Ngành dệt nhuộm sử dụng một lượng lớn nước và các hóa chất phức tạp tại các công đoạn xử lý khác nhau phụ thuộc vào vật liệu nhuộm. Sự hiện diện của màu trong nước thải là do dư lượng thuốc nhuộm sau khi thủy phân không có khả năng phản ứng với sợi. Có những phương pháp xử lý độ màu nào được doanh nghiệp áp dụng? Ưu và nhược điểm của chúng như thế nào? Hãy cùng Biogency tìm hiểu chi tiết qua bài viết dưới đây.
Nước thải dệt nhuộm đặc trưng bởi độ màu cao
Sản xuất hàng dệt nhuộm là một hoạt động công nghiệp quan trọng trên toàn thế giới. Một số nước xuất khẩu hàng dệt nhuộm hàng đầu là Trung Quốc, Liên minh Châu Âu, Ấn Độ, Mỹ, Hàn Quốc, Thổ Nhĩ Kỳ và Pakistan.
Ngành dệt nhuộm sử dụng một lượng lớn nước và các hóa chất phức tạp tại các công đoạn xử lý khác nhau phụ thuộc vào vật liệu nhuộm. Nước thải ra từ hoạt động dệt nhuộm thường có những đặc trưng như:
- Nhiệt độ cao.
- Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD), nhu cầu oxy hóa học (COD) cao.
- pH cao.
- Độ màu cao.
- Chứa hàm lượng cao tổng chất rắn hòa tan (TDS), chất rắn lơ lửng (SS), Tổng Nitơ Kjeldahl (TKN) cũng như các chất tẩy khác.
- Ngoài ra, một số nhà máy dệt nhuộm thải ra lượng nước chứa muối hoàn nguyên, chất hoạt động bề mặt, kim loại nặng và dầu khoáng.
Sự hiện diện của màu trong nước thải là do dư lượng thuốc nhuộm sau khi thủy phân không có khả năng phản ứng với sợi. Dư lượng của thuốc nhuộm vào nước thải là không cố định và dao động từ:
- 20 – 50% đối với thuốc nhuộm hoạt tính.
- 30 – 40% đối với thuốc nhuộm lưu huỳnh.
- 5 – 10% đối với thuốc nhuộm azoic.
- 5 – 20% đối với thuốc nhuộm trực tiếp.
- 7- 20% đối với thuốc nhuộm axit và phân tán.
- 2 – 3% đối với thuốc nhuộm cơ bản.
- 1 – 2% đối với thuốc nhuộm sắc tố.
Hình 1. Nước thải dệt nhuộm đặc trưng bởi độ màu cao.
Phương pháp xử lý độ màu trong nước thải dệt nhuộm
Các phương pháp xử lý hóa học và sinh học thông thường được áp dụng rộng rãi trong xử lý nước thải dệt nhuộm và nước thải có độ màu tương tự. Mặc dù hai phương pháp này hiệu quả trong việc loại bỏ các hợp chất ô nhiễm thông thường, nhưng đối với độ màu thì khó xử lý hơn do bản chất các loại thuốc nhuộm có khối lượng phân tử cao, cấu trúc phức tạp và phân hủy sinh học kém.
Thay vào đó, 4 phương pháp xử lý độ màu nước thải dệt nhuộm dưới đây cho thấy hiệu quả hơn:
1. Phương pháp xử lý độ màu bằng keo tụ tạo bông
Hầu hết các loại thuốc nhuộm bền với ánh sáng và các tác nhân oxy hóa, đồng thời có khả năng chống phân hủy sinh học. Công nghệ xử lý nước thải dệt nhuộm thường được sử dụng là quá trình keo tụ tạo bông bằng việc sử dụng các loại hóa chất như phèn nhôm, PAC, polyme, sắt (II) sunfat và vôi ….
Công nghệ này thường được sử dụng để loại bỏ các chất rắn lơ lửng và chất keo không lắng xuống. Quá trình xử lý bao gồm việc bổ sung các hóa chất vào nước thải để thay đổi trạng thái vật lý của các chất rắn hòa tan và lơ lửng, dẫn đến việc loại bỏ chúng thông qua quá trình hấp phụ và bám vào các bông cặn / bùn.
Ưu điểm của phương pháp xử lý độ màu bằng keo tụ tạo bông là dễ vận hành và loại bỏ được phần lớn các tác nhân gây màu.
Nhược điểm là sử dụng nhiều hóa chất gây tiêu tốn nhiều chi phí cũng như sinh ra một lượng bùn hóa lý lớn phải xử lý.
2. Phương pháp xử lý độ màu bằng Fenton
Phương pháp xử lý độ màu bằng Fenton liên quan đến quá trình oxy hóa nhanh chóng các hợp chất gây màu bằng Hydrogen Peroxide (H2O2) với sự có mặt của các ion sắt (Fe2+) làm chất xúc tác. Sự gia tăng tốc độ oxy hóa bởi Peroxide là do tạo ra gốc Hydroxyl (OH-).
Với phản ứng diễn ra đồng thời của sắt giữa các trạng thái oxy hóa Fe+2 và Fe+3 (hai trạng thái này đều có tác dụng đông tụ) và do đó quá trình Fenton có thể hỗ trợ quá trình oxy hóa cũng như đông tụ các chất ô nhiễm.
Hiệu suất của phản ứng Fenton bị ảnh hưởng chủ yếu bởi pH của từng giai đoạn phản ứng. pH cao có thể dẫn đến sự phân hủy H2O2 và kết tủa sắt dưới dạng Fe(OH)3.
Ưu điểm của phương pháp xử lý độ màu bằng Fenton là khả năng làm giảm COD, hiệu quả trong việc khử màu của cả thuốc nhuộm hòa tan và không hòa tan.
Nhược điểm của phương pháp Fenton là yêu cầu pH thấp (2,5 – 3,5) và do đó không thích hợp cho nước thải có tính kiềm cao. Đồng thời, lượng bùn được tạo ra ở pH cao do sự kết tủa của muối sắt và việc xử lý nó rất tốn kém và không thân thiện với môi trường.
3. Phương pháp xử lý độ màu bằng lọc màng
Các loại màng thường được sử dụng để loại bỏ các hạt có kích thước nhỏ hơn 2 μm và được ứng dụng trong một số ngành công nghiệp như dệt nhuộm, thực phẩm, công nghiệp giấy và bột giấy. Phương pháp này có khả năng tách các phân tử thuốc nhuộm ra khỏi nước thải một cách liên tục.
Ưu điểm của phương pháp xử lý độ màu bằng lọc màng là khả năng chống chịu với nhiệt độ và môi trường chứa dư lượng hóa chất bất lợi.
Nhược điểm chính của kỹ thuật tách màng là không thể loại bỏ những chất hòa tan. Một số loại màng thường được sử dụng là vi lọc (MF), siêu lọc (UF), lọc nano (NF) và thẩm thấu ngược (RO).
4. Phương pháp xử lý độ màu bằng sinh học
Các kỹ thuật khử màu bằng phương pháp sinh học dựa trên sự hấp phụ bằng sinh khối của vi sinh vật hoặc phân hủy sinh học thuốc nhuộm. Các phương pháp này được coi là một giải pháp mang tính kinh tế khi so sánh với các phương pháp hóa học để khử màu thuốc nhuộm.
Một số chủng vi khuẩn có khả năng khử màu có thể kể đến như: Kurthia sp, Eubacterium hadrum, Clostridium clostridiforme, Butyrivibrio sp, Clostridium paraputificium, Clostridium nexule, Pseudomonas sp., Aeromonas hydrophila và Streptoccocus faeclis.
Hình 2. Men vi sinh nhập khẩu từ Mỹ Microbe-Lift IND chứa các chủng vi sinh Clostridium sp., Pseudomonas sp. hiệu quả trong việc tăng hiệu suất khử màu của hệ thống xử lý nước thải dệt nhuộm.
—–
Mỗi phương pháp xử lý độ màu trong nước thải dệt nhuộm đều có ưu và nhược điểm riêng. Áp dụng phương pháp nào để xử lý độ màu cho hệ thống nước thải của bạn còn phụ thuộc vào chi phí đầu tư, kỹ năng của người vận hành… Để được tư vấn chi tiết về phương pháp xử lý độ màu bằng sinh học, hãy liên hệ Biogency theo HOTLINE 0909 538 514, chúng tôi luôn sẵn sàng hỗ trợ bạn.
>>> Xem thêm: Cách ổn định chất lượng nước thải đầu ra
