ẢNH HƯỞNG CỦA pH ĐẾN KHẢ NĂNG XỬ LÝ PHOTPHO  TRONG NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI BẰNG THAN SINH HỌC

Dương Thị Minh Hoà; Văn Hữu Tập; Chu Vân Hà; Bùi Thị Thanh Lam; Trần Đỗ Hải Nam; Mone Oudomphone; Phạm Hồng Hạnh; Soulivong Mitsaiya

doi:10.34238/tnu-jst.11932

ẢNH HƯỞNG CỦA pH ĐẾN KHẢ NĂNG XỬ LÝ PHOTPHO TRONG NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI BẰNG THAN SINH HỌC

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 21/01/25 Ngày hoàn thiện: 17/02/25 Ngày đăng: 19/02/25

Các tác giả

1. Dương Thị Minh Hoà, Trường Đại học Nông lâm - ĐH Thái Nguyên
2. Văn Hữu Tập , Đại học Thái Nguyên
3. Chu Vân Hà, Trường Đại học Nông lâm - ĐH Thái Nguyên
4. Bùi Thị Thanh Lam, Trường Đại học Nông lâm - ĐH Thái Nguyên
5. Trần Đỗ Hải Nam, Trường Đại học Nông lâm - ĐH Thái Nguyên
6. Mone Oudomphone, Trường Đại học Nông lâm - ĐH Thái Nguyên
7. Phạm Hồng Hạnh, Trường Đại học Nông lâm - ĐH Thái Nguyên
8. Soulivong Mitsaiya, Trường Đại học Nông lâm - ĐH Thái Nguyên

Tóm tắt

Nghiên cứu này nhằm đánh giá khả năng xử lý photpho trong nước thải chăn nuôi sau biogas bằng than sinh học chế tạo từ mùn cưa gỗ keo, đồng thời nghiên cứu ảnh hưởng của pH đến hiệu suất hấp phụ. Than sinh học được chế tạo thông qua phương pháp nhiệt phân chậm ở 600°C trong 2 giờ và được phân tích đặc tính bằng SEM và FTIR. Thí nghiệm được thực hiện với pH thay đổi từ 6 đến 9 nhằm xác định điều kiện tối ưu cho hiệu suất hấp phụ photpho. Kết quả nghiên cứu cho thấy pH trung tính (pH = 7) là điều kiện tối ưu, với hiệu suất xử lý photpho đạt 32,33%, giảm hàm lượng tổng photpho từ 79,34 ± 0,27 mg/L xuống còn 53,69 ± 0,06 mg/L. Cấu trúc xốp của than sinh học, cùng các nhóm chức như hydroxyl (-OH), carbonyl (C=O), và carboxyl (COOH), đóng vai trò quan trọng trong việc tăng cường khả năng hấp phụ. Tuy nhiên, khi pH giảm xuống 6 hoặc tăng lên 8 hoặc 9, hiệu suất hấp phụ giảm đáng kể do sự thay đổi tính chất hóa học của photphat và bề mặt hấp phụ. Như vậy, than sinh học từ mùn cưa gỗ keo là vật liệu tiềm năng trong xử lý photpho trong nước thải chăn nuôi, đặc biệt ở điều kiện pH trung tính. Việc tối ưu hóa cấu trúc và áp dụng các phương pháp hoạt hóa có thể nâng cao hiệu suất xử lý, mở ra hướng ứng dụng bền vững cho bảo vệ môi trường và tái sử dụng tài nguyên.

Từ khóa

Than sinh học; Mùn cưa gỗ keo; Xử lý nước thải; Hấp phụ photpho; pH trung tính

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo

[1] M. N. Waras, M.A. Zabidi, Z. Ismail, M. Sangaralingam, A. M. Gazzali, M. S. R. Harun, M. Y. Aziz, R. Mohamed, and M. N. M. Najib, “Comparative Analysis of Water Quality Index and River Classification in Kereh River, Penang, Malaysia: Impact of Untreated Swine Wastewater From Kampung Selamat Pig Farms,” Water Environment Research, vol. 96, no. 8, 2024, Art. no. e11095.

[2] D. P. Pham, V. H. Nguyen, Q. T. Luu, M. A. Cook, T. M. P. Trinh, D. B. Payne, T. T. Dao, D. Grace, and X. S. Dang, “Understanding Antibiotic Residues and Pathogens Flow in Wastewater From Smallholder Pig Farms to Agriculture Field in Ha Nam province, Vietnam,” Environmental Health Insights, vol. 14, pp. 1-10, 2020.

[3] F. Yang, B. Han, Y. Gu, and K. Zhang, “Swine Liquid Manure: A Hotspot of Mobile Genetic Elements and Antibiotic Resistance Genes,” Scientific Reports, vol. 10, no. 1, 2020, Art. no. e13503.

[4] V. Souvannasouk, N. O. Singthong, N. P. Sayavongsa, N. S. Meas, N. T. Phaxaisithidet, and N. S. Fongsamouth, “Revolutionizing Biogas Generation: Polyethylene Tubular Digesters for Household Pig Farms,” Maejo International Journal of Energy and Environmental Communication, vol. 5, no. 1, pp. 6-13, 2023.

[5] W. Tsai, “Regulatory Promotion and Benefit Analysis of Biogas-Power and Biogas-Digestate From Anaerobic Digestion in Taiwan’s Livestock Industry,” Fermentation, vol. 4, no. 3, 2018, Art. no.e57.

[6] Ministry of Natural Resources and Environment, QCVN 62-MT:2016/BTNMT on National standards on livestock wastewater, 2016.

[7] C. de la M. Orozco, I. J. González-Acuña, R. A. Saucedo-Terán, H. E. Flores-López, H. O. Rubio-Arias, and J. M. Ochoa-Rivero, “Removing Organic Matter and Nutrients From Pig Farm Wastewater With a Constructed Wetland System,” International Journal of Environmental Research and Public Health, vol. 15, no. 5, 2018, Art. no. e1031.

[8] C. Zhang, S. Sun, S. Xu, C. Johnston, and C. Wu, “Phosphorus Removal From Dirty Farmyard Water by Activated Anaerobic-Digestion-Derived Biochar,” Industrial & Engineering Chemistry Research, vol. 62, no. 45, pp. 19216-19224, 2023.

[9] C. Zhang, Y. Ji, C. Li, Y. Zhang, S.Sun, Y. Xu, L. Jiang, and C. Wu, “The Application of Biochar for CO₂ Capture: Influence of Biochar Preparation and CO₂ Capture Reactors,” Industrial & Engineering Chemistry Research, vol. 62, no. 42, pp. 17168-17181, 2023.

[10] Y. Shen, C. F. J. Loong, W. Chen, G. Liya, W. P. Chan, A. Veksha, and G. Lisak, “Closed-Loop K₂CO₃ Activation of Biochar for Coproduction of Microporous Carbon and Syngas,” Energy & Fuels, vol. 38, no. 4, pp. 3186-3197, 2024.

[11] Ministry of Natural Resources and Environment, Vietnam Standard TCVN 5999:1995 (ISO 5667/10: 1992) on water quality - sampling - instructions for sampling wastewater, 1995.

[12] T. H. Nguyen and K. L. Pham, “Evaluation of the efficiency of pig farming wastewater treatment using household-scale biogas systems in Thua Thien Hue,” Hue University Journal of Science, vol. 73, no. 4, pp. 67-78, 2012.

[13] S. C. Le, A. H. Pham, and D. H. Phan, “Effect of recirculation ratio on the efficiency of pig farming wastewater treatment after biogas processing using a biofiltration method combined with alternating aeration,” VNU Journal of Science: Earth and Environmental Sciences, vol. 34, no. 3, pp. 25-32, 2018.

[14] Y. Wang, “Improvement of Acidic Soil Properties by Biochar From Fast Pyrolysis,” Environmental Progress & Sustainable Energy, vol. 37, no. 5, pp. 1743-1749, 2017.

[15] M. Zhang, G. Song, D. L. Gelardi, L. Huang, E. Khan, G. Xu, S. J. Parikh, and K. H. Kim, “Evaluating Biochar and Its Modifications for the Removal of Ammonium, Nitrate, and Phosphate in Water,” Water Research, vol. 186, 2020, Art. no. e116303.

[16] M. Gale, T. T. P. Nguyen, M. Moreno, and K. L. Gilliard-AbdulAziz, “Physiochemical Properties of Biochar and Activated Carbon From Biomass Residue: Influence of Process Conditions to Adsorbent Properties,” Acs Omega, vol. 6, no. 15, pp. 10224-10233, 2021.

[17] T. Sizmur, T. Fresno, G. Akgül, H. Frost, and E. Moreno-Jiménez, “Biochar Modification to Enhance Sorption of Inorganics From Water,” Bioresource Technology, vol. 246, pp. 34-47, 2017.

[18] H. Deng, W. H, L. Chen, S. Li, H. Liu, and H. Lu, “Preparation, Properties, and Application of Biochar for Improving Sewage Sludge Dewatering Performance: A Review,” Water, vol. 15, no. 9, 2023, Art. no. e1796.

[19] D. Johnravindar, R. D. Patria, J. T. E. Lee, L. Zhang, Y. W. Tong, C. H. Wang, Y. S. Ok, and G. Kaur, “Syntrophic Interactions in Anaerobic Digestion: How Biochar Properties Affect Them?,” Sustainable Environment, vol. 7, no. 1, 2021, Art. no. e1945282.

[20] B. Chen, H. Zeng, F. Yang, Y. Yang, Z. Qiao, X. Zhao, L. Wang, and F. Wu, “Functional Biochar as Sustainable Precursors to Boost the Anaerobic Digestion of Waste Activated Sludge From a Circular Economy Perspective: A Review,” Biochar, vol. 6, no. 1, 2024, Art. no. e60.

[21] I. Riera-Vila, N. O. Anderson, C. F. Hodge, and M. Rogers, “Anaerobically-Digested Brewery Wastewater as a Nutrient Solution for Substrate-Based Food Production,” Horticulturae, vol. 5, no. 2, 2019, Art. no. e43.

[22] W. Wang, J. Huang, T. Wu, X. Ren, and X. Zhao, “Research on the Preparation of Biochar From Waste and Its Application in Environmental Remediation,” Water, vol. 15, no. 19, 2023, Art. no. e3387.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.11932

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ