Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu chế tạo vật liệu Eco Bio Block (EBB) cải tiến và hiệu quả xử lý nước thải

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. Tính cấp thiết của luận án
• 1.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 1.3. Mục tiêu nghiên cứu
• 1.4. Nội dung nghiên cứu
• 1.5. Phương pháp nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Hóa chất và thiết bị
• 2.2. Sơ đồ nghiên cứu tổng thể của Luận án
• 2.3. Sỏi nhẹ Keramzit
• 2.4. Chế phẩm Sagi – Bio 2
• 2.5. Phương pháp phân tích
• 2.5.1. Phương pháp xác định COD
• 2.5.2. Phương pháp xác định Amoni
• 2.6. Chế tạo vật liệu EBB cải tiến
• 2.6.1. Phương pháp xác định độ rỗng của vật liệu
• 2.6.2. Phương pháp xác định thể tích rỗng EBB cải tiến
• 2.6.3. Phương pháp xác định diện tích bề mặt EBB cải tiến
• 2.6.4. Phương pháp xác định hàm lượng phối trộn nước
• 2.6.5. Thực nghiệm chế tạo EBB cải tiến
• 2.7. Đánh giá đặc trưng của vật liệu EBB cải tiến
• 2.7.1. Phương pháp cấy vi sinh vào vật liệu EBB cải tiến
• 2.7.2. Phương pháp xác định ảnh hưởng pH đến VSV và hiệu suất xử lý COD trong vật liệu EBB cải tiến
• 2.7.3. Phương pháp xác định hiệu quả hấp phụ Amoni của vật liệu EBB cải tiến
• 2.7.4. Phương pháp xác định hiệu quả hoạt động VSV trong EBB cải tiến bằng kỹ thuật sinh học phân tử
• 2.7.5. Phương pháp đánh giá hiệu suất xử lý COD và Amoni của vật liệu EBB cải tiến trong phòng thí nghiệm
• 2.8. Đánh giá khả năng xử lý của vật liệu EBB cải tiến đã chế tạo
• 2.8.1. Đánh giá hiệu quả xử lý nước hồ
• 2.8.2. Đánh giá hiệu quả xử lý nước rỉ rác
• 2.8.3. Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải bệnh viện
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Chế tạo EBB cải tiến
• 3.1.1. Kết quả xác thể tích rỗng EBB cải tiến
• 3.1.2. Kết quả xác định diện tích bề mặt của vật liệu EBB cải tiến
• 3.1.3. Kết quả xác định hàm lượng nước phối trộn để chế tạo EBB cải tiến
• 3.2. Đặc trưng của vật liệu EBB cải tiến
• 3.2.1. Kết quả cấy VSV vào vật liệu EBB cải tiến
• 3.2.2. Kết quả xác định ảnh hưởng của pH đến hoạt động VSV và hiệu suất xử lý COD trong vật liệu EBB cải tiến
• 3.2.2.1. Kết quả xác định ảnh hưởng của pH đến hoạt động VSV
• 3.2.2.2. Kết quả xác định ảnh hưởng của pH đến hiệu suất xử lý COD
• 3.2.3. Kết quả xác định hiệu quả hấp phụ Amoni của vật liệu EBB cải tiến
• 3.2.3.1. Kết quả ảnh hưởng của pH tới khả năng hấp phụ Amoni của vật liệu EBB cải tiến
• 3.2.3.2. Kết quả xác định cân bằng hấp phụ và ảnh hưởng nồng độ ban đầu của Amoni đến hiệu quả hấp phụ
• 3.2.3.3. Kết quả xác định ảnh hưởng của lượng chất hấp phụ
• 3.2.3.4. Kết quả xác định động học hấp phụ Amoni của vật liệu
• 3.2.4. Kết quả đánh giá sự đa dạng của các nhóm VSV trong vật liệu EBB cải tiến bằng kỹ thuật sinh học phân tử
• 3.2.4.1. Kết quả tách chiết ADN và điện di biến tính DGGE từ các mẫu thử nghiệm
• 3.2.4.2. Kết quả tính chỉ số đa dạng Shannon (H’) và chỉ số tương quan Pielou (J’) của từng mẫu
• 3.2.4.3. Kết quả phân tích đa hình di truyền của các band trên bản điện di DGGE
• 3.3. Kết quả thực nghiệm sử dụng EBB cải tiến để xử lý nước thải trong phòng thí nghiệm
• 3.3.1. Kết quả đánh giá hiệu suất xử lý COD của vật liệu EBB cải tiến
• 3.3.2. Kết quả đánh giá hiệu suất xử lý Amoni của vật liệu EBB cải tiến
• 3.4. Khả năng xử lý của EBB cải tiến đã chế tạo
• 3.5. Kết quả ứng dụng EBB cải tiến để xử lý nước hồ bị ô nhiễm
• 3.6. Kết quả ứng dụng EBB cải tiến để xử lý nước rỉ rác
• 3.7. Kết quả ứng dụng EBB cải tiến để xử lý nước thải bệnh viện
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• 4.1. Chế tạo vật liệu EBB cải tiến
• 4.2. Đặc trưng vật liệu EBB cải tiến trong xử lý nước thải
• 4.3. Ứng dụng của vật liệu EBB cải tiến trong xử lý nước thải
• NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ
• SỞ HỮU TRÍ TUỆ
• BÀI BÁO KHOA HỌC
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về nghiên cứu chế tạo vật liệu Eco Bio Block EBB

Nghiên cứu chế tạo vật liệu Eco Bio Block (EBB) cải tiến nhằm nâng cao hiệu quả xử lý nước thải đang trở thành một trong những vấn đề cấp thiết trong bối cảnh ô nhiễm môi trường ngày càng gia tăng. EBB là một loại vật liệu sinh học, được chế tạo từ các thành phần tự nhiên, có khả năng xử lý các chất ô nhiễm hữu cơ và amoni trong nước thải. Việc phát triển và ứng dụng EBB không chỉ giúp cải thiện chất lượng nước mà còn góp phần bảo vệ môi trường sống.

1.1. Đặc điểm và cơ chế hoạt động của vật liệu EBB

Vật liệu EBB được chế tạo từ các hạt đá xốp zeolit, có diện tích bề mặt lớn, giúp tăng cường khả năng hấp phụ các chất ô nhiễm. Cơ chế hoạt động của EBB dựa vào sự tương tác giữa các vi sinh vật và chất ô nhiễm, giúp phân hủy hiệu quả các hợp chất hữu cơ và amoni.

1.2. Lợi ích của việc sử dụng vật liệu EBB trong xử lý nước thải

Việc sử dụng EBB trong xử lý nước thải mang lại nhiều lợi ích như giảm chi phí đầu tư, tiết kiệm diện tích lắp đặt và nâng cao hiệu suất xử lý. EBB còn thân thiện với môi trường, không gây hại cho hệ sinh thái nước.

II. Vấn đề ô nhiễm nước thải và thách thức trong xử lý

Ô nhiễm nước thải đang là một trong những vấn đề nghiêm trọng tại Việt Nam, đặc biệt ở các đô thị lớn. Hệ thống xử lý nước thải hiện tại chưa đáp ứng đủ nhu cầu, dẫn đến tình trạng xả thải trực tiếp ra môi trường. Các chất ô nhiễm như COD và amoni trong nước thải sinh hoạt đang gây ra nhiều hệ lụy cho sức khỏe cộng đồng và môi trường.

2.1. Tình trạng ô nhiễm nước thải tại Việt Nam

Theo thống kê, chỉ khoảng 15% nước thải sinh hoạt được thu gom và xử lý. Phần lớn nước thải chưa qua xử lý đang xả thải trực tiếp ra các thủy vực, gây ô nhiễm nghiêm trọng.

2.2. Thách thức trong công nghệ xử lý nước thải hiện tại

Các công nghệ xử lý nước thải truyền thống thường yêu cầu diện tích lớn và chi phí cao. Điều này gây khó khăn cho việc triển khai tại các khu vực đô thị đông dân cư.

III. Phương pháp chế tạo vật liệu Eco Bio Block EBB cải tiến

Nghiên cứu chế tạo EBB cải tiến bao gồm việc xác định tỉ lệ phối trộn các nguyên liệu như cát, zeolit, và xi măng. Mục tiêu là tạo ra vật liệu có độ rỗng và diện tích bề mặt tối ưu, từ đó nâng cao hiệu suất xử lý nước thải.

3.1. Quy trình chế tạo vật liệu EBB cải tiến

Quy trình chế tạo bao gồm các bước như trộn nguyên liệu, định hình và xử lý nhiệt. Mỗi bước đều được kiểm soát chặt chẽ để đảm bảo chất lượng vật liệu.

3.2. Đánh giá đặc trưng của vật liệu EBB cải tiến

Các đặc trưng như độ rỗng, thể tích rỗng và diện tích bề mặt của vật liệu EBB cải tiến sẽ được đánh giá thông qua các phương pháp phân tích hiện đại.

IV. Ứng dụng thực tiễn của vật liệu EBB trong xử lý nước thải

Vật liệu EBB cải tiến đã được ứng dụng trong xử lý nhiều loại hình nước thải như nước thải sinh hoạt, nước hồ ô nhiễm và nước thải bệnh viện. Kết quả cho thấy EBB có khả năng xử lý hiệu quả các chất ô nhiễm, góp phần cải thiện chất lượng nước.

4.1. Kết quả xử lý nước thải sinh hoạt bằng EBB

Nghiên cứu cho thấy EBB có khả năng giảm đáng kể nồng độ COD và amoni trong nước thải sinh hoạt, giúp đạt tiêu chuẩn chất lượng nước.

4.2. Ứng dụng EBB trong xử lý nước hồ ô nhiễm

Việc sử dụng EBB trong xử lý nước hồ ô nhiễm đã cho kết quả khả quan, giúp cải thiện đáng kể chất lượng nước và phục hồi hệ sinh thái.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của vật liệu EBB

Nghiên cứu chế tạo và ứng dụng vật liệu EBB cải tiến mở ra hướng đi mới trong công nghệ xử lý nước thải tại Việt Nam. Với những lợi ích vượt trội, EBB có tiềm năng lớn trong việc cải thiện chất lượng nước và bảo vệ môi trường.

5.1. Tương lai của công nghệ EBB trong xử lý nước thải

Công nghệ EBB có thể được mở rộng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ xử lý nước thải công nghiệp đến xử lý nước thải nông nghiệp.

5.2. Khuyến nghị cho nghiên cứu và phát triển EBB

Cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển vật liệu EBB để tối ưu hóa hiệu suất xử lý, đồng thời giảm chi phí sản xuất và ứng dụng trong thực tiễn.