HUTECH
ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG HẤP PHỤ KIM LOẠI NẶNG Cr
6+
VÀ MÀU TRONG
NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM CỦA BÃ CÀ PHÊ

CAPACITY ASSESSMENT OF HEAVY METAL ADSORPTION Cr
6+
AND
COLOR IN THE TEXTILE WASTEWATER BY THE COFFEE GROUNDS.
Nguyễn Trung Dũng, Nguyễn Công Hào
*

*Đại học Kỹ Thuật Công nghệ Tp HCM
TÓM TẮT
Việc tái chế, tận dụng chất thải không những đem lại những lợi ích về kinh tế, xã hội mà còn có ý nghĩa quan
trọng trong việc bảo vệ môi trường. Chiến lược bảo vệ môi trường quốc gia đã xác định mục tiêu đến năm
2020 là “Hình thành và phát triển ngành công nghiệp tái chế thất thải”. Nghiên cứu xử lý các kim loại nặng
và màu trong nước thải bằng các vật liệu hấp phụ giá thành thấp, thân thiện với môi trường được chế tạo từ
các chất thải nông nghiệp là vấn đề được nhiều tác giả nghiên cứu trong nước và thế giới. Trong luận văn,
chúng tôi đã nghiên cứu vật liệu bã cà phê để tạo ra vật liệu hấp phụ Cr
6+
và màu trong nước thải. Các kết
quả nghiên cứu cho thấy các vật liệu hoạt hóa bằng H
2
SO
4
0,1N và NaOH 0,1N đạt hiệu quả xử lý khá cao.

ABSTRACT
The recycling and waste utilize don’t onlu brings benefits about economic, society, but also has

thành rẻ, thành phần chính có chứa các polymer
HUTECH
dễ biến tính và có tính chất hấp phụ hoặc/và trao
đổi ion [1], [2].
Bã cà phê là một vật liệu lignocellulose, có khả
năng tách kim loại nặng hòa tan và màu trong
nước nhờ vào cấu trúc xốp và thành phần
cellulose. Các nhóm hydroxyl trên cellulose đóng
vai trò quan trọng trong khả năng trao đổi ion,
nhóm hydroxyl này có khả năng trao đổi yếu vì
liên kết OH phân cực không mạnh. Nhiều biện
pháp biến tính đã được công bố như oxy hóa các
nhó hydroxyl thành các nhóm chức acid hoặc
sulfo hóa bằng acid sulfuric [4]. Chúng tôi chọn
bã cà phê của công ty Vinacafe Biên Hòa để khảo
sát khả năng tách ion kim loại Cr
6+
và hấp phụ
màu trong nước dệt nhuộm, vật liệu được biến
tình bằng quá trình hoạt hóa với H
2
SO
4
và NaOH.
2. THỰC NGHIỆM
2.1. Nguyên vật liệu và phương pháp.
2.1.1. Nguyên vật liệu – hóa chất thực
nghiệm.
Bã cà phê thu của công ty Vinacafe Biên
Hòa được xử lý và hoạt hóa. Hóa chất dùng trong

liệu có kích thước 0,25mm ≤ d ≤ 1mm, 500g bã
cà phê đã xác định kích thước làm vật liệu không
hoạt quá (BCFKHH), 1000g bã cà phê có kích
thước 0,25mm ≤ d ≤ 1mm ngâm với Ethanol
trong 7 ngày, sau đó hoạt hóa bằng H
2
SO
4
0,1N
và rửa lại với NaOH 0,1N đến khi pH của vật liệu
bằng 7, sấy vật liệu ở 105
0
C trong 6 giờ (BCFHH-
E) và 1000g bã cà phê có kích thước 0,25mm ≤ d
≤ 1mm ngâm với Petroleum Ether trong 7 ngày,
sau đó hoạt hóa bằng H
2
SO
4
0,1N và rửa lại với
NaOH 0,1N đến khi pH của vật liệu bằng 7, cũng
tiến hành sấy vật liệu ở 105
0
C trong 6 giờ
(BCFHH-PE).
2.1.3. Thiết bị thực nghiệm.
Xử lý mẫu với máy nghiền mẫu IKA, sấy
hút nước của vật liệu ở tủ sấy Memmert (Đức),
rây xác định kích thước vật liệu trên bộ rây 0,25-
2mm.

6+
và độ màu, so sánh giữa hiệu quả
xử lý của các vật liệu từ bã cà phê và than hoạt
tính. Mỗi thí nghiệm lặp lại 3 lần, kết quả được
đánh giá trên giá trị trung bình.
HUTECH
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Ảnh hưởng của pH đến hiệu quả xử lý.
3.1.1. Xử lý Cr
6+Kết quả nghiên cứu cho thấy ở giá trị pH thấp thí
quá trình hấp phụ tốt nhất (hình 3.1), điều này
cũng được tìm thấy trong kết quả của một số
nghiên cứu trước đó [5], [6] trên vật liệu hấp phụ
là xơ dừa, chitosan biến tính,….

Hình 3.1. Ảnh hưởng của pH đến hiệu quả xử lý Cr
6+
của các vật liệu nghiên cứu.
Do ở pH thấp (pH=3-4) các tâm hấp phụ
trên bề mặt chất hấp phụ bị proton hóa sẽ mang
điện tích dương đồng thời Cr(VI) chủ yếu tồn tại ở
dạng phức anion HCrO
4
-
ở khoảng pH này. Do
vậy, quá trình hấp phụ xảy ra là do ái lực tĩnh điện
xảy ra giữa chất hấp phụ tích điện dương và anion

Hiệu quả xử lý
pH khảo sát
THT
BCFKHH
BCFHH-E
BCFHH-PE
0%
20%
40%
60%
80%
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Hiệu quả xử lý
pH khảo sát
THT
BCFKHH
BCFHH-E
BCFHH-PE
HUTECH
3.2. Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu quả hấp phụ.
3.2.1. Xử lý Cr
6+Hình 3.3. Ảnh hưởng của thời gian tiếp xúc đến hiệu quả hấp phụ Cr
6+

của các vật liệu hấp phụ khác nhau.
Theo thuyết hấp phụ đẳng nhiệt, các phân
tử chất bị hấp phụ khi đã hấp phụ trên bề mặt chất

0
10
20
30
40
50
0 50 100 150
Hiệu quả xử lý (%)
Thời gian khảo sát (phút)
THT
BCFHH-E
BCFHH-PE
0
20
40
60
80
0 50 100 150
Hiệu quả xử lý (%)
Thời gian khảo sát (phút)
THT
BCFHH-E
BCFHH-PE
HUTECH
nhanh, sau khi bề mặt vật liệu đã no chất bị háp phụ thì hiệu quả bắt đầu giảm xuống
3.3. Ảnh hưởng của liều lượng chất hấp phụ đến hiệu quả xử lý
3.3.1. Xử lý Cr
6+
40
50
0 1 2 3
Hiệu quả xử lý (%)
Liều lượng chất hấp phụ (g/l)
THT
BCFHH-E
BCFHH-PE
0
20
40
60
80
0 1 2 3
Hiệu quả xử lý (%)
Liều lượng chất hấp phụ (g/l)
THT
BCFHH-E
BCFHH-PE
HUTECH

Hình 3.7. Ảnh hưởng của nồng độ Cr
6+
trong nước đem xử lý đến hiệu quả hấp phụ của các vật liệu
hấp phụ khác nhau
Điều này được giải thích là khi nồng độ
Cr
6+
ban đầu còn thấp, các trung tâm hoạt động
trên bề mặt của vật liệu hấp phụ vẫn chưa được

6+
.
Bảng 3.1
: Các tham số của mô hình đẳng nhiệt Langmuir và Freundlich áp dụng trong nghiên cứu xử lý
Cr
6+
.
0
20
40
60
80
100
120
0 20 40 60
Hiệu quả hấp phụ (%)
Dãy biên thiên nồng độ Cr6+ khảo sát (mg/l)
THT
BCFHH-E
BCFHH-PE
0
20
40
60
80
100
120
0 100 200 300
Hiệu quả xử lý (%)
Dãy biến thiên độ màu khảo sát (mg/l)

3.6. Xử lý trên nước thải dệt nhuộm
Nước thải được lấy tại 3 công ty dệt, các thành phần ô nhiễm được tình bày trong bảng dưới đây:
Bảng 3.3:
Tính chất của mẫu nước thải dệt nhuộm trong nghiên cứu
Kết quả xử lý màu:

Hình 3.11. Khả năng hấp phụ màu của các vật liệu hấp phụ trên nước thải dệt nhuộm của 3 công ty.
4. KẾT LUẬN
- Vật liệu nghiên cứu có đường kính cấp
hạt 0,25mm < d < 1mm, các điều kiện
nhiệt độ, độ ẩm,…thực hiện theo điều
kiện của phòng thí nghiệm.
0
5
10
15
20
25
Fashion
Garment
Hưng Thái Thành Công
Hiệu quả xử lý (%)
THT
BCFHH-E


0.953

2.91

16,97

Tên VLHP
Langmuir Freundlich
R
2

q
max

(mg/g)
K
L

(L/mg)
R
2
n
K
F

(mg/g)(L/mg)
1/n
THT 0,895


Hưng Thái 7,17 518 0
Thành Công 10,52 1026 0
HUTECH
- Luận văn đã tiến hành khả sát các điều
kiện hấp phụ Cr
6+
và màu của vật liệu hấp
phụ hoạt hóa từ bã cà phê, với pH=3, thời
gian hấp phụ là 60p, liều lượng vật liệu là
1,5g/l, hiệu quả hấp phụ Cr
6+
> 40%, màu
> 50%.
- Sử dụng phương trình đẳng nhiệt
Langmuir và Freundlich để tính toán các
giá trị q
max
, K
L
, n và K
F
với kết quả trong
bảng 3.2.
- Xử lý nước thải dệt nhuộm thực tế cũng
đánh giá được khả năng hấp phụ của vật
liệu bã cà phê, nhưng chỉ thích hợp với
gian đoạn cuối của xử lý nước thải dệt
nhuộm.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt

[8]. Jinkyu Roh et al (2011). Waste coffee-
grounds as potential biosorbents for
removal of acid dye 44 from aqueous
solution, Korean Journal Chemical

Địa chỉ liên lạc:
- GS.TSKH Nguyễn Công Hào – Phòng
Quản lý Khoa học – Đào tạo Sau đại học
– Trường Đại học Kỹ thuật Công nghệ
Tp.HCM Điện thoại: (+848) 35120781.
- Nguyễn Trung Dũng – Khoa Môi trường
& Công nghệ sinh học - Trường Đại học
Kỹ thuật Công nghệ Tp.HCM E.mail:

.

HUTECH
LOGO
LUN VN THC S CÔNG NGH
CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGH MÔI TRNG
MÃ NGÀNH: 60 85 06
B GIÁO DC VÀ ÀO TO
I HC K THUT CÔNG NGH TP HCM
ÁNH GIÁ KH NNG HP PH KLN
Cr
6+
VÀ MÀU HU C TRONG NC
THI DT NHUM CA BÃ CÀ PHÊ
NGI HNG DN KHOA HC: GS.TSKH NGUYN CÔNG HÀO
NGUYN TRUNG DNG

BOD).
Nhum Các loi thuc nhum, acid acetic và các
mui kim loi.
 màu rt cao, BOD khá cao (6% tng
BOD), TScao.
In Cht màu, tinh bt, du, đt sét, mui kim
loi, acid…
 màu cao, BOD cao và du m.
Hoànthin Vt tinh bt, m đng vt, mui. Kim nh, BOD thp, lng nh.
HUTECH
NI DUNG BÁO CÁO
TNG QUAN
PHNG PHÁP HP PH
Mt s mô hình đng nhit hp ph thông dng
HUTECH
NI DUNG BÁO CÁO
NI DUNG
NGHIÊN CU
B TRÍ THC NGHIM
TN1: Kho sát nh hng ca pH
[Cr6+]=50mg/l, [màu]=200mg/l, [VLHP]=1g/l
TN2: Kho sát nh hng ca thi gian
[Cr6+]=50mg/l, [màu]=200mg/l, [VLHP]=1g/l, pH
TN3: Kho sát nh hng ca liu lng cht hp ph
[Cr6+]=50mg/l, [màu]=200mg/l, pH
TN4: Kho sát nh hng ca nng đ cht ô nhim
pH, thi gian, [VLHP] đã xác đnh
TN5: Kho sát kh nng x lý trên nc thi dt nhum
pH, thi gian, [VLHP] đã xác đnh
HUTECH

3
4
5
6
7
8
9
10
Hiu qu x lý
pH kho sát
THT
BCFKHH
BCFHH-E
BCFHH-PE
HUTECH
NI DUNG BÁO CÁO
KT QU
THO LUN
KHO SÁT pH HP PH
nh hng ca pH đn hiu qu x lý màu.
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
1
2

45
0 50 100 150
Hiu qu x lý (%)
Thi gian kho sát (phút)
THT
BCFHH-E
BCFHH-PE
HUTECH
NI DUNG BÁO CÁO
KT QU
THO LUN
KHO SÁT THI GIAN HP PH
nh hng ca thi gian đn hiu qu x lý màu.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 50 100 150
Hiu qu x lý (%)
Thi gian kho sát (phút)
THT
BCFHH-E
BCFHH-PE
HUTECH
NI DUNG BÁO CÁO

0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 0.5 1 1.5 2 2.5
Hiu qu x lý (%)
Liu lng cht hp ph (g/l)
THT
BCFHH-E
BCFHH-PE
HUTECH
NI DUNG BÁO CÁO
KT QU
THO LUN
NNG  CHT Ô NHIM
nh hng ca nng đ cht ô nhim đn hiu
qu x lý Cr
6+
.
0
20
40
60
80
100

KT QU
THO LUN
X LÝ NT DT NHUM
Sau khi xác đnh đc các điu kin hp ph, tin hành thí
nghim x lý nc thi dt nhum bng các vt liu đã kho
sát.
0
5
10
15
20
25
Fashion
Garment
Hng Thái
Thành Công
Hiu qu x lý (%)
THT
BCFHH-E
BCFHH-PE
HUTECH
NI DUNG BÁO CÁO
KT QU
THO LUN
THAM S NG NHIT HP PH
Các tham s ca phng trình đng nhit Langmuir và
Freundlich trong x lý Cr
6+
.
Tên VLHP

2
q
max
(mg/g)
K
L
(L/mg)
R
2
n
K
F
(mg/g)(L/mg)
1/
n
THT 0,895 132,7 0,47 0,977 2,94 52,06
BCFHH-E 0,883 100,9 0,68 0,967 2,55 85,26
BCFHH-PE 0,918 103,3 0,48 0,977 2,69 73,70

Trích đoạn Khảo sát ảnh hưởng của pH đến hiệu quả xử lý Cr6+ và màu trong nước th ải nhân tạo. Đường chuẩn độ màu. Kết quả thực nghiệm Các kết quả thực nghiệm trên nước nhân tạo có Cr6+ cho thấy: Nhận xét về các thí nghiệm với nước thải có chứa màu

---