ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

1

KHOA MÔI TRƯỜNG

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành chương trình đại học và thực hiện tốt đồ án tốt nghiệp,
em đã nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ và góp ý nhiệt tình của quý thầy cô
khoa Môi trường cùng các thầy cô Phòng thí nghiệm khoa Môi trường Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội.
Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến ThS. Vũ Thị Mai – giảng
viên trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội đã tận tình giúp đỡ,
động viên, chia sẻ, hướng dẫn em trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp.
Em xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô trong khoa Môi trường đã cho
em những ý kiến, những góp ý, những lời động viên trong suốt thời gian qua.
Cuối cùng, tôi xin cảm ơn những người thân trong gia đình, bạn bè đã
luôn chia sẻ, động viên, ủng hộ, tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt thời gian
qua.
Mặc dù bản thân đã có nhiều cố gắng nhưng đồ án này không tránh
khỏi những hạn chế, thiếu sót. Em rất mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo từ
quý thầy cô những người quan tâm tới nội dung nghiên cứu này để đồ án của
em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, Ngày

tháng

năm 2015

Sinh viên thực hiện

SEM Scanning Electron Microscope
BET Brunnauer, Emmett, Teller

SVTH: Nguyễn Văn Long

Lớp: ĐH1KM


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

4

KHOA MÔI TRƯỜNG

DANH MỤC HÌNH

SVTH: Nguyễn Văn Long

Lớp: ĐH1KM


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

5

KHOA MÔI TRƯỜNG

MỞ ĐẦU
Nước ta có trên 70% dân số sống ở nông thôn và khoảng 80% số dân đó
chưa được tiếp cận với nguồn cấp nước sạch. Trong khi đó tình trạng ô nhiễm


6

KHOA MÔI TRƯỜNG

Bên cạnh đó, phế phẩm nông nghiệp như trấu, vỏ lạc, xơ dừa, lõi ngô,
thân cây ngô, vỏ quả măng cụt, vỏ cà phê, thân cây lạc, đỗ, vỏ quả mít, bã
mía... là nguồn nguyên liệu sẵn có, tiềm năng để sản xuất than hoạt tính, than
cacbon hóa úng dụng cho xử lý nước sinh hoạt, xử lý nước thải, xử lý mùi và
lọc không khí. Ngoài tính năng hấp phụ và hấp thụ nó còn được sử dụng làm
chất mang vi sinh (Bio-film) rất hiệu quả cho các ứng dụng công nghệ về môi
trường và năng lượng.
Hiện nay, tại Việt Nam đã sản xuất than gáo dừa Trà Bắc có chất lượng
khá tốt, tuy nhiên giá thành của nó còn cao và chủ yếu được xuất khẩu sang
nước ngoài. Một cơ sở tư nhân tại Hòa Bình sản xuất than từ tre (dạng nguyên
liệu thô) để xuất khẩu sang Nhật Bản và Hàn Quốc với sản lượng không quá
10 tấn/tháng. Đã có nhiều nghiên cứu chế tạo than hoạt tính từ phế phẩm nông
nghiệp: vỏ trấu, gáo dừa … nhưng công trình tạo than hoạt tính làm từ lõi ngô
còn hạn chế.
Vậy nên chúng tôi đã chọn và thực hiện đề tài “Nghiên cứu biến tính
than làm từ lõi ngô bằng H3PO4 để xử lý amoni trong nước ngầm trên địa
bàn Hà Nội”.
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài:
Chế tạo thành công than hoạt tính được biến tính ở các điều kiện khác
nhau.
Bước đầu thử nghiệm được khả năng hấp phụ amoni của than đã được
biến tính, trên mô hình tĩnh và mô hình động.
Nội dung nghiên cứu:
- Khảo sát điều kiện tạo than hoạt tính để hấp phụ amoni (ảnh hưởng
của nhiệt độ, tỉ lệ ngâm than, nồng độ axit).


8

KHOA MÔI TRƯỜNG

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về than hoạt tính
1.1.1 Giới thiệu chung về than hoạt tính
Có rất nhiều định nghĩa về than hoạt tính nhưng có thể hiểu một cách
khái quát về than hoạt tính như sau: Than hoạt tính có thành phần chủ yếu là
cacbon, chiếm từ 85 đến 95% khối lượng. Phần còn lại là các nguyên tố khác
như hydro, nito, lưu huỳnh, oxi,... có sẵn trong nguyên liệu ban đầu hoặc mới
liên kiết với cacbon trong quá trình hoạt hóa. Thành phần của than hoạt tính
thông thường là: 88% C, 0.5% H, 0.5% N, 1% S và 6-7% O. Hàm lượng oxi
có thể thay đổi từ 1 đến 20% tùy thuộc vào nguyên liệu và cách điều chế than
hoạt tính. Than hoạt tính có diện tích bề mặt khoảng 800 – 1500 m 2/g chủ yếu
là do các lỗ nhỏ có bán kính dưới 2nm tạo ra, thể tích mao quản từ 0,2 – 0,6
cm3/g.
Than hoạt tính là một dạng của cacbon đã được xử lý để mang lại một
cấu trúc rất xốp, do đó có diện tích bề mặt rất lớn và thường được đặc trưng
bằng cấu trúc nhiều đường mao dẫn phân tán tạo nên các lỗ với kích thước và
hình dạng khác nhau. Tính chất hấp phụ của than hoạt tính phụ thuộc rất nhiều
vào cấu trúc của chúng. Các nghiên cứu cho thấy bề mặt riêng, mao quản siêu
nhỏ quyết định tính chất hấp phụ của than. Thêm vào đó, để than có khả năng
hấp phụ các các cation như amonium trong nước thì cần phải biến tính bề mặt
than để chúng có khả năng hấp phụ tốt hơn.
1.1.2 Các phương pháp sản xuất và biến tính than hoạt tính
Các nguyên liệu thường được dùng để sản xuất than hoạt tính là các cây
thuộc họ tre, gỗ và gáo dừa,... Ưu điểm của các nguyên liệu này là bản thân
nguyên liệu đã chứa hệ thống mao quản lớn có kích thước nằm trong khoảng

lý với các điều kiện nhiệt độ, áp suất, xúc tác… cụ thể như thế nào để tạo ra
sản phẩm than hoạt tính phù hợp với mục đích sử dụng và kinh doanh là bí
mật công nghệ của từng nhà sản xuất. Quá trình hoạt hóa tạo nên những lỗ
nhỏ li ti làm cho than có khả năng hấp phụ và giữ các tạp chất tốt hơn rất
nhiều so với than ban đầu. Từ các nguyên liệu có diện tích bề mặt khoảng 10
-15 m2 /g, sau quá trình hoạt hóa, than đạt diện tích bề mặt lớn hơn cả ngàn
lần, trung bình 700-1.200 m2/g. Bán kính các lỗ rỗng của than hoạt tính
thường phân ra làm ba khoảng: micropores (< 40Å), mesopores (40 - 5.000Å)
và macropores (5.000 - 20.000 Å). Trong đó loại có khả năng hấp phụ tốt nhất
là lỗ hổng cỡ micropores.Than hoạt tính có khả năng hấp thụ tốt đối với các
chất không phân cực như chất hữu cơ, hấp phụ yếu các chất phân cực như
nước, khí amoniac…. Khả năng hấp phụ của than hoạt tính tùy thuộc vào kết
cấu, kích thước, mật độ khe rỗng, diện tích tiếp xúc của than, tính chất của các
SVTH: Nguyễn Văn Long

Lớp: ĐH1KM


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

10

KHOA MÔI TRƯỜNG

loại tạp chất cần loại bỏ và cả công nghệ của các nhà sản xuất. Cấu trúc xốp
và độ hoạt động phụ thuộc loại nguyên liệu và chế độ hoạt hoá. Do đó than có
nhiều loại với phạm vi sử dụng rất khác nhau.
1.1.3 Các lĩnh vực sử dụng than hoạt tính
1. Lọc khí:
Có hai hệ thống lọc khí đặc trưng. Một ứng dụng lọc khí ở những nơi


hấp phụ hóa tính (Chloropicrin, cyanogen, chloride). Do đó đối với trường
hợp sau được quan tâm dùng than hoạt tính tẩm, với những tác nhân tẩm có
tính tương tác đến những hóa chất khác nhau.
3. Than hoạt tính dùng trong nhà máy nguyên tử:
Hệ thống lọc than hoạt tính được dùng trong các nhà máy nguyên tử để
hạn chế sự thoát ra những hơi khí phóng xạ và một số chất khí như: Krupton,
xenon thải ra môi trường. Mối quan tâm chính trong các phản ứng hạt nhân là
methyl iodide và khí trong điều kiện phản ứng không thành. Mặt khác, than
hoạt tính được dùng để khử helium được dùng như hơi khí bảo vệ trong phản
ứng lạnh và điều tiết bằng nước.
4. Thu hồi Gasoline, Propane và Butane từ khí tự nhiên:
Khí tự nhiên có chứa khoảng 3% propane và 4-5% hydrocarbon được
thu hồi bằng hấp phụ của than hoạt tính. Khoảng 35% propane và 70%
Butane và 98-99% Pentane và hydrocarbon được thu hồi bàng than hoạt tính.
5. Than hoạt tính dùng trong nước giải khát:
Rượu và rượu mạnh lọc qua than hoạt tính dạng hạt để thu hồi nguyên tố
có trong mẫu và dầu. Đối với rượu Brandy được lọc qua than hoạt tính thu hồi
những hương vị không mong muốn, được loại ra trong suốt quá trình sản xuất
và bảo quản. Than hoạt tính làm giảm lượng Aldehyde trong quá trình chưng
cất thô và làm tăng sự kết tụ. Trong sản xuất bia, than hoạt tính làm tăng chất
lượng ủ bia, cải tiến màu và tách hương vị làm tăng phênol và màu.
6. Lọc đường, dầu, mỡ:
Than hoạt tính được dùng trong công nghiệp đường chủ yếu để khử màu
cho đường có màu tốt hơn và cải tiến đáng kể những đặc tính của quá trình
sản xuất. Xử lý bằng than hoạt tính giúp cho việc tách những tác nhân trên bề
mặt và chất keo (chất đực trong phân tử lớn) làm tăng sức căng của bề mặt và

SVTH: Nguyễn Văn Long


nói riêng
a, Nguồn gốc ô nhiễm amoni trong nước ngầm
Amoni thật ra không quá độc đối với sức khỏe con người song do quá
trình khai thác, xử lý, lưu trữ NH 4+ chuyển hóa thành nitrit (NO2-) và nitrat
(NO3-). Nitrit là chất độc rất có hại cho sức khỏe con người do nó chuyển hóa
thành Nitrosamin, là một chất có khả năng gây ung thư.
Nitơ tồn tại trong hệ thủy sinh ở nhiều dạng hợp chất vô cơ và hữu cơ.
Các dạng vô cơ cơ bản với tỷ lệ khác nhau tùy thuộc vào môi trường nước và

SVTH: Nguyễn Văn Long

Lớp: ĐH1KM


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

13

KHOA MÔI TRƯỜNG

nguồn gây ô nhiễm. Nitrat là muối Nitơ vô cơ tồn tại trong môi trường ở điều
kiện được sục khí đầy đủ là liên tục. Nitrit (NO 2-) tồn tại trong điều kiện đặc
biệt, còn amoniac (NH3-) tồn tại chủ yếu trong điều kiện kỵ khí. Amoni hòa
tan trong nước tạo thành dạng hyđroxit amoni (NH 4OH) và sẽ phân ly thành
ion amoni (NH4+) và ion hydroxit (OH-). Qúa trình oxi hóa có thể chuyển tất
cả các dạng Nito vô cơ thành ion nitrat, còn quá trình khử sẽ chuyển hóa
chúng thành dạng Nitơ.
Quá trình oxi hóa các dạng Nitơ vô cơ thành NO 3- được gọi là quá trình
Nitrat hóa. Quá trình khử nitrat là quá trình chuyển NO 3- thành khí Nitơ hoặc
oxi Nitơ. Quá trình cố định Nitơ là quá trình Nitơ trong không khí được cố

Định, Ninh Bình, Hải Dương, Hưng Yên, Thái Bình và phía nam Hà Nội đều
bị nhiễm bẩn amoni rất nặng. Xác suất các nguồn nước ngầm nhiễm amoni có
nồng độ cao hơn tiêu chuẩn nước sinh hoạt (3 mg/l) khoảng 70-80%. Trong
nhiều nguồn nước ngầm còn chứa nhiều hợp chất hữu cơ, độ oxi hóa có nguồn
đạt 30-40 mgO2/l. Có thể cho rằng phần lớn các nguồn nước ngầm đang sử
dụng không đạt tiêu chuẩn về amoni và các hợp chất hữu cơ.
b, Ô nhiễm amoni trong nước ngầm tại Hà Nội
Theo kết quả khảo sát của các nhà khoa học, Viện Địa lý thuộc Viện Hàn
lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam thì hầu như các mẫu nước ngầm sử
dụng trên địa bàn Hà Nội ở mức đáng báo động về tình trạng ô nhiễm amoni.
Hà Nội là nơi duy nhất của cả nước gần như sử dụng hoàn toàn nước ngầm
làm nguồn nước cấp cho sinh hoạt. Mặc dù quy định hàm lượng các chất Nitơ
trong nước là rất nghiêm ngặt song nước ngầm Hà Nội đang bị ô nhiễm
nghiên trọng đặc biệt là khu vực phía nam Hà Nội. Dưới đây là kết quả phân
tích hàm lượng amoni trong nước ngầm ở một số khu vực trên địa bàn Hà
Nội.
Bảng 1.1. Hàm lương NH4+ tại đầu ra của một số nhà máy nước ở Hà Nội
STT

Tên nhà máy
nước

[NH4+](mg/l) theo giá
Tiêu chuẩn Bộ
trị trung bình
Y tế 1329/2002 (mg/l)

1

Mai Dịch


8,09

7

Hạ Đình

15,2

8

Pháp Vân

23,2

1,5

Từ bảng 1.1 chúng ta có thể nhận thấy được hầu như nguồn nước ngầm Hà Nội đều bị ô
nhiễm amoni. Riêng các nhà máy phía nam thì bị ô nhiễm nặng chẳng hạn như: Tương Mai, Hạ

SVTH: Nguyễn Văn Long

Lớp: ĐH1KM


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

15

KHOA MÔI TRƯỜNG

Lớp: ĐH1KM


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

16

KHOA MÔI TRƯỜNG

Quá trình diễn ra hoàn chỉnh sau 15 phút khuấy trộn đều hóa chất và
nước.
b, Phương pháp làm thoáng
Muốn khử NH4+ ra khỏi nước bằng phương pháp làm thoáng, phải đưa
pH của nước nguồn lên 10.5 – 11.0 để biến 99% NH 4+ thành khí NH3 hòa tan
trong nước.
- Nâng pH của nước thô: Để nâng pH của nước thô lên 10.5 – 11.0
thường dùng vôi hoặc xút. Sau bể lọc pha axit vào nước để đưa pH từ 10.5 –
11.0 xuống còn 7.5
- Tháp làm thoáng khử khí amoniac NH3 thường được thiết kế để khử
khí amoniac có hàm lượng đầu vào 20 – 40 mg/l, đầu ra khỏi giàn hàm lượng
còn lại 1 – 2mg/l, như vậy hiệu quả khử khí của tháp phải đạt 90 – 95%. Hiệu
quả khử khí NH3 của tháp làm thoáng khi pH ≥11 phụ thuộc nhiều nhiệt độ
của nước.Khi nhiệt độ nước tăng, tốc độ và số lượng ion NH 4+ chuyển hóa
thành NH3 tăng nhanh.
c, Phương pháp sinh học
Lọc nước đã được khử hết sắt và cặn bẩn qua bể lọc chậm hoặc bể lọc
nhanh, thổi khí liên tục từ dưới lên. Do quá trình hoạt động vi khuẩn
Nitrosomonas oxi hóa NH4+ thành NO2- và vi khuẩn Nitrobacter oxy hóa NO2thành NO3- . Quá trình diễn ra theo phương trình:
NH4+ + 2O2 → NO3- + 2H+ + H2O
1.02NH4++ 1.89O2 + 2.02HCO3- → 0.21C5H7O2N + 1.0NO3- + 1.92 H2CO3 + 1.06H2O

+ Khử ion bằng điện: Quá trình này sử dụng một hấp phụ của các ion trên bề
mặt của hai điện cực tích điện trái dấu, quá trình loại bỏ amoni lên đến 88% ở
nồng độ 1mg/l.
+ Màng phản ứng sinh học: Màng phản ứng sinh học được áp dụng chủ yếu
trong xử lý nước thái nhưng gần đây đã được coi là công nghệ mới trong xử
lý nước cấp. Hiệu quả xử lý đạt được trong khoảng 89 – 98%.
1.2.3. Tình hình nghiên cứu xử lý amoni ở nước ta
Trong những năm gần đây chúng ta có một số công trình nghiên cứu xử
lý các hợp chất hữu cơ chứa Nitơ trong nước cấp cũng như nước thải. Các
nghiên cứu còn hạn chế chưa đầy đủ nhưng có thể liệt kê một số công trình
nghiên cứu sau đây:
- Nghiên cứu xử lý N-Amoni trong nước ngầm Hà Nội. Nguyễn Văn
Khôi, Cao thế Hà (2002) – Đề tài cấp thành phố 01C-09/11-2002.

SVTH: Nguyễn Văn Long

Lớp: ĐH1KM


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

18

KHOA MÔI TRƯỜNG

- Các đề tài xử lý Amoni quy mô nhỏ của viện khoa học và công nghệ
Việt Nam bằng phương pháp vi sinh, chủ trì đề tài Nguyễn Văn Nhị.
- Đề tài xử lý Nitơ quy mô nhỏ bằng phương pháp trao đôi ion với vật
liệu Zeolit, chủ trì Nguyễn Hưu Phú- Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
- Nghiên cứu xử lý amoni trong nước ngầm bằng điện thẩm tách (EDR),

KHOA MÔI TRƯỜNG

Với nguyên liệu này tác giả đã nghiên cứu làm sạch nguồn nước có ô
nhiễm chất hữu cơ như dầu thô và nhiên liệu diesel bằng kỹ thuật huyền phù
sử dụng tro trấu làm chất mang vi sinh. Do đặc tính tro đen có tính chất không
phân cực, còn tro trắng phân cực nên dung lượng hấp phụ của tro đen cao hơn
tro trắng (vì dầu không phân cực).
Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng, dung lượng hấp phụ của vật liệu cao và
giá thành thấp, rất có thể thành công cho việc xử lý các nguồn nước loang dầu
từ đáy thuyền. Cả hai loại vật liệu này có độ xốp cao và diện tích bề mặt lớn,
diện tích bề mặt của tro trắng và tro đen lần lượt là 228 và 241 m 2/g, thể tích
xốp là 0,22-0,25 cm3/g, bán kính mao quản trung bình 1,8 – 2,0 nm. Do vậy,
diện tích bề mặt của tro trắng là: 228 m2/g và của tro đen là 241 m2/g.
c, Với nguyên liệu cám gạo
Tác giả R.M. Suzuki và cộng sự người Brazil cũng đã nghiên cứu chế
tạo than hoạt tính từ cám gạo có diện tích bề mặt 652 m 2/g và thể tích xốp
0,137 cm3/g.
Cám thô được hoạt hóa bởi hai loại là nước và axit, với nước (tỷ lệ 2:1)
làm khô ở 1000C trong 3 giờ ký hiệu là RRBAC và hoạt hóa với axit (tỷ lệ
1:1) trong vòng 24 tiếng ở nhiệt độ 1500C được ký hiệu là ARBAC.
Cả hai loại vật liệu được hoạt hóa ở 40-1200C, với hiệu suất than hóa của
RRBAC thấp (khoảng 13-14%), nhưng hiệu suất than hóa của ARBAC cao
hơn khoảng 20-24%.
Chỉ số iod của ARBAC cao hơn RRBAC, chúng dao động từ 100-250
mg/g.Diện tích bề mặt của ARBAC (652 m2/g), độ xốp 0,137 cm3/g cao hơn
RRBAC (260 m2/g) độ xốp 0,025 cm3/g, diện tích bề mặt than hóa ở 90 phút
cao hơn 60 phút. Chỉ số iod cao hơn có thể chỉ ra rằng diện tích bề mặt của
các vi mao quản và mao quản trung bình cao hơn, chủ yếu thể tích lỗ vi mao

SVTH: Nguyễn Văn Long

Tổng cục Thống kê năm 2007 thì nước ta có tổng diện tích trồng ngô là
1067,9 nghìn ha, với sản lượng 4107,5 nghìn tấn, tỷ lệ hạt/bắp đạt trung bình
75 – 80%, như vậy mỗi vụ thải ra khoảng 821,5 - 1026,9 nghìn tấn lõi ngô, lõi
ngô nhiều không có chỗ đổ nên các chủ lò sấy chút ra ven đường, gây ô
nhiễm môi trường. Một số nơi đã sử dụng lõi ngô để làm nguyên liệu trồng
nấm, tuy nhiên với một lượng rất nhỏ. Một số nơi bà con nông dân đã lấy về
làm củi đun, nhưng do một số nhược điểm như nhiệt lượng thấp, cồng kềnh
SVTH: Nguyễn Văn Long

Lớp: ĐH1KM


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

21

KHOA MÔI TRƯỜNG

(tốn nhiều diện tích để tích trữ), lửa nhanh tàn, nên chỉ được dùng rất ít; phần
lớn vẫn thải bỏ ra môi trường.
Ngày nay, người ta đã phát hiện ra rất nhiều công dụng của lõi ngô: có
thể được chế tạo làm thức ăn cho gia súc, có thể lên men lõi ngô để thu được
ancol etylic hoặc axit lactic, người ta còn phối trộn lõi ngô với bê tông để trở
thành bê tông lõi ngô có đặc tính rất nhẹ. Đặc biệt, đã có nhiều công trình
nghiên cứu chế tạo than hoạt tính từ lõi ngô. Lõi ngô cũng được ứng dụng
hiệu quả trong việc chế tạo vật liệu hấp phụ trong xử lý môi trường với giá
thành rẻ, quy trình chế tạo vật liệu đơn giản nên việc nghiên cứu và đưa ra
quy trình hoàn chỉnh nhằm tận dụng những nguồn nguyên liệu sẵn có ở Việt
Nam trong việc xử lý môi trường là rất có ý nghĩa. Thành phần chủ yếu của
lõi ngô là cellulose (khoảng 80%) và lignin (khoảng 18%), nên rất khó bị vi


SVTH: Nguyễn Văn Long

Lớp: ĐH1KM


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

23

KHOA MÔI TRƯỜNG

CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM
2.1. Chế tạo than Cacbon
2.1.1. Chuẩn bị nguyên vật liệu, thiết bị
Nguồn nguyên liệu cho sản xuất than hoạt tính là những nguyên liệu có
hàm lượng cacbon cao nhưng lại chứa ít các thành phần vô cơ khác như gỗ,
than non, than bùn, than đá,.... Bên cạnh đó, rất nhiều loại chất thải nông
nghiệp như vỏ trấu, vỏ dừa, lõi ngô,....có thể chuyển thành than hoạt tính với
giá thành phù hợp bởi nguồn nguyên liệu này có sẵn, rẻ tiền, hàm lượng
cacbon cao và thành phần vô cơ thấp.
Trong đề tài này chúng tôi đã chọn lõi ngô làm nguyên liệu để chế tạo
than hoạt tính dùng cho xử lý amoni trong nước ngầm tại khu vực Hà Nội.
Các thiết bị được sử dụng trong quá trình chế tạo than bao gồm, tủ sấy,
máy nghiền, bộ sàng rây kích thước của lõi ngô sau khi nghiền, lò nung, và
một số vật dụng khác.
2.1.2. Chế tạo và biến tính than hoạt tính
Chế tạo than hoạt tính bằng cách kết hợp hai giai đoạn, giai đoạn than
hóa và hoạt hóa được tiến hành đồng thời. Lõi ngô sau khi nghiền sẽ được
nhiệt phân với sự tham gia của các chất hoạt hóa trong điều kiện không có

Quá trình hoạt hoá về thực chất là sử dụng các tác nhân hoá học phản
ứng với carbon tạo ra các sản phẩm bay hơi hoặc có thể hoà tan khi rửa với
nước. Lượng than mất đi do phản ứng hoá học tạo ra độ xốp của than. Trong
quá trình hoạt hoá xảy ra hai quá trình kế tiếp nhau: khuếch tán của các tác
nhân hoạt hoá trong hạt than và phản ứng giữa chúng với các nguyên tử than
trên bề mặt. Với phần lớn tác nhân hoạt hoá, phản ứng hoá học có tốc độ
chậm hơn. Tạo ra phản ứng xảy ra đều khắp thể tích của hạt than sẽ quyết
định chất lượng của sản phẩm và đó chính là bí quyết công nghệ của các hãng
sản xuất than hoạt tính. Trong quá trình hoạt hoá, một lượng than bị hao hụt,
mức độ hao hụt càng lớn thì độ xốp của than càng tăng. Đối với mỗi loại
nguyên liệu, khống chế lượng than hao hụt để tạo ra sản phẩm mong muốn là
một trong các thông số kiểm soát của quá trình sản xuất.
Trong quá trình nhiệt phân, chất hoạt hoá có tác dụng thúc đẩy phản ứng
dehydrat, kìm hãm sự hình thành các tạp chất dễ bay hơi (axit axetic,
metanol) để tăng hiệu quả hình thành than.
Việc thực hiện ngâm axit trước khi nung với mục đích biến tính than
trong lúc nung than luôn, sẽ giúp gắn các nhóm chức axit lên trên bề mặt của
than giúp cho khả năng xử lý amoni của than tốt hơn.
SVTH: Nguyễn Văn Long

Lớp: ĐH1KM


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

25

KHOA MÔI TRƯỜNG

Các bước chế tạo than được thực hiện trong đồ án như sau:


Lớp: ĐH1KM