Thí nghiệm được tiến hành trong phòng thí nghiệm và được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 5 lần lặp lại. Kết quả nghiên cứu cho thấy quá trình hấp phụ nitrate đạt tối ưu khi pH dung dịch bằng 4, với khối lượng than là 1 g, thời gian hấp phụ đạt cân bằng sau 15 phút. Dữ liệu thí nghiệm phù hợp với các mô hình hấp phụ đẳng nhiệt khác nhau (mô hình Langmuir, mô hình Freundlich). Dung lượng nitrate hấp phụ cực đại của than tre đạt 8,1 mg/g.

Trong những năm gần đây, chăn nuôi quy mô lớn có vai trò trọng yếu trong phát triển kinh tế nông nghiệp. Tuy nhiên, do số lượng gia súc tăng cao, lượng nước thải lớn dù đã qua xử lý (hầm biogas) nhưng chưa đạt qui chuẩn đã thải vào sông, hồ gây nên tình trạng ô nhiễm nguồn nước, trong đó đặc biệt nghiêm trọng là ô nhiễm nitrate. Ion nitrate có độ hòa tan cao, do đó rất khó để loại bỏ nitrate ra khỏi nước. Sự tích tụ của ion nitrate trong nước tự nhiên có thể gây ra những biến chứng nghiêm trọng cho sức khỏe con người như bệnh trẻ em xanh xuất hiện ở trẻ sơ sinh (Chatterjee et al., 2009). Vì lý do này, EPA và WHO đã qui định nồng độ nitrate tối đa phải dưới 45 mg/L (Schick et al., 2010). Ngoài ra, sự tích tụ của ion nitrate ở những vùng nước bị ô nhiễm chưa được xử lý là tác nhân gây ra hiện tượng phú dưỡng dẫn đến sự phát triển quá mức của thực vật phù du (tảo nở hoa) làm giảm nồng độ oxy trong nước, đồng thời sự tích tụ lượng lớn chất hữu cơ đang phân hủy sẽ gây nên mùi khó chịu (Halim et al., 2013). Hiện nay, nhiều phương pháp đã được áp dụng nhằm loại bỏ lượng nitrate dư thừa ra khỏi nguồn nước, trong số đó phương pháp hấp phụ ngày càng được chú ý vì đơn giản, dễ áp dụng và phổ biến rộng rãi, giá thành rẻ (Mizuta et al., 2004). Nguồn vật liệu hấp phụ cũng rất đa dạng và phong phú, trong đó than sinh học đang là một vật liệu hấp phụ có tiềm năng lớn nhờ có diện tích bề mặt lớn, cấu trúc xốp, giàu các nhóm chức và chứa các thành phần khoáng giúp cho nó có thể loại bỏ các chất ô nhiễm ra khỏi dung dịch nước (Amri et al., 2009). Mặt khác, có thể sử dụng than sinh học sau khi hấp phụ nitrate như một nguồn dinh dưỡng dồi dào bổ sung cho đất, các chất dinh dưỡng có trong than sẽ thúc đẩy sự phát triển của cây trồng, than sinh học với cấu trúc như tổ ong trở thành nơi trú ẩn tốt cho hệ vi sinh vật đất (Shin et al., 2018).

Cây tre rất phổ biến trên thế giới đặc biệt ở các nước Châu Á và được biết đến là loài thực vật phát triển rất nhanh và có khả năng tái sinh cao (Song et al., 2011). Tuy nhiên, sự phát triển nhanh chóng của rừng tre là nguyên nhân làm suy giảm sự đa dạng của rừng, rễ tre bám chặt có thể làm biến đổi cấu trúc đất (Buckingham et al., 2014; Song et al., 2011). Vì vậy, chọn cây tre làm nguyên liệu để sản xuất than sinh học là một giải pháp thích hợp vừa tận dụng nguồn tài nguyên dồi dào này vừa giữ được sự đa dạng của rừng. Kết quả nghiên cứu trước cho thấy than sinh học có nguồn gốc từ tre gai ở Đồng bằng sông Cửu Long, nung ở 700ºC có hàm lượng cacbon cao (55,06 %), chứa nhiều nguyên tố khoáng thích hợp sử dụng làm vật liệu hấp phụ (Nguyen et al., 2018). Do đó, nghiên cứu này được thực hiện nhằm để tiếp tục nghiên cứu khả năng hấp phụ nitrate của than tre trong nước thải biogas.

nqhuy