Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu thử nghiệm thu hồi dinh dưỡng trong nước thải bằng than sinh học từ vỏ trấu

Than sinh học (biochar) được sản xuất từ các nguồn nguyên liệu thực vật, trong đó vỏ trấu là một trong những nguồn tiềm năng. Thu hồi dinh dưỡng từ nước thải thông qua việc sử dụng than sinh học biến tính không chỉ giúp cải thiện chất lượng nước mà còn góp phần bảo vệ môi trường. Nước thải sinh hoạt thường chứa các chất dinh dưỡng như nitơ và photpho, nếu không được xử lý đúng cách sẽ gây ô nhiễm nghiêm trọng. Theo nghiên cứu, việc sử dụng than sinh học có khả năng hấp phụ các chất dinh dưỡng này, từ đó giảm thiểu ô nhiễm và tái sử dụng chúng trong nông nghiệp. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng việc sử dụng than sinh học trong xử lý nước thải có thể đạt hiệu suất cao trong việc loại bỏ amoni và photphat.

Nghiên cứu này sử dụng than sinh học biến tính từ vỏ trấu, được thực hiện qua các bước tổng hợp và phân tích. Vật liệu được biến tính bằng các muối kim loại như MgCl2, FeCl3, và AlCl3 để tăng cường khả năng hấp phụ. Các phương pháp phân tích như phổ tán xạ năng lượng tia X (EDS), nhiễu xạ tia X (XRD) và kính hiển vi điện tử quét (SEM) được sử dụng để xác định cấu trúc và tính chất của vật liệu. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ như nồng độ ban đầu, lượng chất hấp phụ và thời gian hấp phụ cũng được khảo sát. Kết quả cho thấy rằng khả năng hấp phụ amoni và photphat của than sinh học bị ảnh hưởng đáng kể bởi hàm lượng Mg trong cấu trúc vật liệu, với mô hình Langmuir mô tả tốt quá trình này.

Kết quả nghiên cứu cho thấy than sinh học biến tính từ vỏ trấu có khả năng hấp phụ amoni và photphat hiệu quả. Cụ thể, hiệu suất loại bỏ amoni đạt 92,8% và photphat đạt 52,6% trong điều kiện thử nghiệm thực tế. Điều này chứng tỏ rằng than sinh học không chỉ có khả năng xử lý nước thải mà còn có thể trở thành một nguồn tài nguyên quý giá cho nông nghiệp. Việc sử dụng than sinh học không chỉ giúp cải thiện chất lượng nước mà còn cung cấp một giải pháp bền vững cho việc tái sử dụng chất dinh dưỡng, từ đó góp phần vào việc phát triển nông nghiệp bền vững và bảo vệ môi trường.

Nghiên cứu này mở ra hướng đi mới trong việc sử dụng than sinh học để xử lý nước thải và thu hồi chất dinh dưỡng. Với những lợi ích rõ ràng về môi trường và kinh tế, việc áp dụng công nghệ này trong thực tế là khả thi. Các nhà nghiên cứu có thể tiếp tục tìm hiểu khả năng làm phân bón nhả chậm từ các chất dinh dưỡng đã hấp phụ trên bề mặt than sinh học, nhằm cải thiện năng suất cây trồng. Hơn nữa, việc áp dụng rộng rãi công nghệ này có thể giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường và thúc đẩy phát triển bền vững trong nông nghiệp.