ỨNG DỤNG THAN SINH HỌC TỪ MÙN CƯA GỖ KEO  ĐỂ  LOẠI BỎ  PHỐT PHO TRONG NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI SAU BIOGAS:  ẢNH HƯỞNG CỦA THỜI GIAN, LIỀU LƯỢNG VÀ MÔ HÌNH ĐỘNG HỌC

Trần Thị Phả; Văn Hữu Tập; Dương Thị Minh Hoà; Hoàng Thị Diễn; Lê Thu Hoài; Phạm Thị Tâm

doi:10.34238/tnu-jst.13989

ỨNG DỤNG THAN SINH HỌC TỪ MÙN CƯA GỖ KEO ĐỂ LOẠI BỎ PHỐT PHO TRONG NƯỚC THẢI CHĂN NUÔI SAU BIOGAS: ẢNH HƯỞNG CỦA THỜI GIAN, LIỀU LƯỢNG VÀ MÔ HÌNH ĐỘNG HỌC

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 12/11/25 Ngày hoàn thiện: 03/02/26 Ngày đăng: 05/02/26

Các tác giả

1. Trần Thị Phả, Trường Đại học Nông lâm - ĐH Thái Nguyên
2. Văn Hữu Tập , Trung tâm Phát triển công nghệ mới - ĐH Thái Nguyên
3. Dương Thị Minh Hoà, Trường Đại học Nông lâm - ĐH Thái Nguyên
4. Hoàng Thị Diễn, Trường Đại học Nông lâm - ĐH Thái Nguyên
5. Lê Thu Hoài, Trường Đại học Nông lâm - ĐH Thái Nguyên
6. Phạm Thị Tâm, Nhà xuất bản Đại học Thái Nguyên

Tóm tắt

Nghiên cứu này đánh giá ảnh hưởng của thời gian, khối lượng vật liệu và động học hấp phụ phốt pho từ nước thải chăn nuôi lợn sau biogas bằng vật liệu than sinh học được sản xuất từ mùn cưa gỗ keo. Thí nghiệm được tiến hành để khảo sát ảnh hưởng của thời gian tiếp xúc (1-6 giờ) và khối lượng vật liệu (0,2-1,0 g) trong điều kiện pH trung tính (≈7). Kết quả cho thấy quá trình hấp phụ đạt trạng thái cân bằng sau khoảng 5 giờ, với dung lượng hấp phụ cực đại 8,46 mg/g và hiệu suất xử lý 42,75%. Khi tăng khối lượng vật liệu từ 0,2 g lên 1,0 g, hiệu suất loại bỏ phốt pho tăng từ 42,3% lên 64,1%, trong khi dung lượng hấp phụ giảm từ 8,37 mg/g xuống 2,54 mg/g. Trong ba mô hình động học được xem xét (mô hình giả bậc nhất, giả bậc hai và Elovich), mô hình giả bậc hai mô tả tốt nhất quá trình hấp phụ (R² = 0,993), cho thấy cơ chế hấp phụ chủ yếu là hóa học thông qua các nhóm chức oxy (-OH, C=O) và sự kết tủa với ion Ca²⁺ còn lại trên bề mặt vật liệu.

Từ khóa

Than sinh học; Mùn cưa gỗ keo; Nước thải chăn nuôi; Hấp phụ phốt pho; Thời gian hấp phụ

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo

[1] C. Schaum, Phosphorus: Polluter and Resource of the Future - Removal and Recovery from Wastewater, IWA Publishing, 2018, doi: 10.2166/9781780408361.

[2] H. M. Azam, S. T. Alam, M. M. Hasan, et al., “Phosphorous in the environment: characteristics with distribution and effects, removal mechanisms, treatment technologies, and factors affecting recovery as minerals in natural and engineered systems,” Environmental Science and Pollution Research, vol. 26, no. 20, pp. 1–25, 2019.

[3] S. Daneshgar, A. Callegari, A. G. Capodaglio, and D. A. Vaccari, “The Potential Phosphorus Crisis: Resource Conservation and Possible Escape Technologies: A Review,” Resources, vol. 7, no. 2, p. e37, 2018.

[4] Z. Liu, R. Chen, L. Wang, et al., “On the pollution with antibiotics, heavy metals and conventional indicators in digested wastewater from large-scale pig farms in Jiaxing City, China,” Environmental Engineering & Management Journal (EEMJ), vol. 15, no. 10, pp. 2253-2260, 2017.

[5] Y. Li, X. Nan, D. Li, L. Wang, R. Xu, and Q. Li, “Advances in the treatment of phosphorus-containing wastewater,” IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, vol. 647, p. e012163, 2021.

[6] Y. Deng, T. Zhang, and Q. Wang, “Biochar Adsorption Treatment for Typical Pollutants Removal in Livestock Wastewater: A Review,” in Engineering Applications of Biochar, InTech, 2017, pp.71-82.

[7] I. W. Almanassra, G. Mckay, V. Kochkodan, M. A. Atieh, and T. Al-Ansari, “A state of the art review on phosphate removal from water by biochars,” Chemical Engineering Journal, vol. 409, p. e128211, 2021.

[8] L. He, D. Wang, Z. Wu, S. Li, and Y. Lv, “Co-pyrolysis of pig manure and magnesium-containing waste residue and phosphorus recovery for planting feed corn,” Journal of Water Process Engineering, vol. 49, p. e103146, 2022.

[9] Y. Peng, Y. Luo, Y. Li, et al., “Effect of corn pre-puffing on the efficiency of MgO-engineered biochar for phosphorus recovery from livestock wastewater: mechanistic investigations and cost benefit analyses,” Biochar, vol. 5, pp. 1–17, 2023.

[10] S. Ji, F. Zhang, P. Yao, et al., “Optimization of pig manure-derived biochar for ammonium and phosphate simultaneous recovery from livestock wastewater,” Environmental Science and Pollution Research, vol. 30, pp. 82532–82546, 2023.

[11] M. B. Shakoor, Z.-L. Ye, and S. Chen, “Engineered biochars for recovering phosphate and ammonium from wastewater: A review,” The Science of the Total Environment, vol. 779, p. 146240, 2021.

[12] T. M. H. Duong, H. T. Van, V. H. Chu, T. T. L. Bui, D. H. N. Tran, M. Oudomphone, and H. H. Pham, “The effect of environment pH on phosphorus removal from livestock wastewater using biochar,” TNU Journal of Science and Technology, vol. 230, no. 02, pp. 184–191, 2025.

[13] T. H. Nguyen, “Research on recovery of N and P from livestock wastewater after biogas using biological products made from agricultural by-products,” Master thesis, University of Vietnam National, Ha Noi 2018.

[14] J. Liu, J. Jiang, A. Aihemaiti, et al., “Removal of phosphate from aqueous solution using MgO-modified magnetic biochar derived from anaerobic digestion residue,” Journal of Environmental Management, vol. 250, p. e109438, 2019.

[15] M. Xu, Y. Liao, H. Zhang, J. Lu, H. He, X. Zhang, et al., “A Novel Ca-Modified Biochar for Efficient Recovery of Phosphorus from Aqueous Solution and Its Application as a Phosphorus Biofertilizer,” Nanomaterials, vol. 12, no. 16, p. e2755, 2022.

[16] L. Zhou, D. Xu, Y. Li, et al., “Phosphorus and Nitrogen Adsorption Capacities of Biochars Derived from Feedstocks at Different Pyrolysis Temperatures,” Water, vol. 11, no. 8, p. e1559, 2019.

[17] L. Wu, D. Xu, B. Li, D. Wu, and H. Yang, “Enhanced removal efficiency of nitrogen and phosphorus from swine wastewater using MgO modified pig manure biochar,” Journal of Environmental Chemical Engineering, vol. 12, no. 1, p. e111793, 2024.

[18] X. Wu, W. Quan, Q. Chen, W. Gong, and A. Wang, “Efficient Adsorption of Nitrogen and Phosphorus in Wastewater by Biochar,” Molecules, vol. 29, no. 5, p. e1005, 2024.

[19] H. C. Waweru, N. M. Yang, and J. Bolokonya, “Enhanced removal of phosphates by the adsorbent consisting of iron oxide loaded on porous chitosan/cellulose acetate particle,” Engineering, vol. 11, no. 7, pp. 366–394, 2019.

[20] T. T. Nguyen, A. P. Iswara, T. P. Le, H. H. Truong, T. H. L. Vo, L. T. Nguyen, N. H. Nguyen, and S. F. I. Abdillah, “Coffee Ground-Based Modified Biochar for Effective Treatment of Nutrient-Rich Swine Wastewater,” EVERGREEN - Joint Journal of Novel Carbon Resource Sciences & Green Asia Strategy, vol. 12, no. 3, pp. 1611–1624, 2025.

[21] C. Xu, R. Liu, Q. Tang, Y. Hou, L. Chen, and Q. Wang, “Adsorption Removal of Phosphate from Rural Domestic Sewage by Ca-Modified Biochar Derived from Waste Eggshell and Sawdust,” Water, vol. 15, no. 17, p. e3087, 2023.

[22] L. A. Breton, Z. Mahdi, C. Pratt, and A. El Hanandeh, “Modification of Hardwood Derived Biochar to Improve Phosphorus Adsorption,” Environments, vol. 8, no. 5, p. e41, 2021.

[23] S. Xia, S. Liang, Y. Qin, et al., “Significant Improvement of Adsorption for Phosphate Removal by Lanthanum-Loaded Biochar,” ACS Omega, vol. 8, no. 28, pp. 24853–24864, 2023.

[24] 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.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.13989

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ