Cân bằng và động học hấp phụ của đồng lên than sinh học có nguồn gốc từ phân bò
Phân bò từ các trại chăn nuôi ở Việt Nam được sử dụng phổ biến theo truyền thống được làm khô và bón cho cây trồng. Các hoạt động này thường gây ô nhiễm do phát tán mùi, thậm chi là nguồn lây lan dịch bệnh. Nghiên cứu chuyển phân bò thành than sinh học với nhiều ứng dụng phong phú như cải tạo đất, xử lý kim loại, giảm phát thải khí nhà kính là xu thế hiện nay.
Ảnh minh họa
Than sinh học có nguồn gốc từ chất thải chăn nuôi hiện đang thu hút nhiều sự chú ý về tiềm năng hấp phụ để xử lý môi trường. Tuy nhiên, các nghiên cứu về ảnh hưởng than sinh học có nguồn gốc từ phân bò, ngành chăn nuôi phổ biến ở huyện Củ Chi, TP. HCM lên cơ chế hấp phụ kim loại nặng, cụ thể là ion đồng hiện còn rất thiếu thông tin. Vì thế để khảo ảnh hưởng của nhiệt độ điều chế than sinh học có nguồn gốc từ phân bò lên một số thành phần hóa lý, hiệu suất thu hồi của than và khả năng hấp phụ Cu2+ của than sinh học, qua đó đánh giá khả năng ứng dụng than sinh học vào xử lý độc tính Cu2+ trong nước và nước thải, tác giả Nguyễn Văn Phương và các cộng sự (Trường Đại học Công nghiệp TP.HCM) đã thực hiện nghiên cứu Cân bằng và động học hấp phụ của đồng lên than sinh học có nguồn gốc từ phân bò.
Mục tiêu của nghiên cứu này là khảo sát cơ chế loại bỏ Cu2+ khỏi dung dịch nước của than sinh học có nguồn gốc từ phân bò như một chất hấp phụ. Than sinh học được điều chế ở các nhiệt độ 300, 450 và 600 °C, các tính chất hóa lý của than như hàm lượng hữu cơ TOC, pH, pHpzc, số nhóm chức H+ và OH- đã được xác định. Than sau thu được cho cân bằng với dung dịch Cu2+ ở nhiều nồng độ khác nhau, dao động 0-360 mg/L trong khoảng 12 giờ. Các đường đẳng nhiệt hấp phụ Cu2+ của than được điều chế ở 300 và 450 °C phù hợp với mô hình Langmuir hơn, trong khi mô hình Freundlich phù hợp hơn cho than được điều chế ở 600 °C. Khả năng hấp phụ tối đa của Cu2+ cho than điều chế ở 300, 450 và 600 °C lần lượt là 12,2; 21,8 và 21,6 mg/g. Khảo sát động học cho thấy quá trình hấp phụ đạt trạng thái cân bằng sau 5 giờ và mô hình động học giả bậc 2 là phù hợp để giải thích động học quá trình hấp phụ Cu2+ lên than sinh học.
Kết quả chỉ ra rằng phân bò là chất thải có thể được chuyển đổi thành than sinh học có giá trị như một chất hấp phụ để loại bỏ độc tính Cu2+ khỏi môi trường nước. Nghiên cứu cho thấy khả năng sử dụng than sinh học có nguồn gốc từ phụ phẩm chăn nuôi, cụ thể là phân bò, như vật liệu hấp phụ để xử lý Cu2+ trong nước thải là có khả thi.
Nghiên cứu đăng trên Tạp chí Khoa học Công nghệ và Thực phẩm 18 (2) (2019) 78-88.
Tạp chí Khoa học Công nghệ và Thực phẩm (pcmy)