BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU TINH LUYỆN SIO 2 TỪ TRO TRẤU BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC ĐỂ SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY DỰNG CHẤT LƯỢNG CAO Ngành: MÔI TRƯỜNG Chuyên ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Giảng viên hướng dẫn :Th.S. Vũ Hải Yến Sinh viên thực hiện : Vương Mỹ Ngọc MSSV: 0951080056 Lớp: 09DMT2 TP. Hồ Chí Minh, 2013 BM05/QT04/ĐT Khoa: MÔI TRƯỜNG VÀ CÔNG NGHỆ SINH HỌC PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN/ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP 1. Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên được giao đề tài: Tê n: Vương Mỹ Ngọc MSSV: 0951080056 Lớp: 09DMT2 Ngành : Môi Trường Chuyên ngành : Kỹ thuật Môi Trường 2. Tên đề tài: Nghiên cứu tinh luyện SiO 2 từ tro trấu bằng phương pháp sinh học để sản xuất vật liệu xây dựng chất lượng cao 3. Các dữ liệu ban đầu: − Tổng quan phế phẩm nông nghiệp, tro trấu, vật liệu xây dựng, Compost. − Tình hình nghiên cứu tinh luyện SiO 2 từ tro trấu để sản xuất vật liệu xây dựng. 4. Các yêu cầu chủ yếu : − Tổng quan tài liệu. − Tình hình nghiên cứu các phương pháp tinh luyện SiO 2 trong và ngoài nước. − Xây dựng và chạy mô hình trên quy mô phòng thí nghiệm. − Kết quả và thảo luận. 5. Kết quả tối thiểu phải có: − Xây dựng mô hình thực tế, chạy mô hình trong quá trình ủ và ghi nhận kết quả theo dõi các chỉ tiêu đến khi kết thúc. − Tính toán sau khi kết thúc. So sánh các phương pháp nghiên cứu trước. − Báo cáo thuyết minh đề tài. Ngày giao đề tài: 01/04/2013 Ngày nộp báo cáo: 17/07/2013 Chủ nhiệm ngành (Ký và ghi rõ họ tên) TP. HCM, ngày 01 tháng 04 năm 2013. Giảng viên hướng dẫn chính (Ký và ghi rõ họ tên) LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan rằng đây là công trình tính toán của tôi, có sự hỗ trợ của giáo viên hướng dẫn là Thạc sĩ Vũ Hải Yế n. Các nội dung tính toán và kết quả trong đề tài này là trung thực. Những số liệu trong các bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, tính toán được chính tôi thu thập từ các nguồn khác nhau có ghi trong phần tài liệu tham khảo. Ngoài ra, đề tài còn sử dụng một số nhận xét, đánh giá cũng như số liệu của các tác giả, cơ quan tổ chức khác và cũng như được thể hiện trong phần tài liệu tham khảo. Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm trước Hội đồng cũng như kết quả luận văn của mình. TP. Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 07 năm 2013 Vương Mỹ Ngọc LỜI CẢM ƠN Trước hết, tôi xin chân thành cảm ơn quý thầy cô Khoa Môi trường và Công nghệ sinh học Trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghệ Thành phố Hồ Chí Minh đã tận tình dạy bảo tôi suốt thời gian học tập tại trường. Tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đếnThạc sĩ Vũ Hải Yến người đã giao đề tài và giành nhiều thời gian hướng dẫn tôi trong quá trình thực hiệnđề tài này. Đồng thời tôi xin chân thành cảm ơn các thầy và các anh chị em trong phòng thí nghiệm khoa Môi trường và công nghệ sinh học trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghệ Thành phố Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện và giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề tài. Xin gửi lòng biết ơn với gia đình tạo điều kiện cho tôi có thể học tập, luôn động viên tôi trong suốt quá trình học và thực hiện đề tài. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 07 năm 2013 Người thực hiện đề tài Vương Mỹ Ngọc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S VŨ HẢI YẾN i MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT iv DANH MỤC BẢNG v DANH MỤC HÌNH ẢNH vii MỞ ĐẦU 1 1. Tính cấp thiết của đề tài 1 2. Mục đích nghiên cứu 2 3. Nhiệm vụ nghiên cứu 2 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 2 5. Phương pháp nghiên cứu 2 6. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3 7. Các kết quả đạt được của đề tài 3 8. Kết cấu đồ án tốt nghiệp 3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5 1.1. Tổng quan tro trấu 5 1.1.1. Nguồn gốc tro trấu 5 1.1.2. Tình hình phát sinh tro trấu 6 1.1.3. Thành phần hóa học của tro trấu 8 1.1.4. Các ứng dụng của tro trấu 9 1.2. Tổng quan vật liệu xây dựng 10 1.2.1. Xi măng 10 1.2.2. Phụ gia trong ngành vật liệu xây dựng 12 1.3. Tổng quan về Compost 17 1.3.1. Định nghĩa 17 1.3.2. Các phản ứng sinh hóa xảy ra trong quá trình ủ hiếu khí 18 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S VŨ HẢI YẾN ii 1.3.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ủ hiếu khí 19 1.3.4. Tăng cường sinh học trong quá trình ủ hiếu khí 24 CHƯƠNG 2: TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 27 2.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước 27 2.2. Tình hình nghiên cứu trong nước. 28 2.2.1. Đề tài Nghiên cứu tận dụng phế phẩm nông nghiệp làm vật liệu xây dựng (Vũ Thị Bách, Đại học Kỹ Thuật Công Nghệ Thành phố Hồ Chí Minh,2010). 28 2.2.2. Đề tài “Nghiên cứu tận dụng tro xỉ từ nhà máy nhiệt điện Đình Hải (KCN Trà Nóc – Cần Thơ) làm vật liệu xây dựng” (Nguyễn Thị Chiều Dương, Đại học Kỹ Thuật Công Nghệ Thành phố Hồ Chí Minh, 2011) 30 2.2.3. Nhận xét về hai phương pháp 33 CHƯƠNG 3: MÔ HÌNH VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34 3.1. Mô hình nghiên cứu 34 3.2. Vật liệu nghiên cứu 34 3.2.1. Tro trấu 34 3.2.2. Phân urê 36 3.2.3. Chế phẩm vi sinh 37 3.3. Phương pháp nghiên cứu 38 3.3.1. Phương pháp nhiệt 38 3.3.2. Phương pháp sinh học 38 3.4. Phương pháp phân tích 41 3.5. Xử lí số liệu 42 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ - THẢO LUẬN 43 4.1. Phương pháp nhiệt 43 4.1.1. Kết quả 43 4.1.2. Nhận xét 44 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S VŨ HẢI YẾN iii 4.2. Phương pháp sinh học 44 4.2.1. Nhiệt độ 44 4.2.2. pH 46 4.2.3. Độ ẩm 47 4.2.4. Độ sụt giảm thể tích 49 4.2.5. Hàm lượng Nitơ 50 4.2.6. Hàm lượng chất hữu cơ 52 4.2.7. Hàm lượng Cacbon 53 4.2.8. Nhận xét chung 54 4.3. Nhận xét các phương pháp 55 4.3.1. Phương pháp nhiệt 55 4.3.2. Phương pháp hóa học 56 4.3.3. Phương pháp sinh học 56 4.3.4. Bàn luận 57 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 60 Kết luận 60 Kiến nghị 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S VŨ HẢI YẾN iv DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT CHC: HT: KCN: PHKHT: TCVN: VNĐ: VĐH VSV: Chất hữu cơ Hoạt tính Khu công nghiệp Phụ gia khoáng hoạt tính Tiêu chuẩn Việt Nam Việt Nam đồng Vô định hình Vi sinh vật ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S VŨ HẢI YẾN v DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Thành phần hữu cơ của vỏ trấu [11] 5 Bảng 1.2 Thành phần hóa học của vỏ trấu [12] 6 Bảng 1.3 Các thành phần oxit có trong tro trấu [12] 9 Bảng 1.4 Hàm lượng các oxit trong clinke Portland [10] 12 Bảng 1.5 Khoảng nhiệt độ của các nhóm VSV 20 Bảng 1.6 Tóm tắt các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chế biến compost 24 Bảng 2.1 Kết quả kiểm tra hoạt tính vật liệu 29 Bảng 2.2 Kết quả đo độ bền nén trung bình của mẫu vữa 29 Bảng 3.1 Các chỉ tiêu tro trấu đầu vào 36 Bảng 3.2 Hàm lượng Nitơ và Cacbon trong mẫu phân urê 37 Bảng 3.3 Các chỉ tiêu chất lượng chủ yếu 37 Bảng 3.4 Tỉ lệ phối trộn 39 Bảng 3.5 Thông số đầu vào quá trình ủ hiếu khí 40 Bảng 3.6 Chỉ tiêu và tần suất theo dõi quá trình ủ 41 Bảng 3.7 Các phương pháp phân tích 41 Bảng 4.1 Hiệu suất xử lí tro trấu bằng phương pháp nhiệt 43 Bảng 4.2 Nhiệt độ trong 31 ngày ủ 44 Bảng 4.3 Giá trị pH trong 31 ngày ủ 46 Bảng 4.4 Độ ẩm trong 31 ngày ủ 48 Bảng 4.5 Độ sụt giảm thể tích trong 31 ngày ủ 49 Bảng 4.6 Hàm lượng Nitơ trong 31 ngày ủ 51 Bảng 4.7 Giá trị hàm lượng chất hữu cơ trong 31 ngày ủ 52 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S VŨ HẢI YẾN vi Bảng 4.8 Hàm lượng cacbon trong 31 ngày ủ 53 Bảng 4.9 Kết quả các thông số chỉ tiêu sau 31 ngày ủ 54 Bảng 4.1 Hiệu suất quá trình xử lí tro trấu bằng nhiệt 55 Bảng 4.10 Hiệu suất xử lí tro trấu bằng phương pháp hóa học 56 Bảng 4.11 Hiệu suất xử lí tro trấu bằng phương pháp sinh học 56 Bảng 4.12 Tính toán chi phí sử dụng cho mô hình ủ 57 Bảng 4.13 So sánh các phương pháp 57 [...]... tài Nghiên cứu tinh luyện SiO 2 từ tro trấu bằng phương pháp sinh học để sản xuất vật liệu xây dựng chất lượng cao được thực hiện với mục tiêu cung cấp một giải pháp an toàn, thân thiện môi trường để tinh luyện SiO 2 tinh khiết, phục vụ sản xuất vật liệu xây dựng chất lượng cao đồng thời bảo vệ môi trường và hướng đến phát triển bền vững 2 Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu tinh luyện SiO 2 từ tro trấu. .. để sản xuất vật liệu xây dựng chất lượng cao 3 Nhiệm vụ nghiên cứu - Tổng quan về tro trấu, tình hình phát sinh tro trấu tại Việt Nam - Tìm hiểu về vật liệu xây dựng, phụ gia trong ngành vật liệu xây dựng - Tổng quan phương pháp sinh học để xử lý chất thải rắn, các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xử lý sinh học - Tổng hợp tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước - Lập mô hình nghiên cứu tinh luyện tro. .. điện từ nguyên liệu trấu đồng thời tạo ra một nguồn tro trấu tương đối lớn, ứng dụng thành tựu nghiên cứu tinh luyện tro trấu thành vật liệu xây dựng trước để sản xuất vật liệu xây dựng chất lượng cao 1.1.3 Thành phần hóa học của tro trấu Vỏ trấu sau khi cháy các thành phần hữu cơ sẽ chuyển hóa thành tro chứa các thành phần oxit kim loại Silic oxit là chất có tỷ lệ phần trăm về khối lượng cao nhất trong... 600 daN/cm2 Tro trấu không những được ứng dụng trong công trình xây dựng, còn được sử dụng làm chất phụ gia trong ngành sản xuất thép Hiện tại, việc ứng dụng phụ gia tro trấu trong xây dựng ở nước ta chưa được phổ biến, đa phần chỉ được áp dụng trên qui mô thử nghiệm Việt Nam vẫn chưa sản xuất được phụ gia tro trấu, còn phải nhập khẩu từ các nước Trung Quốc, Ấn Độ… 1.2 Tổng quan vật liệu xây dựng 1.2.1... mùa lúa hay dùng trấu nấu bếp và lấy tro bón lại cho đất Mặt khác trong việc sản xuất cây hoa kiểng thường trộn tro trấu, mùn dừa phối trộn với phân chuồng để tạo ra giá thể trồng cây Chủ yếu nguồn tro trấu chỉ dùng trong sản xuất nông nghiệp Hiện nay, nhu cầu sử dụng các sản phẩm bê tông và vữa tính năng cao trong xây dựng ngày càng tăng, vì vậy việc sử dụng tro trấu mang lại hiệu quả rất lớn cả về... áp dụng chủ yếu), đây là vật liệu chính để xây cầu, nhà, kênh, cống,v.v Trong xử lý rác thải hạt nhân, việc xi măng hóa cho phép cố định các chất phóng xạ một cách sâu sắc trong vi cấu trúc của vật liệu xi măng 1.2.2 Phụ gia trong ngành vật liệu xây dựng 1.2.1.1 Định nghĩa Trong công nghệ sản xuất xi măng, việc sử dụng nguyên liệu hay hoá chất để pha vào phối liệu hay cho vào nghiền chung với clinker... silic trong bê tông chất lượng cao và dùng cho bê tông thủy công yêu cầu độ chống thấm nước cao và chịu được ăn mòn của môi trường xâm thực Giải pháp sử dụng tro trấu nhằm tăng chất lượng bê tông sẽ có hiệu quả cao hơn ở các nước như ở Việt Nam là một nước nông nghiệp có sản lượng thóc nhiều cùng với phát triển nhiệt điện từ nguyên liệu trấu đồng thời tạo ra một nguồn tro trấu tương đối lớn Qua các nghiên. .. và nhược điểm so với các phương pháp nghiên cứu trước 6 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Thí nghiệm và ứng dụng trên tro trấu đốt đồng - Phạm vi nghiên cứu được giới hạn trong các lĩnh vực sau: nguồn tro trấu được phối trộn và tiến hành ủ hiếu khí 7 Các kết quả đạt được của đề tài - Sau quá trình ủ hiếu khí 31 ngày, hàm lượng Cacbon trong tro trấu giảm còn 7,63% - Tính toán chi... gia tro trấu có độ xốp lớn, nên lượng nước trộn thường tăng lên khá nhiều tuỳ thuộc vào tỷ lệ pha trộn trong xi măng Để khắc phục được vấn đề này, người ta thường sử dụng phụ gia tro trấu cùng với phụ gia giảm nước để không phải tăng lượng nước trộn Tro trấu thường được dùng để thay thế 5 đến 30% trọng lượng xi măng tuỳ thuộc vào mục đích sử dụng Hiện nay phụ gia tro trấu đã bắt đầu được nghiên cứu. .. thấp.Đối với sản xuất tiểu thủ công nghiệp và chăn nuôi, trấu cũng đưọc sử dụng rất thường xuyên Thông thường trấu là chất đốt dùng cho việc nấu thức ăn nuôi cá hoặc lợn, nấu rượu và một lượng lớn trấu được dùng nung gạch trong nghề sản xuất gạch tại khu vực đồng bằng sông Cửu Long Hình 1.3 Bếp nấu dùng trấu để đốt Hình 1.4 Dùng trấu đốt lò gạch Tình trạng thiếu hụt năng lượng điện hằng năm, sản xuất điện . điện từ nguyên liệu trấu đồng thời tạo ra một nguồn tro trấu tương đối lớn, ứng dụng thành tựu nghiên cứu tinh luyện tro trấu thành vật liệu xây dựng trước để sản xuất vật liệu xây dựng chất lượng. tài: Nghiên cứu tinh luyện SiO 2 từ tro trấu bằng phương pháp sinh học để sản xuất vật liệu xây dựng chất lượng cao 3. Các dữ liệu ban đầu: − Tổng quan phế phẩm nông nghiệp, tro trấu, vật liệu. trường để tinh luyện SiO 2 tinh khiết, phục vụ sản xuất vật liệu xây dựng chất lượng cao đồng thời bảo vệ môi trường và hướng đến phát triển bền vững. 2. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu tinh luyện