Nghiên cứu khả năng xử lý phẩm màu trong nước thải dệt nhuộm bằng vật liệu sinh học điều chế trừ trái của cây mai dương (mimosa pigra l )

UỶ BAN NHÂN DÂN TỈNH BÌNH DƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT

TRẦN HOÀI MINH

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ PHẨM MÀU
TRONG NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM BẰNG VẬT
LIỆU SINH HỌC ĐIỀU CHẾ TỪ TRÁI CỦA CÂY
MAI DƯƠNG (Mimosa pigra L.)

CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MƠI TRƯỜNG
MÃ SỐ: 8440301

LUẬN VĂN THẠC SĨ

BÌNH DƯƠNG – 2022


UỶ BAN NHÂN DÂN TỈNH BÌNH DƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT

TRẦN HOÀI MINH

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG XỬ LÝ PHẨM MÀU
TRONG NƯỚC THẢI DỆT NHUỘM BẰNG VẬT
LIỆU SINH HỌC ĐIỀU CHẾ TỪ TRÁI CỦA CÂY
MAI DƯƠNG (Mimosa pigra L.)

CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
MÃ SỐ: 8440301

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. NGUYỄN XUÂN DŨ

BÌNH DƯƠNG – 2022


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đề tài luận văn tốt nghiệp “Nghiên cứu khả năng xử lý
phẩm màu trong nước thải dệt nhuộm bằng vật liệu sinh học điều chế từ trái
của cây Mai dương (Mimosa pigra L.)” là do tôi thực hiện với sự hướng dẫn của
TS. Nguyễn Xuân Dũ.
Các kết quả nghiên cứu trong luận án là trung thực, chính xác và chưa được
tác giả khác cơng bố.
Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm về những nội dung mà tơi đã trình bày
trong luận văn tốt nghiệp này.

Bình Dương, ngày 27 tháng 08 năm 2022
HỌC VIÊN THỰC HIỆN

TRẦN HOÀI MINH

i


LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn các thầy cô Trường Đại Học Thủ
Dầu Một, đặc biệt là các thầy cô Viện Đào tạo sau Đại học và Ngành Khoa học
môi trường đã tận tâm chỉ bảo, truyền đạt những kiến thức, kinh nghiệm quý báu

trong suốt thời gian em học tập và nghiên cứu.
Em xin chân thành cảm ơn TS. Nguyễn Xuân Dũ, TS. Đào Minh Trung, TS.
Hoàng Lê Thụy Thùy Trang, Th.S Trần Thanh Nhã, CN. Phan Hồng Vĩnh
Trường, các thầy cơ quản lý phịng thí nghiệm trường ĐH. Thủ Dầu Một đã tận
tình giúp đỡ, hướng dẫn, chỉ bảo và tạo điều kiện cho em trong suốt thời gian em
thực hiện đề tài này.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn Ban Giám đốc Cơng ty TNHH Chyang Sheng
Việt Nam, anh Nguyễn Đình Tâm và các anh chị đồng nghiệp trong công ty đã hỗ
trợ em trong suốt quá trình học tập, triển khai nghiên cứu và hoàn thành đề tài.
Em cũng xin cảm ơn gia đình, cha mẹ, cơ đã tạo mọi điều kiện tốt nhất về
cả vật chất và tinh thần giúp em hoàn thành chuyên đề.
Cuối cùng, em xin gửi lời chúc đến tồn thể thầy cơ trong khoa cũng như
anh chị trong Trung tâm và các bạn lời chúc sức khỏe, luôn hạnh phúc, thành công
trong cuộc sống và trong công việc.
Một lần nữa xin chân thành cảm ơn.

ii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .................................................................................................. i
LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................... ii
MỤC LỤC ............................................................................................................ iii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU .................................................. vi
DANH MỤC BẢNG BIỂU ................................................................................ vii
DANH MỤC HÌNH ẢNH ................................................................................. viii
PHẦN MỞ ĐẦU ................................................................................................... 1
Lý do chọn đề tài ................................................................................................ 1
Mục tiêu nghiên cứu ........................................................................................... 2
Đối tượng nghiên cứu ......................................................................................... 3

Phạm vi nghiên cứu ............................................................................................ 3
Ý nghĩa thực tiễn ................................................................................................ 3
Ý nghĩa khoa học ................................................................................................ 4
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ................................................................................ 5
1.1. Tổng quan về cây Mai dương (Mimosa pigra L.) ....................................... 5
1.1.1. Đặc điểm sinh học ................................................................................ 5
1.1.2. Phân bố và sinh thái .............................................................................. 6
1.1.3. Chu kỳ sống và khả năng xâm lấn ........................................................ 6
1.1.4. Hiểm họa từ cây Mai dương ................................................................. 7
1.1.5. Các biện pháp kiểm soát Mai dương trên Thế giới và Việt Nam ......... 8
1.1.6. Thành phần hóa học trong cây Mai dương ......................................... 10
1.2. Tổng quan về nước thải dệt nhuộm ........................................................... 11
1.2.1. Thuốc nhuộm ngành dệt nhuộm ......................................................... 11
1.2.2. Nước thải dệt nhuộm .......................................................................... 13
1.2.3. Ảnh hưởng của nước thải dệt nhuộm ................................................. 16
1.3. Tổng quan phương pháp xử lý màu nước thải dệt nhuộm ........................ 17
1.3.1. Phương pháp keo tụ - tạo bông ........................................................... 19
1.3.2. Phương pháp màng lọc ....................................................................... 19
1.3.3. Phương pháp oxy hóa hóa học ............................................................ 19
1.3.3.1. Sử dụng Ozone (O3) ..................................................................... 19
1.3.3.2. Sử dụng Hydrogen peroxide (H2O2) ............................................ 20
1.3.3.3. Sử dụng hợp chất Chlorine .......................................................... 20

iii


1.3.3.4. Phản ứng Fenton .......................................................................... 21
1.3.4. Phương pháp Điện hóa ....................................................................... 21
1.3.4.1. Oxy hóa cực (Anodic Oxidation) ................................................. 21
1.3.4.2. Điện đông tụ (Electrocoagulation (EC)) ...................................... 22

1.3.5. Phương pháp hấp phụ ......................................................................... 22
1.3.5.1. Hấp phụ vật lý .............................................................................. 22
1.3.5.2. Hấp phụ hóa học .......................................................................... 22
1.3.5.3. Giải hấp phụ ................................................................................. 23
1.3.6. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hấp phụ phẩm màu .............................. 23
1.3.6.1. Ảnh hưởng của pH ....................................................................... 23
1.3.6.2. Ảnh hưởng của lượng chất hấp phụ ............................................. 23
1.3.6.3. Ảnh hưởng của nồng độ thuốc nhuộm ban đầu ........................... 24
1.3.7. Cân bằng hấp phụ - Các phương trình đẳng nhiệt hấp phụ ................ 24
1.3.8. Động học hấp phụ - Các phương trình động học hấp phụ .................. 26
1.4. Tình hình nghiên cứu trong nước và ngoài nước về sử dụng vật liệu sinh
học xử lý phẩm màu trong nước thải dệt nhuộm .............................................. 27
1.4.1. Việt Nam ............................................................................................. 27
1.4.2. Thế giới ............................................................................................... 27
CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ................. 30
2.1. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................... 30
2.1.1. Phương pháp thu thập thông tin, kế thừa tài liệu ................................ 30
2.1.2. Phương pháp lấy mẫu cây Mai dương ................................................ 30
2.1.3. Phương pháp xác định đặc tính hình thái của vật liệu ........................ 31
2.1.4. Phương pháp phân tích mẫu và bảo quản mẫu ................................... 31
2.1.5. Xử lý số liệu và đồ thị ......................................................................... 32
2.2. Nội dung nghiên cứu và bố trí thí nghiệm................................................. 32
2.2.1. Thiết bị, dụng cụ và hóa chất .............................................................. 32
2.2.2. Quy trình nghiên cứu .......................................................................... 34
2.2.3. Nội dung 1: Điều chế vật liệu sinh học từ trái Mai dương ................. 34
2.2.4. Nội dung 2: Phân tích SEM, BET, FT-IR của vật liệu đã điều chế.... 35
2.2.5. Nội dung 3: Ứng dụng vật liệu sinh học điều chế từ trái Mai dương xử
lý dung dịch màu methylene blue trong nước .............................................. 36
2.2.5.1. Khảo sát ảnh hưởng của pH ......................................................... 36
2.2.5.2. Khảo sát ảnh hưởng của liều lượng chất hấp phụ ........................ 37

iv


2.2.5.3. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian xử lý ...................................... 39
2.2.5.4. Khảo sát ảnh hưởng nồng độ thuốc nhuộm methylene blue ban
đầu ............................................................................................................. 40
2.2.6. Nội dung 4: Khảo sát khả năng tái sử dụng của vật liệu sinh học điều
chế từ trái Mai dương. .................................................................................. 42
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................... 45
3.1. Kết quả điều chế vật liệu sinh học từ trái Mai dương ............................... 45
3.2. Kết quả phân tích vật liệu sinh học điều chế từ trái Mai dương ............... 46
3.2.1. Cấu trúc hình thái (SEM) của vật liệu sinh học điều chế từ trái Mai
dương .......................................................................................................... 46
3.2.2. Diện tích bề mặt (BET) của vật liệu sinh học điều chế từ trái Mai
dương .......................................................................................................... 47
3.2.3. Phân tích FTIR của vật liệu sinh học điều chế từ trái Mai dương ...... 48
3.3. Kết quả khảo sát khả năng xử lý dung dịch MB của vật liệu sinh học điều
chế từ trái Mai dương ....................................................................................... 50
3.3.1. Ảnh hưởng của pH .............................................................................. 50
3.3.2. Ảnh hưởng của liều lượng vật liệu hấp phụ ....................................... 52
3.3.3. Ảnh hưởng của thời gian xử lý và động học hấp phụ ......................... 54
3.3.3.1. Ảnh hưởng của thời gian xử lý .................................................... 54
3.3.3.2. Động học hấp phụ ........................................................................ 56
3.3.4. Ảnh hưởng của nồng độ MB ban đầu và xây dựng phương trình đẳng
nhiệt hấp phụ ................................................................................................. 58
3.3.4.1. Ảnh hưởng của nồng độ MB ban đầu .......................................... 58
3.3.4.2. Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ ................................................. 59
3.3.5. Giải hấp và tái sử dụng vật liệu .......................................................... 64
CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................... 68

4.1. Kết luận ..................................................................................................... 68
4.2. Kiến nghị ................................................................................................... 69
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. 70
PHỤ LỤC A ........................................................................................................ 79
PHỤ LỤC B ........................................................................................................ 82

v


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU
BOD

Biochemical Oxygen Demand (Nhu cầu oxy sinh hóa)

COD

Chemical Oxygen Demand (Nhu cầu oxy hóa học)

SS
FT-IR
SEM
BET
IR
IUPAC
KL

Suspended solids
Fourier Transformation Infrared Spectrometer (Phương pháp phổ
hấp thụ hồng ngoại)
Scanning Electron Microscope (Kính hiển vi điện tử quét)

Brunauer – Emmett – Teller (Phương pháp đo diện tích bề mặt
riêng)
Infra Red (Phổ hồng ngoại)
International Union of Pure and Applied Chemistry (Hội hóa học
ứng dụng quốc tế )
Kim loại

KLN

Kim loại nặng

MB

Methylene blue

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

CAT

Catalyst (Chất xúc tác)

WAO

Wet Air Oxidation (Oxy hóa khơng khí ướt)

CWAO
PAH
MEUF
TBA

Catalytic Wet Air Oxidation (Xúc tác Oxy hóa khơng khí ướt)
Polycyclic Aromatic Hydrocarbons
Micellar-enhanced ultrafiltration
Tannin based adsorbents

UF

Ultrafiltration

NF

Nanofiltration

RBM

Microbial biomass reactors

THT

Than hoạt tính

PFO

Pseudo-first-order

PSO

Pseudo-second-order

vi


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Phân loại thuốc nhuộm theo cấu trúc hóa học..................................... 12
Bảng 1.2. Các giai đoạn trong quá trình ướt và thành phần nước thải tương ứng.
.............................................................................................................................. 14
Bảng 1.3. Tổng hợp các nghiên cứu trong nước và ngoài nước về vật liệu hấp phụ
sinh học trong xử lý phẩm màu trong nước thải dệt nhuộm. ............................... 28
Bảng 2.1. Những thiết bị sử dụng trong luận văn................................................ 33
Bảng 2.2. Những hóa chất sử dụng trong luận văn. ............................................ 33
Bảng 3.1. Kết quả khảo sát ảnh hưởng pH đối với hiệu quả xử lý MB của vật liệu
sinh học điều chế từ trái Mai dương..................................................................... 50
Bảng 3.2. Kết quả khảo sát ảnh hưởng liều lượng đối với hiệu quả xử lý MB của
vật liệu sinh học điều chế từ trái Mai dương........................................................ 52
Bảng 3.3. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian xử lý đối với hiệu quả hấp
phụ MB của vật liệu sinh học điều chế từ trái Mai dương. .................................. 54
Bảng 3.4. Các thông số động học của mơ hình biểu kiến bậc 1 và mơ hình biểu
kiến bậc 2. ............................................................................................................ 56
Bảng 3.5. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ MB ban đầu đối với hiệu quả
hấp phụ MB của vật liệu sinh học điều chế từ trái Mai dương ............................ 58
Bảng 3.6. Kết quả các thơng số của mơ hình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir và
Freudlich............................................................................................................... 60
Bảng 3.7. So sánh khả năng hấp phụ methylene blue của vật liệu sinh học điều chế
từ trái Mai dương với một số nghiên cứu trước đây. ........................................... 63

Bảng 3.8. So sánh khả năng tái sử dụng của vật liệu sinh học điều chế từ trái Mai
dương với vật liệu sinh học khác. ........................................................................ 66

vii


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1. Hình ảnh cây Mai dương. ...................................................................... 5
Hình 1.2. Sơ đồ quy trình các giai đoạn trong quá trình dệt nhuộm. .................. 15
Hình 1.3. Các phương pháp xử lý màu trong nước thải. ..................................... 18
Hình 2.1. Sơ đồ quy trình nghiên cứu ứng dụng xử lý phẩm màu nước thải dệt
nhuộm bằng vật liệu sinh học từ trái của cây Mai dương. ................................... 34
Hình 2.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm điều chế vật liệu sinh từ trái Mai dương. ...... 35
Hình 2.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát pH. ................................................... 37
Hình 2.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát liều lượng chất hấp phụ. .................. 38
Hình 2.5. Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát thời gian đạt trạng thái cân bằng của
vật liệu hấp phụ. ................................................................................................... 40
Hình 2.6. Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng nồng độ MB ban đầu. .... 42
Hình 2.7. Sơ đồ bố trí thí nghiệm giải hấp phụ và tái sử dụng của vật liệu đối với
methylene blue. .................................................................................................... 44
Hình 3.1. Trái Mai dương trước khi hái và thu gom (a); Hạt và trái Mai dương sau
khi phơi khô (b) và bột Mai dương sau khi xay và nghiền (c) ............................. 45
Hình 3.2. Ảnh SEM của vật liệu sinh học từ trái Mai dương trước khi xử lý MB.
.............................................................................................................................. 46
Hình 3.3. Giãn đồ hấp phụ và giải hấp phụ nito tại 77K của vật liệu hấp phụ sinh
học điều chế từ trái Mai dương ............................................................................ 47
Hình 3.4. Phổ FTIR của vật liệu hấp phụ điều chế từ trái Mai dương. ............... 48
Hình 3.5. Biểu đồ kết quả khảo sát pH của vật liệu xử lý MB ............................ 52
Hình 3.6. Biểu đồ kết quả khảo sát liều lượng của vật liệu xử lý MB ................ 54
Hình 3.7. Biểu đồ kết quả khảo sát ảnh hưởng thời gian của vật liệu xử lý MB. 56

Hình 3.8. Đồ thị mơ hình động học biểu kiến bậc nhất của sự hấp phụ MB bằng
vật liệu sinh học điều chế từ trái Mai dương........................................................ 57
Hình 3.9. Đồ thị mơ hình động học biểu kiến bậc hai của sự hấp phụ MB bằng vật
liệu sinh học điều chế từ trái Mai dương. ............................................................ 57
Hình 3.10. Biểu đồ kết quả khảo sát ảnh hưởng nồng độ Mb ban đầu của vật liệu
xử lý...................................................................................................................... 59
viii


Hình 3.11. Đồ thị mơ hình đẳng nhiệt Langmuir của hấp phụ methylene blue trên
vật liệu sinh học từ trái Mai dương. ..................................................................... 60
Hình 3.12. Đồ thị mơ hình đẳng nhiệt Freundlich của hấp phụ methylene blue trên
vật liệu sinh học từ cây hạt Mai dương. ............................................................... 61
Hình 3.13. Hiệu quả hấp phụ/giải hấp MB của vật liệu sinh học điều chế từ trái
Mai dương. ........................................................................................................... 65

ix


PHẦN MỞ ĐẦU
Lý do chọn đề tài
Trong những năm gần đây, ngành công nghiệp dệt nhuộm ngày càng phát
triển, các nhà máy dệt nhuộm sử dụng lượng lớn nước, thuốc nhuộm, phụ trợ, hóa
chất khác và xả nước thải có màu gây ô nhiễm nặng nề cho môi trường
(Vandevivere et al., 1998). Các thành phần chính trong nước thải có thuốc nhuộm
được phản ứng hịa tan hồn tồn trong nước và có cấu trúc hóa học phức tạp chứa
các nhóm không phân hủy sinh học (Perng et al., 2015). Thêm vào đó, nước thải
từ ngành cơng nghiệp dệt nhuộm thường không cố định và thay đổi liên tục theo
thời gian tùy thuộc vào thuốc nhuộm, loại vải nhuộm và nồng độ các chất cố định
được thêm vào (Kim et al., 2004). Việc xử lý màu từ nước thải ngành công nghiệp

dệt nhuộm đã thu hút sự chú ý của các nhà môi trường. Nước thải màu không chỉ
gây ảnh hưởng đến sự thẩm mỹ và độ trong suốt của nước mà cịn đó những lo
ngại về độc tính và khả năng gây ung thư của một số thuốc nhuộm hữu cơ (Lu et
al., 2010).
Có nhiều phương pháp khác nhau để loại bỏ màu khỏi nước thải đã được
nghiên cứu, phát triển và áp dụng như keo tụ tạo bông (Golob et al., 2005) oxy hóa
hóa học (Pérez et al., 2002), điên hóa – điện đơng tụ (Collivignarelli et al., 2019),
màng lọc (Collivignarelli et al., 2019), hấp phụ (Bhatnagar et al., 2015). Đây là
các phương pháp có khả năng loại bỏ màu trong nước thải dệt nhuộm, tuy nhiên
mức độ phổ biến của chúng trong ứng dụng bị giới hạn bởi các nhược điểm như
tạo ra nhiều bùn, tái tạo hấp phụ, màng bẩn và chi phí cao (Lu et al., 2010).
Gần đây, việc phát triển các chất hấp phụ có tính kinh tế để xử lý nước thải
đã thu hút sự quan tâm rất lớn (M. S. Reddy et al., 2012). Các chất hấp phụ có
nguồn gốc từ sinh học có chi phí thấp được ứng dụng trong việc loại bỏ màu và
các ion kim loại nặng trong nước như bột lá cây Azadirachta indica (Bhattacharyya
et al., 2004), vỏ trái me (M. Reddy, 2006), vỏ cam (Namasivayam et al., 1996),
cám lúa mì và cám gạo (Wang et al., 2009), lõi ngô (Sonawane et al., 2009), vỏ
đậu phộng (Hameed et al., 2008) và những vật liệu khác đã được nghiên cứu. Ở
các nước đang phát triển, chi phí sử dụng các phương pháp truyền thống như keo
1


tụ tạo bơng, oxy hóa hóa học hay màng lọc thẩm thấu vẫn còn khá cao để được
ứng dụng rộng rãi. Do đó, các chất hấp phụ từ vật liệu sinh học được nghiên cứu
nhiều hơn nhằm thay thế các phương pháp truyền thống vì có chi phí thấp (M. S.
Reddy et al., 2012) và hạn chế được các nhược điểm của phương pháp truyền thống
(Lu et al., 2010).
Cây Mai dương (Mimosa pigra L.) là một loài cây cỏ dại nhiệt đới ngoại lai
với khả năng xâm lấn mạnh, gây tổn hại cho các cây cỏ xung quanh và sự đa dạng
sinh thái nông nghiệp (Heard et al., 2005). Việt Nam có điều kiện thuận lợi về địa

hình và khí hậu cho sự phát triển của trái Mai dương trên đất nơng nghiệp và đất
tự nhiên. Chính vì thế, khả năng lây lan và xâm chiếm mạnh của cây sẽ là một mối
đe dọa lớn đến đất nông nghiệp và hệ sinh thái (Nguyen Hong Son et al., 2004).
Nhiều quốc gia trong đó có Việt Nam đang kiểm sốt sự phát triển của loài cây
này bằng nhiều cách khác nhau như thu hẹp khu vực sinh trưởng bằng cách phun
thuốc trừ sâu, chặt bỏ thân cây, đốt thân cây (Nguyen Thi Thi Lan et al., 2001;
Tran Triet, Le Cong Kiet, et al., 2004; Tran Triet, Le Cong Man, et al., 2004). Vì
khả năng tạo sinh khối lớn cũng như gây hại và xâm lấn mạnh mẽ của cây Mai
dương, định hướng sử dụng trái Mai dương làm nguyên liệu điều chế vật liệu để
xử lý nước thải không chỉ giúp nâng cao hiệu quả diệt trừ cây Mai dương, bảo tồn
đa dạng sinh thái mơi trường mà cịn thu được sản phẩm là vật liệu sinh học để xử
lý môi trường bị ô nhiễm. Điều này không những đem lại nhiều lợi ích mà cịn thực
sự có ý nghĩa trong việc bảo vệ môi trường, đảm bảo sự phát triển bền vững.
Vì vậy đề tài “Nghiên cứu khả năng xử lý phẩm màu trong nước thải dệt
nhuộm bằng vật liệu sinh học điều chế từ trái của cây Mai dương (Mimosa pigra
L.)” đã được đề xuất.
Mục tiêu nghiên cứu
❖ Mục tiêu tổng quát
Nghiên cứu khả năng xử lý màu trong nước thải dệt nhuộm của vật liệu có
nguồn gốc sinh học từ trái của cây Mai dương (Mimosa pigra L.)

2


❖ Mục tiêu cụ thể
-

Điều chế vật liệu sinh học từ hạt Trái Mai dương và phân tích đặc điểm hình
thái của vật liệu;

-

Ứng dụng vật liệu sinh học xử lý ô nhiễm màu methylene blue (MB) trong
nước;

-

Khảo sát, xác định các điều kiện tối ưu của vật liệu: thời gian, pH, hàm
lượng, nồng độ;

-

Đánh giá khả năng tái sử dụng của vật liệu;

-

Tổng hợp kết quả rút ra nhận xét, đánh giá, kiến nghị và kết luận.

Đối tượng nghiên cứu
-

Vật liệu sinh học được điều chế từ toàn bộ hạt Mai dương;

-

Dung dịch thuốc nhuộm xanh methylen (MB).

Phạm vi nghiên cứu
Ứng dụng vật liệu điều chế từ trái và toàn bộ hạt cây Mai dương để xử lý
dung dịch thuốc nhuộm xanh methylen ở quy mơ phịng thí nghiệm. Thời gian thực

hiện đề tài khoảng 06 tháng.
- Địa điểm thực hiện: Thí nghiệm được thực hiện tại phịng thí nghiệm trường
Đại học Thủ Dầu Một.
- Thời gian dự kiến: từ tháng 01/2022 – 06/2022;
- Giới hạn đề tài:
+ Vật liệu trái Mai dương được lấy tại TP. Thủ Đức
+ Dung dịch thuốc nhuộm màu xanh methylen được pha trong phịng thí
nghiệm từ hóa chất màu MB và nước cất với nồng độ giới hạn (từ 2 – 70
ppm).
+ Thí nghiệm xác định đặc điểm hình thái của vật liệu như SEM, FTIR,
BET: gởi mẫu đo ở Viện Hàn Lâm Khoa Học và Công Nghệ Việt Nam.
Ý nghĩa thực tiễn
-

Điều chế vật liệu sinh học có khả năng xử lý môi trường đặc biệt là nước
thải dệt nhuộm;

3


-

Xác định được các thông số tối ưu của vật liệu sinh học điều chế từ trái Mai
dương để xử lý nước thải;

-

Ứng dụng xử lý phẩm màu trong nước thải dệt nhuộm ở quy mơ phịng thí
nghiệm.

Ý nghĩa khoa học
Xác định được quy trình điều chế vật liệu sinh học từ hạt trái Mai dương và
các thông số hấp phụ tối ưu, xử lý được màu trong nước thải dệt nhuộm từ đó tạo
tiền đề cho các nghiên cứu xử lý nước thải tương tự sử dụng các vật liệu sinh học
thân thiện với môi trường.

4


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về cây Mai dương (Mimosa pigra L.)
1.1.1. Đặc điểm sinh học
Cây Mai dương còn có tên thường dùng khác là cây Ngưu ma vương, cây
Trinh nữ nhọn, Trinh nữ đầm lầy hay cây Mắc cỡ Mỹ, có tên khoa học là Mimosa
pigra L., thuộc chi Mimosa, họ Mimosaceae, có 400 – 500 lồi hầu hết có nguồn
gốc từ châu Mỹ (Nguyễn Chí Cương et al., 2015). Cây Mai dương được mô tả là
phát hiện đầu tiên vào năm 1759 (K. L. S. Harley, 1992) và được tìm thấy lần đầu
tiên ở Việt Nam vào năm 1970 (Nguyen Hong Son et al., 2004).
Mai dương (Mimosa pigra L.) là loại cây bụi mọc nơi đất trống, ẩm ướt của
vùng nhiệt đới. Thân cành có gai dài 7 mm, màu xanh lúc còn nhỏ và dần trở nên
thân gỗ với độ dài đến 3 m và phân bố ngẫu nhiên. Lá màu xanh sáng, có dạng kép
lơng chim hai lần dài 20 – 25 cm gồm 15 cặp lá đơn mọc đối xứng, dài khoảng 3
– 8 mm, với phiến lá không cuống, dạng thon hẹp, lá bị xếp lại khi bị tác động
nhưng thường chậm hơn so với các cây mắc cỡ khác hoặc vào ban đêm. Hoa có
màu tím hoặc hồng, dạng tia và chụm lại từng nhóm thành một đầu trịn có đường
kính 1 – 2 cm. Phát hoa mọc trên một trục dài 2 – 3 cm với hai trong mỗi nách lá,
mỗi phát hoa có khoảng 100 hoa, mỗi nách lá có 1 – 2 phát hoa. Trái có lơng rất
dày đặc chia thành 14 – 26 đốt, có từ 20 – 25 hạt, trái mọc thành từng chùm trên
nách lá, dài 6,5 – 7,5 cm, rộng 0,7 – 1 cm. Trái chuyển sang màu nâu khi chín, hạt
có màu nâu hoặc xanh ơ liu, dẹp, bầu trịn, dài 4 – 6 mm và rộng 2 mm (Nguyễn

Thị Minh Châu, 2006; Beilfuss, 2007; K. L. S. Harley, 1992; Walden et al., 2002).

Hình 1.1. Hình ảnh cây Mai dương.
5


1.1.2. Phân bố và sinh thái
Cây Mai dương có nguồn gốc từ vùng nhiệt đới châu Mỹ từ Mexico qua
Trung Mỹ đến Bắc Argentina và nay đã lan rộng khắp vùng nhiệt đới trên thế giới
(K. L. S. Harley, 1992). Hiện nay, cây Mai dương là cây cỏ dại ngoại lai ở Mỹ,
Úc, Malaysia, Myanmar, Lào, Thái Lan, Campuchia và Việt Nam (Nguyễn Chí
Cương et al., 2015).
Khí hậu nhiệt đới với hai mùa khơ và mưa rất thích hợp cho cây Mai dương
tăng trưởng và phát triển. Mai dương bành trướng rất nhanh ở những khu vực đất
trống, sống được ở những nơi có lượng mưa thấp hơn 750 mm hoặc cao hơn 2250
mm và chịu được ngập nước trong thời gian dài. Cây Mai dương không kén đất,
nhưng thường mọc tốt ở những nơi ẩm ướt như đồng bằng ven sông, ven biển tạo
nên thảm bụi cây dày đặc rậm rạp che bóng khơng cho hạt của lồi cây bản địa nảy
mầm. Nó có rất ít lồi thiên địch và ít bị ảnh hưởng bởi sự cạnh tranh của loài khác
(K. L. S. Harley, 1992; Nguyen Hong Son et al., 2004).
1.1.3. Chu kỳ sống và khả năng xâm lấn
Cây Mai dương sinh sản bằng hạt và sinh trưởng phát triển nhanh chóng.
Cây đầu ra hoa khoảng 6 – 8 tháng sau khi nảy mầm. Lượng hạt sinh ra từ cây Mai
dương trong một năm rất lớn, trung bình từ 9000 - 12000 hạt/cây (Walden et al.,
2002).
Hạt được bọc bởi lớp vỏ nhiều lông, rất nhẹ giúp chúng dễ dàng di chuyển
theo gió, ham bám trên người, động vật, xe cộ cơ giới và cả trong đất và cát nhưng
chủ yếu phát tán theo dòng nước, nước lũ, hệ thống kênh rạch… Hạt rất cứng và
có thể duy trì miên trạng trong vịng 15 năm tùy thuộc vào mơi trường, và tồn tại
ít nhất 23 năm trong đất cát, sống hơn 5 năm trong phịng thí nghiệm. Vì ln có

một lượng lớn hạt nằm sâu trong đất nên phải kiểm soát cây mầm trong nhiều năm
sau khi loại trừ cây trưởng thành. Hạt của cây không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ
cao. Hơn thế, nhiệt độ thay đổi còn làm vỡ vỏ hạt để giúp hạt dễ dàng hút nước và
nảy mầm, thường nảy mầm vào mùa mưa hoặc sau khi cháy. Mai dương là loài
cây đâm chồi rất mạnh từ gốc thân đã bị chặt. Cây tăng trưởng với một thân đơn
độc khi còn non nhưng khi trưởng thành sẽ có nhiều nhánh mọc từ gốc với hệ
6


thống rễ phụ. Cây sinh trưởng và ra hoa quanh năm. Tuổi thọ của cây tùy thuộc
vào từng loại đất, trung bình tuổi thọ của cây khoảng 5 năm tuổi. Cây trưởng thành
thường bị chết với một tỷ lệ nhất định và được bổ sung bằng cây nảy mầm, chúng
có thể tồn tại ít nhất 15 năm (Beilfuss, 2007; K. L. S. Harley, 1992).
Quần thể Mai dương tăng trưởng và phát triển nhanh quanh hệ thống sơng
ngịi, ao hồ. Diện tích của vùng bị xâm lấn tăng gấp đơi sau 1 đến 2 năm. Cây có
khả năng tái sinh, lan rộng rất lớn theo hàm mũ cơ số 2, nếu 1 ha khơng kiểm sốt
sau 10 năm có thể phát triển thành 1024 ha (Nguyễn Thị Minh Châu, 2006). Theo
khảo sát của Vườn quốc gia Tràm Chim vào năm 1999, diện tích bị cây Mai dương
xâm lấn khoảng 150 ha, nhưng vào đến tháng 5 năm 2000 thì diện tích đó là 490
ha và 1000 ha năm 2001 (Nguyen Hong Son et al., 2004). Theo đánh giá của
chuyên gia Bộ Nông Nghiệp Úc, nếu không tiến hành diệt trừ hiệu quả trong vịng
5 năm tới cây Mai dương có thể bao phủ hoàn toàn Vườn quốc gia Tràm Chim
(Nguyễn Thị Minh Châu, 2006).
1.1.4. Hiểm họa từ cây Mai dương
Với sự tăng trưởng và phát triển nhanh chóng, cây Mai dương đang xâm lấn
mạnh các khu bảo tồn đất ngập nước ở Úc, Thái Lan, Mỹ (Florida) và châu Phi.
Những nơi có cây Mai dương mọc dày đặc, thực vật thân thảo và cây mầm của các
lồi cây khác khó có thể mọc được dưới tán cây Mai dương. Ngoài ra, cây Mai
dương cịn đe dọa ngành chăn ni, nhất là chăn ni trâu bị, khi chúng bị mắc
kẹt trong bụi Mai dương thì khó có thể tự đi ra được. Động vật bậc cao hầu như

không ăn lá cây Mai dương ngay cả khi khan hiếm thức ăn (Braithwaite et al.,
1989).
Hơn nữa, sự phát triển của cây Mai dương cũng giới hạn dịng chảy sơng
ngịi, làm ảnh hưởng đến ngư dân, du lịch và giao thông đường thủy (Walden et
al., 2002). Hiện nay, ở Việt Nam, sự xâm lấn của cây Mai dương đang trở thành
mối hiểm họa đối với nhiều khu vực trên cả nước. Tại huyện Cát Tiên, Lâm Đồng,
một cánh đồng rộng khoảng 100 ha bị loài này xâm lấn mạnh, đến mức hầu như
toàn bộ vùng đất bị bỏ hoang không thể trồng trọt được. Riêng tỉnh An Giang, theo
báo cáo của Chi cục Bảo vệ Thực vật An Giang tính đến năm 2003 thì diện tích
7


xâm lấn của cây Mai dương toàn tỉnh là 362,77 ha (Nguyễn Thị Minh Châu, 2006).
Tại Quảng trị, năm 2014 đất bị cây Mai dương xâm chiếm là 10000 ha (Khuyết
danh, 2014). Ở các tỉnh thuộc vùng đồng bằng sông Cửu Long khoảng hơn 6000
ha, các tỉnh Đông Nam Bộ, Tây Nguyên và các tỉnh phía Bắc là trên 10000 ha
(Anh Thư và Hùng Tráng, 2019).
Ở Vườn Quốc gia Tràm Chim, cây Mai dương đang xâm lấn các đồng cỏ
năng là bãi ăn, bãi nghỉ của loài chim quý hiếm của Việt Nam là Sếu đầu đỏ. Cây
Mai dương không chỉ làm ảnh hưởng đến hoạt động của đàn sếu mà còn gây trở
ngại cho việc đi lại của con người và các lồi vật khác do thân có nhiều gai và mọc
khá dày đặc. Nguy hiểm hơn, với tốc độ sinh trưởng nhanh, nó sẽ làm thay đổi
thảm thực vật bản địa, phá vỡ cân bằng sinh thái tại đây, giảm giá trị bảo tồn của
vùng cỏ ngập nước, giảm giá trị du lịch sinh thái của Vườn Quốc gia Tràm Chim
(Nguyễn Thị Minh Châu, 2006).
1.1.5. Các biện pháp kiểm soát Mai dương trên Thế giới và Việt Nam
Trước thực trạng xâm lấn nguy hại ngày một rộng mà loài Mai dương gây
ra, trên Thế giới cũng như Việt Nam đã có rất nhiều các biện pháp, nghiên cứu
khác nhau về phòng ngừa, diệt trừ được đưa ra nhằm kiểm sốt lồi cây này.
Chỉ từ năm 1992 trở lại đây đã có nhiều cuộc hội thảo Quốc tế chuyên bàn

về vấn đề cây Mai dương và các biện pháp phịng trừ chúng, song có thể khẳng
định khơng một biện pháp đơn lẻ nào có thể mang lại hiệu quả cao và triệt để trong
việc phịng trừ lồi cây này. Từ đó, có nhiều biện pháp khác nhau đã được khuyến
cáo ứng dụng như biện pháp thủ công nhổ, chặt, biện pháp đốt hay sử dụng thuốc
trừ sâu và biện pháp sinh học (Nguyen Hong Son et al., 2004) Anh Thư và Hùng
Tráng, 2019).
Biện pháp thủ công nhổ cắt, nhổ, chặt đốn bằng máy hay bằng tay được áp
dụng rất có hiệu quả. Tuy nhiên, hai biện pháp này đều rất tốn kém vì cần nhiều
nhân cơng lao động nên có tính khả thi thấp (Schatz, 2001).
Biện pháp đốt: thường chỉ áp dụng sau khi cắt hay đã sử dụng thuốc trừ cỏ
để làm tăng tỷ lệ chết của cây. Tuy nhiên, sẽ kích thích cho hạt nảy mầm nhiều

8


hơn. Bên cạnh đó cũng có thể xảy ra rủi ro cháy rừng khi triển khai trên diện rộng
(Nguyen Hong Son et al., 2004; Nguyen Thi Thi Lan et al., 2001).
Biện pháp hoá học: phun thuốc diệt cỏ, đưa thuốc vào đất... đã được sử dụng
để diệt trừ Mai dương ở Mexico, Costa - Rica, Australia và Thái Lan vào những
năm 70 - 80 của thế kỷ XX. Cho đến nay, đây được coi là biện pháp có hiệu quả
phịng trừ cao, triệt để và kinh tế nhất, do đó được ứng dụng rộng rãi ở nhiều nước
trên thế giới (Nguyễn Thị Minh Châu, 2006; Nguyễn Chí Cương et al., 2015).
Biện pháp sinh học: Người ta đã tiến hành điều tra nguồn ký sinh thiên địch
của cây Mai dương tại vùng bản xứ của nó như Brazil, Mexico, Venezuela, sau đó
du nhập và nhân thả ở các vùng bị nhiễm Mai dương (K. Harley et al., 1995). Hiện
nay, ở Úc đã nghiên cứu và nhân thả được 14 tác nhân sinh học có khả năng ứng
dụng để trừ cây Mai dương, nhưng trong đó chỉ có 2 lồi có khả năng hạn chế tốt
cây Mai dương là sâu đục thân Carmenta mimosae được nhân thả ở Úc năm 1989,
ở Thái Lan năm 1991; và sâu đục ngọn Neurostrota gunniella được thả ở Úc năm
1989 (Heard et al., 2009) . Trong đó, lồi sâu đục thân Carmenta mimosae đã được

tổ chức CSIRO hỗ trợ để nhân thả ở Việt Nam từ 1995 – 1997 (Nguyen Hong Son
et al., 2004). Hai loài mọt đục hạt Mai dương là Acanthoscelides puniceus và A.
quadridentatus cũng đã được nhân thả thành công ở Úc và Thái Lan (Wilson et
al., 1991).
Bên cạnh các lồi cơn trùng, hướng nghiên cứu sử dụng các loài nấm gây
hại cho Mai dương dưới dạng phòng trừ cổ điển và thuốc trừ cỏ sinh học cũng
đang được quan tâm nghiên cứu và ứng dụng ở nhiều nước đặc biệt là Úc và Thái
Lan. Cho đến nay, lồi nấm có triển vọng nhất đã được xác định và ứng dụng thành
công để phịng trừ Mai dương là Phloeospora mimosae pigrae. Lồi nấm này có
thể phát triển nhanh và hạn chế được khả năng phát triển của cây. Tuy nhiên, nó
chỉ có khả năng hạn chế sự phát triển của các cây non cao dưới 80 cm và khơng có
khả năng diệt trừ triệt để (HenneckeA et al., 2001).
Tại Việt Nam, nghiên cứu của Nguyễn Thị Thu Hồng năm 2006 đã dùng
cây Mai dương làm thức ăn cho dê để đánh giá khả năng ăn vào và tiêu hóa của dê
thịt. Nghiên cứu cho thấy Mai dương có hàm lượng dinh dưỡng cao tương đương
9


với Bình linh và có tỉ lệ tiêu hóa các dưỡng chất cũng khá cao (Nguyễn Thị Thu
Hồng, 2005).
Với những đặc tính của cây Mai dương, việc nghiên cứu điều chế vật liệu
sinh học từ trái Mai dương sẽ góp phần nâng cao hiệu quả diệt trừ cây Mai dương
và bảo vệ môi trường. Tận dụng sinh khối dồi dào của loài cây ngoại lai xâm lấn,
đây là hướng nghiên cứu rất mới, không chỉ mang lại nhiều ý nghĩa về sinh thái và
bảo vệ mơi trường mà cịn tạo tiền đề cho các nghiên cứu tương tự tiếp tục hồn
thiện và ứng dụng vào thực tiễn.
1.1.6. Thành phần hóa học trong cây Mai dương
Mimosa pigra L. chứa nhiều hàm lượng các nhóm hợp chất bao gồm
alkaloid, axit amin, anthraquinone, flavonoid, glycoside, saponin, tannin (Mahalel
et al., 2021; Mbatchou et al., 2011).

Đã có nhiều nghiên cứu cho thấy rằng các hợp chất trong cây Mai dương có
khả năng loại bỏ chất ô nhiễm trong nước thải. Nghiên cứu của Kulbhushan Samal
và cộng sự năm 2017 cho thấy rằng saponin là một chất hoạt động bề mặt tiềm
năng, trong quy trình siêu lọc tăng cường micellar (MEUF) đã được thử nghiệm
để loại bỏ methyl tím khỏi nước thải (Samal et al., 2017). Nghiên cứu ứng dụng
chất hoạt động bề mặt sinh học để tăng cường loại bỏ hợp chất hữu cơ kỵ nước và
kim loại nặng khỏi đất và nước bị ô nhiễm của Zhifeng Liu và cộng sự cùng năm
cũng chứng minh rằng saponin có những ưu điểm tốt và triển vọng trong việc ứng
dụng xử lý môi trường, loại bỏ các chất ô nhiễm hữu cơ và vô cơ, đặc biệt là các
chất hữu cơ kỵ nước và kim loại nặng (Liu et al., 2017).
Tannin – một hợp chất cũng được tìm thấy trong cây Mai dương. Nghiên
cứu của J. Sánchez-Martín và cộng sự năm 2009 đã thử nghiệm một chất keo tụ
tạo bông mới dựa trên tannin – Tanfloc, để xử lý nước cấp tại một số nhà máy thí
điểm. Hiệu quả của nghiên cứu này là đáng chú ý khi chất keo tụ nói trên có khả
năng loại bỏ toàn bộ độ đục trong nước mặt và nước thải đô thị, 95% thuốc nhuộm
trong nước thải công nghiệp dệt nhuộm và khoảng 80% chất hoạt động bề mặt
trong nước thải giặt là (Sánchez-Martín et al., 2010). Tannin cũng được xem như
là chất hấp phụ mới để xử lý nước thải trong nghiên cứu của Sánchez-Martín và
10


cộng sự vào năm 2013. Bọt cứng tannin trong nghiên cứu này đã loại bỏ tới 250
mg/g MB, một số thuốc nhuộm khác và chất hoạt động bề mặt (Sánchez-Martín et
al., 2013).
Năm 2020, V. U. Kavitha và Balasubramanian Kandasubramanian cho rằng
chất hấp phụ dựa trên tannin (TBA) rất hiệu quả trong việc loại bỏ các kim nặng
(mật độ > 5g/cm3), thuốc nhuộm, chất hoạt động bề mặt và các chất hóa học từ
nước thải. Việc loại bỏ các chất gây ô nhiễm cation được ưu chuộng ở các mức pH
cơ bản, phân tích cho thấy bọt tannin trong vỏ cây Mai dương hấp phụ 12,5% Cu
(II), và 20,1% Pb (II) trong vỏ cây thông (Kavitha et al., 2020).

Với những hợp chất như saponin và tannin trong cây Mai dương, điều này
cho thấy sử dụng trái Mai dương điều chế vật liệu sinh học để loại bỏ phẩm màu
trong nước thải dệt nhuộm là có khả năng.
1.2. Tổng quan về nước thải dệt nhuộm
1.2.1. Thuốc nhuộm ngành dệt nhuộm
Thuốc nhuộm về cơ bản là các hợp chất hóa học có thể tự liên kết với nhau
lên bề mặt hoặc các sợi vải để truyền màu. Phần lớn thuốc nhuộm có các phần tử
hữu cơ phức tạp. Thuốc nhuộm tổng hợp được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh
vực công nghiệp như giấy, thuộc da, chế biến thực phẩm, nhựa, mỹ phẩm, cao su,
đặc biệt là ngành dệt nhuộm. Tổng lượng tiêu thụ thuốc nhuộm trong ngành dệt
nhuộm trên toàn thế giới là hơn 10.000 tấn/năm, với khoảng 100 tấn thuốc nhuộm
được thải vào dòng nước mỗi năm. Về thực tế, số lượng thuốc nhuộm thải ra từ
các quá trình khác nhau vẫn chưa được xác định rõ ràng. Tuy nhiên, việc thải ra
môi trường một lượng thuốc nhuộm đã đặt ra những thách thức đối với các nhà
khoa học môi trường (Yagub et al., 2014).
Có nhiều cách để phân loại thuốc nhuộm thương mại. Có thể phân loại thuốc
nhuộm theo cấu trúc, màu sắc hay phương pháp ứng dụng. Tuy nhiên, do sự phức
tạp của danh pháp màu từ hệ thống cấu trúc hóa học, sự phân loại thuốc nhuộm
dựa trên ứng dụng thường được lựa chọn. Sự phân loại dựa trên cấu trúc hóa học
đối với các loại thuốc nhuộm phổ biến được thể hiện trong Bảng 1.1. Ngoài ra,
thuốc nhuộm cũng thường được phân loại thành thuốc nhuộm cation (tất cả các
11


loại thuốc nhuộm cơ bản), anion (thuốc nhuộm trực tiếp, axit và phản ứng) và
không ion (thuốc nhuộm phân tán), dựa trên điện tích hạt của chúng sau khi được
hịa tan trong môi trường nước cần xử lý (Yagub et al., 2014)
Bảng 1.1. Phân loại thuốc nhuộm theo cấu trúc hóa học (Ali, 2010).
Loại thuốc
nhuộm

Ví dụ thuốc nhuộm đặc trưng

Cấu trúc phân tử

Azo dye

Reactive black 5
Antharaquinome
Dye

Reactive blue 4
Indigoid dye

Acid blue 71
Nitroso dye

Acid green 1

12


Nitro dye

Acid yellow 24
Triarylmethame
dye

Basic red 9

Trong đề tài này, thuốc nhuộm được sử dụng để nghiên cứu là thuốc nhuộm
bazơ methylene blue (MB).
Công thức phân tử: C16H18N3ClS (M= 373,9 g/mol)

MB được tổng hợp lần đầu tiên vào năm 1876 và được sử dụng trong nhiều
lĩnh vực khác nhau của y học lâm sàng, từ chữa chứng mất trí nhớ đến hóa trị ung
thư (Wainwright et al., 2002). Ngồi ra, MB còn là một loại thuốc nhuộm phổ biến
hầu hết được sử dụng trong các ngành công nghiệp dệt, giấy, cao su, nhựa, da, mỹ
phẩm, dược phẩm và thực phẩm (Mohammed et al., 2014). MB có dạng tinh thể
màu xanh lá cây thẫm, ánh đồng đỏ hoặc bột nhỏ. Ở nhiệt độ phịng, tồn tại ở dạng
rắn khơng mùi, màu xanh đen, khi hịa tan vào nước hình thành dung dịch màu
xanh lam. Methylene blue có kích thước phân tử là 1,45 nm (Vargas et al., 2020),
hấp thụ cực đại ở bước sóng 664 nm (Vargas et al., 2020).
1.2.2. Nước thải dệt nhuộm
Ngành công nghiệp dệt nhuộm sử dụng một lượng lớn nước để xử lý sợi và
đáp ứng sản xuất hàng, do đó nước thải được làm giàu với các thành phần độc hại
nguy hiểm của muối vô cơ và hợp chất các loại thuốc nhuộm hữu cơ. Thuốc nhuộm

13


là chất màu được sử dụng ở trạng thái nước để nhuộm vải, nơi các muối tạo ra một
môi trường thích hợp để tăng cường ái lực liên kết của các phân tử thuốc nhuộm
trên sợi. Tuy nhiên, một số lượng khoảng 15% (1 – 5% hao hụt trong quá trình sản
xuất và 1 – 10% trong quá trình sử dụng) trong tổng số thuốc nhuộm vẫn chưa
được xác định trong quy trình nhuộm chiếm 280 kiloton thuốc nhuộm bị mất trong
nước thải mỗi năm (Mishra et al., 2020). Quá trình xử lý sợi dệt được thực hiện
theo các bước tuần tự như Hình 1.2.
Bảng 1.2. Các giai đoạn trong quá trình ướt và thành phần nước thải tương ứng
(Oshita, 2017).

STT

Quy trình

Chất gây ơ nhiễm nước thải

1

Rủ hồ

BOD từ các chất hịa tan trong nước, chất bơi trơn

2

Cọ rửa

NaOH, chất khử trùng và dư lượng thuốc tẩy, chất tẩy,
chất béo, dầu, sáp, chất bôi trơn

3

Tẩy trắng

Hydro peroxide; Natri silicate; chất hữu cơ ổn định

4

Làm bóng

pH cao, NaOH

5

Nhuộm

Kim loại nặng, muối vô cơ, chất hoạt động bề mặt,
BOD, màu, dung môi, màu, kim loại, BOD

6

In hoa

Chất rắn lơ lửng, u rê, dung môi, màu, kim loại, BOD

7

Thành phẩm

BOD, COD, SS, dung môi

14