Nghiên cứu chế tạo vật liệu than sinh học vỏ trấu gắn kết các nano Fe3O4, Fe3O4@ZnO và Fe3O4@ZnO@ graphen, ứng dụng xử lý nước thải giấy và nước thải dệt nhuộm

Bài viết Nghiên cứu chế tạo vật liệu than sinh học vỏ trấu gắn kết các nano Fe3O4, Fe3O4@ZnO và Fe3O4@ZnO@ graphen, ứng dụng xử lý nước thải giấy và nước thải dệt nhuộm nghiên cứu tạo các vật liệu hấp phụ từ vỏ trấu gắn kết với các các nano Fe3O4, Fe3O4@ZnO và Fe3O4@ZnO@graphen tạo các vật liệu thân thiện với môi trường do các vật liệu được tạo ra từ phế phụ phẩm nông nghiệp và gắn kết với các nano có chi phí thấp và xử lý hiệu quả các chất hữu cơ trong nước thải giấy và nước thải dệt nhuộm.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu chế tạo vật liệu than sinh học vỏ trấu gắn kết các nano Fe3O4, Fe3O4@ZnO và Fe3O4@ZnO@ graphen, ứng dụng xử lý nước thải giấy và nước thải dệt nhuộmKỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC TOÀN QUỐC TRÁI ĐẤT, MỎ, MÔI TRƯỜNG BỀN VỮNG LẦN THỨ VDoi: 10.15625/vap.2022.0166 NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU THAN SINH HỌC VỎ TRẤU GẮN KẾT CÁC NANO Fe3O4, Fe3O4@ZnO VÀFe3O4@ZnO@GRAPHEN, ỨNG DỤNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI GIẤY VÀ NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM Văn Hữu Tập1*, Nguyễn Thu Hường1, Nguyễn Thị Bích Liên1, Đặng Văn Thành2, Phạm Hoài Linh3, Nguyễn Văn Đăng1, Lương Thị Quỳnh Nga2, Vũ Thị Mai4 1 Trường Đại học Khoa học, Đại học Thái Nguyên, Tân Thịnh, thành phố Thái Nguyên, Thái Nguyên 2 Trường Đại học Y Dược, Đại học Thái Nguyên, 284 Lương Ngọc Quyến, Quang Trung, thành phố Thái Nguyên, Thái Nguyên 3 Viện Khoa học vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội 4 Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội, 41A Phú Diễn, Bắc Từ Liêm, Hà Nội TÓM TẮT Trong nghiên cứu này, than sinh học (THT) vỏ trấu gắn kết các nano Fe3O4, Fe3O4@ZnO vàFe3O4@ZnO@graphen đã được tổng hợp bằng phương pháp tẩm ướt. Sau đó, các vật liệu tạo thành được sửdụng để xử lý các chất hữu cơ trong nước thải giấy và nước thải dệt nhuộm. Các thí nghiệm đã được thựchiện để đánh giá ảnh hưởng của tỉ lệ gắn kết nano với THT vỏ trấu và pH dung dịch đến khả năng hấp phụcác chất hữu cơ trong nước thải giấy và nước thải dệt nhuộm của Fe3O4/THT vỏ trấu, Fe3O4@ZnO/THT vỏtrấu và Fe3O4@ZnO@graphen/THT vỏ trấu. Kết quả cho thấy dung lượng hấp phụ, hiệu suất hấp phụ CODvà hiệu suất hấp phụ màu nước thải giấy đạt tương ứng là 161 mg/g, 50 %, 36 % (THT vỏ trấu); 171 mg/g, 53%, 42 % (Fe3O4/THT vỏ trấu); 181 mg/g, 56 %, 54 % (Fe3O4@ZnO/THT vỏ trấu); và 199 mg/g, 62 %, 67 %(Fe3O4@ZnO@graphen/THT vỏ trấu). Đồng thời, dung lượng hấp phụ, hiệu suất hấp phụ COD và hiệu suấthấp phụ màu nước thải dệt nhuộm đạt được là 63 mg/g, 23 %, 22 % (THT vỏ trấu); 79 mg/g, 28 %, 33 %(Fe3O4/THT vỏ trấu); 86 mg/g, 31 %, 38 % (Fe3O4@ZnO/THT vỏ trấu), và 90 mg/g, 32 %, 44 %(Fe3O4@ZnO@graphen/THT vỏ trấu). Các điều kiện tối ưu cho quá trình hấp phụ đạt được ở tỉ lệ gắn kếtnano 20 %, pH dung dịch là 7 đối với hấp phụ nước thải giấy và 6 đối với nước thải dệt nhuộm. Từ khóa: Hấp phụ, nano, nước thải giấy, nước thải dệt nhuộm, than sinh học vỏ trấu. 1. MỞ ĐẦU Một trong những vấn đề đặt ra cho các nước đang phát triển trong đó có Việt Nam là cải thiện 0F 1môi trường ô nhiễm từ các chất độc hại do nền công nghiệp gây ra. Điển hình như các chế biến caosu, hóa chất, công nghiệp thực phẩm, thuốc bảo vệ thực vật, y dược, luyện kim, mạ, giấy, đặc biệtlà ngành dệt nhuộm đang phát triển mạnh mẽ và chiếm kim ngạch xuất khẩu cao của Việt Nam.Hoạt động sản xuất của ngành dệt nhuộm phát sinh ra nhiều dạng ô nhiễm như: bụi, tiếng ổn, nhiệtdư, chất thải rắn, khí thải và nước thải,… Những đặc trưng của loại nước thải này có pH, nhiệt độ,COD và độ màu cao. Lượng nước sử dụng trong quá trình nhuộm khoảng 16 – 900 m3/tấn sảnphẩm [1]. Ngoài ra, Công nghiệp sản xuất giấy và bột giấy cũng phát sinh nhiều vấn đề về môitrường đáng quan tâm cần phải giải quyết. Đặc biệt là nước thải phát sinh trong quá trình sản xuất* Tác giả liên hệ, địa chỉ email: tapvh@tnus.edu.vn120 Nghiên cứu chế tạo vật liệu than sinh học vỏ trấu gắn kết các nano Fe3O4, Fe3O4@ZnO và…giấy - bột giấy, đây là một trong những loại nước thải rất khó xử lý và tốn kém chi phí. Tại ViệtNam có khoảng 300 nhà máy và xưởng sản xuất giấy và bột giấy với tổng sản lượng 332.000 tấnbột và 1.513.000 tấn giấy/năm [2]. Để sản xuất ra một tấn giấy thành phẩm, cần khoảng 2 tấn gỗ và100 - 350 m3 nước [3], trong khi các nhà máy giấy hiện đại của thế giới chỉ sử dụng 10-60 m3/tấngiấy [4]. Nước thải từ sản xuất bột giấy với đặc trưng bởi hàm lượng BOD, COD, độ màu và pHcao, nếu không được xử lý triệt để trước khi xả thải sẽ gây ô nhiễm nghiêm trọng cho môi trường. Trong thời gian gần đây, nhiều quốc gia trên thế giới quan tâm và đầu tư cho phát triển côngnghệ xử lý các chất hữu cơ trong nước thải trên cơ sở tập trung nghiên cứu phát triển các loại vậtliệu có khả năng hấp phụ, trao đổi ion, sinh học và màng lọc... Xu hướng chung trong kỹ thuật pháttriển các loại vật liệu này đều tập trung vào nghiên cứu các thành phần và cấu trúc của cacbon. Cáccấu trúc này có thể được xử lý và tăng cường hoạt tính bằng một số phương pháp như phương phápnhiệt, hóa chất xúc tác... Trong số các kỹ thuật có thể sử dụng để xử lý nước, quá trình hấp phụ làmột trong những phương pháp hiệu quả để xử lý và loại bỏ các chất ô nhiễ ...