Tóm tắt Luận án tiến sĩ Kỹ thuật môi trường: Nghiên cứu làm sạch CO2 từ khí thải đốt than bằng kỹ thuật xúc tác - hấp thụ để làm nguồn cacbon nuôi vi khuẩn lam Spirulina platensis giàu dinh

B

GIÁO D C VẨ ẨO T O

VI N HÀN LÂM KHOA H C
VÀ CÔNG NGH VI T NAM
H C VI N KHOA H C VÀ CÔNG NGH
**********************

OẨN TH OANH

NGHIÊN C U LÀM S CH CO2 T KHÍ TH I
T THAN B NG K THU T
XÚC TÁC-H P PH
LÀM NGU N CAC BON NUÔI VI KHU N LAM
SPIRULINA PLATENSIS GIẨU DINH D
NG

Chuyên ngành: K thu t môi tr
Mã s : 9 52 03 20

ng

TÓM T T LU N ÁN TI N S K THU T MÔI TR

Hà N i - 2019

NG


Công trình đ

c hoàn thành t i: H c vi n Khoa h c và Công ngh -

Vi n Hàn lâm Khoa h c và Công ngh Vi t Nam.

Ng

ih

ng d n khoa h c 1: GS. TS.

ng ình Kim

Ng

ih

ng d n khoa h c 2: TS. Tr n Th Minh Nguy t

Ph n bi n 1: …
Ph n bi n 2: …
Ph n bi n 3: ….
Lu n án s đ

c b o v tr

c H i đ ng đánh giá lu n án ti n s c p H c

vi n, h p t i H c vi n Khoa h c và Công ngh - Vi n Hàn lâm Khoa h c và
Công ngh Vi t Nam vào h i … gi ..’, ngà … tháng … n m 201….

Có th tìm hi u lu n án t i:
- Th vi n H c vi n Khoa h c và Công ngh
- Th vi n Qu c gia Vi t Nam


DANH M C CÁC CÔNG TRÌNH Ã CÔNG B
1. oƠn Th Oanh, ng ình Kim, Tr n Th Minh Nguy t, Bùi Th Kim
Anh, Lê Th Trinh,
ng Di m H ng, Nghiên c u tuy n ch n ch ng
Spirulina platensis có kh n ng h p thu hi u qu khí CO2. Báo cáo H i ngh
Khoa h c Công ngh sinh h c toàn qu c 2018, 946-951.
2. Doan Thi Oanh, Quach Thi Hoang Yen, Nguyen Thi Toan, Nguyen
Quoc Trung, Tran Que Chi, Nguyen Hong Chuyen, Tran Thi Minh Nguyet,
Bui Thi Kim Anh, Dang Dinh Kim, Improvement of CO2 purifying system
by photocatalyst for application in microalgae culture technology. T p chí
Khoa h c và Công ngh ISSN 0866 - 708X 54 (1) (2016) 92-98.
3.
ng ình Kim, Bùi Th Kim Anh, Tr n Th Minh Nguy t, Mai Tr ng
Chính, Nguy n H ng Chuyên, Hoàng Trung Kiên, oƠn Th Oanh,
Nguy n Ti n C , Ph ng pháp nuôi vi t o b ng khí CO2 đ c thu h i t
khí th i đ t than. B ng
c quy n, Gi i pháp h u ích s 1380 do B Khoa
h c và công ngh , C c s h u trí tu c p ngày 09.05.2016.
4. Oanh Thi Doan, Anh Kim Thi Bui, Kien Trung Hoang, Chuyen Hong
Nguyen, Thom Thi Dang, Hong Diem Dang, Nguyet Thi Tran, Kim Dinh
Dang, Utilization of Carbon Dioxide from Coal-Firing Flue Gas for Cultivation
of Spirulina platensis. American Journal of Environmental Protection, 2016
5 (6): 152 – 156.
5. Quách Th Hoàng Y n, oƠn Th Oanh, Tr n Qu Chi, Nguy n Qu c

Trung, Nguy n Th Toàn, Tr n Minh Nguy t, ng ình Kim, Nghiên c u
tính ch t axit c a v t li u V2O5 + WO3/ TiO2 + Al2O3 + SiO2 nh m ng
d ng trong x lý khí th i. T p chí Xúc tác và H p ph , ISSN 0866 – 7411,
2015 4 (3) 86 – 90.
6.
ng ình Kim, Bùi Th Kim Anh, Mai Tr ng Chính, ng Th Th m,
Hoàng Trung Kiên, Nguy n H ng Chuyên, Tr n Th Minh Nguy t,
ng
Di m H ng, oƠn Th Oanh, Ph m Thanh Nga, Nghiên c u s d ng CO2
t khí th i nhà máy g ch tuynel đ s n xu t th nghi m Spirulina platensis
giàu dinh d ng. T p chí Khoa h c công ngh Vi t Nam, ISSN 1859 –
4794, 2014 13 56 -59.
7. oƠn Th Oanh, ng ình Kim, Bùi Th Kim Anh, Nguy n Ti n C ,
Tr n Th Minh Nguy t, ng Di m H ng, ng Th Th m, M i Tr ng Chính,
Nguy n Minh Chuyên, Nuôi th nghi m Spirulina platensis qui mô pilot t n
d ng CO2 t khí th i đ t than. Báo cáo H i ngh Khoa h c Công ngh sinh h c
toàn qu c 2013, Quy n 2, Công ngh sinh h c Vi sinh, Công ngh sinh h c
Th c v t, 469-473.


M

1

U
1. Tính c p thi t c a lu n án
Khí th i đ t than có thành ph n ch y u là CO2, NOx, SOx, CxHy, CO và
các h t b i l l ng (PM). Trong đó CO2 là thành ph n ít đ c h i h n nh ng
l i là thành ph n chính gây ra hi u ng nhà kính. V i m c đích làm s ch môi
tr ng thì ngoài vi c x lý gi m thi u n ng đ NOx, SO2, CxHy, CO và PM,

nhi u nhà công ngh đư tìm cách thu gom ho c s d ng CO2 nh m t ngu n
nguyên li u có ích t quá trình đ t nhi n li u hó th ch. M t s ph ng pháp
đư đ c đ xu t đ qu n lý các m c đ phát th i CO2 vào khí quy n nh h p th
vào đ i d ng ho c cô l p nó vào các h sinh thái trên c n. Nh ng công ngh
nh h p th hóa h c, tách b ng màng, đông l nh phân đo n c ng đ c xem xét.
Tuy nhiên, các ph ng pháp n u tr n có th làm gi m đáng
n ng đ CO2
nh ng không gi i quy t đ c v n đ phát tri n b n v ng. Ý t ng bi n CO2 phát
th i thành nguyên li u cho quá trình s n su t phù h p đư g i ý cho nh ng nghiên
c u c a chúng tôi nh m vào vi c thu h i CO2 t quá trình đ t than s d ng cho
công ngh nuôi Spirulina platensis. Và đ đ t đ c m c đích s d ng CO2,
tr c h t c n ph i tách CO2 h i các hí đ c h i khác.
S d ng v t li u h p ph -xúc tác có kh n ng h p ph h i xit và
chuy n hoá các hí đ c h i (NOx, CO, CxHy, VOCs) thành H2O, N2 ,CO2 là
gi i pháp h u hi u cho quá trình x lý hí đ ng hành và làm s ch CO2. T
đó, vi c c đ nh CO2 đư đ c làm s ch thông qu quá trình qu ng h p c vi
t o và vi hu n l m đư thu h t s qu n tâm đ c i t nh m t chi n l c đ y
h a h n cho ch ng trình gi m thi u CO2. â là ph ng pháp m i r t thân
thi n v i môi tr ng.
Chính vì v y lu n án này t p trung vào m c tiêu “Nghiên c u làm s ch
CO2 t khí th i đ t than b ng k thu t Xúc tác-H p ph đ làm ngu n
cac bon nuôi vi khu n lam Spirulina platensis giƠu dinh d ng”.
2. M c tiêu nghiên c u c a lu n án
+ Làm s ch CO2 t hí th i đ t th n ng thu t x c tác-h p ph
+ S d ng CO2 t khí th i đ t th n đ nuôi Spirulina platensis
3. Các n i dung nghiên c u chính c a lu n án
+ Nghi n c u làm s ch CO2 t hí th i đ t th n ng
thu t x c tác h p ph
+ Nghi n c u s d ng CO2 làm s ch t
hí th i đ t th n đ nuôi

Spirulina platensis
CH
NG I. T NG QUAN TẨI LI U
1.1. CO2 - KHệ TH I
T THAN VẨ CÁC CÔNG NGH LÀM
S CH CO2
1.2. CÔNG NGH XÚC TÁC - H P PH X Lụ CÁC KHệ TH I
NG HẨNH V I CO2 TRONG KHệ TH I
T THAN


2
1.3. NGU N CO2 T KHệ TH I
T THAN CHO SINH TR
NG
VI T O VẨ VI KHU N LAM
CH
NG 2. V T LI U VẨ PH
NG PHÁP NGHIểN C U
2.1. V T LI U NGHIểN C U
+ 05 lo i v t li u h p ph -x c tác: V t li u h p ph C O – Na2CO3 và
Fe2O3 - MnO2; v t li u x c tác L 0.9K0.1CoO3; v t li u x c tác V2O5 + WO3/
TiO2 + Al2O3 + SiO2; V t li u x c tác quang V2O5/ TiO2.
+ CO2 tinh hi t và CO2 đ c làm s ch t hí th i đ t th n
+ Ch ng vi hu n l m Spirulina platensis SP8 (Gomont) Geitler do
phòng Th sinh h c môi tr ng, Vi n Công ngh môi tr ng phân l p và
l u gi .
2.2. THI T B , D NG C VẨ HịA CH T
2.3. PH
NG PHÁP NGHIểN C U

2.3.1. Ph ng pháp t ng h p vƠ đánh giá đ c tr ng v t li u
2.3.1.1. Ph ng pháp t ng h p v t li u
a. Nghiên c u quy trình s d ng v t li u h p ph CaO - Na2CO3 và Fe2O3 MnO2 nh m gi m thi u h i im lo i n ng và h i xit
Ch t o h h p ph CaO-Na2CO3
V t li u h p ph CaO-Na2CO3 đ c ch t o d i d ng các viên g m là
ph i tr n c a các v t li u nh s u: C O 35%, N 2CO3 10%, b t g m
cordierite 40%, cao lanh 15%. Cân nguyên li u, tr n đ u, s u đó nhào tr n v i
n c và ch t tr cháy, ép t o hình các viên g m, ph i hô, s y 300oC trong
th i gi n 180 ph t, đóng gói, o qu n.
Ch t o h h p ph Fe2O3-MnO2
Nguyên li u chính đ ch t o các viên g m Fe2O3-MnO2 là oxit s t
Fe2O3 và dioxit mangan MnO2, b t g m cordierit Mg2Al4Si5O18, caolin
Al2Si2O5(OH)4. Cân nguyên li u, tr n đ u trong máy nghi n bi, th m t b ng
máy, nhào tr n v i dung d ch th y tinh l ng Na2SiO3 50%, ép t o hình các viên
g m, s y khô, nung nhi t đ 900oC trong th i gi n 24h thu đ c s n ph m
g m h p ph Fe2O3-MnO2.
b. Nghiên c u và ch t o v t li u x c tác đ x lý hí đ c
Ch t o xúc tác oxy hóa: La0.9K0.1CoO3
V t li u perovs it ích th c nanomet d ng La0.9K0.1CoO3 đ c ch t o
b ng ph ng pháp Sol-Gel citrat theo [48]: Perovskit La0.9K0.1CoO3 đ c đ
lên ch t mang cordierit Mg2Al2Si5O18 b ng ph ng pháp t m ti n ch t vô c
là các ph c ch t citrat c a các nguyên t c n đ vào. Ch t m ng đ c x lí
b ng cách nung 1200 oC trong 3 gi s u đó đ c đ ngu i. Tr c khi s
d ng ch t m ng đ c s y 150 oC trong nhi u gi cho đ n khi kh i l ng
hông đ i và đ c b o qu n trong bình hút m. Dung d ch ph c c a các
nguyên t h p ph n đ c t ng h p b ng cách tr n đ u các mu i nitrat c a
La3+, K+, Co2+ theo t l h p th c. S u đó th m t t dung d ch axit citric vào
dung d ch mu i h n h p cho đ n khi đ t t l
= Cit : ∑Co2+ = 1,5:1. Môi

3
tr ng c a ph n ng đ c n đ nh giá tr pH = 7 b ng các dung d ch
NH4OH ho c CH3COOH. Dung d ch ph n ng đ c khu y liên t c nhi t đ
80 oC. Ph n thu đ c t m lên ch t mang t th i đi m b t đ u t o gel. T l v
kh i l ng gi a ch t xúc tác và ch t m ng đ c tính toán vào kho ng 1:19. em
s n ph m thu đ c sau khi t m s y 120 oC trong kho ng 15 gi . Nung thiêu
k t 480 oC trong 2 gi . Nung s n ph m sau thiêu k t 700oC trong 3 - 4 gi .
Ch t o h v t li u xúc tác V2O5 + WO3/ TiO2 + Al2O3 + SiO2
t o thành h xúc tác bao g m c pha ho t đ ng và pha n n (ch t mang).
Ch t o ch t mang: H n h p Al2O3 + SiO2 đ c pha tr n theo công
th c phù h p và nghi n hành tinh trong 8 gi . TiO2/SiO2 + Al2O3 đ c ch
t o b ng cách t m dung d ch mu i Ti(NO3)4 lên h n h p SiO2 và Al2O3 v a
ch t o đ c v i t l kh i l ng sao cho TiO2: (SiO2 + Al2O3) = 30:70.
Ch t o pha ho t đ ng: Pha ho t đ ng bao g m V2O5 và WO3 đ c ch
t o nh s u: các mu i t ng ng là NH4VO3 và (NH4)6W12O39.xH2O đ c
hoà t n trong n c, khu đ u và t t thêm m t l ng xác đ nh TiO2/Al2O3
+ SiO2 sao cho t l kh i l ng pha ho t đ ng/ch t mang là 10/90. S u đó
thêm axit oxalic 2M sao cho pH c a dung d ch đ t đ c giá tr t 2 đ n 4.
Th tích ph n ng đ c khu đ u trong 4 gi
nhi t đ 60oC, r i s y khô
o
trong không khí 80 C/24 gi , s u đó nung 550oC/2 gi . H n h p b t
nh n đ c đem nghi n hành tinh r i nghiên c u tính xit c ng nh ho t tính
xúc tác c a chúng.
Sau khi ch n đ c đi u ki n pH t i u, m u V2O5+WO3/TiO2 đ c ch
t o t ng t nh tr n và ti n hành sulphat hóa b ng cách đ th m xit
sulfuric loãng vào h n h p ti n ch t.
Ch t o v t li u xúc tác quang V2O5 / TiO2
TiO2 d ng rutil pha t p v n dium đ c ch t o b ng ph ng pháp nghi n

ph n ng n ng l ng cao [69]. Th i gian t i u nghi n m u đ t ng h p
V2O5/TiO2 đ c ch n là 4 gi . TiO2 rutil và V2O5 theo t l 95:5 đ c s y khô
120OC/2 gi r i đem nghi n b ng máy nghi n n ng l ng cao (Spex 8000 M).
Ch t o x ng g m c u trúc t ong
Nguyên li u n đ u là các khoáng ch t t nhiên v i thành ph n chính
c a ph i li u đ c xác đ nh là MgO (0,67%), Al2O3 (28,75%) và SiO2 (57,5%),
CaO (0,8%), Fe2O3 (1,25%). B x ng g m c u trúc t ong bao g m các
c
sau: Tr n ph i li u v i ch t k t dính nhi t đ th p t o đ d o c n thi t; ùn s
b qu râ đ làm s ch ph i li u; ùn qu huôn t o s n ph m c u trúc t
ong; C t s n ph m có chi u dài mong mu n; S y khô s n ph m nhi t đ
150oC; Thiêu k t trong lò đi n tr t i nhi t đ trong kho ng 1200oC trong th i
gian t 3 đ n 4 gi tùy yêu c u v đ x p, đ c ng c a s n ph m.
2.3.1.2. Ph ng pháp đánh giá đ c tr ng v t li u
c tr ng c các v t li u đ c đánh giá ng m t s ph ng pháp
nh ph ng pháp nhi u x ti X (XRD), Ph ng pháp ính hi n vi đi n t
quét (SEM), Ph ng pháp đo di n tích m t ri ng (BET)


4
2.3.2. Các ph ng pháp phơn tích thƠnh ph n hóa h c c a than
2.3.3. Các ph ng pháp phơn tích khí
2.3.4. Các ph ng pháp nghiên c u Spirulina platensis
nghiên c u s d ng CO2 làm s ch t khí th i đ t th n đ nuôi Spirulina
platensis SP8, các ph ng pháp s u đư đ c s d ng: xác đ nh t c đ sinh tr ng
c Spirulina platensis thông qu các thông s : đo OD445nm ho c sinh h i hô
(SKK, g/L)
các th i đi m nuôi c
hác nh u, ph ng pháp xác đ nh
ph coc nine, chloroph ll , c rotenoid c Spirulina platensis, tách chi t lipit t

sinh h i t o theo ph ng pháp Bligh và D er (1959) đư c i i n, ph ng pháp
xác đ nh hàm l ng HCO3- và CO32- trong môi tr ng nuôi, phân tích thành ph n
và hàm l ng các xit éo ưo hò và hông ưo hoà đ n i đôi, phân tích thành
ph n dinh d ng, Phân tích hàm l ng c r on trong sinh h i vi t o, đánh giá
hi u qu h p thu CO2 c Spirulina platensis.
2.4. S
NGHIểN C U
2.5. CÁC MÔ HỊNH TH C NGHI M
2.5.1. Thi t b nghiên c u ch c n ng c a t ng v t li u
Thi t nghi n c u ch c n ng c t ng v t li u o g m các h ng m c
thi t chính s u: Bu ng ch
hí; Tháp h p ph / xúc tác. Hình 2.8 là s đ
thi t có g n các thi t đi èm.
1 - Bu ng ch a khí
2 - Khóa 1
3 - Qu t h t đ y
4 - Khóa 2
5 - Thi t b ki m soát
l u l ng

6 - Khóa 3
7 - Khóa 4
8 - Khóa 5
9 - Tháp h p ph /
xúc tác
10 - Thi t b gia nhi t

Hình 2. 8. Mô hình x lý khí b ng v t li u xúc tác/ h p ph

2.5.2. H th ng x lỦ khí th i quy mô phòng thí nghi m

D tr n các t qu phân tích thành ph n hí th i đ t th n c ng nh
các t qu nghi n c u ch c n ng c t ng lo i v t li u thì h th ng công
ngh đ t đ c l ch n v i các h ng m c nh tr n hình 2.9.
1- Lò đ t than; 2- Ph u thu hí; 3- Bu ng tách i;
4- Bu ng tr n hí;
5- Bu ng x c tác/ h p ph ; 6- Bu ng x c tác/ h p
ph ; 7- Bu ng x c tác/ h p ph ; 8- Tháp h p th ; 9B ch dung d ch; 10- Máy nén khí CO2; 11- Bình
ch
hí CO2; 12- Khung giá

Hình 2. 9. ả th ng thu h i CO2 và x lý khí th i đ ng hành t quá trình đ t than

2.5.3. H th ng x lỦ khí th i quy mô nhƠ máy
D tr n các t qu phân tích thành ph n hí th i đ t th n t i nhà má
c ng nh các t qu nghi n c u ch c n ng c t ng lo i v t li u thì h
th ng công ngh đ t đ c l ch n v i các h ng m c nh tr n hình 2.10.


5

Hình 2. 10. ả th ng thu h i CO2 và x lý
khí đ ng hành t i lò nung Nhà máy g ch
tuynel, an Ph ng, ảà N i

1- ng hói lò nung g ch; 2 -T đi u hi n; 3Xyclon; 4- Tháp h p ph /x c tác; 5- Tháp h p
th ; 6- Bình n áp; 7- B l c hí; 8- Máy nén
khí; 9- Khung

2.5.4. Mô hình th c nghi m nuôi Spirulina platensis
a. Thi t b ph n ng quang sinh 10 L nuôi Spirulina platensis

Thi t b ph n ng quang sinh đ c ch t o t nh a mica trong su t (1)
có chi u c o 64 cm, chi u r ng 25 cm, chi u dày 9 cm và th tích c d ch
t o là 10 lít. B ph n ng nà đ c l p đ t c đ nh trên khung s t.

1 - Bình nuôi t o; 2 - Sensor pH;
3 - Ngu n c p hí CO2 ; 4 - Má
th i hí;5 - Bình tr n hí ; 6 V n t đ ng đóng, m hí CO2
theo pH; 6 , 6c - V n đi u ch nh
hí ; 7 , 7 , 7c - L u t c hí; 8
- á t o t hí; 9 - ng thoát
hí; 10 - Ngu n sáng; 11 - pH
Control

Hình 2. 11.

đ h th ng thi t b b ph n ng quang sinh (Photobioreactor - PBR) nuôi
Spirulina platensis

b. B nuôi Spirulina platensis
B nuôi Spirulina platensis đ c xây d ng t i Nhà máy g ch tu nel, n
Ph ng, Hà N i. B bê tông có t ng di n tích 25 m2; chi u dài 12,5 m; chi u
r ng 2,0 m; chi u c o 0,5 m; đ r ng c
nh là 1,0 m. H i đ u c a b đư đ c
làm tròn đ gi m s c n tr c a s di chuy n c n c. Ph ng pháp nuôi là
ph ng pháp án li n t c. Chi u cao d ch t o là 30 cm. Môi tr ng nuôi c y t o
đ c s d ng trong nghiên c u c ch ng tôi là môi tr ng dinh d ng Zarrouk
c i ti n. Khí CO2 s u hi đ c làm s ch t h th ng x lý khí th i đ c đ vào
môi tr ng nuôi t o. Nhi t đ thích h p cho s t ng tr ng c a Spirulina
platensis t 28 oC đ n 35 oC. Thi t ph o CO2 cho nuôi c vi t o tr n di n
r ng theo thi t hi n hành đ c l p đ t vào nuôi c . T c đ dòng ch c

môi tr ng trong nuôi t o vào ho ng 30 cm/s.
2.6. CÁC PH
NG PHÁP B TRệ THệ NGHI M
2.6.1 Các ph ng pháp b trí thí nghi m nghiên c u kh n ng x lỦ c a
v t li u xúc tác/ h p ph
Các ph ng pháp
trí thí nghi m nghiên c u kh n ng x lý c a v t
li u xúc tác/ h p ph nh nghiên c u kh n ng h p ph SO2 c a v t li u CaO
- Na2CO3; nghiên c u kh n ng oxi hó CO c a v t li u La0.9K0.1CoO3;
nghiên c u kh n ng chu n hóa NOx c a v t li u V2O5 + WO3/ TiO2 +
Al2O3 + SiO2; nghiên c u nh h ng mi n nhi t đ lên hi u qu ho t đ ng
c a h xúc tác- h p ph ; nghiên c u hi u qu ho t đ ng c a h modun x lý


6
khí th i trong quy trình tách và làm s ch CO2 t khí th i đ t than; nghiên c u
hi u qu tách CO2 khi k t h p v i h xúc tác quang hóa đư đ c b trí.
2.6.2. Các ph ng pháp b trí thí nghi m nghiên c u Spirulina platensis
Các ph ng pháp
trí thí nghi m nghiên c u Spirulina platensis nh
nghiên c u nh h ng c a t l c p gi ng đ n sinh tr ng và kh n ng h p thu
CO2 c a Spirulina platensis SP8; nghiên c u l a ch n n ng đ CO2 phù h p cho
sinh tr ng c a Spirulina platensis SP8; nghiên c u nh h ng c a n ng đ
NaHCO3 trong môi tr ng l n sinh tr ng c a Spirulina platensis SP8, nghiên
c u nh h ng c a n ng đ NaHCO3 trong đi u ki n s c ngu n CO2 khác nhau
l n sinh tr ng c a Spirulina platensis SP8; nghiên c u th đ i pH trong môi
tr ng nuôi Spirulina platensis SP8 các công th c thí nghi m s d ng ngu n
CO2 khác nhau; nghiên c u bi n đ ng c a HCO3- và CO32- trong môi tr ng
nuôi Spirulina platensis SP8 khi s d ng ngu n CO2 khác nhau; nghiên c u s
d ng CO2 t khí th i đ t th n đ nuôi Spirulina platensis SP8 trong thi t b ph n

ng quang sinh 10 L; nghiên c u s d ng CO2 t khí th i đ t than nhà máy g ch
tuynel đ nuôi Spirulina platensis SP8 trong b nuôi 6,25 m3 đư đ c b trí.
2.7. PH
NG PHÁP X Lụ S LI U
CH
NG 3. K T QU VÀ TH O LU N
3.1. NGHIểN C U LẨM S CH CO2 T KHệ TH I
T THAN
B NG K THU T XÚC TÁC - H P PH
3.1.1. Ch t o vƠ nghiên c u tính ch t v t li u xúc tác-h p ph
3.1.1.1. Nghiên c u s d ng v t li u h p ph tr n c s Fe2O3 - MnO2 và các
h p ch t ch a Canxi/ Natri nh m gi m thi u h i im lo i n ng và h i xit
a. Ch t o h h p ph CaO-Na2CO3

Hình 3.1. Gi n đ nhi u x tia X c a v t li u h p
ph CaO-Na 2CO3 trong h n h p ch t mang

Hình 3.2. nh hi n vi đi n t
quét (SEM) c a v t li u h p ph
CaO-Na 2CO3 trên n n cordierit

ư t ng h p đ c v t li u h p ph CaO-Na2CO3 có ích th c và di n tích b
m t riêng n m trong kho ng 30 - 50 nm và 12, 56 m2/g.
b. Ch t o h h p ph ạe2O3- MnO2
ư t ng h p đ c v t li u h p ph Fe2O3 - MnO2 có ích th c và di n tích
m t ri ng 120 - 200 nm và 7,094 m2/g.


7

Hình 3.3. Gi n đ nhi u x tia X c a v t li u
h p ph Fe2O3-MnO2 trong h n h p ch t mang

Hình 3.4. nh hi n vi đi n t quét
(SEM) c a m u v t li u h p ph
Fe2O3-MnO2 trên n n cordierit

3.1.1.2. Nghiên c u v t li u xúc tác đ x lý khí đ c
a. Nghiên c u các đ c tr ng c a xúc tác oxy hóa La0.9K0.1CoO3

Hình 3.5. Gi n đ nhi u x tia X c a (a) m u v t
li u LaCoO3 [49] và (b) m u v t li u La 0.9K0.1CoO3

Hình 3.6. nh SEM c a m u v t
li u La 0.9K0.1CoO3

K t qu thu đ c b ng ph ng pháp XRD cho th y K trong m u
La0,9K0,1CoO3 đư th chu n vào c u trúc m ng c a LaCoO3. Kích th c và di n
tích b m t c a các h t La0.9K0.1CoO3 thu đ c là 30 - 50 nm và 6,8 m2/g.
b. Nghiên c u tính ch t h v t li u xúc tác V2O5 + WO3/ TiO2 + Al2O3 + SiO2
nh h ng c a pH

(a)

(b)

(c)

Hình 3.7. TPD trên m u (a) VW/Ti2, (b) VW/Ti3, (c)VW/Ti4

B ng 3.4. Thông s TPD c a các m u VW/Ti2, VW/Ti3, VW/Ti4
STT
1
2
3

VW/Ti2
215,4
412,9
595,5

Nhi t đ t i pic (OC)
VW/Ti3
VW/Ti4
171,4
176,8
268,8
280,5
461,4
476,9

Th tích tâm xúc tác (mL/g STP)
VW/Ti2
VW/Ti3
VW/Ti4
0,34718
0,21743
0,24058
0,14961
0,22301

0,32312
0,10137
0,00139
0,00393

K t qu này cho th y có th ch n pH = 3÷4 đ ch t o m u, tùy thu c
vào tiêu chí l a ch n: ho c là nhi t đ gi i h p ph th p h n c (v i pH=3)
ho c là ch n nhi t đ gi i h p ph t ng đ i th p nh ng đ ng l ng h p


8
ph c o h n (pH =4).
nh h ng c a quá trình sulphat hóa

(a)

(b)

(c)

Hình 3.8. TPD trên (a) m u VW/Ti3S; (b) m u XG; (c) m u XT/XG

B ng 3.5. Các thông s TPD c b n c a các m u VW/Ti3S, XG và XT/XG
STT
1
2

VW/Ti3S
163,7
356,0

Nhi t đ t i pic (OC)
XG
XT/XG
181,4
172,0
310,5
-

VW/Ti3S
0,25036
0,21227

Th tích (mL/g STP)
XG
XT/XG
3,10089
5,43641
2,53675
-

ư nghi n c u nh h ng c a pH và quá trình sulphat hóa t i tính axit
c a xúc tác V2O5+WO3/ TiO2 + Al2O3 + SiO2. K t qu nh n đ c nh s u:
+ pH = 3÷4 là t i u đ ch t o m u có đ ng l ng h p ph cao
nhi t đ t ng đ i th p.
+ Quá trình sulphat hóa ch t m ng làm th đ i tính axit c a pha ho t
đ ng t o nên h v t li u x c tác có dung l ng h p ph amoniac cao t i m t
vùng nhi t đ th p.
+ V t li u xúc tác v i tính xit nh v y có kh n ng x c tác t t cho quá
trình chuy n hóa NOx, phân hu VOCs, nh t là VOCs ch a clo và các d n

xu t c a dioxin và furan ch a trong khí th i t các lò đ t than.
c. V t li u xúc tác quang V2O5/TiO2

Hình 3.10. Gi n đ nhi u x tia X c a
TiO2 rutile ch a nghi n (a) và
V2O5/TiO2 đã nghi n 4h (b)

B ng 3.6. Kích th
M u
TiO2
V2O5/TiO2
V2O5/ TiO2

(a)

(b)

Hình 3.11. nh hi n vi đi n t quét (SEM) c a m u
TiO2 tr c khi nghi n (a) và V2O5/ TiO2 sau khi nghi n
4 gi (b)

c h t và các giá tr BET c a các m u

Th i gian nghi n
(h)
0
4
4

Kích th c h t

trung bình (nm)
100-130
20-40
22

BET
(m2/g)
1,19
19,5
20,80

Tài li u tham
kh o
Nghiên c u này
Nghiên c u này
[68]


9

B ng ph ng pháp nghi n
ph n ng N no V n di đư đ c pha
t p vào m ng Rutil TiO2. V t li u
ch t o đ c có ích th c 20 - 40
nm, di n tích b m t riêng BET g n
20 m2/g, h p ph m nh trong vùng
Hình 3.12. Ph h p th UV - Vis c a TiO2:
UV đ ng th i t ng s ng vùng
c
(a) TiO2 rutile ch a nghi n, và (b) h t nano

sóng
dài
430
570
nm
V2O5 / TiO2 nghi n 4h
3.1.1.2. Ch t o x ng g m - ch t mang

x

Hình 3.13. Gi n đ nhi u x tia X c a
ng g m sau thiêu k t trong không khí
t i 12000C trong 3h.

Hình 3.14. nh hi n vi đi n t quét
(SEM) trên b m t x ng

B ng 3.7. Các thông s k thu t c a các b g m c u trúc t ong

Lo i v t li u
G m c u trúc t ong

b nu n
(KG/cm2)
32,12-34,80

b n va đ p
(KG/cm2)
1,48-1,49

b n nhi t
(ToC)
1200

3.1.2. Nghiên c u th nghi m h modun h p ph -xúc tác đ lƠm s ch
CO2 t khí th i đ t than
3.1.2.1. Nghiên c u th nghi m h modul h p ph /xúc tác đ làm s ch CO2
t khí th i đ t than quy mô phòng thí nghi m
a. ThƠnh ph n khí th i đ t than
Thành ph n hóa h c c a than t ong s d ng cho m c đích nghi n c u
trong đi u ki n phòng thí nghi m có hàm l ng cacbon khá cao chi m
55,82%; đ tro và đ m chi m 38,56% và 13,12%. Bên c nh đó trong th n
c ng có ch a các thành ph n hác nh H, S, O và N có hàm l ng 1,26%;
0,63%; 1,86% và 0,72%, t ng ng.
V i các thành ph n c th n nh tr n, thành ph n khí th i s u hi đ t
than có ch l ng l n khí CO2 có n ng đ 4,35 ± 0,01%. K t qu nh n
đ c c ng cho th , hàm l ng CO trong khói th i khá cao, ph n l n các
m u ch CO c o h n 2000 mg/m3. Ngoài ra còn ch a khí SO2, NOx và H2
v i n ng đ 422,37 ± 18,36 mg/m3, 32,58 ± 0,81 mg/m3 và 143 ± 7,0 mg/m3
t ng ng. Chính vì v y, th t c n thi t làm s ch t i đ nh ng hí đ ng hành
CO, SO2, NOx này đ thu đ c l ng CO2 s ch nh m m c đích nuôi vi t o.
b. Nghiên c u thi t l p mô hình h p ph /xúc tác đ làm s ch khí CO2 t khí
th i đ t than
ánh giá kh n ng h p ph SO2 c a v t li u CaO-Na2CO3


10
Khi hàm l ng SO2 n m
kho ng giá tr 1,687 mmol/g v t
li u CaO - Na2CO3 thì đ h p ph

khí SO2 đ t giá tr c c đ i, v i giá
tr a* = 1,569 mmol SO2/g v t li u.
Hình 3.17. Hi u su t h p ph khí
SO2 c a v t li u CaO - Na 2CO3

Ki m tra ch c n ng oxi hóa CO c a v t li u La0,9K0,1CoO3
K t qu nghiên c u cho th y v i 1 g v t li u trong 1 phút có kh n ng chu n
hóa h t 253,80 mg CO/g v t li u. Do trong v t li u ch ch 5% x c tác (t ng
đ ng v i 50mg xúc tác/1g v t li u), có ngh là 1 mg x c tác có h n ng chu n
hóa 5,08 mg CO trong 1 phút. V i nh ng nh n đ nh trên c a các tác gi , cùng v i
m c đích chu n hóa CO thành CO2 cho nuôi Spirulina platensis nên lu n án ch
t p trung nghiên c u kh n ng x lý CO c a v t li u La0,9K0,1CoO3 và nhi t đ
320oC là nhi t đ t i u cho quá trình oxi hóa CO thành CO2.
B ng 3.10. nh h ng c a t c đ dòng khí
hi u su t x lý c a v t li u

Hình 3.18. Hi u su t chuy n hóa
CO c a h La 0.9K0.1CoO3 theo
nhi t đ

Ki m tra kh n ng chuy n hóa NOx c a V2O5 + WO3/ TiO2 + Al2O3 + SiO2
Ti p theo là các nghiên c u chuy n hóa NOx c a v t li u V2O5 + WO3/
TiO2 + Al2O3 + SiO2. Hi u su t c a quá trình chuy n hóa NOx v t li u này
đ c th hi n b ng 3.11.
B ng 3. 1. Hi u su t chuy n hóa khí NO, NO2 qua modun V2O5 + WO3/
TiO2 + Al2O3 + SiO2
Nhi t đ
(oC)
30
250

310-320
350
400
500

NO2
Ct/Co
(mg/m3)

NO
-NO2
(%)

Ct/Co
(mg/m3)

60/60
0,00
187,5/187,5
60/60
0,00
169,95/187,5
2,11/60
96,48
82,87/187,5
1,43/60
97,62
99,22/187,5
15,56/60
74,06

107,74/187,5
17,85/60
70,24
111,65/187,5
Ghi chú: Co: N ng đ khí tr c khi qua modun x
: Hi u su t x lý khí

NOx
NO
(%)

Ct/Co
(mg/m3)

NOx
(%)

0,00
247,5/247,5
0,00
9,36
229,95/247,5
7,09
55,78
84,98/247,5
65,66
47,08 100,65/247,5 59,33
42,54 123,30/247,5 50,18
40,66 128,30/247,5 48,16
lý; Ct: N ng đ khí sau khi qua h

H2
Ct/Co
(mg/m3)
1070/1070
1068/1070
1051/1070
1053/1070
1055/1070
1056/1070
x lý

K t qu th c nghi m cho th y, nhi t đ t i u cho h n ng chu n hóa NOx


11
c a v t li u V2O5 + WO3/ TiO2 + Al2O3 + SiO2 n m trong kho ng 310 - 320 oC.
c. Tích h p h xúc tác/ h p ph trong quy trình tách và làm s ch CO2 t
khí th i đ t than quy mô phòng thí nghi m
D a vào k t qu phân tích
thành ph n khí th i t lò đ t
than (b ng 3.9) và k t qu ki m
tra ch c n ng c a t ng modun x
lý khí, h th ng ng d ng các v t
li u xúc tác và h p ph đư đ c
thi t k đ x lý các hí đ c đ ng
hành nh m thu đ c CO2 có đ
s ch cao và thân thi n v i môi
tr ng nuôi Spirulina platensis Hình 3.19. đ h th ng x lý khí th i đ t
than

theo s đ Hình 3.19.
d. Nghiên c u nh h ng mi n nhi t đ lên hi u qu ho t đ ng c a
h xúc tác- h p ph
Nh ng k t qu nghiên c u c
n đư cho phép lu n án l a ch n đ c t h p
modul xúc tác-h p ph phù h p v i đi u ki n hi n hành. Tuy nhiên, khi tích h p
các modul xúc tác- h p ph vào cùng m t đi u ki n ph n ng, c n ph i h o sát
nh h ng c a nhi t đ lên hi u qu ho t đ ng c a h th ng xúc tác/h p ph .
S li u trình bày trên b ng 3.12 là k t qu đo trung ình c a 18 l n l p l i
t i các mi n nhi t đ khác nhau trong h h p ph -xúc tác t 250oC đ n 500oC.
T i nhi t đ 250oC, n ng đ NOx g n nh hông th đ i ch ng t r ng nhi t
đ này, modun x lý NOx h u nh hông ho t đ ng. Trong hi đó n ng đ CO
và SO2 gi m 68,84 % và 86,44 %, t c là modun oxi hoá và modun h p ph đ u
ho t đ ng 250oC. Khi nhi t đ bu ng x c tác t ng l n 320oC, đ chuy n hoá
CO là 74,75 %, l ng SO2 m t đi t i 93,36 %, còn NOx gi m 66,36%. Khi t ng
nhi t đ bu ng xúc tác lên 350oC, đ chuy n hoá CO là 64,72 %, SO2 đ t 93,89
% và NOx đ t 56,67%. nhi t đ 400OC, đ chuy n hoá CO là 58,21% trong
khi SO2 là 92,84% và NOx là 51,52 %. T i nhi t đ 500oC, đ chuy n hoá CO
ch là 23,83 %; SO2 là 91,26 % trong khi NOx ch là 48,48 %.
Nh v y, đ chuy n hoá CO và NOx cao nh t 320oC, trong hi đ
chuy n hoá SO2 kho ng 90% t i t t c các vùng nhi t đ đư h o sát, tr
nhi t đ 250oC g n nh modun chu n hóa NOx không ho t đ ng. L u ý t i
hàm l ng CO2 thu đ c sau h xúc tác- h p ph (d o đ ng trong kho ng
4,40 - 4,52%), nhi t đ 320oC đ c ch n là nhi t đ ho t đ ng c a bu ng
xúc tác -h p ph trong HM XLKT quy mô l n h n.
Nh n xét:
chuy n hoá CO và NOx cao nh t 320oC, trong hi đó đ
chuy n hoá SO2 cao nh t 100 - 120oC. Tuy v y, các vùng nhi t đ đư h o
sát, đ chuy n hoá SO2 đ u cao trên 90%. Vì v y, v i nh ng k t qu nghiên c u
n đ u đư cho phép ch n t h p nh ng môđun x c tác-h p ph phù h p v i đi u

12
ki n hi n hành. Tr n c s đó, nhi t đ 320 oC đư đ c ch n là nhi t đ bu ng
xúc tác/ h p ph cho ho t đ ng c HM XLKT quy mô này.
e. Hi u qu ho t đ ng c a h modun x lý khí th i trong quy trình tách
và làm s ch CO2 t khí th i đ t than
B ng 3.13. K t qu phân tích thành ph n khí th i đ t than tr

Thành ph n
khí th i
SO2 (mg/m3)
CO (mg/m3)
NOx (mg/m3)
H2 (mg/m3)
CO2 (%)

T i ngu n đ t
than
422 ± 18,34
2086 ± 32,09
32,49 ± 0,97
143 ± 7
4,35 ± 0,01

Sau b xúc tác
và h p ph
28± 7,98
446,48 ± 8,44
6,2 ± 1,7

139 ± 1
4,52 ± 0,01

Sau môđun
phun s ng
5,24 ± 1,06
446,48 ± 8,44
5,0 ± 0,53
139 ± 2
4,50 ± 0,02

c và sau x lý

Hi u su t x lý
(%)
>98,54
>79,04
>83,47
-

Nh v , quá trình đ t th n trong phòng thí nghi m th i r nhi u hí
th i nh CO, SO2, NOx, CO2, và i mu i. L ng CO2 đ c làm s ch s u
HM XLKT ho ng 4,50 ± 0,02% đ đ ti n hành các thí nghi m cung c p
ngu n c c on cho Spirulina platensis sinh tr ng.
f. Hi u qu tách CO2 khi k t h p v i h xúc tác quang hóa
A: H modul x lý hí th i s
d ng h x c tác tru n th ng;
B: H th ng làm ngu i hí đ n
nhi t đ phòng; C: ng th ch
nh; D: Thu hí s u x lý

Hình 3.22.
đ x lý khí th i c a lò đ t than
B ng 3.14. K t qu đo n ng đ các ch t khí đ u vào /đ u ra sau khi x lý
Ch tiêu
CO (mg/m3)
SO2 (mg/m3)
NOx (mg/m3)
H2 (mg/m3)
CO2 (%)

Giai đo n sau x lý qua h
xúc tác truy n th ng
Hi u su t
N ng đ
(%)
2086 ± 32,09 446,48 ± 18,44
79,04
422 ± 18,34
5,24 ± 1,06
>98,54
32,49 ± 0,97
5,0 ± 0,53
>83,47
143 ± 7
139 ± 2
4,35 ± 0,01
4,50 ± 0,02
N ng đ
đ u vào

Giai đo n sau x lý qua h
xúc tác quang
Hi u su t
N ng đ
(%)
38,16 ± 2,24
>98,18
0
100
2 ± 0,03
93,02
139 ± 2
4,56 ± 0,01
-

S k t n i modun truy n th ng và x c tác qu ng hó đư gi i quy t g n
nh tri t đ các thành ph n khí còn l i. i u này g i m kh n ng th th
xúc tác quang cho c h modun xúc tác. Tuy nhiên, vi c m r ng kh n ng
s d ng xúc tác quang trong x lý khí th i đ t than quy mô l n c n thi t
nh ng nghiên c u sâu h n trong t ng lai.
3.1.2.2. Nghiên c u th nghi m h modul h p ph /xúc tác đ làm s ch CO2
t khí th i đ t than t i nhà máy g ch tuynel
a. Thành ph n khí th i đ t than t i Nhà máy g ch tuynel an Ph ng, Hà N i
â là thành ph n khí th i đ c trích t ng khói lò nung (1) c a nhà máy.
S li u cho th y khí th i trích t ng khói nhà mày g ch tuynel ch hàm l ng
CO2 là 1,22 ± 0,01%; SO2 t 148,96 ± 34,58 mg/m3; NOx kho ng 19,92 ± 9,96
mg/m3, CO kho ng 770,24 ± 26,68 mg/m3. Ngoài ra trong thành ph n khí th i

13
c a nhà máy còn có m t l ng nh VOCs, HCl, HF và CxHy, H2.
B ng 3.15. Thành ph n khí th i trích t
tuynel, an Ph ng, ảà N i
STT
1

Ch tiêu
CO2 (%)

2

SO2 (mg/m3)

3

3

NOx (mg/m )
3

4

CO (mg/m )

5

3

VOCs (mg/m )

HƠm l ng
1,22 ± 0,01
148,96 ±
34,58
30,08 ± 1,43
770,24 ±
26,68
0,18 ± 0,01

ng khói lò nung nhà máy g ch

STT
6

Ch tiêu
HCl (mg/m3)

HƠm l ng
2,17 ± 0,01

7

HF (mg/m3)

2,32 ± 0,02

8

CxHy (mg/m3)

25 ± 0,04

9

3

H2 (mg/m )

246,00 ± 3,00

b. Gi i thi u h th ng lƠm s ch CO2 vƠ x lỦ khí th i đ ng hƠnh
V i m c đích làm s ch CO2 ph c v cho quá trình s n xu t Spirulina
platensis SP8, sau khi kh o sát các thành ph n khí th i trích t ng khói lò
nung c a nhà máy, h th ng làm s ch CO2 và x lý khí th i đ ng hành t i lò
nung Nhà máy g ch tu nel, n Ph ng, Hà N i đư đ c thi t k theo Hình
Hình 3.24.
c. Nghiên c u nh h ng c a nhi t đ lên hi u su t x lý khí th i đ ng
hành c a tháp xúc tác/h p ph
Các s li u đ c trình bày trên b ng 3.16 cho th y nhi t đ làm vi c t t
nh t c a bu ng xúc tác – h p ph v n đ m b o trong kho ng 300-350oC,
320oC cho hi u qu x lý t t nh t. T i nhi t đ 250oC, hi u su t x lý NOx
ch đ t 9,13%, trong khi hi u su t x lý CO và SO2 đ t 66,62 % và 95,85 %;
k t qu nà t ng t v i k t qu thu đ c trong đi u ki n phòng thí nghi m.
i u này ch ng t trong đi u ki n th c t , modun oxi hoá và modun h p ph
đ u ho t đ ng 250oC, trong khi modun x lý NOx h u nh hông ho t
đ ng. Khi nhi t đ t ng l n, thì hi u su t x lý hí t ng và đ t t i u
320oC, đ chuy n hoá CO, SO2, NOx là 80,68 %; 100%; 67,21%, t ng ng.
Nh v y, v i các k t qu nh n đ c trên, trong nghiên c u này, nhi t
đ 320oC đ c xác đ nh là nhi t đ t i u cho ho t đ ng c a tháp xúc

tác/h p ph cho các nghiên c u ti p theo.
d. Nghiên c u hi u qu làm s ch CO2 và x lỦ các khí đ ng hành c a h
th ng nhi t đ t i u 320oC
B ng 3.17. ải u qu làm s ch CO2 t khí th i đ t than t i Nhà máy g ch
tuynel an Ph ng, ảà N i thông qua ả modun x lý khí th i
STT
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Thành ph n
VOCs (mg/m3)
HCl (mg/m3)
HF (mg/m3)
CxHy (mg/m3)
H2 (mg/m3)
SO2 (mg/m3)
CO (mg/m3)
NOx (mg/m3)
CO2 (%)

Co
0,19 ± 0,01
2,17 ± 0,01

2,32 ± 0,02
25 ± 0,04
246,00 ± 3,00
148,96 ±34,58
770,24 ±26,68
30,08 ± 2,36
1,22 ± 0,01

Ct-1
0,06
0,72
0,37
0
245,00 ± 2,00
5,32 ± 2,66
145,1 ± 12,2
9,98 ± 0,49
1,27 ± 0,01

Ct-2
0,03
0,33
0,28
0
245,00 ± 3,00
0
144,6 ± 12,5
2,49 ± 0,72
1,24 ± 0,02

(%)
84,21
84,80
87,90
100
100
82,23
90,01
-


14

Ghi chú: Co: n ng đ ban đ u c a các ch t tr c khi đi vào h modun x lý khí th i; Ct-1:
n ng đ c a các ch t sau khi đi qua modun xúc tác-h p ph ; Ct-2: n ng đ c a các ch t
sau khi đi qua modun phun s ng; : ải u su t x lý khí

Khí th i s u hi đi qu tháp h p ph /x c tác trong hí đ u ra bao g m
khí CO2 1,27 ± 0,01% v n còn l n m t ít các khí NOx, SO2, VOCs, HCl, HF,
CxHy. Do khí th i sau khi qua tháp h p ph / xúc tác có nhi t đ cao không t t
cho quá trình nuôi Spirulina platensis nên h n h p khí này ti p t c đ c d n qua
tháp h p th v i m c đích là gi m nhi t đ tr c hi đ
hí vào môi tr ng
nuôi. K t qu thu đ c cho th y h n h p khí th i s u hi đi qu tháp h p th các
khí SO2, NOx, VOCs, HCl, HF, CxHy g n nh đ c làm s ch hoàn toàn v i hi u
su t 100%; 90%; 84,21 %, 84,8 %, 87,8 %, 100 %, t ng ng.
3.1.3. Nh n xét
Nh v y, lu n án đư t ng h p đ c các v t li u xúc tác-h p ph : CaONa2CO3 và Fe2O3 - MnO2, La0.9K0.1CoO3 ,V2O5+WO3/TiO2 + Al2O3 + SiO2,
V2O5/TiO2 và đư ch t o thành công h modun x lý khí th i XT-HP qui mô pilot
trong quy trình tách và làm s ch CO2 t khí th i đ t th n (HM XLKT). Khí th i

s u hi qu HM XLKT tru n th ng có kh n ng x lý CO đ t đ c kho ng
79,04 %, SO2 g n nh hoàn toàn và NOx đ t 83,47% t i nhi t đ 320oC. L ng
CO2 đ c làm s ch s u HM XLKT ho ng 4,35 ± 0,02%. Bên c nh đó, s u hi
k t h p h HM XLKT v i h quang xúc tác V2O5/TiO2 đư x lý g n nh hoàn
toàn các khí th i đ ng hành: chuy n hóa CO trên 98%, SO2 - 100% và NOx trên 93,02% so v i thành ph n khí th i n đ u. L ng CO2 thu đ c khá cao,
t ng t 4,35 ± 0,01 lên trên 4,56± 0,01% và thích h p h n cho quá trình nuôi t o.
Nh v y, v i k t qu nghiên c u các lo i v t li u xúc tác/ h p ph nh tr n có th
thi t k đ c m t HM XLKT làm s ch g n nh hoàn toàn CO2 mà v n ti t ki m
đ c n ng l ng. HM XLKT đ t than t i nhà máy g ch tu nel c ng đư ch ng
minh đ c hi u qu thu h i và làm s ch CO2 cho kh n ng sinh tr ng c ng nh
ch t l ng c a Spirulina platensis.
3.2. NGHIểN C U S D NG CO2 LẨM S CH T KHệ TH I
T
THAN
NUÔI SPIRULINA PLATENSIS
3.2.1. Nghiên c u s d ng CO2 lƠm s ch t khí th i đ t than đ nuôi
Spirulina platensis SP8 đi u ki n phòng thí nghi m quy mô 1L
3.2.1.1. nh h ng c a t l gi ng c p
Theo các k t qu
nghiên c u trên cho
th y m t đ gi ng ban
đ u 0,15 g/L môi
tr ng đ c xem là
phù h p.
(a)

(b)

Hình 3.25. nh h ng c a t l gi ng c p đ n kh n ng sinh tr ng (a) và Kh i l ng
CO2 h p thu đ c (b) c a pirulina platensis P8 trong đi u ki n s c khí CO2 5%

15
3.2.1.2. Nghiên c u l a ch n n ng đ CO2 phù h p cho sinh tr ng c a
Spirulina platensis
K t qu th hi n tr n hình 3.26 và cho th n ng đ CO2 có nh
h ng l n đ n h n ng sinh tr ng và h p thu CO2 c SP8. Khi n ng đ
CO2 i n thi n t 1% đ n 5%, sinh tr ng và l ng CO2 h p thu đ c t ng
d n, và hi u qu h p th CO2 trung ình đ t l n nh t n ng đ CO2 5% là
135,71 mgCO2/L/ngày.
S u đó h n ng sinh
tr ng và h p thu CO2 gi m d n
trong đi u ki n s c không khí.
n ng đ CO2 10% và 15%
quá trình sinh tr ng th p, d ng
l i vài ngày sau th i gian nuôi
(b)
(a)
c y, chính vì v y kh n ng h p
Hình 3.26. nh h ng c a các n ng đ
thu CO2 trung bình c a SP8
CO2 khác nhau đ n kh n ng sinh tr ng (a)
hai n ng đ này ch đ t 2,570 và Kh i l ng CO2 h p thu đ c (b) c a
và 0,406 mgCO2/L/ngày.
Spirulina platensis SP8
a. Nghiên c u nh h ng c a n ng đ NaHCO3 lên sinh tr ng c a SP8
K t qu nghiên c u trình bày cho th trong đi u ki n s c khí b ng
không khí s ch, v i m t đ t ào n đ u gi ng nhau là 0,23 ± 0,01, sau 10
ngày nuôi c y m t đ t bào theo OD445nm c a SP8 các công th c CT1,
CT2, CT3, CT4 đ t 1,13 ± 0,01; 0,96 ± 0,01; 0,87 ± 0,01; 0,79 ± 0,01, t ng

ng. i u này cho th y nh ng ngà đ u nuôi c sinh tr ng c a t o S.
platensis 4 công th c thí nghi m không có nhi u s khác bi t. V n đ lí thú
đâ chính là sinh tr ng c a S. platensis CT4 (có n ng đ NaHCO3 gi m
đi 10 l n so v i n ng đ NaHCO3 trong CT1 16,8 g/) g n nh t ng đ ng
v i sinh tr ng c a Spirulina platensis CT1.
Sau 20 ngày nuôi c , sinh tr ng c a Spirulina platensis t l thu n
v i n ng đ NaHCO3 trong môi tr ng. Gía tr OD445nm c a S. platensis SP8
công th c CT3 sau 20 ngày nuôi là 1,59 ± 0,01. Sinh tr ng c a S.
platensis SP8 công th c CT4 d ng l i sau 10 ngày nuôi, sinh kh i c a
VKL có hi n t ng b vón c c và l ng xu ng đá . Gí tr OD445nm c a
S.platensis SP8 công th c CT1, CT2 sau 20 ngày nuôi là 2,04 ± 0,01; 1,81
± 0,01, t ng ng, c o h n g p 1,28 và 1,14 l n so v i giá tr OD445nm c a
CT3.
Nh v y, có th th y r ng khi nuôi tr ng t o S. platensis SP8 n ng đ
NaHCO3 th p (nh 4 ho c 1,36 g/L) c n nuôi trong th i gian ng n r i thu
ho ch và b sung dinh d ng đ c bi t là ngu n cacbon cho t o sinh tr ng.
u đi m c a vi c s d ng môi tr ng nuôi có n ng đ NaHCO3 nêu trên v a
ti t ki m đ c chi phí s n xu t v t ng hi u qu s d ng CO2 sau này khi
ti n hành s c khí CO2.
b. Nghiên c u nh h ng c a n ng đ NaHCO3 trong đi u ki n s c


16
ngu n CO2 khác nhau lên sinh tr ng c a SP8
Nhìn chung, nghiên c u nh h ng c a các n ng đ NaHCO3 trong
đi u ki n s c CO2 t các ngu n khác nhau l n sinh tr ng c a Spirulina
platensis SP8 cho th y:
1.
t t c các nghi m th c (CT1 - CT2 - CT3 - CT4) sinh kh i c a VKL
sau 10 ngày và 20 ngày có giá tr theo tr t t nh s u:

Sinh kh i VKL CO2 4,56% đ t than > Sinh kh i VKL CO2 5% > > Sinh kh i
VKL S c không khí th ng.
2. Ch nh l ch v sinh h i c VKL gi công th c s d ng CO2 đ t th n và CO2
5% tinh hi t ít h n nhi u so v i s ch nh l ch sinh h i c 2 công th c tr n v i
s c hông hí.

Hình 3.27. nh h

ng c a n ng đ NaHCO3 trong đi u ki n s c ngu n CO2 khác
nhau lên sinh tr ng c a SP8

( ) CT1: Môi tr ng Zarrouk có ch a 16,8 g/L NaHCO3; ( ) CT2: Môi tr ng Zarrouk có
ch a 11 g/L NaHCO3; (c) CT3: Môi tr ng Zarrouk có ch a 4 g/L NaHCO3; (d) CT4: Môi tr ng
Zarrouk có ch a 1,36 g/L NaHCO3 + 2 g/L Na2CO3.

3. Sinh tr ng c VKL trong đi u ki n s c CO2 đ t than luôn cao nh t trong c 4
công th c thí nghi m có th lý gi i do l ng NOx đ c b sung t khí th i đ t than.
4. S u 20 ngà nuôi, sinh tr ng c a VKL các nghi m th c CT2, CT3 và
CT4 không l ch nhau nhi u, ch ng t khi ng d ng môi tr ng Zarrouk c i
ti n là r t có c s (Hình 3.27).
c. Nghiên c u nh h ng c a n ng đ NaHCO3 trong đi u ki n s c
ngu n CO2 khác nhau lên ch t l ng sinh kh i c a SP8
B ng 3.22. ảàm l ng s c t , lipit và protein t ng s c a pirulina khi nuôi
h th ng kín có s c CO2 trong môi tr ng Zarrouk có n ng đ NaHCO3 khác nhau

Ngu n khí CO2
(%)
Phycocyanin
CO2 không khí
(mg/g)

CO2 tinh khi t
CO2 khí th i T
Chlorophyll a
CO2 không khí
(mg/g)
CO2 tinh khi t
CO2 khí th i T
Carotenoit
CO2 không khí
(mg/g)
CO2 tinh khi t
CO2 khí th i T
Lipit
CO2 không khí
(% sinh kh i khô) CO2 tinh khi t
CO2 khí th i T
CO2 không khí
Protein t ng s
CO2 tinh khi t
(%)
CO2 khí th i T
Thông s

K t lu n:

CT1

CT2

CT3

CT4

47,42±0,47
40,36±0,07
39,06±0,12
12,04±0,05
8,92±0,03
8,76±0,03
4,56±0,02
2,89±0,02
2,61±0,03
7,94±0,1
8,65±0,04
8,82±0.03
47,82±0,11
50,02±0,06
55,11±0,19

54,09±0,03
25,77±0,15
24,48±0,14
11,27±0,04
7,71±0,06
6,67±0,03
3,94±0,02
1,92±0,02
1,80±0,03
7,17±0,05
8,02±0,04

8,35±0,06
46,93±0,05
50,95±0,05
56,08±0,13

45,37±0,05
50,21±0,9
52,17±0,11
6,74±0,05
10,81±0,05
11,95±0,01
3,63±0,04
4,21±0,03
4,39±0,02
5,84±0,09
7,98±0,03
8,60±0,02
44,82±0,08
52,02±0,06
59,71±0,25

47,56±0,07
71,74±0,38
73,62±0,9
4,28±0,03
11,86±0,03
12,61±0,02
2,08±0,03
4,24±0,01
4,49±0,03

5,79±0,07
7,98±0,04
8,62±0,03
43,94±0,04
53,95±0,05
59,95±0,11


17
1.
nghi m th c CT1 và CT2, protein t ng s và lipit c a hai công th c thí
nghi m (s c khí CO2 đ t than và khí CO2 tinh khi t) là t ng đ ng nh u và
luôn c o h n công th c s c hông hí th ng. S c t c a 2 công th c thí
nghi m nh h n công th c s c hông hí th ng.
2.
nghi m th c CT3 và CT4, t t c các ch s (s c t , lipit và protein t ng
s ) 2 công th c s c khí CO2 tinh khi t và khí CO2 đ t th n là t ng đ ng
nh u và luôn c o h n công th c s c hông hí th ng.
3. Vi c ch n nghi m th c CT4 cho các thí nghi m ti p theo là có c s , do: Duy
trì đ c n ng su t và ch t l ng sinh kh i Spirulina platensis SP8; Gi m thi u
đ c t i đ hàm l ng NaHCO3; T t c các ch ti u là t ng đ ng hi so sánh
gi a CT4 (s c CO2 tinh khi t) và CT4 (s c CO2 đ t than).
3.2.1.4. Nghiên c u thay đ i pả trong môi tr ng nuôi pirulina platensis
s d ng các ngu n CO2 khác nhau
Vi c đi u ch nh pH c môi tr ng nuôi Spirulina ng hí CO2 v
vùng thích h p r t có ý ngh trong vi c chu n hó các d ng các on vô c
hò t n trong môi tr ng.
B ng 3.23. Di n bi n pả c a môi tr ng nuôi pirulina
Các s li u thu
platensis các nghi m th c v i ngu n c p CO2 khác nhau

đ c đư nói l n
C1
C2
CT1
CT2
Th i
nh ng đi u sau:
gian
pH pH pHpHpHpH(ngƠy)
Tr c
Sau
Tr c
Sau
Tr c
Sau
1. C p khí CO2
0
7,92
10,44
10,44
10,18
10,44
10,17
ho c NaHCO3 cho
1
8,08
10,46
10,20
9,96
10,19

9,93
2
8,27
10,48
10,03
9,78
10,01
9,74
môi tr ng nuôi
3
8,43
10,52
9,88
9,60
9,85
9,54
Spirulina platensis
4
8,59
10,57
9,75
9,42
9,69
9,31
5
8,73
10,63
9,63
9,24
9,55

9,03
là r t quan tr ng.
6
8,86
10,72
9,58
9,13
9,46
8,79
2. Ngu n CO2 tinh
7
8,97
10,84
9,56
9,09
9,43
8,65
8
9,06
11,01
9,59
9,15
9,43
8,67
khi t và CO2 t khí
9
9,14
11,25
9,64
9,25

9,49
8,87
th i đ t than không
10
9,21
11,42
9,76
9,44
9,62
9,18
khác nhau trong
11
9,29
11,51
9,87
9,59
9,73
9,37
12
9,36
9,97
9,71
9,89
9,59
vai trò gi n đ nh
13
9,40
10,04
9,79
9,94

9,66
pH (B ng 3.23) và
14
9,43
10,01
9,76
9,90
9,60
15
9,45
9,97
9,71
9,84
9,53
cung c p cacbon
16
9,48
9,91
9,64
9,77
9,43
cho
Spirulina
17
9,50
9,84
9,55
9,68
9,29
18

9,53
9,76
9,43
9,57
9,07
platensis
sinh
19
9,55
9,65
9,26
9,42
8,60
tr ng (Hình 3.27)
20
9,56
9,50
8,97
9,18
8,38
Ghi chú: pH - Tr c: pả tr c khi s c CO2; pH - Sau: pH sau khi s c CO2.

3. Th môi tr ng Zarrouk c i ti n ch a 1,36 g/L NaHCO3 + 2 g/L
Na2CO3 cho môi tr ng Z rrou
n đ u ch a 16,8 g/L NaHCO3 là có c
s khoa h c hi xét đ n s n đ nh pH môi tr ng.
3.2.1.5. Nghiên c u bi n đ ng CO32- và HCO3- trong môi tr ng nuôi
Spirulina platensis SP8
B ng 3.24.
thay đ i hàm l

Spirulina platensis SP8

ng CO32- và HCO3- trong môi tr

ng nuôi


18

Th i
gian
(ngày)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17

18
19
20

tr

CO2 tinh khi t ( C)
HCO3- (mg/l)
CO32- (mg/l)
Tr

cs c

987,62
1409,84
1731,43
2004,28
2242,54
2417,91
2500,51
2524,94
2484,91
2405,57
2216,18
2026,78
1837,38
1717,16
1760,46
1842,44
1947,84

2073,91
2225,17
2397,98
2595,36

Sau s c
1444,43
1866,64
2188,23
2461,08
2699,35
2874,71
2957,32
2981,75
2941,72
2862,38
2672,98
2483,58
2294,19
2173,97
2217,27
2299,24
2404,65
2530,72
2681,98
2854,79
3052,17

Tr

cs c

1132,07
924,43
766,27
632,08
514,90
428,65
388,03
376,01
395,70
434,72
527,87
621,01
714,16
773,28
751,99
711,67
659,84
597,83
523,44
438,46
341,38

Sau s c
907,42
699,77
541,61
407,42
290,24

204,00
163,37
151,35
171,04
210,06
303,21
396,36
489,50
548,63
527,33
487,01
435,18
373,17
298,78
213,80
116,72

CO2 khí th i đ t than (TN)
HCO3- (mg/l)
CO32- (mg/l)
Tr c
Tr c
Sau
Sau s c
s c
s c
s c
987,62
1471,42
1132,06

894,14
1427,40
1911,20
915,79
677,86
1764,98
2248,78
749,77
511,83
2058,54
2542,34
605,39
367,46
2326,94
2810,74
473,39
235,46
2532,45
3016,25
372,32
134,39
2645,19
3129,00
316,88
78,94
2687,19
3170,99
296,22
58,29
2680,44

3164,24
299,54
61,61
2612,37
3096,18
333,02
95,08
2437,39
2921,20
419,07
181,14
2262,41
2746,21
505,13
267,19
1993,10
2476,90
637,58
399,64
1893,58
2377,39
686,52
448,58
1976,46
2460,26
645,76
407,83
2074,63
2558,43
597,48

359,54
2196,91
2680,71
537,34
299,41
2340,45
2824,26
466,75
228,81
2508,84
2992,64
383,93
146,00
2699,29
3183,09
290,27
52,33
2915,18
3398,98
184,10
33,84

Ảhi chú: C: Môi tr ng Zarrouk c i ti n s c 5 % CO2 tinh khi t; TN: Môi
ng Zarrouk c i ti n s c 4,56% CO2 t khí th i đ t than.

Vi c s c hí CO2 vào môi tr ng nuôi Spirulina platensis r t có ý ngh
trong vi c chu n hó các d ng các on vô c hò t n. Các s li u trình bày
trên b ng 3.24 đư nói l n nh ng đi u sau:
1. Trong c hai nghi m th c s d ng 5% CO2 s ch và 4,56% CO2 t khí th i
đ t th n, hàm l ng HCO3- t ng và CO32- gi m trong su t th i gian thí

nghi m ghi nh n m i l n sau s c.
2. Chuy n hóa HCO3- theo chi u h ng t ng hàm l ng sau khi s c CO2
phù h p v i vi c duy trì pH khá n đ nh (B ng 3.23 và B ng 3.24).
3. S khác v ch t l ng c a sinh kh i (s c t , lipit và protein t ng s ) khi
c p CO2 và s c hông hí th ng nghi m th c CT4 (B ng 3.22).
3.2.2. Nghiên c u s d ng CO2 lƠm s ch t khí th i đ t than đ nuôi
Spirulina platensis SP8 đi u ki n phòng thí nghi m quy mô 10L
3.2.2.1. nh h ng c a th i gian s c khí CO2 t khí th i đ t than
Spirulina
platensis
SP8 nuôi trong các đi u
ki n CO2 4,56% đư đ c
làm s ch t khí th i đ t
than, th i gian s c khí
(b)
8h/ngày, t c đ s c khí
(a)
0,01 L/ phút cho sinh Hình 3.28. nh h ng c a th i gian s c khí lên sinh
tr ng c a VKL và hi u
tr ng và kh n ng h p thu CO2 c a Spirulina
platensis
qu h p thu CO2 v t tr i.
3.2.2.2. Nghiên c u thay đ i pả trong môi tr ng nuôi pirulina platensis
các th i gian s c khí CO2 khác nhau


19
B ng 3.25 trình à
t qu di n i n pH c các nghi m th c đ c
ti n hành trong th i gi n 20 ngà . T i nghi m th c ch s c khí CO2 trong 01

gi /ngà hông du trì đ c pH môi tr ng kho ng thích h p, đi u đó
c ng d n đ n VKL đ c nuôi trong đi u ki n này phát tri n ch m. T i
nghi m th c s d ng th i gian s c hí 2h/ngà có pH n đ u là 10,44. S u
20 ngày thí nghi m pH môi tr ng gi m xu ng 10,22. K t qu nghiên c u
cho th , hi t ng th i gian s c hí pH môi tr ng đư gi m xu ng rõ r t, tuy
nhiên v n n m ngoài kho ng pH thích h p c VKL, đi u đó th hi n giá
tr sinh kh i nghi m th c nà c o h n nghi m th c s c CO2 trong
1h/ngà . Khi t ng th i gian s c hí l n 4 h/ngà , pH môi tr ng đ c đ
d n v pH = 9,8 đ ng th i Spirulina platensis SP8 c ng có s sinh tr ng t t
h n so v i các nghi m th c 1 - 2h/ngà . VKL sinh tr ng t t nh t trong đi u
ki n th i gian s c khí CO2 là 8h/ngà , đi u đó c ng th hi n giá tr pH c a
môi tr ng luôn đ c duy trì trong kho ng thích h p 8,5 - 9,5. Khi t ng th i
gian s c khí CO2 lên 10h/ngày, pH c môi tr ng gi m nhanh, có m t s
ngà pH môi tr ng gi m xu ng d i 8, đi u này d n đ n sinh tr ng c a
SP8 ém h n so v i các nghi m th c s c CO2 4 - 8 h/ngày.
Nh n xét: Th i gian s c khí nh h ng rõ r t đ n giá tr pH c môi
tr ng nuôi Spirulina, k t qu nghiên c u thu đ c trên b ng 3.25 là phù
h p v i sinh tr ng c a SP8 m c 3.2.3.1. L ch n th i gi n s c hí CO2
8h/ngà , t c đ s c hí CO2 0,1 L/10L/ph t là có c s ho h c hi xét đ n
s n đ nh pH môi tr ng
3.2.2.3. Nghiên c u bi n đ ng CO32- và HCO3- trong môi tr ng nuôi
pirulina platensis P8 khi s c CO2 t khí th i đ t than
K t qu nghiên c u cho th y vi c s c CO2 vào môi tr ng nuôi d n đ n
th đ i hàm l ng CO32- và HCO3- tr c và sau khi s c CO2. S d ng th i gian
s c khí 8h/ngày thi t b ph n ng quang sinh 10 L giúp hàm l ng HCO3hông ng ng đ c tái t o và t ng l n, c th là t 987,62 mg/l ngà đ u tiên
t ng l n 3296,12 mg/l s u 20 ngà nuôi. Hàm l ng CO32- gi m t 1132,08 mg/L
ngà đ u tiên xu ng 33,25 mg/l. pH môi tr ng luôn luôn đ c duy trì trong
kho ng thích h p 8,5 - 9,5 giúp cho Spirulina platensis sinh tr ng và h p thu
CO2 t t. Vi c t ng th i gian s c hí CO2 vào môi tr ng nuôi Spirulina platensis
thi t b ph n ng qu ng sinh 10L đư gi p chuy n hóa HCO3- theo chi u h ng

t ng đ ng th i duy trì pH n đ nh cho s sinh tr ng c a VKL.
3.2.3. Nghiên c u s d ng CO2 lƠm s ch t khí th i đ t than đ nuôi
Spirulina platensis SP8 t i nhƠ máy g ch tuynel
3.2.3.1. Nghiên c u sinh tr ng c a pirulina platensis trong đi u ki n b
sung CO2 t khí th i đ t than t i nhà máy g ch tuynel


20
Trong đi u i n nuôi
c
h s d ng môi
tr ng Z rrou c i ti n,
trong đó CO2 1,2% v i t c
đ s c hí 50L/ph t chi t
xu t t hí đ t th n đư cho
t qu t t trong t ng tr ng
Hình 3.29. inh tr ng c a Spirulina platensis
Spirulina trong su t cu c th
s d ng CO2 1,2% t khí th i nhà máy g ch
nghi m 180 ngà .
Tuynel (t c đ s c khí CO2 50 L/phút)

3.2.3.2. Nghiên c u nh h ng c a t c đ s c khí CO2 1,2% khác nhau lên
kh n ng sinh tr ng c a Spirulina platensis SP8
Trong nghiên c u này, các t c đ s c khí CO2 là 50 L/phút; 100 L/phút;
150 L/phút; 200 L/phút đư đ c kh o sát. Sinh kh i và sinh tr ng c a
ch ng SP8 cao nh t t c đ s c khí CO2 150 L/phút. đi u ki n s c khí
CO2 v i t c đ 200 L/phút t o ra m t mô hình t ng tr ng g n t ng t ,
trong khi t c đ s c khí 50 L/phút mang l i m c sinh tr ng th p nh t. thí
nghi m s d ng t c đ s c khí CO2 150L/phút, cho sinh kh i c c đ i, t c đ

sinh tr ng riêng c c đ i, n ng su t sinh kh i c c đ i s u 20 ngà nuôi đ t
2,42 g/L; 0,243 (ngày-1) và 0,163 (gSKK/L/ngà ), t ng ng.
Gía tr pH môi tr ng c a m i đi u ki n hác nh u th đ i đáng
theo t c đ s c khí CO2. Khi b t đ u th nghi m, giá tr pH là 10,44. Sau 8h
s c khí CO2, pH gi m xu ng 10,35 t c đ s c 50L/phút; 10,26 t c đ s c
100 L/phút và 10,16 t c đ s c 200 L/phút. t c đ s c 50 L/phút và 100
L/ph t pH môi tr ng trong 20 ngày nuôi c d o đ ng 10,45 - 10,21 và
10,45 - 9,73 t ng ng. K t qu nh n đ c cho th y t c đ này pH môi
tr ng ch đ c đ v kho ng thích h p cho s sinh tr ng c a Spirulina
platensis SP8, đi u nà c ng lý gi i cho k t qu sinh tr ng c a VKL hình
3.26. t c đ s c khí CO2 150 L/phút, pH c môi tr ng n đ u 10,44 sau
đó gi m nhanh v kho ng thích h p cho sinh tr ng c a VKL là 8,5 - 9,5,
thí nghi m này c ng nh n đ c sinh kh i, n ng su t sinh kh i, t c đ sinh
tr ng riêng c a Spirulina platensis đ t cao nh t. Khi t ng t c đ s c khí CO2
l n 200 L/ph t, VKL sinh tr ng t t h n so v i t c đ 50 và 100 L/phút, tuy
nhiên trong nghi m th c nà pH môi tr ng m t s ngày gi m xu ng d i 8, và
n u ti p t c s c hí môi tr ng pH gi m xu ng d i 7. Các k t qu thu đ c
b ng 3.27 c ng cho th y t c đ s c khí 150 L/phút là l a ch n h p lý cho sinh
tr ng c a VKL quy mô này.
Các s li u cho th s th đ i hàm l ng c r on vô c CO32- và
HCO3- tr c và s u hi s c CO2. Hàm l ng c c on vô c HCO3- đ u vào là
t ng đ i th p v i 987,08 mg/L và m t l ng l n hàm l ng CO32- t ng
đ ng 1132 mg/L, đi u nà éo theo pH đ u vào = 10,44 c môi tr ng c o
h n ho ng pH thích h p cho s phát tri n Spirulina platensis 8,5 - 9,5. Tuy


21
n s u 8h s c hí CO2 vào môi tr ng v i t c đ s c hí 150 L/ph t thì
qu nghi n c u thu đ c cho th có s d ch chu n c các d ng
on vô c hò t n. i u nà éo theo pH môi tr ng d n d n đ c đ

ho ng thích h p 8,5 - 9,5. i u đó gi p cho Spirulina platensis sinh
ng t t, hông s c vì pH đ t ng t th đ i.
Vi c đ CO2 vào môi tr ng nuôi c y không nh ng ù đ p cho l ng
cacbon tiêu th cho quá trình sinh tr ng c a vi t o mà đ ng th i duy trì pH n
đ nh. â chính là m u ch t c a quá trình nuôi Spirulina platensis s d ng môi
tr ng Zarrouk c i ti n và s c CO2 t khí th i đ t th n. i u nà đ c bi t quan
tr ng khi ng d ng cho nuôi c y Spirulina platensis qu mô đ i trà.
3.2.4. Giá tr dinh d ng c a sinh kh i Spirulina platensis nuôi trong
đi u ki n s d ng CO2 t khí th i đ t than
Các t qu thu đ c cho th : qu mô phòng thí nghi m, hàm l ng
protein t ng s trong sinh h i pirulina platensis SP8
C1 (Môi tr ng
Z rrou ch 16,8 g/L+s c hông hí) và C2 (Môi tr ng Z rrou c i
ti n+s c hông hí) là 47,82% và 40,94% tr ng l ng hô th p h n so v i
CT1 (Môi tr ng Z rrou c i ti n+s c CO2 tinh hi t) và CT2 CT1 (Môi
tr ng Z rrou c i ti n+s c CO2 t hí th i đ t th n). T ng t hàm l ng
lipit và c rotenoit
C2 c ng th p nh t đ t 5,79g/100g sinh h i hô và 212 mg/
100 g sinh h i hô, t ng ng. Hàm l ng tro 3 công th c C1, CT1, CT2 đ u
hông v t quá 9%, hàm l ng lipid công th c C2 l n h n 9%. Các t qu
phân tích c ng cho th sinh h i pirulina platensis SP8 hi nuôi thi t
ph n ng qu ng sinh 10L và
25 m2 t i nhà má g ch tu nel có hàm
l ng protein trong VKL r t c o, đ t 61,32 và 62,58 g/100g SKK. Nhìn
chung ch t l ng pirulina đ c nuôi c
ng hí CO2 tinh hi t ho c CO2 t hí
th i đ t th n là t t và t ng đ ng v i công t Si m Alg e (SAC) c Phòng
nghi n c u th c ph m Nh t B n [176].
Trong nghiên c u này, hàm l ng Pb, Cd, As, Hg và các ch t khác
trong sinh kh i Spirulina platensis SP8 (B ng 3.25) c a Spirulina SP8 v n

n m trong gi i h n cho phép đ i v i th c ph m ch c n ng theo Qu t đ nh
s 46/2007/Q -BYT và VNNTR 8-2: 2011 / BYT (Vi t Nam) [196, 197].
i u đó cho th y ch t l ng sinh kh i c a Spirulina hi đ c nuôi b ng khí
CO2 t khí th i đ t than là r t t t, đ m b o đ đ thành ph n các ch t dinh
d ng có trong t o hô, t ng đ ng v i ch t l ng Spirulina nuôi c y
quy mô phòng thí nghi m.
K t qu phân tích thành ph n xit éo cho th , trong ph xit éo c
t o pirulina, xit éo p lmitic (Hex dec noic cid) chi m ch
u v i
45,13 % - 59,67% so v i t ng s xit éo. Trong đó, hàm l ng các xit éo
hông no t (C16:1 đ n C18:3)
nghi m th c CT1 và CT2 luôn c o h n đ i
ch ng. Hàm l ng xit éo hông no (C18:1 đ n C18:3) nghi m th c CT2 là
th p nh t. i u nà có th lý gi i do li n qu n đ n ngu n c c on đ vào
th p và ch đ c cung c p th m qu s c hông hí.
áng ch ý nh t là

nhi
t
c c
v
tr


22
pirulina có ch 2 lo i xit éo hông no quý, có giá tr dinh d ng c o là
xit éo linoleic (18:2n-6 và 18:3n-6). Hàm l ng 18:2n-6 các công th c
C1, C2, CT1, CT2 l n l t là 24,52 %; 15,06 %; 25,67 %; 26,23 % t ng
l ng xit éo, t ng ng. Hàm l ng 18:3n-6 các công th c C1, C2,
CT1, CT2 l n l t là 8,31 %; 4,65 %; 14,58 %; 14,89 % t ng l ng xit éo.

â là xit éo có v i trò qu n tr ng đ i v i s c h e c con ng i và là
ti n ch t đ t ng h p n n các xít éo thu c nhóm Omeg -3 và Omeg -6.
Hàm l ng 2 lo i xit éo nà hi nuôi trong môi tr ng có hàm l ng 1,36
g/l N HCO3 và 2g/l N 2CO3 có s c CO2 t lò đ t th n đ t c o nh t (c o h n
c công th c đ i ch ng s c hông hí và n ng đ N HCO3 16,8 g/L) chi m
26,23% và 14,89% so v i t ng s xit éo.
Thành ph n xit éo trong sinh h i pirulina platensis qu mô phòng thí
nghi m 10L và qu mô nhà má c ng nh n đ c các t qu t ng đ ng v i qu
mô phòng thí nghi m 1L.
Các k t qu nghiên c u tr n đâ là c s quan tr ng đ s d ng
Spirulina platensis SP8 nh m t th c ph m dinh d ng ho c ngu n th c n
ch c n ng cho con ng i. Trong b i c nh bi n đ i khí h u toàn c u, Spirulina
platensis không ch đóng góp tích c c vào vi c gi m khí nhà kính - CO2 mà còn
là là nguyên li u c
n c a th c ph m ch c n ng. Kh n ng lo i b các hí đi
kèm t các lò đ t hí đ t đ t than cung c p c h i đ tích h p vi c x lý khí th i
v i s n xu t vi t o. â là m t công ngh thân thi n v i môi tr ng và là m t
ph ng pháp nghi n c u ti m n ng Vi t Nam.
3.2.5. ánh giá hi u qu h p thu CO2 c a Spirulina platensis SP8
Trong nghiên c u nà , hàm l ng c r on tích l trong SP8 chi m
49,35 %. K t qu nghiên c u này là phù h p v i các nghiên c u tr c đâ
báo cáo r ng hàm l ng carbon trong Spirulina platensis chi m 45 -50%
kh i l ng (Borges và c ng s , 2013) [127]. K t qu nghiên c u cho th y
ch ng vi t o Spirulina platensis SP8 có th phát tri n trong môi tr ng nuôi
c đ c cung c p khí CO2 có n ng đ 4,56%. Hàm l ng CO2 h p thu m i
ngày c a Spirulina platensis SP8 đ t là 0,295 g CO2 /L/ngày.
3.2.6. Nh n xét
Nh v vi c s d ng CO2 đư đ c làm s ch t hí th i đ t th n cho
quá trình nuôi Spirulina platensis SP8 trong các đi u i n t l c p gi ng n
đ u 0,15 g/L; n ng đ N HCO3 th p 1,36 g/L là phù h p cho sinh tr ng và

h p thu CO2 c Spirulina platensis, ti t i m đ c hó ch t, gi m chi phí
s n xu t. Vi c đi u ch nh pH c môi tr ng nuôi Spirulina ng hí CO2 v
vùng thích h p r t có ý ngh trong vi c chu n hó các d ng các on vô c
hò t n trong môi tr ng. Trong hi CO32- và HCO3- trong môi tr ng nuôi
th đ i rõ r t hi s c CO2. Th c t mô hình nuôi Spirulina platensis SP8 t i
25 m2 s d ng CO2 đư đ c làm s ch t hí th i đ t th n thông qu
HM XLKT t i nhà má g ch tu nel đư ch ng minh hi u qu thu h i CO2,
h n ng sinh tr ng c ng nh ch t l ng c ch ng vi hu n l m nà .