1.3.2.1. Các phương pháp hoá lý xử lý nước thải dệt nhuộm
ặc điểm chung là chuyển chất ô nhiễm (chất màu) từ pha này sang pha khác mà không làm biến đổi bản chất, cấu trúc chất màu. Do đó, trong xử lý chất màu thì các phương pháp hóa lý có nhược điểm là không xử lý triệt để chất màu để chuyển chúng thành các chất không gây ô nhiễm hoặc các chất dễ phân hủy
sinh học hơn. Các phương pháp hóa lý trong xử lý nước thải dệt nhuộm bao gồm: phương pháp keo tụ, phương pháp hấp phụ, phương pháp màng lọc.
1.3.2.2. Phương pháp hóa học a. Phương pháp ơxi hố/khử a. Phương pháp ơxi hố/khử
Ưu điểm nổi bật của các phương pháp hóa học so với các phương pháp hóa lý thơng thường là biến đổi, phân hủy chất ô nhiễm (chất màu) thành các chất dễ phân hủy sinh học hoặc không ô nhiễm chứ không chỉ là chuyển chúng từ pha này sang pha khác. So với phương pháp vi sinh thì tốc độ xử lý chất thải bằng phương pháp hóa học nhanh hơn nhiều.
- Khử hoá học
Được ứng dụng trong trường hợp nước thải chứa các chất có khả năng bị khử. Phương pháp khử hóa học hiệu quả với các thuốc nhuộm azo nhờ phân giải liên kết azo tạo thành các amin thơm khơng màu có khả năng phân giải vi sinh hiếu khí tốt hơn thuốc nhuộm gốc.
Khử hóa học trên cơ sở natri bohidrid, xúc tác bisunfit áp dụng với thuốc nhuộm tan trong nước như thuốc nhuộm trực tiếp, axit, hoạt tính chứa các nhóm azo hoặc các nhóm khử được và thuốc nhuộm phức đồng. Quy trình này có thể khử màu trên 90%.
- Ơxi hóa hóa học
Các chất ơxi hóa thơng thường như clo, clodioxit, natri hipoclorit, kali permanganate, ozon, dicromat, hidropeoxit… có thể được dùng để ơxi hóa các chất ơ nhiễm nói chung và thuốc nhuộm nói riêng. Q trình ơxi hóa tiêu tốn một lượng lớn tác nhân ơxi hóa, do đó, q trình ơxi hóa hóa học chỉ được sử dụng trong trường hợp khi chất ô nhiễm không thể loại bỏ bằng các phương pháp khác. Khả năng ơxi hóa được xác định bởi thế ơxi hóa.
b. Phương pháp ơxi hố pha lỏng (WO)
Ơxi hóa pha lỏng là q trình ơxi hóa bởi các gốc tự do xảy ra khi một dung dịch chứa các chất hữu cơ (hoặc vơ cơ) được khuấy trộn tốt với khí ơxi hoặc tác nhân ơxi hóa khác ở nhiệt độ khoảng 150oC đến 325o
C. Áp suất 20 ÷ 210 Bar được đặt vào hệ để tăng cường phản ứng và kiểm sốt sự bay hơi.
Q trình ơxi hóa pha lỏng thích hợp để xử lý nước thải chứa chất ô nhiễm nồng độ cao nhưng bền với sự ơxi hóa hóa học thơng thường hoặc bền với phân giải vi sinh.
Phương pháp này thu được kết quả xử lý tốt nếu như các điều kiện nhiệt độ, áp suất được tối ưu hóa. Tuy nhiên đây là phương pháp có chi phí khá cao nếu thực hiện ở nhiệt độ, áp suất cao (chi phí thiết bị, năng lượng,…). Vì vậy, tùy thuộc vào yêu cầu xử lý mà cân đối giữa mức độ ơxi hóa cần thiết và chi phí xử lý.
c. Ơxi hố tiên tiến(AOPs)
Các phương pháp ơxi hố sử dụng OH làm tác nhân ơxi hố được gọi là các phương pháp (q trình) ơxi hố tiên tiến (Advanced Oxidation Processes - AOPs); các kỹ thuật tương ứng được gọi là các kỹ thuật ơxi hố tiên tiến (AOTs).
Theo Cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ (US Environmental Protection Agency – USEPA), dựa theo đặc tính của q trình có sử dụng nguồn năng lượng bức xạ UV hay khơng có thể phân loại các q trình ơxi hóa nâng cao thành hai nhóm: Nhóm các q trình ơxi hóa nâng cao khơng sử dụng tác nhân ánh sáng (Advanced Non - Photochemical Oxidation Processes) và nhóm các q trình ơxi hóa nâng cao sử dụng tác nhân ánh sáng (Advanced Photochemical Oxidation Processes).
1.3.2.3. Phương pháp sinh học trong xử lý nước thải dệt nhuộm
Đây là phương pháp xử lý dựa trên hoạt động sống của vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ gây nhiễm bẩn nước thải. Các vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng và tạo năng lượng. Quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ nhờ vi sinh vật gọi là q trình ơxi hóa sinh hóa.
Người ta phân loại phương pháp sinh học thành hai loại chính là: hiếu khí và yếm khí. Phương pháp hiếu khí được sử dụng rộng rãi trong xử lý nước thải công nghiệp, đối với nước thải dệt nhuộm cách xử lý có thể là: lọc sinh học, sử dụng bùn hoạt tính, đĩa quay sinh học, ao hồ ổn định nước thải.
Phương pháp này khơng gây ơ nhiễm thứ cấp, chi phí vận hành rẻ, ổn định, khá hiệu quả và tận dụng được nguồn vi sinh vật trong nước thải. Tuy nhiên, thời gian xử lý lâu, lượng bùn thải tạo ra đòi hỏi khâu xử lý tiếp theo. Ngồi ra cần phải duy trì lượng dinh dưỡng N, P nhất định, nhiệt độ, pH, DO đảm bảo cho vi sinh vật phát triển. Hơn nữa phương pháp này xử lý kém đối với những loại thuốc nhuộm có cấu trúc bền, khó phân hủy sinh học hoặc các chất tẩy, các loại khoáng dầu.
1.3.2.4. Đánh giá chung
Để đáp ứng quy định chất lượng môi trường ngày càng cao, nhiều công nghệ khác nhau như keo tụ, hấp phụ, ơxi hóa, phân hủy sinh học đã được phát triển để loại các hợp chất màu có trong nước thải cơng nghiệp. Nhìn chung, để xử lý nước thải có ba cơng nghệ chính: sinh học, hóa học và vật lý. Các cơng nghệ này đều có những ưu và nhược điểm, vì thế, thơng thường người ta khơng dùng một công nghệ riêng biệt mà kết hợp chúng với nhau. Điều này còn phụ thuộc vào bản chất phức tạp của nước thải và mức độ yêu cầu xử lý.
Thực tế, quy trình xử lý nước thải dệt nhuộm thường bao gồm nhiều modul khác nhau. Chúng bao gồm giai đoạn xử lý sơ bộ, xử lý thứ cấp và xử
lý triệt để. Trong số các giai đoạn đó, bên cạnh việc sử dụng kỹ thuật keo tụ, hấp phụ để thu gom các hợp chấ ừ dung dịch nước, các nhà khoa học rất quan tâm đến khả năng loại bỏ triệt để các hợp chất này bằng phương pháp ơxi hố tiên tiến sử dụng xúc tác quang TiO2 và TiO2 biến tính. Mặc dù đã có một số cơng trình cơng bố về xúc tác quang TiO2 và TiO2 biến tính. Tuy nhiên, chưa có cơng bố nào đề cập đến việc biến tính diatomit bằng TiO2 pha tạ inmenit và ứng dụng để
Fenton phân huỷ môi trường nước.
Trên cơ sở phân tích tình hình nghiên cứu trong và ngồi nước, luận án này tậ ổng hợp các vật liệu chứa TiO2 pha tạp Fe trên chấ
inmenit và nghiên cứu đặc trưng cấu trúc vật liệu xúc tác, ứng dụng để ỷ
phẩm nhuộm vàng axit 2R, vàng hoạt tính 3RS, vàng phân tán E- 3G , qua đó tìm ra được các điều kiện thích hợp để xử lý các loại phẩm nhuộm này trong môi trường nước.