Chế Tạo Vật Liệu Hấp Phụ Từ Phế Phụ Phẩm Nông Nghiệp Để Xử Lý Chất Hữu Cơ Trong Nước Thải Làng Nghề Chế Biến Nông Sản

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

NGUYỄN THỊ LIÊN

CHẾ TẠO VẬT LIỆU HẤP PHỤ TỪ PHẾ PHỤ PHẨM
NÔNG NGHIỆP ĐỂ XỬ LÝ CHẤT HỮU CƠ TRONG
NƯỚC THẢI LÀNG NGHỀ CHẾ BIẾN NÔNG SẢN
XÃ DƯƠNG LIỄU – HUYỆN HOÀI ĐỨC –
THÀNH PHỐ HÀ NỘI

Chuyên ngành:

Khoa học môi trường

Mã số:

60 44 03 01

Người hướng dẫn khoa học:

TS. Nguyễn Thị Hồng Hạnh

NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2016


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả
nghiên cứu được trình bày trong luận văn là trung thực, khách quan và chưa từng
dùng để bảo vệ lấy bất kỳ học vị nào.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được
cám ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều được chỉ rõ nguồn gốc.

Hà Nội, ngày

tháng

năm 2016

Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Liên

i


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tôi đã
nhận được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo, sự giúp đỡ, động
viên của bạn bè, đồng nghiệp và gia đình.
Nhân dịp hoàn thành luận văn, cho phép tôi được bày tỏ lòng kính trọng
và biết ơn sâu sắc TS.Nguyễn Thị Hồng Hạnh đã tận tình hướng dẫn, dành nhiều
công sức, thời gian và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực
hiện đề tài.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào
tạo, Bộ môn Hóa, Khoa Môi trường- Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tận tình
giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể lãnh đạo, cán bộ viên chức Bộ môn Hóa
và xã Dương Liễu đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình thực
hiện đề tài.
Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo
mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tôi
hoàn thành luận văn.

Hà Nội, ngày tháng

năm 2016

Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Liên

ii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN..................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN.......................................................................................................ii
MỤC LỤC............................................................................................................iii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT...........................................................................v
DANH MỤC BẢNG............................................................................................vi
DANH MỤC HÌNH...........................................................................................viii
TRÍCH YẾU LUẬN VĂN...................................................................................x
THESIS ABSTRACT..........................................................................................xi
PHẦN 1. MỞ ĐẦU...............................................................................................1
1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI...................................................................1
1.2. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC...........................................................................2
1.3. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU............................................................................2
1.4. PHẠM VI NGHIÊN CỨU..............................................................................2
1.5. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI, Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN .....3
PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU....................................................................4
2.1. TỔNG QUAN VỀ PHẾ PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP.................................4
2.2. TỔNG QUAN VỀ VỎ TRẤU........................................................................7
2.3. TỔNG QUAN VỀ BÃ MÍA..........................................................................12

2.4. HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC TẠI CÁC LÀNG NGHỀ CHẾ
BIẾN NÔNG SẢN...................................................................................18
2.5. CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN NÔNG SẢN ........19
2.6. XỬ LÝ NƯỚC THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP HẤP PHỤ........................21
PHẦN 3. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..........................26
3.1. ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU...........................................................................26
3.2. THỜI GIAN NGHIÊN CỨU........................................................................26
3.3. ĐỐI TƯỢNG/VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU...................................................26
3.4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU.........................................................................26
3.5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.................................................................26
PHẦN 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN...........................................................35

iii


4.1. KẾT QUẢ CHẾ TẠO VẬT LIỆU HẤP PHỤ..............................................35
4.2. KẾT QUẢ KHẢO SÁT KHẢ NĂNG HẤP PHỤ CỦA VẬT LIỆU VỚI
CÁC MẪU NƯỚC CHỨA CHẤT HỮU CƠ TRONG PHÒNG THÍ
NGHIỆM..................................................................................................45
4.3. THỬ NGHIỆM XỬ LÝ NƯỚC THẢI LÀNG NGHỀ CBNS XÃ DƯƠNG
LIỄU BẰNG VẬT LIỆU CHẾ TẠO.......................................................62
PHẦN 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...........................................................69
5.1. KẾT LUẬN...................................................................................................69
5.2. KIẾN NGHỊ..................................................................................................69
DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ.........................................................71
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................72
PHỤ LỤC............................................................................................................75

iv

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt
BC
BTNMT
CBNS
CN
COD
FAO
KSON
NNPTNT
PPPNN
PTCN
q
Qmax
UBND
VL
VLHP

Nghĩa tiếng Việt
Báo cáo
Bộ tài nguyên môi trường
Chế biến nông sản
Công nghiệp
Nhu cầu oxy hóa học
Tổ chức lương thực thế giới
Kiểm soát ô nhiễm
Nông nghiệp phát triển nông thôn
Phế phụ phẩm nông nghiệp
Phát triển công nghiệp

Dung lượng hấp phụ
Dung lượng hấp phụ cực đại
Ủy ban nhân dân
Vật liệu
Vật liệu hấp phụ

v


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Thành phần hoá học của một số phế phụ phẩm nông nghiệp.........7
Bảng 2.2. Đặc trưng thành phần hoá học của nguyên liệu vỏ trấu..................8
Bảng 2.3. Thành phần hóa học của tro đốt từ vỏ trấu......................................9
Bảng 2.4. Kết quả xác định thành phần nguyên tố của vỏ trấu.......................9
Bảng 2.5. Tình hình sản xuất mía đường và trữ lượng mía đường
trên thế giới từ 2007 – 2012...................................................................14
Bảng 2.6. Thành phần hoá học của bã mía......................................................14
Bảng 2.7. Đặc trưng nước thải một số làng nghề chế biến nông sản.............19
Bảng 2.8. Các đường đẳng nhiệt hấp phụ........................................................21
Bảng 3.1. Số liệu xây dựng đường chuẩn dung dịch xanh methylen.............30
Bảng 3.2. Vị trí lẫy mẫu nước thải tại làng nghề xã Dương Liễu..................33
Bảng 3.3. Các chỉ tiêu và phương pháp phân tích nước thải.........................33
Bảng 4.1. Khối lượng VL chế tạo từ vỏ trấu....................................................35
Bảng 4.2. Khối lượng VL chế tạo từ bã mía.....................................................36
Bảng 4.3. Kết quả phân tích thành phần nguyên tố của các VL
từ vỏ trấu và bã mía...............................................................................39
Bảng 4.4. Ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ của các VL
đối với dung dịch CH3COOH ............................................................45
Bảng 4.5. Ảnh hưởng của khối lượng vật liệu hấp phụ đến khả năng hấp
phụ axit axetic của các loại vật liệu......................................................48

Bảng 4.6. Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch axit axetic đến khả năng hấp
phụ
của các loại VL........................................................................................50
Bảng 4.7. Giá trị dung lượng hấp phụ cực đại đối với axit axetic
của các loại vật liệu.................................................................................52
Bảng 4.8. Ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ của các vật liệu
hấp phụ đối với dung dịch xanh methylen...........................................54
Bảng 4.9. Ảnh hưởng của khối lượng vật liệu hấp phụ đến khả năng hấp
phụ xanh methylen của các VL.............................................................56

vi


Bảng 4.10. Ảnh hưởng của nồng độ xanh methylen ban đầu đến khả năng
hấp phụ của các VL 1A, 1B, 2A, 3A, 3B, 4...........................................58
Bảng 4.11. Dung lượng hấp phụ cực đại của các vật liệu hấp phụ đối với
dung dịch Xanh methylen......................................................................61
Bảng 4.12. Thống kê các sản phẩm chủ yếu năm 2015...................................63
Bảng 4.13. Lượng nước thải của làng nghề Dương Liễu năm 2015...............64
Bảng 4.14. Đặc trưng nước thải làng nghề xã Dương Liễu............................65
Bảng 4.15. Kết quả thử nghiệm khả năng hấp phụ của các vật liệu biến tính
với nước thải làng nghề xã Dương Liễu...............................................66
Bảng 4.16. Dung lượng hấp phụ của các vật liệu trong khoảng thời gian từ
30 đến 150 phút.......................................................................................67

vii


DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1. Một số loại bã thải nông nghiệp.........................................................5

Hình 2.2. Biểu đồ thể hiện sản lượng một số loại cây trồng qua các năm.......5
Hình 2.3. Quy trình xử lý nước thải làng nghề chế biến tinh bột xã Tân Hòa,
huyện Quốc Oai – Thành phố Hà Nội..................................................20
Hình 2.4. Quy trình xử lý nước thải tinh bột mỳ tại nhà máy Phước Long. 20
Hình

2.5.

Đường

hấp

phụ

đẳng

nhiệt langmuir........................................................................................23
Hình 2.6. Sự phụ thuộc Ccb/q và Ccb..............................................................23
Hình 3.1. Đồ thị đường chuẩn xác định nồng độ dung dịch xanh methylen.31
Hình 4.1. Giản đồ phân tích nhiệt DSC mẫu vỏ trấu......................................35
Hình 4.2. Giản đồ phân tích EDX.....................................................................38
Hình 4.3. Hình ảnh các loại vật liệu..................................................................42
Hình 4.4. Giản đồ nhiễu xạ XRD của các vật liệu...........................................44
Hình 4.5. Cấu trúc của chuỗi xenlulozo...........................................................44
Hình 4.6. Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất hấp phụ axit axetic.........46
Hình 4.7. Ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ axit axetic của
các loại vật liệu hấp phụ........................................................................47
Hình 4.8. Ảnh hưởng của khối lượng vật liệu đến hiệu suất hấp phụ
của vật liệu.............................................................................................49
Hình 4.9. Ảnh hưởng của khối lượng vật liệu đến dung lượng hấp phụ

của vật liệu.............................................................................................49
Hình 4.10. Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir đối với dung dịch
CH3COOH..............................................................................................51
Hình 4.11. Sự phụ thuộc của Ccb/q và Ccb với dụng dịch CH3COOH........51
Hình 4.12. Ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ xanh methylen
của các VL 1A, 1B, 2A, 3A, 3B..............................................................55
Hình 4.13. Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất hấp phụ xanh methylen
của các VL 1A, 1B, 2A, 3A, 3B..............................................................55
Hình 4.14. Mối quan hệ giữa khối lượng vật liệu và hiệu suất hấp phụ của
VL 1A, VL 1B, VL 2A, VL 3A, VL 3B.................................................57

viii


Hình 4.15. Đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir đối với dung dịch xanh
methylen của các VL 1A, 1B, 2A, 3A, 3B, 4........................................59
Hình 4.16. Sự phụ thuộc của Ccb/q và Ccb với dụng dịch xanh methylen của
các VL 1A, 1B, 2A, 3A, 3B, 4.................................................................60

ix


TRÍCH YẾU LUẬN VĂN
Báo cáo này trình bày kết quả nghiên cứu về các vật liệu hấp phụ được chế
tạo từ hai loại nguyên liệu trấu và bã mía bằng các phương pháp khác nhau: Trấu
sau khi được rửa sạch, phơi khô tạo thành vật liệu trấu thô (VL 1A); bã mía cắt
nhỏ, rửa nhiều lần bằng nước để loại bỏ đường, đun sôi ở 100 oC trong vòng 50
phút, rửa sạch và phơi khô tự nhiên tạo thành vật liệu mía thô (VL 1B). Các vật
liệu thô (VL 1A và VL1B) tiếp tục được đem chế tạo bằng 2 phương pháp đốt
yếm khí ở 700oC và hoạt hóa bằng axit sunfuric đặc 98% trong 48 giờ. Sau chế

tạo thu được bốn loại vật liệu biến tính khác nhau: VL 2A, 2B, 3A, 3B. Kết quả
khảo sát cho thấy trấu được nhiệt hóa ở 700 oC có kích thước cấp hạt nhỏ, khả
năng hấp phụ axit axetic cao 53,191mg/g, hấp phụ xanh methylen 62,5 mg/g.
Mía được nhiệt hóa bằng axit có kích thước cấp hạt nhỏ, nhưng không tính được
khả năng hấp phụ axit axetic do mẫu có chứa nhiều các nguyên tố kiềm, kiềm thổ
làm ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm. Các vật liệu được hoạt hóa bằng axit
sunfuric có cấp hạt lớn hơn và khả năng hấp phụ axit axetic và xanh methylen
kém hơn so với vât liệu trấu được nhiệt hóa. Các vật liệu biến tính tiếp tục được
dùng để xử lý các chất hữu cơ trong nước thải làng nghề chế biến nông sản xã
Dương Liễu tại các nồng độ 4980 mg/l, 1860 mg/l, 985 mg/l, 540 mg/l trong thời
gian từ 30 đến 150 phút. Kết quả trong điều kiện thí nghiệm cho thấy, các vật
liệu đều có khả năng hấp phụ các chất hữu cơ tốt, trong đó, VL2A có khả năng
hấp phụ tốt nhất. Trên cơ sở này, vật liệu hấp phụ từ vỏ trấu và bã mía sẽ được
ứng dụng để hoàn thiện quy trình công nghệ có khả năng xử lý triệt để chất hữu
cơ trong nước thải tại làng nghề xã Dương Liễu và các làng nghề khác có tính
chất nước thải tương tự.
Từ khóa: Vỏ trấu, bã mía, hấp phụ, chất hữu cơ

x


THESIS ABSTRACT
This report presents the results of research on the adsorbents are made rice
husk and bagasse by different methods: After being washed and dried, rice husk
will become raw husk (VL 1A); bagasse cut into small pieces, repeatedly washed
by water to remove sugar, boiled at 100 0C within 50 minutes and naturally
washed and dried to have raw bagasse (VL 1B). The raw materials (VL1 1A and
VL 1B) will be continuously manufactured by virtue of anaerobic heat at 700 0C
and activated by condensed sulfuric acid 98% within two days. The four different
denatured materials got after manufacture includes VL 2A, 2B, 3A, 3B. The

investigation reveals that rice husk thermalized at 700 0C may highly absorb
acetic acid 53,191 mg/g and methylene blue 62,5 mg/g. Bagasse is thermalized at
the finely granular level; nevertheless, acetic acid absorbing capacity is not able
to count owing to alkali and alkaline-earth metals. The materials thermalized by
sulfuric acid at the larger granular level and acetic acid and methylene blue
absorbing capacity is lower than thermalized rice husk. The denatured materials
will be continuously made in use to process organic substance in sewage at
4980mg/l, 1860 mg/l, 985 mg/l, and 540mg/l from 30 to 150 minutes in Duong
Lieu agricultural village. The result after being experimented indicates the
materials are greatly absorbable in which VL2A is the best, absorbing capacity
within 150 minutes is 117,97 mg/g. It can be started that absorbent from rice
husk and bagasse will be applied to make the technology procedure complete in
order to process organic substance in Duong Lieu agricultural village as well as
other similar ones.
Keywords: rice husk, bagasse, adsorption, organic matter

xi


PHẦN 1. MỞ ĐẦU
1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Trải qua gần 30 năm của quá trình đổi mới, nền kinh tế nước ta như
được “thay da, đổi thịt” hoàn toàn: Các thành phố, nhà máy, xí nghiệp, công
trình giao thông, khu công nghiệp, khu đô thị, khu dân cư mọc lên như nấm
xuyên suốt mảnh đất hình chữ S. Nền kinh tế phát triển đã làm cho đời sống
của người dân không ngừng được cải thiện và nâng cao. Tuy nhiên, vấn đề ô
nhiễm môi trường hầu như vẫn chưa được quan tâm đúng mức, trong đó có ô
nhiễm môi trường nước.
Hiện nay, ô nhiễm môi trường nước do chất hữu cơ khá nghiêm trọng.
Các chất ô nhiễm này có thể xâm nhập vào cơ thể qua đường hô hấp, đường

miệng, qua da …, nếu hàm lượng vượt quá giới hạn cho phép sẽ gây rối loạn
chức năng sinh lý của cơ thể sống, gây các bệnh ung thư, thần kinh. Do vậy, việc
nghiên cứu, loại bỏ chúng ra khỏi môi trường có ý nghĩa hết sức quan trọng.
Đã có rất nhiều phương pháp xử lý ô nhiễm nước được áp dụng: Phương
pháp sinh học, phương pháp hóa học, phương pháp hóa lý. Vì vậy, cũng đã có rất
nhiều nguyên liệu khác nhau được sử dụng để chế tạo vật liệu hấp phụ, trong đó
phế phụ phẩm nông nghiệp như: lõi ngô, vỏ lạc, vỏ trấu, xơ dừa … đang được
các nhà khoa học trên thế giới và Việt Nam quan tâm nghiên cứu. Những vật
liệu này có một số ưu điểm nổi bật như: nguyên liệu sử dụng làm chất hấp phụ
khá phong phú, dễ điều chế, thân thiện với môi trường và có độ an toàn cao.
Dương Liễu là một xã thuộc huyện Hoài Đức - thành phố Hà Nội, nổi
tiếng với nghề chế biến nông sản như tinh bột sắn, miến dong, bún khô, phở khô
… Sự phát triển của làng nghề nơi đây đã tạo công ăn việc làm cho hàng nghìn
lao động, đưa Dương Liễu trở thành xã có thu nhập bình quân đứng thứ 3 trong
toàn huyện Hoài Đức. Tuy nhiên, thời kỳ mùa vụ, trung bình mỗi ngày xã tiếp
nhận khoảng 1.200 – 1.500 tấn nguyên liệu nên đã tạo ra áp lực rất lớn lên chất
lượng môi trường nói chung và môi trường nước nói riêng, trong đó, chủ yếu là ô
nhiễm chất hữu cơ. Vì vậy, yêu cầu cấp thiết là làm sao có thể xử lý triệt để các
chất ô nhiễm này trong nước để vừa phát triển kinh tế mà vẫn đảm bảo chất
lượng môi trường.

1


Xuất phát từ ý tưởng trên, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài “Chế tạo
vật liệu hấp phụ từ phế phụ phẩm nông nghiệp để xử lý chất hữu cơ trong
nước thải làng nghề chế biến nông sản xã Dương Liễu – huyện Hoài Đức –
thành phố Hà Nội”
1.2. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC
- Vỏ trấu và bã mía có khả năng chế tạo vật liệu hấp phụ (VLHP) do thành

phần chính của chúng là xenlulo, hàm lượng cacbon cao, có khả năng biến tính
để tạo thành dạng vật liệu (VL) tương tự than hoạt tính.
- VL chế tạo có cấu trúc tốt, có khả năng hấp phụ các chất hữu cơ trong
phòng thí nghiệm.
Việc đánh giá cấu trúc VL dựa trên các tiêu chí sau:
+ Hiệu suất chế tạo về khối lượng;
+ Đánh giá cấu trúc vật liệu thông qua phân tích thành phần hóa học, xác
định cấu trúc bề mặt, thành phần cấp hạt, cấu trúc tinh thể và diện tích bề mặt
riêng của VL.
+ Đánh giá dung lượng hấp phụ cực đại của các vật liệu với axit axetic và
xanh methylen.
- VL có khả năng hấp phụ chất hữu cơ trong nước thải làng nghề xã
Dương Liễu, hiệu suất loại bỏ chất hữu cơ tốt.
1.3. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
- Nghiên cứu biến tính vỏ trấu và bã mía để tạo ra các vật liệu có khả năng
hấp phụ tốt chất hữu cơ trong phòng thí nghiệm.
- Ứng dụng để xử lý chất hữu cơ trong nước thải làng nghề CBNS xã
Dương Liễu - huyện Hoài Đức - thành phố Hà Nội.
1.4. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
- Nghiên cứu biến tính vỏ trấu và bã mía để tạo ra các loại vật liệu hấp phụ
khác nhau từ hai phương pháp: đốt yếm khí và hoạt hóa bằng axit sunfuric 98%;
- Nghiên cứu thành phần hóa học và cấu trúc của vật liệu;
- Khảo sát khả năng hấp phụ của vật liệu với axit axetic và xanh methylen;
- Quy mô sản xuất và xác định hàm lượng chất hữu cơ của nước thải làng
nghề CBNS xã Dương Liễu;

2


- Xử lý thử nghiệm với mẫu nước thải tại làng nghề xã Dương Liễu có

COD từ 540 mg/l đến 4.980 mg/l bằng các VL chế tạo.
1.5. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI, Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
- Ý nghĩa khoa học:
+ Đã chế tạo được các vật liệu từ vỏ trấu và bã mía có khả năng hấp phụ tốt
các chất hữu cơ: dung dịch axit axetic, dung dịch xanh methylen, chất hữu cơ
trong nước thải làng nghề CBNS Dương Liễu.
+ Đã đưa ra được một phương pháp mới để xử lý, tái sử dụng các các phế
phụ phẩm nông nghiệp, hạn chế phát thải gây ô nhiễm môi trường.
- Ý nghĩa thực tiễn:
+Tìm và chế tạo được vật liệu hấp phụ từ nguồn phế phụ phẩm nông nghiệp
rẻ tiền, sẵn có, là đối tượng phát thải gây ô nhiễm môi trường, tái sử dụng lại để
chế tạo thành vật liệu xử lý ô nhiễm môi trường;
+Giảm bớt kinh phí xử lý phế phụ phẩm nông nghiệp;
+Nguồn nguyên liệu rẻ tiền, dễ kiếm;
+Góp phần vào vệ sinh môi trường sống của con người;
+Các kết quả thu được là cơ sở để hoàn thiện quy trình xử lý nước thải giúp
xử lý triệt để các chất hữu cơ trong nước thải nghiên cứu.

3


PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. TỔNG QUAN VỀ PHẾ PHỤ PHẨM NÔNG NGHIỆP
2.1.1. Định nghĩa về phế phẩm nông nghiệp trồng trọt
Theo Đỗ Văn Sáng, (2008): Phế phụ phẩm nông nghiệp là những sản
phẩm nông nghiệp không đạt yêu cầu về kích thước, phẩm chất, giá trị sử dụng
… đã quy định, phải loại bỏ nhằm đảm bảo yêu cầu sử dụng hoặc chế biến.
Phế phụ phẩm nông nghiệp đều là những chất hữu cơ, có thể còn non,
xanh, có thể đã xơ cứng vì silic hóa như trấu hay lignin hóa như gỗ. Chúng còn
có thể được xem như là một dạng tích trữ năng lượng từ mặt trời nhờ quá trình

quang tổng hợp và các quá trình sinh học khác trong sản xuất nông nghiệp.
2.1.2. Phân loại phế phẩm nông nghiệp
Chất thải nông nghiệp là các chất dư thừa sau các vụ thu hoạch. Chúng có
thể được thu gom với các thiết bị thu hoạch thông thường cùng lúc hoặc sau khi
gặt hái. Dựa vào nguồn gốc phát sinh, bã thải nông nghiệp được chia làm hai loại
khác nhau:
- Phế phụ phẩm trực tiếp: Đây là những chất hữu cơ trực tiếp phát sinh trên
đồng ruộng như: rễ, thân, lá cây trồng già cỗi hoặc sau thu hoạch. Những phế
phẩm này thường được sử dụng lại ngay trên đồng ruộng để trả lại một phần chất
hữu cơ cho đất, bao gồm thân và lá bắp, rơm rạ … Tuy nhiên, đất không thể hấp
thu hết tất cả các chất dinh dưỡng từ cặn bã. Các chất bã này không được tận
dụng tối đa và bị mục rữa làm thất thoát năng lượng.
- Phế phụ phẩm sau chế biến: Những phế phụ phẩm này bao gồm: Vỏ trấu,
bã mía, lõi ngô, vỏ cà phê, bãi sắn, mùn cưa ... Loại phế phụ phẩm này được sử
dụng chủ yếu để làm chất đốt, một phần nhỏ khác sử dụng cho các mục đích như
làm vật liệu xây dựng, vật liệu xử lý môi trường … Tuy nhiên, hiện nay kinh tế
phát triển mạnh, kéo theo việc sử dụng các phụ phẩm này làm chất đốt đã giảm
đi rất nhiều so với trước đây. Chính vì vậy, để loại bỏ các phế phẩm không mong
muốn này, người sản xuất đã vứt bừa bãi hoặc đốt bỏ, gây ra tình trạng ô nhiễm
môi trường nghiêm trọng.

4


Hình 2.1. Một số loại bã thải nông nghiệp

2.1.3. Tình hình phát sinh phế phụ phẩm nông nghiệp tại Việt Nam
Ngành nông nghiệp trồng trọt là một trong những ngành kinh tế quan
trọng của Việt Nam. Mặc dù diện tích đất nông nghiệp giảm nhưng sản lượng,
năng suất cây trồng luôn tăng qua các năm thể hiện qua biểu đồ sau:

Hình 2.2. Biểu đồ thể hiện sản lượng một số loại cây trồng qua các năm
Nguồn: Tổng cục Thống kê và Bộ NN & PTNT (2015)

5


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 đến hàng chục
triệu tấn. Cụ thể, mỗi năm nguồn sinh khối trấu của nước ta khoảng 100 triệu tấn,
mùn cưa 250 triệu tấn, vỏ lạc 4,5 triệu tấn, vỏ hạt điều, bã mía, gỗ vụn khoảng
400 triệu tấn (Trần Linh, 2010). Trong đó, phụ phẩm trấu tập trung chủ yếu tại
Đồng bằng Sông Cửu Long, Đồng bằng Bắc Bộ và duyên hải Nam trung bộ. Phụ
phẩm mùn cưa tập trung nhiều ở miền Trung, Tây Nguyên, Tây Bắc. Vỏ cà phê
có nhiều ở các tỉnh Tây Nguyên.
Trong khi đó hiện nay công tác quản lý và xử lí các phế phụ phẩm này mới
chủ yếu dừng lại ở một số hình thức như: sử dụng trực tiếp làm phân bón, thức ăn cho
gia súc, làm giá thể trồng nấm, còn lại phần lớn là bỏ lại đồng ruộng hoặc đốt trực tiếp
gây ảnh hưởng không nhỏ tới chất lượng môi trường đồng thời làm thất thoát nhiều
thành phần hữu ích từ chính các phế phụ phẩm này.
Những năm gần đây, tiến bộ khoa học kỹ thuật đã giúp tận thu các phế,
phụ phẩm trong quá trình sản xuất nông sản, thực phẩm để sản xuất phân hữu cơ
vi sinh, vật liệu xây dựng, thức ăn chăn nuôi, khí đốt, năng lượng… Tuy nhiên
việc sản xuất vẫn còn hạn chế, chưa được nhân rộng mà chỉ diễn ra trên quy mô
hộ gia đình. Do đặc thù của sản xuất nông nghiệp của nước ta hiện nay vẫn còn
mang tính nhỏ lẻ, phân tán nên việc thu gom, phân loại phế phụ phẩm nông
nghiệp rất khó khăn. Chính vì vậy phế phẩm nông nghiệp không được tận dụng
triệt để, một lượng lớn phế phẩm được thải bỏ bằng cách đốt thậm chí đổ xuống
ao, hồ, sông suối… vừa gây lãng phí, vừa gây ô nhiễm môi trường.
2.1.4. Thành phần và tính chất phế phụ phẩm nông nghiệp

Hầu hết các phế phụ phẩm nông nghiệp đều có hàm lượng chất xơ rất cao
ví dụ như rơm chứa 34% chất xơ, lá mía chiếm 43%...nên rất khó tiêu hoá. Mặt
khác một số loại phế phụ phẩm lại khó chế biến và dự trữ khi thu hoạch đồng loạt
như cây lạc, dây lang, ngọn lá sắn, lá mía…Đó cũng là lí do làm cho người nông
dân chỉ sử dụng một phần các loại phế phụ phẩm này ở dạng tươi làm thức ăn
cho gia súc. Trong các nghiên cứu về phế phụ phẩm nông nghiệp cho thấy thành
phần chủ yếu của chúng là các nguyên tố Cacbon, Nitơ, Photpho, Oxi, Silic …
Đặc biệt Silic là nguyên tố không chỉ chiếm tỷ lệ lớn trong thành phần tươi mà
còn khá nhiều trong thành phần tro của các phế phụ phẩm.

6


Bảng 2.1. Thành phần hoá học của một số phế phụ phẩm nông nghiệp
TT

Loại tro

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

13
14
15
16
17
18
19
20

Cói
Rạ chiêm
Cây sậy
Thân ngô
Rạ mùa
Lá mía
Rạ nếp
Tầu dừa
Dâu tằm
Bã mía
Mạt cưa
Lá phi lao
Cây sú vẹt
Cây trinh nữ
Cây vừng
Cây đay
Trấu
Trấp
Cây sắn
Cây bông

% tan
trong
nước
37,0
3,2
9,5
13,7
6,8
8,1
5,9
35,0
20,4
16,5
6,4
0,8
17,0
25,2
35,7
51,9
4,2
0,8
32,1
33,8

% tan
trong
HCl
57,0
13,3
26,9

36,2
18,2
19,3
11,0
76,2
70,1
39,1
54,6
41,5
56,1
70,8
93,0
89,2
4,6
9,0
98,4
94,8

SiO2

Al2O3

Fe2O3

P2O5

K2O

CaO

43,0
86,7
73,1
63,8
81,8
80,7
89,0
23,8
29,9
60,9
45,4
58,5
43,9
29,2
7,0
10,8
95,4
91,0
1,6
5,2

1,34
2,04
1,08
0
0
0
0,3
0
0,4

0,2
2,2
4,3
3,6
0,6
0
0
0
5,8
0
0

1,49
3,19
2,79
2,09
3,29
1,49
1,29
1,49
1,59
1,29
3,69
3,09
1,19
2,19
1,19
0,50
2,39
1,09

1,49
1,49

3,3
0,9
3,3
9,5
1,2
2,3
0,6
6,4
8,8
8,4
2,0
1,0
1,6
5,8
7,9
4,8
0,6
0,4
19,0
16,4

22,2
2,0
5,4
8,3
4,1
5,0

3,5
21,0
12,2
9,9
3,8
0,5
10,2
15,7
21,4
31,2
2,5
0,5
19,2
20,3

6,4
2,6
5,1
5,2
3,8
5,5
1,7
11,2
25,1
3,8
20,6
17,5
12,2
16,6
24,4

18,2
0,8
0,5
17,7
23,2

Nguồn: Bùi Huy Hiền (2013)

2.2. TỔNG QUAN VỀ VỎ TRẤU
2.2.1. Lượng vỏ trấu phát sinh
Việt Nam là một nước nông ngiệp, hàng năm lượng phế thải dư thừa trong
quá trình chế biến các sản phẩm nông sản, thực phẩm rất lớn như rơm rạ, vỏ trấu,
chuối, xơ dừa, bã mía...Theo nghiên cứu Nguyễn Bá Tuấn (2012), Việt Nam là
nước có nền văn minh lúa nước rất lâu đời, từ lâu cây lúa đã gắn liền với đời
sống của nhân dân. Không những hạt lúa được sử dụng làm lương thực chính mà
các phần còn lại sau thu hoạch lúa cũng được người dân tận dụng trở thành
những vật liệu có ích trong đời sống hàng ngày. Vỏ trấu có thể làm chất đốt, bón
cây để tăng độ xốp của đất, làm vật liệu xây dựng.
Lúa là một trong năm loại cây lương thực chính của thế giới. Hạt lúa sau
khi xát bỏ lớp vỏ ngoài thu được các phụ phẩm là cám và trấu. Năm 2011, theo
thống kê của Bộ NNPTNT sản lượng gạo Việt Nam là 42 triệu tấn. Trong số đó,
sản lượng trấu thu gom được khoảng 4-5 triệu tấn, phần còn lại không thu gom

7


được bị thải ra ngoài môi trường. Tại đồng bằng sông Cửu Long, các nhà máy
xay xát đổ trấu xuống sông, rạch; vỏ trấu trôi lềnh bềnh đi khắp nơi, chìm xuống
đáy, gây ô nhiễm nguồn nước và ảnh hưởng đến đời sống sinh hoạt của người
dân. Với các tính chất tự nhiên như cứng, có xơ, dễ gây trầy khiến các sản phẩm

làm từ trấu có độ dinh dưỡng thấp độ ăn mòn cao, lượng tro quá nhiều. Do ít có
giá trị kinh tế cũng như giá trị sử dụng nên vỏ trấu được coi như một loại phế thải
nông nghiệp và là một trong những yếu tố gây ô nhiễm môi trường.
Vì vậy, việc tái chế, tận dụng chất thải không những đem lại những lợi ích
về kinh tế, xã hội mà còn có ý nghĩa quan trọng trong việc bảo vệ môi trường.
Nghiên cứu xử lý các kim loại nặng và chất hữu cơ bằng các vật liệu hấp phụ giá
thành thấp, thân thiện với môi trường được chế tạo từ phế thải nông nghiệp là
khía cạnh được nhiều tác giả trong nước và trên thế giới quan tâm nghiên cứu.
2.2.2. Thành phần chủ yếu của vỏ trấu
Vỏ trấu được tách ra trong quá trình xay xát lúa gạo. Theo Nguyễn Bá Tuấn
(2012), trong vỏ trấu chứa khoảng 75% chất hữu cơ dễ bay hơi cháy trong quá trình
đốt và còn 25% còn lại chuyển thành tro. Chất hữu cơ chứa chủ yếu là xellulose,
ligin và Hemi-xellulose, ngoài ra có thêm thành phần khác như hợp chất chứa nitơ
và vô cơ. Ligin chiếm khoảng 25-30% và xellulose chiếm khoảng 35-40%.
Bảng 2.2. Đặc trưng thành phần hoá học của nguyên liệu vỏ trấu
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9

Thành phần
Độ ẩm
Protein thô
Dầu trấu thô (bay hơi)

Dịch chiết không chứa nitơ
Sợi thô
Tro
Pentosan
Xellulose
Thành phần không tan của tro trong axit.
(Tính theo lượng tro thu được)

Hàm lượng (%)
2,4 - 11,4
1,7 - 7,4
0,4 - 3,0
24,7 - 38,8
31,7 - 49,9
13,2 - 29,0
16,9 - 22,0
34,3 - 43,8
13,7 - 20,8

Nguồn: Lê Thị Hoài Nam và cs. (2010)

Thành phần hoá học của vỏ trấu biến động theo giống lúa, mùa vụ, đặc
trưng canh tác nông nghiệp của từng vùng khác nhau. Qua đánh giá và theo dõi
nhiều năm ở nhiều nước trên thế giới, thành phần hoá học của vỏ trấu có đặc trưng
được trình bày trong bảng 2.2. Hàm lượng của các thành phần trong trấu có biên
độ dao động lớn.

8

Theo Lê Thị Hoài Nam và cs. (2010), do silic chiếm gần tới 20% khối
lượng của vỏ trấu nên việc nghiên cứu sử dụng nguồn silic từ vỏ trấu để tổng hợp
vật liệu chất lượng cao đã được nhiều nhà khoa học trên thế giới quan tâm. Trong
vỏ trấu, bên cạnh các thành phần chính là xenlulozo và ligin thì nó chứa một hàm
lượng đáng kể các oxit kim loại. Nghiên cứu của Trần Thị Như Mai và Nguyễn
Thị Hồng Hạnh (2010) cho thấy nitơ trong vỏ trấu chủ yếu có trong thành phần
của protein, chiếm 1,7-7,4% trọng lượng trấu và trong thành phần của
photpholipit. Photpho có trong lipit chiếm 0,4-3%.
Bảng 2.3. Thành phần hóa học của tro đốt từ vỏ trấu
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9

Hàm lượng (%)
86,9-97,3
0,6-2,5
0,3-1,8
0,2-1,5
0,1-2
0,2-0,9
0,2-2,9
0,1-1,1
0,1-1,4

Thành phần
SiO2
K2O
Na2O
CaO
MgO
Fe2O3
P2O5
SO3
Cl-

Nguồn: Lê Thị Hoài Nam và cs. (2010)

Theo Nguyễn Văn Bỉnh (2011), kết quả phân tích độ ẩm: Vỏ trấu sau khi
được làm sạch, phơi khô thì nước trong đó vẫn chiếm một lượng đáng kể (8,96%).
Bảng 2.4. Kết quả xác định thành phần nguyên tố của vỏ trấu
Nguyên tố
C
O
H
Mg
Al

Phần trăm khối
lượng (%)
30,68
55,01
3,35
0,09

0,58

Nguyên tố
Si
P
S
K
Ca

Phần trăm khối
lượng (%)
9,81
0,02
0,05
0,28
0,15

Nguồn: Nguyễn Văn Bỉnh (2011)

Từ bảng trên cho thấy thành phần của vỏ trấu chủ yếu chứa các nguyên tố
C, H, O, Si chiếm tới 98,85% còn lại các nguyên tố khác không đáng kể.
Các chất hữu cơ của trấu là các mạch poly cacbohydrat rất dài, những
thành phần rất dễ cháy và được tận dụng làm chất đốt. Vỏ trấu sau khi đốt
chiếm hơn 80% SiO 2, đây là một trong những thành phần được sử dụng trong
nhiều lĩnh vực.

9


2.2.3. Một số ứng dụng của vỏ trấu

2.2.3.1. Ứng dụng trong xử lý và bảo vệ môi trường
Trên thế giới, nhiều nhà khoa học đã phát minh ra cách chế tạo thiết bị lọc
nước từ vỏ trấu. Theo nghiên cứu Vũ Thị Bách (2010), thiết bị được tạo ra bằng
cách tách oxit silic từ trấu, có đặc tính lọc cực tốt, có độ bền cao. Ngoài ra nó
cũng có khả năng khử mùi ở nguồn nước ô nhiễm, khử chất dioxin khi mắc nối
tiếp một bình lọc có ống lọc bằng than hoạt tính.
Trong nghiên cứu của Nguyễn Văn Hội (2005), tác giả đã chế tạo VLHP
từ vỏ trấu bằng cách sau đây: Vỏ trấu rửa sạch nhiều lần bằng nước cất, sấy khô
ở nhiệt độ 110oC trong 3 giờ. Lấy lượng xác định vỏ trấu vừa được làm sạch cho
vào dung dịch NaOH 0,1 M, tiến hành khuấy trộn trong 1h ở nhiệt độ phòng. Sau
đó, lấy phần vỏ trấu cho vào nước cất, khuấy trộn trong 45 phút ở nhiệt độ
phòng, quá trình lặp đi lặp lại nhiều lần cho đến khi hết kiềm. Phần vỏ trấu đã
được xử lý ở trên cho vào dung dịch axit citric 0,6M để phản ứng trong 12 giờ ở
70oC. Tiếp tục lọc lấy phần vỏ trấu đem sấy khô ở 110 oC, rửa sạch trên phễu lọc
để loại axit dư và sấy ở 80oC trong 3 giờ, thu được VLHP. Kết quả khi khảo sát ở
điều kiện 2 gam VL/ 50 ml dung dịch Pb (II) trong thời gian 30 phút, pH bằng 4
và nhiệt độ phòng nhận thấy VL có khả năng tách loại và thu hồi tốt Pb (II) trong
dung dịch, dung lượng hấp phụ cực đại qmax là 30,8 mg/g VL.
Đề tài nghiên cứu của Lê Hà Giang và cs. (2013) tại Viện Hóa học, Viện
Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã sử dụng nhiều cách thức khác
nhau để xử lý phế thải rơm rạ và trấu để tạo VLHP. Rơm rạ và trấu ban đầu được
nhiệt phân ở nhiệt độ 550oC, tốc độ gia nhiệt 15oC/phút, tốc độ dòng khí mang N2
10 ml/s trong 20 phút để tạo ra VL thô. VL thô tiếp tục được hoạt hóa bằng dung
dịch NaOH hoặc KOH 2 M; sấy khô ở 100oC trong 12 giờ; hoạt hóa than ở 700 –
800oC trong 1 giờ, tốc độ khí N 2 từ 5 – 7 ml/s, tốc độ gia nhiệt 10 oC/phút. Sản
phẩm thu được của quá trình hoạt hóa được trung hòa bằng HCl 0,1N; rửa sạch
đến trung tính rồi sấy ở 100oC đến tạo than hoạt tính.
Kết quả cho thấy, than hoạt tính chủ yếu chứa thành phần Cacbon ( 82 –
87%), ngoài ra còn có các nguyên tố như Oxy, Silic và hàm lượng nhỏ các
nguyên tố kim loại (Al, Fe, K, Ca, ...) Sự có mặt của Oxy chủ yếu nằm dưới

nhóm chức cacbonyl bề mặt. Hàm lượng Silic của than từ rơm rạ thấp (0,58%),
của than từ trấu cao hơn (3,05%). Ảnh SEM của VL cho biết than hoạt tính có
dạng tấm (rộng từ 2 – 3 μm, dày 0,8 – 1 μm) được hình thành từ hạt có độ đồng

10


đều cao 20 – 30 nm, sắp xếp theo thứ tự hình thành nên hệ mao quản trung bình
thứ cấp từ 10 – 15 nm với than từ rơm rạ và 20 – 30 nm với than từ trấu. Than
được khảo sát với dung môi hữu cơ axeton (phân cực) và m-xylen (không phân
cực). Kết quả thu đươc như sau: Than từ rơm rạ tốc độ và dung lượng hấp phụ
đạt 91 - 93%, than từ trấu đạt 70 – 80%.
Lê Văn Cát và Trần Thị Kim Hoa (2003), đã tiến hành chế tạo VL từ trấu
bằng phương pháp nhiệt phân yếm khí ở nhiệt độ từ 500 – 900 oC trong 1 – 3 giờ,
tác nhân hoạt hóa soda được tẩm vào trấu với hàm lượng 0 – 30%. Kết quả tính
năng hấp phụ của than trấu với p – nitrophenol được nâng cao đáng kể khi sử
dụng hoạt hóa soda. Khả năng hấp phụ của VL đạt 60 – 90%.
Nghiên cứu của Đặng Thị Thanh Bình và Nguyễn Thị Ngọc Bích cho biết
trấu than hóa ở 400oC trong 3 giờ ở điều kiện yếm khí tạo thành than sơ cấp.
Than này tiếp tục được hoạt hóa bằng dung dịch KOH ở điều kiện KOH:C = 4:1,
thời gian khuấy 4 giờ, nung hoạt hóa ở 800oC trong 60 phút thu được than hoạt
hóa. So sánh kết quả cho thấy than hoạt hóa có có cấu trúc lỗ xốp, diện tích bề
mặt lớn 881,72 m2/g VL, tăng 14 lần so với than sơ cấp (60,31 m2/g).
Nghiên cứu của Trịnh Văn Dũng, Khoa Công nghệ Hóa học, Đại học
Bách Khoa, Đại học Quốc Gia TP. Hồ Chí Minh cũng chỉ ra rằng, VL chế tạo từ
trấu than hóa ở 350oC, 400 oC, 450 oC sau đó được hoạt hóa bằng hơi nước quá
nhiệt ở nhiệt độ 600 – 900oC, 3 atm, hàm lượng hơi nước 400 – 800 mg/g.h, thời
gian hoạt hóa từ 40 – 160 phút. Kết quả phân tích các VL cho thấy, bề mặt riêng
của than hoạt hóa bằng hơi nước là 338,37 m2/g, trong khi đó than cacbon hóa bề
mặt riêng chỉ 36,4 m2/g. Dung lượng hấp phụ của than hoạt hóa hơi nước trong

120 phút là 128,93 mg/gam VL.
Nguyễn Thị Thanh (2015) đã tiến hành chế tạo các VL từ vỏ trấu bằng
cách: Trấu được rửa sạch, sấy khô thu được VL thô, VL tiếp tục được đốt yếm
khí trong 400 – 500oC trong 3 – 4 giờ thu được VL biến tính. Các VL sau chế tạo
được đem khảo sát khả năng hấp phụ với axit axetic và xanh methylen trong điều
kiện 0,5g VL/ 50 ml. Dung lượng hấp phụ cực đại của VL thô với axit axetic đạt
16,15 mg/g và xanh methylen 10,18 mg/g; của VL biến tính với axit axetic đạt
39,68 mg/g và với xanh methylen là 15,79 mg/g.
2.2.3.2. Ứng dụng trong các lĩnh vực khác
• Vỏ trấu sử dụng làm chất đốt.

11


Theo Trần Thị Như Mai và Nguyễn Thị Hồng Hạnh (2010), chất đốt từ
vỏ trấu được sử dụng rất nhiều trong cả sinh hoạt và sản xuất nhờ có những ưu
điểm: Trấu có khả năng cháy và sinh nhiệt tốt do thành phần có 75% là chất xơ,
cứ 1kg trấu khi đốt sinh ra 3.400 Kcal. Vỏ trấu sau khi xay xát luôn ở dạng khô,
có hình dáng nhỏ và rời, tơi xốp, nhẹ, vận chuyển dễ. Chính vì những lí do trên
mà trấu được sử dụng làm chất đốt rất phổ biến.
• Vỏ trấu làm đồ mỹ nghệ.
Vũ Xuân Thạnh ở Ninh Bình (2008) đã chế tạo ra các sản phẩm mỹ nghệ
nội thất được tạo ra từ vỏ trấu bằng cách nghiền vỏ trấu thành bột dưới dạng mịn
và bột sợi. Sau khi kết hợp với keo, trấu được cho vào máy ép định hình sản
phẩm và sấy khô, hoàn thiện...để trở thành một sản phẩm mỹ nghệ hoàn chỉnh, có
khả năng xuất khẩu.
• Aerogel từ vỏ trấu- sản phẩm công nghệ cao.
Theo nghiên cứu Đỗ Thị Lợi (2009), aerogel là mặt hàng có giá trị cao
được sản xuất từ loại tro tinh sạch. Trong sản xuất aerogel vỏ trấu được rửa sạch,
khử các tạp chất bằng axit sulfuric, phơi khô, rồi đem đốt trong buồng thông gió

ở nhiệt độ khống chế 650-700oC, ở nhiệt độ này tro trấu tạo thành loại tro trắng
92-97% silic không kết tinh, cấp hạt nano, có hoạt tính rất cao. Ngoài ra tro trắng
98% là nguyên liệu thương phẩm cung cấp cho ngành công nghiệp sản xuất pin
mặt trời và làm con chip điện tử.
• Làm nhiên liệu khí hóa trấu.
Nguyên lý làm việc của trạm dựa vào công nghệ khí hóa trấu bằng lò đốt
tầng sôi, hiệu suất chuyển hóa năng lượng rất cao. Nguyên liệu trấu qua lò sẽ
được nhiệt và khí hóa ở nhiệt độ cao chuyển thành khí sinh khối, sau khi được xử
lí và làm mát, sẽ được sử dụng để phát điện thông qua động cơ đốt trong để cung
cấp ga cho khu dân cư đun nấu.
2.3. TỔNG QUAN VỀ BÃ MÍA
2.3.1. Nguồn gốc
Theo từ điển bách khoa toàn thư, mía là tên gọi chung của một số loài
trong loại Saccharum, bên cạnh các loài lau, lách khác. Chúng vốn là các loài cỏ,
có thân cao từ 2-6 m, chia làm nhiều đốt, bên trong có chứa đường. Tất cả các
giống mía trồng đều là các giống mía lai nội chi hoặc nội loại phức tạp. Cây mía

12


còn được coi là một trong sáu cây nhiên liệu sinh học tốt nhất của thế giới trong
tương lai (cây mía đứng đầu, tiếp đến là cọ dầu, cải dầu, gỗ, đậu nành và tảo).
Mía là cây công nghiệp lấy đường quan trọng của ngành công nghiệp
đường. Trong thân mía chứa khoảng 80-90% nước dịch, trong dịch có chứa
khoảng 16-18% đường. Vào thời kì mía già, người ta thu hoạch mía rồi đem ép
lấy nước dịch. Nước dịch mía được chế lọc và cô đặc thành đường. Phần nguyên
liệu còn lại sau khi chiết xuất đường được gọi là bã mía. Bã mía chiếm khoảng
25-30% khối lượng mía đem ép.
Ở Việt Nam, phần lớn bã mía sau khi được ép đường thường được dùng
làm thức ăn cho trâu bò hoặc phơi khô làm chất đốt đun nấu hàng ngày, hoặc

đem vứt bỏ, vừa bẩn vừa mất vệ sinh. Như vậy, nguồn nguyên liệu phế phẩm này
hiện nay đang sử dụng không hiệu quả và gây ra ô nhiễm môi trường. Mật rỉ
đường cũng là một phụ phẩm của ngành sản xuất đường thu được sau khi kết tinh
đường tinh thể.
2.3.2. Tình hình trữ lượng
Lúa là cây trồng chủ lực ở Việt Nam, tuy nhiên các loại hoa màu, cây
công nghiệp ngắn ngày cũng ngày càng chiếm được ưu thế trong cơ cấu cây
trồng của Việt Nam. Trong số các cây công nghiệp ngắn ngày phải kể đến mía
với sản lượng đạt gần 564.300 tấn năm 2015. Bã mía chiếm 29% khối lượng cây
mía, điều này có nghĩa là một năm cả nước sẽ thải ra 163.674 tấn bã mía. Do
khối lượng bã mía lớn nên vấn đề xử lý chúng còn chưa triệt để. Khu vực thường
xuyên ô nhiễm là xung quanh nhà máy đường. Công suất của các nhà máy đường
hiện nay từ vài chục tấn cho đến vài trăm tấn thì lượng bã mía thải ra cũng tương
đương. Diện tích các nhà máy đa số đều không dành chỗ cho khu vực chứa bã
mía hoặc chiếm diện tích khá khiêm tốn. Các nhà máy thường lén đem bã mía ra
sông, kênh rạch hoặc thuê các ghe đem đổ ở ngoài sông lớn.

13