khảo sát khả năng hấp phụ ion kim loại fe3+ trong dung dịch và khả năng diệt khuẩn của tro trấu biến tính

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
------------

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

KHẢO SÁT KHẢ NĂNG HẤP PHỤ ION
KIM LOẠI Fe3+ TRONG DUNG DỊCH
VÀ KHẢ NĂNG DIỆT KHUẨN
CỦA TRO TRẤU BIẾN TÍNH

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
Ths. Lê Đức Duy

SINH VIÊN THỰC HIỆN:
Phạm Quang Tường ; MSSV: 2112218
Ngành: Kỹ thuật hóa học - Khóa 37

Tháng 05/2015


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

KHOA CÔNG NGHỆ
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

----------

Cần Thơ, ngày 09 tháng 05 năm 2015
----------

PHIẾU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP CHO SINH VIÊN
NĂM HỌC: 2014 – 2015
1. Tên đề tài
“Khảo sát khả năng hấp phụ ion kim loại Fe3+ trong dung dịch và khả năng diệt khuẩn
của tro trấu biến tính”
2. Cán bộ hướng dẫn
Ths. Lê Đức Duy, Trưởng phòng TN vật liệu Polymer và Composite, Bộ môn Công nghệ
hóa học, Khoa Công Nghệ, Trường Đại học Cần Thơ.
3. Sinh viên thực hiện
Họ và tên: Phạm Quang Tường
MSSV: 2112218
Ngành: Kỹ thuật Hóa Học
Khóa: 37

4. Địa điểm, thời gian thực hiện
-

Phòng thí nghiệm Hóa Học Hữu Cơ, Khoa Công Nghệ, Trường Đại học Cần Thơ.

-

Phòng thí nghiệm Hóa Học Vô Cơ, Khoa Công Nghệ, Trường Đại học Cần Thơ.

-

Phòng thí nghiệm Công nghệ sinh gen thực vật, Viện Nghiên Cứu & Phát Triển

Công Nghệ Sinh Học, Trường Đại học Cần Thơ.

-

Thời gian thực hiện LVTN: từ ngày 11/01/2015 đến ngày 03/05/2015.

5. Mục đích đề tài
- Khảo sát khả năng hấp phụ ion kim loại nặng Fe3+ trong dung dịch.
- KHảo sát khả năg diệt khuẩn của tro trấu biến tính.


- Nghiên cứu quy trình chế tạo RHA từ vỏ trấu.
- Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ ion kim loại Fe3+ trong dung dịch.
6. Các yêu cầu hỗ trợ cho việc thực hiện đề tài
Các hóa chất, dụng cụ, thiết bị cần thiết để thực hiện đề tài.
7. Kinh phí dự trù cho việc thực hiện đề tài:
Cán bộ hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện:

Ths. Lê Đức Duy

Phạm Quang Tường

DUYỆT CỦA BỘ MÔN

DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG LV&TLTN


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

KHOA CÔNG NGHỆ
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

----------

Cần Thơ, ngày 09 tháng 05 năm 2015
----------

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
1. Tên đề tài
“Khảo sát khả năng hấp phụ ion kim loại Fe3+ trong dung dịch và khả năng diệt khuẩn
của tro trấu biến tính”
2. Cán bộ hướng dẫn
Ths. Lê Đức Duy, Trưởng phòng TN vật liệu Polymer và Composite, Bộ môn Công nghệ
hóa học, Khoa Công Nghệ, Trường Đại học Cần Thơ.
3. Sinh viên thực hiện
Họ và tên: Phạm Quang tường
MSSV: 2112218
Ngành: Kỹ thuật Hóa Học
Khóa: 37
4. Nội dung nhận xét
4.1 Nhận xét về hình thức LV
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................

................................................................................................................................................
4.2 Nhận xét về nội dung LVTN
 Đánh giá nội dung thực hiện của đề tài
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................


................................................................................................................................................
 Những vấn đề còn hạn chế
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
4.3 Nhận xét đối với từng sinh viên tham gia thực hiện đề tài đề tài (ghi rõ từng nội
dung chính do sinh viên nào chịu trách nhiệm thực hiện nếu có)
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
..................................................................................................
4.4 Kết luận, đề nghị và điểm
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
Cần Thơ, ngày 09 tháng 05 năm 2015
Cán bộ hướng dẫn

Ths. Lê Đức Duy

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

KHOA CÔNG NGHỆ
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

----------

Cần Thơ, ngày 09 tháng 05 năm 2015
----------

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN
1. Cán bộ phản biện ...................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
2. Tên đề tài
“Khảo sát khả năng hấp phụ ion kim loại Fe3+ trong dung dịch và khả năng diệt khuẩn
của tro trấu biến tính”
3. Cán bộ hướng dẫn
Ths. Lê Đức Duy, Trưởng phòng TN vật liệu Polymer và Composite, Bộ môn Công nghệ
hóa học, Khoa Công Nghệ, Trường Đại học Cần Thơ.
4. Sinh viên thực hiện
Họ và tên: Phạm Quang Tường
MSSV: 2112218
Ngành: Kỹ thuật Hóa Học
Khóa: 37
5. Nội dung nhận xét

5.1 Nhận xét về hình thức LVTN
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
5.2 Nhận xét về nội dung LVTN
 Đánh giá nội dung thực hiện của đề tài


................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
 Những vấn đề còn hạn chế
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
5.3 Nhận xét đối với từng sinh viên tham gia thực hiện đề tài đề tài (ghi rõ từng nội
dung chính do sinh viên nào chịu trách nhiệm thực hiện nếu có)
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
5.4 Kết luận, đề nghị và điểm
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................

Cần Thơ, ngày 09 tháng 05 năm 2015
Cán bộ phản biện

Đoàn Văn Hồng Thiện

Lương Huỳnh Vũ Thanh


Luận văn tốt nghiệp – KTHH

CBHD: Ths. Lê Đức Duy

MỤC LỤC

MỤC LỤC ................................................................................................................................................1
TÓM TẮT ĐỀ TÀI ....................................................................................................................................... v
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ........................................................................................................................ vii
DANH MỤC HÌNH .................................................................................................................................. viii
DANH MỤC BẢNG ................................................................................................................................... xi
LỜI NÓI ĐẦU ........................................................................................................................................... xii
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ VỎ TRẤU VÀ TRO TRẤU ...............................................................................1
1.1 Tổng quan về nông nghiệp nước ta hiện nay ..............................................................................1
1.2 Phế phẩm nông nghiệp................................................................................................................1
1.3 Vỏ trấu .........................................................................................................................................2
1.3.1 Nguồn gốc vỏ trấu ..................................................................................................................2
1.3.2 Thành phần hóa học trong vỏ trấu.........................................................................................4
1.3.3 Ứng dụng của vỏ trấu .............................................................................................................4
1.3.3.1

Sử dụng vỏ trấu làm chất đốt .......................................................................................5

1.3.3.2

Dùng vỏ trấu để lọc nước .............................................................................................6

1.3.3.3

Sử dụng vỏ trấu tạo thành củi trấu ..............................................................................7

1.3.3.4

Vỏ trấu làm sản phẩm mỹ nghệ ...................................................................................7

1.3.3.5

Ứng dụng vỏ trấu để sản xuất gas sinh học .................................................................8

1.3.4 Các ứng dụng khác của vỏ trấu ..............................................................................................9
1.4 Tro trấu ........................................................................................................................................9
1.4.1 Sơ lượt và thành phần hóa học của tro trấu ..........................................................................9
1.4.2 Đặc điểm cấu tạo và tính chất của silic đioxit ..................................................................... 12
1.4.2.1

Đặc điểm cấu tạo ....................................................................................................... 12

1.4.2.2

Tính chất .................................................................................................................... 13

1.4.3 Phương pháp chế tạo RHA từ vỏ trấu ................................................................................. 13

1.4.3.1

Các quá trình đốt vỏ trấu .......................................................................................... 13

1.4.3.2

Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng RHA trong quá trình đốt .............................. 14

1.4.4 Ứng dụng của tro trấu ......................................................................................................... 15
1.4.4.1

Sử dụng tro trấu làm phụ gia trong sản xuất xi măng ............................................... 16

1.4.4.2

Sản xuất vật liệu zeolite 4A từ tro trấu ..................................................................... 17

1.4.4.3

Công nghệ sản xuất lốp xe từ RHA ............................................................................ 18

1.4.4.4

Chế tạo thủy tinh lỏng từ tro trấu ............................................................................. 19

1.4.4.5

Một số ứng dụng khác của RHA ................................................................................ 20

SVTH: Phạm Quang Tường

Trang i


Luận văn tốt nghiệp – KTHH

CBHD: Ths. Lê Đức Duy

Chương 2. KIM LOẠI NẶNG ................................................................................................................... 21
2.1 Kim loại nặng ............................................................................................................................ 21
2.1.1 Sơ lượt về kim loại nặng...................................................................................................... 21
2.1.2 Tính chất của kim loại nặng ................................................................................................. 22
2.1.3 Ảnh hưởng của kim loại nặng đến con người ..................................................................... 22
2.1.4 Một số KLN phổ biến và tác hại của chúng ......................................................................... 23
2.1.4.1

Chì (Pb) ...................................................................................................................... 23

2.1.4.2

Thuỷ ngân (Hg) .......................................................................................................... 24

2.1.4.3

Cađimi (Cd) ................................................................................................................ 25

2.1.4.4

Asen (As).................................................................................................................... 26

2.2 Sơ lượt về sắt và một số phương pháp xử lý nước nhiễm sắt ................................................. 28
2.2.1 Sơ lượt về sắt (Fe) ............................................................................................................... 28
2.2.2 Các trạng thái tồn tại của sắt trong nước ........................................................................... 29
2.2.3 Các hợp chất vô cơ và một số phương pháp xử lý ion sắt trong nước. .............................. 30
2.2.3.1

Các hợp chất vô cơ của ion sắt trong nước ............................................................... 30

2.2.3.2

Các phương pháp xử lý ion sắt trong nước ............................................................... 30

2.3 Hiện trạng ô nhiễm KLN trong nguồn nước ở nước ta............................................................. 31
2.3.1 Hiện trạng ô nhiễm KLN ...................................................................................................... 31
2.3.2 Ảnh hưởng của ô nhiễm KLN trong môi trường nước ở nước ta ....................................... 32
Chương 3. GIỚI THIỆU VỀ HIỆN TƯỢNG HẤP PHỤ ............................................................................... 34
3.1 Hấp Phụ .................................................................................................................................... 34
3.1.1 Các khái niệm cơ bản .......................................................................................................... 34
3.2 Phân loại hấp phụ ..................................................................................................................... 35
3.2.1 Hấp phụ vật lý ..................................................................................................................... 35
3.2.2 Hấp phụ hóa học ................................................................................................................. 35
3.3 Cân bằng hấp phụ ..................................................................................................................... 35
3.4 Các phương trình đẳng nhiệt hấp phụ ..................................................................................... 36
3.4.1 Phương trình Freundlich ..................................................................................................... 36
3.4.2 Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Henry ............................................................................ 37
3.4.3 Phương trình Langmuir ....................................................................................................... 37
3.5 Các công thức tính toán trong hấp phụ ................................................................................... 38
3.5.1 Dung lượng hấp phụ cân bằng ............................................................................................ 38
3.5.2 Hiệu suất hấp phụ ............................................................................................................... 39
3.6 Động học hấp phụ .................................................................................................................... 39

3.7 Quá trình hấp phụ trong dung dịch .......................................................................................... 39
3.7.1 Hấp phụ ion ......................................................................................................................... 39

SVTH: Phạm Quang Tường

Trang ii


Luận văn tốt nghiệp – KTHH

CBHD: Ths. Lê Đức Duy

3.7.2 Hấp phụ trao đổi ................................................................................................................. 40
3.7.3 Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ trong dung dịch .................................... 41
3.8 Cơ sở lý thuyết hập phụ của RHA ............................................................................................. 42
Chương 4. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH VẬT LIỆU RHA ........................................................... 44
4.1 Phương pháp phổ hấp phụ phân tử UV – VIS .......................................................................... 44
4.2 Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) ........................................................................................... 46
4.2.1 Tia X ..................................................................................................................................... 46
4.2.2 Cơ sở phương pháp nhiễu xạ tia X ...................................................................................... 46
4.2.3 Cấu tạo ................................................................................................................................ 46
4.3 Phương pháp phổ hồng ngoại IR .............................................................................................. 48
4.3.1 Sơ lược về IR........................................................................................................................ 48
4.3.2 Điều kiện hấp thụ bức xạ hồng ngoại.................................................................................. 50
4.3.3 Ứng dụng ............................................................................................................................. 50
Chương 5. THỰC NGHIỆM .................................................................................................................... 51
5.1 Mục tiêu, đối tượng, phạm vi, phương pháp nghiên cứu ........................................................ 51
5.2 Mục tiêu, đối tượng nghiên cứu .............................................................................................. 51
5.3 Phạm vi nghiên cứu .................................................................................................................. 51
5.4 Phương pháp nghiên cứu ......................................................................................................... 51

5.5 Hóa chất, dụng cụ, thiết bị và nguyên liệu ............................................................................... 51
5.5.1 Hóa chất .............................................................................................................................. 51
5.5.2 Dụng cụ, thiết bị .................................................................................................................. 52
5.5.3 Nguyên liệu ......................................................................................................................... 52
5.5.4 Địa điểm và thời gian thực hiện .......................................................................................... 53
5.6 Chế tạo RHA từ vỏ trấu ............................................................................................................ 53
5.6.1 Quy trình chế tạo RHA từ vỏ trấu........................................................................................ 53
5.6.2 Mô tả quy trình chế tạo RHA từ vỏ trấu.............................................................................. 54
5.7 Tiến hành oxy hóa sản phẩm RHA ............................................................................................ 55
5.7.1 Thiết lập đường chuẩn ........................................................................................................ 56
5.8 Khảo sát hấp phụ ion Fe3+ trong dung dịch bằng RHA ............................................................. 57
5.8.1 Chuẩn bị hóa chất và dung dịch .......................................................................................... 57
5.8.2 Xác định nồng độ ion Fe3+ ................................................................................................... 57
5.8.3 Phương pháp nghiên cứu quá trình hấp phụ của RHA ....................................................... 58
5.8.4 Các vấn đề khảo sát............................................................................................................. 58
5.8.5 Tiến hành khảo sát hấp phụ ................................................................................................ 59
5.8.5.1

Khảo sát khả năng hấp phụ của các mẫu RHA .......................................................... 60

5.8.5.2

Khảo sát ảnh hưởng của pH đến quá trình hấp phụ ion Fe3+ .................................... 61

SVTH: Phạm Quang Tường

Trang iii


Luận văn tốt nghiệp – KTHH

CBHD: Ths. Lê Đức Duy

5.8.5.3

Khảo sát ảnh hưởng của thời gian hấp phụ đến quá trình hấp phụ ion Fe3+ ............ 61

5.8.5.4

Khảo sát ảnh hưởng của lượng RHA đến quá trình hấp phụ ion Fe3+ ....................... 62

5.8.5.5

Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ ion Fe3+ ban đầu đến quá trình hấp phụ ............. 63

5.9 Khảo sát khả năng diệt khuẩn của tro trấu biến tính ............................................................... 63
5.9.1 Mục đích khảo sát ............................................................................................................... 63
5.9.2 Các vấn đề cần khảo sát ...................................................................................................... 63
5.9.3 Khảo sát khả năng hấp phụ Ag ............................................................................................ 64
5.9.3.1

Hấp phụ Ag bằng mẫu GA1 và GA2 ........................................................................... 64

5.9.3.2

Hấp phụ Ag mẫu GB1 và GB2 .................................................................................... 66

5.9.4 Khảo sát khả năng diệt khuẩn của RHA-Ag ......................................................................... 66
5.10 Phân tích các chỉ tiêu hóa lý ..................................................................................................... 68
5.10.1 Đo phổ hấp thụ phân tử phức Fe3+ bằng máy UV-VIS......................................................... 68

5.10.2 Đo phổ hồng ngoại IR .......................................................................................................... 68
5.10.3 Đo nhiễu xạ tia X (XRD) ....................................................................................................... 69
Chương 6. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ....................................................................................................... 70
6.1 Chế tạo RHA.............................................................................................................................. 70
6.2 Thiết lập đường chuẩn ............................................................................................................. 71
6.3 Khảo sát khả năng hấp phụ ion Fe3+ của các mẫu RHA ............................................................ 72
6.3.1 Mẫu RHA ở 650 oC ............................................................................................................... 72
6.3.2 Mẫu RHA ở 700 oC ............................................................................................................... 72
6.3.3 Mẫu RHA ở 750 oC ............................................................................................................... 73
6.4 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ ion Fe3+ .............................................. 74
6.4.1 Ảnh hưởng của pH .............................................................................................................. 74
6.4.2 Ảnh hưởng của thời gian hấp phụ....................................................................................... 75
6.4.3 Ảnh hưởng của lượng chất hấp phụ ................................................................................... 76
6.4.4 Ảnh hưởng của nồng độ ion Fe3+ ban đầu .......................................................................... 77
6.5 Khả năng diệt khuẩn tro trấu biến tính RHA-Ag ....................................................................... 79
6.5.1 Khă năng hấp phụ Ag của các mẫu RHA .............................................................................. 79
6.5.2 Khả năng diệt khuẩn của tro trấu biến tính RHA-Ag ........................................................... 80
6.6 Kết quả phân tích phổ IR .......................................................................................................... 81
6.7 Kết quả phân tích phổ XRD ....................................................................................................... 86
Chương 7. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ....................................................................................................... 90
7.1 Kết luận..................................................................................................................................... 90
7.2 Kiến nghị ................................................................................................................................... 91
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................................................ 93

SVTH: Phạm Quang Tường

Trang iv


Luận văn tốt nghiệp – KTHH

CBHD: Ths. Lê Đức Duy

TÓM TẮT ĐỀ TÀI

Tận dụng nguồn phế phẩm nông nghiệp vỏ trấu dồi dào, rẻ tiền và có nguồn gốc
từ thiên nhiên. Trong đề đề tài này, nghiên cứu một số điều kiện chế tạo RHA từ nguồn
nguyên liệu vỏ trấu, sau đó tiến hành khảo sát khả năng hấp phụ ion kim loại Fe3+ và
diệt khuẩn của tro trấu biến tính, cũng như các điều kiện ảnh hưởng đến quá trình hấp
phụ. Kết quả từ vật liệu RHA chế tạo được đã hấp phụ được ion Fe3+ trong dung dịch
và tro trấu biến tính RHA-Ag diệt được vi khuẩn E. coli.
Vỏ trấu khô được thu gom từ nhà máy xay xát gạo, sau đó tiến hành chế tạo vật
liệu RHA và khảo sát hấp phụ ion kim loại Fe3+, như sau: 100 g vỏ trấu được làm sạch
sơ bộ dưới nước vòi, sau đó được khuấy mạnh với 2,5 L nước cất trong khoảng thời gian
3 giờ. Lấy phần vỏ trấu tiếp tục đem khuấy với 2,5 L HCl 0,1N trong khoảng thời gian
1 giờ. Sau khi khuấy xong, vỏ trấu được rửa bằng nước cất cho đến khi sạch hết axit và
cho vào tủ sấy ở 60 oC trong vòng 5 giờ. Cân 100 g vỏ trấu và tiến hành các bước làm
sạch sơ bộ ban đầu tương tự như trên, nhưng khi khuấy vỏ trẩu chỉ dùng nước cất. Từ 2
mẫu vỏ trấu ban đầu, ta đem đốt cháy hoàn toàn trong không khí thu được vỏ trấu đen.
Cân 12 g vỏ trấu đen của 2 mẫu cho hai vào bát nung khác nhau và thực hiện quá trình
nung gián đoạn ở nhiệt độ 650 oC trong thời gian 3 giờ với tốc độ nâng nhiệt trung bình
là 5 oC trên một phút và tiếp tục cân 12 g vỏ trấu đen của 2 mẫu, đem nung ở 700 oC
trong 3 giờ, 12 g nung ở 750 oC trong 3 giờ. Tiếp theo, lấy RHA chế tạo được thực phản
ứng oxy hóa (quá trình này lập lại ở tất cả các mẫu chế tạo được). Cân 3,0 g RHA cho
vào cốc thủy tinh 500 mL được đặt sẵn trên bếp khuấy từ. Cho tiếp 80 mL dung dịch
H2SO4 (0 oC, 1M) và 3,0 g KMnO4 vào cốc thủy tinh. Khuấy dung dịch trong 2 giờ trong
khoảng nhiệt độ từ 35 – 40 oC, tốc độ khuấy 400 vòng/phút. Để nguội dung dịch đến
nhiệt độ phòng, cho tiếp vào erlen: 200 mL H2O cất ở 0 oC. Sau đó nhỏ từng giọt H2O2
(20 mL, 0 oC, 30%) vào cốc thủy tinh. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, tiến hành lọc
và rửa nhiều lần với nước cất. Sản phẩm thu được cho vào tủ sấy ở nhiệt độ 60 oC trong

5 giờ, sau đó đem cân sản phẩm thu được và bảo quản lại trong tủ sấy. Cuối cùng, tiến
hành khảo sát khả năng hấp phụ ion Fe3+ của tất cả các mẫu RHA chế tạo được và các
mẫu đã được oxy hóa, từ đó ta chọn ra mẫu có hiệu suất hấp phụ cao nhất để tiến hành
SVTH: Phạm Quang Tường

Trang v


Luận văn tốt nghiệp – KTHH

CBHD: Ths. Lê Đức Duy

khảo sát các yếu tố khác ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ như: pH, thời gian hấp phụ,
lượng RHA hấp phụ, nồng độ ion Fe3+ ban đầu. Để phân tích và đánh giá RHA ta sử
dụng các phương pháp: đo phổ IR và XRD .
Từ các kết quả khảo sát thu được trên thực nghiệm và phân tích mẫu. Kết luận
được rằng: Mẫu RHA chế tạo từ vỏ trấu không xử lý axit HCl, được nung ở 700 oC và
không oxy hóa bằng KMnO4 thì có khả năng hấp phụ ion Fe3+ tốt nhất. . Hàm lượng
RHA hấp phụ tốt nhất là 90 mg trong 50 mL dung dịch ion Fe3+ nồng độ 60 mg/L. Các
điều kiện tối ưu của quá trình hấp phụ là: hấp phụ ở pH bằng 4, thời gian hấp phụ 30
phút và mẫu RHA được đánh nhiễn bằng sóng siêu âm trong dung môi nước cất thì khả
năng hấp phụ sẽ tốt hơn. Vật liệu RHA-Ag diệt được vi khuẩn.

SVTH: Phạm Quang Tường

Trang vi


Luận văn tốt nghiệp – KTHH

CBHD: Ths. Lê Đức Duy

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
KLN: Kim loại nặng
RH: Rice husk (vỏ trấu)
RHA: Rice husk ash (Tro trấu sau khi nung)
RHA-A: RHA được chế tạo từ vỏ trấu có xử lý axit HCl
RHA-Ag: Tro trấu sau khi nung hấp phụ Ag
RHA-B: RHA được chế tạo từ vỏ trấu không xử lý axit HCl
SEM: Scanning Electron Microcope (kính hiển vi điện tử quét)
UV-VIS: Ultraviolet–visible spectroscopy (Quang phổ hấp thụ phân tử)
XRD: X – ray Diffraction – phổ nhiễu xạ tia X

SVTH: Phạm Quang Tường

Trang vii


Luận văn tốt nghiệp – KTHH

CBHD: Ths. Lê Đức Duy

DANH MỤC HÌNH
Hình 1-1 Sản lượng cây trồng qua các năm ( theo Tổng Cục Thống Kê, 2010) ........................................2
Hình 1-2 Cây lúa .......................................................................................................................................2
Hình 1-3 Vỏ trấu .......................................................................................................................................2
Hình 1-4 Cấu tạo của hạt lúa ....................................................................................................................3
Hình 1-5 Lò đốt vỏ trấu dùng trong sinh hoạt ở các vùng Tây Nam Bộ ...................................................5
Hình 1-6 Dùng vỏ trấu làm nguyên liệu đốt trong quá trình sản xuất gạch.............................................6
Hình 1-7 Củi trấu thành phẩm ..................................................................................................................7

Hình 1-8 Bình hoa, tượng làm từ vỏ trấu .................................................................................................7
Hình 1-9 Bếp trấu hóa gas của GS. Trần Bình...........................................................................................8
Hình 1-10 Quy trình sản xuất gas sinh học trong công nghiệp từ vỏ trấu ...............................................8
Hình 1-11 Tro trấu đen sau khi đốt RH trong không khí ở điều kiện thường ..........................................9
Hình 1-12 Tro trấu sau khi nung (RHA) ở nhiệt độ 700o C trong 3 giờ .................................................. 10
Hình 1-13 Cấu trúc liên kết trên bề mặt của vật liệu RHA .................................................................... 11
Hình 1-14 SEM của RHA (600 oC, 3h)..................................................................................................... 11
Hình 1-15 Cấu trúc tinh thể SiO2 ........................................................................................................... 12
Hình 1-16 Cấu trúc xốp của vỏ trấu (Chandrasekhar K.G, et al., 2003) và Tro trấu (RHA) (Bouzoubaâ N,
et al., 2001) ........................................................................................................................................... 14
Hình 1-17 Ứng dụng tro trấu làm phụ gia trong sản xuất Ximăng ........................................................ 16
Hình 1-18 Hệ thống thiết bị sản xuất zeolite của PGS.TS Trần Ngọc Tuyền.......................................... 17
Hình 1-19 Zeolite dạng bột.................................................................................................................... 18
Hình 1-20 Sản xuất lốp xe từ tro trấu sau khi nung (RHA) của Công ty Goodyear................................ 19
Hình 1-21 Thủy tinh được chế tạo từ tro trấu ...................................................................................... 19
Hình 2-1 Ô nhiễm kim loại nặng do tác động của con người do tác động của con người đối với đất và
nước (singht et al., 1994) ...................................................................................................................... 21
Hình 2-2 Kim loại chì (Pb) trong tự nhiên.............................................................................................. 23
Hình 2-3 Kim loại thủy ngân (Hg) .......................................................................................................... 24
Hình 2-4 Kim loại Cađimi (Cd) ............................................................................................................... 26
Hình 2-5 Kim loại Asen (As) trong ống nghiệm ..................................................................................... 27
Hình 2-6 Nguồn nước bị nhiễm phèn sắt tại Hòa Xuân - Đà Nẵng........................................................ 28
Hình 2-7 Kim loại Sắt (Fe) ở dạng bột.................................................................................................... 29
Hình 2-8 nước bị ô nhiễm kim loại nặng và muối thủy ngân xyanua ở các vùng công nghiệp mạ và tái
chế kim loại ........................................................................................................................................... 31
Hình 2-9 Cá chết do nhiễm kim loại nặng trong nước (baomoi.com, 2013)......................................... 33

SVTH: Phạm Quang Tường

Trang viii

Luận văn tốt nghiệp – KTHH

CBHD: Ths. Lê Đức Duy

Hình 3-1 Cơ chế hấp thụ khí-lỏng (a) và hấp thụ chất lỏng-rắn (b)....................................................... 34
Hình 3-2 Đường hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir .................................................................................... 37
Hình 3-4 sự định hướng các phân tử chất HĐBM trên bề mặt phân chia hai pha khác nhau .............. 41
Hình 3-5 Ảnh SEM bề mặt của RHA độ phóng đại 15000 lần................................................................ 41
Hình 4-1 Máy quang phổ UV – VIS, Bộ môn Công Nghệ Hóa Học, Khoa Công Nghệ, Trường Đại học
Cần Thơ. ................................................................................................................................................ 44
Hình 4-2 Sơ đồ mô phỏng cấu tạo của máy quang phổ ........................................................................ 45
Hình 4-3 Máy nhiễu xạ tia X (XRD) D8 - Advanced, Bộ môn Hóa Học, Khoa Khoa Học Tự Nhiên, Trường
Đại học Cần Thơ .................................................................................................................................... 47
Hình 4-4 Sự phân vùng bước sóng các loại bức xạ................................................................................ 48
Hình 4-5 Máy quang phổ IR, Bộ môn Hóa Học, Khoa Khoa Học Tự Nhiên, Trường Đại học Cần Thơ .. 49
Hình 5-1 Nguyên liệu vỏ trấu ................................................................................................................ 52
Hình 5-2 Quy trình chế tạo RHA từ vỏ trấu ........................................................................................... 53
Hình 5-3 cân vỏ trấu khô ....................................................................................................................... 54
Hình 5-4 Quá trình xử lý vỏ trấu............................................................................................................ 54
Hình 5-5 Đốt cháy vỏ trấu trong không khí ........................................................................................... 54
Hình 5-6 Cân tro trấu đen trước khi nung

............................................................................. 55

Hình 5-7 Thiết bị nung ........................................................................................................................... 55
Hình 5-8 Thí nghiệm oxy hóa RHA bằng KMnO4 ................................................................................... 56
Hình 5-9 Thí nghiệm hấp phụ ................................................................................................................ 60
Hình 5-10 Đo UV-VIS của các mẫu......................................................................................................... 60

Hình 5-11 Đánh nhuyễn các mẫu RHA bằng thiết bị sóng siêu âm ....................................................... 61
Hình 5-12 Thí nghiệm hấp phụ Ag bằng tro trấu đen (GA1 và GB1) .................................................... 65
Hình 5-13 Lọc kết tủa của dung dịch AgCl ............................................................................................. 65
Hình 5-14 Thí nghiệm hấp phụ Ag bằng tro trấu trấu trắng (GB1 và GB2) .......................................... 66
Hình 5-16 Vi khuẩn E.coli...................................................................................................................... 67
Hình 5-17 Môi trường LB....................................................................................................................... 67
Hình 5-18 Đĩa Petri ................................................................................................................................ 67
Hình 5-19 Tủ ủ tân sinh mẫu và vi khuẩn (chế độ lắc) .......................................................................... 68
Hình 6-1 Tro trấu đen trước khi nung ................................................................................................... 70
Hình 6-2 Tro trấu sau khi nung (RHA) ................................................................................................... 70
Hình 6-3 Đồ thị đường chuẩn của ion Fe3+ ............................................................................................ 71
Hình 6-4 Đồ thị thể hiện sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ vào pH ................................................. 74
Hình 6-5 Đồ thị thể hiện sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ vào thời gian ....................................... 75
Hình 6-6 Đồ thị thể hiện sự phụ thuộc của hiệu suất hấp phụ vào lượng RHA .................................... 76
Hình 6-7 Đường cong đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir đối với ion Fe3+ .................................................. 77

SVTH: Phạm Quang Tường

Trang ix


Luận văn tốt nghiệp – KTHH

CBHD: Ths. Lê Đức Duy

Hình 6-8 Dạng tuyến tính của phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir......................................... 78
HÌnh 6-9 Các mẫu tro trấu biến tính RHA-Ag ........................................................................................ 79
Hình 6-10 Đĩa petri ban đầu khi mới đặt các giấy thấm RHA-Ag .......................................................... 80
Hình 6-11 Đĩa petri của các mẫu sau khi đặt trong tủ ủ 12 giờ ............................................................. 80
Hình 6-12 Phổ IR của mẫu B2 ................................................................................................................ 81

Hình 6-13 phổ IR của mẫu B1 ................................................................................................................ 82
Hình 6-14 Phổ IR của mẫu B3 ................................................................................................................ 82
Hình 6-15 Phổ IR của mẫu OA2 ............................................................................................................. 83
Hình 6-16 Phổ IR của mẫu OB2 ............................................................................................................. 83
Hình 6-17 Phổ IR của mẫu A2 ................................................................................................................ 84
Hình 6-18 Phổ IR của các mẫu RHA ........................................................................................... 84
Hình 6-19 Phổ XRD của mẫu đối chứng (DC) ........................................................................................ 86
Hình 6-20 Phổ XRD của mẫu GA1 .......................................................................................................... 86
Hình 6-21 Phổ XRD của mẫu GA2 .......................................................................................................... 87
Hình 6-22 Phổ XRD của mẫu GB1 .......................................................................................................... 87
Hình 6-23 Phổ XRD của mẫu GB2 .......................................................................................................... 88
Hình 6-24 Phổ XRD của các mẫu RHA-Ag .............................................................................................. 88

SVTH: Phạm Quang Tường

Trang x


Luận văn tốt nghiệp – KTHH

CBHD: Ths. Lê Đức Duy

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1-1 Thành phần hữu cơ của vỏ trấu ................................................................................................4
Bảng 1-2 Thành phần hóa học của RHA xác định bởi XRF..................................................................... 10
Bảng 5-1 Số liệu pha dung dịch thiết lập đường chuẩn ........................................................................ 56
Bảng 6-1 Khối lượng tro trấu sau khi nung (RHA) ................................................................................. 70
Bảng 6-2 số liệu đo phổ UV-VIS tại bước sóng 520 nm của các mẫu chuẩn ......................................... 71
Bảng 6-3 Kết quả thí nghiệm hấp phụ ion Fe3+ bằng RHA được nung ở 650 oC.................................... 72
Bảng 6-4 Kết quả thí nghiệm hấp phụ ion Fe3+ bằng RHA được nung ở 700 oC.................................... 72

Bảng 6-5 kết quả thí nghiệm hấp phụ ion Fe3+ bằng RHA được nung ở 750 oC .................................... 73
Bảng 6-6 So sánh hiệu suất hấp phụ ion Fe3+ của các mẫu RHA ........................................................... 73
Bảng 6-7 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH quá trình hấp phụ ........................................................ 74
Bảng 6-8 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian hấp phụ đến quá trình hấp phụ ......................... 75
Bảng 6-9 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của lượng chất hấp phụ RHA đến quá trình hấp ..................... 76
Bảng 6-10 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ ion Fe3+ ban đầu đến quá trình hấp phụ ........... 77
Bảng 6-11 Kết quả hấp phụ Ag của tro trấu biến tính RHA-Ag ............................................................. 79
Bảng 6-12 Khả năng diệt khuẩn của tro trấu biến tính RHA-Ag ............................................................ 80
Bảng 6-13 Các peak dao đông của các mẫu RHA .................................................................................. 85

SVTH: Phạm Quang Tường

Trang xi


Luận văn tốt nghiệp – KTHH

CBHD: Ths. Lê Đức Duy

LỜI NÓI ĐẦU

Trong quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa của nước ta hiện nay, với sự phát
triển vượt bậc về kinh tế thì gắn liền với nó là vấn đề ô nhiễm môi trường do các nguồn
chất thải từ công nghiệp. Trong đó ô nhiễm do kim loại nặng thải ra từ các ngành công
nghiệp là một mối đe doạ nghiêm trọng đối với sức khoẻ của con người và sự an toàn
của hệ sinh thái. Hầu hết các kim loại nặng như Pb, Hg, Cd, As, Cu, Zn, Fe, Cr, Co, Mn,
Se, Mo… Tồn tại trong nước ở dạng ion, chúng phát sinh chủ yếu từ công nghiệp. Việc
loại trừ các thành phần chứa ion kim loại nặng độc hại ra khỏi các nguồn nước, đặc biệt
là nước thải công nghiệp là mục tiêu môi trường quan trọng bậc nhất phải giải quyết
hiện nay. Đã có nhiều giải pháp được đưa ra nhằm loại bỏ ion kim loại nặng trong nước

thải. Trong đó phương pháp hấp phụ có nhiều ưu điểm và được sử dụng ngày càng rộng
rãi. Theo một số tài liệu và khảo sát sơ bộ của một số nhà khao học trong và ngoài nước
cho thấy trong vỏ trấu có chứa một lượng lớn SiO2 với cấu trúc xốp và diện tích bề mặt
riêng lớn nên có thể được sử dụng làm vật liệu hấp phụ các kim loại nặng và các chất
hữu cơ trong nước.
Việc nghiên cứu tách SiO2 từ vỏ trấu để làm vật liệu xử lý các ion kim loại nặng
trong nước thải công nghiệp, không chỉ có ý nghĩa thực tiễn trong việc sử dụng hiệu quả
nguồn vỏ trấu khổng lồ, giảm khả năng gây ô nhiễm môi trường, đồng thời còn tạo ra
một loại vật liệu hấp phụ rẻ tiền từ nguồn nguyên liệu phế phẩm nông nghiệp của cây
lúa, đây cũng là một bước tiến khoa khọc mới rất có nghĩa “sử dụng phế phẩm nông
nghiệp để xử lý chất thải công nghiệp” mà con người hoàn toàn có thể làm được. Vì vậy,
tôi chọn đề tài: “Khảo sát khẳ năng hấp phụ ion Fe3+ trong dung dịch và khả năng
diệt khuẩn của tro trấu biến tính” để tìm hiểu về một loại vật liệu hấp phụ rẻ tiền, có
nguồn gốc tự nhiên ứng dụng trong xử lý kim loại nặng trong nước thải công nghiệp.

SVTH: Phạm Quang Tường

Trang xii


Luận văn tốt nghiệp – KTHH

CBHD: Ths. Lê Đức Duy

Chương 1. TỔNG QUAN VỀ VỎ TRẤU VÀ TRO TRẤU

1.1 Tổng quan về nông nghiệp nước ta hiện nay
Nông nghiệp là ngành kinh tế quan trọng của Việt Nam. Hiện nay, Việt Nam vẫn
là một nước nông nghiệp. Việc tự do hóa sản xuất nông nghiệp, đặc biệt là sản xuất lúa
gạo, đã giúp Việt Nam là nước thứ nhất trên thế giới về xuất khẩu gạo năm 2013

(Wikipedia, 2015).
Theo báo cáo của Bộ Nông nghiệp và PTNT, năm 2014, thị trường tiêu thụ nông
lâm thủy sản cả trong nước và xuất khẩu được phát triển, mở rộng. Tổng kim ngạch xuất
khẩu cả nước ước đạt 30,86 tỷ USD, tăng 11,2% so với năm 2013. Trong đó, nhiều mặt
hàng có kim ngạch xuất khẩu tăng mạnh như cà phê tăng 32,2%, hạt điều tăng 21,1%,
hồ tiêu tăng 34,1%, rau quả tăng 34,9%, thủy sản tăng 18%, lâm sản và đồ gỗ tăng
12,7%, gạo tăng 5,3% (không kể tiểu ngạch). Đã có 10 mặt hàng đạt kim ngạch trên 1
tỷ USD (gạo, cà phê, cao su, điều, tiêu, sắn, rau quả, tôm, cá tra, lâm sản…).
Báo cáo cũng đã nêu rõ, năm nay, tái cơ cấu ngành nông nghiệp được tác động
mạnh, mang lại kết quả khá toàn diện, với tốc độ tăng trưởng ngành nông nghiệp khá
cao, đạt 3,3%, vượt mục tiêu Chính phủ đề ra và cao hơn nhiều so với năm ngoái. Đặc
biệt, tổng kim ngạch xuất khẩu ước đạt 30,86 tỷ USD, tăng trên 11% so với năm trước,
đã có 10 mặt hàng đạt trên đạt kim ngạch trên 1 tỷ USD. Tuy nhiên, việc tái cơ cấu
ngành nông nghiệp chưa đồng bộ, đồng đều ở các địa phương, tiêu thụ nông sản còn
khó, như cao su, cá tra, mía đường (Bộ Nông nghiệp và PTNT, 2014).
1.2 Phế phẩm nông nghiệp
Phế phẩm nông nghiệp là chất thải từ các loại cây trồng phát sinh ra sau khi thu
hoạch và chế biến để tạo ra sản phẩm chính.
Ngành công nghiệp trồng trọt là một trong những ngành kinh tế quan trọng của
Việt Nam. Trong quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước hiện nay, mặc dù
diện tích đất nông nghiệp qua các năm giảm nhưng do áp dụng những tiến bộ khoa học
kỹ thuật vào sản xuất nên sản lượng, năng suất cây trồng qua các năm luôn tăng.

SVTH: Phạm Quang Tường

Trang 1


Luận văn tốt nghiệp – KTHH

CBHD: Ths. Lê Đức Duy

Hình 1-1 Sản lượng cây trồng qua các năm (theo Tổng Cục Thống Kê, 2010)
Cùng với sự tăng trưởng về sản lượng nông nghiệp là sự gia tăng về khối lượng
phế phẩm nông nghiệp sau khi thu hoạch và chế biến lên tới hàng trục triệu tấn qua các
năm, đặc biệt là nguồn vỏ trấu khổng lồ thải ra môi trường hàng năm.
1.3 Vỏ trấu
1.3.1 Nguồn gốc vỏ trấu
Trong quá trình xay xát và chế biến gạo từ hạt lúa, sau khi thu được sản phẩm
chính là gạo thì phần còn lại là vỏ trấu và một sô sản phẩm phụ khác.

Hình 1-2 Cây lúa
SVTH: Phạm Quang Tường

Hình 1-3 Vỏ trấu
Trang 2


Luận văn tốt nghiệp – KTHH

CBHD: Ths. Lê Đức Duy

Cấu tạo của hạt lúa (Wikipedia, 2015):

Hình 1-4 Cấu tạo của hạt lúa
 Vỏ trấu có kích thước trung bình khoảng 8 - 10 mm dài, 2 - 3 mm rộng và 0,2
mm dày. Khối lượng thể tích của vỏ trấu khi nén trong bao đựng khoảng 122
kg.m-3.
 Vỏ trấu là vỏ ngoài cùng của hạt lúa bao bọc và chiếm 20% khối lượng.
 Lớp tiếp theo bao phủ phía ngoài cùng hạt gạo là lớp vỏ mỏng có màu hồng hoặc

đỏ hay nói cách khác nó gọi là cám chiếm từ 7-8% khối lượng, bên trong gồm
những tế bào diệp lục. Khi xay xát dù nhẹ, lớp này cũng bong hoàn toàn thành
cám, lớp chứa đựng nhiều protein và lipid, tùy theo mức độ xay xát mà hạt gạo
mất hoàn toàn hay một phần. Phôi của hạt: Chứa rất nhiều các loại men (enzym),
vitamin, chất khoáng, protein, lipid… và hầu như không có tinh bột, dù xay xát
ở mức vừa phải thì phôi cũng bị bong ra theo cám, làm cho hạt gạo bị khuyết một
đầu.
 Cuối cùng là hạt gạo bên trong chiếm 70% khối lượng còn lại.
Lúa được trồng ở hầu hết các châu lục và chiếm trên 1% diện tích bề mặt trái đất
để tạo ra nguồn lượng thực nuôi sống hàng tỷ người, chỉ đứng sau lúa mì cả về diện tích
và sản lượng (apps.fao.org, 2002). Lúa là một trong năm loại cây lương thực chính của
thế giới, cùng với ngô (Zea Mays L,), lúa mì (Triticum sp, tên khác: tiểu mạch), sắn
(Manihot esculenta Crantz, tên khác khoai mì) và khoai tây (Solanum tuberosum L).
Theo quan niệm xưa lúa cũng là một trong sáu loại lương thực chủ yếu trong lục cốc,

SVTH: Phạm Quang Tường

Trang 3


Luận văn tốt nghiệp – KTHH

CBHD: Ths. Lê Đức Duy

Lúa là các loài thực vật sống một năm, có thể cao tới 1-1,8 m, đôi khi cao hơn, với các
lá mỏng, hẹp bản (2 - 2,5 cm) và dài 50 - 100 cm, các hoa nhỏ tự thụ phấn mọc thành
các cụm hoa phân nhánh cong hay rủ xuống, dài 30-50 cm, hạt là loại quả thóc (hạt nhỏ,
cứng của các loại cây ngũ cốc) dài 5 - 12 mm và dày 2 - 3 mm. Sau khi xát bỏ lớp vỏ
ngoài thu được sản phẩm chính là gạo và các phụ phẩm là cám và trấu.
1.3.2 Thành phần hóa học trong vỏ trấu

Thành phần hóa học trong vỏ trấu tuy phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: điều kiện
tự nhiên, thổ nhưỡng, khí khậu, mùa vụ, giống lúa…Nhưng Trong vỏ trấu chứa khoảng
75% chất hữu cơ dễ bay hơi sẽ cháy trong quá trình đốt và khoảng 25% còn lại chuyển
thành tro. Chất hữu cơ chứa chủ yếu cellulose, lignin và Hemi - cellulose (90%), ngoài
ra có thêm thành phần khác như hợp chất nitơ và vô cơ, lignin chiếm khoảng 25-30%
và cellulose chiếm khoảng 35-40% Có nhiều kết quả khảo sát về thành phần hóa học
trong vỏ trấu. Nhìn chung, các kết quả phân tích cho thấy thành phần các chất chính
trong vỏ trấu thì không có sự chênh lệch nhiều giữa các vỏ trấu được khảo sát ở các điều
kiện khác nhau (Sharma, N. K et al., 1984).
Bảng 1-1 Thành phần hữu cơ của vỏ trấu

Thành phần chủ yếu
∝-cellulose
Lignin
D-xylose
I-arabinose
Methylglucuronic axít
D-galactose
Tổng cộng

Tỷ lệ theo khối lượng (%)
43,33
22,00
17,52
6,53
3,27
2,35
94,99

1.3.3 Ứng dụng của vỏ trấu

Vỏ trấu là một trong những chất thải nông nghiệp phổ biến rộng rãi nhất ở nhiều
nước sản xuất gạo trên thế giới. Khoảng 600 triệu tấn lúa gạo được sản xuất mỗi năm
trên thế giới. Tính trung bình 20% của lúa gạo là trấu, cho một tổng sản lượng hàng năm
là 120 triệu tấn vỏ trấu (Giddel M.R, el at., 2007).
Ở nước ta, theo Tổng cục thống kê thì sản lượng lúa cả năm 2014 ước tính đạt
gần 45 triệu tấn, khối lượng chất thải vỏ trấu trung bình là 8 triệu tấn/năm. Hiện tại, hầu
hết lượng vỏ trấu tạo ra chưa được tận dụng mà bị vứt bỏ, như là một dạng chất thải
nông nghiệp. Chất thải này tập trung phổ biến ở các quốc gia nông nghiệp do chưa có
SVTH: Phạm Quang Tường

Trang 4


Luận văn tốt nghiệp – KTHH

CBHD: Ths. Lê Đức Duy

giải pháp xử lý hiệu quả nên vỏ trấu sau khi bị thải thẳng ra môi trường đã gây hậu quả
nghiệm trọng về ô nhiễm môi trường, nhất là nguồn nước và các nguồn lợi gắn liền với
nguồn nước.
Vỏ trấu có rất nhiều tại Đồng bằng sông Cửu Long và Đồng bằng sông Hồng, 2
vùng trồng lúa lớn nhất cả nước. Chúng thường không được sử dụng hết nên phải đem
đốt hoặc đổ xuống sông suối để tiêu hủy. Theo khảo sát, lượng vỏ trấu thải ra tại Đồng
bằng sông Cửu Long khoảng hơn 3 triệu tấn/năm, nhưng chỉ khoảng 10% trong số đó
được sử dụng hiện nay như (www.ecoenergy-vn.com, 2015):
1.3.3.1 Sử dụng vỏ trấu làm chất đốt
Từ lâu, vỏ trâu đã là một loại chất đốt rất quen thuộc với bà côn nông dân, đặc biệt
là bà con nông dân ở vùng Đồng bằng Sông Cửu Long. Chất đốt từ vỏ trấu được sử dụng
nhiều trong cả sinh hoạt (nấu ăn, nấu thức ăn gia súc …) và sản xuất (làm gạch, sấy lúa).
Trấu là nguồn nguyên liệu rất dồi dào và lại rẻ tiền, thành phần là chất xơ cao phân tử

rất khó cho vi sinh vật sử dụng nên việc bảo quản, tồn trữ rất đơn giản, chi phí đầu tư ít.

Hình 1-5 Lò đốt vỏ trấu dùng trong sinh hoạt ở các vùng Tây Nam Bộ
Đối với sản xuất tiểu thủ công nghiệp và chăn nuôi, trấu cũng đưọc sử dụng rất
thường xuyên. Thông thường trấu là chất đốt dùng cho việc nấu thức ăn nuôi cá hoặc
lợn, nấu rượu và một lượng lớn trấu được dùng nung gạch trong nghề sản xuất gạch tại
khu vực đồng bằng sông Cửu Long…
Thống kê của Tổ chức Lương Thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc (FAO) cho
biết, hàng năm, thế giới thu hoạch hơn 700 triệu tấn gạo và việc tìm nơi xử lý vỏ trấu

SVTH: Phạm Quang Tường

Trang 5


Luận văn tốt nghiệp – KTHH

CBHD: Ths. Lê Đức Duy

là một khó khăn, Vì thế, vỏ trấu thường được dùng để sản xuất nhiệt điện để giảm tải
khối lượng đổ ra các bãi rác thải.

Hình 1-6 Dùng vỏ trấu làm nguyên liệu đốt trong quá trình sản xuất gạch
1.3.3.2 Dùng vỏ trấu để lọc nước
Tại thành phố Hải Dương đã có người phát minh ra cách chế tạo thiết bị lọc nước
từ vỏ trấu, có khả năng lọc thẳng nước ao, hồ thành nước uống sạch. Cốt lõi của thiết bị
là một cụm sứ xốp trắng, hình trụ nằm trong chiếc bình lọc. Điều đặc biệt là loại sứ này
được tạo ra bằng cách tách ôxit silic từ trấu, có đặc tính lọc cực tốt, với lỗ lọc siêu nhỏ,
nhỏ hơn lỗ lọc của thiết bị của Mỹ tới 10 lần, của Nhật 4 lần, ngoài ra nó cũng có độ bền
cao (có thể sử dụng 10 đến 20 năm). Thiết bị còn có khả năng khử được mùi ở nguồn

nước ô nhiễm, khử chất dioxin khi mắc nối tiếp một bình lọc có ống lọc bằng than hoạt
tính.
Để kiểm tra tính hiệu quả an toàn của thiết bị lọc nước. Trung tâm y tế dự phòng
tỉnh Hải Dương đã lấy mẫu nước hồ Bạch Đằng, nơi bị ô nhiễm nặng trong thành phố
Hải Dương đem xử lý qua thiết bị lọc từ vỏ trấu. Kết quả cho thấy: nước hồ sau xử lý
đạt tiêu chuẩn vệ sinh nước ăn uống về các chỉ tiêu vi sinh. Mặt khác việc bảo dưỡng
lõi lọc khá đơn giản, chỉ cần dùng giẻ lau hoặc khăn mặt lau sạch là lõi lọc trắng, tốc độ
lọc như ban đầu.

SVTH: Phạm Quang Tường

Trang 6