ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG HẤP PHỤ AMMONIUM (NH4+) TRONG NƯỚC BẰNG VẬT LIỆU THAN SINH HỌC NGUỒN GỐC TỪ BÙN GIẤY | Phương | TNU Journal of Science and Technology

ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG HẤP PHỤ AMMONIUM (NH4+) TRONG NƯỚC BẰNG VẬT LIỆU THAN SINH HỌC NGUỒN GỐC TỪ BÙN GIẤY

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 15/02/24                Ngày hoàn thiện: 25/03/24                Ngày đăng: 25/03/24

Các tác giả

Hoàng Lê Phương Email to author, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – ĐH Thái Nguyên

Tóm tắt


Mục đích của nghiên cứu là thu hồi bùn giấy tạo ra vật liệu hấp phụ ứng dụng để loại bỏ thành phần ammonium (NH4+) trong dung dịch nước. Bùn giấy thải từ công ty cổ phần Giấy Hoàng Văn Thụ được tái chế và sử dụng để chế tạo vật liệu than sinh học hydrochar (HBG) thông qua quá trình cacbon hoá thuỷ nhiệt trong dung dịch HCl ở 250 0C. Vật liệu HBG được sử dụng để hấp phụ ammonium trong nước. Hàng loạt các thí nghiệm theo mẻ đã được tiến hành để nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của một số yếu tố đến quá trình hấp phụ ammonium của vật liệu HBG. Kết quả cho thấy điều kiện thích hợp cho quá trình hấp phụ ammonium của vật liệu HBG ở pH dung dịch bằng 3, thời gian hấp phụ 120 phút, nồng độ ammonium ban đầu 50 mg/L và dung lượng hấp phụ cực đại tính theo mô hình Langmuir là 5,22 mg/L. Dữ liệu thí nghiệm phù hợp với mô hình đẳng nhiệt Langmuir và mô hình động học bậc 2 với các giá trị tương quan R2lần lượt là 0,98 và 0,99. Than sinh học hydrochar chế tạo từ bùn giấy đã cho thấy khả năng hấp phụ đáng kể ammonium trong dung dịch nước và có thể trở thành chất hấp phụ đầy tiềm năng để loại bỏ ammonium trong nước thải.

Từ khóa


Hấp phụ; Bùn giấy; Than sinh học; Ammonium; Hấp phụ ammonium

Toàn văn:

PDF (English)

Tài liệu tham khảo


[1] K. Zare, H. Sadegh, R.Shhryari, M. Asif, I. Tyagi, S. Agarwal, and V. K. Gupta, “Equilibrium and kinetic study of ammonium ion adsorption by Fe3O4 nanoparticles from aqueous solutions,” J. Mol. Liq., vol. 213, pp. 345–350, 2016, doi: 10.1016/j.molliq.2015.08.045.

[2] A. Alshameri, H. He, J. Zhu, Y. Xi, R. Zhu, L. Ma, and Q. Tao, “Adsorption of ammonium by differentnatural clay minerals: Characterization, kinetics and adsorption isotherms,” Appl. Clay Sci., vol. 159, pp. 83–93, 2018, doi: 10.1016/j.clay.2017.11.007.

[3] Y. Kamimoto, T. Hagio, Y. J. Jung, R. Ichino, and K. Gil, “Development of Synthetic Magnetic Zeolite Adsorbents and Application to Ammonium Ion Removal,” KSCE J. Civ. Eng., vol. 24, no. 5, pp. 1395–1399, 2020, doi: 10.1007/s12205-020-2185-5.

[4] B. Han, C. Butterly, W. Zhang, J. Z. He, and D. Chen, “Adsorbent materials for ammonium and ammonia removal: A review,” J. Clean. Prod., vol. 283, 2021, Art. no. 124611, doi: 10.1016/j.jclepro.2020.124611.

[5] R. Boopathy, S. Karthikeyan, A. B. Mandal, and G. Sekaran, “Adsorption of ammonium ion by coconut shell-activated carbon from aqueous solution: Kinetic, isotherm, and thermodynamic studies,” Environ. Sci. Pollut. Res., vol. 20, no. 1, pp. 533–542, 2013, doi: 10.1007/s11356-012-0911-3.

[6] S. A. Begum, A. H. M. Golam Hyder, Q. Hicklen, T. Crocker, and B. Oni, “Adsorption characteristics of ammonium onto biochar from an aqueous solution,” AQUA - Water Infrastructure, Ecosyst. Soc., vol. 70, no. 1, pp. 113–122, Dec. 2020, doi: 10.2166/aqua.2020.062.

[7] Q. Yin, M. Liu, and H. Ren, “Biochar produced from the co-pyrolysis of sewage sludge and walnut shell for ammonium and phosphate adsorption from water,” J. Environ. Manage., vol. 249, 2019, Art. no. 109410, doi: 10.1016/j.jenvman.2019.109410.

[8] C. Shen, L. Gu, S. Chen, Y. Jiang, P. Huang, H. Li, H. Yu, and D. Xia, “Sewage sludge derived FeCl3-activated biochars as efficient adsorbents for the treatment of toxic As(III) and Cr(VI) wastewater,” J. Environ. Chem. Eng., vol. 10, no. 6, 2022, Art. no. 108575, doi: 10.1016/j.jece.2022.108575.

[9] A. Yaras and H. Arslanoğlu, “Valorization of Paper Mill Sludge as Adsorbent in Adsorption Process of Copper (II) Ion from Synthetic Solution: Kinetic, Isotherm and Thermodynamic Studies,” Arab. J. Sci. Eng., vol. 43, no. 5, pp. 2393–2402, 2018, doi: 10.1007/s13369-017-2817-3.

[10] X. Hu, X. Zhang, H. H. Ngo, W. Guo, H. Wen, C. Li, Y. Zhang, and C. Ma, “Comparison study on the ammonium adsorption of the biochars derived from different kinds of fruit peel,” Sci. Total Environ., vol. 707, 2020, Art. no. 135544, doi: 10.1016/j.scitotenv.2019.135544.

[11] M. Thi, H. Chao, T. V. Trinh, T. Thi, and C. Lin, “Removal of ammonium from groundwater using NaOH-treated activated carbon derived from corncob wastes : Batch and column experiments,” J. Clean. Prod., vol. 180, pp. 560–570, 2018, doi: 10.1016/j.jclepro.2018.01.104.

[12] R. Fan, C.-L. Chen, J.-Y. Lin, J.-H. Tzeng, C.-P. Huang, C. Dong, and C. P. Huang, “Adsorption characteristics of ammonium ion onto hydrous biochars in dilute aqueous solutions,” Bioresour. Technol., vol. 272, pp. 465-472, January 2019, doi: 10.1016/j.biortech.2018.10.064.

[13] H. Fu, Y. Li, Z. Yu, J. Shen, J. Li, M. Zhang, T. Ding, L. Xu, S. S. Lee, “Ammonium removal using a calcined natural zeolite modified with sodium nitrate,” J. Hazard. Mater., vol. 393, 2020, doi: 10.1016/j.jhazmat.2020.122481.

[14] A. Khalil, N. Sergeevich, and V. Borisova, “Removal of ammonium from fish farms by biochar obtained from rice straw: Isotherm and kinetic studies for ammonium adsorption,” Adsorpt. Sci. Technol., vol. 36, no. 5–6, pp. 1294–1309, 2018, doi: 10.1177/0263617418768944.

[15] L. P. Hoang, H. T. Van, L. H. Nguyen, D. H. Mac, T. T. Vu, L. T. Ha, and X. C. Nguyen, “Removal of Cr(vi) from aqueous solution using magnetic modified biochar derived from raw corncob,” New J. Chem., vol. 43, no. 47, pp. 18663–18672, 2019, doi: 10.1039/C9NJ02661D.

[16] L. H. Nguyen, H. T. Van, T. H. H. Chu, T. H. V. Nguyen, T. D. Nguyen, L. P. Hoang, V. H. Hoang et al., “Paper waste sludge-derived hydrochar modified by iron (III) chloride for enhancement of ammonium adsorption: An adsorption mechanism study,” Environ. Technol. Innov., vol. 21, 2021, Art. no. 101223, doi: 10.1016/j.eti.2020.101223.

[17] R. B. Fidel, D. A. Laird, and K. A. Spokas, “Sorption of ammonium and nitrate to biochars is electrostatic and pH-dependent,” Sci. Rep., vol. 8, no. 1, pp. 1–10, 2018, doi: 10.1038/s41598-018-35534-w.

[18] S. Wang, H. Zhao, J. Liu, X. Wang, J. Li, E. Shi, C. Wang, J. Yang, and Z. Zhang, “A study on and adsorption mechanism of ammonium nitrogen by modified corn straw biochar,” R. Soc. Open Sci., vol. 10, 2023, Art. no. 2215355, doi: 10.1098/rsos.221535.

[19] Y. Tang, M. S. Alam, K. Konhauser, S. S. Alessi, S. Xu, W. Tian, and Y. Liu, “Influence of pyrolysis temperature on production of digested sludge biochar and its application for ammonium removal from municipal wastewater,” J. Clean. Prod., vol. 209, pp. 927–936, 2019, doi: 10.1016/j.jclepro.2018.10.268.

[20] R. Wu, X. Zhai, K. Dai, J. Lian, L. Cheng, G. Wang. J. Li, C. Yang, Z. Yin, H. Li, and X. Yang, “Synthesis of acidified magnetic sludge-biochar and its role in ammonium nitrogen removal: Perception on effect and mechanism,” Sci. Total Environ., vol. 832, 2022, Art. no. 154780, doi: 10.1016/j.scitotenv.2022.154780.

[21] L. J. Zhang, X. Zhang, H. F. Liang, Y. Xie, and H. C. Tao, “Ammonium removal by a novel magnetically modified excess sludge,” Clean Technol. Environ. Policy, vol. 20, no. 10, pp. 2181–2189, 2018, doi: 10.1007/s10098-018-1524-4.




DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.9710

Các bài báo tham chiếu

  • Hiện tại không có bài báo tham chiếu
Tạp chí Khoa học và Công nghệ - Đại học Thái Nguyên
Phòng 408, 409 - Tòa nhà Điều hành - Đại học Thái Nguyên
Phường Tân Thịnh - Thành phố Thái Nguyên
Điện thoại: 0208 3840 288 - E-mail: jst@tnu.edu.vn
Phát triển trên nền tảng Open Journal Systems
©2018 All Rights Reserved