TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA - VŨNG TÀU
BÁO CÁO
ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG VỎ BƯỞI TRONG XỬ
LÝ MÔI TRƯỜNG
Chủ nhiệm đề tài: TS. Tống Thị Minh Thu
BÀ RỊA - VŨNG TÀU, Tháng 5, năm 2021
1. Tên đề tài: Nghiên Cứu Ứng Dụng Vỏ Bưởi Trong Xử Lý Môi Trường.
2. Mã số: Theo Quyết định số 1222 ngày 12/3/2018.
3. Chủ nhiệm đề tài: TS. Tống Thị Minh Thu.
4. Nội dung chính:
- Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ từ vỏ bưởi để xử lý chất màu metylen xanh.
- Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ từ vỏ bưởi để xử lý dầu tràn.
5. Kết quả đạt được: (khoa học, đào tạo, kinh tế - xã hội, ứng dụng…).
5.1. Về mặt khoa học:
- Xác định được các đặc tính của vỏ bưởi chưa biến tính và sau khi biến tính thông
qua các phương pháp SEM, BET, FTIR.
- Xác định khả năng hấp phụ metylen và dầu trong môi trường nước của vỏ bưởi bằng
phép đo phổ UV-VIS, phương pháp cân khối lượng và phương pháp đo góc thấm
ướt (contact – angle).
- Nghiên cứu thành công quy trình chế tạo, biến tính vỏ bưởi (kích thước hạt khác
nhau) để áp dụng vào xử lý thuốc nhuộm màu metylen xanh và nước nhiễm dầu.
- Báo cáo nghiên cứu khoa học này có thể được sử dụng làm tài liệu tham khảo cho
các công trình nghiên cứu tiếp theo với hướng nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ
cho xử lý ô nhiễm môi trường.
5.2. Về mặt đào tạo:
- Hướng dẫn 02 sinh viên bảo vệ đồ án tốt nghiệp với kết quả xuất sắc:
+ Sinh viên Pham Duy Khánh (DH14CM) với đề tài “Nghiên cứu vật liệu hấp phụ
xử lý môi trường từ vỏ bưởi”.
+ Sinh viên Lê Thúy Vân (DH15HD) với đề tài “Nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp
phụ xử lý chất màu metylen xanh và dầu tràn từ vỏ bưởi”.
5.3. Về mặt kinh tế-xã hội:
- Tìm và chế tạo được vật liệu hấp phụ từ nguồn phế phụ phẩm nông nghiệp rẻ tiền,
sẵn có, là đối tượng phát thải gây ô nhiễm môi trường, tái sử dụng lại để chế tạo
thành vật liệu xử lý ô nhiễm môi trường.
- Giảm bớt kinh phí xử lý phế phụ phẩm nông nghiệp.
- Góp phần vào bảo vệ môi trường sống của con người.
- Các kết quả thu được xem là cơ sở để hoàn thiện quy trình xử lý nước thải giúp xử
lý triệt để các chất hữu cơ trong nước thải nghiên cứu.
5.4. Về mặt ứng dụng:
- Kết quả nghiên cứu của đề tài này có thể được xem xét triển khai ứng dụng trong
thực tiễn, cụ thể vỏ bưởi trước và sau khi biến tính có thể ứng dụng trong xử lý nước
thải nhiễm màu metylen xanh, trong xử lý tràn dầu, trong xử lý kim loại nặng.
6. Thời gian nghiên cứu: từ 12/3/2018 đến 12/6/2020
Chủ nhiệm đề tài
TS. Tống Thị Minh Thu
i
DANH MỤC BẢNG ................................................................................................ v
DANH MỤC HÌNH ẢNH ..................................................................................... vii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ............................................................................. ix
LỜI MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN LÝ THUYẾT .......................................................... 3
1.1. Thực trạng ô nhiễm môi trường nước ở Việt Nam .................................... 3
1.2. Thực trạng sử dụng phế phẩm nông nghiệp ở Việt Nam .......................... 4
1.3. Các phương pháp xử lý môi trường và phạm vi ứng dụng ....................... 5
1.4. Các loại vật liệu hấp phụ từ phế phẩm sinh học ........................................ 7
1.4.1. Vỏ trấu [2] ...................................................................................................... 7
1.4.2. Bã mía ............................................................................................................ 9
1.4.3. Bã cà phê ...................................................................................................... 10
1.4.4. Xơ dừa: ......................................................................................................... 11
1.5. Tổng quan về ngành công nghiệp nhuộm- dệt may .............................. 13
1.5.1. Thực trạng ô nhiễm từ các ngành công nghiệp dệt nhuộm hiện nay .... 13
1.5.2. Nguồn gốc phát sinh nước thải dệt nhuộm ........................................... 13
1.5.3. Tác hại của nước thải dệt nhuộm đối với môi trường ........................... 13
1.5.4. Phương pháp xử lý nước thải dệt nhuộm .............................................. 14
1.6. Tổng quan về tràn dầu ............................................................................. 16
1.6.1. Các vụ tai nạn tràn dầu ở Việt Nam và trên thế giới ............................. 17
1.6.2. Các phương pháp xử lý dầu tràn ........................................................... 18
1.6.3. Vật liệu xử lý dầu tràn ........................................................................... 19
1.7. Chất hoạt động bề mặt ............................................................................. 19
1.7.1. Khái niệm .............................................................................................. 19
1.7.2. Thành phần và cấu trúc ......................................................................... 19
1.7.3. Các chất hoạt động thường dùng ........................................................... 20
1.8. Vỏ bưởi ...................................................................................................... 20
1.8.1. Thành phần chính của vỏ bưởi .............................................................. 21
1.8.2. Ứng dụng của vỏ bưởi ........................................................................... 22
1.8.3. Các công trình nghiên cứu .................................................................... 23
1.9. Các phương pháp phân tích – xác định chỉ tiêu nước thải ................... 25
ii
1.9.1. Phương pháp quan sát kính hiển vi điện tử quét SEM .......................... 25
1.9.2. Phương pháp hấp phụ đẳng nhiệt (BET) ............................................... 25
1.9.3. Phương pháp phổ hồng ngoại IR ........................................................... 26
1.9.4. Phương pháp đo quang phổ hấp phụ Uv – Vis ..................................... 26
1.9.5. Phương pháp xác định pH ..................................................................... 27
1.9.6. Phương pháp đo góc thấm ướt (contact – angle) .................................. 27
CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM ........................................................................... 28
2.1. Thiết bị và hóa chất .................................................................................. 28
2.1.1. Dụng cụ và thiết bị ................................................................................ 28
2.1.2. Hóa chất ................................................................................................. 28
2.2. Nguồn nguyên- vật liệu............................................................................. 29
2.2.1. Vỏ bưởi .................................................................................................. 29
2.2.2. Mẫu nước chứa chất nhuộm màu metylen xanh ................................... 29
2.2.3. Mẫu nước nhiễm dầu ............................................................................. 29
2.3. Chế tạo vật liệu hấp phụ từ vỏ bưởi ....................................................... 30
2.3.1. Quy trình sơ chế vỏ bưởi để hấp phụ metylen xanh và dầu tràn .......... 30
2.3.2. Quy trình biến tính vỏ bưởi ................................................................... 31
2.4. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ metylen xanh 31
2.4.1. Ảnh hưởng của pH ....................................................................................... 31
2.4.2. Ảnh hưởng của lượng chất hấp phụ ............................................................. 32
2.4.3. Ảnh hưởng của thời gian .............................................................................. 32
2.4.4. Ảnh hưởng của nồng độ ............................................................................... 32
2.5. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình biến tính vỏ bưởi ......... 32
2.5.1. Tỷ lệ khối lượng vỏ bưởi và dung môi sử dụng trong quá trình biến tính
32
2.5.2. Nhiệt độ biến tính vỏ bưởi .................................................................... 32
2.5.3. Tỷ lệ vỏ bưởi/ chất béo axit ................................................................... 33
2.5.4. Thời gian biến tính vỏ bưởi ................................................................... 33
2.6. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ trong xử lý tràn
dầu 33
2.6.1. Ảnh hưởng của độ dày lớp dầu trong hệ nước nhiễm dầu .................... 33
2.6.2. Ảnh hưởng của thời gian ....................................................................... 33