Để loại bỏ chất màu từ nước thải của ngành công nghiệp dệt may, màng TFC-PA hiện được sử dụng khá phổ biến [4,60,96]. Nước thải tạo ra từ ngành công nghiệp dệt may là một trong những nguồn gây ô nhiễm nhất trong các ngành cơng nghiệp, bởi nó chứa lượng lớn chất rắn lơ lửng, COD, BOD cao, pH lớn, và đặc biệt là phẩm màu [60,65,96]. Nước thải dệt nhuộm đang gây ô nhiễm lớn cho môi trường và con người, bởi phẩm màu khá ổn định và khó bị phân hủy sinh học [76,88]. Hầu hết các quốc gia đều nhận ra tác động và độc tính của thuốc nhuộm khi thải vào mơi trường, và đã có những điều luật khắt khe để ngăn chặn quá trình này, đòi hỏi các cơ sở sản xuất dệt may phải làm sạch các dòng chất thải [65,126].
Trong các quá trình màng động lực áp suất, quá trình NF được chứng minh là thích hợp và hiệu quả hơn so với các quá trình màng khác khi xử lý nước thải dệt nhuộm [96,105]. Màng NF có thể tách loại các thuốc nhuộm tan, thuốc nhuộm acid, thuốc nhuộm base, thuốc nhuộm trực tiếp, thuốc nhuộm hoạt tính..., điều mà các q trình MF và UF khơng giải quyết được [90]. Khơng chỉ có màng NF, màng RO cũng đã được ứng dụng để xử lý dòng thải dệt nhuộm [90,96]. Do cấu trúc chặt sít của bề mặt, màng lọc RO có thể loại bỏ hoàn toàn thuốc nhuộm trong dịch lọc, nhưng cần tiêu tốn năng lượng do quá trình màng cần thực hiện ở áp suất cao.
Nhận thấy rằng, những bất lợi của các q trình UF và RO có thể giải quyết được bằng NF, Lau và cộng sự [121] đã nghiên cứu xử lý nước thải dệt may bằng màng NF, và kết luận rằng hầu hết các màng NF thương mại đều có thể tách loại được thuốc nhuộm. Lượng nước thải tạo ra từ ngành công nghiệp dệt may là đáng kể. Vì vậy, việc sử dụng màng NF trong xử lý nước thải dệt nhuộm sẽ khơng chỉ loại bỏ được phẩm màu, mà cịn có thể phục hồi và tái sử dụng lại nguồn nước cho sản xuất sau khi được xử lý bởi quá trình lọc qua màng.
Fersi và cộng sự [33] đã so sánh khả năng xử lý màu phẩm nhuộm bằng các loại màng MF, UF và NF. Kết quả cho thấy màng NF có hiệu quả hơn hẳn so với các màng MF và UF, do xử lý được hơn 90 % độ màu, TDS, và làm giảm mạnh hàm lượng COD. Một nghiên cứu khác cũng cho thấy màng polyamid NF90 có thể xử lý được đến 99 % độ màu và 87 % COD [88]. Quá trình NF vận hành ở áp suất tương đối thấp, trong khi màng vẫn đạt được năng suất lọc và độ lưu giữ tốt, chi phí bảo dưỡng khơng lớn [121]. Mặc dù đầu tư ban đầu cho q trình NF có thể cao, nhưng bù lại, chi phí giá thành của tồn bộ q trình xử lý sẽ giảm xuống đáng kể do việc thu hồi thuốc nhuộm dư và tái sử dụng lại nguồn nước. Tuy nhiên, không phải tất cả các loại thuốc nhuộm đều có thể được thu hồi và tái sử dụng trong quá trình nhuộm. Ví dụ, thuốc nhuộm hoạt tính trong dịng lưu giữ sẽ khơng sử dụng lại được vì thuốc nhuộm đã bị thủy phân sau khi ra khỏi bể
nhuộm, khi đó, đặc tính và cấu trúc của chúng đã bị biến đổi, địi hỏi phải có biện pháp xử lý thích hợp sau khi lọc [16].
Khơng chỉ xử lý màu nước thải dệt nhuộm, công nghệ màng cũng đang được ứng dụng nhiều trong xử lý nước mặt; nước sạch sau xử lý có chất lượng vượt xa các yêu cầu của quy định hiện hành đối với nước sinh hoạt. Trong nước mặt, các chất hữu cơ tự nhiên (NOM) cũng được coi là một trong nhiều nguyên nhân gây ô nhiễm nước [66,123]. Bruggen và cộng sự [25] đã báo cáo rằng việc loại bỏ các hợp chất hữu cơ tự nhiên trong nước là cực kỳ cần thiết, và điều này hồn tồn có thể thực hiện được qua quá trình NF.
Acid humic (HA), nhóm các chất hữu cơ tự nhiên (NOM) phân tán trong nước, có nhiều trong nước sơng, hồ, là ngun nhân chủ yếu gây trở ngại khi làm sạch nước mặt [75]. HA tồn tại ở khắp nơi trong môi trường nước, và được coi là một sản phẩm của quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ [104], làm ảnh hưởng đến màu sắc của nước tự nhiên. HA là một hỗn hợp đồng nhất gồm acid carboxylic (COOH) chiếm 60 - 90 %, phenol và carbonyl methoxy (C = O). Kết quả là các hợp chất humic (HS) mang điện tích âm khi tồn tại trong nước tự nhiên [104]. Mơ hình cấu trúc phân tử HA được thể hiện trên hình 1.6.
Hình 1.6. Mơ hình cấu trúc phân tử acid humic [61]
Có ba nhóm chất tạo nên các hợp chất humic, bao gồm: nhóm humin tồn tại trong tự nhiên có màu đen, hồn tồn khơng tan trong nước; acid humic hòa tan trong dung
dịch base (pH > 12), nhưng không tan trong dung dịch acid (pH < 2), trọng lượng phân tử từ 2000 – 5000 Da; và acid fulvic (FA) hoàn toàn tan trong nước, trọng lượng phân tử dưới 2000 Da [61,64].
Ngày nay, màng MF và UF được cho là đặc biệt thích hợp khi sử dụng để tách loại các chất rắn lơ lửng, vi khuẩn, tảo, động vật nguyên sinh và các chất rắn vô cơ, hữu cơ như HA. Tuy nhiên, các loại màng lọc này ít hiệu quả trong việc loại bỏ các hợp chất hữu cơ hòa tan, đặc biệt là các hợp chất NOM trong nước bề mặt [64,66], trong khi, màng NF có thể giải quyết được vấn đề này, bởi kích thước lỗ màng rất nhỏ nên có thể giữ được hầu hết các hợp chất humic tan trong nước, loại bỏ được đáng kể các chất hữu cơ hịa tan gây ơ nhiễm [28,66].
Khơng chỉ có khả năng xử lý nước bị ơ nhiễm bởi các hợp chất màu hay acid humic, cơng nghệ màng cịn có thể ứng dụng trong việc xử lý nước thải giàu protein như nước thải sản xuất bia, hay nước thải ngành công nghiệp chế biến sữa. Braeken cùng cộng sự [73] đã sử dụng màng NF để xử lý nước thải nhà máy bia. Các kết quả nghiên cứu cho thấy màng NF có thể loại bỏ được gần như hoàn toàn COD. Madaeni và Mansourpanah [97] đã tiến hành xử lý nước thải từ nhà máy bia có hàm lượng COD trong khoảng 1500 – 3500 mg/L bằng màng NF TFC-PA; sau xử lý, hàm lượng COD giảm xuống chỉ còn khoảng 30 mg/L.