Khảo sát khả năng hấp phụ phosphorus trong nước bằng than sinh học từ vỏ cacao biến tính với MgCl2

Abstract

Tình trạng ô nhiễm môi trường nước ngày càng nghiêm trọng ở nhiều khu vực trên thế giới. Trong đó có thể kể đến ô nhiễm phosphorus là một trong những nguyên nhân làm suy giảm đa dạng sinh học của hệ sinh thái thuỷ sinh và có những tác động nhất định đến sức khoẻ con người. Than sinh học biến tính là một trong những phương án xử lý phosphorus trong môi trường nước được quan tâm nhiều nhất. Luận văn được thực hiện để khảo sát khả năng hấp phụ PO43-- P trong nước bằng than sinh học từ vỏ cacao biến tính với magnesium ở dạng dung dịch MgCl2. Nguyên liệu vỏ cacao thô được biến tính với dung dịch MgCl2 0,5 M. Sau đó, than Mg- biochar được tổng hợp ở điều kiện 500 C bằng phương pháp nhiệt nung chậm trong 2 giờ. Nhờ kết quả từ các phương pháp phân tích SEM, EDX cho thấy than Mg- biochar đã biến tính thành công vì sự có mặt của magnesium đáng kể trên bề mặt than sinh học. Hiệu suất hấp phụ PO43-- P phụ thuộc vào các yếu tố pH dung dịch, khối lượng than, nồng độ PO43-- P ban đầu, thời gian tiếp xúc của than Mg- biochar với mẫu thải giả, sự cạnh tranh với các anion khác cùng tồn tại trong mẫu thải giả. Các thông số tối ưu của than sinh học là pH= 5, khối lượng than sinh học là 2 g/L, thời gian tiếp xúc được chọn là 24 giờ và ở nồng độ 100 mg P/L. Các anion trong dung dịch có ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ của than sinh học và các anion HCO3-, CO32- và SO42- là những anion ảnh hưởng nhiều nhất đến hiệu suất hấp phụ của than Mg- biochar. Mô hình Langmuir được chọn là mô hình hấp phụ đẳng nhiệt phù hợp hơn so với mô hình Freundlich và Qmax = 35,3 mg/g (mô hình Langmuir). Mô hình động học biểu kiến bậc 1 là mô hình động học phù hợp để mô tả mô hình động học của than Mg- biochar với k1 = 0,0013 phút-1.