Xử lý photphat (PO43-) trong nước thải bằng chất thải vỏ trứng gà

Abstract

Bột vỏ trứng gà nung trong lò ở 900°C trong 30 phút được nghiên cứu là vật liệu hấp phụ đầy tiềm năng trong xử lý photphat (PO4 3-) trong môi trường nước và nước thải. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm cho thấy pH dung dịch trong khoảng từ 2–10 hầu như không ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ và hiệu suất xử lý, cho phép áp dụng trực tiếp trong xử lý nước thải chứa photphat (PO4 3-) mà không cần điều chỉnh pH, góp phần giảm đáng kể chi phí hóa chất trong ứng dụng thực tế. Đặc tính hấp phụ đẳng nhiệt của vật liệu này được mô phỏng tốt bởi mô hình Langmuir, với dung lượng hấp phụ cực đại qmax = 257,7 mg/g, vượt trội so với nhiều loại vật liệu xử lý photphat đã được công bố trước đây. Ngoài ra, cơ chế động học hấp phụ của vật liệu vỏ trứng gà nung phù hợp với mô hình Pseudo-second order, với thời gian đạt trạng thái cân bằng là 24 giờ. Như vậy, bột vỏ trứng gà nung không chỉ đáp ứng được yêu cầu về hiệu quả xử lý mà còn mang lại lợi ích về mặt kinh tế và tính bền vững, góp phần mở ra hướng ứng dụng mới cho việc tận dụng phế phẩm nông nghiệp trong xử lý môi trường, đồng thời cung cấp cơ sở khoa học vững chắc để phát triển công nghệ xử lý photphat trong nước và nước thải. Eggshell powder calcined at 900°C for 30 minutes has been investigated as a highly promising adsorbent material for phosphate (PO4 3-) removal in aqueous environments and wastewater treatment. Experimental results demonstrated that the solution pH in the range of 2–10 had almost no effect on the adsorption capacity and removal efficiency, enabling the direct application of calcined eggshell powder for phosphate-containing wastewater without pH adjustment, thereby significantly reducing chemical costs in practical applications. The adsorption isotherm of this material were well described by the Langmuir model, with a maximum adsorption capacity (qmax) of 257.7 mg/g, which is markedly higher than other reported materials. Moreover, the adsorption kinetics of calcined eggshell powder were well fitted by the Pseudo-second order model with an equilibrium time of 24 hours. Therefore, calcined eggshell powder not only meets the requirements for effective phosphate removal but also offers economic and sustainable advantages, contributing to a novel approach for utilizing agricultural by-products in environmental treatment, while simultaneously providing a solid scientific foundation for the development of phosphate removal technologies in water and wastewater systems.