Nghiên cứu khả năng xử lý ASEN trong nước ngầm của xương rồng bà trên các mẫu nước nhân tạo ứng dụng vào xử lý nguồn nước ngầm tự nhiên tại huyền hàm thuận bắc, tỉnh bình thuận

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ ASEN TRONG NƯỚC NGẦM
CỦA XƯƠNG RỒNG BÀ TRÊN CÁC MẪU NƯỚC NHÂN TẠO.
ỨNG DỤNG VÀO XỬ LÝ NGUỒN NƯỚC NGẦM TỰ NHIÊN
TẠI HUYỆN HÀM THUẬN BẮC, TỈNH BÌNH THUẬN

VIỆN KHOA HỌC ỨNG DỤNG HUTECH
Kỹ thuật môi trường

Ngành:
Chuyên ngành:

Kỹ thuật môi trường

GVHD

: PGS.TS Thái Văn Nam

SVTH

: Phan Văn Trường

Lớp

: 14DMT03

MSSV

: 1411090461

TP. Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2018



LỜI CAM ĐOAN
Tôi: Phan Văn Trƣờng xin cam đoan:
Đồ án tốt nghiệp là thành quả từ sự nghiên cứu hoàn toàn thực tế trên cơ sở các
số liệu liên quan và thực hiện theo hƣớng dẫn của giáo viên hƣớng dẫn.
- Đồ án đƣợc thực hiện hoàn toàn mới, là thành quả của riêng tôi, không sao
chép theo bất cứ đồ án tƣơng tự nào.
- Mọi sự tham khảo sử dụng trong đồ án điều đƣợc trích dẫn các nguồn tài liệu
trong báo cáo và danh mục tham khảo.
- Mọi sao chép không hợp lệ, vi phạm quy chế của nhà trƣờng, tôi xin hoàn toàn
chiu trách nhiệm.
TP. Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 07 năm 2018
Sinh viên
Phan Văn Trƣờng


LỜI CẢM ƠN
Trên thực tế, không có thành công nào mà không có sự giúp đỡ, hỗ trợ, dù ít
hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của ngƣời khác. Để hoàn thành đồ án tốt
nghiệp này, trƣớc tiên tôi xin gửi tới Ban giám hiệu trƣờng Đại học công nghệ TP.
Hồ Chí Minh, lãnh đạo và Ban chủ nhiệm Viện KHƢD HUTECH lời cảm ơn sâu
sắc, niềm tự hào vì đã đƣợc học tập tại Trƣờng trong những năm qua. Chân thành
cảm ơn đến những thầy cô giáo đã giảng dạy em trong bốn năm qua, những kiến
thức mà em nhận đƣợc trên giảng đƣờng đại học sẽ là hành trang giúp em vững

bƣớc trong tƣơng lai.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GVHD, PGS.TS Thái Văn Nam , Viện
KHƢD HUTECH, Đại học công nghệ TP. Hồ Chí Minh đã tận tâm, tận lực giúp đỡ,
hƣớng dẫn và chỉ bảo tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài.
Tôi xin chân thành cảm ơn ThS. Trịnh Trọng Nguyễn – cán bộ quản lý
Phòng thí nghiệm Trƣờng đại học công nghệ TP. Hồ Chí Minh đã hỗ trợ các thiết
bị, 1 phần hóa chất trong quá trình tôi thực hiện đề tài trong phòng thí nghiệm.
Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đối với gia đình, ngƣời thân và các bạn
bè tôi, đã quan tâm sâu sắc, chia sẻ khó khăn và động viên và giúp đỡ để tôi hoàn
thành đồ án này.
Sinh viên
Phan Văn Trƣờng


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN
LỜI CẢM ƠN
MỤC LỤC ..................................................................................................................ii
DANH MỤC BẢNG ................................................................................................. iv
DANH MỤC HÌNH .................................................................................................. v
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ..............................................................................vii
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU ................................................................... 7
1.1. GIỚI THIỆU SƠ LƢỢC VỀ XƢƠNG RỒNG BÀ (NOPAL CACTUS) ....... 7
1.1.1 Nguồn gốc ................................................................................................. 7
1.1.2 Đặc điểm hình thái .................................................................................... 8
1.1.3 Các thành phần chính trong xƣơng rồng ................................................... 9
1.1.4 Công dụng ............................................................................................... 11

1.1.5 Tình hình phân bố cây xƣơng rồng ở Việt Nam ..................................... 11
1.2. KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƢỚC CỦA CÂY XƢƠNG RỒNG BÀ ................... 12
1.2.1 Các nghiên cứu ngoài nƣớc ..................................................................... 12
1.2.2 Nghiên cứu trong nƣớc ............................................................................ 15
1.3. NƢỚC CẤP VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC CẤP ................... 16
1.3.1 Tầm quan trọng của nguồn nƣớc ............................................................. 16
1.3.2 Một số chứng bệnh liên quan đến thiếu nƣớc sạch ................................. 16
1.3.3 Các thông số đánh giá chất lƣợng nƣớc ngầm và tiêu chuẩn chất lƣợng
sử dụng nƣớc .................................................................................................... 17

i


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

1.3.4 Các phƣơng pháp xử lý nƣớc .................................................................. 24
1.4. TỔNG QUAN VỀ ASEN VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ ASEN ........ 31
1.4.1 Giới thiệu chung về Asen ........................................................................ 31
1.4.2 Nguồn gốc và sự phân bố Asen trong tự nhiên ....................................... 31
1.4.3 Cấu tạo và tính chất của Asen ................................................................. 32
1.4.4 Các dạng tồn tại của Asen trong môi trƣờng. .......................................... 35
1.4.5 Độc học của Asen. ................................................................................... 36
1.4.6 Cơ chế ô nhiễm Asen và sự tồn tại của Asen trong nƣớc. ...................... 38
1.4.7 Ảnh hƣởng của Asen đến sức khỏe con ngƣời. ....................................... 38
1.4.8 Ô nhiễm Asen trong nƣớc ngầm trên thế giới và Việt Nam. .................. 41
1.4.9 Các phƣơng pháp xử lý Asen .................................................................. 46
CHƢƠNG 2. PHƢƠNG PHÁP VÀ VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU ....................... 52
2.1. THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM THỰC HIỆN .................................................. 52
2.2. VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU ........................................................................... 52
2.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .......................................................................... 53

2.3.1 Nghiên cứu khả năng loại bỏ Asen bằng bột khô xƣơng rồng bà trên các
mẫu nƣớc gây nhiễm As(III) nhân tạo ............................................................. 53
2.3.2 Đánh giá khả năng loại bỏ Asen bằng bột khô xƣơng rồng trên các mẫu
nƣớc ngầm tự nhiên. ......................................................................................... 54
2.4. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................. 54
2.4.1 Phƣơng pháp luận .................................................................................... 54
2.4.2 Phƣơng pháp cụ thể ................................................................................. 57
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .............................. 64
3.1. CẤU TRÚC BỀ MẶT VẬT LIỆU ................................................................ 64

ii


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

3.2. XÁC ĐỊNH CÁC GIÁ TRỊ TỐI ƢU TRÊN MẪU NƢỚC NHÂN TẠO .... 65
3.2.1 pH tối ƣu .................................................................................................. 65
3.2.2 Liều lƣợng keo tụ tối ƣu .......................................................................... 68
3.2.3 Tốc độ khuấy tối ƣu ................................................................................. 70
3.2.4 Thời gian khuấy tối ƣu ............................................................................ 72
3.2.5 Đánh giá hiệu quả xử lý ở các nồng độ khác nhau .................................. 75
3.2.6 Đánh giá khả năng xử lý các mẫu nƣớc ngầm tự nhiên bằng bột khô
xƣơng rồng bà ................................................................................................... 77
KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ .................................................................................... 80
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 82

iii


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 : Giá trị giới hạn của các thông số chất lƣợng nƣớc dƣới đất.................... 22
Bảng 1.2 : Chất lƣợng nƣớc cấp cho sinh hoạt ăn uống ........................................... 24
Bảng 1.3 : Nồng độ Asen trong nƣớc ở một số khu vực trên thế giới ...................... 43
Bảng 2.1: Các thiết bị chính dùng trong nghiên cứu ............................................ 5468
Bảng 3.1: Kết quả xử lý keo tụ nƣớc nhiễm Asen nhân tạo nồng độ 0,25(mg/L)
bằng bột xƣơng rồng khô ở các pH khác nhau. ................................................... 6968
Bảng 3.2: Kết quả xử lý keo tụ nƣớc nhiễm Asen nhân tạo nồng độ 0,05(mg/L)
bằng bột xƣơng rồng khô ở các pH khác nhau ........................................................ .70
Bảng 3.3: Kết quả xử lý keo tụ nƣớc nhiễm Asen nhân tạo nồng độ 0,25 (mg/L)
bằng bột khô bà xƣơng rồng ở các liều lƣợng chất keo tụ khác nhau....................... 72
Bảng 3.4: Kết quả xử lý keo tụ nƣớc nhiễm Asen nhân tạo nồng độ 0,05 (mg/L)
bằng bột khô bà xƣơng rồng ở các liều lƣợng chất keo tụ khác nhau....................... 73
Bảng 3.5: Kết quả xử lý keo tụ nƣớc nhiễm Asen nhân tạo nồng độ 0,25 (mg/L)
bằng bột xƣơng rồng khô ở các tốc độ khuấy khác nhau. ......................................... 74
Bảng 3.6: Kết quả xử lý keo tụ nƣớc nhiễm Asen nhân tạo nồng độ 0,05 (mg/L)
bằng bột xƣơng rồng khô ở các tốc độ khuấy khác nhau. ......................................... 75
Bảng 3.7: Kết quả xử lý keo tụ nƣớc nhiễm Asen nhân tạo nồng độ 0,25 (mg/L)
bằng bột xƣơng rồng khô ở các thời gian khuấy khác nhau. .................................... 77
Bảng 3.8: Kết quả xử lý keo tụ nƣớc nhiễm Asen nhân tạo nồng độ 0,05 (mg/L)
bằng bột xƣơng rồng khô ở các thời gian khuấy khác nhau. .................................... 73
Bảng 3.9: Kết quả xử lý keo tụ nƣớc nhiễm Asen nhân tạo (mg/L) bằng bột xƣơng
rồng khô ở các nồng độ khác nhau. ........................................................................... 80
Bảng 3.10: Kết quả xử lý keo tụ mẫu nƣớc ngầm tự nhiên . .................................... 82

iv


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Cây xƣơng rồng bà ...................................................................................... 9
Hình 1.2: Các hợp chất quan trọng của xƣơng rồng ................................................. 11
Hình 1.3 : Sơ đồ xử lý nƣớc ngầm ............................................................................ 31
Hình 1.4 :Mô hình cấu tạo nguyên tử Asen .............................................................. 34
Hình 1.5: Các dạng tồn tại Asen trong tự nhiên ........................................................ 35
Hình 1.6: Sự xăm nhập của Asen và các hợp chất của nó trong cơ thể .................... 38
Hình 1.7: Các con đƣờng thâm nhập As vào cơ thể con ngƣời ................................ 40
Hình 1.8: Ô nhiễm Asen ở Việt Nam ........................................................................ 47
Hình 2.1: Sơ đồ nghiên cứu ...................................................................................... 59
Hình 2.2: Sơ đồ khối kính hiển vi điện tử quét ......................................................... 61
Hình 3.1: Ảnh bề mặt bột khô xƣơng rồng bà (SEM) .............................................. 68
Hình 3.2: Đồ thị biểu diễn khả năng xử lý Asen bằng bột khô xƣơng rồng bà ở các
pH khác nhau............................................................................................................. 71
Hình 3.3: Đồ thị biểu diễn khả năng xử lý Asen bằng bột khô xƣơng rồng bà ở các
liều lƣợng khác nhau ................................................................................................. 74
Hình 3.4: Đồ thị biểu diễn khả năng xử lý Asen bằng bột khô xƣơng rồng bà ở các
tốc độ khuấy khác nhau ............................................................................................. 76
Hình 3.5: Đồ thị biểu diễn khả năng xử lý Asen bằng bột khô xƣơng rồng bà ở các
thời gian khuấy khác nhau ........................................................................................ 79
Hình 3.6: Đồ thị biểu diễn khả năng xử lý Asen bằng bột khô xƣơng rồng bà ở các
nồng độ khác nhau .................................................................................................... 81
Hình 3.7: Đánh giá khả năng xử lý các mẫu nƣớc ngầm tự nhiên bằng bột khô
xƣơng rồng bà ......................................................................................................... 83

v


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
STT Ký hiệu

Ý nghĩa

1

BGBL

Brilliant Green Bile Salt – Dịch trích hỗn hợp

2

BYT

Bộ Ytế

3

CE

Combined extract (GE +NE)

4

COD

Chemical Oxygen Demand - Nhu cầu oxy hóa học

5

DS

Disolved solid – Chất rắn hòa tan

6

EDX

Energy-dispersive X-ray spectroscopy- Phổ tán xạ
năng lƣợng tia X

7

GDP

Gross Domestic Product – Tổng sản phẩm nội địa

8

GE

Gelling extract – Dịch trích dạng keo

9

LL

Liều Lƣợng

10

NE

Non-gelling extract – Dịch trích dạng không keo

11

NTU

Nephelometric Turbidity Units – Đơn vị đo độ đục

12

OFI

Opuntia ficus-indica – Xƣơng rồng bà

13

PW

Pepton Water –Dung dịch pepton

14

QCVN

Quy Chuẩn Việt Nam

15

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

16

TĐK

Tốc độ khuấy

17

TGK

Thời gian khuấy

18

TP.HCM Thành Phố Hồ Chí Minh

19

TT

20

UNICRF United Nations Children’s Fun (Qũy Nhi Đồng Liên Hiệp

Thông tƣ
Quốc)

21

VS

Volatile solide – Chất rắn bay hơi

22

WB

World Bank - Ngân hàng Thế giới

23

WHO

World Health Organizzation (Tổ chức Y tế Thế giới)

vi


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

MỞ ĐẦU
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Tại Việt Nam, mức độ ô nhiễm và khan hiếm nguồn nƣớc đang trong tình

trạng báo động.Những hệ lụy về thiếu nƣớc sạch đang ảnh hƣởng trực tiếp đến đời
sống ngƣời dân.Khoảng 20% dân cƣ tại Việt Nam chƣa đƣợc tiếp cận nguồn nƣớc
sạch. Theo thống kê của Viện Y học lao động và Vệ sinh môi trƣờng, hiện có
khoảng 17.2 triệu ngƣời Việt Nam (tƣơng đƣơng 21.5% dân số) đang sử dụng
nguồn nƣớc sinh hoạt từ giếng khoan, chƣa đƣợc kiểm nghiệm hay qua xử lý [2].
Thống kê của Bộ Y tế và Bộ Tài nguyên – Môi trƣờng, trung bình mỗi năm Việt
Nam có khoảng 9,000 ngƣời tử vong vì nguồn nƣớc và điều kiện vệ sinh kém. Hàng
năm, có gần 200,000 ngƣời mắc bệnh ung thƣ mới phát hiện, mà một trong những
nguyên nhân chính bắt nguồn từ ô nhiễm môi trƣờng nƣớc, 30% ngƣời dân chƣa
nhận thức đƣợc tầm quan trọng của nƣớc sạch [3]. Thực trạng khan hiếm nƣớc sạch
cũng nhƣ ý thức bảo vệ nguồn tài nguyên nƣớc của ngƣời dân Việt Nam chƣa cao.
Đánh giá của Tổng cục Môi trƣờng, mỗi ngày cả nƣớc khai thác hàng triệu
m³ nƣớc ngầm cung cấp cho hơn 300 nhà máy nƣớc khai thác thành nƣớc sinh
hoạt[4]. Nhƣng, đáng lo ngại là nguồn nƣớc ngầm đang đối mặt với vấn đề ô nhiễm,
từ việc bị xâm nhập mặn trên diện rộng, ô nhiễm vi sinh, cho tới ô nhiễm kim loại
nặng nghiêm trọng do việc khai thác tràn lan, thiếu quy hoạch và không có kế hoạch
bảo vệ nguồn nƣớc. Hầu hết đô thị lớn đều bị ô nhiễm nƣớc ngầm do tốc độ đô thị
hóa, đặc biệt là ở Hà Nội và TP.HCM. Ngoài ra, tại các khu vực miền Trung hiện
trạng khan hiếm nƣớc sạch xảy ra hằng ngày do hạn hán kéo dài. Ở nông thôn
ngƣời dân phần lớn chƣa đƣợc tiếp cận với nƣớc sạch, nguồn nƣớc sử dụng chính là
nƣớc mƣa tích trữ trong các chum vại, một là nguồn nƣớc ngầm (nƣớc giếng) một
số sử dụng trực tiếp sau khai thác, một số nhỏ các công trình chứa nƣớc nhỏ lắng sơ
bộ trƣớc khi sử dụng. Nhƣng chất lƣợng nƣớc cũng không đảm bảo. Hàm lƣợng
chất ô nhiễm trong nƣớc vẫn còn cao và điển hình là ô nhiễm Asen trong nƣớc là
một trong những mối đe dọa lớn đối với sức khỏe con ngƣời.
SVTH: Phan Văn Trƣờng

GVHD: PGS.TS Thái Văn Nam
1

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Nhiễm Asen có thể gây những căn bệnh nguy hiểm nhƣ ung thƣ da, bàng
quang, thận, phổi, và nhiều căn bệnh khác. Ngoài ra, Asen còn đầu độc hệ tuần hoàn
Hiện nay, trên thế giới và ở Việt Nam đã và đang áp dụng nhiều phƣơng
pháp xử lý asen nhƣ: hấp phụ, trao đổi ion, kết tủa, lắng lọc, thẩm thấu ngƣợc, điện
thẩm tích,... Nhƣng ít đƣợc sử dụng rộng rải ở các vùng nông thôn vì tính kinh tế
của các phƣơng pháp này và đòi hỏi ngƣời dân áp dụng phải có trình độ cao.
Một số nơi trên thế giới đã có các biện pháp xử lý nƣớc dùng cho ăn uống từ
các thực vật tự nhiên không độc hại nhƣ hóa chất tránh ảnh hƣởng đến sức khỏe
trong các khu vực nghèo, hạn chế về khả năng tài chính không thể áp dụng các công
nghệ xử lý nƣớc hiện đại. Theo các chuyên gia Canada thuộc Trung tâm Công nghệ
nƣớc và Môi trƣờng giá rẻ, ở các vùng nông thôn thiếu nƣớc sạch, nông dân có thể
sử dụng nhánh xƣơng rồng để xử lý nƣớc uống [5]. Trên cơ sở chất nhầy cây xƣơng
rồng bà (Nopal cactus) chất chống oxy hóa có khả năng loại bỏ chất hữu cơ cũng
nhƣ độ màu của nƣớc, bột khô xƣơng rồng đƣợc chứng minh về có khả năng loại bỏ
nồng độ kim loại nặng (Asen) tốt nhất trong các dạng chiết xuất dùng trong keo tụ
xử lý nƣớc. Xƣơng rồng có nguồn gốc ở châu Mỹ, đƣợc nhập trồng khoảng thế kỷ
thứ 17, nay trở thành hoang dại, rất thông thƣờng trên đất cát hoang dọc bờ biển
miền Trung nƣớc ta, có sức sống mãnh liệt dễ tìm kiếm.
Với mong muốn tìm một biện pháp xử lý nƣớc sạch dùng trong sinh hoạt cho
ngƣời dân khu vực không có nƣớc sạch đảm bảo an toàn nhƣng ít tốn chi phí và dễ
dàng thực hiện, đặt biệt về mùa khô hạn là việc làm hết sức cần thiết.
Vì vậy, trên cơ sở kế thừa và tiếp tục phát triển từ nghiên cứu “Nghiên cứu
khả năng loại bỏ độ đục, độ màu và COD trong một số nguồn nước sử dụng bột
khô xương rồng bà, Nopal cactus.” của tác giả Nguyễn Thị Tiên.
Đề tài “Nghiên cứu khả năng xử lý Asen trong nƣớc ngầm của xƣơng
rồng bà trên các mẫu nƣớc nhân tạo. Ứng dụng vào xử lý nguồn nƣớc ngầm tự
nhiên tại huyện Hàm Thuận Bắc, tỉnh Bình Thuận” đƣợc thực hiện. Đề tài sẽ

xem xét khả năng loại bỏ một số chất ô nhiễm điển hình trong nƣớc mặt làm tiền đề
SVTH: Phan Văn Trƣờng

GVHD: PGS.TS Thái Văn Nam
2


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

cho xây dựng giải pháp xử lý nƣớc đơn giản, tiện lợi và rẻ tiền tân dụng các nguồn
thực vật sẵn có ở địa phƣơng đặc biệt là khu vực miền Trung, Việt Nam.
2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
2.1.Mục tiêu chung
Nghiên cứu khả năng loại bỏ Asen trong một số nguồn nƣớc sử dụng bột khô
từ cây xƣơng rồng bà, Nopal cactus.
2.2. Mục tiêu cụ thể
1. Xác định cấu trúc bề mặt vật liệu bột xƣơng rồng khô.
2. Xác định các giá trị tối ƣu nhƣ: pH, liều lƣợng chất keo tụ, vận tốc khuấy,
tốc độ khuấy và thời gian khuấy trên mẫu nƣớc gây nhiễm As (III) nhân tạo.
3. Đánh giá khả năng loại bỏ Asen trên một số mẫu nƣớc ngầm tự nhiên
3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Nội dung 1: Tổng quan tài liệu
Tìm hiểu các nghiên cứu trong nƣớc và ngoài nƣớc liên quan đến đề tài thực
hiện, tìm hiểu các phƣơng pháp thực hiện, tiến hành nghiên cứu, nắm bắt các vấn đề
cần phải khắc phục hoặc kế thừa phát triển từ nền tảng các nghiên cứu trƣớc đó.
Tổng quan về xƣơng rồng bà.
Tổng quan các phƣơng pháp xử lý nƣớc.
Tổng quan các phƣơng pháp xử lý Asen
Nội dung 2: Xác định cấu trúc bề mặt vật liệu
Tạo bột khô cây xƣơng rồng đúng phƣơng pháp và bảo quản trong điều kiện

thích hợp tránh gây các sai sót trong quá trình nghiên cứu và kết quả nghiên cứu.
Gửi mẫu chụp ảnh SEM, cấu trúc bề mặt vật liệu.
Phân tích, nhận xét các ảnh chụp và so sánh với các nghiên cứu liên quan.
Nội dung 3: Xác định các giá trị tối ƣu trên mẫu nƣớc nhiễm Asen nhân tạo và
khảo sát hiệu quả xử lý trên một số mẫu nƣớc ngầm tự nhiên.
SVTH: Phan Văn Trƣờng

GVHD: PGS.TS Thái Văn Nam
3


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

- Tạo nguồn nƣớc nhân tạo có nồng độ Asen khác nhau từ 0,01 – 0,5 mg/L.
- Thực hiện thí nghiệm 1: xác định pH tối ƣu.
- Thực hiện thí nghiệm 2: xác định liều lƣợng chất keo tụ tối ƣu.
- Thực hiện thí nghiệm 3: xác định tốc độ khuấy tối ƣu.
- Thực hiện thí nghiệm 4: xác định thời gian khuấy tối ƣu.
- Thực hiện thí nghiệm 5: thử nghiệm hiệu quả xử lý Asen ở các điều kiện tối
ƣu với các nồng độ ô nhiểm thực tế khác nhau.
- Thực hiện thí nghiệm 6: khảo sát, so sánh hiệu quả xử lý của bột khô xƣơng
rồng bà và phèn nhôm trên một số mẫu nƣớc ngầm tự nhiên.
4. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Để thực hiện để tài nghiên cứu chúng tôi dùng các phƣơng pháp sau:
- Phƣơng pháp tạo vật liệu keo tụ.
- Phƣơng pháp xác định cấu trúc bề mặt.
- Phƣơng pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu.
- Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm.
- Phƣơng pháp xử lý số liệu thống kê.
Các phƣơng pháp thực hiện cụ thể sẽ đƣợc trình bày rõ ở Chƣơng 2.

5. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
5.1. Đối tƣợng nghiên cứu
Đồ án tốt nghiệp chủ yếu nghiên cứu về các đối tƣợng sau:
Vật liệu keo tụ tự nhiên, bột khô xƣơng rồng bà. Xƣơng rồng bà (Nopal
cactus) có tên tiếng anh là Opuntia ficus indica còn gọi là xƣơng rồng tai thỏ thuộc
họ Cactaceae đƣợc thu về từ những bãi cát tại huyện Hàm Thuận Bắc, tỉnh Bình
Thuận.
Mẫu nƣớc ngầm: đƣợc lấy từ huyện Hàm Thuận Bắc, tỉnh Bình Thuận
5.2. Phạm vi nghiên cứu

SVTH: Phan Văn Trƣờng

GVHD: PGS.TS Thái Văn Nam
4


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Nhƣ tên gọi của đề tài đƣợc giao nhiệm vụ là “Nghiên cứu khả năng
xử lý Asen trong nƣớc ngầm của xƣơng rồng bà trên các mẫu nƣớc nhân tạo.
Ứng dụng vào xử lý nguồn nƣớc ngầm tự nhiên tại huyện Hàm Thuận Bắc,
tỉnh Bình Thuận‖ đƣợc giới hạn trong mục tiêu, nhiệm vụ nêu trên.Thời gian và
kinh phí hạn chế nên việc nghiên cứu chỉ thực hiện trên nguồn nƣớc nhiễm Asen
nhân tạo và một số mẫu nƣớc ngầm tự nhiên thuộc huyện Hàm Thuận Bắc, tỉnh
Bình .
6. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN
6.1. Ý nghĩa khoa học
Việc thực hiện đề tài ―Nghiên cứu khả năng xử lý Asen trong nƣớc ngầm
của xƣơng rồng bà trên các mẫu nƣớc nhân tạo. Ứng dụng vào xử lý nguồn
nƣớc ngầm tự nhiên tại huyện Hàm Thuận Bắc, tỉnh Bình Thuận‖ tạo thêm một

mảnh ghép góp phần ngày càng hoàn thiện thêm công tác nghiên cứu tìm kiếm các
chất keo tụ tự nhiên phục vụ cho công tác xử lý nƣớc tiết kiệm, thân thiện với môi
trƣờng lại an toàn cho sức khỏe con ngƣời. Kết quả nghiên cứu có thể sẽ là nền
tảng, cung cấp các cơ sở dữ liệu cũng nhƣ là tài liệu tham khảo cho các công trình
nghiên cứu tiếp theo.
6.2. Ý nghĩa thực tiễn
Trong thực tiễn việc nghiên cứu của đề tài giúp giải quyết đƣợc một số vấn
đề cấp bách về nguồn nƣớc sạch ngƣời dân ở vùng nông thôn, đặt biệt là các vùng
khan hiếm nguồn nƣớc sạch và có trử lƣợng nƣớc ngầm lớn nhƣ miền Trung, có
một phƣơng pháp xử lý nƣớc mặt không tốn nhiều chi phí phù hợp cho hoàn cảnh
và điều kiện nơi đây. Việc áp dụng một cách thức xử lý ít tốn kém và tận dụng đƣợc
nguồn nguyên liệu có sẵn giải quyết các khó khăn trƣớc mắt của ngƣời dân khi
không thể tiếp cận đƣợc nguồn nƣớc sạch của nhà nƣớc. Bên cạnh đó sẽ tạo nền
tảng vững chắc trong phát triển kinh tế xã hội, mọi ngƣời dân có thể tự áp dụng
không cần có trình độ cao.

SVTH: Phan Văn Trƣờng

GVHD: PGS.TS Thái Văn Nam
5


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

7. CẤU TRÚC ĐỒ ÁN
Đồ án tốt nghiệp đƣợc cấu trúc thành 3 phần với 3 chƣơng nội dung chính:
Phần mở đầu:
Đề cập đến đặt vấn đề cho đề tài và các mục tiêu nghiên cứu, nội dung và
phƣơng pháp nghiên cứu, đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu, ý nghĩa khoa học và ý
nghĩa thực tiễn khi thực hiện đề tài Tốt nghiệp.

Chƣơng 1:Tổng quan tài liệu
Giới thiệu về xƣơng rồng bà (Nopal cactus) nguồn gốc, thành phần chính
cũng nhƣ các công dụng của xƣơng rồng bà, tình hình phân bố ở Việt Nam hiện
nay, Tổng quan tài liệu các nghiên cứu về khả năng xử lý nƣớc của xƣơng rồng bà
tìm cơ sở khoa học cho nghiên cứu và sơ lƣợc các phƣơng pháp xử lý nƣớc, xử lý
Asen và tầm quan trọng của nƣớc đối với con ngƣời.
Chƣơng 2: Phƣơng pháp và vật liệu nghiên cứu
Trình bày các phƣơng pháp sử dụng để thực hiện đề tài, vật liệu dùng cho
nghiên cứu và địa điểm tiến hành thực hiện Đồ án Tốt nghiệp.
Chƣơng 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Trình bày các kết quả thu đƣợc, kết quả cấu trúc bề mặt vật liệu (bột khô
xƣơng rồng bà) trên ảnh SEM, các giá trị tối ƣu đƣợc xác định với mẫu nƣớc nhân
tạo, hiệu quả xử lý các mẫu nƣớc ngầm tự nhiên bằng bột khô xƣơng rồng bà và
thảo luận, giải thích và bình luận các kết quả trên so với các nghiên cứu trƣớc đó.
Kết luận và kiến nghị
Tổng kết các kết quả thu đƣợc từ đề tài, các vấn đề làm đƣợc và chƣa đƣợc.
Đƣa ra những kiến nghị cụ thể nhằm phát triển đề tài nghiên cứu có thể áp dụng cho
thực tiễn.

SVTH: Phan Văn Trƣờng

GVHD: PGS.TS Thái Văn Nam
6


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. GIỚI THIỆU SƠ LƢỢC VỀ XƢƠNG RỒNG BÀ (NOPAL CACTUS)
1.1.1 Nguồn gốc

Xƣơng rồng Nopal cactus hay Opuntia ficus indica còn gọi là xƣơng rồng tai
thỏ, là loại xƣơng rồng ăn đƣợc, mọc tự nhiên rất nhiều ở khu vực đất khô cằn và
bán khô hạn Tây Bắc Mexico và Tây Nam Hoa Kỳ. Nhƣng cũng đƣợc tìm thấy ở
Châu Phi, Châu Úc, Nam Âu và Châu Á. Đã từ lâu đời, cƣ dân địa phƣơng dùng
xƣơng rồng Nopal để chăn nuôi, làm thực phẩm, thuốc chữa bệnh… vì thế cây
xƣơng rồng Nopal cũng là một nét biểu trƣng văn hoá, một logo của miền viễn Tây
châu Mỹ.
Giới (Kingdom) Thực vật
Ngành (Division) Thực vật có hoa
Lớp (Class) Thực vật hai lá mầm
Bộ (Ordo) Caryophyllales
Họ (Familia) Cactaceae
(Nguồn:http:// en.wikipedia.org/wiki/cactaceae).
Cây xƣơng rồng thƣờng là loại cây mọng nƣớc thuộc họ Cactaceae (có cây ra
hoa hai lá mầm). Họ Cactaceae có từ 24 đến 220 chi, tùy theo nguồn (90 chi phổ
biến nhất), trong đó có từ 1,500 đến 1,800 loài. Những cây xƣơng rồng đƣợc biết
đến nhƣ là có nguồn gốc từ Châu Mỹ, nhất là ở những vùng sa mạc. Cũng có một số
loại biểu sinh trong rừng nhiệt đới, những loại đó mọc trên những cành cây, vì ở đó
mƣa rơi xuống rất nhanh, cho nên ở đó thƣờng xuyên bị khô.

Hình 1.1: Cây xương rồng bà
SVTH: Phan Văn Trƣờng

GVHD: PGS.TS Thái Văn Nam
7


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

1.1.2 Đặc điểm hình thái

Xƣơng rồng là một loài thực vật mọng nƣớc, ƣa ánh sáng, đặc biệt là ánh
sáng trực tiếp vào buổi sáng. Có nhiều dạng phát triển: thành cây lớn, thành bụi
hoặc phủ sát mặt đất. Đa số các loài xƣơng rồng đều mọc và phát triển từ đất, nhƣng
cũng có rất nhiều loài kí sinh trên các loài cây khác để phát triển. Trung bình, một
cây xƣơng rồng sống rất lâu, tới hơn 300 năm, và cũng có loài chỉ sống 25 năm.
Gai xƣơng rồngchính là lá của chúng bị biến đổi. Một số xƣơng rồng, gai và
lông đều mọc lên từ các cụm chân gai (areoles). Mục đích gai và lông là:
- Giảm thiểu tối đa sự thoát hơi nƣớc.
- Đón bắt lƣợng mƣa và sƣơng đêm ít ỏi của vùng hoang mạc.
Thân: Xƣơng rồng bà có thân hình tai thỏ hay còn gọi là bàn chải xếp chồng
lên nhau. Bên trong thân cây xƣơng rồng là các màng nhầy dạng gel. Chính códạng
này xƣơng rồng mới giữ đƣợc một lƣợng nƣớc lớn trong cơ thể để có thểchịu đựng
sự khô hạn trong một thời gian dài. Hầu nhƣ tất cả các loài xƣơng rồng có vị đắng,
thỉnh thoảng bên trong còn có nhựa đục.
Da cây xƣơng rồng thƣờng trơn láng, có độ dai dẻo nhất định, ít có tế khổng.
Mục đích là để hạn chế sự mất nƣớc và giảm ảnh hƣởng của bức xạ mặt trời.
Hoa: Cánh hoa phân bố đồng đều và đồng tâm, hoa đa phần là lƣỡng tính, nở
vào cả sáng và tối tuỳ theo loài. Hình dạng thay đổi từ dạng phễu qua dạng chuông
và tới dạng tròn phẳng, kích thƣớc trong khoảng từ 0,2 đến 15-30cm. Phần lớn có
đài hoa (từ 5 – 50 cái hoặc hơn), thay đổi dạng từ ngoài vào trong, từ lá bắc đến
cánh hoa. Số lƣợng nhị rất lớn, từ 50 đến 1.500 (hiếm khi ít hơn).
Trái xƣơng rồng có vị ngọt, nhiều hạt. Điều này kích thích các loạichim, dơi
đến ăn và sau đó mang các hạt đi phát tán nhiều nơi khác để có thế hệxƣơng rồng về
sau.Một trái chứa khoảng 3.000 hạt, mỗi hạt dài 0,4 - 12 mm.

SVTH: Phan Văn Trƣờng

GVHD: PGS.TS Thái Văn Nam
8

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Bộ rễ xƣơng rồng thƣờng bò lan theo chiều ngang hơn là chiều sâu. Lý do
chính là lƣợng nƣớc trong đất nơi nó sống thƣờng tập trung ở phần lớp đất mặt (do
lƣợng mƣa ít nên những vùng này nƣớc ngầm rất sâu hoặc không có nƣớc ngầm).
1.1.3 Các thành phần chính trong xƣơng rồng
Các thành phần chính của Nopal cactus (Opuntia Ficus cladodesindica) là
nƣớc (80-95%), tiếp theo là một lƣợng nhỏ carbohydrat (3-7%), chất xơ (1-2%), và
protein (0.5-1%); các hợp chất khác đƣợc chỉ đƣợc biết đến và chƣa đƣợc định
lƣợng. Một phần nữa gồm các thành phần nhầy chứa polyme, chẳng hạn nhƣ các
chuỗi (1-4) –liên kết β – D–galacturonic acid và R (1-2) –liên kết L–rhamnose dƣ
[6,7].
Vai trò sinh lý của chất nhầy thực vật là điều tiết lƣợng nƣớc trong đợt hạn
hán kéo dài và để điều tiết luồng canxi của thực vật [8,9]. Xƣơng rồng
Nopal cladodes cũng đại diện cho một nguồn phytochemicals, nhƣ phenol axit và
flavonoids (Hình 1.2) [10].

SVTH: Phan Văn Trƣờng

GVHD: PGS.TS Thái Văn Nam
9


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Myricetin

Dihydroquercet
in

Aromadendren
e

Orientin

kaempferol

Β-carotene

Quercetin

Betacyanin

Betanin

Betalain

Isorhamnetin

Hình 0.1: Các hợp chất quan trọng của xƣơng rồng
Nopal Cactus(Opuntia ficus indica)

SVTH: Phan Văn Trƣờng

GVHD: PGS.TS Thái Văn Nam
10


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

1.1.4 Công dụng
Xƣơng rồng bà chứa rất nhiều các chất chống oxy hóa nên có công dụng nhƣ
là một phƣơng thuốc chữa bệnh.Cactus chất xơ bao gồm một số thành phần hóa
học có khả năng kháng các enzym tiêu hóa nhƣ ellulose, hemicelluloses, pectin,
lignin,... những lợi ích kết hợp với cấu nội dung đƣợc nổi tiếng, đặc biệt là trong
việc ngăn ngừa các bệnh nhƣ tiểu đƣờng, điều trị các rối loạn tiêu hóa, bệnh tật liên
quan với lƣợng chất xơ thấp, giảm glucose trong máu, chống hyperlipidemic và tác
dụng chống hypercholesterolemic. Trong suốt lịch sử, những lợi ích của tiêu thụ
chất xơ đã đƣợc công nhận. Xơ hòa tan, bao gồm pectin, nƣớu răng, và chất nhầy,
tăng độ nhớt của thứcăn trong ruột, làm chậm hoặc giảm bớt sự hấp thụ
đƣờng. Pectin và chất nhầy của Opuntia có lợi cho hệ tiêu hóa.Hoa đƣợc dùng để trị
tiêu chảy, đau bụng và các triệu chứng khó chịu đƣờng ruột.Khả năng chống ung
loét bao tử đã đƣợc nghiên cứu tại Messina –Ý [11]. Opuntia đã đƣợc nghiên cứu để
làm nguồn cung cấp chất sơ trong dinh dƣỡng.
Cũng là một loại thực phẩm khá phổ biến ở một số nơi, dùng cho ẩm thực, là
nguyên liệu cho một số ngành công nghiệp.
Bên cạnh đó Xƣơng rồng bà còn đƣợc phát hiện với một công dụng mới có
khả năng làm sạch môi trƣờng nƣớc.Trong thân xƣơng rồng có chứa chất nhầy
thành phần chính các cacbonhydrat chống oxy hóa thuộc nhóm flavonoid và
phenolic là các polymer chứa nhiều nhóm thế hydroxyl có khả năng keo tụ với các
hạt cặn lơ lửng làm giảm độ đục.
1.1.5 Tình hình phân bố cây xƣơng rồng ở Việt Nam
Ở Việt Nam, cũng có loại xƣơng rồng Nopal bản địa, mọc tự nhiên, nông dân
cũng có dùng cho gia súc nhƣng chƣa có thói quen dùng làm thực phẩm cho ngƣời.
Xƣơng rồng Nopal châu Mỹ đƣợc du nhập và nghiên cứu từ năm 2002 tại Trung
tâm sinh học thực nghiệm Hà Nội (Viện ứng dụng côngnghệ, Bộ khoa học và công
nghệ). Hiện nay, xƣơng rồng Nopal đã đƣợc nhân giống thành công bằng 2 phƣơng
pháp nuôi cấy mô và kỹ thuật phân nhánh.
SVTH: Phan Văn Trƣờng

GVHD: PGS.TS Thái Văn Nam
11


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Năm 2006 -2007, trung tâm đã đƣa trồng khảo nghiệm tại tỉnh Bình Phƣớc
và Bà Rịa – Vũng Tàu. Cây xƣơng rồng tiểu mộc cao đến 0.5-3m, thân có
nhữnglóng dẹp hình vợt, xanh dợt, mang nhiều nuốm có gai. Hoa vàng rồi đỏ to,
phiến hoa nhiều. Phì quả to 4- cm màu đỏ đậm. Hiện nay, xƣơng rồng Nopal đƣợc
trồng rải rác (làm hàng rào hoặc làm cảnh) ở vùng Duyên Hải từ Huế đến Bình
Thuận [12].
Xƣơng rồng Nopal sinh trƣởng rất nhanh và rất thích hợp với vùng đất khô
hạn, nghèo dinh dƣỡng của Việt Nam nhƣ vùng đất ven biển miền Trung, Tây
Nguyên và cả trên đảo Trƣờng Sa. Ngoài tính sinh trƣởng tốt trên đất xấu, đất bạc
màu, xƣơng rồng Nopal còn có ƣu điểm là có độ che phủ cao, chống đƣợc cát bay.
1.2. KHẢ NĂNG XỬ LÝ NƢỚC CỦA CÂY XƢƠNG RỒNG BÀ
1.2.1 Các nghiên cứu ngoài nƣớc
Ngày nay cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp hóa và hiện đại
hóa đã dẫn tới tình trạng ô nhiễm ngày càng nghiêm trọng, đặc biệt là ô nhiễm
nguồn nƣớc. Cùng với đó là nhu cầu cấp nƣớc sạch/an toàn là một thách thức lớn
trong hầu hết các nƣớc bất chấp sự tồn tại của một số chiến lƣợc đƣợc sử dụng trong
xử lý nƣớc. Các biện pháp xử lý nƣớc thải hiện nay bao gồm keo tụ -tạo bông, hấp
phụ bằng than hoạt tính, sử dụng zeolit, lọc màng, thẩm thấu ngƣợc, kết tủa hóa
học, trao đổi ion, xử lý điện hóa, chiết dung môi và tuyển nổi để loại bỏ các chất ô
nhiễm vô cơ [16,17,18, 19]. Những công nghệ này phát sinh một loạt khó khăn nhƣ
tạo ra bùn độc hại, chi phí khá cao, hạn chế trong việc loại bỏ các chất ô nhiễm ở
nồng độ thấp, chi phí ban đầu cao, quá trình phức tạp, màng bẩn, tiêu thụ hóa học
cao, bảo dƣỡng và chi phí hoạt động khác [20, 21].

Gần đây phát triển công nghệ keo tụ sử dụng các polyme hữu cơ tự nhiên và
kết tủa đa điện phân/trợ keo tụ trong nƣớc sông và xử lý nƣớc thải [22, 23, 24, 25,
26], những ƣu điểm của các kết tủa polymer nhƣ: dễ xử lý, độ hòa tan cao trong
nƣớc, giảm khối lƣợng bùn, dễ dàng có sẵn và tự phân hủy. Xƣơng rồng Nopal
(OFI) là một trong những loại thực vật nhận đƣợc sự quan tâm nghiên cứu nhiều và
SVTH: Phan Văn Trƣờng

GVHD: PGS.TS Thái Văn Nam
12


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

đã đƣợc nghiên cứu rộng rãi trong việc xử lý độ đục, độ màu cũng nhƣ COD của
một số nguồn nƣớc.
Keo tụ - tạo bông loại bỏ COD và độ đục sử dụng vật liệu xƣơng rồng bà.
Miller và cộng sự, (2008) [24] nghiên cứu sử dụng xƣơng rồng Opuntia cùng với lá
chùm ngây loại bỏ độ đục trong đất sét tổng hợp. Hầu hết các bộ phận của OFI đều
có khả năng keo tụ. Các chất keo tụ tự nhiên làm giảm độ đục trong khoảng 92 99%, pH khoảng 5 và 7 trong nƣớc cơ bản (pH 8 - 10). Kết quả cho thấy hiệu quả
giảm độ đục trong nƣớc thải là do sự hiện diện của axit galacturonic và các thành
phần bổ sung khác trong. Nó đã đƣợc phát hiện ra rằng axit galacturonic kết hợp với
arabinose, galactose và rhamnose chỉ đóng góp 50% hoạt động keo tụ.
Bustillos và cộng sự, (2013) [26] đã nghiên cứu hiệu quả xử lý của O. Ficus
indica về độ đục và COD từ nƣớc thải công nghiệp, vật liệu tạo ra theo 4 phƣơng
pháp, thứ nhất vật liệu thu đƣợc bằng cách đun sôi nhỏ miếng xƣơng rồng tƣơi nhƣ
báo cáo của Torres và cộng sự, (2012) [27], thứ 2 vật liệu đƣợc tạo ra ở trên đã
đƣợc sấy khô trong máy sấy tại đầu vào và đầu ra nhiệt độ quy định, phƣơng pháp
chiết xuất thứ ba là cắt xƣơng rồng tƣơi thành những dải lớn chất nhầy đƣợc ly tâm
và sấy khô và thứ tƣ làm khô toàn bộ xƣơng rồng ở 60°C trƣớc khi xay thành bột.
Khả năng loại bỏ COD và độ đục khỏi nƣớc thải phụ thuộc nhiều vào các phƣơng

pháp chiết xuất vật liệu và kết quả cho thấy hiệu quả cao nhất đã thu đƣợc với bột
khô toàn bộ nhánh xƣơng rồng.
Bouatay và Mhenni (2014)[28] sử dụng vật liệu bột khô O.ficus indica là
một chất keo tụ sinh thái thân thiện trong việc xử lý nƣớc thải dệt nhuộm thu đƣợc
từ Tunisia. Các thông số pH,liều lƣợng OFI, tốc độ và thời gian khuấy trộn xử lý độ
màu, COD và độ đục đã đƣợc khảo sát. Các điều kiện tối ƣu cho việc loại bỏ chất ô
nhiễm tối đa đã đƣợc tìm thấy là pH khoảng 7, liều lƣợng OFI 40 mg/L, tốc độ
khuấy trộn lên đến 30 rpm (vòng/phút) và thời gian trộn 10 phút. Dƣới những điều
kiện tối ƣu hiệu suất loại bỏ độ đục 99.84%.Nghiên cứu cho thấy bột O.ficus indica

SVTH: Phan Văn Trƣờng

GVHD: PGS.TS Thái Văn Nam
13


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

có một hiệu suất keo tụ tốt hơn so với chất kết tủa thƣơng mại, EPENWATE
EXP31/1 và Polyacrylamide A100PWG.
Ở những nơi khác, quá trình sử dụng chất keo tụ tự nhiên trong việc loại bỏ
độ đục từ dung dịch nƣớc đƣợc mô hình hóa trong các thí nghiệm kiểm tra, sử dụng
bột xƣơng rồng bà (Jadhav và Mahajan, 2014)[29] so với chùm ngây và polymer
sinh học. Khi áp dụng cho nƣớc đục tổng hợp độ đục 314.4 NTU, liều lƣợng 40
mg/l xử lý còn 24.5 NTU, mà hiệu quả loại bỏ 92.2% thấp hơn một chút so với các
chùm ngây (94.8%) và polymer sinh học - chitosan (95.3%). Khả năng keo tụ cao
của bột xƣơng rồng và do các axit galacturonic đại phân tử đó là tham gia thông qua
sự hấp thụ và thu hẹp cơ chế đông tụ.
Trong một nghiên cứu tƣơng tự, Pichler và cộng sự,(2012)[30] đã nghiên cứu
khả năng loại bỏ độ đục trong nƣớc uống sử dụng các chiết xuất gel (GE), chiết xuất

không gel (NE) và kết hợp chiết xuất CE (GE +NE) từ OFI so với phèn, Al2 (SO4)3.
Thực hiện kiểm tra xilanh với 5 g/l bùn cao lanh trung lập tiếp xúc với 3 mg /l liều
lƣợng chất keo tụ cho thấy, GE xử lý 2.2cm/phút so với phèn nhôm (0.67cm/phút),
NE (0.7cm/phút) và CE (1.1cm/phút). Ảnh hƣởng của liều lƣợng chất keo tụ xử lý
độ đục tƣơng đƣơng trong hoạt động của phèn và GE ở liều 3 mg/l và 0,01 mg/l
tƣơng ứng. Việc kiểm tra đã chứng minh rằng GE là một chất keo tụ hiệu quả hơn
đối với phèn cả về tỷ lệ và chi phí.
Chất nhầy O.ficus indica đƣợc áp dụng cho việc xử lý nƣớc thải thành phố
thu đƣợc từ nhà máy xử lý nƣớc thải ở San Juan Ixhuatepec (Estado de Mexico),
khả năng xử lý đƣợc so sánh với FeCl3[27].Các chất nhầy đƣợc chiết xuất bằng
cách đun sôi các mảnh nhỏ cây xƣơng rồng trong 20-30 phút. Thí nghiệm Jartest
đƣợc tiến hành để xác định hiệu quả liều lƣợng chất keo tụ, độ pH và thiết lập lƣợng
bùn tạo ra trong quá trình keo tụ - tạo bông. Tỷ lệ xử lý COD cao nhất (65%) ở pH
= 10và liều lƣợng phèn 50 mg/l.Ở những nơi khác, bột xƣơng rồng đã đƣợc sử dụng
trong xử lý nƣớc thải thuộc da sau khi tối ƣu hóa liều lƣợng và độ pH trong một bộ
máy kiểm tra (Kazi và Virupakshi, 2013) [31]. Liều lƣợng và pH tối ƣu đã đƣợc tìm
SVTH: Phan Văn Trƣờng

GVHD: PGS.TS Thái Văn Nam
14


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

thấy là 0.4 g/l và 5.5 mg/l tƣơng ứng.Việc loại bỏ độ đục và COD là khá cao.OFI
loại bỏ độ đục bằng 60% và cao hơn cho thấy tiềm năng của nó sẽ đƣợc áp dụng
trong nƣớc thuộc da.
Không chỉ xử lý đƣợc độ đục, độ màu và COD xƣơng rồng bà còn có khả
năng xử lý đƣợc kim loại nặng trong nƣớc đặc biệt là Asen. Kevin Andrew Young
thuộc Đại học Nam Florida (2006) đã nghiên cứu sử dụng Các chất nhầy của

O.ficus indica để giảm độ đục và ô nhiễm Asen trong nƣớc uống tại vùng nông thôn
Mexico. Kết quả từ nghiên cứu cho thấy khả năng loại bỏ kim loại nặng từ các hợp
chất có trong chất nhầy (GE, CE và NE) của OFI là chất kết tủa hiệu quả hơn so
với các hóa chất keo tụ khác (Al2(SO4)3, FeCl3,…). So với (Al2(SO4)3 thì khả năng
keo tụ của GE nhanh hơn gấp 3,3 lần khi cả hai đều đƣợc thử nghiệm với cùng liều
lƣợng 3 mg/l ứng với 5 g/l cao lanh bùn. Và với 5 mg/l GE có khả năng loại bỏ 33%
- 35% Asen ở nồng độ 0.08 – 0.09 mg/l trong nƣớc. Những thông tin và kêt quả
trong nghiên cứu này sẽ là một trong những cơ sở cho nghiên cứu của chúng tôi.
1.2.2 Nghiên cứu trong nƣớc
Tại Việt Nam có rất nhiều đề tài nghiên cứu về việc sử dụng trong keo tụ tự
nhiên trong xƣ lý nƣớc. Nhƣng chỉ mới có một đề tài đề cập đến việc sử dụng
xƣơng rồng bà trong xử lý nƣớc. Đề tài ―Nghiên cứu khả năng loại bỏ độ đục, độ
màu và COD trong một số nguồn nước sử dụng bột khô xương rồng bà, Nopal
cactus” của tác giả Nguyễn Thị Tiên. Hiệu quả làm trong nƣớc của bột khô xƣơng
rồng bà đƣợc khảo sát bằng một loạt thực nghiệm thực hiện bằng thiết bị Jartest trên
các mẫu nƣớc đục nhân tạo để xác định các giá trị tối ƣu, làm cơ sở để xác định khả
năng xử lý trên các mẫu nƣớc tự nhiên. Trong nghiên cứu sứ dụng các mẫu nƣớc
đục nhân tạo từ 100 NTU - 300 NTU xác định đƣợc giá trị tối ƣu của vật liệu keo tụ
pH = 7.25, tốc độ khuấy 30 vòng/ phút, thời gian khuấy 10 phút và liều lƣợng chất
keo tụ lại tăng theo mức độ đục từ 40 mg/l - 45 mg/l. Kết quả nghiên cứu cho thấy
thấy hiệu quả giảm độ đục, độ màu và COD có thể đạt tới 80% trong thời gian lắng
90 phút so với hạt chùm ngây hiệu quả giảm độ đục đạt 76%. Ngoài ra bột khô
SVTH: Phan Văn Trƣờng

GVHD: PGS.TS Thái Văn Nam
15