Nghiên Cứu Sử Dụng Vỏ Trấu Hoạt Hóa Để Hấp Phụ Các Chất Hữu Cơ Chứa Trong Nước Thải Của Làng Nghề Bún Phú Đô, Từ Liên, Hà Nội

MỤC LỤC
MỤC LỤC............................................................................................................................ i
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT..............................................................................................iv
DANH MỤC BẢNG.............................................................................................................v
DANH MỤC HINH.............................................................................................................. vi
Phần 1. ĐẶT VẤN ĐỀ.........................................................................................................1
1.1. Tính cấp thiết của đề tài...............................................................................................1
1.2. Mục tiêu của đề tài.......................................................................................................2
Phần 2. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU..........................................................4
2.1. Tổng quan các làng nghề ở Việt Nam..........................................................................4
2.2. Hiện trạng môi trường tại các làng nghề chế biến lương thực thực phẩm ở Việt Nam 6
2.2.1. Ô nhiễm môi trường làng nghề tại các làng nghề chế biến lương thực thực phẩm. .6
2.2.2. Những tồn tại trong phát triển chế biến lương thực thực phẩm..............................10
2.2.3. Những tác động của sản xuất nghề tới sức khỏe của cộng đồng làng nghề..........12
2.3. Hiện trạng công tác quản lý chất thải tại các làng nghề chế biến lương thực thực
phẩm của Việt Nam.......................................................................................................... 13
2.3.1. Các văn bản có liên quan đến công tác quản lý chất thải làng nghề chế biến lương
thực thực phẩm ở Việt Nam.............................................................................................13
2.3.2. Các cơ quan, tổ chức chịu trách nhiệm quản lý chất thải làng nghề chế biến lương
thực thực phẩm ở Việt Nam.............................................................................................15
2.4. Tổng quan về sự hấp phụ..........................................................................................16
2.4.1. Khái niệm về hấp phụ.............................................................................................16
2.4.2. Tổng quan về vật liệu hấp phụ................................................................................21
2.4.3. Cơ sở khoa học của sử dụng vật liệu hấp phụ.......................................................21
2.5. Khả năng hấp phụ của vỏ trấu hoạt hóa....................................................................24
2.5.1. Trữ lượng và thành phần của vỏ trấu.....................................................................24
2.5.2 Tính chất hấp phụ của vỏ trấu hoạt hóa...................................................................26
2.5.3. Các ứng dụng của vỏ trấu......................................................................................27
Phần 3. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP.................................30
NGHIÊN CỨU.................................................................................................................. 30
3.1. Đối tượng nghiên cứu................................................................................................30

i


3.2. Phạm vi nghiên cứu...................................................................................................30
3.3. Nội dung nghiên cứu.................................................................................................30
3.4. Phương pháp nghiên cứu..........................................................................................30
3.4.1. Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp...................................................................30
Thu thập số liệu thứ cấp từ các thông tin về làng nghề nghiên cứu, các công trình nghiên
cứu, các báo cáo, bài báo khoa học, báo cáo tổng kết, internet và các số liệu thống kê
liên quan tới đề tài............................................................................................................ 30
3.4.2. Phương pháp thu thââp số liêâu sơ cấp.....................................................................30
3.4.3. Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu: TCVN 6663-1;2011 và TCVN 66633;2008.............................................................................................................................. 30
3.4.4. Phương pháp phân tích..........................................................................................31
3.4.5. Phương pháp tiến hành thực nghiệm.....................................................................31
Phương pháp hoạt hóa vỏ trấu.........................................................................................31
3.4.6. Phương pháp xử lý số liệu......................................................................................33
Phần 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU.....................................................................................34
4.1 Tổng quan về làng nghề bún Phú Đô.........................................................................34
4.1.1 Vị trí, quy mô công nghệ sản xuất của làng nghề bún Phú Đô.................................34
4.1.2. Tình hình xả thải, tính chất nước thải và những vấn đề môi trường của làng nghề
bún Phú Đô....................................................................................................................... 36
4.2. Bộ cơ sở dữ liệu quan trắc nước thải của làng nghề bún Phú Đô–Mễ Trì – Từ Liêm Hà Nội, so sánh với QCVN 40:2011/BTNMT để kết luận mức độ ô nhiễm.......................38
4.2.1. Giá trị các thông số vật lý của nước thải.................................................................38
4.2.2. Giá trị các thông số hóa học (BOD5, COD, Nito tổng số, Photpho tổng số)............40
4.3. Kết quả thực nghiệm về khả năng hấp phụ tối ưu của vỏ trấu hoạt hóa tới nước thải
làng nghề bún Phú Đô......................................................................................................43
4.3.1. Tìm ra loại, khối lượng vỏ trấu hoạt hóa sử dụng có hiệu quả hấp phụ tối ưu........43
4.3.2. Xác định hiệu quả hấp phụ của vỏ trấu hoạt hóa đối với nước thải làng nghề bún
Phú Đô............................................................................................................................. 45

4.3.3. Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình hấp phụ..........................................................48
4.4. Đề xuất một biện pháp xử lý nguồn nước thải của làng nghề sản xuất bún bằng vỏ
trấu hoạt hóa trước khi chúng được thải ra môi trường....................................................50
PHẦN 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................51
5.1. Kết luận..................................................................................................................... 51

ii


5.1.1. Kết luận về bộ số liệu các thông số phân tích được của nước thải làng nghề sản
xuất bún Phú Đô – Mễ Trì – Từ Liêm – Hà Nội.................................................................51
5.1.2. Kết luận về việc sử dụng vỏ trấu hoạt hóa để xử lý nước thải làng nghề sản xuất
bún................................................................................................................................... 52
5.2. Kiến nghị.................................................................................................................... 53
TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................................................................55
PHỤ LỤC.......................................................................................................................... 58

iii


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
BOD5:

Nhu cầu oxi sinh học.

Bộ NN&PTNT:

Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn.

BTNMT:

Bộ Tài Nguyên Môi Trường.

CBLTTP:

Chế biến lương thực thực phẩm.

COD:

Nhu cầu oxi hóa học.

EU:

Liên minh Châu Âu.

HRPC:

Hiệp hội làng nghề Việt Nam.

QCVN 40:2011/BTNMT:

Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia
về nước thải công nghiệp.

TCVN:

Tiêu chuẩn Việt Nam.

TSS:

Tổng chất rắn lơ lửng.

UBND:

Ủy ban nhân dân.

iv


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1: Chất lượng môi trường không khí các làng nghề chế biến NSTP phía Bắc.......7
Bảng 2.2: Đặc trưng nước thải các làng nghề chế biến NSTP...........................................9
Bảng 2.3: Nhu cầu nhiên liệu và lượng xỉ than của một số ngành nghề chế biến lương
thực thực phẩm................................................................................................................ 10
Bảng 2.4: Đăâc trưng thành phần hoá học của nguyên liêâu trấu........................................25
Bảng 4.1: Khối lượng nước thải từ sản xuất/1 tấn bún.....................................................37
Bảng 4.2: Kết quả phân tích các thông số vật lý...............................................................38
Bảng 4.3: Kết quả phân tích các thông số hóa học...........................................................40
Bảng 4.4: Khảo sát sự thay đổi nhiệt độ hoạt hóa vỏ trấu đến khả năng hấp phụ............43
Bảng 4.5 Khảo sát sự thay đổi khối lượng vỏ trấu hoạt hóa đến khả năng hấp phụ.........43
Bảng 4.6: Hiệu quả xử lý BOD5........................................................................................45
Bảng 4.7 Hiệu quả xử lý COD..........................................................................................46
Bảng 4.8 Hiệu quả xử lý Nito tổng số...............................................................................47
Bảng 4.9 Hiệu quả xử lý P tổng số...................................................................................48
Bảng 4.10 Ảnh hưởng của pH tới qua trình hấp phụ........................................................48
Bảng 4.11 Ảnh hưởng của nhiệt độ tới quá trình hấp phụ................................................49

v

DANH MỤC HINH
Hình 2.1 Sự phân bố làng nghề trong cả nước năm 2009..................................................4
Hình 2.2: Phân loại làng nghề Việt Nam theo loại hình sản xuất........................................5
Hình 2.3. Đường hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir................................................................19
Hình 2.4 Sự phụ thuộc của vào Cf....................................................................................19
Hình 2.5. Đường hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich..............................................................20
Hình 2.6. Sự phụ thuộc lgA vào lgC..................................................................................20
Hình 2.7 Silica gel............................................................................................................. 22
Hình 2.8: Zeolite............................................................................................................... 23
Hình 2.9: Tro bay.............................................................................................................. 24
Hình 2.10: Củi trấu............................................................................................................ 28
Hình 3.1: Vỏ trấu sau khi hoạt hóa ở nhiệt độ 3500C......................................................32
Hình 4.1: Bản đồ làng Phú Đô..........................................................................................34
Hình 4.2: Quy trình sản xuất bún kèm dòng thải...............................................................35
Hình 4.3 Cống nước thải nhỏ của làng nghề đổ ra sông Nhuệ.........................................38
Hình 4.4: Biểu đồ thể hiện sự biến động TSS qua các tháng...........................................39
Hình 4.5 : Biểu đồ biến động COD qua các tháng............................................................40
Hình 4.6: Biểu đồ thể hiện biến động nồng độ BOD5 qua các tháng................................41
Hình 4.7: Biểu đồ thể hiện sự biến động Nito tổng qua các tháng....................................41
Hình 4.8: Biểu đồ thể hiện sự biến động Photpho tổng qua các tháng.............................42
Hình 4.9: Đồ thị biểu diễn phương trình Langmuir ở nồng độ cao....................................44
Hình 4.10: Biểu đồ thể hiện hiệu quả xử lý và nồng độ BOD5 sau xử lý..........................45
Hình 4.11: Biểu đồ thể hiện hiệu quả xử lý và nồng độ COD sau xử lý............................46
Hình 4.12: Biểu đồ thể hiện hiệu quả xử lý và nồng độ Nito tổng sau xử lý......................47
Hình 4.13: Biểu đồ thể hiện hiệu quả xử lý và nồng độ Photpho tổng sau xử lý...............48
Hình 4.14: Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của pH tới khả năng hấp phụ H(%)....................49
Hình 4.15 : Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của nhiệt độ tới khả năng hấp phụ....................50

vi

Phần 1. ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1. Tính cấp thiết của đề tài
Làng nghề là một nét đặc thù của nông thôn Việt Nam. Tại các làng
nghề nhiều sản phẩm được sản xuất trực tiếp và trở thành những sản phẩm
trao đổi, góp phần cải thiện đời sống gia đình và tận dụng những lao động dư
thừa lúc nông nhàn. Làng nghề và làng có nghề nước ta là 5.096. Số làng
nghề truyền thống được công nhận theo tiêu chí làng nghề hiện nay của Chính
phủ là 1.748, thu hút khoảng 10 triệu lao động, trong đó Hà Nội có 1.350 làng
nghề và làng có nghề, trong đó 286 làng nghề đã được UBND thành phố công
nhận là làng nghề truyền thống (báo cáo của Bộ Nông nghiệp và Phát triển
nông thôn, 31-12-2014). Năm 2011, riêng giá trị sản xuất của các làng nghề
Hà Nội đạt khoảng 7.000 tỷ đồng, chiếm khoảng 10% tổng giá trị sản xuất
công nghiệp - tiểu thủ công nghiệp của toàn Thành phố Hà Nội có gần 100
làng nghề đạt doanh thu 10-20 tỷ đồng/năm, 70 làng nghề đạt 20-50 tỷ
đồng/năm, 20 làng nghề đạt trên 50 tỷ đồng/năm.
Ngoài ra, làng nghề còn là nơi lưu giữ nhiều giá trị văn hóa lâu đời.
Mỗi làng đều gắn với một vùng văn hóa hay một hệ thống di tích lịch sử, là
nền tảng cho hoạt động du lịch phát triển. Việc duy trì và mở rộng hoạt động
làng nghề đã đem lại nhiều lợi ích, góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế - xã
hội các địa phương. Tuy nhiên, sự phát triển này cũng mang lại nhiều bất cập,
đặc biệt về vấn đề môi trường và xã hội. Kết quả điều tra cho thấy hầu hết các
làng nghề ở Việt Nam đều bị ô nhiễm môi trường trừ các làng nghề không sản
xuất hoặc dùng các nguyên liệu không gây ô nhiễm như thêu, may... Chất
lượng môi trường tại hầu hết các làng nghề đều không đạt tiêu chuẩn khiến
người lao động phải tiếp xúc với các nguy cơ gây hại cho sức khỏe, trong đó
95% là từ bụi; 85,9% từ nhiệt và 59,6% từ hóa chất. Kết quả khảo sát 52 làng
nghề cho thấy: 46% làng nghề có môi trường bị ô nhiễm nặng ở cả 3 dạng;
27% ô nhiễm vừa và 27% ô nhiễm nhẹ (Bộ Tài Nguyên Môi Trường,2008,
báo cáo môi trường quốc gia 2008, môi trường làng nghề Việt Nam)

1


Vì vậy, môi trường làng nghề đang bị ô nhiễm hết sức nghiêm trọng.
Và ví dụ điển hình phải kể đến làng nghề bún Phú Đô - 1 làng nghề truyền
thống nổi tiếng trên đất Thủ Đô, thuộc xã Mễ Trì – Từ Liêm và là 1 trong 30
làng nghề cần được xử lý trong giai đoạn 2011-2015. Theo số liệu thống kê
2013 cả làng có 1.000 hộ dân, thì chỉ có gần 400 hộ sản xuất bún. Hàng năm,
Phú Đô sản xuất ra khoảng 15.000 tấn bún chiếm hơn 50% lượng bún tiêu
thụ tại thị trường Hà Nội. Tổng lượng nước thải cả làng khoảng 3.600
m3/ngày, nhưng hầu hết chưa xử lý mà thải trực tiếp vào hệ thống cống thoát
nước chung, rồi đổ ra sông Nhuệ.
Qua đây có thế thấy được hiện trạng môi trường tại làng bún Phú Đô
đang bị ô nhiễm nghiêm trọng. Vậy, phải tìm ra 1 cách giải quyết thiết thực
cho đề bài này. Và sử dụng phế phụ phẩm nông nghiệp là một trong những
hướng đi đã và đang được nghiên cứu, sử dụng rộng rãi. Phương pháp này ưu
việt là nguồn nguyên liệu sẵn có, rẻ tiền, dễ kiếm và không đưa thêm vào môi
trường các tác nhân độc hại, không gây hại cho người và sinh vật, đơn giản dễ
phổ cập, hiệu quả. Các phế phụ phẩm nông nghiệp để hấp phụ các chất ô
nhiễm hữu cơ trong nước như: bã mía, lõi ngô, vỏ lạc, vỏ chuối… Trong đó,
vỏ trấu – nguồn nguyên liệu “vàng”. Bởi lẽ vỏ trấu nhẹ, có độ xốp cao, diện
tích bề mặt lớn có thể áp dụng các biện pháp như than hóa, biến tính để tạo ra
vật liệu hấp phụ để hấp phụ các chất hữu cơ có hiệu quả cao. Mặt khác, là một
nước xuất khẩu gạo đứng thứ 2 thế giới, nên vỏ trấu được xem là vật liệu hấp
phụ có nhiều triển vọng.
Xuất phát từ những ý nghĩa thực tiễn trên, dưới sự hướng dẫn của TS
Vũ Thị Huyền, tôi tiến hành đề tài “Nghiên cứu sử dụng vỏ trấu hoạt hoá để
hấp phụ các chất hữu cơ chứa trong nước thải của làng nghề bún Phú Đô
– Mễ Trì – Từ Liêm – Hà Nội”.
1.2. Mục tiêu của đề tài

- Quan trắc một số thông số Vật Lý và Hóa Học của nước thải làng
nghề bún Phú Đô. So sánh nồng độ các thông số trên với QCVN

2


40:2011/BTNMT để làm cơ sở cho việc xác định hiệu quả của vật liệu hấp
phụ.
- Nghiên cứu khả năng hấp phụ của vỏ trấu hoạt hóa đối với nước thải
làng nghề sản xuất bún Phú Đô. Tìm ra được lượng vỏ trấu hoạt hóa cần thiết
để nước thải sau khi hấp phụ đạt hiệu quả tối ưu nhất.
- Đề xuất một giải pháp để xử lý nước thải làng nghề sản xuất bún
Phú Đô bằng vỏ trấu hoạt hóa.

3


Phần 2. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
2.1. Tổng quan các làng nghề ở Việt Nam
Từ xa xưa, người nông dân Việt Nam đã biết sử dụng thời gian nông
nhàn để sản xuất những sản phẩm thủ công, phi nông nghiệp phục vụ cho nhu
cầu đời sống như: các công cụ lao động nông nghiệp, giấy, lụa, vải, thực
phẩm qua chế biến… Các nghề này được lưu truyền và mở rộng qua nhiều thế
hệ, dẫn đến nhiều hộ dân có thể cùng sản xuất một loại sản phẩm. Bên cạnh
những người chuyên làm nghề, đa phần lao động vừa sản xuất nông nghiệp,
vừa làm nghề, hoặc làm thuê (nghề phụ). Nhưng do nhu cầu trao đổi hàng
hóa, các nghề mang tính chất chuyên môn sâu hơn, được cải tiến kỹ thuật hơn
và thường được giới hạn trong quy mô nhỏ (làng), dần dần tách hẳn nông
nghiệp để chuyển hẳn sang nghề thủ công. Như vậy, làng nghề đã xuất hiện
và phát triển đến ngày nay.

Sự phân bố và phát triển làng nghề trong cả nước không đồng đều. Các
làng nghề ở miền Bắc phát triển hơn ở miền Trung và miền Nam, chiếm gần
70% số lượng các làng nghề trong cả nước (1594 làng nghề), trong đó tập trung
nhiều nhất và mạnh nhất là ở vùng đồng bằng sông Hồng. Miền Trung có
khoảng 111 làng nghề, còn lại ở miền Nam hơn 300 làng nghề (Hiệp Hội làng
nghề Việt Nam, 2009).

Hình 2.1 Sự phân bố làng nghề trong cả nước năm 2009
(Nguồn: Hiệp Hội làng nghề Việt Nam, 2009)

4


Không chỉ có sự khác biêt về sự phân bố làng nghề theo vùng miền mà
giữa các loại hình đều cũng có sự khác biệt. Chiếm tỉ lệ nhiều nhất loại hình
sản xuất là thủ công mỹ nghệ chiếm 39%, tiếp theo là chế biến lương thực
thực phẩm, chăn nuôi, ghiết mổ là 20%, ít nhất ít nhất là loại hình sản xuất vật
liệu xây dựng, khai thác đá. Được thể hiện qua biểu đồ sau.

Hình 2.2: Phân loại làng nghề Việt Nam theo loại hình sản xuất
(Nguồn: Tổng cục môi trường Việt Nam, 2008).
Nguyên vật liệu cho các làng nghề chủ yếu được khai thác ở các địa
phương trong nước và hầu hết các nguồn nguyên liệu vẫn lấy trực tiếp từ tự
nhiên. Phần lớn công nghệ và kỹ thuật áp dụng cho sản xuất trong các làng
nghề nông thôn còn lạc hậu tính cổ truyền vẫn chưa được chọn lọc và đầu tư
khoa học kỹ thuật để nâng cao chất lượng sản phẩm còn thấp, do đó chưa đáp
ứng được nhu cầu của thị trường và giảm sức cạnh tranh. Do hạn chế về công
nghệ và kỹ thuật sản xuất nên các các làng nghề vẫn sử dụng chủ yếu là lao
động thủ công ở hầu hết các công đoạn, kể cả các công đoạn nặng nhọc và
độc hại nhất. Nhiều sản phẩm đặc thù đòi hỏi trình độ kỹ thuật và tính mỹ

thuật cao, tay nghề khéo léo… Chủ yếu là các làng nghề truyền thống, sản
xuất các sản phẩm thủ công mỹ nghệ. Riêng về thị trường tiêu thụ sản phẩm
thì trước đây về cơ bản thị trường này nhỏ hẹp tiêu thụ tại chỗ do đó giá thành
cũng thấp.
5


Về quy mô và đóng góp về kinh tế thì theo báo cáo của Bộ Nông
nghiệp và Phát triển nông thôn ( Bộ NN&PTNT) tính đến 31-12-2014 số làng
nghề và làng có nghề nước ta là 5.096. Số làng nghề truyền thống được công
nhận theo tiêu chí làng nghề hiện nay của Chính phủ là 1.748, thu hút khoảng
10 triệu lao động. Trong đó, Hà Nội là một trong những thành phố có nhiều
làng nghề nhất cả nước có 1.350 làng nghề và làng có nghề, chiếm 59% tổng
số làng nghề trên toàn quốc. Toàn Hà Nội có 47 nghề thủ công, trong đó
nhiều nghề đang có xu hướng phát triển mạnh như gốm sứ, mây tre đan, điêu
khắc, sơn mài… Số làng nghề trên đã thu hút được gần 627.000 lao động với
167.000 hộ sản xuất, 2.000 công ty cổ phần, 4.500 công ty TNHH… Giá trị
sản xuất của làng nghề đạt trên 7.650 tỷ đồng/năm. Đặc biệt, có những làng
nghề đạt giá trị sản xuất khá cao như gốm sứ Bát Tràng đạt 350 tỷ đồng/năm,
dệt kim La Phù đạt 810 tỷ đồng/năm, mộc Chàng Sơn (Thạch Thất) đạt 282 tỷ
đồng/năm, mộc Vạn Điểm (Thường Tín) đạt 240 tỷ đồng/năm…
Hầu hết hiện nay các làng nghề trên cả nước còn phát triển tự phát và
thiếu bền vững. Nhiều làng nghề bị mai một do chưa được quan tâm đúng
mức. Tại các làng nghề, cơ sở hạ tầng còn yếu kém, mặt bằng sản xuất chật
hẹp, nguồn nguyên liệu tại chỗ chưa đáp ứng được. Chính vì thế đã gây ra
những hệ lụy như ô nhiễm môi trường đất, nước, không khí có chiều hướng
gia tăng, làm xấu cảnh quan làng nghề và ảnh hưởng đến sức khỏe của người
dân. Thực tế này đã khiến cho nhiều sản phẩm làng nghề trong nước trước
đây đã có vị trí đáng kể trên thị trường châu Mỹ, châu Âu... Nhưng nay không
đủ sức cạnh tranh với hàng Trung Quốc, Thái Lan. Vì vậy cần có chiến lược

tổng thể để làng nghề phát triển bền vững.
2.2. Hiện trạng môi trường tại các làng nghề chế biến lương thực thực
phẩm ở Việt Nam
2.2.1. Ô nhiễm môi trường làng nghề tại các làng nghề chế biến lương
thực thực phẩm
Việt Nam có 197 làng nghề chế biến nông sản thực phẩm, chủ yếu tập
trung ở miền Bắc là 134 làng, miền trung 42 làng và 21 làng ở miền nam.
6


Các hộ gia đình thường có thói quen sản xuất trên quy mô nhỏ, khép kín, tự
phát nên hạn chế đầu tư trang thiết bị, đổi mới công nghệ dẫn đến hiệu quả
sản xuất không cao, tiêu tốn nguồn nhiên liệu đồng thời thải ra môi trường
lượng lớn chất thải đặc biệt là chất hữu cơ.
• Ô nhiễm môi trường không khí
Ô nhiễm không khí tại các làng nghề chế biến lương thực thực phẩm
(CBLTTP) có nguồn gốc chủ yếu từ sự phân hủy các chất hữu cơ trong nước
thải, chất thải rắn tạo nên các chất khí ô nhiễm gây mùi tanh thối khó chịu,
nhất là tại các cơ sở chăn nuôi và giết mổ gia súc gia cầm. Một phần khác do
đốt nhiên liệu và sử dụng các nguyên vật liệu, hóa chất sử dụng trong dây
truyền công nghệ sản xuất.
Bảng 2.1: Chất lượng môi trường không khí các làng nghề chế biến
NSTP phía Bắc
Làng nghề

Mẫu

Bún Phú Đô
K1
Tinh bột Tân

K2
Hòa
Rượu sắn Tân
K3
Đô
Bún Vũ Hội
K4
Nước mắm
K5
Hải Thanh
Miến Yên
K6
Ninh
TCVN 5937 – 1995
Ghi chú:

Bụi
(mg/m3)
0,170
0,110

COD
(mg/m3)
9,027
4,120

SO2
(mg/m3)
0,605
0,097

NO2
(mg/m3)
0,209
0,008

NH3
(mg/m3)
0,470
0,112

H2S
(mg/m3)
0,320
0,260

0,190

7,090

0,078

0,049

0,104

0,220

0,292
0,222

15,031
7,667

0,369
0,009

0,034
0,016

0,150
1,025

0,120
0,018

0,381

7,360

0,315

0,079

0,470

0,230

0,300

40,000

0,500

0,400

0,200

0,008

K1: Hộ sản xuất – Ông Bùi Huy Cúc

K4: Hộ sản xuất – Ông Mai

Xuân Phùng
K2: Hộ sản xuất – Ông Vương Xuân Bá

K5: Hộ sản xuất – Ông Nguyễn

Văn Minh
K3: Hộ sản xuất – Ông Nguyễn Văn Hiển

K6: Hộ sản xuất – Ông Lê Văn

Tiệp
(Nguồn: Đặng Kim Chi, 2012)
7


Theo một nghiên cứu khác làng nghề lương thực thực phẩm Yên Viên

và làng nghề chế biến nông sản thực phẩm Dương Liễu tại thời điểm quan
trắc có chỉ tiêu SO2 vượt 1,4 - 1,8 lần, NO2 vượt 1,3 - 1,6 lần quy chuẩn. Hay
ô nhiễm tại “làng xương” ở xã Hòa Bình, Thường Tín, Hà Tây: mỗi ngày
làng nhập về khoảng 30 tấn xương các loại sau đó thải hàng tấn mẫu phế thải
ra bờ mương hoặc ngoài đồng vì chưa có bãi tập kết gây mùi hôi thối trên
toàn xã.
Không những vậy, việc sử dụng các chất đốt, nhiên liệu (than củi)
trong quá trình sản xuất phát sinh các khí SO 2, NOx,CH4 gây ô nhiễm không
khí cùng mùi hôi tanh, khó chịu từ các nghề phơi cá, sản xuất nước mắm
(làng mắm Diễn Vạn,Diễn Ngọc - Nghệ An).
Một nguồn gây ô nhiễm không khí đó là bụi nguyên liệu, việc phát tán
bụi trong không khí gây không ít bệnh cho con người. Bụi trà tại các làng
nghề chế biến trà hương, bụi tinh bột sắn, củ dong riềng trong quá trình sản
xuất gây ra bệnh hô hấp, bệnh về mắt.
• Ô nhiễm môi trường nước
Theo kết quả phân tích của Viện Khoa Học Công Nghệ Môi Trường
(Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội, 2010) thì 100% nước thải từ các làng nghề
đều vượt quá tiêu chuẩn cho phép, nước mặt, nước ngầm đều có dấu hiệu ô
nhiễm. Ở các làng nghề chế biến nông sản thực phẩm nước thải làng nghề
này có đặc tính chung là rất giàu chất hữu cơ, dễ phân hủy sinh học,ví dụ
nước thải của sản xuất tinh bột sắn có hàm lượng ô nhiễm rất cao, COD =
13.300 - 20.000 (mg/l), BOD5 = 5.500 - 12.500 (mg/l)

8


Bảng 2.2: Đặc trưng nước thải các làng nghề chế biến NSTP

Chỉ tiêu

Đơn vị

0

Nhiệt độ
C
pH
SS
mg/l
COD
mg/l
BOD5
mg/l
∑N
mg/l
∑P
MNP/100ml
Colifom

Phú Đô,

Vũ Hội,
Thái

Hà Nội
27,7
6,1
414,0
2967,0
1850,0

20,9
2,8

Bình
26,3
7,1
198,0
1880,0
1040,0
27,5
0,78

Quang

Thôn

Minh,

Đoài,

Kiến

Bắc

Xương
27,5
5,3
1434,0
1421,0
1008,0

27,0
14,0
26.104

Tân Độ,
Hà Tây
cũ

Phog

TCVN

Lộc,

5945-

Nam

1995

Ninh
Định (cột B)
26,5
25,0
40
3,7
4,7
5,5-9
2671,0 266,0
1206,0 100

2993,0 3868,0 976,0 100
2003,0 1700,0 642,0 50
121,0
1002,0 31,0
60
39,0
44,2
4,2
6
4
4
37.10
13.10 104
(Nguồn: Đặng Kim Chi, 2012)

Bên cạnh đó, lưu lượng nước thải các làng nghề CBLTTP khá lớn, ví
dụ làng nghề CBLTTP Yên Viên - Gia Lâm toàn thôn thải ra một lượng nước
thải là 800 m3/ngày, làng nghề bún Phú Đô là 3600 m3/ngày hay một số làng
nghề lượng nước thải lên tới 7000 m3/ngày.
Nước ngầm ở tầng nông tại các làng nghề CBLTTP đều có dấu hiệu ô
nhiễm với hàm lượng COD, TSS, NH 4+...làng nghề sản xuất tinh bột Dương
Liễu hàm lượng NH4+ trong nước lên tới 18,46 mg/l, làng nghề Tân Phú Đông
- Đồng Tháp hàm lượng NH4+ lên tới 28,40 mg/l.
Nguồn nước mặt bị ô nhiễm trầm trọng, có hàm lượng BOD 5, COD,
Nito tổng số, Photpho tổng số rất cao. Đặc biệt nước thải từ khâu tách bã, tách
bột của quá trình sản xuất tinh bột sắn và dong có pH thấp, BOD 5, COD có
thể vượt Tiêu Chuẩn TCVN 5945:2010 về nước thải công nghiệp – tiêu chuẩn
thải mức B trên 200 lần (Tổng cục môi trường, 2008). Làng nghề bún Phong
Lộc - Nam Định, nước cống của làng nghề đều có hàm lượng colifrom lên tới
370.000 MNP/100ml. Nước ngâm gạo ít ô nhiễm hơn nhưng COD vẫn cao

(COD = 1.000 - 2.000 mg/l) (Trần Duy Khánh, 2012).
• Ô nhiễm chất thải rắn
Chất thải rắn ở hầu hết các làng nghề chưa được thu gom và xử lý triệt
để, nhiều làng nghề xả thải bừa bãi gây tác động xấu tới cảnh quan môi
9


trường, gây ô nhiễm môi trường không khí, nước và đất. Đối với các làng
nghề chế biến lương thực thực phẩm, chất thải rắn giàu chất hữu cơ dễ bị
phân hủy sinh học gây mùi xú uế. Do sản xuất manh mún, hầu hết việc xử lý
chất thải rắn chưa được quan tâm, phần không được tận thu được đổ tràn lan
trên kênh mương, bãi đất trống,... là nơi phát sinh ruồi, muỗi, bốc mùi hôi
thối khó chịu, môi trường sống cho các sinh vật có hại, mất cảnh quan văn
hóa làng nghề. Bên cạnh đó, một số làng nghề đổ thải trực tiếp chất thải rắn
trên các lề đường gây ảnh hưởng tới giao thông.
Các làng nghề CBLTTP có nhu cầu nhiên liệu rất cao, nên lượng xỉ
than đổ ra môi trường rất lớn.
Bảng 2.3: Nhu cầu nhiên liệu và lượng xỉ than của một số ngành nghề chế
biến lương thực thực phẩm
( đơn vị: tấn/năm)
Làng nghề
Tinh bột Dương Liễu
Bún bánh Vũ Hội
Bún Phương Hoa
Đường An Cự
Bún Phú Đô
Bún Ninh Hồng

Sản lượng sản
phẩm

66.000
3.100
1.580
760
10.200
4.380

Nhu cầu

Khối lượng

than
xỉ
34.000
6.181
7.200
1.440
4.200
840
1.500
300
5.250
1.050
5.500
1.100
(Nguồn: Tổng cục môi trường, 2008)

Sản xuất tinh bột sắn, dong riềng tạo ra khối lượng lớn chất thải, bã thải
có độ ẩm cao và chiếm tới 50% nguyên liệu, chứa chủ yếu là xơ với 10%, tinh
bột khoảng 4 - 5%. Với sản lượng 52.00 tấn tinh bột/năm, làng nghề Dương

Liễu phát sinh tới 105.768 tấn bã thải, phần không nhỏ cuốn theo nước thải gây
bồi lắng hệ thống thu gom, các ao hồ trong khu vực và gây ô nhiễm nghiêm
trọng nước mặt, nước dưới đất. Ngoài ra, việc đốt than làm nhiên liệu cũng tạo
ra lượng lớn xỉ than (Bộ Tài Nguyên và Môi Trường, 2008).
2.2.2. Những tồn tại trong phát triển chế biến lương thực thực phẩm
Quy mô sản xuất nhỏ lẻ, manh mún, chủ yếu tồn tại ở quy mô hộ gia
đình: quy mô sản xuất hộ gia đình chủ yếu tận dụng mặt bằng tại nơi ở làm
10


nơi sản xuất nên diện tích còn chật hẹp, sự xen kẽ với khu vực sinh hoạt nên
hoạt động sản xuất khó phát triển.
Nếp sống của chủ sản xuất vẫn còn nét dân giã đã ảnh hưởng tới sản
xuất làng nghề, tăng mức độ ô nhiễm môi trường: nếp sống còn mang nét cổ
truyền, xa xưa nên có phần bảo thủ chưa nhận thức được tác hại của ô nhiễm,
chỉ quan tâm tới lợi nhuận trước mắt. Bên cạnh đó, một số cơ sở sản xuất
nhằm hạ giá thành sản phẩm, tăng lợi thế cạnh tranh, tăng lợi nhuận mà sử
dụng các nguyên liệu rẻ tiền, hóa chất độc hại. Không có sự quan tâm đầu tư
trang bị an toàn lao động, làm việc ở môi trường bị ô nhiễm.
Quan hệ gia đình mang tính truyền thống gia đình, dòng tộc, làng xã:
các làng nghề chế biến truyền thống, sử dụng lao động có tính truyền thống
“cha truyền con nối”, giữ bí mật trong dòng họ để có được sản phẩm thương
hiệu mang riêng mình nên cản trợ việc áp dụng các kỹ thuật mới, không
khuyến khích sáng tạo mang tính bảo vệ môi trường.
Công nghệ sản xuất và thiết bị mang tính cổ truyền, còn lạc hậu, chắp
vá: Công nghệ sản xuất còn cũ, lạc hậu chưa có sự đổi mới, kiến thức tay
nghề không toàn diện. Trình độ kỹ thuật ở các làng nghề còn chủ yếu là thủ
công, bán cơ khí, chưa có làng nghề nào áp dụng tự động hóa.
Vốn đầu tư cho các cơ sở sản xuất tại các làng nghề còn thấp, khó có
điều kiện phát triển thay đổi công nghệ hiện đại thân thiện với môi trường:

Sản xuất mang tính tự phát, không có kế hoạch lâu dài, nguồn kinh phí hộ gia
đình tự cung tự cấp nên còn eo hẹp, khó có điều kiện để đầu tư, đổi mới các
trang thiết bị cho sản xuất ngày càng không thể đầu tư cho xử lý môi trường.
Trình độ lao động chủ yếu là thủ công, văn hóa còn thấp, nhận thức
trong việc bảo vệ môi trường còn chưa cao: nhận thấy lao động có trình độ
học vấn không cao, chủ yếu mới tốt nghiệp cấp I và cấp II (chiếm trên 60%)
mặt khác có nguồn gốc nông dân nên chỉ cần có công ăn việc làm ổn định, thu
nhập cao hoặc bổ sung nguồn thu nhập trong lúc nông nhàn nên ngại học hỏi,
không quan tâm tới môi trường.

11


Giá trị kinh tế của sản phẩm còn chưa cao, sản xuất mang tính mùa vụ:
CBLTTP mang tính mùa vụ chỉ sản xuất nguyên liệu theo mùa vụ nên việc áp
dụng các kỹ thuật công nghệ mới không được thực hiện, việc xử lý ô nhiễm
không được chú ý đến.
2.2.3. Những tác động của sản xuất nghề tới sức khỏe của cộng đồng làng
nghề
Đặc tính chất thải của các làng nghề chế biến thực phẩm, chăn nuôi có
hàm lượng chất hữu cơ rất cao đang tiềm ẩn nguy cơ gây bệnh lớn.Tuy nhiên
hiện trạng ô nhiễm môi trường làng nghề Việt Nam đang là thách thức lớn,
ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống của nhân dân. Theo khảo sát của Tổng cục
môi trường 52 làng nghề cho thấy có 46% làng bị ô nhiễm nặng, 27% ô nhiễm
vừa và 27% bị ô nhiễm nhẹ. Vấn đề môi trường tại các làng nghề vẫn đã và
đang là thách thức của nhà quản lý. Do vậy tỉ lệ mắc bệnh của người dân tại
các làng nghề không ngừng tăng lên.
Yếu tố ảnh hưởng đến sức khỏe phổ biến tại các làng nghề chế biến
thực phẩm là bức xạ nhiệt, vi sinh vật gây bệnh, hóa chất, hơi khí độc, nước
thải và chất hữu cơ. Đặc biệt lượng lớn nước thải làng nghề này chứa hàm

lượng chất hữu cơ và mật độ vi khuẩn coliform cao, gây ô nhiễm nghiêm
trọng nguồn nước, môi trường đất, chính vì vậy, các bệnh phổ biến tại nhóm
làng nghề này là bệnh ngoài da và niêm mạc. Các bệnh ngoài da chủ yếu bao
gồm bệnh quanh móng, nấm móng, dày sung gan bàn chân, viên chân tóc,
viêm nang lông… Ngoài ra còn một số bệnh về tiêu hóa, hô hấp chiếm tỷ lệ
thấp.
Theo thống kê tình hình bệnh tật tại các làng nghề chế biến lương thực
thực phẩm tính trên tổng số người khám bệnh tại địa phương (Báo cáo môi
trường quốc gia, 2008):
+ Làng nghề chế biến lương thực xã Dương Liễu, Hà Tây trước đây:
Bệnh hay gặp nhất là bệnh loét tay chân, chiếm 19,7%. Ngoài ra, có các vấn
đề về tiêu hóa 1,62% (chủ yếu rối loạn tiêu hóa, đau bụng), hô hấp (9,43%),

12


mắt (0,86%). Bệnh mãn tính thường gặp bệnh tiêu hóa chiếm tỉ lệ cao nhất
4,28% (chủ yếu là loét dạ dày tá tràng, sau đó đến bệnh đại tràng).
+ Làng nghề chế biến thực phẩm Tân Hòa, Hà Tây trước đây: tỉ lệ
người mắc bệnh ngoài da chiếm 30%.
+ Làng nghề chế biến rượu Vân Hà, Bắc Giang: một số bệnh thường
gặp gồm có bệnh ngoài da 68,5%, bệnh đường ruột 58,8%, bệnh đường hô
hấp 44,4%.
+ Làng bún Phú Đô, Hà Nội: khoảng 50% mắc chứng bệnh do nghề
nghiệp và chủ yếu là bỏng nước. Bên cạnh đó còn có các bệnh về mắt (12%),
hô hấp (15%), tai mũi họng (45%), phụ khoa (20%), thần kinh (5%), tiêu hóa
(8%).
+ Làng bún Tiền Ngoài, Bắc Ninh: tỷ lệ người dân mắc bệnh về tai mũi
họng là 34,7%, mắt 13,3%, ngoài da 37,3%, cơ xương khớp 5,3%.
+ Làng nước mắm Hải Thanh, Thanh Hóa: tỷ lệ người dân mắc bệnh là

15%, bao gồm các loại bệnh như: tiêu hóa, bệnh phụ khoa ở phụ nữ, bệnh về
đường hô hấp, cao huyết áp.
+ Làng bánh đa nem Vân Hà, Bắc Giang: Thường sau mùa lụt, thường
xuất hiện dịch sốt xuất huyết, và một số dịch sốt không rõ nguyên nhân.
Ngoài ra, người dân còn nhiễm một số bệnh như: đau mắt hột, đau mắt đỏ.
Bệnh về đường hô hấp ở trẻ em xảy ra thường xuyên. Tỷ lệ mắc bệnh ngoài
da là 68,5% và các bệnh về đường ruột là 58,8%.
2.3. Hiện trạng công tác quản lý chất thải tại các làng nghề chế biến
lương thực thực phẩm của Việt Nam
2.3.1. Các văn bản có liên quan đến công tác quản lý chất thải làng nghề
chế biến lương thực thực phẩm ở Việt Nam
Làng nghề Việt Nam hiện nay đang phát triển mạnh mẽ về cả số lượng,
quy mô và ngành nghề. Ô nhiễm môi trường làng nghề đã trở thành vẫn đề cấp
bách, vượt quá tầm kiểm soát của chính quyền địa phương, trở thành nỗi lo
của nhiều người dân địa phương cũng như người dân xung quanh làng nghề.

13


Thấy được vấn đề đó, Đảng và Nhà nước ta đã đề ra nhiều chủ trương, chính
sách nhằm bảo vệ môi trường đồng thời giúp làng nghề phát triển bền vững.
Hiện tại chưa có văn bản cụ thể nào đối với việc quản lý và xử lý chất
thải làng nghề CBLTTP, việc ban hành các văn bản được sử dụng chung cho
các làng nghề trên cả nước hiện nay.
Ở góc độ pháp luật, luật bảo về môi trường mới nhất 2014 cùng với
hàng loạt các văn bản dưới luật được ban hành từ Trung ương đã và đang là
công cụ hữu ích và quan trọng nhất hiện nay trong việc bảo vệ môi trường
làng nghề tại Việt Nam, dưới đây là một số văn bản pháp luật mới nhất đã và
đang được áp dụng tại các làng nghề Việt Nam.
Luật bảo vệ môi trường do Quốc Hội ban hành ngày 23/06/2014 là văn

bản cao nhất tại Việt Nam về công tác bảo vệ môi trường. Điều 70 chương
VII “bảo vệ môi trường đối với làng nghề” đã quy định rõ trách nhiệm, nghĩa
vụ của các tổ chức cá nhân trong bảo vệ môi trường làng nghề và các yêu cầu
bảo vệ môi trường làng nghề.
Nghị định 19/2015/NĐ-CP ban hành ngày 14/02/2014 của Thủ tướng
Chính phủ, quy định chi tiết và hướng dẫn thi hành một số điều của luật bảo
vệ môi trường. Một số nội dung của nghị định liên quan đến làng nghề như
trong chương IV về bảo vệ môi trường làng nghề nêu rõ ràng và chi tiết
những quy định trách nhiệm của các cấp đối vấn đề môi trường hiện nay.
Thông tư 46/2011/TT-BTNMT do Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi
trường ban hành ngày 26/12/2011 “quy định về bảo vệ môi trường làng
nghề”. Vấn đề bảo vệ môi trường được cụ thể và chi tiết như công tác đánh
giá tác động môi trường, cam kết bảo vệ môi trường…
Ngoài một số văn bản chung trên, tùy theo từng đặc điểm làng nghề
mỗi địa phương mà mỗi địa phương có làng nghề sẽ có những quy định riêng
về việc bảo vệ môi trường làng nghề, ví dụ như thủ đô Hà Nội có một số
quyết định như quyết định số 554/QĐ-UBND ngày 27 tháng 01 năm 2011 của
UBND thành phố Hà Nội phê duyệt để bảo tồn và phát triển làng nghề, làng
nghề Hà Nội giai đoạn từ năm 2010 đến năm 2020, Thái Bình có “Chương
14


trình hành động” thực hiện nghị quyết số 35/NQ-CP ngày 18/03/2013 của
Chính phủ về một số vấn đề cấp bách trong lĩnh vực bảo vệ môi trường được
UBND tỉnh Thái Bình ban hành ngày 10/07/2013 đã chỉ ra phương hướng
giải quyết vấn đề môi trường làng nghề tại Thái Bình. Quyết định số
33/2010/QĐ-UBND của UBND tỉnh Hà Nam về việc ban hành quy định bảo
vệ môi trường làng nghề trên địa bàn tỉnh Hà Nam…
2.3.2. Các cơ quan, tổ chức chịu trách nhiệm quản lý chất thải làng nghề
chế biến lương thực thực phẩm ở Việt Nam

Chức năng quản lý nhà nước về phát triển làng nghề có 2 bộ phận được
Chính phủ phân công là Bộ NN&PTNT (Cục chế biến Thương mai Nông lâm
thủy sản và Nghề Muối) và Bộ Công Thương (Cục công nghiệp địa phương)
quản lý cụm công nghiệp ở huyện và địa phương. Quản lý môi trường tổng
thể có Bộ TNMT (Tổng cục môi trường).
Nghị định số 66/2006/NĐCP quy định: Bộ NN&PTNT xây dựng quy
hoạch tổng thể phát triển ngành nghề nông thôn toàn quốc từ nay đến năm 2020.
Nghị định số 189/2007/NĐCP ngày 27/12/2007 quy định: Bộ Công
Thương “quản lý các cụm, điểm công nghiệp ở cấp huyện và các doanh
nghiệp công nghiệp địa phương”.
Quyết định số 132/2008/QĐ-TTG ngày 30/09/2008 quy định nhiệm vụ
của Tổng cục môi trường (thuộc BTNMT) về kiểm soát ô nhiễm “kiểm soát
chất lượng môi trường tại các đô thị, nông thôn, miền núi, lưu vực sông và
vùng ven biển, khu công nghiệp, khu chế xuất, khu công nghệ cao, khu kinh
tế, cụm công nghiệp, làng nghề… theo quy định pháp luật.
Tình trạng chồng chéo trong quản lý, trách nhiệm trong vấn đề BVMT
làng nghề giữa các Bộ/ngành và giữa Bộ/ngành với địa phương chưa được cụ
thể hóa dẫn đến việc thiếu các hướng dẫn, định hướng và hỗ trợ trong sản
xuất tại các làng nghề theo hướng thân thiện môi trường. Thiếu sự phối hợp
chặt chẽ từ cấp trung ương tới địa phương nên các giải pháp phòng ngừa, xử
lý ô nhiễm cũng như BVMT làng nghề khó thực thi và đạt hiểu quả mong
muốn tới cấp cơ sở.
15


2.4. Tổng quan về sự hấp phụ
2.4.1. Khái niệm về hấp phụ
Hấp phụ là sự tích lũy chất trên bề mặt phân tách pha (khí/rắn,
lỏng/rắn). Chất có bề mặt trên đó xảy ra sự hấp phụ gọi là chất hấp phụ, chất
được tích lũy trên bề mặt gọi là chất bị hấp phụ. Quá trình ngược lại khi chất

đi ra khỏi bề mặt gọi là sự giải hấp.
Tùy theo bản chất của lực tương tác giữa chất hấp phụ và chất bị hấp
phụ người ta phân biệt hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học:
- Hấp phụ hóa học được gây ra bởi lực tương tác hóa học, nhiệt tỏa ra
trong quá trình hấp phụ thường lớn hơn 22kcal/mol. Hấp phụ hóa học đòi hỏi
sự hoạt hóa phân tử nên tốc độ hấp phụ chậm hơn và phụ thuộc rất nhiều vào
bản chất hóa học của bề mặt chất hấp phụ.
- Hấp phụ vật lý được gây ra bởi lực Van der Waals, đây là lực tương
tác yếu, do đó nhiệt tỏa ra trong quá trình hấp phụ thường từ 2-3 kcal/mol.
Tốc độ hấp phụ vật lý thường xảy ra nhanh hơn do quá trình hấp phụ không
đòi hỏi sự hoạt hóa phân tử, hấp phụ vật lý rất ít phụ thuộc vào bản chất hóa
học bề mặt chất hấp phụ.
• Động học của quá trình hấp phụ: Hấp phụ là một quá trình thuận nghịch và
có thể được mô tả như một phản ứng hóa học:
k1
A +O



A’

k2
Trong đó: A: Chất bị hấp phụ.
O: Biểu thị chỗ trống trên bề mặt chất rắn.
A’: Chất bị hấp phụ đã chiếm chỗ trên bề mặt chất hấp phụ.
k1,k2: Các hằng số tốc độ phản ứng của các quá trình hấp phụ và giải
hấp.
•

Cơ sở quá trình hấp phụ: quá trình diễn ra 4 bước:

16


+ Sự vận chuyển trong dung dịch, liên quan tới sự vận chuyển các chất
hữu cơ thông qua quá trình đối lưu và khuếch tán.
+ Vận chuyển khuếch tán qua màng: liên quan tới việc vận chuyển các
chất hữu cơ thông qua quá trình khuếch tán qua lớp màng lỏng đến các khe
rỗng của chất hấp phụ.
+ Vận chuyển qua các khe rỗng: liên qua đến việc vận chuyển vật chất
qua các khe rỗng thông qua sự liên kết giữa các khuếch tán phân tử và các
khuếch tán theo bề mặt các chất hấp phụ.
+ Hấp phụ: liên quan tới việc bắt giữ các vật chất bị hấp phụ lên các
chất bị hấp phụ tại tâm hấp phụ. Các lực hấp phụ bao gồm: điện tích điểm và
điện tích lưỡng cực; các tương tác lưỡng cực; lực hút phân tử; liên kết cộng
hóa trị; liên kết hydro.
• Các phương trình cơ bản của quá trình hấp phụ:
Người ta có thể mô tả một quá trình hấp phụ dựa vào đường đẳng
nhiệt hấp phụ. Đường đẳng nhiệt hấp phụ mô tả sự phụ thuộc giữa tải trọng
hấp phụ tại một thời điểm vào nồng độ cân bằng của chất bị hấp phụ trong
dung dịch (hay áp suất riêng phần trong pha khí) tại thời điểm đó. Người ta
thiết lập các đường hấp phụ đẳng nhiệt tại một nhiệt độ nào đó bằng cách cho
một lượng xác định chất hấp phụ vào một lượng cho trước dung dịch có nồng
độ đã biết của chất bị hấp phụ. Sau một thời gian đo nồng độ cân bằng của
chất bị hấp phụ trong dung dịch. Lượng chất bị hấp phụ được tính theo công
thức:
m = ( Ci – Cf ) . V
Trong đó: m - Lượng chất bị hấp phụ
Ci - Nồng độ đầu của chất bị hấp phụ.
Cf - Nồng độ cuối của chất bị hấp phụ.

V - Thể tích dung dịch chất bị hấp phụ.
Các phương trình đẳng nhiệt hấp phụ được dùng rộng rãi nhất là
phương trình Langmuir và Freundlich.
- Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir:
17


Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir được thiết lập dựa trên các
điều kiện sau:
+ Chỉ có một chất có thể hấp phụ.
+ Các phân tử hấp phụ đơn lớp lên bề mặt chất hấp phụ.
+ Mỗi một phân tử chất bị hấp phụ chỉ chiếm chỗ của một trung tâm
hoạt động bề mặt.
+ Tất cả các trung tâm hoạt động liên kết với các phân tử cùng với một
ái lực.
+ Không có tương tác qua lại giữa các phân tử chất bị hấp phụ.
Phương trình đẳng nhiệt Langmuir:
G = Gmax
Trong đó:

G: Tải trọng hấp phụ (mg/g).
Gmax: Tải trọng cực đại tính theo lý thuyết (mg/g).
Cf: Nồng độ chất bị hấp phụ khi đạt trạng thái cân bằng hấp phụ.
b: Hằng số ứng với mỗi hệ hấp phụ.

Trong một số trường hợp giới hạn phương trình Langmuir có dạng:
+ Khi b.Cf << 1 thì G = Gmax . b. Cf mô tả vùng hấp phụ tuyến tính.
+ Khi b.Cf >> 1 thì G = Gmax mô tả vùng hấp phụ bão hòa.
+ Khi nồng độ chất hấp phụ nằm trung gian giữa hai khoảng nồng độ
trên thì đường biểu diễn phương trình Langmuir là một đường cong.

Để xác định hằng số trong phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir
có thể sử dụng phương pháp đồ thị bằng cách chuyển phương trình trên thành
phương trình đường thẳng:

18


Cf
q

=

1
1
.C f +
Qmax
Qmax .b

Hìnhq2.3. Đường hấp phụ đẳng

Hình 2.4 Sự phụ thuộc của vào Cf
α

nhiệt Langmuir

qm

Tan α = ; ON =

N

O

O
Cf

C

- Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich
Đây là một phương trình thực nghiệm có thể sử dụng để mô tả nhiều hệ
hấp phụ hóa học hay vật lý. Phương trình này được biểu diễn bởi một hàm mũ.
G = k . C 1/n
Trong đó:
k - Hằng số thực nghiệm phụ thuộc vào nhiệt độ, diện tích bề mặt và
các yếu tố khác.
n - Hằng số thực nghiệm chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ và luôn lớn hơn 1.
G - Tải trọng hấp phụ (mg/g).
C - Nồng độ chất bị hấp phụ khi đạt trạng thái cân bằng hấp phụ.
Phương trình Freundlich phản ánh khá sát số liệu thực nghiệm cho
vùng ban đầu và vùng giữa của đường hấp phụ đẳng nhiệt tức là ở vùng nồng
độ thấp của chất bị hấp phụ.
Để xác định các hằng số, ta đưa phương trình trên về dạng đường
thẳng.
lg A = lg k + lg C

19