nghiên cứu tận dụng một số chế phẩm nông nghiệp để xử lý nước cấp cho phục vụ sinh hoạt

Nguyên nhân thứ 2 là một số nguồn nước hiện nay đang ngày càng bị ô nhiễm do các hoạt động sản xuất nông nghiệp, công nghiệp và sinh hoạt làm cho chất lượng nước ngày một... Mặt khác Việ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU TẬN DỤNG MỘT SỐ PHẾ PHẨM NÔNG NGHIỆP

ĐỂ XỬ LÝ NƯỚC CẤP PHỤC VỤ CHO SINH HOẠT

Chuyên ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

Giảng viên hướng dẫn : Th.S VŨ HẢI YẾN Sinh viên thực hiện : HOÀNG THỊ THU HƯƠNG

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN/ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

1 Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên được giao đề tài:

Chuyên ngành : Kĩ thuật Môi trường

2 Tên đề tài : Nghiên cứu tận dụng một số phế phẩm nông nghiệp để xử lý nước cấp

phục vụ cho sinh hoạt

3 Các dữ liệu ban đầu: tổng quan về các phế phẩm nông nghiệp và xử lý nước cấp,

tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

4 Các yêu cầu chủ yếu :

− Tổng quan về tình hình phế phẩm nông nghiệp hiện nay

− Tổng quan về xử lý nước cấp

− Nghiên cứu tận dụng một số phế phẩm nông nghiệp để xử lý nước cấp phục vụ cho sinh hoạt

− Kiểm tra chất lượng nước sau khi qua mô hình làm từ các phế phẩm nông nghiệp

− Đánh giá tính khả thi của các phế phẩm nông nghiệp để xử lý nước cấp phục vụ sinh hoạt

5 Kết quả tối thiểu phải có: báo cáo thuyết minh đề tài

Ngày giao đề tài: 01/04/2013 Ngày nộp báo cáo: 17/07/2013

PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ LÀM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

1 Tên đề tài: Nghiên cứu tận dụng một số phế phẩm nông nghiệp để xử lý nước cấp

phục vụ cho sinh hoạt

2 Giảng viên hướng dẫn: Th.s Vũ Hải Yến

3 Sinh viên/ nhóm sinh viên thực hiện đề tài:

- Tìm tài liệu tham khảo

- Lập đề cương nghiên cứu chi tiết

2

08/04/2013

– 14/04/2013

- Tổng quan về tình hình phế phẩm nông nghiệp

3

15/04/2013

– 21/04/2013

- Tổng quan về xử lý nước cấp

4

22/04/2013

– 28/04/2013

- Tìm kiếm vật liệu lọc: vỏ trấu, xơ dừa và mùn cưa

- Chuẩn bị vật liệu, dụng cụ làm mô hình

5

29/04/2013

– 05/05/2013

- Thiết kế mô hình thí nghiệm

6

06/05/2013

– 12/05/2013

- Chạy mẫu nước sông cầu Thanh

Đa trên mô hình thí nghiệm và mô hình đối chứng

7

13/05/2013

– 19/05/2013

- Chạy mẫu nước sông cầu Đồng Nai trên mô hình thí nghiệm và mô hình đối chứng

Kiểm tra ngày: Đánh giá công việc hoàn thành: ………… %

Được tiếp tục:  Không tiếp tục: 

9

27/05/2013

– 02/06/2013

- Chạy mẫu nước giếng khoan trên

mô hình thí nghiệm và mô hình đối chứng

10

03/06/2013

– 09/06/2013

- Chạy mẫu nước giếng đào trên mô hình thí nghiệm và mô hình đối chứng

11

10/06/2013

– 16/06/2013

- Chạy mẫu nước mưa trên mô hình thí nghiệm và mô hình đối chứng

12

17/06/2013

– 23/06/2013

- Xử lý số liệu

13

24/06/2013

– 30/06/2013

- Xử lý số liệu

14

01/07/2013

– 07/07/2013

- Viết và hoàn thành nội dung đồ

án

15

08/07/2013

– 14/07/2013

- Chỉnh sửa, bổ sung và hoàn thành nội dung đồ án

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

(GVHD nộp Bản nhận xét này về Văn phòng Khoa)

1 Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên được giao đề tài:

Chuyên ngành : Kĩ thuật Môi trường

2 Tên đề tài: Nghiên cứu tận dụng một số phế phẩm nông nghiệp để xử lý nước cấp

phục vụ cho sinh hoạt

3 Tổng quát về ĐATN:

Số tài liệu tham khảo: 04 Phần mềm tính toán: phần mềm excel 2007

Hiện vật (sản phẩm) kèm theo: 00

4 Nhận xét:

a) Về tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên:

b) Những kết quả đạt được của ĐATN:

c) Những hạn chế của ĐATN:

5 Đề nghị: Được bảo vệ (hoặc nộp ĐATN để chấm)  Không được bảo vệ  TP HCM, ngày … tháng … năm ………

Giảng viên hướng dẫn

(Ký và ghi rõ họ tên)

PHIẾU CHẤM ĐIỂM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

1 Họ và tên sinh viên: Hoàng Thị Thu Hương

2 Tên đề tài: Nghiên cứu tận dụng một số phế phẩm nông nghiệp để xử lý nước cấp

phục vụ cho sinh hoạt

3 Họ và tên người chấm điểm:

6 Điểm đánh giá (theo thang điểm 10, làm tròn đến phần nguyên):

Bằng số : Bằng chữ :

TP HCM, ngày … tháng … năm ………

Người chấm điểm

(Ký và ghi rõ họ tên)

hướng dẫn của Thạc sĩ Vũ Hải Yến, không sao chép từ bất cứ tài liệu nào Các số

liệu được sử dụng trong đồ án để thực hiện cho việc nhận xét, đề xuất là số liệu

khảo sát thực tế của tôi Ngoài ra tôi cũng có sử dụng một số nhận xét, nhận định

của các tác giả khác nhau và được ghi trong phần tài liệu tham khảo

Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước Hội đồng cũng như kết quả đồ án của mình

Sinh viên thực hiện

Hoàng Thị Thu Hương

nhiệt tình của quý thầy cô Khoa Môi trường và Công nghệ Sinh học Trường Đại

học Kỹ Thuật Công Nghệ Thành phố Hồ Chí Minh

Trước hết, tôi xin chân thành cảm ơn đến quý thầy cô Khoa Môi trường và Công nghệ Sinh học Trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghệ Thành phố Hồ Chí Minh đã tận tình dạy bảo tôi suốt thời gian học tập tại trường

Tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến Thạc sĩ Vũ Hải Yến đã dành rất nhiều thời gian và tâm huyết hướng dẫn giúp tôi hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn Phòng Thí Nghiệm Khoa Môi trường – Công nghệ Sinh học Trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghệ Thành phố Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện tốt nhất cho em hoàn thành mô hình thí nghiệm trong thời gian thực hiện đồ án

Đồng thời, tôi cũng xin chân thành cảm ơn dến gia đình, bạn bè đã tạo mọi điều kiện tốt về vật chất và tinh thần để giúp tôi hoàn thành đồ án trong thời gian đã định

Mặc dù tôi đã cố gắng hoàn thiện đồ án bằng tất cả sự nhiệt tình và năng lực

của mình, tuy nhiên không thể tránh được những thiếu sót, rất mong nhận được sự đóng góp quý báu của thầy cô và các bạn

Sinh viên thực hiện

Hoàng Thị Thu Hương

MỤC LỤC

MỤC LỤC i

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT iv

DANH MỤC BẢNG v

DANH MỤC HÌNH x

LỜI MỞ ĐẦU 1

1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 1

2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU 2

3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 3

4 ĐỐI TƯỢNG PHẠM VI NGHIÊN CỨU 3

5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3

6 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI 3

6.1 Ý nghĩa khoa học 3

6.2 Ý nghĩa thực tiễn 4

7 KẾT CẤU CỦA ĐỀ TÀI 4

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHẾ PHẨM NÔNG NGHIỆP 5

1.1 Định nghĩa về phế phẩm nông nghiệp 5

1.2 Nguồn gốc phát sinh 5

1.3 Khái quát chung về phế phẩm nông nghiệp 5

1.4 Thu gom, xử lý và tái chế 7

1.5 Tổng quan về vỏ trấu 8

1.5.1 Nguồn gốc của vỏ trấu 8

1.5.2 Hiện trạng vỏ trấu tại Việt Nam 9

1.5.3 Các ứng dụng của vỏ trấu hiện nay 10

1.6 Tổng quan về xơ dừa 17

1.6.1 Nguồn gốc của xơ dừa 17

1.6.2 Hiện trạng của xơ dừa ở nước ta 18

1.6.3 Công dụng của xơ dừa 18

1.7 Tổng quan về mùn cưa 22

1.7.1 Nguồn gốc của mùn cưa 22

1.7.2 Hiện trạng mùn cưa tại Việt Nam 22

1.7.3 Công dụng của mùn cưa 23

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ NƯỚC CẤP CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ NƯỚC – CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC 26

2.1 Tổng quan về nước cấp và tầm quan trọng của nước cấp 26

2.1.1 Ứng dụng của nước cấp 27

2.1.2 Các yêu cầu chung về chất lượng nước 27

2.2 Các loại nước dùng cho nước cấp 27

2.2.1 Nguồn nước mặt 27

2.2.2 Nguồn nước ngầm 28

2.2.3 Nguồn nước mưa 28

2.3 Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước 28

2.3.1 Các chỉ tiêu lý học 28

2.3.2 Các chỉ tiêu hóa học 30

2.3.3 Các chỉ tiêu vi sinh 33

2.4 Các phương pháp xử lý nước 34

2.4.1 Nguyên tắc lựa chọn nguồn nước và phương pháp xử lý nước 34

2.4.2 Các phương pháp xử lý nước thiên nhiên 34

2.5 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 39

CHƯƠNG 3: MÔ HÌNH VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 41

3.1 Mô hình nghiên cứu 41

3.1.1 Mô hình thí nghiệm 41

3.1.2 Mô hình đối chứng 42

3.2 Vật liệu nghiên cứu 43

3.2.1 Vật liệu lọc 43

3.2.2 Đối tượng nghiên cứu 44

3.3 Phương pháp nghiên cứu 47

3.3.1 Vận tốc lọc 3 (m/h) 47

3.3.2 Vận tốc lọc 2 (m/h) 47

3.3.3 Vận tốc lọc 0.62 (m/h) 47

3.4 Phương pháp phân tích 48

3.5 Phương pháp xử lý số liệu 49

3.5.1 Phương pháp phân tích 49

3.5.2 Phương pháp tổng hợp số liệu, vẽ biểu đồ bằng phần mềm excel 2007 49

3.5.3 Phương pháp so sánh 49

3.6 Thời gian và địa điểm thực hiện 49

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 50

4.1 Vận tốc lọc 3 (m/h) 50

4.1.1 Nước mặt 50

4.1.2 Nước ngầm 60

4.1.3 Nước mưa 71

4.1.4 Nhận xét chung 78

4.2 Vận tốc lọc 2 (m/h) 79

4.2.1 Nước mặt 79

4.2.2 Nước ngầm 90

4.2.3 Nước mưa 101

4.2.4 Nhận xét chung 109

4.3 Vận tốc lọc 0.62 (m/h) 110

4.3.1 Nước mặt 110

4.3.2 Nước ngầm 121

4.3.3 Nước mưa 133

4.3.4 Nhận xét chung 140

4.4 Nhận xét chung 143

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 146

1 KẾT LUẬN 146

2 KIẾN NGHỊ 147

TÀI LIỆU THAM KHẢO 148

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

COD Nhu cầu oxy hóa học

DO Oxy hòa tan

ĐC Đối chứng

ĐV Đầu vào

MH Mô hình QCVN Quy chuẩn Việt Nam TSS Tổng chất rắn trong nước

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Thành phần hóa học của vỏ trấu 8

Bảng 3.1 Chỉ tiêu đầu vào của nước mặt 45

Bảng 3.2 Chỉ tiêu đầu vào của nước ngầm 46

Bảng 3.3 Chỉ tiêu đầu vào của nước mưa 46

Bảng 3.4 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu ô nhiễm sử dụng trong nghiên cứu 48 Bảng 4.1 Kết quả xử lý mẫu nước mặt sau khi lọc với vật liệu vỏ trấu ở vận tốc 3 (m/h) 50

Bảng 4.2 Hiệu quả xử lý mẫu nước mặt sau khi lọc với vật liệu vỏ trấu ở vận tốc 3 (m/h) 52

Bảng 4.3 Kết quả xử lý mẫu nước mặt sau khi lọc với vật liệu xơ dừa ở vận tốc 3 (m/h) 54

Bảng 4.4 Hiệu quả xử lý mẫu nước mặt sau khi lọc với vật liệu xơ dừa ở vận tốc 3 (m/h) 56

Bảng 4.5 Kết quả xử lý mẫu nước mặt sau khi lọc với vật liệu mùn cưa ở vận tốc 3 (m/h) 57

Bảng 4.6 Hiệu quả xử lý mẫu nước mặt sau khi lọc với vật liệu mùn cưa ở vận tốc 3 (m/h) 59

Bảng 4.7 Kết quả xử lý mẫu nước ngầm sau khi lọc với vật liệu vỏ trấu ở vận tốc 3 (m/h) 60

Bảng 4.8 Hiệu quả xử lý mẫu nước ngầm sau khi lọc với vật liệu vỏ trấu ở vận tốc 3 (m/h) 63

Bảng 4.9 Kết quả xử lý mẫu nước ngầm sau khi lọc với vật liệu xơ dừa ở vận tốc 3 (m/h) 64

Bảng 4.10 Hiệu quả xử lý mẫu nước ngầm sau khi lọc với vật liệu xơ dừa ở vận tốc 3 (m/h) 66

Bảng 4.11 Kết quả xử lý mẫu nước ngầm sau khi lọc với vật liệu mùn cưa ở vận tốc 3 (m/h) 68

Bảng 4.12 Hiệu quả xử lý mẫu nước ngầm sau khi lọc với vật liệu mùn cưa ở vận

tốc 3 (m/h) 70

Bảng 4.13 Kết quả xử lý mẫu nước mưa sau khi lọc với vật liệu vỏ trấu ở vận tốc 3 (m/h) 71

Bảng 4.14 Hiệu quả xử lý mẫu nước mưa sau khi lọc với vật liệu vỏ trấu ở vận tốc 3 (m/h) 73

Bảng 4.15 Kết quả mẫu nước mưa sau khi lọc với vật liệu xơ dừa ở vận tốc 3 (m/h) .73

Bảng 4.16 Hiệu quả xử lý mẫu nước mặt sau khi lọc với vật liệu xơ dừa ở vận tốc 3 (m/h) 75

Bảng 4.17 Kết quả xử lý mẫu nước mưa sau khi lọc với vật liệu mùn cưa vận tốc 3 (m/h) 76

Bảng 4.19 Kết quả xử lý nước mặt với các mô hình ở vận tốc 3 (m/h) 78

Bảng 4.20 Kết quả xử lý nước ngầm ở các mô hình với vận tốc 3 (m/h) 79

Bảng 4.21 Kết quả xử lý nước mưa ở các mô hình với vận tốc 3 (m/h) 79

Bảng 4.22 Kết quả xử lý mẫu nước mặt sau khi lọc với vật liệu vỏ trấu ở vận tốc 2 (m/h) 80

Bảng 4.23 Hiệu quả xử lý mẫu nước mặt sau khi lọc với vật liệu vỏ trấu ở vận tốc 2 (m/h) 81

Bảng 4.24 Kết quả xử lý mẫu nước mặt sau khi lọc với vật liệu xơ dừa ở vận tốc 2 (m/h) 83

Bảng 4.25 Hiệu quả xử lý mẫu nước mặt sau khi lọc với vật liệu xơ dừa ở vận tốc 2 (m/h) 85

Bảng 4.26 Kết quả xử lý mẫu nước mặt sau khi lọc với vật liệu mùn cưa ở vận tốc 2 (m/h) 86

Bảng 4.27 Hiệu quả xử lý mẫu nước mặt sau khi lọc với vật liệu mùn cưa ở vận tốc 2 (m/h) 89

Bảng 4.28 Kết quả xử lý mẫu nước ngầm sau khi lọc với vật liệu vỏ trấu ở vận tốc 2 (m/h) 90

Bảng 4.29 Hiệu quả xử lý mẫu nước ngầm sau khi lọc với vật liệu vỏ trấu ở vận tốc

2 (m/h) 92

Bảng 4.30 Kết quả xử lý mẫu nước ngầm sau khi lọc với vật liệu xơ dừa ở vận tốc 2 (m/h) 93

Bảng 4.31 Hiệu quả xử lý mẫu nước ngầm sau khi lọc với vật liệu xơ dừa ở vận tốc 2 (m/h) 96

Bảng 4.32 Kết quả xử lý mẫu nước ngầm sau khi lọc với vật liệu mùn cưa ở vận tốc 2 (m/h) 97

Bảng 4.33 Hiệu quả xử lý mẫu nước ngầm sau khi lọc với vật liệu mùn cưa ở vận tốc 2 (m/h) 100

Bảng 4.34 Kết quả xử lý mẫu nước mưa sau khi lọc với vật liệu vỏ trấu ở vận tốc 2 (m/h) 101

Bảng 4.35 Hiệu quả xử lý mẫu nước mưa sau khi lọc với vật liệu vỏ trấu ở vận tốc 2 (m/h) 103

Bảng 4.36 Kết quả mẫu nước mưa sau khi lọc với vật liệu xơ dừa ở vận tốc 2 (m/h) 104

Bảng 4.37 Hiệu quả xử lý mẫu nước mặt sau khi lọc với vật liệu xơ dừa ở vận tốc 2 (m/h) 105

Bảng 4.38 Kết quả xử lý mẫu nước mưa sau khi lọc với vật liệu mùn cưa vận tốc 2 (m/h) 106

Bảng 4.39 Hiệu quả xử lý nước mưa sau khi lọc với vật liệu mùn cưa ở vận tốc 2 (m/h) 108

Bảng 4 40 Kết quả xử lý nước mặt ở các mô hình với vận tốc 2 (m/h) 109

Bảng 4.41 Kết quả xử lý nước ngầm ở các mô hình với vận tốc 2 (m/h) 109

Bảng 4.42 Kết quả xử lý nước mưa ở các mô hình với vận tốc 2 (m/h) 110

Bảng 4.43 Kết quả xử lý mẫu nước mặt sau khi lọc với vật liệu vỏ trấu ở vận tốc 0.62 (m/h) 110

Bảng 4.44 Hiệu quả xử lý mẫu nước mặt sau khi lọc với vật liệu vỏ trấu ở vận tốc 0.62 (m/h) 112

Bảng 4.45 Kết quả xử lý mẫu nước mặt sau khi lọc với vật liệu xơ dừa ở vận tốc

Bảng 4.59 Kết quả xử lý mẫu nước mưa sau khi lọc với vật liệu mùn cưa vận tốc

0.62 (m/h) 138

Bảng 4.60 Hiệu quả xử lý nước mưa sau khi lọc với vật liệu mùn cưa ở vận tốc 0.62 (m/h) 140

Bảng 4.61 Kết quả xử lý nước mặt ở các mô hình với vận tốc 0.62 (m/h) 140

Bảng 4.62 Kết quả xử lý nước ngầm ở các mô hình với vận tốc 0.62 (m/h) 141

Bảng 4.63 Kết quả xử lý nước mưa ở các mô hình với vận tốc 0.62 (m/h) 141

Bảng 4.64 Kết quả xử lý mẫu nước mặt với các loại vật liệu lọc ở các vận tốc khác nhau 143

Bảng 4.65 Kết quả xử lý mẫu nước ngầm với các loại vật liệu lọc ở các vận tốc khác nhau 144

Bảng 4.66 Kết quả xử lý mẫu nước mưa với các loại vật liệu lọc ở các vận tốc khác nhau 144

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Cây lúa và vỏ trấu 8

Hình 1.2 Vỏ trấu được thải bỏ bừa bãi 10

Hình 1.3 Dùng vỏ trấu trong việc nung gạch 11

Hình 1.4 Sử dụng trấu làm vật liệu xây dựng 12

Hình 1.5 Củi trấu thành phẩm 12

Hình 1.6 Vật liệu aerogel cách âm và nhiệt 13

Hình 1.7 Tro trắng thành aerogel dạng bột 13

Hình 1.8 Sơ đồ quy trình sản xuất nhiên liệu rắn từ phế thải 14

Hình 1.9 Sản xuất thử nghiệm nhiên liệu đốt từ chất thải plastic và vỏ trấu 15

Hình 1.10 Hình ảnh cây dừa 17

Hình 1.11 Các bãi chứa xơ dừa 18

Hình 3.1 Mô hình lọc nước 41

Hình 3.2 Mô hình đối chứng 43

Hình 3.3 Vỏ trấu, xơ dừa và mùn cưa sau khi nghiền nhỏ 44

Hình 3.4 Vỏ trấu, xơ dừa và mùn cưa được ngâm dung dịch acid citric 0.6 M trong xô nhựa 10 lít 44

Hình 3.5 Vỏ trấu, xơ dừa và mùn cưa sau khi hoàn thành 44

Hình 4.1 Đồ thị biểu diễn kết quả xử lý mẫu nước mặt sau khi lọc với vật liệu vỏ trấu ở vận tốc 3 (m/h) 51

Hình 4.2 Đồ thị biểu diễn kết quả xử lý mẫu nước mặt sau khi lọc với vật liệu xơ dừa ở vận tốc 3 (m/h) 55

Hình 4.3 Đồ thị biểu diễn kết quả xử lý mẫu nước mặt sau khi lọc với vật liệu mùn cưa ở vận tốc 3 (m/h) 58

Hình 4.4 Đồ thị biểu diễn kết quả xử lý mẫu nước ngầm sau khi lọc với vật liệu vỏ trấu ở vận tốc 3 (m/h) 62

Hình 4.5 Đồ thị biểu diễn kết quả xử lý mẫu nước ngầm sau khi lọc với vật liệu lọc xơ dừa ở vận tốc 3 (m/h) 65

Hình 4.6 Đồ thị biểu diễn kết quả xử lý mẫu nước ngầm sau khi lọc với vật liệu

Hình 4.20 Đồ thị biểu diễn kết quả xử lý mẫu nước mặt sau khi lọc với vật liệu xơ

Theo báo cáo “Chiến lược Quốc gia cấp nước sạch và vệ sinh nông thôn đến năm 2020” của Bộ xây dựng, hiện nay vẫn còn hơn 70% dân số nông thôn sử dụng nước không đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh Ở nhiều vùng nông thôn, do điều kiện sống còn khó khăn nên người dân chưa tiếp xúc được với nước sạch, mà chủ yếu vẫn dùng nước từ các nguồn không an toàn như: nước hồ, sông, suối… mà không qua bất cứ hình thức xử lý nào khi sử dụng trực tiếp trong ăn uống và sinh hoạt hàng ngày Nguồn nước này có nhiều cặn, một số chất hữu cơ và các vi sinh vật gây bệnh cho người Có thể nêu lên một vài nguyên nhân quan trọng của vấn đề thiếu nước sạch đó Nguyên nhân đầu tiên là, tuy Việt Nam có trữ lượng nước khá dồi dào, lượng mưa khá cao, hệ thống sông ngòi kênh mương dày đặc, nước ngầm cũng phong phú tại những vùng thấp, nhưng lượng nước phân bố không đều theo thời gian và không gian Việc sử dụng ngày càng nhiều nước cho sản xuất nông nghiệp

và công nghiệp, dân số tăng nhanh làm tăng nhu cầu sử dụng nước Nguyên nhân thứ 2 là một số nguồn nước hiện nay đang ngày càng bị ô nhiễm do các hoạt động sản xuất nông nghiệp, công nghiệp và sinh hoạt làm cho chất lượng nước ngày một

xấu hơn Chính vì thế, để có đủ nước cung cấp và đảm bảo an toàn sức khỏe, đòi hỏi công tác xử lý nước phải được đẩy mạnh và áp dụng dây chuyền công nghệ xử

lý phù hợp

Ở nông thôn, phần lớn các hộ gia đình sử dụng 2 nguồn nước, một nguồn để ăn uống thường là nước mưa và một nguồn để tắm giặt Các hệ thống cấp nước tập trung ở nông thôn hiện nay vẫn chưa phổ biến Do đó, các hộ thường có công trình cấp nước riêng như giếng đào, lu vại hay bể chứa nước mưa Công tác xử lý thì rất đơn giản, thường là lắng sơ bộ hoặc nếu nguồn nước quá đục thì dùng phèn keo tụ tạo thành bông rồi để lắng, nhưng lượng phèn sử dụng hoàn toàn ngẫu nhiên Nói chung các hộ phải tự xử lý nước hoặc chấp nhận dùng nước chưa qua xử lý

Chính vì vậy, một giải pháp công nghệ nhằm xử lý nước cấp đơn giản, giá thành thấp là việc làm thực sự cần thiết cho người dân ở nông thôn Công nghệ lọc nước kết hợp hấp phụ trong thời gian gần đây được xem như một giải pháp hữu hiệu và

có tính khả thi cao

Trước tình hình đó cần phải nghiên cứu vật liệu để xử lý nước phục vụ cho người dân Vỏ trấu, xơ dừa, mùn cưa là những phế phẩm nông nghiệp, rẻ tiền, dễ kiếm, không làm nguồn nước bị ô nhiễm Mặt khác Việt Nam là một nước có nguồn phế thải nông nghiệp dồi dào song việc sử dụng chúng vào việc chế tạo vật liệu hấp phụ nhằm xử lý nước còn ít được quan tâm, chúng tôi hy vọng rằng vật liệu này có thể ứng dụng vào xử lý nguồn nước để phục cho đời sống của người dân Chính vì

vậy tôi chọn đề tài “Nghiên cứu tận dụng một số phế phẩm nông nghiệp để xử lý

nước cấp phục vụ cho sinh hoạt.” Đề tài được thực hiện với mục đích cung cấp

giải pháp công nghệ hợp lý, giá thành kinh tế thấp để xử lý nước cấp sinh hoạt cho người dân nông thôn, góp phần bảo vệ môi trường và hướng đến phát triển bền vững

2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu tận dụng một số phế phẩm nông nghiệp: vỏ trấu, xơ dừa và mùn cưa

để xử lý nước cấp phục vụ sinh hoạt

3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

- Tổng quan về tình hình phế phẩm nông nghiệp hiện nay

4 ĐỐI TƯỢNG PHẠM VI NGHIÊN CỨU

- Đối tượng nghiên cứu: nghiên cứu trên 3 loại vật liệu hấp phụ là vỏ trấu, xơ dừa và mùn cưa, đối tượng nghiên cứu là 4 loại nước: nước mặt, nước giếng đào, nước giếng khoan, nước mưa

- Phạm vi nghiên cứu: nguồn phế phẩm nông nghiệp và các mẫu nước được lấy từ các vùng ngoại ô Thành phố Hồ Chí Minh và các vùng lân cận

5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

- Phương pháp tổng hợp tài liệu: tài liệu tham khảo từ Internet, một số tạp chí khoa học nước ngoài, sách và luận văn

- Phương pháp thực nghiệm: thực hiện thí nghiệm trên mô hình lọc nước với các mẫu nước mặt, nước giếng đào, nước giếng khoan, nước mưa và xác định các chỉ tiêu đầu vào, đầu ra từ đó đánh giá hiệu quả xử lý

- Phương pháp tính toán, thống kê: dùng phần mềm Excel 2007 xử lý số liệu

và vẽ đồ thị

6 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI

6.1 Ý nghĩa khoa học

- Phương pháp mới giúp tận dụng được các nguồn nguyên liệu sẵn có trong tự

nhiên phục vụ công tác xử lý nước cấp

- Xây dựng công nghệ xử lý nước hoàn toàn không sử dụng hóa chất nhân tạo

- Giảm thiểu được các nguy cơ tiềm ẩn trong các nguồn nước trong tự nhiên

- Cung cấp một giải pháp mới xử lý nước cấp đạt chất lượng

6.2 Ý nghĩa thực tiễn

- Phương pháp giúp tiết kiệm chi phí đáng kể cho người dân

- Thân thiện với môi trường

- Là phương pháp đơn giản để áp dụng do đó có tính khả thi cao đối với các

vùng nông thôn không có điều kiện tiếp cận với nguồn nước sạch

7 KẾT CẤU CỦA ĐỀ TÀI

Ngoài phần Mở đầu và Kết luận, đề tài có 4 chương với nội dung như sau:

- Chương 1: Tổng quan về các phế phẩm nông nghiệp

- Chương 2: Tổng quan về xử lý nước cấp – các chỉ tiêu đánh giá nước – các phương pháp xử lý nước

- Chương 3: Mô hình và phương pháp nghiên cứu

- Chương 4: Kết quả và thảo luận

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHẾ PHẨM NÔNG

NGHIỆP

1.1 Định nghĩa về phế phẩm nông nghiệp

Phế phẩm nông nghiệp là chất thải phát sinh trong quá trình hoạt động nông nghiệp

1.2 Nguồn gốc phát sinh

Phế phẩm nông nghiệp phát sinh trong quá trình chế biến các loại cây công nghiệp, cây lương thực, sản xuất hoa quả, thực phẩm…

1.3 Khái quát chung về phế phẩm nông nghiệp

Việt Nam có những lợi thế về sản xuất nông nghiệp, mặc dù công nghiệp đang có mức tăng trưởng đáng kể Với đặc điểm của một đất nước nông nghiệp, hằng năm lượng phế thải dư thừa trong quá trình chế biến các sản phẩm nông sản, thực phẩm rất lớn Với việc sản xuất được hơn 43 triệu tấn lúa trong năm 2012, chỉ riêng rơm,

rạ, vỏ trấu thải ra trong quá trình thu hoạch, xay xát thành hạt gạo đã có khối lượng

cả chục triệu tấn

Bên cạnh mức tăng trưởng xuất khẩu nông sản thì các phụ, phế phẩm trong quá trình chế biến các loại cây công nghiệp, sản xuất hoa quả, thực phẩm cũng rất đa dạng về chủng loại và phong phú về số lượng Và đó cũng là nỗi lo về các bãi chứa, đầu ra cho các phế phẩm nông nghiệp sau thu hoạch như rơm rạ, vỏ trấu, mùn cưa,

xơ dừa, bã mía,… Số liệu hàng trăm ngàn tấn nông sản xuất khẩu hàng năm, tương ứng với con số gấp nhiều lần như thế về phế phẩm nông nghiệp thải ra môi trường

sẽ là vấn nạn về rác, đe dọa ô nhiễm môi trường cho các tỉnh đang có thế mạnh về sản xuất nông nghiệp Nhưng nếu biết tận dụng, tái chế thì chẳng những tạo thêm việc làm cho nhiều lao động, mà còn góp phần nâng cao giá trị sản phẩm, bảo đảm

vệ sinh môi trường

Trong những năm qua, đã có nhiều nhà khoa học của các trường đại học, viện nghiên cứu, trung tâm công nghệ sinh học và doanh nghiệp của nhiều bộ, ngành

đã tham gia đầu tư, nghiên cứu, ứng dụng các tiến bộ khoa học vào việc tận thu các

phụ, phế phẩm trong quá trình sản xuất nông sản, thực phẩm, để sản xuất phân hữu

cơ vi sinh, vật liệu xây dựng, thức ăn chăn nuôi, khí đốt

Tuy nhiên so với tiềm năng dồi dào của nguồn phụ, phế thải trong nông nghiệp hiện nay thì những công trình nghiên cứu, ứng dụng còn rất khiêm tốn Bởi chủ yếu nguồn phế phẩm cần tái chế lại tập trung ở nông thôn, nơi trực tiếp sản xuất ra nông sản, thực phẩm, trong khi nơi thu mua, tiêu thụ sản phẩm nông nghiệp mạnh nhất lại

ở các thành phố, khu công nghiệp, trung tâm thị trấn

Hơn nữa do đặc thù của sản xuất nông nghiệp của nước ta hiện nay vẫn mang tính nhỏ lẻ, phân tán, mạnh ai nấy làm nên việc thu gom, phân loại phụ, phế thải rất khó khăn Còn các cơ sở chế biến nông sản, thực phẩm thì chủ yếu tập trung đầu tư cho dây chuyền sản xuất chính, ít quan tâm tận thu, tái chế sử dụng lại phụ, phế phẩm trong quá trình sản xuất

Nhiều doanh nghiệp còn sản xuất trong điều kiện không bảo đảm vệ sinh môi trường, huống chi nói đến đầu tư công đoạn xử lý sản phẩm phụ, phế thải để tái chế

Vì vậy các phụ, phế phẩm sau khi sử dụng thường được xử lý bằng các biện pháp chôn lấp, đốt bỏ, thậm chí đổ xuống hồ, ao, sông, suối vừa lãng phí, vừa gây ô nhiễm môi trường

Trong bối cảnh nguồn tài nguyên thiên nhiên ngày càng cạn kiệt, việc tận thu, tái chế sử dụng lại các nguyên vật liệu nói chung và các phụ, phế phẩm trong quá trình sản xuất, chế biến nông sản, thực phẩm nói riêng là một biện pháp tiết kiệm hết sức cần thiết, nhất là khi tình hình kinh tế đang có nhiều khó khăn như hiện nay Quan trọng hơn khi các phụ, phế phẩm được tận dụng, tái chế sử dụng lại sẽ góp phần giảm lượng chất thải ra môi trường, làm trong lành bầu không khí vốn đang bị đe dọa bởi quá dư thừa các chất thải độc hại

Tuy nhiên, với một nguồn “nguyên liệu phong phú và đa dạng” như vậy, cần có

cơ chế, chính sách của Nhà nước tạo điều kiện cho các doanh nghiệp, nhà khoa học, nhất là các làng nghề, cụm công nghiệp vừa và nhỏ, nơi tiếp xúc gần nhất với nguồn cung cấp nguyên liệu, nghiên cứu, ứng dụng các thành tựu khoa học mới vào việc

tái chế, xử lý các sản phẩm phế thải, từ sản xuất nông nghiệp và công nghiệp thực phẩm một cách hiệu quả

Một trong những nguồn phế phẩm dồi dào đa dạng và hiệu quả cao đó chính là

vỏ trấu,xơ dừa và mùn cưa

1.4 Thu gom, xử lý và tái chế

Hiện nay số lượng phế thải nông nghiệp ở nước ta vẫn còn là một vấn nạn Các chất phế thải sinh khối từ phế phẩm của nông nghiệp như vỏ trấu, mùn cưa, vỏ cà phê, bã mía, cùi ngô, xơ dừa, rơm, rạ là nguồn nguyên liệu khổng lồ luôn luôn tồn tại và ngày càng tăng cùng với sự tăng diện tích canh tác và năng suất cây trồng Riêng sản lượng trấu có thể thu gom được ở khu vực đồng bằng sông Cửu Long lên tới 1,4 - 1,6 triệu tấn Tổng sản lượng phế thải sinh khối hằng năm ở nước ta có thể đạt 8 - 11 triệu tấn Ngoài đồng bằng sông Cửu Long, các khu vực khác như Tây Nguyên cũng có thể cho lượng chất thải sinh khối đạt 0,3 - 0,5 triệu tấn từ cây cà phê Còn vùng Tây Bắc cũng đem lại tới 55.000 - 60.000 tấn mùn cưa từ việc khai thác và chế biến gỗ Đặc biệt là chất thải từ các nhà máy mía đường, hiện tại cả nước đang có đến 10-15% tổng lượng bã mía không được sử dụng vừa gây ô nhiễm môi trường, vừa không được tận dụng Một phần nhỏ trong số đó được sử dụng làm nhiên liệu đốt, thức ăn gia súc, phân bón, phần lớn đổ ra các hồ ao, cống rãnh làm ảnh hưởng không nhỏ đến môi trường sinh thái Việc sử dụng các phế thải nông nghiệp trong sinh hoạt nông thôn ngày càng giảm và dần dần được thay thế bằng các nguồn nhiên liệu thuận lợi hơn Trong khi đó, các cơ sở sản xuất và chế biến nông sản lại cần rất nhiều nguồn năng lượng mà hiện đang phải sử dụng các nhiên liệu hoá thạch không có khả năng hoá thạch, đắt như than, dầu, gas Vì vậy, việc nghiên cứu tận dụng phế thải nông nghiệp tạo ra nguồn năng lượng, nguyên vật liệu phục vụ công nghiệp, xây dựng, đời sống sinh hoạt hàng ngày của người dân là việc làm hết sức cần thiết và cấp bách hiện nay

1.5 Tổng quan về vỏ trấu

1.5.1 Nguồn gốc của vỏ trấu

Khi nhắc đến vỏ trấu thì từ những người nông dân cho đến những nhà nghiên cứu đều có thể nêu được những công dụng của chúng Trấu được sử dụng làm chất đốt hay trộn với đất sét làm vật liệu xây dựng… Không những trấu được sử dụng làm chất đốt trong sinh hoạt hàng ngày mà còn được sử dụng như là một nguồn nguyên liệu thay thế cung cấp nhiệt trong sản xuất với giá rất rẻ

Hình 1.1 Cây lúa và vỏ trấu

Trấu là lớp vỏ ngoài cùng của hạt lúa và được tách ra trong quá trình xay xát Trong vỏ trấu chứa khoảng 75% chất hữu cơ dễ bay hơi sẽ cháy trong quá trình đốt

và khoảng 25% còn lại chuyển thành tro (Theo Energy Efficiency Guide for Industry in Asia) Chất hữu cơ chứa chủ yếu cellulose, lignin và Hemi - cellulose (90%), ngoài ra có thêm thành phần khác như hợp chất nitơ và vô cơ Lignin chiếm khoảng 25-30% và cellulose chiếm khoảng 35-40%

Bảng 1.1 Thành phần hóa học của vỏ trấu

Thành phần SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O SO3 MKN Hàm lượng, % 90,21 0,68 0,74 1,41 0,59 2,38 0,25 0,62 3,12 Các chất hữu cơ của trấu là các mạch polycarbohydrat rất dài nên hầu hết các loài sinh vật không thể sử dụng trực tiếp được, nhưng các thành phần này lại rất dễ cháy nên có thể dùng làm chất đốt Sau khi đốt, tro trấu có chứa trên 80% là silic oxyt, đây là thành phần được sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực

1.5.2 Hiện trạng vỏ trấu tại Việt Nam

Vỏ trấu có rất nhiều tại Đồng bằng sông Cửu Long và Đồng bằng sông Hồng, 2 vùng trồng lúa lớn nhất cả nước Chúng thường không được sử dụng hết nên phải đem đốt hoặc đổ xuống sông suối để tiêu hủy Theo khảo sát, lượng vỏ trấu thải ra tại Đồng bằng sông Cửu Long khoảng hơn 3 triệu tấn/năm, nhưng chỉ khoảng 10% trong số đó được sử dụng Về sau, trấu còn được dùng để làm củi trấu (trấu ép lại thành dạng thanh), nhưng cũng chỉ sử dụng được khoảng 12.000 tấn vỏ trấu/năm Tại đồng bằng sông Cửu Long, các nhà máy xay xát đổ trấu xuống sông, rạch Trấu trôi lềnh bềnh đi khắp nơi, chìm xuống đáy gây ô nhiễm nguồn nước Tại đây, trấu chỉ có công dụng duy nhất là làm chất đốt Nhưng để sử dụng loại chất đốt cồng kềnh này, một số hộ gia đình phải vận chuyển nhiều lần và phải có nhà rộng để chứa

Năm 2009, ở một số huyện vùng sâu thuộc TP Cần Thơ và tỉnh An Giang bức

xúc trước tình trạng một lượng lớn vỏ trấu trôi khắp mặt sông, gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến đời sống sinh hoạt Dọc một số bờ sông ở quận Ô Môn, huyện Thới Lai, huyện Cờ Đỏ của TP Cần Thơ như sông Thị Đội, sông Ngang sẽ thấy rất nhiều vỏ trấu trôi trên mặt sông Bờ sông ngập một màu vàng của vỏ trấu Nước sông ở những đoạn này vốn đã ô nhiễm, giờ quyện với mùi vỏ trấu phân hủy tạo nên một mùi rất khó chịu Con sông này bị ô nhiễm nặng nề nên không thể dùng nước để sinh hoat được Chính vì bị một lượng vỏ trấu thải ra sông như thế mà người dân ở đây không có nước sinh hoạt, ảnh hưởng đến giao thông qua lại của ghe tàu cũng như việc nuôi cá ở đây bị cản trở vì dòng nước bị ô nhiễm quá nặng

Hình 1.2 Vỏ trấu được thải bỏ bừa bãi

Vì thế chúng ta đã biết những công dụng của vỏ trấu nhưng nếu không được ứng dụng và sử dụng đúng cách thì nó sẽ trở thành tác hại gây nên ô nhiễm môi trường ảnh hưởng đến người dân sống xung quanh khu vực đó

1.5.3 Các ứng dụng của vỏ trấu hiện nay

từ dầu nhưng giá lại thấp hơn đến 25 lần (năm 2006)

Trấu là nguồn nguyên liệu rất dồi dào và lại rẻ tiền: sản lượng lúa năm 2007 cả nước đạt 37 triệu tấn, trong đó lúa đông xuân 17,7 triệu tấn, lúa hè thu 10,6 triệu

tấn, lúa mùa 8,7 triệu tấn (Nguồn Bộ Nông Nghiệp và phát triển Nông Thôn) Như

vậy lượng vỏ trấu thu được sau xay xát tương đương 7,4 triệu tấn Sản lượng trấu có

thể thu gom được ở đồng bằng sông Cửu Long lên tới 1,4 - 1,6 triệu tấn (Lang,

2006)

Nguyên liệu trấu có các ưu điểm nổi bật khi sử dụng làm chất đốt: vỏ trấu sau khi xay xát ở luôn ở rất dạng khô, có hình dáng nhỏ và rời, tơi xốp, nhẹ, vận chuyển dễ

dàng Thành phần là chất xơ cao phân tử rất khó cho vi sinh vật sử dụng nên việc bảo quản, tồn trữ rất đơn giản, chi phí đầu tư ít

Đối với sản xuất tiểu thủ công nghiệp và chăn nuôi, trấu cũng được sử dụng rất thường xuyên Thông thường trấu là chất đốt dùng cho việc nấu thức ăn nuôi cá hoặc lợn, nấu rượu và một lượng lớn trấu được dùng nung gạch trong nghề sản xuất gạch tại khu vực đồng bằng sông Cửu Long

Hình 1.3 Dùng vỏ trấu trong việc nung gạch 1.5.3.2 Dùng vỏ trấu làm vật liệu xây dựng

Vỏ trấu nghiền mịn có thể được trộn với các thành phần khác như mụn dừa, hạt xốp, xi măng, phụ gia và lưới sợi thủy tinh

Trọng lượng của vật liệu xây dựng nhẹ hơn gạch thông thường khoảng 50% và

có tính âm, cách nhiệt và không thấm nước cao

Đây là vật liệu thích hợp với các vùng như miền Tây, miền Trung bị ngập úng,

lũ lụt và nền đất yếu Sau khi sử dụng có thể nghiền nát để tái chế lại

Hình 1.4 Sử dụng trấu làm vật liệu xây dựng 1.5.3.3 Sử dụng vỏ trấu tạo thành củi trấu

Máy ép củi trấu được sản xuất tại Gò Công (Tiền Giang) có công suất 70 - 80 kg củi/giờ, tiêu thụ điện 6 - 7 KW/h Cứ 1,05 kg trấu thì cho ra 1 kg củi trấu Chỉ cần cho trấu vào họng máy, qua bộ phận ép thì máy cho ra những thanh củi trấu Củi trấu có đường kính 73 mm, dài từ 0,5 - 1 m Cứ 1 kg củi trấu thì nấu được bữa ăn cho 4 người

Hình 1.5 Củi trấu thành phẩm

Củi trấu duy trì sự cháy lâu hơn nấu trực tiếp bằng trấu hoặc than đá Cũng như các loại chất đốt khác, củi trấu có thể sử dụng cho lò truyền thống, cà ràng, bếp than, bếp than đá rất dễ dàng vì bắt lửa nhanh, không có khói và khi cháy thì có mùi rất dễ chịu

Bên cạnh giá thành hạ so với gas, củi trấu cũng có hạn chế là dùng củi trấu nếu phát triển sẽ phổ biến ở nông thôn, vì nó cần phải có chỗ để củi, cần có bếp lò, cần nơi thải tro, vì thế nó khó tiến vào đô thị được mà có thể chỉ phổ biến ở nông thôn, vùng ven các khu dân cư gần đô thị

1.5.3.4 Aerogel vỏ trấu - Mặt hàng công nghệ cao làm từ vỏ trấu

Aerogel là thứ bột cách nhiệt tốt nhất hiện nay, gấp 37 lần loại sợi thủy tinh Với

kỹ thuật mới này Đại học Kỹ thuật Malaysia đã sản xuất thành công và hạ giá bán aerogel thương phẩm từ 2.600USD xuống còn 250USD/kg, tạo điều kiện ứng dụng rộng rãi aerogel cách nhiệt, cách âm cho các trang bị điện tử, các loại tủ lạnh và kho lạnh, làm lớp kẹp ngăn nhiệt cho các loại cửa kính và cả trong kết cấu công trình xây dựng cao cấp

Hình 1.6 Vật liệu aerogel cách âm và nhiệt Hình 1.7 Tro trắng thành aerogel dạng bột

18% trọng lượng hạt lúa nằm trong vỏ trấu Vì vậy nhu cầu nghiên cứu khai thác

vỏ trấu phế phẩm hiện nay thành nguyên liệu công nghiệp sản xuất các mặt hàng giá trị cao đang được coi trọng nhằm tạo giá trị tăng thêm cho nông dân Aerogel vỏ trấu là một trong các mặt hàng đó, sản xuất từ loại tro trắng tinh sạch Căn bản của

kỹ thuật khai thác vỏ trấu ở chỗ cách đốt, để trước hết thu được nguồn năng lượng lớn và ổn định phục vụ nhu cầu chạy máy hay phát điện, sau là để có các loại tro trắng, tro đen hay tro xốp (biochar) thuần chất tiện cho việc sản xuất mặt hàng công nghiệp

1.5.3.5 Nhiên liệu mới từ chất thải plastic và vỏ trấu

Mặc dù vỏ trấu là phế phẩm nông nghiệp nhưng về mức độ nguy hiểm đến với môi trường thì vỏ trấu không gây ảnh hưởng bằng nhựa Nhựa là một sản phẩm phổ biến đối với đời sống hiện nay và còn là một loại phế thải nguy hiểm, thường ở dạng bao xốp, hộp đựng thức ăn, ống hút, bao bì bánh kẹo… Trung bình 1 ngày, lượng nhựa phế thải được thải ra là khoảng 200 tấn, nhưng chỉ khoảng 30 - 40 tấn được tái sử dụng

Plastic có nhiệt trị cao, cháy nhanh nhưng không cháy hết còn vỏ trấu thì có nhiệt trị thấp, khó bắt cháy nhưng cháy hết Từ đó, phối kết trộn chất thải plastic và vỏ trấu theo tỷ lệ thích hợp để gia tăng độ kết dính và nhiệt trị cho sản phẩm Nhiên liệu rắn mới có pha thêm nhựa, là chất xúc tác bôi trơn và kết dính, không làm bào mòn thiết bị của máy, cũng như cho ra năng suất cao hơn rất nhiều so với củi trấu

Hình 1.8 Sơ đồ quy trình sản xuất nhiên liệu rắn từ phế thải

Nhiên liệu mới này vừa được nhóm các nhà khoa học thuộc Khoa Kỹ thuật hóa học, Trường ĐH Bách khoa (ĐH Quốc gia TPHCM) chế tạo thành công và đã được

Sở Khoa học - Công nghệ TPHCM nghiệm thu vào ngày 2 – 6 – 2009

Hình 1.9 Sản xuất thử nghiệm nhiên liệu đốt từ chất thải plastic và vỏ trấu

Khi đưa vào thử nghiệm sản phẩm nhiên liệu rắn từ chất thải plastic và vỏ trấu, trong lần đầu tiên, khoảng 20 kg nhiên liệu rắn được đưa vào lò đốt, lửa trong lò đã bùng lên rất mạnh và duy trì nhiệt độ yêu cầu trong khoảng 15 - 20 phút So sánh về mặt kinh tế, tiết kiệm được 40% so với củi trấu Nhiên liệu mới này đã được Trung tâm Kỹ thuật Đo lường 3 kiểm định và xác định nhiệt trị là 25,25 MJ/kg (6.040 kcal/kg), cao gấp 1,5 lần so với củi trấu

Ngoài ra, nhiên liệu hứa hẹn sẽ thay thế cho than đá dùng trong công nghiệp vì giá trị kinh tế cạnh tranh và cả ích lợi về môi trường vì không sinh ra khí độc hại (SO2) Nhiên liệu rắn từ vỏ trấu và nhựa phế thải có thể làm theo nhiều hình dạng hoặc kích thước khác nhau Nó sạch hơn rất nhiều so với than đá vì không thải ra khí SO2 (nguyên nhân gây ra mưa acid và gây nguy hiểm cho đường hô hấp của con người), có thể tiết kiệm lượng lớn nhiên liệu củi hằng năm và không làm hư hại máy móc

1.5.3.6 Dùng trấu làm thiết bị khí hoá trấu

Theo tính toán, một nhà máy xay xát có hóa đơn tiền điện khoảng 50 triệu đồng/tháng cần một máy phát điện khoảng 200 kW, với tỷ suất đầu tư khoảng 750 USD/kW (bao gồm cả trạm khí hóa và máy phát điện loại tốt) thì thời gian hòa vốn chưa đến 3 năm Bên cạnh đó còn có các lợi ích như tận dụng nhiệt từ lò đốt để sấy lúa, chủ động nguồn điện để sản xuất, tăng khả năng cạnh tranh nhờ giảm chi phí điện xay xát, sử dụng gas để đun nấu hoặc bán cho các hộ gia đình khác Với các ngành sản xuất khác như gốm sứ, thủy tinh lò khí hóa không chỉ sử dụng trấu làm

nghiệp như rơm rạ, bã mía, vỏ cà phê, mùn cưa, dăm bào, cành cây thậm chí những loại phế phẩm này còn cho năng lượng lớn hơn cả trấu

1.5.3.7 Sử dụng nhiệt lượng của trấu sản xuất điện năng

Với khả năng đốt cháy mạnh và rẻ, có thể ứng dụng hơi nóng sinh ra khi đốt nóng không khí bằng trấu để làm quay tua bin phát điện Theo tính toán mỗi kg trấu

có thể tạo được 0,125 kW giờ điện và 4 kW giờ nhiệt tùy theo công nghệ Ứng dụng này được áp dụng chế tạo máy phát điện loại nhỏ cho các khu vực vùng sâu vùng

xa

1.5.3.8 Sử dụng tro trấu sản xuất silic oxyt

Tro của trấu sau khi đốt cháy có hơn 80% là silic oxyt Silic oxyt là chất được sử dụng khá nhiều trong nhiều lĩnh vực như xây dựng, thời trang, luyện thủy tinh….Vấn đề tận dụng silic oxyt trong vỏ trấu hiện đang được rất quan tâm, mục đích là thu được tối đa lượng silic với thời gian ngắn Hiện nay đã có công trình nghiên cứu về trích ly silic oxyt bằng NaOH thành công mang lại hiệu quả kinh tế cao

1.5.3.9 Các ứng dụng khác của vỏ trấu

Một số ứng dụng khác của vỏ trấu: không dừng ở các ứng dụng trên, vỏ trấu còn

có thể dùng làm thiết bị lọc nước, thiết bị cách nhiệt, làm chất độn, giá thể trong công sản xuất meo giống để trồng nấm, dùng đánh bóng các vật thể bằng kim loại, tro trấu có thể dùng làm phân bón

Trấu có thể được ứng dụng rất đa dạng trong đời sống của con người Việt Nam Trấu có ưu thế rất lớn về nguồn nguyên liệu và giá thành nên việc nghiên cứu sử dụng trấu vào sản xuất luôn mang lại hiệu quả kinh tế cao và tiết kiệm chi phí Thực

tế hiện nay một số tỉnh nhất là ở đồng bằng sông Cửu Long lượng trấu vẫn còn rất dồi dào nên cần lưu ý tăng cường việc nghiên cứu ứng dụng nguồn nguyên liệu này nhằm mở rộng khả năng sử dụng trấu vừa tiết kiệm chi phí sản xuất, vừa có lợi cho môi trường

1.6 Tổng quan về xơ dừa

1.6.1 Nguồn gốc của xơ dừa

Dừa (danh pháp khoa học: Cocos nucifera), là một loài cây trong họ Cau (Arecaceae) Nó cũng là thành viên duy nhất trong chi Cocos và là một loại cây lớn, thân đơn trục (nhiều khi gọi là nhóm thân cau dừa) có thể cao tới 30 m, với các lá đơn xẻ thùy lông chim 1 lần, cuống và gân chính dài 4 – 6 m các thùy với gân cấp 2

có thể dài 60 – 90 cm, lá kèm thường biến thành bẹ dạng lưới ôm lấy thân, các lá già khi rụng để lại vết sẹo trên than

Hình 1.10 Hình ảnh cây dừa

Dừa phát triển tốt trên đất pha cát và có khả năng chống chịu mặn tốt cũng như

nó ưa thích các nơi sinh sống có nhiều nắng và lượng mưa bình thường (750 – 2.000 mm hàng năm), điều này giúp nó trở thành loại cây định cư bên các bờ biển nhiệt đới một cách tương đối dễ dàng Dừa cần độ ẩm cao (70 – 80%) để có thể phát triển một cách tối ưu nhất, điều này lý giải tại sao nó rất ít khi được tìm thấy trong các khu vực có độ ẩm thấp (ví dụ khu vực Địa Trung Hải), thậm chí cả khi các khu vực này có nhiệt độ đủ cao Nó rất khó trồng và phát triển trong các khu vực khô cằn

Thành phần hóa học của xơ dừa:

- Nước chiếm 5.25%

- Pectin và các hợp chất liên quan chiếm 3.30%

- Hemi-Cellulose chiếm 0.25%

- Cellulose chiếm 43.44%

- Lignin chiếm 45.84%

- Tro chiếm 2.22%

1.6.2 Hiện trạng của xơ dừa ở nước ta

Mụn dừa gây ô nhiễm nước sông, không chỉ ảnh hưởng ăn uống, sinh hoạt của con người mà việc nuôi trồng thủy sản cũng bị thiệt hại, vì mụn dừa còn theo dòng nước chảy vào các kênh rạch, mương vườn, ao cá, nước chát của vụn rỉ ra làm nước

ao đen ngòm, nhiều loại cá chịu không nổi đã chết

Hầu hết đều cho việc xử lý mụn dừa là bế tắc vì mặt bằng không đủ chứa, còn chuyển cơ sở sang nơi khác thì chi phí vận chuyển nguyên liệu và thành phẩm rất cao

Hoạt động của các cơ sở sản xuất xơ dừa cũng đóng góp rất lớn vào nguồn thu ngân sách nhà nước, góp phần tăng giá trị trái dừa cho nhà vườn, mang lại ngoại tệ

từ xuất khẩu chỉ xơ dừa không phải nhỏ

Hình 1.11 Các bãi chứa xơ dừa 1.6.3 Công dụng của xơ dừa

Đất sạch được sản xuất từ xơ dừa qua quá trình xử lý, kết hợp vi sinh thành một loại đất trồng hữu cơ có các đặc tính ưu việt: tơi xốp, thoáng khí, dễ thấm nước, giữ

ẩm cao, không mang mầm bệnh, chứa nhiều vi sinh vật có lợi cho đất Sau 6 tháng

sử dụng, đất sạch trở nên “mùn hoá” (tạo thành humus kết giữ được các khoáng vi

và đa lượng trong đất để cung cấp cho cây trồng) có ích cho cây trồng Đất sạch

được sản xuất dạng viên nén tròn, viên nén vuông, thành phần đất sạch, gồm: nitơ, mùn hữu cơ, vi lượng đủ dùng, vi sinh vật hữu ích, vi sinh vật cố định đạm, vi sinh vật phân giải lân…

Đất sinh học được sản xuất từ mụn dừa bằng phương pháp vi sinh để loại bỏ chất chát thành dạng muối vi lượng, có tác dụng như một loại phân bón, khi trộn vào đất, giúp đất trở nên tơi xốp hơn Ngoài ra, đất sinh học còn cải thiện được sự bạc màu của đất tự nhiên, vì trong đất sinh học có các thành phần: nitơ, P2O5, K2O, Acid Humic, Ligninsulfonate, trung lượng, vi lượng, vi sinh vật kháng bệnh cho đất, vi sinh vật cố định đạm, vi sinh vật phân giải lân, vi nấm kháng bệnh Đất sinh học khi trộn vào đất sẽ có những tác dụng: Giúp cho đất trồng có hệ dinh dưỡng đầy

đủ và cân đối; Giúp điều tiết được dinh dưỡng cho cây trồng theo cơ chế vi sinh; Cải thiện trạng thái mao dẫn của đất làm cho đất dễ thấm nước Tăng khả năng trao đổi ion trong đất, giúp cho đất tơi xốp, thoáng khí tạo điều kiện cho rễ cây phát triển mạnh Đất sinh học giữ ẩm tốt trong điều kiện khí hậu thay đổi, thích hợp cho việc cải thiện đất pha cát, pha sét Trong đất sinh học có nhiều chủng loại vi sinh có lợi cho đất và cây trồng, tăng độ phì nhiêu giúp cải tạo đất tốt

Xơ dừa là nguyên liệu để sản xuất phân hữu cơ vi sinh: sau khi xơ dừa được sấy khô loại bỏ tạp chất có hại, áp dụng tiếp kỹ thuật vi sinh sẽ cho ra sản phẩm phân hữu cơ vi sinh, giúp cải tạo đất bạc màu một cách hiệu quả

Xơ dừa là nguyên liệu để sản xuất ván ép, do xơ dừa có chất chát nên có khả năng chống mối, mọt Sản phẩm ván ép từ mụn dừa có công dụng như tấm Okal, MDF Theo kết quả thử nghiệm của Chi cục đo lường TP HCM thì lực uốn gãy của loại ván ép dày 12mm và làm bằng mụn dừa là lớn hơn 90kg/cm2

Xơ dừa còn là nguyên liệu tốt để làm giá thể trồng nấm rơm và nấm bào ngư Hiện nay, Trung tâm Nghiên cứu và Ứng dụng Tiến bộ Khoa học - Công nghệ Bến Tre đang đầu tư xây dựng vùng nguyên liệu trồng nấm và phối hợp với Công ty Chế

biến sau thu hoạch Quang Minh Anh (TP HCM) để đưa dây chuyền công nghệ hiện đại vào sản xuất nấm rơm, nấm bào ngư từ mụn dừa, xuất khẩu sang Mỹ

Một nhóm các nhà nghiên cứu thuộc Đại học Baylor (Texas) mới đây phát hiện nguyên liệu mới giúp tiết kiệm giá thành sản xuất phụ tùng xe - vỏ dừa đã qua sử dụng hay xơ của trái dừa khô Để chứng minh nhận định này, họ đã thử nghiệm sản xuất ván sàn, đường nẹp thân xe, panen cửa nội thất từ xơ dừa bỏ đi Kết quả thật bất ngờ, nguồn nguyên liệu tưởng chừng phế thải đã phát huy tác dụng triệt để, thay thế phần nào sợi tổng hợp pôliexte hiện thời

Đó là nhờ tính hữu dụng đặc biệt của hợp chất xơ dừa pha trộn pôliprôpilen, cho hỗn hợp chịu nhiệt độ cao Từ đó nhà sản xuất dễ dàng tạo khuôn và làm bóng hình khối theo ý đồ mong muốn Thêm vào đó, phụ tùng xe chế tạo từ xơ dừa còn được người tiêu dùng ưa chuộng ở đặc tính nhẹ bền chắc chắn, bảo vệ xe khỏi nguy cơ cháy nổ và khói độc

Chính vì thế, sản phẩm phụ tùng xe độc đáo này đã trở thành người sản phẩm hữu ích của rất nhiều quốc gia vùng gần xích đạo - nơi thiên tai hiểm họa luôn rình rập đe dọa cuộc sống của người dân Đặc biệt, tại những xứ sở dừa chất thành đống như Indonesia, Gana hay Ấn Độ - nơi người dân không ý thức xơ dừa tích tụ chính

là môi trường lý tưởng của loài muỗi anôphen - việc tận dụng vỏ dừa khô chế tạo phụ tùng xe được xem như một sản phẩm lý tưởng: vừa bảo vệ môi trường và phòng bệnh sốt rét, vừa nâng cao hiệu quả sản xuất kinh doanh

Các vật liệu dùng làm giá thể cho sinh vật bám trong quy trình xử lý nước thải sinh học thường có ít nhất một trong bốn điểm yếu sau: đắt tiền, trọng lượng lớn, chiếm chỗ và dễ gây tắc nghẽn dòng chảy Xơ dừa là một vật liệu có thể tránh được những bất lợi đó

Nhằm tìm kiếm một loại vật liệu làm giá thể có thể khắc phục được các điểm yếu nêu trên, xơ dừa đã bắt đầu được nghiên cứu năm 1996 Các miếng đệm xơ dừa phủ cao su dưới dạng các khối hình chữ nhật kích thước nhỏ được lắp đặt đều bên trong