TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA MÔI TRƢỜNG & TNTN
-oOo-

ĐÀO MINH TRUNG

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG VẬT LIỆU
KEO TỤ SINH HỌC CHẾ TẠO TỪ HẠT
MUỒNG HOÀNG YẾN (CASSIA FISTULA L.)
ĐỂ CẢI THIỆN CHẤT LƢỢNG
NƢỚC THẢI CÔNG NGHIỆP

LUẬN ÁN TIẾN SĨ
NGÀNH: MÔI TRƢỜNG ĐẤT VÀ NƢỚC
MÃ NGÀNH: 62440303

Cần Thơ, Năm 2018


TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA MÔI TRƢỜNG & TNTN
-oOo-

ĐÀO MINH TRUNG

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG VẬT LIỆU
KEO TỤ SINH HỌC CHẾ TẠO TỪ HẠT
MUỒNG HOÀNG YẾN (CASSIA FISTULA L.)
ĐỂ CẢI THIỆN CHẤT LƢỢNG
NƢỚC THẢI CÔNG NGHIỆP


l ại bỏ i n i l ại trong nƣớ
thải xi ạ, trong đ ố t nghiệ thứ ới ật liệ
tụ h họ P
l
đối hứng. ết ả nghi n ứ h thấy hiệ
ất l ại
ải thiện h ố
trong nƣớ thải nh ộ
ủ ật liệu iogum đạt đƣợ tƣ ng ứng l
ti
nh
áy ệt nh ộ
hiệ
ất l ại bỏ á i n i l ại i
n trên nƣớ thải giả đ nh
ủa iogum đạt đƣợ l n lƣợt là ,
,
,
, trên nƣớ thải nh
áy xi ạ l n lƣợt l
.
hiệ
ả l ại bỏ
i l ại n ng ao nhƣng iogum h thu hồi
á t nh hò t n
h n hủy ết ả nghi n ứ h thấy
ng y i g
h n hủy h ảng
,
trong nƣớ , o đ nghiên ứ ải tiến i g

u nƣớ thải
ti
độ màu
Pt o
,
và ,
đối
ới
u nƣớ thải nh
áy ệt nh ộ
độ
Pt
. ới nƣớ thải
xi ạ hiệ
ả ải thiện i l ại
l n th hồi và đạt l n lƣợt
i
n .
ết ả nghi
ủ b ật liệ
ti
nh
áy
áy ệt nh ộm
nƣớ thải giả đ nh
nh ộ .

n ứ h thấy ật liệ i g
ải tiến h hiệ
ất l ại

n
i g
i
n
P
i
n . ghi n ứu ng h ết ả
tƣ ng tự hi ử ụng b ật liệ n y ận h nh t n
h nh Pil t ết ả
i g
ải tiến đạt hiệ
ả tốt nhất
i
n .
á ết ả nghi n ứ h thấy ật liệ
ng ồn gố inh họ i g
i g
ải tiến đ t nh ải thiện hất lƣợng nƣớ tƣ ng tự nhƣ vật liệ
h họ P . n ạnh i g
hả năng tự h n hủy inh họ h ng g y
tồn ƣ h a hất trong môi trƣ ng tự nhi n i g
ải tiến
thể th hồi
tái ử ụng hi ử ụng ải thiện hất lƣợng nƣớ thải. ết ả nghi n ứ
ra hƣớng tiế ận ới hi ử ụng ật liệ
ng ồn gố inh họ để ải thiện
hất lƣợng môi trƣ ng nƣớ theo hƣớng th n thiện môi trƣ ng
hát t iển
b n ững trong tƣ ng lai
Từ k

n t
bi
g l nt
i g
l nt xt t n i
i g
G
P ly
h i
n n
it
th t
n b
n
. Th
t t n Pil t x i nt
x in t
l t th
bility t
l in t xtil
t
t
n h y
t l in y ing
t
t
n P
g l nt nt l. Th
lt h
th t th

lt h
b t
i g
in
t
t
y . Th
t i
n i
ing i g
y
i
t nt in
ing thi bi l gi l
g l nt.
h
lt h
i
ing th
lity
i i n y t
l
ti
n
t l
i
n
t t nt n
i
i g

high th n
n y ing
ing h y

i g

lt

th t i
i g
i l
bl
in t i l t xtil
n
y ing
t
t . Th
n
i
n
ti ly
t xtil l nt n th
l h y
ti i i l
t
t
l ting l nt . Th bility t
n n th thi
y t
l

ti
n
t xtil l nt . t h
th t i
l
l
i i n y ith
t
t
t xtil l nt .
i g
h
n th n i g
n
iii

th b t
n P
i g

l
ti
t xtil

i i n y n
i
i


n

.

i

bi

in

hi h i

i

y in i t th t
i
i g
t i l h
th
ti
h i l P
. n
iti n
bi g
ti n ith t
ing h i l
i
hil i
i g
n b
t
t

n
lity i
nt
l
bl
t l n i n nt
in i
ing
h in ing bi
ly n
t in bl

t xtil

t

t



MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN................................................................................................... 1
TÓM TẮT.......................................................................................................... i
ABSTRACT..................................................................................................... iii
LỜI CAM ĐOAN............................................................................................. v
MỤC LỤC ....................................................................................................... vi
DANH MỤC BẢNG........................................................................................ ix
DANH MỤC HÌNH ........................................................................................ xi
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ....................................................................... xiv
CHƢƠNG 1. GIỚI THIỆU............................................................................. 1

2.4.1. Đặc điểm ................................................................................................ 22
2.4.2. Một số kết quả nghiên cứu..................................................................... 22
2.5. Tổng quan về vật liệu keo tụ có nguồn gốc từ sinh học .............. 23
2.5.1. Phƣơng pháp chế tạo vật liệu sinh học Biogum .................................... 23
2.5.2. Phƣơng pháp chế tạo vật liệu nguồn gốc sinh học (Biogum cải tiến) ... 24
CHƢƠNG 3. VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............. 30
3.1. Đối tƣợng nghiên cứu và hóa chất keo tụ .................................... 30
3.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu ............................................................................ 30
3.1.2. Vật liệu nghiên cứu................................................................................ 30
3.2. Thiết bị nghiên cứu ........................................................................ 33
3.2.1. Thiết bị Jartest........................................................................................ 33
3.2.2. Thiết bị Pilot .......................................................................................... 34
3.3. Phƣơng pháp phân tích và thiết bị phân tích .............................. 34
3.4. Nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu ......................................... 35
3.4.1. Phƣơng pháp chung ............................................................................... 35
3.4.2. Các thí nghiệm nghiên cứu .................................................................... 36
3.5. Phƣơng pháp xử lý số liệu ............................................................. 48
CHƢƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN................................................ 49
4.1. Kết quả nghiên cứu vật liệu .......................................................... 49
4.1.1. Thành phần cấu trúc vật liệu Biogum.................................................... 49
4.1.2. Đánh giá khả năng phân hủy của Biogum ............................................. 51
4.1.3. Xác định dƣ lƣợng nhôm (Al3+) còn lại trong nƣớc thải dệt nhuộm và xi
mạ khi sử dụng vật liệu keo tụ hóa học PAC .................................................. 52
4.1.4. Thành phần cấu trúc vật liệu Biogum cải tiến ....................................... 53
4.2. Xác định hiệu suất loại bỏ màu của các vật liệu trong nƣớc thải
dệt nhuộm ....................................................................................................... 56
4.2.1. Xác định pH tối ƣu của vật liệu ............................................................. 57
4.2.2. Kết quả xác định lƣợng tối ƣu của PAC ................................................ 62
4.2.3. Kết quả xác định lƣợng tối ƣu của Biogum........................................... 64
4.2.4. Kết quả xác định lƣợng Biogum cải tiến tối ƣu..................................... 65


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1: Một số thành phần ô nhiễm trong nƣớc thải dệt nhuộm ................... 6
Bảng 2.2: Các chỉ số ô nhiễm kim loại nặng của nƣớc thải xi mạ .................. 11
Bảng 2.3: pH thích hợp cho hoạt động của các chất keo tụ............................. 21
Bảng 3.1: Các thông số kỹ thuật của mô hình Jartest...................................... 33
Bảng 3.2: Phƣơng pháp phân tích các thông số ô nhiễm nghiên cứu.............. 35
Bảng 3.3: Thiết bị phân tích dùng trong nghiên cứu ....................................... 35
Bảng 3.4: Lƣợng chất keo tụ trong thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng của pH... 37
Bảng 3.5: Bố trí thí nghiệm xác định mối tƣơng quan giữa nồng độ đầu vào
với lƣợng Biogum trên mẫu nƣớc Ni2+ ............................................................ 38
Bảng 3.6: Thí nghiệm xác định lƣợng Biogum tối ƣu trên mẫu nƣớc thải RR 39
Bảng 3.7: Lƣợng chất keo tụ dùng cho nƣớc thải RR theo các nồng độ
đầu vào ............................................................................................................. 40
Bảng 3.8: Bảng giá trị D, xác định tƣơng quan giữa nồng độ đầu vào và lƣợng
Biogum cải thiện độ màu của nƣớc thải RR .................................................... 41
Bảng 3.9: Bố trí thí nghiệm xác định mối tƣơng quan giữa nồng độ đầu vào
với lƣợng Biogum trên mẫu nƣớc RR ............................................................. 41
Bảng 3.10: Lƣợng các chất keo tụ sử dụng trong thí nghiệm khảo sát ảnh
hƣởng của pH................................................................................................... 44
Bảng 3.11: Bố trí thí nghiệm xác định pH tối ƣu của Ni2+ cho Biogum ......... 44
Bảng 3.12: Bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng của lƣợng Biogum trên mẫu
nƣớc thải Ni2+................................................................................................... 44
Bảng 3.13: Lƣợng của các chất keo tụ theo từng loại nƣớc thải xi mạ ........... 46
Bảng 3.14: Bố trí thí nghiệm xác định mối tƣơng quan giữa nồng độ đầu vào
với lƣợng Biogum trên mẫu nƣớc Ni2+ ............................................................ 47
Bảng 4.1: Kết quả tính toán lƣợng PAC sử dụng vận hành cải thiện độ màu
nƣớc thải RR .................................................................................................... 72
Bảng 4.2: Kết quả tính toán lƣợng Biogum theo lý thuyết sử dụng vận hành cải
thiện độ màu nƣớc thải RR .............................................................................. 73

tái sử dụng...................................................................................................... 103

x


DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1: Hệ thống xử lý nƣớc thải dệt nhuộm sử dụng hiện nay..................... 9
Hình 2.2: Hệ thống xử lý nƣớc thải xi mạ hiện nay ........................................ 15
Hình 2.3: Quy trình ly trích Biogum hạt Muồng Hoàng Yến ......................... 24
Hình 2.4: Quy trình tổng hợp hạt nano từ tính ................................................ 27
Hình 2.5: Quy trình làm giàu -OH trên hạt nano từ tính ................................. 28
Hình 2.6: Quy trình tổng hợp Biogum cải tiến................................................ 29
Hình 3.1: Hoa của cây Muồng Hoàng Yến...................................................... 31
Hình 3.2: Hạt của cây Muồng Hoàng Yến ...................................................... 31
Hình 3.3: Cấu tạo mô hình Jartest ................................................................... 33
Hình 3.4: Thiết bị Pilot keo tụ tạo bông .......................................................... 34
Hình 3.5: Thí nghiệm với nƣớc thải dệt nhuộm trên thiết bị Jartest và Pilot .. 37
Hình 3.6: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định pH tối ƣu của Biogum, Biogum cải
tiến và PAC ...................................................................................................... 38
Hình 3.7: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định lƣợng tối ƣu của Biogum, Biogum
cải tiến và PAC ................................................................................................ 39
Hình 3.8: Sơ đồ thí nghiệm xác định mối tƣơng quan giữa lƣợng chất keo tụ
với nồng độ đầu vào......................................................................................... 40
Hình 3.9: Bố trí thí nghiệm đánh giá hiệu quả thu hồi của Biogum cải tiến ... 42
Hình 3.10: Thí nghiệm vận hành nƣớc thải xi mạ trên thiết bị Jartest và Pilot42
Hình 3.11: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định pH tối ƣu của Biogum, Biogum
cải tiến và PAC ................................................................................................ 43
Hình 3.12: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định lƣợng tối ƣu của Biogum, Biogum
cải tiến và PAC ................................................................................................ 45
Hình 3.13: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định mối tƣơng quan giữa lƣợng chất

Hình 4.23: Khảo sát sơ bộ của Biogum cải tiến với nƣớc thải RR.................. 65
Hình 4.24: Khảo sát sơ bộ của Biogum cải tiến với nƣớc thải NMDN........... 66
Hình 4.25: Xác định liều lƣợng tối ƣu của Biogum cải tiến trên nƣớc thải RR66
Hình 4.26: Xác định liều lƣợng tối ƣu của Biogum cải tiến trên NMDN ....... 67
Hình 4.27: Nghiên cứu hiệu quả xử lý màu giữa các vật liệu trên nƣớc thải RR67
Hình 4.28: Nghiên cứu hiệu quả xử lý COD giữa các vật liệu trên nƣớc thải
NMDN ............................................................................................................. 68
Hình 4.29: Hiệu suất loại màu của Biogum cải tiến sau các lần thu hồi trên
nƣớc thải RR .................................................................................................... 69
Hình 4.30: Hiệu suất loại màu và COD của Biogum cải tiến sau các lần thu hồi
trên nƣớc thải NMDN ...................................................................................... 69
Hình 4.31: Mối tƣơng quan giữa độ màu nƣớc thải RR với hàm lƣợng PAC. 70
Hình 4.32: Mối tƣơng quan giữa hiệu suất loại màu nƣớc thải RR với hàm
lƣợng PAC ....................................................................................................... 71
Hình 4.33: Mối tƣơng quan giữa độ màu nƣớc thải RR với hàm lƣợng Biogum72
Hình 4.34: Mối tƣơng quan giữa hiệu quả loại màu mẫu nƣớc thải RR (1051
Pt-Co) với hàm lƣợng Biogum ........................................................................ 73
Hình 4.35: Mối tƣơng quan giữa độ màu nƣớc thải RR với hàm lƣợng Biogum
cải tiến.............................................................................................................. 74
Hình 4.36: Mối tƣơng quan giữa hiệu suất loại màu nƣớc thải RR (1052 PtCo) với hàm lƣợng Biogum cải tiến .............................................................. 754
Hình 4.37: Mối tƣơng quan giữa hiệu quả loại màu nƣớc thải NMDN với hàm
lƣợng Biogum .................................................................................................. 76
Hình 4.38: Mối tƣơng quan giữa hiệu quả loại màu nƣớc thải NMDN với hàm
lƣợng Biogum .................................................................................................. 78
Hình 4.39: Mối tƣơng quan giữa hiệu quả loại màu nƣớc thải NMDN với hàm
lƣợng Biogum cải tiến ..................................................................................... 79
Hình 4.40: Xác định pH tối ƣu của PAC trên nƣớc thải xi mạ giả định.......... 80
Hình 4.41: Xác định pH tối ƣu của Biogum trên nƣớc thải xi mạ giả định .... 81

xii

Hình 4.60: Mối tƣơng quan giữa nồng độ nƣớc thải Cu2+ với hàm lƣợng
Biogum cải tiến ................................................................................................ 96
Hình 4.61: Mối tƣơng quan giữa hiệu quả loại bỏ Cu2+ với hàm lƣợng Biogum
cải tiến.............................................................................................................. 97
Hình 4.62: Mối tƣơng quan giữa nồng độ nƣớc thải Zn2+ với hàm lƣợng
Biogum cải tiến ................................................................................................ 98
Hình 4.63: Mối tƣơng quan giữa hiệu quả loại bỏ Zn2+ với hàm lƣợng Biogum
cải tiến.............................................................................................................. 98
Hình 4.64: Quy trình xử lý chất thải công nghiệp dệt nhuộm bằng chất keo tụ
sinh học cải tiến ............................................................................................. 106
Hình 4.65: Quy trình xử lý chất thải công nghiệp xi mạ bằng chất keo tụ sinh
học cải tiến ..................................................................................................... 108

xiii


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Từ viết tắt
Biogum

Tên tiếng Anh

Biogum cải
tiến
BTNMT
CMC
COD
EC
Emu
FT-IR

Initial Dye Concentration

Tên tiếng Việt
Gum sinh học Muồng Hoàng
Yến ly trích từ hạt MHY
Vật liệu kết hợp giữa Gum sinh
học ly trích từ hạt MHY và nano
oxit sắt từ
Bộ Tài nguyên Môi trƣờng
Nhu cầu oxy hóa học
Độ dẫn điện
Đơn vị điện từ
Quang phổ chuyển đổi hồng
ngoại
Nhựa Polyethylene mật độ cao
Nồng độ màu đầu vào
Không phát hiện

Mean Absolute Percentage
Error

Độ lệch phần trăm trị tuyệt đối

Methylene Blue
Micro Filtration

Xanh methylene
Vi lọc
Muồng Hoàng Yến
Màng lọc nano



CHƢƠNG 1. GIỚI THIỆU
1.1. Đặt vấn đề
Trong những năm gần đây với sự phát triển của thế giới về mọi mặt,
trong đó các ngành công nghiệp đã có những bƣớc phát triển mạnh mẽ, tạo ra
nhiều sản phẩm đa dạng có chất lƣợng cao, đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng
của thị trƣờng và con ngƣời. Bên cạnh những thành tựu to lớn đó, con ngƣời
đang dần hủy hoại môi trƣờng sống của mình do nguồn chất thải phát sinh từ
các công đoạn sản xuất không đƣợc xử lý hoặc xử lý không triệt để.
Sử dụng hóa chất có nguồn gốc hóa học trong quá trình vận hành để cải
thiện chất lƣợng nƣớc thải công nghiệp, xi mạ, dệt nhuộm, thủy sản… đƣợc
ứng dụng khá rộng rãi. Tuy nhiên trong quá trình xử lý dƣ lƣợng của chúng
gây ô nhiễm trực tiếp hoặc gián tiếp qua chất ô nhiễm thứ cấp đến môi trƣờng
tiếp nhận (Vijayaraghavan, 2011). Ngoài ra ô nhiễm thứ cấp còn làm thay đổi
tính chất vật lý, hóa học, sinh học của hệ sinh thái của nƣớc theo chiều hƣớng
xấu đi và đây là thực trạng cấp thiết cần có giải pháp thay đổi vật liệu trong
quá trình vận hành để cải thiện chất lƣợng môi trƣờng tiếp nhận (Nguyễn Thị
Phƣơng Loan, 2011).
Hiện nay, đã có một số nghiên cứu trong và ngoài nƣớc về việc ứng dụng
các loại chất có nguồn gốc tự nhiên trong đó có các gum sinh học trong xử lý
nƣớc thải để loại bỏ màu và cải thiện chỉ số COD trong nƣớc thải một số
ngành công nghiệp dệt nhuộm, xi mạ (Sapanda M., 2012; Hanif, 2008). Theo
Đoàn Thị Thúy Ái (2013), Nguyễn Văn Cƣờng và Huỳnh Thị Kim Ngọc
(2014); Carlos L. et al. (2013) có thể ứng dụng vật liệu nano trong xử lý nƣớc
thải ngành công nghiệp dệt nhuộm và xi mạ. Kết quả nghiên cứu cho thấy gum
sinh học và hạt nano từ tính có tiềm năng ứng dụng trong xử lý nƣớc. Mặt
khác, bản chất keo tụ của các gum sinh học là hình thành các liên kết và tƣơng
tác hóa học với các chất ô nhiễm, do đó quá trình thu hồi gum sinh học khá tốn
kém, cần sử dụng tác nhân để cắt đứt các liên kết hóa học và tái tạo lại gum

màng nhầy tế bào.
Những nghiên cứu trên cho thấy vật liệu sinh học có tiềm năng thay thế
vật liệu có nguồn gốc hóa học là một bƣớc tiến và cần nghiên cứu ứng dụng,
đặc biệt cần nghiên cứu vật liệu nano sinh học có thể thu hồi trong cải thiện
chất lƣợng nƣớc thải cũng nhƣ môi trƣờng tiếp nhận. Trên cơ sở và ý tƣởng đó
luận án “Nghiên cứu sử dụng vật liệu keo tụ sinh học chế tạo từ hạt
Muồng Hoàng Yến (Cassia fistula L.) để cải thiện chất lƣợng nƣớc thải
công nghiệp” đƣợc thực hiện trên nƣớc thải ngành công nghiệp dệt nhuộm và
xi mạ góp phần cải thiện chất lƣợng môi trƣờng nƣớc, bảo vệ môi trƣờng và
phát triển bền vững.
1.2. Mục tiêu nghiên cứu
1.2.1. Mục tiêu tổng quát
Xác định khả năng ứng dụng vật liệu có nguồn gốc tự nhiên, thân thiện
với môi trƣờng (vật liệu nano sinh học đƣợc chế tạo từ gum trích ly từ hạt
Muồng Hoàng Yến và Nano từ tính) và có khả năng thu hồi, tái sử dụng trong
quá trình cải thiện chất lƣợng nƣớc thải công nghiệp dệt nhuộm và xi mạ. Với
kết quả nghiên cứu đạt đƣợc, đề xuất một quy trình công nghệ ứng dụng vật
liệu này trong công nghệ để cải thiện thành phần ô nhiễm độ màu và kim loại
nặng có trong nƣớc thải.
2


1.2.2. Mục tiêu cụ thể
- Cải tiến vật liệu từ nền vật liệu sinh học Biogum (đƣợc điều chế từ hạt
cây MHY) và hạt Nano từ tính để đƣợc vật liệu Biogum cải tiến.
- Nghiên cứu ứng dụng vật liệu Biogum cải tiến trong việc cải thiện độ
màu của nƣớc thải dệt nhuộm giả định và nhà máy.
- Nghiên cứu ứng dụng vật liệu Biogum cải tiến trong việc cải thiện
thành phần ô nhiễm kim loại nặng của nƣớc thải xi mạ giả định và nhà máy.
- Xác định khả năng thu hồi và tái sử dụng của vật liệu cải tiến Biogum

1.4. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
1.4.1. Đối tượng nghiên cứu
Đối tƣợng nghiên cứu: Nghiên cứu nâng cao hiệu quả khử màu trong
nƣớc thải dệt nhuộm và khử kim loại nặng (Ni2+; Cu2+; Zn2+) trong nƣớc thải
xi mạ;
1.4.2. Phạm vi nghiên cứu
- Tập trung cho quá trình xử lý hóa lý trên quy mô Phòng thí nghiệm và
Pilot trên đối tƣợng nƣớc thải dệt nhuộm và xi mạ:
+ Thí nghiệm đƣợc tiến hành ở quy mô phòng thí nghiệm và trên mô
hình Pilot công suất 30 lít.
+ Nƣớc thải dệt nhuộm giả định gồm hai loại màu có tên thƣơng mại
Reactive red 3 BS (RR). Nƣớc thải dệt nhuộm thực tế đƣợc lấy từ nhà
máy trong Khu công nghiệp Nam Tân Uyên tại Bình Dƣơng.
+ Nƣớc thải xi mạ giả định gồm Ni2+, Cu2+, Zn2+. Nƣớc thải xi mạ thực tế
đƣợc lấy từ nhà máy trong Khu công nghiệp Nam Tân Uyên tại Bình
Dƣơng.
- Các nghiên cứu đƣợc thực hiện và phân tích tại Trƣờng Đại học Thủ
Dầu Một, Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh và Đại học Khoa học
Tự nhiên Thành phố Hồ Chí Minh.
1.5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
1.5.1. Ý nghĩa khoa học
- Kết quả nghiên cứu là nguồn số liệu khoa học trong nghiên cứu ứng
dụng vật liệu mới trong xử lý nƣớc và nƣớc thải công nghiệp.
- Công trình nghiên cứu là các số liệu khoa học cơ bản sử dụng cho
giảng dạy và nghiên cứu các đề tài tƣơng tự.
- Kết quả có thể dùng tham khảo cho các nhà máy có thành phần và tính
chất ô nhiễm tƣơng tự.
1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn
Luận án cung cấp những thông tin khoa học hiệu quả cải thiện chất lƣợng
nƣớc thải của một số ngành công nghiệp ô nhiễm kim loại nặng và ô nhiễm

nhuộm hầu hết là các hợp chất từ dẫn xuất phenol, dẫn xuất anilin, axit hữu cơ
và các dẫn xuất benzen, với nồng độ ô nhiễm tùy thuộc vào công nghệ nhuộm.
Mặt khác trong quá trình sản xuất có rất nhiều hóa chất độc hại đƣợc sử
dụng để sản xuất tạo màu, nhƣ phẩm nhuộm, chất hoạt động bề mặt, chất điện
ly, chất ngậm, chất tạo môi trƣờng, tinh bột, men, chất oxy hóa… (Kumar,
2017; Unlu et al., 2009; Ahmad et al., 2002). Bên cạnh đó, trong quá trình sản
xuất, hiệu quả hấp phụ thuốc nhuộm chỉ đạt từ 60 - 70%, các phẩm nhuộm
thừa còn lại ở dạng nguyên thủy hay ở dạng phân hủy và các chất này thƣờng
có chứa các ion kim loại nặng.
Nếu nƣớc thải chƣa đƣợc xử lý hoặc xử lý chƣa đạt tiêu chuẩn xả thải ra
nguồn tiếp nhận, hóa chất có trong nƣớc thải sẽ gây chết hệ vi sinh vật có lợi
trong nguồn tiếp nhận, làm chết cá và các loại động vật sống dƣới nƣớc, các
chất độc này còn có thể thấm vào đất, tồn tại lâu dài và ảnh hƣởng tới nguồn
nƣớc ngầm, ảnh hƣởng đến đời sống của con ngƣời. Nƣớc thải dệt nhuộm
5


thƣờng có độ màu rất lớn, thay đổi thƣờng xuyên tùy loại thuốc nhuộm và có
nhiệt độ cao nên cần phải đƣợc xử lý triệt để trƣớc khi thải ra nguồn tiếp nhận
(Hussein, 2013).
Bảng 2.1: Một số thành phần ô nhiễm trong nƣớc thải dệt nhuộm
Thông số
Nhiệt độ
pH
COD
Màu
TSS
SO42-

Đơn vị

Các kỹ thuật hóa lý và hóa học thƣờng dùng bao gồm: màng lọc (Verma et al.,
2012), hấp phụ, trao đổi ion, oxy hóa nâng cao (Al-Kdasi et al., 2004;
Rachakornkij et al., 2004)... Trong khi các kỹ thuật sinh học đƣợc sử dụng
nhƣ dùng nấm, vi khuẩn để phân hủy trong điều kiện hiếu khí, yếm khí hoặc
kết hợp hai quá trình xử lý yếm khí và hiếu khí (Trịnh Lê Hùng, 2009).
a)

Phương pháp hóa lý

Trong cải thiện chất lƣợng nƣớc thải tùy vào thành phần tính chất nƣớc
thải mà có phƣơng pháp cải thiện khác nhau, phƣơng pháp hóa lý thƣờng đƣợc
dùng phổ biến để xử lý một số loại ô nhiễm vô cơ và hữu cơ cao, thƣờng dùng
là phƣơng pháp lọc màng và hấp phụ (Archna et al., 2012).
- Phƣơng pháp lọc màng gồm các kỹ thuật thẩm thấu ngƣợc, màng lọc
nano, màng siêu lọc, màng vi lọc. Lọc màng có thể tách hai hay nhiều thành
6


phần (phân tử hữu cơ, ion vô cơ có hàm lƣợng cao) dựa vào kích thƣớc phân
tử. Theo kết quả nghiên cứu của Wu et al. (1998) khí kết hợp lọc màng với
quá trình ozon hóa trong xử lý nƣớc thải dệt nhuộm chứa màu nhuộm hoạt
tính, muối NaCl và kim loại Cu2+, kết quả cho thấy loại bỏ đƣợc 99% màu và
ion Cu2+.
- Về giải pháp hấp phụ, tác nhân keo tụ sẽ hình thành bông cặn với màu
nhuộm nhờ lực hút Van der Waals, liên kết hydro, tƣơng tác lƣỡng cực - lƣỡng
cực hoặc sự phân cực giữa chất hấp phụ và chất bị hấp phụ. Hấp phụ là hiện
tƣợng chỉ xảy ra trên bề mặt của các chất mà không có bất kỳ phản ứng hóa
học nào nên lực hấp phụ yếu và xảy ra thuận nghịch (Grande et al., 2015).
Theo kết quả nghiên cứu của Jain et al., (2010) cho thấy khi tăng lƣợng chất
hấp phụ cacbon hoạt tính từ 0,1 - 0,5 g/L hiệu quả loại màu tăng và giảm dần