NGHIÊN cứu CÔNG NGHỆ xử lý nước THẢI dệt NHUỘM BẰNG ENZYME LACCASE

TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC - CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
------*------

Formatted: Indent: First line: 0", Right: 0.03"

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Đề tài:
NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƢỚC THẢI DỆT
NHUỘM BẰNG ENZYME LACCASE
Hƣớng dẫn khoa học:

PGS. TS. Tô Kim Anh

Học viên thực hiện:
Lớp:

KIỀU TRUNG ĐÔNG
11BCNSH

Comment [C1]: Xem lại ngày
Formatted: Not Highlight
Formatted: Not Highlight
Formatted: Not Highlight
Formatted: Not Highlight

Hà Nội ngày 30 25 tháng 4 9 năm 20122013

Formatted: Not Highlight
Formatted: Not Highlight
Formatted: English (U.S.)

i


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Những số liệu và kết
quả nghiên cứu trong luận án là trung thực và chƣa từng đƣợc các tác giả khác công bố.
Hà Nội, ngày 25 tháng 9 năm 2013

Kiều Trung Đông

ii


LỜI CẢM ƠN
Trƣớc hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới PGS.TS Tô Kim
Anh – Viện Công nghệ sinh học và Công nghệ thực phẩm – Trƣờng Đại học Bách
Khoa Hà Nội đã tận tình hƣớng dẫn và dìu dắt cho tôi trong suốt quá trình nghiên cứu.
Bên cạnh đó, tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Hoàng Thị Lĩnh – Bộ môn Vật
liệu và Công nghệ hóa Dệt đã tận tình hƣớng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình
học tập và nghiên cứu tại bộ môn.
Tôi xin chân thành cảm ơn TS. Phạm Tuấn Anh – giảng viên bộ môn Hóa sinh-Vi
sinh và Sinh học phân tử, Th.s Lê Tuân, Th.s Phạm Hoàng Nam – cán bộ nghiên cứu
bộ môn Hóa sinh-Vi sinh và Sinh học phân tử, cùng các học viên đã hƣớng dẫn tận tình
và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu tại bộ môn.
Tôi xin đƣợc cảm ơn tất cả các cán bộ và các học viên tại Trung tâm nghiên cứu và
phát triển công nghệ sinh học - Viện Công nghệ sinh học và Công nghệ thực phẩm –
Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội đã động viên, hƣớng dẫn tận tình và tạo mọi điều
kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình thực hiện nghiên cứu.
Cuối cùng, tôi xin cảm ơn gia đình và bạn bè đã động viên, khích lệ và tạo mọi điều

kiện tốt nhất cho tôi học tập và nghiên cứu.
Xin chân thành cảm ơn!

iii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... iii
MỤC LỤC ......................................................... Error! Bookmark not defined.
DANH MỤC CÁC TỪ NGỮ VIẾT TẮT ........................................................ vii
DANH MỤC BẢNG ....................................................................................... viii
DANH MỤC HÌNH ẢNH ............................................................................... viii
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
PHẦN I. TỔNG QUAN T I LIỆU ................................................................................ 2
1.1. SỰ Ô NHIỄM BỞI CÁC THUỐC NHUỘM ........................................................... 2
1.1.1. Các loại thuốc nhuộm thƣờng dùng trong ngành dệt nhuộm ................................ 2
1.1.2. Cấu tạo chung tạo nên màu sắc của thuốc nhuộm ................................................. 7
1.2. HIỆN TR NG V Đ C T NH CỦA NƢỚC THẢI DỆT NHUỘM .................... 8
1.2.1. Hiện trạng ô nhiễm nƣớc thải dệt nhuộm ở Việt Nam .......................................... 8
1.2.2. Đ c tính của nƣớc thải dệt nhuộm ....................................................................... 10
1.3. MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP XỬ L NƢỚC THẢI DỆT NHUỘM HIỆN NA . 13
1.3.1. Một số phƣơng pháp xử lý hiện nay .................................................................... 13
1.3.1.1 Phƣơng pháp hóa lý ........................................................................................... 13
1.3.1.2 Phƣơng pháp hóa học ........................................................................................ 14
1.3.1.3. Xử lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp sinh học ................................................... 15
1.3.2. Ƣu nhƣợc điểm của các phƣơng pháp đang sử dụng .......................................... 17
1.4. LACCASE .............................................................................................................. 18
1.4.1. Cấu trúc phân tử của laccase ............................................................................... 18
1.4.2. Cơ chế xúc tác của enzyme laccase ..................................................................... 19

1.4.2.1. Xúc tác chuyển hóa các hợp chất phenol ......................................................... 19
1.4.2.2. Xúc tác chuyển hóa các hợp chất khác ............................................................. 20
1.4.2.3. Xúc tác khử màu thuốc nhuộm ......................................................................... 21
1.4.3. Tính chất của laccase ........................................................................................... 26
iv


1.4.4. Nguồn thu laccase ................................................................................................ 26
1.4.5. Khả năng khử màu thuốc nhuộm bởi laccase ...................................................... 27
1.4.6. Khả năng khử màu thuốc nhuộm bởi laccase từ Pleurotus florida ..................... 29
PHẦN II. VẬT LIỆU V PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................................... 31
2.1. VẬT LIỆU, HÓA CHẤT, THUỐC NHUỘM V NƢỚC THẢI DỆT NHUỘM 31
2.1.1. Các mẫu vật nghiên cứu ...................................................................................... 31
2.1.2. Vi sinh vật ............................................................................................................ 31
2.1.3. Các thiết bị ........................................................................................................... 33
2.1.4. Môi trƣờng nuôi cấy ............................................................................................ 34
2.2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................................................................... 34
2.2.1. Phƣơng pháp phân tích ........................................................................................ 34
2.2.1.1. Xác định sinh khối nấm mốc ............................................................................ 34
2.2.1.2. Xác định hoạt độ enyzme [41].......................................................................... 34
2.2.1.3. Phƣơng pháp xác định hàm lƣợng thuốc nhuộm .............................................. 36
2.2.1.4. Khảo sát các đ c tính cơ bản của enzyme ........................................................ 36
2.2.1.5. Phƣơng pháp xác định COD ............................................................................. 37
2.2.1.6. Phƣơng pháp xác định BOD ............................................................................. 38
2.2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu ..................................................................................... 40
2.2.2.1.Thu nhận enzyme từ canh trƣờng vi sinh vật .................................................... 40
2.2.2.2. Thu nhận enzyme từ bã thải trồng nấm ............................................................ 40
2.2.2.3. Chọn lọc enzyme có khả năng khử màu thuốc nhuộm..................................... 40
2.2.2.4. Xác định điều kiện khử màu thuốc nhuộm bằng enzyme ................................ 40
2.2.2.5.Chọn lọc nấm có khả năng khử màu thuốc nhuộm ........................................... 40

2.2.2.6. Xử lý nƣớc thải với enzyme ............................................................................. 41
PHẦN III. KẾT QUẢ V THẢO LUẬN ..................................................................... 45
3.1. THU NHẬN CÁC CHẾ PHẨM ENZ ME SỬ DỤNG CHO NGHIÊN CỨU .... 45
3.1.1. Enzyme từ canh trƣờng Phomopsis sp. N7.2 ...................................................... 45
3.1.2. Enzyme từ canh trƣờng của P. florida ................................................................ 46
3.1.3. Các nguồn enzyme khác ...................................................................................... 46
v


3.1.4. Thành phần hệ enzyme của các enzyme nghiên cứu ........................................... 47
3.2. S NG LỌC ENZ ME CÓ KHẢ NĂNG PHÂN HỦ THUỐC NHUỘM ......... 48
3.2.1. Khả năng khử màu thuốc nhuộm Reactive blue 19............................................. 48
3.2.2. Khả năng khử màu thuốc nhuộm Rb19 của canh trƣờng P. florida .................... 49
3.2.2 Khả năng khử màu các thuốc nhuộm khác nhau bởi enzyme từ bã giá thể nấm 52
3.3. THU NHẬN V KHẢO SÁT Đ C T NH ENZ ME TỪ BÃ TRỒNG P.
FLORIDA....................................................................................................................... 55
3.3.1. Thu nhận enzym .................................................................................................. 55
3.3.2. Khảo sát một số đ c tính của chế phẩm enzyme ................................................. 55
3.3.3. Khảo sát điều kiện khử màu thuốc nhuộm bới laccase bã thải P. florida ........... 57
3.4. THỬ NGHIỆM KHỬ M U NƢỚC THẢI DỆT NHUỘM NHỜ CHẾ PHẨM
LACCASE THU TỪ BÃ THẢI TRỒNG NẤM P. FLORIDA ..................................... 65
3.4.1. Thành phần nƣớc thải .......................................................................................... 65
3.4.2. Điều kiện khử màu nƣớc thải .............................................................................. 66
3.4.3. Xây dựng mô hình thí nghiệm cho khử màu nƣớc thải dệt nhuộm Rb19 ........... 69
KẾT LUẬN ................................................................................................................... 75
KIẾN NGHỊ ................................................................................................................... 76
T I LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 77
PHỤ LỤC ...................................................................................................................... 84

vi

DANH MỤC CÁC TỪ NGỮ VIẾT TẮT
TT

Các từ hoặc

Giải thích các từ hoặc thuật ngữ viết tắt

thuật ngữ viết
tắt
1

ABTS

2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid)

2

RBBR

Remazol Brilliant Blue R

3

BOD

Nhu cầu oxy hóa sinh học

4

COD

Nhu cầu oxy hóa hóa học

5

DO

6

GUA

Guaiacol

7

SYR

syringaldazine, SYR

8

DMP

2,6-dimethoxyphenol

9

HBT

1-hydroxybenzotriazole

10

kDa

Kilo dalton

11

PHBS

4-hydroxybenzenesulfonic acid

12

HOBT

1-hydroxybenzotriazole

13

NTRb19

Nƣớc thải chứa thuốc nhuộm Rb19

14

NTRr261

Nƣớc thải chứa thuốc nhuộm Rr261

15

Rb19

Reactive blue 19

16

Rbl5

Reactive black 5

17

Rb21

Reactive blue 21

18

Rr261

Reactive red 261

19

Ry186

Reactive yellow 186

20

Q

Nồng độ oxy hòa tan

Lƣu lƣợng

vii


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Phân bố các lớp hóa học trong thuốc nhuộm hoạt tính. .................................. 3
Bảng 1.2. Tổn thất thuốc nhuộm sau khi nhuộm các loại xơ sợi [28]. ............................ 4
Bảng 1.3. Nguồn phát sinh các chất ô nhiễm trong nƣớc thải dệt nhuộm....................... 8
Bảng 1.4. Các phân lớp chất màu đi vào dòng thải: ........................................................ 9
Bảng 1.5. Các công đoạn gây ô nhiễm và đ c tính nƣớc thải [11] ................................ 10
Bảng 1.6. Đ c tính nƣớc thải của một số xí nghiệp Dệt nhuộm ở Việt Nam [11] ........ 10
Bảng 1.7. Tính chất nƣớc thải của các nhà máy Dệt nhuộm ở TP. Hồ Chí Minh [10] 11
Bảng 1.8. Tính chất nƣớc thải của các nhà máy Dệt nhuộm ở Hà Nội [11] ................ 11
Bảng 1.9. Số lƣợng hóa chất, thuốc nhuộm sử dụng của các xí nghiệp dệt nhuộm [12]
....................................................................................................................................... 12
Bảng 2.1. Thể tích mẫu lựa chọn với khoảng giá trị BOD ............................................ 38
Bảng 3.1. Thành phần hệ enzyme nghiên cứu ............................................................... 47
Bảng 3.2. Hiệu suất thu nhận enzyme từ bã trồng P. florida ......................................... 55
Bảng 3.4.Thành phần của các mẫu nƣớc thải thí nghiệm.............................................. 65
Bảng 3.5. Đ c tính của nƣớc thải Rb sau khi xử lý ....................................................... 74

viii


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1. Cơ chế xúc tác phânhủy các tiểu phần phenol của lignin bởi laccase [15] ....... 19
Hình 1.2. Cơ chế xúc tác phân hủy các tiểu phần không có bản chất phenol bởi laccase
[14; 17] .............................................................................................................................. 21
Hình 1.3. Cơ chế đề xuất sự phân hủy thuốc nhuộm I bởi laccase ................................... 23
Hình 1.4. Cơ chế đề xuất sự phân hủy thuốc nhuộm II bởi laccase .................................. 25
Hình 2.1. Các mẫu bãthải trồng nấm đƣợc sử dụng trong nghiên cứu .............................. 31
Hình 2.2. Hệ thống thí nghiệm xử lý nƣớc thải dệt nhuộm ............................................... 43
Hình 3.1. Động thái sinh trƣởng và tổng hợp laccase của Phomopsis sp. N7.2 ............... 45
Hình 3.2. Sinh trƣờng và tổng hợp laccase của P. florida ................................................. 46
Hình 3.3. Khả năng khử màu thuốc nhuộm Rb19 50mg/L bởi các enzyme nghiên cứu .. 48
Hình 3.4. Khả năng khử màu thuốc nhuộm Rb19 của canh trƣờng P. florida .................. 50
Hình 3.5. Hiệu quả khử màu thuốc nhuộm Rb19 bởi canh trƣờng P.florida .................... 51
Hình 3.6. Sự khử màu các loại thuốc nhuộm khác nhau bởi các hệ enzyme nghiên cứu . 53
Hình 3.7. Hiệu quả khử màu các thuốc nhuộm bởi lacccase ............................................ 54
Hình 3.8 .Ảnh hƣởng của pH (A) và độ bền pH (B)củalaccase từ bã trồng P. florida ..... 56
Hình 3.9. Ảnh hƣởng của nhiệt độ tới hoạt độ (A) và độ bền (B) bã thải P. florida ......... 57
Hình 3.10. Hiệu quả khử màu thuốc nhuộm Rb19 50 mg/l của chế phẩm enzym tại các
pH khác nhau sau 24h ........................................................................................................ 58
Hình 3.11. Hiệu quả xử lý các loại thuốc nhuộm ở nhiệt độ khác nhau bởi laccase từ bã
trồng P. florida ................................................................................................................... 59
Hình 3.12. Sự khử màu thuốc nhuộm Rb19 bởi laccase từ bã thải P.florida với nồng độ
oxy khác nhau .................................................................................................................... 60
Hình 3.13. Mức độ khử màu thuốc nhuộm theo thời gian ................................................ 61
Hình 3.14. Hiệu quả khử màu các loại thuốc nhuộm ở các nồng độ laccase P. florida
khác nhau ........................................................................................................................... 62

Hình 3.15. Ảnh hƣởng của nồng độ oxy tới khả năng khử màu nƣớc thải Rb ................. 66
Hình 3.16. Sự khử màu nƣớc thải bởi các nồng độ enzyme khác nhau sau 24h ............... 67
ix

Formatted: Heading 1, Space After: 10 pt,
Tab stops: Not at 6.33"


Hình 3.17. Hiệu quả khử màu nƣớc thải Rb (A) và nƣớc thải Rr (B)tại các nồng độ
enzym khác nhau ............................................................................................................... 68
Hình 3.18. Ảnh hƣởng thời gian xử lý và nồng độ enzym tới tốc độ khử màu thuốc
nhuộm nƣớc thải Rb (A) và nƣớc thải Rr (B) ................................................................... 69
Hình 3.19. Diễn biến quá trình khử màu nƣớc thải NTRb với tốc độ dòng vào 225
ml/h .................................................................................................................................... 71
Hình 3.20. Diễn biến quá trình khử màu nƣớc thải NTRb với tốc độ dòng vào 300 ml ... 72
Hình 3.21. Diễn biến quá trình khử màu nƣớc thải NTRb với tốc độ dòng vào 400 ml ... 73

x


MỞ ĐẦU
Nƣớc thải dệt có chứa chất màu, độc tới môi trƣờng sinh thái.Xử lý nƣớc thải công
nghiệp dệt nhuộm nói riêng đang trở thành vấn đề cấp bách đối với nƣớc ta nhằm thực
hiện nghiêm chỉnh Luật Bảo vệ môi trƣờng..
Thực tế đã có rất nhiều các phƣơng pháp xử lý màu trong nƣớc thải dệt nhuộm nhƣ
phƣơng pháp keo tụ với các tác nhân keo tụ truyền thống (phèn nhôm, phèn sắt) đƣợc
ứng dụng nhiều và tỏ ra khá phù hợp khi xử lý nƣớc thải chứa các thuốc nhuộm không
tan (thuốc nhuộm hoàn nguyên, phân tán) nhƣng lại không hiệu quả với nƣớc thải chứa
thuốc nhuộm hoạt tính. Các phƣơng pháp khác nhƣ keo tụ điện hóa, oxy hóa có chi phí
xử lý khá cao. Trong khi đó các phƣơng pháp xử lý sinh học chƣa thực sự phân hủy các

thuốc nhuộm bền vững (chất hữu cơ khó phân hủy sinh học) hay dễ tạo ra các hợp chất
trung gian độc hai hơn gây ung thƣ [22; 21; 43]. Hơn nữa các vi sinh vật dễ bị chết bởi
hàm lƣợng hàm lƣợng thuốc nhuộm cao trong nƣớc thải.Ngƣời ta vẫn đang tiếp tục tìm
tòi các phƣơng pháp khác nhau để có thể xử lý nƣớc thải chứa thuốc nhuộm hoạt tính.
Ở Việt Nam, các nghiên cứu ứng dụng phƣơng pháp khử màu nƣớc thải dệt nhuộm
đƣợc nhiều tác giả quan tâm [3; 4; 1; 8].Tuy vậy vẫn chƣa có phƣơng pháp nào đƣợc
xem là có ƣu thế.Trong những năm gần đây, việc sử dụng enzyme trong xử lý nƣớc
thải Dệt nhuộm đã đƣợc bắt đầu nghiên cứu. Để góp phần phát triển phƣơng pháp xử lý
chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu công nghệ xử lý nƣớc thải dệt
nhuộm bằng enzyme laccase”
Mục tiêu của nghiên cứu:
- Nghiên cứu khả năng khử màu thuốc nhuộm bằng enzyme laccase
- Ứng dụng laccase từ giá thể trồng nấm trong xử lý nƣớc thải dệt nhuộm

1


PHẦN I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

Formatted: Space After: 10 pt

Formatted: Heading 2

1.1.

SỰ Ô NHIỄM BỞI CÁC THUỐC NHUỘM
1.1.1.Các loại thuốc nhuộm thường dùng trong ngành dệt nhuộm
Thuốc nhuộm dùng trong ngành dệt nhuộm là những hợp chất hữu cơ hấp thụ mạnh
một phần nhất định của quang phổ ánh sáng nhìn thấy và có khả năng gắn kết vào các
vật liệu dệt trong những điều kiện xác định. Có hai loại thuốc nhuộm: thiên nhiên và

tổng hợp nhƣng hiện nay ngƣời ta hầu nhƣ chỉ sử dụng thuốc nhuộm tổng hợp.
Thuốc nhuộm bao gồm nhiều loại có cấu trúc hóa học khác nhau và đƣợc phân loại
một cách có hệ thống (Colour Index), trong đó chất màu đƣợc phân theo hai cách: theo
đ c tính áp dụng, bao gồm các thuốc nhuộm axit, bazơ (cation), trực tiếp, phân tán,
cầm màu, pigment, hoạt tính, lƣu hóa, hoàn nguyên; theo cấu trúc hóa học, bao gồm
nhiều lớp hóa học mang màu trong phân tử thuốc nhuộm, chủ yếu là, thuốc nhuộm azo
với một hay nhiều nhóm azo (-N=N) và các thuốc nhuộm stinben, tiazol, antraquinon
và indigoit; quin-acridon, quinophtalon, aminoxeton và hydroxixeton; phtaloxianin,
phomazan, xianin, nitro và nitroso; diphenylmetan và triarylmetan; xanten, acridin,
azin, oxazin và thiazin…
Shore [29] đã chỉ ra rằng nếu loại trừ các tiền chất màu (nhƣ các thành phần azo và
bazơ oxy hóa) cũng nhƣ thuốc nhuộm lƣu hóa không có cấu tạo xác định thì 2/3 các
màu hữu cơ trong Colour Index là thuốc nhuộm azo và 1/6 trong đó là phức kim loại.
Lớp thuốc nhuộm antraquinon đứng thứ hai (chiếm 15%), tiếp theo là triarylmetan
(3%) và phtaloxianin (2%).
Thuốc nhuộm hoạt tính
Thuốc nhuộm hoạt tính(TNHT)ra đời và đƣa vào thị trƣờng cách đây hơn 50 năm.
Là một trong những thuốc nhuộm phát triển mạnh mẽ trong thời gian qua do chúng có
nhiều ƣu điểm nhƣ màu sắc tƣơi sang, phong phú, có độ bền gi t cao, nhuộm dễ dàng
2


và dễ điều màu. TNHT là một trong những nhóm thuốc nhuộm quan trong nhất dung
nhuộm vải sợi bông và thành phần bông trong vải sợi pha.
Các loại thuốc nhuộm thuộc nhóm này có công thức cấu tạo tổng quát là S-F-T-X
trong đó: S là nhóm làm cho thuốc nhuộm có tính tan; F là phần mang màu, thƣờng là
các hợp chất Azo (-N=N-), antraquinon, axit chứa kim loại ho c ftaloxiamin; T là gốc
mang nhóm phản ứng; X là nhóm phản ứng. Loại thuốc nhuộm này khi thải vào môi
trƣờng có khả năng tạo thành các amin thơm đƣợc xem là tác nhân gây ung thƣ.
TNHTlà thuốc nhuộm Anion tan, có khả năng phản ứng hóa học với các xơ sợi

trong những điều kiện áp dụng nhất định, tạo thành liên kết cộng hóa trị với xơ sợi.
Đ c điểm cấu tạo của thuốc nhuộm là có một hay nhiều nhóm hoạt tính khác nhau. Các
nhóm hoạt tính quan trọng nhất là vinylsunfon, halotriazin và haloporomidin.
Ngoại trừ các nhóm mang màu antraquinon, diozazin, fomazan và phtaloxianin có
trong các màu xanh – xanh lá cây thì trong tất cả các màu còn lại có trên 95% thuốc
nhuộm azo trong các cấu trúc TNHT.
Bảng 1.1. Phân bố các lớp hóa học trong thuốc nhuộm hoạt tính.
Tỷ lệ
%
trong
tổng
số
TNHT

Phân bố theo màu sắc (%)
Lớp hóa học

Đỏ

Tím

Xanh

97

Da
cam
90

90

63

2

10

9

32

Vàng
Azo không
kim loại hóa
Azo phức kim
loại
Antraquinon
Phataloxiamin
Các loại khác

5
1

1

3

Nâu

Đen

20

Xanh
lá cây
16

57

42

66

17

5

43

55

15

37
27
2

37
4

3

10
8
1


Bảng 1.1 ở trên cho thấy, nhóm mang màu azo có tỷ lệ lớn nhất, chiếm tới 81%
trong tổng số TNHT. Tiếp theo là các nhóm mang màu antraquinon (10%) và
phataloxianin (8%) [29].
TNHT là loại thuốc nhuộm duy nhất có liên kết cộng hóa trị với xơ sợi. Nhờ có sự
gắn kết đ c biệt này mà có thể đạt đƣợc độ bền màu gi t và độ bền màu ƣớt rất
cao.Tuy nhiên TNHT có một nhƣợc điểm là phản ứng giữa thuốc nhuộm và xơ sợi
không thể đạt hiệu suất 100% vì chúng không hấp thụ hoàn toàn lên xơ sợi mà còn
tham gia vào phản ứng thủy phân. Cụ thể là TNHT không chỉ có phản ứng với
-

anioncủa xơ sợi xenlulo(Xen - 0 )theo ví dụ ở dƣới, là phản ứng chủ yếu tạo ra liên kết
cộng hóa trị với xơ của xơ sợi, mà còn phản ứng phụ thủy phân không tránh khỏi với
ion hydroxyl (OH-) trong dung dịch nhuộm. Để đạt độ bền màu gi t và độ bền màu tối
ƣu, hàng nhuộm đƣợc gi t hoàn toàn để loại bỏ các phần thuốc nhuộm dƣ thừa, thuốc
nhuộm không phản ứng và thuốc nhuộm bị thủy phân. Màu thuốc nhuộm thủy phân
giống nhƣ màu thuốc nhuộm gốc. Do vậy thuốc nhuộm khi sử dụng có độ tổn hao khá
cao, chúng gây ra vấn đề màu nƣớc thải và làm ô nhiễm nƣớc thải (Bảng 1.2)
Bảng 1.2. Tổn thất thuốc nhuộm sau khi nhuộm các loại xơ sợi [28].
STT

Loại thuốc nhuộm

Loại xơ sợi

Tổn thất vào dòng thải (%)

1

Axit

Poliamit

5 ÷ 20

2

Bazơ

Acrylic

0÷5

3

Trực tiếp

Xenlulo

5 ÷ 30

4

Phân tán

Polieste

0 ÷ 10

5

Phức kim loại

Len

2 ÷ 20

6

Hoạt tính

Xenlulo

10 ÷ 50

7

Lƣu hóa

Xenlulo

10 ÷ 40

8

Hoàn nguyên

Xenlulo

5 ÷ 20

4

Formatted: Font: 13 pt, Not Bold, Not
Highlight


Dƣới đây là ví dụ minh họa các phản ứng chính và phụ của TNHT lần lƣợt với xơ
sợi xenlulo với nƣớc trong quá trình nhuộm [38].

Thuốc nhuộm Diclotriazin

Thuốc nhuộm thủy phân (X là OH)

(D: nhóm mang màu của thuốc nhuộm) hay xơ sợi nhuộm màu (X là OXenlulo)
Formatted: Font: Not Bold

Phản ứng giữa TNHT với nhóm hydroxyl ion hóa trong vật liệu xenlulo thông qua
cơ chế thế haycộng ái nhân (nucleophilic subititytion or addition mechanism). Các
thuốc nhuộm trên dựa trên cơ sở dị vòng có chứa nitơ mang các nhóm thế halogen sẽ
phản ứng theo cơ chế thế ái nhân. Nhờ điện tích âm cao hơn các nguyên tử khác kim
loại trong vòng acryl, các nhóm halogen đã hoạt hóa toàn bộ hệ thống thích hợp cho
phản ứng thế ái nhân. Các nhóm ái nhân có thể là anion xenlulolat (đi liền với phản
ứng gắn màu vào xơ sợi) hay ion hydroxyl (gắn liền với phản ứng thủy phân TNHT)

Những thuốc nhuộm nhƣ Remazol (DyeStar) dựa trên cơ sở tiền chất 2sunfatoetylsunfon thuộc hệ thống vinylsunfon phản ứng theo cơ chế cộng ái nhân. Tuy
nhiên trƣớc khi xảy ra cơ chế này, cần thiết loại bỏ nhóm tiền chất 1,2 bởi kiềm để giải
phóng hệ thống vinylsunfon hoạt tính. Trong hệ thống này, liên kết đôi không no
cacbon-cacbon bị phân cực bởi nhóm thế sunfon hút điện tử. Sự phân cực này làm cho
các nguyên tử cacbon cuối mạch có điện tích dƣơng cao hơn. Cơ chế cộng ái nhân xảy
5

Formatted: Danh mục bảng, Left, Indent: First
line: 0", Add space between paragraphs of the
same style, Line spacing: single


ra ho c với nhóm xenlulolat dẫn đến sự gắn màu ho c với Ion hydroxyl làm thủy phân
thuốc nhuộm.

Thuốc nhuộm Sunfatoetylsunfon

Thuốc nhuộm Vinylsunfon

Thuốc nhuộm Vinylsunfon

Thuốc nhuộm thủy phân (X là OH)(D:
nhóm mang màu của thuốc nhuộm)hay xơ đƣợc
nhuộm (X làO-Xenlulo)

Trên đây đã điểm lại các lớp thuốc nhuộm chính, đƣợc sử dụng phổ biến hiện nay
trong nhuộm (in hoa) vải sợi bông, len, tơ tằm và xơ sợi tổng hợp (polyester, poliamit,
acrylic) có trong nƣớc thải dệt nhuộm cần phải xử lý màu. Còn thuốc nhuộm pigment
cũng đƣợc dùng nhiều, đ c biệt là để in hoa vải sợi pha polyeste / bông, nhƣng sau in
hoa và nhuộm đều không gi t nên hầu nhƣ không có m t trong nƣớc thải.

Thuốc nhuộm trực tiếp
Đây là thuốc nhuộm bắt màu trực tiếp với xơ sợi không qua giai đoạn xử lý trung
gian, thƣờng sử dụng để nhuộm sợi 100% cotton, sợi protein (tơ tằm) và sợi poliamid,
phần lớn thuốc nhuộm trực tiếp có chứa nhóm azo (mono, di và poliazo) và một số là
dẫn xuất của dioxazin. Ngoài ra, trong thuốc nhuộm còn có chứa các nhóm làm tăng độ
bắt màu nhƣ triazin và salicylic axit có thể tạo phức với các kim loại để tăng độ bền
màu.
6


Thuốc nhuộm hoàn nguyên
Thuốc nhuộm hoàn nguyên gồm 2 nhóm chính: nhóm đa vòng có chứa nhân
antraquinon và nhóm indigoit có chứa nhân indigo. Công thức tổng quát là R=C-O;
trong đó R là hợp chất hữu cơ nhân thơm, đa vòng. Các nhân thơm đa vòng trong loại
thuốc nhuộm này cũng là tác nhân gây ung thƣ, vì vậy khi không đƣợc xử lý, thải ra
môi trƣờng, có thể ảnh hƣởng đến sức khỏe con ngƣời.
Thuốc nhuộm phân tán
Nhóm thuốc nhuộm này có cấu tạo phân tử tƣ gốc azo và antraquinon và nhóm
amin (NH2, NHR, NR2, NR-OH), dùng chủ yếu để nhuộm các loại sợi tổng hợp (sợi
axetat, sợi polieste…) không ƣa nƣớc.
Thuốc nhuộm lưu huỳnh
Là nhóm thuốc nhuộm chứa mạch dị hình nhƣ tiazol, tiazin, zin… trong đó có cầu
nối –S-S- dùng để nhuộm các loại sợi cotton và viscose.
Thuốc nhuộm axit
Là các muối sunfonat của các hợp chất hữu cơ khác nhau có công thức là R-SO3Na
khi tan trong nƣớc phân ly thành nhóm R-SO3 mang màu. Các thuốc nhuộm này thuộc
nhóm mono, diazo và các dẫn xuất của antraquinon, triaryl metan…
Thuốc in, nhuộm pigmen
Có chứa nhóm azo, hoàn nguyên đa vòng, ftaoxianin, dẫn suất của
antraquinon…[7].

Dựa vào các đ c tính áp dụng, ngƣời ta quan tâm nhiều nhất tới các thuốc nhuộm
hay đƣợc sử dụng nhiều cho xơ sợi xenlulo (bông, vixco…). Đó là các thuốc nhuộm
hoàn nguyên, lƣu hóa, hoạt tính và trực tiếp. Tiếp theo là các thuốc nhuộm cho xơ sợi
tổng hợp và len, tơ tằm, bao gồm: phân tán, bazơ (cation), axit [5].
1.1.2. Cấu tạo chung tạo nên màu sắc của thuốc nhuộm
Theo quan điểm của Butlervo và Alektsev O. Witt năm 1876 thì hợp chất hữu cơ
mang màu là do trong phân tử của chúng có chứa những nhóm mang màu, đó là những
nhóm nguyên tử chƣa bão hòa hóa trị. Những nhóm mang màu quan trọng là:
CH=CH

nhóm etylen
7


N=N

nhóm azo

CH=N

nhóm azo metyl

N=O nhóm nitrozo
NO2nhóm nitro
Ngoài những nhóm mang màu thì để màu sắc sâu hơn thì cần có nhóm trợ màu: OH, -NH2, -N (CH3)2 [5].
Cơ chế khử màu thuốc nhuộm????Nhƣ vậy để có thể khử đƣợc màu của thuốc
nhuộm có trong nƣớc thải thì các tác nhân xử lý phải tấn công phá hủy ho c làm thay
đổi cấu trúc của các nhóm màu.

Formatted: English (U.S.)

HIỆN TRẠNG VÀ Đ C T NH CỦA NƢỚC THẢI DỆT NHUỘM
1.2.1. Hiện trạng

nhi m nước thải dệt nhuộm

iệt Nam

Ngành dệt nhuộm thải ra môi trƣờng một lƣợng nƣớc thải lớn và khó xử lý, thành
phần nƣớc thải rất đa dạng: một số các kim loại n ng tồn tại trong phẩm nhuộm, các
hóa chất phụ trợ nguy hại, nƣớc thải ở công đoạn nhuộm và xử lý hoàn tất chứa màu do
trogn quá trình nhuộm chỉ có một phần màu đƣợc lƣu lại trên vải, phần màu dƣ còn lại
(chiếm từ 1 ÷50%) đƣợc thải ra cùng dòng thải. Các hóa chất này thƣờng là những hợp
chất rất bền trong môi trƣờng tự nhiênđều đƣợc thải vào dòng thải[6].
Bảng 1.2.13. Nguồn phát sinh các chất

Nguồn phát sinh

Thông số chất ô
nhiễm
Kiềm pH
Axit pH
Màu
Kim loại n ng
Hydrocacbon chứa
halogen

nhi m trong nước thải dệt nhuộm.
Formatted: Space Before: 8 pt, Line spacing:
Multiple 1.15 li

Nhuộm bằng các loại thuốc nhuộm hoạt tính, thuốc
nhuộm hoàn nguyên không tan, thuốc nhuộm sunphua.
Nhuộm bằng thuốc nhuộm axit và thuốc nhuộm phân
tán.
Thuốc nhuộm hoạt tính và thuốc nhuộm sunphua.

Formatted: Space Before: 8 pt, Line spacing:
Multiple 1.15 li

Thuốc nhuộm phức chất kim loại và pigment.

Formatted: Space Before: 8 pt, Line spacing:
Multiple 1.15 li

Chất tẩy rửa, chất khử nhờn, chất tải, tẩy trắng clo.

Formatted: Space Before: 8 pt, Line spacing:
Multiple 1.15 li

8

Formatted: Space Before: 8 pt, Line spacing:
Multiple 1.15 li
Formatted: Space Before: 8 pt, Line spacing:
Multiple 1.15 li


Dầu khoáng

Làm hồ in, chất khử và chống tạo bọt.

Formatted: Space Before: 8 pt, Line spacing:
Multiple 1.15 li

Các chất tạo phức.

Formatted: Space Before: 8 pt, Line spacing:
Multiple 1.15 li

Thuốc nhuộm hoạt tính.

Formatted: Space Before: 8 pt, Line spacing:
Multiple 1.15 li

Photpho
Muối trung tính

Thêm vào đó, trong thành phần nƣớc thải chứa hàm lƣợng chất hoạt động bề m t
đôi khi khá cao lên 10÷12 mg/l, khi thải vào nguồn nƣớc nhƣ sông, kênh rạch, tạo
màng nổi trên bề m t, ngăn cản sự khuếch tán của oxy vào môi trƣờng gây nguy hại
cho hoạt động sống của thuỷ sinh vật, m t khác một số hoá chất khác có chứa kim
loạin ng nhƣ crom, nhân thơm benzen, các phần chứa độc tố không những có thể tiêu
diệt thủy sinh vật mà còn gây hại trực tiếp đến dân cƣ ở khu vực lân cận.
Điều quan trọng nữa đó là do độ màu của nƣớc thải quá cao, việc xả liên tục vào
nguồn nƣớc đã làm cho độ màu tăng dần, dẫn đến hiện trạng nguồn nƣớc bị vẩn đục
gây mất mỹ quan, ngăn cản sự khuếch tán của ánh sáng vào nƣớc ảnh hƣởng trực tiếp
đến khu hệ sinh vật trong thuỷ vực.
Các nhà nghiên cứu đã kết luận rằng các độc chất tồn tại trong nƣớc thải nhuộm là
những chất có thể gây tử vong, gây ung thƣ và biến đổi gen đối với loài thủy sinh và

động vật có vú. Đồng thời các màu nhuộm và những chất có trong dòng thải nhuộm
ảnh hƣởng đến khả năng hoạt động của các vi sinh vật (VSV) kỵ khí và hiếu khí trong
hệ thống xử lý nƣớc thải [6].
Bảng 1.3 4.Các phân lớp chấtmàu đi vào dòng thải:
Lớp màu nhuộm

Loại vải

Tỷ lệ trong vải

Tỷ lệ trong nƣớc thải

Hoạt tính

Bông, visco

50 ÷90%

10 ÷50%

Phân tán

Polyester, nilon,

~ 90%

~ 10%

Bông, visco

~ 95%

~ 5%

Acrylic, lụa

~ 98%

~ 2%

acetat
Hoàn nguyên không
tan
Cation

9


Axit

Len, lụa

95 ÷98%

2 ÷5%

Từ bảng trên ta thấy rõ chất màu hoạt tính có độ bắt màu trong vải thấp nhất, do
vậy, chúng tồn dƣ trong môi trƣờng nhiều nhất[23].
c tính của nước thải dệt nhuộm

1.2.2.

Mỗi công đoạn của công nghệ dệt nhuộm đều có các dạng nƣớc thải đ c trƣng và
của chúng, các chất ô nhiễm đ c trƣng đƣợc liệt kê trong bảng 1.4 5 - 1.78.
Bảng g1.45. Các c ng đoạn gây

nhi m và đ c tính nước thải [11]

Công đoạn Chất ô nhiễm trong nƣớc thải

Đặc tính của nƣớc thải

Hồ sợi,

Tinh bột, glucozo, carboxy

BOD cao

giũ hồ

metyl xelulozo, polyvinyl

(34-50% tổng sản lƣợng BOD).

alcol, nhựa, chất béo và sáp.
Nấu, tẩy

NaOH, chất sáp và dầu mỡ,

Độ kiềm cao, màu tối, BOD

tro, soda, silicat natri và xo sợi

cao (30% tổng BOD).

vụn.
Tẩy trắng

Hipoclorit, hợp chất chứa clo,

Độ kiềm cao, chiếm 5%BOD.

NaOH, AOX, axit…
Làm bong

NaOH, tạp chất.

Độ kiềm cao, BOD thấp
(dƣới 1% tổng BOD).

Nhuộm

Các loại thuốc nhuộm,

Độ màu rất cao, BOD khá cao

axitaxetic và các muối kim

(6% tổng BOD), TS cao.

loại.
In
Hoàn thiện

Bảng1.56.

Chất màu, tinh bột, dầu, đất

Độ màu cao, BOD cao

sét, muối kim loại,axit…

và dầu mỡ.

Vệt tinh bột, mỡ động vật,

Kiềm nhẹ, BOD thấp,

muối.

lƣợng nhỏ.

c tính nước thải của một số xí nghiệp Dệt nhuộm
10

iệt Nam [11]

Formatted: Space After: 10 pt

Đặc tính sản

Đơn vị

phẩm

Hàng bông

Hàng pha

dệt thoi

dệt kim

m3/tấn vải

Nƣớc thải
pH

Dệt len

Sợi

394

264

114

236

8-11

9-10

9

9-11

TS

mg/l

400-1000

950-1380

420

800-1300

BOD5

mg/l

70-135

90-220

120-130

90-130

COD

mg/l

150-380

230-500

400-450

210-230

Độ màu

Pt-Co

350-600

250-500

260-300

Bảng1.67. Tính chất nước thải của các nhà máy Dệt nhuộm
Độ màu COD

BOD

SS

SO42-

PO43- KLN

Tên nhà

Q

máy

(m3/t)

Thành
Công
Thắng
lợi
Phong
Phú
Việt Thái

6500

9,2

1160

280

651

98

298

0,25

5000

5,6

1250

350

630

95

76

1,31

3600

7,5

510

180

480

45

1,68

Vết

4800 10,1

969

250

506

145

0,4

260

130

230

32

Gia Định 1300

pH

TP. Hồ Chí Minh [10]

(Pt-Co) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l)

7,2

Bảng1.78. Tính chất nước thải của các nhà máy Dệt nhuộm
Tên nhà máy

BOD
(mg/l)

COD
(mg/l)

Công ty Dệt 8/3 70 – 135 15 – 380

TS

pH

0,4

Hà Nội [11]

Độ màu

(Pt -Co)

Q
(m3/t)

400 – 1000 8 – 11

350 - 600

394

Công ty dệt Hà
90 – 120 230 – 500 950 – 1000 9 – 10
Nội

250 – 500

264

11


Nhà máy chỉ
90 – 180 210 – 320 805 – 1330 9 – 11
khâu
Hà Nội
Công ty dệt
279 – 432 549 – 773 1599 – 1800 9 – 10
Minh Khai
Công ty dệt Kim

120 – 400 570–1200 800 – 1100 9 – 11
Đông Xuân
Công ty dệt len
Mùa đông

115 – 132 400 – 450

Công ty dệt Kim
Thăng Long

132

443

236

230 – 310

143,5

1600

280

420

8 – 11

350 – 700

114

496

8 - 12

168

199
Formatted: Space Before: 10 pt

Bảng 1.2.79. Số lượng hóa chất, thuốc nhuộm sử dụng của các xí nghiệp dệt nhuộm
[12]
STT

Tên công ty

Khu vực

H a chất thuốc nhuộm (tấn n m)
Cotton

Polyester

1

Dệt Hà Nội

Hà Nội

4000

5200

1900

2

Dệt Huế

Miền Trung

1500

2500

200

3

Dệt Nha Trang

4500

4500

100

4

Dệt Phong Ph

Tp. HCM

3600

1400

465

5

Dệt Thành Công

Tp. HCM

1500

2000

-Thuốc nhuộm: 90
-Hóa chất cơ bản:
2000
-Chất trợ: 600

6

Dệt Thắng Lợi

Tp. HCM

2200

5000

7

Dệt Việt Thắng

Tp. HCM

2400

1200

8

Dệt Phƣớc Long

Tp. HCM

1200

12

2400


Ô nhiễm nƣớc thải dệt nhuộm đang ngày càng trở nên nhức nhối với các cơ sở Dệt
nhuộm, đ c biệt là màu trong nƣớc thải.Vì vậy nên cần phải có một phƣơng pháp có

thể khử màu trong nƣớc thải loại này.
MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THẢI DỆT NHUỘM HIỆN NAY
Một số phƣơng pháp xử lý hiện nay
1.3.1.1 Phương pháp hóa lý
Các phƣơng pháp hóa lý đơn thuần có đ c điểm chung là chuyển 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 phƣơng pháp hóa lý có nhƣợc điểm chung là không xử lý triệt để
chất màu để chuyển chúng thành các chất không gây ô nhiễm ho c các chất dễ phân
hủy sinh học hơn.
Phƣơng pháp keo tụ
Đây là phƣơng pháp thông dụng để xử lý màu thuốc nhuộm. Trong phƣơng pháp
này ngƣời ta dùng phèn nhôm hày phèn sắt cùng với sữa vôi nhƣ sunfat sắt, sunfat
nhôm hay hỗn hợp của hai loại phèn này và hydroxyt canxi Ca(OH) 2 để khử màu. Về
nguyên lý, khi dùng phèn nhôm hay sắt sẽ tạp thành các bông hydroxyt nhôm hay
hydroxyt sắt III. Các chất màu sẽ bị hấp phụ vào các bông c n này và lắng xuống tạo
bùn của quá trình đông keo tụ. Phƣơng pháp này có hiệu suất khử màu cao đối với
thuốc nhuộm phân tán.Nếu dùng sunfat sắt II thì hiệu quả đạt tốt nhất ở độ pH = 10,
ngƣời ta có thể dùng Ca(OH)2 để điều chỉnh pH. Hàm lƣợng muối sunfat sắt II đƣa vào
từ 50 đến 100 g/ 1m3 nƣớc và 250g Ca(OH)2 cho 1m3 nƣớc thải cần xử lý. Còn nếu
dùng sunfat nhôm thì có tính axit yếu ở pH = 5 – 6.
Bên cạnh phƣơng pháp keo tụ hóa học, phƣơng pháp keo tụ điện hóa đƣợc ứng
dụng để khử màu ở quy mô công nghiệp. Nguyên lý của phuơng pháp bày là trong thiết
bị keo tụ có các điện cực, ở giữa các điện cực dòng điện một chiều làm tăng quá trình
kết bám tạo các c n bông dễ lắng. Ngƣời ta sử dụng phƣơng pháp này kết hợp với
phèn nhôm và phèn sắt để khử mày của thuốc nhuộm của hoàn nguyên, hoạt tính, phân
tán.
13


Phƣơng pháp hấp phụ

Phƣơng pháp hấp phụ có khả năng dùng để xử ký các chất không có khả năng
phân hủy sinh học và các chất hữu cơ không ho c khó xử lý bằng phƣơng pháp sinh
học. Phƣơng pháp này đƣợc dùng để khử màu nƣớc thải chứa thuốc nhuộm hòa tan và
thuốc nhuộm hoạt tính. Cơ sở của quá trình là hấp phụ chất tan lên bề m t chất rắn
(chất hấp phụ). Các chất hấp phụ thƣờng là than hoạt tính, than nâu, đất sét, cacbonat,
Mg, trong đó than hoạt tính là chất có bề m t riêng lớn 400 đến 1500 m2/g. Nhu cầu
lƣợng than họat tính để xử lý nƣớc thải có màu rất lhác nhau, cần phải kiểm tra lƣợng
sử dụng sao cho kinh tế nhất, trong đó cần phải tính đến sự tổn thất cho quá trình hoạt
hóa nhiệt cho than từ 5 đến 10%. Chẳng hạn, khi thí nghiệm cho nhu cầu than là 0,5
kg/1m3 nƣớc thải, nhƣ vậy phải tính thêm sự tổn thất là 0,025 đến 0,05 kg/1m3 nƣớc
thải.
Phƣơng pháp lọc
Các kỹ thuật lọc thông thƣờng là quá trình tách chất rắn ra khỏi nƣớc khi cho nƣớc
đi qua vật liệu lọc có thể giữ c n và cho nƣớc đi qua. Các kỹ thuật lọc thông thƣờng
không xử lý đƣợc các tạp chất tan nói chung và thuốc nhuộm nói riêng.
Kỹ thuật lọc màng xử lý màu thuốc nhuộm đã bắt đầu từ thập niên 1970, với các
loại màng siêu lọc (ultrafiltration), màng vi lọc (microfiltration) và thẩm thấu ngƣợc
Tuy vậy, các nghiên cứu lọc nano trong ngành này chỉ mới bắt đầu thực hiện từ những
năm 1990, nhằm loại bỏ một số ion và các hợp chất hữu cơ trong thuốc nhuộm. Hiệu
suất lọc màu của màng lọc nano 93% và tƣơng đối ổn định và không phụ thuộc vào
nhiệt độ.
Ngoài ra ngƣời ta còn sử dụng các phƣơng pháp lọc màng nhƣ vi lọc và siêu lọc
với các áp suất chênh lệch từ hai phía của màng và kích thƣớc màng bán thấm khác
nhau. Tuy vậy, kỹ thuật này thƣờng có chi phí màng lọc cao.
1.3.1.2 Phương pháp hóa học
Do cấu trúc của thuốc nhuộm bền trong không khí nên trong khử màu thuốc
nhuộm bằng phƣơng pháp hóa học phải dùng các chất oxy hóa mạnh. Ngƣời ta thƣờng
sử dụng Clo, peoxit, điện phân hay ozon để khử màu thuốc nhuộm.
14

- Sử dụng Clo: Dùng khí Clo là phƣơng pháp kinh tế nhất để xử lí nƣớc thải dệt
nhuộm. Xử lí vi sinh tiếp theo sẽ làm giảm đáng kể tải lƣợng COD và độ độc. Khi clo
tác dụng với nƣớc thải xảy ra phản ứng:
Cl2 + H2O = HOCl + HCl
HOCl = H+ + OClTổng clo, HOCl và OCl- đƣợc gọi là clo tự do hay clo hoạt tính.
- Sử dụng Peoxit: Xử lí nƣớc thải dệt nhuộm bằng H2O2 (hydropeoxit) trong môi
trƣờng axit với xúc tác muối Fe(II) thì gốc hydroxyl (OH-) trung gian đƣợc tạo ra có
thể oxy hóa cao hơn cả ozon. Các sản phẩm cuối cùng là nƣớc và oxy vô hại đối với
môi trƣờng. Để hoàn thành phản ứng, trung hòa nƣớc thải bằng xút hay vôi tôi, kết tủa
tạo thành đƣợc tách ra trong bể lắng.
- Điện phân: Nƣớc thải dệt nhuộm sau khi đƣợc đƣa vào 1 – 30 g/l muối NaCl
cho chảy vào bình điện phân, sử dụng dòng điện một chiều dẫn đến hình thành các tác
nhân oxy hóa nhƣ ozon, natrihypoclorit, clodioxit và gốc hydroxyl. Những chất này
khử màu nƣớc thải và tác động lên các chất trong nƣớc thải, biến chúng thành CO2 và
H2O. Tuy nhiên, quá trình này cũng tạo ra các hợp chất clo hữu cơ trong các phản ứng
phụ.
- Sử dụng Ozon: Sử dụng khí Ozon để xử lý nƣớc thải là một trong những
phƣong pháp hiện đại nhƣng đòi hỏi chi phí kỹ thuật và giá thành cao. Hiện tại phƣơng
pháp này chƣa đựơc sử dụng nhiều nhƣ các phƣơng pháp khác.
1.3.1.3. Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học
Sử dụng vi sinh vật
Phƣơng pháp này dựa trên cơ sở hoạt động phân hủy chất hữu cơ có trong nƣớc
thải của các vi sinh vật. Các vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ và một số chất khoáng làm
nguồn dinh dƣỡng và tạo năng lƣợng. Trong quá trình phát triển, chúng nhận các chất
dinh dƣỡng để xây dựng tế bào, sinh trƣởng và sinh sản. Phƣơng pháp này đƣợc sử
dụng để xử lý hoàn toàn các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học trong nƣớc
thải. Công trình xử lý sinh học thƣờng đƣợc đ t sau khi nƣớc thải đã qua xử lý sơ bộ
qua các công trình xử lý cơ học, hóa học, hóa lý.
15