Nghiên cứu tận dụng bùn đỏ để xử lý dư lượng kháng sinh trong môi trường nước - Luận án Tiến sĩ
Nghiên cứu mới khám phá cách xử lý hiệu quả dư lượng bằng bùn đỏ, mang lại giải pháp bền vững và thân thiện môi trường.
Năm xuất bản
Số trang
189
Thời gian đọc
29 phút
Lượt xem
0
Lượt tải
0
Phí lưu trữ
50 Point
Tổng quan nhanh
- Chủ đề:
- 1. Thực trạng ô nhiễm kháng sinh nguồn nước và bùn đỏ
- Số trang:
- 189 trang
- Trường:
- Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội
- Chuyên ngành:
- Kỹ thuật Môi trường
- Tác giả:
- Nguyễn Thị Mai
- Năm:
- 2025
Tóm tắt nội dung luận án
I. Thực trạng ô nhiễm kháng sinh nguồn nước và bùn đỏ
Tình trạng ô nhiễm kháng sinh nguồn nước đang trở thành thách thức môi trường toàn cầu. Dư lượng thuốc kháng sinh từ các hoạt động dân sinh, y tế và nông nghiệp liên tục xả thẳng ra các lưu vực sông ngòi. Các hợp chất này khó phân hủy sinh học trong điều kiện tự nhiên. Chúng gây hiện tượng kháng kháng sinh nguy hiểm cho cộng đồng. Cùng lúc đó, ngành khai khoáng bô xít thải ra hàng triệu tấn bùn đỏ mỗi năm. Bùn đỏ bô xít có tính kiềm cao và khó quản lý an toàn. Việc nghiên cứu tận dụng bùn đỏ bô xít để chế tạo vật liệu xử lý dư lượng kháng sinh là hướng đi cấp thiết. Giải pháp này giải quyết cùng lúc hai bài toán ô nhiễm môi trường. Nguồn chất thải rắn được tái sinh thành nguồn tài nguyên xử lý nước thải giá trị cao.
1.1. Báo động ô nhiễm kháng sinh nguồn nước hiện nay
Ô nhiễm kháng sinh nguồn nước diễn ra trên diện rộng với mức độ ngày càng nghiêm trọng. Các trạm xử lý nước thải thông thường không thể loại bỏ triệt để các loại kháng sinh bền vững. Nước thải y tế từ bệnh viện và cơ sở điều trị chứa nồng độ kháng sinh rất cao. Đồng thời, nước thải chăn nuôi mang theo lượng lớn dư lượng thuốc thú y thải trực tiếp ra môi trường. Kháng sinh ciprofloxacin và kháng sinh tetracycline xuất hiện phổ biến trong các thủy vực tự nhiên. Sự tồn lưu lâu dài của kháng sinh thúc đẩy sự phát triển của vi khuẩn kháng thuốc. Các gen kháng kháng sinh lan truyền đe dọa trực tiếp đến hệ sinh thái và sức khỏe con người. Việc tìm kiếm công nghệ mới để phân hủy hoàn toàn các phân tử kháng sinh là ưu tiên hàng đầu của ngành kỹ thuật môi trường hiện đại.
1.2. Thách thức từ bauxite residue trong công nghiệp
Chất thải bùn đỏ hay bauxite residue là sản phẩm phụ từ quy trình Bayer luyện nhôm. Lượng bùn đỏ bô xít phát sinh hàng năm lên tới hàng trăm triệu tấn trên toàn thế giới. Bùn đỏ có độ pH rất cao từ 10 đến 13. Thành phần bùn đỏ chứa nhiều oxit kim loại như sắt, nhôm, silic và titan. Các bãi chứa bùn đỏ chiếm dụng diện tích đất khổng lồ. Nguy cơ rò rỉ kiềm và kim loại nặng đe dọa nghiêm trọng đến đất và nguồn nước ngầm xung quanh. Chi phí lưu giữ và xử lý bãi thải bùn đỏ vô cùng tốn kém. Do đó, việc tái chế bùn đỏ thành sản phẩm có ích là mục tiêu cấp bách. Tận dụng nguồn oxit sắt phong phú trong bùn đỏ để chế tạo vật liệu xúc tác môi trường mở ra tiềm năng kinh tế và kỹ thuật rất lớn.
II. Giải pháp biến tính bùn đỏ bô xít làm chất xúc tác
Bùn đỏ nguyên bản có diện tích bề mặt thấp và tính kiềm mạnh. Do đó, việc biến tính bùn đỏ là bước then chốt để nâng cao hoạt tính xử lý. Quá trình biến tính loại bỏ các thành phần kiềm tự do không mong muốn. Cấu trúc mao quản và diện tích bề mặt riêng của vật liệu tăng lên rõ rệt sau xử lý. Các oxit sắt dạng Fe2O3 trong bùn đỏ được kích hoạt thành các tâm phản ứng giàu năng lượng. Vật liệu biến tính có thể đóng vai trò kép: vừa là vật liệu hấp phụ từ bùn đỏ, vừa là chất xúc tác quang hóa dị thể. Sự kết hợp giữa bùn đỏ và nguồn carbon sinh khối tạo ra vật liệu composite ưu việt. Vật liệu mới có độ bền cơ học cao, dễ thu hồi và tái sử dụng nhiều lần mà không làm phát tán kim loại nặng ra môi trường.
2.1. Công nghệ bùn đỏ hoạt hóa axit và nhiệt phân
Phương pháp bùn đỏ hoạt hóa axit là kỹ thuật phổ biến để biến đổi bề mặt vật liệu. Axit clohydric hoặc axit sunfuric được dùng để trung hòa tính kiềm dư và hòa tan các tạp chất vô cơ. Bề mặt bùn đỏ sau khi rửa axit xuất hiện nhiều lỗ xốp nano mới. Diện tích bề mặt BET của vật liệu tăng từ mức dưới 20 m2/g lên trên 80 m2/g. Quá trình nhiệt phân ở nhiệt độ 400 đến 600 độ C giúp ổn định pha tinh thể oxit sắt. Cấu trúc oxit sắt biến đổi tăng cường khả năng trao đổi electron. Bùn đỏ hoạt hóa axit sở hữu mật độ nhóm chức hydroxyl bề mặt phong phú. Các nhóm chức này đóng vai trò quyết định trong việc hấp phụ phân tử kháng sinh và kích hoạt các phản ứng oxi hóa nâng cao.
2.2. Chế tạo vật liệu tổ hợp bùn đỏ và than trấu
Nghiên cứu tập trung tổng hợp vật liệu tổ hợp giữa bùn đỏ bô xít và than sinh học trấu (RMR). Than trấu đóng vai trò khung đỡ carbon dẫn điện tốt và tăng diện tích tiếp xúc. Bùn đỏ phân tán đều trên nền than trấu ngăn ngừa hiện tượng kết tụ hạt nano oxit sắt. Quá trình đồng nhiệt phân trong điều kiện yếm khí tạo ra liên kết bền vững giữa pha vô cơ và hữu cơ. Vật liệu composite RMR có độ xốp cao, tỷ trọng nhẹ và khả năng nổi lơ lửng tốt trong dung dịch. Sự phối hợp này nâng cao hiệu quả thu hút các chất ô nhiễm hữu cơ về gần bề mặt xúc tác. Vật liệu RMR thể hiện độ bền hóa học vượt trội trong khoảng pH rộng từ 3 đến 9.
III. Ứng dụng bùn đỏ xử lý dư lượng kháng sinh hiệu quả
Vật liệu tổ hợp từ bùn đỏ được ứng dụng mạnh mẽ vào các quy trình oxi hóa nâng cao AOPs. Nghiên cứu thực nghiệm chứng minh khả năng xử lý dư lượng kháng sinh đạt hiệu suất vượt trội. Các hệ phản ứng không chỉ dừng lại ở hấp phụ đơn thuần. Quá trình kết hợp giữa xúc tác bùn đỏ với sóng siêu âm và bức xạ ánh sáng giúp bẻ gãy hoàn toàn các vòng thơm kháng sinh. Các loại kháng sinh khó xử lý như ciprofloxacin (CIP) bị phân hủy nhanh chóng trong thời gian ngắn. Tỷ lệ khoáng hóa hợp chất hữu cơ thành CO2 và H2O đạt mức cao. Đây là minh chứng rõ ràng cho tiềm năng thay thế các chất xúc tác thương mại đắt tiền bằng vật liệu biến tính từ bùn đỏ.
3.1. Phân hủy kháng sinh bằng hệ Fenton siêu âm SF
Hệ Fenton siêu âm (Sono-Fenton - SF) kết hợp sóng siêu âm công suất cao với xúc tác bùn đỏ và hydro peroxide (H2O2). Sóng siêu âm tạo ra hiện tượng xâm thực khí cục bộ sinh nhiệt độ và áp suất cực lớn. Hiện tượng này phân tách liên tục phân tử nước thành các gốc hydroxyl tự do. Đồng thời, sóng siêu âm liên tục làm sạch bề mặt hạt bùn đỏ, ngăn ngừa hiện tượng thụ động hóa tâm xúc tác sắt. Xúc tác bùn đỏ biến tính đẩy nhanh tốc độ phân hủy H2O2 thành gốc tự do có tính oxy hóa mạnh. Trong hệ SF, kháng sinh ciprofloxacin bị phân giải hơn 85% chỉ sau 60 phút phản ứng. Hiệu suất xử lý duy trì ổn định ngay cả trong điều kiện nồng độ kháng sinh đầu vào biến động.
3.2. Đột phá từ hệ quang Fenton siêu âm nâng cao SPF
Hệ quang Fenton siêu âm (Sono-Photo-Fenton - SPF) là bước cải tiến vượt bậc khi tích hợp thêm bức xạ ánh sáng khả kiến hoặc UV. Nguồn sáng kích thích quá trình chuyển dời electron trên bề mặt oxit sắt và titan trong bùn đỏ. Phản ứng quang hóa thúc đẩy quá trình khử ion Fe(III) trở lại Fe(II) một cách nhanh chóng. Chu trình sắt khép kín này giúp duy trì nồng độ gốc oxy hóa liên tục mà không cần bổ sung lượng lớn muối sắt hòa tan. Sự cộng hưởng giữa photon ánh sáng và sóng siêu âm nâng hiệu suất phân hủy kháng sinh lên hơn 95%. Hệ SPF giúp giảm thiểu thời gian xử lý xuống còn một nửa so với phương pháp Fenton truyền thống, đồng thời triệt tiêu độ độc của sản phẩm trung gian.
IV. Cơ chế phân hủy kháng sinh bằng xúc tác từ bùn đỏ
Cơ chế hoạt động của vật liệu biến tính từ bùn đỏ bô xít dựa trên sự tương tác đa cơ chế. Giai đoạn đầu là sự khuếch tán và hấp phụ nhanh chóng phân tử kháng sinh lên bề mặt xốp. Vật liệu hấp phụ từ bùn đỏ kéo các phân tử ô nhiễm vào vùng phản ứng tập trung. Tiếp theo, các ion sắt Fe(II)/Fe(III) trên bề mặt tiếp xúc với chất oxy hóa H2O2 để kích hoạt chuỗi phản ứng Fenton dị thể. Các gốc tự do sinh ra tấn công trực tiếp vào các liên kết yếu trong khung phân tử kháng sinh. Phân tử thuốc kháng sinh bị cắt mạch thành các mảnh hữu cơ nhỏ hơn như axit carboxylic trước khi bị khoáng hóa hoàn toàn. Cơ chế này loại bỏ hoàn toàn hoạt tính kháng sinh mà không sinh bùn thải thứ cấp độc hại.
4.1. Vai trò tạo gốc tự do oxy hóa mạnh OH và O2
Các gốc tự do hydroxyl (.OH) và superoxide (.O2-) đóng vai trò chủ lực trong chu trình phân hủy. Khảo sát phổ cộng hưởng từ điện tử và chất dập tắt gốc tự do xác nhận sự hiện diện dồi dào của .OH trên bề mặt xúc tác bùn đỏ. Gốc hydroxyl sở hữu thế oxy hóa rất cao (+2.8 V), có khả năng phản ứng không chọn lọc với hầu hết các tạp chất hữu cơ. Trong khi đó, sóng siêu âm và hiệu ứng quang hóa tạo ra thêm gốc .O2- và lỗ trống quang sinh h+. Sự phối hợp của nhiều gốc tự do phá vỡ vòng piperazine và nhóm quinolone trên phân tử kháng sinh. Quá trình biến đổi hóa học diễn ra liên tục cho đến khi kháng sinh chuyển hóa thành carbon dioxide, nước và các ion khoáng vô cơ vô hại.
4.2. Xử lý kháng sinh tetracycline và ciprofloxacin
Nghiên cứu kiểm chứng khả năng xử lý trên hai đại diện kháng sinh phổ biến: ciprofloxacin và kháng sinh tetracycline. Kháng sinh tetracycline có cấu trúc bốn vòng thơm ngưng tụ, rất khó xử lý bằng vi sinh thông thường. Khi đưa vào hệ xúc tác bùn đỏ cải tiến, nhóm chức phenol và liên kết đôi trên khung tetracycline bị tấn công tức thì. Nồng độ kháng sinh tetracycline giảm mạnh trên 90% trong 45 phút đầu. Tương tự, phân tử ciprofloxacin bị cắt đứt nhánh liên kết flo và vòng thơm trung tâm. Các phép phân tích sắc ký khối phổ HPLC-MS cho thấy độc tính sinh thái của dung dịch sau phản ứng giảm rõ rệt. Kết quả chứng minh vật liệu bùn đỏ có phổ xử lý rộng trên nhiều nhóm kháng sinh khác nhau.
V. Tiềm năng ứng dụng bùn đỏ xử lý nước thải y tế lớn
Nghiên cứu mở ra hướng đi thực tiễn đầy hứa hẹn cho việc làm sạch môi trường nước tại Việt Nam. Việc tận dụng nguồn bùn đỏ bô xít dồi dào từ các nhà máy Tân Rai hay Nhân Cơ giúp hạ giá thành sản xuất vật liệu lọc nước. Thay vì chôn lấp tốn kém, bauxite residue trở thành chất xúc tác giá trị cao. Quy trình chế tạo đơn giản, thân thiện với môi trường và phù hợp với quy mô công nghiệp. Công nghệ xử lý dư lượng kháng sinh bằng vật liệu bùn đỏ đáp ứng các tiêu chuẩn xả thải khắt khe. Mô hình này đóng góp thiết thực vào nền kinh tế tuần hoàn, biến chất thải công nghiệp thành giải pháp bảo vệ tài nguyên nước bền vững.
5.1. Khả năng làm sạch nước thải y tế chứa kháng sinh
Nước thải y tế là nguồn phát thải tập trung lượng lớn các loại kháng sinh và vi khuẩn kháng thuốc. Nồng độ chất ô nhiễm phức tạp trong nước thải bệnh viện thường làm suy giảm hiệu quả của các hệ thống sinh học hiếu khí. Ứng dụng vật liệu bùn đỏ biến tính làm giai đoạn tiền xử lý hoặc xử lý nâng cao mang lại hiệu quả vượt bậc. Hệ thống oxi hóa nâng cao với xúc tác bùn đỏ loại bỏ nhanh chóng dư lượng kháng sinh, giảm mạnh chỉ số COD và tiêu diệt mầm bệnh. Nước thải sau xử lý đạt quy chuẩn xả thải y tế hiện hành, ngăn chặn triệt để nguy cơ phát tán gen kháng thuốc ra môi trường tiếp nhận công cộng.
5.2. Giải pháp xử lý kháng sinh nước thải chăn nuôi
Nước thải chăn nuôi gia súc, gia cầm chứa hàm lượng hữu cơ cao cùng dư lượng kháng sinh tetracycline và sulfonamide lớn. Nguồn xả thải này gây ô nhiễm nghiêm trọng đất nông nghiệp và nguồn nước ngầm nông thôn. Sử dụng vật liệu composite bùn đỏ kết hợp than trấu cung cấp giải pháp xử lý chi phí thấp cho các trang trại. Than trấu hấp phụ nhanh chất hữu cơ hòa tan, trong khi bùn đỏ bô xít phân hủy triệt để kháng sinh tồn dư. Thiết bị phản ứng Fenton dạng module dễ vận hành, không đòi hỏi kỹ thuật cao và tận dụng được phụ phẩm nông nghiệp sẵn có. Giải pháp này giúp người chăn nuôi bảo vệ môi trường và phát triển kinh tế trang trại an toàn sinh học.
Mục lục chi tiết luận án
Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Tải đầy đủ (189 trang)Trích đoạn nội dung luận án
Tải xuống để đọc toàn bộĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Thị Mai NGHIÊN CỨU TẬN DỤNG BÙN ĐỎ ĐỂ XỬ LÝ DƯ LƯỢNG KHÁNG SINH TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC LUẬN ÁN TIẾN SĨ KĨ THUẬT MÔI TRƯỜNG Hà Nội - 2025 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Thị Mai NGHIÊN CỨU TẬN DỤNG BÙN ĐỎ ĐỂ XỬ LÝ DƯ LƯỢNG KHÁNG SINH TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC Chuyên ngành: Kĩ thuật Môi trường Mã số: 9520320.01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KĨ THUẬT MÔI TRƯỜNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. NGUYỄN MẠNH KHẢI 2. ĐẶNG VĂN THÀNH Hà Nội - 2025 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi dưới sự hướng dẫn của GS. Nguyễn Mạnh Khải và PGS.
Tất cả các xuất bản được công bố chung với các cán bộ hướng dẫn khoa học và các đồng nghiệp đã được sự đồng ý của các tác giả trước khi đưa vào luận án. Các số liệu, kết quả trong luận án là trung thực và chưa từng được công bố và sử dụng để bảo vệ trong bất cứ một luận án nào khác. Hà Nội, ngày tháng năm 2025 Tác giả luận án Nguyễn Thị Mai LỜI CẢM ƠN Trước tiên, tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS. Nguyễn Mạnh Khải, Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN và PGS.
Đặng Văn Thành, Bộ môn Lý – Lý sinh y học, Trường Đại học Y – Dược, Đại học Thái Nguyên, những người thầy đầy tâm huyết, mẫu mực đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện và hoàn thành luận án. Tôi xin trân trọng cảm ơn các thầy cô trong các đơn vị: Phòng thí nghiệm trọng điểm công nghệ môi trường xanh và tái chế chất thải, bộ môn Công nghệ môi trường, Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội đã truyền cho tôi những kiến thức, chỉ bảo, ủng hộ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cũng như những góp ý về chuyên môn cho tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án. Luận án được hoàn thành dưới sự tài trợ của đề tài “Nghiên cứu tái sử dụng bùn đỏ để chế tạo vật liệu tổ hợp các bon - bùn đỏ ứng dụng xử lý chất hữu cơ và kháng sinh trong môi trường nước”, mã số đề tài 105. Nguyễn Mạnh Khải làm chủ nhiệm.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Quỹ Phát triển khoa học và công nghệ Quốc gia (NAFOSTED) và sự tài trợ cho đề tài nêu trên đã giúp tôi có thể thực hiện nghiên cứu một cách đầy đủ và chi tiết. Tôi xin cảm ơn các anh chị em đồng nghiệp tại phòng thí nghiệm Bộ môn Lý – Lý sinh y học, Trường Đại học Y-Dược, Đại học Thái Nguyên đã tạo điều kiện giúp tôi thực hiện một số nội dung quan trọng của luận án, đồng thời có những chia sẻ, góp ý quý báu về chuyên môn. Cuối cùng tôi xin cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè và đồng nghiệp tại Khoa Khoa học cơ bản, Trường Đại học Nông Lâm, Đại học Thái Nguyên, nơi tôi công tác đã luôn quan tâm, giúp đỡ, động viên và khích lệ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Một lần nữa, tôi xin chân thành cảm ơn! MỤC LỤC MỞ ĐẦU.
TÍNH CẤP THIẾT CỦA NGHIÊN CỨU. MỤC TIÊU CỦA NGHIÊN CỨU. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN.
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU. Nguồn gốc và tính chất của bùn đỏ. Nguồn gốc của bùn đỏ. Tính chất của bùn đỏ.
Các biện pháp tận dụng bùn đỏ. Ứng dụng làm vật liệu xây dựng. Ứng dụng làm bột màu. Ứng dụng làm vật liệu xử lý môi trường.
Kháng sinh trong nước và các phương pháp Fenton xử lý kháng sinh trong nước. Kháng sinh trong nước. Các phương pháp Fenton xử lý kháng sinh trong nước .48 CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. Đối tượng nghiên cứu.
Mẫu nước nghiên cứu. Nguyên liệu và hóa chất. Thiết bị, dụng cụ. Phương pháp nghiên cứu.
Chế tạo vật liệu. Các phương pháp nghiên cứu đặc trưng vật liệu. Nghiên cứu khả năng xử lý kháng sinh CIP bằng phương pháp Fenton siêu âm và quang Fenton siêu âm với RMR và RMG. Các phương pháp đánh giá khả năng loại bỏ/phân hủy kháng sinh của vật liệu.79 CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.
Đặc trưng tính chất vật liệu. Đặc điểm hình thái vật liệu. Thành phần hóa học. Cấu trúc của vật liệu.
Kích thước, diện tích bề mặt riêng của vật liệu. Các nhóm liên kết hóa học trên bề mặt vật liệu (FT-IR, XPS). Điểm đẳng điện của vật liệu. Xử lý kháng sinh cip bằng phương pháp fenton siêu âm (sf).
Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý kháng sinh CIP bằng SF. Cơ chế xử lý kháng sinh. Xử lý kháng sinh CIP bằng phương pháp quang –Fenton - siêu âm (SPF). Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý kháng sinh CIP.
Cơ chế xử lý kháng sinh CIP bằng SPF .132 KẾT LUẬN CHUNG .147 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN .148 TÀI LIỆU THAM KHẢO .171 2 DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu viết tắt Chữ viết đầy đủ/Tiếng việt BET The Brunauer, Emmett and Teller COD Chemical oxygen demand (Nhu cầu oxi hóa học) EDX Energy-dispersive X-ray (tán xạ năng lượng tia X) Eg Band gap energy (Năng lượng vùng cấm) FT-IR Infrared (quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier) RMR Red mud/rice husk char (Bùn đỏ/than trấu) SEM Scanning Electron Microscopy (Kính hiển vi điện tử quét) SF Sono Fenton (Fenton siêu âm) SPF Sono photo Fenton (quang Fenton siêu âm) TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam Transmission Electron Microscopy (Kính hiển vi điện tử TEM truyền qua) TOC Total organic carbon (Tổng carbon hữu cơ) TSS Total Suspended Solids (Tổng chất rắn lơ lửng) UV-Vis Ultraviolet–Visible (Tử ngoại –khả kiến) XPS X-ray Photoelectron Spectroscopy (Phổ quang điện tử tia X) XRD X–ray Diffraction (Nhiễu xạ tia X) RMG Red mud/graphene (Bùn đỏ/graphene) CIP Ciprofloxacin 3 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1. Thành phần hóa học của bùn đỏ tại các địa điểm khác nhau. Thành phần khoáng của bùn đỏ tại các địa điểm khác nhau. Các dạng tồn tại của các khoáng vật trong bùn đỏ.
Các kháng sinh phổ biến bị khoáng hóa bởi quá trình Fenton-điện hóa. Quá trình phân hủy bằng Fenton- siêu âm và quang - Fenton - siêu âm. So sánh ưu, nhược điểm và ứng dụng của một số phương pháp xử lý kháng sinh. Thành phần hóa học chủ yếu của bùn đỏ tại các nhà máy sản xuất alumin Tây Nguyên (đơn vị tính % trọng lượng).
Các thông số lập đường chuẩn CIP trên máy UV-Vis. Thành phần nguyên tố của bùn đỏ (xác định theo phương pháp 3051A; SMEWW 3125B:2017). Diện tích bề mặt riêng và kích thước của các vật liệu. Các liên kết đặc trưng từ phổ FT-IR của RMR và RMG.
Các liên kết đặc trưng từ phổ XPS của RMR và RMG. Tương tác giữa CIP và RMG tại các giá trị pH khác nhau. Các thông số tính toán từ các mô hình động học giả bậc 1 của quá trình phân hủy CIP bằng SF +RMR hoặc RMG. Các thông số tính toán từ đồ thị Arrehenius của quá trình phân hủy CIP bằng SF+RMR hoặc RMG.
Các thông số nhiệt động lực học tính toán theo biểu thức Eyring – Polanyi của quá trình phân hủy CIP bằng SF + RMR và RMG. Các thông số của phương trình động học giả bậc 1 của quá trình phân hủy CIP bằng SPF +RMR hoặc RMG. Các thông số tính toán từ phương trình Arrhenius của quá trình phân hủy CIP bằng SPF+RMR hoặc RMG. Các thông số nhiệt động lực học tính toán theo biểu thức Eyring – Polanyi của quá trình phân hủy CIP bằng SPF + RMR và RMG.140 4 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.
Sơ đồ quy trình sản xuất nhôm từ quặng bauxit theo công nghệ Bayer. Hồ chôn bùn đỏ tại Tân Rai và Nhân Cơ. Sơ đồ tổng hợp geopolymer từ bùn đỏ. Sơ đồ chế tạo geopolymer độ bền cao từ bùn đỏ và xỉ lò [174].
Ảnh SEM của mẫu A1 (40 wt% bùn đỏ, 40 wt% tro bay), A2 (50 wt% bùn đỏ, 30 wt% tro bay) và A3 (60 wt% bùn đỏ, 20 wt% tro bay). Cấu trúc của gốm xốp chứa 40% bùn đỏ + 60% tro bay (a) và 60% bùn đỏ + 40% tro bay (b). Ảnh hưởng của tỉ lệ tinh bột (a,b,c) và MnO2 (d,e,f) đến bề mặt gốm xốp [72]. Sơ đồ chế tạo gốm xốp từ bùn đỏ + phế liệu đá granite [51].
Các viên thủy tinh có chứa tỉ lệ bùn đỏ khác nhau được nung ở 800 oC và được thêm 5% tro bay [73]. Sơ đồ quá trình chuyển hóa bùn đỏ thành chất tạo màu trong men. Chất hấp phụ bùn đỏ cho hấp phụ các chất ô nhiễm từ nước thải. Sơ đồ chế tạo vật liệu hấp phụ dạng hạt từ bùn đỏ và xi măng [78].
Sơ đồ biến tính bùn đỏ bằng chitosan (RM/CS) và ảnh hưởng của tỉ lệ chitosan đến diện tích bề mặt riêng của vật liệu [98]. Sơ đồ tổng hợp RM-GO compozit [135]. Cơ chế phân hủy kháng sinh SMX bằng RMC. Sơ đồ thiết bị phản ứng tầng sôi [103].
Sơ đồ quá trình Fenton-điện hóa dị thể xảy ra trong môi trường acid [106]. Cơ chế hình thành gốc tự do nhờ sóng siêu âm [149]. Sơ đồ nghiên cứu của luận án. Sơ đồ chế tạo than trấu.
Sơ đồ chế tạo vật liệu bùn đỏ/than trấu (RMR). Sơ đồ chế tạo vật liệu graphene. Sơ đồ chế tạo vật liệu bùn đỏ/graphene (RMG). Đường chuẩn của dung dịch CIP.
Sơ đồ thí nghiệm phân hủy CIP bằng Fenton – siêu âm với xúc tác RMR hoặc RMG. Sơ đồ quá trình xử lý kháng sinh CIP bằng SPF với RMR hoặc RMG. Sơ đồ quá trình đo COD trên máy. Ảnh SEM của bùn đỏ (a), than trấu (b), graphene (c) và bùn đỏ/graphene (d), bùn đỏ/than trấu (e).
Ảnh TEM của bùn đỏ (a), than trấu (b), graphene (c) và bùn đỏ/graphene (d), bùn đỏ/than trấu (e). Phổ EDX của bùn đỏ, than trấu, graphene và vật liệu tổ hợp bùn đỏ/than trấu (RMR) và bùn đỏ/graphene (RMG). Phổ nhiễu xạ tia X (a, b) và phổ Raman (c,d) của bùn đỏ, than trấu, graphene, RMR và RMG .
Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ
Trích dẫn luận án này
Nguyễn Thị Mai (2025). Nghiên cứu tận dụng bùn đỏ xử lý kháng sinh môi trường nước [Luận án tiến sĩ, Đại học Quốc gia Hà Nội - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên]. LuanAn.net. https://luanan.net/nang-luong-moi-truong/cong-nghe-moi-truong/nghien-cuu-tan-dung-bun-do-xu-ly-khang-sinh-moi-truong-nuoc
Câu hỏi thường gặp
Luận án "Nghiên cứu tận dụng bùn đỏ xử lý kháng sinh môi trường nước" nghiên cứu về vấn đề gì?
Nghiên cứu mới khám phá cách xử lý hiệu quả dư lượng bằng bùn đỏ, mang lại giải pháp bền vững và thân thiện môi trường.
Luận án "Nghiên cứu tận dụng bùn đỏ xử lý kháng sinh môi trường nước" được bảo vệ tại trường nào?
Luận án này được bảo vệ tại Đại học Quốc gia Hà Nội - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên. Năm bảo vệ: 2025.
Luận án "Nghiên cứu tận dụng bùn đỏ xử lý kháng sinh môi trường nước" thuộc chuyên ngành gì?
Luận án "Nghiên cứu tận dụng bùn đỏ xử lý kháng sinh môi trường nước" thuộc chuyên ngành Kĩ thuật Môi trường. Danh mục: Công Nghệ Môi Trường.
Luận án "Nghiên cứu tận dụng bùn đỏ xử lý kháng sinh môi trường nước" có bao nhiêu trang?
Luận án "Nghiên cứu tận dụng bùn đỏ xử lý kháng sinh môi trường nước" có 189 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.
Cách tải luận án "Nghiên cứu tận dụng bùn đỏ xử lý kháng sinh môi trường nước" về máy như thế nào?
Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.