012). “Nghiên cứu chế tạo vật liệu mới hấp phụ chọn lọc

dầu trong hệ dầu - nước có khả năng ứng dụng trong các quá trình tách chất

và xử lý sự cố tràn dầu”. Viện Hóa Học Công nghiệp Việt Nam, Bộ Công

thương, pp. 26 - 27.

[8]. Nguyễn Ngọc Khang (2000). “Nghiên cứu khả năng hấp phụ dầu của một số

khoáng tự nhiên vào việc xử lý nước nhiễm dầu trong các sự cố tràn dầu trên

biển”. Tạp chí Hóa học, Số 3, pp. 32-35.

[9]. Lê Thị Kim Liên (2014). “Nghiên cứu khả năng hấp phụ hỗn hợp nhũ tương

dầu trong nước (O/W) bằng vỏ trấu được xử lí với chất hoạt động bề mặt

Cetyl Trymethyl Ammonium Bromide (CTAB)”. Đồ án tốt nghiệp trường

Đại Học Bà Rịa - Vũng Tàu.

[10]. Trần Nhật Linh (2010). “Nghiên cứu khả năng xử lý dầu khoáng nước thải

nhiễm dầu của thực vật nổi: lục bình, bèo”. Đồ án tốt nghiệp, trường Đại

Học Công Nghệ TP.HCM

[11]. Dương Văn Nam và cộng sự (2014). “Graphit và khả năng chế tạo vật liệu

xử lý ô nhiễm dầu trong môi trường nước”. Viện Khoa học Vật liệu và Viện

Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.

[12]. Trịnh Trọng Nguyễn (2015). “Nghiên cứu khả năng hấp phụ dầu khoáng của

vỏ sầu riêng bổ sung acid béo”. Đồ án tốt nghiệp, trường Đại Học Công

Nghệ TP.HCM

[13]. Lê Thanh Phong. Cây sầu riêng [online], viewed 21/07/2016,

from:http://hoinongdan.cantho.gov.vn/DesktopModules/CMSP/DinhKem/5_

TT.CAQ.08_Ky-thuat-trong-cay-sau-rieng.pdf.>.

[14]. Lê Thị Kim Phụng và Lê Anh Kiên (2013). “Tối ưu quá trình than hóa vỏ

sầu riêng ứng dụng trong xử lý chất màu (loại bỏ màu xanh methylen từ

nước thải tổng hợp)”. Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ, Số 16, pp.

22-31.

[15]. Nguyễn Ngọc Anh Tuấn (2013). “Nghiên cứu sản xuất than hoạt tính từ vỏ

sầu riêng: Ứng dụng hấp phụ chất màu trong nước thải dệt nhuộm”. Sở Khoa

học và Công nghệ Tp. HCM, Số 94/TTTT-TL.

[16]. Trần Thế Tục, Chu Doãn Thành (2005). Cây sầu riêng Việt Nam. Nhà xuất

bản Nông nghiệp.

[17]. Đỗ Công Thung, Trần Đức Thanh và Nguyễn Thị Minh Huyền (2007).

“Đánh giá tác động của ô nhiễm dầu đối với các hệ sinh thái biển Việt Nam”.

Viện Tài nguyên và Môi trường biển, Viện Khoa học và Công nghệ Việt

Nam, pp. 2-5.

[18]. Nguyễn Văn Thức (2013). Nghiên cứu hiện trạng nước nhiễm dầu tại các

công ty sản suất, phân phối xăng dầu tại tp.hcm và khả năng xử lý bằng

phương pháp keo tụ. Nghiên cứu cụ thể tại công ty dầu nhờn AP Sài Gòn

Petro. Luận văn Thạc sĩ, trường Đại học Công nghệ Tp. HCM.

[19]. Phan Thanh Tri (2002). “Xử lý nước thải nhiễm dầu bằng quá trình phản ứng

màng sinh học kết hợp với quá trình than hoạt tính sinh học”. Asian

Intistitute of Technology school of environment, Resources and development

Thailand.

[20]. Phạm Hương Uyên (2012). Nghiên cứu chuyển hóa cenlulose từ vỏ sầu riêng

thành carboxy methyl cellulose. Luận văn Thạc sĩ khoa học, trường Đại học

Đà Nẵng.

[21]. Phan Xuân Vận (2006). Giáo trình “Hóa keo”. Đại học Nông Nghiệp I, Hà

Nội.

2. TÀI LIỆU NƯỚC NGOÀI

[22]. Aleksandar Dimitrov, Svetlana Genieva, Petko Petkov, Lyubomir Vlaev

(2012). “Using Pyrolyzed Rice Husks as an Adsorbent for Purification of

Water Basins Polluted with Diesel Fuel”. Springer Science Business Media

B.V. 2012.

[23]. American Public Health Association, American Water Works Association,

Water Environment Federation (1995). Standard Methods for the

Examination of Water and Wastewater.

[24]. Mohammad Bin Abdullah, Muhammad Faez, Amirul Afif, Nur Haniza and

Nur Amirah Mohd Shahar (2014). “Oil removal by using durian peel wastes:

effect of adsorbent condition”. MITEC Research Colloquium 2014.

[25]. Reza Behnood, Bagher Anvaripour, Nematollah Jaafarzade Haghighi Fard,

and Masoumeh Farasati (2013). Application of Natural Sorbents in Crude

Oil Adsorption. Iranian Journal of Oil & Gas Science and Technology, Vol.

2 (2013), No. 4, pp. 01-11.

[26]. Syakirah Afiza Mohammed và et al (2012). “Durian Rind as A Low Cost

Adsorbent”. International Journal of Civil & Environmental Engineering

IJCEE-IJENS, vol:12, No:04, pp. 51-56.

[27]. Zahidah binti Ahmad Zulfa (2013). “Preparation of Activated Carbon from

Durian Shells Using Fixed Bed Activation Unit for Dye Removal

Application”. Universiti Teknologi PETRONAS 2013.

3. TÀI LIỆU TỪ CÁC ĐỊA CHỈ WEBSITE

[28]. Báo cáo đề tài Ô nhiễm tràn dầu ở bờ biển miền trung [online], viewed

15/06/2016, from:

bien-mien-trung-49268/>.

[29]. Bọt siêu nhẹ hút dầu [online], viewed, 05/02/2016,

from:

395343.htm>.

[30]. Bột vỏ sầu riêng sẽ giúp thu hồi dầu tràn ven biển [online], viewed

12/05/2016, from:

hoi-dau-tran-ven-bien/90269.vnp>.

[31]. Cảng biển và Môi trường biển [online], viewed 15/02/2016,

from:

bien/c/2861304.epi>.

[32]. Cây sầu riêng, [online], viewed 13/10/2016,

from:

name=News&op=viewst&sid=2193>.

[33]. Cơm sầu riêng [online], viewed 16/05/2016,

from:

c32404.html>.

[34]. Đề tài tìm hiểu về quá trình hấp phụ [online], viewed 21/07/2016,

from:

60734/>.

[35]. Được, mất từ các dự án lọc hóa dầu [online], viewed 12/03/2016,

from:

du-an-loc-hoa-dau-3250817.html>.

[36]. Nghiên cứu hiện trạng nước nhiễm dầu từ các tổng kho xăng dầu và đề xuất

phương pháp xử lý nước nhiễm dầu từ các kho xăng dầu ở thành phố Hồ Chí

Minh [online], viewed 19/04/2016, from:< (http://doc.edu.vn/tai-lieu/de-tai-

nghien-cuu-hien-trang-nuoc-nhiem-dau-tu-cac-tong-kho-xang-dau-va-de-

xuat-phuong-phap-xu-ly-nuoc-nhiem-dau-tu-cac-9145/>.

[37]. Những hậu quả ô nhiễm môi trường biển do tràn dầu [online], viewed

11/02/2016, from:

truong-bien-do-tran-dau/173158.vnp>.

[38]. Những hậu quả ô nhiễm môi trường biển do tràn dầu [online], viewed,

12/03/2016, from:

bien-mien-trung-49268/>.

[39]. Rải vụ sầu riêng: Sản xuất cần gắn với liên kết, tiêu thụ [online], viewed

22/07/2016, from:

xuat-can-gan-voi-lien-ket-tieu-thu-572599/>.

[40]. Sản phẩm thân thiện môi trường [online], viewed 21/04/2016,

from:

tiet/Z2jG/86/18648/san-pham-than-thien-moi-truong.html>.

[41]. Thống kê các sự cố tràn dầu được trung tâm miền trung xử lý thành công từ

năm 2004 năm 2012 [online], viewed 09/02/2016, đến

from:

dau/cac-sctd-da-duoc-trung-tam-xu-ly-14.html>.

[42]. Thực trạng ô nhiễm dầu trên vùng biển Việt Nam [online], viewed

22/08/2016, from:

tren-vung-bien-viet-nam-5835/>.

[43]. Thực trạng ô nhiễm dầu trên vùng biển Việt Nam [online], viewed

15/04/2016, from:

tren-vung-bien-viet-nam-5835>.

[44]. Tần số dao động đặc trưng của phổ IR, from:<

http://dut.khoaluan.vn/demo/00000000-0000-0000-0000-

000000000000/Demo4/22d11a50-ce9a-4f53-be93-e9a21fd848dc.pdf>

DANH MỤC PHỤ LỤC

PHỤ LỤC 1: KHẢ NĂNG HẤP PHỤ DẦU CỦA VSR – M ...................... 1

PHỤ LỤC 2: KHẢ NĂNG HẤP PHỤ DẦU CỦA VSR – AS ..................... 3

PHỤ LỤC 3: ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ MẶN ĐẾN KHẢ NĂNG HẤP

PHỤ CỦA VSR - AS VÀ SO SÁNH VỚI HIỆU SUẤT HẤP PHỤ ........... 5

PHỤ LỤC 4: KẾT QUẢ CHỤP ẢNH TEM ............................................... 10

PHỤ LỤC 1: KHẢ NĂNG HẤP PHỤ DẦU CỦA VSR – M

Loại

X (mg/l)

Y (mg/l)

𝐇̅ (%)

𝐘̅ ± SD

vỏ

1.4130

5.0

1.5413 ± 0.1066

30.8267

1.5370

1.6740

1.6680

5.0

1.6790 ± 0.0078

33.5800

1.6840

1.6850

2.7750

RI6

5.0 2.6700 ± 0.0892

53.4000

2.5570

2.6780

Trong đó:

: Lượng dầu ban đầu (mg/l) + X

+ Y : Lượng dầu hấp phụ (mg/l)

: Lượng dầu hấp phụ trung bình, (g) + Y̅

+ ±SD : Độ lệch chuẩn

+ : Hiệu suất hấp phụ trung bình, (%) H̅

ANOVA Table for KHA NANG HAP PHU DAU VSR – M

Source Sum of Df F-Ratio P- Mean

Square Value Squares

1.13746 117.41 0.0000 2.27492 Between 2

groups

Within groups 0.0581287 0.00968811 6

Total (Corr.) 2.33305 8

Multiple Range Tests for KHA NANG HAP PHU DAU VSR – M

Method: 95.0 percent LSD

Count Mean Homogeneous Groups

X 1.54133 3 VSR 6H

X 1.679 3 VSR CB

X 2.67 3 VSR R6

Contrast Sig. Differenc +/- Limits

VSR 6H - VSR -0.137667 0.19665

* VSR 6H - VSR R6 -1.12867 0.19665

* VSR CB - VSR -0.991 0.19665

Chú thích: (*): Biểu thị sự khác biệt ý nghĩa thống kê.

PHỤ LỤC 2: KHẢ NĂNG HẤP PHỤ DẦU CỦA VSR - AS

Loại

X (mg/l)

Y (mg/l)

𝐇̅ (%)

𝐘̅ ± SD

vỏ

0.1730

5.0

4.8153 ± 0.0080

96.3067

0.1870

0.1940

0.1160

CB

5.0 4.8673 ± 0.0143

97.3467

0.1510

0.1310

0.1890

RI6

5.0

4.8163 ± 0.0038

96.3267

0.1810

Trong đó:

: Lượng dầu ban đầu (mg/l) + X

+ Y : Lượng dầu hấp phụ (mg/l)

: Lượng dầu hấp phụ trung bình, (g) + Y̅

+ ±SD : Độ lệch chuẩn

+ : Hiệu suất hấp phụ trung bình, (%) H̅

ANOVA Table for KHA NANG HAP PHU DAU VSR – AS

Source Sum of Df F-Ratio P- Mean

Square Value Squares

0.002653 17.93 0.0029 0.005306 Between 2

groups

Within groups 0.000888 0.000148 6

Total (Corr.) 0.006194 8

Multiple Range Tests for KHA NANG HAP PHU DAU VSR – AS

Method: 95.0 percent LSD

Count Mean Homogeneous Groups

X VSR 6H AS 3 4.81533

X VSR RI 6 AS 3 4.81633

X VSR CB AS 3 4.86733

Contrast Sig. Differenc +/- Limits

VSR 6H AS - * -0.052 0.0243055

VSR CB AS

VSR 6H AS - -0.001 0.0243055

VSR RI 6 AS

VSR CB AS - * 0.051 0.0243055

VSR RI 6 AS

Chú thích: (*): Biểu thị sự khác biệt ý nghĩa thống kê.

PHỤ LỤC 3: ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ MẶN ĐẾN KHẢ NĂNG HẤP

PHỤ CỦA VSR - AS VÀ SO SÁNH VỚI HIỆU SUẤT HẤP PHỤ

Độ X1 X2 mặn H (%) 𝐗̅ ± SD 𝐇̅ (%) (mg/l) (mg/l) (%o)

99.9440 4.9972 5.0

99.9420 99.9440 4.9971 5 5.0

4.9972 ± 0.0001 99.9460 4.9973 5.0

99.8940 4.9947 5.0

99.9640 99.9240 4.9982 10 5.0

4.9962 ± 0.0015 99.9140 4.9957 5.0

99.9720 4.9986 5.0

99.9760 99.9740 4.9988 15 5.0

4.9987 ± 0.0001 99.9740 4.9987 5.0

99.9540 4.9977 5.0

99.9220 99.9427 4.9961 20 5.0

4.9971 ± 0.0007 99.9520 4.9976 5.0

99.9420 4.9971 5.0

99.9200 99.9413 4.9960 25 5.0

4.9971 ± 0.0009 99.9620 4.9981 5.0

99.2400 4.9620 5.0

99.9900 99.7167 4.9995 30 5.0

4.9858 ± 0.0169 99.9200 4.9960 5.0

99.2400 4.9620 5.0

99.9880 99.7227 4.9994 35 5.0

4.9861 ± 0.0171 99.9400 4.9970 5.0

99.2500 4.9625 5.0 99.7460 40 4.9873 ± 0.0175 99.9940 4.9997 5.0

Độ X1 X2 H (%) mặn 𝐗̅ ± SD 𝐇̅ (%) (mg/l) (mg/l) (%o)

4.9997 99.9940 5.0

4.9635 99.2700 5.0

4.9999 99.9980 99.7540 45 5.0

4.9997 4.9877 ± 0.0171 99.9940 5.0

4.9637 99.2740 5.0

4.9991 99.9820 99.7500 50 5.0

4.9997 4.9875 ± 0.0168 99.9940 5.0

Trong đó:

: Lượng dầu trước hấp phụ, (g) + X1

: Lượng dầu hấp phụ, (g) + X2

: Lượng dầu hấp phụ trung bình, (g) + X̅

: Độ lệch chuẩn + ±SD

: Hiệu suất hấp phụ, (%) + H

: Hiệu suất hấp phụ trung bình, (%) + H̅

ANOVA Table for ANH HUONG CUA DO MAN

Source Sum of Df F-Ratio P- Mean

Squares Value Square

Between 0.000824427 9 0.00009160 0.42 0.9109

groups 3

Within groups 0.00439591 20 0.00021979

Total (Corr.) 0.00522033 29

Multiple Range Tests for ANH HUONG CUA DO MAN

Method: 95.0 percent LSD

Count Mean Homogeneous Groups

X 4.98583 DO MAN 30 3

X 4.98613 DO MAN 35 3

X 4.9873 DO MAN 40 3

X 4.9875 DO MAN 50 3

X 4.9877 DO MAN 45 3

X 4.9962 DO MAN 10 3

X 4.99707 DO MAN 25 3

X 4.99713 DO MAN 20 3

X 4.9972 DO MAN 5 3

X 4.9987 DO MAN 15 3

Contrast Sig. Difference +/- Limits

DO MAN 5 - DO MAN 10 0.001 0.0252506

DO MAN 5 - DO MAN 15 -0.0015 0.0252506

DO MAN 5 - DO MAN 20 0.0000666667 0.0252506

DO MAN 5 - DO MAN 25 0.000133333 0.0252506

DO MAN 5 - DO MAN 30 0.0113667 0.0252506

DO MAN 5 - DO MAN 35 0.0110667 0.0252506

DO MAN 5 - DO MAN 40 0.0099 0.0252506

DO MAN 5 - DO MAN 45 0.0095 0.0252506

DO MAN 5 - DO MAN 50 0.0097 0.0252506

DO MAN 10 - DO MAN 15 -0.0025 0.0252506

DO MAN 10 - DO MAN 20 -0.000933333 0.0252506

DO MAN 10 - DO MAN 25 -0.000866667 0.0252506

DO MAN 10 - DO MAN 30 0.0103667 0.0252506

DO MAN 10 - DO MAN 35 0.0100667 0.0252506

DO MAN 10 - DO MAN 40 0.0089 0.0252506

DO MAN 10 - DO MAN 45 0.0085 0.0252506

DO MAN 10 - DO MAN 50 0.0087 0.0252506

DO MAN 15 - DO MAN 20 0.00156667 0.0252506

DO MAN 15 - DO MAN 25 0.00163333 0.0252506

DO MAN 15 - DO MAN 30 0.0128667 0.0252506

DO MAN 15 - DO MAN 35 0.0125667 0.0252506

DO MAN 15 - DO MAN 40 0.0114 0.0252506

DO MAN 15 - DO MAN 45 0.011 0.0252506

DO MAN 15 - DO MAN 50 0.0112 0.0252506

DO MAN 20 - DO MAN 25 0.0000666667 0.0252506

DO MAN 20 - DO MAN 30 0.0113 0.0252506

DO MAN 20 - DO MAN 35 0.011 0.0252506

DO MAN 20 - DO MAN 40 0.00983333 0.0252506

DO MAN 20 - DO MAN 45 0.00943333 0.0252506

DO MAN 20 - DO MAN 50 0.00963333 0.0252506

DO MAN 25 - DO MAN 30 0.0112333 0.0252506

DO MAN 25 - DO MAN 35 0.0109333 0.0252506

DO MAN 25 - DO MAN 40 0.00976667 0.0252506

DO MAN 25 - DO MAN 45 0.00936667 0.0252506

DO MAN 25 - DO MAN 50 0.00956667 0.0252506

DO MAN 30 - DO MAN 35 -0.0003 0.0252506

DO MAN 30 - DO MAN 40 -0.00146667 0.0252506

DO MAN 30 - DO MAN 45 -0.00186667 0.0252506

DO MAN 30 - DO MAN 50 -0.00166667 0.0252506

DO MAN 35 - DO MAN 40 -0.00116667 0.0252506

DO MAN 35 - DO MAN 45 -0.00156667 0.0252506

DO MAN 35 - DO MAN 50 -0.00136667 0.0252506

DO MAN 40 - DO MAN 45 -0.0004 0.0252506

DO MAN 40 - DO MAN 50 -0.0002 0.0252506

DO MAN 45 - DO MAN 50 0.0002 0.0252506

Chú thích: (*): Biểu thị sự khác biệt ý nghĩa thống kê.

PHỤ LỤC 4: KẾT QUẢ CHỤP ẢNH TEM

KẾT QUẢ ẢNH TEM VSR-AS (CB-AS)

p

KẾT QUẢ ẢNH TEM VSR – M (CB-M)

Đồ án tốt nghiệp: Nghiên cứu so sánh hiệu quả xử lý dầu khoáng của một số loại vỏ sầu riêng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP SO SÁNH HIỆU QUẢ XỬ LÝ DẦU KHOÁNG CỦA MỘT SỐ LOẠI VỎ SẦU RIÊNG

Giảng viên hướng dẫn : PGS.TS. THÁI VĂN NAM

Sinh viên thực hiện

: LÊ VĂN MINH

MSSV: 1411090519 Lớp: 14DMT04

TP. Hồ Chí Minh, Năm 2018

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT, CÁC KÝ HIỆU

DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC ĐỒ THỊ

DANH MỤC HÌNH

MỞ ĐẦU

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

CHƯƠNG 2. NỘI DUNG, VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN

CỨU

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

VSR-R (RI6-R)

VSR-R (CB-R)

VSR- R (6H-R)

VSR-AS (RI6-AS)

C=O

C - H

VSR-AS (CB-AS)

C = O

C - H

VSR-AS (6H-AS)

C = O

C - H

KẾT QUẢ FTIR (RI6-M, 6H-M, CB-M)

OH-

Hiệu suất TB (%)

30p

KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH MỤC PHỤ LỤC

PHỤ LỤC 1: KHẢ NĂNG HẤP PHỤ DẦU CỦA VSR – M ...................... 1

PHỤ LỤC 2: KHẢ NĂNG HẤP PHỤ DẦU CỦA VSR – AS ..................... 3

PHỤ LỤC 3: ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ MẶN ĐẾN KHẢ NĂNG HẤP

PHỤ CỦA VSR - AS VÀ SO SÁNH VỚI HIỆU SUẤT HẤP PHỤ ........... 5

PHỤ LỤC 4: KẾT QUẢ CHỤP ẢNH TEM ............................................... 10

PHỤ LỤC 1: KHẢ NĂNG HẤP PHỤ DẦU CỦA VSR – M

Loại

X (mg/l)

Y (mg/l)

𝐇̅ (%)

vỏ

2.7750

RI6

5.0

2.6700 ± 0.0892

53.4000

2.5570

2.6780

PHỤ LỤC 2: KHẢ NĂNG HẤP PHỤ DẦU CỦA VSR - AS

Loại

X (mg/l)

Y (mg/l)

𝐇̅ (%)

vỏ

0.1160

CB

5.0

4.8673 ± 0.0143

97.3467

0.1510

0.1310

PHỤ LỤC 3: ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ MẶN ĐẾN KHẢ NĂNG HẤP

PHỤ CỦA VSR - AS VÀ SO SÁNH VỚI HIỆU SUẤT HẤP PHỤ

PHỤ LỤC 4: KẾT QUẢ CHỤP ẢNH TEM

p

Có thể bạn quan tâm

Bài giảng chuyên đề: Giáo dục bảo vệ môi trường cho trẻ mầm non

Đồ án tốt nghiệp: Xây dựng app nghe nhạc kết hợp các tiện ích AI

Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cung cấp điện cho một chung cư cao tầng bài 10C STT48

Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế nhà máy sản xuất kính tấm và kính cường lực năng suất 150000 tấn/năm

Đồ án tốt nghiệp: Tính toán, thiết kế mô phỏng và thi công mô hình xe điện hỗ trợ vận chuyển hàng hóa