TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU
KHOA : HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
BÁO CÁO ĐỒ ÁN
ĐỀ TÀI
ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG HẤP PHỤ ION
KIM LOẠI ĐỒNG VÀ KẼM ĐỐI VỚI XƠ
DỪA ĐÃ ĐƯỢC BIẾN TÍNH
Trình độ đào tạo: Đại Học
Hệ đào tạo: Chính Quy
Ngành: Công Nghệ Hóa Học
Chuyên ngành: Hóa Dầu
Khoá học: 2011 - 2015
Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Quang Thái
Sinh viên: Nguyễn Văn Anh
Trần Anh Chiến
Nguyễn Văn Tuấn
Bà Rịa-Vũng Tàu, tháng 12 năm 2014
MỤC LỤC
MỞ
ĐẦU 1
1.Lý do chọn đề tài: 1
2.Mục đích nghiên cứu của đề tài 2
3.Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài: 2
4.Phương pháp nghiên cứu: 2
5.Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 2
6.Kết cấu: 2
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3
1.1.Tổng quan về cây dừa 3
1.1.1.Đặc điểm và nguồn gốc 3
1.1.2.Tình hình trồng và kinh doanh dừa trên thế giới và trong nước 4
1.1.3.Ứng dụng của dừa hiện nay 5

1.8.3.Hấp phụ hoá học 23
1.8.4.Hấp phụ trong môi trường nước 23
1.8.5.Động học hấp phụ 24
1.8.6.Cân bằng hấp phụ 25
1.9.Giới thiệu về phương pháp phân tích trắc quang 25
1.10.Phương pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM) 26
Chương 2: Khảo sát và kết quả thực nghiệm 27
2.1.Chuẩn bị mẫu và thực hiện biến tính 27
2.2.Xác định các đặc tính hóa lí của xơ dừa chưa biến tính và đã được biến
tính 27
2.2.1.Phổ hồng ngoại 27
2.2.2.Ảnh kính hiển vi điện tử quét (SEM) 30
2.1.Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình biến tính 31
2.1.1.Ảnh hưởng của nồng độ axit 31
2.1.2.Ảnh hưởng của tỉ lệ rắn: lỏng 32
2.1.3.Ảnh hưởng của thời gian 34
2.3.Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ Cu
2+
và Zn
2+
của xơ
dừa biến tính 35
2.3.1.Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ 35
2.3.2.Ảnh hưởng của thời gian khuấy đến khả năng hấp phụ 36
2.3.3.Ảnh hưởng của nồng độ xơ dừa biến tính đến khả năng hấp phụ 38
2.3.4. Đường đẳng nhiệt hấp phụ ion theo Freundlich 38
2.3.5.So sánh khả năng hấp phụ của xơ dừa biến tính đối với ion Cu
2+
và Zn
2+

Hình 2.2.b. Ảnh SEM của xơ dừa biến tính 31
Hình 2.3. Ảnh hưởng của nồng độ axit citric đến quá trình biến tính của xơ
dừa 32
Hình 2.4.Ảnh hưởng của tỉ lệ rắn:lỏng đến quá trình biến tính xơ dừa 33
Hình 2.5.Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình biến tính xơ dừa 34
Hình 2.6. Ảnh hưởng của pH đến khả năng hấp phụ 36
Hình 2.7. Ảnh hưởng của thời gian khuấy đến khả năng hấp phụ 37
Hình 2.8. Ảnh hưởng nồng độ xơ dừa biến tính

đến khả năng hấp phụ 38
Hình 2.9: Dạng tuyến tính của phương trình Freundlich đối với Cu
2+
39
Hình 2.10: Dạng tuyển tính của phương trình Freundlich đối với Zn
2+
39
Trường ĐH BR-VT GVHD: Nguyễn Quang Thái
MỞ
ĐẦU
Lý do chọn đề tài:
Ô nhiễm môi trường nước hiện nay là một vấn đề được toàn xã hội quan
tâm. Cùng với sự gia tăng các hoạt động công nghiệp là việc sản sinh các chất
thải nguy hại, tác động tiêu cực trực tiếp đến sức khỏe con người và hệ sinh
thái. Các hoạt động khai thác mỏ, công nghiệp thuộc da, công nghiệp điện tử,
mạ điện, lọc hóa dầu hay công nghệ dệt nhuộm… đã tạo ra các nguồn ô
nhiễm chính chứa các kim loại nặng độc hại, các hợp chất hữu cơ: metyl da
cam, phenol,
Ở Việt Nam đang tồn tại một thực trạng đó là nước thải ở hầu hết các cơ
sở sản xuất chỉ được xử lí sơ bộ thậm chí thải trực tiếp ra môi trường. Hậu
quả là môi trường nước kể cả nước mặt và nước ngầm ở nhiều khu vực

và Zn
2+
tạo ra hướng phát triển mới trong việc
xử lý nước thải sinh hoạt.
1. Kết cấu: Ngoài phần mở đầu, nội dung bài báo cáo gồm 3 chương:
Chương 1. Tổng quan
Chương 2. Khảo sát và kết quả thực nghiệm
Chương 3. Kết luận và kiến nghị
Nhóm 4 2
Trường ĐH BR-VT GVHD: Nguyễn Quang Thái
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về cây dừa
1.1.1. Đặc điểm và nguồn gốc
PGS.TS Võ Văn Sen nhấn mạnh: “Đông Nam Á, trong đó có Việt Nam, là
quê hương của cây dừa nhiệt đới, là xứ sở của những rừng dừa bạt ngàn với
những xóm làng dân cư trù mật và lối sống hài hoà với tự nhiên hết sức đa
dạng và sinh động. Cây dừa đóng góp cho đời tất cả, nước dừa để uống, cơm
dừa và sữa dừa để làm bánh, gáo dừa để làm vật chứa đựng, xơ dừa để làm
thảm, làm đồ dùng lọc nước hay để trồng hoa lan, cây cảnh, lá dừa để đốt, gân
lá dừa để làm chổi, thân dừa để làm đồ mộc v.v Dưới tán dừa là cả một thế
giới sinh động của làng quê Việt Nam, nơi có hàng triệu người nông dân đang
miệt mài chăm bón cho vườn dừa, chỉ mong sao cây ngọt trái lành, cuộc sống
mưu sinh được bù đắp trọn vẹn”.
Theo các nhà nghiên cứu Việt Nam, cây dừa đã có mặt ở đất nước ta từ
nhiều ngàn năm trước, trong đó dấu vết của di vật cây dừa hoá thạch có niên
đại vào khoảng 2600 năm (+/-150 năm) trong di chỉ văn hoá Óc Eo tại Gò
Tháp, tỉnh Đồng Tháp. Trong khi đó, vùng đất Bắc Bộ Việt Nam sớm hình
thành làng dừa Yên Sở (còn gọi là Làng Giá, tên chữ là Cổ Sở, sau đổi là Yên
Sở, nay thuộc xã Yên Sở huyện Hoài Đức, Hà Nội) tương truyền có niên đại
từ thời Lý Nam Đế (503-548). Còn theo ghi chép của chính sử thì muộn nhất

chính quyền địa phương và thấy được tiềm năng lợi thế của cây dừa nên tự
phát đầu tư. Mặt khác, nơi đây có nhiều doanh nghiệp trong và ngoài nước
thu mua, chế biến các loại sản phẩm tiêu thụ nội địa và xuất khẩu khác nhau:
từ chế biến cơm dừa sấy, dầu dừa, bánh, kẹo và các mặt hàng thủ công mỹ
nghệ xuất khẩu, than hoạt tính, tơ xơ dừa, đất sạch xuất khẩu đã góp phần
thúc sự phát triển của cây dừa Bến Tre.
Nhóm 4 4
Trường ĐH BR-VT GVHD: Nguyễn Quang Thái
Năm 2004 và 2005, diện tích, năng suất, sản lượng không tăng. Năng suất
năm 2004, 2005 là 79,5 tạ copra/ha. Từ năm 2005 về sau, năng suất bình quân
tăng lên qua từng năm: năm 2006 là 81,9 tạ copra/ha, năm 2007 là 83,6 tạ
copra /ha và đạt cao nhất 86,2 tạ copra/ha vào năm 2008.
Tương tự như diện tích và năng suất, sản lượng từ năm 2005 cũng tăng
lên qua từng năm, mặc dù tăng không nhiều, cao nhất vào năm 2008
(1.027.800 tấn). Như vậy sau 5 năm (từ năm 2004: 960.100 tấn đến năm
2008:1.027.800 tấn), sản lượng dừa đã tăng 7%.
Theo số liệu của FAO (2011), thế giới có khoảng 11,86 triệu ha đất canh
tác dừa. Cây dừa được phân bố nhiều nhất ở vùng Đông Nam Á 60,89% ,Nam
Á (19,74%) Châu Đị Dương (4,6%). Các quốc gia có sản lượng canh tác dừa
lớn là Indonesia, Philippines và Ấn Độ chiếm ¾ diện tích dừa thế giới, Việt
Nam chỉ chiếm xấp xỉ 1% diện tích dừa thế giới.
Bảng 1.1: Diện tích và sản lượng dừa ở một số quốc gia.
TT Tên quốc gia Diện tích (ha) Năng suất
(Trái/ha/năm)
Sản lượng
(triệu trái/năm)
1 Indonesia 3.800.000 4.000 16.235
2 Philippines 3.560.000 3.719 15.540
3 Ấn độ 1.900.000 7.748 14.744
4 Sri Lanka 395.000 7.364 3000

K 0,4%
1.2. Nước thải sinh hoạt
1.2.1. Nước thải sinh hoạt: là loại nước thải phát sinh từ các hoạt động
sinh hoạt của con người như tắm giặt, vệ sinh cá nhân hoặc các sinh hoạt
khác… và được thải ra từ nhiều nguồn khác nhau như từ các trường học, từ
các bệnh viện, từ các trung tâm thương mại, các khu vui chơi giải trí hoặc từ
các cơ quan công sở hoặc từ các khu chung cư, gia đình… Thành phần chính
của nước thải sinh hoạt bao gồm 02 loại, đó là nước thải nhiễm bẩn do chất
bài tiết của con người từ các phòng vệ sinh, các khu vệ sinh công cộng…
hoặc nước thải nhiễm bẩn do các chất thải sinh hoạt như các cặn bã từ nhà
Nhóm 4 6
Trường ĐH BR-VT GVHD: Nguyễn Quang Thái
bếp, các chất rửa trôi, các chất thải chất bẩn thải ra từ quá trình sinh hoạt của
con người…
Lượng nước thải sinh hoạt của một khu dân cư phụ thuộc vào dân số, vào
tiêu chuẩn cấp nước và đặc điểm của hệ thống thoát nước. Tiêu chuẩn cấp
nước sinh hoạt cho một khu dân cư phụ thuộc vào khả năng cung cấp nước
của các nhà máy nước hay các trạm cấp nước hiện có. Các trung tâm đô thị
thường có tiêu chuẩn cấp nước cao hơn so với các vùng ngoại thành và nông
thôn, do đó lượng nước thải sinh hoạt tính trên một đầu người cũng có sự
khác biệt giữa thành thị và nông thôn. Nước thải sinh hoạt ở các trung tâm đô
thị thường thoát bằng hệ thống thoát nước dẫn ra các sông rạch, còn các vùng
ngoại thành và nông thôn do không có hệ thống thoát nước nên nước thải
thường được tiêu thoát tự nhiên vào các ao hồ hoặc thoát bằng biện pháp tự
thấm.
1.2.2. Tác hại của nước thải sinh hoạt:
Các thành phần ô nhiễm chính đặc trưng thường thấy ở nước thải sinh
hoạt là BOD5, COD, Nitơ và Phốt pho. Một yếu tố gây ô nhiễm quan trọng
trong nước thải sinh hoạt đó là các loại mầm bệnh được lây truyền bởi các vi
sinh vật có trong phân. Vi sinh vật gây bệnh cho người bao gồm các nhóm

C là giá trị nồng độ của thông số ô nhiễm quy định tại Bảng 1.2 mục
1.2.3.2 .
K là hệ số tính tới quy mô, loại hình cơ sở dịch vụ, cơ sở công cộng và
chung cư quy định tại mục 2.3.
Nhóm 4 8
Trường ĐH BR-VT GVHD: Nguyễn Quang Thái
Không áp dụng công thức tính nồng độ tối đa cho phép trong n ước thải
cho thông số pH và tổng coliforms.
1.2.3.2. Giá trị C của các thông số ô nhiễm làm cơ sở tính
toán giá trị tối đa cho phép trong nước thải sinh hoạt.
Giá trị C của các thông số ô nhiễm làm cơ sở tính toán giá trị tối đa cho
phép Cmax trong nước thải sinh hoạt khi thải ra các nguồn nước tiếp nhận
nước thải được quy định tại Bảng 1.2.
Bảng 1.3: Giá trị các thông số ô nhiễm làm cơ sở tính toán giá trị tối đa
cho phép trong nước thải sinh hoạt
   
 
    
 



 !"# $ 
$ %&'(
##)**
!"#  
+ %&'(
,--
!"#  
 *./ 0

giá trị tối đa cho phép trong nước thải sinh hoạt khi thải vào các nguồn nước
được dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt (có chất lượng nước tương
đương cột A1 và A2 của Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất l ượng nước
mặt).
- Cột B quy định giá trị C của các thông số ô nhiễm làm cơ sở tính toán
giá trị tối đa cho phép trong nước thải sinh hoạt khi thải vào các nguồn nước
không dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt (có chất lượng nước tương
đương cột B1 và B2 của Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất l ượng nước
mặt hoặc vùng nước biển ven bờ).
1.2.3.3. Giá trị hệ số K
Tuỳ theo loại hình, quy mô và diện tích sử dụng của cơ sở dịch vụ, cơ sở
công cộng, khu chung cư và khu dân cư, doanh nghiệp, giá trị hệ số K được
áp dụng theo Bảng 1.3.
Bảng 1.4: Giá trị hệ số K ứng với loại hình cơ sở dịch vụ, cơ sở công cộng
và chung cư
Loại hình cơ sở Quy mô,diện tích sử
dụng của cơ sở
Giá trị hệ số K
1. Khách sạn nhà
nghỉ
Từ 50 phòng hoặc khách
sạn 3 sao trở lên
1,0
Dưới 50 phòng 1,2
2. Trụ sở, cơ quan,
trường học, nghiên
cứu
Lớn hơn hoặc bằng
10.000 m
2

6. Cơ sở sản xuất,
lực lượng vũ trang
Tư 500 người trở lên 1,0
Dưới 500 người 1,2
7. Khu chung cư,
khu dân cư
Từ 50 căn hộ trở lên 1,0
Dưới 50 căn hộ 1,2
1.2.4. Các phương pháp xử lý nước thải:
1.2.4.1. Xử lý nước thải bằng phương pháp kị khí tự động
Quy trình công nghệ xử lý gồm bốn công đoạn chính, gồm: thu gom, điều
hòa, xử lý kị khí trong các môđun, xử lý mùi và để lắng. Theo đó, nước thải
được đưa về bể thu gom; sau đó bơm lên bể điều hòa, để lắng cặn sơ bộ; rồi
được bơm vào các môđun kỵ khí có gắn chất mang vi sinh vật bằng
polyetylen qua hệ thống khuấy bổ trợ và được đưa vào bể lắng tiếp theo để xử
lý mùi, kết hợp với lắng cặn. Sau quá trình xử lý, nước thải nhiễm hữu cơ đạt
tiêu chuẩn môi trường.
Tuy nhiên, phương pháp hiếu khí chỉ xử lý được nước thải có mức độ ô
nhiễm thấp, chi phí vận hành cao và tạo ra nhiều bùn thải. Đối với phương
pháp xử lý kỵ khí thì cần phải thời gian dài, lại không chủ động về nhiệt độ
môi trường nước, hàm lượng vi sinh vật, nước sau xử lý vẫn còn mùi hôi thối.
Để khắc phục các nhược điểm của công nghệ xử lý nước thải bằng
phương pháp hiếu khí và kỵ khí nêu trên, hiện nay đã có quy trình công nghệ
xử lý nước thải ô nhiễm chất hữu cơ bằng phương pháp kỵ khí điều khiển tự
động.
1.2.4.2. Xử lý nước thải bằng phương pháp tuần hoàn tự
nhiên :
Hệ thống xử lý nước thải tuần hoàn tự nhiên dựa trên nguyên tắc hoạt
động của các vi sinh vật có sẵn để phân hủy các hợp chất hữu cơ cũng như
các quá trình vật lý và hóa học tương tự như các quá trình xảy ra trong tự

Nhóm 4 12
Trường ĐH BR-VT GVHD: Nguyễn Quang Thái
Quy trình xử lý nước ô nhiễm bằng chất này rất đơn giản, chỉ việc hòa tan
nó vào nước. Giá thành Kabenlis lại rất rẻ, 1kg sản phẩm Kabenlis có giá từ
500 đến 1.000 đồng.
+ Xử lý Crôm trong nước thải bằng rơm rạ:
Từ phế phẩm của nông nghiệp là rơm, rạ, sinh viên Trần Thị Kiều Chinh,
khoa Hóa của Trường đại học Sư phạm Quy Nhơn, Bình Định, đã thực hiện
thành công đề tài nghiên cứu khoa học: "Thăm dò khả năng xử lý crôm trong
nước thải bằng rơm rạ". Là một nguyên tố kim loại nặng có trong nước thải,
crôm và các hợp chất của chúng đều độc, đặc biệt các hợp chất có bậc ôxy
hóa cao như cromat, biromat,v.v Vì vậy, mục đích ban đầu của đề tài là
hướng đến xử lý các chất thải này bằng các vật liệu tự nhiên và nếu có hiệu
suất cao thì có thể ứng dụng vào thực tế.
Theo tác giả, rơm, rạ chính là dạng phế phẩm nông nghiệp rất gần gũi với
người nông dân, có quá nhiều ở miền đất nông nghiệp mà phần lớn hiện đang
có một công dụng đơn giản là đun bếp Vì thế, tác giả đã hoàn thành giải
pháp xử lý crôm, loại bỏ bớt được sự độc hại của nguyên tố này trong nước
thải. Qua phân tích thành phần hóa học trong rơm, rạ, cho thấy thành phần
chính của rạ là xenlulôza, nếu tính theo khối lượng khô thì trong rơm có từ 3 -
4,5% chất có đạm, 1,2 - 2% chất béo, 30% các chất dẫn xuất không chứa đạm,
35 - 36% xenlulôza và 14-15% chất khoáng. Sau khi phân tích các thành phần
hóa học của rơm, rạ, và rơm, rạ có khả năng hấp thụ crôm rất tốt. Phương
pháp này vừa rẻ tiền, vừa có hiệu quả xử lý rất cao.
+ Bằng than xỉ :
Với việc dùng than xỉ làm các vách ngăn trong bể tự hoại, hiệu suất của
bể xử lý nước thải được nâng lên rõ rệt với chi phí thấp. Đây là giải pháp của
tiến sĩ Nguyễn Việt Anh, Đại học Xây dựng Hà Nội.
Nhóm nghiên cứu của tiến sĩ Việt Anh đã cải tiến thành công các bể tự
hoại truyền thống bằng việc thay đổi cấu tạo bể, thêm các vách ngăn mỏng

nhiều vùng trong nước ta, nên đây có thể được coi như một hướng phát triển
các công nghệ xử lý nước thải đơn giản và rẻ tiền.
Nhóm 4 14
Trường ĐH BR-VT GVHD: Nguyễn Quang Thái
+ Bằng vỏ lạc (đậu phộng) :
Vỏ của củ lạc, một trong phế phẩm công nghiệp thực phẩm lớn nhất, có
thể được sử dụng để tách các ion đồng có hại cho môi trường ra khoải nước
thải, theo các nhà nghiên cứu Thổ Nhĩ Kỳ.
Các nhà khoa học kết luận rằng, cả vỏ của củ lạc, một phế phẩm rẻ tiền
của công nghiệp thực phẩm và mụn cưa của cây thông từ công nghiệp gỗ có
thể dùng để làm sạch nước để làm giảm lượng đồng độc hại một cách đáng
kể.
+ Bằng hoa :
Đây là phát minh của nhóm sinh viên đến từ ĐHKHTN (ĐHQG Hà Nội).
Ngọc Anh - cô sinh viên năm cuối khoa Môi trường ĐHKHTN và là một
thành viên trong nhóm luôn bức xúc về một giải pháp xử lý vấn đề ô nhiễm
cho hồ. Có lần tình cờ Ngọc Anh đọc được bài báo viết về cách trồng những
loài cây thủy sinh có khả năng lọc nước nhiễm bẩn ở Trung Quốc của GS
Nguyễn Lân Dũng, ý tưởng về một giải pháp cho hồ B52 đã hình thành.
Chắt lọc từ hàng chục giống hoa Ngọc Hà, 3 loại cây là loa kèn, thủy trúc,
rong diềng được nhóm nghiên cứu lựa chọn do có khả năng sống cao, có thể
trồng thủy canh. Để chuyển cây từ môi trường đất sang môi trường nước, cả
nhóm phải mất rất nhiều công sức chăm sóc cây trồng qua nhiều giai đoạn.
Giúp cây có thể thích nghi trong môi trường mới, cây phải được trồng
trong nước hồ qua nhiều lần pha loãng. Khi những bè cây vẫn xanh tươi trong
nước hồ, qua trực quan nước trong lên trông thấy. Phân tích cho thấy các chỉ
tiêu ô nhiễm trong nước đã giảm rõ rệt. Đem bè hoa thả thí nghiệm trên hồ
Tây, những gương mặt trẻ bừng lên khi cây sống mạnh khỏe trong điều kiện
nước hồ ô nhiễm nặng.
Kế hoạch của nhóm là tiếp tục nghiên cứu đề tài nhằm tìm những giải

khi đã lọc kị khí, nước sẽ tiếp tục được lọc hiếu khí trước khi thải ra môi
trường. Trải qua 2 lần lọc sẽ đảm bảo quá trình khử các chất hữu cơ cũng như
kim loại nặng trong nước. Xơ dừa biến tính sử dụng làm vật liệu lọc có thể
được đan thành các tấm hoặc giữ cố định bằng lớp lưới để tiện cho việc thu
hồi và xử lí.
Nhóm 4 17
Trường ĐH BR-VT GVHD: Nguyễn Quang Thái
1.4. Biến tính:
Biến tính là quá trình dùng các hóa chất để xử lý vật liệu mà trong cấu tạo
phân tử có chứa môt số lượng lớn nhóm chức nào đó, nhằm tạo thành các liên
kết mới, các nhóm chức mới hoặc các khe trống, có thể sử dụng để hấp phụ
một số chất và kim loại nặng.
Với thành phần chính là xenlulozo chiếm khoảng 80%, xơ dừa là một vật
liệu thích hợp để có thể biến tính để trở thành vật liệu hấp phụ tốt.
1.5. Axit citric
1.5.1. Định nghĩa:
C
6
H
8
O
7
.H
2
O hay axít citric là một axít hữu cơ yếu. Nó là một chất bảo
quản tự nhiên và cũng được sử dụng để bổ sung vị chua cho thực phẩm hay
các loại nước ngọt.
1.5.2. Tính chất
Axít citric là chất bột kết tinh màu trắng. Nó có thể tồn tại dưới dạng
khan (không chứa nước) hay dưới dạng ngậm một phân tử nước