Nghiên cứu tận dụng bã thải từ quá trình sản xuất tinh bột sắn và dong riềng để chế tạo than hoạt tính ứng dụng trong xử lý môi trường



KHOA MÔI TRƢỜNG
***


VŨ LỰC


NGHIÊN CƢ
́
U TẬN DỤNG BÃ THA
̉
I TƢ
̀
QUA
́
TRI
̀
NH SA
̉
N XUÂ
́
T
TINH BÔ
̣
T SĂ
́

N VA
̀
DONG RIÊ
̀
NG ĐỂ CHÊ
́
TA
̣
O THAN HOẠT TÍNH
ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ MÔI TRƢỜNG





LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC









Hà Nội – 2012





 
KHOA MÔI TRƢỜNG
***


VŨ LỰC

NGHIÊN CƢ
́
U TẬN DỤNG BÃ THA
̉
I TƢ
̀
QUA
́
TRI
̀
NH
SN XUT TINH BÔ
̣
T SĂ
́
N V DONG RING ĐỂ CHẾ TẠO THAN
HOẠT TÍNH ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ MÔI TRƢỜNG


Chuyên ngành: M
Mã số: 608502

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC



Giáo viên hƣớng dẫn: 






Hà Nội - 2012

Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Trường đại học Khoa học Tự nhiên

Vũ Lực, K17-KHMT i

Mục lục
Mục lục i
DANH MU
̣
C BA
̉
NG iv
DANH MỤC HÌNH v
MƠ
̉
ĐÂ
̀
U 1

CHƢƠNG 1. TÔ
̉
NG QUAN 3
1.1. Tng quan v t 





̀n




i 3
, s  sn xu
t 3
 sn xut 3
i sau ch bin tinh bt 6
1.2. Gii thiu v than ho 7
m than ho 7
1.2.2. 







 8

1.2.3. Mt s u ch to than ho   
nhau 11
1.3. ng dng ca than hoc t 16
1.3.1. ng dng trong x c 16
1.3.2. ng dng trong x  18
1.3.3. S dy sn 19
ng hp ph 21
 hp ph 21
p ph ng nhit 22
CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG V PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26
 c







 26
u kin kinh t - i, hin trng 27
u kin kinh t - i 27
 32
2.3u 35
2.3.1. 

u 35
2.3.2. 

iu tra khc t vy mu 36

Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Trường đại học Khoa học Tự nhiên

Vũ Lực, K17-KHMT ii

2.3 to than ho t b
t 36
2.3.4. 



 38
2.3.5. Kh 





(xanh metylen) 

a than ch to 39
CHƢƠNG 3. KẾT QU V THO LUẬN 41
3.1. Kt qu ch to than ho





 41
3.1.1. Hiu sut ch to 41
a than ch to 41

3.2. Kt qu kh p ph 



 44
3.2.1. 



 44
3.2.2. 





 50
KẾT LUẬN V KHUYẾN NGHỊ 58
TI LIỆU THAM KHO 60
PHỤ LỤC 63


Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Trường đại học Khoa học Tự nhiên

Vũ Lực, K17-KHMT iii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

CAD
100

: Than ho to theo t l ng 1:1 (w/w)
CAD
120
: Than ho to theo t l ng 1,2:1 (w/w)
CAD
150
: Than ho to theo t l ng 1,5:1 (w/w)
CAS
100
: 





theo t l axit/ 1:1 (w/w)
CAS
120
: 





theo t l axit/1,2:1 (w/w)
CAS
150
: 






theo t l axit/1,5:1 (w/w)
UBND: 
ĐHQGHN: i hc Qui
SEM: n t 
XRD: Nhiu x tia X
W/W: Khn
NN: p
CN – TTCN: p tiu th p
TMDV: i dch v
HTX: H
UBND: 




Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Trường đại học Khoa học Tự nhiên

Vũ Lực, K17-KHMT iv

DANH MU
̣
C BA
̉
NG
Bng 1. Kh bin 2011-2012 tu 7
Bng 2. Kt qu kh 




ch xanh metylen ca than hot
 to 13
Bng 3. Hiu sut ch to than ho n 41
Bng 4. Hiu sut ch to than ho ng 41
Bng 5. Kt qu kh    p ph  (xanh metylen ) 
CAS
150
theo thi gian (

n/





1g/200ml) 45
Bng 6. 




e

e
ti th





150
. 46
7. 



150
47
 8. 











 (xanh metylen) 




150 48
9. 












 (xanh metylen) 







150
(

/







1g/200ml) 49
Bng 10. Kt qu kh p ph tylen) theo th









 50
Bng 11. Kt qu hiu sut hp ph i thng hp
ph 





 52
Bng 12. 
e

e
ti th






 53
Bng 13. Kt qu  s 







 56
14. 









 (xanh metylen) 
150


150
(

/






2g/200ml) 57

Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Trường đại học Khoa học Tự nhiên

Vũ Lực, K17-KHMT v

DANH MỤC HÌNH
 n xut tinh bt sn 4
 n xut tinh bt dong 5
 to than ho 9
4. i s  26
5.  

 26
 to than ho 









 37




 37

H7. 





 42
8. 





: 42
9:  43
10.  43
t qu kh p ph a mu than CAS
150
theo thi
gian (

/





1g/200ml) 45
ng nhit hp ph Langmuir ca mu than CAS
150

46
ng nhi

a than CAS
150
47
14. 











( xanh metylen) 




: 51
15. 
 54
16. 







 55



Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Trường đại học Khoa học Tự nhiên
Vũ Lực,K17- KHMT 1

MỞ ĐU


  , 







 ,




. 




, 











 

























 .












 , 


 , 





 






 , theo




. 

  60 










 , n

 


























, .











































 . 














, 



, 















.














 


,  ( ), 

 (





















 )



 

















 (

, 






; 












 ) 
. , 



, 
 .
 , 
 




 : than antraxit, , , ,  












  

  




  “Nghiên cƣ
́
u tận
dụng bã thi từ quá trnh sn xut tinh bô
̣
t să
́
n va
̀
dong riê
̀
ng để ch to than
hot tnh ứng dụng trong xƣ
̉
ly
́
môi trƣơ
̀
ng ”, vi m
sau:

Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Trường đại học Khoa học Tự nhiên
Vũ Lực,K17- KHMT 2

 M Tn dng cht thi s ch to sn phm than
hon ci thiu qu kinh t.
 Nu:
 u ch than ho 

 Kha than
 Kh p ph  c, o
u t ng tp ph cu ch c

Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Trường đại học Khoa học Tự nhiên
Vũ Lực,K17- KHMT 3

CHƢƠNG 1. TÔ
̉
NG QUAN
1.1. Tổng quan về sn xut t inh bô
̣
t să
́
n và dong riê
̀
ng và các vn đề môi
trƣờng liên quan đê
́
n ba
̃
tha
̉
i
1.1.1  
[10]:
T i s h 
t s lo  ng h gia

+ Sn xut, ch bin sn: 208

+ Sn xut, ch bi
+ Ch bin tinh bt sn: 100
+ Sn xut nha: 39
+ Sn xut min: 79
+ Sn xuo: 72
1.1.2. 
   sn xut
 sn xut bt sng t 
vi s tr i mt s a, nghin, khuy, tr
n xut tinh bt sng th hin   


Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Trường đại học Khoa học Tự nhiên
Vũ Lực,K17- KHMT 4

 n xut tinh bt sn




n







Sn c
o v a

c
n
L
Lng ln 1
Lng ln 2
Nc, v sn
c cp
i
Nc thi, thu bt 
Nc cp
Nc thi, thu bt m
n,
c cp

Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Trường đại học Khoa học Tự nhiên
Vũ Lực,K17- KHMT 5

.   tn xut tinh bt dong
 n xu
 t liu
Vng cn xunh mi
t phn t cn vn chuyn
  
t xe ch  
i
bn, mng n.
Dong c

o v a c
n

Lc ln 1
Lc ln 2
i
Lng ln 1
Lng ln 2
Tinh bt dong loi 2
Tinh bt dong loi 1
Nc th
n,c
cp
n
c cp

Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Trường đại học Khoa học Tự nhiên
Vũ Lực,K17- KHMT 6

 R
S c a c sn hoc c dong ring vi nhau, gia c vi thit b ra
p v b ng thi  c ra. Lc cp cn
thi 2-3 m
3
/tn i vi sn c  4-5 m
3
/tn i vi c dong.
m c n xuo ra nhiu cn l
c cun thng ra c, c h thng cc trong
khu vc.
 Nghin c
    d     c thc hin b  
nguc nghin nh c.
 Lc
Mt tinh bt ra nh 
 u sau khi nghi
n bt lc tip t n
2. Phn bt l lng. Nhu c-
5m
3
/tn c i vi c sn c c dong).
 ng:
 Lng ln 1: Vi mn tp ch
ng ra. c thi  ln lng cht h 
ca vi sinh vt chua.
 Lng ln 2: Tip theo ca ln lng 1 vi mng
t. Nhu cc  - 5,5m
3

/tliu.
1.1.3
Khi s ch bin 2011-2012  


th hin  Bng 1.

Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Trường đại học Khoa học Tự nhiên
Vũ Lực,K17- KHMT 7

Bng 1. Khối lƣợng bã thi trong mùa ch bin 2011-2012 ti xã Dƣơng Liễu
Nguồn thi
Khối lƣợng nguyên liệu
(tn)
Khối lƣợng bã tƣơi (tn)
Sn c
120.000
48.000
Dong c
52.000
15.600
Tng
172.000
63.600
(Nguu- 2012).
y tng khi t sn xut 

 s
63.600 tn 
3

c thi i h n ch bin
5 tn ci h  bin 20 tn ci tn c s dng trung

3
c, t l t bt ca c sa c -20%)
thc t c cha rt nhic. Khong
c s di h 
c s dng, v y theo th b 
nhi
1.2. Giới thiệu về than hot tnh
1.2
Than hot t

 ng s



   c


 



c ho


 a t

     ng h mong

.
Than hot cht gm ch ycacbon   dnh
 t phn n  ng tinh th vn grafit  c    i
 ,  y kim loi kim  v. Than hon
 mt ln  1500 m
2
/g.

Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Trường đại học Khoa học Tự nhiên
Vũ Lực,K17- KHMT 8

 85  95%. 




 0,2  0,6 cm
3

.
B mt ln ca than ho qu ca c
ch yng t u ht x
(sy)  nhi u kin thin lt rng - nt vi mch,
p th rt mn ti (k ni).
Than hoc t , t ra tro ho
m  lc nhng thu  th
c bii nng.
Thua than ho t
c (k c mn xut r c to t g u
ph cht h va, tru, tre). Cht thi c to

than ho y bt. N
c lng kim loi nc thu hi li t g rt d.
          




1.2.2. 










 





Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Trường đại học Khoa học Tự nhiên
Vũ Lực,K17- KHMT 9



 X  u: i sn, dong ly v  

 u sau x  i b p
cht, nghiu, sc ti
i b p cht h  
khu nhm mn ca 
p cht hy bi nhio ra cacbon.
 Ho       n ch  n   c gia
cacbon v muc,

2
 cn ng v
 mng i tinh th. Kt qu co ra
h thng l x  mt than.
Hong nhu ch than ho
trc tip n chng sn phm.
 o qun: c tip n
u chng sn phng p
n chng sn phm.
Xn



Ho
o qun
Sn phm
 3. chung ch to than ho

Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Trường đại học Khoa học Tự nhiên
Vũ Lực,K17- KHMT 10

 












va than h
- 





(XRD)
 : 












.
  : 





, 


 , 
















 .  (hay ion) 








0
), 









 . 










































.  


 ra
 . 
song song. 

, 
















:



:
- 











  
d  


















 




, 




:









  Bragg, 

















. 













 













 . 









 , 
, 







 (
).  













.

Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Trường đại học Khoa học Tự nhiên
Vũ Lực,K17- KHMT 11

- - Scanning Electron Microscopy (SEM)
 : 











 , 
.
 : 


















 . 
  . 














 . 


































 . 


























 . 



, 

















 . , 













 









 cu 














.


















 . 




 .  . ,
.
1.2.3. M
nhau
 Tận dụng nguồn than gỗ Đƣớc[11]
X u than g c ly  H 9,
huyc sn xut b u
p v t c 5x5c nhng ht nh mm.
Ch to vt lic to ra nh
nt bu chnh ba

n c ho 5 c   c: 1; 2; 3; 4; 5
 ho 4 c: 700; 800; 900; 950
o
C, thi gian ho
 8 ging than 400g.

Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Trường đại học Khoa học Tự nhiên
Vũ Lực,K17- KHMT 12

Thc nghing than hong 3 ch  
hp ph ca than v m bn ht. Khng
vi: t c, thi gian ho ho
Kt qu c: ki hp ph p ph 
 bn ht t l nghi gian ho Thi gian ho
 x bn ht gim. Thi gian ho
. Di mc khong 1000 m
2
/g.
 Ch to than hot tnh từ bùn thi giy
Ngu p 
chi xenlulo t n xut bt gi
sinh ho ng th cc ly ti
khu x c thi cng.
X u: sau khi s 150
o
 c
   nhi  800
o
C b   n xut than ho  
nghip.Tin ti 800  950

0

c, CO
2
p tc bing HCl.
   nh c  t liu:     u x
Ronghen XRD; pn t SEM.
Kt qu i t p ca h
thng x c thi Bng
than hong than
ho
 Sử dụng vỏ qu sầu riêng để điều ch than hot tnh
Ch to vt liu: V s  c thu gom, ri ra  loi b  
c ct nh tc 1  2 cm, ri s nhi 60
o
C trong
8 gi. Sau khi sc nghin nh tc 351  i tin
ch HCl 3% trong 4 gic thu ly vt liu
ri rt lic s 80
o
C trong 24 gi.

Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Trường đại học Khoa học Tự nhiên
Vũ Lực,K17- KHMT 13

Kt qu c: hiu sut hp ph t u qu
hp ph cao nht  pH = 2. Tu kin t 30
o

ng hp ph p t

 Tận dụng nguồn ph liệu gáo dừa để điều ch than hot tnh dng ép
viên
Ch to vt li tha dng mi tp cht
p nh, nghit bn bi. Bc
n hp bt mn vi ph gia kc trn
theo t l: ba/cht kc = 6/3/1 theo khng. Hn hc
tru bn khoo h 
∅ = 70 kg/cm
2


o
 
               
 
Bng 2. Kt qu kho sát kh năng xƣ
̉
ly
́
màu dung dịch xanh metylen của
than hot tnh ch to
Than hot tnh ch to
Than antraxit
V (mL)
Kh năng
xƣ
̉
ly
́
(%)

V (mL)
Kh năng
xƣ
̉
ly
́
(%)
19,5
97,5
8,2
41,0
19
95,0
7,9
39,5
19,2
96,0
8,2
41,0
Trung
96,2
8,1
40,5



Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Trường đại học Khoa học Tự nhiên
Vũ Lực,K17- KHMT 14

Tận dụng bụi bông ở nhà máy dệt Minh Khai để ch to vật liệu hp phụ

màu
Ch to vt liu: bc thu gom t t Minh Khai, sau khi
loi b tp cht t tri cho ti khi
t phn. Ti     sy  60
o
C
trong 24 git vi axit H
2
SO
4
98% theo t l  
nhi ng dch NaHCO
3
2% ; rc cn pH = 7.
Cut lic sy  120
o
C trong 6 gi.
Kt qu  c: hiu sut ch to than l  ng hp ph t
u qu hp ph gic cao nht ti pH = 2;
ng hp ph p t  m
c 98,4%.
 Nghiên cứu điều ch và ứng dụng than hot tnh từ tre để hp phụ dung
môi hữu cơ
c s d tui t 4  c ly
t c ct nh c 3   chun b cho
c thc hin  di nhi t 300  450
o
C
Thi vi mi nhi c
thc hin  di nhi t 20    c nhi thi

p.
n php nh vi 
c 5  m ngang SRJK  5  9S ca
Trung Quc. T c hoa ch
c.
Kt quu ch  m
2
/g
i than hot qu ng hp ph benzen ca
u ch ca mu than sau than 



Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Trường đại học Khoa học Tự nhiên
Vũ Lực,K17- KHMT 15

 Tận dụng nguồn cht thi từ nhà máy nhiệt điện để ch to than hot
tnh
ng tro bi lng trong h cha cht thi t
nhin Ph Lng tro bay trong i h cha cht thi chim khong
ng nh ng
than antraxit qua la chim khoi cn sau
  n.        ch t   t

t trong bung nhi t 400-500
0
C
vu kin khng ch  -p
cht.
n hot cht hoc b sung. Kt qu c: mu

 nghim ti h
  hp ph cho thy di mt t 150-350 m
2
/g.
Kt qu  s i-t ti Vic, Vin Khoa h Vi
cho kt qu 
Vi kt qu   ch to ra
than ho.
 Ch to than hot tnh từ tnh dng sợi có cu trúc lỗ xốp từ tnh bằng
phƣơng pháp kt hợp hot hóa với từ hóa



- nitrophe
2+
, Hg
2+



 




Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Trường đại học Khoa học Tự nhiên
Vũ Lực,K17- KHMT 16











 


p




Agave americana L., 



1.3. Ứng dụng của than hot tnh trong thực t
1.3
Than hong dng   t lt
c bic ng dng nhiu nh c.
Than hoc -
gi lt cn bng nhng l nh 

 p ch

Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Trường đại học Khoa học Tự nhiên
Vũ Lực,K17- KHMT 17

c b hp ph b mi ion. T nguc mun lc,
 tt nh - 
Qua lc li bi bn, sinh v
c s thm qua lp than hop than hong hp ph
c hi vi sinh vt nguy hi
c. Qua lp than hoc tip tc thm qua h thng l
lp, vt liu gi ri  chc sch.
Nhng ng dng quan trng ca than hon nhng ng
dng kh ng tp cht phi h c, trong 
c n  nghi c thi, thu h   nh
p ch bin thc ph kh m
m, l
 Than hoc gi
u mnh lc qua than hong h thu h 
trong mi vc lc qua than ho
v c loi ra trong sun xuo qun. Than
hong Aldehyde trong qu kt
t. Trong sn xut bia, than hong  bia, ci ti
 
 Than ho c cc thi
 c thi than ho
hp ph  hp cht h
loi n y x  chm thp nh mt
 x t quy chuu qu 
cao).
Trong x c thi: than hong h kh cht h
 c bi
hm.

Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Trường đại học Khoa học Tự nhiên
Vũ Lực,K17- KHMT 18

Trong x c crong b lc, than ho kh
st, mangan, kh  cp chc tr t c
1.3
Lọc kh: Có hai hệ lọc kh đặc trƣng
 L nhtp trung nh vi
 bin thc ph do
sch.
 n ch ng t i c
nghip: sn xut thua, cht do tng hp, thu
ng nghi
Lc thc hin  nhn cht i 10 ppm,
ng t 2-ng h thng tm lc than hot
 nh m thp, nhng h thng l c trong
thng than ho dc thi hi rt.
 u trang b nhng h th
ng vi m m lng than hong
 c hi. Nhng ng di than hot
ng c
nhng cu qu li vi
vic hp ph   c thng hp than ho ki
vi  ng, l ph p ph l   
nhim 10-500 ppm. R 
ng l  vi l cao 
hp ph  
 Than hot n c
ng mt n c:
 Mt n 

hi thng  cao  nhng t
c than hop ph nh.