CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN
1.2. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI MANG MÀU
Ngày nay, ước tính về nhu cầu sử dụng nước trong q trình dệt nhuộm cần một sớ lượng lớn và chiếm 120 – 130 m3/tấn sản phẩm của ngành dệt [10]. Nguồn nước thải phát sinh trong công nghiệp dệt nhuộm xuất phát từ các công đoạn hồ sợi, giũ hồ, nấu tẩy, nhuộm và hồn tất, trong đó, lượng nước thải chủ yếu là do q trình giặt sau mỗi cơng đoạn. Nước thải sinh ra từ q trình dệt nhuộm thường chứa th́c nhuộm dư, thuốc nhuộm trung gian cũng như nguyên liệu thô khơng tham gia phản ứng như amin vịng thơm với alkyl-, halogen-, nitro-, hydroxyl-, sulfonic acid - nhóm thế và ḿi natri vơ cơ [11]. Nước thải bị biến đổi về thành phần và khối lượng tại các giai đoạn khác nhau của q trình sản xuất th́c nhuộm. Đặc trưng của nước thải thường có độ bền màu cao và khả năng phân huỷ sinh học thấp, nhu cầu oxy hóa học cao (COD), tổng chất rắn hịa tan (TDS) và sự có mặt của chất hữu cơ khó bị phân hủy. Th́c nhuộm và các hợp chất trung gian có thể trải qua quá trình khử trong mơi trường thủy sinh, dẫn đến sự hình thành các hợp chất gây ung thư / gây đột biến và gây ra hiện tượng bất thường [12]. Mơi trường nước
đang chết dần là đới phó với độc tính cao của nước thải th́c nhuộm thải ra và thất bại thẩm mỹ với màu sắc chuyên sâu trên bề mặt của sông từ ngành công nghiệp dệt may.
Đặc trưng quan trọng của nước thải dệt nhuộm là sự dao động rất lớn về lưu lượng và tải lượng các chất ô nhiễm, các thông số này thường thay đổi theo mặt hàng và qui mô sản xuất [7], [13], [14]. Do bản chất phức tạp và khó phân hủy của nước thải dệt nhuộm nói chung và th́c nhuộm azo nói riêng, nhiều nhóm nghiên cứu trên thế giới vẫn khơng ngừng nghiên cứu để tìm ra các cơng nghệ thích hợp để xử lý [14], [15], [16]. Các phương pháp sinh học, vật lý, hóa học, hóa lý … đều được nghiên cứu áp dụng trong các quá trình tiền xử lý, xử lý chính hoặc xử lý bậc ba trong qui trình cơng nghệ xử lý nước thải công nghiệp dệt nhuộm [15], [16], [17], [18]. Mỗi phương pháp xử lý đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng.
1.2.1. Phương pháp xử lý sinh học
Do bản chất thu điện tử của các liên kết azo làm cản trở tính nhạy cảm đới với các phản ứng oxy hóa [19], vì vậy, các th́c nhuộm azo khó bị phân hủy sinh học [8], [20], [21]. Ngược lại quá trình khử của các th́c nhuộm azo dưới điều kiện kị khí thường tạo thành các amin thơm, các amin này không phân hủy dưới điều kiện kị khí và có độc tính cao hơn [22]. Vì vậy, q trình kị khí thường được áp dụng như là một công đoạn tiền xử lý để khử màu nước thải. Giai đoạn kế tiếp thường phải áp dụng các q trình chuyển hóa amin thơm; đới với vài loại amin, điều này có thể sử dụng q trình sinh học hiếu khí. Vì vậy, việc kết hợp q trình kị khí/hiếu khí liên tiếp cho thấy có hiệu quả đới với việc xử lý th́c nhuộm azo cũng như nước thải dệt nhuộm nói chung. Tuy nhiên, do phản ứng phân hủy kị khí các th́c nhuộm azo diễn ra tương đối chậm nên thời gian của q trình kị khí cần phải kéo dài. Các nghiên cứu về q trình kị khí/hiếu khí đang được tiếp tục [1], [23].
Nhìn chung, các q trình sinh học khơng thể xử lý triệt để nước thải dệt nhuộm, tuy nhiên, do chi phí vận hành tương đới thấp nên phương pháp sinh học vẫn được áp dụng như một quá trình trung gian để xử lý một phần độ màu, chất hữu cơ trong nước thải, nhằm giảm tải lượng chất ơ nhiễm và giảm
chi phí hóa chất sử dụng cho các cơng đoạn oxy hóa tiếp theo [24]. Các quá trình sinh học thường được sử dụng bao gồm q trình bùn hoạt tính hoặc q trình sinh học với giá thể vi sinh thích hợp [25].
1.2.2. Phương pháp keo tụ
Phương pháp keo tụ thường được áp dụng trong giai đoạn tiền xử lý nước thải dệt nhuộm để xử lý một phần COD và độ màu trước khi xử lý bằng phương pháp sinh học hoặc các phương pháp khác. Các chất keo tụ vô cơ thường được sử dụng như vôi, các muối sắt, nhôm và magie. Tuy nhiên, các chất keo tụ vơ cơ thường khơng thích hợp để xử lý th́c nhuộm hịa tan [18], [20], trừ khi sử dụng với liều lượng cao [14]. Phương pháp keo tụ thường sinh ra lượng bùn lớn cần phải được xử lý trước khi thải bỏ. Hơn nữa, phương pháp này khơng có hiệu quả đới với các thành phần th́c nhuộm hoạt tính hịa tan. Trong những nghiên cứu gần đây, các chất keo tụ hữu cơ xử lý hiệu quả các loại th́c nhuộm, kể cà nhuộm hoạt tính với liều lượng sử dụng thấp, bùn ít [26].