Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu so sánh hiệu quả xử lý dầu khoáng của một số loại vỏ sầu riêng

Luận Văn Group hỗ trợ viết luận văn thạc sĩ,chuyên đề,khóa luận tốt nghiệp, báo cáo thực
tập, Assignment, Essay
Zalo/Sdt 0967 538 624/ 0886 091 915 Website:lamluanvan.net
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ
MINH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
SO SÁNH HIỆU QUẢ XỬ LÝ DẦU KHOÁNG
CỦA MỘT SỐ LOẠI VỎ SẦU RIÊNG
Ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
Chuyên ngành: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
Giảng viên hướng dẫn : PGS.TS. THÁI VĂN NAM
Sinh viên thực hiện
MSSV: 1411090519
: LÊ VĂN MINH
Lớp: 14DMT04

TP. Hồ Chí Minh, Năm 2018

LỜI CAM ĐOAN
Em xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng em. Các số liệu, kết
quả nêu trong đồ án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công
trình nào khác.
Em xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện đồ án này đã được
cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong đồ án đã được chỉ rõ nguồn gốc.
Sinh viên thực hiện đồ án
(Ký và ghi rõ họ tên)
LÊ VĂN MINH
i

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, Em xin gửi đến thầy PGS.TS. Thái Văn Nam lòng tri ân sâu
sắc. Trong suốt quá trình thực hiện đồ án, thầy PGS.TS. Thái Văn Nam là người
đã tận tình hướng dẫn, định hướng và cung cấp những góp ý cần thiết để em có thể
hoàn thành bản đồ án này. Không chỉ học hỏi được kiến thức của thầy, em còn học
được ở thầy phương pháp nghiên cứu, cách thức làm việc khoa học và cũng như sự
nhiệt tâm của người thầy với học trò.
Để có được kiến thức như hôm nay, em xin chân thành cảm ơn chân thành đến
Ban lãnh đạo nhà trường, cùng toàn thể các Thầy Cô trong Viện Khoa Học Ứng
Dụng Hutech, trường đại học Công nghệ TP.HCM.
Em xin gửi lời cảm ơn thầy Th.S Trịnh Trọng Nguyễn và KS Phạm Thị Hoài
Phương, người đã có những góp ý quý báu cũng như đã cung cấp cho em nhiều tài
liệu tham khảo có giá trị liên quan đến đề tài nghiên cứu này, và đã giúp đỡ em
trong các việc tiến hành các thí nghiệm kiểm chứng.
Ngoài ra em xin gửi lời cám ơn đến sự hỗ trợ của Quý Thầy Cô đang công tác
tại Phòng Thí nghiệm Viện Khoa Học Ứng Dụng, trường đại học Công nghệ
TP.HCM, nơi em đã tiến hành các thí nghiệm kiểm chứng.
Sau cùng, em xin gửi lời cảm ơn đến tất cả các người thân, bạn bè những
người đã luôn động viên và hỗ trợ em trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu
Sinh viên thực hiện đồ án
(Ký và ghi rõ họ tên)
LÊ VĂN MINH
ii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN...........................................................................................................ii
MỤC LỤC................................................................................................................iii
DANH MỤC BẢNG..............................................................................................viii
DANH MỤC ĐỒ THỊ ............................................................................................. ix
DANH MỤC HÌNH.................................................................................................. x
MỞ ĐẦU ................................................................................................................... 1
1. ĐẶT VẤN ĐỀ........................................................................................................ 1
2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU................................................................................... 5
2.1. Mục tiêu lâu dài................................................................................................... 5
2.2. Mục tiêu cụ thể.................................................................................................... 6
3. GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI ...................................................................................... 6
4. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN............................................................ 6
4.1. Khoa học ............................................................................................................. 6
4.2. Thực tiễn.............................................................................................................. 6
5. TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI...................................................................................... 7
6. CẤU TRÚC CỦA ĐỀ TÀI .................................................................................... 7
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU................................................................. 9
1.1. HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM DẦU TẠI VIỆT NAM......................................... 9
1.1.1. Sơ lược về dầu và ô nhiễm dầu [10] ............................................................... 9
1.1.2. Sự cố tràn dầu ở Việt Nam từ năm 2004 đến nay [41] ................................. 10
1.1.3. Nồng độ dầu tại một số cảng biển Việt Nam ................................................. 11
1.1.4. Ô nhiễm dầu tại các khu vực tổng kho xăng dầu [36] ................................... 13
1.1.5. Ô nhiễm dầu tại các nhà máy lọc dầu, giàn khoan và nhà máy sản xuất dầu
nhờn [18] .................................................................................................................. 14
1.1.6. Ô nhiễm dầu tại các khu vực rửa xe............................................................... 16
iii

1.1.7. Ảnh hưởng của sự cố tràn dầu [3].................................................................. 17
1.2. VỎ SẦU RIÊNG............................................................................................... 20
1.2.1. Nguồn gốc của VSR....................................................................................... 20
1.2.2. Ngành trồng sầu riêng ở Việt Nam ................................................................ 22
1.3. QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ................................................................................... 25
1.3.1. Khái niệm hấp phụ ......................................................................................... 25
1.3.2. Cơ chế của quá trình hấp phụ [34] ................................................................. 25
1.3.3. Phân loại quá trình hấp phụ [34].................................................................... 26
1.4. CÁC LOẠI VẬT LIỆU HẤP PHỤ DẦU HIỆN NAY [7]............................... 26
1.4.1. Vật liệu hấp phụ dầu hữu cơ tổng hợp ........................................................... 26
1.4.2. Vật liệu hấp phụ dầu hữu cơ có nguồn gốc thiên nhiên................................. 27
1.4.3. Vật liệu hấp phụ dầu vô cơ............................................................................. 27
1.5. CÁC NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN.................................................................. 28
1.5.1. Các nghiên cứu về vật liệu hấp phụ dầu ........................................................ 28
1.5.2. Các nghiên cứu về khả năng hấp phụ của vỏ sầu riêng ................................. 31
CHƯƠNG 2. NỘI DUNG, VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .36
2.1. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ............................................................................. 36
2.1.1. Nội dung 1: Tổng hợp, biên hội các tài liệu có liên quan .............................. 36
2.1.2. Nội dung 2: Chế tạo và khảo sát vật liệu hấp phụ từ VSR ............................ 36
2.1.3. Nội dung 3: Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ.............. 36
2.1.4. Nội dung 4: Khảo sát khả năng hấp phụ của 3 VSR ( 6H, RI6, CB). So sánh
khả năng hấp phụ dầu của VSR với một số vật liệu khác........................................ 36
2.1.5. Nội dung 5: Khảo sát ảnh hưởng độ mặn đến khả năng hấp phụ của vật liệu.
Ứng dụng vật liệu VSR trong xử lý nước mặn nhiễm dầu. ..................................... 36
2.2. VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU .............................................................................. 37
2.2.1. Nguyên liệu .................................................................................................... 37
2.2.2. Hóa chất.......................................................................................................... 37
2.2.3. Nước mặn nhiễm dầu ..................................................................................... 37
iv

2.2.4. Thiết bị, dụng cụ............................................................................................. 38
2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..................................................................... 39
2.3.1. Cơ sở lý luận .................................................................................................. 39
2.3.2. Phương pháp cụ thể........................................................................................ 43
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................ 56
3.1. CHẾ TẠO VẬT LIỆU VÀ KHẢO SÁT VẬT LIỆU HẤP PHỤ..................... 56
3.1.1. Chế tạo vật liệu hấp phụ................................................................................. 56
3.1.2. Hình thái bề mặt, màu sắc, cấu trúc của vật liệu............................................ 58
3.2. Kết quả khảo sát khả năng hấp phụ dầu của vật liệu ........................................ 68
3.2.4. Kết quả khảo sát của độ mặn đến quá trình hấp phụ...................................... 75
3.3. Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ..................................... 78
3.4. Nghiên cứu ứng dụng trên nguồn nước biển nhiễm dầu................................... 80
KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ ...................................................................................... 83
1. KẾT LUẬN.......................................................................................................... 83
2. KIẾN NGHỊ ......................................................................................................... 84
3. PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN..................................................................... 84
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................................. 1
1. Tài liệu tiếng Việt................................................................................................... 1
2. Tài liệu nước ngoài................................................................................................. 3
3. Tài liệu từ các địa chỉ website................................................................................ 4
DANH MỤC PHỤ LỤC........................................................................................... 7
PHỤ LỤC 1: KHẢ NĂNG HẤP PHỤ DẦU CỦA VSR – M................................... 1
PHỤ LỤC 2: KHẢ NĂNG HẤP PHỤ DẦU CỦA VSR - AS.................................. 3
PHỤ LỤC 3: ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ MẶN ĐẾN KHẢ NĂNG HẤP PHỤ CỦA
VSR - AS VÀ SO SÁNH VỚI HIỆU SUẤT HẤP PHỤ........................................... 5
v

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT, CÁC KÝ HIỆU
1. Các từ viết tắt
Từ viết tắt Tiếng anh Tiếng Việt
ANOVA ANalysis Of VAriance Phân tích phương sai
CMC Carboxy Methyl Cellulose
CPC
Cation hexadexylPiridin Clorua
Chất hoạt động bề mặt
monohydrate
DO Diesel Oil Dầu diesel
ĐH Đại học
HST Hệ sinh thái
KAERI
Korea Atomic Energy Research Viện nghiên cứu năng lượng
Institute nguyên tử Hàn Quốc
KPH Không phát hiện
LSD Least Significant Difference Giới hạn sai số nhỏ nhất
NSX Nhà sản xuất
O/W Oil/Water Nhũ dầu trong nước
PGS Phó giáo sư
PTN Phòng thí nghiệm
ppm parts per million
SEM Scanning Electron Microscope Kính hiển vi điện tử quét
TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam
TSKH Tiến sĩ khoa học
VFEJ
Vietnam Forum of Environmental Diễn đàn các Nhà báo Môi
Journalists trường Việt Nam
vi

VLHP
VSR
VSR-AS
CB-AS
RI6-AS
6H-AS
VSR-M
CB-M
RI6-M
6H-M
VSR-R
CB-R
RI6-R
6H-R
Vật liệu hấp phụ
Vỏ sầu riêng
2. Các ký hiệu
Vỏ sầu riêng bổ sung acid
béo
Vỏ sầu riêng chuổng bò
bổ sung acid béo
Vỏ sầu riêng RI 6 bổ sung
acid béo
Vỏ sầu riêng Sáu Hữu bổ
sung acid béo
Vỏ sầu riêng thô
thô
Vỏ sầu riêng RI 6 thô
Vỏ sầu riêng Sáu Hữu thô
Vỏ sầu riêng sau khi sấy khô
sau khi sấy khô
Vỏ sầu riêng RI 6 sau khi
sấy khô
Vỏ sầu riêng Sáu Hữu sau
khi sấy khô
vii

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Hàm lượng dầu tồn tại trong nước dưới dạng nhũ tương của các tổng kho
chứa xăng, dầu tại Tp.HCM ..............................................................................................................13
Bảng 1.2: Giá trị tối đa của các thông số ô nhiễm trong nước thải của kho và cửa
hàng xăng dầu..........................................................................................................................................14
Bảng 1.3: Hàm lượng dầu tồn tại trong nước dưới dạng nhũ tương của các nhà máy
dầu nhờn tại Tp.HCM...........................................................................................................................15
Bảng 1.4: Nước thải nhiễm dầu của các trạm xăng dầu và rửa xe ở Bangkok,
Thailan ........................................................................................................................................................17
Bảng 1.5: Tỉ lệ các thành phần trong một quả sầu riêng.......................................................22
Bảng 1.6: Thống kê diện tích và sản lượng sầu riêng ở nước ta (năm 2014) ..............24
Bảng 2.1: Danh sách các dụng cụ, thiết bị sử dụng cho thí nghiệm ................................38
Bảng 3.1: Kết quả thí nghiệm làm khô vật liệu.........................................................................56
Bảng 3.2: Các thông số thử nghiệm khảo sát khả năng hấp phụ dầu của VSR-M ...68
Bảng 3.3: Kết quả khảo sát khả năng hấp phụ dầu của VSR-M........................................69
Bảng 3.4: Các thông số thử nghiệm khảo sát khả năng hấp phụ dầu của VSR-AS .. 71
Bảng 3.5: Kết quả xử lý khả năng hấp phụ dầu của VSR-AS ở tỷ lệ 1:4......................72
Bảng 3.6: Độ mặn của nước ..............................................................................................................75
Bảng 3.7: Các thông số thử nghiệm khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng dầu.............75
Bảng 3.8: Kết quả xử lý khả năng hấp phụ dầu của VSR-AS 1:4 của độ mặn...........76
Bảng 3.9: Các thông số thử nghiệm khảo sát ảnh hưởng của thời gian tiếp xúc........79
Bảng 3.10: Kết quả xử lý khả năng hấp phụ dầu của VSR-AS ở các móc thời gian
khác nhau...................................................................................................................................................80
Bảng 3.11: Các thông số thử nghiệm khả năng hấp phụ dầu của VSR-AS..................82
Bảng 3.12 Kết quả xử lý khả năng hấp phụ dầu của VSR-AS ở trong môi trường
nước biển....................................................................................................................................................82
viii

Luận Văn Group hỗ trợ viết luận văn thạc sĩ,chuyên đề,khóa luận tốt nghiệp, báo cáo thực tập,
Assignment, Essay
DANH MỤC ĐỒ THỊ
Đồ thị 1.1: Nồng độ dầu tại một số cảng biển của Việt Nam. (Nguồn: VFEJ.VN -
Diễn đàn các nhà báo môi trường Việt Nam)............................................................................11
Đồ thị 1.2: Lượng dầu tràn gây ô nhiễm biển Việt Nam qua các năm. (Nguồn: Bộ
tài nguyên và môi trường....................................................................................................................12
Đồ thị 3.1: Kết quả ghi nhận khả năng hấp phụ dầu của VSR-M và hiệu suất xử lý 69
Đồ thị 3.2: Kết quả ghi nhận khả năng hấp phụ dầu của VSR-AS ở tỷ lệ 1:4 phối
trộn và hiệu suất xử lý..........................................................................................................................73
Biều đồ 3.3: Hiệu suất hấp phụ dầu của VSR-AS với độ mặn. .........................................79
Đồ thị 3.4: Hàm lượng dầu hấp phụ ở các móc thời gian khác nhau..............................81
Đồ thị 3.5: Nồng độ dầu tại 1 số cảng biển của việt nam . ..................................................81
ix

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Quả sầu riêng và vỏ sầu riêng......................................................................................21
Hình 1.2: Cơm sầu riêng.....................................................................................................................21
Hình 1.3: Cơ chế của quá trình hấp phụ.......................................................................................26
Hình 2.1: Sơ đồ nghiên cứu...............................................................................................................42
Hình 2.2: Sơ đồ chế tạo VLHP từ VSR. ......................................................................................44
Hình 2.3: VSR được vứt bỏ sau khi sử dụng.............................................................................45
Hình 2.4: VSR được thu gom từ chợ.............................................................................................45
Hình 2.5: VSR được tách bỏ gai và cắt nhỏ...............................................................................46
Hình 2.6: VSR sau khi cắt nhỏ và sấy khô. ................................................................................47
Hình 2.7: VSR được tráng phủ acid béo......................................................................................47
Hình 2.8: Sơ đồ bố trí thí nghiệm....................................................................................................49
Hình 2.9: Dầu tạo thành váng sau khi tiếp xúc với nước cất..............................................50
Hình 2.10: Phân tích hàm lượng dầu trong nước tại PTN....................................................51
Hình 3.1: Kết quả thí nghiệm làm khô vật liệu.........................................................................57
Hình 3.2: VSR được bảo quả trong hủ nhựa..............................................................................57
Hình 3.3: VSR được bảo quản trong túi nhựa...........................................................................57
Hình 3.4: Mẫu VSR-AS tạo thành những hạt không đồng đều khi phối trộn. ............58
Hình 3.5: Cấu trúc sợi celluose của VSR....................................................................................59
Hình 3.6: Kết quả chụp ảnh SEM của VSR thô........................................................................60
Hình 3.7: Kết quả chụp ảnh SEM của VSR RI6 bổ sung acid béo ở tỉ lệ 1:4.............61
Hình 3.8: Ảnh SEM của vỏ trấu biến tính...................................................................................62
Hình 3.9: Bề mặt VSR-M và VSR-AS dưới kính hiển vi. ...................................................62
Hình 3.10: VSR bổ sung acid béo (a - VSR:acid = 1:5; b - VSR:acid béo = 1:6)....63
Hình 3.11: Kết quả chụp ảnh TEM VSR-AS ( CB-AS)........................................................64
Hình 3.12: Kết quả chụp FTIR VSR ( RI6-R)...........................................................................64
Hình 3.13: Kết quả chụp FTIR VSR ( CB-R)...........................................................................65
Hình 3.14: Kết quả chụp FTIR VSR ( 6H-R)............................................................................65
Hình 3.15: Nhóm anpha- cenllulose của VSR. .........................................................................66
x

Hình 3.16: Kết quả chụp FTIR VSR ( RI6- AS)......................................................................66
Hình 3.17: Kết quả chụp FTIR VSR ( CB- AS).......................................................................67
Hình 3.18: Kết quả chụp FTIR VSR ( 6H- AS). ......................................................................67
Hình 3.19: Nguyên tắc kết hợp cenllulose từ VSR với acid béo. .....................................68
Hình 3.20: So sánh kết quả chụp FTIR VSR ( R6-M, 6H-M, CB-M)............................70
Hình 3.21: VSR-M hấp phụ dầu......................................................................................................71
Hình 3.22: VSR-AS trong môi trường nước và nước nhiễm dầu .....................................74
Hình 3.23: VSR-AS nổi lên khi cho vào ....................................................................................74
xi

MỞ ĐẦU
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Chuyển mình sang thế kỷ 21, nền khoa học kỹ thuật của thế giới ở một tầm
cao mới nhưng nguồn năng lượng của con người sử dụng vẫn chưa đảm bảo được
vấn đề môi trường, đặc biệt là các loại nguyên liệu hóa thạch trong lòng đất. Nguồn
năng lượng dầu mỏ mang lại nhiều nhiều lợi ích kinh tế cho mỗi quốc gia, nhưng
bên cạnh vấn đề kinh tế, việc khai thác vận chuyển dầu mỏ đang là một vấn đề gây
ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Đáng chú ý nhất là vấn đề sự cố tràn dầu, không
chỉ gây tổn thất về kinh tế mà còn gây ảnh hưởng đến môi trường cực kỳ nghiêm
trọng.
Vùng biển Việt Nam nối liền Thái Bình Dương và Ấn Độ Dương, là một trong
những trục hàng hải có lưu lượng tàu bè qua lại rất lớn, trong đó 70% là tàu chở dầu
[37]. Điều này có nghĩa là hàng chục triệu tấn dầu đang được lưu thông trên lãnh
thổ Việt Nam mỗi năm và kéo theo nguy cơ xảy ra sự cố tràn dầu là rất lớn.
Theo số liệu thống kê của Cục Môi trường1
, từ năm 1987 đến năm 2007 đã xảy ra
hơn 90 vụ tràn dầu ở các vùng cửa sông và ven bờ gây thiệt hại lớn về kinh tế cũng
như gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng trong thời gian dài [28]. Điển hình là sự
cố tàu Formosa One Liberia đâm vào tàu Petrolimex 01 của Việt Nam tại vịnh
Giành Rỏi-Vũng Tàu (09/2001) làm tràn ra môi trường biển ven bờ 1000m3
dầu
DO, gây ô nhiễm nghiêm trọng một vùng biển của Vũng Tàu [9]. Ngày 12/01/2002
tàu Fortune Freighter va chạm với xà lan chở 500 tấn dầu của Tỉnh đội An Giang tại
khu vực Cảng Contena quốc tế trên sông Sài Gòn, làm hàng trăm tấn dầu bị tràn ra
ngoài [43]. Tuy được sự hỗ trợ của các cơ quan ứng cứu sự cố dầu tràn quốc gia
nhưng ảnh hưởng của sự cố đến môi trường không nhỏ.
Hậu quả của các sự cố tràn dầu trước hết là gây ảnh hưởng đến môi trường đất,
không khí, đặc biệt là môi trường nước do hầu hết các vụ tràn dầu xảy ra trên biển
hay các kênh rạch nơi có nhiều tàu thuyền qua lại [17]. Tràn dầu gây nhiễu loạn
hoạt động sống của hệ sinh thái, cụ thể nồng độ dầu trong nước đạt 0,1 mg/L
1
Thuộc Bộ Khoa học công nghệ và Môi trường
1

có thể gây chết các loài sinh vật phù du, ảnh hưởng lớn đến con non và ấu trùng
[17]. Đối với chim biển, dầu thấm ướt lông chim, làm mất tác dụng bảo vệ thân
nhiệt và chức năng nổi trên mặt nước có thể dẫn đến chết. Dầu gây chết cá hàng loạt
do thiếu oxy hòa tan trong nước, dầu bám vào cá làm giảm giá trị sử dụng do gây
mùi khó chịu [17]. Dầu tràn gây ảnh hưởng đến nền kinh tế, đặc biệt là đến các
ngành nuôi trồng - đánh bắt thủy hải sản và du lịch. Sự cố tràn dầu gây tổn hại đến
các hệ sinh thái nên đã làm giảm số lượng các loài thủy sản, đặc biệt là các loài cá.
Đây là một thiệt hại lớn với ngành kinh tế biển, ảnh hưởng trực tiếp đến cuộc sống
của người dân vùng ven biển. Ngoài ra, nó còn gây ảnh hưởng đến các hoạt động du
lịch bởi điều kiện đặc thù của ngành này phải gắn liền với hệ sinh thái, ảnh hưởng
đến sản xuất nông nghiệp. Cuối cùng hậu quả nghiêm trọng nhất là gây ảnh hưởng
đến sức khỏe, cũng như tính mạng của con người do quá trình sinh hoạt và sử dụng
các thực phẩm nhiễm dầu [17].
Ô nhiễm dầu tại một số cảng biển của Việt Nam cũng đang là một vấn đề đáng
lo ngại. Hiện nay hệ thống cảng biển Việt Nam có 91 cảng lớn nhỏ, tổng chiều dài
tuyến mép bến hơn 37 km, hơn 160 bến phao, 300 cầu cảng. Nồng độ dầu ở tất cả
các cảng đều vượt mức cho phép 0,3 mg/L cảng Hải Phòng 0,42 mg/L; cảng Cái
Lân 0,6 mg/L; cảng Vũng Tàu 0,52 mg/L; cảng Vietsovpetro 7,57 mg/L. Với tốc độ
xây dựng bến cảng mỗi năm tăng lên 6%, cả nước tăng thêm 2 km cầu cảng, lượng
hàng hoá qua bến cảng Việt Năm tăng 15% năm, vì vậy cần có những biện pháp
quản lý tình hình ô nhiễm dầu tại các khu vực này [31].
Ngoài ra, ô nhiễm dầu còn do nguyên nhân từ các cơ sở công nghiệp, dân cư
đô thị và tại các khu vực tổng kho xăng dầu,… Trong quá trình dịch vụ, sản xuất
công nghiệp, khối lượng dầu mỏ bị tháo thải qua hoạt động công nghiệp vào hệ
thống cống thoát nước của nhà máy đổ ra sông rồi ra biển. Số lượng dầu mỏ thấm
qua đất và lan truyền ra biển ước tính gần 3 triệu tấn mỗi năm. Tính đến 11/2010
lượng dầu theo nước thải ra môi trường biển vào khoảng 35-160 tấn/ngày [43]. Từ
những con số trên cho thấy các cơ sở công nghiệp và đô thị mọc lên càng nhiều thì
2

gánh nặng môi trường biển ngày càng lớn nếu như nhà nước không có chính sách
bảo vệ cụ thể.
Bên cạnh đó, hiện nay tại Việt Nam đã có chiến lược xây dựng các nhà máy
lọc dầu, trong số đó đáng kế là các dự án lớn: Dung Quất (Quảng Ngãi), Nghi Sơn
(Thanh Hoá), Long Sơn (Bà Rịa -Vũng Tàu) [35]. Điều này đồng nghĩa với việc quá
trình vận chuyển dầu thô vào nước ta sẽ tăng, nguy cơ xảy ra các sự cố về dầu cũng
không ngoại lệ. Đứng trước nguy cơ đó, việc tìm ra các biện pháp ứng phó với sự cố
tràn dầu là một vấn đề vô cùng quan trọng.
Ngoài các biện pháp cơ học, ứng phó tại chỗ giảm thiệt hại lớn như sử dụng
phao dầu tràn, bơm hút dầu còn có các phương pháp hóa học sử dụng các chất phân
tán hóa học, các chất hấp thụ, hấp phụ và phương pháp xử lý sinh học. Trong đó,
phương pháp sử dụng chất hấp phụ đang chiếm ưu thế nhất bởi tính chất thu hồi
được sau khi xử lý và ít gây ảnh hướng đến môi trường [38].
Phần lớn các vật liệu hấp phụ được sử dụng hiện nay làm từ đất sét, rơm rạ
đều có ưu điểm là nguồn nguyên liệu có sẵn trong tự nhiên, rẻ tiền nhưng lại cho
khả năng hấp phụ rất thấp. Trong khi đó, các vật liệu tổng hợp bằng polymer, nano
có độ hấp phụ cao nhưng quá trình sản xuất lại rất phức tạp dẫn đến giá thành
không hề thấp. Một câu hỏi đặt ra ở đâu là “Liệu có một vật liệu nào có thể khắc
phục được các yếu điểm trên, vừa là nguồn nguyên liệu có sẵn, rẻ tiền trong điều
kiện Việt Nam mà có thể cho khả năng hấp phụ dầu cao?”
Để trả lời câu hỏi trên, nhiều công trình nghiên cứu của các nhà khoa học trên
thế giới đã được thực hiện. Gần đây, Viện nghiên cứu năng lượng hạt nhân Hàn
Quốc KAERI đã chế tạo được một loại vật liệu thẩm thấu thân thiện với môi trường,
có thể giúp đẩy nhanh quá trình làm sạch dầu tràn trên biển [40]. Vật liệu này được
làm từ thớ gỗ của cây Kapok thường mọc ở Philippines, Indonesia và Myanmar, có
khả năng hút nhanh chóng nhiều loại dầu khác nhau trên mặt nước. Các thử nghiệm
cho thấy bình quân, 1kg vật liệu mới có thể hút 40 - 60 kg dầu [40]. Các nhà khoa
học tại phòng thí nghiệm của Đại học Case Western Reserve, Mỹ đã chế tạo một
loại bọt siêu nhẹ từ đất sét và nhựa cao cấp, có khả năng hút dầu ra khỏi
3

nước bị ô nhiễm, được gọi là Aerogel [29]. Tại Việt Nam, cũng có một số công
trình nghiên cứu về các vật liệu hấp phụ dầu từ thiên nhiên như “Nghiên cứu khả
năng hấp phụ hỗn hợp nhũ tương dầu trong nước (O/W) bằng vỏ trấu được xử lí với
chất hoạt động bề mặt Cetyl Trymetyl Ammonium Bromide (CTAB)” của Lê Thị
Kim Liên [9], “Nghiên cứu và khảo sát khả năng xử lý dầu loang bằng rau Neptunia
Oleracea của Nguyễn Hữu Biên và Phạm Quang Thới” [1]. Bên cạnh đó, còn rất
nhiều công trình nghiên cứu khác về các vật liệu phế thải nông nghiệp như mùn cưa,
lõi ngô, bã mía,…
Trong đề tài này, tác giả chọn vật liệu nghiên cứu là VSR bởi đây là một loại
phế phẩm nông nghiệp rẻ tiền, sẵn có và trong thành phần hóa học của nó có chứa
celluloses với các nhóm chức sẵn có như hydroxyl (-OH), nhóm anpha - cenllulose
[20]. Đây là những nhóm chức tiềm năng cho việc sử dụng vỏ sầu riêng làm vật liệu
hấp phụ cho quá trình nghiên cứu xử lý dầu.
Sầu riêng là loại cây ăn trái đặc sắc ở vùng Đông Nam Á [16]. Tại Việt Nam,
sầu riêng du nhập từ Thái Lan và được trồng chủ yếu ở các t ỉnh phía Nam của nước
ta [39]. Sản lượng sầu riêng thu hoạch hằng năm tại các tỉnh vùng Nam Bộ là
210.575 tấn/năm, và lượng VSR hằng năm vào khoảng 115.816 −117.922 tấn/năm
[39]. Cho thấy loại trái cây này có tiềm năng rất lớn trong việc ứng dụng làm vật
liệu hấp phụ dầu, bởi hiện nay vỏ sầu riêng chủ yếu là bỏ đi sau khi sử dụng. Đây có
thể nói là nguồn nguyên liệu sẵn có, rẻ tiền thích hợp trong điều kiện Việt Nam.
Tuy nhiên, nếu sử dụng VSR trực tiếp để hấp phụ dầu thì có một nhược điểm
lớn đó là khả năng ưa nước cao, làm cho vật liệu nhanh chóng bị bão hòa, dẫn đến
khả năng hấp phụ dầu kém. Một câu hỏi đặt ra là: “Làm thể nào để vừa hạn chế
được khả năng ưa nước của VSR, vừa tăng cường khả năng hấp phụ dầu?”. Một
trong những giải pháp theo nhiều nghiên cứu hiện nay cho thấy, khi tạo ra các liên
kết bề mặt giữa vật liệu hữu cơ với các hợp chất bề mặt, các hợp chất cao phân tử
hoặc các acid béo thì có thể gia tăng khả năng hấp phụ dầu của vật liệu. Cụ thể, theo
phát hiện của Tiến sĩ S. Kathiresan, giảng viên Khoa Công nghệ sinh học của Đại
4

học AIMST, Malaysia đã phát hiện ra rằng bột vỏ sầu riêng, sau khi được bổ sung
acid béo, có thể được sử dụng để loại bỏ dầu trong nước [30].
Với tình hình ô nhiễm dầu đang diễn ra, bên cạnh đó là sự khó khăn của các
vật liệu hấp phụ dầu đang gặp phải về khả năng hấp phụ dầu, chi phí sản xuất cũng
như nguồn nguyên liệu đầu vào. Với tiềm năng của VSR như vậy, tác giả Trịnh
Trọng Nguyễn đã nghiên cứu chế tạo thành công vật liệu hấp phụ dầu từ VSR.
Nhưng nghiên cứu mới chỉ áp dụng thử nghiệm trên mẫu nước nhiễm dầu giả định
(dầu pha trong nước cất), việc áp dụng thực tế trên nước biển, nước sông thì chưa
thử nghiệm. Vì thực tế là trong các điều kiện môi trường khác nhau có thể ảnh
hưởng đến quá trình hấp phụ như độ mặn, sự có mặt của các ion khác, hàm lượng
dầu,… Loại vật liệu VSR sử dụng hiện nay là sầu riêng Ri6, nên liệu loại vật liệu
VSR khác nhau có ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ dầu của vật liệu hay không thì
đề tài chưa đánh giá được. Nghiên cứu của sinh viên kế thừa những tư liệu của tác
giả Trịnh Trọng Nguyễn và đi sâu vào những hạn chế của đề tài.
Vì vậy, chúng tôi quyết định chọn đề tài “Nghiên cứu so sánh hiệu quả xử lý
dầu khoáng của một số loại vỏ sầu riêng”, nhằm mục đích so sánh khả năng hấp phụ
dầu của 3 loại VSR (RI 6, 6H, CB) từ đó chọn ra loại VLHP tốt nhất từ 3 loại VSR
(RI 6, 6H, CB) và ứng dụng sử lý nguồn nước biển nhiễm dầu. Việc khảo sát khả
năng hấp phụ dầu khoáng của một số loại vỏ sầu riêng mang một ý nghĩa hết quan
trọng bởi đây là một loại phế thải nông nghiệp rất phổ biến ở Việt Nam, nếu kết quả
khảo sát cho kết quả hấp phụ tốt thì đây sẽ là loại vật liệu hấp phụ được xem là rất
thích hợp trong điều kiện hiện nay, bởi vừa đáp ứng được giá thành thấp mà cho khả
năng hấp phụ cao. Hứa hẹn đây là một tiềm năng với các nước phát triển loại cây ăn
quả này.
2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
2.1. Mục tiêu lâu dài
+ Xây dựng cơ sở để chế tạo một loại vật liệu hấp phụ dầu có nguồn gốc từ
VSR, một loại phế thải nông nghiệp nhưng cho khả năng hấp phụ dầu cao.
5

+ Ứng dụng thực tế vào xử lý nước thải nhiễm dầu hoặc xa hơn nữa là các sự
cố tràn dầu ven biển.
2.2. Mục tiêu cụ thể
+ Xác định hiệu quả hấp phụ của 3 loại VSR (6H, CB, RI6) và xem loại vỏ
VSR tự nhiên và bổ sung biến tính. Chọn ra loại VSR hấp phụ dầu tối ưu.
+ Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ dầu của 3 loại VSR
trong 2 trường hợp (tự nhiên và bổ sung acid béo).
+ Đánh giá hiệu quả của vật liệu VSR sau biến tính trong xử lý nguồn nước
mặn nhiễm dầu thực tế
3. GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI
+ Nghiên cứu được tiến hành trên các đối tượng sau:
▪
VSR được thu về từ các điểm bán sầu riêng trên địa bàn Quận Bình
Thạnh.
▪
Dầu sử dụng: dầu Diesel, khối lượng riêng 840 kg/m3
.
+ Địa điểm nghiên cứu: tại phòng thí nghiệm Trường Đại học Công nghệ
TP.HCM khu công nghệ cao Quận 9
+ Nội dung nghiên cứu: Đề tài chỉ nghiên cứu trên một số nguồn nước biển và
nước sông.
4. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
4.1. Khoa học
Giá trị có tính khoa học của đề tài là:
+ Cách xử lý dầu tràn có tính khoa học cao, không gây ảnh hưởng môi
trường.
+ Ngoài ra nghiên cứu này có thể cung cấp một số thông tin cho các nghiên
cứu sau về vấn đề này.
4.2. Thực tiễn
+ Giải quyết được một lượng không ít rác thải nông nghiệp từ vỏ sầu riêng.
+ Nguyên liệu có sẵn có thể tiết kiệm được một lượng lớn chi phí xử lý cho
các công ty, doanh nghiệp gây ra sự cố dầu tràn.
6

+ Bảo tồn các loài sinh vật ven biển và con người sinh sống tại khu vực có sự
cố tràn dầu.
5. TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI
Nghiên cứu sử dụng vật liệu hấp thụ dầu tràn là hướng của rất nhiều đề tài,
nhưng đối tượng nghiên cứu là VSR thì cũng được nghiên cứu trước “Nghiên cứu
sử dụng vỏ sầu riêng hấp phụ dầu khoáng” của Trinh Trọng Nguyễn nhưng chỉ
dừng lại ở một loại vỏ sầu riêng và không được ứng dụng vào nguồn nước thực tế.
Hướng đi mới của đề tài là khảo sát, so sánh khả năng hấp phụ dầu của 3 loại VSR
(RI 6,6H, CB) từ đó chọn ra loại VLHP tốt nhất từ 3 loại VSR (RI 6, 6H, CB) và
ứng dụng sử lý nguồn nước biển nhiễm dầu
6. CẤU TRÚC CỦA ĐỀ TÀI
1.1. Nội dung 1: Tổng hợp, biên hội các tài liệu có liên quan
1.2. Nội dung 2: Chế tạo và khảo sát vật liệu hấp phụ từ VSR.
1.3. Nội dung 3: Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ.
1.4. Nội dung 4: Khảo sát khả năng hấp phụ của 3 VSR ( 6H, RI6, CB). So sánh
khả năng hấp phụ dầu của VSR với một số vật liệu khác.
1.5. Nội dung 5: Khảo sát ảnh hưởng độ mặn đến khả năng hấp phụ của vật liệu.
Ứng dụng vật liệu VSR trong xử lý nước mặn nhiễm dầu.
Cấu trúc của đồ án gồm 3 nội dung chính sau đây:
PHẦN MỞ ĐẦU
PHẦN NỘI DUNG BAO GỒM 3 CHƯƠNG:
Chương 1. Tổng quan (bao gồm các nội dung về hiện trạng ô nhiễm dầu tại
Việt Nam, vật liệu nghiên cứu, quá trình hấp phụ, các loại vật liệu hấp phụ dầu
hiện nay, các nghiên cứu liên quan)
Chương 2. Nội dung, vật liệu và phương pháp nghiên cứu
+ Nội dung nghiên cứu gồm 5 nội dung:
▪
Nội dung 1: Tổng hợp, biên hội các tài liệu có liên quan
▪
Nội dung 2: Chế tạo và khảo sát vật liệu hấp phụ từ VSR.
▪
Nội dung 3: Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ.
7

▪
Nội dung 4: Khảo sát khả năng hấp phụ của 3 VSR ( 6H, RI6,
CB). So sánh khả năng hấp phụ dầu của VSR với một số vật liệu
khác.
▪
Nội dung 5: Khảo sát ảnh hưởng độ mặn đến khả năng hấp phụ
của vật liệu. Ứng dụng vật liệu VSR trong xử lý nước mặn nhiễm
dầu.
+ Phương pháp nghiên cứu gồm các nội dung sau:
▪
Phương pháp kế thừa.
▪
Phương pháp cụ thể.
Chương 3. Kết quả và thảo luận
+ Chế tạo vật liệu hấp phụ từ vỏ sầu riêng (6H, CB, RI6).
+ Hình thái bề mặt, màu sắc của vật liệu.
+ Kết quả hấp phụ dầu của VSR - M.
+ Kết quả hấp phụ dầu của VSR - AS.
+ So sánh khả năng hấp phụ dầu với các vật liệu hấp phụ khác.
+ Khảo sát ảnh hưởng độ mặn của vật liệu
+ Kết quả ứng dụng vật liệu VSR trong xử lý mội trường nước măn
nhiễm dầu.
PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
8

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM DẦU TẠI VIỆT NAM
1.1.1. Sơ lược về dầu và ô nhiễm dầu [10]
Dầu là chất lỏng sánh, thường có mùi đặc trưng, nhẹ hơn nước và không tan
trong nước. Chúng bị oxy hóa rất chậm, có thể tồn tại đến 50 năm.
Dầu tồn tại ở 4 dạng phổ biến sau:
+ Dạng tự do: ở dạng này dầu sẽ nổi lên thành các màng dầu. Dầu hiện
diện dưới dạng các hạt dầu tự do hoặc lẫn với một ít nước, dầu tự do sẽ nổi lên
trên bề mặt do trọng lượng riêng của dầu thấp hơn so với trọng lượng riêng của
nước
+ Dạng nhũ tương cơ học: có 2 dạng nhũ tương cơ học tùy theo đường
kính của giọt dầu:
• Vài chục micromet: độ ổn định thấp
• Loại nhỏ hơn: có độ ổn định cao, tương tự như dạng keo
+ Dạng nhũ tương hóa học: là dạng tạo thành do các tác nhân hóa học (xà
phòng, xút ăn da, chất tẩy rửa, Na) hoặc các hóa học asphalten làm thay đổi sức
căng bề mặt và làm ổn định hóa học dầu phân tán.
+ Dạng hòa tan: Phân tử hòa tan như các chất thơm.
Ngoài ra dầu không hòa tan tạo thành một lớp màng mỏng bọc quanh các chất
rắn lơ lửng, chúng có thể ảnh hưởng đến khả năng lắng hoặc nổi của các chất
rắng lơ lửng khi tạo thành các hợp chất kết hợp không lắng được.
Trong dầu có tới hàng trăm loại hydratcacbon khác nhau đại diện cho
nhiều loại cấu trúc riêng biệt. Chỉ tính xăng là loại hỗn hợp hydratcacbon dầu mỏ
tinh chế, đã có 200 chất khác nhau ở tính bay hơi, tính hòa tan, tính hấp thụ.
+ Hydratcacbon mạch thẳng 30 – 35%
+ Hydratcacbon mạch vòng 25 – 75%
+ Hydratcacbon thơm 10 – 20%
+ Các hợp chất chứa oxy như axit, ceton, các loại rượu
9

+ Các hợp chất chứa nitơ như furol, indol, carbazol
+ Các hợp chất chứa lưu huỳnh như hắc ín, nhựa đường, bitum
Dầu ở các vùng khác nhau có thành phần hóa học khác nhau. Phân loại
chúng dựa trên cơ sở thành phần parafin, hydratcacbon thơm hay hydratcacbon
phân cực.
Các thành phần hóa học có trong dầu mỏ thường rất khó phân hủy. Do đó,
việc ứng dụng các quá trình sinh học để xử lý ô nhiễm dầu mỏ có đặc điểm rất
riêng biệt.
1.1.2. Sự cố tràn dầu ở việt nam từ năm 2004 đến nay [41]
Theo số liệu thống kê các sự cố tràn dầu được trung tâm miền Trung xử lý
thành công từ năm 2004 đến tháng 7/2013 đã xảy ra 34 vụ sự cố tràn dầu trên toàn
khu vực miền trung, tổn thất hàng triệu tấn dầu DO và gây ảnh hưởng đến môi
trường nghiêm trọng và Thứ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường Nguyễn Linh
Ngọc tại hội nghị bàn về hoàn thiện thể chế, tăng cường năng lực ứng phó khắc
phục sự cố tràn dầu xảy ra trên biển Việt Nam diễn ra vào hôm nay 15-4, tại Hà Nội
hàng năm có trên 10 vụ tràn dầu lớn được ghi nhận. Cụ thể một số sự cố nghiêm
trọng như sau:
+ Sự cố tràn dầu các tỉnh ven biển miền trung xảy ra trên địa bàn các tỉnh Quảng
Bình và từ tỉnh Quảng Trị đến tỉnh Bình Thuận. Thời gian: Từ cuối tháng
01/2007 đến tháng 07/2007. Số lượng thu gom hơn 2000 tấn rác thải lẫn dầu.
+ Sự cố tàu VITAMIN GAS thuộc Công ty cổ phần vận tải biển châu Á - Thái
Bình Dương, trọng tải 1.135 tấn, đi từ Vũng Tàu ra Cửa Lò - Nghệ An trên
đường qua vùng biển thuộc tỉnh Bình Định thì gặp sự cố. Thời gian: ngày
16/01/2010.
+ Sự cố tràn dầu ven biển tỉnh Bình Thuận tại khu vực ven biển Tiến Thành
(Phan Thiết) kéo dài đến Hải đăng Kê Gà (Hàm Thuận Nam) xuất hiện vô số
viên dầu vón cục to bị sóng đánh dạt lên bờ. Thời gian: ngày 22/02/2010. Số
lượng thu gom: trên 10 tấn rác thải nhiễm dầu.
10

+ Sự cố tràn dầu ven biển tỉnh Quảng Trị tại đảo Cồn Cỏ và các xã ven biển
huyện Vĩnh Linh. Thời gian: tháng 05/2011. Số lượng thu gom: 10 tấn rác thải
nhiễm dầu.
+ Sự cố cháy buồng máy tàu Phương Nam Star chở 5.600 m3
DO trên vùng biển
Quảng Nam. Thời gian: tháng 11/2011.
+ Ngày 7/7/2013, tại khu vực biển Quy Nhơn ở Hải Minh, thuộc khu vực 9,
phường Hải Cảng, TP. Quy Nhơn đã xảy ra sự cố tràn dầu.
+ Ngày 16/8/2017 tại Khu vực Vũng Oản. khi đang chuyển tải dầu từ tàu QN-
3438H sang tàu QN-3268H bằng đường ống nhựa cao su 100, dài 30m thì
đoạn đường ống truyền tải bị bục, ước khoảng hơn 200 lít dầu tràn ra vịnh Hạ
Long.
+ Ngày 10/8/2017 Để khắc phục sự cố tàu Đức Cường 06 (thuộc Công ty CP
vận tải Đức Cường, trụ sở tại huyện Thủy Nguyên, Hải Phòng) bị chìm ở khu
vực biển giáp ranh Thanh Hóa - Nghệ An, dầu đã loang ra khắp bề mặt biển
ước tính hàng trăm m2
.
1.1.3. Nồng độ dầu tại một số cảng biển Việt Nam
Theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước biển (QCVN 10-
MT:2015/BTNMT), Quy định về nồng độ dầu cho phép trong nước biển là 0,5
mg/L.
8 7.6
7
(mg/l)
6
5
4 0.5mg/l
u
3
d
ầ
2
đ
ộ
1 0.4 0.5 0.6
0.69
ồ
n
g
0
N
Hải Phòng Cái Lân Vũng Tàu Phú Quốc Vietso Petro
nồng độ (mg/l) QCVN 10:2015BTNMT
Đồ thị 1.1: Nồng độ dầu tại một số cảng biển của Việt Nam.
(Nguồn: VFEJ.VN - Diễn đàn các nhà báo môi trường Việt Nam).
11

Do đặc điểm tại các khu vực cảng của nước ta có rất nhiều tàu thuyền qua lại
nên nguyên nhân gây ra nồng độ dầu vượt qua giới hạn cho phép tại nơi đây có thể
là do quá trình rò rỉ dầu từ tàu thuyền qua lại, quá trình xúc rửa lan can của các tàu
thuyền trở dầu, ngoài ra còn có thể do các sự cố về dầu nên đã làm cho nồng độ dầu
tăng cao.
Đồ thị 1.2: Lượng dầu tràn gây ô nhiễm biển Việt Nam qua các năm.
(Nguồn: Bộ tài nguyên và môi trường).
Lượng dầu tràn trên biển đang có diễn biến trong những năm gần đây, đặc biệt
là đang có xu hướng tăng mạnh. Theo báo cáo của Sở TN&MT Hải Phòng đưa tin,
hàm lượng dầu trong nước vùng bờ Hải Phòng hiện khá cao, trung bình 0,4 mg/L,
dao động trong khoảng từ 0,1 - 1,1 mg/L [4].
Các khu vực có hàm lượng dầu cao là mặt nước khu vực cảng Hải Phòng có
độ nhiễm dầu từ 0,3 - 0,6 mg/L, vượt tiêu chuẩn cho phép. Vùng ven bờ quận Hải
An, huyện Kiến Thụy, hàm lượng dầu trung bình khoảng 0,6 mg/L. Khu vực cửa
sông Bạch Đằng, kết quả khảo sát trong nhiều năm cho thấy nồng độ dầu có xu
hướng tăng cao, đặc biệt khu vực trong sông, nơi gần bến cảng, nhất là khu vực Sở
Dầu [4].
Vì vậy, cần có những biện pháp quản lý cũng như biện pháp khắc phục, thu
hồi dầu ngay khi xảy ra sự cố để tránh gây tổn thất lớn cũng như gây ảnh hưởng
nghiêm trọng đến môi trường.
12

1.1.4. Ô nhiễm dầu tại các khu vực tổng kho xăng dầu [36]
1.1.4.1. Khu vực kho chứa: phát sinh do các nguyên nhân chính sau:
− Súc rửa, làm mát bồn chứa.
− Vệ sinh máy móc, thiết bị.
− Rơi vãi xăng dầu xuống nguồn nước.
− Xảy ra sự cố.
− Nước mưa chảy tràn qua khu vực kho.
Trong đó nước xả cặn từ quá trình súc rửa bồn chứa với chu kỳ 2 năm súc rửa
1 lần là nguồn thải có mức độ ô nhiễm dầu cao nhất, nồng độ lên đến hàng chục
ngàn ppm.
1.1.4.2. Khu vực cảng tiếp nhận
+ Nước dằn tàu, nước vệ sinh tàu.
+ Nước ống dầu (khi kéo từ biển lên boong).
+ Rò rỉ trên đường ống dẫn dầu từ tàu về kho chứa…
Bảng 1.1: Hàm lượng dầu tồn tại trong nước dưới dạng nhũ tương của các tổng
kho chứa xăng, dầu tại Tp.HCM
STT
Tên kho chứa xăng dầu tại Lượng dầu tồn tại trong nước thải
Tp.HCM dưới dạng nhũ tương (mg/L)
1 Kho Nhà Bè của Petrolimex 150
2 Kho Nhà Bè của Petec 249
3 Kho Nhà Bè của Mipec 300
4 Kho Nhà Bè của Vinapco 265
5 Kho Cát Lái của Petec 246
6 Kho Cát Lái của Sài Gòn Petro 218
[Nguồn: 43]
Hàm lượng dầu tồn tại ở dạng nhũ tương của các tổng kho chứa xăng dầu trên
địa bàn Tp. HCM nằm trong khoảng 150 - 300 mg/L.
13

Bảng 1.2: Giá trị tối đa của các thông số ô nhiễm trong nước thải của kho và
cửa hàng xăng dầu
Giá trị tối đa
Cột B
TT Thông số ĐVT Cột Cửa hàng Cửa hàng
A Kho có dịch vụ không có dịch
rửa xe vụ rửa xe
1 pH 6-9 5,5-9 5,5-9 5,5-9
2
Tổng chất rắn lơ
mg/L 50 100 120 120
lửng (TSS)
3
Nhu cầu oxy hóa
mg/L 50 100 150 150
(COD)
Dầu mỡ khoáng
4 (tổng mg/L 5 15 18 30
hydrocarbon)
1.1.5. Ô nhiễm dầu tại các nhà máy lọc dầu, giàn khoan và nhà máy sản xuất dầu
nhờn [18]
Các nhà máy lọc dầu thải ra một lượng lớn nước nhiễm dầu, nếu không được
xử lý sẽ ảnh hưởng đến môi trường sinh thái, ảnh hưởng đến môi trường biển. Đặc
biệt ở Việt Nam, sự xuất hiện của nhà máy lọc dầu Dung Quất với sản lượng 7 triệu
tấn/năm sẽ tác động đáng kể đến môi trường ở vịnh Việt Thanh. Sự gia tăng hàm
lượng dầu và các kim loại nặng trong trầm tích dưới biển xung quanh các khu vực
mỏ cho thấy đã có những ảnh hưởng nhất định của việc thải mùn khoan, dung dịch
khoan và nước thải vào môi trường biển.
Chúng ta cần quan tâm đến các biện pháp giảm thiểu việc thải đổ trực tiếp
mùn khoan, dung dịch khoan và nước thải xuống biển; cần áp dụng các công nghệ
tiên tiến về khoan, dung dịch khoan, xử lý chất thải khoan, nước khai thác, các chất
14

lỏng, rắn…thay thế cho các công nghệ cũ; áp dụng các giải pháp kĩ thuật để quản lý
và kiểm soát các loại chất thải dầu khí.
1.1.5.1. Nguyên nhân nước thải nhiễm dầu xuất hiện
− Nước trong quá trình làm sạch hoặc mục đích khác;
− Nước trong quá trình xúc rửa đường ống xuất nhập dầu thô và xăng, dầu
thành phẩm;
− Nước xuất hiện do trong một số quá trình công nghệ lọc, hóa dầu. Nước dạng
này tiếp xúc trực tiếp với dầu thô;
− Đặc biệt một số lượng nước dùng để làm lạnh trong các thiết bị làm lạnh;
− Nước được phân loại là nước thải nếu nó có lẫn các hydrocacbon hoặc các
thành phần khác.
1.1.5.2. Thành phần nước thải của các nhà máy lọc, hóa dầu
− Hydrocacbon;
− Kim loại nặng;
− Hợp chất phenol;
− NH3.
Bảng 1.3: Hàm lượng dầu tồn tại trong nước dưới dạng nhũ tương của các nhà
máy dầu nhờn tại Tp.HCM
Nhà Máy dầu mỡ nhờn tại
Lượng dầu tồn tại trong nước thải
STT dưới dạng nhũ tương
Tp.HCM
(mg/L)
1 BP-Castrol 86
2 Petrolimex 205
3 Vilube 105
4 Solube 305
5 AP Sài Gòn Petro 250
6 PV Oil 310
[Nguồn:41]
15

Hàm lượng dầu tồn tại trong nước dưới dạng nhũ tương tại các nhà máy dầu
nhờn của Tp.HCM nằm trong khoảng từ 86 – 310 mg/L.
1.1.6. Ô nhiễm dầu tại các khu vực rửa xe
Nước thải từ các cơ sở rửa xe, bảo dưỡng, bảo hành xe có lẫn dầu, mỡ nhờn.
Theo số liệu thống kê của công ty dầu nhờn Shell hiện tại trên địa bàn Tp.HCM có
hơn 5.000 cơ sở rửa xe, thay dầu nhớt bảo dưỡng xe. Nên một số lượng rất lớn nước
thải có nhiễm dầu thải ra môi trường mà không qua bất cứ hệ thống xử lý nào cả.
Hoạt động rửa xe bao gồm 4 bước liền kề nhau:
1.1.6.1. Bước 1: Rửa bụi
Dùng nước áp lực cao rửa trên thân xe và động cơ nước thải loại này chứa một
lượng bùn, đất và dầu tự do. Hơn nữa dưới áp lực nước lớn nước thải nhiễm dầu
dạng này tạo thành nhũ tương dầu/nước.
1.1.6.2. Bước 2: Phun bọt
Tác nhân tạo bọt là bình xịt lên thân xe và động cơ. Nước thải loại này tồn tại
tác nhân tạo nhũ cao. Cuối cùng nước thải dạng này kết hợp nước thải từ bước 1
hình thành nhũ tương dầu/ nước có độ ổn định cao.
1.1.6.3. Bước 3: Giai đoạn làm sạch
Đây là bước dùng nước sạch trong bình áp lực cao để di chuyển tác nhân tạo
nhũ. Nước loại này chứa ít tác nhân tạo nhũ vì nó được pha loãng bởi nước sạch.
1.1.6.4. Bước 4: Giai đoạn lau khô và đánh bóng xe
Nước làm bóng được thoa lên thân xe và cuối cùng làm khô bằng khí nóng.
Nước sạch mà thành phần cứng cao, hữu cơ không nên sử dụng trong bước này vì
nó có thể làm cho bề mặt xe không được bóng.
Các kiểu nước thải từ các trạm xăng dầu và rửa xe ở Bangkok, Thailan được
cho trong bảng sau:
16

Bảng 1.4: Nước thải nhiễm dầu của các trạm xăng dầu và rửa xe ở Bangkok,
Thailan [19]
Trạm xăng dầu & rửa Dầu mỡ BOD
Chất rắn lơ
lững pH
xe
(mg/L) (mg/L) (mg/L)
Caltex, Bangkaen 31,6 42 113 7,60
PTT, Bangkaen 25,9 39 86 7,02
Shell, Bangkaen 21,5 23 92 7,85
PTT, Vipavaolee 280,5 180 346 7,51
Shell, Kaseat 63,6 200 346 7,06
Caltex, Nakhornpathum 57,0 500 4724 6,44
Shell, Nakhornpathum 23,3 10 310 7,05
Esso, Nakhornpathum 161,2 1220 952 6,32
PTT, Nonthaburi 7,8 11 696 7,16
Shell, Nonthaburi 14,4 28 121 7,24
Esso, Nonthaburi 16,1 21 682 6,69
Khoảng 7,8-280,5 10-1220 86-4724 6,32-7,86
Giá trị trung bình 63,9 206,72 760 7,08
Hàm lượng dầu trong nước thải nhiễm dầu tại các trạm xăng dầu và rửa xe ở
Bangkok, Thailan có hàm lượng dầu tương đối thấp. Tuy nhiên, tại một số điểm
hàm lượng dầu có thể lên đến 280 mg/L.
1.1.7. Ảnh hưởng của sự cố tràn dầu [3]
1.1.7.1. Ô nhiễm dầu tác động đến hệ sinh thái biển Việt
Nam a. Tổng quan về các hệ sinh thái biển Việt Nam
Biển Đông là một biển lớn (đứng thứ 2 trên thế giới sau biển San Hô ở phía
Đông nước Australia) với diện tích 3,4 triệu km2
và tiếp giáp với 9 quốc gia. Kết
quả nghiên cứu của các nhà khoa học cho biết, trong vùng biển ở nước ta đã phát
hiện được 12.000 loài sinh vật cư trú trong hơn 20 kiểu hệ sinh thái (HST) điển hình
như rừng ngập mặn, thảm cỏ biển, vùng triều cửa sông, đảo, rạn san hô, đáy mềm,
17

đầm phá... Trong đó, có trên 2.038 loài cá, 6.000 loài động vật đáy, 635 loài rong
biển, 43 loài chim, trên 40 loài thú và bò sát biển và hàng ngàn loài động thực vật
phù du khác đã tạo ra các quần xã sinh vật đặc biệt phong phú.
Theo tính toán của các nhà hải dương học, biển Việt Nam có trữ lượng khoảng
3 - 4 triệu tấn cá, khả năng khai thác là 1,5 - 2,0 triệu tấn, mực 30.000 - 40.000 tấn,
tôm biển 50.000 - 60.000 tấn, thân mềm phải đạt đến hàng triệu tấn. Với nguồn lợi
này sẽ giúp cho ngành thủy sản nước ta ngày càng phát triển.
b. Tác động của ô nhiễm dầu đến các HST
Ô nhiễm dầu cũng làm biến đổi cân bằng oxy, gây ra độc tính tiềm tàng trong
HST, khi sự cố ô nhiễm dầu xảy ra, các HST đã bị ảnh hưởng nghiêm trọng và thể
hiện rõ nét nhất là HST rừng ngập mặn, cỏ biển, vùng triều bãi cát, đầm phá và các
rạn san hô. Ô nhiễm dầu đã làm giảm sức chống đỡ, tính linh hoạt và khả năng khôi
phục của các HST từ tác động của các tai biến. Cụ thể, các tác động tiêu cực của ô
nhiễm dầu đến các HST được hiểu theo 3 cấp độ: suy thoái, tổn thương và mất
HST.
Như vậy, có thể thấy ô nhiễm dầu đã tác động trực tiếp hoặc gián tiếp lên các
HST biển và ven biển ở các khía cạnh sau:
Làm biến đổi cân bằng oxy của HST: Dầu có tỷ trọng nhỏ hơn nước, khi chảy
loang trên mặt nước, dầu tạo thành váng và bị biến đổi về thành phần và tính chất.
Khi dầu loang, hàm lượng dầu trong nước tăng cao, các màng dầu làm giảm khả
năng trao đổi oxy giữa không khí với nước, làm giảm hàm lượng oxy của HST, như
vậy cán cân điều hòa oxy trong hệ sẽ bị đảo lộn.
Làm nhiễu loạn các hoạt động sống trong HST: Đầu tiên phải kể đến các nhiễu
loạn áp suất thẩm thấu giữa màng tế bào sinh vật với môi trường, cụ thể là các loài
sinh vật bậc thấp như sinh vật phù du, nguyên sinh động vật luôn luôn phải điều tiết
áp suất thẩm thấu giữa môi trường và cơ thể thông qua màng tế bào. Dầu bao phủ
màng tế bào, sẽ làm mất khả năng điều tiết áp suất trong cơ thể sinh vật, đồng thời
cũng là nguyên nhân làm chết hàng loạt sinh vật bậc thấp, các con non, ấu
18

trùng. Dầu bám vào cơ thể sinh vật sẽ ngăn cản quá trình hô hấp, trao đổi chất và sự
di chuyển của sinh vật trong môi trường nước.
Ảnh hưởng của dầu đối với chim biển chủ yếu là thấm ướt lông chim, làm
giảm khả năng cách nhiệt của bộ lông, làm mất tác dụng bảo vệ thân nhiệt của chim
và chức năng phao bơi, giúp chim nổi trên mặt nước. Bên cạnh đó, cá là nguồn lợi
lớn nhất của biển và cũng là đối tượng chịu tác động tiêu cực mạnh mẽ của sự cố ô
nhiễm dầu, ảnh hưởng này phụ thuộc vào mức độ tan của các hợp chất độc hại có
trong dầu vào trong nước.
Gây ra độc tính tiềm tàng trong HST: Ảnh hưởng gián tiếp của dầu loang đối với
sinh vật thông qua quá trình ngăn cản trao đổi oxy giữa nước với khí quyển tạo điều
kiện tích tụ các khí độc hại như H2S, và CH4 làm tăng pH trong môi trường sinh thái.
Dưới ảnh hưởng của các hoạt động sinh - địa - hóa, dầu dần dần bị phân hủy, lắng đọng
và tích lũy trong các lớp trầm tích của HST làm tăng cao hàm lượng dầu trong trầm
tích gây độc cho các loài sinh vật sống trong nền đáy và sát đáy biển.
Cản trở các hoạt động kinh tế ở vùng ven biển: Dầu trôi theo dòng chảy mặt,
sóng, gió, dòng triều dạt vào vùng biển ven bờ, bám vào đất đá, kè đá, các bờ đảo
làm mất mỹ quan, gây mùi khó chịu đối với du khách khi tham quan du lịch. Do
vậy, doanh thu của ngành du lịch cũng bị ảnh hưởng. Mặt khác, ô nhiễm dầu còn
làm ảnh hưởng đến nguồn giống tôm cá, thậm chí bị chết dẫn đến giảm năng suất
nuôi trồng và đánh bắt thủy sản ven biển.
1.1.7.2. Thiệt hại do ô nhiễm dầu gây ra cho con người
Biển Đông và vùng bờ của nó là nơi giàu có và đa dạng các loại hình tài
nguyên thiên nhiên, cũng như chứa đựng tiềm năng phát triển kinh tế đa ngành, đa
mục tiêu. Bởi vậy, đây cũng là nơi tập trung sôi động các hoạt động phát triển của
con người: trên 50% số đô thị lớn, gần 60% dân số tính theo đơn vị cấp tỉnh, phần
lớn các khu công nghiệp lớn và các khu chế xuất, các vùng nuôi thủy sản, các hoạt
động cảng biển - hàng hải và du lịch đều được phát triển ở đây. Nên một lượng lớn
chất thải ở đây là không tránh khỏi, đặt biệt là các chất thải có mặt của dầu.
19

Chất lượng môi trường biển thay đổi dẫn đến nơi cư trú tự nhiên của loài bị
phá huỷ gây tổn thất lớn về đa dạng sinh học vùng bờ. Dẫn tới hiệu suất khai thác
hải sản giảm, gây tổn thất lớn cho nền kinh tế biển nước ta.
Tràn dầu không chỉ gây tổn thất nguồn nguyên liệu cho quốc gia mà những
hậu quả của nó gây ra không nhỏ đến động thực vật, vùng biển trong khu vực gây
tốn kém chi phí bồi thường thiệt hại từ phía nhà nước, chi phí ứng cứu, khắc phục
sau ô nhiễm,...
+ Chỉ tính riêng vụ tràn dầu ở kho xăng dầu hàng không Liên Chiểu (Đà Nẵng
- 10/2008) đã gây tốn kém chi phí ứng cứu gần 800 triệu đồng và thiệt hại về ngư
nghiệp 122 triệu đồng, chưa kể việc bồi thường phục hồi môi trường bị suy
thoái.
+ Tàu chở dầu KASCO Monrovia va chạm với Cát Lái Jetty, trên sông
Sài Gòn - HCM vào tháng 01/2005, làm tràn 518 tấn DO, thiệt hại 1triệu USD.
+ Ngày 07/07/2013, tại khu vực biển Quy Nhơn ở Hải Minh, TP. Quy Nhơn
đã xảy ra sự cố tràn dầu, gây ra tổng thiệt hại gần 1,9 tỷ đồng. Riêng dầu loang gây
thiệt hại cho 80 hộ nuôi cá lồng bè, với 707 lồng nuôi gần 1,8 tỷ đồng.
Sự cố tràn dầu còn gây ảnh hưởng đến sức khỏe của con người: dầu bay hơi
vào không khí, ô nhiễm các sản phẩm thủy sản, thay đổi cách thức tiêu dùng của
người dân, tăng chấn thương xã hội…
1.2. VỎ SẦU RIÊNG
1.2.1. Nguồn gốc của VSR
VSR là sản phẩm phụ của quá trình tách vỏ sử dụng “cơm” từ quả sầu riêng để
làm thực phẩm trong sản xuất và trong sinh hoạt hằng ngày của con người.
20

Hình 1.1: Quả sầu riêng và vỏ sầu riêng.( tác giả)
Hình 1.2: Cơm sầu riêng. (Nguồn [33])
Sầu riêng tên khoa học Durio zibrthinus, là loại cây ăn trái đặc sắc ở vùng
Đông Nam Á. Sầu riêng có nguồn gốc từ Malaysia và Indonesia. Sau đó, lan dần
sang Philippines, Thái Lan, Campuchia và Việt Nam. Ngoài ra còn được trồng ở
một số nước nhiệt đới Trung Nam Mỹ, một số nước ở Châu Phi và Châu Đại Dương
điển hình như Australia [13].
Chi Durian có nhiều loài, một trong số đó được trồng nhiều và có ý nghĩa kinh
tế nhất ở Đông Nam Á là Durio Zibethinus. Một số khác được trồng ít hơn, giá trị
kinh tế thấp hơn như Durio Oxleyanus, Durio Lowianus, Durio Graveolus [13] …
21

Thành phần chủ yếu của VSR là cellulose thuộc nhóm anpha - cenllulose, độ
ẩm đo được là 81,18%, hàm lượng tro là 0,936% và hàm lượng kim loại nặng có
trong VSR thấp, đáp ứng yêu cầu của an toàn thực phẩm [16].
Quả sầu riêng có một số đặc điểm như sau: Quả sầu riêng có gai dài và nhọn.
Trọng lượng quả từ 1,5 - 4 kg, cá biệt có quả 8 kg. Trong mỗi quả có 5 ô, mỗi ô có
2-6 múi [32].
Bảng 1.5: Tỉ lệ các thành phần trong một quả sầu riêng
STT Thành phần Tỉ lệ (% theo khối lượng)
1 Múi 20-30
2 Hạt 5-15
3 Vỏ 55-56
(Nguồn: [32])
1.2.2. Ngành trồng sầu riêng ở Việt Nam
1.2.2.1. Nguồn gốc và phân bố
Sầu riêng du nhập vào Việt Nam từ Thái Lan và được trồng chủ yếu ở phía
Nam, bởi vùng Nam bộ có điều kiện tự nhiên, thổ nhưỡng, thủy văn, nhiệt độ ổn
định (trung bình từ 26,9o
C - 27,5o
C), nắng bình quân 2.400 giờ/năm rất thích hợp
cho cây sầu riêng sinh trưởng và phát triển. Đặc biệt, vùng Đồng bằng sông Cửu
Long, nhất là các tỉnh Tiền Giang, Bến Tre, Vĩnh Long, có nguồn nước ngọt quanh
năm, đất đai phì nhiêu, phù sa bồi giúp cho sầu riêng tốt tươi quanh năm.
1.2.2.2. Các giống sầu riêng phổ biến tại Việt Nam
Tại nước ta có nhiều giống sầu riêng, trong đó có một số giống phổ biến hiện nay
như:
+ Sầu riêng Ri 6: xuất hiên cách đây rất lâu và cho đến nay đây là loại quả
thơm ngon, giá trị với đặc điểm là “hạt lép, cơm khô ráo, cầm không dính tay và
màu vàng trông thật hấp dẫn và thơm ngon”. Loại sầu riêng này cho giá trị kinh tế
cao và được xếp vào những loại quả thơm ngon được yêu thích tại các hội chợ và
cuộc thi. Điều đặc biệt là đây là giống cây rất dễ trồng, dễ chăm sóc và có khả năng
22

thích nghi cao. Loại quả này cho thu hoạch sớm hơn các giống sầu riêng khác.
Được trồng nhiều ở Vĩnh Long, Cái Mơn, chợ Lách- Bến Tre [39].
+ Sầu riêng 6 Hữu: Mỗi trái nhỏ, thuôn dài, trọng lượng khoảng 1-2kg trở
lại. Vỏ nhiều gai xanh két giống sầu riêng chuồng bò, cơm sầu riêng Sáu Hữu vàng
đậm, bên ngoài nhìn mịn bắt mắt rất dễ nhận biết, các múi khá nhỏ, vỏ mỏng. Vị
béo, khi chín vừa rất béo, khi hơi chín ngọt đường. Hạt rất lép, cơm dẻo, năng suất
thấp, trái nhỏ nhẹ, giá lại cao, nhưng ít người biết đến nên được cho là giống sầu
riêng ít hiệu quả kinh tế, vì những lẽ đó mà rất ít nhà vườn trồng giống này. Phân bố
ở Đồng Bằng Sông Cửu Long và Đông Nam Bộ.
+ Sầu riêng Chuồng Bò: Loại Sầu Riêng này có hình dạng hơi bầu bầu, gai
hơi to, vỏ mỏng, thịt vàng, hạt lép, mùi thơm, vị ngọt, béo, có màu vàng nhạt giống
Ri6. Được trồng nhiều ở Tiền Giang, Bến Tre, Bình Phước, Đồng Nai….
+ Sầu riêng khổ qua xanh: vỏ trái vẫn còn màu xanh khi chín, trái hơi dài,
chóp trái nhọn, có khía, và cuống trái ngắn nhỏ. Trồng nhiều ở Tiền Giang.
+ Sầu riêng khổ qua vàng: trái có màu vàng nhạt khi còn non, khi chín vỏ
trái có màu vàng. Chất lượng trái tương tự như loại khổ qua xanh nhưng cho năng
suất thấp nên ít được ưa chuộng.
+ Sầu riêng khổ qua hột lép: trái màu xanh vàng nhạt, gai to, thưa, chóp trái
phẳng, cuống trái dài, to. Năng suất khá (100 - 200 trái/cây/năm). Trái nặng 1,5 -
3kg, dầy cơm, phẩm chất ngon, tỷ lệ hột lép trong trái khá cao.
+ Sầu riêng Sữa hột lép: trái tròn, vỏ trái màu vàng nâu khi chín, cơm dày
màu vàng, hột lép nhiều, ít xơ, ngọt, béo, thơm. Năng suất trung bình. Trái nặng 2-
3kg, có thể thu hoạch trước trên cây. Đây là giống nổi tiếng ở vùng Chợ Lách (Bến
Tre).
Ngoài ra, còn có một số ít giống phổ biến khác như: sầu riêng Bí Rợ, Vàm
Xẻo, Sáp… và một số giống sầu riêng nhập từ Thái Lan, Mã Lai đang được trồng
thử nghiệm ở nhiều nơi.
23

1.2.2.3. Sản lượng sầu riêng tại Việt Nam
Những năm qua, diện tích và sản lượng sầu riêng trong vùng tăng khá nhanh.
Theo thống kê năm 2014, cả nước trồng trên 17.000 ha sầu riêng, trong đó có trên
15.200 ha trồng tập trung ở 4 tỉnh: Tiền Giang, Vĩnh Long, Bến Tre và Đồng Nai.
Hiện nay, toàn vùng có 12.737 ha sầu riêng cho thu hoạch với sản lượng 210.575
tấn [37].
Bảng 1.6: Thống kê diện tích và sản lượng sầu riêng ở nước ta (năm 2014)
Nơi trồng
Diện tích
Sản lượng
Tổng
Diện tích
STT trồng Sản lượng
sầu riêng (tấn/năm) thu hoạch
(ha) (tấn/năm)
(ha)
Vùng
Tiền Giang 7.390 83.098
Bến Tre 1.843 18.500
1 Nam 12.737 210.575
Vĩnh Long 2.509 20.200
Bộ
Đồng Nai 2
3.865 28.000
2 Các tỉnh khác 1.393 x x x
3 Tổng 17.000 x x x
(Nguồn: [6])
Ghi chú:
+ x: Chưa có số liệu cụ thể
Như vậy, với sản lượng sầu riêng thu hoạch hằng năm tại các tỉnh vùng Nam
Bộ là 210.575 tấn/năm, thì đồng nghĩa với lượng VSR bỏ đi khoảng 55 - 56% khối
lượng VSR, tức là khoảng 115.816 - 117.922 tấn VSR/năm chỉ tính riêng cho vùng
Nam Bộ.
Nếu có các biện pháp thu gom và quản lý một cách có hiệu quả nguồn đầu ra
này, thì có thể nói đây là một nguồn nguyên liệu vô cùng quý giá trong tương lai.
2
[*]: http://nongnghiep.vn/go-kho-cho-sau-rieng-dong-nai post145735.html.
24

1.3. QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ
1.3.1. Khái niệm hấp phụ
Theo GS.TSKH Nguyễn Bin: “Hấp phụ là quá trình hút các chất rắn trên bề
mặt vật liệu xốp nhờ các lực bề mặt. Các vật liệu xốp được gọi là chất hấp phụ (hay
còn gọi là vật liệu hấp phụ), chất bị hút gọi là chất bị hấp phụ” [2].
Theo TS. Phan Xuân Vận và TS. Nguyễn Tiến Quý: “Hấp phụ, đó là hiện
tượng bề mặt nhằm thu hút chất bị hấp phụ lên bề mặt chất hấp phụ làm giảm sức
căng bề mặt của chất hấp phụ” [21].
Có nhiều khái niệm khác nhau về hấp phụ nhưng tóm lại, “Hấp phụ là quá
trình xảy ra khi một chất khí hay chất lỏng bị hút trên bề mặt một chất rắn xốp. Chất
khí hay hơi được gọi là chất bị hấp phụ (adsorbent), chất rắn xốp dùng để hút khí
hay hơi gọi là chất hấp phụ (adsorbate) và những khí không bị hấp phụ gọi là khí
trơ.
1.3.2. Cơ chế của quá trình hấp phụ [34]
Cơ chế của quá trình hấp phụ gồm 3 bước:
+ Bước 1: Sự khuếch tán chất đến bề mặt vật liệu hấp phụ.
+ Bước 2: Sự di chuyển đến mao quản của vật liệu hấp phụ.
+ Bước 3: Hình thành đơn chất bị hấp phụ lên bề mặt chất hấp phụ.
Hình 1.3: Cơ chế của quá trình hấp phụ.
25

Quá trình hấp phụ xảy ra do lực hút tồn tại ở trên và gần sát các mao quản (sức
căng bề mặt).
Sức căng bề mặt của vật liệu hấp phụ chủ yếu là các dạng liên kết như: liên kết
Vander Waals, liên kết tĩnh điện, liên kết Hydro, liên kết hóa trị...
1.3.3. Phân loại quá trình hấp phụ [34]
1.3.3.1. Hấp phụ vật lý
+ Các phân tử bị hấp phụ giữ lại trên bề mặt chất hấp phụ nhờ những liên kết
yếu như: lực Vander Waals, liên kết Hydro...
+ Các phân tử chỉ bị giữ lại nhưng không tạo thành hợp chất hóa học (không
hình thành các liên kết hóa học gồm các liên kết ion, cộng hóa trị, liên kết phối
trí…).
+ Hấp phụ vật lý luôn thuận nghịch, nhiệt hấp phụ không lớn và ít phụ thuộc
vào nhiệt độ.
1.3.3.2. Hấp phụ hóa học
+ Có bản chất là một phản ứng hóa học, hình thành các liên kết hóa học bền
và tạo thành hợp chất.
+ Hấp phụ hóa học luôn bất thuận nghịch, nhiệt hấp phụ lớn nên thường được
tiến hành trong điều kiện nhiệt độ cao.
+ Hấp phụ hóa học liên quan đến hàng rào hoạt hóa còn được gọi là hấp phụ
hoạt hóa.
1.4. CÁC LOẠI VẬT LIỆU HẤP PHỤ DẦU HIỆN NAY [7]
Hiện nay, trên thế giới có rất nhiều loại vật liệu hấp phụ dầu khác nhau, nhờ
phương pháp cải tiến các vật liệu hấp phụ hiện nay cho độ hấp phụ tương đối cao,
ngoài ra còn tăng khả năng kỵ nước. Các loại vật liệu mới đã được nghiên cứu như:
1.4.1. Vật liệu hấp phụ dầu hữu cơ tổng hợp
Vật liệu hấp phụ dầu chủ yếu được chế tạo từ các loại polymer hữu cơ tổng
hợp như PP (Polypropylen), PE (Polyethylene), PU (Polyurethane), polyeste,
polyamit, copolymer khối trên cơ sở của ankylstyren, polycacbodimit, các loại
copolymer khối trên cơ sở PP và PE.
26

1.4.1.1. Ưu điểm
+ Nhẹ vì có tỷ trọng thấp.
+ Không hoặc ít hút nước.
+ Có tính năng cơ - lý cao, bền với môi trường và hóa chất.
+ Khả năng hấp phụ dầu cao.
+ Có thể sản xuất công nghiệp nên có sẵn trong thị trường.
+ Dễ gia công thành sợi nên sản phẩm đa dạng như các loại phao, gối,
chăn, khăn,...
1.4.1.2. Nhược điểm
+ Giá thành cao.
+ Độ bền cao nên khó phân hủy sinh học, gây ô nhiễm môi trường.
1.4.2. Vật liệu hấp phụ dầu hữu cơ có nguồn gốc thiên nhiên
Các sản phẩm và phế phải của nông nghiệp được sử dụng để làm vật liệu hấp
phụ như các loại sợi bông (bông vải, bông gạo, bông gòn,...) các loại cỏ bông, rơm
rạ, lõi ngô, bã mía, mùn cưa, xơ dừa, sợi gỗ, một số loại vỏ cây, thực vật thân mềm
như rau nhút, các sản phẩm có nguồn gốc từ xenlulozo biến tính khác.
1.4.2.1. Ưu điểm
+ Có nguồn gốc từ thiên nhiên và có thể tái sử dụng được.
+ Giá thành thấp.
+ Thân thiện với môi trường và có khả năng tự phân hủy sinh học.
+ Cấu trúc dạng sợi nên dễ gia công thành các loại sản phẩm khác nhau
phù hợp với tình hình công tác ứng cứu.
+ Tỷ trọng cao nên khó nổi trên mặt nước.
+ Vật liệu có tính ưa nước cao, khả năng hấp phụ dầu thấp.
1.4.3. Vật liệu hấp phụ dầu vô cơ
Bao gồm các loại khoáng sét (diatomite, cát thạch anh, thạch anh tinh thể,
silica,...) khoáng sét hữu cơ, zeolite, sợi thủy tinh, than chì, than hoạt tính...
1.4.3.1. Ưu điểm
27

+ Có sẵn.
+ Giá thành thấp.
+ Tỷ trọng cao.
+ Không tái sử dụng được.
+ Hút nước, hấp phụ dầu kém.
+ Dạng bột, hạt nên khó bảo quản, vận chuyển, khó áp dụng trong các
tình huống có gió to, sóng lớn.
+ Vật liệu sau hấp phụ có thể lắng xuống đáy và làm ô nhiễm nguồn
nước vùng đáy.
1.5. CÁC NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN
1.5.1. Các nghiên cứu về vật liệu hấp phụ dầu
1.5.1.1. Trên thế giới
Hiện nay trên thế giới có rất nhiều nhà khoa học đã nghiên cứu chế tạo thành
công các vật liệu hấp phụ dầu:
Các nhà khoa học của Trung Quốc (Xuchun Gui, Jinquan Wei, Kunli Wang)
đã chế tạo thành công vật liệu xốp CNTs có khả năng hấp phụ dầu rất cao (Q =
143), có khả năng tái sử dụng được nhiều lần, dễ dàng thu hồi dầu bằng phương
pháp ép cơ học hoặc đốt cháy [7].
Nghiên cứu ứng dụng của các chất hấp phụ tự nhiên trong hấp phụ dầu thô của
Reza Behnood và cộng sự [25]. Nội dung của nghiên cứu này là sử dụng cây sậy, lá
mía và bã mía để hấp phụ dầu thô trong các hệ thống khô (chỉ có dầu). Các kết quả
nghiên cứu cho thấy bã mía có khả năng hấp phụ dầu cao hơn so với các vật liệu
còn lại (sậy = 4,4g/g chất hấp phụ; lá mía = 5,5g/g chất hấp phụ và bã mía = 8g/g
chất hấp phụ). Khả năng hấp phụ dầu tối đa của bã mía nguyên liệu ở hệ thống dầu
khô và hệ thống lớp dầu thô lần lượt là 8g và 6,6g dầu thô trên mỗi gam chất hấp
phụ. Thời gian hấp phụ tối ưu quan sát được là 5 phút.
Nghiên cứu sử dụng vỏ trấu nhiệt phân làm vật liệu hấp phụ xử lý nước ô
nhiễm dầu diesel của Aleksandar Dimitrov và cộng sự [22]. Mục tiêu của nghiên
28

cứu này sử dụng tro của vỏ trấu gạo đen từ quá trình phân hủy nhiệt vỏ trấu thô trên
một nhà máy thí điểm lò phản ứng tần sôi để làm vật liệu hấp phụ dầu diesel. Các
đặc tính của tro được xác định bằng các phân tích hóa học, chụp ảnh SEM, phương
pháp phổ nhiễu xạ tia X, phổhồng ngoaịFTIR và phân tích nhiệt. Khả năng hấp phụ
dầu của tro vỏ trấu được xác định ở 15, 20 và 25o
C. Các kết quả nghiên cứu cho
thấy tro vỏ trấu có khả năng hấp phụ dầu rất cao và có thể sử dụng như một chất hấp
phụ dùng để xử lý ô nhiễm dầu ở thủy vực. Cụ thể, thời gian hấp phụ đạt trạng thái
cân bằng là 10 phút và khả năng hấp phụ dầu diesel của vật liệu là 5,02g/g vật liệu.
1.5.1.2. Trong nước
Trong những năm gần đây tình hình tràn dầu ở nước ta diễn ra khá nhiều,
đứng trước tình hình đó nhiều công trình nghiên cứu về vật liệu xử lý dầu tràn đã
được xây dựng. Chủ yếu tập trung vào các nguồn nguyên liệu hữu cơ có sẵn trong
tự nhiên, chi phí thấp, đặc biệt là có khả năng phân hủy sinh học không gây ảnh
hưởng đến môi trường. Dưới đây là một số nghiên cứu của các tác giả trong nước:
“Nghiên cứu và khảo sát khả năng xử lý dầu loang bằng rau NEPTUNIA
OLERACEA (Rau Nhút/Rút)” của Nguyễn Hữu Biên & Phạm Quang Thới – Đại
học Bà Rịa - Vũng Tàu [1]. Mục đích của nghiên cứu này là tìm ra loại vật liệu có
khả xử lý dầu loang tốt, có sẵn, rẻ tiền và cho hiệu suất cao từ lớp xốp của cây rau
nhút. Nghiên cứu bước đầu khảo sát hình thái học của vật liệu qua ảnh chụp vi cấu
trúc bề mặt bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM), tiếp theo xác định phương pháp
làm khô vật liệu tối ưu bằng nhiệt hoặc gió, cuối cùng là khảo sát các yếu tố ảnh
hưởng đến quá trình hấp phụ của vật liệu và khả năng tái sử dụng của vật liệu. Kết
quả nghiên cứu cho thấy Rau nhút sau khi làm sạch và để khô gió trong 6 giờ có khả
năng hấp phụ chọn lọc với dầu và nước hơn là phương pháp sấy. Mỗi gam vật liệu
có thể hấp phụ trung bình khoảng 17,7g dầu. Nếu tái sử dụng 1g vật liệu có thể hấp
phụ trên 72,88g dầu sau 8 lần tái sử dụng khả năng tái sử dụng của vật liêu lên đến 8
lần, với 1g vật liệu cho lượng dầu hấp phụ tổng cộng 72,88g. Thời gian hấp phụ dầu
nhanh khoảng 5 - 10 phút, kết quả từ hình ảnh SEM cho thấy rằng cấu trúc của vật
liệu này không có dạng mao quản và sự hấp phụ các phân tử chất bị hấp phụ
29

chủ yếu xảy ra trên bề mặt. Nghiên cứu này đã mở ra một hướng nghiên cứu mới
trong việc nghiên cứu chế tạo vật liệu hấp phụ từ nguồn nguyên liệu có sẵn và sản
lượng thu hoạch lớn ở Việt Nam mỗi năm để xử lý nước nhiễm dầu. Tuy nhiên, đề
tài này vẫn còn một số hạn chế sau: chưa phân tích được cấu tạo của vật liệu, chưa
đánh giá được khả năng hấp phụ của vật liệu đối với các loại dầu khác nhau và hiệu
quả kinh tế khi sử dụng vật liệu vào trong thực tế.
“Nghiên cứu khả năng hấp phụ dầu trong nước thải bằng các vật liệu tự nhiên
như thân bèo, lõi ngô, rơm và xơ dừa” của nhóm nghiên cứu của trường Đại học
Hàng Hải [5]. Các loại vật liệu xử lý bước đầu, sau đó được cắt nhỏ, rây lấy kích
thước phù hợp và được sấy khô vật liệu ở 150o
C. Các mẫu vật liệu sau khi sấy được
đem đi khảo sát một số thông số vật lý cơ bản của VLHP như: độ trương nở (Q), hệ
số trương nở (DI), khả năng hấp phụ dung môi (VAS). Khảo sát khả năng hấp phụ
dầu trong nước thải của các loại vật liệu được tiến hành bằng phương pháp hấp phụ
động trên cột, cuối cùng đề tài còn nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đối với vật liệu
hấp phụ như: ảnh hưởng của lưu lượng, độ mặn đến khả năng hấp phụ dầu của vật
liệu. Kết quả nghiên cứu cho thấy khả năng hấp phụ dầu của thân cây bèo là tốt
nhất, 1g vật liệu thì có khả năng hấp phụ 0,29g dầu. Lưu lượng chảy càng nhanh thì
khả năng hấp phụ của vật liệu càng kém. Kết quả nghiên cứu cũng chỉ ra rằng ở
cùng một thể tích vật liệu được nhồi cột, lưu lượng nước thải càng lớn thì khả năng
hấp phụ càng kém, độ mặn của nước thải càng thấp thì khả năng hấp phụ dầu của
vật liệu càng cao. Đề tài đã khảo sát khả năng hấp phụ của vật liệu bằng phương
pháp hấp phụ động trên cột, tuy nhiên đề tài vẫn chưa khảo sát được các yếu tố ảnh
hưởng chính đến quá trình hấp phụ [9].
“Nghiên cứu Graphit và khả năng chế tạo vật liệu xử lý ô nhiễm dầu trong môi
trường nước” của nhóm nghiên cứu Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
và Đại học Nguyễn Tất Thành [11]. Nhằm tăng khả năng ứng dụng và hiệu quả của
graphit tự nhiên, nghiên cứu đã biến tính graphit bằng các phương pháp khác nhau tạo
ra graphit tróc nở (Exfoliated Graphit-EG). Vật liệu EG được chế tạo bằng cách xen
chèn thêm một số tác chất như H2SO4 (98%) và H2O2 (30%) hoặc
30

HClO4 (72%) và HNO3 (65%). Sau khi tạo các sản phẩm xen chèn tàn dư, sản phẩm
được chuyển sang quá trình tróc nở theo phương pháp sốc nhiệt bằng lò vi sóng và
lò nung muffle. Cuối cùng là khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tróc nở và
khảo sát khả năng hấp phụ dầu của vật liệu bằng cách cho một lượng dầu nhất định
vào cốc thủy tinh đã chứa sẵn nước, sau đó rải từ từ 0,1g EG trên mặt nước nhiễm
dầu. Xác định thời gian cần thiết để hoàn thành quá trình hấp thu dầu. Sau khi kết
thúc quá trình hấp thu dầu, EG đã hấp thu dầu được loại khỏi dung dịch nhờ quá
trình lọc trên lưới lọc tại áp suất thường, sau đó cân xác định khối lượng. Kết quả
thí nghiệm cho thấy sản phẩm EG có độ xốp lớn, hệ số tróc nở thể tích Kv khoảng
90 - 112 lần. EG được thử nghiệm khả năng hấp thu dầu diesel cho thấy độ hấp thu
dầu đạt 35 - 43g dầu/g EG, thời gian hấp thu bão hòa là 2 phút. Tuy nhiên nghiên
cứu này vẫn chưa hoàn thiện quy trình công nghệ tổng hợp EG, đánh giá tính chất
EG (khoảng cách lớp giãn nở, diện tích bề mặt riêng, thể tích lỗ xốp, đặc tính hình
thái bề mặt của graphit trước và sau tróc nở...), khảo sát khả năng hút dầu của EG
trong môi trường nước biển, cũng như biện pháp thu hồi, tái sử dụng vật liệu, dầu
được hấp thu.
Ngoài ra còn một số nghiên cứu của các tác giả sau: “Nghiên cứu khả năng
hấp phụ dầu của một số khoáng tự nhiên vào việc xử lý nước nhiễm dầu trong các
sự cố tràn dầu trên biển” của Nguyễn Ngọc Khang - ĐH Hàng Hải Việt Nam - Hải
Phòng [8] và “Nghiên cứu chế tạo vật liệu mới hấp phụ chọn lọc dầu trong hệ dầu -
nước có khả năng ứng dụng trong các quá trình tách chất và xử lý sự cố tràn dầu”
của Vũ Thị Thu Hà [7].
1.5.2. Các nghiên cứu về khả năng hấp phụ của vỏ sầu riêng
1.5.2.1. Trên thế giới
Hiện nay trên thế giới đã có rất nhiều công trình nghiên cứu sử dụng VSR để
làm vật liệu hấp phụ, nhưng chủ yếu là chế tạo than hoạt tính từ VSR để làm vật
liệu xử lý màu trong nước thải. Cụ thể một số công trình nghiên cứu điển hình như
sau:
31

“Nghiên cứu chế tạo than hoạt tính từ vỏ sầu riêng” của tác giả Zahidah bitin
Ahmad Zulfa [27]. Nghiên cứu này đã chế tạo VSR thành than hoạt tính ở các điều
kiện khác nhau để làm vật liệu hấp phụ màu trong nước thải. Cụ thể VSR được xử
lý sơ bộ sau khi thu gom về, sau đó được sấy khô và nghiền thành bột. Tiếp đến
VSR được tẩm KOH với các nồng độ và tỉ lệ khác nhau và được than hóa ở các điều
kiện nhiệt độ khác nhau dưới tác dụng của dòng khí N2, sau đó VSR đã được than
hóa được khảo sát khả năng hấp phụ màu trong nước thải. Kết quả nghiên cứu cho
thấy năng suất chế tạo vật liệu tối đa là 37% cho vỏ sầu riêng được ngâm tẩm với
KOH ở 1:4 theo tỉ lệ khối lượng, than hóa ở 400o
C trong 2 giờ và hiệu quả xử lý
màu trong nước thải đạt tỷ lệ hấp thụ tối đa là 98,35% với khả năng hấp phụ tối đa
24,59 mg/g.
“Nghiên cứu sử dụng VSR như một chất hấp phụ với giá thành thấp” của tác
giả: Syakirah Afiza Mohammed, Nor Wahidatul Azura Zainon Najib and
Vishnuvarthan Muniandi [26]. Nghiên cứu này sử dụng vật liệu hấp phụ là VSR có
nguồn gốc từ phế phẩm nông nghiệp. VSR được xử lý sơ bộ, sấy khô và nghiền với
kích thước hạt 0,15 - 0,3 mm. Sau đó VSR được sử dụng để hấp phụ Methylene
Blue và Brilliant Green, cuối cùng là khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình
hấp phụ. Kết quả nghiên cứu cho thấy khả năng hấp phụ Methylene Blue cao nhất
và thấp nhất đối 95,91% và 87,46%, trong khi đó Brilliant Green cao nhất và thấp
nhất là 97,81% và 87,79%. Ngoài ra, thời gian hấp phụ đạt bão hòa là 30 phút,
thông qua các nghiên cứu cân bằng hấp phụ sử dụng mô hình đường đẳng nhiệt
Langmuir và Freundlich, khả năng hấp phụ tối đa Brilliant Green là 95,23 mg/g,
tiếp theo là Methylene Blue với 84,75 mg/g.
Các nghiên cứu tương tự như “Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện chất hấp
phụ trong quá trình loại bỏ dầu bằng chất thải vỏ sầu riêng” của Mohammad Bin
Abdullah và cộng sự [24]. Mục tiêu của nghiên cứu này là thử nghiệm khả năng hấp
phụ dầu của chất thải VSR và khảo sát sự ảnh hưởng của điều kiện chất hấp phụ lên
khả năng hấp phụ dầu của VSR. Bằng cách sử dụng các loại VSR tự nhiên khác
nhau và xử lý bột vỏ sầu riêng thành một chất hấp phụ, các kết quả của nghiên cứu
32

Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu so sánh hiệu quả xử lý dầu khoáng của một số loại vỏ sầu riêng

Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu so sánh hiệu quả xử lý dầu khoáng của một số loại vỏ sầu riêng

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu so sánh hiệu quả xử lý dầu khoáng của một số loại vỏ sầu riêng

Similar to Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu so sánh hiệu quả xử lý dầu khoáng của một số loại vỏ sầu riêng (20)

More from lamluanvan.net Viết thuê luận văn

More from lamluanvan.net Viết thuê luận văn (20)

Đồ án tốt nghiệp Nghiên cứu so sánh hiệu quả xử lý dầu khoáng của một số loại vỏ sầu riêng